JPH0261600B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールドトンネル工法によりトンネル
を掘削するに際し、シールドセグメント等をトン
ネル内部に築造することなく管路壁体を築造する
と同時に該壁体の内周及び外周を不透水膜で被覆
する方法及び装置に関する。

シールドトンネル工法とは崩壊性の高い土質に
おいてトンネル掘削を行うに当つて、トンネル外
形よりわずかに大きい断面を有する「シールド掘
進機」と称する強固な鋼製の殻に地中に掘進させ
て、その内部で土砂の崩壊を防ぎながら安全に掘
削作業やセグメントの組立作業を行つてトンネル
を築造する工法である。

このセグメント組立てはシールド掘進機が掘進
する毎に、その後方部で既設のセグメントに随時
結合されてシールドトンネルを形成する工事であ
るが、セグメントの組立ては狭いシールド構内で
行われるため真円に組立てることが困難で、又重
力や地圧のため押し潰された状態になり易く、こ
のためセグメントとセグメントのジヨイント部に
種々のシール材を使用して組立て接合しても、隙
間ができたり、セグメントのズレ、ジヨイント面
の凸凹のため、又セグメント運搬時や、組立時の
若干の損傷のため等の各種の条件により隙間の発
生することが極めて多い。シールド工法は地下水
位下に実施される場合が多いので、上記の原因か
らトンネル内に漏水が発生する。したがて当然の
ことであるが、この漏水防止のためセグメントと
セグメントとの間の継目をシール材、コーキング
材等でシールする方法が採用されているが完全な
ものではなく、充分注意して施工しても、施工後
漏水が発生するのが実情である。

一方シールド工法においては、シールド掘進機
のなかでセグメントを組立てるため、セグメント
外径よりもその外径が若干大きめの掘進機を使用
しなければならず、そのためセグメント外周部に
余掘り空間が形成され空隙として地中に残存す
る。この空隙は掘進と並行して継続的に充填材を
使用して充填される。この充填材は余掘り空隙を
充填して、掘削部上方の地盤の崩壊や沈下を防止
すると共に、地下水がトンネル内へ浸入するのを
防止するものである。この充填材によつても時間
の経過と共に固結した充填材に亀裂が生じたり、
充填材が充填時に地下水等により稀釈を受けたり
することにより空隙を完全に充填するには至ら
ず、或いは充填時に充填材が他に漏洩して周辺地
下水の環境を損う恐れもある。又充填材の注入量
は、地盤の柔軟部に集中したり稀釈されたり或い
は流亡したりするため空隙を充填するのに必要な
量を注入すれば良いというものではなく、空隙容
積の180％〜400％という莫大な量を使用しなけれ
ばならないのが現状である。

以上のようにシールド工法によりトンネルを築
造した場合上記のように大きな問題点がある。

本発明者等は充填材を使用するとなくトンネル
内外への漏水防止の完全化を計りつつセグメント
を使用せずして管路壁体を築造することを目的と
して鋭意検討の結果、本発明に到達したものであ
つて、本発明の要旨とするところは、シールドト
ンネル工法による管路壁体の外周及び内周を被覆
するために、重ね合せた不透水膜を圧縮状態で格
納し、かつ取出す装置を設け、シールド掘進機の
掘進にしたがつて、後方部で管路壁体形成用の型
枠を組み、該型枠外周に前記重ね合せた不透水膜
を前記装置より引き出し延伸し、この膜の間にス
ラリー状固結造壁材を注入し、固結造壁材を膜に
被覆された状態で固結しつつ、連続的に管路壁体
を形成することを特徴とするシールドトンネル工
法による管路壁体築造方法及びシールドトンネル
工法による管路壁体築造にあたり、管路壁体の外
周及び内周を被覆するために２重でかつ筒状に形
成された不透水膜を圧縮状態で格納し、かつ一部
に前記不透水膜の取出口を設けた膜格納装置をシ
ールドトンネル掘進機の後部に設けさらに２重に
重ね合せた膜間にスラリー状固結造壁材を供給し
得るパイプを設けたシールドトンネル工法による
管路壁体築造装置にある。

以下本発明を添付の図面に基いて説明する。

第１図は本発明方法を説明するための本発明に
係るシールドによる掘進方向の要部断面図であ
る。

第１図においてシールド掘進機１は矢印方向へ
掘進されるが掘進機１のスキンプレート２の内側
でジヤツキ３の外側に２重に重ね合せた不透水膜
５を引出し延伸可能な状態で圧縮格納するための
２重同心円環状で筒状の膜格納装置４がリング状
に設けられ、該部に２重に重ね合された不透水膜
５（この不透水膜５の材質は柔軟性、展性、延性
の点から合成樹脂が良いが、なかでも経済性の点
から塩ビ系統のものが好ましく、かつ膜はトンネ
ル内に地下水等の浸入を防止し、かつトンネル外
へトンネル内の下水等が漏洩するのを防止するた
め型枠により円形に形成される管路壁体の外周及
び内周を被覆するものであるから、膜間が管路壁
体の厚みに相応し、さらに余裕をもつて延伸可能
な隙間が形成されるような２重筒状に成形したも
のであることが好ましく、又その膜自体の厚みは
掘削する地山の状態等諸種の条件を考慮して決定
される）が圧縮して保管されている。尚２重膜の
圧縮保管の形態は図では蛇腹状であるがロール
状、折り畳み状などいずれにしても圧縮して保管
することが必要である。又膜格納装置４の掘進機
１の掘進方向軸線側には多数個のジヤツキ３がリ
ング状に掘進機１の本６側に附設されているが
（２個のみ図示）これら掘進ジヤツキ３の軸は掘
進機１の掘進方向軸線と平行に設けられている。
型枠７が組まれるとシールド掘進機の前進により
膜格納装置４から引き出された２重不透水膜５は
型枠７上に展置されるが、この展置された２重不
透水膜５の膜間に、内周膜に設けられた穴より、
パイプ８を径由してスラリー状固結造壁材９（例
えばコンクリートスラリー，コンクリートスラリ
ーに樹脂を分散させたもの、スチールフアイバー
コンクリートスラリー，アルミナセメントスラリ
ーがある）が注入され、この後スラリーの固結を
待つて、ジヤツキ３を駆動させ即ちジヤツキロツ
ド３′を駆動させて固結した管路壁体９を押圧し、
この反作用により掘進機１を前進させる。尚ジヤ
ツキ３の駆動は掘進機１内に設置された液圧ポン
プ等によりなされる。

図は丁度ジヤツキ３を駆動させて、掘進機１を
限度まで前進させた状態を示しており、その際引
き出された２重不透水膜５の端部は固結した管路
壁体９とスキンプレート２或いは地山１０及び型
枠７により固定されているので、掘進機１の前進
により膜格納装置４より２重不透水膜５は引き出
され、図で実線で示す状態となる。ついで点線で
示すようにジヤツキロツド３′は復元し、その後
型枠７′（点線で示す）が組まれ２重膜のうち管
路壁体内周被覆用膜にあけられたスラリー注入口
より点線で示すパイプ８′を介してスラリー状固
結造壁材が注入され、先に述べたような管路壁体
の外周及び内周を被覆した管路壁体が構成され
る。この作業を繰り返すことにより外周及び内周
を被覆した管路が連続して形成されることにな
る。尚スキンプレー２内で管路壁体の固結は略完
了するが、掘進にしたがつて管路壁体が地山１０
に露出されるようになつた場合注入する前記スラ
リーが固結した壁体と外周膜との間に浸入し他の
地山側の空隙に余堀り空間等を満たすように膨大
し固化する。尚新しい膜の補充の際には膜を連続
させるため、新しい膜は使用中の膜の端部に熱に
よる溶着か、接着剤により接着されるが、端部を
オーバーラツプさせるようにしても良い。

第２図は膜格納装置４より引き出された２重不
透水膜５の間にスラリー状固結造壁材を注入する
際、膜格納装置４の方向への逆流防止装置を示す
ものである。第２図において、膜格納装置４の膜
出口スリツト１１の中間に上下方向に断面半円形
の凹条溝１２，１２′がスリツト１１をして対向
して設けられ、その一方には軟質で断面半円状の
膨大性のあるゴム質のパイプ１４が収納されてお
り、不透水膜５が引き出されるときは、パイプ１
４は半円状であるが、スラリー注入が始まる前に
は第２図―Ａ―１に示すようにパイプ１４に水等
を圧入させて膨大させ、不透水膜５を押圧しスラ
リーの逆流を防止するようになつている。第３図
は上記装置の他の実施例を示すもので、第２図に
おいて説明した逆流防止装置が２重になつてお
り、逆流防止のより万全を期するような構造にな
つている。

以上の次第で本発明によるときはコンクリート
等の固結造壁材により余堀空間等を充填し、しか
も管路壁体の外周及び内周を不透水膜で被覆した
状態で連続的に管路を形成することができるの
で、従来のセグメント組立てによる管路形成の前
記したような欠点を一挙に解決するもので、工法
自体の合理的運営は勿論不透水膜により管路に亀
裂が生じた場合でも地下水等のトンネル内への浸
入、或いはトンネル外への流体の漏出を完全に防
止できる。したがつてトンネルの使用目的での合
理的管理に大きな貢献が期待されると共に、公害
防止対策上にも大きく寄与するものである。又結
果として地盤沈下による公的損害の防止又管路が
下水道であつた場合、地下水の浸入が防止される
ので処理汚水量の減少により汚水処理の効率的運
営等その効果ははかり知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る管路築造方法及び装置を
説明する図。第２図―Ａ、第２図―Ａ―１、第３
図はスラリー逆流防止装置を説明する図。 符号の説明、１…掘進機、２…スキンプレー
ト、３…ジヤツキ、４…不透水膜格納装置、５…
２重に重ね合せた不透水膜、６…掘進機本体、７
…型枠、８…パイプ、９…スラリー状固結造壁
材、１０…地山、１１…膜出口リツト、１２…凹
状溝、１４…ゴム質パイプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールドトンネル工法による管路壁体の外周
   及び内周を被覆するために、重ね合せた不透水膜
   を圧縮状態で格納し、かつ取出す装置を設け、シ
   ールド掘進機の掘進にしたがつて、後方部で管路
   壁体形成用の型枠を組み、該型枠外周に前記重ね
   合せた不透水膜を前記装置より引き出し延伸し、
   この膜の間にスラリー状固結造壁材を注入し、固
   結造壁材を膜に被覆された状態で固結しつつ、連
   続的に管路壁体を形成することを特徴とするシー
   ルドトンネル工法による管路壁体築造方法。 ２ シールドトンネル工法による管路壁体築造に
   あたり、管路壁体の外周及び内周を被覆するため
   に２重に重ね合せかつ筒状に形成された不透水膜
   を圧縮状態で格納し、かつ一部に前記不透水膜の
   取出口を設けた膜格納装置をシールドトンネル掘
   進機の後部に設けさらに２重に重ね合せた膜間に
   スラリー状固結造壁材を供給し得るパイプを設け
   たシールドトンネル工法による管路壁体築造装
   置。 ３ 膜格納装置の膜出口にスラリー状固結造壁材
   の逆流防止手段を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載のシールドトンネル工法に
   よる管路壁体築造装置。 ４ 内周側の不透水膜に所要間隔でスラリー状固
   結造壁材注入口を設けたことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項に記載のシールドトンネル工法に
   よる管路壁体築造装置。