JPH011894A - シ−ルド・トンネルの場所打ち覆工法 - 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」 この発明は、ノールド工法におけるシールド・トンネル
の覆工法に係わり、特に、プレキャスト部材たるセグメ
ントを用いずに、現場打ちコンクリートでトンネルの覆
工を行うシールド・トンネルの場所打ち覆工法に関する
。

「従来の技術およびその問題点Ｊ 一般のシールド工法において、掘削機たるシールド機に
より掘削されたトンネルの一次覆工は、円筒をその周方
向及び軸方向に所定個数分割したような鋼製あるいは（
プレキャスト　）コンクリート製のセグメントと呼ばれ
る部材を、前記シールド機内で円筒状に組み立てること
で行われていた。

しかし、このセグメントによる一次覆工は高価であり、
これが全体の工事費を引き上げる要因となっていた。

近年、前述のセグメントによる一次覆工を行わず、−次
及び二次覆工を兼ねて、トンネル内壁面に安価な現場打
ちコンクリートを打設してトンネルの覆工を行う、場所
打ちライニング工法と呼ばれる工法が提案、実施されて
いる。これは、例えば第１５図に示すように、地山Ｇ掘
削面内面より小さい内径を有する内型枠２をシールドジ
ヤツキ３後方のシールド機１内部で組み立て、このシー
ルド機ｌと内型枠２左の間に現場打ちコンクリート４を
充填、打設してトンネルの覆工を行うと共に、この内型
枠２をシールド機１の推進反力台として利用するような
工法である。しかし、この場所打ちライニング工法にお
いては、前述の如くシールドジヤツキ３後方において現
場打ちコンクリート４が充填、打設されるので、前記内
型枠２が現場打ちコンクリート４の養生型枠とシールド
機１の推進反力台との役割を兼用する必要がある。

従って、前記工法においては、内型枠２の構造に大きな
剛性が必要とされるため、内型枠２の自重の増加を招き
、その組み立て、取り外し等に手間がかかり、作業能率
が悪いという問題点を抱えていた。また、前記工法では
、シールドジヤツキ３後方で現場打ちコンクリート４を
打設する際に、シールド機ｌと内型枠２との間の空間を
その前方で閉塞する妻枠６をコンクリート打設の都度設
置する必要があるため、同様に型枠工としての手間がか
かる、という問題点を抱えていた。以上のことから、前
記従来の場所打ちライニング工法は、前記問題点？二対
する有効な解決策とはなり得ていなかった。

この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、安
価な現場打ちコンクリートによりトンネルの覆工を行う
ことが可能となると共に、その作業の手間かかからず、
作業能率の向上を図りうるシールド・トンネルの場所打
ち覆工法の提供を、その目的としている。

「問題点を解決するための手段」 そこでこの発明は、シールド機により掘削されたトンネ
ルの内壁面を現場打ちコンクリートにより覆工するシー
ルド・トンネルの場所打ち覆工法において、前記シール
ド機のスキンプレート先端部にこのスキンプレートより
も大径な外筒を設けておくと共に、このスキンプレート
に前記外筒とスキンプレート先端部との間に開口するコ
ンクリート注入管を設け、このシールド機後方にそのス
キンプレート外径に略等しい外径を有する円筒状の型枠
を組み上げて、この型枠に反力を取ることで前記シール
ド機を用いて他山を掘進する工程と、前記シールド機に
よる地山掘進工程後、前記外筒とスキンプレート先端部
との間に前記現場打ちコンクリートを打設する工程とを
交互に繰り返すことで、トンネルの内壁面を覆工するよ
うなシールド・トンネルの場所打ち覆工法を構成して、
前記問題点を解決している。

ここで、前記型枠はその周方向及び軸方向に分割可能に
構成しておくことが好ましい。あるいは、前記型枠をそ
の径方向に伸縮自在に構成すると共に、前記トンネルの
萌後方向に移動自在に構成しておくことが好ましい。

更に言えば、前記シールド機のスキンプレート表面に、
硬化した前記現場打ちコンクリートと前記シールド機と
の付着力を減少させる分離膜を設けておくことも好まし
い。

「作用」 この発明では、シールド機のスキンプレート先端部にこ
れより大径な外筒を設けると共に、これらスキンプレー
ト及び外筒の間に開口するコンクリート注入管を設けた
ので、現場打ちコンクリートの打設個所がこれら外筒と
スキンプレートとの間となり、従って、この現場打ちコ
ンクリートが十分硬化した状態でシールド機のスキンプ
レート後方に露出するので、シールド機後方に設置する
型枠の配置作業の手間がかからなくなると共に、この型
枠に堅固な構造を必要としなくなる。

「実施例」 以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、この発明の一実施例であるシールド・トンネ
ルの場所打ち覆工法に使用されるシールド機を示す図で
ある。第１図において、符号１０はノールド機全体、符
号１１はこのシールド機１０の外殻たるスキンプレート
を示し、このシールド１４１０が地山Ｇを一方向（図示
例では左方向）に掘進することで、シールド機１０後方
にトンネルＴが形成されると共に、このトンネルＴ内周
面に覆工コンクリート３０が形成されることで、その覆
工が行なわれている。

前記スキンプレート１１の先端部には、これを覆うよう
に、スキンプレート！■よりも大径の外筒１２が設けら
れている。スキンプレート１１の先端は、このスキンプ
レート１１の軸線に略直交するように設けられた仕切板
１３により閉塞され、かつ、この仕切板１３により、こ
れらスキンプレート１１及び外筒Ｉ２が双方の先端部に
おいて接合されている。スキンプレート１１先端部には
、前記外筒１２及びスキンプレート１１の間に現場打ち
コンクリート３１を打設するためのコンクリート注入管
Ｉ５が取り付けられている。このコンクリート注入管１
５は、その途中に設けられたバルブ１６によりコンクリ
ートの打設が制御されると共に、必要に応じて地上等に
設置されたコンクリート圧入プラント（図示略）に接続
される。さらに、スキンプレートｌＩ先端部には、第５
図に示すように、覆工コンクリート３０とスキンプレー
ト１１との付着力を減少させるための管状の不透水性被
膜（分離膜）３３を送出するスリット３２が形成されて
いる。

前記シールド機ＩＯには、そのスキンプレート■！内周
面中程に支持リング１７が設けられ、この支持リング１
７背而には、その周方向に間隔を置いて複数台の推進ツ
ヤツキ１８．１８、・・・カ固定されている。また、こ
のシールド機１０後方には、面記覆エコンクリート３０
の養生型枠たる外形略円筒状の内型枠１９が設置され、
前記推進ジヤツキＩ８．１８、・・・の作用端１８ａＳ
　１８ａ、−は、この内型枠１９前端に当接されている
。

内型枠Ｉ９は、その外径が前記スキンプレート１１外径
に略等しいような外形略円筒状に形成されていると共に
、この円筒か周方向及び軸方向に複数個（図示例では周
方向に８分割）分割された樋状の分割体２０．２０、・
・・の集合体として構成されている。

この分割体２０は、第２図ないし第４図に示すように、
円筒状の鋼板を周方向に複数個分割してなる形状の枠板
２Ｉと、この枠板２１前端部に沿って取り付けられ、環
状の角型鋼管を周方向に複数個分割してなる形状の補強
リング２２と、枠板２！の長手方向に沿って着脱自在に
取り付けられたＨ形鋼からなる通り粱２３とから構成さ
れている。

これら分割体２０．２０、・・・は、隣接する分割体２
０．２０がそれぞれボルト結合されて組み上げられ、全
体として図示の如き外形略円筒状の内型枠１９とされて
いる。この時、通り粱２３．２３、・・は、内型枠１９
の軸線に沿って一直線上に配設されており、かつ、これ
ら通り梁２３．２３間には、抑圧ジヤツキ２４が配設さ
れている。また、通り梁２３．２３、・・・は、前記推
進ジヤツキの作用端１８ａ、１８ａが内型枠１９内最面
列の補強リング２２を介してこれら通り粱２３前端を臨
む位置となるように、その周方向の位置が調整されてい
る。以上の構成より、この内型枠１９は、その抑圧ジヤ
ツキ２４の伸長により全体が外方に拡張されて、覆工コ
ンクリート３０の内周面に押圧されることでトンネルＴ
内に固定される。よって、シールド機ｌは、その推進ジ
ヤツキ！８、Ｉ８、・・・の伸長により前記内型枠１９
に反力を取ることで、自身を一方向（図示例では左方向
）に推進させることができる。また、符号２５は、ン−
ルド機工の前面に設けられ、地山Ｇを掘削するカッタ装
置である。

次に、第７図ないし第１０図を参照して、この発明の一
実施例であるシールド・トンネルの場所打ち覆工法につ
いて説明する。

（ｉ）まず、第７図に示すように、内型枠１９をシール
ド機ｌＯのすぐ後方に設置すると共に、抑圧ジヤツキ２
４を伸長させることで、この内型枠１９をトンネルＴ内
に固定する。

（１１）次に、第８図に示すように、シールド機ｌＯの
推進ジヤツキ１８．１８、・・を伸長させて、前記内型
枠１９に反力を取ってシールド機１０全体を一方向（図
示例では左方向）に推進させつつ、シールド機１０の前
部に設けられたカッタ装置２５により地山Ｇを掘削して
、シールド機ＩＯによる地山Ｇの掘進作業を行う。これ
と同時に、スリット３２から前記管状の不透水性被膜３
３を送出して、この被膜３３によりスキンプレー）１１
の表面を覆い、よって、覆工コンクリート３０とシール
ド機ｌＯとの付着力を減少させ、このシールド機ＩＯの
掘進を容易にさせる。

（ｉｉｉ）シールド機ＩＯが地山Ｇ内を所定距離掘進し
た後、このシールド機ＩＯの掘進を停止して、第９図に
示すように推進ジヤツキ１８．１８を短縮させる。する
と、推進ジヤツキ１８．１８、・・・と内型枠１９との
間にシールド機ＩＯの１回の推進距離だけの空隙が生ま
れる。そこで、第１Ｏ図に示すように、この空隙に前記
分割体２０．２０、・・・を組み上げることで、内型枠
１９を助力に延設する。これと同時に、前記コンクリー
ト注入管！５により、スキンプレート１１１外筒１２、
仕切板１３、及び覆工コンクリート３０の先端で囲まれ
た閉塞空間１４内に現場打ちコンクリート３１を充填、
打設する。ここで、前記管状の被膜３３は、現場打ちコ
ンクリート３１の圧力により、スキンプレート１１に密
着した状態でこの表面に分離膜を形成することとなる。

（１ｖ）この後、前述の（１）〜（山）の工程を繰り返
して、トンネルＴの内周面に現場打ちコンクリート３１
を打設しつつ、シールド機ＩＯにより地山Ｇを掘進して
、このトンネルＴの内周面に覆工コンクリート３０を形
成す名のである。

従って、以上示した方法によれば、シールド機ｌＯのス
キンプレート１１先端部に、これより大径の外筒１２を
設けたことにより、この外筒１２が現場打ちコンクリー
ト３１打設時の外型枠として、また、スキンプレート１
１が内型枠として作用するので、外筒１２とスキンプレ
ート１１との間に現場打ちコンクリート３１を打設する
ことで、トンネルＴの内周面に覆工を行うことができる
。

この時、現場打ちコンクリート３１の打設個所がシール
ド機１０のスキンプレートＩＩ先端部であるので、この
現場打ちコンクリート３１が覆工コンクリート３０とし
てシールド機１０のスキンプレート１１後方に露出する
段階では、この覆工コンクリート３０の硬化も十分進行
している。従って、覆工コンクリート３０内面に内型枠
Ｉ９を設置する作業が、前記従来の場所打ちライニング
工法に比して極めて簡易となる。また同時に、覆工コン
クリート３０の硬化が十分進行していることから、前記
内型枠１９は、主にシールド機１０の推進反力台として
の機能を果たせば良く、前記従来の如く養生型枠として
の堅固な構造を必要としない。従って、この面からも型
枠設置作業等における手間が遥かに小さくなる。更に言
えば、現場打ちコンクリート３１打設の際には、前述の
如くスキンプレート１１、外筒１２、仕切板１３及び覆
工コンクリート３０の先端で囲繞された閉塞空間１４内
に現場打ちコンクリート３１が打設されるので、現場打
ちコンクリート３１用の型枠が不要となるため、この面
からも作業の手間が遥かに小さくなる。よって、この実
施例によれば、安価な現場打ちコンクリート３Ｉにより
トンネルＴの覆工を行うことが可能となると共に、その
作業の手間がかからず、作業能率の向上を図りうるシー
ルド・トンネルの場所打ち覆工法を実現することができ
る。

次に、第１Ｉ図ないし第１４図は、この発明の他の実施
例であるシールド・トンネルの場所打ち覆工法を説明す
るための図である。なお、以下の説明において、前記実
施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、そ
の説明を省略する。

この実施例の場所打ち覆工法と前記実施例の場所打ち覆
工法との相異点は内型枠１９の構造である。すなわち、
この内型枠１９は、外形略円筒状の枠板２１と、この枠
板２１内周面の周方向に沿って複数個配設された環状の
補強リング２２．２２、・・・と、枠板２１内周面の軸
方向に沿って複数個配設された通り粱２３．２３、・・
・とから構成されている。そして、この内型枠１９は、
その枠板２１が軸方向に沿って複数個（図示例では４分
割）分割されることで軸方向に分割されていると共に、
分割された枠板２１のうち隣接するものが互いに抑圧ジ
ヤツキ２４．２４、・・・により連結されている。これ
により、この内型枠１９は、抑圧ジヤツキ２４．２４、
・・・の伸縮に従って、その径方向に伸縮自在に構成さ
れることとなる。また、この内型枠１９には、これを覆
工コンクリート３０内周面に沿ってトンネルＴの前後方
向に移動させるための車輪機構２６．２６が着脱自在に
取り付けられている。

この実施例のシールド・トンネルの場所打ち覆工法は、
前記実施例のそれとほぼ同様である。すなわち、 （ｉ）まず、第１１図に示すよう？こ、内型枠１９をシ
ールド機１０のすぐ後方に設置すると共に、抑圧ジヤツ
キ２４を伸長させることで、この内型枠１９をトンネル
Ｔ内に固定する。

（１１）次に、シールド機ＩＯの推進ジヤツキＩ８．１
８、・・・を伸長させて、前記内型枠１９に反力を取っ
てシールド機１０全体を一方向（図示例では左方向）に
推進させつつ、シールド機１０の萌部に設けられたカッ
タ装置（図示略）により地山Ｇを掘削して、シールド機
１０による地山Ｇの掘進作業を行う。

（ｉｉｉ）シールド機ＩＯが地山Ｇ内を所定距＃掘進し
た後、このシールド機１０の掘進を停止して、推進ジヤ
ツキ１８．１８を短縮させる。すると、推進ジヤツキ１
８．１８、・・・と内型枠■９との間にシールド機ＩＯ
の１回の推進距離だけの空隙が生まれる。そこで、第１
３図に示すように、押圧ジヤツキ２４．２４、・・・を
短縮させることで内型枠１９を径方向内方に縮めた後に
、内型枠！９に車輪機構２６．２６を取り付けて、この
内型枠１９を前方に移動させる。これと同時に、図示せ
ぬノールド機１前方において、コンクリート注入管によ
りスキンプレート１１．外筒、仕切板、及び覆工コンク
リート３０の先端で囲まれた閉塞空間内に現場打ちコン
クリートを充填、打設する。

（１ｖ）この後、萌述の（１）〜（ｉｉｉ）の工程を繰
り返して、トンネルＴの内周面に現場打ちコンクリート
を打設しつつ、シールド機ｌＯにより地山Ｇを掘進して
、このトンネルＴの内周面に覆工コンクリート３０を形
成するのである。

従って、この実施例によっても、前記実施例と同一の作
用効果が得られ、安価な現場打ちコンクリートによりト
ンネルＴの覆工を行うことが可能となると共に、その作
業の手間がかからず、作業能率の向上を図りうるシール
ド・トンネルの場所打ち覆工法を実現することができる
。

なお、この発明のシールド・トンネルの場所打ち覆工法
は、これを実現するための各種構成要素の材質、形状等
が前記実施例に限定されず、種々の変形例が可能である
。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、現場打
ちコンクリートの打設個所がシールド機のスキンプレー
ト先端部に設けられた外筒とスキンプレートとの間とな
るので、この現場打ちコンクリートが十分硬化した状態
でシールド機のスキンプレート後方に露出する。従って
、コンクリート内面に内型枠を設置する作業が、従来の
工法に比して極めて簡易となる。また同時に、前記内型
枠は、主にシールド機の推進反力台としての機能を果た
せば良く、前記従来の如く養生型枠としての堅固な構造
を必要としない。従って、この面からも型枠設置作業等
における手間が遥かに小さくなる。更に言えば、現場打
ちコンクリート打設の際には、現場打ちコンクリート用
の型枠が不要であるため、この面からも作業の手間が遥
かに小さくなる。よって、この発明によれば、安価な現
場打ちコンクリートによりトンネルの覆工を行うことが
可能となると共に、その作業の手間がかからず、作業能
率の向上を図りうるシールド・トンネルの場所打ち覆工
法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるシールド・トンネル
の場所打ち覆工法に使用されるシールド機を示す断面図
、第２図ないし第４図は同覆工法に使用される内型枠の
分割体を示す図であって、第２図は側面図、第３図は正
面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ′線に沿う矢視断面
図、第５図は第１図のｖ−ｖ′線に沿う矢視断面図、第
６図は面記シールド機のスキンプレート付近を拡大して
示した断面図、第７図ないし第１Ｏ図はこの発明の一実
施例であるシールド・トンネルの場所打ち覆工法を説明
するための図、第１１図ないし第１４図はこの発明の他
の実施例であるシールド・トンネルの場所打ち覆工法を
説明するための図、第１５図は従来の場所打ちライニン
グ工法を示す断面図である。 Ｔ・・・・・・トンネル １０・・・・・・シールド機、１１・・・・・・スキン
プレート、Ｉ２・・・・・外筒、１５・・・・・・コン
クリート注入管、１９・・・・・内型枠（型枠）、３１
・・・・・・現場打ちコンクリート、３３・・・・・・
被膜（分離膜）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シールド機により掘削されたトンネルの内壁面を
   現場打ちコンクリートにより覆工するシールド・トンネ
   ルの場所打ち覆工法であって、前記シールド機のスキン
   プレート先端部にこのスキンプレートよりも大径な外筒
   を設けておくと共に、このスキンプレートに前記外筒と
   スキンプレート先端部との間に開口するコンクリート注
   入管を設け、このシールド機後方にそのスキンプレート
   外径に略等しい外径を有する円筒状の型枠を組み上げて
   、この型枠に反力を取ることで前記シールド機を用いて
   地山を掘進する工程と、前記シールド機による地山掘進
   工程後、前記外筒とスキンプレート先端部との間に前記
   現場打ちコンクリートを打設する工程とを交互に繰り返
   すことで、トンネルの内壁面を覆工することを特徴とす
   るシールド・トンネルの場所打ち覆工法。
2. （２）前記型枠をその周方向及び軸方向に分割可能に構
   成しておくことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のシールド・トンネルの場所打ち覆工法。
3. （３）前記型枠をその径方向に伸縮自在に構成すると共
   に、前記トンネルの前後方向に移動自在に構成しておく
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のシールド
   ・トンネルの場所打ち覆工法。
4. （４）前記シールド機のスキンプレート表面に、硬化し
   た前記現場打ちコンクリートと前記シールド機との付着
   力を減少させる分離膜を設けることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項、第２項又は第３項記載のシールド・ト
   ンネルの場所打ち覆工法。