JPH062496A - シールド掘進機およびシールドトンネルの覆工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 崩壊し易い砂礫層や極軟弱層においても普通
に現場打ちコンクリートによる覆工が可能なシールド掘
進機を提供する。 【構成】 シールド掘進機の外形をなすスキンプレート
１のテール部にシールドトンネル覆工用のコンクリート
９を打設する外型枠５と、この打設直後のコンクリート
９にシールド掘進機の推進反力をとるスプレッダー４と
を設け、この外型枠５およびスプレッダー４を前記スキ
ンプレート１の円周方向に複数部分に分割し、その各パ
ーツをシールド掘進機の円周方向に所定間隔おきに設け
られた前記推進ジャッキ３のシリンダーロッド3aにそれ
ぞれ固定し、かつ、前記スプレッダー４の各パーツに前
記外型枠５の脱型時に打設直後のコンクリート９を押圧
する補助ジャッキ７で作動するプレスリング８を設けて
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シールド掘進機およ
び当該シールド掘進機によるシ−ルドトンネルの覆工方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールドトンネルの覆工方法とし
て、セグメントによる覆工方法の他に現場打ちコンクリ
ートによる覆工方法が一般に知られているが、シールド
トンネルの内周面を現場打ちコンクリートで覆工する場
合、打設直後のコンクリートはボイドをなくし、可能な
限り強度を高めるために圧縮される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、周辺地盤がき
わめて崩壊し易い砂礫層や極軟弱地盤の場合、充填直後
のコンクリートを充分に圧縮できないばかりでなく、打
設直後のコンクリートが周辺の地盤中に漏れてしまっ
て、コンクリートの使用量が多くなり不経済になりやす
いものであった。

【０００４】また、打設直後のコンクリートが周辺の土
砂や地下水などと混合してしまいって、永久構造物とし
ての覆工の品質が保てないおそれがあった。

【０００５】さらに、シールド掘進機のテール部が生コ
ンクリートによって拘束されるため、曲線部の覆工がき
わめてやりにくいものであった。

【０００６】この発明は、このような前記従来の課題を
解決するために提案されたもので、崩壊し易い砂礫層や
極軟弱層においても普通に現場打ちコンクリートによる
覆工が可能で、しかも、曲線部の覆工もし易くしたシー
ルド掘進機および当該シールド掘進機による現場打ちコ
ンクリートによるシールドトンネルの覆工方法を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る請求項第
１項記載のシールド掘進機は、シールド掘進機の外形を
なすスキンプレートのテール部にシールドトンネル覆工
用のコンクリートを打設する外型枠と、この打設直後の
コンクリートにシールド掘進機の推進反力をとるスプレ
ッダーとを設け、この外型枠およびスプレッダーを前記
スキンプレートの円周方向に複数部分に分割し、その各
パーツをシールド掘進機の円周方向に所定間隔おきに設
けられた前記推進ジャッキのシリンダーロッドにそれぞ
れ固定し、かつ、前記スプレッダーの各パーツに前記外
型枠の脱型時に打設直後のコンクリートを押圧する補助
ジャッキで作動するプレスリングを設けることにより構
成されている。

【０００８】この発明に係る請求項第２項記載の現場打
ちコンクリートによるシールドトンネルの覆工方法は、
トンネルの円周方向および軸方向の内周の覆工をＰＣ若
しくはＦＲＣ製の超薄型埋殺し型枠を用いてＰＣ構造と
し、かつ、前記シールド掘進機の推進反力を前記超薄型
埋殺し型枠の軸方向補強リブで受ける。

【０００９】

【実施例】図１は、請求項第１項の記載の発明に係るシ
ールド掘進機の一実施例の断面図、図２はその一部拡大
図であり、図において、符号１はシールド掘進機の外形
をなすスキンプレート、２は地盤を掘削するカッターヘ
ッド（切り刃）、３はシールド掘進機に推進力を与える
推進ジャッキ、４は打設直後のコンクリートにシールド
掘進機の推進反力をとるスプレッダー、５と６はシール
ド掘進機のテール部において現場打ちコンクリートでシ
ールドトンネルの内周面を覆工するための外型枠と内型
枠、そして、符号７と８は外型枠５を引き抜いて脱型す
るときに打設直後のコンクリートが破損しないようにそ
の表面を押圧する補助ジャッキとプレスリングである。

【００１０】スキンプレート１は円筒形に形成され、こ
のスキンプレート１の先端部にカッターヘッド２が設置
されている。また、このスキンプレート１の内側に複数
本の推進ジャッキ３がスキンプレート１の円周方向に所
定間隔おきに設置されている。さらに、スキンプレート
１のテール部の内側にはスプレッダー４と外型枠５が設
置されている。

【００１１】スプレッダー４はスキンプレート１の内周
に沿ってリング状に形成され、かつ、推進ジャッキ３の
シリンダーロッド3aの先端部に固定されている。また、
このスプレッダー４と一体的に外型枠５がスキンプレー
ト１の内周に沿って円筒形に形成されている。スプレッ
ダー４および外型枠５はスキンプレート１の円周方向に
推進ジャッキ３の設置本数分に分割され、その分割され
た各パーツがそれぞれ推進ジャッキ３のシリンダーロッ
ド3aの先端部に固定されている。

【００１２】したがって、推進ジャッキ３のシリンダー
ロッド3aを個々に伸縮するとスプレッダー４および外型
枠５の各パーツが個々に前後に移動するため、コンクリ
ート９の打設後、コンクリート９の裏側より各パーツを
引き抜いて外型枠５を容易に脱型することができる。

【００１３】また、スプレッダー４の反対側には、補助
ジャッキ７が推進ジャッキ３にそれぞれ対応して設置さ
れている。補助ジャッキ７のシリンダーロッド7aの先端
部にはスキンプレート１の円周方向に連続するプレスリ
ング８が取り付けられらている。

【００１４】プレスリング８もスプレッダー４および外
型枠５と同様にスキンプレート１の円周方向に補助ジャ
ッキ７の設置本数分に分割されている。

【００１５】そして、この補助ジャッキ７のシリンダー
ロッド7aを徐々に伸ばし、プレスリング８でコンクリー
ト９を押さえ付けながら、外型枠５の各パーツを引き抜
いて脱型することにより、スプレッダー４および外型枠
５とコンクリート９との縁切りがし易くなり、コンクリ
ート９の破損を防止することができる。

【００１６】つづいて、請求項第２項の記載の発明に係
るシールドトンネルの覆工方法を順をおって説明する
（図３〜図５参照）。

【００１７】 推進ジャッキ３の一ストローク分の掘
進を完了したら、補助ジャッキ７のシリンダーロッド7a
を徐々に伸ばし、このシリンダーロッド7a先端のプレス
リング８によってコンクリート９の先端を押さえ付けな
がら推進ジャッキ３のシリンダーロッド3aを徐々に縮め
て外型枠５の各パーツを徐々に引き抜き脱型する。

【００１８】このように、外型枠５を一度に脱型するの
ではなく、複数部分に分けて脱型するため、外型枠５を
引き抜いて脱型するのに推進ジャッキ３に大きな負担を
かけなくてよく、また、プレスリング８でコンクリート
９を押さえ付けながら外型枠５を引き抜くため、コンク
リート９が破損するようなこともおこらない。

【００１９】外型枠５の脱型を完了したら、補助ジャッ
キ７のシリンダーロッド7aを縮めてプレスリング８をス
プレッダー４側に引き寄せる。

【００２０】 次に、外型枠５の内側に補強鉄筋10を
縦横に配筋し、その内側に内型枠６を組み立てる。そし
て、内型枠６と外型５との間にコンクリート９を打設す
る。

【００２１】 次に、コンクリート９に反力をとり、
推進ジャッキ３のシリンダーロッド3aを徐々に伸ばして
シールド掘進機を前進させ、再び掘進を開始する。ま
た、シールド掘進機の推進時および外型枠５の脱型時に
はテールボイドが発生しやすいため、同時に外型枠５を
脱型した後に裏込材を注入する。

【００２２】この場合、打設直後のコンクリート９は外
型枠５と内型枠６とプレスリング８とによって漏れない
ように完全に囲まれているため、打設直後のコンクリー
ト９が周辺地盤中に漏れるようなことは全くなく、コン
クリート９の養生を確実に行うことができる。したがっ
て、崩壊し易い極軟弱な地山であっても、コンクリート
９の品質を一定に保持することができる。

【００２３】なお、シールド掘進機の推進反力は内型枠
６およびコンクリート９の両方にとってもよい。

【００２４】 次に、の要領で外型枠５の各パーツ
を引き抜き脱型する。

【００２５】以下、〜の作業を繰り返し行い、現場
打ちコンクリートによって連続的にシールドトンネルを
覆工する。

【００２６】なお、無筋コンクリートによって覆工する
場合には（図6,7 参照) 、補助ジャッキ７のシリンダー
ロッド7aを推進ジャッキ３のシリンダーロッド3aと同軸
の２段テレスコピックジャッキとし、１スパン分とスト
ロークをとることにより、コンクリート９に所定の圧力
をかけた状態での連続施工が可能である（図８〜図10参
照) 。

【００２７】図11〜図15は、内型枠として超薄型埋め殺
し型枠を使用したシールドトンネルの覆工方法を示すも
のである。

【００２８】図12において、符号11は超薄型埋め殺し型
枠であり、現場打ちコンクリート９と完全一体化され、
覆工材の一部となるものであるため、この型枠を内型枠
として使用すれば、内型枠の脱型、もりかえを省略で
き、また、覆工仕上がりを高品質とすることができる。

【００２９】超薄型埋め殺し型枠11はＰＣ若しくはＦＲ
Ｃより構成されており、その周縁部に剛性を高めるため
に補強リブ12と13がシールドトンネルの円周方向および
軸方向に連続して形成されている。

【００３０】シールドトンネルの軸方向に連続する補強
リブ13はシールド掘進機の反力受けにもなるものであ
り、また、補強リブ12および13にはシールドトンネルの
円周方向および軸方向にＰＣ鋼材を通すためのシース14
と15が埋設されている。

【００３１】なお、型枠の外側にコンクリート９と一体
となるようなスタッドを突設することにより、一体構造
のライニングとすることもできる。

【００３２】つづいて、施工方法を順をおって説明する
（図13〜図15参照）。

【００３３】 推進ジャッキ３の一ストローク分の掘
進を完了したら、推進ジャッキ３のシリンダーロッド3a
を縮めて、外型枠５を脱型する。

【００３４】 次に、シールド掘進機のテール部にお
いて外型枠５の内側にエレクター16によって超薄型埋め
殺し型枠11を組み立て、この超薄型埋め殺し型枠11の内
側にＨ形鋼などからなる補強リング17を設置して補強す
る。

【００３５】また、シース15にＰＣ鋼材（図省略）を挿
通し、トンネルの軸方向にプレストレスを導入すること
により、超薄型埋め殺し型枠11をトンネルの軸方向に一
体的に連結する。

【００３６】 次に、超薄型埋殺し型枠11と外型枠５
との間にコンクリート９を打設し、次に、シールド掘進
を再開する。

【００３７】外型枠５の脱型は先の実施例と全く同じ要
領で行う。外型枠５の脱型を完了し、コンクリート９を
所定の強度まで養生できたら超薄型埋め殺し型枠11のシ
ース14内にＰＣ鋼材（図省略）を通してトンネルの円周
方向にプレストレスを導入する。

【００３８】このように、トンネルの円周方向および軸
方向ともにＰＣ構造とすることにより、経済的で水密性
の高い構造とすることができる。

【００３９】以下、同様にして〜の作業を繰り返し
行ってシールドトンネルの全長を覆工する。なお、補強
リング17は掘進方向に移し変えながら繰り返し使用され
るものである。

【００４０】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているため、以下に記載するような効果を有する。

【００４１】 打設直後のコンクリートの地山側は外
型枠によって周辺地山と完全に遮蔽されているため、高
圧を加えたとしても周辺の地盤中に漏れてしまったり、
周辺の土砂や地下水などと混合してしまうこともないた
め、コンクリートの無駄が無く、また、コンクリートを
充分に圧縮することができるため、どのような地質の地
山においても高い品質の覆工が可能である。

【００４２】 外型枠は複数部分に分割して構成さ
れ、一度に脱型するのではなく、複数部分に分けて脱型
するため、外型枠を引き抜いて脱型するのに推進ジャッ
キに大きな負担をかけなくてよく、外型枠の脱型がきわ
めて容易にできる。

【００４３】また、補助ジャッキのスプレッダーでコン
クリートを押さえ付けながら外型枠を脱型するため、た
とえ、外型枠がコンクリートに付着してしまっていて
も、外型枠とコンクリートとの縁切りがし易くなり、コ
ンクリートの破損を防止することができる。

【００４４】 シールド掘進機のテール部がコンクリ
ートで拘束されることがないため、曲線部の覆工もきわ
めて容易にできる。

【００４５】 超薄型埋殺し型枠を使用することによ
り、内型枠の脱型が省略でき、また、円周方向および軸
方向ともに、容易にＰＣ構造とすることができ、経済的
で水密性の高い構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
一工程を示すシールドトンネルの縦断面図である。

【図２】図１に示すシールド掘進機の一部拡大断面図で
ある。

【図３】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
一工程を示すシールドトンネルの断面図である。

【図４】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
一工程を示すシールドトンネルの断面図である。

【図５】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
一工程を示すシールドトンネルの断面図である。

【図６】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
無筋コンクリートの場合の一工程を示すシールドトンネ
ルの断面図である。

【図７】図６に示すシールド掘進機の一部拡大断面図で
ある。

【図８】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
無筋コンクリートの場合の一工程を示すシールドトンネ
ルの断面図である。

【図９】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法の
無筋コンクリートの場合の一工程を示すシールドトンネ
ルの断面図である。

【図１０】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法
の無筋コンクリートの場合の一工程を示すシールドトン
ネルの断面図である。

【図１１】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法
の超薄型埋殺し型枠を使用した場合の一工程を示すシー
ルドトンネルの断面図である。

【図１２】図１１に示すシールドトンネルの覆工方法で
使用される超薄型埋殺し型枠の斜視図である。

【図１３】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法
の超薄型埋殺し型枠を使用した場合の一工程を示すシー
ルドトンネルの断面図である。

【図１４】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法
の超薄型埋殺し型枠を使用した場合の一工程を示すシー
ルドトンネルの断面図である。

【図１５】この発明に係るシールドトンネルの覆工方法
の超薄型埋殺し型枠を使用した場合の一工程を示すシー
ルドトンネルの断面図である。

【符号の説明】

１…スキンプレート、２…カッターヘッド（切り刃）、
３…推進ジャッキ、４…スプレッダー、５…外型枠、６
…内型枠、７…補助ジャッキ、８…プレスリング、９…
コンクリート、10…補強鉄筋、11…超薄型埋殺し型枠、
12,13 …補強リブ、14,15 …シース、16…エレクター、
17…補強リング。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機の外形をなすスキンプレ
   ートと、地盤を掘削するカッターヘッドと、シールド掘
   進機に推進力を与える複数本の推進ジャッキとを備えて
   なるシールド掘進機において、前記スキンプレートのテ
   ール部にシールドトンネル覆工用のコンクリートを打設
   する外型枠と、打設直後のコンクリートにシールド掘進
   機の推進反力をとるスプレッダーとを設け、前記外型枠
   およびスプレッダーを前記スキンプレートの円周方向に
   複数部分に分割し、その各パーツをシールド掘進機の円
   周方向に所定間隔おきに設けられた前記推進ジャッキの
   シリンダーロッドにそれぞれ固定し、かつ、前記スプレ
   ッダーの各パーツに前記外型枠の脱型時に打設直後のコ
   ンクリートを押圧する補助ジャッキで作動するプレスリ
   ングを設けてなることを特徴とするシールド掘進機。
2. 【請求項２】 請求項第１項記載のシールド掘進機によ
   るシールドトンネルの覆工方法において、トンネルの円
   周方向および軸方向の覆工をＰＣ若しくはＦＲＣ製の超
   薄型埋殺し型枠を用いてＰＣ構造とし、かつ、前記シー
   ルド掘進機の推進反力を前記超薄型埋殺し型枠の軸方向
   補強リブで受けることを特徴とするシールドトンネルの
   覆工方法。