JPS63156199A - シ−ルド掘削機 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は覆工を、現場打ちコンクリート・モルタル（こ
こで言う、「コンクリート・モルタル」とは、「コンク
リート」又は「モルタル」の意である。以下同様。）に
より構築することの出来るシールド掘削機に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近、シールド掘削機により掘削されたトンネルの覆工
を現場打ちコンクリート・モルタルで構築するための種
々の提案がなされている。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、いまだ
テールボイドを有効に充填する技術が確立されておらず
、当該テールボイドの充填を確実に行うことの出来るシ
ールド掘削機の開発が急がれている。

本発明は上記事情に鑑み、テールボイドの充填を確実に
行うことの出来るシールド開削機を提供することを目的
とするものである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻（２）を有し、該外殻（２）の内
側にプレスリング（７）を前記外殻（２）の掘進方向に
移動自在に設け、該プレスリング（７）の内側に型枠支
持部材（１１）を前記外殻（２）に対して移動自在に設
けると共に、前記型枠支持部材（１１）のコンクリート
・モルタルの接触部位に吸水材（１１ｂ）を設置し、更
に前記型枠支持部材（１１）に掘進用ジヤツキ（６）を
設けて構成されろ。

なお、括弧内の番号等は、図面におけろ対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されるものではない。以下のｒ　［ｅｌ
　、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、プレスリング（７）が
、注入されたコンクリート・モルタル（２１）を加圧し
てテールボイド（２７）内に押し込む形で充填してゆく
ように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施例を示す
正断面図、 第２図は第１図のＩ［−Ｕ線による断面図、第３図は第
１図のＩ−ＩＩ線による断面図、第４図はシールド掘削
機のジヤツキ部分の拡大図、 第５図は第４図■−■線による断面図、第６図乃至第１
３図は本発明によるシールド開削機を用いて覆工を構築
する際の一例を示す工程図である。

シールド掘削機１は、第１図に示すように、円筒状に形
成された外殻２を有しており、外殻２の前面、即ち第１
図左側面にはカッタ３が回転自在に支持されている。カ
ッタ３は、外殻２内部の空間を左右方向に遮断する形で
設けられた外殻２の隔壁２ａに設けられた駆動モータ５
と接続しており、更に隔壁２ａにはｔｇ進用ジヤツキ６
が複数個、第、１図及び第２図に示すように、外殻２に
沿った形で円環状に配列設置されている。掘進用ジヤツ
キ６にはラム６°ａが矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在に
設けられており、更に外殻２の内側には円筒状に形成さ
れたプレスリング７が、外殻２内面と接する形で、矢印
Ａ、Ｂ方向に摺動自在に設けられている。プレスリング
７には、第２図に示すように、所定の間隔でプレスリン
グジヤツキ９が、外殻２に沿った形で複数個配置されて
おり、更に、それ等プレスリングジヤツキ９の間には、
第２図及び第５図に示すように、複数のコンクリート吐
出管１０が先端の吐出口１０ａをプレスリング７の側面
７ａ、即ちシールド掘削機１の後方に向けた形で設けら
れている。コンクリート吐出管１０には、吐出管内清掃
用のシリンダ１０ｂがロッド１０ｃを矢印Ｃ，Ｄ方向に
突出後退自在にした形で設けられており、更に吐出管１
０にはコンクリート供給ホース３０が接続している。

ところで、掘進用ジャッキ６のラム６ａの先端には、円
環状に形成されたゲージリング１１が装着されており、
ゲージリング１１には、第４図に示すように、係合溝１
１ａがゲージリング１１の全周にわたり環状に穿設形成
されている。また１、ゲージリング１１のコンクリート
・モルタルが接触する側には、高分子ポリマ等によりシ
ート状に形成された吸水材１１ｂが貼着されており、更
にゲージリング１１には、第２図及び第３図に示すよう
に、円環状に組立られな型枠１３が、第１図左右方向に
接続された形で設けられている。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有するので、
トンネル１５の同側に際しては、駆動モータ５によりカ
ッタ３を回転させると共に、掘進用ジヤツキ６のラム６
ａを、第１図Ｂ方向に突出させて、隔壁２ａ及び外殻２
を介してカッタ３を切羽１６方向、即ち矢印入方向に押
圧する。すると、その押圧力により、カッタ３と切羽１
６は所定の接触圧力で接し、切羽１６はカッタ３により
ＩＮ削され、それと同時に、外殻２は入方向に推進して
トンネル１５がシールド開削機１の後方、即ち第１図右
方に形成されてゆく。

こうして、トンネル１５が形成されてゆくにつれ、掘削
された地山１９の崩壊を防止するために覆工２０を構築
する必要が有るが、この覆工２０の構築は、以下の手順
で行われる。即ち、シールド掘削機１が、型枠１３の１
リング分の長さＬｌだけ入方向に旧道した状態では、間
道用ジヤツキ６のラム６ａは、第６図に示すように、Ｂ
方向　・に突出した状態となっており、またプレスリン
グ７もＢ方向に移動した状態となっている。

この状態で、第７図に示すように、ラム６ａを入方向に
距１１ｉＬ１だけ後退させる。すると、直前にコンクリ
ート・モルタル２１の打設された部分の打ち継ぎ面２９
Ａ及び型枠１３Ａがらゲージリング１１が離れて入方向
に移動し、打ち継ぎ面２９Ａ及び型枠１３Ａとゲージリ
ング１１の間に距離Ｌ１なる空間が形成されろ。そこで
、ゲージリング１１の表面に貼着された吸水材１１ｂを
新しいものに張ゆ替えると共に、該空間部分に、第７図
想像線で示すように、鉄板や鉄筋等からなる補強部材１
２を係合溝１１ａを介して設置し、更に型枠１３Ａに接
する形で型枠１３．を組立設置し、該型枠１３　、ゲー
ジリング１１、プレスリング７及び打ち継ぎ面２９Ａと
の間にコンクリート打設空間２３を形成する。

この状態で、第８図に示すように、型枠１３８にコンク
リート供給管２５を接続して、コンクリート供給管２５
によりコンクリート打設空間２３中にコンクリート・モ
ルタル２１を打設する。なお、この際、コンクリート打
設空間２３中の空気は、型枠１３に適宜設けられたエア
抜き管１３ａにより外部に排出されるので、コンクリー
ト・モルタル２１のコンクリート打設空間２３中への注
入打設動作は円滑に行われろ。

こうして、コンクリート打設空間２３中にコンクリート
・モルタル２１が打設されたところで、第９図に示すよ
うに、今度はプレスリングジヤツキ９を駆動してプレス
リング７を入方向に徐々に後退させる。すると、プレス
リング７が通過した後には、外殻２と注入きれたコンク
リート・モルタル２１との間に空間２６が形成される。

そこで、プレスリング７の入方向の移動と共に、第１０
図に示すように、コンクリート吐出管１０からコンクリ
ート・モルタル２１を、該空間２６中に注入し、該空間
２６をコンクリート・モルタル２１で充填する。なお、
コンク、リート打設空間２３に打設されたコンクリート
・モルタルのうち、そのゲージリング１１側に位置する
コンクリートモルタル２１ζよ、該ゲージリング１１に
貼着された吸水材１１ｂの作用により、急速に余剰水分
が吸水され、他の部分のコンクリート・モルタル２１に
比して早急に自立出来ろ程度に固化する。従って、該急
速に固化したコンクリート・モルタル２１は妻止めとし
ての役割を果たし、該固化したコンクリート・モルタル
２１の第１０図における右方におけろ、いまだ流動性を
有するコンクリート・モルタル２１が外部に流出するこ
とを未然に防止することが出来る。

こうしてゲージリング１１の吸水材１１ｂ周囲のコンク
リートは硬化して妻止めとして作用する一方で、プレス
リング７は入方向に移動して、第１１図に示すように、
その側面７ａがゲージリング１１の吸水材１１ｂの設置
位置とほぼ一致するようになる。そこで、第１２図に示
すように、掘進用ジャッキ６のラム６ａ！ｇ！Ｂ方向に
突出１１［＋させると共に、カッタ３を回転させて開削
動作を開始する。

すると、既に述べたように、外殻２が入方向に移動を開
始し、外殻２が移動した後に、打設充填されたコンクリ
ート・モルタル２１と地山１９との間にテールボイド２
７が形成されろ。従って、外殻２が入方向に移動するに
つれてプレスリングジヤツキ９を［１！１してプレスリ
ング７を、外殻２の移動に同期した形でＢ方向に徐々に
移動させる。

すると、先程打設されたコンクリート打設空間２３及び
空間２６内の未硬化のコンクリート・モルタルは、プレ
スリング７に押圧されて、テールボイド２７を充填する
形で流動する。こうして、第１３図に示すように、外殻
２の入方向の移動につれて、プレスリング７をＢ方向に
移動させてゆくと、外殻２の移動の結果発生するテール
ボイド２７は、効果的に充填されてゆく。なお、プレス
リング７は全体円環状に形成されているので、コンクリ
ート・モルタル２１はリング全周に亙り均一な圧力で押
圧され、従ってテールボイド２７の充填動作は外殻２の
全周に亙り均一で良好な状態で行われる。、こうして、
１リング分外殻２が推進すると、プレスリング７は、第
６図に示すように、その側面７ａが外殻２の後端部に一
致した形となり、１リング分の覆工２０の構築が完了す
る。

なお、１リング分の覆工が構築されると、既に述べたよ
うに、掘進用ジヤツキ６のラム６ａを、第７図に示すよ
うに、Ａ方向に後退させて、ゲージリング１１をＡ方向
に移動させるが、この際には、ゲージリング１１と接触
している部分のコンクリート・モルタル２１は、円環状
に十分に固化しているので、打ち継ぎ面２９Ａとして崩
壊すること無く自立保持され、その後の補強部材１２の
設置作業も円滑に行われる。

以上のように、覆工２０を構築してゆくと、そのコンク
リート・モルタル２１の打ち継ぎ面２９．２９Ａは、第
１図に示すように、プレスリング７の移動動作により、
階段状に形成されることとなる。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、外殻２を有し
、該外殻２の内側にプレスリング７を前記外殻の掘進方
向に移動自在に設け、該プレスリングの内側にゲージリ
ング１１等の型枠支持部材を前記外殻に対して移動自在
に設けると共に、前記型枠支持部材のコンクリート・モ
ルタルの接触部位に吸水材１１ｂを設置し、更に前記型
枠支持部材に掘進用ジヤツキ６を設けて構成したので、
テールボイド２７が、プレスリング７により有効に充填
され、信頼性の高いトンネル覆工の構築が可能となる。

また、覆工２０におけるコンクリート・モルタルの打ち
継ぎ面２９を、階段状に形成することが出来るので、止
水効果が大きいトンネル１５の構築が可能となる。

また、型枠支持部材に設けられた吸水材１１ｂが、型枠
支持部材側に打設されたコンクリート・モルタル２１０
余剰水分を吸収して、該コンクリート・モルタル２１の
硬化を促進するので、該硬化の促進されたコンクリート
・モルタル２１は未硬化のコンクリート・モルタル２１
に対して、妻止めとして作用し、覆工２０の構築に際し
て要止めを設ける必要が無くなる。すると、階段状の打
ち継ぎ面２９．２９　　の全てにおいて、コンクリート
・モルタル２１の連続性が保持され、地山１９側からの
トンネル１５内への漏水を効果的に防止することが出来
る（要止めを用いる場合には、打ち継ぎ面２９　に要止
めが残留した形で覆工２０が構築されるので、該打ち継
ぎ面２９Ａ部分の妻止めが水道となって地山１９側から
の漏水を招きやすい。）。更に、妻止めの設置作業が無
くなるので、狭いトンネル内での補強部材１２等の設置
作業も大幅に簡略容易化される利点がある。

また、吸水材１１ｂとしては、コンクリート２１の余剰
水を吸収し得る限りどのような構成でもよく、上述の実
施例に示した高分子ポリマ等の吸水性繊維からなるもの
の他に、例えば、コンクリート打設空間外へのコンクリ
ート・モルタル２１の余剰水の排水を許容する形で形成
された、通水孔や通水溝を有する部材から構成すること
も当然可能である。即ち、ここでいう吸水材１１ｂは、
余剰水を吸収し、保持するタイプでも、又、余剰水を吸
収し、そのまま外部へ排出するタイプでもよいことは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施例を示す
正断面図、 第２図は第１図のＩＩ−［線による断面図、第３図は第
１図の■−■線による断面図、第４図はシールド掘削機
のジヤツキ部分の拡大図、 第５図は第４図■−■線による断面図、第６図乃至第１
３図は本発明によるシールドを屈削機を用いて覆工を構
築する際の一例を示す工程図である。 １　・シールド掘削機 ２・・・・外殻 ６・・・・・を尿道用ジヤツキ ７・・・・・・プレスリング １１・・・・・・型枠支持部材（ゲージリング）１１ｂ
・・・・・・吸水材 ２１・・・　コンクリート・モルタル 出願人　　　　　三井建設株式会社 代理人　　　弁理士　　相１）伸二 （ほか１名） 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外殻を有し、 該外殻の内側にプレスリングを前記外殻の 掘進方向に移動自在に設け、 更に該プレスリングの内側に型枠支持部材 を前記外殻に対して移動自在に設けると共に、前記型枠
   支持部材のコンクリート・モルタ ルの接触部位に吸水材を設置し、 更に前記型枠支持部材に掘進用ジャッキを 設けて構成したシールド掘削機。