JPH0493498A - 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可撓性
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工事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
ライニング工法が普及してきている。この直打ちコンク
リートライニング工法は、施工の迅速化や省力化のため
の工法として認知されてきており、高価で組立てが面倒
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組み立てて、直かに
覆工コンクリートを打設することができ、このため覆工
コンクリートの迅速な施工が可能になるとともに、打継
ぎ目が発生せず、止水や構造上の弱点をなくすことがで
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押圧充填しながらシールド掘
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。

この打設されたコンクリートは、無筋の場合には上記セ
グメントと異なりリングとしての支持力をほとんど有し
ない。したかって、−次覆エコンクリートを構造体とし
て扱う場合は鉄筋コンクリート構造とすることが多い。

このとき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。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
とともに加圧ジヤツキでまだ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
を次工程のために後退させる必要がある。

ところで、地山側に被圧地下水が存在すると、この地下
水や地山の一部がまだ固まらない状態のコンクリート内
に侵入し、コンクリートが掘削機内部に逆流してくるお
それがある。

そこで、このコンクリートの逆流を防止するためにコン
クリートがある程度硬化するまで上記加圧板を所定時間
型枠として存置したり、コンクリートに早強剤を添加し
たり、コンクリート中の水分を脱水してコンクリートが
早期に自立するような方策をとっている。

また、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も採られている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、上述のコンクリート打設装置では早強剤
を添加したり、脱水化を図ったとしても硬化までの間、
加圧板でコンクリート面を押圧支持する必要があり、こ
の間は次の作業に移れないので、工程が遅延するいう問
題がある。

また、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も大きなものとなり、鋼材の組
み立てや固定等の工程が煩雑になり、施工性が劣るとい
う問題がある。

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その内部に複
数の円弧部材により構成されトンネル軸線方向に移動可
能な内筒と、この内筒と上記掘削機の外筒との間に形成
されたコンクリート打設室と、このコンクリート打設室
内にトンネル軸線方向に伸縮可能な加圧板が嵌装され、
本体が上記掘削機の一部に保持された加圧ジヤツキと、
上記コンクリート打設室内への既打設コンクリートを逆
止する可撓開閉ゲートとを備えたことを特徴とするもの
である。

〔作　用〕

本発明によれば、掘削機テール部の内部に複数の円弧部
材により構成されトンネル軸線方向に移動可能な内筒を
備えてこの内筒と上記掘削機の外筒との間に形成された
コンクリート打設室を構成し、このコンクリート打設室
内にトンネル軸線方向に伸縮可能な加圧板を嵌装させる
ようにして加圧ジヤツキを掘削機の一部に固着し、上記
コンクリート打設室の後端部に可撓性の開閉ゲートを備
えたので、コンクリート打設室内で鉄筋組立てやコンク
リート打設を行う際、このコンクリート打膜室内に上記
開閉ゲートの後方位置にあるまだ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ート打設装
置の一実施例を第１図乃至第４図を参照して説明する。

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ト
２とカッタ３とから構成されている。このスキンプレー
ト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、
スキンプレート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、この内側型枠４は本実施例では７つに分
割された円弧状をなしており、各内側型枠４のほぼ中心
位置に推進ジヤツキ５の加圧板５ａが当接できるように
なっている。この推進ジヤツキ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、上記掘削機テール部１ａ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、その内側に上記外周壁
と同軸的に形成された内周壁８とにより区画された断面
形が環状をなすように構成されている。本実施例では上
記内周壁８は第２図に示したように４つに等分割された
円筒の一部を構成する円弧部材９．９・・・から構成さ
れおり、各円弧部材９が隣接する端部には円弧部材同士
が互いに係止できるような係止部９ａか形成されている
。この係上部は円弧部材９がコンクリート打設室の内側
の型枠として作用する際、コンクリートの側圧荷重に耐
えられるような強度を有している。

また、上記コンクリート打設室７にはコンクリート打設
管１０が上記円弧部材９に内方から連結されている。こ
のコンクリート打設管１０は図示しないコンクリート供
給源からコンクリート搬送管１１内を搬送されてきたフ
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
することができる。

さらに上記円弧部材９はスライド装置１２によりトンネ
ル軸線方向に往復移動できるようになっており、上記ス
ライド装置１２は図示しない制御機構により各円弧部材
９を１枚ごとに上記係止部に沿って摺動させたり、４つ
の円弧部材９．９・・・を同時に移動させることもでき
る。また、上記内周壁８の後端には全周にわたりテール
パツキン１３が装着されている。このテールパツキン１
３は掘削機本体１が偏心して進行した際、上記内側型枠
４との間に生じる隙間を塞ぐように追従できるような硬
質ゴム等の材質により製造されていて、この先端が上記
内側型枠４に確実に当接することにより打設したコンク
リートが妻部から漏れるのを防止することができる。

そして、このテールパツキン１３の近傍の上記円弧部材
９の外周面とこの外周面位置に対向したスキンプレート
２の内周面位置とに開閉ゲート１４が固着されている。

この開閉ゲート１４は上記テールパツキン１３と同様の
硬質ゴム質材料の成形品からなり、本実施例ではその断
面形は後方部が直立して切羽側に傾斜部を有するような
略三角形のゲート部材１４Ａ、１４Ｂとにより構成され
ている。この２つのゲート部材１４Ａ、１４Ｂがリング
状をなして上記円弧部材９の外周面とこの外周面位置と
対向したスキンプレート２の内周面位置に固着され、一
対の開閉ゲート１４か構成されている。

一方、上記コンクリート打設室７内には環状の加圧板１
５が嵌装されており、この加圧板１５は複数の加圧ジヤ
ツキ１６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１６
は加圧板１５に作用するコンクリートの打設高さに伴う
側圧の差に対応して変位制御でき、加圧板１５はコンク
リート打設室７内で競ることなく円滑にスライドできる
。

例えば、第１図に示した状態からさらにコンクリートを
コンクリート打設室７内に充填させた後に加圧ジヤツキ
１６のロッド１６ａを伸長して、上記開閉ゲート１４を
押し開くように変形させながらコンクリート打設室７内
のフレッシュコンクリートと鉄筋かご１７とを後方に押
し出し、地山との間に生じたテールボイドを充填するこ
とができる。

なお、上記鉄筋かご１７は組立て後はコンクリート打設
室７内において環状に配置されるが、上記円弧部材９の
周方向の寸法に合わせて４分割して建て込むようにてき
る。また、この鉄筋かご１７の後端部１７ａは上記開閉
ゲート１４の通過を容易にするために後方に向けて先端
が鋭角になるように折曲げ加工されている。

また、上記加圧板１５には縦筋の間隔に等しい間隔の鉄
筋保持用穴１５ａが穿設されており、この鉄筋保持用穴
１５ａに鉄筋かごコアの縦筋１７ｂの先端を嵌挿させて
コンクリート打設室７内に建て込まれた鉄筋かご１７を
所定位置に保持することができる。

次に上記加圧ジヤツキと円弧部材と開閉ゲートとの相互
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３図は鉄筋かご１７をコンクリート打設室７内に建て
込んだ状態を示したものである。この鉄筋かご１７を建
て込むには、まず鉄筋かご１７を建て込む位置の円弧部
材９を順次スライドして開ロアａを設け、この開口から
該当する鉄筋かご１７をコンクリート打設室７内に収容
させる。このとき上記鉄筋かご１７の縦筋１７ｂにはね
じ鉄筋が用いられている。また、すてに建て込まれてい
る縦筋１７ｂの端部は上記開閉ケート１４の隙間を貫通
するように突出しているので、すてに建て込まれている
縦筋とカップラージヨイント１８等により容易に接合で
きるようになっている。モして他端は上述のように加圧
板１５の鉄筋保持用穴１５ａに嵌挿保持されている。こ
の状態において推進ジヤツキ５及び加圧ジヤツキ１６の
ロッドはともに縮退状態にある。

鉄筋かご１７がコンクリート打設室７内で環状に建て込
まれたら上記円弧部材９を閉塞し、密閉されたコンクリ
ート打設室７を形成するとともに上記円弧部材９の所定
位置にコンクリート打設管１０を取着し、コンクリート
打設室７にコンクリートを充填する。

このとき、上記開閉ゲート１４はすてに打設されている
後方のコンクリートの側圧に抵抗して変形しないような
剛性を有しているので、コンクリートのコンクリート打
設室７内への逆流を防止することかできる。さらに内側
型枠４を全周にわたって建て込む。

第４図は掘削機１を推進ジヤツキ５により切羽方向に推
進させた状態を示しており、この推進ジヤツキ５は加圧
板５ａを上記内側型枠４に当接させて反力をとりながら
前進することができる。このとき上記加圧ジヤツキ１６
は上記推進ジヤツキ５と同期をとりなからロッド１６ａ
を伸長させ、上記開閉ゲート１４を押し開くように変形
させて上記コンクリート打設室内のコンクリートと鉄筋
かご１７とを相対的に後方に押しますように作動し、地
山との間に生したテールボイドを充填することかて、き
る。このとき加圧ジヤツキ１６からの押圧力はコンクリ
ートがほとんど負担するのでコンクリート中の鉄筋か座
屈することもない。この加圧により上記コンクリートは
さらに密実性を高めることができる。

〔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
テール部のコンクリート打設室加圧ジヤツキの加圧板を
嵌装させるとともに、上記コンクリート打設室の後端部
に可撓性の開閉ゲートを備えたので、まだ固まらない状
態のコンクリートかコンクリート打設室内に逆流するの
を防止しながら連続的に鉄筋の組立て作業とコンクリー
トの打設作業を行うことか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図は同横断面図、第３図及び第
４図は本発明によるコンクリート打設装置の開閉ゲート
とコンクリート打設室内に組み込まれた鉄筋かごの状態
を示した一部縦断面図である。 １・・・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、９　円弧部材、１
２・スライド装置、１３・・・テールパツキン、１４・
・・開閉ゲート、１５・・・加圧板、１６・・・加圧ジ
ヤツキ、１７・・・鉄筋かご。

Claims (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
   機テール部はその内部に複数の円弧部材により構成され
   トンネル軸線方向に移動可能な内筒と、この内筒と上記
   掘削機の外筒との間に形成されたコンクリート打設室と
   、このコンクリート打設室内にトンネル軸線方向に伸縮
   可能な加圧板が嵌装され、本体が上記掘削機の一部に保
   持された加圧ジャッキと、上記コンクリート打設室内へ
   の既打設コンクリートを逆止する可撓開閉ゲートとを備
   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。