JPH0333398A - トンネルの覆工方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシールド掘削機によるトンネルの掘進に従って
、トンネル内壁面にコンクリートの打設による履工を連
続的に形成していくトンネルの履工方法に関するもので
ある。

【従来の技術〕

従来から、トンネルの掘削に従ってトンネルの内壁面に
履工を施す方法としては、既製のセグメントを内壁面に
組み込んで行く方法と場所打ちコンクリートによる履工
方法とが一般に採用されている。

このような方法において、前者の方法ではセグメントの
製作費用が極めて高価であって工費が著しく高騰するた
めに、後者の場所打ちコンクリートによるシールド工法
が、近年、広〈実施されるようになった。

このシールド工法は第１０Ｓ１１図に示すようにように
、シールド掘削機のテール部（ａ）内で型枠（ｂ）を組
立て、この型枠Ｑ））を履工の内型枠としてテール部（
萄と該型枠（ロ）との間の空間部に鉄筋（Ｃ）を周方向
並びに長さ方向に組込んだのち、該空間部にコンクリ−
）　（ｄ）を打設し、テール部（ａ）の前方部内に配設
している複数本のプレスジヤツキ（ｅ）を伸長させてそ
の先端に装着しているプレスリング（ｆ）により空間部
に打設された未硬化のコンクリートを押圧すると共にシ
ールドジヤツキ（８）を伸長させて型枠（ｂ）の前端面
に反力を支持させながらシールド掘削機を推進させ、テ
ール部（ａ）の後端面後方に生じるテールボイド（ロ）
にもプレスジヤツキ（ｅ）の押圧力に劣ってコンクリー
トを充填する。

シールド掘削機を一定長、掘進させたのち、プレスジヤ
ツキ（ｅ）とシールドジヤツキ（８）を後退させ、その
後退によって生じたテール部（ａ）の内方に上記同様に
して型枠（ロ）の組立てと配筋作業を行い、先に打設し
たコンクリートの硬化後、再び、コンクリートを打設し
、プレスジヤツキ（ｅ）によるコンクリートの押圧とシ
ールドジヤツキ（樽による推進とを行ってこの作業を繰
り返すことによりトンネルの履工を行っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記の場所打ちコンクリートによるトン
ネル履工方法によれば、セグメントを使用しないために
経済的に優れていると共に、コンクリート（ｄ）がテー
ル部（ａ）の後方のテールボイド向にまで充分に充填さ
れるため、地盤の緩みを防止して地盤沈下の発生をなく
することができるという利点を有する反面、先に打設さ
れたコンクリート（ｄ）の硬化を待って次の施工サイク
ルに移らなければならないために、施工能率が低下する
と共に硬化したコンクリート端面と次に打設したコンク
リートとの打ち継ぎ部（ｉ）との一体化が損なわれて有
効な止水性を発揮させることができないという問題点が
ある。

さらに、テール部（ａ）と該型枠中）との間に鉄筋（Ｃ
）を組立てる作業が煩雑且つ困難であると共にトンネル
長さ方向の配筋を一連に連続させることが難しく、又、
このような鉄筋（Ｃ）を配設することは材料費や加工費
が高くつ（ぽかりでなく、その組立てに長時間を要し、
その上、鉄筋（Ｃ）の存在にょってコンクリートの回り
が悪くなるという問題点がある。

本発明はこのような問題点を全面的に解消することを目
的とするトンネルの履工方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のトンネル履工方法
は、シールド掘削機の掘進により掘削された所定長さの
トンネル内壁面側に型枠を組立てたのち、この型枠とト
ンネル内壁面との間に鉄筋を配設することなくコンクリ
ートを打設し、次いでシールド掘削機を掘進させて再び
所定長さのトンネルを掘削したのち、上記同様に型枠の
組立と先に打設したコンクリートの硬化を待つことなく
次のコンクリートの打設を行い、この作業を繰り返し行
ってコンクリートによるトンネル履工を形成していくと
共に硬化したコンクリート部分をトンネル内部から前記
型枠に穿設している通孔を通じて該コンクリートを貫通
する複数本のプレストレスアンカーを地山に放射状に打
ち込み、該プレストレスアンカーによりコンクリートを
地山に一体化させたのち型枠を除去することを特徴とす
るものである。

〔作　　用〕

シールド掘削機の掘進により掘削された所定長さのトン
ネル内壁面側に型枠を組立てたのち、この型枠とトンネ
ル内壁面との間に鉄筋を配設することなくコンクリート
を打設するので、その作業が能率良く行えると共にコン
クリートの充填が良好となって品質のよい履工コンクリ
ートが形成される。

この履工コンクリートの形成のち、再び、シールド掘削
機により所定長さのトンネルを掘削し、上記同様に型枠
の組立と先に打設したコンクリートの硬化を待つことな
く次のコンクリートの打設を行うものであるから、両覆
エコンクリートが互いに連続して打ち継ぎ部が発生する
ことがなく、止水性の良い履工コンクリートが形成され
る。

さらに、この履工コンクリートの施工作業に追随して既
に硬化したコンクリート部分をトンネル内部から該コン
クリートを貫通する複数本のプレストレスアンカーを地
山に放射状に打ち込むことによって、該プレストレスア
ンカーにより無筋の履工コンクリートを地山に強固に一
体化させることができる。

〔実　施　例〕

本発明の実施例を図面について説明すると、第１図にお
いて、シールド掘削機（１）はスキンプレート（２）の
前端開口部に配設したカッター板（３）を回転させるこ
とにより切羽地盤を掘削すると共に掘削した土砂をコン
ベア（４）によって機内に取り込みながらトンネル（５
）を掘進していくものであり、スキンプレート（２）の
後部内周面には複数本のプレスジヤツキ（６）と該プレ
スジヤツキ（６）の内方側に位置させて複数本のシール
ドジヤツキ（７）とを周方向に一定間隔毎に取付けであ
る。さらに、プレスジヤツキ（６）のロンド先端間には
テール部（８）の内周面と型枠（９）の外周面間で形成
される環状空間部０１ｌＤ内に挿嵌可能な環状のプレス
リング００を取付けである。

このように構成したシールド掘削機（１）によってまず
、第２図に示すように、型枠（９）とトンネル内壁面と
の間に既に打設している未硬化の覆エコンクリートＱ２
１の前端面にプレスリング００を押し当てると共にシー
ルドジヤツキ（７）のロンド端面を型枠（９）の端面に
当接させた状態で、これらのジヤツキ（６）（７）を伸
長させ、型枠（９）にシールド掘削機（１）の推進反力
をとって該シールド掘削機（１）を掘進させることによ
りトンネルを一定長さだけ掘削する。

次いで、シールドジヤツキ（７）を収縮させたのち、第
３図に示すように、その収縮によって生じた空間部に既
設の型枠（９）に接続させて複数の新たな型枠（９）を
リング状に組み立てる。この際、プレスジヤツキ（６）
は収縮させることなく、打設されたコンクリートＱ２１
をその先端に取付けているプレスリング（！１）によっ
て押圧させておくと共に、シールドジヤツキ（７）の収
縮により生じた空間部には鉄筋等を配設することなく、
次の作業に移る。

各型枠（９）にはｌ乃至数個の生コンクリート注入孔０
つと後述するプレストレスアンカー０４）の挿入孔θつ
とが設けられてあり、先に組立られている型枠（９）の
注入孔０３）に注入ホース０６）を接続してトンネル（
４）内に設置しているコンクリートアジテータ０′ｒ）
からコンクリートポンプ０８）を通じて注入ホースＯ１
９に生コンクリートをプレスリング（１１）によって押
圧されているコンクリート近傍部内に注入、充填し、第
４図に示すように、その注入量に従ってプレスリング０
１）を新たに組み立てた型枠（９）の端部側に穿設され
ているコンクリート注入孔Ｑ３）を僅かに超える位置ま
で後退させると、該型枠（９）とシールド掘削機（１）
のテール部内周面間の環状空間部０■に履工コンクリー
ト０２）が形成される。

なお、使用しないコンクリート注入孔０３）と全てのプ
レストレスアンカー挿入孔０５）とはプラグ０！Ｄによ
って閉止しておく。

こうして、履工コンクリート０２１を打設したのち、プ
レスジヤツキ（６）とシールドジヤツキ（７）とを伸長
させながらシールド掘削機（１）により一定長さのトン
ネルを掘削する。この際、シールド掘削機（１）のテー
ル部（８）の前進によって該テール部（８）の後方にテ
ールボイドが生じるが、第５図に示すように、最前側の
型枠（９）の注入孔０■から注入ホースミωを通じて適
宜量のコンクリートを充填することにより該テールボイ
ドをコンクリートで充足する。

上記のようにプレスジヤツキ（６）とシールドジヤツキ
（７）とを伸長させながらシールド掘削機（１）により
一定長さのトンネルを掘削した状態は前述した第２図に
示され、この状態から再び上記施工サイクル、即ち、シ
ールドジヤツキ（７）の収縮、新たな型枠（９）の組立
て、プレスリング０を収縮方向に移動させながらの生コ
ンクリートの注入を順次行い、この施工サイクルを繰り
返し行ってトンネルの内壁面に履工コンクリートを形成
していく。

次に、このような履工コンクリート（９）の築造に従っ
て、後方側においてはトンネル内壁面と型枠（９）に充
填しているコンクリートが硬化していくが、その硬化に
よって所定の強度に達した履工コンクリート部に長尺の
螺子棒よりなるプレストレスアンカー０４を型枠（９）
に穿設している挿入孔０５）を通じて打ち込み、該履工
コンクリート部を貫通させてプレストレスアンカー０４
）の大部分を地山ＱＯに打ち込む。

この作業は前記トンネルの掘削及び履工コンクリート（
９）の築造と並行して行われる。

その具体的な手段は、まず、第６図に示すように挿入孔
０５）を閉止しているプラグ０９を取り外したのち、該
挿入孔０！ＩＯの内端開口部から突出している挿入筒部
（１５ａ）に内周面にシールパツキン（２１ａ）を装着
している筒状金具（２１）を螺着しく第７図参照）、ア
ンカー打設置　（２２）の昇降チャック（２２ａ）にプ
レストレスアンカー側の基端を掴持させたのち、該プレ
ストレスアンカニ（Ｉ４）の先端を筒状金具（２１）か
ら挿入孔０５）内に挿入し、チャック（２２ａ）を回転
させながら押進させてプレストレスアンカー０４）を履
工コンクリート部に貫通させると共に地山１２Ｇに打ち
込むものである。

このようなプレストレスアンカー０４）の打ち込みは、
１〜３台のアンカー打設機（２２）を使用して行われ、
周方向に組立てられた各型枠（９）に設けられている複
数個の挿入孔Ｑ５１から地山（ハ）に順次放射状に打ち
込まれる。

この際、トンネル（５）の土被りが少ない場合には第８
図に示すように、履工コンクリート０２１の上周部側に
打ち込まれるプレストレスアンカー側は地上に達するの
で、その先端を地表面にナツト等の適宜な係止金具によ
り固定すればよく、又、第９図に示すようにトンネル（
５）の土破りが大きい場合には、地盤の緩み範囲（２３
）を貫通して所定のアンカー効果が可能な地山部分まで
プレストレスアンカー０４を打ち込むものである。

なお、プレストレスアンカー０４）の打ち込み本数や長
さ、放射状配設状態、及び履工コンクリート０２１の厚
み等は、土質や土圧、水圧などの地盤条件によって適宜
設定される。

又、履工材料であるコンクリートとしては、スチールフ
ァイバーやグラスファイバーが適量、混合しているコン
クリートを使用して、曲げ強度を強化すると共にコンク
リートの乾燥、収縮によるひび割れの発生を防止するこ
とが望ましい。

上述したように、所定本数のプレストレスアンカー０４
の打ち込み施工が終了すれば、型枠（９）を順次取り外
する前に或いは取り外したのち、コンクリート履工の内
周面から突出している各プレストレスアンカー０４１の
基端にナツト等の係止部材を固着してコンクリート履工
を地山（ハ）に完全に支持させるものである。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のトンネル履工方法によれば、シー
ルド掘削機の掘進により掘削された所定長さのトンネル
内壁面側に型枠を組立てたのち、この型枠とトンネル内
壁面との間に鉄筋を配設することなくコンクリートを打
設するので、煩雑な配筋作業を省略したことによって履
工の施工能率を著しく向上させることができ、従って、
工期の短縮と工事費の低減が期待できるばかりでなく、
配筋が存在しないからコンクリートの充填が良好となっ
て品質のよい履工コンクリートを形成することができる
ものである。

さらに、この履工コンクリートの形成のち、再び、シー
ルド掘削機により所定長さのトンネルを掘削し、上記同
様に型枠の組立てを行うと共に先に打設したコンクリー
トの硬化を待つことなく次のコンクリートの打設を行う
ものであるから、両覆エコンクリートが互いに連続して
打ち継ぎ部が発生することがなく、止水性の良好な履工
コンクリートを形成できる。

又、この履工コンクリートの施工作業に並行して既に硬
化したコンクリート部分をトンネル内部から該コンクリ
ートを貫通する複数本のプレストレスアンカーを地山に
放射状に打ち込むものであるから、これらのプレストレ
スアンカーにより無筋の履工コンクリートを地山に強固
に一体化させることができ、所望強度の履工コンクリー
トが得られものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第９図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は工法の概略を示す簡略縦断面図、第２図乃至第５図
は履工コンクリート施工順序を示す要部の拡大断面図、
第６図及び第７図はプレストレスアンカーの施工手段を
示す断面図、第８図及び第９図はプレストレスアンカー
を地山に放射状に打ち込んだ状態の簡略縦断正面図であ
り、第１０図及び第１１図は従来の場所打ちコンクリー
トによる履工方法を示す断面図である。 （１）・・・シールド掘削機、（５）・・・トンネル、
（６）・・・プレスジヤツキ、（７）・・・シールドジ
ヤツキ、（８）・・・テール部、（９）・・・型枠、０
ω・・・環状空間部、０１）・・・プレスリング、０力
・・・履工コンクリート、０３）・・・注入孔、側・・
・プレストレスアンカー、ａつ・・・挿入孔、１２Ｇ・
・・地山。 ２べ ０ 葛 シベ １ とき

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シールド掘削機の掘進により掘削された所定長さの
   トンネル内壁面側に型枠を組立てたのち、この型枠とト
   ンネル内壁面との間に鉄筋を配設することなくコンクリ
   ートを打設し、次いで再びシールド掘削機を掘進させて
   所定長さのトンネルを掘削したのち、上記同様に型枠の
   組立と先に打設したコンクリートの硬化を待つことなく
   次のコンクリートの打設を行い、この作業を繰り返し行
   ってコンクリートによるトンネル履工を形成していくと
   共に硬化したコンクリート部分をトンネル内部から前記
   型枠に穿設している通孔を通じて該コンクリートを貫通
   する複数本のプレストレスアンカーを地山に放射状に打
   ち込み、該プレストレスアンカーによりコンクリートを
   地山に一体化させたのち、型枠を除去することを特徴と
   するトンネルの履工方法。