JP5672673B2

JP5672673B2 - Method of digging a curved section with earth pressure shield machine

Info

Publication number: JP5672673B2
Application number: JP2009168103A
Authority: JP
Inventors: 繁樹磯村
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-07-16
Filing date: 2009-07-16
Publication date: 2015-02-18
Anticipated expiration: 2029-07-16
Also published as: JP2011021403A

Description

本発明は、土圧シールド機による曲線区間の掘進工法に関するものである。 The present invention relates to a method for digging a curved section using an earth pressure shield machine.

従来より、土圧シールド機で急曲線区間の掘進を行う際には、土圧シールド機の進行方向を変化させるのに必要な空間（以下、余堀部という）を大きく確保する必要があるため、急曲線区間の周囲を防護すべく地上から地盤改良する工法が用いられていたが、地上作業をなくすために、近年、下記に示すような工法が用いられるようになっている。
例えば、土圧シールド機の側方に形成された余堀部にゲル状の充填材を充填して肌落ちや地盤沈下等を防止するとともに、土圧シールド機の後方に設置されたセグメントの外周面にリング状に設けられたパッカー内に速硬性裏込め材を注入してセグメントを地山に固定することで、土圧シールド機を掘進させるための反力を取るとともに、テールボイドと余堀部との連通を遮蔽する方法が知られている。 Conventionally, when excavating a sharp curve section with earth pressure shield machine, it is necessary to secure a large space (hereinafter referred to as extra moat part) necessary to change the traveling direction of earth pressure shield machine, A method of improving the ground from the ground has been used to protect the periphery of the sharp curve section, but in recent years, the following method has been used in order to eliminate ground work.
For example, the extra moat formed on the side of the earth pressure shield machine is filled with a gel filler to prevent skin peeling or ground subsidence, and the outer peripheral surface of the segment installed behind the earth pressure shield machine A fast-curing backfill material is injected into the ring-shaped packer to fix the segment to the ground, thereby taking the reaction force to dig the earth pressure shield machine, and the tail void and extra moat part. A method for shielding communication is known.

また、例えば、特許文献１には、余堀部に流動状態の可塑性充填材を充填するとともに、テールボイドに遅硬性充填材を充填して肌落ち、地盤沈下等を防止し、次に、セグメントの裏込め材注入口の外周面に設けられた複数のミニパッカー内に速硬性裏込め材を注入してセグメントを地山に固定することで、このセグメントにより土圧シールド機を掘進させるための反力を取る方法が開示されている。 In addition, for example, in Patent Document 1, a plastic filler in a fluid state is filled in the surplus portion, and a slow-hardening filler is filled in the tail void to prevent skin fall, ground subsidence, and the like. Reaction force to dig up the earth pressure shield machine with this segment by injecting fast-hardening backfilling material into multiple minipackers provided on the outer peripheral surface of the filling material injection port and fixing the segment to the ground A method of taking is disclosed.

特開２００４−２３８８３１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-238831

しかしながら、土圧シールド機の側方に形成された余堀部にゲル状の充填材を充填する方法では、速硬性裏込め材を充填しながらテールボイドに存在するゲル状の充填材を回収する作業を行わなければならず、その作業が煩雑なので、時間と手間がかかり、掘進進捗効率が低下するという問題点があった。 However, in the method of filling the filling portion formed on the side of the earth pressure shield machine with the gel-like filler, the work of collecting the gel-like filler existing in the tail void while filling the fast-curing backfilling material is performed. Since the work has to be performed and the work is complicated, there is a problem that time and labor are required, and the efficiency of progress in excavation decreases.

また、特許文献１に記載の方法では、速硬性裏込め材の注入によるミニパッカーの膨張により、テールボイドに充填された遅硬性充填材が切羽側に押し出されて土圧シールド機の周囲に回り込む場合がある。そして、この状態で、土圧シールド機が何らかのトラブルで長時間停止すると遅硬性充填材が硬化するため、土圧シールド機が再び掘進できなくなる可能性があるという問題点があった。 Further, in the method described in Patent Document 1, when the mini-packer expands due to the injection of the fast-curing back-filling material, the slow-hardening filler filled in the tail void is pushed out to the face side and goes around the earth pressure shield machine There is. In this state, if the earth pressure shield machine is stopped for a long time due to some trouble, the slow-hardening filler is cured, so that there is a possibility that the earth pressure shield machine may not be able to dig again.

また、上述した両方法共に、パッカー内に速硬性裏込め材を注入した後、テールボイドに一般的な裏込め材を注入しなければならず、テールボイドに硬化時間の異なる２種類の裏込め材を充填する充填作業をそれぞれ行わなければならないため、両裏込め材の作製や充填機材の段取り換えに時間と手間がかかり、掘進進捗効率が低下するという問題点があった。さらに、パッカーを備えたセグメントを用いるので、一般的なセグメントよりも非常に高価で、施工費が高くなってしまうという問題点があった。 In both methods described above, a fast-curing backfilling material must be injected into the packer, and then a general backfilling material must be injected into the tail void. Since each filling operation to be filled must be performed, it takes time and labor to prepare both backfilling materials and change the filling equipment, and there is a problem that the progress efficiency of the excavation is lowered. Furthermore, since the segment provided with the packer is used, there is a problem that it is much more expensive than a general segment and the construction cost becomes high.

そこで本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、土圧シールド機により曲線区間を掘進するにあたり、余堀部の崩壊を防止しつつ、テールボイドへの裏込め材の充填作業が１回で済み、これにより効率良く、かつ、安価に施工できるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and when excavating a curved section by an earth pressure shield machine, the backfilling material filling work into the tail void is prevented while preventing the collapse of the extra moat. The purpose of this is to make it possible to perform construction efficiently and inexpensively.

本発明の土圧シールド機による曲線区間の掘進工法は、土圧シールド機による曲線区間の掘進工法において、
前記土圧シールド機は、切羽掘削に使用する加泥材を当該土圧シールド機のチャンバ−に送給する送給管を備え、
別系統の配管として設けられた、加泥材を切羽に送給する送給管と、加泥材を前記チャンバーに送給する前記送給管のうち、加泥材をチャンバーに送給する前記送給管から分岐した配管を通して、前記チャンバーへの加泥材の送給と切り換え可能に前記土圧シールド機の外殻と地山との間に形成される余堀部へ前記加泥材を充填して、前記余堀部内の圧力を切羽の管理土圧と略同一に保持する工程と、
前記土圧シールド機の後方に設置されたセグメントの外周と地山との間に形成されるテールボイドに、速硬性裏込め材を前記余堀部内に充填された前記加泥材の圧力と略同一の圧力で充填を開始し、前記速硬性裏込め材の充填圧力が上昇して所定の圧力に達したら充填を停止する工程と、を備えることを特徴とする。
The curved section digging method by the earth pressure shield machine of the present invention is the curved section digging method by the earth pressure shield machine,
The earth pressure shield machine is provided with a feed pipe for feeding a mud material used for face excavation to the chamber of the earth pressure shield machine,
Of the feeding pipe that feeds the mud material to the face, provided as a separate piping, and the feed pipe that feeds the mud material to the chamber, the mud material is fed to the chamber. Filling the additional moat formed between the outer shell of the earth pressure shield machine and the natural ground so that the supply of the mud can be switched to the chamber through a pipe branched from the feed pipe. And maintaining the pressure in the extra moat part substantially the same as the management earth pressure of the face,
The tail void formed between the outer circumference of the segment installed behind the earth pressure shield machine and the ground is almost the same as the pressure of the mud material filled with the fast-curing backfill material in the extra moat part. And a step of starting the filling at a pressure of 5 and stopping the filling when the filling pressure of the fast-curing backfilling material reaches a predetermined pressure.

本発明によれば、余堀部に加泥材を充填し、テールボイドに速硬性裏込め材を充填するので、土圧シールド機周辺の地山の緩み、肌落ち、地盤沈下等を確実に防止できる。ここで、速硬性裏込め材とは、テールボイドに注入されてからおよそ５分以内に硬化し、およそ１時間以内に最終強度に達する裏込め材を意味する。 According to the present invention, the moat material is filled in the extra moat and the fast-curing backfill material is filled in the tail void, so that loosening of the ground around the earth pressure shield machine, skin fall, ground subsidence, etc. can be reliably prevented. . Here, the fast-curing back-filling material means a back-filling material that hardens within about 5 minutes after being injected into the tail void and reaches the final strength within about 1 hour.

また、テールボイドに速硬性裏込め材を充填するので、充填作業終了後、セグメントを地山に早期に固定することができる。したがって、土圧シールド機を掘進させるための反力をセグメントから取れる状態まで短時間で達し、土圧シールド機に向かって速硬性裏込め材が逸走することを防止できる。 In addition, since the tail void is filled with the fast-curing backfilling material, the segment can be fixed to the ground at an early stage after the filling operation is completed. Therefore, the reaction force for digging up the earth pressure shield machine can be reached in a short time until a state where the reaction force can be taken from the segment, and the fast-curing backfill material can be prevented from running away toward the earth pressure shield machine.

さらに、速硬性裏込め材を、余堀部に充填された加泥材の圧力と略同一の圧力で充填を開始することにより、テールボイドの速硬性裏込め材が土圧シールド機の周囲に回り込むことを防止できる。したがって、土圧シールド機が何らかのトラブルで長時間停止しても、速硬性裏込め材の硬化により土圧シールド機が掘進できなくなることはない。 In addition, when the fast-curing backfilling material is started to be filled at the same pressure as the pressure of the mud filled in the extra moat, the fast-curing backfilling material of the tail void wraps around the earth pressure shield machine. Can be prevented. Therefore, even if the earth pressure shield machine is stopped for a long time due to some trouble, the earth pressure shield machine cannot be excavated due to the hardening of the fast-curing backfill material.

また、充填作業の最初に注入した速硬性裏込め材が硬化してテールボイド内が塞がれるにつれて、速硬性裏込め材の充填圧力が上昇するが、所定の圧力に達したら充填を停止するため、テールボイド内が高圧となってセグメントを破損したり、地山を傷めるようなことはない。 Also, as the fast-curing backfilling material injected at the beginning of the filling operation hardens and the tail void is blocked, the filling pressure of the fast-curing backfilling material rises. In the tail void, the segment will not be damaged by high pressure, and the ground will not be damaged.

そして、一般的なセグメントを使用可能なので、パッカー付きセグメントを使用する従来技術に比べて施工費を低減することができる。 And since a general segment can be used, a construction cost can be reduced compared with the prior art which uses a segment with a packer.

また、余堀部内の圧力を切羽の管理土圧と略同一になるように調整するので、切羽の圧力管理に合わせて余堀部の圧力管理を容易に行うことができる。 Moreover, since the pressure in the surplus section is adjusted to be substantially the same as the management earth pressure of the face, it is possible to easily manage the pressure in the surplus section in accordance with the pressure management of the face.

また、余堀部に加泥材を充填する際は、切羽用の加泥材供給設備を利用できるため、新たな設備の追加は最小限で済む。 In addition, when the moat material is filled in the extra moat portion, the added mud material supply equipment for the working face can be used, so that the addition of new equipment can be minimized.

また、本発明において、前記速硬性裏込め材が前記土圧シールド機の後端から所定の距離だけ後方の位置に充填されることとすれば、速硬性裏込め材が充填圧力により切羽側に移動しても、充填後、直ちに硬化し始めるので土圧シールド機の後端まで到達することがない。 Further, in the present invention, if the fast-curing backfill material is filled at a position a predetermined distance from the rear end of the earth pressure shield machine, the fast-curing backfill material is brought to the face side by the filling pressure. Even if it moves, it will begin to harden immediately after filling, so it will not reach the rear end of the earth pressure shield machine.

また、本発明において、前記速硬性裏込め材は、発泡ウレタンを含むこととすれば、発泡ウレタンは、気泡による高い止水性を有するとともに、圧力が作用しても逸走しにくい性質を有するため、土圧シールド機に向かって速硬性裏込め材が逸走することを防止できる。 Further, in the present invention, if the fast-curing backfill material contains foamed urethane, the foamed urethane has a high water-stopping property due to air bubbles and has a property that it is difficult to escape even when pressure is applied. It is possible to prevent the fast-curing backfill material from running away toward the earth pressure shield machine.

本発明によれば、土圧シールド機により曲線区間を掘進するにあたり、余堀部の崩壊を防止しつつ、テールボイドへの裏込め材の充填作業が１回で済むため、効率良く、かつ、安価に施工できるようになる。 According to the present invention, when excavating the curved section by the earth pressure shield machine, the tail void can be filled with the back-filling material only once while preventing the collapse of the extra excavation portion, so that it is efficient and inexpensive. Can be constructed.

本発明の実施形態に係る土圧シールド機で左曲がりの急曲線区間を掘進している状態を示す全体平面概略図である。It is the whole plane schematic diagram which shows the state which is excavating the sharp curve section of the left turn with the earth pressure shield machine which concerns on embodiment of this invention. 土圧シールド機で急曲線区間を掘進している状態を示すトンネルの側断面図である。It is a sectional side view of the tunnel which shows the state which is excavating the sharp curve section with the earth pressure shield machine. 図２のＡ部拡大図である。It is the A section enlarged view of FIG. 急曲線区間の掘進施工手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the excavation construction procedure of a sharp curve area. 発泡条件の違いによる発泡倍率、密度、発現圧縮強度を示す図である。It is a figure which shows the foaming magnification by the difference in foaming conditions, a density, and expression compression strength. 速硬性裏込め材を注入するテールボイド用注入口の位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the injection port for tail voids which inject | pours a quick-hardening backfilling material. 他の急曲線区間の掘進施工手順を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the excavation construction procedure of another sharp curve area.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の実施形態に係る中折れ式土圧シールド機１（以下、単に土圧シールド機１という）の全体の構成について説明する。なお、以下の説明では、主に土圧シールド機１でトンネル２の急曲線区間を掘進する場合の掘進方法について記載し、本発明に直接関係しない部分の図示及び詳細な説明は省略する。 First, the overall configuration of the folding type earth pressure shield machine 1 (hereinafter simply referred to as earth pressure shield machine 1) according to an embodiment of the present invention will be described. In addition, in the following description, the excavation method when excavating the sharp curve section of the tunnel 2 with the earth pressure shield machine 1 will be mainly described, and illustration and detailed description of portions not directly related to the present invention will be omitted.

図１は、本発明の実施形態に係る土圧シールド機１で左曲がりの急曲線区間を掘進している状態を示す全体平面概略図である。また、図２は、土圧シールド機１で急曲線区間を掘進している状態を示すトンネル２の側断面図であり、図３は、図２のＡ部拡大図である。 FIG. 1 is an overall schematic plan view showing a state where the earth pressure shield machine 1 according to the embodiment of the present invention is excavating a sharp curve section with a left turn. FIG. 2 is a side sectional view of the tunnel 2 showing a state where the earth pressure shield machine 1 is excavating a sharply curved section, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion A in FIG.

図１〜図３に示すように、土圧シールド機１は、地山Ｅ中を掘削するためのカッターヘッド３を備えた前胴部４と、前胴部４を掘進させるためのシールドジャッキ５を備えた後胴部６と、前胴部４と後胴部６とを連結する連結手段７とから構成されている。 As shown in FIGS. 1 to 3, the earth pressure shield machine 1 includes a front trunk portion 4 having a cutter head 3 for excavating the inside of a natural ground E, and a shield jack 5 for excavating the front trunk portion 4. And a connecting means 7 for connecting the front torso 4 and the back torso 6 to each other.

連結手段７は、複数のチルドジャッキからなり、チルドジャッキの伸縮により、前胴部４を後胴部６に対して所定の角度に屈曲させる。 The connecting means 7 is composed of a plurality of chilled jacks, and the front trunk 4 is bent at a predetermined angle with respect to the rear trunk 6 by expansion and contraction of the chilled jacks.

後胴部６には、セグメント８を組み立てるためのエレクタ（図示しない）が設けられている。後胴部６内でこのエレクタにより順次セグメント８が組み立てられ、環状の内壁が構築される。セグメント８を構築した後に、シールドジャッキ５を伸張させることにより、急曲線区間を掘進させる。 The rear trunk 6 is provided with an erector (not shown) for assembling the segment 8. The segments 8 are sequentially assembled by the erector in the rear trunk portion 6 to construct an annular inner wall. After the segment 8 is constructed, the shield jack 5 is extended to dig up the sharp curve section.

カッターヘッド３の先端及びチャンバー９と土圧シールド機１内とを仕切る隔壁１０には、カッターヘッド３と切羽との間に形成される切羽部１１及びチャンバー９にそれぞれ高粘性の加泥材１６を注入するための切羽用注入口１２及びチャンバー用注入口１３が設けられている。また、前胴部４の外周には、土圧シールド機１の外殻と地山Ｅとの間に形成される余堀部１４に加泥材１６を注入するための余堀部用注入口１５が、土圧シールド機１の上段、中段、下段にそれぞれ設けられている。 The tip of the cutter head 3 and the partition wall 10 that divides the chamber 9 and the earth pressure shield machine 1 are divided into a high viscosity mud 16 in the face portion 11 and the chamber 9 formed between the cutter head 3 and the face. Is provided with a face inlet 12 and a chamber inlet 13. In addition, on the outer periphery of the front trunk portion 4, there is an extra moat inlet 15 for injecting the mud material 16 into the extra moat 14 formed between the outer shell of the earth pressure shield machine 1 and the ground E. The earth pressure shield machine 1 is provided at the upper, middle and lower stages, respectively.

土圧シールド機１の後方には、後述する第１充填手段１００が設けられており、この第１充填手段１００から供給される加泥材１６が、切羽用注入口１２を介して切羽部１１に注入され、また、チャンバー用注入口１３及び余堀部用注入口１５を介してそれぞれチャンバー９及び余堀部１４に注入される。 Behind the earth pressure shield machine 1, a first filling means 100 described later is provided, and the mud material 16 supplied from the first filling means 100 passes through the face inlet 11 to the face part 11. In addition, it is injected into the chamber 9 and the extra moat part 14 via the inlet 13 for the chamber and the inlet 15 for the extra moat part, respectively.

また、セグメント８には、セグメント８の外周と地山Ｅとの間に形成されるテールボイド１７に速硬性裏込め材１８を注入するためのテールボイド用注入口２０が設けられている。本実施形態においては、速硬性裏込め材１８としてセットフォームを使用した。 Further, the segment 8 is provided with a tail void injection port 20 for injecting the fast-hardening backfill material 18 into the tail void 17 formed between the outer periphery of the segment 8 and the ground E. In the present embodiment, a set foam is used as the fast-curing backfill material 18.

土圧シールド機１の後方には、後述する第２充填手段２００が設けられており、この第２充填手段２００から供給される速硬性裏込め材１８が、テールボイド用注入口２０を介してテールボイド１７に注入される。 A second filling means 200 to be described later is provided behind the earth pressure shield machine 1, and the fast-curing backfill material 18 supplied from the second filling means 200 is connected to the tail void via the tail void inlet 20. 17 is injected.

次に、第１充填手段１００について説明する。 Next, the first filling unit 100 will be described.

第１充填手段１００は、切羽部１１に加泥材１６を供給する第１Ａ供給装置１１０と、三方弁１２４の切り替えによりチャンバー９又は余堀部１４のいずれかに加泥材１６を供給する第１Ｂ供給装置１２０と、所定の割合に配合された加泥材１６を貯留する第１貯留槽１３０と、第１Ａ供給装置１１０及び第１Ｂ供給装置１２０の作動を制御する第１制御装置１４０とから構成される。 The first filling means 100 includes a first A supply device 110 that supplies the mud material 16 to the face part 11, and a first B that supplies the mud material 16 to either the chamber 9 or the extra moat part 14 by switching the three-way valve 124. It is comprised from the 1st control tank 140 which controls the supply apparatus 120, the 1st storage tank 130 which stores the mud material 16 mix | blended in the predetermined ratio, and the 1st A supply apparatus 110 and the 1B supply apparatus 120. Is done.

第１Ａ供給装置１１０は、第１貯留槽１３０の加泥材１６を供給するための第１Ａポンプ１１１と、第１Ａポンプ１１１から吐出される加泥材１６を送給するための第１Ａ注入管１１２と、第１Ａ注入管１１２の途中の切羽用注入口１２付近に設けられ、切羽部１１内の圧力を測定するための第１Ａ圧力計１１３とを備える。 The first A supply device 110 includes a first A pump 111 for supplying the mud material 16 in the first storage tank 130 and a first A injection pipe for feeding the mud material 16 discharged from the first A pump 111. 112 and a 1A pressure gauge 113 provided in the vicinity of the face injection port 12 in the middle of the 1A injection pipe 112 for measuring the pressure in the face part 11.

また、第１Ｂ供給装置１２０は、第１貯留槽１３０の加泥材１６を供給するための第１Ｂポンプ１２１と、一端が第１Ｂポンプ１２１に接続され、第１Ｂポンプ１２１から吐出される加泥材１６を送給するための第１Ｂ注入管１２２ａと、第１Ｂ注入管１２２ａの他端に接続され、加泥材１６の送給先をチャンバー９又は余堀部１４に切り替えるための三方弁１２４と、一端が三方弁１２４に接続され、加泥材１６をチャンバー９及び余堀部１４にそれぞれ送給するための第１Ｂ注入管１２２ｂ及び第１Ｂ注入管１２２ｃと、第１Ｂ注入管１２２ｂ及び第１Ｂ注入管１２２ｃの途中にそれぞれ設けられ、チャンバー９内、余堀部１４内の圧力を測定するための第１Ｂ圧力計１２３ａ及び第１Ｂ圧力計１２３ｂとを備える。本実施形態においては、三方弁１２４として、電気的に送給先を切り替えることが可能な電動三方弁を用いた。 Moreover, the 1B supply apparatus 120 is connected to the 1B pump 121 for supplying the mud material 16 of the 1st storage tank 130, and one end is connected to the 1B pump 121, and the mud discharged from the 1B pump 121 A first B injection pipe 122a for feeding the material 16, and a three-way valve 124 connected to the other end of the first B injection pipe 122a for switching the supply destination of the mudging material 16 to the chamber 9 or the extra moat 14; The first B injection pipe 122b and the first B injection pipe 122c, one end of which is connected to the three-way valve 124 and feeds the mud material 16 to the chamber 9 and the extra moat part 14, respectively, and the first B injection pipe 122b and the first B injection. A first B pressure gauge 123a and a first B pressure gauge 123b are provided respectively in the middle of the pipe 122c for measuring the pressure in the chamber 9 and the extra moat 14. In the present embodiment, as the three-way valve 124, an electric three-way valve capable of electrically switching the destination is used.

第１制御装置１４０は、第１Ａ圧力計１１３、第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂ及び三方弁１２４に接続され、これらの圧力計の計測値及び弁の切替状態を表示する第１表示器１４１と、第１Ａ圧力計１１３及び第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂの計測値や土圧シールド機１の掘進速度に基づいて、第１Ａポンプ１１１及び第１Ｂポンプ１２１の吐出量を制御したり、三方弁１２４の切り替えを制御するＣＰＵ等の第１制御器１４２と、第１Ａポンプ１１１及び第１Ｂポンプ１２１を制御するための基準となる所定の値（後述する）を入力するための第１入力器１４３とを備える。 The first control device 140 is connected to the first A pressure gauge 113, the first B pressure gauges 123a and 123b, and the three-way valve 124, and displays a measurement value of these pressure gauges and a switching state of the valves, Based on the measured values of the first A pressure gauge 113 and the first B pressure gauges 123a and 123b and the excavation speed of the earth pressure shield machine 1, the discharge amounts of the first A pump 111 and the first B pump 121 are controlled, and the three-way valve 124 A first controller 142 such as a CPU for controlling switching, and a first input unit 143 for inputting a predetermined value (to be described later) serving as a reference for controlling the first A pump 111 and the first B pump 121. Prepare.

土圧シールド機１による急曲線区間掘進時に、第１制御器１４２は、第１Ａポンプ１１１を運転させて切羽部１１に加泥材１６を供給し、かつ、三方弁１２４を加泥材１６が余堀部１４に送給されるように切り替えるとともに第１Ｂポンプ１２１を運転させて余堀部１４に加泥材１６を供給する。なお、土圧シールド機１による直線区間や緩やかな曲線区間の掘進時には、第１Ａポンプ１１１を運転させて切羽部１１に加泥材１６を供給し、かつ、三方弁１２４を加泥材１６がチャンバー９に送給されるように切り替えるとともに、土圧シールド機１の掘進速度に基づいて、第１Ｂポンプ１２１を適宜運転させてチャンバー９に加泥材１６を供給し、チャンバー９内での土砂の流動性を維持する。 At the time of excavation of the sharp curve section by the earth pressure shield machine 1, the first controller 142 operates the first A pump 111 to supply the mud material 16 to the face part 11, and the mud material 16 is connected to the three-way valve 124. It switches so that it may be supplied to the extra moat part 14, and it operates the 1B pump 121, and supplies the mud material 16 to the extra moat part 14. When excavating a straight section or a gentle curved section by the earth pressure shield machine 1, the 1A pump 111 is operated to supply the mud material 16 to the face portion 11, and the three-way valve 124 is connected to the mud material 16. While switching to be fed to the chamber 9, the 1B pump 121 is appropriately operated based on the excavation speed of the earth pressure shield machine 1 to supply the mud material 16 to the chamber 9. Maintain fluidity.

また、土圧シールド機１による急曲線区間掘進時に、第１制御器１４２は、土圧シールド機１の掘進速度に基づいて、第１Ａポンプ１１１の吐出量を制御するとともに、第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂの計測値が、それぞれ予め第１入力器１４３に入力された上記所定の値以上になったら、第１Ｂポンプ１２１を停止して、加泥材１６の供給を停止する。その後、第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂの計測値が、それぞれ上記所定の値よりも小さくなったら、第１Ｂポンプ１２１を運転して、加泥材１６の供給を再開する。 Further, at the time of excavation of the sharp curve section by the earth pressure shield machine 1, the first controller 142 controls the discharge amount of the first A pump 111 based on the excavation speed of the earth pressure shield machine 1, and the first B pressure gauge 123a. When the measured values of 123b become equal to or greater than the predetermined value previously input to the first input device 143, the first B pump 121 is stopped and the supply of the mudging material 16 is stopped. Thereafter, when the measured values of the first B pressure gauges 123a and 123b are smaller than the predetermined values, the first B pump 121 is operated and the supply of the mudging material 16 is resumed.

また、土圧シールド機１の停止時に、第１制御器１４２は、第１Ａ圧力計１１３及び第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂの計測値が、それぞれ予め第１入力器１４３に入力された上記所定の値以上になったら、第１Ａポンプ１１１や第１Ｂポンプ１２１を停止して、加泥材１６の供給を停止する。その後、第１Ａ圧力計１１３及び第１Ｂ圧力計１２３ａ、１２３ｂの計測値が、それぞれ上記所定の値よりも小さくなったら、第１Ａポンプ１１１や第１Ｂポンプ１２１を運転して、加泥材１６の供給を再開する。 In addition, when the earth pressure shield machine 1 is stopped, the first controller 142 is configured such that the measured values of the first A pressure gauge 113 and the first B pressure gauges 123a and 123b are input to the first input device 143 in advance. If it becomes more than a value, the 1st A pump 111 and the 1st B pump 121 will be stopped, and supply of mud material 16 will be stopped. After that, when the measured values of the first A pressure gauge 113 and the first B pressure gauges 123a and 123b are smaller than the predetermined values, the first A pump 111 and the first B pump 121 are operated to Restart supply.

次に、第２充填手段２００について説明する。 Next, the second filling means 200 will be described.

第２充填手段２００は、直線区間や緩やかな曲線区間で、セメント、水、骨材の混練物からなる通常の速硬性裏込め材をテールボイド１７に供給する第２Ａ供給装置２１０と、急曲線区間で、速硬性裏込め材１８となる発泡ウレタンをテールボイド１７に供給する第２Ｂ供給装置２２０と、第２Ａ供給装置２１０及び第２Ｂ供給装置２２０の作動を制御する第２制御装置２４０とから構成される。 The second filling means 200 includes a second A supply device 210 that supplies a normal fast-curing backfill material made of a mixture of cement, water, and aggregate to the tail void 17 in a straight section or a gentle curve section, and a sharp curve section. The second B supply device 220 that supplies the urethane foam as the fast-curing back-filling material 18 to the tail void 17, and the second control device 240 that controls the operation of the second A supply device 210 and the second B supply device 220. The

第２Ａ供給装置２１０には、通常の速硬性裏込め材の充填圧力を測定するための第２Ａ圧力計２１３が設けられている。 The second A supply device 210 is provided with a second A pressure gauge 213 for measuring the filling pressure of a normal fast-curing backfill material.

また、第２Ｂ供給装置２２０には、発泡ウレタンからなる速硬性裏込め材１８の充填圧力を測定するための第２Ｂ圧力計２２３が設けられている。 The second B supply device 220 is provided with a second B pressure gauge 223 for measuring the filling pressure of the fast-curing backfill material 18 made of foamed urethane.

第２制御装置２４０は、第２Ａ圧力計２１３及び第２Ｂ圧力計２２３に接続され、これらの計測値を表示する第２表示器２４１と、第２Ａ圧力計２１３及び第２Ｂ圧力計２２３の計測値に基づいて、第２Ａ供給装置２１０及び第２Ｂ供給装置２２０の運転を制御するＣＰＵ等の第２制御器２４２と、第２Ａ供給装置２１０及び第２Ｂ供給装置２２０の運転を制御するための基準となる所定の値（後述する）を入力するための第２入力器２４３とを備える。 The second control device 240 is connected to the second A pressure gauge 213 and the second B pressure gauge 223, and displays the measured values of the second display 241 and the measured values of the second A pressure gauge 213 and the second B pressure gauge 223. And a second controller 242 such as a CPU for controlling the operation of the second A supply device 210 and the second B supply device 220, and a reference for controlling the operation of the second A supply device 210 and the second B supply device 220. And a second input device 243 for inputting a predetermined value (described later).

また、第２制御器２４２は、第２Ｂ供給装置２２０を運転させて発泡ウレタンからなる速硬性裏込め材１８をテールボイド１７に供給する。その後、テールボイド１７内で速硬性裏込め材１８が硬化することにより、セグメント８が固定され、土圧シールド機１を掘進させるための反力を取ることができるようになる。 Further, the second controller 242 operates the second B supply device 220 to supply the fast-curing backfill material 18 made of foamed urethane to the tail void 17. Thereafter, the fast-curing backfill material 18 is hardened in the tail void 17, so that the segment 8 is fixed and a reaction force for digging the earth pressure shield machine 1 can be taken.

また、第２制御器２４２は、第２Ｂ圧力計２２３の計測値が、予め設定された所定の値（後述する）以上になったら、第２Ｂ供給装置２２０を停止し、速硬性裏込め材１８の供給を停止する。 Moreover, the 2nd controller 242 will stop the 2B supply apparatus 220, if the measured value of the 2B pressure gauge 223 becomes more than the predetermined value (to be described later) set in advance, and the fast-curing backfill material 18. Stop supplying.

なお、第２制御器２４２は、直線区間又は緩やかな曲線区間を掘進する際に、第２Ａ供給装置２１０を運転させて通常の速硬性裏込め材をテールボイド１７に供給する。その後、テールボイド１７内で通常の速硬性裏込め材が硬化することにより、セグメント８が固定され、土圧シールド機１を掘進させるための反力を取ることができるようになる。 The second controller 242 operates the second A supply device 210 to supply the normal fast-curing backfill material to the tail void 17 when digging a straight section or a gentle curved section. Thereafter, the normal fast-curing back-filling material is hardened in the tail void 17 so that the segment 8 is fixed and a reaction force for digging the earth pressure shield machine 1 can be taken.

上述した第１充填手段１００、第２充填手段２００を備えた土圧シールド機１で急曲線区間を掘進する方法について施工手順に従って、以下に説明する。 A method of excavating a sharp curve section with the earth pressure shield machine 1 including the first filling means 100 and the second filling means 200 described above will be described below according to a construction procedure.

図４は、急曲線区間の掘進施工手順を示すフロー図である。 FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for excavation construction in a sharp curve section.

図４に示すように、急曲線区間の掘進は、切羽部１１内の管理圧力を設定する工程Ｓ１０から速硬性裏込め材１８の充填圧力を設定する工程Ｓ１６を行った後、土圧シールド機１を掘進させる工程Ｓ１８から速硬性裏込め材１８を充填する工程Ｓ２４までを繰り返して行う。 As shown in FIG. 4, in the excavation of the sharp curve section, the earth pressure shield machine is performed after performing the process S <b> 16 of setting the management pressure in the face portion 11 to the process S <b> 16 of setting the filling pressure of the fast-hardening backing material 18. The process from step S18 for digging 1 to step S24 for filling the fast-curing backfill material 18 is repeated.

まず、土圧シールド機１にて急曲線区間を掘進する際の切羽部１１の管理圧力Ｐｆを設定する工程Ｓ１０を実施する。 First, step S10 for setting the management pressure Pf of the face portion 11 when the earth pressure shield machine 1 excavates a sharp curve section is performed.

切羽部１１の管理圧力Ｐｆは、土被り深さと地盤の単位体積重量との関係に基づいて切羽直上の鉛直土圧Ｐを算出し、この鉛直土圧Ｐよりも所定圧ΔＰ１だけ大きい所定の値となるように設定する。 The management pressure Pf of the face section 11 calculates a vertical earth pressure P directly above the face face based on the relationship between the soil covering depth and the unit volume weight of the ground, and is a predetermined value that is larger than the vertical earth pressure P by a predetermined pressure ΔP1. Set to be.

なお、上記所定圧ΔＰ１は、土被り深さ、地質等により現場毎に異なるもので、設計等に基づいて適宜決定する。また、本実施形態においては、管理圧力Ｐｆを鉛直土圧Ｐよりも所定圧ΔＰ１だけ大きくする設定としたが、これに限定されるものではなく、管理圧力Ｐｆを鉛直土圧Ｐと略同一となるように設定してもよい。本実施形態においては、管理圧力Ｐｆを０．２５ＭＰａとした。 The predetermined pressure ΔP1 varies depending on the site depending on the depth of the earth covering, the geology, etc., and is appropriately determined based on the design or the like. In the present embodiment, the management pressure Pf is set to be larger than the vertical earth pressure P by the predetermined pressure ΔP1, but the present invention is not limited to this, and the management pressure Pf is substantially the same as the vertical earth pressure P. You may set so that. In the present embodiment, the management pressure Pf is 0.25 MPa.

次に、チャンバー９の管理圧力Ｐｃを設定する工程Ｓ１２を実施する。 Next, step S12 for setting the management pressure Pc of the chamber 9 is performed.

チャンバー９の管理圧力Ｐｃは、切羽部１１の所定の値Ｐｆよりも所定圧ΔＰ２だけ大きい所定の値となるように設定する。なお、この所定圧ΔＰ２は、上記と同様に、設計等に基づいて適宜決定する。本実施形態においては、管理圧力Ｐｃを０．２７ＭＰａとした。 The management pressure Pc of the chamber 9 is set to be a predetermined value that is larger than the predetermined value Pf of the face portion 11 by a predetermined pressure ΔP2. The predetermined pressure ΔP2 is appropriately determined based on the design and the like as described above. In the present embodiment, the management pressure Pc is 0.27 MPa.

次に、余堀部１４の管理圧力の上限値Ｐｕ及び下限値Ｐｏを設定する工程Ｓ１４を実施する。 Next, step S14 of setting the upper limit value Pu and the lower limit value Po of the management pressure of the extra moat unit 14 is performed.

余堀部１４の管理圧力の上限値Ｐｕは、余堀部１４に加圧力を発生させ、周辺地山Ｅの変位による余堀部１４の変化量が拡大側になる最も低い値（すなわち、余堀部１４が拡大し始める値）を算出し、その値に設定する。 The upper limit value Pu of the management pressure of the extra moat 14 is the lowest value that causes the extra moat 14 to generate pressure and the amount of change of the extra moat 14 due to the displacement of the surrounding natural ground E becomes the expansion side (that is, the extra moat 14 is Calculate the value that begins to expand) and set it to that value.

そして、圧力の下限値Ｐｏは、地山Ｅを支持可能で最も低い値以上に設定する。本実施形態においては、余堀部１４の管理圧力の上限値Ｐｕを算出結果より０．３１ＭＰａとし、下限値Ｐｏを切羽部１１の管理圧力の値Ｐｆと同じ０．２５ＭＰａとした。 And the lower limit Po of pressure is set to the lowest value or more which can support the natural ground E. In the present embodiment, the upper limit value Pu of the management pressure of the extra moat part 14 is set to 0.31 MPa from the calculation result, and the lower limit Po is set to 0.25 MPa which is the same as the value Pf of the management pressure of the face part 11.

次に、速硬性裏込め材１８のテールボイド１７への充填圧力Ｐｓ及びその上限値Ｐｔを設定する工程Ｓ１６を実施する。 Next, step S16 of setting the filling pressure Ps to the tail void 17 of the fast-curing backfill material 18 and its upper limit value Pt is performed.

速硬性裏込め材１８の充填は、充填開始時は充填圧力Ｐｓにて行う。この充填圧力Ｐｓは、加泥材１６の充填されている状態における余堀部１４の保持圧Ｐｙ（Ｐｏ＜Ｐｙ＜Ｐｕ）と同じ値に設定する。なお、余堀部１４の保持圧Ｐｙは、上述した第１Ｂ圧力計１２３ｂにより常時、測定される値を利用する。 The fast-curing backfill material 18 is filled at the filling pressure Ps at the start of filling. The filling pressure Ps is set to the same value as the holding pressure Py (Po <Py <Pu) of the extra excavation portion 14 in a state where the mudging material 16 is filled. In addition, the holding pressure Py of the extra excavation part 14 utilizes the value always measured by the 1B pressure gauge 123b mentioned above.

また、充填圧力の上限値Ｐｔは、セグメント８に損傷を与えることなく、かつ、余堀部１４の管理圧力の上限値Ｐｕよりも所定圧ΔＰ３だけ大きい所定の値に設定する。 Further, the upper limit value Pt of the filling pressure is set to a predetermined value that does not damage the segment 8 and is larger by the predetermined pressure ΔP3 than the upper limit value Pu of the management pressure of the extra moat 14.

なお、上記所定圧ΔＰ３は、速硬性裏込め材１８の注入位置と土圧シールド機１の後端との距離、速硬性裏込め材１８の流動性、硬化時間等により現場毎に異なるもので、設計等に基づいて適宜決定する。また、本実施形態においては、上限値Ｐｔを余堀部１４の上限値Ｐｕよりも所定圧ΔＰ３だけ大きくする設定としたが、これに限定されるものではなく、上限値Ｐｔを余堀部１４の上限値Ｐｕと略同一となるように設定してもよい。 The predetermined pressure ΔP3 varies depending on the site depending on the distance between the injection position of the fast-curing backfill material 18 and the rear end of the earth pressure shield machine 1, the fluidity of the fast-curing backfill material 18, the curing time, and the like. It is determined appropriately based on the design and the like. In the present embodiment, the upper limit value Pt is set to be larger by the predetermined pressure ΔP3 than the upper limit value Pu of the extra excavation section 14, but the present invention is not limited to this, and the upper limit value Pt is set to the upper limit value of the extra excavation section 14. You may set so that it may become substantially the same as the value Pu.

本実施形態においては、速硬性裏込め材１８の充填圧力の上限値Ｐｔを０．５ＭＰａとした。 In the present embodiment, the upper limit value Pt of the filling pressure of the fast-curing backfill material 18 is set to 0.5 MPa.

テールボイド１７内の充填作業がすすむと、充填作業の最初に注入した速硬性裏込め材１８が硬化してテールボイド１７内が塞がれ、速硬性裏込め材１８の充填圧力が上昇するが、上限値Ｐｔで充填作業を停止することにより、セグメント８の破損や地山Ｅを傷めることを防止する。 When the filling operation in the tail void 17 is completed, the fast-curing backfill material 18 injected at the beginning of the filling operation is hardened and the tail void 17 is closed, and the filling pressure of the fast-curing backfill material 18 is increased. By stopping the filling operation at the value Pt, breakage of the segment 8 and damage to the ground E are prevented.

次に、土圧シールド機１で急曲線区間を掘進させる工程Ｓ１８を実施する。 Next, step S18 for excavating a sharp curve section with the earth pressure shield machine 1 is performed.

この工程Ｓ１８では、土圧シールド機１の進行方向を変化させて曲線状に掘進できるようにすべく、カッターヘッド３を回転させるとともに、カッターヘッド３の外周部に取り付けられたコピーカッター１９により、直線区間の掘進時よりも大きな余堀部１４を形成する。 In this step S18, the cutter head 3 is rotated so that the traveling direction of the earth pressure shield machine 1 can be changed and dug in a curved shape, and the copy cutter 19 attached to the outer peripheral portion of the cutter head 3 A larger excavation portion 14 than that at the time of excavation in the straight section is formed.

掘進を開始すると同時に、第１Ａポンプ１１１を運転して、掘削土砂を流動化するための加泥材１６を第１Ａ注入管１１２から切羽用注入口１２を介して切羽部１１に注入する。 Simultaneously with the start of excavation, the 1A pump 111 is operated to inject the mud material 16 for fluidizing the excavated sediment from the 1A injection pipe 112 into the face portion 11 through the face inlet 12.

掘削土砂は、加泥材１６と混合し、チャンバー９内で撹拌されて、排土スクリューにより土圧シールド機１本体の後方へ送給される。なお、必要に応じてチャンバー９内にも加泥材１６を注入する。 The excavated soil is mixed with the mud material 16, stirred in the chamber 9, and fed to the rear side of the earth pressure shield machine 1 main body by the earth discharging screw. The mud material 16 is also injected into the chamber 9 as necessary.

また、余堀部１４の崩落等を防止するために、余堀部１４に加泥材１６を注入するとともに、加圧充填保持する工程Ｓ２０を実施する。具体的には、第１Ｂポンプ１２１を運転して加泥材１６を第１Ｂ注入管１２２ａ、１２２ｃから余堀部用注入口１５を介して余堀部１４に注入する。加泥材１６は、複数の余堀部用注入口１５から注入されるために、土圧シールド機１の全外周にわたって良好に充填される。さらに、高粘性の加泥材１６を用いることにより、余堀部１４の隅々まで加泥材１６を充填することができるとともに、土圧シールド機１の掘進時において、土圧シールド機１の外周面との間に生じる摩擦抵抗を低下することができる。 Moreover, in order to prevent the fall of the extra moat part 14, etc., while adding the mud material 16 to the extra moat part 14, step S20 which carries out pressure filling and holding is implemented. Specifically, the 1B pump 121 is operated to inject the mud material 16 from the 1B injection pipes 122a and 122c into the afterglow part 14 through the afterglow part injection port 15. Since the mud material 16 is injected from the plurality of surging port inlets 15, it is satisfactorily filled over the entire outer periphery of the earth pressure shield machine 1. Furthermore, by using the highly viscous mud material 16, the mud material 16 can be filled to every corner of the extra excavation portion 14, and the outer periphery of the earth pressure shield machine 1 can be used when the earth pressure shield machine 1 is dug. The frictional resistance generated between the surfaces can be reduced.

掘進中は、第１Ａ圧力計１１３及び第１Ｂ圧力計１２３ｂにてそれぞれ切羽部１１内及び余堀部１４内の圧力を常時、監視し、これらの測定結果に基づいて、以下に示す方法にて切羽部１１内及び余堀部１４内の圧力を管理する。 During the excavation, the pressure in the face part 11 and the extra moat part 14 are constantly monitored by the 1A pressure gauge 113 and the 1B pressure gauge 123b, respectively, and the face is cut by the following method based on these measurement results. The pressure in the part 11 and the extra moat part 14 is managed.

また、掘進速度に基づいて、第１Ａポンプ１１１の吐出量を制御しつつ、切羽部１１に加泥材１６を供給する。そして、第１Ａ圧力計１１３の計測値が切羽部１１の管理圧力Ｐｆ以上になったら、第１Ａポンプ１１１を停止し、加泥材１６の供給を停止する。そして、第１Ａ圧力計１１３の計測値が切羽部１１の管理圧力Ｐｆよりも小さくなったら、再び、第１Ａポンプ１１１を運転し、加泥材１６を供給する。 Further, the mud material 16 is supplied to the face portion 11 while controlling the discharge amount of the first A pump 111 based on the excavation speed. And if the measured value of the 1st A pressure gauge 113 becomes more than the management pressure Pf of the face part 11, the 1st A pump 111 will be stopped and supply of the mud material 16 will be stopped. And if the measured value of the 1st A pressure gauge 113 becomes smaller than the management pressure Pf of the face part 11, the 1st A pump 111 will be operated again and the mud material 16 will be supplied.

また、第１Ｂ圧力計１２３ｂの計測値が余堀部１４の上限値Ｐｕ以上になったら、第１Ｂポンプ１２１を停止し、加泥材１６の供給を停止する。そして、第１Ｂ圧力計１２３ｂの計測値が余堀部１４の下限値Ｐｏよりも小さくなったら、再び、第１Ｂポンプ１２１を運転し、加泥材１６を供給する。 Moreover, if the measured value of the 1B pressure gauge 123b becomes more than the upper limit value Pu of the extra excavation part 14, the 1B pump 121 will be stopped and supply of the mud material 16 will be stopped. And if the measured value of the 1B pressure gauge 123b becomes smaller than the lower limit Po of the extra excavation part 14, the 1B pump 121 will be operated again and the mud material 16 will be supplied.

上記の方法にて、掘進速度に基づいた吐出量制御を行うことにより、切羽部１１内及び余堀部１４内の圧力を管理しながら所定の距離を掘削し、土圧シールド機１を停止させる際は、切羽部１１への加泥材１６の充填作業を停止する。また、掘進により生じた新たな余堀部１４の容積量と同等の加泥材１６が余堀部１４に注入されていることを確認したら余堀部１４への充填作業を停止する。 When excavating a predetermined distance and controlling the earth pressure shield machine 1 by controlling the pressure in the face portion 11 and the extra moat portion 14 by controlling the discharge amount based on the excavation speed by the above method. Stops filling work of the mud material 16 to the face part 11. In addition, when it is confirmed that the mud material 16 equivalent to the volume of the new extra excavation portion 14 generated by the excavation is injected into the extra excavation portion 14, the filling operation to the extra excavation portion 14 is stopped.

そして、土圧シールド機１の停止期間中は、次の土圧シールド機１の掘進開始まで、上記と同様の方法で切羽部１１内及び余堀部１４内の圧力を常時、管理する。 And during the stop period of the earth pressure shield machine 1, the pressure in the face part 11 and the extra moat part 14 is always managed by the method similar to the above until the next excavation start of the earth pressure shield machine 1.

なお、本実施形態においては、第１Ａポンプ１１１及び第１Ｂポンプ１２１を運転、停止させることにより、加泥材１６の供給を調整し、切羽部１１内及び余堀部１４内の圧力を調整する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、第１Ａポンプ１１１及び第１Ｂポンプ１２１の回転速度を制御して供給を調整してもよい。 In the present embodiment, the method of adjusting the supply of the mud material 16 and adjusting the pressure in the face portion 11 and the extra moat portion 14 by operating and stopping the first A pump 111 and the first B pump 121. However, the present invention is not limited to this, and the rotational speeds of the first A pump 111 and the first B pump 121 may be controlled to adjust the supply.

次に、土圧シールド機１の停止時において、土圧シールド機１のテール部にてセグメント８を組み立てる工程Ｓ２２を実施する。 Next, when the earth pressure shield machine 1 is stopped, step S22 for assembling the segment 8 at the tail portion of the earth pressure shield machine 1 is performed.

次に、セグメント８の組み立が終了したら、速硬性裏込め材１８をテールボイド１７に充填する工程Ｓ２４を実施する。 Next, when the assembly of the segments 8 is completed, a step S24 of filling the tail void 17 with the fast-curing backfill material 18 is performed.

急曲線区間のテールボイド１７には、発泡ウレタンからなる速硬性裏込め材１８を充填する。速硬性裏込め材１８は、土圧シールド機１の掘進により新たに生じたテールボイド１７の容積量を見積もるとともに、テールボイド１７の径方向の大きさ、地下水圧、発泡性ウレタンの発泡倍率等を考慮して、各構成材料の使用量を定める。速硬性裏込め材１８は、充填される環境条件（以下、発泡条件という）、例えば、充填される空間の広さ、作用する水圧の大きさ等により、発泡倍率、密度、発現圧縮強度が異なる。本実施形態におけるテールボイド１７は狭小な空間で、かつ、地下水圧が作用しているので、発泡性ウレタンの発泡が抑制されて発泡倍率は低下するとともに、密度が増加することが考慮された。 The tail void 17 in the sharp curve section is filled with a fast-curing backfill material 18 made of foamed urethane. The fast-curing backfill material 18 estimates the volume of the tail void 17 newly generated by the excavation of the earth pressure shield machine 1, and considers the radial size of the tail void 17, the groundwater pressure, the foaming ratio of the foamable urethane, and the like. Then, the usage amount of each constituent material is determined. The fast-curing backfill material 18 has different foaming ratio, density, and expressed compressive strength depending on the environmental conditions to be filled (hereinafter referred to as foaming conditions), for example, the size of the space to be filled, the magnitude of water pressure acting, and the like. . Since the tail void 17 in this embodiment is a narrow space and the ground water pressure is acting, it was considered that foaming of foamable urethane was suppressed, the foaming ratio decreased, and the density increased.

そこで、発泡条件の違いによる発泡ウレタンの発泡倍率、密度、発現圧縮強度の性能について確認した。以下にその結果について説明する。 Therefore, the performance of the foaming magnification, density, and expressed compressive strength of the urethane foam due to the difference in foaming conditions was confirmed. The results will be described below.

図５は、発泡条件の違いによる発泡倍率、密度、発現圧縮強度を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing the expansion ratio, density, and expressed compressive strength depending on the expansion conditions.

図５に示すように、発泡条件が異なる３ケースについて発泡倍率、密度、発現圧縮強度をそれぞれ測定した。具体的には、常圧の広い空間内で発泡させた状態をケース１とし、０．３ＭＰａの水圧を作用させた状態をケース２とし、８ｃｍ角の狭小空間内で、０．３ＭＰａの水圧を作用させた状態をケース３として、発泡倍率、密度、発現圧縮強度を比較した。 As shown in FIG. 5, the expansion ratio, density, and expression compressive strength were measured for three cases with different foaming conditions. Specifically, Case 1 is a state of foaming in a wide space of normal pressure, Case 2 is a state of applying a water pressure of 0.3 MPa, and a water pressure of 0.3 MPa is applied in a narrow space of 8 cm square. With the case in which the action was applied as Case 3, the expansion ratio, density, and expression compressive strength were compared.

なお、水圧の０．３ＭＰａは、加泥材１６の充填保持圧力を考慮したものである。また、狭小空間の８ｃｍは、地山Ｅとセグメント８との距離を考慮したものである。これらの値は、各現場条件に応じて定めればよい。 The water pressure of 0.3 MPa takes into account the filling and holding pressure of the mud material 16. The narrow space of 8 cm takes into consideration the distance between the natural ground E and the segment 8. These values may be determined according to each field condition.

上記の実験結果により、ケース２及びケース３ともに、ケース１よりも発泡倍率が低下するものの、密度及び発現圧縮強度が増加することが確認できた。また、ケース３の方が、ケース２よりも発泡倍率が小さくなることが確認できた。 From the above experimental results, it was confirmed that in both case 2 and case 3, although the foaming ratio was lower than in case 1, the density and the expressed compressive strength were increased. It was also confirmed that Case 3 had a lower foaming ratio than Case 2.

これらの結果からテールボイド１７内での発泡後の密度を想定し、その密度とテールボイド１７の容積量との積から、発泡ウレタンの使用量等を算出する。 From these results, the density after foaming in the tail void 17 is assumed, and the amount of urethane foam used is calculated from the product of the density and the volume of the tail void 17.

本実施形態における発泡ウレタンは、例えば、ボリイソシアネート成分からなるＴ液とポリオール成分からなるＲ液とを２：１の配合で混合したものである。なお、Ｔ液とＲ液との混合液の比重は１．２であり、水中に注入されても浮くことはない。また、発泡ウレタンは、発泡倍率が１４．１（倍）、密度が０．８５（ｋＮ／ｍ^３）、発泡後の硬化体の圧縮強度が０．７８（Ｎ／ｍｍ^２）のものを用いた。 The urethane foam in the present embodiment is, for example, a mixture of T liquid composed of a polyisocyanate component and R liquid composed of a polyol component in a 2: 1 blend. In addition, the specific gravity of the liquid mixture of T liquid and R liquid is 1.2, and even if it injects into water, it does not float. Further, urethane foam having a foaming ratio of 14.1 (times), a density of 0.85 (kN / m ³ ), and a cured product having a compressive strength of 0.78 (N / mm ² ) after foaming is used. It was.

上述した配合の速硬性裏込め材１８を、第２Ｂ供給装置２２０を運転して、図６に示すように、土圧シールド機１のテール部の後端から約１．５ｍ後方のセグメント８のテールボイド用注入口２０からテールボイド１７に充填する。このとき、速硬性裏込め材１８の充填開始圧力がＰｓになるように第２Ｂ供給装置２２０を調整する。速硬性裏込め材１８を複数のテールボイド用注入口２０から注入するので、セグメント８の全外周にわたって良好に充填される。 As shown in FIG. 6, the fast-curing backfill material 18 having the above-described composition is operated by operating the 2B supply device 220, and as shown in FIG. 6, the segment 8 is about 1.5 m behind the tail end of the earth pressure shield machine 1. The tail void 17 is filled from the tail void inlet 20. At this time, the 2B supply apparatus 220 is adjusted so that the filling start pressure of the fast-curing backfill material 18 becomes Ps. Since the fast-curing backfill material 18 is injected from the plurality of tail void injection ports 20, the entire outer periphery of the segment 8 is satisfactorily filled.

そして、予め設計等により決定された所定の時間にわたって充填圧力Ｐｓで充填作業を行う。充填中は、第２Ｂ圧力計２２３にて充填圧力を常時、監視する。 Then, the filling operation is performed at the filling pressure Ps over a predetermined time determined in advance by design or the like. During filling, the 2B pressure gauge 223 always monitors the filling pressure.

充填圧力Ｐｓにて速硬性裏込め材１８の充填を開始した後に、第２Ｂ圧力計２２３による計測値が充填圧力の上限値Ｐｔ以上になったら、第２Ｂ供給装置２２０を停止し、速硬性裏込め材１８の供給を停止する。そして、掘進により生じた新たなテールボイド１７の容積量と同等の速硬性裏込め材１８をテールボイド１７に注入したら充填作業を停止する。 After the filling of the fast-curing backfill material 18 is started at the filling pressure Ps, when the measured value by the 2B pressure gauge 223 becomes equal to or higher than the upper limit value Pt of the filling pressure, the second-B feeding device 220 is stopped and the fast-curing back The supply of the filling material 18 is stopped. Then, when the fast-curing backfill material 18 equivalent to the volume of the new tail void 17 generated by the excavation is injected into the tail void 17, the filling operation is stopped.

なお、本実施形態においては、テールボイド用注入口２０として、１つのセグメントリングに対して、例えば、３箇所としたが、これに限定されるものではなく、各現場により適宜決定する。 In the present embodiment, the tail void inlet 20 is, for example, three locations for one segment ring, but is not limited to this, and is appropriately determined at each site.

テールボイド１７に充填された速硬性裏込め材１８の一部は、切羽側へ移動するが、速硬性を有しているために、直ぐに硬化し、土圧シールド機１のテール部の周りにまで移動することはない。また、速硬性裏込め材１８の充填圧力の上限値Ｐｔは、余堀部１４の保持圧Ｐｙよりも大きいが、充填作業の最初に注入した速硬性裏込め材１８が硬化してテールボイド１７内が塞がれることにより、充填圧力が上昇するものであり、速硬性裏込め材１８を上限値Ｐｔで充填しても、速硬性裏込め材１８が土圧シールド機１のテール部の周りにまで移動することはない。なお、テール部のすぐ後方のセグメント８から充填材を充填するとテール部の周りに流入するおそれがあるので、テール部の後端から約１．５ｍ後方に充填する。 A part of the fast-curing backfill material 18 filled in the tail void 17 moves to the face side, but since it has fast-curing property, it hardens immediately and reaches around the tail part of the earth pressure shield machine 1. Never move. Moreover, although the upper limit Pt of the filling pressure of the fast-curing backfill material 18 is larger than the holding pressure Py of the extra moat 14, the fast-curing backfilling material 18 injected at the beginning of the filling operation is cured and the inside of the tail void 17 is formed. The filling pressure rises by being blocked, and even if the fast-curing backfilling material 18 is filled with the upper limit value Pt, the fast-curing backfilling material 18 reaches the periphery of the tail portion of the earth pressure shield machine 1. Never move. In addition, since there exists a possibility of flowing in around a tail part if the filler is filled from the segment 8 immediately behind a tail part, it fills about 1.5 m back from the rear end of a tail part.

テールボイド１７に充填された速硬性裏込め材１８は、充填後、直ちに固化して、固体状態となる。固体状態の速硬性裏込め材１８は、地山Ｅを保持するとともに、セグメント８を固定する。 The fast-curing backfill material 18 filled in the tail void 17 is immediately solidified after filling and becomes a solid state. The solid state fast-curing backfill material 18 holds the natural ground E and fixes the segment 8.

速硬性裏込め材１８が固化し、強度発現時間が経過したら、再び、土圧シールド機１を掘進させる工程Ｓ１８を実施する。このとき、セグメント８の外周の速硬性裏込め材１８がセグメント８を固定しているために、シールドジャッキ５でセグメント８を押圧してもセグメント８は動かない。また、余堀部１４には高粘性の加泥材１６が充填されているので、土圧シールド機１の外周面に生じる摩擦抵抗は小さく、土圧シールド機１はスムーズに掘進することができる。 When the fast-curing backfill material 18 is solidified and the strength expression time has elapsed, step S18 for digging the earth pressure shield machine 1 is performed again. At this time, since the fast-curing backing material 18 on the outer periphery of the segment 8 fixes the segment 8, the segment 8 does not move even if the segment 8 is pressed by the shield jack 5. Moreover, since the extra moat part 14 is filled with the highly viscous mud material 16, the frictional resistance which arises on the outer peripheral surface of the earth pressure shield machine 1 is small, and the earth pressure shield machine 1 can dig smoothly.

そして、上述したように、掘進する工程Ｓ１８から速硬性裏込め材１８を充填する工程Ｓ２４までの一連の作業を１サイクルとし、このサイクルを複数回繰り返すことにより、トンネル２の急曲線区間を掘進する。 Then, as described above, a series of operations from the step S18 for excavating to the step S24 for filling the fast-curing backfill material 18 is defined as one cycle, and this cycle is repeated a plurality of times to excavate the sharp curve section of the tunnel 2. To do.

なお、本実施形態においては、セグメント８を組み立てる工程Ｓ２２の後、毎回、速硬性裏込め材１８を充填する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図７に示すように、掘進する工程Ｓ１８からセグメント８を組み立てる工程Ｓ２２を連続して２回実施した後に速硬性裏込め材１８を充填する工程Ｓ２４を１回実施してもよい。 In the present embodiment, the case where the fast-curing backfill material 18 is filled every time after the step S22 for assembling the segment 8 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. In addition, the process S24 for assembling the segment 8 from the process S18 for excavation may be performed once twice after the process S22 is performed twice in succession.

以上説明した本実施形態における土圧シールド機１による急曲線区間の掘進工法によれば、余堀部１４に加泥材１６を充填し、テールボイド１７に速硬性裏込め材１８を充填するので、土圧シールド機１周辺の地山Ｅの緩み、肌落ち、地盤沈下等を確実に防止できる。 According to the excavation method of the sharp curve section by the earth pressure shield machine 1 according to the present embodiment described above, the mud material 16 is filled in the extra moat part 14 and the fast-curing backfill material 18 is filled in the tail void 17. The looseness of the natural ground E around the pressure shield machine 1, skin peeling, ground subsidence, etc. can be reliably prevented.

また、テールボイド１７に速硬性裏込め材１８を充填するので、充填作業終了後、セグメント８を地山Ｅに早期に固定することができる。したがって、土圧シールド機１を掘進させるための反力をセグメント８から取れる状態まで短時間で達し、土圧シールド機１に向かって速硬性裏込め材１８が逸走することを防止できる。 Moreover, since the fast-curing backfill material 18 is filled in the tail void 17, the segment 8 can be fastened to the natural ground E early after the filling operation. Therefore, the reaction force for excavating the earth pressure shield machine 1 can be reached in a short time until the reaction force can be taken from the segment 8, and the fast-curing backfill material 18 can be prevented from running away toward the earth pressure shield machine 1.

さらに、速硬性裏込め材１８を、余堀部１４に充填された加泥材１６の保持圧Ｐｙと同じ圧力Ｐｓで充填を開始することにより、テールボイド１７の速硬性裏込め材１８が土圧シールド機１の周囲に回り込むことを防止できる。したがって、土圧シールド機１が何らかのトラブルで長時間停止しても、速硬性裏込め材１８の硬化により土圧シールド機１が掘進できなくなることはない。 Furthermore, by starting filling the fast-curing backfill material 18 at the same pressure Ps as the holding pressure Py of the mud material 16 filled in the extra moat 14, the fast-curing backfill material 18 of the tail void 17 is shielded by earth pressure. It is possible to prevent going around the machine 1. Therefore, even if the earth pressure shield machine 1 stops for a long time due to some trouble, the earth pressure shield machine 1 will not be able to dig due to the hardening of the fast-curing backfill material 18.

また、充填作業の最初に注入した速硬性裏込め材１８が硬化してテールボイド１７内が塞がれるにつれて、速硬性裏込め材１８の充填圧力が上昇するが、上限値Ｐｔに達したら充填を停止するため、テールボイド１７内が高圧となりセグメント８を破損したり、地山Ｅを傷めることはない。 Further, as the fast-curing backfill material 18 injected at the beginning of the filling operation is cured and the inside of the tail void 17 is closed, the filling pressure of the fast-curing backfill material 18 rises, but when the upper limit value Pt is reached, the filling is performed. Since it stops, the inside of the tail void 17 becomes high pressure, and the segment 8 is not damaged or the ground E is not damaged.

そして、一般的なセグメント８を使用可能なので、パッカー付きセグメントを使用する場合に比べて施工費を低減することができる。 And since the general segment 8 can be used, a construction cost can be reduced compared with the case where a segment with a packer is used.

また、余堀部１４内の保持圧の下限値Ｐｏは、切羽部１１の保持圧Ｐｆと略同一になるように調整されることとすれば、切羽部１１の圧力管理に合わせて余堀部１４の圧力管理を容易に行うことができる。 In addition, if the lower limit Po of the holding pressure in the surplus section 14 is adjusted to be substantially the same as the retaining pressure Pf of the face section 11, the pressure of the surplus section 14 is adjusted in accordance with the pressure management of the face section 11. Pressure management can be easily performed.

また、余堀部１４に加泥材１６を充填する際は、第１Ｂ供給装置１２０を利用できるため、新たな設備の追加は最小限で済む。 Moreover, when filling the dug portion 14 with the mud material 16, the first B supply device 120 can be used, and therefore, the addition of new equipment can be minimized.

また、速硬性裏込め材１８の注入口を、土圧シールド機１の後端から約１．５ｍ後方の位置に設けると、速硬性裏込め材１８が切羽側に移動しても、土圧シールド機１の後端まで到達することがない。 Further, when the inlet for the fast-curing backfill material 18 is provided at a position about 1.5 m behind the rear end of the earth pressure shield machine 1, even if the fast-curing backfill material 18 moves to the face side, the earth pressure The rear end of the shield machine 1 is not reached.

また、発泡ウレタンを含む速硬性裏込め材１８は、気泡による高い止水性を有するとともに、圧力が作用しても逸走しにくい性質を有するため、土圧シールド機１に向かっての逸走を抑えやすい。 In addition, the fast-curing backfill material 18 containing urethane foam has a high water-stopping property due to air bubbles, and has a property that it is difficult to escape even when pressure is applied. Therefore, it is easy to suppress the escape toward the earth pressure shield machine 1. .

１土圧シールド機２トンネル
３カッターヘッド４前胴部
５シールドジャッキ６後胴部
７連結手段８セグメント
９チャンバー１０隔壁
１１切羽部１２切羽用注入口
１３チャンバー用注入口１４余堀部
１５余堀部用注入口１６加泥材
１７テールボイド１８速硬性裏込め材
１９コピーカッター２０テールボイド用注入口
１００第１充填手段１１０第１Ａ供給装置
１１１第１Ａポンプ１１２第１Ａ注入管
１１３第１Ａ圧力計１２０第１Ｂ供給装置
１２１第１Ｂポンプ１２２ａ第１Ｂ注入管
１２２ｂ第１Ｂ注入管１２２ｃ第１Ｂ注入管
１２３ａ第１Ｂ圧力計１２３ｂ第１Ｂ圧力計
１２４三方弁１３０第１貯留槽
１４０第１制御装置１４１第１表示器
１４２第１制御器１４３第１入力器
２００第２充填手段２１０第２Ａ供給装置
２１３第２Ａ圧力計２２０第２Ｂ供給装置
２２３第２Ｂ圧力計２４０第２制御装置
２４１第２表示器２４２第２制御器
２４３第２入力器Ｅ地山 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Earth pressure shield machine 2 Tunnel 3 Cutter head 4 Front trunk | drum 5 Shield jack 6 Rear trunk | drum 7 Connection means 8 Segment 9 Chamber 10 Bulkhead 11 Face part 12 Face inlet 13 Chamber inlet 14 Extra hole 15 For extra part Inlet 16 Mud material 17 Tail void 18 Fast-curing backfill material 19 Copy cutter 20 Tail void inlet 100 First filling means 110 1A supply device 111 1A pump 112 1A injection pipe 113 1A pressure gauge 120 1B supply Apparatus 121 1B pump 122a 1B injection pipe 122b 1B injection pipe 122c 1B injection pipe 123a 1B pressure gauge 123b 1B pressure gauge 124 Three-way valve 130 1st storage tank 140 1st control device 141 1st indicator 142 1st display 142 1 controller 143 1st input device 200 2nd filling means 21 The 2A supply device 213 first 2A pressure gauge 220 first 2B supply device 223 first 2B pressure gauge 240 second control unit 241 the second indicator 242 the second controller 243 a second input unit E natural ground

Claims

In the excavation method of the curved section by earth pressure shield machine,
The earth pressure shield machine is provided with a feed pipe for feeding a mud material used for face excavation to the chamber of the earth pressure shield machine,
Of the feeding pipe that feeds the mud material to the face, provided as a separate piping, and the feed pipe that feeds the mud material to the chamber, the mud material is fed to the chamber. Filling the additional moat formed between the outer shell of the earth pressure shield machine and the natural ground so that the supply of the mud can be switched to the chamber through a pipe branched from the feed pipe. And maintaining the pressure in the extra moat part substantially the same as the management earth pressure of the face,
The tail void formed between the outer circumference of the segment installed behind the earth pressure shield machine and the ground is almost the same as the pressure of the mud material filled with the fast-curing backfill material in the extra moat part. And filling the curved section by the earth pressure shield machine, wherein the filling pressure is increased and the filling pressure of the fast-curing backfilling material is increased and stopped when the pressure reaches a predetermined pressure. Construction method.

The method for digging a curved section by a soil pressure shield machine according to claim 1, wherein the fast-curing backfill material is filled at a position a predetermined distance from a rear end of the earth pressure shield machine.

The method for digging a curved section by an earth pressure shield machine according to claim 1, wherein the fast-curing backfill material includes urethane foam.