JPH0573877B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 シールド機を用いて地中にトンネルの建設を行
うシールド工法、特にセグメントを使用しないノ
ン・セグメント・シールド工法及び該工法におい
て使用される型枠に関する。

「従来の技術」 先に、本出願人はノン・セグメント・シールド
工法を提供した。

この工法は、シールド機によつて掘進した穴の
壁面に沿つて、複数に分割された所定幅を有する
内型枠と外型枠を、外型枠の内側面に固定したス
ペサーの先端部を内型枠の外側面に当接させると
ともに、外型枠の内側面に固定されたシーボルト
の先端部を内型枠の内側に突出させ、そこにナツ
トを螺着させることにより、一体化しつつ筒状に
組み立て、次いで、この内・外型枠の穴の掘削方
向に沿つて所定数だけ連設された後、前記内型枠
と外型枠との間にコンクリートを打設してコンク
リートライニングを施し、このコンクリートライ
ニングが固化した部分が所定の長さに達した際、
このコンクリートライニングの内側に連設された
内型枠のうち後方の内型枠を、順次外型枠から分
離させて解体した後、それを新たに掘削した壁面
に組み立てる内型枠として転用することにより地
中にトンネルを構築するものである。

したがつて、この工法においては、一次覆工で
コンクリートライニングを施してトンネルを完成
させ、その固化したコンクリートライニングによ
つて地山から受ける土水圧等の長期荷重を支持す
るとともに、シールド機が推進する際のシヤツキ
推力（短期荷重）をも受け持つものであるので、
コンクリート内に埋設される外型枠は安価なもの
となり、覆工材としての高価なセグメントを不要
とするとともに、二次覆工としてのコンクリート
ライニングをも不要とし、工期の短縮や、工費の
大幅削減を実現することができるものである。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記ノン・セグメント・シールド工
法においては、内型枠を繰り返し使用するため
に、コンクリートライニングが固化した部分の内
型枠を、その内側でシーボルトの先端に螺着され
たナツトを外すことにより、外型枠から分離する
ようにしているため、内型枠を脱型した部分のコ
ンクリートライニングの表面にスペーサの先端部
が露出した状態となり、それらが腐食する恐れが
あること、また、シーボルトが長尺の部材である
ため搬送時や組立時に変形する恐れがあるととも
に、複数のシーボルトを同時に内型枠の貫通孔に
貫通させて内型枠と外型枠とを一体化する作業が
繁雑であること、さらに、シーボルトがコンクリ
ートライニングの内部に埋殺しとなり不経済であ
こと等の問題点があつた。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもの
で、完成したコンクリートライニングの表面から
スペーサ等の連結部材が露出することなく、ま
た、埋殺しとなるシーボルトを不要とするノン・
セグメント・シールド工法及び該工法において使
用される型枠を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 本発明のノン・セグメント・シールド工法は、
掘進するシールド機の後部に形成された穴の壁面
に沿つて、複数の分割された所定幅を有する内型
枠と外型枠を連結部材で一体化しつつ筒状に組み
立てた後、この内型枠と外型枠との間にコンクリ
ートを打設してコンクリートライニングを施し、
次いで、このコンクリートライニングの固化した
部分が所定の長さに達した際、前記内型枠を外型
枠から分離して解体するとともに、新たに掘削し
た壁面に組み立てる内型枠として再使用しながら
地中にトンネルを構築するノン・セグメント・シ
ールド工法であつて、前記内型枠と外型枠とを一
体化する際、外型枠の内周面に固定したスペーサ
に、内型枠の外周面に固定したコーンを係合させ
るとともに、内型枠の内周面側から連結部材によ
つて前記コーンを介して内型枠とスペーサとを連
結し、次いで、内型枠を外型枠から分離して解体
する際には、連結部材を除去して内型枠を取り去
ることにより、固化しコンクリートライニングの
内周面側にコーン型の空間部を形成するととも
に、その空間部にグラウトを充填することを特徴
とする。

本発明のノン・セグメント・シールド工法にお
いて使用される型枠は、掘進するシールド機の後
部に形成された穴の壁面に沿つて外型枠と内型枠
とを連結部材で一体化しつつ組み立てる型枠であ
つて、前記壁面に近接して配置される外型枠と、
該外型枠の内周面側に配置される内型枠と、前記
内型枠の外周面に固定されるコーンと、該コーン
と内型枠とのそれぞれにコーンの軸線に沿つて貫
通して形成される貫通孔と、ネジ穴を有し該ネジ
穴が前記コーンの貫通孔の軸線上に位置するよう
に前記外型枠の内周面に固定されるスペーサとを
備え、前記連結部材が、前記内型枠及びコーンに
形成された貫通孔内に前記内型枠の内周面側から
挿入され、その先端部が前記スペーサに設けたネ
ジ穴に螺着される構造であることを特徴とする。

「実施例」 以下、本発明を図面を参照しながら説明する、
第１図ないし第９図は、本発明の一実施例を示す
ものであり、第１図はノン・セグメント・シール
ド工法の概要を説明するための図である。まず、
第１図における構成要素を説明すると、符号Ｅは
トンネルが建設される付近の地盤、１はその地盤
Ｅを掘進するシールド機、２は推進用のジヤツ
キ、３，４は環状に組み立てられた内型枠（以
下、「内枠」と略称する）と外型枠（以下、「外
枠」と略称する）、５はトンネル掘進方向に連設
される内枠３，３の接続部にコンクリート打設区
間毎に固定される妻枠、６はコンクリート打設
機、７は型枠組立用のエレクタ、８は型枠解体用
のエレクタである。また、符号ａはコンクリート
打設区間、ｂは未固結コンクリート区間、ｃは固
結コンクリート区間、ｄは型枠解体区間であり、
Ｒはコンクリートライニング、Ｇは裏込めグラウ
トである。

また、第２図ないし第６図は前記ノン・セグメ
ント・シールド工法における内枠と外枠との接続
方法を説明するための図である。

つぎに、第７図ないし第９図を用いて、内枠と
外枠との連結構造について説明する。第７図はこ
の実施例に用いる外枠４の内周面側の平面図であ
り、第８図は内枠３と外枠４を一体化した状態の
側面図、第９図は内枠と外枠との接続部を示す図
である。これらの図において、内枠３は外枠４と
ともに、掘削された抗の壁面に沿つて環状に組立
て得るように、周方向及びトンネル掘進方向に所
定の寸法に分割されている。そして内枠３のスキ
ンプレート３ａの内周面には補強リブ１０が固定
され、外周面にはその底部を溶接された複数のコ
ーン１１が所定の位置に固定されている。そし
て、スキンプレート３ａとコーン１１には、第９
図に示すように、コーン１１の軸線に沿つて後述
する連結部材の貫通孔１２が形成されている。

一方、第７図、第８図に示すように、外枠４の
スキンプレート４ａの内周面には、内枠３との間
にコンクリート打設用の空間Ｓを形成するととも
に、外枠４にかかる土水圧を一次的に内枠３に伝
達するためのスペーサ１３が、前記コーン１１と
対応した位置に固定されており、スキンプレート
４ａの外周面の外周部にはゴム製の止水板１４が
ビス１５によつて取り付けられている。前記、ス
ペーサ１３は丸鋼を略コ次状に折り曲げて形成さ
れ、その脚部がスキンプレート４ａに溶接され、
コーン１１と当接する部分の略中央部に連結部材
の貫通孔１６が設けられているとともに、スペー
サ１３には貫通孔１６とネジ穴を連通させたナツ
ト１７が固定されている。そして、前記内枠３と
外枠４とは、内枠３の内側から連結部材であるボ
ルト１８を、座金１９を介して前記貫通孔１２，
１６に貫通させてその先端部をナツト１７に螺着
させ、コーン１１を介して内枠３のスキンプレー
ト３ａとスペーサ１３とを締め付けることによ
り、一体化した構成とされている。

つぎに、本発明のノン・セグメント・シールド
工法における内枠と外枠との接続方法について説
明する。

(i) まず、第２図に示すように、内枠３と外枠４
とがその内側に所定の空間Ｓを形成するよう
に、コーン１１の貫通孔１２とスペーサ１３の
貫通孔１６とを連通させて重ね合わせた後、第
３図に示すように、内枠３の内側からボルト１
８を座金１９を介して、前記貫通孔１２，１６
に貫通させてナツト１７に螺着させ、コーン１
１を介して内枠３のスキンプレート３ａとスペ
ーサ１３と締め付けることにより、第８図に示
すように、内枠３と外枠４とを一体化する。

(ii) つぎに、第１図に示すように、一体となつた
内枠３・外枠４をエレクタ７を用いて、シール
ド機１の後部において環状に組み立てる（以
下、環状に組み立てた一個分の型枠を「環状
体」と略称する）。

(iii) つぎに、環状体の内枠３に反力を取つてジヤ
ツキ２を駆動させることにより、シールド機１
を一定距離だけ推進させる。

(iv) 前記(i)〜(iii)の工程を繰り返すことにより、環
状体を数個（本実施例においては４個）連接す
る。

(v) つぎに、最後に組み立てた環状体の内枠３
に、妻枠５を取り付けることにより、内枠３と
外枠４との間にコンクリートを打設可能とする
円筒状の密閉空間部Ｓを形成する。

ここでコンクリート打設区間ａが完成する。
このコンクリート打設区間ａにおいて、地盤Ｅ
から受ける土水圧に対しては、荷重が外枠４か
らスペーサ１３及びコーン１１を介して内枠３
に伝達され、この内枠３によつて受け持つよう
になつている。

(vi) つぎに、前記の(i)〜(iii)の工程を繰り返してコ
ンクリート打設区間ａの前方（紙面に対して左
側）に、さらに、一個分の環状体を設置した
後、コンクリート打設区間ａの内枠３と外枠４
との間にコンクリート打設機６により、コンク
リートを打設してコンクリートライニングＲを
施す（第４図参照）。なお、型枠内へのコンク
リートの充填は、内枠３の注入孔（図示せず）
から行う。

したがつて、外枠４は永久的に覆工材として
コンクリートに埋設されるとともに妻枠５も埋
殺しとなる。

(vii) さらに、前記(i)〜(vi)の工程を順次繰り返すと
により、掘削した坑に覆工を行う。このように
して、順次覆工が行なわれる従い、コンクリー
ト打設区間ａの後方（紙面に対して右側）には
コンクリートが硬化していない状態の未固結コ
ンクリート区間ｂが、さらに、その後方にはコ
ンクリートが完全に硬化した状態の固結コンク
リート区間ｃが逐次完成していく。固結コンク
リート区間ｃには、外枠４と掘削した坑の壁面
との間に、裏込めグラウトＧを注入する。な
お、裏込めグラウトＧは、裏込めグラウト注入
孔（図示せず）と連通する内枠３の注入孔（図
示ぜす）から行う。

この固結コンクリート区間ｃにおいては、コ
ンクリートラインニンＲの強度発現により、コ
クリートラインニグＲが、地盤Ｅから受ける長
期的な諸荷重を受け持つとともに、内枠３との
付着面に働く摩擦力により、シールド機１の推
進時の作用する短期的なジヤツキ推力を受け持
つことになる。

本実施例においては、第４図に示すように、
ジヤツキ推力をコンクリートとスキンプレート
３ａの付着面の摩擦力のみで受けるだけではな
く、スキンプレート３ａの内周面に固定された
コーン１１によつても支持することができるの
で、固結コンクリート区間長を短くすることが
できる。

(viii) つぎに、第１図に示すように、前記のように
して完成した固結コンクリート区間ｃが所定の
長さ（本実施例においては、連設された環状体
の少なくとも８個分に相当する長さ）に達した
ことを確認した後、個結コンクリート区間ｃよ
り後方の型枠解体区間ｄの内枠３をエレクタ８
を用いることにより、最後部から逐次解体して
いく。

その際、第５図に示すように、ボルト１８を
除去して内枠３を脱型することにより、コンク
リートライニグＲの内周面側にコーン型の空間
部Ｋが形成される。

(ix) 最後に、第６図に示すように、コンクリート
ライニングＲのコーン型の空間部Ｋにグラウト
Giを充填してトンネルを完成させる。なお、
解体した内枠３は、シールド機１の後部におい
て、掘削した壁面に新たに組み立てる環状体の
内枠として転用する。

したがつて、この工法においては、一次覆工に
おいて、コンクリートライニングＲを施してトン
ネルを完成させ、そのコンクリートライニングＲ
によつて土水圧等の長期荷重やジヤツキ推力等の
短期荷重を受け持つものであるので、コンクリー
ト内に埋設される外枠４は安価なものとなり、覆
工材といての高価なセグメントを不要とするとと
もに、二次覆工としてのコンクリートライニング
をも不要とする。さらに、完成したコンクリート
ライニングＲの表面からスペーサ等の連結部材が
露出して腐食する恐れがなく、また、埋殺しとな
るシーボルトが不要であるとともに、内枠３に固
定されたコーン１１によつてジヤツキ推力を受け
ることができるため、固結コンクリート区間ｃを
短くすることができ、内枠３の数を減らすことが
可能である。

なお、内枠３と外枠４との連結構造において、
スペーサ１３にネジ穴を設ける部分は、第１０
図、第１１図に示すように、丸鋼１３ａの間に貫
通孔２０を形成した板材２１を溶接し、前記連通
孔２０にネジ穴を合わせてナツト１７を固定した
構造、また、第１２図、第１３図に示すように、
２本の丸鋼１３ａ，１３ａを内部に貫通孔２０が
形成されるように折り曲げて、その先端部を互い
に他方の丸鋼１３ａに溶接し、前記貫通孔２０に
ネジ穴を合わせてナツト１７を固定した構造、さ
らに、丸鋼１３ａの間にネジ穴を直接形成した板
材２２を溶接した構造としてもよい。

また、前記コンクリートライニングＲは、その
内部に鉄筋を配して鉄筋コンクリートとし、耐力
増強を図ることは任意である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明のノン・セグメン
ト・シールド工法では、内型枠と外型枠とを一体
化する際、外型枠の内周面に固定したスペーサ
に、内型枠の外周面に固定したコーンを係合させ
るとともに、内型枠の内周面側から連結部材によ
つて前記コーンを介して内型枠とスペーサとを連
結し、次いで、内型枠を外型枠から分離して解体
する際には、連結部材を除去して内型枠を取り去
ることにより、固化したコンクリートライニング
の内周面側にコーン当の空間部を形成するととも
に、その空間部にグラウトを充填するものであ
り、本発明のノン・セグンメント・シールド工法
において使用される型枠では、掘進するシールド
機の後部に形成された穴の壁面に近接して配置さ
れる外型枠と、該外型枠の内周面側に配置される
内型枠と、前記内型枠の外周面に固定されるコー
ンと、該コーンと内型枠とのそれぞれにコーンの
軸線に沿つて貫通して形成される貫通孔と、ネジ
穴を有し該ネジ穴が前記コーンの貫通孔の軸線上
に位置するように前記外型枠の内周面に固定され
るスペーサとを備え、前記連結部材が前記内型枠
及びコーンに形成された貫通孔内に前記内型枠の
内周面側から挿入され、その先端部が前記スペー
サに設けたネジ穴の螺着される構造であるので、
完成したコンクリートライニングＲの表面からス
ペーサ等の連結部材が露出して腐食する恐れがな
く、また、埋殺しとなるシーボルトが不要となる
とともに、内枠の数を減らすことができ、コスト
ダウンを実現することができる。また、連結部材
を取り去ることにより内型枠と外型枠とを分離す
ることができ、この際、コンクリートライニング
の内周面にスペーサが埋め殺しになつていて内周
面に突出部が形成されないので、従来のように突
出部を取り去る等の作業をする必要がなく、作業
を非常に簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は、本発明の一実施例を示
すもので、第１図はノン・セグメント・シールド
工法の概要を説明するためのトンネルの断面図、
第２図ないし第６図は本工法の要部を説明するた
めの図であり、２図は内型枠と外型枠を重ねると
ころを示す側断面図、第３図は内型枠と外型枠と
を連結するところを示す側断面図、第４図は連結
した内型枠と外型枠との間にコンクリートを打設
した状態を示す側断面図、第５図はコンクリート
ライニングにコーン型の空間が形成された状態を
示す側断面図、第６図はコーン型の空間部にグラ
ウトを充填した状態を示す側断面図、第７図は外
型枠の内周面側の平面図、第８図は一体化した外
型枠と内型枠の側面図、第９図は外型枠と内型枠
との連結部分を示す側断面図、第１０図、第１２
図、第１４図は外型枠と内型枠の連結部分を示す
平面図、第１１図、第１３図、第１５図はそれぞ
れ第１０図、第１２図、第１４図の側面図であ
る。 Ｅ……地盤、Ｒ……コンクリートライニング、
Ｋ……コーン型の空間部、Gi……グラウト、１
……シールド機、３……内枠（内型枠）、４……
外枠（外型枠）、１１……コーン、１２，１６…
…貫通孔、１３……スペーサ、１７……ナツト
（ネジ穴）、１８……ボルト（連結部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 掘進するシールド機の後部に形成された穴の
   壁面に沿つて、複数に分割された所定幅を有する
   内型枠と外型枠を連結部材で一体化しつつ筒状に
   組み立てた後、この内型枠と外型枠との間にコン
   クリートを打設してコンクリートライニングを施
   し、次いで、このコンクリートライニングの固化
   した部分が所定の長さに達した際、前記内型枠を
   外型枠から分離して解体するとともに、新たに掘
   削した壁面に組み立てる内型枠として再使用しな
   がら地中にトンネルを構築するノン・セグメン
   ト・シールド工法であつて、前記内型枠と外型枠
   とを一体化する際、外型枠の内周面に固定したス
   ペーサに、内型枠の外周面に固定したコーンを係
   合させるとともに、内型枠の内周面側から連結部
   材によつて前記コーンを介して内型枠とスペーサ
   とを連結し、次いで、内型枠を外型枠から分離し
   て解体する際には、連結部材を除去して内型枠を
   取り去ることにより、固化したコンクリートライ
   ニングの内周面側にコーン型の空間部を形成する
   とともに、その空間部にグラウトを充填すること
   を特徴とするノン・セグメント・シールド工法。 ２ 掘進するシールド機の後部に形成された穴の
   壁面に沿つて外型枠と内型枠とを連結部材で一体
   化しつつ組み立てる型枠であつて、前記壁面に近
   接して配置される外型枠と、該外型枠の内周面側
   に配置される内型枠と、前記内型枠の外周面に固
   定されるコーンと、該コーンと内型枠とのそれぞ
   れにコーンの軸線に沿つて貫通して形成される貫
   通孔と、ネジ穴を有し該ネジ穴が前記コーンの貫
   通孔の軸線上に位置するように前記外型枠の内周
   面に固定されるスペーサとを備え、前記連結部材
   が、前記内型枠及びコーンに形成された貫通孔内
   に前記内型枠の内周面側から挿入され、その先端
   部が前記スペーサに設けたネジ穴に螺着される構
   造であることを特徴とするノン・セグメント・シ
   ールド工法において使用される型枠。