JPH0799080B2 - 坑道の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は場所打式による坑道の施工方法に関するもので
ある。

〈従来の技術〉 シールドマシンで掘削した掘削直後の坑道内に型枠を使
ってコンクリートを場所打してトンネルを構築する技術
は広く知られている。

また掘削直後の孔壁の崩壊を防止するため、フレッシュ
コンクリートの圧力を孔壁の崩壊力に抗しないだけの高
圧を保持させて打設する方法も知られている。

〈本発明が解決しようとする問題点〉 上記したトンネルの施工技術にはつぎのような問題点が
ある。

（イ） 孔壁の崩壊を防止するためにはコンクリートの
圧力を、掘削地山の土圧または水圧に見合う圧力に応じ
てバランスをとる必要がある。

しかし、地山が軟弱地盤である場合やトンネルのカーブ
箇所で余掘りしてある場合は、コンクリートの充填量が
増大して、施工コストを上昇させる一因となっている。

（ロ） 土被りが薄い高水圧下の海底トンネルを施工す
る場合は、充填したコンクリートが海底地盤を破壊して
コンクリートの漏出事故が発生し易い。

（ハ） フレッシュコンクリートが地山と直接接するた
め、フレッシュコンクリートに土砂が混入することは避
け難い。

そのため、覆工構造物の品質が劣化する。

〈本発明の目的〉 本発明はこのような問題点を解決するために成されたも
ので、覆工構造物を高品質で、かつ、経済的に施工で
き、しかも現場の土質に影響を受けないで施工できる、
坑道の施工方法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一実施例について説
明する。

まず、施工に使用する主要な機材について説明する。

〈イ〉 シールドマシン 第１図にシールドマシン１の一例を示す。

このシールドマシン１は、本体11の後部のテール部から
突出したテールプレート12を有する。

テールプレート12は、本体11に固定したスライドジャッ
キ13に接続してスライド自在に構成してある。

また、シールドマシン１には、型枠移動ジャッキ14と掘
進ジャッキ15とプレスジャッキ16とを備えている。

これらのすべてのジャッキ13〜16は、本体11内に円周方
向に複数配列してある。

〈ロ〉 反力装置 掘進ジャッキ15の先端は、シールドマシン１の掘進反力
を得るための反力装置２に接続している。

反力装置２は第１、９図に示すように、拡縮機能を有す
る複数の拡縮筒21と、これらの拡縮筒21間に連結する伸
縮機能を持った連結ロッド22と、走行輪23とを備えてい
る。

シールドマシン１の掘進反力を反力装置２から得るため
には、第１図に示すように反力装置２の前端部にブラケ
ット24を設け、このブラケット24に、掘進ジャッキ15か
ら延びる延長用のロッド17の一端を接続する。

また、ロッド17の座屈防止を図るため、ロッド17の途上
の複数箇所に支持してやる。

具体的には、例えば移動型枠装置３や移動支保工装置４
の内周面の途上にロッド17の挿通可能な寸法の開設孔を
有する支持板18を複数設け、この各支持板18にロッド17
を貫通して支持する。

〈ハ〉 移動型枠装置（第１図） 移動型枠装置３は、型枠移動ジャッキ14と、型枠移動ジ
ャッキ14に接続した移動型枠31とからなる。

移動型枠31はライナープレートと円周方向のリブとから
なる。

移動型枠31にトンネルの縦断方向のリブを設けないの
は、トンネルの縦断方向の剛性を落としてトンネルの成
形曲線に対応するためである。

移動型枠31は型枠移動ジャッキ14の伸縮操作によって前
進する。

〈ニ〉 移動支保工装置 移動支保工装置４は覆工直後の構造物の崩落を防止する
ための、走行手段を有する公知の支保装置である。

打設直後の覆工ライニングを移動型枠装置３で支保でき
る場合には、移動支保工装置４を省略できる。

〈ホ〉 プレスリング（第２、３図） プレスリング５は、前記移動型枠31と協動して型枠を構
成する円環状の板体であり、円弧形の分割体を円環状に
組み立て使用する。

プレスリング５は断面がＨ形を有し、内環51と外環52お
よび両環51、52を連絡する遮板53とからなる。

プレスリング５の遮板53の板面には、複数の孔54を有す
る。

この孔54は、覆工構造物内に埋設予定の緊張材６の端を
貫通するための専用孔である。

〈ヘ〉 外型枠シート（第１、８図） 外型枠シート８は、コンクリートのはらみ出しを拘束す
ることを目的とした筒状のシートである。

外型枠シート８としては、適度の可撓性と強度を備え、
透水性または遮水性を有する公知の素材を採用できる。

外型枠シート８の寸法は、施工予定の坑道の外径とほぼ
等しい径と、トンネルの１スパン分の長さを有する寸法
とする。

この外型枠シート８は、後述するようにシールドマシン
１のテール部内での設置が容易なように、例えば二枚の
帯状シート81、81に分割して形成しておき、帯状シート
81の端部に公知のチャックやフック類の縫製具を設けて
おくと組立に便利である。

また、外型枠シート８の何れか一端には、円周方向に補
強用の紐体を取り付けておく。

〈本発明の作用〉 次に施工方法について説明する。

〈イ〉 掘進反力を得るための工程（第１、９図） 反力装置２を既に硬化した覆工ライニング７内に配置
し、つぎに各拡縮筒21を拡径して硬化した覆工ライニン
グ７に圧着させる。

〈ロ〉 掘進工程 硬化した覆工ライニング７から反力を得ながら、掘進ジ
ャッキ15を伸長してシールドマシン１の本体11を切羽側
へ前進させる。

〈ハ〉 外型枠シートを接続する工程（第１、５図） つぎに、掘進ジャッキ15を収縮する。

掘進ジャッキ15を収縮すると、掘進ジャッキ15の自由端
部がロッド17から離隔し、テールプレート12内に組立用
の空間Ｓが形成される。

そこで、第５図に示すようにこの組立用の空間Ｓを利用
して、前工程で組み立てたプレスリング5aとテールプレ
ート12の間から露出する既設の外型枠シート8aの端に、
別途の外型枠シート8bを接続する。

このとき、両外型枠シート8a、8bの端部はわずかに重ね
合わせた後、熱溶着あるいは接着剤を用いて接続する。

また両外型枠8a、8bの接続と並行して、第６図に示すよ
うに前工程で構築した覆工ライニング７から突出する各
緊張材6aに接続具61aを介して別途の緊張材6bを接続す
る。

〈ニ〉 プレスリングを組み立てる工程（第６図） つぎにテールプレート12内に形成された組立用の空間Ｓ
内に、分割されたプレスリング5bを搬入する。

そして、緊張材6bの自由端をプレスリング5bの孔54に貫
通してプレスリング5bを環状に組み立てる。

その結果、両外型枠シート8a、8bの積層部分がプレスリ
ング5bとテールプレート12間に挟持されるから、両プレ
スリング5a、5bの間に配設された外型枠シート8aはその
前後両端を固定されることになる。

外型枠シート8bの自由端部は、後から組み終えたプレス
リング5bの外方に垂らしておく。

〈ホ〉 コンクリートを打設する工程（第１、６、７
図） シールドマシン１から反力を得て移動型枠31を切羽側へ
前進させて、作業空間Ｓを閉塞する。

つぎにコンクリート打設のための配管を行い、テールプ
レート12と移動型枠31との間に形成された遮蔽空間内に
コンクリートを注入する。

その結果、両端を固定された状態の外型枠シート8aは、
コンクリートの充填圧を受けてテールプレート12の内面
に押し付けられて密着する。

〈ヘ〉 覆工ライニングにプレストレスを与える工程
（第１、７、８図） プレスジャッキ16を伸長してプレスリング5bを介して遮
蔽空間内のコンクリートを所定の圧力で加圧する。

すると、コンクリート中の大部分の余剰水が排出され
る。

さらに、コンクリートを加圧した状態でテールプレート
12を切羽側に前進させると、外型枠シート8aが僅かに外
方にはらみ出て、地山に密着する。

しかし、外型枠シート8aはその両端を強固に固定されて
外型枠シート8aの伸びが期待できないから、コンクリー
トのはらみ出しは最小に抑えられる。

特に、余掘り空間が大きい場合や超軟弱地盤の場合は、
外型枠シート8aの張力によって、コンクリートの充填圧
が拘束されるので、従来のようにコンクリートが多量に
注入される心配はない。

また、コンクリートは外型枠シート8aを介して地山と接
触するので、土砂のまったく混入していない高品質の覆
工ライニング７が形成される。

この覆工ライニング７の加圧状態を保持するには、プレ
スリング5bから突出する緊張材6bに楔式またはナット式
の固定具62を取り付けて定着した後、プレスジャッキ16
を収縮する。

前工程で施工した覆工ライニング７に与えたプレストレ
スをプレスリング5bと引張材6bおよび固定具62によって
保持するから、次期施工予定の空間内に鉄筋などの補強
材を容易に配設することができる。

〈ト〉 施工装置を移動する工程（第１、10図） つぎに、反力装置２の各拡縮筒21を縮径して、走行輪23
を出す。

つづいて、掘進ジャッキ15を収縮操作しながら反力装置
２を１スパン分だけ切羽側へ前進させる。

以上の各工程を繰り返して所定長のトンネルを施工す
る。

〈その他の実施例〉 前記実施例は、覆工ライニング７の外周の全域に外型枠
シート８を被覆させて施工する場合について説明した
が、外型枠シート８を、例えばトンネルの上半だけ、あ
るいは余掘り空間の発生している箇所だけというように
部分的に被覆させて施工することも可能である。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるからつぎの効果が得ら
れる。

（イ） 地山が軟弱地盤であったり、余掘り空間が存在
する場合でも、コンクリートの充填圧がシート材で拘束
されるので、コンクリートのはらみ出しが規制できる。

したがって、在来工法に比べ、コンクリートの充填量を
低減でき、施工の経済性が図れる。

（ロ） 前記したようにシート材によって余分なコンク
リートのはらみ出しが規制されるから、地山が軟弱であ
ったり、あるいは水底で土被りの浅いところでも、地山
の影響をまったく受けずに施工できる。

したがって、従来工法では施工が困難とされていた現場
でも施工が可能となり、施工範囲が広範となる。

（ハ） シート材が介在してフレッシュコンクリートと
地山との間で直接の接触を回避するので、フレッシュコ
ンクリート中に土砂が混入する心配がまったくない。

（ニ） 覆工構造物にトンネル方向のプレストレスを与
えて施工する。

したがって、トンネル軸方向に圧縮力が残り、トンネル
軸方向に堅固な構造物を施工できる。

（ホ） 覆工構造物の円周方向にもプレストレスが与え
られ、曲げモーメントよりも軸力が卓越する。

その結果、覆工構造物の引張応力の発生が抑制される。

（ヘ） コンクリートを加圧するので、コンクリート中
の余剰水が排出されて水セメント比が良好になる。

そのため、覆工構造物を高品質に施工できる。

（ト） シールドマシンの前進と、テールプレートの前
進とを別々に独立し行える。

したがって、コンクリートの打設時期とシールドマシン
の掘進時期のタイミングを合わせないで施工でき、施工
上有利である。

（チ） プレスリングと緊張材がコンクリートの一スパ
ン毎に加圧力を拘束するので、コンクリートが硬化すの
を待たずに、次の行程を進行できる。

したがって、施工期間を大幅に短縮できる。

（リ） 型枠や支保工および反力力装置を機械的にスラ
イド移動できるから省力化が図れる。

また自動化も容易に可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る一実施例の説明図 第２図：プレスリングの説明図 第３図：第３図のIII-IIIの断面図 第４図：外型枠シートの説明図 第５図：外型枠シートの接続作業の説明図 第６図：プレスリングの組立時の説明図 第７図：覆工ライニングの加圧時の説明図 第８図：覆工ライニングから突出する緊張材の締結時の
説明図 第９図：反力装置の拡径時の断面図 第10図：反力装置の移動時の説明図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】現場打ちしたコンクリートに反力をとって
   推進するシールド工法において、 地山とその内側に組み立てた移動型枠との間にシート材
   を配置し、 かつ前記シート材と前記移動型枠間にトンネル軸方向に
   緊張材を配置し、 前記シート材と前記移動型枠間に打設したコンクリート
   をプレスリングにより加圧した後、 前記緊張材と係合させてプレスリングをコンクリート内
   に残置させて、トンネル躯体にトンネル軸方向のプレス
   トレスを導入すると共に、 前記シート材の張力によってコンクリートの充填圧を拘
   束し、コンクリートのはらみ出しを規制しながら施工す
   ることを特徴とする、 坑道の施工方法。