JP4392576B2

JP4392576B2 - トンネル施工方法

Info

Publication number: JP4392576B2
Application number: JP2000396502A
Authority: JP
Inventors: 博行川口; 利光阿曽; 真帆渡辺; 和夫宮沢; 晋一西村
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002194997A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＥＣＬ工法と称されるトンネル施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ＥＣＬ工法（Extruded Concrete Lining Method）は、シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせて内型枠を組み立て、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設することにより覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法である。
【０００３】
図７に従来一般のＥＣＬ工法の一例を示す。図中符号１はシールド掘削機であり、これはスキンプレート２の前部にカッター３を備え、覆工壁４を形成するための一連の内型枠５から反力を取ってシールド掘削機１全体を掘進させるための推進ジャッキ６を備えているものである。
【０００４】
上記の内型枠５は施工するべきトンネルの断面形状に対応して湾曲しかつシールド掘削機１の掘進ストロークに対応する長さの円筒分割体であって、これらを周方向および軸方向に多数連結して全体として円筒状に組み立て、その最前部に妻型枠７を取り付けることで覆工壁４を施工するための環状のコンクリート打設空間を形成するものである。
【０００５】
符号８は妻型枠を兼ねる加圧ピストンであり、これは加圧シリンダ９により打設空間に向けて押圧されるようになっているとともに、この加圧ピストン８にはコンクリート打設管１０が接続される打設口が設けられていて、加圧ピストン８により加圧状態を維持しつつコンクリート打設を行い得るようになっている。
【０００６】
上記のシールド掘削機１によるＥＣＬ工法では、シールド掘削機１の後方で１リング分の内型枠５を組み立て、打設管１０を通して加圧ピストン８から打設空間にコンクリートを打設し、加圧ピストン８によりコンクリートを加圧して打設圧を地下水圧よりも高く維持することで、止水性に優れた覆工壁４を形成することができる。そして、打設したコンクリートが硬化する以前に、一連の内型枠５から反力を取って推進ジャッキ６によりシールド掘削機１を掘進させ、その後方に新たな１リング分の内型枠５を組み立て、直ちに次のコンクリート打設を行うことで、前後のコンクリート全体が加圧ピストン８により一様に加圧されて確実に一体化し、これにより覆工壁４全体を実質的に連続的に形成することが可能であって打継面（コールドジョイント）が生じることがない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、トンネルの側面に開口部を設けるような場合には、上記のような単なる現場打ちコンクリートによる覆工壁４では十分な強度が確保できない場合もあるので、そのような場合には上記の覆工壁４を一次覆工としてさらに二次覆工を設けることで対処するようにしている。しかし、部分的にでも二次覆工を設けるようなことは施工が著しく煩雑となるし工期やコストの点でも好ましくなく、そのような場合に適用し得る有効は施工方法が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記事情に鑑み、請求項１の発明は、シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせて内型枠を組み立て、その内型枠内にコンクリートを打設することにより坑内面に覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工方法において、前記内型枠を組み立てる際にその内側に鋼製セグメントを組み立ててその鋼製セグメントを覆工壁中に埋設せしめ、前記鋼製セグメントを組み立てるに際しては、その鋼製セグメントを既に組み立てられている最前部の内型枠に対して支持せしめることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明のトンネル施工方法において、前記鋼製セグメントには、内型枠内に打設したコンクリートが通過し得る開口部を形成しておくことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図６を参照して本発明の実施形態を説明する。本実施形態のトンネル施工方法は図７に示した従来のシールド掘削機１をそのまま使用する従来のＥＣＬ工法を基本とするものであるが、覆工壁４の要所（たとえば開口部の設置位置等）に鋼製セグメント１１を埋設することでそこでの強度を高めるようにしたものである。
【００１２】
図３〜図５は本実施形態において採用する２種の鋼製セグメント１１（１１ａ、１１ｂ）を示す。図３は鋼製セグメント１１ａ、１１ｂの双方の外観図、図４は鋼製セグメント１１ａの断面図、図５は鋼製セグメント１１ｂの断面図であり、図４および図５における（ａ），（ｂ）はそれぞれ図３におけるａ−ａ矢視図、ｂ−ｂ矢視図である。これら鋼製セグメント１１は通常のシールド工法において採用されている汎用のセグメントと同様の円筒分割体の形態のもので、いずれも円弧状の周面１２の周囲に軸方向端面１３および周方向端面１４を一体に設けた中空箱状をなし、内部には補強横リブ１５および補強縦リブ１６が設けられ、軸方向端面１３および周方向端面１４にはボルト連結孔１７が形成されてその内側にナット部材１８が固定され、各部にはコンクリートが通過し得るの多数の開口部１９が設けられているものである。以上の構成は鋼製セグメント１１ａ、１１ｂに共通であるが、それに加えて、鋼製セグメント１１ａにはこれを内型枠５に対して連結するための連結片２０を有し、それにはボルト連結孔２１が長孔として形成されている。
【００１３】
これら鋼製セグメント１１は、図６に示すように最前部の内型枠５に対して鋼製セグメント１１ａが連結されてリング状に組み立てられ、それら鋼製セグメント１１ａに対して鋼製セグメント１１ｂが連結されてリング状に組み立てられることにより、内型枠５の内側において坑内面に沿うような円筒体に組み立てられるものである。そして、内型枠５内にコンクリートが打設されて覆工壁４が形成されると、それら鋼製セグメント１１はその覆工壁４中に埋設されてそれを補強する補強部材として機能するものとなっている。
【００１４】
上記の鋼製セグメント１１を用いる本実施形態のトンネル施工方法を図１〜図２に工程順に示す。以下の説明中の（ａ）〜（ｊ）は図１および図２に付した符号に対応している。
【００１５】
（ａ）通常のＥＣＬ工法により現場打ちコンクリートからなる覆工壁４を形成した状態を示しており、本実施形態ではその状態から覆工壁４中に鋼製セグメント１１を埋設していく。
【００１６】
（ｂ）加圧ジャッキ９（図７参照）を作動させて加圧ピストン８を図中左方に前進させ、最前部の内型枠５との間に間隔を確保し、そこに１リング目の鋼製セグメント１１ａを組み立てる。その際、鋼製セグメント１１ａの連結片２０を最前部の内型枠５に対してボルト締結する。鋼製セグメント１１ａに形成されているボルト連結孔２１は長穴とされているので、内型枠５に対する鋼製セグメント１１ａの位置合わせを容易にかつ精度良く行い得る。
【００１７】
（ｃ）加圧ピストン８を後退させて鋼製セグメント１１ａに押し当て、新たな内型枠５を組み立てる。
【００１８】
（ｄ）加圧ピストン８を通してコンクリートを打設する。打設されたコンクリートは鋼製セグメント１１ａに多数形成されている開口部１９を通過して内型枠５内全体に支障なく充填されていく。
【００１９】
（ｅ）打設したコンクリートを加圧ピストン８によって所定圧力で加圧しながら、推進ジャッキを作動させてシールド掘削機１全体を前進させる。以上で１ストローク分の掘進が完了し、覆工壁４中には１リング分の鋼製セグメント１１ａが埋設される。
【００２０】
（ｆ）加圧ジャッキ９を再び作動させて加圧ピストン８を前進させ、最前部の内型枠５との間に間隔を確保する。
【００２１】
（ｇ）１リング目の鋼製セグメント１１ａの前方に２リング目の鋼製セグメント１１ｂを連結してリング状に組み立てる。
【００２２】
（ｈ）加圧ピストン８を後退させて鋼製セグメント１１ｂに押し当て、新たな内型枠５を組み立てる。
【００２３】
（ｉ）加圧ピストン８を通してコンクリートを打設する。
【００２４】
（ｊ）打設したコンクリートを加圧ピストン８によって所定圧力で加圧しながら、推進ジャッキを作動させてシールド掘削機１全体を前進させる。以上で２リング分の鋼製セグメント１１ａ，１１ｂが埋設された覆工壁４が形成される。
【００２５】
以降は以上の工程を繰り返していき、鋼製セグメント１１が不要になる位置まで掘進したら通常のＥＣＬ工法に戻り、鋼製セグメント１１を用いることなく現場打ちコンクリートのみからなる覆工壁４を形成していく。
【００２６】
本実施形態のトンネル施工方法によれば、従来一般のＥＣＬ工法を基本としてそれに鋼製セグメント１１の組立工程を付加するのみで、鋼製セグメント１１を内蔵する高強度の覆工壁４を容易にかつ支障なく施工できる。したがって、従来のように現場打ちコンクリートによる覆工壁４を形成した後にあらためて二次覆工を施工するような作業を不要とできるし、シールド掘削機１自体は従来のものをそのまま使用できるので極めて合理的である。
【００２７】
特に、１リング目の鋼製セグメント１１ａを最前部の内型枠５に対して連結してそれに支持せしめるので、その組立工程も何等面倒ではないし、鋼製セグメント１１ａを支持するための格別の支持手段も不要である。また、鋼製セグメント１１にはコンクリートが通過する開口部１９を多数形成してあるので、内型枠５内におけるコンクリートの充填性が損なわれる懸念もない。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明のトンネル施工方法は、内型枠を組み立てる際にその内側に鋼製セグメントを組み立てて鋼製セグメントを覆工壁中に埋設せしめるので、従来一般のＥＣＬ工法を基本としてそれに鋼製セグメントの組立工程を付加するのみで、鋼製セグメントを内蔵する高強度の覆工壁を容易にかつ支障なく施工でき、したがって従来のように覆工壁を形成した後にあらためて二次覆工を施工するような作業を不要とできるし、シールド掘削機自体は従来のものをそのまま使用できるので極めて合理的である。
【００２９】
特に、鋼製セグメントを既に組み立てられている最前部の内型枠に対して支持せしめるので、鋼製セグメントの組立工程は何等面倒ではないし、鋼製セグメントを支持するための格別の支持手段も不要である。
【００３０】
請求項２の発明のトンネル施工方法は、鋼製セグメントにコンクリートが通過し得る開口部を形成しておくので、内型枠内におけるコンクリートの充填性が損なわれる懸念がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態であるトンネル施工方法の作業手順を示す図である。
【図２】同、次の作業手順を示す図である。
【図３】同、鋼製セグメントの一例を示す斜視図である。
【図４】同、断面図である。
【図５】同、他の鋼製セグメントの断面図である。
【図６】同、鋼製セグメントの組み立て状態を示す図である。
【図７】ＥＣＬ工法の一例を示す概念図である。
【符号の説明】
１シールド掘削機
２スキンプレート
４覆工壁
５内型枠
８加圧ピストン
１１（１１ａ，１１ｂ）鋼製セグメント
１９開口部

Claims

シールド掘削機の後方で坑内面に沿わせて内型枠を組み立て、その内型枠内にコンクリートを打設することにより坑内面に覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工方法において、前記内型枠を組み立てる際にその内側に鋼製セグメントを組み立ててその鋼製セグメントを覆工壁中に埋設せしめ、
前記鋼製セグメントを組み立てるに際しては、その鋼製セグメントを既に組み立てられている最前部の内型枠に対して支持せしめることを特徴とするトンネル施工方法。
請求項１記載のトンネル施工方法において、前記鋼製セグメントには、内型枠内に打設したコンクリートが通過し得る開口部を形成しておくことを特徴とするトンネル施工方法。