JPH0517359B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は管路掘削工法により管路を掘削築造す
るに際し、既に構築された管路の壁体の外周を連
続して不透水膜で被覆する方法及び装置に関す
る。

関路掘削工法にはシールドトンネル工法、推進
管設置工法等種々の工法があるが、それ等のなか
でシールドトンネル工法は崩壊性の高い土質にお
いて管路の掘削を行うに当つて、形成する管路の
外径より僅かに大きい断面を有する「シールド掘
削機」と称する強固な鋼製の殻を地中に掘進させ
て、その内部で土砂の崩壊を防ぎながら安全に掘
削作業やコンクリート等による管路の構築作業
や、セグメントの組立作業を行つて管路即ちトン
ネルを構築する工法である。

上記工法を実施するには対象となる土質の種類
に対応して開放型シールド、密閉型シールド、閉
塞型シールド等の機種が存在するが、これらはい
ずれも掘進装置の機種に関するもので、シールド
で掘削した後、掘削機の後方部においては、掘削
した管路を取巻く地山を支持するために、型枠を
組んでコンクリートを打設して支持構造体（以下
管路壁体ともいう）を構築する工事や、セグメン
ト部材（これはセグメントとして予め製作されて
いる）を組立てて支持構造体を形成する工事がな
されている。

この掘削機械後方における管路支持構造体の製
作乃至組立は、シールドが掘削進行する毎に、そ
の後方部で既設の支持構造体即ち管路壁体に逐次
結合してシールド管路を形成する工事であるが、
例えばセグメントによる支持構造体の組立ては狭
いシールド構内でなされるため真円に組立てるこ
とが困難で、又重力や地圧のため押し潰された状
態になり易く、このためセグメントとセグメント
のジヨイント部に種々のシール材を使用して組立
て接合しても〓間ができたり、セグメントのず
れ、ジヨイント面の凹凸のため、又セグメント運
搬時や、組立時の若干の損傷のため等の各種の条
件により〓間の発生することが極めて多い。シー
ルド工法は地下水位下に実施される場合が多いの
で、上記の原因からトンネル内の漏水が発生す
る。したがつて当然のことであるが、この漏水防
止のためセグメントとセグメントの間の継目をシ
ールド材、コーキング材等でシールする方法が採
用されているが完全なものではなく、充分注意し
ても、施工後漏水が発生するのが現状であり、又
合逆に管路が水道或いは下水道である場合、管路
内の液体が外部へ漏洩することも同様である。以
上はセグメント工法の場合について述べたが型枠
を組んでコンクリートを打設して管路支持構造体
を製作する工法においては上述のセグメント工法
程度ではないが、前記コンクリート支持構造体を
形成した後の亀裂発生により上述した種々の障害
が発生するのも現状である。

一方前述のシールド工法においては、シールド
掘削機の中で、型枠を組んでコンクリートを打設
したり、セグメントを組立てたりして管路支持構
造体を形成するため、支持構造体の外径よりも若
干多きめの掘削機を使用しなければならず、その
ため支持構造体の外周部に余掘り空間が形成され
空〓として地中に残存する。この空〓は掘削と並
行して継続的に充填材即ち硬化性裏込材を使用し
て充填される。この裏込材は空〓を充填して、掘
削部上方に地盤の崩壊癒や沈下を防止すると共に
地下水がトンネル内へ侵入するのを防止するもの
である。この裏込材によつても時間の経過と共に
固結した裏込材に亀裂が生じたり、裏込材が充填
時に地下水等により希釈を受けたりすることによ
り空〓を完全に充填するには至らず、或いは充填
時に裏込材が他に漏洩して周辺地下水の環境を損
う恐れもある。又裏込材の注入量は、地盤の柔軟
部に集中したり、希釈されたり或いは流亡したり
するため空〓を単に充填するのに必要な量だけ注
入すれば良いというものではなく、空〓容積の18
％〜400％という莫大な量を使用しなければなら
ないのが現状である。

以上のように管路掘削工法特にシールドトンネ
ル工法によりトンネルを築造即ち管路を支持構造
体により築造した場合上述したような大きな問題
点がある、そこで本発明者等はトンネル内外への
漏水防止の完全化及び充填材即ち硬化性裏込材使
用料の適正化を目的として鋭意検討の結果、本発
明に到達したものであつて、本発明の要旨とする
ところは、管路掘削工法による管路築造におい
て、掘削機械の後方で前記管路壁体を構築し、 既に構築された管路壁体の外周を連続して被覆
するための実質的に管路の外径よりも大きい径の
筒状の不透水膜を圧縮状態で格納するとともに取
出す装置を、前記掘削機械の後部スキンプレート
内周に沿つて設け、 さらにスキンプレートの後端部のテールスキン
プレートの後端にリング状のテールシールを設
け、 構築された管路壁体の外周を前記筒状不透水膜
で管路の長さ方向に連続的に被覆し、 前記不透水膜とテールプレートの間を閉塞する
とともに、 前記テールシールによつて前記不透水膜を管路
壁体外周面に密接状に押圧し、さらに裏込材を管
路壁体の充填孔を介して充填手段により不透水膜
と管路壁体の間に注入することを特徴とする管路
壁体に不透水膜を被覆する方法、並びに、掘削機
械の後方で管路壁体を築造して、管路を築造する
管路掘削装置において、 前記掘削機械の後部スキンプレート内周に沿つ
て、既に構築された管路壁体の外周を連続して被
覆するための実質的に管路の外径よりも大きい径
の筒状不透水膜を圧縮状態で格納するとともに取
り出す膜格納装置と、 スキンプレートのテールスキンプレートの後端
に、前記不透水膜とテールプレートの間を閉塞す
るとともに、前記不透水膜を前記管路壁体外周面
に密接状に押圧するリング状テールシールと、 さらに、前記管路壁体には裏込材を充填手段に
より不透水膜と管路壁体の間に注入するための充
填孔と、 を設けたことを特徴とする管路壁体に不透水膜を
被覆する掘削装置に存する。

以下図面で示す実施例に基づいて本発明方法及
び装置を説明する。尚本発明は実施例に限定され
るものでないことはいうまでもない。

第１図は本発明に係る方法及び装置の概要を説
明するためのシールド掘削機を用いての掘削状態
を示す要部断面図である。尚この図において付設
のテールシールは省略されておりこれらについて
は第４図及び第５図に基づいて説明する。

第１において掘削機１の後方部のスキンプレー
ト２の内面に不透水膜５を引き出し延伸可能な状
態で圧縮し格納するために二重同心円環で筒状の
膜格納装置４がリング状に設けられ、害部に不透
水膜５（この不透水膜の材質は柔軟性、展性、延
性の点から合成樹脂が良いが、ながでも経済性の
点から塩ビ系統のものが好ましく、かつ膜はトン
ネル内に地下水等の侵入を防止するため、円形に
設けられた管路壁体外周を被覆するものであるか
ら、円筒状に成形又は加工したものであることが
好ましく、その大きさは不透水膜が円筒の周方向
に身長する場合はセグメントの外径より大きけれ
ばよく、伸張しない場合は少なくとも掘削径より
も大きい方が望ましく、又その厚みは掘削する地
山の状態等の条件によつて適宜決定される。）が
圧縮して保管されている。尚膜圧縮保管の形態は
図では蛇腹状であるが、ロール状、折畳み状など
いずれにしても圧縮した状態であれば良い。又膜
格納装置４の掘削機１の長手方向軸線側には多数
個の推進ジヤツキ３がリング状に掘削機１を本体
側に付設されているが、（２個のみ図示）これら
推進ジヤツク３の軸は掘削機１の長手方向軸線と
平行に設けられ、型枠６を組みコンクリートをパ
イプ７を使用して打設することにより構築され真
円上となつた既設の管路壁体８を押圧する反力に
より掘削機１を前進させる作用をする。そしてこ
のジヤツキの作動はシールド内に設置された液圧
ポンプ等により駆動される。

図の状態はジヤツク３が新しく構築された真円
滋養の管路壁体８を押圧する状態を示すものであ
るが、ジヤツキロツド３′が管路壁体８を押圧す
るにしたがい、その反力で掘削機１は前進し、そ
れと共に膜格納装置４を前進するので、膜５は膜
取出口４ａにより引き出されて延伸され、スキン
プレート２の内面に敷設される。

第２図は推進ジヤツキ３とロツド３′が支持構
造体８を押圧して掘削機全体が前進し膜格納装置
４より膜５が引き出されてスキンプレート２の内
面に敷設された状態を示す。膜５が敷設されると
型枠６（第１図参照）が組まれ、コンクリートが
打設されて既設の支持構造体８に引き続いて新し
い管路壁体が構築される。この場合膜５は既に敷
設されているので新しい管路壁体の外周は膜５で
被覆されることになる。ついで新しい支持構造体
の固化を待つて、ジヤツク３により掘削機１を前
進させる。したがつてこの作業を繰返すことによ
り支持構造体の外周は連続して不透水膜で被覆さ
れた状態で構成されることになる。新しい膜の補
充の際には膜を連続させるため、新しい膜は使用
中の膜の端部に熱による溶着か、接着剤により接
着されるが、端部をオーバーラツプさせるように
してもよい。新しい管路壁体が構成されると該管
路壁体に設けられた充填孔９を介してポンプ等に
より硬化性裏込材が注入されるが、注入量は膜５
によりその逸出が阻止されるので余掘り空間を充
填する程度の量で充分で、従来に比し大巾に低下
せしめることができる。かつ地下水等の侵入によ
る裏込材の流出又は希釈がないので充分に裏込材
としての機能を果たすことができる。

第３図は第１図における場合と異なり掘削機の
後方でセグメントが組立てられて管路壁体が形成
される場合を例示する図である。この場合掘進に
したがつてセグメント１０が逐次組立てられて管
路壁体が形成される他は第１図のコンクリート打
設により管路壁体の形成の場合と全く同様であ
る。尚符号１１はセグメントに予め設けられた充
填材の充填孔を示す。

次に第４図、第５図に基づいて本発明に係る不
透水膜格納装置及び付設のテール部を説明する。
第４図及び第５図は膜格納装置及び付設のテール
部の実施例を示す拡大部分断面図である。

第４図において格納装置２１はジヤツキ２２の
外側でスキンプレート２３の内側に、その内周に
沿つて二重同心円環で筒状に形成されたている
が、その内部に不透水膜２４は蛇腹状に圧祝され
た状態で格納されている。そして膜格納装置２１
の後側（掘進方向反対側…掘新方向を矢印で示
す）には掘削機の進行にしたがつて膜２４が自動
的に連続して引き出させるよう取出口２５が設け
られ、膜格納装置２１の後方でスキンプレート２
３の延長状には掘削機の長手方向軸線方向へ突出
した厚板テールスキンプレート２６及びその後方
に突出した薄板テールスキンプレート２７を設
け、薄板テールスキンプレート２７の内周面に
は、弾性的に不透水膜２４を介して、既設のセグ
メント構造体２８（又はコンクリートの管路壁
体）に密接状に押圧するリング状のテールシール
２７′が設けられている。

膜格納装置及びテール部は以上のように構成さ
れているので膜格納装置より引き出された不透水
膜２４は既設のセグメント２８にテールシール２
７′により押圧されながら延伸状態で敷設され、
かつ裏込材を充填する以前の余掘り空間２９へ侵
入した地下水、土砂等がテールプレート２６と透
水膜２４と６間を経て、膜格納装置２１内へ侵入
するのをテールーシール２７′によつて阻止し、
余掘り空間２９へ充填孔９，１１（第１図及び第
３図参照）を介して充填された裏込材３０が、不
透水膜２４とセグメント２８との間を経て掘削機
内へ侵入するのを、第５図に示すようにテールシ
ール２７′が不透水膜２４をセグメント２８に密
接状に押圧することによつて阻止する。

なお図で符号２２ａはジヤツキロツド、２２ｂ
は癒ジヤツキロツドヘツト、３０は充填された裏
込材を示す。

以上のように膜格納装置を掘削機械の後部に設
け、膜を連続的に引き出し、かつ地下水、土砂或
いは裏込材等の膜格納装置内や掘削機内への侵入
を阻止しながら、ち掘削機の後端部内周面にテー
ルシールをとりつけ不透水膜を管路壁体に密接状
に押圧するようにしたので、地盤内の地下水や土
砂或いは裏込材が膜格納装置内に侵入するのを防
止するとともに、併せて管路壁体と不透水膜との
間に充填した裏込材が掘削機内へ侵入するのを防
止しながら、管路壁体の外周を不透水膜により連
続的に被覆することができる。尚膜格納装置の取
付け位置は前記実施例で述べた範囲のみならず、
膜格納装置及び膜の取出し、被覆機能に障害を与
えない限り掘削機後部内方であつて良いことはい
うまでもない。

以上の次第で本発明によるときは、方法自体の
合理的運営は勿論、不透水膜により地下水、土
砂、裏込材等のトンネル内への侵入、或いはトン
ネル外への流体の漏出を完全に防止できるので、
トンネルの使用目的での合理的管理に大きな貢献
が期待されるとともに、既に上述の如く公害防止
対策に大きく寄与するものである。又、結果とし
て地盤沈下による公的損害の防止、又トンネルが
下水道であつた場合、地下水の侵入が防止される
ので処理汚水量の減少により汚水処理の効率的運
営等その効果ははかり知れないものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法及び装置の１例を説明する
図。第２図は第１図同様の方法及び装置を説明す
る図。第３図は同じく方法及び装置の他の例を説
明する図。第４図及び第５図は膜格納装置及び付
設のテール部の実施例を示す部分拡大断面図であ
る。 符号の説明、１……掘削機、２……スキンプレー
ト、３……推進ジヤツキ、３′……ジヤツキロツ
ド、４……不透水膜格納装置、５……不透水膜、
６……型枠、７……コンクリート注入パイプ、８
……既設の支持構造体（管路壁体）、９……充填
孔、１０……セグメント（管路壁体に相当）、１
１……充填孔、２１……不透水膜格納装置、２２
……推進ジヤツキ、２３……スキンプレート、２
４……不透水膜、２５……膜取出口、２６……厚
板テールスキンプレート、２７……薄板テールス
キンプレート、２７′……テールシール、２８…
…セグメント、２９……余掘り空間、３０……裏
込材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管路掘削工法による管路築造において、掘削
   機械の後方で管路壁体を構築し、 既に構築された管路壁体の外周を連続して被覆
   するための実質的に管路の外径よりも大きい径の
   筒状不透水膜を圧縮状態で格納するとともに取出
   す膜格納装置を前記掘削機械の後部スキンプレー
   ト内周に沿つて設け、 さらに、スキンプレートのテールスキンプレー
   トの後端にリング状のテールシールを設け、 構築された管路壁体の外周を前記筒状不透水膜
   で管路の長さ方向に連続的に被覆し、 前記テールシールによつて 前記不透水膜とテールスキンプレートの間を閉
   塞するとともに、 前記不透水膜を管路壁体外周面に密接状に押圧
   し、さらに裏込材を管路壁体の充填孔を介して充
   填手段により不透水膜と管路壁体の間に注入する
   ことを特徴とする管路壁体に不透水膜を被覆する
   方法。 ２ 掘削機械の後方で管路壁体を築造して、管路
   を築造する管路掘削装置において、 前記掘削機械の後部スキンプレート内周に沿つ
   て、既に構築さたれ管路壁体の外周を連続して被
   覆するための実質的に管路の外径よりも大きい径
   の筒状不透水膜を圧縮状態で格納するとともに取
   り出す膜格納装置と、 スキンプレートのテールスキンプレートの後端
   に、前記不透水膜とテールプレートの間を閉塞す
   るとともに、前記不透水膜を前記管路壁体外周面
   に密接状に押圧するリング状テールシールと、 さらに、前記管路壁体には裏込材を充填手段に
   より不透水膜と管路壁体の間に注入するための充
   填孔と、 を設けたことを特徴とする管路壁体に不透水膜を
   被覆する装置。