JPH0874491A - シールド工法における止水方法及び止水構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、複雑な形状の推進管やシー
ルドセグメントを採用した場合でも、また止水材と接触
しながら推進する推進管においても、地下水や土砂をシ
ールすることができるシールド工法における止水方法お
よび止水構造を提供することにある。 【構成】 本発明のシールド機の止水方法は、立坑壁を
掘削しながら発進するシールド機周りの立坑壁に溝を形
成し、この立坑壁内にシールド機を更に掘進し、シール
ド機が立坑壁を貫通する前に、溝の前後をシールすると
共に、このシール後、溝内にシール材を注入することを
特徴とする。また、本発明の別の止水方法は、シールド
機発進口の内周に水膨脹性化合物からなる第一のシール
材を設け、このシール材にスキンプレート外面の全周が
接するようにシールド機を設置し、スキンプレートのテ
ールエンドが、立坑壁内面を通過した後、この立坑壁内
面とセグメントまたは推進管の外面との間に、更に水膨
脹性化合物からなる第二のシール材を設けることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法における
止水方法および止水構造に関し、詳細には、シールド機
が立坑内から地山に発進したり、または立坑内に到達す
る際のシールド機発進口および到達口の止水方法および
止水構造、あるいは推進工法におけるセミシールド機と
推進管との発進口の止水方法および止水構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド機が発進する際、炭素繊
維による補強筋、コンクリートおよび石灰石等を用いて
立坑壁を形成し、この立坑壁をシールド機で切削しなが
らシールド機発進口を開けて地山へ発進する、いわゆる
NOMST工法がある。また、NOMST工法以外では、鉄筋コン
クリート造の立坑壁を形成し、この立坑壁外部の地山を
地盤改良した後、立坑壁に地山まで貫通するシールド機
発進口を形成し、このシールド機発進口にシールド機を
設置し、シールド機で地山を掘進するシールド工法があ
る。

【０００３】これらのシールド工法において、シールド
機発進時に、立坑壁の穴と、シールド機スキンプレート
及びセグメントあるいは推進管との間には隙間が生じ、
この隙間から立坑内に地下水や土砂が浸入するため、こ
の隙間をエントランスパッキングでシールする方法が提
案されている。

【０００４】このエントランスパッキングを用いる方法
は、例えば図５に示すように、立坑壁５０の内面の穴周
りにゴム板５９と、押さえバネ板６１と、押さえ板６０
とをアンカーボルト６４によって固定し、更に立坑壁に
形成された穴の内面、２箇所の全周にゴム板６２および
押さえバネ板６３とをアンカーボルト等によって固定
し、これら三箇所のパッキング間にそれぞれ連通する泥
水注入管５５，５７と空気抜き管５６，５８とによりパ
ッキング間に泥水を注入し、この泥水圧と、地山側から
シールド機５１周りの隙間に浸入する地下水や土砂の圧
力とをバランスさせることを特徴とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記エントランスパッ
キングを用いる方法では、セグメント５４または推進管
等が比較的単純な形状、すなわち円形や矩形の場合に
は、ゴム板５９や押さえバネ板６１をセグメント５４ま
たは推進管等の周りに接触・追従するように容易に設け
ることができ、したがって立坑壁５０の穴周りの隙間も
容易に封止することができる。

【０００６】しかしながら、複雑な形状のセグメントや
推進管、例えば本願発明者が別途発明した特願平６−１
５４６７６号に記載の突出部や凹陥部等を有する推進管
においては、推進管自体の複雑な形状に加えて、推進管
が前記ゴム板や押さえバネ板と接触しながら推進するこ
とから、この推進管周りに接触・追従するように前記ゴ
ム板や押さえバネ板を設けることは困難であるという問
題点がある。

【０００７】本発明は前記問題点を解決せんとしたもの
であり、その目的は、複雑な形状の推進管やシールドセ
グメントを採用した場合でも、また止水材と接触しなが
ら推進する推進管においても、確実に地下水や土砂を止
めることができるシールド工法における止水方法および
止水構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、立坑内にシール
ド機を設置し、このシールド機で立坑壁を掘削して地山
へ掘進する際の止水方法であって、立坑壁を掘削しなが
ら発進するシールド機周りの前記立坑壁に溝を形成し、
前記立坑壁内に前記シールド機を更に掘進し、前記シー
ルド機が前記立坑壁を貫通する前に、前記溝の前後をシ
ールすると共に、このシール後、前記溝内にシール材を
注入することを特徴とするシールド工法における止水方
法にある。

【０００９】本発明の止水方法は、シールド工法、すな
わちシールド機内においてセグメントを組み立て、この
セグメントを反力受けとしてシールド機を掘進する工法
であっても、また推進工法、すなわちシールド機が切羽
を掘進するのと同時に、既成管（推進管）を推進ジャッ
キによって立坑から順次押し込む工法であっても適用す
ることができる。

【００１０】本発明の止水方法において、立坑壁内のシ
ールド機周りの立坑壁に溝を形成するとは、例えば、シ
ールド機が立坑内から発進し、立坑壁内を掘進して地山
へ貫通するまでの間に、シールド機のカッタ周面からオ
ーバーカッター等を突出し、その状態でカッタ面を回転
することによって形成する。この時、オーバーカッター
等を突出したままシールド機を所定の距離だけ掘進し、
その後、オーバーカッター等をカッタ周面に収納すれ
ば、立坑壁内のシールド掘進穴の径は、シールド機のカ
ッタ面外径つまりスキンプレートとほぼ同径に戻る。な
お、溝を形成する際に生じる立坑壁の切削粉は、シール
ド機内にバキューム孔を設けて、ここから吸引して排出
するか、あるいは、立坑壁の発進口の下側に立坑内に連
通する孔を設けて、この孔から吸引して排出することが
できる。

【００１１】本発明の止水方法において、溝内に注入す
るシール材としては、地山側から地下水や土砂による圧
力がシール材に作用した場合、シール材が圧縮変形し、
隙間の形状に追従して封止する可撓性を有すると共に、
スキンプレートと地山との隙間からシール材が流出しな
い程度の硬度を有するシール材を使用する。かようなシ
ール材としては、例えば二液タイプの水膨脹性化合物、
すなわち水膨脹性ウレタン系化合物等の液体状主剤と、
これら主剤の硬化剤とからなり、二液を混合すると一分
前後で硬化するシール材等を使用することができ、ま
た、一液タイプの水膨脹性化合物、すなわち水膨脹性ウ
レタン系化合物等の液体状主剤と、これら主剤の硬化剤
とからなる、一液タイプのシール材等を使用することが
できる。

【００１２】本発明の止水方法において、シールド機が
立坑壁を貫通する前に、溝の前後をシールするとは、溝
内にシール材を注入した場合、シール材が硬化する前に
溝の前後の隙間から切羽面や立坑内へ流出することの無
いようにシールするものである。したがって、溝前後の
シールは、切羽面からの地下水や土砂の圧力に耐えるほ
どの強度は必要無く、ただ単に溝内のシール材が硬化す
るまで、溝前後を封止することができれば良い。かよう
な溝前方のシール材としては、前記一液または二液タイ
プのシール材を採用することができ、このシールの施工
は、例えばカッタ周面に、シールド機内のシール材圧送
装置に連通する二個の孔を設け、シールド機のカッタを
回転しながらシール材を圧送すると、シール材はカッタ
全周にわたって噴出し、シール材が硬化して地山面との
間にリング状のシールを形成することができる。また、
溝後方のシール材としては、立坑壁のシールド発進穴
と、シールド機のスキンプレートとの隙間を一時的に封
止できれば特にシール材の材料や形状には限定されず、
例えば粘土、ガムテープ、またはウェス等を用いて隙間
を封止することができる。

【００１３】また本発明の別の要旨は、立坑壁と、この
立坑壁内のシールド機周りに形成した溝と、この溝の前
後のシールド機周りに設けられたシール手段と、前記溝
に注入された水膨脹性化合物からなるシール材とを備え
るシールド工法における止水構造にある。

【００１４】本発明の止水構造において、立坑壁のう
ち、少なくともシールド機が発進する立坑壁は、シール
ド機のカッタによって掘削することができるような構造
とし、この立坑壁を構成する材料は特に限定されない。
かような立坑壁は、例えば炭素繊維による補強筋や鉄
筋、コンクリートおよび石灰石等を用いて形成すること
ができる。

【００１５】本発明の止水構造において、溝と、この溝
前後のシール手段とは、上述した手段により形成するこ
とができる。

【００１６】本発明の止水構造において、溝に注入され
た水膨脹性化合物からなるシール材は、上述した一液ま
たは二液タイプの水膨脹性化合物を使用することがで
き、これらのシール材の溝内への供給は、例えば立坑内
から溝に連通するシール主剤供給管およびシール硬化剤
供給管を立坑壁内に設け、これらの管に連通するポンプ
等を立坑内に設け、これら管とポンプとによってシール
主剤とシール硬化剤とを立坑内から圧送することができ
る。

【００１７】更に本発明の別の要旨は、地中を掘進する
シールド機が、立坑壁を掘削して立坑内に到達する際の
止水方法であって、予め到達立坑壁面に、シールド機カ
ッター面の外周円に跨る径のシール材を設け、このシー
ル材を覆うように、前記到達立坑壁面に補強壁を設け、
シールド機で到達立坑壁を掘削しながら、シールド機周
りの前記到達立坑壁に溝を形成し、更に、シールド機を
掘進させて、前記シール材を貫通した後、前記シールド
機が前記補強壁を貫通する前に、前記溝内にシール材を
注入することを特徴とするシールド工法における止水方
法にある。

【００１８】本発明の止水方法は、シールド工法、すな
わちシールド機内においてセグメントを組み立て、この
セグメントを反力受けとしてシールド機を掘進する工法
に適用することができる。

【００１９】本発明の止水方法において、シールド機カ
ッター面の外周円に跨る径のシール材は、前述した一液
あるいは二液タイプの水膨脹性化合物からなるシール材
を使用するか、もしくは、これら二液が予め混合されて
所定形状に形成されたシール材を使用することができ
る。また、シール材の径が、シールド機カッター面の外
周円に跨るとは、シール材の内径をシールド機カッター
面の外周円よりも小さく形成し、シール材の外径をシー
ルド機カッター面の外周円よりも大きく形成することで
ある。

【００２０】本発明の止水方法において、到達立坑壁に
溝は、前述した方法で同様に形成することができ、ま
た、溝内に注入するシール材は、前述したシール材と同
様のものを使用することができる。

【００２１】更にまた、本発明の別の要旨は、地中を掘
進するシールド機が、立坑壁を掘削して立坑内に到達す
る際の止水構造であって、到達立坑壁と、この到達立坑
壁内のシールド機周りに形成した溝と、この溝の前方の
シールド機周りに設けられたシール手段と、前記溝に注
入された水膨脹性化合物からなるシール材とを備えるシ
ールド工法における止水構造にある。

【００２２】更に本発明の別の要旨は、立坑壁にシール
ド機発進口を形成し、このシールド機発進口にシールド
機を設置して、このシールド機で地山を掘進するシール
ド工法における止水方法であって、前記シールド機発進
口の内周に水膨脹性化合物からなる第一のシール材を設
け、このシール材にスキンプレート外面の全周が接する
ようにシールド機を設置し、前記スキンプレートのテー
ルエンドが、前記立坑壁内面を通過した後、前記シール
ド機発進口内周とセグメント外面との間に、更に水膨脹
性化合物からなる第二のシール材を設けることを特徴と
するシールド工法における止水方法にある。

【００２３】本発明の止水方法において、水膨脹性化合
物からなるシール材は、シールド機のスキンプレート後
端に複数段に設けられたテールシールの間に、注入する
こともできる。

【００２４】本発明の止水方法は、シールド工法に適用
することができ、このシールド工法とは、鉄筋コンクリ
ート造の立坑壁を形成し、この立坑壁外部の地山を地盤
改良した後、立坑壁に地山まで貫通するシールド機発進
口を形成し、このシールド機発進口にシールド機を設置
し、シールド機で地山を掘進するシールド工法である。

【００２５】本発明の止水方法において、第一のシール
材と第二のシール材は、上述した一液または二液タイプ
の水膨脹性化合物を使用することができる。ここで、こ
の第一のシール材は、例えば、最初にシールド機発進口
の内周にリング状に形枠を設け、次いで、この形枠内に
第一のシール材としての一液または二液タイプの水膨脹
性化合物を注入し、このシール材が硬化した後に形枠を
取り外すことによって形成することができる。一方、第
二のシール材は、例えば、最初にシールド機発進口の立
坑壁内面に、リング状の押さえ板を設け、次いで、この
押さえ板とセグメントまたは推進管との間隙をウェス等
でシールした後、このセグメント周りの、第一のシール
材と押さえ板との間に、第二のシール材としての一液ま
たは二液タイプの水膨脹性化合物を注入し、このシール
材を硬化して形成することができる。

【００２６】かようにして形成された第一のシール材
は、第二のシール材を注入する際に、この液状の第二の
シール材が地山側へと流出することを防止すると共に、
シールド機スキンプレートと立坑壁との間を封止する。
また、第二のシール材は、セグメントまたは推進管と立
坑壁との間を封止する。すなわち、セグメントの外周は
スキンプレート外周よりも小径であるため、シールド機
が所定距離前進してスキンプレートのテールエンドが、
第一のシール材の設けられた位置を通過すると、第一の
シール材とセグメントや推進管との間には間隙が生じ
る。この間隙が第二のシール材によって封止される。

【００２７】更にまた、本発明の別の要旨は、立坑壁
と、この立坑壁のシールド機発進口またはシールド機到
達口のスキンプレート周りに形成した水膨脹性化合物か
らなる第一のシール材と、前記スキンプレート外面およ
びセグメント外面と前記シールド機発進口内周またはシ
ールド機到達口との間に設けられた水膨脹性化合物から
なる第二のシール材とを備えるシールド工法における止
水構造にある。

【００２８】なお、本発明の止水構造において、立坑壁
と、第一のシール材と、第二のシール材とは上記と同様
な材料や方法によって形成することができる。

【００２９】

【作用】請求項１乃至２に記載した本発明のシールド工
法における止水方法および止水構造は、構築した立坑内
にシールド機を設置し、このシールド機で立坑壁を掘削
して地山へ掘進する際の止水方法および止水構造であっ
て、立坑壁内のシールド機周りに溝を形成し、この溝の
前後をシールすると共に、このシール後、溝内にシール
材を注入する。このシール材が硬化した後、シールド機
が立坑壁を貫通すると、地山からは地下水や土砂がシー
ルド機のスキンプレート周りの隙間から浸入する。この
地下水や土砂の圧力により、隙間を封止するように溝内
のシール材が圧縮変形する。

【００３０】請求項３乃至４に記載した本発明のシール
ド工法における止水方法および止水構造は、シールド機
が到達立坑内に到達する際の止水方法であって、予め到
達立坑壁面に、シールド機カッター面の外周より大径の
シール材を設け、このシール材を覆うように、到達立坑
壁面に補強壁を設け、シールド機で到達立坑壁を掘削し
ながら、シールド機周りの到達立坑壁に溝を形成し、更
に、シールド機を掘進させて、シール材を貫通した後、
シールド機が補強壁を貫通する前に、溝内にシール材を
注入する。この溝内のシール材が硬化した後、シールド
機が立坑壁を貫通すると、地山からは地下水や土砂がシ
ールド機のスキンプレート周りの隙間から浸入する。こ
の地下水や土砂の圧力により、隙間を封止するように溝
内のシール材が圧縮変形する。

【００３１】請求項５乃至６に記載した本発明のシール
ド工法における止水方法および止水構造は、鉄筋コンク
リート造の立坑壁を形成し、この立坑壁外部の地山を地
盤改良した後、立坑壁に地山まで貫通するシールド機発
進口またはシールド機到達口を形成し、このシールド機
発進口またはシールド機到達口にシールド機を設置し、
シールド機で地山を掘進するシールド工法であって、シ
ールド機発進口またはシールド機到達口の内周に水膨脹
性化合物からなる第一のシール材を設け、このシール材
にスキンプレート外面の全周が接するようにシールド機
を設置し、スキンプレートのテールエンドが、立坑壁内
面を通過した後、この立坑壁内面とセグメント外面との
間に、更に水膨脹性化合物からなる第二のシール材を設
ける。シールド機が地盤改良した範囲を貫通すると、地
山からは地下水や土砂がシールド機発進口またはシール
ド機到達口の隙間に浸入する。この地下水や土砂の圧力
により、隙間に設けられた第一のシール材と第二のシー
ル材が圧縮変形して、この隙間を封止する。

【００３２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【００３３】図１は、請求項２に記載した本発明のシー
ルド工法における止水構造の簡略断面図であり、図２は
図１の溝部分の拡大断面図である。図１および図２にお
いて、シールド工法における止水構造は、地中壁を用い
て構築した立坑壁１と、この立坑壁内のシールド機９の
周りに形成した溝２と、この溝２の前後のシールド機周
りに設けられたシール手段としてのシール材３，４と、
溝２に注入された水膨脹性化合物からなるシール材１８
とを備える。

【００３４】ここで、前記立坑壁１のうち、少なくとも
シールド機９が発進する立坑壁１は、シールド機９のカ
ッターによって切削し易いように、炭素繊維による補強
筋（図示せず）およびコンクリートから構成されてい
る。また、立坑壁内には立坑内１６から溝２に連通する
シール主剤供給管５およびシール硬化剤供給管７を複数
本埋設し、これらシール主剤供給管５にはシール主剤圧
送ポンプ６を連結し、一方、シール硬化剤供給管７には
シール硬化剤圧送ポンプ８を連結する。なお、前記供給
管５，７は、後述する溝２内にシール主剤とシール硬化
剤とが隙間無く、充分に満たされるように適当本数設け
る。

【００３５】前記溝２は、立坑内１６から地山１７まで
の間の、立坑壁内のほぼ中間において、シールド機９の
周りに長さ20〜30cm程度、高さ10〜20cm程度（図２参
照）のリング状に形成する。なお、この溝２を形成する
際に生じる立坑壁の切削粉を排出するために、溝２の下
側に立坑内に連通する孔（図示せず）を設けると共に、
この孔に連通するように吸引装置（図示せず）を立坑内
１６に設ける。

【００３６】また、溝の中に注入する水膨脹性化合物か
らなるシール材１８とは、水膨脹性ウレタン系化合物の
液体状主剤と、この主剤を硬化させる硬化剤とからな
り、それぞれ各別に前記圧送ポンプ６，８によって前記
供給管５，７を介して溝２に供給され、この溝２の中で
混合されて一分前後で硬化する。

【００３７】さらに溝２の前方のシール材３は、前述の
二液タイプの水膨脹性ウレタン系化合物によって立坑壁
１の内部のシールド機１周りに形成される。これらシー
ル主剤とシール硬化剤とは、シールド機９の内部に設け
た、シール主剤圧送装置１２とシール硬化剤圧送装置１
４によって、これらの供給管１１，１２を各別に介し
て、カッタ周面に設けた各１個ずつの孔（図示せず）か
らカッタ周面に噴出する。この時、カッタ面は回転して
おりシール主剤とシール硬化材とは、カッタ周面の全周
において混合され、一分間前後で硬化してシール材３は
形成される。

【００３８】溝２の後方のシール材４は、立坑壁１のシ
ールド発進穴と、シールド機のスキンプレート９ａとの
隙間を一時的に封止できる程度に隙間にウェスを詰め込
んで形成する。

【００３９】次に、図１および図２に示した本発明のシ
ールド工法における止水方法について説明する。

【００４０】最初に、地中壁を用いて構築した立坑内１
６にシールド機９を設置し、このシールド機９のカッタ
２０によって立坑壁１を掘削してシールド機９を発進す
る。この時、シールド機９のスキンプレート９ａと掘進
穴との間には３〜５mm程度の隙間が生じる。

【００４１】シールド機９のカッタ面２０が、立坑壁１
の中を掘進してほぼ中間に達したら、カッタ２０の周面
よりオーバーカッタ１５を長さ10〜20cmm程度突出し、
その状態でカッタ面２０の回転を続けると共に、シール
ド機９も距離20〜30cm程度前進する。これによってシー
ルド機９の周りには、長さａ＝20〜30cm程度、高さｂ＝
10〜20cm程度の溝２がリング状に形成される。

【００４２】かようにして溝２を形成した後、オーバー
カッター１５をカッタ２０の周面に収納し、シールド機
９を更に前進する。そしてシールド機９を、しばらく前
進した後、地山１７へ貫通する前に、一旦立坑壁内で掘
進を停止する。ここで、カッタ面２０を回転しながら、
シール主剤圧送装置１２とシール硬化剤圧送装置１４と
から、シール主剤供給管１１とシール硬化剤供給管１３
とを介して、シール主剤とシール硬化剤とを、カッタ周
面の孔から噴出する。シール主剤とシール硬化剤とが、
カッタ周面と立坑壁１内との隙間に充分にゆきわたり、
硬化してシール材３が形成されたら、カッタ２０の回転
を停止する。また、スキンプレート９ａと立坑内１６の
掘進穴との隙間には、シール材４としてのウェスを詰め
込む。

【００４３】以上のように、溝２の前後のシールが完了
したら、溝２内にシール主剤とシール硬化剤とを充填し
てシール材１８を形成する。シール材１８が硬化したら
地山１７に到達するまでシールド機９を掘進する。シー
ルド機９のカッタ面２０が立坑壁１を貫通すると、地山
１７の地下水や土砂はスキンプレート９ａの周りの隙間
ｃから浸入し、溝前方のシール材３を破壊して溝２まで
到達する。この地下水や土砂の圧力によりシール材１８
は圧縮されて変形し、溝内壁２ａに押しつけられると共
に、地下水によって膨脹してスキンプレート９ａと立坑
壁内面との隙間ｃを封止する。

【００４４】一方、溝２のシール材１８は、スキンプレ
ート９ａや推進管の表面から地山側に向かう摩擦力を受
けるものの、同時にこの摩擦力の反対方向から地下水や
土砂の圧力を受けるため溝内壁２ａに押しつけられた圧
縮変形状態を維持すると共に水膨脹して、隙間ｃを封止
し続けることができる。

【００４５】なお、シール材１８を、上記水膨脹性ウレ
タン系化合物等のように、硬化後も可撓性を有する二液
タイプの水膨脹性化合物で形成することによって、セグ
メントや推進管が突出部や凹陥部を有する、断面が複雑
な形状の場合にも、地下水や土砂の圧力を受けて、複雑
な形状にも追従するように圧縮変形して隙間を封止する
ことができる。

【００４６】次に、図４に基づいて、請求項４に記載し
た本発明のシールド工法における止水構造の実施態様に
ついて説明する。図４において、シールド工法における
止水構造は、到達立坑壁４８と、この到達立坑壁内のシ
ールド機２１周りに形成した溝２と、この溝２の前方の
シールド機周りに設けられたシール手段４３と、溝２に
注入された水膨脹性化合物からなるシール材４６とを備
えることを特徴とする。

【００４７】ここで、前記到達立坑壁４８のうち、少な
くともシールド機２１が到達する到達立坑壁４８は、シ
ールド機のカッター部２４によって切削し易いように、
炭素繊維による補強筋（図示せず）およびコンクリート
から構成されている。また、到達立坑壁内には立坑内１
６から溝２に連通するシール主剤供給管４４およびシー
ル硬化剤供給管４５を複数本埋設し、これらシール主剤
供給管４４にはシール主剤圧送ポンプ（図示せず）を連
結し、一方、シール硬化剤供給管４５にはシール硬化剤
圧送ポンプ（図示せず）を連結する。なお、前記供給管
４４，４５は、後述する溝２内にシール主剤とシール硬
化剤とが隙間無く、充分に満たされるように適当本数設
ける。

【００４８】前記シール手段４３は、前述の二液タイプ
の水膨脹性ウレタン系化合物を用いて、外周がカッター
部２４よりも大径で、かつ内周がカッター部２４よりも
小径のリング状に形成し、これをシールド機到達予想範
囲の到達立坑壁内面に固定する。また、このシール手段
４３の外周には円周状空隙４１’あるいは円周状チュー
ブ（図示せず）を設ける。なお、これ以外に、シール手
段４３は図１の実施例に示した手順で、到達立坑壁内ま
たは補強壁内に形成しても良い。

【００４９】このシール手段４３の配設範囲よりも大き
く、全体を覆うように、到達立坑壁内面に、補強壁４２
を設ける。この補強壁４２は、到達立坑壁４８と同様
に、シールド機のカッター部２４によって切削し易い構
成とし、内部には立坑内１６から円周状空隙４１’ある
いは円周状チューブに連通するシール手段圧縮管４１を
埋設し、これらシール手段圧縮管４１には圧送ポンプ
（図示せず）を連結する。

【００５０】前記溝２は、立坑内１６から地山２６まで
の間の、到達立坑壁内のほぼ中間において、シールド機
２１の周りに長さ20〜30cm程度、高さ10〜20cm程度（図
２参照）のリング状に形成する。なお、この溝２を形成
する際に生じる到達立坑壁の切削粉を排出するために、
溝２の下側に立坑内に連通する排出管４７を設けると共
に、この排出管４７に連通するように吸引装置（図示せ
ず）を立坑内１６に設ける。また、溝２の中に注入する
水膨脹性化合物からなるシール材４６は、前述の二液タ
イプの水膨脹性ウレタン系化合物を使用する。

【００５１】かような構成の止水構造に基づき、請求項
３に記載した本発明のシールド工法における止水方法の
実施態様について説明する。

【００５２】次に、図１および図２に示した本発明のシ
ールド工法における止水方法について説明する。

【００５３】最初に、到達立坑壁４８の内面のシールド
機到達予想範囲にリング状のシール手段４３を固定した
後、このシール手段４３を覆うように、到達立坑壁内面
に、補強壁４２を設ける。

【００５４】シールド機２１が到達立坑壁４８に到達す
ると、シールド機２１は到達立坑壁４８を掘削しながら
前進する。この時、シールド機２１のスキンプレート２
３と掘進穴との間には３〜５mm程度の隙間が生じる。

【００５５】シールド機２１のカッタ面が、到達立坑壁
４８の中を掘進してほぼ中間に達したら、カッタ部２０
の周面よりオーバーカッター（図１参照）を長さ10〜20
cm程度突出し、その状態でカッタ面の回転を続けると共
に、シールド機２１も距離20〜30cm程度前進する。これ
によってシールド機２１の周りには、長さａ＝20〜30cm
程度、高さｂ＝10〜20cm程度の溝２がリング状に形成さ
れる。

【００５６】かようにして溝２を形成した後、オーバー
カッターをカッタの周面に収納し、更に、シール手段４
３を削りながらシールド機２１を前進する。そしてシー
ルド機２１を補強壁４２内でしばらく前進した後、立坑
１６へ貫通する前に、一旦、掘進を停止する。ここで、
シール手段圧縮管４１を介して、シール主剤や水等を円
周状空隙４１’あるいは円周状チューブに圧送して、シ
ール手段４３をスキンプレート２３の周面に押しつけ
る。

【００５７】以上のように、シール手段４３によって溝
２の前方のシールが完了したら、シール主剤供給管４４
あるいはシール硬化剤供給管４５を通して水を溝２内に
注入して、溝２の中の切削粉を洗浄する。この洗浄水を
排出管４７から排水した後、シール主剤供給管４４及び
シール硬化剤供給管４５を介して、溝２の中にシール主
剤とシール硬化剤とを充填する。このシール主剤とシー
ル硬化剤とは、前方においてはシール手段４３により、
後方においては裏込め材４７により、堰き止められて、
溝２の内部やスキンプレート２３の外周に行き渡るよう
に充填され、シール材４６が形成する。

【００５８】シール材４６が硬化したら立坑１６に到達
するまでシールド機２１を掘進する。シールド機２１の
カッタ面が、到達立坑壁４８と補強壁４２を貫通する
と、地山２６の地下水や土砂はスキンプレート２３の周
りの隙間から浸入し、溝２まで到達する。この地下水や
土砂の圧力によりシール材４６は圧縮されて変形し、溝
内壁２ａに押しつけられると共に、地下水によって膨脹
してスキンプレート２３と立坑壁内面や補強壁との隙間
を封止する。

【００５９】一方、溝２のシール材４６は、スキンプレ
ート２３から地山側に向かう摩擦力を受けるものの、同
時にこの摩擦力の反対方向から地下水や土砂の圧力を受
けるため溝内壁２ａに押しつけられた圧縮変形状態を維
持すると共に水膨脹して、隙間を封止し続けることがで
きる。

【００６０】次に、図３に基づいて、請求項６に記載し
た本発明のシールド工法における止水構造の実施態様に
ついて説明する。図３において、シールド工法における
止水構造は、立坑壁２５と、この立坑壁２５のシールド
機発進口２７のスキンプレート２３周りに形成した水膨
脹性化合物からなる第一のシール材３０と、スキンプレ
ート２３の外面およびセグメント５４の外面と立坑壁２
５内面との間に設けられた水膨脹性化合物からなる第二
のシール材３１とを備えることを特徴とする。

【００６１】かような構成の止水構造に基づき、請求項
５に記載した本発明のシールド工法における止水方法の
実施態様について説明する。

【００６２】最初に、鉄筋コンクリートからなる地中壁
を用いて立坑壁２５を構築し、この立坑壁２５外部の地
山２６を地盤改良した後、立坑壁２５に地山２６まで貫
通するシールド機発進口２７を形成する。

【００６３】次に、シールド機発進口２７のほぼ中央部
の内周にリング状の形枠（図示せず）を設け、この形枠
内に第一のシール材３０としての二液タイプの水膨脹性
化合物を注入し、このシール材３０が硬化した後に形枠
を取り外して、第一のシール材３０を形成する。この第
一のシール材３０は、請求項１および２の実施態様にて
使用したものと同じ二液タイプの水膨脹性化合物を使用
する。

【００６４】かようにして第一のシール材３０を形成し
たら、この第一のシール材３０にスキンプレート２３外
面の全周が接するように、シールド機２１をシールド機
発進口２７に設置し、地盤改良された地山２５の掘削を
開始する。

【００６５】そして、シールド機２１のテールエンド２
３ａが、立坑壁内面２５ａを通過した後、スキンプレー
ト２３の内側に形成された三段のテールシール２２間
に、前記二液タイプの水膨脹性化合物を注入する。更
に、立坑壁内面２５ａのシールド機発進口２７周りに
は、複数の鋼板によりリング状に形成された押さえ板３
５（このリング状押さえ板３５は、その内径がセグメン
ト５４の外径よりも若干大きく形成されたものを使用す
る。）をアンカーボルト３３やナット３４によって固定
する。この押さえ板３５を固定した後、この押さえ板と
セグメントとの間に生じた、およそ０〜10mm程度の間隙
をウェス等（図示せず）でシールし、セグメント周りの
第一のシール材３０と押さえ板３５との間に、第一のシ
ール材３０と同じ二液タイプの水膨脹性化合物を注入し
て第二のシール材３１を形成する。

【００６６】以上のように形成された第一のシール材３
０は、第二のシール材３１を注入する際に、この液状の
第二のシール材３２が地山側２６へと流出することを防
止すると共に、シールド機スキンプレート２３と立坑壁
２５との間を封止する。また、第二のシール材３１は、
セグメント５４と立坑壁２５との間を封止する。すなわ
ち、セグメント５４の外周はスキンプレート２３外周よ
りも小径であるため、シールド機２１が所定距離前進し
てスキンプレート２３のテールエンド２３ａが、第一の
シール材３０の設けられた位置を通過すると、第一のシ
ール材３０とセグメント５４との間には間隙が生じる。
そして、この間隙から地下水や土砂が浸入するため、第
二のシール材３１は地下水や土砂の圧力によって圧縮変
形し、押さえ板３５に押しつけられると共に、水膨脹し
て押さえ板３５とセグメント５４との間隙を封止し続け
ることができる。

【００６７】

【発明の効果】本発明のシールド工法における止水方法
では、溝に注入するシール材は、セグメントや推進管が
複雑な形状の突出部や凹陥部を有する場合にも、地下水
や土砂の圧力を受けて、圧縮変形して複雑な形状に追従
し、隙間を封止することができる。さらに、本発明は、
上記溝に注入したシール材によって、シールド工法、す
なわちシールド機内においてセグメントを組み立て、こ
のセグメントを反力受けとしてシールド機を掘進する工
法であっても、また推進工法、すなわちシールド機が切
羽を掘進するのと同時に、既成管（推進管）を推進ジャ
ッキによって立坑から順次押し込む工法であっても適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールド工法における止水構造の簡略
断面図である。

【図２】図１の溝部分の拡大断面図である。

【図３】図１とは異なる本発明のシールド工法における
止水構造の簡略断面図である。

【図４】図１及び図３とは異なる本発明のシールド工法
における止水構造の簡略断面図である。

【図５】従来例を示す簡略断面図である。

【符号の説明】

１，２５ 立坑壁 ２ 溝 ３ シール材（シール手段） ４ シール材（シール手段） ９，２１ シールド機 １５ 立坑内 １８ シール材（水膨脹性化合物からなるシール材） ２３ スキンプレート ２３ａ テールエンド ２５ａ 立坑壁内面 ２７ シールド機発進口 ３０ 第一のシール材 ３１ 第二のシール材 ４３ シール手段 ４６ シール材 ４８ 到達立坑壁

フロントページの続き (72)発明者 上野 時夫 東京都荒川区東尾久７丁目２番35号 旭電 化工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立坑内にシールド機を設置し、このシー
   ルド機で立坑壁を掘削して地山へ発進する際の止水方法
   であって、 立坑壁を掘削しながら発進するシールド機周りの前記立
   坑壁に溝を形成し、 前記立坑壁内に前記シールド機を更に掘進し、 前記シールド機が前記立坑壁を貫通する前に、前記溝の
   前後をシールすると共に、このシール後、前記溝内にシ
   ール材を注入することを特徴とするシールド工法におけ
   る止水方法。
2. 【請求項２】 立坑内にシールド機を設置し、このシー
   ルド機で立坑壁を掘削して地山へ発進する際の止水構造
   であって、 立坑壁と、この立坑壁内のシールド機周りに形成した溝
   と、この溝の前後のシールド機周りに設けられたシール
   手段と、前記溝に注入された水膨脹性化合物からなるシ
   ール材とを備えるシールド工法における止水構造。
3. 【請求項３】 地中を掘進するシールド機が、立坑壁を
   掘削して立坑内に到達する際の止水方法であって、 予め到達立坑の内壁面に、シールド機カッター面の外周
   円に跨る径のシール材を設け、 このシール材を覆うように、前記到達立坑壁面に補強壁
   を設け、 シールド機で到達立坑壁を掘削しながら、シールド機周
   りの前記到達立坑壁に溝を形成し、 更に、シールド機を掘進させて、前記シール材を貫通し
   た後、前記シールド機が前記補強壁を貫通する前に、前
   記溝内にシール材を注入することを特徴とするシールド
   工法における止水方法。
4. 【請求項４】 地中を掘進するシールド機が、立坑壁を
   掘削して立坑内に到達する際の止水構造であって、 到達立坑壁と、この到達立坑壁内のシールド機周りに形
   成した溝と、この溝の前方のシールド機周りに設けられ
   たシール手段と、前記溝に注入された水膨脹性化合物か
   らなるシール材とを備えるシールド工法における止水構
   造。
5. 【請求項５】 立坑壁にシールド機発進口を形成し、こ
   のシールド機発進口にシールド機を設置して、このシー
   ルド機で地山を掘進するシールド工法における止水方法
   であって、 前記シールド機発進口の内周に水膨脹性化合物からなる
   第一のシール材を設け、 このシール材にスキンプレー
   ト外面の全周が接するようにシールド機を設置し、 前
   記スキンプレートのテールエンドが、前記立坑壁内面を
   通過した後、前記シールド機発進口内周とセグメント外
   面との間に、更に水膨脹性化合物からなる第二のシール
   材を設けることを特徴とするシールド工法における止水
   方法。
6. 【請求項６】 立坑壁と、この立坑壁のシールド機発進
   口またはシールド機到達口のスキンプレート周りに形成
   した水膨脹性化合物からなる第一のシール材と、前記ス
   キンプレート外面およびセグメント外面と前記シールド
   機発進口内周またはシールド機到達口との間に設けられ
   た水膨脹性化合物からなる第二のシール材とを備えるシ
   ールド工法における止水構造。