JPH05311995A - じゃばら鋼板を用いた坑道構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】立坑の構築およびシールド工法によるトンネル
の構築に際して施工の安全が確保され、掘削時の地盤崩
壊，地盤沈下が防止できるとともに施工速度を改善した
坑道構造物の構築方法を提供する。 【構成】じゃばら状に加工することにより伸縮自在に形
成したじゃばら鋼板１を介して複数のコンクリートプレ
キャスト部材２を連結して円筒状の覆工材３とし、その
覆工材３を縮径してシールド機械４のテール部４１内面
側に取付け、シールド機械４が前進した後に拡径して地
山面７ａに密着せしめ、その後覆工材３のじゃばら鋼板
１の箇所にセグメント又は後打コンクリート１１を打設
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、じゃばら鋼板を用いた
坑道構造物の構築方法に関し、じゃばら状に加工するこ
とにより伸縮自在に形成した鋼板を、単体で或いはコン
クリートプレキャスト部材等と組み合わせて用いること
により、シールドトンネルの覆工や立坑の覆工などの坑
道構造物の構築を能率よく行えるようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば立坑構造物を構築する場合
は、立坑を掘削した後、支保工、矢板などで地盤を補強
してから吹付けコンクリートあるいは覆工コンクリート
で坑道壁面に覆工を施していた。また、シールド工法を
用いて坑道構造物であるトンネルを構築する場合は、シ
ールド機械の掘進移動につれて鋼または鉄筋コンクリー
ト製のセグメントを組み立てて覆工を施し、その覆工と
地盤との間の空隙部には裏込材を注入して充填すること
により、掘削時の地盤沈下の防止を行う工法が一般的で
あり、最近になって現場打ちライニング工法（ＥＣＬ工
法）が研究されはじめたところである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の立坑の構築方法にあっては、手作業に頼る部分が多
く、支保工に時間がかかり、水密性も十分とは言えず、
また地盤状態いかんによっては地盤崩壊を招き易いとい
う問題点があった。一方、上記従来のシールド工法によ
るトンネルの構築方法にあっては、空隙部の充填に時間
がかかると地山の崩壊をまねくおそれがあり、且つ空隙
部に裏込材の未充填部分が発生する可能性もある。大深
度の工法の場合に高水圧に耐えることが難しい。裏込作
業を行うことにより作業スペースをとり、現場も汚し易
い。覆工と裏込との二重作業によりコスト高になる等、
種々の問題点があった。

【０００４】そこで本発明は、このような従来の問題点
を解決するためになされたものであり、伸縮自在のじゃ
ばら鋼板を利用することにより、立坑の構築およびシー
ルド工法によるトンネルの構築に際して施工の安全が確
保され、掘削時の地盤崩壊，地盤沈下が防止でき、水密
性が向上するとともに施工速度を改善することができる
坑道構造物の構築方法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
出願の請求項１の発明は、じゃばら状に加工することに
より伸縮自在に形成したじゃばら鋼板を円筒状の覆工材
とし、その覆工材の外径を掘削された坑道の既設覆工箇
所の内径より小さく縮小して坑道内に挿入し、未覆工箇
所において坑道内面に密着するまで押し拡げ、支保工を
施し、その後じゃばら鋼板内側に覆工コンクリートを打
設することを特徴とする。

【０００６】本出願の請求項２の発明は、じゃばら状に
加工することにより伸縮自在に形成したじゃばら鋼板を
介して複数のコンクリートプレキャスト部材を連結して
円筒状の覆工材とし、その覆工材の外径を掘削された坑
道の既設覆工箇所の内径より小さく縮小して坑道内に挿
入し、未覆工箇所において坑道内面に密着するまで押し
拡げ、その後前記覆工材のじゃばら鋼板箇所にセグメン
ト又は後打コンクリートを打設することを特徴とする。

【０００７】本出願の請求項３の発明は、じゃばら状に
加工することにより伸縮自在に形成したじゃばら鋼板を
介して複数のコンクリートプレキャスト部材を連結して
円筒状の覆工材とし、その覆工材を縮径してシールド機
械のテール部内面側に取付け、シールド機械が前進した
後に拡径して地山面に密着せしめ、その後前記覆工材の
じゃばら鋼板箇所にセグメント又は後打コンクリートを
打設する。

【０００８】

【作用】この発明の坑道構造物の構築方法は、じゃばら
鋼板の伸縮自在性を利用して、坑道内面の覆工を安全か
つ迅速に行うものである。すなわち、じゃばら鋼板を用
いた円筒状覆工材を縮径して坑道内に挿入し、その後拡
径して地山面に密着させることにより、立坑の構築およ
びシールド工法によるトンネルの構築に際して、掘削時
の地盤崩壊，地盤沈下が防止できて施工の安全が確保さ
れ、また水密性が向上するとともに、従来の手作業によ
る覆工に比し施工速度が改善できる。また、シールド工
法における裏込作業が不要となり、作業スペースが節約
され現場の汚損もなくなりしかもコストが低減できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明に用いるじゃばら鋼板１は、鋼板に
波型加工を施して、図１に示すように断面鋸歯状に形成
することにより、じゃばら状に伸縮自在とされたもので
ある。全体の外形は、基本的には四角形（例えば、図２
に示すようにじゃばらの波を横断する方向に長い、又は
図３に示すようなじゃばらの波に沿う方向に長い長方
形）であり、必要に応じて図４に示すように円筒状に丸
めて、その両端部の波型の一山を重ねて溶接し、単体の
覆工材として使用することができる。

【００１０】また、上記のじゃばら鋼板１は、図５に示
すように、コンクリートプレキャスト板２の端縁部に一
体的に固定して取付けた組合せ部材としても使用でき
る。この場合、コンクリートプレキャスト板２は円筒を
縦方向に複数に分割してなる湾曲板状とし、その複数の
コンクリートプレキャスト板２をじゃばら鋼板１を介し
て円筒型に組み立てて、隣接するじゃばら鋼板１同士の
端部の波型の一山を重ねて溶接することにより（図６参
照）、径方向に伸縮自在の図７に示すような円筒型覆工
材（セグメントリング）３が得られる。

【００１１】次に、上記伸縮自在のじゃばら鋼板１を用
いた本発明の坑道構造物の構築方法の実施例を説明す
る。図８ないし図１１に示す実施例は、シールド工法に
よる坑道構造物の構築の場合で、図８は坑道掘削時の断
面図、図９は図８のIX-IX 線断面図、図１０は図８のX
−X 線断面図、図１１は図８におけるセグメントリング
の部分を模式的に表した斜視図である。

【００１２】じゃばら鋼板１を介して複数枚の湾曲した
コンクリートプレキャスト板２が連結され径方向に伸縮
自在の円筒型覆工材（セグメントリング）３が、シール
ド機械４のテール部４１の内面側にセットされる。この
とき、セグメントリング３のじゃばら鋼板１は圧縮さ
れ、リング径は縮小している。先頭のセグメントリング
３Ａの前端はシールド機械推進ジャッキ５を介してシー
ルド機械４に係合し、後端は後方のセグメントリング３
Ｂ（図では、なお縮径状態にある）、更にそのあ方のセ
グメントリング３Ｃ（既に径が拡張されて地山に固定さ
れた状態にある）に反力伝達ジャッキ６を介して係合さ
れる。

【００１３】シールド機械４の図外の刃口でトンネル切
羽の掘削が所定分行われたら、シールド機械推進ジャッ
キ５と反力伝達ジャッキ６を用いてシールド機械４を前
進させる。これにより、セグメントリング３Ａは図８に
おけるセグメントリング３Ｂの状態になり、リング外径
と地山７の掘削内面（地山面）７ａとの間に空隙部８が
残存する（図９）。そのセグメントリング３をセグメン
ト押上げジャッキ１０により内面から押し広げることに
より、拡径させて地山面７ａに密着させる。次いで、そ
の密着させたセグメントリング３の連結部であるじゃば
ら鋼板１（じゃばらが伸びている）の箇所に後打コンク
リート（又はセグメント）１１を打設して凹所を埋める
（図１０）。

【００１４】シールド機械４のテール部４１の内面側に
は、次のセグメントリング３が縮径した状態で新たにセ
ットされる。このようにして、シールド機械４のテール
部４１の内面側へのセグメントリング３の取付、シール
ド機械４の掘削と前進、セグメントリング３の拡径によ
る地山面への密着、セグメントリング３の連結部へのセ
グメント又は後打コンクリートの打設を順次繰り返すこ
とにより、坑道構造物を安全且つ高能率出構築すること
が可能である。

【００１５】この実施例によれば、シールド機械のテー
ル部４１の部分の空隙部８がセグメントリング３の拡張
によって無くなるので、従来のシールド工法におけるよ
うな裏込を行う必要がなく、作業が簡単になる。上記空
隙部８は、シールド機械４の前進の直後にセグメントリ
ング３を拡張させることにより迅速に無くすことができ
るから、地山の崩壊を防ぐことができ、地盤沈下などが
起きにくい。

【００１６】また、セグメントリング３のコンクリート
プレキャスト板２同士の連結部分がじゃばら鋼板１で包
まれており、水密性が高いので高水圧にもたえることが
でき、高深度地下トンネル構造物の構築に好適である。
また、全工程を乾式方法で施工でき、機械化が可能で、
施工システムの確立が容易であり、施工能力を伸ばすこ
とができる等、種々の効果が得られる。

【００１７】図１２ないし図１６に他の施工実施例を示
す。この実施例は、立坑構造物の構築に関するものであ
り、覆工材に、上記第１の施工実施例の場合と同じく、
じゃばら鋼板１を介して複数枚の湾曲したコンクリート
プレキャスト板２が連結され径方向に伸縮自在の円筒型
覆工材（セグメントリング）３を用いた例である。

【００１８】図１２は、立坑１３の既設覆工箇所１４が
順次に配設したセグメントリング３で覆工された状態を
示し、以下、その先を更に深く堀り進める場合を説明す
る。一個のセグメントリング３の長さ相当分の掘削が完
了すると同時に、新たなセグメントリング３Ａの外径を
既設覆工箇所１４の内径より小さく縮小して、立坑１３
内に吊り降ろして挿入する（図１３）。そのセグメント
リング３Ａを未覆工箇所に設置する（図１４）。次い
で、図外のジャッキを用いてセグメントリング三Ａの径
を押し拡げ、立坑１３の内面の地山１４に密着させる
（図１５）。その後、セグメントリング３Ａのじゃばら
鋼板１の連結箇所に、既設覆工箇所１４のセグメントリ
ング３に於けると同様に、セグメント又は急結性の後打
コンクリート１１を打設し（図１６）、立坑構造物を構
築する。

【００１９】図１７ないし図１９に更に他の施工実施例
を示す。この実施例も、立坑構造物の構築に関するもの
であるが、覆工材としてじゃばら鋼板１を単体で使用
し、丸めてその径が伸縮自在な円筒状に形成した円筒型
じゃばら鋼板２０を用いる点が上記第２の施工実施例と
異なっている。すなわち、この場合には、一個の覆工材
の長さ相当分の立坑掘削が終了すると、円筒型ぎゃばら
鋼板２０の外径を立坑１３の既設覆工箇所１４の内径よ
り小さく縮小して立坑１３内に吊り降ろして未覆工箇所
に挿入する（図１８）。次いで、立坑１３の未覆工箇所
内面の地山１４に密着するまで押し拡げて拡径された円
筒型じゃばら鋼板２０Ａとなし、図外の支保工を施し、
その拡径された円筒型じゃばら鋼板２０Ａの内面側に覆
工コンクリート２１を打設して（図１９）、立坑構造物
を構築するものである。

【００２０】上記第２及び第３の施工実施例において
も、迅速に立坑１３の覆工作業が行えるので、地盤の緩
みや崩壊を効果的に防止することができる。また、全工
程を乾式方法で施工でき、機械化が可能で、施工システ
ムの確立が容易であり、施工能力を伸ばすことができる
等、第１の施工実施例の場合と同様の効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、じゃばら状に加工することにより伸縮自在に形成し
た鋼板を、単体又はコンクリートプレキャスト部材等と
組み合わせて用いることにより、シールドトンネルや立
坑の覆工を施工するものとしたため、覆工材を縮径して
坑道内に挿入し、掘削直後に拡径して地山面に密着させ
ることができて地盤崩壊，地盤沈下が防止され、その結
果、施工の安全が確保され、また水密性が向上するとと
もに、従来の手作業による覆工に比し施工速度が改善で
きるという効果がある。

【００２２】また、請求項３の発明によれば、シールド
工法における裏込作業が不要となり、作業スペースが節
約され現場の汚損もなくなりしかもコスツが低減できる
という効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いるじゃばら鋼板の断面図である。

【図２】本発明に用いるじゃばら鋼板の平面図である。

【図３】本発明に用いるじゃばら鋼板の他の平面図であ
る。

【図４】本発明に用いるじゃばら鋼板単体製の円筒状覆
工材の平面図である。

【図５】じゃばら鋼板とコンクリートプレキャスト板と
を組み合わせた本発明の覆工材の一例をしめす断面図で
ある。

【図６】図５の部品同士の連結を説明する断面図であ
る。

【図７】本発明に用いる覆工材の一実施例の断面図であ
る。

【図８】本発明の坑道構造物の施工の一実施例の断面図
である。

【図９】図８のIX−IX線断面図である。

【図１０】図８のX −X 線断面図である。

【図１１】図８のセグメントリング部分を模式的に表し
た斜視図である。

【図１２】本発明の坑道構造物の施工の他の実施例の断
面図である。

【図１３】図１２の次工程の断面図である。

【図１４】図１３の次工程の断面図である。

【図１５】図１４の次工程の断面図である。

【図１６】図１４のXIV −XIV 線断面図である。

【図１７】本発明の坑道構造物の施工の更に他の実施例
の断面図である。

【図１８】図１７の次工程の断面図である。

【図１９】図１８のXIX −XIX 線断面図である。

【符号の説明】

１ じゃばら鋼板 ２ コンクリートプレキャスト部材 ３ 円つつ状の覆工材（セグメントリング） ４ シーイルド機械 ４１ テール部 １１ セグメント又は後打コンクリート ２０ 円筒状の覆工材（じゃばら鋼板） ２１ 覆工コンクリート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 じゃばら状に加工することにより伸縮自
   在に形成したじゃばら鋼板を円筒状の覆工材とし、該覆
   工材の外径を掘削された坑道の既設覆工個所の内径より
   小さく縮小して坑道内に挿入し、未覆工個所において坑
   道内面に密着するまで押し拡げ、支保工を施し、その後
   じゃばら鋼板内面側に覆工コンクリートを打設するじゃ
   ばら鋼板を用いた坑道構造物の構築方法。
2. 【請求項２】 じゃばら状に加工することにより伸縮自
   在に形成したじゃばら鋼板を介して複数のコンクリート
   プレキャスト部材を連結して円筒状の覆工材とし、該覆
   工材の外径を掘削された坑道の既設覆工箇所の内径より
   小さく縮小して坑道内に挿入し、未覆工箇所において坑
   道内面に密着するまで押し拡げ、その後前記覆工材のじ
   ゃばら鋼板箇所にセグメント又は後打コンクリートを打
   設するじゃばら鋼板を用いた坑道構造物の構築方法。
3. 【請求項３】 じゃばら状に加工することにより伸縮自
   在に形成したじゃばら鋼板を介して複数のコンクリート
   プレキャスト部材を連結して円筒状の覆工材とし、該覆
   工材を縮径してシールド機械のテール部内面側に取付
   け、シールド機械が前進した後に拡径して地山面に密着
   せしめ、その後前記覆工材のじゃばら鋼板箇所にセグメ
   ント又は後打コンクリートを打設するじゃばら鋼板を用
   いた坑道構造物の構築方法。