JPH0658091A - シールドの裏込注入方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド施工において、地山の影響を受けず
に裏込材をセグメント全周にわたり均一に注入し、かつ
裏込材の充填率を向上させる。 【構成】 １リング分のセグメント７を組み立てた後、
シールドハルのテールプレート１内面とセグメント７外
面および裏込押し出しリング１０により囲まれた空間に
セグメント７の裏込注入孔を通して裏込材９を注入し、
次のシールド堀進時に、裏込加圧ジャッキ１２により裏
込押し出しリング１０をシールド推進ジャッキ２の推進
速度より所定速度差だけ速い速度で押進させて、注入し
た裏込材９を地山側に押し出すことにより、シールド堀
進と共に発生するデールボイドを即時充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般のシールド工法に
比べて裏込材の注入量の多いミニシールド工法に適応し
たシールドの裏込注入方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ミニシールド工法は、鉛直面内で組み立
てられる３等分割のコンクリートセグメントを用い、裏
込材を防水とセグメントの補強に兼用することにより、
二次履工を行わないことを特徴としている。しかし、一
般のシールド工法に比べ、裏込材の注入量はセグメント
を組み込むために必要なスペース分だけ多くなる。本工
法での裏込材の注入方法としては、１リングの掘進終了
後、セグメントの裏込注入孔を通して注入するか、掘進
中に、シールドハルのテールプレート上に設けた裏込注
入管を通して同時注入する方法がとられている。

【０００３】図７〜図９は後者の例を示したもので、１
はシールドハルのテールプレート、２はシールドハル内
に設置されたシールド推進ジャッキ、３はシールド推進
ジャッキ２のロッド端に連結されたプレスリング、４は
セグメント７をプレスリング３で押すときに緩衝材とな
るティンバリング、５はテールプレート１の後端に取り
付けられたテールシール、６はテールプレート１上に設
けられた裏込注入管、７は３等分割されたナックルジョ
イント形式のコンクリートセグメント、８は硬化後の裏
込材、９は硬化前の裏込材である。図７は１リング分の
セグメント７の組立を終了した状態を示しており、その
後、シールド推進ジャッキ２を伸ばして掘進を開始し、
掘進中に裏込注入管６を通して裏込材９を同時注入す
る。図８に１リング分の裏込材９の注入を終えた状態を
示す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には次に
述べるような問題点がある。

【０００５】１） 掘進後に裏込材を注入する方法で
は、それまでにシールド周辺の地山から土砂や水がテー
ルボイドに侵入してくるため、裏込注入が確実に行え
ず、防水やセグメントの補強のために必要な均一な裏込
注入層が得られないばかりでなく、掘進後の地山のゆる
みや地盤沈下を起こしやすい。

【０００６】２） 裏込注入管を用いて同時注入をして
も、裏込材の注入箇所がテールプレート上の１〜３箇所
しかないため、地山の影響を受けずに、裏込材をセグメ
ント全周にわたり均一に注入することができない場合が
多い。また、図７〜図９に示すように、裏込注入管６は
テールプレート１から突出しているため、直線施工時や
曲線施工時に地山に対する抵抗となり、カーブが切りに
くい、シールドの推進力が増大する等の問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、テールプレート内で構築
したセグメントの裏込注入孔からの注入により、地山の
影響を受けずに裏込材をセグメント全周にわたって均一
に注入でき、かつシールド掘進と共に発生するテールボ
イドを即時充填して、裏込材の充填率を向上させること
ができるシールドの裏込注入方法およびその装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の裏込注入方法は、シールド施工において、１
リング分のセグメント組立終了後、シールドハルのテー
ルプレート内面とセグメント外面およびそれらの間にあ
ってシールド軸方向に摺動可能な裏込押し出しリングに
より囲まれた空間にセグメントの裏込注入孔を通して裏
込材を注入し、次のシールド堀進時に、シールドハル内
に設置した裏込加圧ジャッキにより前記裏込押し出しリ
ングをシールド推進速度より所定速度差だけ速い速度で
押進させて、注入した裏込材を地山側に押し出すことに
より、シールド堀進と共に発生するテールボイドを即時
充填することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の裏込注入装置は、シールド
ハル内に、テールプレート内面とセグメント外面との間
に注入された裏込材を地山側に押し出すためのシール機
能を兼ね備えた裏込押し出しリングと、この裏込押し出
しリングを摺動可能なシールド内筒を介してシールド軸
方向に押し引き駆動する裏込加圧ジャッキを設置し、シ
ールド堀進時に、前記裏込押し出しリングにより押し出
された裏込材でシールド堀進と共に発生するテールボイ
ドを即時充填できるように、前記裏込加圧ジャッキをシ
ールド推進ジャッキに対し任意に設定された速度差を保
って連動させるための速度調整手段を備えている。

【００１０】

【作用】セグメント組立後、シールドハルのテールプレ
ート内面とセグメント外面および裏込押し出しリングに
より囲まれた空間にセグメントの裏込注入孔を通して１
リング分の裏込材を注入し、その後、シールド推進ジャ
ッキを伸ばして掘進を開始する。掘進中、裏込押し出し
リングは裏込加圧ジャッキによりシールド推進速度より
所定速度差だけ速い速度で押進され、これにより、先に
注入された裏込材が地山側に押し出されて、シールド堀
進と共に発生するテールボイド（テールプレート板厚分
のボイドを含む）を即時充填する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図６により説
明する。

【００１２】図１、図２は本発明をミニシールド工法に
適用した場合の施工中の状態を示す縦断面図、図３は図
２のＡ−Ａ断面図、図４は図２のア部詳細図である。こ
れらの図で、図７〜図９と対応する部分には同一符号を
付し、その説明を省略する。

【００１３】図１〜図３において、１０はシールドハル
のテールプレート１内面とセグメント７外面に接してシ
ールド軸方向に摺動可能なように構成配置された裏込押
し出しリングで、例えば図４に示すようなＵ形ゴムシー
ルが使用され、シールドハル内への裏込材の侵入を防止
するテールシールの機能を兼ね備えている。１１はテー
ルプレート１内面に沿って摺動可能なシールド内筒で、
その後端部に前記裏込押し出しリング１０が図４に示す
ボルト、ナット等の固着具１５によって取り付けられて
いる。１２はシールドハル内の円周上に複数本配置され
た裏込加圧ジャッキで、そのロッド端が前記シールド内
筒１１の前端部にピン１３により連結され、シールド内
筒１１を介して裏込押し出しリング１０を押し引き駆動
するようになっている。

【００１４】図１はセグメント組立後、テールプレート
とセグメント間に裏込材を注入している状態図、図２は
テールボイドを充填し終えた掘進後の状態図で、図２の
１４はシールド掘進と共に発生するテールボイドの内の
テールプレート板厚ｔ分のボイド、Ｄ１はテールプレー
ト外径、Ｄ２はテールプレート内径、Ｌ１はシールドの
１リング分の掘進ストローク、Ｌ２は掘進中の裏込押し
出しストローク（Ｌ２＞Ｌ１）を示す。

【００１５】次に、図１、図２により裏込注入の手順を
説明する。

【００１６】１リング掘進終了後、シールド掘進ジャッ
キ２を全縮にして、テールプレート１内で１リング分の
セグメント７を組み立て、その組立終了後、シールド推
進ジャッキ２によりプレスリング３とティンバリング４
をセグメント７の端面に押し当てる。その後、裏込加圧
ジャッキ１２を全縮にして、テールプレート１、セグメ
ント７、裏込押し出しリング１０で囲まれた、１リング
分の裏込材が入る空間を作り、その空間にセグメント７
の裏込注入孔７ａを通して裏込材９を注入する（図１参
照）。注入終了後、シールド推進ジャッキ２を伸ばして
掘進を開始する。これに伴い、裏込加圧ジャッキ１２を
シールド掘進速度より所定速度差だけ速くシールド推進
ジャッキ２に連動して伸長させ、シールド内筒１１を介
し裏込押し出しリング１０を押進させて、シールド掘進
と共に発生するテールボイドの内のテールプレート板厚
分のボイド１４に見合う量だけ多くの裏込材を前記速度
差によって地山側に押し出し、この押し出された裏込材
でテールボイドの全てを即時充填する（図２参照）。

【００１７】このとき、もし裏込加圧ジャッキ１２をシ
ールド推進ジャッキ２と同じ速度で連動させると、シー
ルド掘進と共に発生するテールボイドの内のテールクリ
アランス分のボイドに見合う量しか裏込材が地山側に押
し出されず、テールプレート板厚分のボイド１４まで裏
込材が行き渡らないため、地山Ｇとの間に隙間が生じ、
掘進後の地山のゆるみや地盤沈下の原因になる。

【００１８】図２に示すようにテールボイドを充填した
裏込材９は、次のセグメント組立終了までに硬化し、防
水とセグメントの補強のために必要な均一な裏込注入層
８を形成する。

【００１９】ここで、裏込加圧ジャッキ１２を所定速度
差だけ速い速度でシールド推進ジャッキ２に連動させる
ための速度調整手段としては、次の２通りの例が考えら
れる。その一つは、図５に示すように、２個の電磁比例
流量制御弁２０−１、２０−２をメータイン回路として
用い、シールド推進ジャッキ２−１〜２−４と裏込加圧
ジャッキ１２−１〜１２−４の速度調整を行う例であ
り、他の一つは、図６に示すように、分流弁２４と電磁
比例流量制御弁２５を１個用いてシールド推進ジャッキ
２−１〜２−４と裏込加圧ジャッキ１２−１〜１２−４
の速度調整を行う例である。なお、図５、図６におい
て、１６はオイルタンク、１７は定容量ポンプ、１８は
リリーフ弁、１９は戻りラインフィルタ、２１はシール
ド推進ジャッキおよび裏込加圧ジャッキの両方のアンロ
ード用電磁切替弁、２２−１〜２２−４はシールド推進
ジャッキ２−１〜２−４の押し引き選択用電磁切換弁、
２３−１〜２３−４は裏込加圧ジャッキ１２−１〜１２
−４の押し引き選択用電磁切換弁、２６はシールド推進
ジャッキおよび裏込加圧ジャッキの全体的な速度調整を
行うための電磁比例流量制御弁、２７−１、２７−２は
シールド推進ジャッキ側と裏込加圧ジャッキ側の各々の
アンロード用電磁切換弁である。

【００２０】図５の例では、シールド推進ジャッキ２用
の電磁比例流量制御弁２０−１に対する指令電流より裏
込加圧ジャッキ１２用の電磁比例流量制御弁２０−２に
対する指令電流を、シールド掘進時の両方のジャッキの
速度差がテールプレート板厚分のボイド１４の量に見合
うだけの速度差になるように多くすればよい。ただし、
この例では、２箇の電磁比例流量制御弁２０−１、２０
−２をメータイン回路として使用しているため、シール
ド推進ジャッキ２と裏込加圧ジャッキ１２が連動してい
る時、またはどちらか一方だけ作動させている時、余っ
た油はリリーフ弁１８からオイルタンク１６へ戻され
る。そのため、オイルタンク１６の容量が小さいと、油
温が上昇するので、オイルタンク１６の容量に余裕をと
るか、オイルクーラを設ける必要がある。これに対し、
図６の例では、分流弁２４の分流比を、当初からシール
ド推進ジャッキ２と裏込加圧ジャッキ１２の間にテール
プレート板厚分のボイド１４の量に見合うだけの速度差
が生じるように設定しておけば、シールド推進ジャッキ
２側のバイパス管路に設けた電磁比例流量制御弁２５
は、曲線施工などで余掘り量に見合うようにテールボイ
ドへの裏込材の充填率を増やしたい時だけ作動させれば
よく、また、電磁切換弁２７−１，２７−２を用いてア
ンロード回路も構成できるので、図５の例に比べ、オイ
ルタンク１６の容量を小さくすることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、１リング分のセグメン
ト組立終了後、シールドハルのテールプレート内面とセ
グメント外面および裏込押し出しリングにより囲まれた
空間に裏込材が注入されるため、地山の影響を受けず
に、裏込材をセグメント全周にわたり均一に注入するこ
とができる。また、シールド掘進時に、裏込加圧ジャッ
キにより裏込押し出しリングをシールド推進速度より所
定速度差だけ速い速度で押進させて、注入した裏込材を
地山側に押し出すようにしたので、シールド掘進と共に
発生するテールボイドをテールプレート板厚分のボイド
まで含め、即時に、かつ均一に充填することができ、裏
込材の充填率の向上が図れる。裏込加圧ジャッキのスト
ロークに余裕を持たせ、その分速く裏込押し出しリング
を押進させれば、裏込材の充填率をさらに向上させるこ
とができ、また、曲線施工などで余掘り量に見合うよう
に裏込材の充填率を増やしたい場合にも対応できる。ま
た、裏込材の注入がセグメントの裏込注入孔を通して行
えるので、テールプレート上に裏込注入管を設けた場合
のように、裏込注入管が地山に貫入するために掘進時の
抵抗となって、カーブが切りにくい、シールドの推進力
が増大するといった問題もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の裏込注入装置を備えたシールドの縦断
面図で、１リング分のセグメント組立終了後、テールプ
レートとセグメント間に裏込材を注入している状態を示
す図である。

【図２】本発明の裏込注入装置を備えたシールドの縦断
面図で、テールボイドの充填を終えた掘進後の状態を示
す図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のア部詳細図である。

【図５】シールド推進ジャッキと裏込加圧ジャッキの速
度調整手段の一例を示す油圧回路図である。

【図６】シールド推進ジャッキと裏込加圧ジャッキの速
度調整手段の他の例を示す油圧回路図である。

【図７】従来技術の説明図で、セグメント組立終了後の
状態を示す図である。

【図８】従来技術の説明図で、１リング分の裏込注入を
終えた掘進後の状態を示す図である。

【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

１…テールプレート、２…シールド推進ジャッキ、３…
プレスリング、４…ティンバリング、７…セグメント、
８…裏込材（硬化後）、９…裏込材（硬化前）、１０…
裏込押し出しリング、１１…シールド内筒、１２…裏込
加圧ジャッキ、１４…テールプレート板厚分のボイド、
２０−１，２０−２…速度調整手段の一例である電磁比
例流量制御弁、２４…速度調整手段の他の例である分流
弁、２５…速度調整手段の他の例である電磁比例流量制
御弁。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド施工において、１リング分のセ
   グメント組立終了後、シールドハルのテールプレート内
   面とセグメント外面およびそれらの間にあってシールド
   軸方向に摺動可能な裏込押し出しリングにより囲まれた
   空間にセグメントの裏込注入孔を通して裏込材を注入
   し、次のシールド堀進時に、シールドハル内に設置した
   裏込加圧ジャッキにより前記裏込押し出しリングをシー
   ルド推進速度より所定速度差だけ速い速度で押進させ
   て、注入した裏込材を地山側に押し出すことにより、シ
   ールド堀進と共に発生するデールボイドを即時充填する
   ことを特徴とするシールドの裏込注入方法。
2. 【請求項２】 シールドハル内に、テールプレート内面
   とセグメント外面との間に注入された裏込材を地山側に
   押し出すためのシール機能を兼ね備えた裏込押し出しリ
   ングと、この裏込押し出しリングを摺動可能なシールド
   内筒を介してシールド軸方向に押し引き駆動する裏込加
   圧ジャッキを設置し、シールド堀進時に、前記裏込押し
   出しリングにより押し出された裏込材でシールド堀進と
   共に発生するテールボイドを即時充填できるように、前
   記裏込加圧ジャッキをシールド推進ジャッキに対し任意
   に設定された速度差を保って連動させるための速度調整
   手段を備えてなるシールドの裏込注入装置。