JPH0367199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明はテールボイドに対する裏込めを確実に
行うことが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
ルの覆工をセグメントによらず現場打ちコンクリ
ートにより構築せんとする提案がなされている。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかし、この種のシールド掘削機においては、
シールドの掘進後に生じるテールボイドを確実に
裏込め出来ることが、施工の信頼性を高める上で
重要である。

本発明は、上記した事情に鑑み、現場打ちコン
クリートで覆工を構築しつつ、かつテールボイド
の裏込めも確実に行うことの出来るシールド掘削
機を提供することも目的とするものである。

(d) 問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、注入材を、テールボイドに対
して均一な圧力で注入出来れば、良好な裏込めが
出来ることに着目し、シールド掘削機２の外殻３
の内側に、リング状に形成された外型枠２９を、
シールド掘削機２の掘進方向に、空隙３７を形成
し得るように移動駆動自在に設け、該外型枠２９
に、前記空〓３７対して注入材を注入するテール
ボイド注入装置３１を設けて構成される。

なお、括弧内の番号は、図面における対応する
要素を示す、便宜的なものであり、従つて、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) 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、外型枠２９等
から形成されるコンクリート打設空間２１中にコ
ンクリートが打設された後、外型枠２９を移動さ
せて空隙３７を形成し、該空隙３７中にテールボ
イド注入装置３１を介して注入材を充填し、その
後、外型枠２９を逆方向に駆動して、空隙３７中
の注入材をテールボイド２５中に押し出す形で注
入すると、リング状の外型枠２９がテールボイド
２５に対してピストン的な役割を果たし、均一な
圧力で注入材の注入動作を行うことが出来るよう
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図は外型枠の駆動態様を示す動作図、 第２図は本発明によるシールド掘削機の一実施
例が適用されたトンネル掘削現場の一例を示す
図、 第３図は第２図の−線による断面図、 第４図は第２図の−線による断面図、 第５図は第２図の−線による断面図であ
る。

トンネル１の掘削現場は、第２図に示すよう
に、円筒形の外殻３を有するシールド掘削機２が
設けられており、外殻３にはカツタ５が油圧モー
タ６により回転駆動自在に支持されている。外殻
３の内側には、掘進用ジヤツキ７が複数個、第５
図に示すように、断面円形の外殻３に沿つた形で
２重に配置されており、掘進用ジヤツキ７にはラ
ム７ａが矢印Ａ、Ｂ方向に突出駆動自在に設けら
れている。外殻３の後端内側部分、即ち第２図右
端部分には、第３図に示すように、リング状に形
成された外型枠２９が外殻３の内側に沿つて、第
２図矢印Ａ、Ｂ方向に移動自在に設けられてお
り、外型枠２９には、第１図及び第２図に示すよ
うに、外殻３の内側に配置された駆動シリンダ３
０がピストンロツド３０ａを介して接続してい
る。

また、外型枠２９には、第３図に示すように、
所定のピツチでテールボイド注入管３１が埋設さ
れており、テールボイド注入管３１には注入材供
給管３１ａが接続している。

一方、掘削されたトンネル１中には、トンネル
１の掘削方向に沿つて架台１３が構築されてお
り、架台１３には、型枠脱着装置１５がトンネル
１に沿つて移動自在に設けられ、更に型枠脱着装
置１５にはエレクタ１５ａが設けられている。

また、シールド掘削機２により掘削されたトン
ネル１の覆工１７は、第２図に示すように現場打
ちコンクリートで形成されており、覆工１７の切
羽１９側には、所定距離にわたり筒状に形成され
た連結型枠２３が設置されている。連結型枠２３
は、幅がＬ３で外径がＤ１の円筒状組型枠２２
が、覆工１７の構築方向である矢印Ａ、Ｂ方向に
複数個連結されて形成されており、組型枠２２
は、複数の型枠２０を、トンネル１の円周断面に
沿つて配置接続して構成される。各型枠２０は、
幅がＬ３で、第３図に示すように、構築すべき覆
工１７の内周の曲率に一致した形で円弧状に形成
されており、従つて、連結型枠２３は、これ等複
数の型枠２０に集合体である。

また、連結型枠２３の、第２図右方には、反力
受け固定装置３２が設けられており、反力受け固
定装置３２は、第４図に示すように、フレーム３
２ｂに回動自在に支持されたタイヤ３２ａを介し
てトンネル１の掘削方向である、第４図紙面と直
角方向に自由に移動することが出来る。フレーム
３２ｂには４個の反力受け３２ｃがガイドロツド
３２ｄにより、矢印Ｃ、Ｄ方向に移動自在に支持
されており、各反力受け３２ｃとフレーム３２ｂ
の間にはジヤツキ３２ｅが、反力受け３２ｃを矢
印Ｃ、Ｄ方向に移動駆動自在にした形で設けられ
ている。なお、番号３３は、型枠脱着装置１５の
走行用レールである。

シールド掘削機２等は以上のような構成を有す
るので、シールド掘削機２によりトンネル１を掘
削する場合には、まず、第５図外側の掘削用ジヤ
ツキ７のラム７ａを矢印Ｂ方向に突出駆動して、
ラム７ａの先端を構築状態にある覆工１７の、コ
ンクリートの打設が完了したコンクリート打設空
間２１に、該空間２１を閉塞する形で設けられた
妻止め３５と当接させる。同時に、第５図内側の
掘削用ジヤツキ７のラム７ａを矢印Ｂ方向に突出
駆動して、ラム７ａの先端を組立状態にある連結
型枠２３の、第２図最左方の組型枠２２と前記妻
止め３５を介して当接係合させる。この状態で、
ラム７ａを更にＢ方向に突出駆動させると、シー
ルド掘削機２は、覆工１７及び連結型枠２３から
Ａ方向の反力を受ける。連結型枠２３の後端、従
つて第２図右側の、すでに構築済みの覆工１７部
分には、反力受け固定装置３２が、反力受け３２
ｃの切羽１９側の端面３２ｆを、連結型枠２３の
後端と当接係合させた形で設けられている。反力
受け固定装置３２は、ジヤツキ３２ｅを駆動して
４個の反力受け３２ｃを、第４図Ｄ方向、即ち覆
工１７方向に突出駆動した状態で保持されてお
り、これにより、反力受け固定装置３２は構築済
みの覆工１７に対して確実に固定保持され、更に
連結型枠２３を介して伝達されるシールド掘削機
２のＢ方向への押圧力にも十分に耐えることが出
来る。従つて、シールド掘削機２が掘削用ジヤツ
キ７から受けるＡ方向の反力は、シールド掘削機
２を掘進させるのに十分なものとなる。

この状態で、次に、油圧モータ６を駆動してカ
ツタ５を回転させると、Ａ方向への反力により、
カツタ５と対向する切羽１９部分は掘削され、そ
れと共にシールド掘削機２全体がＡ方向に移動す
る形で掘進する。シールド掘削機２がＡ方向に掘
進すると、それに同期する形でラム７ａがＢ方向
に突出されて、連結型枠２３及び覆工１７からの
反力が常に適正な値に維持され、従つて適正な掘
削動作が行われるように調整される。

こうして、一定距離Ａ方向へシールド掘削機２
が掘進したところで、ラム７ａをＡ方向に後退さ
せ、掘進の結果生じた円筒形の、覆工１７を構築
すべき空間部分に、鉄筋をシールド掘削機２の外
型枠２９に沿つた形で配筋する。

この状態で、型枠脱着装置１５のエレクタ１５
ａでセグメント状に分割された型枠２０を、配筋
された鉄筋の周囲に配置接続して、コンクリート
打設空間２１を型枠２０と外型枠２９との間に形
成する。コンクリート打設空間２１が形成された
ことろで、その第２図左側面を妻止め３５で閉塞
して、連結型枠２３の最左方の組型枠２２の上方
の型枠２０に穿設されたコンクリート注入孔２０
ａから早強コンクリートをコンクリート打設空間
２１中に注入する。注入されたコンクリートは、
直ちに凝固を開始し、長さがＬ１なる覆工１７が
新たに構築される。

こうして、コンクリート打設空間２１中にコン
クリートが打設され、新たな覆工１７が構築され
たところで、再度、掘進用ジヤツキ７のラム７ａ
を矢印Ｂ方向に突出駆動して、ラム７ａの先端を
妻止め３５に当接係合させる。すると、既に述べ
た要領で、シールド掘削機２はＡ方向の反力を受
けるので、カツタ５を回転駆動して、再度Ａ方向
への掘進を開始する。

なお、シールド掘削機２がＡ方向へ、掘進を開
始すると、外殻３及び外型枠２９もＡ方向へ移動
し、移動する外殻３及び外型枠２９は、既に凝固
状態に到達した覆工１７を、地中に置き去る形で
移動する。この際、打設されたコンクリートと外
殻３の間に厚みＴに相当するテールボイド２５
が、第１図ａに示すように生じるので、コンクリ
ート打設空間２１中に早強コンクリートを打設
し、当該コンクリートが凝固した時点で、駆動シ
リンダ３０を駆動して、外型枠２９を矢印Ａ方向
に、第１図ｂに示すように移動させ、コンクリー
トが打設された部分と外殻３との間に空隙３７を
形成する。そこで、テールボイド注入管３１から
注入材を空隙３７に圧入し、当該空隙３７を注入
材で充填する。その状態で、シールド掘削機２が
掘削を開始して外殻３がＡ方向に移動すると、そ
れに同期して、第１図ｃに示すように、外型枠２
９をＢ方向に駆動シリンダ３０を介して移動させ
る。すると、空隙３７に充填された注入材は、外
殻３がＡ方向に移動する結果生じるテールボイド
２５中に圧入され、テールボイド２５には欠陥が
生じることなく注入材が充填される。なお、外型
枠２９は、テールボイド２５のリング状の断面形
状と一致する形で外殻３の全周にわたりリング状
に形成されているので、外型枠２９がテールボイ
ド２５に対して一種のピストン的な役割を果た
し、注入材の注入圧はテールボイド２５の全周に
ついて均一な注入圧力となり、均一な状態での注
入が行われる。

なお、外型枠２９のＡ、Ｂ方向の移動による注
入材のテールボイド２５への注入タイミングは、
上記した他にも種々の応用が出来ることは勿論で
ある。

こうする内に、連結型枠２３の、第２図右方部
分のコンクリートは十分に凝固し、実用強度に達
するので、シールド掘削機２が所定距離Ａ方向に
掘進して、再度コンクリートを打設する際に、図
中最右方の組型枠２２を連結型枠２３から外し、
更に型枠脱着装置１５を移動させて、当該分離さ
れた組型枠２２の下にエレクタ１５ａを位置決め
して、組型枠２２を各型枠２０に分解する。こう
して分解された型枠２０は、型枠脱着装置１５が
Ａ方向に運搬し、新たに鉄筋の設置された部位
で、連結型枠２３の、第１図左端の組型枠２２に
連結する形で再度組立て、コンクリート打設空間
２１を形成し、再使用される。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、外殻
３の内側に、リング状に形成された外型枠２９
を、シールド掘削機２の掘進方向に、空隙３７を
形成し得るように移動駆動自在に設け、該外型枠
２９に、前記空〓３７に対して注入材を注入する
テールボイド注入装置３１を設けて構成したの
で、外型枠２９を移動駆動して空隙３７を形成
し、当該空隙３７に注入材を充填して、再度外型
枠２９を逆方向に駆動して、空隙３７中の注入材
を外型枠２９を利用してテールボイド２５中に圧
入することが出来るようになり、テールボイド２
５の全周に亙り均一な圧力で注入材を注入するこ
とが可能となり、施工の信頼性を高めることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は外型枠の駆動態様を示す動作図、第２
図は本発明によるシールド掘削機の一実施例が適
用されたトンネル掘削現場の一例を示す図、第３
図は第２図の−線による断面図、第４図は第
２図の−線による断面図、第５図は第２図の
−線による断面図であである。 ２……シールド掘削機、３……外殻、１７……
覆工、２９……外型枠、３１……テールボイド注
入装置、３７……空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド掘削機の一部を現場打ちコンクリー
   トの型枠として使用して覆工を構築するシールド
   掘削機において、 前記シールド掘削機の外殻の内側に、リング状
   に形成された外型枠を、シールド掘削機の推進方
   向に、空〓を形成し得るように移動駆動自在に設
   け、 該外型枠に、前記空〓に対して注入材を注入す
   るテールボイド注入装置を設けて構成したシール
   ド掘削機。