JPH04106298A - トンネル覆工用のコンクリート打設装置 - 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〕 本発明はトンネル覆工用のコンクリート打設装置に係り
、特に鉄筋を組立ててコンクリートを打設する際に、す
でに打設されたコンクリートが逆流しないように筒内に
収納自在な可動ゲートにより支持させるようにしたトン
ネル覆工用のコンクリート打設装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、都市トンネルの掘削土ＩＸに多く適用されている
シールドトンネルにおいて、いわゆる直打ちコンクリー
トライニング工法か普及してきている。この直打ちコン
クリートライニング工法は、高価で組立てか面倒なセグ
メントを施工せずに、シールド掘削機の掘進と同時に掘
削機のテール部で内側型枠を絹み立てて、直かに覆工コ
ンクリートを連続して打設することができる。このため
、覆工コンクリートに打継ぎ月か発生せず、止水や構造
上の弱点をなくすことかできる。また、まだ固まらない
コンクリートを加圧ジヤツキ等によりテールボイドに抑
圧充填しなからシールド掘削機を推進させるので、裏込
め注入等を必要としないという利点を有する。

また、この工法で一次覆エコンクリートを鉄筋コンクリ
ート構造とする場合には施工の迅速化のためにあらかじ
めかご状に組み立てた複数の円弧状の鉄筋かごを内側型
枠の外周に配置し、その後コンクリート打設を行うよう
になっている。このコンクリート打設が終了すると、推
進ジヤツキで掘削機を前進させると上もに加圧ジヤツキ
でまた固まらないコンクリートを押圧して掘削機の後方
に発生するテールボイドを充填するようになっている。

そしてこの加圧ジヤツキの加圧板を次上程のために後退
させるようになっている。

ところで、地山側に被圧地下水か存在すると、この地下
水や地山の一部によりまた固まっていないコンクリート
が掘削機側に逆流してくるおそれがある。

二のため、従来はコンクリ−１・の逆流を防止するため
に打設されたコンクリートの妻部分にＨ形鋼や金網等を
あてかい、コンクリート中に埋設されたタイロッドで固
定してコンクリートを支持する方法が採られていた。

また、出願人はこの鋼材の建込みを省略し、作業の効率
化を図るために硬質ゴム製の可撓ケ−１・を備えたコン
クリート打装置をすてに提案した。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のコンクリート打設装置ては妻部分
にＨ形鋼や金網等をあてがい、コンクリート中に埋設さ
れたタイロッドで固定してコンクリートを支持する方法
では上記補強材をコンクリート内に埋殺ししなければな
らずコストか大きなものとなり、鋼材の組み立てや固定
等の工程か煩雑になり、施工性が劣るという問題かある
。

また、上記可撓ゲートを用いた場合は鋼材を使用しない
点で優れた効果をもたらすが、打設後のコンクリートが
必ずゲートを通過するので、万一掘削機の推進が遅れて
コンクリートの強度発現か進むとゲートを通過できなく
なるというおそれがある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、既に打設したコンクリートの崩壊を防
止しながら鉄筋の組立て作業とコンクリート打設作業と
を連続的に行えるようにしたトンネル覆工用のコンクリ
ート打設装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、掘削機で地盤にトンネルを
掘削し、このトンネルの切羽近傍で筒状の内側型枠を順
次形成し、この内側型枠の外周の掘削機テール部で覆工
コンクリートを順次打設し、この打設コンクリートを後
方に押圧するようにしたトンネル覆工用のコンクリート
打設装置において、上記掘削機テール部は、横断面が円
弧状をなしトンネル軸線方向に移動可能な案内部材に後
端部が枢支され、上記内側型枠の外周を包囲するように
放射状に配設されたゲートと、このゲートを内部に収納
するとともにスライド装置によりトンネル軸線方向に移
動可能な環状のゲート収納筒と、加圧ジヤツキのロッド
の先端に固着されるとともに上記ゲートとほぼ等しい曲
率をなす曲面が前面に形成され、トンネル軸線方向に直
交する平面内の移動可能なリング状の加圧板とを備えた
ことを特徴とするものである。

また、好ましくは上記加圧板は加圧板保持リングとの間
に形成された摺動案内部の一部に少なくとも１個の環状
の弾性バッグを介在させてこのリング上に保持され、こ
の弾性バッグの変形による上記加圧板のトンネル軸線方
向に直交する平面内の移動を上記加圧板保持リングによ
り案内されることを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明によれば、掘削機テール部に横断面か円弧状をな
し、トンネル軸線方向に移動可能な案内部材に後端部か
枢支されたケートを内側型枠の外周を包囲するように放
射状に配設してコンクリートを支持し、このゲートを内
部に収納するとともにスライド装置によりトンネル軸線
方向に移動可能な環状のゲート収納筒を設け、加圧ジヤ
ツキのロッドの先端に固着されるとともに上記ゲートと
ほぼ等しい曲率をなす曲面が前面に形成され、トンネル
軸線方向に直交する平面内の移動可能なリング状の加圧
板とを備えたので、コンクリート打設室内で鉄筋組立で
やコンクリ−１・打設を行う際、このコンクリート打設
室内に上記開閉ゲートの後方位置にあるまた固まってい
ないコンクリートが逆流するのを防止することができる
。

〔実施例〕

以下本発明によるトンネル覆工用のコンクリド打設装置
の一実施例を添付図面を芯照して説明する。

第１図において、図中符号１はシールド掘削機１を示し
ており、このシールド掘削機１の外殻はスキンプレー１
・２とカッタ３とから構成されている。このスキンプレ
ー１・２は円筒形状をなし、その前部に回転して地盤を
掘削する円板状のカッタ３が取付けられている。また、
カッタ３の前面には図示しないブレードが配設されてお
り、スキンプレー１・２の内部のテール部には円筒形状
の内側型枠４の先端が入り込んでいる。この内側型枠４
は複数枚の円弧状の型枠をエレクタ装置等（図示せず）
で組み立てたもので、各内側型枠４には推進ジヤツキ５
の加圧板５ａか当接できるようになっている。この加圧
板５ａは第２図に示したように６等分割された円弧状部
材で内側型枠４に均等な押圧力を作用させることかでき
る。また、上記推進ジヤツキ５は上記カッタ３による切
羽の掘削に伴い、シールド掘削機１本体を前方に推進さ
せることができ、その推進ストローク量は上記内側型枠
４を建て込める程度を有しており、台座６を介して掘削
機１本体に固着されている。

一方、上記内側型枠４の外周と掘削機テール部１ａの内
側の間にはコンクリート打設室７が形成されている。こ
のコンクリート打設室７は上記スキンプレート２を外周
壁とし、その内側に組み立てられた内側型枠４とにより
区画された筒状をなしている。

また、上記内側型枠４の位置に対向する上記スキンプレ
ート２の内周面の近傍には環状のゲート収納筒８がトン
ネル軸線方向に移動可能に嵌挿されている。このゲート
収納筒８の切羽側には第２図に示したように６本のスラ
イド装置９が装着されており、上記収納筒８内に格納さ
れるゲート１０の移動と同期をとって収納筒８をトンネ
ル軸線方向に移動させることができる。

また上記収納筒８の内部には仕切り壁８ａで１８等分割
されたゲート収納部１１が形成されており、このゲート
収納部１１には第３図乃至第５図に示したような１８個
のゲート］０か収納できるようになっている。このケー
ト１０は第１図及び第５図に示したように横断面か円弧
状をなしている。

また、このゲート１０の側面形状は第４図に示したよう
に凹面をなしており、このケート１ｏを上記ゲート収納
部１１の先端から延出させ、先端を内側型枠４の外周面
に当接させた状態としたときに、隣接するゲート１０同
士がほぼ接しながらコンクリート打設室７の一面を閉塞
させることができるようになっている。

そしてこのような閉塞状態においてもコンクリート打設
室７内に鉄筋かご１２の縦筋１２　Ｂを連続的に建て込
めるように縦方向スリット１．０　ａが設けられている
。

さらに上記ケート１０の端部には平鋼からなる案内部材
１３か枢着されている。この案内部材１３は他端がゲー
トジヤツキ１４のロッド１４ａの先端に連結されており
、このロッド１４ａの伸縮により上記ケート〕Ｏをコン
クリート打設空間内に延出させたり、ケート収納部１１
に格納させたりすることかできる。

なお、上記ゲート］０をコンクリート１６内に貫入させ
る際の側方抵抗を最小にするために第６図に示したよう
なガイトレール１５かケート収納部１１の仕切り壁８ａ
に取着されている。このガイドレール１５内にゲート１
０の一部を係止させることにより上記案内部材１３の直
線運動をゲートの曲率に等しい向きの曲線円運動に変換
することかできる。

また、掘削機の偏心により生じた異なる覆工厚には第７
図（ａ）、　　（ｂ）に示したようにゲート１０の延出
量を変えることにより対応することかできる。この場合
、上記ゲート１０の先端が内側型枠４に当接すると同時
にゲートジヤツキ］４の作動を停止させる接触センサあ
るいは圧力センサを設けることが好ましい。

なお、上記ゲート］０は横断面が円弧状をなしているた
め、まだ固まらない状態のコンクリートによる作用側圧
をアーチ効果で支持することができ、面内に作用する圧
縮分力により内側型枠４と密着することかでき、打設し
たコンクリ−１・］６が妻部から漏れるのを防止するこ
とかできる。

また、上記コンクリート打設室７内の切羽側には加圧板
１７が配置されており、この加圧板１７は第２図に示し
たように６本の加圧ンヤッキ１８により打設室内をトン
ネル軸線方向に移動できるようになっている。このとき
、上記加圧ジヤツキ１８は加圧板１７に作用するコンク
リート側圧の差に対応して変位制御でき、加圧板１７は
コンクリート打設室内を競ることなく円滑にスライドで
きるようになっている。

さらに、第１図に示したように上記内側型枠４にはコン
クリート打設管１９か接続されている。

このコンクリート打設管１９はフレッシュコンクリート
を型枠内に打設するための略り字形をなす鋼管からなり
、トンネル後方の図示しないコンクリートポンプ等のコ
ンクリート供給源から延設されたコンクリート搬送管２
０の先端に摺動自在に嵌挿されている。

次に第８図を参照して本実施例に示された加圧板の構造
について説明する。

第８図において、符号１７はリング状の加圧板を示して
おり、この加圧板１７は先端が円弧の一部を構成するよ
うに傾斜した略台形をなし、先端部にはステンレスプレ
ート２１が被着されている。

このステンレスプレート２１は、コンクリート１６と加
圧板１７との付着を防止するためのもので加圧板１７本
体に図示しないねじ等により取付けられている。

また、この加圧板１７を保持するために加圧板保持リン
グ２２が内側型枠４の外周に嵌装されており、この加圧
板保持リング２２の表面には２個の環状つば部２２ａが
一体的に突設されている。

一方、上記加圧板１７の内面には２本の縦長溝１７ａが
全周にわたり並設されており、これらのｍ　１７　ａは
上記加圧板保持リングのつば部２２ａに摺動自在に遊嵌
されている。さらに加圧板１７と加圧板保持リング２２
との間には環状をなす２個の弾性チューブ２３が介装さ
れている。この弾性チューブ２３は硬質ゴム等の材質に
よる一体成形品でその内部には作動流体か封入されてい
る。

これによりこの弾性チューブ２３は上記加圧板１７を内
側型枠４の方向に押圧する作用力により変形でき、上記
加圧板１７が偏心した覆工厚に追従してその高さを変化
しようとすると、この弾性チューブ２３が変形して加圧
板１７を容易に偏心させることができる。

第９図は上記加圧板１７が偏心状態にある場合を示して
おり、破線Ａは上記加圧板１７の内周端位置を表してい
る。また、このとき加圧板保持リングの後端面には多数
のガイド溝２４が放射状に配設されている。そしてこの
ガイド溝２４には加圧板１７に固着されたガイドストッ
パ２５が遊嵌されており、このガイドストッパ２５が上
記ガイド溝２４に沿って移動することで加圧板１７を滑
らかに移動させるようになっている。

なお、上記加圧板１７の外面と加圧板保持リング２２の
内周面とには周面壁との密着を保持するだめのシールパ
ツキン２６か装着されている。また、上記加圧板］７に
は縦筋１２ａを保持５■能な鉄筋保持用孔２７が所定の
間隔をあけて穿設されている。したかって、上記ケート
］０と加圧板〕７との間に建て込まれた鉄筋かこ１２は
一端がカップラージョイン（・２８によりすてに建て込
まれた縦筋１２ａに接合され、他端か上記鉄筋保持用孔
２７に嵌挿されるので、コンクリート打設室７内の所定
位置に保持される。

次に第１０図乃至第１２図を参照して上記加圧ジヤツキ
とゲートとの相互の位置関係を推進ジヤツキとの関係に
おいて説明する。

第１０図は推進ジヤツキ５のロッドか伸長し、掘削機１
が推進ストローク量たけ前進した後、ゲト１０を加圧板
コー７の前面に沿ってコンクリート１６中に貫入させた
状態を示している。このとき、上記ゲート１０の曲率は
加圧板１７の前面の曲率とほぼ等しく設定されており、
上記加圧板１７はゲート１０をコンクリ−トコ６中に貫
入させるためのガイドの役割を果たすことかできるよう
になっている。

第１］図は上記加圧ジヤツキ］８と推進ジヤツキらのロ
ットをともに縮退させた状態を示しており、これらのジ
ヤツキを後退させたことにより生したスペースかコ〉ク
リート打設室７を形成することとなる。このコンクリー
ト打設室７には鉄筋かご１２か建て込まれており、」二
連のように所定位置に保持され被りを確保できるように
なっている。このとき、上記ゲート１０は既に打設され
たコンクリ−１・１６を支持しており、これにより掘削
機後方の地山からの地下水や土砂の侵入を防１］゛する
ことがてきる。

第１２図は第１１図の位置で内側型枠４を組み立て後、
フレッシュコンクリートをコンクリート打設室７内に充
填し、上記ゲー）１０をコンクリートコロ中から引き抜
いてゲート収納筒８内に格納し、推進ジヤツキ５と加圧
ジヤツキ１８とゲートジヤツキ１４とデー１−収納筒ス
ライド装置９とを連動させてロット伸長させている状態
を示している。上記加圧板］７とゲート収納筒８の端面
とでコンクリートコロを他山側に押圧することにより掘
削機後方に生しるテールボイドにコンクリートを充填す
ることかできる。

次にこのコンクリート打設装置による〜迎の施工サイク
ルを第１３図を参照して説明する。ここでは第１０図に
示した状態から開始される施工サイクルを説明する。

まず、ゲートジヤツキ１４のロッドを伸長し、ケート１
０を加圧板１７の前面をガイドとしてコンクリート１６
中に貫入させ、ゲート先端を内側型枠４に当接させる（
ステップ１００）。次いで推進ジヤツキ５と加圧ジヤツ
キ１８とを後退させ、次のコンクリート打設工程の内側
型枠４の組立て空間とコンクリート打設室７とを確保す
る（ステップ１０１）。このコンクリート打設室７内に
鉄筋かご１２を建て込み、縦筋１２ａの一端をカップラ
ージヨイント２８によりすてに建て込まれた縦筋１２ａ
に接続し、他端を加圧板１７の鉄筋保持用孔２７に嵌挿
する（ステップ１０２）。円弧状の型枠を連結して環状
の内側型枠４を組み立て、この内側型枠４の所定位置に
コンクリート打設管１つを接続する（ステップ１０３）
。このコンクリ−ト打設管１９を介してコンクリートを
上記コンクリート打設室７内に充填するように打設する
（ステップ１０４）。コンクリート打設室７内がコンク
リートで満たされたら、上記ゲートジヤツキ１４のロッ
ドを縮退してゲート１０をゲート収納筒８内に格納し、
ゲート１０を開放する（ステップ１０５）。このときこ
のゲート１０はコンクリート１６中を引抜かれる状態と
なるか、引き抜き方向以外の分力が最小となるように円
弧上を移動することかできる。また、上記ゲート１０が
開放されると既に打設されていたコンクリ−１・１６と
今回打設したコンクリートとが接するようになる。

次に上記ケート１０を格納しているゲート収納筒８を切
羽側に後退させ、この収納筒８の移動した後にさらにコ
ンクリートを充填する（ステップ１０６）。コンクリー
ト打設が終了したら、推進ジヤツキ５と加圧ジヤツキ］
８とゲートジャッキ１４とゲート収納筒スライド装置９
とを連動させるように各ロンドを伸長させて掘削機ｌを
推進させる（ステップ１０７）。このとき上記加圧板１
７とゲート収納筒８の端面とか相対的にコンクリートを
地山側に押圧することとなり、これにより掘削機後方に
生じるテールボイドにコンクリドを充填することかでき
る。また、次の加圧板１７位置での覆工厚に対応させる
ために加圧板１７を移動して覆工厚調整をおこなう（ス
テップ１０８）。さらに次の工程のためにゲートジヤツ
キ１４を作動させゲート１０をコンクリート中への貫入
動作をとる（ステップ１０９・ステップ］００にループ
する）。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば掘削機
テール部に横断面が円弧状のゲートを内側型枠の外周を
包囲するように放射状に配設し、この開閉ゲートでコン
クリートを支持するとともに、加圧ジヤツキのロッドの
先端に固着されるとともに前面に上記開閉ゲートとほぼ
等しい曲率をなす曲面か形成され、ｌ・ンネル軸線方向
に直交する平面内の移動可能なリング状の加圧板とを備
えたので、コンクリ−１・打設室内にまだ固まらない状
態のコンクリートが逆流するのを防止しなから連続的に
鉄筋組立て作業とやコンクリート打設作業を行うことが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるコンクリート打設装置の一実施例
を示した縦断面図、第２図及び第３図は同横断面図、第
４図は本発明によるコンクリート打設装置に使用される
ゲートの格納状態を示した平面図、第５図は同側面図、
第６図はゲートを案内するためのガイドレールの一例を
示した側面図、第７図（ａ）、　　（ｂ）は異なる覆工
厚に対応させたゲートの態様を示した一部縦断面図、第
８図は本発明による加圧板と加圧板保持リングの一実施
例を示した一部縦断面図、第９図は異なる覆工厚に対応
させた加圧板の状態を示した横断面図、第１０図乃至第
１２図は本発明によるコンクリート打設装置の加圧ジヤ
ツキとゲートとの相互の位置関係の一例を示した一部縦
断面図、第１３図は本発明によるコンクリート打設装置
の一連の施工サイクルを模式的に示したフローチャート
である。 １・・・シールド掘削機、４・・・内側型枠、５・・・
推進ジヤツキ、７・・・コンクリート打設室、８・・・
ゲート収納筒、９・・ゲート収納筒スライド装置、１０
・・ゲート、１１・・・ゲート収納部、１３・・・案内
部材、１４・・・ゲートジヤツキ、１５・・・ガイドレ
ール、１７・・・加圧板、１８・・・加圧ジヤツキ、２
２・・・加圧板保持リラグ、２３・・・弾性チューブ。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 某Ｕ回 シ 第 １〆 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、掘削機で地盤にトンネルを掘削し、このトンネルの
   切羽近傍で筒状の内側型枠を順次形成し、この内側型枠
   の外周の掘削機テール部で覆工コンクリートを順次打設
   し、この打設コンクリートを後方に押圧するようにした
   トンネル覆工用のコンクリート打設装置において、上記
   掘削機テール部は、横断面が円弧状をなしトンネル軸線
   方向に移動可能な案内部材に後端部が枢支され、上記内
   側型枠の外周を包囲するように放射状に配設されたゲー
   トと、このゲートを内部に収納するとともにスライド装
   置によりトンネル軸線方向に移動可能な環状のゲート収
   納筒と、加圧ジャッキのロッドの先端に固着されるとと
   もに上記ゲートとほぼ等しい曲率をなす曲面が前面に形
   成され、トンネル軸線方向に直交する平面内の移動可能
   なリング状の加圧板とを備えたことを特徴とするトンネ
   ル覆工用のコンクリート打設装置。 ２、上記加圧板は加圧板保持リングとの間に形成された
   摺動案内部の一部に少なくとも１個の環状の弾性バッグ
   を介在させてこのリング上に保持され、上記弾性バッグ
   の変形による上記加圧板のトンネル軸線方向に直交する
   平面内の移動を上記加圧板保持リングにより案内される
   ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工用のコン
   クリート打設装置。