JPS5991297A - シ−ルド掘進工法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は地下鉄、電カケープル、上下水道等のトンネ
ル工事を施行するためのシールド掘進工法とその装置に
関するものである。

この秤の工法は、シールド掘進機によりトンネルを掘削
し、掘削したトンネルの内周をセグー　　２　− メントやコンクリートにより覆工した後、覆工されたセ
グメントやコンクリートに対する反力を以て前記シール
ド掘進機を前進させてトンネルを掘削するという作業を
繰返すことによりシールドトンネルを構築するものであ
る。

ところで、従来のシールド掘進機により掘削完了後のト
ンネルの覆工および榎工後のシールド掘進機の推進は、
所定形状のセグメントをセグメントエレクタ−によりト
ンネルの内周面に配列して相付け、組付けたセグメント
に対する反力を以てシールド掘進機を前進させる一般的
なセグメント方式のほか、セグメントを使用しない方式
としては、円周方向に分割されたコンクリート打設用型
枠を機械的に配列して組立て、コンクリートを打設する
が、この打設コンクリート内には、トンネルの長手方向
に順次連接されるブツシュロッドを円周方向に間隔を設
けて配列しておき、ブツシュロッドを反力としてシール
ド掘進機を前進させ、また前記型枠はコンクリートの同
化摂取外すブツシュロッド方式や、−３− 最近開発されたもので、掘削完了後のトンネル内に鉄筋
を組むと共にその内側に型枠を組んでコンクリートを打
設し、打設直後のまだ固まっていないコンクリ−１〜を
春型枠兼用のプレスリングにより高圧でプレスすること
によりシールド掘進機を前進させる場所打ちコンクリー
トプレス方式等がある。

しかし、セグメント方式は、セグメントが高価なため工
事費が高いこと、狭いトンネル内でのセグメントの取扱
い作業は危険であること、セグメントによる一次覆Ｔの
ほか、裏込注入および二次ヤニが必要で工程がｒＵＭで
あること等の欠点があった。

また、ブツシュロッド方式はブツシュロッドが高価で工
事費が高くなり、ブツシュロッドを配設するための作業
も困難であること、打設したコンクリートがある稈痘硬
化してからシールド掘進機を前進させるので、１期が長
くすること等の欠点があり、更に、場所打ちコンクリー
トプレス方式は、打設直後のコンクリートにシー　　４
　−− 一ルド掘進機の推力が作用しコンクリートが必要以上に
加圧されるので過大圧になり地山を傷めたり、硬化途中
のコンクリートが劣化するおそれがあること、コンクリ
ートに高圧が作用するため型枠の強度を大きくする必要
があること、型枠の組立ておよび取外し作業が複雑で、
特にトンネル底部の処理が困難であること等の欠点があ
った。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、トンネルの
底部にのみセグメントを使用する以外は略全面的に場所
打ちコンクリート方式を採用することにより、前記した
セグメント方式の欠点を除去し、またシールド掘進機の
推進反力は収設セグメントとグリッパ−装置を介し既に
固化したトンネル後方のコンクリートにとることにより
、打設直後のコンクリートには悪影響を与えず、しかも
型枠の軽量小型化を図って、型枠の組立て、取外し、お
よび移動作業を自動化して作業を簡略化し、工期の短縮
並びにコストダウンを図ることを目的としている。

−５− 以下、この発明を実施例を示す装置の図面に基づいて説
明する。

第１〜５図において、１はシールド掘進機で、機械式の
けか、手掘式、セミ機械式等の種類があり、最前端に位
置してトンネルの掘削作業を行なう。

２は短寸の環状枠３を周方向に配列したトンネルの長手
方向に間隔を設けた配装した横桁部材４により連結した
環状フレームで、この環状フレーム２の下部にはトンネ
ルの底部に敷設される底膜セグメント５の中央フラット
部上に敷設するレール６上を転勤する中輪７を備え、ト
ンネルの長手方向に移動できる。また、このフレーム２
の最前端の環状枠は、仙の環状枠３に比べて厚みを増し
て強度を高めた反力リング３ａとして構成する。

８はトンネル内の収設セグメント５を除く周面にコンク
リート９を打設するための型枠装置で、周方向に分割さ
れ断面円弧で長手方向に連続する複数の半円筒状分割型
枠８ａから成り、各−６− 分割型枠８ａは前記環状フレーム２の周囲において、放
射状に配設された複数のジヤツキ１０を介して半径方向
へ拡径できるように配装されており、また、分割型枠３
ａの前端には板状の前面枠１１が同段され、この前面枠
１１下端部の両開放端は、前記底膜セグメント５の両端
に対応して切欠きし、この切欠き端１１ａ部にはコンク
リート打設時に当て板１２が＠脱自在に取着されるよう
になっている。

１３はトンネル内の既設コンクリート内壁面に抑圧固定
されるグリッパ−装置で、前記環状フレーム２後端の環
状枠３より後方に突設した上下一対の支持部材１４にそ
れぞれ直交して横貫したグリッパ−ジヤツキ１５の両端
にそれぞれ相対向して半円筒形のグリップ部材１６を装
着し、ジヤツキ１５の伸縮動により各グリップ部材１６
が半径方向へ移動するようにしている。

そして、前記シールド掘進機１は、第２図に示すように
、周方向に配列された複数のシールドジヤツキ１１を備
え、それらのうち底部のジャー　　７　　− ツキ１７ａは底膜セグメント５の前面に先端部が当接し
、またそれ以外のジヤツキ１７ｂは反力リング３ａの前
面に先端部が当接するようになっており、更にジヤツキ
１７ｂの少なくとも１本、ここでは中央上端のジヤツキ
１７ｃの先端が反力リング３ａに結合されて、このジヤ
ツキ１７ｃを介してシールド掘進機１とその後方の環状
フレーム２を中心とした各装置ｔｆｆ２〜１６は接続さ
れている。

なお、符号１８は底膜セグメント５を搬送するためのホ
イストで、このホイスト１８が走行するガイドレール１
９がトンネルの後方よりグリッパ−装面１３、環状フレ
ーム２内を通って配設され、その前端を環状フレーム２
前方へ突出させている。

次に、上記の如く構成した装面を用いたこの発明の工法
を第１図に基づいて説明する。

（イ）第１図は底膜セグメント５およびコンクリート９
により覆工されたトンネルの前方に、底膜セグメント５
の奥行寸法に相等する掘削を完了した状態を示し、この
状態で底膜セグー　　８　− メント５をホイスト１８により反力リング３ａの前方に
搬入し、この搬入した底膜セグメント５をトンネルの底
部において既設の底膜セグメント５に連接されて敷設す
る。なお、セグメント５敷設の際、レール６も同時に敷
設するが、レール６は予め底膜セグメント５に敷設して
おいてもよい。

（ロ）前記底膜セグメント５の前面に底部のジヤツキ１
７ａを当接してシールド掘進機１を定位置に固定し、ジ
ヤツキ１０およびグリッパ−ジヤツキ１５を収縮して型
枠８およびグリッパ−装置１３を既設のコンクリート９
内周面より環状フレーム２を主体とする各装置２〜１６
全体を前方に移動する。

（ハ）前面枠１１の下端部に当て板１２を取付け、前記
スライドジヤツキ１７ｃをわずかに伸張して各装置２〜
１６を後方へ移動し、当て板１２を底膜セグメント５の
前面に押付ける。

（ニ）ジヤツキ１０を伸張して型枠装置８を拡径し、コ
ンクリート９を型枠装置８の内側又は当て−９− 板１２付近からトンネル内周部と型枠８との空間に注入
、打設する。

（ホ）グリッパ−ジヤツキ１５を伸張して、グリップ部
材１６を既に固化しているコンクリート９内壁而に抑圧
固定する。

（へ）シールドジヤツキ１７ａ　、　１７ｂ先端を底膜
セグメント５および反力リング３ａの前面に当接して漸
次伸張させながら、それらの反力によりシールド掘削作
業を開始し、底膜セグメント５の奥行寸法に相等する距
離を掘削して終了する。また、前記当て板１２を取外′
す。

このようにして、前記（イ）〜（へ）の工程を８！返す
ことによりシールドトンネルを完成するものである。

第６図および第７図は本発明の装置の他の実施例を示し
、前記型枠装置１ｆｆ８の分割型枠８ａを、前記環状フ
レーム２の周囲においてその長手方向に摺動可能なＷＩ
ｅフレーム２１の周囲に、複数のジヤツキ１０を介して
配装すると共に、摺動フレーム２１を型枠装胃摺動用ジ
ヤツキ２２により環−１０− 状フレーム２に接続して該ジヤツキ２２の伸縮動により
摺動フレーム２１と共に型枠装置８が前方へ移動できる
ように構成しているが、その他の構成については前記実
施例と共通し、またその工法も前記実施例と略同様であ
る。

以上説明したように、この発明はセグメントをトンネル
の底部にのみ使用し、それ以外の部分は場所打ちコンク
リートにより覆工するので、高価なセグメントの使用量
が少なく、工事費のコストダウンが図れ、また、セグメ
ントは使用するものの覆工過程で１つだけであるので、
取扱いが容易で作業の安全性が向上し、更に、セグメン
ト工法によれば、セグメントによる一次覆工のほか、裏
込注入、二次覆工の三工程を要するが、これらが一度に
できるため作業能率がよく、しかも場所打ちライニング
工法の場合、特にトンネル底部の処理が困難で苦労する
が、底部にはセグメントを敷設するので作業も容易にな
る。また、この発明はシールド掘進機の推進反力を底膜
セグメントとグリッパ−装置を介−１１− することにより既設の固化したコンクリートにとるので
、打設直後のコンクリートに過剰圧がかからず、］ンク
リートの硬化に悪影響を及ぼすおそれがなく、また、打
設したコンクリートが硬化するまでシールド掘進機の推
進を持つ必要がな（，１期を大幅に短縮できる。

更に、本発明の第２実施例によれば、従来のセグメント
工法への切換も可能で、点検、清掃が一層容易になり、
また、鉄筋の配筋が簡単でコンクリートの打設幅を任意
に設定できるほか、型枠！ｌｉ！；貿が環状フレームに
対して前方へ移動可能でコンクリートの打設を連続的に
行ない１０る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の装置の実施例を示す断面図、第２図
は第１図の△−Δ線平線面断面図３図は第１図のＢ−Ｂ
線断面図で、右側は縮径状態、左側ｔま拡１ｓＦ状態を
示し、第４図は第１図のＣ−Ｃ線断面図で、右側は縮径
状態、左側は拡径状態を示し、第５図の左側は第１図の
Ｄ−Ｄ線断面図、右側は第１図のＥ−Ｅ線断面図であ−
１２− る。第６図はこの発明の装置の他の実施例を示す一部断
面図、第７図は第６図のＦ−Ｆ輪生断面図である。 １・・・シールド掘進機、２・・・環状フレーム、３・
・・環状枠、３ａ・・・反力リング、４・・・横桁部材
、５・・・底膜セグメント、６・・・レール、７・・・
車輪、８・・・型枠装置、８ａ・・・分割型枠、９・・
・コンクリート、１０・・・ジヤツキ、１１・・・前面
枠、１１ａ・・・切欠き端、１２・・・当て板、１３・
・・グリッパ−装置、１４・・・支持部材、１５・・・
グリッパ−ジヤツキ、１６・・・グリップ部材、　１７
．１７ａ１１７ｂ、１７Ｃ・・・シールドジヤツキ、１
８・・・ホイスト、１９・・・ガイドレール、２０・・
・コンクリート注入管、２１・・・摺動フレーム、２２
・・・型枠装置摺動用ジヤツキ。 −１３− −５３゜ 特ｌｌ昭５９−９１２９７　（６）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド掘進機により掘削されたトンネル内に所
   定寸法の底膜セグメントを長手方向に順次連接してｔ設
   する過稈において、 各セグメントの敷設完了毎に、該セグメントの両端より
   トンネル内の周囲に乃りセグメントの突杆寸法幅のコン
   クリートを打設すると共に、該打設コンクリート後方の
   既に固化したコンクリート内壁面にグリッパ−装置を押
   圧固定し、該グリッパー装置およびセグメントを押圧し
   てこれらの反力を以て前記シールド掘進機を前進させ掘
   削作業を行なうようにしたことを特徴とするシールド掘
   進工法。
2. （２）シールド掘進機と、これの後方においてトンネル
   底部に敷設されたセグメント上を移動可能で、前端に反
   力リングを有し、トンネルの長手方向に延びる環状フレ
   ームと、前記反−１− カリング前端より後方へ向は環状フレームの周囲に配装
   され、複数の放射状のジヤツキを介して拡径可能で前記
   底膜セグメントに対応しＣ底部を開放したコンクリート
   打設用型枠装量と、前記環状フレームの後端より後方に
   延設され、ジヤツキを介して対向的に拡縮するグリップ
   部材を右するグリッパ−装置とを具備し、 前記シールド掘進機は後方に突出し先端が前記底置セグ
   メントおよび前記反力リングの前面に当接可能な複数本
   のジヤツキを有し、そのうちの少なくとも１本は反力リ
   ングに接続されていることを特徴とするシールド掘進装
   置。