JPH02132297A - 覆工構築方法 - 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】 （ａ）．産業上の利用分野 本発明は、プレスリングを用いたシールトによるトンネ
ルの掘削に際して、施工サイクルの短縮化が出来る覆工
構築方法に関する． （ｂ）．従来の技術 第１３図は従来のシールド工法におけるコンクリート打
設の方法を示す図である。

従来，現場打ちコンクリートを用いてシールド掘削機等
のシールドにより掘削したトンネルに覆工を構築する際
には、例えば特開昭６　２−０　１９４３９９に開示さ
れているように、型枠１３の１リング分のトンネル覆工
２０を構築した後、次の１リンク分のトンネル覆工２０
を構築するときに，第１３図に示すように、掘進用シャ
ッキ６のラム６ａをゲーシリング１１と共に矢印八方向
に型枠１３の１リング分の長さだけ後退させ、型枠１３
Ａとゲージリング１１との間に形成された空間３１に補
強部材１２及び型枠１３Ｂを組立て設置する。次に．該
空間３１に、型枠１３Ｂに接続されたコンクリート供給
管２５からコンクリート２１Ａを打設した後、プレスリ
ング７を矢印八方向に移動させつつ、供給ホース３０か
らプレスリング７の吐出管１０を介してコンクリート２
１Ｃを打設することにより、コンクリート２ＬＡ及びコ
ンクリート２１Ｇからなるトンネル覆工２０を構築して
いく。

（Ｃ）．発明が解決しようとする問題点しかし、この構
築方法においては、ゲージリング１１が型枠１３Ａを離
れてから空間３１に補強部材１２及び型枠１３Ｂが組立
て設置され，更にコンクリートが該部分に打設されるま
での間は，直前に打設された型枠１３Ａ部分のコンクリ
ート２１Ｂに対するゲージリング１１の抑圧状態か解除
されるので、該打設されたコンクリート２１Ｂを地山１
９からの土圧、水圧等の圧力に酎え得る程度迄に硬化養
生させておく必要がある。この養生時間は，特に大深度
施工等の高土圧，高水圧下での施工において必然的に長
くなり、従ってトンネル覆工２０を構築する際のシール
ド掘削機のサイクルタイムが打設コンクリート２１Ｂの
硬化養生時間に相当する分だけ長くなり、結果的に工期
の長期化が生じる危険性がある６ 本発明は、上記の問題点を解消すへく、トンネル覆工２
０の構築に要するサイクルタイムを短縮することが出来
る覆工構築方法を提供することを目的とする。

（ｄ）．問題，た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）の掘進方向に移動駆動自在に
設け、該プレスリング（７）の内側に型枠支持部材（１
１）を前記外殻（２）に対して移動駆動自在に設け，該
型枠支持部材（１１）と前記外殻（２）の間に掘進用ジ
ャッキ（６）を設けたシールド（１）を用いて覆工（２
０）を構築する際は、プレスリング（７）を外殻（２）
後方に突出させた状態で、型枠支持部材（１１）を外殻
（２）前方に移動させ，該型枠支持部材（１１）と堝に
覆工構築部材（２１）の打設が完了した型枠（１３Ａ）
との間に型枠（１３Ｂ）を設置し、次いでプレスリング
（７）を外殻（２）前方に移動させつつ、該プレスリン
グ（７）の移動に伴なって生じる覆工構築部材打設空間
（２６）中に覆工情築部材（２１）を注入充填し、その
後シールド（１）による掘進を開始して，掘進用ジャッ
キ（６）により外殻（２）の前方への移動を開始すると
共に，プレスリング（７）を後方に突出させて、前記直
前に充填された覆工構築部材（２１）を加圧することに
より、前記外殻（２）の移動に伴なって生じるテールボ
イド（２７）甲に該覆工構築部材（２１）を充填させて
１次覆工（３５）を形成し、その後前記１次覆工（３５
）の覆工構築部材（２１）の硬化した部分の型枠（１３
）を脱型して、該１次覆工（３５）の内側に２次覆工（
２９）を構築丁るようにして構成される。

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ｒ　（ｅ）．
作用」の欄についても同様である。

（ｅ）．作用 上記した構成により，本発明は、地山（１９）と型枠（
１３）の間に打設された覆工構築部材（２１）が、プレ
スリング（７）により常時加圧支持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図は本発明による覆工構築方法が適用されるシール
ド掘削機等の一例を示す正断面図、第２図は第１図の■
一■線による断面図，第３図は第１図の■−■線による
断面図．第４図は第１図に示すシールド掘削機のジャッ
キ部分の拡大図， 第５図は第４図の■−■線による断面図、第６図乃至第
１２図は本発明による覆工構築方法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ー３が回転自在に支持されている．
カッター３は，外殻２内部の空間を図中左右方向に遮断
する形で設けられた隔壁２ａに設けられた駆動モーター
３ａと接続しており、更に隔壁２ａには掘進用ジャッキ
６が複数個、第１図及び第２図に示すように、外殼２に
沿った形で円環状に配列設置されている，掘進用ジャッ
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
の内周面には，第４図に示すように、ゴム等の可撓性材
料からなるシール材５が図中右側の側面７ａ付近にその
全周に互って貼設されている。また，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
ャッキ９が外殻２に沿った形で円環状に複数個配置され
ており、更にそれ等プレスリングジャッキ９の間には、
第２図及び第５図に示すように、複数の吐出管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．吐
出管１０には，吐出管内清掃用のシリンダー１０ｂがロ
ット１０ｃを矢印Ａ．Ｂ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１ｏには供給ホース３０が
接続されている。

ところで，掘進用ジャッキ６のラム６ａの先端には，第
４図に示すように、円環状に形成されたゲージリング１
１がプレスリング７の内面と接する形で装着されており
、ゲージリング１１には、第２図及び第３図に示すよう
に、円環状に組立てられた型枠１３か第１図左右方向に
接続された形で設けられている。

また，シールド掘削機１の後方には、第１図に示すよう
に、円環状のセントル１７が該シールド掘削機１の掘進
方向、即ち矢印Ａ．Ｂ方向に移動關動自在にａ置されて
おり、セントル１７には図示しないコンクリート供給管
が設けられている。

シールド掘削機１等は、以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，駆動モーター３ａを
駆動してカッター３を回転させると共に，掘進用ジャッ
キ６のラム６ａを第１図矢印Ｂ方向に突出させて、隔壁
２ａ及び外殻２を介してカッター３を切羽１６方向、即
ち矢印Ａ方向に押圧丁る。すると、その押圧力により、
切羽１６と回転するカッター３は所定の接触圧カで接し
、切羽１６はカッター３により掘削されると同時に、外
殻２は矢印八方向に推進してトンネル１５がシールド掘
削機１の後方、即ち図中右方に形成されていく。

こうして、トンネル１５が形成されていくにつれ、掘削
された地山１９の崩壊を防止するためにトンネル覆工２
０を構築する必要があるが、このトンネル覆工２ｏの構
築は以下の手順で行なわれる．即ち、シールド掘削機１
が、型枠１３の１リング分の長さＬ１だけ矢印八方向に
掘進した状態では、掘進用ジャッキ６のラム６ａは、第
６図に示すように，矢印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も矢印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、掘進用ジャッキ６の
ラム６ａを矢印Ａ方向に距離Ｌ１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型枠１
３Ａからゲージリング１１が離れて矢印八方向に移動し
、型枠１３Ａとゲージリング１１との間に距離Ｌ１なる
空間が形成される．そこで、該空間部分に、図中想像線
で示すように、型枠１３Ａに接する形で型枠１３Ｂを円
環状に組立て設置する。

こうして，型枠１３Ｂが円環状に組立て設置されたとこ
ろで、第８図に示すように、プレスリングジャッキ９を
駆動してプレスリング７を矢印Ａ方向に徐々に後退させ
る．すると、プレスリング７の通過した後には，外殻２
と型枠１３Ａ、１３Ｂとの間に円環状のコンクリート打
設空間２６が形成される．そこで、プレスリング７の矢
印Ａ方向への移動と共に、第９図に示すように、供給ホ
ース３０から，コンクリート２１を吐出管１０を介して
コンクリート打設空間２６中に注入し、該コンクリート
打設空間２６をコンクリート２１で充填する。この際、
プレスリング７と型枠１３Ａ、１３Ｂの間に設けられた
シール材５が、該プレスリング７の移動中、常時型枠１
３Ａ又は１３Ｂに当接するように変形するので、コンク
リート打設空間２６は、閉鎖された状態を維持しつつコ
ンクリート２１で充填される。従って、注入されたコン
クリート２１がプレスワングッと型枠１３Ａ．１３Ｂの
間から漏出することはない。プレスリング７が矢印八方
向に移動して、第１０図に示すように、側面７ａがケー
ジリング１１の型枠支持位置とほぼ一致したところで、
第１１図に示すように、掘通用ジャッキ６のラム６ａを
矢印Ｂ方向に突出匪動させて型枠１３から反力を取ると
共に、カッター３を回転させて掘削動作を開始する。

すると、既に述べたように、外殻２が矢印八方向に移動
を開始し、外殻２が移動した後には、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。そこで、外＠２が矢印八方向に移動するに
つれてプレスリングジャッキ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矢印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１２図に示すように，外殼２の矢
印八方向への移動につれて、プレスリング７を矢印Ｂ方
向に移動させていくと、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いく．この際，
プレスリング７は円筒状に形成さ九ているので、コンク
リート２１はリング全周に亙り均一に加圧され，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
で良好な状態で行なわれる．このようにして，外殻２が
型枠１３の１リング分の長さＬ１だけ推進すると、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２ｂに一敢した形となり，１リング分の１
次覆工３５の構築が完了する． なお、１リング分の１次覆工３５が構築されると，次の
１リング分の１次覆工３５を構築するため、既に述べた
ように、この状態で掘進用ジャッキ６のラム６ａを、第
７図に示すように、矢印Ａ方向に距離Ｌ１だけ後退させ
て、ゲージリング１１による型枠１３への押圧状態を解
除するが、この際には、直前に打設されたコンクリート
２１の妻部２１ａがプレスリング７により常時加圧支持
さわるので．該妻部２１ａが土庄や水圧等により崩壊す
ることはなく、従って次の型枠１３の設置作業は円滑に
行なわれる。

このようにして１次覆工３５を構築していくと，注入打
設されたコンクリート２１は、上述したように５プレス
リング７により常時加圧支持されて．地山１９の土庄や
水圧等による応力の解放を起こさないので，該コンクリ
ート２１の硬化具合に無関係に次々とトンネル１５の掘
削作業及び１次覆工３５の構築作業を続けることが出来
る。

従って，第１３図に示すような従来の構築方法と比べて
，本発明による方法では、特に高土圧，高水圧下におい
て長くなりがちなコンクリート２１の養生時間がシール
ドによるトンネル１５の掘削サイクルに全く影響を及ぼ
さず、シールドは打設されたコンクリート２１の強度発
現状況とは無関係に、型枠１３から反力を取る形で掘進
していくことが出来る。

以上のようにして１次覆工３５が構築された後、該１次
覆工３５の内側に、円環状のセントル１７を用いて補強
コンクリート３３からなる２次覆工２９を構築していく
。それには，第１図に示すように，まずコンクリート２
１が円筒状に硬化し，１次覆工３５の構築されたコンク
リート２１部分の型枠１３を順次脱型して、該コンクリ
ート２１の内側に妻止め２２Ｂを円環状に設置する。

次に、妻止め２２Ｂと直前に打設形成された２次覆工２
９の間に，図中想像線で示すように，パンチプレートや
鉄筋等からなる補強部材１２を円環状に設置する。その
後、直前に打設された２次コンクリート２３を支持して
いるセントル１７を、図中想像線で示すように、該セン
トル１７の１リング分の長さＬ２だけ矢印八方向に移動
させる。

すると，セントル１７が前記妻止め２２Ｂに当接し、該
セントル１７、妻止め２２Ｂ、１次覆工３５及び直前に
形成された２次覆工２９の端面に囲まれた２次コンクリ
ート打設空間３２が形成される。

次に、該２次コンクリート打設空間３２に，セントル１
７に設けられた図示しないコンクリート供給管を介して
２次コンクリートを打設し、充填する．該打設された２
次コンクリートが硬化したところで，１リング分の２次
覆工２９の構築が完了する． １リング分の２次覆工２９の構築が完了したら、同様の
手順で順次２次覆工２９を１リング分ずつ構築していく
ことにより、１次覆工３５及び２次覆工２９からなるト
ンネル覆工２０が構築されていく。

なお、上述の実施例においては、２次覆工２９の構築に
際して、セントル１７を用いて２次コンクリート２３を
現場打設して、補強部材１２で補強することにより補強
コンクリー１へ３３を形成し、２次覆工２９としたが、
これ以外の方法、例えばセグメントを用いる方法であっ
ても，強度的に十分な２次覆工２９を構築することが可
能である限り、どのような方法を用いてもよい．（ｇ）
．発明の効果 以上、説明したように、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
移動叩動自在に設け、該プレスリング７の内側にゲーシ
リング１１等の型枠支持部材を前記外殻２に対して移動
卵動自在に設け、該型枠支持部材と前記外殻２の間に掘
通用ジャッキ６を設けたシールド掘削機１等のシールド
（従って．カッター３等は必ずしも必要ではない。）を
用いてトンネル覆工２０等の覆工を構築する際は，プレ
スリング７を外殻２後方に突出させた状態で．型枠支持
部材を外殻前方に移動させ、該型枠支持部材と既にコン
クリート２１等の覆工構築部材の打設が完了した型枠１
３Ａとの間に型枠１３Ｂを設置し、次いでプレスリング
７を外殻２前方に移動させつつ、該プレスリング７の移
動に伴なって生じるコンクリート打設空間２６等の覆工
構築部材灯設空間中にコンクリート２１等の覆工構築部
材を注入充填し，その後シールドによる掘進を開始して
．掘進用ジャッキ６により外殻２の前方への移動を開始
すると共に、プレスリング７を後方に突出させて、前記
直前に充填されたコンクリート２１等の覆工構築部材を
加圧することにより，前記外殻２の移動に伴なって生じ
るテールボイド２７中に該覆工構築部材を充填させて１
次覆工３５を形成し，その後前記１次覆工３５の覆工構
築部材の硬化した部分の型枠１３を説型して、該１次覆
工３５の内側に２次覆工２９を構築するようにして構成
したので、プレスリング７が、地山１９と型枠１３の間
に形成された覆工構築部材打設空間中に打設充填された
覆工構築部材を常時加圧支持することが可能となり、従
って型枠１３の８置作業を覆工構築部材の硬化状況に無
関係に行なうことが出来、シールドの掘削サイクルタイ
ムを大幅に短縮することが可能となる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による覆工構築方法が適用されるシール
ド掘削機等の一例を示す正断面図，第２図は第１図の■
−■線による断面図，第３図は第１図の■一■線による
断面図、第４図は第１図に示すシールド掘削機のジャッ
キ部分の拡大図， 第５図は第４図の■一■線による断面図、第６図乃至第
１２図は本発明による覆工構築方法の一例を示す工程図
， 第１３図は従来のシールド工法におけるコンクリート打
設の方法を示す図である。 １・・・・・・シールド（シールド掘削機）２・・・・
・・外殻 ６・・・・・・掘通用ジャッキ ７・・・・・・プレスリング １１・・・・・・型枠支持部材（ゲージリング）１３Ａ
、１３Ｂ・・・・・・型枠 ２０・・・・・・覆工（トンネル覆工）２１・・・・・
・覆工構築部材（コンクリート）２６・・・・・・覆工
構築部材打設空間（コンクリート打設空間） ２７・・・・・・テールボイド ２９・・・・・・２次覆工 ３５・・・・・・１次覆工 出願人　　　　三井建設株式会社 代理人　　弁理士　　相田　伸二 （ほか２名）

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
   動駆動自在に設け、 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
   て移動駆動自在に設け、 該型枠支持部材と前記外殻の間に掘進用ジャッキを設け
   たシールドを用いて覆工を構築する際は、 プレスリングを外殻後方に突出させた状態で、型枠支持
   部材を外殻前方に移動させ、 該型枠支持部材と既に覆工構築部材の打設が完了した型
   枠との間に型枠を設置し、 次いで、プレスリングを外殻前方に移動させつつ、該プ
   レスリングの移動に伴なって生じる覆工構築部材打設空
   間中に覆工構築部材を注入充填し、 その後、シールドによる掘進を開始して、 掘進用ジャッキにより外殻の前方への移動を開始すると
   共に、 プレスリングを後方に突出させて、前記直前に充填され
   た覆工構築部材を加圧することにより、前記外殻の移動
   に伴なって生じるテールボイド中に該覆工構築部材を充
   填させて１次覆工を形成し、 その後、前記１次覆工の覆工構築部材の硬化した部分の
   型枠を脱型して、該１次覆工の内側に２次覆工を構築す
   るようにして構成した覆工構築方法。