JPH0536599B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 シールド工法を用いて地中にトンネルの建設す
る際、掘削した壁面付近の地山の早期安定を図る
ためのノン・セグメント・シールド工法における
地山の早期安定工法に関する。

「従来の技術」 先に、本出願人はノン・セグメント・シールド
工法を提供した。

この工法は、シールド機によつて掘進した坑の
壁面に沿つて複数に分割された所定幅を有する内
型枠と外型枠を連結部材で一体化しつつ筒状に組
み立て、次いで、この内・外型枠が坑の掘削方向
に沿つて所定数だけ連設された後、前記内型枠と
外型枠との間にコンクリートを打設してコンクリ
ートライニングを施し、このコンクリートライニ
ングが固化した部分が所定の長さに達した際、こ
のコンクリートライニングの内側に連設された内
型枠のうち後方の内型枠を、順次外型枠から分離
させて解体した後、新たに掘削した壁面に組み立
てる内型枠として転用するとともに、地山の安定
を図るために、前記固化した部分のコンクリート
ライニングの外型枠と掘削した坑の壁面との間に
形成される〓間に裏込めグラウトを充填すること
により地中にトンネルを構築したものである。

したがつて、この工法においては、一次覆工で
コンクリートライニングを施してトンネルを完成
させ、そのコンクリートライニングによつて土水
圧等の長期荷重やジヤツキ推力等の短期荷重を受
け持つものであるので、コンクリート内に埋設さ
れる外型枠は安価なものとなり、覆工材としての
高価なセグメントを不要とするとともに、二次覆
工としてのコンクリートライニングをも不要と
し、工期の短縮や、工費の大幅削減を実現するこ
とができるものである。

「発明が解決しようとする問題点」 ところが、前記ノン・セグメント・シールド工
法においては、土圧や水圧等の長期荷重を固化し
たコンクリートライニングで受け持つようにして
いるため、地山の安定を図るために、外型枠と掘
削壁面の〓間に裏込めグラウトを充填する時期
が、コンクリートライニングが完全に固化するの
を待つて行うようになつており、地山の安定を図
るまでに時間がかかるという問題点がある。ま
た、裏込めグラウトは地山の地質に関係なく行う
ようにしている。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたもの
で、地山の早期安定を図るとともに、地山が硬質
地盤である場合には、裏込めグラウトの充填を不
要とし、工期の短縮、工費の低減を実現すること
の可能なノン・セグメント・シールド工法におけ
る地山の早期安定工法を提供することを目的とし
ている。

「問題点を解決するための手段」 本発明は、前記問題点を解決するために、外型
枠に複数のコンクリートの流出口を設け、この外
型枠と前記内型枠との間にコンクリートを打設し
てコンクリートライニングを施工する際、前記流
出口から打設コンクリートの一部を外型枠と坑の
壁面との間に形成された間〓に流出させつつ、坑
の壁面に当接するように突起状に形成した後、硬
化させることによりコンクリートライニングと坑
の壁面との間に複数の突起状の支持部を形成する
ことを特徴としたものある。

この場合、前記流出口を伸縮シートで覆い、コ
ンクリーが流出する圧力で前記伸縮シートを膨張
させ、突起状の支持部を形成することが望まし
い。

「実施例」 以下、本発明を図面を参照しながら説明する。
第１図ないし第１０図は、本発明のノン・セグメ
ント・シールド工法における地山の早期安定工法
の一実施例を示すものであり、第１図は本工法に
より建設中のトンネルの断面図、第２図ないし第
４図は本工法の要部を説明するためのものであ
り、第５図ないし第７図は第２図ないし第４図に
おける型枠の状態を示し、第８図は外型枠の平面
図、第９図は一体化された外型枠と内型枠の側断
面図、第１０図は外型枠の流出口付近の側断面図
である。

まず、第１図ないし第７図における構成要素を
説明すると、符号Ｅはトンネルが建設される付近
の地山、１はその地山Ｅを掘進するシールド機、
１ａは推進用のジヤツキ、２は型枠組立解体装
置、３，４は環状に組み立てられた内型枠（以
下、「内枠」と略称する）と外型枠（以下、「外
枠」と略称する）、５はコンクリート打設機、６
はトンネルの掘進方向に連設される内枠３，３の
接続部に所定間隔おきに固定される妻枠である。
また、符号ａはコンクリート打設区間、ｂは未固
結コンクリート区間、ｃは固結コンクリート区間
であり、未固結コンクリート区間ｂ及び固結コン
クリート区間ｃの内枠３と外枠４との間にはコン
クリートＣが打設されてコンクリートライニング
Ｒが施されている。また、コンクリート打設区間
ａには地山Ｅと外型枠４との間に間〓（テールボ
イド）７が形成されており、未固結コンクリート
区間では、その間〓７に支持部８が形成されてお
り、固結コンクリート区間ｃにおいては、その間
〓７にモルタル等の裏込めグラウト９が充填され
ている。

つぎに、第８図ないし第１０図において、内枠
３は外枠４とともに、掘削された坑の壁面に沿つ
て環状に組立て得るように、周方向およびトンネ
ル掘進方向に所定の長さに分割され、内側には補
強リブ３ａが固定されている。そして、外枠４に
は内枠３との間にコンクリート打設用の空間１０
を形成するとともに、外枠４にかかる土水圧を一
時的に内枠３に伝達するためのスペーサ１１が取
り付けられ、外周部にはゴム製の止水板１２が留
め金１３で固定され、スキンプレート４ａには複
数のコンクリートＣの流出口１４が設けられてい
る。この、流出口１４は型枠を環状に組み立てた
時に、坑の周方向及び掘削方向に沿つてほぼ均一
な間隔で配設されるように外枠４に配置されると
ともに、第１０図に示すように。内側から伸縮シ
ート１５で覆われており、伸縮シート１５の内側
には土水圧を受け持つ金網１６が取り付けられ、
それらは金具１７によつてスキンプレート４ａに
固定されている。また、金網１６は小形の骨材が
通過可能なメツシユとされた構造となつている。

つぎに、本発明のノン・セグメント・シールド
工法における地山の安定工法により地中にトンネ
ルを建設する方法を説明する。

(i) まず、第９図に示すように、内枠３と外枠４
とを重ね、その内側に所定の空間１０が形成さ
れるように一体化する。

(ii) つぎに、第１図に示すように、地山Ｅを掘削
してできた坑の壁面に沿つて、一体となつた内
枠３・外枠４を型枠組立解体装置２を用いるこ
とにより、シールド機１の後部において環状に
組み立てる（以下、環状に組み立てた一個分の
型枠を「環状体」と略称する）。その際、外枠
４と掘削した坑の壁面との間にリング状の間〓
７が形成されるとともに、外枠４に設けた流出
口１４は環状体の周方向に沿つて所定間隔毎に
環状に配置されることになる。

(iii) つぎに、環状体の内枠３に反力を取つてジヤ
ツキ１ａを駆動させることにより、シールド機
１を一定距離だけ推進させる。

(iv) 前記(i)〜(iii)の工程を繰り返すことにより、環
状体を数固（本実施例においては４個）連設す
る。連設した環状体は互いに固定する。

(v) つぎに、第２図に示すように、最後に組み立
てた環状体の内枠３に、妻枠６を取り付けるこ
とにより、内枠３と外枠４との間にコンクリー
トを打設可能とする円筒状の密閉空間１０を形
成する。この時の外枠の流出口１４に取り付け
た伸縮シート１５は、第５図に示すように、取
り付けたままの状態となつている。

ここでコンクリート打設区間ａが完成する。こ
のコンクリート打設区間ａにおいて、地山Ｅから
受ける土水圧Ｗに対しては、荷重が外枠４からス
ペーサ１１を介して内枠３に伝達され、この内枠
３によつて受け持つようになつている。

(vi) つぎに、第３図に示すように、前記の(i)〜(iii)
の工程を繰り返してコンクリーート打設区間ａ
の前方（紙面に対して左側）に、さらに、一個
分の環状体を設置した後、コンクリート打設区
間ａの内枠３と外枠４との間にコンクリート打
設機５により、コンクリートを打設してコンク
リートライニングＲを施す。その際、内枠３と
外枠４との間に充填されたコンクリートＣは流
出口１４から順次間〓７内へ流出し、伸縮シー
ト１５を膨張させ、ついには第４図，第７図に
示すように、間〓７内で上部を坑の掘削壁面に
当接させた突起状に形成され、硬化した後には
コンクリートライニングＲの外表面からほぼ均
一な間隔で配置された状態で突出する支持部８
となるとともに、支持部８の上面は地山Ｅの掘
削壁面と密着した状態となる。したがつて、掘
削壁面をほぼ均一な状態支持するとともに、地
山Ｅからの荷重を均一にコンクリートライニン
グＲに伝達することがきる。

なお、外枠４は永久的に覆工材としてコンク
リートに埋設されるとともに妻枠６も埋殺しと
なる。また、型枠内へのコンクリートの充填
は、内枠３の注入孔（図示せず）から行う。

(vii) さらに、前記(i)〜(vi)の工程を順次繰り返すこ
とにより、掘削した坑に覆工を行う。このよう
にして、順次覆工が行なわれるに従い、第１図
に示すように、コンクリート打設区間ａの後方
（紙面に対して右側）にはコンクリートＣが完
全に硬化していない状態の未固結コンクリート
区間ｂが、さらに、その後方にはコンクリート
が完全に硬化した状態の固結コンクリート区間
ｃが逐次完成していく。

(viii) 完成した固結コンクリート区間ｃにおいて
は、さらに、外枠４と坑の掘削壁面との間の間
〓（支持部８が形成された部分以外の間〓）７
に裏込めグラウト９を注入し、コンクリートラ
イニングＲと地山Ｅとを密着させる。なお、裏
込めグラウト９は、裏込めグラウト注入孔（図
示せず）と連通する内枠３の注入孔（図示せ
ず）から行う。

この固結コンクリート区間ｃにおいては、コン
クリートライニングＲの強度発現により、コンク
リートライニングＲが、地山Ｅから受ける長期的
な諸荷重を受け持つとともに、内枠３との間に働
く摩擦力により、シールド機１の推進時に作用す
る短期的なジヤツキ推力をも受け持つことにな
る。

(ix) 最後に、前記のようにして完成した固結コン
クリート区間ｃが所定の長さ（本実施例におい
ては、連設された環状体の少なくとも８個分に
相当する長さ）に達したことを確認した後、固
結コンクリート区間ｃより後方の型枠解体区間
（図示せず）の内枠３を型枠組立解体装置（図
示せず）を用いることにより、最後部から逐次
解体していく。解体した内枠３は、シールド機
１の後部において、新たに組み立てる環状の内
枠として、繰り返し使用する。

したがつて、この工法においては、一次覆工に
おいて、コンクリートライニングＲを施してトン
ネルを完成させ、それによつて土水圧等の長期荷
重やジヤツキ推力等の短期荷重を受け持つもので
あるので、コンクリートＣ内に埋設されれる外枠
４は安価なものとなり、覆工材としての高価なセ
グメントを不要とするとともに、二次覆工として
のコンクリートライニングをも不要とし、工期の
短縮、及び工費の大幅な低減を実現できる。さら
に、シールド機１によつて掘削した坑の壁面と、
外枠４との間に形成される間〓（テールボイド）
７には、コンクリートライニングＲを施すのと同
時に、坑の壁面に当接する突起状の支持部８を複
数形成することができ、それによつて裏込めグラ
ウト９を充填するまでの間、早期に地山Ｅの安定
を図ることができる。

なお、地山Ｅが硬質地盤である場合には、裏込
めグラウト９の充填を省略してもよく、前記コン
クリートライニングＲは、その内部に鉄筋を配し
て鉄筋コンクリートとし、耐力増強を図ることは
任意である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明は、外型枠に複数の
コンクリートの流出口を設け、内型枠と外型枠と
の間にはコンクリートを打設してコンクリートラ
イニングを施工する際、流出口からコンクリート
の一部を間〓に流出させつつ、坑の壁面に当接す
るように突起状に形成した後、硬化させることに
よりコンクリートライニングの表面に複数の突起
状の支持部を形成するようにしたもので、地山の
早期安定を図ることができるとともに、地山が硬
質地盤の場合には、裏込めグラウトの充填を不要
とし、工期の短縮、工費の低減を実現することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図は、本発明のノン・セグ
メント・シールド工法における地山の早期安定工
法の一実施例を示すものであり、第１図は本工法
により建設中のトンネルの側断面図、第２図ない
し第４図は本工法を説明するためのものであり、
第２図はコンクリート打設区間を築造していると
ころを示すトンネルの側断面図、第３図は型枠内
にコンクリートを打設しているところを示すトン
ネルの側断面図、第４図は間〓に支持部が形成さ
れているところを示すトンネルの側断面図、第５
図は第２図における型枠の流出口付近の側断面
図、第６図は第３図における型枠の流出口付近の
側断面図、第７図は第４図における型枠の流出口
付近の側断面図、第８図は外型枠の平面図、第９
図は一体化した外型枠と内型枠の側断面図、第１
０図は外型枠の流出口付近の側断面図である。 Ｅ……地山、Ｃ……コンクリート、Ｒ……コン
クリートライニング、１……シールド機、３……
内枠（内型枠）、４……外枠（外型枠）、７……間
〓、８……支持部、１４……流出口、１５……伸
縮シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 掘進するシールド機の後部に形成された坑の
   壁面に沿つて、複数に分割された所定幅を有する
   内型枠と外型枠を一体化しつつ筒状に組み立て、
   次いで、この内型枠と外型枠との間にコンクリー
   トを打設してコンクリートライニングを施した
   後、前記内型枠を再使用しながら地中にトンネル
   を構築するノン・セグメント・シールド工法にお
   ける地山の早期安定工法であつて、前記外型枠に
   複数のコンクリートの流出口を設け、この外型枠
   と前記内型枠との間にコンクリートを打設してコ
   ンクリートライニングを施工する際、前記流出口
   から打設コンクリートの一部を外型枠と坑の壁面
   との間に形成された間〓に流出させつつ、坑の壁
   面に当接するように突起状に形成した後、硬化さ
   せることによりコンクリートライニングと坑の壁
   面との間に複数の突起状の支持部を形成すること
   を特徴とするノン・セグメント・シールド工法に
   おける地山の早期安定工法。 ２ 前記流出口を伸縮シートで覆い、コンクリー
   トが流出する圧力で前記伸縮シートを膨張させ、
   突起状の支持部を形成することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のノン・セグメント・シー
   ルド工法における地山の早期安定工法。