JPH0634472Y2 - 裏込材等の送給用配管構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はトンネルを掘削するシールド工法において、掘
削部側に裏込材や泥水等を送給する配管構造の改良に関
するものである。

〔従来の技術〕

シールド工法においては、発進立坑側に配設したポンプ
によってモルタル等の裏込材をトンネル坑内に配管した
輸送管を通じて切羽部（掘削部）に圧送し、セグメント
外周と地盤間との空隙に裏込材を注入することが行われ
ている。

又、泥水加圧式シールド工法においては、立坑側から輸
送管を通じて泥水を切羽側の泥水室内に圧送し、該室内
の泥水圧によって切羽の安定を図りながら地盤を掘削
し、掘削した土砂を該泥水室から排泥管を通じて泥水と
共に立坑側に搬送することが行われている。

そして、上記いずれの輸送手段においても、夫々の作業
が終了した後に放置しておくと、管内で裏込材等が硬化
したり、或いは、管を切り離した際にトンネル内を汚損
することになるので、作業終了後に管路内の裏込材や泥
水を排除する必要がある。

このような管路内の裏込材等の排除手段としては、従来
から、ポンプ吐出側に接続した輸送管の近傍部分を継手
部から切り離したのち、該輸送管内にスポンジ等の可撓
性栓体を挿入し、しかるのち、再び該輸送管をポンプ吐
出側に接続して送水することにより、栓体を輸送管の内
壁に摺接させながら押し進めて輸送管内に滞留している
裏込材等を排除することが行われている。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような手段によれば、裏込材等の
注入作業終了後において輸送管の基端部の切り離しを行
い、該輸送管内に栓体を挿入したのち再び輸送管の接続
作業を行うものであるから、栓体の挿入作業に著しい手
間を要するばかりでなく、輸送管の切り離した際に裏込
材や泥水等が漏出して周囲を汚損することになり、さら
に、裏込材を注入するシールド工法においては、栓体に
よる裏込材排除時に輸送管中を移動する栓体の位置が不
明であるために、裏込材排除作業の完了の確認が困難で
あり、その上、完了した場合における輸送管からの栓体
の抜き取り作業に手間を要するという問題点がある。

本考案はこのような問題点を解消し得る裏込材等の送給
用配管構造の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案の裏込材等の送給用
配管構造は、裏込材等の圧送用ポンプ（２）にシールド
機（１）により掘削された掘削部に裏込材等を送給する
輸送管（４）を連結すると共に該輸送管（４）における
上記圧送用ポンプ（２）の吐出口側にバルブ（３）を配
設し、このバルブ（３）を挟んで２個所にバルブ（９）
（10）を設けてなるバイパス管（８）を上記輸送管
（４）に連通させると共に該バイパス管（８）にバルブ
（11）を有する開放管部（12）を設け、この開放管部
（12）の開口端を、上記輸送管（４）の内壁に摺接しな
がら移動可能なスポンジ等の可撓性栓体（14）の挿入口
（13）に形成し、さらに、上記圧送用ポンプ（２）の吸
込口側に清水又は空気等の加圧流体の供給管（21）を連
結していることを特徴とするものである。

〔作用〕

裏込材や泥水等の送給時にはバイパス管（８）側のバル
ブ（９）（10）を閉止した状態とし、輸送管（４）側の
バルブ（３）を開放したのち圧送用ポンプ（２）を作動
させれば、裏込材や泥水等は該輸送管（４）を通じて掘
削部側に送給される。

次に、裏込材や泥水等の注入作業が完了すると、輸送管
（４）側のバルブ（３）を閉止する一方、バイパス管
（８）側の開放管部（12）のバルブ（11）を開放し、該
開放管部（12）の挿入口（13）から可撓性栓体（14）を
バイパス管（８）内に挿入したのち、開放管部（12）の
バルブ（11）を閉止する。なお、この可撓性栓体（14）
の挿入作業は、予め行っておいてもよい。即ち、裏込材
等の注入作業中においてバイパス管（８）側のバルブ
（９）（10）を閉じた状態で開口管部（12）内に挿入
し、しかるのち、該開口管部（12）のバルブ（11）を閉
じておけば、裏込材等の注入作業後、バイパス管（８）
側のバルブ（９）（10）を開放することによって直ちに
裏込材等の排除作業に移ることができる。

この状態にして圧送用ポンプ（２）により清水或いは空
気等の加圧流体を供給すると、該加圧流体によりバイパ
ス管（８）内に挿入している可撓性栓体（14）はバイパ
ス管（８）から輸送管（４）内に押し進められ、輸送管
（４）内を摺動して該輸送管内の裏込材等が栓体（14）
によって輸送管（４）の先端側に押し出され、排除され
るものである。

なお、請求項２に記載しているように、輸送管（４）の
先端部側に大径の短管（15）を着脱自在に接続してお
き、この管短（15）内に上記可撓性栓体を受止する格子
状金網等のストッパー（17）を張設しておけば、上記加
圧流体により押し進められる栓体（14）が短管（15）に
達すると、ストッパー（17）に当接してそれ以上の前進
を阻止されて短管（15）内に停止すると共に該栓体（1
4）を押圧していた圧力流体は急激に短管（15）内を通
過してその時の圧力変動によって裏込材等の排出作業が
完了したことを確認し得ると共に、短管（15）を輸送管
（４）との継手部から分離させることによって短管（1
5）内の栓体（14）を取り出すことができる。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面について説明すると、第１図はシ
ールド工法における裏込材注入の全体の配管図を示すも
ので、（１）はシールド機であり、シールド（1a）内を
区画した隔壁（1b）にモータ（1c）によって回転駆動さ
れるカッター（1d）を回転自在に軸支してなるものであ
る。

（２）は地上の適所に設置したポンプで、その吐出口側
にバルブ（３）を設けている輸送管（４）を連結、連通
させてあり、この輸送管（４）をトンネル（５）内に導
入配設し、その先端をシールド機（１）に後続して組立
てられたセグメント（６）の適所に穿設している孔に着
脱自在に接続し、該セグメント外周と掘削地盤（７）と
の空隙に連通させてある。

（８）はポンプ（３）の吐出口近傍における輸送管
（４）の部分に配設したバイパス管で、前記バルブ
（３）を挟んでその両側管部（8a）（8b）を輸送管
（４）に連通させていると共にこれらの管部（8a）（8
b）にバルブ（９）（10）を夫々設けてあり、さらに、
ポンプ（２）側に連通している管部（8b）にバルブ（1
1）を有する開放管部（12）を接続し、その開口端を栓
体挿入口（13）に形成してある。

なお、開放管部（12）を有するバイパス管（８）は、輸
送管（４）の内径と略同一内径に形成されてある。

（14）はこの開放管部（12）の挿入口（13）からバイパ
ス管（８）内に挿入される栓体で、スポンジ等の可撓性
と弾力性を有し、且つ非通気性を有する適宜な材料より
なり、外径がバイパス管（８）の内壁に摺接する短円柱
形状に形成されているものである。

（15）は輸送管（４）の注入口（先端部）近傍部分に同
一中心線上にして介在させた短管で、第３図に示すよう
に、継手（16）（16）によって輸送管（４）に着脱自在
に接続して連通してあり、この短管（15）の内径は輸送
管（４）の内径よりも大径に形成されていると共に長さ
は栓体（14）よりも長く形成してある。

（17）は該短管（15）の先端部内に直径方向に張設した
ストッパーで、多数の孔を有する格子状金網等の多孔部
材より形成され、その外周縁を短管（15）の内周面に固
着してある。

（18）はポンプ（２）の吸込口側にバルブ（19）を有す
る配管（20）を介して連結、連通したモルタルミキサー
である。

（21）はポンプ（２）の同じく吸込口側に連結、連通さ
せた清水供給管で、バルブ（22）を設けてある。

（23）は前記輸送管（４）の先端に配設したバルブであ
る。

このように構成した実施例の作用を述べると、シールド
機（１）によるトンネルの掘削は、周知のようにカッタ
ー（1d）を回転させながら行われ、掘進に従って、その
シールド（1a）の後端内でセグメント（６）が組立てら
れる。

このセグメント（６）の外周面と掘削地盤（７）間の空
隙部にモルタル等の裏込材（ａ）を注入するには、バイ
パス管（８）に設けているバルブ（９）（10）と清水供
給管（21）のバルブ（22）を閉じ、輸送管（４）の管路
に設けられているバルブ（３）（19）（23）を開放させ
た状態にしたのち、ポンプ（２）を作動させると、ミキ
サー（18）内の裏込材はポンプ（２）によって輸送管
（４）に圧送され、該輸送管（４）から上記空隙部に注
入されて該空隙内で硬化する。

このような裏込材注入作業が終了して輸送管（４）内に
残留する裏込材を排除する場合には、バイパス管（８）
側のバルブ（９）（10）と清水供給管（21）のバルブ
（22）を開放し、輸送管（４）側のバルブ（３）とミキ
サー（18）に連結している配管（20）のバルブ（19）を
閉止する。

なお、栓体挿入口（13）からの開放管部（12）への栓体
（14）の挿入は、裏込材注入作業中にバルブ（11）を開
放して行ってもよく、その作業完了後に行ってもよい。

栓体（14）が開放管部（12）からバイパス管（８）内に
挿入されると、開放管部（12）のバルブ（11）を閉止
し、しかるのち、ポンプ（２）を作動させると、清水供
給管（21）を通じて清水がポンプ（２）によって吸入さ
れ、バイパス管（８）内に圧送されて該管内に挿入して
いる栓体（14）の背面をその水圧によって押圧する。

栓体（14）は清水により押圧されると、その圧力によっ
てバイパス管（８）から輸送管（４）内を摺動しながら
前進し、輸送管（４）内に残留している裏込材を押し進
めて輸送管（４）の先端からセグメント（６）と掘削地
盤（７）間の空隙部内に排出する。

なお、裏込材の排出は、輸送管（４）の先端をセグメン
ト（６）から取り外すか、或いは輸送管（４）の先端に
分岐管を設けておいて、トンネル内で容器内等に排出し
てもよい。

こうして清水により押圧されながら前進する栓体（14）
によって輸送管（４）内の略全長に亘って裏込材が外部
に排出されると、栓体（14）が短管（15）内に達してス
トッパー（17）に当接し、輸送管（４）の先端側への進
入が該ストッパー（17）によって阻止されると共に短管
（15）の内径がストッパー（17）の外径よりも大径に形
成されているので、両者の間隙を通じて清水が輸送管
（４）の先端側に流動する。

この清水が輸送管（４）の先端から排出されるのを確認
することによって輸送管（４）内の裏込材が完全に排除
されたことを知ることができるが、栓体（14）が大径の
短管（15）内に到達した際に、該栓体（14）を押圧する
清水の圧力が低下するので、その圧力変動を適宜に検出
することによって裏込材の排出完了を容易に知ることが
できる。

こうして、該輸送管（４）の内壁が清水により洗浄され
ながら輸送管（４）内の裏込材が排除されると、清水の
供給を停止し、しかるのち、継手（16）（16）から短管
（15）を取り外してその内部から栓体（14）を抜き取
り、次の裏込材排出時に使用する。

なお、以上の実施例においては裏込材の排除について説
明したが、上記バイパス管（８）を有する輸送管（４）
を泥水加圧シールド工法における泥水の供給管として使
用し、使用後に該輸送管（４）内の泥水を栓体（14）に
よって排除する管路としても用いることができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案の裏込材等の送給用配管構造は、裏
込材等の圧送用ポンプ（２）にシールド機（１）により
掘削された掘削部に裏込材等を送給する輸送管（４）を
連結すると共に該輸送管（４）における上記圧送用ポン
プ（２）の吐出口側にバルブ（３）を配設し、このバル
ブ（３）を挟んで２個所にバルブ（９）（10）を設けて
なるバイパス管（８）を上記輸送管（４）に連通させる
と共に該バイパス管（８）にバルブ（11）を有する開放
管部（12）を設け、この開放管部（12）の開口端を、上
記輸送管（４）の内壁に摺接しながら移動可能なスポン
ジ等の可撓性栓体（14）の挿入口（13）に形成し、さら
に、上記圧送用ポンプ（２）の吸込口側に清水又は空気
等の加圧流体の供給管（21）を連結してなるものである
から、裏込材等の送給時にはバイパス管（８）側のバル
ブ（９）（10）を閉止した状態とし、輸送管（４）側の
バルブ（３）を開放したのち圧送用ポンプ（２）を作動
させることによって通常通り、トンネル掘削部に裏込材
等を供給することができる。

また、裏込材等の送給中においては、バイパス管（８）
側のバルブ（９）（10）が閉止されているので、該バイ
パス管（８）に接続した開口管部（12）側のバルブ（1
1）を開放しても、裏込材等がバイパス管（８）に逆流
することがないから、開口管部（12）の挿入口（13）か
らバイパス管（８）内に栓体（14）を挿入し、次の裏込
材等の排除作業の準備をしておくことができる。

さらに、裏込材等の送給作業が完了したのち、輸送管
（４）内の裏込材等の排除作業を行う場合には、輸送管
（４）を圧送用ポンプ（２）から切り離すことなく、バ
イパス管（８）側の開口管部（12）のバルブ（11）を開
放して栓体（14）をバイパス管（８）内に挿入すること
ができ、また、上記のように、予めバイパス管（８）内
に栓体（14）を挿入しておくことができる。

この状態にして輸送管（４）側のバルブ（３）およびバ
イパス管（８）の開口管部（12）側のバルブ（11）を閉
止する一方、バイパス管（８）側のバルブ（９）（10）
を開放し、圧送用ポンプ（２）により清水或いは空気等
の加圧流体を供給すれば、加圧流体がまず、バイパス管
（８）を流通して該管内に挿入している栓体（14）を輸
送管（４）内に押し進めることができ、さらに、加圧流
体の押圧力によって栓体（14）を輸送管（４）内を摺動
させて該輸送管内に滞留する全ての裏込材等を輸送管
（４）の先端から押し出すことができるものである。

このように、栓体（14）を輸送管（４）の管壁に摺動さ
せながら輸送管（４）内を通過させることによって輸送
管（４）に滞留する裏込材等を円滑に排除し得ると共に
輸送管（４）内が栓体（14）および清水や空気等の加圧
流体によって清掃され、次の裏込材等の供給作業時にお
ける裏込材等の送給が円滑に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図はその例１
の簡略縦断側面図、第２図はバイパス管の一部拡大断面
図、第３図は短管部分の拡大断面図である。 （１）……シールド機、（２）……ポンプ、（３）……
バルブ、（４）……輸送管、（５）……トンネル、
（８）……バイパス管、（９）（10）（11）……バル
ブ、（12）……開放管部、（13）……挿入口、（14）…
…栓体、（15）……短管、（17）……ストッパー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】裏込材等の圧送用ポンプ（２）にシールド
   機（１）により掘削された掘削部に裏込材等を送給する
   輸送管（４）を連結すると共に該輸送管（４）における
   上記圧送用ポンプ（２）の吐出口側にバルブ（３）を配
   設し、このバルブ（３）を挟んで２個所にバルブ（９）
   （10）を設けてなるバイパス管（８）を上記輸送管
   （４）に連通させると共に該バイパス管（８）にバルブ
   （11）を有する開放管部（12）を設け、この開放管部
   （12）の開口端を、上記輸送管（４）の内壁に摺接しな
   がら移動可能なスポンジ等の可撓性栓体（14）の挿入口
   （13）に形成し、さらに、上記圧送用ポンプ（２）の吸
   込口側に清水又は空気等の加圧流体の供給管（21）を連
   結してなることを特徴とする裏込材等の配管構造。