JPH02225799A - 覆工構築方法 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、現場打ちコンクリート等の覆工構築部材で覆
工を構築する際に適用される覆工構築方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近、現場打ちコンクリートでトンネル覆工を構築せん
とする提案がなされている。

（Ｃ）０発明が解決すべき問題点 しかし、滞水地盤や高土圧下では、打設されたコンクリ
ートに地下水が混入してコンクリート品質を低下させる
危険性が有る。

本発明は、前述の欠点を解消すべく、滞水地盤や高上圧
下においても、打設されたコンクリート等に地下水が混
入することを防止しつつ覆工を４１１築することの出来
る覆工構築方法を提供することを目的とするものである
。

（ｄ）１問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻（２）を有し、ｒＡ外殻（２）の
内側にプレスリング（７）を鱈記外殻（２）の掘進方向
に移動駆動自在に設け、該プレスリング（７）の内側に
型枠支持部材（１１）を前記外殻（２）に対して移動駆
動自在に設け、該型枠支持部材（１１）と前記外殻（２
）の間に促進用ジヤツキ（６）を設けたシールド（１）
を用いて覆工（２０）を構築する際は、プレスリング（
７）を外殻（２）後方に突出させた状態で、型枠支持部
材（１１）を外殻前方に移動させ、該型枠支持部材と既
に覆工構築部材（２１）の打設が完了した型枠（１３Ａ
）との間に型枠（１３Ｂ）を設置シ１次いでプレスリン
グ（７）を外殻（２）前方に移動させつつ、該プレスリ
ング（７）の移動に伴なって生じる覆工構築部材打数空
間（２６）中に覆工構築部材（２１）を注入充填し、そ
の状態で前記注入さ九た覆工構築部材（２１）を硬化途
中の状態にまで保持し、その後シールドによる掘進を開
始して、掘進用ジヤツキ（６）により外ｆｉ　（２）の
前方への移動を開始すると共に、プレスリング（７）を
後方に突出させて、前記直前に充填された覆工構築部材
（２１）を所定圧力で押圧することにより、前記硬化過
程にある覆工構築部材（２１）の崩壊を防止し、更に、
前記外殻（２）の掘進の結果、覆工構築部材（２１）の
周囲に生じるテールボイド（２７）中に止水材（３７）
を所定の圧力で常時供給するようにして構成される。

なお、括弧内の番号等は１図面における対応する要素を
示す１便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない、以下のｒ　（ｆｌ
）、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、ある程度硬化した状態
の覆工構築部材（２１）の周囲の、地山（１９）との間
に、止木材（３７）が所定の圧力で注入充填され、地山
（１９）からの地下水の侵入を防止するように作用する
。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明による覆工構築方法の１実施例が適用さ
れるトンネル掘削現場の一例を示す図。

第２図はプレスリング部分の拡大図。

第３図は外殻部分の第１図におけるｍ矢視図。

第４図乃至第１０図は本発明による覆工構築方法の１実
施例を示す工程図である。

シールド掘削機上は、第１図に示すように、円筒状に形
成された外殻２を有しており、外殻２の前面、即ち第１
図左側面にはカッター３が回転自在に支持されている。

カッター３は、外殻２内部の空間を図中左右方向に遮断
する形で設けられた隔壁２ａに設けられた駆動モーター
３ａと接続しており、更に隔壁２ａには掘進用ジヤツキ
６が複数個、第１図に示すように、外殻２に沿った形で
円環状に配列設置されている。掘進用ジヤツキ６にはラ
ム６ａが矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在に設けられてお
り、更に外殻２の内側には、円筒状に形成されたプレス
リング７が、外殻２内面と接する形で矢印Ａ、Ｂ方向に
摺動自在に設けられている。プレスリング７の内外周面
には、第２図に示すように、ゴム等の可撓性材料からな
るシール材５．５がリング７の後方、即ち＠２図右方に
。

外ａ２及び後述の型枠１３に接する形でその全周に互っ
て設置されている。また、プレスリング７には、第１図
に示すように、所定のｒｉｊ隔でプレスリングジヤツキ
９が外殻２に沿った形で円環状に複数個配置されており
、更にそれ等プレスリングジヤツキ９の間には、第２図
及び第６図に示すように、複数の吐出管１ｏが先端の吐
出口１０ａをプレスリング７の側面７ａ、即ちシールド
掘削機１の後方に向けた形で設けられている。更に吐出
管１０には供給ホース３０が接続されている。

ところで、掘進用ジヤツキ６のラム６ａの先端には、第
４図に示すように、円環状に形成されたゲージリング１
１がプレスリング７の内面と接する形で装着されており
、ゲージリング１１には、円環状に組立てられた型枠１
３が第１図左右方向に接続された形で設けられている。

また、外＠２には、第３図に示すように、外殻２の外周
部に所定の間隔で止水材注入管３６が第１図矢印Ａ、Ｂ
方向に形成されており、止水材注入間３６の第２図左端
部は、外殻２を貫通して掘削機１内部に接続している。

シールド掘削機１等は、以上のような構成を有するので
、トンネル１５の掘削に際しては、駆動モーター３ａを
駆動してカッター３を回転させると共に、促進用ジヤツ
キ６のラム６ａを第１図左右方向に突出させて、隔ｇ２
ａ及び外殻２を介してカッター３を切羽１６方向、即ち
矢印Ａ方向に押圧する。すると、その押圧力により、切
羽１６と回転するカッター３は所定の接触圧力で接し、
切羽１６はカッター３により掘削されると同時に、外殻
２は矢印入方向に推進してトンネル１５がシールド掘削
機１の後方、即ち図中右方に形成されていく。

こうして、トンネル１５が形成されていくにつれ、掘削
された地山１９の崩壊を防止するためにトンネル覆工２
０を構築する必要があるが、このトンネル覆工２０の構
築は以下の手順で行なわれる。即ち、シールド掘削機１
が、型枠１３の１リング分の長さＬｌだけ矢印Ａ方向に
掘進した状態では、掘進用ジヤツキ６のラム６ａは、第
４図に示すように、矢印Ｂ方向に突出した状態となって
おり、またプレスリング７も矢印Ｂ方向に移動した状態
となっている。

この状態で、第５図に示すように、掘進用ジヤツキ６の
ラム６ａを矢印Ａ方向に距ＩＬＩだけ後退させる。する
と、直前にコンクリート２１の打設された部分の型枠１
３Ａからゲージリング１１が離九で矢印Ａ方向に移動し
、型枠１３Ａとゲージリング１１との間に距離Ｌ１なる
空間が形成される。そこで、該空間部分に、図中想像線
で示すように、型枠１３Ａに接する形で型枠１３Ｂを円
環状に組立て設置する。

こうして、型枠１３Ｂが円環状に組立て設置されたとこ
ろで、第６図に示すように、プレスリングジヤツキ９を
駆動してプレスリング７を矢印入方向に徐々に後退させ
る。すると、プレスリング７の通過した後には、外殻２
と型枠１３Ａ、１３Ｂとの間に円環状のコンクリート打
設空間２６が形成される。そこで、プレスリング７の矢
印Ａ方向への移動と共に、第７図に示すように、供給ホ
ース３０から、コンクリート２１を吐出管１０を介して
コンクリート打設空間２６中に注入し、該コンクリート
打設空間２６をコンクリート２１で充填する。この際、
プレスリング７と型枠１３Ａ、１３１３及び外殻２の間
に設けられたシール材５．５が、該プレスリング７の移
動中、常時型枠１３Ａ、１３Ｂ又は外殻２に接触するよ
うに変形するので、コンクリート打設空間２６は、シー
ルド掘削機１内部空間に対して閉鎖された状態を維持し
つつコンクリート２１で充填される。従って。

注入さ九たコンクリート２１がプレスリング７と型枠１
３Ａ、１３Ｂ又は外殻２の間から漏出することはない、
プレスリング７が矢印Ａ方向に移動して、第８図に示す
ように、側面７ａがゲージリング１１の型枠支持位置と
ほぼ一致したところで、プレスリング７の第１図左右方
向への移動を停止して、その状態で打設されたコンクリ
ート２１が有る程度凝固硬化するのを待つ、打設さ九た
コンクリート２１が有る程度凝固硬化したところで。

第９図に示すように、掘進用ジヤツキ６のラム６ａを矢
印Ｂ方向に突出踵動させて型枠１３から反力を取ると共
に、カッター３を回転させて掘削動作を開始する。

すると、既に述べたように、外殻２が矢印Ａ方向に移動
を開始し、外殻２が移動した後には。

打設充填されたコンクリート２１と地山１９との間にテ
ールボイド２７が形成される。そこで止水材注入管３６
を介しテールボイド２７に可塑状系の止水材３７を注入
供給する。この止水材３７はシールド掘削機１が掘削す
る地山１９の土圧及び水圧に対抗し得るように常時加圧
された形で供給されているので、止水材３７のテールボ
イド２７への供給は円滑に行なわれる。また、止水材３
７は、第３図に示すように、外殻２の外周部に均等な間
隔で設けられた止水材注入管３６を介して円筒状のテー
ルボイド全体に均一な状態で供給されるので、テールボ
イド２７は全周に互り均一な状態で充填される。また、
止水材注入管３６を介した止水材３７の供給はシールド
掘削機１の状態に係り無く、常時継続され、しかも止水
材３７は約１日程度の長時間に互すホモゲル状の状態を
維持することができるので（この時間は１通常５時間か
ら１日程度に現場の状況に応じて調整が可能である）、
テールボイド２７の隅々まで充填することが出来る。な
お、止水材３７は、硬化後においても高い伸延性を有す
るので、トンネル１５の構築後に覆工２０に仮にクラッ
クが生じたとしても。

止水材３７がトンネル内部と地山１９間の遮断状態を維
持することが出来、漏水は未然に防止さｉる。

また、外殻２が矢印Ａ方向に移動するにつれてプレスリ
ングジヤツキ９を駆動して、第１０図に示すように、プ
レスリング７を外殻２の移動速度、即ちシールド掘削機
１の掘削速度に略−敦した速度で矢印Ｂ方向に徐々に移
動させる。すると。

先程打設されである程度硬化の進行したコンクリート２
１は、プレスリング７によりその円筒状の形を維持した
まま保持され、覆工２０が構築される。この際、外殻２
から第１０図右方の地山１９側に抜は出した硬化の進行
中のコンクリート２１には、地山１９側から土圧や水圧
が作用するが。

コンクリート２１の妻部２１ａはプレスリング７により
所定の圧力で矢印Ｂ側に押圧支持されているので、硬化
の進行中のコンクリ−１〜２１がそれ等上圧などにより
崩壊してしまうようなことは焦い。

なお、既に述べたように、外殻２の矢印Ａ方向の移動に
伴って生じるテールボイド２７には。

止水材注入管３６を介して止水材３７が所定の供給圧力
で常時供給されているが、外殻２の矢印入方向への移動
は、コンクリート打設空間２６へ打設されたコンクリー
ト２１がある程度凝固した後に行なわれるので、止水材
３７と打設されたコンクリート２１が互いに混じり合っ
て、コンクリート２１の品質を低下させるようなことは
無い。

このようにして、外殻２が型枠１３の１リング分の長さ
Ｌｌだけ推進すると、プレスリング７は、第４図に示す
ように、その側面７ａが外殻２の後端部２ｂに一致した
形となり、１リング分の１次覆工３５の構築が完了する
。

なお、１リング分の１次覆工３５が構築されると１次の
１リング分の１次覆工３５を構築するため、既に述べた
ように、この状態で掘進用ジヤツキ６のラム６ａを、第
５図に示すように、矢印Ａ方向に距ｆｉＬｌだけ後退さ
せて、ゲージリング１１による型枠１３への押圧状態を
解除するが。

この際には、直前に打数されたコンクリート２１の妻部
２１ａがプレスリング７により常時加圧支持されるので
、該妻部２１ａが土圧や水圧等により崩壊することはな
く、従って次の型枠１３の設置作業は円滑に行なわれる
。

このようにして１次覆工３５を構築していくと５注入打
設されたコンクリート２１は、上述したように、プレス
リング７により常時加圧支持されて、地山１９の土庄や
水圧等による応力の解放を起こさないので、該コンクリ
ート２１の硬化具合に無関係に次々とトンネル１５の掘
削作業及び１次覆工３５の構築作業を統けることが出来
る。

従って、特に高上圧、高水圧下において長くなりがちな
コンクリート２１の養生時間がシールドによるトンネル
１５の掘削サイクルに全く影響を及ぼさず、シールドは
打設されたコンクリート２１の強度発現状況とは無関係
に、型枠１３から反力を取る形で掘進していくことが出
来る。

（ｇ）１発明の詳細 な説明したように本発明によれば、外殻２を有し、該外
殻２の内側にプレスリング７を鹸記外殻２の掘進方向に
移動駆動自在に設け、該プレスリング７の内側にゲージ
リング１１等の型枠支持部材を前記外殻２に対して移動
駆動自在に設け。

該型枠支持部材と前記外殻２の間に掘進用ジヤツキ６を
設けたシールド掘削機１等のシールド（従って、カッタ
ー３等は必ずしも必要ではない、）を用いてトンネル覆
工２０等の覆工を構築する際は、プレスリング７を外殻
２後方に突出させた状態で、型枠支持部材を外殻前方に
移動させ、該型枠支持部材と既にコンクリート２１等の
覆工構築部材の打設が完了した型枠１３Ａとの間に型枠
１３Ｂを３１６５次いでプレスリング７を外殻２前方に
移動させつつ、該プレスリング７の移動に伴なって生じ
るコンクリート打設空ｊＪ］２６等の覆工４［部材打設
空間中にコンクリート２１等の覆工構築部材を注入充填
し、その状態で前記注入された覆工ｖｋ築部材を硬化途
中の状態にまで保持し、その後シールドによる掘進を開
始して、掘進用ジヤツキ６により外殻２の前方への移動
を開始すると共に、プレスリング７を後方に突出させて
、前記直前に充填されたコンクリート２１等の覆工構築
部材を所定圧力で押圧することにより、前記硬化過程に
ある覆工構築部材の崩壊を防止し、更に。

前記外殻２の掘進の結果、覆工構築部材の周囲に生じる
テールボイド２７中に止水材３７を所定の圧力で常時供
給するようにして構成したので、打設しである程度硬化
した覆工構築部材の周囲を上水材が周囲の地山１９に対
して被覆して、該地山側から地下水などがトンネル１５
内に侵入してくることを未然に防止することが出来るば
かりか。

止水材と覆工構築部材は、打設さ九た覆工構築部材があ
る程度硬化した状態で接触するので、止水材と覆工構築
部材が混じりあって、覆工構築部材の品質を劣化させる
ようなことがないので、滞水地盤や高土圧下においても
、覆工を良好な状態で構築することが出来る。

２０・・・・・・覆工 ２１・・・・・・覆工構築部材（コンクリート）２６・
・・・・・覆工構築部材打設空間（コンクリート打設空
間） ３７・・・・・・止水、材

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による覆工構築方法の１実施例が適用さ
れるトンネル掘削現場の一例を示す図。 第２図はプレスリング部分の拡大図。 第３図は外殻部分の第１図におけるｍ矢視図、第４図乃
至第１０図は本発明による覆工構築方法の１実施例を示
す工程図である。 出ま人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外殻を有し、 該外殻の内側にプレスリングを前記外殻の掘進方向に移
   動駆動自在に設け、 該プレスリングの内側に型枠支持部材を前記外殻に対し
   て移動駆動自在に設け、 該型枠支持部材と前記外殻の間に掘進用ジャッキを設け
   たシールドを用いて覆工を構築する際は、 プレスリングを外殻後方に突出させた状態で、前記型枠
   支持部材を外殻前方に移動させ、 該型枠支持部材と既に覆工構築部材の打設が完了した型
   枠との間に型枠を設置し、 次いでプレスリングを外殻前方に移動させつつ、該プレ
   スリングの移動に伴なって生じる覆工構築部材打設空間
   中に覆工構築部材を注入充填し、その状態で前記注入さ
   れた覆工構築部材を硬化途中の状態にまで保持し、 その後シールドによる掘進を開始して、掘進用ジャッキ
   により外殻の前方への移動を開始すると共に、プレスリ
   ングを後方に突出させて、前記直前に充填された覆工構
   築部材を所定圧力で押圧することにより、前記硬化過程
   にある覆工構築部材の崩壊を防止し、 更に、前記外殻の掘進の結果、覆工構築部材の周囲に生
   じるテールボイド中に止水材を所定の圧力で常時供給す
   るようにして構成した覆工構築方法。