JP7289195B2 - Supporting method and supporting device for lining - Google Patents
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Description
本発明は、地山に設置される覆工体を地山に支持させるための覆工体の支持方法及び支持装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lining body supporting method and a supporting device for supporting a lining body to be installed on the natural ground.
シールド工法における曲線部において、シールド掘進機の推進反力を取るために、覆工リング(セグメントリング)を地山に固定する方法(地山に支持させる方法)が知られている(特許文献1参照)。
当該方法は、覆工リングの注入孔に膨張袋を組み込んでおいて、注入孔に充填材を注入する。これにより、充填材が膨張袋内に流入し、充填材の圧力で覆工リングの外側に膨張した膨張袋が地山に押し付けられることによって、覆工リングが地山に固定される。
A method of fixing a lining ring (segment ring) to the natural ground (a method of supporting the natural ground) in order to obtain the propulsion reaction force of the shield machine at a curved portion in the shield construction method is known (Patent Document 1). reference).
The method incorporates an expansion bladder into the injection hole of the lining ring and injects the filling material into the injection hole. As a result, the filling material flows into the expansion bag, and the expansion bag expanded outside the lining ring by the pressure of the filling material is pressed against the ground, thereby fixing the lining ring to the ground.
しかしながら、特許文献1の方法によれば、膨張袋に充填材を充填するための作業は、充填機械と注入孔とを接続するための準備時間、膨張袋に充填材を充填するのに要する充填時間、充填材が固まるまでの時間等の多くの時間が必要となり、煩雑な作業となる。
また、膨張袋は、注入孔に取付けるための取付部を備え、伸縮性に富む材料で形成されているため、高価である。
本願は、作業時間を短くできて、作業が簡単で、かつ、経済的な覆工体の支持方法及び支持装置を提供する。
However, according to the method of
In addition, the expansion bag is expensive because it has an attachment portion for attachment to the injection hole and is made of a highly elastic material.
The present application provides a method and apparatus for supporting a lining that can shorten the work time, is simple to work, and is economical.
本発明に係る覆工体の支持方法は、地山に設置される覆工体の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔に、先端が覆工体の外面より外側に突出する状態と先端が貫通孔内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材を装着して、当該進退部材の先端を覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより覆工体を地山に支持させる覆工体の支持方法において、貫通孔として、覆工体内に地山の地下水を水抜きする水抜作業に使用される逆止弁を着脱可能に構成された貫通孔を用い、地山を掘進するシールド掘削機の外殻のテール部の内周面に沿って配置された複数の覆工部材により形成された環状の覆工体が、シールド掘削機の掘進に伴ってシールド掘削機の後方のトンネル空洞部に設置される前に、当該環状の覆工体の内面と外面とに亘って貫通する複数の貫通孔のうちの1つ以上の貫通孔に進退部材を装着しておいて、当該環状の覆工体が、シールド掘削機の掘進に伴ってシールド掘削機の後方の形成されたトンネル空洞部に設置された後に、進退部材の先端を当該環状の覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより当該環状の覆工体を地山に支持させたので、作業時間を短くできて、作業が簡単で、かつ、経済的な覆工体の支持方法を提供できる。特に、覆工体が、シールド掘削機の掘進に伴ってシールド掘削機の後方の形成されたトンネル空洞部に設置された後に、進退部材を操作して、進退部材の先端を当該環状の覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てるだけなので、作業が非常に簡単になり、シールドトンネルの施工をスムーズに行えるようになる。
また、本発明に係る覆工体の支持方法は、地山に設置される覆工体の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔に、先端が覆工体の外面より外側に突出する状態と先端が貫通孔内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材を装着して、当該進退部材の先端を覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより覆工体を地山に支持させる覆工体の支持方法において、貫通孔として、覆工体内に地山の地下水を水抜きする水抜作業に使用される逆止弁を着脱可能に構成された貫通孔を用い、進退部材として、外周面の全面に形成された雄ねじ部と他端開口側の外周面に形成されて管の内面と外面とに亘って貫通する1つ以上の貫通孔とを備えて構成されたねじ管と、ねじ管の一端開口を塞ぐように着脱可能に構成された蓋とを備えたねじ管部材を用い、ねじ管の他端開口側を覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより、覆工体を地山に支持させた後、蓋を取り外して、ねじ管の一端開口を開放することで、地山からの地下水が、貫通孔、ねじ管の内側、一端開口を介して覆工体の内側に排水されるようにした。このように、進退部材としてねじ管部材を用いたことにより、浮き上がり防止作業、及び、水抜作業の両方を行えるようになる。
また、本発明の覆工体の支持方法に使用する覆工体の支持装置は、覆工体の内面と外面とに到達する貫通孔に設けられた台形ねじで構成された雌ねじ部と、当該雌ねじ部に螺着される台形ねじで構成された雄ねじ部を外周面に備えるとともに内周面に雌ねじ部を備えたねじ筒部材と、ねじ筒部材の雌ねじ部に螺着されて先端が覆工体の外面より外側に突出する状態と先端が貫通孔内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材と、を備え、貫通孔に設けられた台形ねじで構成された雌ねじ部は、円筒部と円筒部の内側に設けられた弁部とを備えた構成の逆止弁における当該円筒部の外周面に設けられた台形ねじで構成された雄ねじ部が着脱可能な構成とした。
本発明の覆工体の支持装置によれば、作業時間を短くできて、作業が簡単で、かつ、経済的な覆工体の支持装置を提供できる。
A method of supporting a lining according to the present invention includes a state in which a tip protrudes outward from the outer surface of a lining in a through hole penetrating through the inner surface and the outer surface of the lining installed in the natural ground, and a tip of the lining. is positioned in the through-hole, and the lining is installed by attaching an advancing/retreating member provided to be able to advance and retreat, and projecting the tip of the advancing/retreating member outward from the outer surface of the lining body and striking it against the ground In a method for supporting a lining body in which a body is supported on the natural ground, a through-hole is formed in the lining body so that a check valve used for draining groundwater from the natural ground can be detachably attached as the through hole. An annular lining body formed of a plurality of lining members arranged along the inner peripheral surface of the tail portion of the outer shell of the shield excavator that excavates the natural ground is formed as the shield excavator excavates. Prior to being installed in the tunnel cavity behind the shield excavator, a retractable member is attached to one or more of the plurality of through holes extending through the inner and outer surfaces of the annular lining body. Then, after the annular lining body is installed in the tunnel cavity formed behind the shield excavator as the shield excavator advances, the tip of the advance/retreat member is attached to the annular lining body Since the ring-shaped lining is supported by the natural ground by protruding outward from the outer surface of the lining and abutting against the natural ground, the work time can be shortened, the work is simple, and the lining is economical. can provide a support method for In particular , after the lining body is installed in the tunnel cavity formed behind the shield excavator as the shield excavator advances, the advance/retreat member is operated to cover the end of the advance/retreat member with the annular covering. Since it is only necessary to protrude outward from the outer surface of the structure and hit it against the ground, the work becomes very easy, and the construction of the shield tunnel can be performed smoothly.
Further, in the method for supporting a lining according to the present invention, a through-hole penetrating through the inner surface and the outer surface of a lining installed in the natural ground has a tip end thereof protruding outward from the outer surface of the lining. and a state in which the tip is positioned in the through-hole, and the tip of the retractable member is mounted so as to be able to advance and retract, and the tip of the retractable member protrudes outward from the outer surface of the lining body and hits the ground. In a method for supporting a lining body to support the lining body on the natural ground, the through-hole is constructed such that a check valve used for draining groundwater from the natural ground in the lining body is detachable as a through hole. A male threaded portion formed on the entire outer peripheral surface and one or more through-holes formed on the outer peripheral surface on the opening side of the other end and passing through the inner surface and the outer surface of the pipe are provided as the advance/retreat member using holes. and a lid detachably configured to cover one end opening of the threaded pipe, and the other end opening side of the threaded pipe is positioned outside the outer surface of the lining. After the lining body is supported by the natural ground by protruding and abutting against the natural ground, the lid is removed and one end opening of the screw pipe is opened, so that groundwater from the ground flows through the through hole and the screw. The inside of the tube was allowed to drain to the inside of the lining through an opening at one end. In this way, by using the threaded pipe member as the retractable member, it is possible to perform both lifting prevention work and water draining work.
Further, the lining body supporting device used in the lining body supporting method of the present invention includes: a female thread portion constituted by a trapezoidal screw provided in a through hole reaching the inner surface and the outer surface of the lining body; A threaded cylindrical member having a male threaded portion formed of a trapezoidal thread screwed onto a female threaded portion on its outer peripheral surface and a female threaded portion on its inner peripheral surface; A female screw portion comprising a trapezoidal screw provided in the through hole, comprising an advance/retreat member provided so as to advance and retreat between a state in which it protrudes outward from the outer surface of the body and a state in which the tip thereof is located in the through hole; In a check valve having a cylindrical portion and a valve portion provided inside the cylindrical portion, the external thread portion formed of a trapezoidal screw provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion is detachable.
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the lining body support device of the present invention, it is possible to provide a lining body support device that can shorten working time, is easy to work, and is economical.
実施形態1
実施形態1に係るセグメントリングの支持方法は、図1に示すように、複数の覆工部材としてのセグメント20,20…により形成されて地山に設置される環状の覆工体としてのセグメントリング30(図1,図13参照)の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔23に、先端52tがセグメントリング30の外面より外側に突出する状態と先端52tが貫通孔23内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材としてのねじ部材52を装着して、図3に示すように、当該ねじ部材52の先端52tをセグメントリング30の外面(セグメント20の外面22)より外側に突出させて地山に突き当てることによりセグメントリング30を地山に支持させる方法である。
As shown in FIG. 1, the method for supporting a segmented ring according to the first embodiment is a segmented ring as an annular lining body formed of a plurality of
次に、実施形態1に係るセグメントリングの支持方法に使用される支持装置50について説明する。
Next, the
まず、図1,図6に示すように、各セグメント20,20…の円弧状の板面のほぼ中央部には、セグメント20の内面21と外面22とに亘って貫通する雌ねじ部付きの貫通孔23が形成されている。
当該貫通孔23は、セグメント20の内面21と外面22とに亘って貫通する貫通孔24の内周面に雌ねじ部25を備えた構成である。雌ねじ部25は、貫通孔24の中心線に沿った方向の中央側に設けられる。雌ねじ部25は、具体的には、例えば台形ねじである。
尚、以下の説明において、当該雌ねじ部25及び当該雌ねじ部25に螺着される雌ねじ部以外のねじ部は、例えば三角ねじである。
当該雌ねじ部25は、例えば、セグメント20の貫通孔24の内周面側に埋設された鋳物製の中空管26の内周面において中空管26の一端開口26aから中空管26の中央側に亘って延長する雌ねじ部25により形成される。
中空管26の外周面には、セグメント20のコンクリートに対する定着を確保するために中空管26の外周面の周囲より突出する円環状定着部27を備える。
First, as shown in FIGS. 1 and 6, a through-hole with a female screw portion penetrating through the
The through-
In the following description, the female threaded
The female threaded
The outer peripheral surface of the
例えば、セグメント20を製作するための図外の型枠内に配筋された鉄筋に上述した中空管26を固定するとともに、貫通孔24の中空部を形成するために中空管26の一端開口26aを塞ぐ図外の中子と中空管26の他端開口26bを塞ぐ図外の中子とをそれぞれ配置した後、型枠内にフレッシュコンクリートを打設し、その後、コンクリートが硬化した後、中子を抜き取ることによって、セグメント20の板面のほぼ中央部に、図3に示すような、セグメント20の内面21と外面22とに亘って貫通する雌ねじ部25付きの貫通孔23が形成されたセグメント20が製作される。
For example, one end of the
支持装置50は、図1に示すように、例えば、外周面の全面に形成された雄ねじ部51を備えた進退部材としてのねじ部材52と、ねじ部材52の進退をガイドするねじ筒部材としての円筒部材53と備えた構成である。
円筒部材53は、中心線に沿った方向の一端開口53a側の外周面に形成されて貫通孔23の雌ねじ部25に螺着される雄ねじ部54を備えるとともに、内周面の全面に形成されてねじ部材52の雄ねじ部51が螺着される雌ねじ部55を備えた構成である。
まず、図2に示すように、円筒部材53の雄ねじ部54を貫通孔23の雌ねじ部25に螺着して締結固定することによって円筒部材53が貫通孔23に取付けられる。尚、円筒部材53は、他端開口53bがセグメント20の外面22側に位置されるように貫通孔23に取付けられる。
そして、図3に示すように、当該円筒部材53の雌ねじ部55にねじ部材52の雄ねじ部51が螺着されることによって、ねじ部材52の先端52tが、セグメント20の外面22より外側に突出する状態と貫通孔23内に位置される状態とに進退可能に設けられた支持装置50が構成される。
尚、ねじ部材52の一端面52aには、ナット回しやドライバー等の治具を係合させてねじ部材52を中心線を回転中心として回転させるための治具係合部52bを備える。
As shown in FIG. 1, the
The
First, as shown in FIG. 2, the
Then, as shown in FIG. 3, by screwing the male threaded
One
支持装置50の使用方法について説明する。
例えば、発進立坑100(図4参照)内において、セグメント20の貫通孔23に円筒部材53を予め取付けておいて、当該セグメント20をシールド掘進機1のテール部11(図5参照)に搬送し、テール部11にてセグメントリング30が組み立てられた後に、ねじ部材52を円筒部材53に取付ける。そして、当該セグメントリング30がシールド掘進機1の外殻3の後端からトンネル空洞部に設置された後、ねじ部材52を回してねじ部材52の先端52tをセグメント20の外面22より外側に突出させて地山に突き当てることにより、当該セグメントリング30を地山に支持させる。
A method of using the
For example, in the starting shaft 100 (see FIG. 4), the
実施形態1に係るセグメントリングの支持方法、支持装置50によれば、ねじ部材52を回してねじ部材52の先端52tをセグメント20の外面22より外側に突出させるだけなので、作業時間を短くできて、作業が簡単で、かつ、経済的なセグメントリング30の支持方法、支持装置50を提供できる。
According to the segmented ring supporting method and supporting
支持装置50は、例えば、後述するように、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い地山を掘削してシールドトンネルを構築するシールド工法において、セグメントリング30の浮き上がりを防止するために用いられる。
また、シールド工法における急曲線部の余掘部分において、シールド掘進機の推進反力を取るために、セグメントリング30を地山に支持させる際にも使用できる。
また、支持装置50を、セグメントリング30の周囲に配置された複数の貫通孔23に取付けるようにすれば、セグメントリング30の周方向に沿った回転を防止できるようになる。
また、支持装置50を、セグメントリング30の下側に配置されたセグメント20の貫通孔23に取付けるようにすれば、セグメントリング30の沈下現象を防止できるようになる。
For example, as will be described later, the
Moreover, it can be used to support the
Further, by attaching the
Moreover, if the
以下、支持装置50の使用例として、支持装置50を、セグメントリング30の浮き上がりを防止するために使用するシールド工法について説明する。
当該シールド工法は、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いか否かを判断し、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下であると判断された場合には通常のシールド工事(以下、通常工事という)を行い、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された場合には地山の水を抜きながらのシールド工事(以下、特定工事という)を行う。
Hereinafter, as an example of use of the
The shield construction method judges whether the water pressure of the groundwater in the ground in the face part is higher than the standard, and if it is judged that the water pressure in the groundwater in the face part is below the standard, the normal shield If construction (hereinafter referred to as normal construction) is carried out and it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground in the face part is higher than the standard, shield construction (hereinafter referred to as special construction) will be carried out while draining the ground water. conduct.
図4に示すように、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された場合に、セグメントリング設置区間Y(図4(c)参照)において行われる特定工事では、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された場合においてトンネル空洞部に設置された複数の環状覆工体としてのセグメントリング30,30…の内周面と外周面とに亘って貫通する貫通孔を介して地山の地下水を複数のセグメントリング30,30…の内側に水抜きする水抜作業を行う。
そして、水抜作業の結果、切羽部分の地山の水圧が下がって基準以下になったと判断された場合に、当該セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間の隙間であるテールボイドに裏込材を充填する裏込材充填作業を行って、セグメントリング設置区間Yでのシールドトンネルを完成させる。
As shown in FIG. 4, when it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground in the face portion is higher than the standard, in the specific construction performed in the segment ring installation section Y (see FIG. 4(c)), the face portion over the inner peripheral surface and outer peripheral surface of the segment rings 30, 30 ... as a plurality of annular lining bodies installed in the tunnel cavity when it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground is higher than the standard Drainage work is performed to drain groundwater from the natural ground to the inner side of the plurality of segment rings 30, 30 through the penetrating through-holes.
As a result of the water removal work, when it is determined that the water pressure of the natural ground in the face portion has fallen below the standard, the outer peripheral surfaces of the plurality of segment rings 30, 30 ... installed in the segment ring installation section Y and The shield tunnel in the segment ring installation section Y is completed by performing a back-filling material filling operation for filling the tail void, which is a gap between the ground and the ground, with the back-filling material.
実施形態1に係るシールド工法では、図4(a)に示すように、発進立坑100からシールド掘進機1を発進させ、例えば、図4(b)に示すように、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下であると判断された場合のセグメントリング設置区間Xにおいては、通常工事を行って、シールド掘進機1で地山を掘進することによってシールド掘進機1の後方に形成されるトンネル空洞部にセグメントリング30が例えば数個から数十個設置されたとする。
そして、その後、例えば、シールド掘進機1の後述するスクリュコンベア10の排出ゲート10eを開放した際に噴発が生じ、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断されたとする。
この場合、図4(c)に示すように、セグメントリング設置区間Xの後、切羽部分の地山の水圧が基準以下の状態まで低下したと判断されるまでの間であるセグメントリング設置区間Yに複数のセグメントリング30,30…を設置し、地山の地下水を複数のセグメントリング30,30…の内側に水抜きする水抜作業を行う。
そして、水抜作業の結果、切羽部分の地山の水圧が基準以下まで下がったと判断された場合に、当該セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間の隙間であるテールボイドに裏込材を充填してセグメントリング設置区間Yでのシールドトンネルを完成させる。
その後、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下であると判断された場合、図1(c)に示すように、セグメントリング設置区間Yの掘進方向前側にセグメント30,30…が順次設置されていくことになる、セグメントリング設置区間Yの施工後のセグメントリング設置区間Xにおいて、通常工事を行う。
In the shield construction method according to
After that, for example, when the
In this case, as shown in FIG. 4(c), after the segment ring installation section X, the segment ring installation section Y is the period until it is determined that the water pressure of the natural ground in the face portion has decreased to a level below the reference level. A plurality of segment rings 30, 30, .
As a result of the water removal work, when it is determined that the water pressure of the ground in the face portion has fallen below the standard, the outer peripheral surfaces of the plurality of segment rings 30, 30, . . . The tail void, which is the gap between and, is filled with a backing material to complete the shield tunnel in the segment ring installation section Y.
After that, when it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is below the standard, as shown in FIG. In the segment ring installation section X after construction of the segment ring installation section Y, which is to be constructed, normal construction is performed.
即ち、当該シールド工法では、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下であると判断されて施工されたセグメントリング設置区間Xにおいては、シールド掘進機1の掘進に伴って形成されたトンネル空洞部にセグメントリング30が設置された直後に当該セグメントリング30の外周面と地山との隙間であるテールボイドにモルタル等の裏込材を充填する通常工事を行って当該セグメントリング設置区間Xでのシールドトンネルを完成させる。
そして、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断されて施工されたセグメントリング設置区間Yにおいては、シールド掘進機1の掘進に伴って形成されたトンネル空洞部にセグメントリング30が設置された直後に当該セグメントリング30の外周面と地山との隙間であるテールボイドに裏込材を充填する裏込材充填作業を行わずに、シールド掘進機1の掘進に伴って形成されたトンネル空洞部に設置された複数のセグメントリング30,30…に形成されている貫通孔を介して地山の地下水を複数のセグメントリング30,30…の内側に通水させる水抜作業を行う。
そして、当該水抜作業の結果、切羽部分の地山の水圧が基準以下の状態まで低下したと判断された場合に、セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との隙間であるテールボイドに裏込材をまとめて充填する裏込材充填作業を行う。即ち、セグメントリング設置区間Yにおける後側(発進立坑100側)のセグメントリング30から順番に裏込材充填作業を行うことによって当該セグメントリング設置区間Yでのシールドトンネルを完成させる。
That is, in the shield construction method, in the segment ring installation section X constructed after it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is below the standard, the tunnel cavity formed along with the excavation of the
In the segment ring installation section Y, which was constructed when it was determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion was higher than the standard, the
As a result of the draining work, when it is determined that the water pressure of the natural ground in the face portion has decreased to a level below the standard, the outer peripheral surfaces of the plurality of segment rings 30, 30 ... installed in the segment ring installation section Y Backfill material filling work is performed to fill the tail void, which is the gap between the ground and the ground, with the backfill material. That is, the shield tunnel in the segment ring installation section Y is completed by filling the backfill material in order from the
次に、当該シールド工法で使用するシールド掘進機1の構成例を説明する。
図5に示すように、シールド掘進機1は、掘進方向前端にカッタヘッド2を備え、カッタヘッド2の後方に外殻3を備える。外殻3の前側には隔壁4が設けられ、隔壁4とカッタヘッド2との間にチャンバ5を備える。
外殻3の内側には、エレクタ6、シールドジャッキ7、中折ジャッキ8、カッタヘッド駆動装置9、スクリュコンベア10等の装置が設けられている。
Next, a configuration example of the
As shown in FIG. 5 , the
Devices such as an
カッタヘッド2は、切羽を掘削する例えば円盤状の部材であり、カッタヘッド2の前面には、複数のビット2a等の掘削部材が装着されている。カッタヘッド2は、外殻3の前方において外殻3の周方向に沿って正逆方向に回転自在に構成されている。
The
外殻(スキンプレート)3は、例えば、前胴プレート3aと、前胴プレート3aの後端側に連結された後胴プレート3bとを備える。
前胴プレート3a及び後胴プレート3bは、例えば円筒状の鋼製板により形成されている。
後胴プレート3bの内側は、エレクタ6やテールシール3c等が装備されたテール部11に構成され、当該テール部11にて、エレクタ6によりセグメントリング30が組み立てられる。
テールシール3cは、掘進作業中に後胴プレート3bの後方の地山から外殻3内に地下水等が入り込むのを防止するための封止部材であり、例えば、後胴プレート3bの後端部に後胴プレート3bの外周に沿って枠状に設置されている。
The outer shell (skin plate) 3 includes, for example, a
The
The inner side of the
The
チャンバ5は、カッタヘッド2と隔壁4との間に掘削土砂を充満させる空間である。
即ち、当該シールド掘進機1は、カッタヘッド2により掘削された土砂等がカッタヘッド2の図外の開口部を通じてチャンバ5内に取り込まれ、チャンバ5内に泥土を充填した状態で掘進することにより泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘進作業を行う泥土圧シールド掘進機である。
The
That is, the
エレクタ6は、覆工部材としてのセグメント(セグメントピース)20を把持して旋回し、テール部11の内周面に沿って複数のセグメント20,20…を配置して、セグメントリング30を組み立てる装置である。
The
セグメント20は、シールド掘進機1の掘進に伴って形成されたトンネル空洞部の内周面を覆う例えば鉄筋コンクリート製の覆工部材である。
1個のセグメントリング30を形成する数分の複数のセグメント20,20…がテール部11に搬送されて、エレクタ6によってテール部11内でセグメントリング30が組み立てられる。
即ち、セグメントリング30は、セグメントリング30の円環状の周壁を構成する円弧ブロック状に形成された複数のセグメント20を組み合わせて構成される。
The
A plurality of
That is, the
各セグメント20,20…の円弧状の板面のほぼ中央部には、図6に示すような、セグメント20の内面21と外面22とに亘って貫通する雌ねじ部25付きの貫通孔23が形成されている。
A through-
シールドジャッキ7は、テール部11内で組み立てられたセグメントリング30及びシールド掘進機1の後方のトンネル空洞部に設置されたセグメントリング30を反力受として、シールド掘進機1を前進させるための推進力を発生させるジャッキである。
シールドジャッキ7は、外殻3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、外殻3の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
The
A plurality of
中折ジャッキ8は、前胴プレート3aと後胴プレート3bとを連結するとともに、シールド掘進機1の推進方向を修正するためのジャッキである。中折ジャッキ8は、外殻3内において前胴プレート3aと後胴プレート3bとの境界を跨ぐ位置に、外殻3の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
中折ジャッキ8に圧油を供給して、前胴プレート3aと後胴プレート3bとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態でシールド掘進機1を推進することにより、シールド掘進機1の推進方向を制御することが可能となっている。
The
By supplying pressurized oil to the
カッタヘッド駆動装置9は、カッタヘッド2を正逆方向に回転させるモータ(駆動源)である。カッタヘッド駆動装置9は、例えば、カッタヘッド2の裏面側に、カッタヘッド2の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
The cutter
スクリュコンベア10は、チャンバ5内に取り込まれた土砂をシールド掘進機1の後方に排出するための装置である。
スクリュコンベア10は、筒10aの内部に配置されたスクリュオーガ10bにより土砂を搬送する密閉式のコンベアであり、筒10aの一端に設けられた土砂取込開口部10cがチャンバ5内に配置され、筒10aの他端に設けられた土砂排出口10dがシールド掘進機1の後方に位置されるように設けられる。土砂排出口10dには、当該土砂排出口10dを開閉する排出ゲート10eが設けられている。
チャンバ5内に採り込まれた掘削土砂は、土砂取込開口部10cからスクリュオーガ10bにより土砂排出口10dまで搬送され、排出ゲート10eを開放することによって、掘削土砂が土砂排出口10dから排出され、図外のベルトコンベヤ、運搬車等により、発進立坑100内に搬送され、地上に排出される。
The
The
The excavated earth and sand taken into the
切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下であると判断された場合の、上述したシールド掘進機1を用いた通常工事は、次のように行われる。
シールド掘進機1のエレクタ6により、シールド掘進機1の外殻3のテール部11の内周面に沿って複数のセグメント20,20…が配置され、当該テール部11の内周面に沿って隣り合うセグメント20,20の端部同士が連結具を用いて連結されることによって、セグメントリング30が組み立てられる。
そして、シールド掘進機1の外殻3の内周面に沿って所定の間隔を隔てた複数の位置に配置された複数のシールドジャッキ7,7…のピストンの後端をテール部11において組み立てられたセグメントリング30の前端面に押し付けた状態からシールドジャッキ7,7…のピストンを伸長させることによって得られる推進反力によって、シールド掘進機1に推進力を付与するとともに、カッタヘッド2を駆動して切羽を掘削することにより、シールド掘進機1を掘進させる。そして、シールド掘進機1を掘進させた後、シールド掘進機1の後方に形成されたトンネル空洞部に設置されたセグメントリング30の外周面と地山との隙間であるテールボイドに裏込材を充填して、当該セグメントリング30による覆工を完成させる。
そして、シールドジャッキ7,7…のピストンを縮退させて、前回形成したセグメントリング30の前方に位置されるテール部11に新たな今回のセグメントリング30を組み立てて、今回組み立てたセグメントリング30の後端部と前回組み立てたセグメントリングの前端部とが連結具を用いて連結される。
即ち、通常工事では、テール部11でのセグメントリング30の組立作業→シールド掘進機1の掘進作業→テールボイドへの裏込材の充填作業という一連の作業を繰り返すことで、シールド掘進機1の後方にトンネル空洞部が形成されるとともに、当該トンネル空洞部の内周面に沿って設置されて前後に隣り合って互いに連結された複数のセグメントリング30,30…により形成された円筒状のトンネル覆工体が形成される。
The normal construction work using the
A plurality of
The rear ends of the pistons of a plurality of
Then, the pistons of the shield jacks 7, 7, . The end portion and the front end portion of the previously assembled segment ring are connected using a connector.
That is, in the normal construction, a series of operations of assembling the
尚、発進立坑100からシールド掘進機1を発進させる際には、発進立坑100内にシールドジャッキ7,7…の反力受け(図示せず)を設置して、シールド掘進機1のシールドジャッキ7,7…のピストンの後端を当該反力受けに押し付けた状態からシールドジャッキ7,7…のピストンを伸長させることによって得られる推進反力によって、シールド掘進機1に推進力を付与するとともに、カッタヘッド2を駆動して切羽を掘削することにより、シールド掘進機1を発進させる。
When starting the
切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された場合の特定工事では、セグメントリング30の組立作業→水対策作業→掘進作業という一連の作業が繰り返し行われる。
水対策作業は、トンネル空洞部に設置されたセグメントリング30の浮き上がり防止作業、及び、トンネル空洞部に設置されたセグメントリング30内への水抜作業である。
In the specific construction when it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard, a series of operations of assembling the
The water countermeasure work includes the lifting prevention work of the
そして、特定工事により、切羽部分の地山の水圧が下がって基準以下になったと判断された場合には、特定工事の間、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の外周面と地山との隙間であるテールボイドにまとめて裏込材を充填する裏込材充填作業を行い、その後、通常工事に移行する。 Then, when it is determined that the water pressure of the natural ground in the face portion has fallen below the standard due to the specific construction work, the plurality of segment rings 30, 30 installed in the segment ring installation section Y are removed during the specific construction work. Backfilling work is carried out to fill the tail void, which is the gap between the outer peripheral surface of … and the ground, with the backfilling material, and then the normal construction is started.
水対策作業について説明する。
浮き上がり防止作業に使用される支持装置50については上述したとおりである。
以下、水抜作業に使用される水抜装置60について説明する。
I will explain the water countermeasure work.
The
The draining
トンネル空洞部に設置されたセグメントリング30内に地山の地下水を水抜きする水抜作業に使用される水抜装置60は、図8に示すように、例えば、貫通孔23に取付けられた逆止弁40と、地山の地下水が逆止弁40を通過してセグメントリング30の内側に水抜きされるように逆止弁40を開放状態に維持する逆止弁開放維持手段60Aとを備える。
As shown in FIG. 8, the
逆止弁40は、例えば、円筒部41と、円筒部41の内側に設けられた弁部42とを備えた構成である。
逆止弁40が、セグメント20に形成された貫通孔23の雌ねじ部25に取付けられることによって、図7に示すような、注入孔28が形成される。
円筒部41の外周面には、貫通孔23の雌ねじ部25に螺着する雄ねじ部43を備える。当該雄ねじ部43は、貫通孔23の雌ねじ部25への取付部として機能する。
弁部42は、弁体部44と、弁座45とを備えて構成される。
弁体部44は、弁体46と、弁体支持部47とを備える。
例えば、弁体部44は、円筒部41の内径に対応した直径を備えた円形体により構成される。
円筒部41の内周円の直径の両端の対点(円筒部41の内周面において周方向に沿って互いに180度隔てた位置)同士を連結する円形体の中央部が弁体支持部47を構成し、かつ、弁体支持部47の左右両側に設けられた各半円形状板部が弁体46,46を構成する。即ち、弁体支持部47を構成する円形体の中央部は、例えば、円形体の中心を通過する直径線に沿って延長して両方の延長端が円筒部41の内周円の直径の両端の対点に固定された断面矩形状の板状体により構成される。
弁体支持部47と弁体46,46との境界となる直線部、すなわち、弁体支持部47を形成する円形体の中央部と弁体46,46を形成する円板体の各半円形状板部との境界となる弦部が、弁体46,46の回転中心となるヒンジ48,48に形成された構成となっている。
弁座45は、流路閉鎖状態の弁体46,46の円弧縁部49におけるセグメント20の内面21に近い側の面と接触する面、即ち、円筒部41の内周面より円筒部41の中心線に向けて突出する円環状壁面により形成される。
The
An
The outer peripheral surface of the
The
The
For example, the
A valve
A straight line portion that serves as a boundary between the valve
The
逆止弁40は、円筒部41の雄ねじ部43が貫通孔23の雌ねじ部25に螺着されて当該貫通孔23に取付けられ、弁体46,46がセグメント20の外面22側に回転することにより、円筒部41の内側が流路として連通する流路開放状態となる。即ち、弁体支持部47と弁座45との間が流路となる。この弁開放状態では、流路を介してセグメント20の内面21側から外面22側に向けての物体の流通が可能な状態である。また、弁体46,46の円弧縁部49,49におけるセグメント20の内面21に近い側の面と弁座45とが接触して円筒部41の内側の流路が閉鎖された流路閉鎖状態においては、セグメント20の外面22側から内面21側に向けての物体の流通が閉鎖された状態となる。
つまり、逆止弁40は、セグメント20の内面21側から外面22側に向けての物体の移動を許容し、セグメント20の外面22側から内面21側に向けての物体の移動を許容しない構成となっている。
即ち、裏込材をセグメント20の内面21側から注入口28を介してセグメント20の外面22側に注入して充填する場合、弁体46の円弧縁部49におけるセグメント20の内面21に近い面が弁座45から離れるように各弁体46,46が回転して、円筒部41の内側が流路として連通する流路開放状態となり、テールボイドに裏込材を充填できるようになる。
また、セグメント20の外面22側から注入孔28に流入した裏込材や地下水等の流動物の圧力によって弁体46,46と弁座45とが接触して円筒部41の内側の流路が閉鎖される。
The
In other words, the
That is, when the backfill material is injected from the
In addition, the
尚、例えば、テール部11で組み立てられるセグメントリング30の上側に位置されることになるセグメント20の貫通孔23には、逆止弁40が取付けられずに、図1,図3に示すような、支持装置50が取付けられる。
また、セグメント20の貫通孔23に逆止弁40が取り付けられて構成された注入孔28には、逆止弁40とで水抜装置60を構成する、図8に示すような、逆止弁開放維持手段60Aが取付けられる。
For example, in the through
In addition, in the
即ち、逆止弁40は、セグメント20の外面22側から注入孔28に流入した裏込材や地下水等の流動物の圧力によって弁体46,46と弁座45とが接触して円筒部41の内側の流路が閉鎖されるように構成されている為、セグメント20の外面22側から逆止弁40の流路を介してセグメント20の内面21側に地下水を水抜きするためには、逆止弁40の左右の弁体46,46を開放状態に維持する必要がある。そこで、当該水抜装置60では、逆止弁開放維持手段60Aを用いて、逆止弁40を開放状態に維持することにより、地山の地下水がセグメント20の外面22側から逆止弁40の流路を通過してセグメントリング30の内側に通水されるように構成した。
That is, the
図8に示すように、逆止弁開放維持手段60Aは、逆止弁開放部材61と、中継部材62と、逆止弁開放部材61を押圧する押圧部材63と、水出口付き逆止弁開放維持部材64とを備える。
As shown in FIG. 8, the check valve
図8,図9に示すように、逆止弁開放部材61は、セグメント20の内面21側から注入孔28に挿入されて逆止弁40の左右の弁体46,46を押し開ける左右の爪部65,65を備えた二股先端部66と、二股先端部66の後端における左右の中央部66eより後方に延長する軸部67とを備える。
As shown in FIGS. 8 and 9, the check
二股先端部66は板状に形成され、図8に示すように、当該二股先端部66の左右方向の幅寸法66Wは、逆止弁40の円筒部41の内側の直径寸法よりも若干小さい寸法に形成される。
左右の爪部65,65は、互いに向い合う端縁面68,68がV字状面を形成するとともに、左右の爪部65,65の境界部分となるV字状面の下端部は、逆止弁40の弁体支持部47が挿入される凹溝部69に形成される。
尚、二股先端部66は、ホームベースのような五角形状の板材の一部を切欠いたような形状に形成される。例えば、ホームベースのような五角形における両端の隣り合う辺とのなす角度が90°である一辺縁からV字状面を形成するための三角形状領域が切欠かれて、この切欠かれた三角形状領域の左右の両側が左右の爪部65,65として形成された構成である。
The bifurcated
The left and
In addition, the
図8,図10に示すように、中継部材62は、円筒部材により構成される。中継部材62を構成する円筒部材は、円筒部材の中心線に沿った方向の一端開口62a側の外周面に後述する水出口付き逆止弁開放維持部材64の雌ねじ部85が螺着される雄ねじ部70を備えるとともに、円筒部材の中心線に沿った方向の他端開口62b側の外周面には、中空管26の雌ねじ部25に螺着される雄ねじ部71を備えた構成である。
As shown in FIGS. 8 and 10, the
図8,図11に示すように、押圧部材63は、先端側に、逆止弁開放部材61の軸部67が挿入される入口を備えるとともに一端が閉塞された鞘管部(スリーブ)75と、鞘管部75の一端部から鞘管部75の中心線と直交する方向に互いに離れるように設けられた左右の横軸部76とを備えたT字形状に形成される。
As shown in FIGS. 8 and 11, the pressing
図8,図12に示すように、水出口付き逆止弁開放維持部材64は、例えば、3つの出入口(ポート)80,81,82を有した三方切換弁により構成される。
例えば、水出口付き逆止弁開放維持部材64を構成する三方切換弁は、円筒部83の一端開口部により形成された第1出入口80と円筒部83の他端開口部により形成された第2出入口81と円筒部83の側部に設けられた側部開口部により形成された第3出入口82とを備えた三股管の内側に流路を切り換えるための例えば図外のボール弁を備えた構成のものを用いればよい。
即ち、水出口付き逆止弁開放維持部材64は、例えば、互いに対向する第1出入口80及び第2出入口81と、第1出入口80の中心と第2出入口81の中心とが通過する直線と直交する方向に開口する第3出入口82とを有した三方切換弁により構成される。
尚、円筒部83の外側に突出してボール弁を操作するための操作軸84を備え、この操作軸84にスパナ等の治具を係合して当該操作軸84を回転させることによってボール弁を操作できるように構成されている。
各出入口80,81,82の内周面には、それぞれ、上述した中継部材62の雄ねじ部70に螺着可能に構成された雌ねじ部85が形成されている。
As shown in FIGS. 8 and 12, the water outlet check valve
For example, the three-way switching valve that constitutes the check valve
That is, the check valve
An operating
A female threaded
逆止弁開放維持手段60Aの取付方法を説明する。
まず、図9に示すように、逆止弁開放部材61の二股先端部66をセグメント20の内面21側から注入孔28に挿入して、二股先端部66の左右の爪部65,65で逆止弁40の弁体46,46をセグメント20の外面22側に押し開けるように逆止弁開放部材61をセットする。
次に、図10に示すように、中継部材62の雄ねじ部71を中空管26の雌ねじ部25に螺着して取付ける。
図11に示すように、押圧部材63の鞘管部75に逆止弁開放部材61の軸部67を挿入した状態で押圧部材63を逆止弁40側に押し付けた状態にセットする。
そして、図12に示すように、水出口付き逆止弁開放維持部材64の例えば第1出入口80の雌ねじ部85を中継部材62の雄ねじ部70に螺着して、例えば、雌ねじ部85を形成するねじ孔の底面86で押圧部材63の横軸部76の両方の端部77,77を押圧して当該端部77,77を中継部材62の一端面62eに押し付けた状態となるように、水出口付き逆止弁開放維持部材64を中継部材62に取り付ける。
以上により、注入孔28の逆止弁40を流路開放状態に維持する逆止弁開放維持手段60Aが注入孔28に取付けられて水抜装置60が構成される。
即ち、水抜装置60により、地山の地下水が逆止弁40、及び、逆止弁開放維持部材64の水出口となる第3出入口82を通過して覆工体の内側に水抜きされるように構成される。
A method of attaching the check valve open maintaining means 60A will be described.
First, as shown in FIG. 9, the bifurcated
Next, as shown in FIG. 10, the externally threaded
As shown in FIG. 11, the
Then, as shown in FIG. 12, the female threaded
As described above, the check valve opening maintaining means 60A for maintaining the
That is, by the draining
尚、水出口付き逆止弁開放維持部材64としての三方切換弁は、ボール弁を操作して、例えば、第1出入口80と第3出入口82とを連通させて第2出入口81を閉じることができ、かつ、第1出入口80と第2出入口81と第3出入口82とを連通させることができる構成のもの、あるいは、ボール弁を操作して、第1出入口80と第3出入口82とを連通させて第2出入口81を閉じることができ、かつ、第1出入口80と第2出入口81とを連通させて第3出入口82を閉じることができる構成のものを用いればよい。
The three-way switching valve as the check valve
当該水抜装置60を用いてセグメントリング30の外側の地山からの地下水をセグメントリング30の内側に通水する場合には、第3出入口82に図外の排水ホース等の一端を連結し、ボール弁を操作して、例えば、互いに直交する位置に設けられた第1出入口80と第3出入口82とを連通させて第2出入口81を閉じることにより、地山からの地下水が水抜装置60、排水ホースを介して、例えば、発進立坑100に設置された排水槽に排水され、ポンプ等で排水槽から地上に排水される。
尚、施工するトンネルが上り勾配である場合には、第3出入口82に排水ホース等を連結せずに、地下水を第3出入口82からセグメントリング30の内側に流下させて発進立坑100に設置された排水槽等に流し、ポンプ等で排水槽から地上に排水するようにすればよい。
When groundwater from the natural ground outside the
When the tunnel to be constructed has an upward slope, groundwater is allowed to flow down from the
また、逆止弁40の流路が土砂等で塞がった場合、第2出入口81を開放して、第2出入口81から棒などを挿入して、逆止弁40の流路を塞いでいる土砂等を除去することができ、流路の詰まりを解消できるようになる。
Also, when the flow path of the
浮き上がり防止作業の手順は、以下のとおりである。
例えば、発進立坑100内において、支持装置50の取付対象となるセグメント20の貫通孔23に円筒部材53を予め取付けておいて、当該セグメント20をテール部11に搬送し、テール部11にてセグメントリング30が組み立てられた後に、ねじ部材52を円筒部材53に取付ける。そして、当該セグメントリング30がシールド掘進機1の外殻3の後端からトンネル空洞部に設置された後、ねじ部材52を操作して(回して)、ねじ部材52の先端52tをセグメント20の外面22より外側に突出させて地山に突き当てることにより、当該セグメントリング30を地山に支持させる。
このように、セグメントリング30が、シールド掘進機1の掘進に伴ってシールド掘削機の後方の形成されたトンネル空洞部に設置された後に、ねじ部材52を回して、ねじ部材52の先端52tを当該セグメントリング30の外面より外側に突出させて地山に突き当てるだけなので、作業が非常に簡単になり、シールドトンネルの施工をスムーズに行えるようになる。
支持装置50は、例えば図13に示すように、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の上側に配置されたセグメント20の貫通孔23に取付けられる。例えば、支持装置50は、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の延長方向に沿って千鳥状に配置される。
尚、この場合、図13に示すように、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個の全てのセグメントリング30,30…の上側に配置されたセグメント20の貫通孔23に支持装置50を設けてもよいし、あるいは、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…のうち、任意のセグメントリング30の上側に配置されたセグメント20の貫通孔23にのみ支持装置50を設けるようにしてもよい。
尚、特許文献1に開示されたような膨張袋を用いた方法の場合、膨張袋が編地で形成されているため、テールボンドに地下水が流入する環境下においては、膨張袋に充填された充填材が膨張袋の編目を通過して膨張袋の外に流れてしまって、本来の機能を発揮しない可能性がある。
一方、支持装置50は、ねじ部材52の先端52tをセグメント20の外面22より外側に突出させて地山に突き当てることにより、ねじ部材52を突っ張らせる構成であるため、水中下においても確実に機能して、セグメントリング30を地山に支持させることができるものである。
The procedure for lifting prevention work is as follows.
For example, in the starting
In this way, after the
The
In this case, as shown in FIG. 13, a supporting
In the case of the method using an expansion bag as disclosed in
On the other hand, since the
水抜作業の手順は、以下のとおりである。
セグメントリング30がシールド掘進機1の外殻3の後端からトンネル空洞部に設置された後に、セグメントリング30の注入孔28に逆止弁開放維持手段60Aを取付けて水抜装置60を構成する。
尚、逆止弁開放維持手段60Aは、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…のすべての注入孔28、又は、選択された注入孔28に取付けられることによって、複数個のセグメントリング30,30…に複数個の水抜装置60が設けられる。
また、逆止弁開放維持手段60Aを注入孔28に取付ける際にも、セグメントリング30の内側に地下水が流下する。この際、トンネルが上り勾配である場合には、セグメントリング30の内側に流下した地下水が発進立坑100まで流れるので、発進立坑100に設置された排水槽等に地下水を集水した後、ポンプ等で排水槽から地上に排水するようにすればよい。また、トンネルが上り勾配でない場合には、セグメントリング30の内側に流下した地下水をポンプ等を用いて発進立坑100まで排水するようにすればよい。
The procedure for draining water is as follows.
After the
By attaching the check valve open maintaining means 60A to all the injection holes 28 of the plurality of segment rings 30, 30, . . . A plurality of draining
Also, when the check valve
特定工事においては、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の外周面と地山(トンネル空洞部の内壁)との間のテールボイドに地山の水が侵入するが、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…が支持装置5,5…によって地山に支持されているため、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の浮き上がりが防止されるとともに、テールボイドに侵入した地下水が、水抜装置60,60…によって、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の内側に導かれて排水されるので、切羽部分の地山の地下水の水圧を下げることができる。
In the specific construction work, natural water enters the tail void between the outer peripheral surface of the plurality of segment rings 30, 30, ... installed in the segment ring installation section Y and the natural ground (inner wall of the tunnel cavity). , the plurality of segment rings 30, 30 installed in the segment ring installation section Y are supported on the ground by the supporting
水抜作業の結果、切羽部分の地山の水圧が基準以下まで下がったと判断された場合には、水抜装置60の逆止弁開放維持手段60Aを注入孔28から取り外して、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間のテールボイドに逆止弁40,40…を介して裏込材を充填する。
その後、通常工事に移行する。
As a result of the drainage work, when it is determined that the water pressure of the ground in the face portion has fallen below the standard, the check valve open maintenance means 60A of the
Then move on to normal work.
尚、支持装置50は、貫通孔23に取付けたままでもよいし、あるいは、支持装置50を貫通孔23から取り外して、当該貫通孔23に逆止弁40を取付けるようにしてもよい。
また、最終的には、セグメントリング30,30…の貫通孔23のセグメントリング30の内面側の開口は、図外のキャップが取付けられて塞がれる。
The
Also, finally, the openings of the through
当該シールド工法によれば、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い場合、シールド掘進機1の掘進に伴ってトンネル空洞部に複数のセグメントリング30,30…を設置し、複数のセグメントリング30,30…の内面と外面とに亘って貫通する複数の貫通孔23,23…に支持装置50を取付けてこれら複数のセグメントリング30,30…の浮き上がり防止作業を行うとともに、複数のセグメントリング30,30…の内面と外面とに亘って貫通する複数の注入孔28,28(貫通孔23に逆止弁40が取付けられた貫通孔)…に逆止弁開放維持手段60Aを取付けて水抜装置60を構成して、これら複数のセグメントリング30,30…の内側に地山の地下水を水抜きする水抜作業を行って、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下になった場合に、これら複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間の隙間に裏込材を充填する裏込材充填作業を行うようにした。
即ち、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された後、トンネル空洞部に設置されるセグメントリング30の複数の貫通孔23,23…に取付けられた各水抜装置60,60…による水抜作業が開始されてから、トンネル空洞部に新しいセグメントリング30が設置される毎に、その新しいセグメントリング30の複数の貫通孔23,23…に取付けられた各水抜装置60,60…による水抜作業が行われるので、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いと判断された後、切羽部分の地山の環境が高水圧環境下である判断された後、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下になるまで低下したと判断されるまでの間に、トンネル空洞部に設置された複数のセグメントリング30:30…の取付けられた複数の貫通孔23,23…に取付けられた各水抜装置60,60…により、継続して水抜作業が行われるので、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い場合に、切羽部分の地山の地下水の水圧を下げることができるようになった。
また、支持装置50を、例えば図13に示すように、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の上側に配置されたセグメント20の貫通孔23に取付けたので、水抜作業の際に、トンネル空洞部に設置された複数のセグメントリング30:30…の外周面と地山との間に地下水が流入して、複数個のセグメントリング30,30…に浮力が加わったとしても、複数のセグメントリング30:30…が支持装置50,50…により地山に支持されているので、複数のセグメントリング30,30…の浮き上がりを防止できて、複数のセグメントリング30,30…の設計上の設置位置と実際の設置位置とのずれ量を少なくできるようになった。
そして、切羽部分の地山中の地下水の水圧が低下して基準以下になったと判断された後に、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間のテールボイドにまとめて裏込材を充填する裏込材充填作業を行うので、セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30:30…を地山に安定に支持させることができる。
According to the shield construction method, when the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard, a plurality of segment rings 30, 30... are installed in the tunnel cavity as the
That is, after it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard, the
Further, as shown in FIG. 13, for example, the
Then, after it is determined that the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion has decreased and has fallen below the standard, the outer peripheral surfaces of the plurality of segment rings 30, 30, . . . Since the backing material filling operation is performed to collectively fill the tail voids between the segment rings 30, 30, etc. installed in the segment ring installation section Y, the plurality of segment rings 30:30 can be stably supported on the natural ground. .
また、当該シールド工法では、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い場合、シールド掘進機1が掘進する毎に、トンネル空洞部に設置されるセグメントリング30の貫通孔23を利用した浮き上がり防止作業及び水抜作業を行い、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下となった場合、それまでに、セグメントリング設置区間Yに設置された複数個のセグメントリング30,30…のテールボイドへの裏込材充填作業を一括して行うので、作業が簡単となり、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い場合においてのシールドトンネルの施工をスムーズに行えるようになる。
Further, in the shield construction method, when the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard, the through
また、浮き上がり防止作業は、複数個のセグメントリング30,30…の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔23のうち水抜作業に利用した貫通孔23以外の貫通孔23に、先端52tがセグメントリング30の外周面より外側に突出する状態と先端52tが貫通孔23内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材としてのねじ部材52を装着して、当該ねじ部材52の先端52tをセグメントリング30の外周面より外側に突出させて地山に突き当てることにより複数の複数個のセグメントリング30,30…を地山に支持させたので、複数の複数個のセグメントリング30,30…の浮き上がりを防止でき、複数個のセグメントリング30,30…の設計上の設置位置と実際の設置位置とのずれ量を少なくできるので、精度の高いシールドトンネルの施工を行える。
In addition, the lifting prevention work is carried out by inserting the
また、水抜作業は、貫通孔23に設置された逆止弁40を開放状態に維持する逆止弁開放維持手段60Aを貫通孔23に取付けることによって行い、裏込材充填作業は、逆止弁開放維持手段60Aを貫通孔23から取り外した後、当該逆止弁40付きの貫通孔23(注入孔28)に図外の裏込材充填装置を接続して行ったので、水抜作業をスムーズに行えるとともに、水抜作業から裏込材充填作業への移行を簡単に行えるので、シールドトンネルの施工をスムーズに行える。
In addition, the draining work is performed by attaching to the through-hole 23 a check valve open maintenance means 60A for keeping the
また、当該シールド工法に使用した支持装置50によれば、セグメント20の内面21と外面22とに亘って貫通する貫通孔23の延長方向中央側に形成された逆止弁取付用の台形ねじにより構成された雌ねじ部25と、当該雌ねじ部25に螺着される雄ねじ部54を外周面に備えるとともに内周面に雌ねじ部55を備えたねじ筒部材53と、ねじ筒部材53の雌ねじ部55に螺着されて先端52tがセグメント20の外面より外側に突出する状態と先端52tが貫通孔23内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材としてのねじ部材52とを備えたので、セグメントリング30の貫通孔23に支持装置50を取付けて、当該セグメントリング30がシールド掘進機1の外殻3の後端からトンネル空洞部に設置された後、ねじ部材52の先端52tをセグメント20の外面22より外側に突出させて地山に突き当てることにより、当該セグメントリング30を地山に支持させることができ、セグメントリング30,30…の浮き上がりを防止できる。
In addition, according to the
当該シールド工法に使用した水抜装置60によれば、シールド掘進機1の掘進に伴ってシールド掘進機1の後方の形成されたトンネル空洞部に設置されるセグメントリング30の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔23に取付けられた逆止弁40と、地山の地下水が逆止弁40を通過してセグメントリング30の内側に水抜きされるように逆止弁40を開放状態に維持するように構成された逆止弁開放維持手段60Aと、を備える。
逆止弁40は、貫通孔23への取付部として機能する円筒部41と、弁部42とを備え、弁部42は、弁体部44と、弁座45とを備えて構成され、弁体部44は、左右の弁体46,46と、弁体支持部47とを備え、弁体支持部47と弁体46,46との境界部を介して弁体46,46が回転可能に構成され、弁座45は、円筒部41の内周面より円筒部41の中心線に向けて突出する円環状壁面により形成される。
逆止弁開放維持手段60Aは、逆止弁開放部材61と、中継部材62と、逆止弁開放部材61を押圧する押圧部材63と、水出口付き逆止弁開放維持部材64とを備える。
逆止弁開放部材61は、セグメントリング30の内面21側から注入孔に挿入されて逆止弁40の左右の弁体46,46を押し開ける左右の爪部65,65を備えた二股先端部66と、二股先端部66の後端の中央部66eより後方に延長する軸部67とを備える。
中継部材62は、中心軸に沿った方向の一端面62a側の外周面に水出口付き逆止弁開放維持部材のねじ部材のねじ部が螺着される雌ねじ部70を備えるとともに、中心軸に沿った方向の他端面62b側の外周面に、注入孔の例えば台形ねじ等の雌ねじ部に螺着される雄ねじ部71を備えた円筒部材により構成される。
押圧部材63は、先端側に逆止弁開放部材61の軸部が挿入される入口を備えるとともに一端が閉塞された鞘管部75と、鞘管部75の一端部から鞘管部75の中心軸と直交する方向に互いに離れるように設けられた左右の横軸部76とを備えたT字形状に形成される。
そして、水出口付き逆止弁開放維持部材64を構成する例えば三方切換弁が、中継部材62の雄ねじ部70に螺着して、押圧部材63の横軸部の両端部を中継部材62の一端面62aに押し付けた状態となるように取付けられたことによって、逆止弁が開放状態に維持されて、地山の地下水が、逆止弁、及び、逆止弁開放維持部材64の水出口を通過してセグメントリングの内側に水抜きされるように構成された。
当該水抜装置60を使用したことにより、トンネル空洞部に設置されたセグメントリング30の外周面と地山との間に流入した地下水をセグメントリング30の内側に水抜きする水抜作業を簡単に行えるようになった。
According to the
The
The check valve open maintenance means 60A includes a check valve
The check
The
The pressing
For example, a three-way switching valve that constitutes the
By using the
当該シールド工法に使用した水抜装置60によれば、水出口付き逆止弁開放維持部材64を、3つの出入口(ポート)80,81,82を有した三方切換弁により構成したので、第1出入口80の雌ねじ部85を中継部材62の雄ねじ部70に螺着して、三方切換弁を中継部材62に取付けて、互いに直交する位置に設けられた第1出入口80と第3出入口82とを連通させて第2出入口81を閉じることにより、セグメントリング30の外周面と地山との間に流入した地下水を水抜装置60を介してセグメントリング30の内側に水抜きする水抜作業を簡単に行えるようになるとともに、逆止弁40の流路が土砂などで塞がった場合、第2出入口81を開放して、第2出入口81から棒などを挿入して、逆止弁40の流路を塞いでいる土砂などを除去することができるので、水抜作業及び逆止弁40の詰まり解除作業を容易に行える水抜装置60となる。
According to the
実施形態2
支持装置は、上述した支持装置50のねじ部材52の代わりに、図14に示すような、ねじ管部材520を用いた支持装置であってもよい。
ねじ管部材520は、例えば合成樹脂や鉄などにより形成されたねじ管510と蓋530とを備えて構成される。
ねじ管510は、外周面の全面に形成された雄ねじ部511と、他端開口521側の外周面に形成されて管の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔522とを備える。貫通孔522は、1つ以上形成されている。
蓋530は、ねじ管510の一端開口523を開閉可能なように、内周面に、ねじ管510の一端開口523側の雄ねじ部511に螺着される雌ねじ部531が形成されて、一端開口523を塞ぐように着脱可能に構成された一端有底の円形筒状蓋により形成される。
The support device may be a support device using a threaded
The threaded
The threaded
The
貫通孔23のセグメント内面21側の開口からねじ管部材520の他端開口521側を貫通孔23に挿入し、ねじ管510の雄ねじ部511を円筒部材53の雌ねじ部55に螺着してねじ管510の他端開口521側をセグメントリング30の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより、当該セグメントリング30を地山に支持させる。その後、蓋530を取り外して、一端開口523を開放し、一端開口523に排水ホース等を連結することで、地山からの地下水が、貫通孔522、ねじ管510の内側、一端開口523、排水ホース等を介してセグメントリング30の内側に排水される。
The other end opening 521 side of the threaded
実施形態1の支持装置50のねじ部材52の代わりに、ねじ管部材520を用いた実施形態2の支持装置を使用することにより、浮き上がり防止作業、及び、水抜作業の両方を行えるようになる。
By using the support device of the second embodiment using the threaded
また、セグメントリング設置区間Yに設置される複数のセグメントリング30,30…の全ての貫通孔23にねじ管部材520を取付けるようにして、浮き上がり防止作業、及び、水抜作業の両方を行って、切羽部分の地山の水圧が低下して基準以下になったと判断された後に、貫通孔23からねじ管部材520を取り外し、このねじ管部材520を取り外した貫通孔23に逆止弁40を取付けて、セグメントリング設置区間Yに設置される複数のセグメントリング30,30…の外側のテールボイドに裏込材を充填するようにしてもよい。
In addition, the
また、進退部材としてのねじ部材52やねじ管部材520の外周面に形成された雄ねじ部が螺着できるような雌ねじ部を備えた貫通孔をセグメント20に形成することによって、ねじ部材52やねじ管部材520の進退をガイドする円筒部材53を用いることなく、ねじ部材52やねじ管部材520をセグメント20の貫通孔の雌ねじ部に直接に螺着する構成の支持装置を用いるようにしても良い。
Further, by forming in the segment 20 a through-hole provided with a female thread portion into which the male thread portion formed on the outer peripheral surface of the
また、貫通孔24の中心線に沿った方向の中央側に設けられる雌ねじ部25としての台形ねじと、この台形ねじに直接螺着されて進退可能に構成されたねじ部材やねじ管部材とにより構成された支持装置を用いても良い。
Further, the trapezoidal screw as the
尚、切羽部分の地山の水圧状況、セグメントリング設置区間Yに設置されるセグメントリング30の数等の条件、例えば、切羽部分の地山の水圧が基準よりも若干高い程度であってセグメントリング設置区間Yに設置したセグメントリング30の数が少ない場合等において、セグメントリング設置区間Yに設置される複数のセグメントリング30,30…の浮き上がり防止作業が不要であると判断される場合には、セグメントリング設置区間Yに設置される複数のセグメントリング30,30…の浮き上がり防止作業を行わずに、水抜作業を行い、切羽部分の地山の水圧が基準以下に低下したと判断された後に、当該セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間のテールボイドに裏込材を充填するようにしてもよい。
即ち、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高い場合、シールド掘進機1の掘進に伴ってトンネル空洞部に複数のセグメントリング30,30…を設置し、これら複数のセグメントリング30,30…の内面と外面とに亘って貫通する貫通孔23を複数利用して、これら複数のセグメントリング30,30…の内側に地山の地下水を水抜きする水抜作業を行ったことによって、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準以下になった場合に、これら複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との間の隙間に裏込材を充填する裏込材充填作業を行うようにしてもよい。
Conditions such as the water pressure condition of the ground in the face portion, the number of segment rings 30 installed in the segment ring installation section Y, etc. In cases such as when the number of segment rings 30 installed in the installation section Y is small, if it is determined that lifting prevention work for the plurality of segment rings 30 installed in the segment ring installation section Y is unnecessary, Installed in the segment ring installation section Y, after it is determined that the water pressure of the ground in the face portion has decreased below the standard by performing the draining work without performing the lifting prevention work for the segment rings 30, 30 ... The tail voids between the outer peripheral surfaces of the plurality of segment rings 30, 30, .
That is, when the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard, a plurality of segment rings 30, 30, . . . By using a plurality of through
また、切羽部分の地山中の地下水の水圧が基準よりも高いか否かの判断は、例えば、チャンバ5内の土圧を計測するために隔壁4に設けられた図外の土圧計で計測される土圧値が基準となる設計土圧値(例えば0.3MPa)よりも高いか否かを判断する。
即ち、シールド掘進機1の掘進作業中に土圧計で計測されて図外の運転席の表示手段に表示されるチャンバ5内の土圧値を観測し、当該土圧値が設計土圧値よりも高くなった場合に、セグメントリング設置区間Yにおいて裏込材充填作業を行わずに水抜作業を行い、その後、チャンバ5内の土圧値が、設計土圧値よりも低くなった場合に、セグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との隙間であるテールボイドに裏込材を充填する裏込材充填作業を行うことによって当該セグメントリング設置区間Yでのシールドトンネルを完成させる。
具体的には、チャンバ5内の土圧値が高い場合、当該土圧値と設計土圧値との差から、チャンバ5内の土圧値が設計土圧値よりも低くなるのに要するセグメントリング設置区間Yの長さを予測し、予測した長さのセグメントリング設置区間Yでの施工(水抜作業を行って裏込材充填作業を行わない施工)が終了した時点でチャンバ5内の土圧値を確認して、当該時点での土圧値が設計土圧値よりも高ければセグメントリング設置区間Yの長さを延長し、当該時点での土圧値が設計土圧値よりも低ければ当該時点までにセグメントリング設置区間Yに設置された複数のセグメントリング30,30…の外周面と地山との隙間であるテールボイドに裏込材を充填する裏込材充填作業を行うことによって当該セグメントリング設置区間Yでのシールドトンネルを完成させるようにすればよい。
Whether or not the water pressure of the groundwater in the ground at the face portion is higher than the standard is determined, for example, by an earth pressure gauge (not shown) provided on the partition wall 4 to measure the earth pressure in the
That is, during excavation work of the
Specifically, when the earth pressure value in the
また、覆工部材として、鉄筋コンクリート製のセグメント20を用いた例を示したが、鉄筋コンクリート製以外の、鋼製のセグメント、ダクタイル鋳鉄製のセグメント、コンクリートと鋼材の合成構造からなるセグメント等を用いても構わない。
In addition, although an example of using the
また、支持装置を用いて地山に支持させる対象の覆工体は、シールド工法での環状覆工体であるセグメントリング以外の覆工体であっても良い。例えば、立坑の壁を構成する環状の覆工体や、道路をアンダーパスするトンネルを構築する際の下りアプローチ部及び上りアプローチ部に使用されるU型覆工体等であってもよい。 Moreover, the lining body to be supported on the natural ground using the support device may be a lining body other than the segment ring which is the annular lining body in the shield construction method. For example, it may be an annular lining that constitutes the wall of a shaft, or a U-shaped lining that is used for the descending approach section and the ascending approach section when constructing a tunnel that underpasses a road.
1 シールド掘進機、3 外殻、11 テール部、20 セグメント(覆工部材)、
23 貫通孔、30 セグメントリング(環状の覆工体)、
52 ねじ部材(進退部材)、53 円筒部材(ねじ筒部材)。
1 shield machine, 3 outer shell, 11 tail part, 20 segment (lining member),
23 through hole, 30 segment ring (annular covering body),
52 screw member (advancing and retreating member), 53 cylindrical member (threaded cylinder member).
Claims (3)
貫通孔として、覆工体内に地山の地下水を水抜きする水抜作業に使用される逆止弁を着脱可能に構成された貫通孔を用い、
地山を掘進するシールド掘削機の外殻のテール部の内周面に沿って配置された複数の覆工部材により形成された環状の覆工体が、シールド掘削機の掘進に伴ってシールド掘削機の後方のトンネル空洞部に設置される前に、当該環状の覆工体の内面と外面とに亘って貫通する複数の貫通孔のうちの1つ以上の貫通孔に進退部材を装着しておいて、当該環状の覆工体が、シールド掘削機の掘進に伴ってシールド掘削機の後方の形成されたトンネル空洞部に設置された後に、進退部材の先端を当該環状の覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより当該環状の覆工体を地山に支持させたことを特徴とする覆工体の支持方法。 Advances and retreats between a state in which the tip protrudes outward from the outer surface of the lining and a state in which the tip is positioned in the through-hole extending through the inner and outer surfaces of the lining installed in the ground. Supporting the lining body by attaching a retractable member that can be provided and projecting the tip of the retractable member outward from the outer surface of the lining body and abutting it against the natural ground. in the method
As the through-hole, a through-hole configured to allow attachment and detachment of a non-return valve used for drainage work for draining groundwater from the natural ground in the lining is used ,
An annular lining body formed of a plurality of lining members arranged along the inner peripheral surface of the tail portion of the outer shell of the shield excavator that excavates the ground is shield excavated as the shield excavator excavates. Prior to installation in the tunnel cavity at the rear of the machine, advance and retraction members are attached to one or more of the plurality of through holes extending through the inner and outer surfaces of the annular lining body. In this case, after the annular lining is installed in the tunnel cavity formed behind the shield excavator as the shield excavator advances, the tip of the retractable member is attached to the outer surface of the annular lining. A method for supporting a lining, characterized in that the annular lining is supported on the natural ground by protruding further outward and abutting against the natural ground .
貫通孔として、覆工体内に地山の地下水を水抜きする水抜作業に使用される逆止弁を着脱可能に構成された貫通孔を用い、
進退部材として、外周面の全面に形成された雄ねじ部と他端開口側の外周面に形成されて管の内面と外面とに亘って貫通する1つ以上の貫通孔とを備えて構成されたねじ管と、ねじ管の一端開口を塞ぐように着脱可能に構成された蓋とを備えたねじ管部材を用い、ねじ管の他端開口側を覆工体の外面より外側に突出させて地山に突き当てることにより、覆工体を地山に支持させた後、蓋を取り外して、ねじ管の一端開口を開放することで、地山からの地下水が、貫通孔、ねじ管の内側、一端開口を介して覆工体の内側に排水されるようにしたことを特徴とする覆工体の支持方法。 Advances and retreats between a state in which the tip protrudes outward from the outer surface of the lining and a state in which the tip is positioned in the through-hole extending through the inner and outer surfaces of the lining installed in the ground. Supporting the lining body by attaching a retractable member that can be provided and projecting the tip of the retractable member outward from the outer surface of the lining body and abutting it against the natural ground. in the method
As the through-hole, a through-hole configured to allow attachment and detachment of a non-return valve used for drainage work for draining groundwater from the natural ground in the lining is used,
As a retractable member, a male threaded portion formed on the entire outer peripheral surface and one or more through holes formed on the outer peripheral surface on the side of the opening of the other end and passing through the inner surface and the outer surface of the pipe are provided. Using a threaded pipe member having a threaded pipe and a detachable lid configured to close one end opening of the threaded pipe, the other end opening side of the threaded pipe is projected outward from the outer surface of the lining body to the ground. After the lining body is supported by the natural ground by striking it against the mountain, the lid is removed to open one end opening of the screw pipe, so that the groundwater from the natural ground flows through the through hole, the inside of the screw pipe, A method for supporting a lining , characterized in that water is drained to the inside of the lining through an opening at one end.
覆工体の内面と外面とに到達する貫通孔に設けられた台形ねじで構成された雌ねじ部と、
当該雌ねじ部に螺着される台形ねじで構成された雄ねじ部を外周面に備えるとともに内周面に雌ねじ部を備えたねじ筒部材と、
ねじ筒部材の雌ねじ部に螺着されて先端が覆工体の外面より外側に突出する状態と先端が貫通孔内に位置される状態とに進退可能に設けられた進退部材と、
を備え、
貫通孔に設けられた台形ねじで構成された雌ねじ部は、円筒部と円筒部の内側に設けられた弁部とを備えた構成の逆止弁における当該円筒部の外周面に設けられた台形ねじで構成された雄ねじ部が着脱可能な構成としたことを特徴とする覆工体の支持装置。 A lining body supporting device used in the lining body supporting method according to claim 1 or claim 2,
a female screw portion made up of a trapezoidal screw provided in a through hole reaching the inner surface and the outer surface of the lining;
a threaded cylindrical member having a male threaded portion formed of a trapezoidal thread screwed onto the female threaded portion on its outer peripheral surface and a female threaded portion on its inner peripheral surface;
a retractable member that is screwed to the female threaded portion of the threaded cylindrical member and is provided so that it can move back and forth between a state in which the tip protrudes outward from the outer surface of the covering body and a state in which the tip is located in the through hole;
with
The internal thread portion formed of a trapezoidal thread provided in the through hole is a trapezoidal shape provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion in a check valve having a configuration including a cylindrical portion and a valve portion provided inside the cylindrical portion. A support device for a lining, characterized in that a male threaded portion formed of screws is detachable.
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