JPH02178492A - トンネル等構築方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、掘削装置が推進して停止すると、リングガ
ータを前進させてセットしたセグメントの一部を伸張し
、ついで伸張したセグメントと地山との間にコンクリー
トを打設し、次に掘削を開始するように、掘削とコンク
リート打設とを繰り返して一定距離宛トンネルを構築す
るトンネル等構築方法及び装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、トンネルの構築に際しては、一定距離宛掘削して
鎖部にセグメントを組立て、セグメントと地山との間に
一箇所からコンクリートを打設していた。従って、−回
の施工についても、上回又は二回セグメント組立作業が
介在していた。

（発明により解決すべき課題） 前記従来のトンネル構築方法によれば、間欠施工になら
ざるを得ず、従って能率の向上がむつかしい問題点があ
った。また、コンクリート打設後、強度を高める為にコ
ンクリートを加圧するが、打設工程毎に加圧手段を付与
しているので、全体としての時間が長くなり、コンクリ
ート打設サイクルを狂わし勝であり、かつ打継面から漏
水を生じ易いなどの問題点があった。また、コンクリー
トは通常トンネルの上部一箇所から送入される為に、往
々コンクリートの充填状態が不均等になり易く、その為
にトンネルのコンクリート壁が均等に出来上らないおそ
れもあった。また、掘削装置を停止してセグメントを設
置する時に、掘削装置の掘削刃間隙から土砂が流入し易
い問題点もあった。

（課題を解決する為の手段） 然るにこの発明はアコーデオン状のセグメントを圧縮状
態でセットし、掘削装置の推進後、リングガータの前進
に伴ってセグメントの一部を伸張するようにしたので、
比較的長い距離を連続掘進とコンクリート打設の連続施
工が可能となった。

また掘削装置には掘削刃のない開口部を閉鎖する装置を
設けたので、停止時に掘削土が掘削装置内部へ流入する
おそれがなくなった。更にコンクリートの送入を複数送
入口から行うようにしたので、コンクリートの均等充填
が可能となった。

次にこの発明は、掘削とコンクリート打設とによるトン
ネル構築方法において、リングガータを前進させ乍ら、
予め圧縮してセットしたアコーデオン状セグメントの一
部を伸張して、前記セグメントと地山間にコンクリート
を打設することを特徴としたトンネル等構築方法である
。また、他の発明は、掘削とコンクリート打設とによる
トンネル構築方法において、予め圧縮してアコーデオン
状のセグメントをセットしておき、リングガータの前進
時に、前記セグメントの一部を伸張しつつ、該伸張した
セグメントと地山との間にコンクリートを打設するに際
し、掘削ヘッドによる掘削推進、スキンプレートの掘削
推進及びリングガータの前進とコンクリート打設とを順
次行い、所定距離宛連続的にトンネルを構築することを
特徴としたトンネル等構築方法である。前記におけるコ
ンクリートの打設は円周方向の複数箇所より順次行う。

また、掘削装置の停止による非掘削時には、掘削ヘッド
の刃のない開口部を閉鎖することとしたトンネル構築方
法に関するものである。

次にこの発明の装置は、掘削とコンクリート打設とによ
るトンネル構築装置において、掘削刃を有する掘削装置
ハウジングの外側に、先端に掘削刃を有する掘削筒が嵌
装され、その外側に筒状のスキンプレートが嵌装してあ
り、前記掘削装置ハウジングとスキンプレートとは耐力
変換手段及びスキンプレート移動手段を介して連結する
と共に、前記スキンプレートの後方内側へリングガータ
を介して圧縮したアコーデオン状のセグメントを設置し
、鎖部に近接してセグメント伸張手段を設置し、前記リ
ングガータは、掘削装置ハウジングに設置した移動手段
と連結され、前記セグメントの内方には、前記セグメン
トと地山との間へ打設するコンクリート送入手段を介装
したことを特徴とするトンネル等構築装置である。前記
耐力変換手段は、掘削装置の前進反力方向変換手段を介
してスキンプレートの前進抗力に変換したのである。

前記セグメントの伸張手段は、セグメントプレートの掛
止装置と引張り装置とを１組としてセットしたものであ
る。

また、コンクリート送入手段は、一端をセグメントの先
端側に開口し、他端をコンクリート移送管と断接可能に
したコンクリート配管との分配器とを連結したものであ
る。

（作　　用） この発明によれば、圧縮したセグメントをセ・ソトシて
使用するので、従来のセグメントと同一セット条件とし
た場合であっても著しく長い（従来の６倍位）距離を連
続施工することができる。

また、コンクリート打設を順次複数箇所より行うので、
セグメント各部に対するコンクリートの均一充填が容易
となった。更に、掘削装置の停止時に刃のない開口部を
閉鎖する為に、土砂の流入を防止し、陥没を防止すると
共に、必要な耐圧を得ることができる。

（実施例） 次にこの発明の実施例を実施装置について説明する。

先端に掘削刃１を設置した掘削ヘッド２の外側に、先端
へ掘削刃３を設置した掘削筒４を嵌装して掘削装置５を
構成し、前記掘削筒４の外側へスキンプレート６を摺動
可能に嵌装しである。

前記掘削ヘッド２の中央部には排土筒７が軸方向に設置
され、排土筒７の先端側は排土間隙８に連通し、排土間
隙６２には排土翼６２ａを回転自在に架設しである。前
記排土筒７中には排土スクリュー９を内装すると共に、
クラッシャー１０及び多孔板１１を介して排土管１２の
先端側壁に連結しである。前記掘削ヘッド２の支枠１３
には複数の耐圧変換用及びスキンプレート移動用の流体
圧シリンダ１４と、リングガータ移動用の流体圧シリン
ダ１５とが夫々同心円周上へ等間隔に配置され、流体圧
シリンダ１４のロッド端に取付けた滑車１６と、前記支
枠１３に架設した滑車１７．１７ａには共通のワイヤ１
８が装着され、ワイヤ１８の両端はスキンプレート６の
内鍔１９にスプリング２０を介して夫々固定されている
。

前記流体圧シリンダ１５のロッド１５ａ端はリングガー
タ２２を貫通し、貫通部に掛止ヘッド１５ｂを設けて、
リングガータ２２の案内筒２４に遊動（軸方向）する枠
体２５に固定され、枠体２５にラック２６を固定し、ラ
ック２６と噛み合うビニオン２７はスキンプレート６の
後方に設置した移動筒２１の内壁に固定したラック２８
に噛み合っている。前記枠体２５は可撓体３０を介して
案内筒２４に当接し、案内筒２４にはスキンプレート６
の方向規制用の流体圧シリンダ３１も設置しである。前
記リングガータ２２の後方においてＩＦ１動筒２１の内
周側には、第９図乃至第１２図に示すアコーデオン状の
セグメン］・部材３２ａを組立てたセグメント３２が圧
縮されてセットされている。セグメント部材３２ａは、
例えば波鋼板２３の両側に連結板２９を固定したもので
、波鋼板２３には夫々補強筋２３ａが添設しである。前
記リングガータ２２の中央部後方には軸方向に平行して
各種移送管を収容した案内筒３３が設置され、該案内筒
３３の外周には前後に夫々支持装置３４．３４が放射状
、かつ等間隔（例えば前後に夫々四基宛）に設置されて
、前記案内筒３３をほぼ中央部に安定支持している。前
記案内筒３３内には、コンクリート移送管３６及び排土
移送管３５、その他必要な電気コード、油圧パイプなど
が収容されている。前記案内筒３３の先端側でコンクリ
ート移送管３４の先端部にリングガータ２２に固定され
たコンクリート配管３７の基端部が分配器５３を介して
連結され、コンクリート配管３７の先端は案内筒２４の
内側に設置され、セグメントと地山の間に開口している
。

前記案内筒３３の先端側外側には圧縮したセグメント３
２を支持する支持具３８が放射状に設置され、かつセグ
メント３２を伸張する場合の前後の掛止具３９．４０が
案内筒３３に設置されている。前記案内筒２４の後端部
には肉薄の覆筒４１が連結され地山４２と充填コンクリ
ート４３との間に介在させである。またスキンプレート
６はリングガータ２２へ直径的な支軸４４により回転自
在に取付けられ、かつ支軸４４は軸方向に所定の間隔４
５をおいて架設されている為に、スキンプレート６は前
後左右の何れの方向に対しても傾動可能になっており、
これにより掘削方向の規制を容易にすることができる。

前記実施例の装置を用いてトンネルを掘削（笥築する際
の各部の動作を第１３図乃至第１６図に基づいて説明す
る。

第１３図は掘削ヘッド２と掘削筒４を停止させて圧縮セ
グメント３２を組み立てる。この場合にマグネット６０
を用いて位置を規制する。この際、遮板５６を回転して
掘削ヘッド２の開口部８を閉鎖する。このように開口部
８を閉鎖することにより比較的軟弱な地盤を掘削する場
合であっても、非掘削時における地盤の崩壊を未然に防
止することができる。

次に第１４図は一次掘削によるスキンプレート６の推進
である。この場合にはモータ５７を始動し、その軸に固
定したピニオン６１を介して掘削筒４を回転し、流体圧
ンリンダ１４のロッド１４ａをワイヤ１８により内鍔１
９を矢示４６の方向へ移動し、これによりスキンプレー
ト６を同方向へ移動させることができるので、掘削筒４
も同方向へ移動し、第１次掘削が進行する。このように
して第１５図の状態になったならば、掘削ヘッド２及び
掘削筒４を停止し、流体圧シリンダ１５のロッド１５ａ
を矢示４８の方向へ引込めると、リングガータ２２も同
方向へ移動する。この場合にセグメンＩ・の伸張側の連
結板を掛止具４０で掛止し、一つ分のセグメントの先端
側連結板掛止具３９で掛止すれば、リングガータ２２の
前進に伴ってセグメントが伸張される。そこでコンクリ
−１・移送管３６からコンクリートを矢示５７のように
送入すると、コンクリート４３はコンクリート分配器５
３及びコンクリート配管３７を経て矢示５２のようにセ
グメント３２と覆筒４１との間に充填される。このよう
にしてコンクリート４３は覆筒４１によって地山内への
過度の侵入することが防止されるので、コンクリート経
済上有利である。

また、モータ５８を始動することによりコンクリート分
配器５３を回転し、コンクリートの充填位置を周壁上の
別位置に移すことにより、充填コンクリートの均一充填
が可能になり、コンクリートの分布を良好にすることが
できる。

次にウッド１５ａを押し出し、掘削ヘット２を回転させ
ると、掘削ヘッド２は矢示４６の方向へ前進して二次掘
削が行われる。この場合にロッド１５ａが押し出しに際
して可撓体３０を押圧し、可撓体３０が変形すると、そ
の変形量だけラック２６が矢示４７の方向へ移動し、ピ
ニオン２７が矢示４８の方向へ回転するので、ラック２
８が矢示４９の方向へ移動し、案内筒２４を同方向へ移
動させる。従って、既設コンクリートへ掛る力をそれだ
け軽減することができる。前記における掘削により生じ
る反力は、軽減された分を除き、既設コンクリートへ掛
るのでコンクリートは圧縮され、含有水分中の余剰分が
地山へ浸み込み又はセグメントの谷部に設けた孔（図示
してない）から排出される。従って水絞りによりコンク
リート強度を増強することができる。このようにして二
次掘削により掘削ヘッドは第１６図の位置に前進する。

（発明の効果） この発明によれば、アコーデオン状のセグメントを圧縮
してセットし、これをリングガータの前進と同時に伸張
させ乍らコンクリートを打設するので、作業を円滑に連
続進行させ得ると共に、度にセットするセグメントの量
たけ一実施工程とすることができる。従って、−実施工
程を飛躍的に上昇（従来は２〜３　ｍ　ｓ本願は６　ｒ
ｎ位）させることができる。

また、掘削ヘッドの推進力を利用してコンクリートの水
絞りを行ったり、或いはその反力を一部変換して覆筒の
前進に用いるなど、反力を軽減させることもできる。更
に、掘削ヘッドの停止時に掘削ヘッド頭の開口部を閉鎖
することによって耐力を増強すると共に、ヘッド内への
土砂の侵入並びに掘削部の崩壊を未然に防止し得るなど
の諸効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施装置の使用状態における一部断
面図、第２図乃至第８図は第１図の各位置における断面
図で、第２図はＡ−Ａ線部、第３図はＢ−Ｂ線部、第４
図はＣ−Ｃ線部、第５図はＤ−Ｄ線部、第６図はＥ−Ｅ
線部、第７図はＦＦ線部、第８図は　　　　　　　　　
　　　　この発明の実施に用いるセグメンＩ・の斜視図
、第σへ図は同じく接合部の拡大断面図、第１０図は同
じく圧縮斜視図、第１１′′図は同じく伸張斜視図、第
１ユ図乃至第１５図は掘削とコンクリート打設の関係を
示す一部断面図で、第１２　図はセグメントの設置、第
１３　図は一次掘削、第・１／ｆ　図はセグメントの伸
張とコンクリートの埋設、第１Ｓ図は二次掘削を示す、
第１Ｇ図はリングガータ部分の断面図、第１７図は第１
６図中Ｆ−Ｆ断面図である。 １．３・・・掘削刃　　　　２・・・掘削ヘッド４・・
掘削筒　　　　　　５・・・掘削装置６・・・スキンプ
レート　　７・・排土筒８・・開口部　　　　　　９・
・・排土スクリュ１０・・クラッシャー　　１１・・・
多孔板１２・・・排土管 １４．１５・・・流体圧シリンダ ２２・・・リングガータ　　２４・・・案内筒２５・・
・枠体　　　　　　３０・・・可撓体３１・流体圧シリ
ンダ　３２・・・セグメント３３・・・案内筒　　　　
　３５・・・排土移送管３６・・・コンクリート ３７・・・コンクリート配管 ３９．４０・・・掛止具　　４１・・・覆筒第 図 ５ａ Ｎ９二ｊ 第１０図 ７日 手続ン市１１三書 （方式） １７図を別紙のように訂ｉ１Ｈす る。 平成 年 月　２４　（コ ８゜ 添付書類の目録 訂正図面 １通 】 ’ＪＩｆ生の表示 昭和６３年特許願第３３３７３７号 ２゜ 発明の名称 トンネル等構築方法及び装置 ３゜ ）１１ｉ＋１−をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　掘削とコンクリート打設とによるトンネル構築方法
   において、リングガータを前進させ乍ら、予め圧縮して
   セットしたアコーデオン状セグメントを伸張して、前記
   セグメントと地山間にコンクリートを打設することを特
   徴としたトンネル等構築方法 ２　掘削とコンクリート打設とによるトンネル構築方法
   において、予め圧縮してアコーデオン状のセグメントを
   セットしておき、リングガータの前進時に、前記セグメ
   ントの一部を伸張しつつ、該伸張したセグメントと地山
   との間にコンクリートを打設するに際し、掘削ヘッドに
   よる掘削推進、スキンプレートの掘削推進及びリングガ
   ータの前進とコンクリート打設とを順次行い、所定距離
   宛連続的にトンネルを構築することを特徴としたトンネ
   ル等構築方法 ３　コンクリートの打設は、セグメントの円周方向複数
   箇所より順次行うようにした請求項１又は２記載のトン
   ネル等構築方法 ４　スキンプレートの前進時には、掘削ヘッドの開口部
   を閉鎖することとした請求項２記載のトンネル等構築方
   法 ５　掘削とコンクリート打設とによるトンネル構築装置
   において、掘削刃を有する掘削装置ハウジングの外側に
   、先端に掘削刃を有する掘削筒が嵌装され、その外側に
   筒状のスキンプレートが嵌装してあり、前記掘削装置ハ
   ウジングとスキンプレートとは耐力変換手段及びスキン
   プレート移動手段を介して連結すると共に、前記スキン
   プレートの後方内側へリングガータを介して圧縮したア
   コーデオン状のセグメントを設置し、該部に近接してセ
   グメント伸張手段を設置し、前記リングガータは、掘削
   装置ハウジングに設置した移動手段と連結され、前記セ
   グメントの内方には、前記セグメントと地山との間へ打
   設するコンクリート送入手段を介装したことを特徴とす
   るトンネル等構築装置 ６　耐力変換手段は、掘削装置の前進反力方向変換手段
   を介してスキンプレートの前進抗力に変換した請求項５
   記載のトンネル等構築装置 ７　セグメント伸張手段は、セグメントプレートの掛止
   装置と引張り装置とを１組としてセットした請求項５記
   載のトンネル等構築装置 ８　コンクリート送入手段は、一端をセグメントの先端
   側に開口し、他端をコンクリート移送管と断接可能にし
   たコンクリート配管と分配管とを連結した請求項５記載
   のトンネル等構築装置