JPH0578636B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は覆工を、現場打ちコンクリート等の現
場打ち打設材により構築する際に適用することの
出来るトンネル覆工の構築方法に関する。

(b) 従来の技術 最近、シールド掘削機により掘削されたトンネ
ルの覆工を現場打ちコンクリートで構築するため
の種々の提案がなされている。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかし、いまだテールボイドを有効に充填する
技術が確立されておらず、当該テールボイドの充
填を確実に行うことの出来るトンネル覆工の構築
方法の開発が急がれている。

更に、覆工を現場打ちコンクリートで形成する
場合、打ち継ぎ面の水密性をいかに保持するよう
に打設するかは解決しなければならない大きな問
題であつた。

本発明は上記事情に鑑み、テールボイドの充填
を確実に行うことの出来るばかりか、打ち継ぎ面
の水密性を高度に保持することが可能なトンネル
覆工の構築方法を提供することを目的とするもの
である。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻２を有し、該外殻の内側
にプレスリング７を前記外殻の掘進方向に移動自
在に設け、更に該プレスリングの内側に型枠支持
部材１１を前記プレスリングに対して相対的に移
動自在に設けると共に、掘進用ジヤツキ６を設
け、外殻の堀進に際しては、前記掘進用ジヤツキ
を駆動して推進するシールド掘削機を用い、覆工
２０の構築に際しては、プレスリングを前記型枠
支持部材よりも外殻後方に突出させた状態で、型
枠支持部材を既に打設された覆工部分から外殻前
方に移動させて、該型枠支持部材と既に打設材２
１の打設が完了した型枠１３_Aとの間に型枠１３_B
を設置して、前記プレスリングの内側に、該プレ
スリング、前記枠支持部材、前記既に打設された
覆工部分及び該新たに設置された型枠により打設
材打設空間２３を形成し、次いで該打設材打設空
間中に打設材２１を注入打設し、その後、プレス
リングを外殻前方に、前記型枠支持部材の近傍に
まで移動させつつ該プレスリングの移動によつて
生じる空間中に打設材を注入充填し、次いで掘進
を開始して、掘進用ジヤツキにより外殻の前方へ
の移動を開始すると共に、プレスリングを再度後
方に、前記プレスリングの移動によつて生じる空
間中に打設された打設材が該プレスリングにより
所定の圧力範囲で加圧され、前記外殻の移動によ
り生じるテールボイド２７中に適正な圧力で充填
されるように、その移動速度を制御する形で所定
距離移動させ、該プレスリング及び前記型枠支持
部材により階段状の打ち継ぎ面２９を形成する形
で覆工を構築するようにして構成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応す
る要素を示す、便宜的なものであり、従つて、本
記述は図面上の記載に限定拘束されるものではな
い。以下の「(e) 作用」の欄についても同様であ
る。

(e) 作用 上記した構成により、本発明は、プレスリング
７が、注入された打設材２１を加圧してテールボ
イド２７内に押し込む形で充填してゆくので、テ
ールボイド２７は確実に打設材により充填される
ように作用する。

また、打ち継ぎ面２９は、プレスリング７及び
前記型枠支持部材１１により階段状に形成される
ように作用する。

(f) 実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

第１図は本発明によるトンネル覆工の構築方法
が適用されるシールド掘削機の一例を示す正断面
図、 第２図は第１図の−線による断面図、 第３図は第１図の−線による断面図、 第４図はシールド掘削機のジヤツキ部分の拡大
図、 第５図は第４図−線による断面図、 第６図乃至第１３図はシールド掘削機を用いて
覆工を構築する際の一例を示す工程図である。

シールド掘削機１は、第１図に示すように、円
筒状に形成された外殻２を有しており、外殻２の
前面、即ち第１図左側面にはカツタ３が回転自在
に支持されている。カツタ３は、外殻２内部の空
間を左右方向に遮断する形で設けられた外殻２の
隔壁２ａに設けられた駆動モータ５と接続してお
り、更に隔壁２ａには堀進用ジヤツキ６が複数
個、第１図及び第２図に示すように、外殻２に沿
つた形で円環状に配列配置されている。掘進用ジ
ヤツキ６にはラム６ａが矢印Ａ，Ｂ方向に突出後
退自在に設けられており、更に外殻２の内側には
円筒状に形成されたプレスリング７が、外殻２内
面と接する形で、矢印Ａ，Ｂ方向に摺動自在に設
けられている。プレスリング７には、第２図に示
すように、所定の間隔でプレスリングジヤツキ９
が、外殻２に沿つた形で複数個配置されており、
更に、それ等プレスリングジヤツキ９の間には、
第２図及び第５図に示すように、複数のコンクリ
ート吐出管１０が先端の吐出口１０ａをプレスリ
ング７の側面７ａ、即ちシールド掘削機１の後方
に向けた形で設けられている。コンクリート吐出
管１０には、吐出管内清掃用のシリンダ１０ｂが
ロツド１０ｃを矢印Ｃ，Ｄ方向に突出後退自在に
した形で設けられており、更に吐出管１０にはコ
ンクリート供給ホース３０が接続している。

また、プレスリング７の打設材接触面である側
面７ａには、第１図及び第５図に示すように、圧
力センサ３１が設けられており、圧力センサ３１
には、第１図に示すように、プレス圧検出部３２
が接続している。プレス圧検出部３２には、プレ
スリング駆動制御部３３が接続しており、プレス
リング駆動制御部３３には前述のプレスリングジ
ヤツキ９が接続している。

ところで、掘進用ジヤツチ６のラム６ａの先端
には、円環状に形成されたゲージリング１１が装
着されており、ゲージリング１１には、第４図に
示すように、係合溝１１ａがゲージリング１１の
全周にわたり環状に穿設形成されている。更にゲ
ージリング１１には、第２図及び第３図に示すよ
うに、円環状に組立られた型枠１３が、第１図左
右方向に接続された形で設けられている。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有す
るので、トンネル１５の掘削に際しては、駆動モ
ータ５によりカツタ３を回転させると共に、掘進
用ジヤツキ６のラム６ａを、第１図Ｂ方向に突出
させて、隔壁２ａ及び外殻２を介してカツタ３を
切羽１６方向、即ち矢印Ａ方向に押圧する。する
と、その押圧力により、カツタ３と切羽１６は所
定の接触圧力で接し、切羽１６はカツタ３により
掘削され、それと同時に、外殻２はＡ方向に推進
してトンネル１５がシールド掘削機１の後方、即
ち第１図右方に形成されてゆく。

こうして、トンネル１５が形成されてゆくにつ
れ、掘削された地山１９の崩壊を防止するために
覆工２０を構築する必要が有るが、この覆工２０
の構築は、以下の手順で行われる。即ち、シール
ド掘削機１が、型枠１３の１リング分の長さL1
だけＡ方向に掘進した状態では、掘進用ジヤツキ
６のラム６ａは、第６図に示すように、Ｂ方向に
突出した状態となつており、またプレスリング７
はゲージリング１１よりも外殻２の後方、即ちＢ
方向に突出移動した状態となつている。

この状態で、第７図に示すように、ラム６ａを
外殻前方であるＡ方向に距離L1だけ後退させる。
すると、直前にコンクリート２１の打設された覆
工部分の妻止め２２_A及び型枠１３_Aからゲージリ
ング１１が離れてプレスリング７の内周に沿う形
でＡ方向に移動し、妻止め２２_A及び型枠１３_Aと
ゲージリング１１の間に距離L1なる空間が形成
される。そこで、該空間部分に、第７図想像線で
示すように、鉄板や鉄筋等からなる補強部材１２
を係合溝１１ａを介して妻止め２２_Bと共に設置
し、更に型枠１３_Aに接する形で型枠１３_Bを組立
設置し、プレスリング７の内側に、該型枠１３_B、
ゲージリング１１（妻止め２２_B）、プレスリング
７及び既に打設された覆工部分である妻止め２２
_Ａにより、それらの間にコンクリート打設空間２
３を形成する。

この状態で、第８図に示すように、型枠１３_B
にコンクリート供給管２５を接続して、コンクリ
ート供給管２５によりコンクリート打設空間２３
中にコンクリート２１を打設する。なお、この
際、コンクリート打設空間２３中の空気は、型枠
１３に適宜設けられたエア抜き管１３ａにより外
部に排出されるので、コンクリート２１のコンク
リート打設空間２３中への注入打設動作は円滑に
行われる。

こうして、コンクリート打設空間２３中にコン
クリート２１が打設されたところで、第９図に示
すように、今度はプレスリングチヤツキ９を駆動
してプレスリング７をＡ方向に徐々に後退させ
る。すると、プレスリング７が通過した後には、
外殻２と注入されたコンクリート２１との間に空
間２６が形成される。そこで、プレスリング７の
Ａ方向の移動と共に、第１０図に示すように、コ
ンクリート吐出管１０からコンクリート２１を、
該空間２６中に注入し、該空間２６をコンクリー
ト２１で充填する。この際、空間２６中に充填さ
れるコンクリート２１の圧力は、プレスリング７
の側面７ａに装着された圧力センサ３１を介して
プレス圧検出部３２で検出され、常に一定の範囲
の圧力でコンクリート２１が空間２６内に充填さ
れるようにプレスリング駆動制御部３３によりプ
レスリング７の移動が制御される。

即ち、コンクリート吐出管１０から供給される
コンクリート２１の圧力が高まり、そのままで
は、既に打設済みの、第４図右方のコンクリート
２１_Aが、当該コンクリート２１の圧力で地山１
９側に押され、地山１９を乱してしまう危険が生
じた場合には、圧力センサ３１からの信号によ
り、プレス圧検出部３２が空間２６内の圧力が規
定の最大値を越えている旨の信号Ｓ１をプレスリ
ング駆動制御部３３に出力する。プレスリング駆
動制御部３３はこれを受けて、直ちにプレスリン
グジヤツキ９のＡ方向への移動速度を早めて、プ
レスリング７をそれまでよりも早い速度でＡ方向
へ移動させる。すると、空間２６の容積が急速に
拡大するので、空間２６内の高まりつつあつたコ
ンクリート２１の圧力は直ちに低下し、適正な注
入圧力に保持される。

また、コンクリート吐出管１０から供給される
コンクリート２１の圧力が低下し、そのままで
は、空間２６内にコンクリート２１が充填されな
い空〓が生じる危険性が生じた場合には、圧力セ
ンサ３１からの信号により、プレス圧検出部３２
が空間２６内の圧力が規定の最低値を越えている
（下回つている）旨の信号Ｓ２をプレスリング駆
動制御部３３に出力する。プレスリング駆動制御
部３３はこれを受けて、直ちにプレスリングジヤ
ツキ９のＡ方向への移動速度を低下させて（ジヤ
ツキ９の停止及びＢ方向への逆移動も含む）、プ
レスリング７をそれまでよりも遅い速度でＡ方向
へ移動させる。すると、空間２６の容積は拡大速
度がそれまでに比べて低下するので、空間２６内
の低下しつつあつたコンクリート２１の圧力は直
ちに上昇し、適正な注入圧力に保持される。

こうしてプレスリング７がＡ方向に移動しつつ
コンクリート２１を空間２６中に適正な状態で充
填してゆくと、第１１図に示すように、プレスリ
ング７の側面７ａがゲージリング１１の妻止め２
２_Bの設置位置とほぼ一致する、ゲージリング近
傍の位置に到達する。すると、コンクリート２１
の空間２６への充填動作は停止され、今度は第１
２図に示すように、掘進用ジヤツキ６のラム６ａ
がＢ方向に突出駆動されると共に、カツタ３が回
転され、トンネル１５の掘削動作が開始される。

すると、既に述べたように、外殻２がＡ方向に
移動を開始し、外殻２が移動した後に、打設充填
されたコンクリート２１と地山１９との間にテー
ルボイド２７が形成される。従つて、外殻２がＡ
方向に移動するにつれてプレスリングジヤツキ９
を駆動してプレスリング７を、外殻２の移動に同
期した形で、外殻後方であるＢ方向に徐々に移動
させる。すると、先程打設された空間２６内の未
硬化のコンクリート２１は、プレスリング７に押
圧されて、テールボイド２７を充填する形で流動
する。こうして、第１３図に示すように、外殻２
のＡ方向の移動につれて、プレスリング７をＢ方
向に移動させてゆくと、外殻２の移動の結果発生
するテールボイド２７は、効果的に充填されてゆ
く。この際、テールボイド２７に充填される、空
間２６内に充填されたコンクリート２１の圧力
は、プレスリング７の側面７ａに装着された圧力
センサ３１を介してプレス圧検出部３２で検出さ
れ、常に一定の範囲の圧力でコンクリート２１が
テールボイド２７内に充填されるようにプレスリ
ング駆動制御部３３によりプレスリング７の移動
が制御される。

即ち、プレスリング７のＢ方向の移動速度が早
すぎて、空間２６からテールボイド２７に流入す
るコンクリート２１の圧力が高まり、そのままで
は、当該コンクリート２１の圧力で地山１９を乱
してしまう危険が生じた場合には、圧力センサ３
１からの信号により、プレス圧検出部３２がコン
クリート２１の圧力が規定の最大値を越えている
旨の信号Ｓ３をプレスリング駆動制御部３３に出
力する。プレスリング駆動制御部３３はこれを受
けて、直ちにプレスリングジヤツキ９のＢ方向へ
の移動速度を低下させて、プレスリング７をそれ
までよりも遅い速度（速度が０の停止及び、マイ
ナス方向の速度、即ち矢印Ａ方向への移動も含
む）でＢ方向へ移動させる。すると、高まりつつ
あつたコンクリート２１の圧力は直ちに低下し、
適正な圧力に保持される。

またプレスリング７のＢ方向への移動速度が遅
過ぎて、コンクリート２１の圧力が低下し、その
ままでは、テールボイド２７内にコンクリート２
１が充填されない空〓が生じる危険性が生じた場
合には、圧力センサ３１からの信号により、プレ
ス圧検出部３２が、コンクリート２１の圧力が規
定の最低値を越えている（下回つている）旨の信
号Ｓ４をプレスリング駆動制御部３３に出力す
る。プレスリング駆動制御部３３はこれを受け
て、直ちにプレスリングジヤツキ９のＢ方向への
移動速度を上昇させて、プレスリング７をそれま
でよりも早い速度でＢ方向へ移動させる。する
と、低下しつつあつたコンクリート２１の圧力は
直ちに上昇し、適正な注入圧力に保持される。こ
うして、充填すべき打設材としてのコンクリート
２１の圧力管理を行いつつテールボイド２７を充
填してゆくが、プレスリング７は全体円環状に形
成され、しかも、空間２６内のコンクリート２１
は既に述べたように、プレスリング駆動制御部３
３によるプレスリング７の制御により、空〓が生
じることなく密実に充填されているので、コンク
リート２１等の打設材はリング全周に亙り均一な
圧力で押圧され、テールボイド２７の充填動作は
外殻２の全周に亙り均一で良好な状態で行われ
る。こうして、１リング分外殻２が推進すると、
プレスリング７は、第６図に示すように、その側
面７ａが外殻２の後端部に一致した形となり、１
リング分の覆工２０の構築が完了する。

以上のように、覆工２０を構築してゆくと、そ
のコンクリート２１の打ち継ぎ面２９は、第１図
に示すように、プレスリング７及びゲージリング
１１の移動動作により、階段状に形成されること
となる。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、外殻
２を有し、該外殻の内側にプレスリング７を前記
外殻の掘進方向に移動自在に設け、更に該プレス
リングの内側に、ゲージリング１１などの型枠支
持部材を前記プレスリングに対して相対的に移動
自在に設けると共に、掘進用ジヤツキ６を設け、
外殻の掘進に際しては、前記掘進用ジヤツキを駆
動して推進するシールド掘削機を用い、覆工２０
の構築に際しては、プレスリングを前記型枠支持
部材よりも外殻後方に突出させた状態で、型枠支
持部材を既に打設された覆工部分から外殻前方に
移動させて、該型枠支持部材と既にコンクリート
２１などの打設材の打設が完了した型枠１３_Aと
の間に型枠１３_Bを設置して、前記プレスリング
の内側に、該プレスリング、前記型枠支持部材、
前記既に打設された覆工部分及び該新たに設置さ
れた型枠により、コンクリート打設空間２３など
の打設材打設空間を形成し、次いで該打設材打設
空間中に打設材を注入打設し、その後、プレスリ
ングを外殻前方に、前記型枠支持部材の近傍にま
で移動させつつ該プレスリングの移動によつて生
じる空間中に打設材を注入充填し、次いで掘進を
開始して、掘進用ジヤツキにより外殻の前方への
移動を開始すると共に、プレスリングを再度後方
に、前記プレスリングの移動によつて生じる空間
２６中に、打設された打設材が該プレスリングに
より所定の圧力範囲で加圧され、前記外殻の移動
により生じるテールボイド２７中に適正な圧力で
充填されるように、その移動速度を制御する形で
所定距離移動させ、該プレスリング及び前記型枠
支持部材により階段状の打ち継ぎ面２９を形成す
る形で覆工を構築するようにして構成したので、
テールボイド２７が、プレスリング７により有効
に充填され、信頼性の高いトンネル覆工の構築が
可能となる。

また、プレスリング及び型枠支持部材により、
覆工２０における打設材の打ち継ぎ面を、段階状
に形成することが出来るので、打ち継ぎ面の水密
性が高度に保持され、止水効果が大きいトンネル
１５の構築が可能となる。

また、打設材の圧力を適正な圧力に保持した形
でプレスリング７を駆動制御することが可能とな
るので、地山１９を乱すことなく、しかも密実な
充填材をもつてテールボイド２７の充填を行うこ
とが可能となり、施工の信頼性を大幅に向上させ
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるトンネル覆工の構築方法
が適用されるシールド掘削機の一例を示す正断面
図、第２図は第１図の−線による断面図、第
３図は第１図の−線による断面図、第４図は
シールド掘削機のジヤツキ部分の拡大図、第５図
は第４図−線による断面図、第６図乃至第１
３図はシールド掘削機を用いて覆工を構築する際
の一例を示す工程図である。 １……シールド掘削機、２……外殻、６……掘
進用ジヤツキ、７……プレスリング、１１……型
枠支持部材（ゲージリング）、１３……型枠、２
０……覆工、２１……打設材（コンクリート）、
２３……打設材打設空間（コンクリート打設空
間）、２６……空間、２７……テールボイド、２
９……打ち継ぎ面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外殻を有し、 該外殻の内側にプレスリングを前記外殻の掘進
   方向に移動自在に設け、 更に該プレスリングの内側に型枠支持部材を前
   記プレスリングに対して相対的に移動自在に設け
   ると共に、 掘進用ジヤツキを設け、 外殻の堀進に際しては、前記掘進用ジヤツキを
   駆動して推進するシールド掘削機を用い、 覆工の構築に際しては、プレスリングを前記型
   枠支持部材よりも外殻後方に突出させた状態で、
   型枠支持部材を既に打設された覆工部分から外殻
   前方に移動させて、該型枠支持部材と既に打設材
   の打設が完了した型枠との間に型枠を設置して、
   前記プレスリングの内側に、該プレスリング、前
   記型枠支持部材、前記既に打設された覆工部分及
   び該新たに設置された型枠により打設材打設空間
   を形成し、 次いで該打設材打設空間中に打設材を注入打設
   し、 その後、プレスリングを外殻前方に、前記型枠
   支持部材の近傍にまで移動させつつ該プレスリン
   グの移動によつて生じる空間中に打設材を注入充
   填し、 次いで掘進を開始して、掘進用ジヤツキにより
   外殻の前方への移動を開始すると共に、プレスリ
   ングを再度後方に、前記プレスリングの移動によ
   つて生じる空間中に打設された打設材が該プレス
   リングにより所定の圧力範囲で加圧され、前記外
   殻の移動により生じるテールボイド中に適正な圧
   力で充填されるように、その移動速度を制御する
   形で所定距離移動させ、 該プレスリング及び前記型枠支持部材により階
   段状の打ち継ぎ面を形成する形で覆工を構築する
   ようにして構成したトンネル覆工の構築方法。