JPH08284597A - シールドトンネルのライニング構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールドトンネル構築の工期の短縮化、歩床
コンクリート設置の容易化を図ったシールドトンネルの
ライニング構築方法を提供すること。 【構成】 セグメント（４）を掘削された地山に組み立
てる一次覆工と同時に、相隣るセグメント（４）の継手
箇所にカバープレート（５）を介して充填剤を注入し
て、二次覆工を同時に実施するようにして工期の短縮化
を図り、また歩床コンクリート設置は、予め用意された
歩床プリキャストコンクリート（８）をセグメント組立
てと同一工程により設置するようにし設置の容易化を図
ったもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールドトンネルを構
築する際のトンネル内壁形成工程におけるシールドトン
ネルのライニング構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】円筒状の鋼製の筒を地山に押しながらト
ンネルを形成していくシールドトンネルは、地山掘削か
ら内壁形成まで一連の工程を経る。図５（施工手順の説
明図）、図６（施工形態を示す斜視図）にしたがい具体
的に説明すると、掘削機を取り付けた鋼製の筒であるシ
ールド５０で、地山を掘削し土砂をトロッコ等で後方に
送り、じょじょにシールド５０を前方に押し出していく
（図５Ａ）。押し出されたシールドの背後では、レール
５１上のセグメント台車５２（図６）により搬送されて
きた鉄材またはコンクリートブロック（セグメント５
３）を、地山内壁に沿って円環状に組立て内壁（ライニ
ング５４あるいは覆工という）を構築する（図５Ｂ）。

【０００３】セグメントを円滑状に組立てる場合、セグ
メント相互を接続していく方法として例えば特開平２−
２０７９９号公報記載のものがある。これは、セグメン
トの継手面に鋼材が一体にセットしてあり、この鋼材間
にコンクリート等を打設してセグメント覆工体を一体化
し、継手ボルトを不要としたものである。

【０００４】次に、すでに構築されているライニング５
４の歩床部に設けられている枕木５５とレール５１を前
方に延長設置し（図５Ｃ）、さらにジャッキ５６でシー
ルド５０をさらに前方に押し出す。この場合、内壁を形
成するセグメント５３は、ジャッキ５６がシールド５０
を前方に送る際に要する数百トンないし数千トンという
大きな力の反力を受ける。こうした工程を繰り返し、ト
ンネルの所要箇所には立坑壁５７を形成してトンネルを
貫通させる（図５Ｄ）。その後、セグメント５３の清
掃、枕木５５とレール５１の撤去を行いながら遮水のた
めの二次覆工をして（図５Ｅ）、トンネルを完成させる
（図５Ｆ）。５８は、二次覆工後の内壁を示す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来例で
は、シールド５０を例えば所定のライニング分、推進さ
せた後、セグメント５３を地山内壁に沿って円筒状に組
立て、そこにジャッキ５６に要する力の反力を受けさせ
ながら、さらにシールド５０を推進させる。そして、ト
ンネル全体の掘削完了するまでは、二次覆工を行なうこ
とができないようになっている。したがって、二次覆工
が終了するまでの工期が長期にわたることは避けられな
いという不具合があった。この工期の長期化は、一日当
たりのコストを考慮するとトータルコストを膨らませる
ことになり大きな問題であった。

【０００６】また、セグメント相互の接続方法としての
特開平２−２０７９９号公報記載の継手ボルトを用いな
い方法は、シールド推進に伴う大きな推進力を継手部分
で充分に伝達させる必要があるが、継手Ｈ鋼フランジ端
の接続面相互間の密着性及び推進時の接続面の安定性が
充分でないという問題がある。特に、シールドトンネル
のように曲線を描くような接続をした場合、曲線方向に
安定性及び強度を確保することは困難となる問題があ
る。なお、鋼製セグメントの場合、一次覆工のみで工程
を終了することはなく、通常は腐食の問題で二次覆工は
不可欠となる。

【０００７】また、二次覆工した後、トンネルの歩床部
に歩床コンクリートを形成してトンネル内作業をする場
合の足場の確保をすることが行われる。ところが、この
歩床コンクリートは現場でコンクリート打ちすることに
より形成されるようになっている。したがって、歩床コ
ンクリートの形成のための作業時間を前記内壁形成の作
業時間の他に要することになり、迅速な歩床コンクリー
トを設置できないという不具合があった。

【０００８】本発明は、上記不具合を解決すべく提案さ
れるもので、シールドトンネル構築の工期の短縮化、歩
床コンクリート設置の容易化を図ったシールドトンネル
のライニング構築方法を提供することを目的としたもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、 １．地山を掘削した後、セグメントを組立てるトンネル
内壁を形成するシールドトンネルのライニング構築方法
において、前記セグメントを掘削された地山に組立てる
一次覆工と同時に、相隣る前記セグメントの継手箇所に
カバープレートを介して充填剤を注入してトンネル内壁
を完成させた。 ２．前記セグメントはスチールを骨材としてコンクリー
トで形成したスチールセグメントとした。 ３．セグメントを掘削された地山に組立てる一次覆工と
同時に相隣る前記セグメントの継手箇所にカバープレー
トを介して充填剤を注入し、その後予め形成された歩床
コンクリートを所要箇所に設置しトンネル内壁を完成さ
せた。 ４．前記歩床コンクリートは、プレキャストコンクリー
ト体とした。 前記第１項又は第３項の充填剤はモルタル又はセメント
ミルク又は樹脂材とした。

【００１０】

【作用】第１項では、セグメント組立て時にカバープレ
ートを取り付け、セグメント継手部分に充填剤を注入し
て二次覆工工程を一次覆工と同時に行う。第２項では、
構造的に強化されたスチールセグメントの継手部分に充
填剤を注入して二次覆工工程を一次覆工と同時に行う。
第３項では、セグメントの組立て工程時に歩床コンクリ
ートを設置する。第４項では、予め形成されたプレキャ
ストコンクリート体を構築された内壁の歩床部まで搬送
して設置する。第５項では、継手部分になじみ易いモル
タル、セメントミルク、樹脂材を注入する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。図１は、本発明に係る施工手順を説明する
ための説明図である。先端に掘削機１を取り付けた円筒
状の筒であるシールド２が、ジャッキ３により地山を押
しながら掘削していく。すでに掘削してきたシールド２
の背後には、セグメント４をトンネル内壁に沿って組立
てていく。このセグメント４の組立てには、エレクタ昇
降装置によって旋回するエレクタ旋回装置等の周知の手
段を用いる。こうしてセグメント４を組立てた後、地山
とセグメント４裏面との間の間隙を埋めるようにモルタ
ルを注入する。なお円周方向に隣接するセグメント４同
士、さらに次に組立てられトンネル軸方向に隣接するセ
グメント４同士はボルトで結合される（図１Ａ）。

【００１２】図４Ａは、トンネル内に２列分のセグメン
ト４が円周方向に１／２づつずらして組立て固定された
状態を示している。この状態では隣接するセグメント４
同士は、ボルトで結合はされているものの密閉状態では
ない。そこで、次に上記セグメント４間にＬ字状のカバ
ープレート５を取り付ける（図１Ｂ）。図３Ｂは、カバ
ープレート５を取り付ける状態を示したものである。そ
して、カバープレート５内部にセグメント４間を埋める
ようにモルタルを注入する。６は注入されたモルタルを
示している。ここでモルタル６を充填剤の１例として掲
げているが、他にセメントミルク、樹脂材等があり、任
意に選択使用すればよい。

【００１３】図２は、モルタル６を注入する状態を示し
た拡大断面図である。図示のようにカバープレート５に
はグラウト孔口５ａが付設されており、このグラウト孔
口５ａに注入パイプ１３を接続してモルタル注入を行
う。なお、注入パイプ１３を有する注入ポンプ１２は、
後続台車１１に載置されて移動できるようになってい
る。

【００１４】図３は、上記のようにしてカバープレート
５内部にモルタルを注入する状態を示す詳細図である。
セグメント４はひび割れ防止鉄筋４ａを有するコンクリ
ート４ｂ製のスチールセグメントである。隣接するセグ
メント４同士は、セグメント主桁４ｃを接合させてボル
ト７で締めつけ固定する。カバープレート５をセグメン
ト４間に配設するには、型枠兼用桁４ｄを介して取り付
け固定する。そして、内部にモルタル６を注入する。な
お、本発明で用いるスチールセグメントは、従来の二次
覆工で形成されるコンクリートの厚みを有し、止水効
果、耐久性等を充分保有している。

【００１５】こうして、セグメント４を組立てて形成し
た内壁が密閉状態となり遮水されると、従来の二次覆工
が行われたことになる。この段階でセグメント４の歩床
部４ｆに歩床プレキャストコンクリート８を設置すると
ともに、その上にレール９を敷設する（図１Ｃ）。図４
Ｃ，Ｄは、歩床プレキャストコンクリート８を設置する
状態を示したもので、予め用意されている歩床プレキャ
ストコンクリート８を搬送してきて、設置するだけであ
るので極めて簡便な作業で足りる。図４Ｅに示したよう
な分割体として形成された歩床プレキャストコンクリー
ト８は、底部８ａがセグメント４の歩床部４ｆと適合す
るように形成されている。なお、図４Ｃに示した歩床プ
レキャストコンクリート８は、軽量化を図るため凹部を
形成してある。また、図４Ｅに示したような分割体にし
たのは、搬送及び設置の際の便を配慮したためである。

【００１６】セグメント４の歩床部４ｆに歩床プレキャ
ストコンクリート８を設置するとともに、その上にレー
ル９を敷設したところで、さらに掘削を進めセグメント
を組み立てモルタルを注入するという作業を行う（図１
Ｄ）。こうした作業の繰り返しを行ってトンネルを完成
させる。そして、作業用に使用していたレールを取り外
すと、図１Ｅに示すようなトンネルとなる。なお、１０
は立坑壁である。

【００１７】

【発明の効果】以上のごとく本発明によれば、以下の効
果を奏する。請求項１によれば、セグメント組立て時に
その組立て用機械であるエレクタを用いてセグメント継
手部分にカバープレートを取り付ける。そして、シール
ド機械類の後方からセグメント継手部分にモルタルを注
入するようにしているので、従来の二次復工を一次復工
と平行作業として行うことができる。つまり、結果的に
は一次復工のみでライニング構築作業を終了できる。し
たがって、工期の短縮及びそれに伴うトータルコストの
低減を実現できる。しかも、従来は不十分であったセグ
メント継手部分の密閉を十分に行うことができ、漏水対
策は大幅に改善された。請求項２によれば、前記セグメ
ントはスチールを骨材としてコンクリートで形成したス
チールセグメントとしたので、構造的に強化されたセグ
メントを用いて従来の二次復工を一次復工と平行作業と
して行うことができる。請求項３によれば、セグメント
組み立てと同一工程により、歩床プレキャストコンクリ
ートを設置するようにしているので、従来のように枕木
を設置してレールを配設するという工程に比較し、工期
の短縮及び枕木の設置という作業の省略が可能となり作
業効率の向上を図れた。請求項４によれば、歩床コンク
リートとしてプレキャストコンクリート体を用いたの
で、現場コンクリート打ちをすることなく、簡便に歩床
コンクリートの設置ができる。請求項５によれば、モル
タル、セメントミルク、樹脂材を充填剤として用いたの
で、継手部分になじみ易く適正なライニングを構築でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る施工手順を示した説明図である。

【図２】同モルタルを注入する状態を示した拡大図であ
る。

【図３】同セグメントの接合方法を示す断面図である。

【図４】同セグメント及びカバープレートの組立て状態
を示す斜視図である。

【図５】従来例に係る施工手順を示した説明図である。

【図６】同シールド工法の施工形態を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 掘削機 ２ シールド ３ ジャッキ ４ セグメント ４ａ 歩床部 ５ カバープレート ６ モルタル ８ 歩床プレキャストコンクリート ９ レール １０ 立坑壁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地山を掘削した後、セグメントを組立て
   トンネル内壁を形成するシールドトンネルのライニング
   構築方法において、 前記セグメントを掘削された地山に組立てると同時に、
   相隣る前記セグメントの継手箇所にカバープレートを介
   して充填剤を注入してトンネル内壁を完成させることを
   特徴とするシールドトンネルのライニング構築方法。
2. 【請求項２】 前記セグメントはスチールを骨材として
   コンクリートで形成したスチールセグメントであること
   を特徴とする請求項１記載のシールドトンネルのライニ
   ング構築方法。
3. 【請求項３】 セグメントを掘削された地山に組立てる
   と同時に相隣る前記セグメントの継手箇所にカバープレ
   ートを介して充填剤を注入し、その後予め形成された歩
   床コンクリートを所要箇所に設置しトンネル内壁を完成
   させることを特徴とするシールドトンネルのライニング
   構築方法。
4. 【請求項４】 前記歩床コンクリートは、プレキャスト
   コンクリート体であることを特徴とする請求項３記載の
   シールドトンネルのライニング構築方法。
5. 【請求項５】 前記充填剤は、モルタル又はセメントミ
   ルク又は樹脂材であることを特徴とする請求項１又は請
   求項３記載のシールドトンネルのライニング構築方法。