JPH06105034B2

JPH06105034B2 - ブレードシールド掘進機

Info

Publication number: JPH06105034B2
Application number: JP63094608A
Authority: JP
Inventors: 章沢木
Original assignee: トーメン建機株式会社
Priority date: 1988-04-19
Filing date: 1988-04-19
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2009-12-21
Also published as: JPH01268993A

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞本発明は型枠の移動、組立、解体機能を有するブレード
シールド掘進機に関するものである。＜従来の技術＞多数のブレード（矢板）を枠体の周囲に進退自在に取り
付けてなり、掘進反力をブレードの接する周囲の地山か
ら得て枠体を反力体として各ブレードを前進する構造の
ブレードシールド掘進機が知られている。このブレードシールド掘進機は土被りが浅くとも表土が
傷まない。作業の安全確実性に優れる、コンクリートの
直打ちが可能等の利点があり、多くのトンネル工事に用
いられている。そして、掘削後、ブレード内でトンネル躯体用を構築す
るには、型枠の組立て作業コンクリート打設作業コンクリート硬化後の型枠の解体作業型枠の切羽側への移動作業の各作業を１スパン毎に繰り返し行っている。＜本発明が解決しようとする問題点＞前記した従来のブレードシールド掘進機を用いたトンネ
ルの構築技術には次のような問題点がある。（イ）型枠はセグメントタイプが一般に使用され、しか
もその型枠は鋼製等の重量物であるから、その運搬や取
り扱いに多くの手数と労力がかかり、作業者の労力負担
が非常に大きい。一般にリング状に画成した型枠空間に生コンクリートを
充填すると、コンクリートの液位が上昇するにつれて型
枠の一部にコンクリートの液圧や浮力が偏向して作用す
る。特に、生コンクリートの比重が約2.3〜2.4と大きいた
め、トンネル断面径が大きくなるほど型枠に作用する偏
荷重や浮力が増して型枠の変形事故や破損事故の発生確
率が高くなる。＜本発明の目的＞本発明は以上の点に鑑み成されたもので、型枠の着脱、
移動作業が容易であって、しかも施工性に優れた、ブレ
ードシールド掘進機を提供することを目的とする。＜本発明の構成＞以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。（イ）ブレードシールド掘進機第１図に掘削形が馬蹄形を有するブレードシールド掘進
機Ａの一例を示す。１は土圧を支持するサポーティングフレームである。３は帯板状のフロントブレードで、サポーティングフレ
ーム１の外周に位置し、刃先が鋭利に形成してある。４はテールブレードで、各フロントブレード３の尾端に
ピンで連結してある。５はボトムブレードで、サポーティングフレーム１の底
部に位置し、刃先が鋭利に形成してある。６はフロントジャッキで、その前部が各フロントブレー
ド３に接続し、その後部がサポーティングフレーム１に
ピンジョイントを介して接続している。７はボトムジャッキで、各ボトムブレード５とサポーテ
ィングフレーム１の間に配設されている。フロントジャッキ６及びボトムジャッキ７の伸縮操作に
より、各ブレードに選択的な掘進力を付与できるよう構
成されている。尚、図示しないがサポーティングフレーム１内には、切
羽押さえ用のシリンダ装置、カッタローダー等の掘削装
置、排土排出用のコンベアの一端が設けられている。（ロ）型枠装置（第１〜４図）本発明に係るブレードシールド掘進機Ａは、シールドの
後半部内で型枠装置Ｂを連結している。９はトンネル方向と平行に配置したボックス型のビーム
であり、本実施例では二つの板体を一定の間隔を介して
一体に構成してある。その内部には、削土排出用のコンベア類が配置してあ
る。このビーム９の全長は、少なくとも３スパン分以上の長
さとする。本実施例では全部で四組の型枠８を使用し、二組の型枠
８のトンネル方向の長さを１スパンとして施工する場合
について説明する。 10は門形のフロントフレームで、ビーム９の前端と一体
に固着すると共に、サポーティングフレーム１にロープ
材11を介して連結している。フロントフレーム10はその上部をねじ式に形成し、その
下部をシリンダ式に形成して縦方向に伸縮可能に構成し
てある。フロントフレーム10は天上部に位置するテールブレード
４の内面及び地山の床面に夫々圧接し、安定状態でビー
ム９を支持することを目的とした枠体である。 12は門形のリヤフレームで、ビーム９の後端と一体に固
着している。リヤフレーム12はその脚内にシリンダを内蔵して縦方向
に伸縮可能に構成されていると共に、その脚の最下端に
走行輪13を有する。 14はスライド筒で、係合輪15を介してビーム９と摺動自
在に係合している。スライド筒14の全長は、ほぼ型枠８の１スパン分の長さ
とする。スライド筒14の外周面には、複数のブラケット16が突設
されている。（ハ）型枠（第３図）型枠８はトンネル躯体ｃの内側を成型する内型枠で、折
り畳み式構造により拡縮可能に構成されている。一組の型枠８は、複数枚の円弧板、例えば上部型枠81、
二枚の側部型枠82、床部型枠83とからなる。側部型枠82はその途上をピンで軸支されてトンネルの内
方に中折れ可能に構成されて、上部型枠81と各側部型枠
82の間及び側部型枠82の途上は夫々ピンで軸支されてト
ンネルの内方に中折れ可能に構成されている。各側部型枠82と床部型枠83の間は従来同様にボルト止め
される。又、何れかの型枠81〜83にはコンクリート注入口が設け
てある。又、型枠８の強度はコンクリートの充填中は支保部材17
との合成により変形を阻止でき、かつ、コンクリートの
充填を終え支保部材型枠17を撤去したときは、型枠８単
独で土圧やコンクリート圧等を支持して型枠８の変形を
阻止できる強度に設計してある。＜本発明の作用＞次に施工方法について説明する。

【掘進機の掘進工程】（第１図）（イ）掘削切羽の大部分を掘削機により掘削し、残りの部分は人力
により掘削して排土する。（ロ）ブレードの貫入ボトムジャッキ７を順次伸長して各ボトムブレード５を
１ストローク分だけ切羽に貫入する。各ボトムブレード５の貫入反力は他のすべてのブレード
３〜５群の摩擦抵抗から得る。同様に各フロントジャッキ６を伸長操作してフロントブ
レード３を切羽に貫入する。フロントブレード３が前進すると、外型枠として機能す
るテールブレード４も１スパン分だけ一緒に移動する。（ハ）フレームの前進すべてのブレード３〜５の貫入を終えたら、フロントジ
ャッキ６及びボトムジャッキ７を収縮操作して、サポー
ティングフレーム１を切羽側へ前進させる。サポーティングフレーム１の前進時の反力はすべてのブ
レード３〜５群の摩擦抵抗から得る。以上の工程は公知の施工方法と同様である。

【型枠装置によるコンクリートの打設工程】

（イ）コンクリートの打設（第１、５図）前回構築したコンクリート躯体C1の内方には二組の型枠
8a、8bが位置している。そして、コンクリート躯体C1の切羽側の空間は、テール
ブレード４と別途の型枠8c、8d及び妻板18で遮蔽されて
いる。各型枠8c、8dとスライド筒14の周面間には、ターンバッ
クル等の支保部材17が伸長状態で配設され、型枠8c、8d
の変形が阻止されている。この状態で第５図に示すように型枠8c、8d内にコンクリ
ートを打設してコンクリート躯体C2を打継ぎする。すなわち型枠8c,8d内に流動性を有するコンクリートが
充填されると、コンクリートの液圧により型枠8c,8dに
偏荷重や浮力が働く。型枠8c,8dに作用する偏荷重は、型枠8c,8dとスライド筒
14との間に介装した支保部材17により支持されて型枠8
c,8dの変形が阻止され、また型枠8c,8dに作用する浮力
は、支保部材17とスライド筒14とを介してビーム９で支
持した後、ビーム９の前後に設けた両部フレーム10,12
を介して地山と硬化したトンネル躯体Ｃによって支持さ
れる。そして型枠8c,8dの内空全域にコンクリートが充填され
ると、型枠面全面に作用する荷重がほぼ等しくなって偏
荷重等から開放される。（ロ）ビームの前進前述したブレードシールド掘進機Ａの掘進作業中におい
て、サポーティングフレーム１が切羽側に前進する前
に、型枠装置Ｂのフロントフレーム10を収縮してその上
下部をテールブレード４及び地山から離隔しておく。フロントフレーム10を収縮しても、ビーム９の自由端側
がスライド筒14、支保部材17、型枠８、型枠８内に打設
したコンクリートを介して地山に支持されるため、ビー
ム９の水平は依然維持される。従って、この状態でブレードシールド掘進機Ａのサポー
ティングフレーム１が前進すると、ビーム９が引きずら
れて切羽側へ前進する。この際、ビーム９の途上はスライド筒14に摺動して支持
されると共に、リヤフレーム12の走行輪13が硬化したト
ンネル躯体Ｃの床面上を走行する。ブレードシールド掘進機Ａと共にビーム９の前進を終え
たら、型枠装置Ｂのフロントフレーム10を伸長操作し
て、テールブレード４と地山に反力をとる。（ハ）支保部材の撤去次に、型枠8c、8dとスライド筒14間に介在させたすべて
の支保部材17を撤去する。支保部材17を撤去しても、コンクリート躯体C2の強度発
現により、型枠８が自然降下するおそれはない。（ニ）後方型枠の脱型（第６、７図）ビーム９に係合するスライド筒14を、最後方の型枠8a、
8bまで後退移動する。そして、まず最初にビーム９の高さ調整を行いながら、
各型枠8a、8bの上部型枠81にスライド筒14の上部のブラ
ケットを連結して型枠８を支承する。次に床部型枠83を抜き取りワイヤロープやターンバック
ル等でスライド筒14に宙吊り状態で垂下する。さらに、側部型枠82をトンネルの内方に折り曲げる。尚、側部型枠82の妄動を防止するため、両側部型枠82間
又は側部型枠82とスライド筒14の間に支保部材17を連結
しておく。（ニ）型枠の移動（第６、７図）スライド筒14に脱型した型枠８を搭載したまま、切羽側
の次期打設予定位置まで移動する。型枠８をスライド筒14に搭載して運搬する際、他の型枠
８に衝突しないように、型枠８を十分に縮径すると共に
必要に応じてビーム９の高さ調整を行う。（ホ）型枠の組立スライド筒14に搭載した型枠8a、8bをリング状に組み立
てて、既設型枠8dの端に組み足す。最後にスライド筒14と型枠8a、8bとの間に支保部材17を
連結して型枠空間を形成する。以上のように、脱型した最後尾の型枠８を切羽側へ移動
しながらコンクリートを１スパンづつ打継ぎする。

【ブレードの前進時期について】

一般に型枠は、コンクリートが設計強度に達する以前に
脱型するとコンクリートが崩落するので、コンクリート
が設計強度に達してから脱型する必要があった。これに対し本発明では型枠８が打設したコンクリートC2
及び土圧を支持できる強度を有しているため、コンクリ
ートC2の強度σが大体15〜30kg/cm²程度に達すれば、外
型枠であるテールブレード４を早期に前進させて脱型す
ることができる。コンクリートC2の養生時間の短縮が図れるということ
は、ブレードシールド掘進機Ａの待ち時間がそれだけ短
くなることを意味する。＜本発明の効果＞本発明は以上説明したようになるから次のような効果を
期待することができる。（イ）リング状の型枠をビームに沿わせて一度に搬送で
きるから、型枠の搬送を短時間に効率良く行える。（ロ）型枠とスライド筒との周面間を支保する支保部材
が着脱式であるから、型枠の良好な搬送作業性を阻害す
ることなく、コンクリート打設時における型枠の変形や
破損を防止してトンネル躯体を精度良く施工できる。（ハ）各組の型枠が折り畳み式に構成されているから、
型枠の組立作業及び脱型作業を短時間に効率良く行え
る。（ニ）上記したように型枠の搬送、組立、脱型を効率良
く行えるから大幅な省力化が図れると共に、施工期間を
大幅に短縮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：トンネルの切羽周辺の縦縦断面図第２図：第１図のII−IIの断面図第３図：第１図のIII−IIIの断面図第４図：第１図のIV−IVの断面図第５図：コンクリート打設時の説明図第６図：型枠の脱型及び移送時の説明図第７図：第６図のVII−VIIの断面図

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】枠体の周囲に多数のブレードをスライド自
在に装備し、周囲の地山との摩擦抵抗を掘進反力として
掘進しつつ、コンクリート製のトンネル躯体を場所打ち
するブレードシールド掘進機において、トンネル掘進方向と平行に配置し、且つ前記ブレードシ
ールド掘進機に追随して走行するビームと、トンネル掘進方向に沿って配設し、リング状を呈する複
数組の型枠とを具備し、前記ビームはその前後に夫々設けた伸縮自在の脚と、前記ビームに対して相互に摺動自在に係合させたスライ
ド筒とを有し、前記型枠とスライド筒との周面間を着脱式の支保部材で
支保し、前記した各組の型枠は折り畳み式による拡縮自在であっ
て、縮径してライド筒に載置したまま拡径した他の型枠
内を通過して切羽側へ一度に搬送可能に構成したことを
特徴とする、ブレードシールド掘進機。