JP3924294B2 - シールド機の推進補助装置およびシールド機の推進方法 - Google Patents

Description

本発明は、シールド機の推進補助装置およびシールド機の推進方法に関するものである。

シールドトンネルの施工において、シールド発進坑口には、エントランスパッキンと呼ばれる止水を目的とするパッキンが設置される。大深度・高水圧作用下で施工する場合や、シールドマシン外周に同時注入管などの突起物がある場合などには、このパッキンからの出水を防止するために、発進室と呼ぶ筒状体をシールド発進坑口に取り付け、筒状体の後部にさらにパッキンを設置して、二重に止水を図ることがある（例えば、特許文献１参照）。

特開昭６１−７２１９３号公報

シールド発進時、シールドマシンは、発進室の内部に設置されたレール等を用いて、発進室内の所定の位置を通過する。シールドマシン通過後には、発進室内にシールドセグメントが残るが、シールドマシンの外径よりもシールドセグメントの外径の方が小さいため、このシールドセグメントはレールに載らずに室内に浮いた状態となる。従来、発進室内に浮いた状態で残ったセグメントについて、特別な処置をしない場合や、発進室内に裏込め充填材を充填して浮きや動揺を解消する場合がある。

しかしながら、発進室に裏込め充填材を充填しない場合、シールドマシンの掘進時に作用するジャッキ推力によって、セグメントが動き、シールド掘進に支障が生じる可能性がある。発進室に裏込め充填材を充填する場合、充填材が発進坑口側に設置したエントランスパッキンを発進室側から押してしまうので、本来のエントランスパッキンの効果が期待できなくなってしまう。さらに、発進室解体の際に、裏込め充填材の撤去に多くの労力を要する。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、シールド機の通過後に、筒体内に残ったセグメントの動揺を防止できるシールド機の推進補助装置およびシールド機の推進方法を提供することにある。

前述した目的を達成するための第1の発明は、シールド機の後端部が通過した後、開口が設けられた筒体内側に折りたたんだ状態で周方向に所定の間隔を置いて設けられた袋体に、前記袋体に設けられ、前記開口内に挿入されたパイプを介して、前記筒体の外側から充填材を順次充填し、前記袋体を膨張させて、前記筒体内に配置された各セグメントに接触させ、前記セグメントを固定することを特徴とするシールド機の推進補助装置である。

筒体は、例えば、立坑の側壁の後方に設けられ、シールド機の発進室として用いられる。袋体は、折りたたんだ状態で筒体に設置される。筒体には開口が設けられ、開口内に、袋体に設けられたパイプが挿入される。袋体内には、パイプを介して、筒体の外側から流体が注入される。必要に応じて、立坑坑口付近に、筒体の内周面方向に第１のエントランスパッキンが、筒体の後端部付近の内側に、第２のエントランスパッキンが設けられる。

第１の発明では、シールド機の通過後、筒体内側に設けられた袋体の内部に裏込め充填材等の流体を注入して膨張させ、袋体を筒体内のセグメントに接触させることにより、セグメントの形状及び位置を保持する。

第２の発明は、立坑の側壁の後方に設けられた筒体内からシールド機を前進させる工程（ａ）と、前記シールド機の後端部の通過後に、開口が設けられた前記筒体の内側に折りたたんだ状態で周方向に所定の間隔を置いて設けられた袋体に、前記袋体に設けられ、前記開口内に挿入されたパイプを介して、前記筒体の外側から充填材を順次充填し、前記袋体を膨張させて各セグメントに接触させる工程（ｂ）と、を具備することを特徴とするシールド機の推進方法である。

立坑坑口付近には第１のエントランスパッキンが、筒体の後端部付近の内側には第２のエントランスパッキンが、必要に応じて設けられる。第１および第２のエントランスパッキンは、立坑内への水の流入を防ぐ。また、筒体に設けられた開口内には、袋体に設けられたパイプが挿入される。工程（ｂ）では、パイプを介して、筒体の外側から袋体内に裏込め充填材等の流体を注入する。

第２の発明では、立坑の側壁の後方に設けられた筒体内からシールド機を前進させる。そして、シールド機の後端部の通過後に、筒体の内側に設けられた袋体を膨張させてセグメントに接触させる。膨張した袋体は、筒体内のセグメントの形状及び位置を保持する。

本発明のシールド機の推進補助装置およびシールド機の推進方法によれば、シールド機の通過後に、筒体内に残ったセグメントの動揺を防止できる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、推進補助装置２のシールド軸方向の垂直断面図、図２は、推進補助装置２のシールド周方向の垂直断面図、図３は、注入袋９の折りたたんだ状態の斜視図を示す。図１は、図２のＢ−Ｂによる断面を示す図、図２は、図１のＡ−Ａによる断面を示す図である。

図１に示すように、推進補助装置２は、発進立坑内２３に設けられる。発進立坑の立坑側壁３の内側には、坑口コンクリート１６が設けられる。坑口コンクリート１６は、シールド機１の発進予定位置の周囲に、筒状に配置される。

図１、図２に示すように、推進補助装置２は、第１のエントランスパッキン１７、第２のエントランスパッキン１９、筒体１３、注入袋９等からなる。エントランスパッキン１７は、坑口コンクリート１６の内周面１４側に固定される。筒体１３は、坑口コンクリート１６の後端部の坑口１５付近に固定される。エントランスパッキン１９は、筒体１３の後端部の内周面１８側に固定される。

図３に示すように、注入袋９は、袋状の本体３７と、固定具３１と、パイプ２９からなる。注入袋９は、図３に示すような折りたたんだ状態で、固定具３１を用いて、筒体１３の内周面１８側に固定される。注入袋９は、図１、図２に示すように、シールド機１のスキンプレート７に触れないように設置される。

図２に示すように、筒体１３には開口３５が設けられ、開口３５に沿ってパイプ３３が設置される。注入袋９に設けられるパイプ２９の外径は、パイプ３３の内径より小さいものとする。パイプ２９は、開口３５のパイプ３３内に挿入され、パイプ２９とパイプ３３とは止水溶接される。図１、図２に示すように、注入袋９は、各仮組セグメント５に対して、周方向に所定の間隔をおいて設置するのが望ましい。

注入袋９は、内部に充填材２７（図４、図５）を充填した際に、充填材２７（図４、図５）が漏れないような材質とする。また、充填材２７（図４、図５）を充填した際に、仮組セグメント５と筒体１３との隙間を塞ぐことができる大きさとする。

シールド機１は、スキンプレート７、同時注入管２５等からなる。同時注入管２５は、スキンプレート７の上半部に、機体の軸方向に沿って設置される。スキンプレート７の内部およびスキンプレート７の後端部の後方には、スキンプレート７より外径が小さい仮組セグメント５が組み立てられる。仮組セグメント５の後端部には、反力受材２１が設けられる。シールド機１の下方には、シールド受材２２が設けられる。

筒体１３の内部は、シールド機１の発進室１１として用いられる。筒体１３の形状は、シールド機１の形状に合わせて決定される。例えば、図２に示すように、シールド機１の周方向断面が円形の場合、筒体１３は円筒状とする。

次に、シールド機１を発進室１１から推進させる方法について説明する。図４は、推進補助装置２を用いてシールド機１を発進室１１から発進させた状態を示す図、図５は、推進補助装置２を用いて仮組セグメント５の形状を保持している状態を示す図、図６は、充填材を充填した注入袋９の斜視図を示す。図４は、図５のＤ−Ｄによる断面図を、図５は、図４のＣ−Ｃによる断面図を示す。

図１に示す状態のシールド機１は、スキンプレート７内で仮組セグメント５を組み立てつつ発進室１１内を前進し、立坑側壁３を掘削し、さらに前進する。シールド機１が発進室１１内を前進し、立坑側壁３を通過した後は、エントランスパッキン１７およびエントランスパッキン１９が、坑口コンクリート１６や筒体１３とスキンプレート７との間からの止水性を保つ。

シールド機１のスキンプレート７の後端部が通過した後、図４、図５に示すように、筒体１３の内周面１８側に固定された注入袋９に充填材２７を順次充填する。充填材２７は、図５の矢印Ｅに示すように、筒体１３の外側から、パイプ２９を介して充填される。

充填材２７を充填した注入袋９は、図６に示すように膨張し、図４、図５に示すように、仮組セグメント５の外周面に接触する。膨張した注入袋９は、発進室１１内の仮組セグメント５の形状及び位置を保持し、シールド機１のジャッキ推力による仮組セグメント５の動揺を防ぐ。

このように、本実施の形態によれば、筒体１３の内周面１８に注入袋９を設け、注入袋９に充填材２７を充填し膨張させることにより、シールド機１の通過後に発進室１１内に残された仮組セグメント５の形状を保持し、位置を固定することができる。仮組セグメント５を固定することにより、シールド機１の掘進時の推力の反力を仮組セグメント５から確実に取って掘進の精度を確保することができ、施工の安全性が高まる。また、充填材２７の入った注入袋９を容易に回収できるため、推進補助装置２は容易に解体撤去が可能である。

なお、注入袋９の設置位置や設置数、形状は、図１から図６に示すものに限らない。注入袋９は、シールド機１の通過後に発進室１１内に残される仮組セグメント５の形状や位置を固定できるように、適切な箇所に設置される。また、筒体１３、シールド機１の断面は、円形でなくてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかるシールド機の推進補助装置およびシールド機の推進方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

推進補助装置２のシールド軸方向の垂直断面図 推進補助装置２のシールド周方向の垂直断面図 注入袋９の折りたたんだ状態の斜視図 推進補助装置２を用いてシールド機１を発進室１１から発進させた状態を示す図 推進補助装置２を用いて仮組セグメント５の形状を保持している状態を示す図 充填材を充填した注入袋９の斜視図

符号の説明

１………シールド機
２………推進補助装置
３………立坑側壁
５………仮組セグメント
７………スキンプレート
９………注入袋
１１………発進室
１３………筒体
１７、１９………エントランスパッキン
２５………同時注入管
２７………充填材
２９、３３………パイプ
３５………開口

Claims (2)

1. シールド機の後端部が通過した後、開口が設けられた筒体内側に折りたたんだ状態で周方向に所定の間隔を置いて設けられた袋体に、前記袋体に設けられ、前記開口内に挿入されたパイプを介して、前記筒体の外側から充填材を順次充填し、前記袋体を膨張させて、前記筒体内に配置された各セグメントに接触させ、前記セグメントを固定することを特徴とするシールド機の推進補助装置。
2. 立坑の側壁の後方に設けられた筒体内からシールド機を前進させる工程（ａ）と、
   前記シールド機の後端部の通過後に、開口が設けられた前記筒体の内側に折りたたんだ状態で周方向に所定の間隔を置いて設けられた袋体に、前記袋体に設けられ、前記開口内に挿入されたパイプを介して、前記筒体の外側から充填材を順次充填し、前記袋体を膨張させて各セグメントに接触させる工程（ｂ）と、
   を具備することを特徴とするシールド機の推進方法。

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