JPS60141998A - シ−ルド掘進工法およびそのための掘進機 - 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】 〔産業上の利用分野〕 不発１す目：しシールド掘進１法およびそのための掘進
機に関する。これば、リング状に組み立てられた型枠と
テールプレー　１・との間に、ライニング材を打設して
トンネル壁を構築するシールド掘進の分野で利用される
ものである。

〔従来技術〕

掘削されたトンネル内面にセメントなどのライニング材
でトンネル壁を構築する際、予め分割して製作された型
枠をリング状に組立て、型枠とシールド本体のテールプ
レートとの間にライニング材を打設し、その同化後に型
枠を外してトンネル！Ｗを形成しながら掘進するシール
ド掘進工法がある。従来行なわれているその手１ｌｌｒ
ｉの１つに以上のものがある。まず、ライニング４Ａを
打設する１リング幅をシールド本体でＪｌｉｉ；削した
後シールド本体を停止させる。シール１−ジヤツキを縮
小して退避させた後、作業者がその（リング幅のテール
プレー！・内の空間に、周方向に分邦１して製作されノ
コ型枠をエレクタでリング状に絹み込み、型枠相斤を作
業者が固縛して型枠リングを絹の立゛Ｃる。そして、型
枠リングとテールプレ　１へとの間にスチルファイバを
混入させてＩｄｉ強を図った極Ｌ１１−強セメントを打
設すると共に、注入されたうイニング月を型枠リングと
テールプレートとの間を進退するジヤツキでもって機軸
方向に押圧し、う・イニング材の稠密化と固化の促進を
図る。ライニング材か固化すれば型枠を取り外してシー
ルドジャツギを伸長し、ライニング材で１１：■掘進力
をとりなからシールド本体を前進させる。

このような工法によれば、ライニング材で掘進反力をと
るので、打設されたライニング’ｊＡの固化を待たなけ
れば次の掘進が行ない（Ｍないこと、また、その時間を
短くするために高価な極早強セメントを使用しなければ
ならず、工期の長期化または工費の高騰を招く問題があ
る。

これを解消したものとして、ライニング材の１１設部に
ブツシュロッドを機軸に平行に縦通させ、型枠をリング
状に組み立てた後、型枠リング内にライニング材を打設
し、埋設されたそのブツシュ１：’　〕）で掘掘進力を
とる工法がある。これによれば、ライニング＋Ａで反力
を取らないので、掘進時にライニング材が固化し−（い
る必要がなく、その結果、ライニング＋Ａとして早強セ
メントや普通セメントを使用することができ、安（ＩＩ
Ｉｉなう・イニング材でもってしかも工期の短縮を図る
ことができる。

しかしながら、ブツシュロット゛は掘進反力に耐える必
要のある、二とから、重量の大きいものとなって取り扱
いが容易でない。そのため、打設部へのに１１み込みや
既設のプツシ７、ロッドとの接続およびその軸心一致作
業Ｇこ手間と時間を要し、最大でも６〜８　ｍ　／　Ｉ
：１程度の掘進速度しか得られない問題がある。加え°
Ｃ５このブツシュ１コ、ドはＩリング内に多数使用され
るので、その消費量はかなりのものとなって工事費の低
減を１泪害している。さらに、ブツシュロッドが掘進反
力により押圧されたとき弾性変形により縮み、既設の固
化したライニング材が崩壊したり、また、反力を開放し
たときライニング材が変形する問題も残る。゛〔発明の
目的〕 本発明は上述の問題を解決するためになされたもので、
その目的にし、リング状に組み）′１．てられた型枠と
テールプレ＝ｌ〜との間に、ライニング材を打設してＩ
・ンネル壁を構築しながらシーツ１川゛掘進する工法に
おいて、安（ｉｌｌｉなライニングＨの使用を可能にす
ると共に、ライニング４Ａ補強用の鉄筋ならびにその型
枠の組み立ての迅速化をＩ３４能にし７、加えて、打設
されたうイニング材を崩壊さセる、二となくトンネルの
掘進ができ、Ｔ′凸８の低減ならひに工期の著しい短縮
を実現することかできるシールド掘進」二法およびその
ための掘進機を提供ずろことである。

〔発明の構成〕

本発明の特徴を第１図に基づいて説明すると以Ｆの通り
である。

第１の発明は、リング状に組み立てられた型枠２４とう
−−−ルプレ−１−８ａとの間に、ライニング（イ３９
をＪ１設して１ン不ル壁を構築するシール）掘進工法に
おいて、■リング分の掘進完了後グリ５ツバ２６て既設
型枠２４ａを押圧してシール１本体侶（の移動を阻１１
する工程、型枠２４の前端面を押）１し７ているプし・
スリ７ク２１をシールドジヤツキ２０に、１、り引き）
ｊコずＬ程、型枠組め立て用エレクタ３１６．１　、ｔ
イ〕型枠２４の真円保持を解除すると共に、このｊ−Ｌ
・フタ装置２５を前進させる一Ｌ稈、円弧状の鉄筋力＝
１３（ｉと一体化された新たな分割型枠２４を順次チヤ
ツキングし°（、ゾールプレー１・８ａ内でリング状に
順次組め立てるｔ稈、組み立てられた型枠リンク２４　
八をエレクタ３１により↓゛↓円保持−４−ると共にプ
レスリング２１を型枠２４の前面に当接さ−Ｕ、型枠リ
ング２４Δ内にライニング材３９を打設する工程、既設
型枠２４ａを押圧し゛（いるグリッパ２Ｇを縮小してシ
ールド本体８の移動を可能にすると共に、シ　ルドシー
トノキ２０を件数してプレスリング２１を介した型枠２
４で掘進反力をとりながら掘進する工程、を＃１１１次
繰り返すシール１掘進工法である。

第２の発明は、リング状にｉｌｌめ立゛（られた型枠２
４とテールプレー　１−８２との間に、ライニング材３
９を打設してトンネル壁を構築するシ　ルｌ、掘進機ｔ
：二おいて、リンクガータ川９後方のデ　ルプレ−１−
８ａ内でソール１゛ソヤノ＝ｌ＝　２０の伸れ１１に件
って前後方向に移；ＥＩＪするプレスリング″ｔ：１と
、リングガーダ１つにザボ−１−２２を介（−２で本体
機軸８ト）に平行に固着された円筒状リンク２３と、円
筒状リンク２３の外周で回転すると共に前後方向に摺動
し、鉄筋力１ｈ’　：３６か・体化されたライー゛−ン
グ材打設用の分割型枠２４をチヤツキングしてリング状
に組み立てると共に、組みＸ′ｆてられた型枠リング２
４Δを真円に保持するエレクタ装置２５と、円筒状リン
グ２３の後部において半径力面に伸縮するグリッパ２Ｇ
と、を具備するシールド掘進機である。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は本発明のシールド掘進工法を実施するために使
用されるシールド掘進機の１実施例の断面図で、リング
状に絹み立てられた型枠とテールプレー川・との間に、
ライニング材を打設してトンネル壁を構築する泥水式シ
ールド掘進機である。

図中、ｌは、油圧モータ２からの動力がピニオン３、リ
ンクギヤ４を介して伝達されて回転するカッタディスク
で、その前面に多数固着されているカッタビット５によ
って切羽６を掘削するものである。カッタディスクｌ内
の７ば曲進掘進時にシールド本体８側周部の地山９をオ
ーバカットするコピ一式オーバカッタ装置である。この
ようなカッタディスク１は、その駆動ドラム１ａにおい
てシールド本体８に固設された軸受台ＩＯとの間に゛介
在されているメタル１１によりラジアル支持され、掘進
によるスラスＩ・（ｉｌｌは軸受台ＩＯの前面に装着さ
れたり一う１２により受り止められるようになっている
。一方、ハルクヘソト１３と駆動ドラム１ａとの間には
シール月１４が介在され、カッタチャンバ１５内の水密
か図られている。このハルクヘソド１３には、これを貫
通ずるように送泥管１６、排泥管１７がそれぞれ設置さ
れ、さらには、カソタナヤンハＩ５内に播き込まれた上
砂を撹拌してその流動を促進するアシデータ１８が設け
られている。１９はシールドジヤツキ８を補強するリン
グガーダで、これを貫通してシールドシャ、キ２０が第
２図に示すように複数個設置Ｊられている。シールドジ
ヤツキ２０はこのリングガーダ１９の後方でそのピスト
ンロット２ｏ、ｌがｆ＋ｔ＋　縮するようになってい°
（、その先端に押圧シュー２０ｂが取り（＝Ｊげられて
いる。そして、その（麦力６．二はプレスリング２１が
テールプレー１８２１内で第３図に示すＵＪ〜う２ｉａ
により移り」自在に設置されている。このプレスリング
２１はシールドジヤツキ２０の伸縮に伴って前後方Ｉｉ
ｉ、ｌ　＆こ移！ｌ１Ｊｊシ、シールドジヤツキ２０が
伸長したとき後述する型枠２４に当接してライニング材
３９の＋１設空間を閉１１すると共に、シールド本体８
がシールドジヤツキ２０の伸長によって掘進する際の反
力を型枠２４に伝達するものである。なお、■リングの
掘進後にプレスリング２１をシールドジヤツキ２０の縮
小に伴っ゛Ｃ前方に引き戻すために、例えばシール１−
“ジヤツキ２０の１つ置きにビン２１ｂを介してプレス
リング２１が接続されている。このビン２１ｂは詳細に
は図示しないが、接続部相２１ｃの長穴に挿入されてい
て、シールド“ジヤツキ２０がプレスリング２１を押圧
するときは、押圧シュー２０ｂの端面が直接プレスリン
グ２１の側面に当接され、プレスリング２Ｉを引き戻す
ときはシールドジヤツキ２０が縮小し始めてプレスリン
グ２１よりやや離隔した後にビン２１ｂを介してプレス
リング２１が前進するようにな一ユでいる。したがって
、シールドジヤツキ２０が伸長して掘進反力をプレスリ
ング２１に作用させているときは、ビン２１ｂに何ら力
が掛からないよ・）に配慮されている。２２はリングガ
ーダ１９に固着されている刃ボー１・で、第２図に示す
ようにシール１′本体Ｂ内で作業者が移動したり各種装
着品を設置することができるようＱこ、アーム状となっ
ている。このザボー１〜２２には第１図に示すようにシ
ールド本体８の機軸８ｂに平行な円筒状リンク２３が固
着され、その中空部２３ａには送泥管１６　、ｔＪ１４
泥管１泥中１７他／ｌ′ｌＪ圧ボースなどが１多方に延
設されている。この円筒状リング２３には、型枠２４を
リング状に絹み立てるために回転および前後移動するエ
レクタ装置２５や既設型枠を保持するグリッパ２６が装
着されている。なお、必要に応してその後端部には円筒
状リング２３かザボ−１・２２で片持ち状態となるよう
な場合に支える伸縮自在の支脚２７が設置されている。

エレクタ装置２５は円筒状リング２３の外周で回転する
外筒体２８と、この外筒体２８のにでＷｉｔ後方向に摺
動するトラム２９および第４図に示すようなシリンダ３
０の伸縮によりシールド“本体８の半ｉ￥方向に移動す
る円弧状の型枠組み立て用エレクタ３Ｉとからなる。な
お、外筒体２８の一端に番Ｊ５、これを円筒状リング２
３の周りで回転させるためのリングギヤ３２が固着され
、これに噛み合うピニオン３３を駆動するモータ３４が
円筒状リング２３に固設されている。また、外筒体２８
にはドラム２９をピストンロッド３５ａの伸縮により変
位させるシリンダ３５が固設りられている。エレクタ３
１には型枠２４を掴む図示しないチャッキング部が内蔵
されていると共に、テールプレーｌ　Ｂ　ａ内でリング
状に組め立てられた型枠２４を真円に保持する円弧状の
シュー而３１　、ｌ　、（第４図参照）が形成されてい
る。

このような構成のシール１．掘進機によれば、以−トの
ような］１程を経て］・ンネル壁を構築しながら１屈進
することができる。

第５図（ａ）に示すように、１リング分の掘進完了後円
筒状リング２３に装着されているグリッパ２６を伸長し
て第６図に示すようにＹ字状に既設の型枠２４ａを押圧
し、シールド本体８の移動を阻止する。次に、第５図（
ｂ）に示すように型枠２４ｂの前端面を押圧しているプ
レスリング２１をビン２１１）（第１図参照）を介して
シールドジヤツキ２０により引き戻す。そして、第５１
ＸＩ（Ｃ）に示す型枠組み立て用エレクタ装置２５のシ
リンダ３０（第４図参照）を縮小してエレクタ３Ｉによ
る型枠２４ｂの真円保持を）α１）徐すると共に、外筒
体２８に固着されているシリンダ３５（第１図参照）を
伸長することによりエレクタ３１をザボート２２の近傍
までｉ；ｌ進させる。この状態で第５図（ｄ）に示すよ
うに円弧状の鉄筋カーｆ３Ｇと一体化された新たな分割
型枠２４　ＧをＭ次チャンキングして、テールプレー１
８．】内でリング状Ｇこ組力立てる。その鉄筋カゴ３６
は第７図に示すよ・うに縦横に配置された複数本の鉄筋
３７が／８接などにより円弧状に予め絹の立てられてい
て、シールド本体８が掘進している間に第８図に示すよ
うに型枠２４．　Ｃにボルト３８などにより一体化され
る。型枠２４ば第９図に示すように１リングにおいて分
割されて予め製作された鉄板製の箱であり、後述するよ
うにライニング月３９が固化４−れば、トンネル壁より
取り外されて新しいリングの形成のために再使用される
。エレクタ３１によりこの分割された鉄筋カゴ３６と型
枠２４とが一度にチャッキングされ、エレクタ装置２５
のドラム２９（第１図参照）がモータ３４で回転されて
所定の周方向に移動されると、シリンダ３０が伸−長じ
てトンネル内面に組み込まれる。鉄筋カゴ３６は１リン
グにおいてほぼ等分された同一の形状であるが、型枠２
４はその絹み込み位置、絹み込み順に応してその形状が
第９図のよ・うに異なっている。

もξ）ろん、１リングにおいて同一周長の分割体であっ
ち良い。鉄筋カゴ３６と型枠２４とが一体化されて順次
組み込まれると、第１０図に示すように型枠２４に設ｉ
ノられている作業蓋４０を開いて鉄筋カゴ３６の周方向
の錨１部３６ａを固縛し相互の接続を行なう。次に、第
５図（ｅ）に示すように、組み立てられた型枠２４ｃの
内面をエレクタ３１で保持するため、エレクタ装置２５
のシリンダ３０　（第４図参照）を伸にして固定し、型
枠２４Ｇで形成された型枠リング２４Ａの真円保持を図
る。これと共にシールドジヤツキ２０をやや伸長してプ
レスリング２１を型枠２４Ｃの前端面に当接させ、例え
ば、型枠２４に開［１され°でいる図示しないライニン
グ相性大穴より型枠リング２４Ａ内にライニング材３９
である酋通セメントまたは早強セメントを打設する。そ
の後、第５図（ｆ）に示すように後方の既設型枠２４，
１を押圧し”ζいるグリッパ２６を縮小してシールド本
体８の移動を可能し、第５図（ｆ？）のようにシールド
ジヤツキ２０をｆｌｌｌ　Ｊｕし°ζブレスリング２１
を介し六二型枠２４で反力をとりながら掘進する。ｌリ
ングの掘進が完了すると、１１１び、第５図（ａ　）　
６．”、戻５．てその操作が順次繰り返えされる。なお
、ライニング材３９が固化している後方では第５図（ａ
）に示す後方支援台車４１に設けられている円筒状リン
グ４２に装着された型枠取り外し用エレクタ４３により
型枠２４ｄが固化しζいるライニング材３９から取り除
かれる。その際、エレクタ４３のｉ；１方のグリッパ４
４が前方の型枠２４　ｅを保１）シて、その取り外を容
易にすると共にＦＴ使用できるように型枠の変形を阻止
する配慮が払われる。エレクタ４３で取り外された型枠
２４ｄば、第１図に示ずローラコンベア４５で搬送され
、途中でコンヘアより下ろされたりまたはコンベア上で
、鉄筋カゴ３６が組付けられて一体化され、四度ローラ
コンヘア４５で前方のエレクタ装置２５に搬送される。

このようにしてライニング材の固化に使用される全゛こ
の型枠２４は、第５図（ａ）〜（ｇ）のようにその外面
に凹凸がないと型枠の数量が多くなる点があるが、掘進
反力の吸収をその外面と固化し“ζいるう・イニング月
３９とのフリクションＧこまって取ることができる。第
１図や第９図の例では、型枠２４のそれぞれに突起２４
ｈが形成されているので、その突起２４ｈを介して固化
している後方のライニング＋Ａ３９に大きい反力を伝達
することができる。その結果、反力を受けるに充分な型
枠数も少なくすることができる利点がある。

このような作動によれば、打設されたライニング材が固
化していなくても、型枠で掘進反力を受けることができ
、ライニング材が固化するまでの間掘進作業を待哉させ
る必要はないし、ライニング材に高価な極早強セメント
を用いる必要もない。

また、鉄筋カゴの組み立゛Ｃは型枠の絹み立てと開時に
行なわれ、リング状の組み立て時間を短縮することがで
きる。

上述の実施例は泥水式シールド掘進機を例にして述べた
が、土圧バランス式の掘進機など機械式のものでも、さ
らに、手掘り式シールド掘進機においても適用すること
ができる。また、カッタディスクについても例示の周辺
支持構造のものに限らず、中間支持やセンタドラ・イブ
構造のものにも適用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の詳細な説明から判るように、本発明におけるシー
ルド掘進工法およびシール１−掘進機に、１、れば、ラ
イニング材を打設した直後においても型枠に掘進反力を
作用させて掘削を行なうご古ができる。その結果、ライ
ニング＋Ａには反力か１′１川しないので崩壊すること
がないし、押圧される型枠の作用面積が従来技術のとこ
ろで述べたブツシュロッドのそれよりも大きくすること
ができるので血圧が低くなって掘進反力を分散させるこ
とができ、型枠の変形が極めて少なく、したがって、ラ
イニング祠の変形も少なくなって安定したライニングＨ
の同化を実現できる。また、ライニング材を補強する鉄
筋を鉄筋カゴにして型枠と共にトンネル内に組め立てる
ことができ、その作業の短縮と作業手間の低減を図るこ
とができる。その結果、１２ｍ／１−１程度の掘進が可
能となって工期の短縮を図ることができると共に、この
工期の短縮と安（ｉｌｌｉな資料の使用により工費を大
幅に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するシールド掘進機の１実
施例１析面図、第２図は第１図のｎ−４線矢視断面図、
第３図は第１図のｌｌｌ−ＩＩ線矢視断面図、第４図は
第１図のｒＶ　−ＩＶ線矢視断面図、第５図（ａ１〜（
ｇ）はシールド掘進工法におりる各１−程を示す概略断
面図、第６図は第１図のＶ−Ｖ線矢視断面図、第７図は
鉄筋カゴの斜視図、第８図は鉄筋カゴを一体化させた型
枠の正面図、第９図は１リングにおし〕る型枠の絹み立
て状態図、第１０図は鉄筋カゴの周方向の接続作業説明
図である。 ８　シーＪ１ド本体、８ａ　テールプレト、８ｂ　本体
機軸、１９　リンクガータ′、２０−　シールドジヤツ
キ、２１　プレスリング、２２ザボート、２３　円ｔｉ
Ａｊ状リンク、２４．２１ｊ〜２４ｅ−型枠、２４Ａ　
型枠リング、２５　エレクタ装置、２６−グリッパ、３
［型枠組み１゛ｌて用エレクタ、３６　鉄筋カゴ、３９
　ラ・イニング月

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）リング状に組みηてられた型枠とテールプレー１
   との間に、ライニング材を打設してトンネル壁を溝築す
   るシールド掘進工法において、１リング分の掘進完了後
   クリ・７パで既設型枠を押）１ル′Ｃソ−ルド本体の移
   動を阻止する工程、型枠の前端面を押［１・し２ている
   プレスリングをシールドジヤツキにより引き戻す（程、 型枠組み）”ｌ−ご用エレクタによる型枠の真円保楯を
   解除すると共に、この工し・フタ装置を前進さ−Ｕる１
   稈、 円弧状の鉄筋カゴと一体化された新たな分割型ｔ”＋’
   　ｆ　ｌ１ｌｌ’ｊ次−ｙ−トッキングしζ、う−−ル
   プレ−１・内でリング状に舶次組の立てる上程、 組み立てられた型枠リングをエレクタにより真円保持す
   ると共に［）；Ｉ記プレスリングを型枠の１１ｉｊ面に
   当接さ−Ｕ、型枠リング内にライニング月を打設する二
   ［程、 既設型枠を押圧しているグリッパを縮小し７てシールド
   本体の移動を可能にすると共に、シールドジヤツキを伸
   長してプレスリングを介した型枠て掘進反力をとりなが
   ら掘進するＪ−１程、を順次繰り返すことを特徴とする
   シール１：掘進工法。
2. （２）リンク状に組ｙノ立°Ｃられた型枠とテ　ルプレ
   −１・との間に、ライニング）Ａを杓設し、゛（１ンネ
   ル壁を構築するシールド掘進機Ｃ１二おいて、リングガ
   ーダ後方のテールプレー１内で、う／ルトシャノキの伸
   縮に伴って前後方ｌｉｉしこ移動Ｊろプレスリングと、 リングガーダにザボ−１−を介し７て本体機軸υ二・１
   ・行に固着された円筒状リンクと、 円筒状リングの外周ζ回転ずイ、と共乙こ而（多ツノ向
   に摺動し、鉄筋カゴか一体化されたライニーンク相打設
   用の分割型枠をチャッキングしてリンク状に絹の立てる
   と共に、組め立てられたリング状の型枠を真円に保持す
   るエレクタ装置と、 円筒状リングの後ｆｆ１ｉにおいて半径方向に伸縮する
   グリッパと、 を具備することを特徴とするシールド掘進機。