JP3735226B2 - Wife formwork device for tunnel excavator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル掘削機の妻型枠装置に係り、特に、ECL(Excluded Concrete Lining)による覆工方法を採用したトンネル掘削機の妻型枠装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
前記覆工方法を採用したトンネル掘削機として、泥水式シールド掘削機が良く知られている。これは、外形円筒状のシールド掘削機本体の前面部に設けたカッタヘッドで地盤を掘削しつつ、掘進されたトンネルの周壁を所定の間隔を空けて内型枠によって覆い、この内型枠と前記周壁との間に鉄筋を配置するなどして、直打ち(場所打ち)でコンクリートを打設し、その養生・硬化を待って覆工を行うものである。
【0003】
そして、前述したような泥水式シールド掘削機では、前記トンネルの周壁と内型枠との空間を閉塞するためのリング状の妻型枠(装置)が設けられ、該妻型枠を通して前記コンクリートが打設されると共に、妻型枠ジャッキの伸縮により前記空間内を前後方向(トンネルの長手方向)へ摺動可能になっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述した覆工方法において、妻型枠の外周面には掘削機本体のスキンプレート内周面に摺(弾)接して当該部位の止水(シール)を行う妻型枠シールが嵌装される。
【0005】
従来、この妻型枠シールにリング状のゴムシールを用い、縮径状態(自由状態)で組み付けた後、ボルトで締めることで縦に変形させて(拡径させて)所定のシール機能を得ていた。
【0006】
そのため、ボルトで締める作業が面倒であると共に、ゴムと鉄製のスキンプレートとの摺動摩擦が大きく妻型枠の円滑な作動が損なわれるという問題点があった。また、スキンプレートの製作誤差による周長の変化や掘進時のスキンプレートの変形に十分追従することが出来ず、シール性が低下するという不具合もあった。
【0007】
本発明は、前述した実情に鑑み提案されたもので、妻型枠における外周シールの組付性やシール性の向上が図れるトンネル掘削機の妻型枠装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明のトンネル掘削機の妻型枠装置は、掘進されたトンネルの周壁を所定の間隔を空けて内型枠によって覆い、この内型枠と前記周壁との空間をリング状の妻型枠で閉塞し、この妻型枠を通して前記空間内に直打ちでコンクリートを打設するようにしたトンネル掘削機において、前記妻型枠の外周面にリング状溝を形成し、このリング状溝に溝深さ方向へ移動可能に外周シールを嵌合すると共に、この外周シールを常に外方へ押上・付勢する流体付勢手段を溝底部に配設し、かつ前記外周シールは、円周方向へ複数分割された硬質の合成樹脂材間に薄板状のゴムパッキンを介装してなることを特徴とする。
【0009】
また、前記合成樹脂材は、台形状に複数分割され、互いのテーパ面が合致するように円周方向へ互い違いに配置されることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトンネル掘削機の妻型枠装置を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【0011】
[実施例]
[構成]
図1は本発明の一実施例を示す、妻型枠装置の要部断面図、図2は同じく妻型枠装置の平面図、図3は同じくECLを採用した泥水式シールド掘削機の側断面図、図4は同じく切刃側から見た妻型枠装置の全体配置図、図5は同じくテール側から見た妻型枠装置の全体配置図、図6は同じく妻型枠装置の全体側断面図である。
【0012】
図3に示すように、掘削機本体1の円筒状スキンプレート1a前側の隔壁(バルクヘッド)2には、カッタヘッド3が、中間支持方式により回転自在に装着される。カッタヘッド3の前面部には図示しない多数のカッタビットが装着されると共に外周部には適当数のコピーカッタ4がジャッキ5を介して伸縮(出没)可能に装着される。そして、カッタヘッド3の後部にはリングギア6が固定される。
【0013】
前記隔壁2には、カッタヘッド駆動手段としてのカッタ旋回モータ7が取り付けられ、このカッタ旋回モータ7の駆動ギア8が前記リングギア6に噛み合っている。従って、カッタ旋回モータ7を稼働して駆動ギア8を回転駆動すると、リングギア6を介してカッタヘッド3が回転される。
【0014】
前記カッタヘッド3と隔壁2とで画成されたチャンバ室10内には、適当数のアジテータ11が臨設され、それぞれ電動モータ12により旋回可能となっている。また、前記チャンバ室10内には、トンネル後方の送,排泥装置に接続・配管された送泥管13及び排泥管14の出口部及び入口部がそれぞれ開口されている。
【0015】
前記スキンプレート1a後側のリング状補強部15には、シールドジャッキ16が円周方向へ所定間隔離間して多数本配設されると共に、妻型枠ジャッキ17が複数本(図4中では、左右対称な24本)配設される。これら妻型枠ジャッキ17のピストンロッド先端は、図4及び図5に示すように、内型枠19とスキンプレート1aとの空間内に配置された後述の妻型枠18にピン結合される。
【0016】
また、前記リング状補強部15には支持部材20が組み付けられ、この支持部材20上に前記内型枠19を組み立てるエレクタ21と組み立てた内型枠19の真円(形状)保持を行う形状保持装置22が装備される。尚、図3中23は内型枠19のフィーダ装置、24は脱型装置、40はコンクリート打設用の配管である。
【0017】
前記妻型枠18は、図6に示すように、前記スキンプレート1a(トンネルの周壁)と内型枠19との空間を閉塞するためのリング状部材であり、その外周面にはスキンプレート1aの内周面に摺(弾)接して当該部位の止水(シール)を行う外周シール25が嵌装される。
【0018】
また、妻型枠18の内周面には内型枠19の外周面と摺(弾)接して当該部位の止水(シール)を行う板状パッキンとしてのステンレスパッキン26が装着され、パッキン押上げ装置としてのステンレスパッキン押上げ装置27(図4の左右対称に配置された12本のステンレスパッキン押上げジャッキ28参照)により必要時にステンレスパッキン26の先端側半部が押し上げられるようになっている。
【0019】
また、妻型枠18には、コンクリート打設口29(図4及び図5の等間隔に配置された16箇所参照)がその内部を貫通して穿設されると共に、硬化したコンクリートの打ち継ぎ面に水膨張シール30を押し出す水膨張シール押出し装置31(図5の左右対称に配置された12本の水膨張シール押出しジャッキ32参照)及び妻型枠18の先端面に付着したデッドコンクリートを押し出す(剥離する)デッドコンクリート押出し装置33(図5の左右対称に配置された16本のデッドコンクリート押出しジャッキ34参照)がそれぞれ内蔵される。
【0020】
前記外周シール25は、図1及び図2に示すように、前記妻型枠18の外周面に同妻型枠18のフランジ部18aと当て板35とで形成(画成)されたリング状溝36に溝深さ方向へ移動可能に嵌合される。そして、リング状溝36の底部には前記外周シール25を常に外方へ押上・付勢する流体付勢手段37が配設される。
【0021】
前記外周シール25は、円周方向へ複数(例えば24)分割された硬質のナイロン樹脂材25a間に薄板状のゴムパッキン25bを介装してなる。また、前記各合成樹脂材25aは、台形状にそれぞれ形成され、互いのテーパ面が合致するように円周方向へ互い違いに配置される。
【0022】
前記流体付勢手段37は、エアー(又は油等)の給,排で伸縮可能な密閉されたゴムパッキン37aと、このゴムパッキン37aの内部(内側)と図示しないエアーコンプレッサ等のエアー供給源とを結ぶべく妻型枠18の内部に穿設されたエアー通路37bとを有する。
【0023】
[作用・効果]
このように構成されるため、カッタ旋回モータ7を稼働させてカッタヘッド3を回転させると共にチャンバ室10内に送泥管13より泥水を送りつつシールドジャッキ16を伸ばして掘削機本体1を推進(前進)させると、カッタヘッド3に装着された多数のカッタビット(及びコピーカッタ4)が前方の地盤を掘削する。掘削された土砂はチャンバ室10から排泥管14によって外部に排出される。
【0024】
この際、掘削機本体1の推進反力は、シールドジャッキ16のピストンロッド先端が当接する内型枠19と既に打設されて養生・硬化したコンクリートCとの摩擦力が受け持つ。また、この掘進に伴い、内型枠19は脱型装置24及びフィーダ装置23によりその最後位置のピースが順に打って返しで最前位置に組み立てられる。
【0025】
ところで、前記掘進に先立って、スキンプレート1aと内型枠19との空間に前記妻型枠18を挿入・組み付ける際は、ゴムパッキン37aの内部へのエアーの供給は行わない。
【0026】
これにより、ゴムパッキン37aは収縮状態にあり、外周シール25はそのゴムパッキン25bを細めてリング状溝36に深く嵌合した状態で容易に組み付けられる。
【0027】
この結果、妻型枠18は、その外周面とスキンプレート1aの内周面との間に所定のクリアランスを確保でき、前記空間内に迅速かつ円滑に挿入・組み付けられる。
【0028】
一方、妻型枠18の挿入・組付け後は、前記ゴムパッキン37aの内部にエアー通路37bを介して図示しないエアー供給源からエアーを供給する。
【0029】
これにより、ゴムパッキン37aは伸長・膨らみ、外周シール25全体を常に外方へ押上・付勢し、外周シール25の外周面をスキンプレート1aの内周面へ弾接させる。
【0030】
この結果、十分なシール機能が得られると共に、硬質のナイロン樹脂材25aとスキンプレート1aとの摩擦が小さいので、妻型枠18の円滑な作動が期待できる。尚、この際、硬質のナイロン樹脂材25aは伸縮性がないため、スキンプレート1aの内周面へ全周に亙って連続して弾接することは期待できないが、その分薄板状のゴムパッキン25bがナイロン樹脂材25a間の間隙の増大に伴い周方向へ膨らむことから、シール性は十分保持される。換言すれば、スキンプレート1aの周長の変化に十分追従することができるのである。
【0031】
また、硬質のナイロン樹脂材25aは複数分割されているため、掘進時のスキンプレート1aの部分的な変形にも容易に追従することもできる。さらに、各ナイロン樹脂材25aは台形状にそれぞれ分割形成され、互いのテーパ面が合致するように円周方向へ互い違いに配置されるので、真っ直ぐに分割形成された場合に比較して、その部分的な交換作業が機内側から容易に行える。
【0032】
尚、本実施例では、本発明のトンネル掘削機を泥水式シールド掘削機として説明したが、土圧式シールド掘削機に適用しても良く、また岩盤を掘削するトンネルボーリングマシンに適用することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、材質を特定しないリング状の外周シールを単に流体付勢手段で押上・付勢する構成にするとか、ナイロン樹脂材25aを真っ直ぐに分割形成するとか各種変更が可能であることはいうまでもない。
【0033】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項1に係るトンネル掘削機の妻型枠装置は、掘進されたトンネルの周壁を所定の間隔を空けて内型枠によって覆い、この内型枠と前記周壁との空間をリング状の妻型枠で閉塞し、この妻型枠を通して前記空間内に直打ちでコンクリートを打設するようにしたトンネル掘削機において、前記妻型枠の外周面にリング状溝を形成し、このリング状溝に溝深さ方向へ移動可能に外周シールを嵌合すると共に、この外周シールを常に外方へ押上・付勢する流体付勢手段を溝底部に配設し、かつ前記外周シールは、円周方向へ複数分割された硬質の合成樹脂材間に薄板状のゴムパッキンを介装してなるので、外周シールの組付性が向上すると共に、外周シールの追従性向上によりシール性の向上が図れる。また、外周シールは、円周方向へ複数分割された硬質の合成樹脂材間に薄板状のゴムパッキンを介装してなるので、硬質の合成樹脂材によるスキンプレート等との摩擦の低減により妻型枠の円滑な作動が期待できると共に、伸縮性のあるゴムパッキンの介在によりスキンプレート等の周長の変化に十分追従することができ、さらには、ナイロン樹脂材は複数分割されているため、掘進時のスキンプレート等の部分的な変形にも容易に追従することもできる。
【0034】
本発明の請求項2に係るトンネル掘削機の妻型枠装置は、前記合成樹脂材は、台形状に複数分割され、互いのテーパ面が合致するように円周方向へ互い違いに配置されることを特徴とするので、真っ直ぐに分割形成された場合に比較して、その部分的な交換作業が機内側から容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す、妻型枠装置の要部断面図である。
【図2】 同じく妻型枠装置の平面図である。
【図3】 同じくECLを採用した泥水式シールド掘削機の側断面図である。
【図4】 同じく切刃側から見た妻型枠装置の全体配置図である。
【図5】 同じくテール側から見た妻型枠装置の全体配置図である。
【図6】 同じく妻型枠装置の全体側断面図である。
【符号の説明】
1 掘削機本体
1a スキンプレート
2 隔壁
3 カッタヘッド
4 コピーカッタ
5 ジャッキ
6 リングギア
7 カッタ旋回モータ
8 駆動ギア
10 チャンバ室
11 アジテータ
12 電動モータ
13 送泥管
14 排泥管
15 リング状補強部
16 シールドジャッキ
17 妻型枠ジャッキ
18 妻型枠
19 内型枠
20 支持部材
21 エレクタ
22 形状保持部材
23 フィーダ装置
24 脱型装置
25 外周シール
25a 合成樹脂材
25b ゴムパッキン
26 ステンレスパッキン
27 ステンレスパッキン押上げ装置
28 ステンレスパッキン押上げジャッキ
29 コンクリート打設口
30 水膨張シール
31 水膨張シール押出し装置
32 水膨張シール押出しジャッキ
33 デッドコンクリート押出し装置
34 デッドコンクリート押出しジャッキ
35 当て板
36 リング状溝
37 流体付勢手段
37a ゴムパッキン
37b エアー通路
40 コンクリート打設用配管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wife formwork apparatus for a tunnel excavator, and more particularly to a wife formwork apparatus for a tunnel excavator that employs a lining method using ECL (Excluded Concrete Lining).
[0002]
[Prior art]
As a tunnel excavator employing the lining method, a muddy shield excavator is well known. This is to excavate the ground with a cutter head provided in the front part of the outer cylindrical shield excavator body, while covering the peripheral wall of the tunnel tunneled with an inner mold frame at a predetermined interval. Concrete is placed by direct striking (place-in-place), for example, by placing a reinforcing bar between the peripheral wall, and lining is performed after curing and hardening.
[0003]
In the muddy water type shield excavator as described above, a ring-shaped wife mold (device) for closing the space between the peripheral wall of the tunnel and the inner mold is provided, and the concrete is passed through the wife mold. In addition to being cast, it is slidable in the space in the front-rear direction (longitudinal direction of the tunnel) by expansion and contraction of the end form jack.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described lining method, the end form frame seal is fitted on the outer peripheral surface of the end form frame so as to be in sliding contact with the inner peripheral surface of the skin plate of the excavator body so as to stop (seal) the portion concerned. Is done.
[0005]
Conventionally, a ring-shaped rubber seal has been used for this end form frame seal, assembled in a reduced diameter state (free state), and then vertically deformed (expanded) by tightening with a bolt to obtain a predetermined sealing function. It was.
[0006]
As a result, the work of tightening with bolts is troublesome, and there is a problem that the sliding friction between the rubber and the iron skin plate is large, and the smooth operation of the wife formwork is impaired. In addition, there is a problem in that the sealing performance is deteriorated because it is not possible to sufficiently follow the change in the circumference due to the manufacturing error of the skin plate and the deformation of the skin plate during the excavation.
[0007]
The present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a wife formwork apparatus for a tunnel excavator that can improve the assembling property and sealability of the outer periphery seal in the wife formwork.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, a tunnel form machine for a tunnel excavator according to the present invention covers an outer wall of a tunnel that has been dug with an inner form frame at a predetermined interval, and the space between the inner form frame and the peripheral wall is a ring. In a tunnel excavator that is closed with a concrete-shaped wife formwork and directly casts concrete into the space through the wife formwork, a ring-shaped groove is formed on the outer peripheral surface of the wife formwork, An outer peripheral seal is fitted to the ring-shaped groove so as to be movable in the groove depth direction, and fluid urging means for constantly pushing up and urging the outer peripheral seal outward is disposed at the groove bottom , and the outer peripheral seal is A thin rubber packing is interposed between hard synthetic resin materials divided into a plurality in the circumferential direction .
[0009]
In addition, the synthetic resin material is divided into a plurality of trapezoidal shapes, and is alternately arranged in the circumferential direction so that the taper surfaces thereof are matched.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a tunnel form machine for a tunnel excavator according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings by way of examples.
[0011]
[Example]
[Constitution]
1 is a cross-sectional view of a main part of a wife formwork apparatus, FIG. 2 is a plan view of the wife formwork apparatus, and FIG. 3 is a side cross section of a muddy water type shield excavator that also adopts ECL. FIG. 4 is an overall layout view of the wife formwork apparatus as seen from the cutting edge side, FIG. 5 is an overall view of the wife formwork apparatus as seen from the tail side, and FIG. 6 is an overall view of the wife formwork apparatus as well. It is sectional drawing.
[0012]
As shown in FIG. 3, a cutter head 3 is rotatably mounted on a partition wall (bulk head) 2 on the front side of the cylindrical skin plate 1a of the excavator body 1 by an intermediate support system. A number of cutter bits (not shown) are mounted on the front surface of the cutter head 3, and an appropriate number of copy cutters 4 are mounted on the outer periphery of the cutter head 3 via a
[0013]
A cutter turning motor 7 as a cutter head driving means is attached to the partition wall 2, and a
[0014]
An appropriate number of
[0015]
In the ring-shaped reinforcing
[0016]
Further, a
[0017]
As shown in FIG. 6, the
[0018]
Further, a
[0019]
Further, a concrete placement port 29 (see 16 places arranged at equal intervals in FIGS. 4 and 5) is drilled through the inside of the
[0020]
As shown in FIGS. 1 and 2, the outer
[0021]
The outer
[0022]
The fluid urging means 37 includes a sealed rubber packing 37a that can be expanded and contracted by supplying and discharging air (or oil), an inside (inside) of the rubber packing 37a, and an air supply source such as an air compressor (not shown). And an
[0023]
[Action / Effect]
Because of this construction, the cutter turning motor 7 is operated to rotate the cutter head 3 and the
[0024]
At this time, the propulsion reaction force of the excavator body 1 is borne by the frictional force between the
[0025]
Incidentally, prior to the excavation, when the
[0026]
Thereby, the rubber packing 37a is in a contracted state, and the outer
[0027]
As a result, the
[0028]
On the other hand, after the
[0029]
As a result, the rubber packing 37a expands and swells, and always pushes up and urges the entire outer
[0030]
As a result, a sufficient sealing function is obtained, and the friction between the hard nylon resin material 25a and the skin plate 1a is small, so that the smooth operation of the
[0031]
Moreover, since the hard nylon resin material 25a is divided into a plurality of parts, it can easily follow partial deformation of the skin plate 1a during digging. Furthermore, each nylon resin material 25a is divided and formed in a trapezoidal shape, and is alternately arranged in the circumferential direction so that the taper surfaces of the nylon resin materials 25a match each other. Replacement work can be easily performed from the inside of the machine.
[0032]
In this embodiment, the tunnel excavator of the present invention has been described as a muddy water type shield excavator. However, the tunnel excavator may be applied to an earth pressure type shield excavator, and may also be applied to a tunnel boring machine for excavating rock. . Other than that, the ring-shaped outer peripheral seal whose material is not specified is simply pushed up and biased by the fluid biasing means, or the nylon resin material 25a is straightly divided and formed without departing from the gist of the present invention. It goes without saying that changes are possible.
[0033]
【The invention's effect】
As described above in detail, the wife formwork apparatus of the tunnel excavator according to claim 1 of the present invention covers the peripheral wall of the tunnel excavated with the inner formwork at a predetermined interval, In a tunnel excavator in which the space with the peripheral wall is closed with a ring-shaped wife mold, and concrete is placed directly into the space through the wife mold, a ring is formed on the outer peripheral surface of the wife mold An annular seal is formed, and an outer periphery seal is fitted to the ring groove so as to be movable in the depth direction of the groove, and a fluid urging means for constantly pushing up and urging the outer periphery seal is disposed at the bottom of the groove. In addition, since the outer peripheral seal is formed by interposing a thin rubber packing between hard synthetic resin materials divided into a plurality of parts in the circumferential direction, the assembly of the outer peripheral seal is improved and the outer peripheral seal The sealing performance can be improved by improving the followability. Further, the outer peripheral seal is formed by interposing a thin rubber packing between hard synthetic resin materials divided into a plurality of parts in the circumferential direction, so that the friction between the hard synthetic resin material and the skin plate is reduced. Smooth operation of the mold can be expected, and it is possible to sufficiently follow changes in the circumferential length of the skin plate etc. by interposing the elastic rubber packing, and further, since the nylon resin material is divided into multiple parts, It is also possible to easily follow partial deformation of a skin plate or the like during excavation.
[0034]
According to a second aspect of the present invention, the synthetic resin material is divided into a plurality of trapezoidal shapes, and is alternately arranged in the circumferential direction so that the taper surfaces thereof coincide with each other. Therefore, the partial replacement work can be easily performed from the inside of the machine as compared with the case where it is divided and formed straight.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a wife formwork apparatus showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the wife formwork apparatus.
FIG. 3 is a side cross-sectional view of a muddy shield excavator that also employs ECL.
FIG. 4 is an overall layout view of the wife formwork apparatus as seen from the cutting edge side.
FIG. 5 is an overall layout view of the wife formwork apparatus as seen from the tail side.
FIG. 6 is an overall side cross-sectional view of the wife formwork apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excavator main body 1a Skin plate 2 Bulkhead 3 Cutter head 4
Claims (2)
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