JPH08218775A - 二次覆工に用いる内管据付装置と据付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド工法による上・下水道の水路や電気
・通信の共同溝、さらにはトンネル建設工事において、
二次覆工に用いる内管の据付装置と据付方法に関するも
ので、先行既設内管に対する単位内管の芯合わせ接合作
業が迅速に、かつ効率的にできる装置、方法を提供する
ことにある。 【構成】 装置フレーム１４に、装置フレーム自体を二
次覆工に用いる内管２内に固定させるための固定手段
と、同じく装置フレーム自体を前記内管内を軸線方向に
沿って移動させるための移動手段とを取り付け、さらに
装置フレームの前後には、油圧ジャッキ１８を垂直方向
に取り付け、この前後油圧ジャッキ上に前方に張り出す
単位内管２の懸架アーム１９を片持ち形式に支持させ、
その張り出し部分の上面に、球状凸起からなるアタッチ
メントの複数を各アタッチメントの頂点を結ぶ線が直線
を形成するようにして配列装備させたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シールド工法による
上・下水道の水路や電気・通信の共同溝、さらにはトン
ネル建設工事において、二次覆工に使用する内管の据付
装置と、この装置による内管の据付方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】上・下水道の水路や電気・通信の共同
溝、さらには地下鉄などのトンネル建設工事にシールド
工法が広く採用されていることは公知である。また、こ
のシールド工法において、一次覆工であるセグメントの
補強や防せい、防水などを目的として、セグメントリン
グの内側に、鋼管あるいはＦＲＰＭ管（Fiberglass-Rei
nforced-Plastic-Mortar) 等からなる内管を据付け、こ
の内管とセグメントとの環状間隙にエアモルタル（発泡
モルタル）を注入充填して二次覆工を施工することも公
知である。

【０００３】ところで、この内管を用いた二次覆工の施
工は、従来の現場打ちコンクリート方式による二次覆工
の施工に比較し、施工が迅速にできる点で評価されてい
る。しかし、この内管を用いた二次覆工の施工に関連
し、エアモルタルの注入充填作業に先立って、単位内管
を坑内、つまりセグメントリング内に搬入するとともに
仮固定する必要がある。すなわちセグメントリングの内
側に環状間隙を設けて内管を据付ける作業が必要であ
る。ところが、この据付け作業に手間と時間が掛かり過
ぎるとの問題点が指摘されていた。

【０００４】この点を従来の据付け作業の手順に基づい
て具体的に説明すると、 （１）まず、内管、具体的には長さ５ｍ程度の単位内管
を立坑より坑内、つまりセグメントリングで形成した坑
内に搬入する。 （２）搬入した単位内管を坑内に敷設した軌条上の搬送
台車に積み込む。 （３）ついで、この搬送台車を通称、バッテリーロコと
呼ばれる電気機関車を用いて立坑側より据付け現場へ後
押しする要領で送り込む。 （４）送り込んだ単位内管をセグメントリング側に仮り
固定した先行の単位内管に芯合わせするとともに接合さ
せる。 （５）接合作業が終了したところで、その単位内管自体
をセグメントリング側に仮り固定する。 （６）仮り固定の作業が終わると、前記バッテリーロコ
を駆動し搬送台車を立坑側へ引き戻すとともに、併行し
て単位内管１本分に相当する長さの坑内軌条を撤去す
る。 （７）以下、前記（１）〜（６）の作業を順次繰り返
し、坑内に内管の所定長さを、例えば１５０ｍ程度の据
付け作業を行う。そして、この所定長さの内管の据付け
が終了したところで、そのスパンの環状間隙にエアモル
タルを注入充填し、いわゆる二次覆工を施工している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上、説明したことか
ら理解されるように、従来の単位内管の据付け作業にお
いて、単位内管の搬送作業を分担するバッテリーロコお
よび搬送台車は、一本の単位内管を立坑位置から据付け
位置まで運び、先行単位内管に対する芯合わせと接合
と、セグメントリング側に対する仮り固定作業の終了ま
で、その据付け位置に拘束されるようになっている。つ
まり単位内管一本を据付け現場まで搬入したバッテリー
ロコおよび搬送台車は、単位内管の芯合わせと接合と仮
り固定作業が終了するまで、その据付け現場に釘付けさ
れた状態となっていた。その大きな理由は、搬入した単
位内管の先行単位内管に対する接合作業、特に芯合わせ
と接合作業を人手に依存しているところが多く、つまり
適切な機械、治工具等がなく、手間が掛かる点にある。
場合によっては、搬送手段である前記バッテリーロコの
動力を借りて接合作業を行うようにしている例もある。

【０００６】このような関係から単位内管の据付け位置
が単位内管の搬入位置である立坑より離れた、すなわち
単位内管の運搬距離が長い、いわゆる長距離シールドの
場合は、その分、搬入作業に時間が掛かり、バッテリー
ロコおよび搬送台車の稼働率が悪く結果として工期に影
響をもたらし、施工の迅速性という利点の大きなマイナ
ス要因となっている。この発明は、このような欠点を解
消し、二次覆工施工作業の効率性、迅速性を高めること
を目的とし、二次覆工施工における単位内管の機械的な
据付装置と、この装置を用いた内管の据付方法を提供す
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、前記目的を達成
する手段として、この発明は、内管の据付装置を次のよ
うに構成した。まず、支柱部材からなる前後一対の枠体
を水平部材で結合して装置フレームを構成した。そし
て、この装置フレームの前後枠体にそれぞれ装置フレー
ム自体を二次覆工に用いる内管内に一体的に固定させる
ための固定手段を装備させた。同じく装置フレーム自体
を内管内において軸線方向に沿って移動させるための複
数の車輪からなる移動手段を前記前後枠体の下部に装備
させた。

【０００８】ついで、前記装置フレームにおける前後枠
体に、それぞれ油圧ジャッキを垂直方向に平行させて取
り付けた。そして、この前後油圧ジャッキ上に装置フレ
ームの前方に張り出す水平梁部材からなる単位内管の懸
架アームを片持ち形式に支持させた。さらにその張り出
し部分の懸架アームの上面には、球状凸起からなるアタ
ッチメントの複数を長手方向に、かつ各アタッチメント
の頂点を結ぶ線が直線を形成するようにして配列装備さ
せ、二次覆工に用いる内管の据付装置とした。

【０００９】なお、前記装置フレーム自体を二次覆工に
用いる内管内に固定させるための具体的手段としては、
装置フレームを構成する前後枠体のそれぞれ上端部に円
弧状の支圧板を取り付け、下端部には油圧ジャッキを介
して同じく円弧状の支圧板を設けた。そして、さらに前
後枠体のほぼ中間部に左右水平方向にアウトリガーを張
り出し装備させてなる固定手段とした。すなわち、前記
上下の支圧板および左右水平方向のアウトリガーをもっ
て４点支持方式による固定手段とした。

【００１０】次に装置フレーム自体を内管の軸線方向に
沿って移動させるための複数の車輪からなる移動手段
は、装置フレームを構成する前後枠体の下部両側にトー
・インを付けて、つまり装置フレーム自体がローリング
することなく直進することができるように配慮してキャ
スターホイールを取り付けた。

【００１１】さらに前記内管の懸架アームの張り出し部
の上面に配列装備させる球状凸起からなるアタッチメン
トは、回転自在な球体をもって構成した。いわゆるボー
ルベアリング状のものを用いた。

【００１２】

【作用】この発明は、以上説明したような構成からなる
二次覆工に用いる内管の据付装置とした。そこで、この
装置による内管の据付け作業の手順について、以下具体
的に説明する。 （１）まず、先行して構築された一次覆工、すなわちセ
グメントリングに二次覆工に用いる単位内管を固定させ
る。 （２）固定した単位内管とセグメントリングとの間にエ
アモルタルを注入充填し、単位スパンの二次覆工を施工
する。具体的には単位内管の長さが５ｍ程度の場合が多
いので、その長さに対応するスパンの二次覆工を施工す
る。 （３）単位スパンの二次覆工の施工が終了したところ
で、その単位内管内に据付装置を固定させる。すなわち
装置を構成する装置フレームにおける前後枠体の下端部
に設けた固定手段の油圧ジャッキを作動して円弧状の支
圧板を内管内の壁面に圧接させる。すると、前後枠体の
上端部に取り付けた支圧板と前記油圧ジャッキによって
作動される支圧板とによって装置フレームは、単位内管
の内部に固定される。 （４）さらに前後枠体の中間部には左右水平方向に張り
出すアウトリガーが装備されているため、このアウトリ
ガーを操作して単位内管の内壁面に圧接させる。その結
果、据付装置自体は単位内管の内部に上下の支圧板およ
び左右のアウトリガーを介して４点支持方式をもって完
全に固定される。 （５）据付装置自体の単位内管に対する固定作業が終了
する間に、立坑を介して次位の単位内管を搬入するとと
もに、それを先に説明した搬送台車上に積載し、バッテ
リーロコを駆動して、前記固定した据付装置側へ送り込
む。つまりバッテリーロコを利用して搬送台車を後押し
する要領で送り込む。 （６）据付装置には、先に説明したように、装置から前
方に単位内管の懸架アームが張り出してあるため、この
懸架アームが前記送り込まれてきた単位内管の内部に相
対的に挿入されることになる。懸架アームは、装置フレ
ームの前後枠体にそれぞれ取り付けた油圧ジャッキによ
って支えられているため、この前後油圧ジャッキを操作
すれば、前記単位内管を懸架アームを介して吊り上げる
ことができる。 （７）そこで、この前後油圧ジャッキを操作し、搬入し
てきた単位内管を吊り上げるとともに、後部口縁をすで
に固定されている先行単位内管の継手フランジに芯合わ
せを行う。 （８）ところで、前記内管の懸架アームには、上面に球
状凸起、具体的には直線状にボールベアリングからなる
アタッチメントを配列してあるため、単位内管は、この
アタッチメントを介して懸架アームに支持され、軸線方
向にスライドさせることができる。そこで、芯合わせす
るとともに、その単位内管を先行単位内管側へ押し込
む。つまり先行単位内管の継手フランジ部に芯合わせし
た単位内管の後部口縁を差し込み、双方を接合させる。 （９）搬入してきた単位内管の先行単位内管に対する接
合が終了したところで、その単位内管をセグメントリン
グ側に仮り固定する。 （１０）単位内管をこの懸架アームにて搬送台車から吊
り上げた後直ちに、バッテリーロコを駆動し、坑内軌条
の単位内管１本分相当長さを解体撤去し、積込んで搬送
台車は立坑側へ引き返す。 （１１）単位内管のセグメントリング内への仮固定完了
後据付装置における固定手段を解放する。すると据付装
置自体は、装置を構成する前後枠体のそれぞれ下部に設
けたキャスターホイールを介して内管内に接地されるこ
とになる。すなわち内管内で前記キャスターホイールを
介して軸線方向に移動走行が可能となる。そこで据付装
置自体を前記セグメントリング内への仮固定の終了した
単位内管側へ移動させる。つまり前進移動させる。 （１２）そこで前記（３）および（４）で説明した手順
によって据付装置自体を前記単位内管内に固定させ、以
下、前記（５）（６）（７）（８）（９）（１０）の手
順を繰り返し、順次単位内管の坑内への搬入および接合
を行う。エアモルタル注入の単位スパン（例えば１５０
ｍ、単位内管３０本分）の仮固定完了後、妻枠を施工し
エアモルタルの注入充填を行う。これらを繰り返し効率
的で迅速な二次覆工の施工作業を展開することができ
る。

【００１３】

【実施例】さらに図面に示す実施例に基づいて、この発
明装置の構成と、この装置による内管の据付方法を具体
的に説明する。まず図１は、一次覆工であるセグメント
リング１の施工が終了し、この発明による据付装置１０
による二次覆工の単位内管２，２……の据付け作業の途
中工程を示す側面図である。なお、この実施例におい
て、二次覆工に用いる内管２としては、通称ＦＲＰＭと
呼ばれている樹脂モルタルをガラス繊維強化プラスチッ
クでサンドイッチ構造にした管を用いた。そして図１で
言えば、左側に継手フランジ２ａを一体的に形成したＦ
ＲＰＭ管からなる単位内管２を用い、この継手フランジ
２ａに相手方単位内管２の後端口縁２ｂ、図示で右側を
差し込み接合するようにした。また単位内管２と一次覆
工を構成するセグメントリング１は、鋼製セグメントを
用いた。なお、前記単位内管２として、鋼製管を用いる
場合もあることは、もちろんである。

【００１４】次に据付装置１０は、図１で示すように、
まず支柱部材１１からなる前後一対の枠体１２および１
２を水平部材１３で結合し装置フレーム１４を構成し
た。そしてこの装置フレーム１４の前後枠体１２および
１２の上端部にそれぞれ円弧状の支圧板１５および１５
を取り付け、下端部には油圧ジャッキ１６および１６を
介して、同じく円弧状の支圧板１７および１７を取り付
け、装置フレーム１４の単位内管２に対する固定手段と
した。

【００１５】そして、さらに前後枠体１２および１２
に、それぞれ油圧ジャッキ１８および１８を据置すると
ともに、この油圧ジャッキ１８および１８上に、装置フ
レーム１４の前方に張り出す水平梁部材からなる単位内
管の懸架アーム１９を片持ち形式に支持させた。そし
て、張り出し部分の懸架アーム１９、つまり図１で左側
に張り出した懸架アーム１９上面にボールベアリング形
式の球形凸起２０を直線的に配列設置し、内管の据付装
置１０とした。

【００１６】図２は、前記据付装置１０の正面図であ
る。ちなみに装置フレーム１４を構成する前後枠体１２
および１２は、２本の支柱部材１１を平行に配列して構
成した。また前後枠体１２および１２の上端部に取り付
けた円弧状の支圧板１５および１５は、単位内管２の内
壁面に密着される曲率の円弧状の支圧板１５および１５
とし、図面上には表示していないが、その表面には硬質
ゴムを貼着させた構成とした。

【００１７】ついで、下端部に取り付けた円弧状の支圧
板１７および１７も前記上端部の支圧板１５および１５
と同様に構成するとともに、図２で示すように油圧ジャ
ッキ１６および１６を介して下向きに上下作動させるこ
とができるようにして取り付けた。なお、装置フレーム
１４、つまり装置１０自体を単位内管２の軸線に沿って
移動させるための手段としての車輪は、図２で示すよう
に、装置フレーム１４を構成する前後枠体１２および１
２の下部左右両側にゴム輪からなるキャスターホイール
２１および２１を取り付けた。その際、装置フレーム１
４がローリングすることなく直進することができるよう
に左右のキャスターホイール２１および２１は、トー・
インを付ける形で取り付けた。

【００１８】また、図２において、前後枠体１２および
１２のほぼ中間から左右水平方向に張り出したアウトリ
ガー２２および２２は、前記上下支圧板１５，１７と共
同して装置１０本体を単位内管２内に固定させるための
ものである。なお、前記単位内管の懸架アーム１９は、
実施例においては、図２で示すようにＩ型鋼で構成し
た。

【００１９】図３は、一次覆工としてのセグメントリン
グ１の施工が終了した坑内に、立坑（図示せず）より搬
入した単位内管２を搬送台車３０上に積載するととも
に、バッテリーロコ４０を用いて後押し要領で据付け現
場へ送り込んでいる状態を示す。

【００２０】図４は、送り込んだ単位内管２を先行する
単位内管２に固定した据付装置１０側に近づけた状態を
示す。つまり左側の単位内管２を右側の単位内管側に近
づけている状態を示す。なお、この図において２３は、
前工程において単位内管２とセグメントリング１との環
状間隙にエアモルタルを注入充填する際、妻枠として詰
め込んだグラウトバックである。

【００２１】図５は、送り込んだ単位内管２を据付装置
１０の懸架アーム１９を前後左右の油圧ジャッキ１８お
よび１８を作動して吊り上げ、右側の単位内管２の継手
フランジ２ａに対する芯合わせ作業を行い、接合させる
直前の工程を示す。なお、単位内管２の吊り上げ作業と
併行して、この単位内管２を送り込んできた搬送台車３
０およびバッテリーロコ４０は、次位の単位内管２を運
び込むため立坑側へ引き返している。かつ、この搬送台
車３０およびバッテリーロコ４０の誘導ラインとなる、
つまり図３および図４で示す坑内軌条５０は、この時点
において単位内管２の１本分相当長さを解体撤去するこ
とはもちろんである。なお、図５において示す６０は、
前記前後の油圧ジャッキ１８および１８の作動操作する
電動式の油圧ポンプであり、装置本体に搭載装備してい
る。

【００２２】図６は、送り込んだ単位内管２（図示で左
側）を右側の単位内管２に対する接合作業が例えば１５
０ｍ分終了し、左側の単位内管２の前端継手フランジ部
２ａとセグメントリング１の環状間隙に対するグラウト
バック２３の詰め込み作業が終了した工程を示す。この
グラウトバック２３の詰め込み作業が終了した時点で、
単位内管２とセグメントリング１との環状間隙にエアモ
ルタルの注入充填を行う。なお、このエアモルタルの注
入充填の方法、手段については、公知の方法、手段によ
るものであるため説明は省略する。

【００２３】前記エアモルタルの注入充填作業が終了し
たところで、装置本体の単位内管２、図６で言えば、右
側の単位内管２に対する固定を解除するとともに、エア
モルタルの注入充填作業の終了した左側の単位内管２側
に移動させ、再固定する。以下、図３、図４、図５、図
６の手順を繰り返し行うことによって、全長にわたって
の二次覆工の施工を展開する。図７は、前記施工作業の
フローチャートである。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成し
た据付装置を利用して、二次覆工に用いる内管を一次覆
工を構成するセグメントリング内（坑内）に据付けるよ
うにしたので、従来の二次覆工の施工作業に比較し、次
のような効果が発揮される。 （１）単位内管を据付け位置まで搬入し先行単位内管に
対する芯合わせと、接合と、さらにセグメントリングに
対する仮り固定作業が連続的に展開できる。その結果、
立坑を介して搬入される単位内管の運搬作業を行うバッ
テリーロコおよび搬送台車の稼働効率が向上し、全体と
しての工期短縮を図ることができる。特に、この効率向
上は施工距離が長くなれば長い程高くなる。 （２）先行単位内管に対する次位単位内管の芯合わせと
接合作業が片持ち形式の懸架アームを介して行うように
し、かつ、この懸架アームの後端部および中間部の２点
を油圧ジャッキを介して支持させていたるため、双方油
圧ジャッキの押し上げストロークを適宜調整操作するだ
けで、前記搬入してきた次位単位内管を先行単位内管に
人手に頼らず芯合わせすることができ、かつ接合させる
ことができる。したがって、搬入から接合までの作業が
機械的に、かつ連続的に展開され、きわめて効率的であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一次覆工であるセグメントリングの施工作業が
終了した坑内に、二次覆工の内管据付装置を配置した側
面図である。

【図２】据付装置の正面図である。

【図３】一次覆工としてのセグメントリングの施工が終
了した坑内へ単位内管を積載した搬送台車をバッテリー
ロコで据付装置へ送り込む搬送工程を示す側面図であ
る。

【図４】送り込んだ単位内管を据付装置の懸架アームに
懸架させる工程を示す側面図である。

【図５】懸架アームに懸架させた単位内管の先行単位内
管に対する芯合わせと接合させる工程を示す側面図であ
る。

【図６】単位内管と先行単位内管との接合作業が終了
し、セグメントリングと単位内管との環状間隙へエアモ
ルタルの注入充填作業を開始する直前工程を示す側面図
である。

【図７】単位内管の搬入からエアモルタルの注入充填作
業に至る一連の作業工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１………セグメントリング ２………単位内管 ２ａ……継手フランジ ２ｂ……後端口縁 １０……据付装置 １１……支柱部材 １２……枠体（前・後） １３……水平部材 １４……装置フレーム １５，１７……支圧板（上・下） １６……油圧ジャッキ １８……油圧ジャッキ（前・後） １９……懸架アーム ２０……球状凸起（ボールベアリング） ２１……キャスターホイール ２２……アウトリガー ２３……妻枠（グラウトパック） ３０……搬送台車 ４０……バッテリーロコ ５０……坑内軌条 ６０……電動式油圧ポンプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支柱部材からなる前後一対の枠体を水平
   部材で結合し、装置フレームを構成するとともに、この
   装置フレームに、装置フレーム自体を二次覆工に用いる
   内管内に固定させるための固定手段と、同じく装置フレ
   ーム自体を前記内管内を軸線方向に沿って移動させるた
   めの複数の車輪からなる移動手段とを取り付け、さらに
   装置フレームの前後枠体に、それぞれ油圧ジャッキを垂
   直方向に平行させて取り付け、この前後油圧ジャッキ上
   に装置フレームの前方に張り出す水平梁部材からなる単
   位内管の懸架アームを片持ち形式に支持させ、さらに張
   り出し部分の懸架アームの上面には、球状凸起からなる
   アタッチメントの複数を長手方向に、かつ各アタッチメ
   ントの頂点を結ぶ線が直線を形成するようにして配列装
   備をさせたことを特徴とする二次覆工に用いる内管据付
   装置。
2. 【請求項２】 前記固定手段は、装置フレームを構成す
   る前後枠体のそれぞれ上端部に円弧状の支圧板を取り付
   け、下端部には油圧ジャッキを介して同じく円弧状の支
   圧板を取り付け、さらに前後枠体の中間部に左右水平方
   向にアウトリガーを張り出し装備させた構成としたこと
   を特徴とする請求項１記載の二次覆工に用いる内管据付
   装置。
3. 【請求項３】 前記移動手段は、前後枠体の下部両側に
   トー・インを付けたキャスターホイールを装備させた構
   成としたことを特徴とする請求項１記載の二次覆工に用
   いる内管据付装置。
4. 【請求項４】 前記懸架アームの張り出し部の上面のア
   タッチメントは、回転自在な球体をもって構成したこと
   を特徴とする請求項１記載の二次覆工に用いる内管据付
   装置。
5. 【請求項５】 セグメントリングからなる一次覆工の内
   側に単位内管を順次据付け、単位内管とセグメントリン
   グとの環状間隙にエアモルタルを注入充填して二次覆工
   を施工する方法において、 前記環状間隙に対するエアモルタルの注入充填作業が終
   了した先行単位内管内に、内管据付装置を固定させる工
   程と、 この固定させた内管据付装置により立坑側より送り込ま
   れた次位の単位内管を前記先行した単位内管に接合し据
   付ける工程と、 前記環状間隙へのエアモルタルの注入充填する工程と、 前記先行単位内管に対する前記内管据付装置の固定を解
   除し、前記次位の単位内管側への内管据付装置を移動さ
   せ再固定させる工程とを連続的に繰り返すことを特徴と
   する二次覆工に用いる内管据付方法。