JPH1088980A - セグメントリングの裏込め方法及びセグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構築されたセグメントリングと地山との間を
簡単な操作で環状に裏込めし、シールドマシン前方への
裏込め材の流入を、確実に阻止することを目的とする。 【解決手段】 基板５ａの両側に側壁５ｂを形成した本
体５の外側に脱落可能の蓋体６を結合して内部に空洞４
を形成し、その両端が開放された複数の筒型のセグメン
ト２ａを、前記開放端を突合わせてリング状に組立て
て、トンネルの地山１の内面に沿ってセグメントリング
３を構築し、当該セグメントリング３の前記空洞４内に
偏平に折畳まれた袋体９を挿通してリングを一周させ、
その袋体９内に裏込め材を圧入して膨脹させると共に、
その裏込め材の圧力で前記セグメント２ａの蓋体６を脱
落せしめ、前記袋体９を地山１に圧接する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシールド工法により
掘削されたトンネルにおいて、その地山とその地山の内
側に構築されたライニングとの空間を、裏込めするため
の方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来シールド工法においては、シールド
マシンと呼ばれるトンネル掘削機を地中に推進させて土
砂の崩壊を防ぎながら掘削し、掘削した孔の内側にコン
クリート、鋼、鋳鉄又はこれらを複合したセグメントを
組み立ててセグメントリングを構築し、そのセグメント
リングをトンネルの長さ方向に多数並べることによりラ
イニングを形成している。

【０００３】このライニングはシールドマシン本体を推
進させるための反力を受ける役割を有し、またトンネル
施工中の支保工としての役割、それ単独で又は二次覆工
材との併用により永久的な覆工構造物としての役割を有
している。

【０００４】そこでライニングを安定させると共に、地
山の肌落ちを防止し且つ地山が緩んで地盤沈下を来すの
を防止するために、ライニングと地山との空間に裏込め
材を圧入して硬化させ、裏込めする事が行われている。

【０００５】その裏込めを行う方法としては、ライニン
グと地山との間に直接裏込め材を注入して裏込めする事
が行われているが、この方法では裏込め材がシールドマ
シンの前方に回ってカッターヘッドや土砂運搬用のコン
ベアに悪影響を及ぼし、掘削作業のトラブルの原因とな
っている。

【０００６】そこで近年、ライニングにおける所定間隔
ごとのセグメントリングにおいて、そのセグメントリン
グを構成する各セグメントに布製の袋体を配置し、当該
袋体内に裏込め材を圧入し、裏込め材の水分を袋体の布
目を通して絞り出し、袋体内の裏込め材を硬化させて前
記セグメントリングの外側にリング状の緻密な裏込めを
形成すると共に、そのリング状の裏込めで仕切られた部
分の空間内にも裏込め材を圧入して裏込めすることが行
われている。

【０００７】而して従来この種の裏込め方法において
は、前記各セグメントの外側面に予め袋体を装着してお
き、そのセグメントを組立ててセグメントリングを構築
し、然る後前記袋体に裏込め材を圧入していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、前記セグメントリングを構成する個々のセグメン
トに予め袋体を取付けておく必要があり、またライニン
グを構築した後、各セグメントに取付けられた袋体に対
して、個別に裏込め材を圧入する操作を行わなければな
らないのであって、操作が極めて繁雑である。

【０００９】また当該セグメントリングにおいて隣接す
るセグメントに取付けられた袋体は相互に別体であるた
め、裏込め材で膨らまされて互いに突き合わされた状態
においても、その突き合わせ部と地山又はセグメントと
の間に隙間が生じ、袋体以外の部分に裏込め材を圧入す
るときに前述のような隙間を通じて、シールドマシンの
前方への裏込め材の流通が生じる可能性がある。

【００１０】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、構築されたセグメントリングと地山との間を簡
単な操作で環状に裏込めし、シールドマシンの前方への
裏込め材の流入を確実に阻止することを目的とするもの
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】而して本発明は、基板の
両側に側壁を形成した本体の外側に脱落可能の蓋体を結
合して内部に空洞を形成し、その両端が開放された複数
の筒型のセグメントを、前記開放端を突合わせてリング
状に組立てて、トンネルの地山の内面に沿ってセグメン
トリングを構築し、当該セグメントリングの前記空洞内
に偏平に折畳まれた袋体を挿通してリングを一周させ、
その袋体内に裏込め材を圧入して膨脹させると共に、そ
の裏込め材の圧力で前記セグメントの蓋体を脱落せし
め、前記袋体を地山に圧接することを特徴とすることを
特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図面は本発明の実施の一形態を示
すものである。図１及び図２はライニング１１が構築さ
れたトンネルを示すものであって、シールド掘削機（図
示せず）で掘削された地山１の内側に、複数のセグメン
ト２を組み合わせてセグメントリング３が形成され、当
該セグメントリング３をトンネルの長さ方向に多数並設
してライニング１１が構築されている。

【００１３】図２において２ｂは通常のセグメントであ
って、これを環状に組み合わせたセグメントリング３ｂ
をトンネルの長さ方向に並べて組み合わせ、ライニング
１１を形成している。そしてその通常セグメント２ｂに
よるセグメントリング３ｂの所定数ごとに、本発明にお
いて使用される筒型セグメント２ａにより構成されるセ
グメントリング３ａが配置されている。

【００１４】図１はライニング１１における筒型セグメ
ントリング３ａの部分における、トンネルの横断面図で
あって、６個の筒型セグメント２a1〜２a6を組み合わせ
てセグメントリング３ａが形成されている。

【００１５】各筒型セグメント２ａは、トンネルの内周
に沿った形状に湾曲した、基板５ａとその両側に形成さ
れた側壁５ｂとよりなる断面略Ｈ型の本体５と、当該本
体５における湾曲の外側面に脱落可能に結合された蓋体
６とよりなり、その本体５と蓋体６とで両端が開いた空
洞４が形成され、筒型をなしている。そしてその筒型セ
グメント２ａのうちの相対向する二つ２a1，２a4には、
それぞれ本体５の基板５ａに空洞４に通じる操作窓７
ａ，７ｂが形成されている。

【００１６】そしてこの６個のセグメント２a1〜２a6
は、その開放端を互いに突き合わせて環状に接続してセ
グメントリング３ａが形成されており、そのセグメント
リング３ａ内において前記空洞４は、環状に連続してい
る。

【００１７】筒型セグメント２ａと共に並設される通常
セグメント２ｂは、その形状は通常この種のシールド工
法に使用されるものをそのまま使用することができ、例
えば図２に示されるような断面「コ」字状のものを使用
することができる。また筒型セグメント２ａと同一の構
造のものを使用することも可能であるが、蓋６が本体５
に対して脱落可能である必要はなく、また各通常セグメ
ント２ｂの両端は閉塞されていても差し支えない。

【００１８】図３及び図４は上記筒型セグメント２ａを
使用して、地山１とセグメントリング３ａとの間に裏込
めを形成する方法を示すものであって、図４における
（ａ）は地山１の内側に沿ってセグメント２ａを組み合
わせてセグメントリング３ａを形成した状態を示す。

【００１９】而して先ず図４（ｂ）に示すように、一方
の操作窓７ａから誘導索８を挿入し、当該誘導索８を筒
型セグメント２ａの空洞４内を進行させてセグメントリ
ング３ａを半周させて他方の操作窓７ｂから引き出す。

【００２０】そして図４（ｃ）に示すように操作窓７ｂ
から突出した誘導索８の端末に袋体９の端末を接続し、
誘導索８の他端から牽引して袋体９を空洞４内に引き込
み、図４（ｄ）に示すようにセグメントリング３ａを半
周させて、前記一方の操作窓７ａから引き出す。

【００２１】さらに同様にして、図４（ｅ）に示すよう
に一方の操作窓７ａから他方の操作窓７ｂまで空洞４内
を先とは逆方向に半周して誘導索８を挿通し、その一端
に前記袋体９の他端を接続する。そして先と同様に誘導
索８を牽引して袋体９を空洞４内に先と逆方向に引き込
み、結果的に図４（ｆ）に示すように、袋体９を空洞４
に沿ってセグメントリング３ａ内を一周させる。

【００２２】この工程で使用される誘導索８は、後方か
ら押して空洞４内を進行させるのであるから、過度に柔
軟なものは好ましくなく、ワイヤー等の、可撓性を有し
つつ適度の剛性を有するものを使用するのが好ましい。

【００２３】袋体９は繊維を筒状に織成したものが使用
され、膨脹させたときに筒型セグメント２ａの本体５の
基板５ａと地山１との間の空所を満たして、地山１に強
く圧接せしめられる程度の径を有していることが必要で
ある。

【００２４】そしてこの袋体９を偏平に折畳み、さらに
図３（ａ）に示されるように幅方向に折畳んで、筒型セ
グメント２ａの空洞４内に収容され得る程度の大きさと
し、これを前述のように空洞４内に引き込む。

【００２５】なお前述の方法では、セグメントリング３
ａの空洞４内に半周ずつ二回に分けて袋体９を挿通して
いるが、施工の状況によっては、誘導索８を空洞４内を
一周させ、袋体９を一挙に一周させて引き込むこともで
きる。また三回以上に分けて引き込むことも可能であ
る。

【００２６】次いでセグメントリング３ａに挿通された
袋体９の一端に裏込め材注入口１０を取付け、他端を閉
塞して空洞４内に収容し、操作窓７ａを閉鎖すると共
に、前記裏込め材注入口１０を操作窓７から内方に突出
させる。この状態が図５（ａ）に示されている。

【００２７】このとき空洞４内に収容される袋体９の長
さは、セグメントリング３の周長より若干長いものと
し、袋体９を膨脹させたときにその両端が空洞４内で密
に圧接されるようにするのが好ましい。

【００２８】また裏込め材注入口１０は袋体９を空洞４
に挿通した後に取り付けるように説明したが、これに限
定されるものではなく、施工の状況によっては挿通前又
は挿通の途中で取り付けても差し支えない。

【００２９】この状態で裏込め材注入口１０から袋体９
内に裏込め材を圧入すると、図５（ｂ）に示すように裏
込め材注入口１０に近い部分の袋体９が膨脹して、筒型
セグメント２ａの空洞４内を満たし、蓋体６が本体５か
ら脱落して膨脹した袋体９により地山１に圧接される。

【００３０】さらに袋体９内に裏込め材の圧入を続ける
と、袋体９は裏込め材注入口１０の取付け位置から他端
に向って順に膨脹して、蓋体６を脱落させて地山１に圧
接してゆき、最終的にはセグメントリング３を一周した
袋体９が全体に亙って膨脹せしめられ、裏込め材の圧力
によって全ての筒型セグメント２ａの蓋体６が脱落し、
袋体９は蓋体６を介して地山１内面に圧接される。この
状態が図５（ｃ）に示されている。

【００３１】このとき、膨脹した袋体９は蓋体６にのみ
圧接し、当該蓋体６が裏込め材の圧力で地山１に圧接さ
れた状態であっても良いが、図３（ｂ）に示すように、
筒型セグメント２ａにおける蓋体６が脱落した本体５の
空洞４から、袋体９が側方にはみ出して膨脹し、蓋体６
の側部において袋体９の一部が直接地山１に圧接するよ
うにするのが好ましい。

【００３２】また袋体９が傷付くのを防止するために
は、袋体９が蓋体６を介して地山１に圧接するのが好ま
しいが、必ずしもかかる状態となることは必要ではな
く、蓋体６が本体５から脱落して空間内を移動してしま
ったときには、袋体９が直接地山１に圧接されても差し
支えない。

【００３３】なお袋体９への裏込め材の圧入に伴い、袋
体９は裏込め材注入口１０の取付け位置の近傍から他端
に向って順に膨脹してゆくが、筒型セグメント２ａの蓋
体６は、袋体９が膨脹した部分から順に脱落しても良
く、また空洞４内において袋体９が全長に亙って膨脹し
た後、袋体９内の裏込め材の圧力を高めることにより各
筒型セグメント２ａの蓋体６を脱落させても良い。

【００３４】袋体９内に裏込め材を圧入し、これを硬化
させてセグメントリング３ａを裏込めした後、筒型セグ
メント２ａよりなるセグメントリング３ａの間の部分に
おいて、袋体９で挟まれた空間内にも裏込め材を充填
し、これを硬化させてライニング１１の全体に亙って裏
込めする。

【００３５】以上の説明では、通常セグメント２ｂより
なるセグメントリング３ｂに、所定間隔ごとに筒型セグ
メント２ａよりなるセグメントリング３ａを配置して本
発明により裏込めしているが、全てのセグメントリング
３を筒型セグメント２ａよりなるものとし、ライニング
１１を構成するすべてのセグメントリング３について本
発明により裏込めすることもできる。またこの時には、
セグメントリング３ａの間の部分における空間内の裏込
めは必ずしも必要ではない。

【００３６】なお以上の説明においては、袋体９は空洞
４の全周に亙って単一の袋体９が挿通されるように説明
したが、これは必ずしも単一の袋体９である必要はな
く、小区間ずつ複数の袋体９を挿通し、その両端を互い
に突き合わせて、それらの袋体９の全体により空洞４内
を一周させることもできる。

【００３７】例えば前記図４において、セグメントリン
グ３ａの上下に形成された操作窓７ａから操作窓７ｂに
至る空洞４の右半部と左半部とにそれぞれ別個の袋体９
をそれぞれ半周ずつ挿通し、その両端を突き合わせる。

【００３８】そして各袋体９について、下部の操作窓７
ａに裏込め材注入口１０を設け、そこから裏込め材を注
入することにより、いずれの袋体９についても裏込め材
は袋体９の下部から上部に向かって充填されることとな
るため、袋体９は下から上に向かって順に膨脹して無用
の力がかかることがなく、全体に亙ってスムーズに裏込
め材を充填することができる。

【００３９】

【発明の作用効果】本発明によれば、筒型セグメント２
ａにより形成されるセグメントリング３ａに、その全周
に亙って一連の袋体９を挿通し、その袋体９に裏込め材
を圧入するので、多数のセグメントに個別の袋体を取付
ける必要がなく、また袋体への裏込め材の圧入操作も一
回で済み、裏込め作業が簡単である。

【００４０】またセグメントリング３ａの連続した空洞
４内に袋体９を挿通するので、そのセグメントリング３
ａ内に容易に袋体９を挿通することができると共に、そ
の袋体９内に裏込め材を圧入して膨脹させ、その圧力で
筒型セグメント２ａの蓋体６を脱落させて袋体９を地山
１に圧接するので、袋体９の挿通時に地山１で傷付くこ
とがなく、また蓋体６が裏込めの障害になることがな
い。

【００４１】そして袋体９に圧入された裏込め材は、水
分が袋体９から搾り出されて濃縮され、その状態で十分
な圧力が作用しながら緻密に硬化するので、セグメント
リング３と地山１との間に裏込め材を充填した袋体９が
嵌合され、早期にセグメントが安定する。

【００４２】従ってセグメントリング３ａの間の部分
の、袋体９で挟まれたライニング１１と地山１との間の
空間に裏込め材を圧入したときに、その裏込め材は袋体
９で遮蔽されてシールドマシン前方に流入して掘削の障
害となることがなく、また閉鎖された前記空間内で裏込
め材が緻密に硬化し、トンネル全体としてライニングと
地山１との間が強固に裏込めされる。

【００４３】また本発明において、一体の袋体９がセグ
メントリング３ａの空洞４内を一周するようにすること
により、袋体９の突き合わせ部分は１箇所のみとなり、
かかる突き合わせ部分を通じて裏込め材が漏出する可能
性が少ない。また袋体９は全周に亙って一体となるの
で、そこに圧入される裏込め材の圧力は全体に亙って均
一となり、セグメントリング３に不均一な力がかかるこ
とがない。また袋体９が複数に分れている場合であって
も、突き合わせ部分は少数であり、各袋体９の圧力調整
も容易である。

【００４４】また一般にシールドマシンでトンネル孔を
掘削する際、そのトンネル孔の内径は必ずしも厳密に一
定である訳ではなく、その地山の内側にセグメントリン
グを構築した際には、そのセグメントリングの外側に形
成される余掘りは部分的に大小に変化する。このとき本
発明によれば、セグメントリングを構築した後に、その
外側の余掘りの大きさに合わせて必要な大きさの袋体を
使用することができ、経済的であると共に、その袋体に
裏込め材を充填することにより、セグメントリングと地
山とをより強固に安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における筒型セグメントよりなるセグ
メントリングを構築したトンネルの横断面図

【図２】 図１のトンネルの一部の縦断面図

【図３】 図２において、空洞４に袋体９を挿通した状
態における主要部の拡大図であって、（ａ）は折畳んだ
袋体９を挿通した状態であり、（ｂ）は袋体９内に裏込
め材を圧入した状態を示す。

【図４】 本発明における空洞４内に袋体９を挿通する
工程を示すトンネルの横断面図

【図５】 本発明における袋体９内に裏込め材を圧入す
る工程を示すトンネルの横断面図

【符号の説明】

１ 地山 ２ セグメント ２ａ 筒型セグメント ３ セグメントリング ４ 空洞 ５ 本体 ５ａ 基板 ５ｂ 側壁 ６ 蓋体 ９ 袋体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 順一 大阪府摂津市別府２−21−22 (72)発明者 清水 太司 大阪府大阪市西区新町３−15−６−304

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板（５ａ）の両側に側壁（５ｂ）を形
   成した本体（５）の外側に脱落可能の蓋体（６）を結合
   して内部に空洞（４）を形成し、その両端が開放された
   複数の筒型のセグメント（２ａ）を、前記開放端を突合
   わせてリング状に組立てて、トンネルの地山（１）の内
   面に沿ってセグメントリング（３）を構築し、当該セグ
   メントリング（３）の前記空洞（４）内に偏平に折畳ま
   れた袋体（９）を挿通してリングを一周させ、その袋体
   （９）内に裏込め材を圧入して膨脹させると共に、その
   裏込め材の圧力で前記セグメント（２ａ）の蓋体（６）
   を脱落せしめ、前記袋体（９）を地山（１）に圧接する
   ことを特徴とする、セグメントリングの裏込め方法
2. 【請求項２】 基板（５ａ）の両側に側壁（５ｂ）を形
   成した本体（５）の外側に脱落可能の蓋体（６）を結合
   して内部に空洞（４）を形成したことを特徴とする、セ
   グメント
3. 【請求項３】 本体（５）における基板（５ａ）に、前
   記空洞（４）内に通じる少なくとも１つの操作窓（７）
   が形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の
   セグメント