JPS63161299A

JPS63161299A - シ−ルド掘削機

Info

Publication number: JPS63161299A
Application number: JP61305685A
Authority: JP
Inventors: 潔吉田; 石田　喜久雄
Original assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 1986-12-22
Filing date: 1986-12-22
Publication date: 1988-07-04

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等の現場打ち打
設材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掘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、前記外殻の掘進方向にプレ
スリング駆動手段（９）を介して移動自在に設けると共
に、該プレスリング（７）に打設材（２１）の注入手段
（１０）を設け、更に前記プレスリング（７）の打設材
接触部位（７ａ）に打設材（２１）の圧力測定手段（３
１）を設け、前記圧力測定手段（３１）により測定され
た打設材の圧力に応して前記プレスリング駆動手段（９
）を介してプレスリング（７）の移動を制御するプレス
リング移動制御手段（３２，３３）を設け、更に前記プ
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）に掘進用ジヤツキ（６）を設けて構成
される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
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「（ｅ）０
作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用上記した構成により、本発明は、プレスリング（７）が
、注入された打設材（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ので、テールボイ
ド（２７）は確実に打設材により充填されるように作用
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ＩＩ−］ＩＩ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区よ、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には掘進用ジヤツキ６
が複数個、第１図及び第２図に示すように、外殻２に沿
った形て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６ａ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、＝４
− 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。

また、プレスリング７の打設材接触面である側面７ａに
は、第１図及び第２図に示すように、圧力センサ３１が
複数個設けられており、圧力センサ３１には、第１図に
示すように、プレス圧検出部３２が接続している。プレ
ス圧検出部３２には、プレスリング駆動制御部３３が接
続しており、プレスリング駆動制御部３３には前述のプ
レスリングジヤツキ９が接続している。

ところで、掘進用ジヤツキ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。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、思上のような構成を有するので、
トンネル１５の掘削に際しては、駆動モーフ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Ａ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
掘削され、それと同時に、外殻２はＡ方向に推進してｌ
・ンネル１５がシールド掘削機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、す下の手順
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Ａ方向に掘進した状態では、掘
進用ジヤツキ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Ａ方向に
距ＩＩＬＩだけ後退させる。すると、直前にコンクリー
ト２１の打設された部分の妻止め２２Ａ及び型枠１３Ａ
からゲージリング１１が離れて入方向ｌこ移動し、妻止
め２２Ａ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る。そこで、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１２を係合溝１１ａを介して妻止め２２８と共に設置
し、更に型枠１３Ａに接する形で型枠１３Ｂを組立設置
し、該型枠１３８、ゲージリング１１　（妻止め２２Ｂ
）、プレスリング７及び妻止め２２Ａ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１３にコンクリ
ート供給管２５を接続して、コンクリ−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
れる。

こうして、コンクリート打設空間２３中にコンクリート
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
Ａ方向に徐々に後退させろ。すると、プレスリング７が
通過した後には、外殻２と注入されたコンクリート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Ａ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２１を、該空間２
６中に注入し、該空間２６をコンクリート２１で充填す
る。この際、空間２６中に充填されるコンクリート２１
の圧力は、プレスリング７の側面７ａに装着された圧力
センサ３１を介してプレス圧検出部３２で検出され、常
に一定の範囲の圧力でコンク！Ｊ−）２１が空間２６内
に充填されるようにプレスリング駆動制御部３３により
プレスリング７の移動が制御される。

即ち、コンクリート吐出管１０から供給されるコンクリ
ート２１の圧力が高まり、そのままでは、既に打設済み
の、第４図右方のコンクリート２１　が、注入されつつ
あるコンクリート２１の圧力で地山１９側に押され、地
山１９を乱してしまう危険が生じた場合には、圧力セン
サ３１からの信号により、プレス圧検出部３２が空間２
６内のコンクリート圧力が規定の最大値を越えている旨
の信号Ｓ１をプレスリング駆動制御部３３に出力する。

プレスリング駆動制御部３３はこれを受けて、直ちにプ
レスリングジヤツキ９の入方向への移動速度を早めて、
プレスリング７をそれまでよりも早い速度でＡ方向へ移
動させる。すると、空間２６の容積が急速に拡大するの
で、空間２６内の高まりつつあったコンクリート２１の
圧力は直ちに低下し、適正な注入圧力に保持される。

また、コンクリ−１・吐出管１０から供給されるコンク
リ−１−２１の圧力が低下し、そのままでは、空間２６
内にコンクリート２１が充填されない空隙が生じる危険
性が生じた場合には、圧カセノサ３］からの信号により
、プレス圧検出部３２は空間２６内の圧力が規定の最低
値を下回っている旨の信号Ｓ２をプレスリング駆動制御
部３３に出力する。プレスリング駆動制御部３３はこれ
を受けて、直ちにプレスリングジヤツキ９の入方向への
移動速度を低下させて（ジヤツキ９の停止及びＢ方向へ
の逆移動も含む）、プレスリング７をそれまでよりも遅
い速度でＡ方向へ移動させる。

すると、空間２６の容積の拡大速度がそれまでに比べて
低下するので、空間２６内の低下しつつあったコンクリ
−１−２１の圧力は直ちに上昇し、適正な注入圧力に保
持される。

こうしてプレスリング７がＡ方向に移動しつつコンク’
Ｊ−ト２１ｉｅ空間２６中に適正な状態で充填してゆく
と、第１１図に示すように、プレスリング７の側面７ａ
がゲージリング１１の妻止め２２Ｂの設置位置とほぼ一
致する位置に到達する。

すると、コンクリート２１の空間２６への充填動作は停
止され、今度は第１２図に示すように、掘進用ジヤツキ
６のラム６ａがＢ方向に突出駆動されると共に、カッタ
３が回転され、トンネル１５の掘削動作が開始される。

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２１と地山１９との間にテールボイド２７が形成さ
れる。従って、外殻２がＡ方向に移動するにつれてプレ
スリングジヤツキ９を駆動してプレスリング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、先程充填された空間２６内の未硬化のコンクリー
ト２１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Ａ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、しか
も、空間２６内のコンクリ−１・２１等の打設材はプレ
スリング駆動制御部３３等によるプレスリング７の制御
により、空隙が生じることなく密実に充填されているの
で、コンクリート２１はリング全周に亙り均一な圧力で
抑圧され、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、］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。

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２１の打ち継ぎ面２９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
方向にプレスリングジヤツキ９等のプレスリング駆動手
段を介して移動自在に設けると共に、該プレスリング７
にコンクリ−１・吐出管１０等の打設材の注入手段を設
け、更に前記プレスリング７の側面７ａ等の打設材接触
部位に圧力センサ３１等の打設材の圧力測定手段を設け
、前記圧力測定手段により測定された打設材の圧力に応
じて前記プレスリング駆動手段を介してプレスリング７
の移動を制御するプレス圧検出部３２、プレスリング駆
動制御部３３等のプレスリング移動制御手段を設け、更
に前記プレスリング７の内側にゲージリング１１等の型
枠支持部材を前記外殻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における打設材の打ち継ぎ面
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、プレスリング７の打設材接触部位に打吸材の圧力
測定手段を設ける乙とにより、プレスリング７の打設材
注入手段から注入される打設材の圧力を適正な圧力に保
持した形でプレスリング７を駆動制御することが可能と
なり、地山１９を乱すことなく、シかも密実な打設材を
もってテールボイド２７の充填を行うことが出来、施工
の信頼性を大幅に向上させることが出来る。

【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ｌｌ−Ｔｌ線による断面図、第３図は
第１図の■−Ｉ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掘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・・・・・掘進用ジヤツキ７・・・・・プレスリング７ａ・・・・・・打設材接触部位（側面）９°°・プレ
スリング駆動手段（プレスリングジヤツキ）１０・・・・打設材の注入手段（コンクリート吐出管）１１・・・・・型枠支持部材（ゲージリング）２１・・
・・・打設材（コンクリート）３１・・・・圧力測定手
段（圧力センサ）３２・・・・・・プレスリング移動制
御手段（プレス圧検出部）３３・・・・・・プレスリング移動制御手段（プレスリ
ング駆動制御部）

Claims

【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プレスリング駆動手段を介して移動自在に
設けると共に、該プレスリングに打設材の注入手段を設け、更に前記プ
レスリングの打設材接触部位に打設材の圧力測定手段を設け、前記圧力測定手段により測定された打設材の圧力に応じて前記プレスリング駆動手段介してプレス
リングの移動を制御するプレスリング移動制御手段を設
け、更に前記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
枠支持部材に掘進用ジャッキを設けて構成したシールド掘削機。