JPH0541799B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は、現場打ちコンクリート・モルタル
（ここで言う、「コンクリート・モルタル」とは、
「コンクリート」又は「モルタル」の意、以下同
様。）でトンネル覆工を構築してゆく覆工構築装
置に関する。

(b) 従来の技術 最近、現場打ちコンクリート・モルタルを用い
て、シールド掘削機等により掘削したトンネルの
覆工を構築せんとする提案が数多くなされてい
る。

(c) 発明が解決しようとする問題点 しかし、適正な覆工を構築するためには、補強
材が設けられ、しかも覆工の構築方向に円筒状に
形成されたコンクリート打設空間内にコンクリー
ト・モルタルを均一な状態に打設することが必要
となり、そうしたことの可能な覆工構築装置の開
発が望まれていた。

また、特開昭62−194399などには、シールド外
殻と型枠を支持するゲージリングの間に、コンク
リート打設管をプレスリングと共に外殻推進方向
に移動し得るように構成した技術が開示されてい
る。しかし、こうした技術を用いた場合、本来コ
ンクリート・モルタルが充填されて覆工が形成さ
れる外殻に接したコンクリート打設管が配置され
る部分に、当該覆工を構成する鉄筋などの補強材
を設けることがコンクリート打設管が邪魔になつ
て出来ない。即ち、覆工の外周部には、トンネル
に曲げ応力が作用する際に引つ張り側となる危険
性が有り、覆工の強度を向上させるためには覆工
の内周側のみならず、覆工の外周部にも補強材を
トンネル直径方向に多重に入れる必要が有るが、
そうすると、コンクリート打設管が邪魔になつ
て、そういた補強材の設置構造を取ることが出来
なくなり、それだけトンネルの強度が減少する不
都合が生じる。

しかし、補強材をトンネル直径方向に多重に配
置するために、コンクリート打設管の配置位置を
変更し、覆工の妻型枠側に装着する方法も考えら
れる。しかし、その場合、当該妻型枠側からコン
クリートを供給する方法では、コンクリート打設
管から供給されるコンクリート・モルタルを円筒
状のコンクリート打設空間内の隅々まで行き渡ら
せることが、なかなか難しくなり、良質な覆工の
構築が出来なくなる不都合が生じる。

また、コンクリート・モルタルを均等に打設す
るために、コンクリート打設管をコンクリート打
設空間内で移動させるにしても、トンネル掘進方
向に平行な方向に、しかもトンネル直径方向に多
重に設置される補強材の設置作業を邪魔すること
なく設ける必要があり、そうしたことの可能な覆
工構築装置の提供が望まれていた。

本発明は上記した事情に鑑み、トンネル直径方
向に多重に補強材を配置した形での覆工の構築が
可能で、しかも補強材の設置作業を円滑に行なう
ことが出来、また円筒状のコンクリート打設空間
内にコンクリート・モルタルを均一な状態に打設
することが出来る覆工構築装置を提供することを
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、筒状に形成された外殻２を有
し、前記外殻に推進ジヤツキ６を前記外殻の内側
円周方向に沿つて複数本取付け配置し、前記外殻
の内面に、環状に形成されたゲージリング７を該
外殻内面に沿つて、前記外殻の推進方向に平行な
方向に移動自在に設け、前記推進ジヤツキに前記
ゲージリング７を、該ゲージリングが前記外殻の
推進方向に移動駆動自在なるように接続し、前記
ゲージリングに型枠支持手段７ａ，７ｂを設け、
前記ゲージリングの型枠支持手段の、前記外殻中
心に対して外側に位置するコンクリート接触面７
ｑに補強材支持溝７ｃ，７ｄを、トンネル掘進方
向に平行な方向に設置される補強材１２を支持し
得るように、該ゲージリングの直径方向に多重に
設け、前記ゲージリングの、該ゲージリングの直
径方向に多重に設けられた前記補強材支持溝の間
にコンクリート打設管を、該ゲージリングの移動
と共に移動し得るように設け、前記コンクリート
打設管７ｉを前記ゲージリングに対して前記外殻
の推進方向に、その先端が前記ゲージリングのコ
ンクリート接触面と略一致した後退位置と、該後
退位置よりも前記外殻後方の突出位置の間で、突
出駆動自在に設けて構成される。

なお、括孤内の番号等は、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、コンクリート
打設管７ｉを後退位置に位置決めした状態で補強
材１２を補強材支持溝７ｃ，７ｄを介してトンネ
ル直径方向に多重に設置し、該補強材を補強材支
持溝７ｃ，７ｄにより支持した状態で、コンクリ
ート打設管７ｉからコンクリート・モルタル１６
を、該打設管７ｉを覆工の構築方向に移動さけつ
つ打設するように作用する。

(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装置の一実施例
が適用されたシールド掘削機の一例を示す断面
図、 第２図は第１図のシールド掘削機のプレスリン
グ大部分の拡大図、 第３図は第１図のシールド掘削機とスライド打
設管部分の拡大図、 第４図はゲージリング部の第１図における矢
視図、 第５図はゲージリングの別の例を示す図であ
る。

シールド掘削機１は、第１図に示すように、断
面が円筒状に形成された外殻２を有しており、外
殻２には隔壁２ａが外殻２内部を図中左右方向に
分割する形で設けられている。隔壁２ａの左側に
は円板状に形成されたカツタ３が隔壁２ａに装着
された油圧モータ５により回転駆動自在に設けら
れており、隔壁２ａの図中右側には、推進ジヤツ
キ６が、外殻２の内側壁面の円周方向に沿つて複
数本取付け配置されている。推進ジヨツキ６には
ラム６ａがトンネル掘削方向である矢印Ａ、Ｂ方
向に移動駆動自在に設けられており、ラム６ａの
先端には、円環状に形成されたゲージリング７
が、外殻２の内面に沿つて、外殻２の推進方向で
ある矢印Ａ、Ｂ方向に平行な方向に推進ジヤツキ
６により移動駆動自在に枢着されている。ゲージ
リング７には、第４図に示すように、ブラケツト
７ａがゲージリング７の内周に沿つた形で環状に
形成されており、ブラケツト７ａには、所定の間
隔で位置決めボルト７ｂが螺合し、それ等位置決
めボルト７ｂの先端には、第２図及び第３図に示
すように、円環状に形成された型枠９が当接係合
している。

ゲージリング７のブラケツト７ａの、外殻２の
中心に対して外側のリング表面７ｑには、補強材
支持溝７ｃ，７ｄが外殻２の中心に対して２重に
同心円状に形成されており、ゲージリング７の、
ゲージリングの直径方向に２重に設けられた補強
材支持溝７ｃ，７ｄの間には、第２図に示すよう
に、ゲージリング７の外周に沿つて円弧状に形成
されたプレスリング格納溝７ｆが、ゲージリング
７の矢印Ａ、Ｂ方向に平行な方向の移動と共に移
動し得るように形成されている。プレスリング格
納溝７ｆには、第４図に示すように、円弧状に、
かつ第２図に示すように、その断面がコの字形に
形成されたプレスリング７ｅがその先端７ｐがリ
ング表面７ｑと略一致した、第２図実線で示す後
退位置と、該後退位置よりも図中右方、即ち図中
想像線で示す、外殻後方の突出位置の間で、外殻
の推進方向に平行な方向、従つてトンネル覆工の
構築方向である矢印Ａ、Ｂ方向に平行な方向に突
出移動自在に支持されており、プレスリング７ｅ
とプレスリング格納溝７ｆとの間には、駆動ジヤ
ツキ７ｇがラム７ｈの先端をプレスリング７ｅに
固着させた形で複数個、プレスリング７ｅに沿つ
た形で設けらている。更にゲージリング７の２重
に設けられた補強材支持溝７ｃ，７ｄの間で、第
１図及び第４図上端部には、第３図に示すよう
に、中空筒状のスライド打設管７ｉが、ゲージリ
ング７の矢印Ａ、Ｂ方向に平行な方向の移動と共
に移動し得るように、かつゲージリング７に対し
矢印Ａ、Ｂ方向に平行な方向に摺動自在に嵌入係
合しており、スライド打設管７ｉには、連結棒７
ｌが固着されている。連結棒７ｌの先端にはゲー
ジリング７の図中左方に装着された駆動シリンダ
７jk＋ツド７ｋが枢着しており、また、スライド
打設管７ｉには、コンクリート・モルタル供給ホ
ース１５の一端が接続され、更にコンクリート・
モルタル供給ホース１５の他端は図示しないコン
クリートポンプに接続されている。

シールド掘削機１等は以上のような構成を有す
るので、シールド掘削機１を用いてトンネル１０
の掘削しつつ覆工１１を現場打ちコンクリート・
モルタルで構築する場合には、所定距離L1のシ
ールド掘削機１の矢印Ａ方向への推進が完了した
状態で、推進ジヤツキ６のラム６ａを矢印Ａ方向
に後退させる。すると、ラム６ａと共にゲージリ
ング７も矢印Ａ方向に後退し、それまで当接して
した型枠９_Aとゲージリング７の第１図右側面の
当接状態が解除される。こうして、ゲージリング
７を、第２図矢印Ａ方向に、距離L1だけ移動さ
せたところで、既に構築済みの覆工１１の端面１
１ａから矢印Ａ方向に突出している補強材１２の
端部に、新たな補強材１２を、トンネル直径方向
に２重に、該端部とゲージリング７の補強材支持
溝７ｃ，７ｄを接続する形で設置する。なお、こ
の際、プレスリング７ｅ及びスライド打設管７ｉ
は、第２図及び第３図矢印Ａ方向に後退状態にあ
り、その先端７ｐが及び吐出口７ｍはリング表面
７ｑと矢印Ａ、Ｂ方向において略一致した位置に
あるので、それ等補強材１２の設置作業はプレス
リング７ｅ及びスライド打設管７ｉに邪魔される
ことなく円滑に行われる。

こうして、補強材１２の設置が完了したところ
で、新たな型枠９_Bをそれまでの型枠９_Aとゲージ
リング７の間に円環状に組立設置し、該型枠９_B、
ゲージリング７、外殻２及び既に構築済みの覆工
１１との間に、長さがL1なる筒状のコンクリー
ト打設空間１３を形成する。なお、型枠９_Bの設
置にあたつては、ゲージリング７の位置決めボル
ト７ｂを用いて、その設置位置を正確に調整する
ことが出来る。こうして、コンクリート打設空間
１３が形成されたとろで、第３図に示すように、
駆動シリンダ７ｊを駆動してロツド７ｋを矢印Ｂ
方向に後退移動させ、スライド打設管７ｉをそれ
までの、吐出口７ｍとリング表面７ｑが略一致し
た後退位置から、図中右方の、外殻後方側の突出
位置、即ちコンクリート打設空間１３側に突出さ
せる。スライド打設管７ｉの先端の吐出口７ｍが
２重に設けられた補強材１２，１２の間をコンク
リート打設空間１３内に、第３図に示すように突
出した時点で、コンクリート・モルタル供給ホー
ス１５を介してコンクリート・モルタル１６をス
ライド打設管７ｉに供給する。

スライド打設管７ｉにコンクリート・モルタル
１６が供給されると、当該供給されたコンクリー
ト・モルタル１６は、吐出口７ｍからコンクリー
ト打設空間１３内に注入打設され、円環状のコン
クリート打設空間１３は該注入されたコンクリー
ト・モルタル１６により、第１図下方から上方に
向けて徐々に充填されてゆく。なお、スライド打
設管７ｉのコンクリート・モルタル１６の供給さ
れる吐出口７ｍは、コンクリート打設空間１３の
略中央部にあるので、コンクリート・モルタル１
６はコンクリート打設空間１３の矢印Ａ、Ｂ方向
に均等に振り分けられる形で注入され、コンクリ
ート打設空間１３へのコンクリート・モルタル１
６の打設は既設の覆工端面１１ａ側にコンクリー
ト・モルタル１６の未充填部分が残留することな
く円滑に行われる。また、この際、駆動シリンダ
７ｊを駆動して打設管７ｉを矢印Ａ、Ｂ方向に往
復駆動させつつコンクリート・モルタル１６を打
設し、より均等な状態でコンクリート打設空間１
３内にコンクリート・モルタル１６が供給される
ようにすることも可能である。こうしてコンクリ
ート打設空間１３内がコンクリート・モルタル１
６で略充填されたところで、カツタ３を油圧モー
タ５により回転駆動すると共に、推進ジヤツキ６
を駆動してラム６ａを矢印Ｂ方向に突出させ、型
枠９から反力を取る形で外殻２を矢印Ａ方向に掘
進させる。すると、切羽１０ａはカツタ３により
掘削されて、シールド掘削機１は矢印Ａ方向に推
進し、トンネル１０は円形に掘削されてゆく。

なお、シールド掘削機１がＡ方向に掘進する
と、外殻２が移動した後の地山１７とコンクリー
ト・モルタル１６が充填されたコンクリート打設
空間１３との間はテールボイドが生じるので、引
き続きスライド打設管７ｉを介してコンクリー
ト・モルタル１６をコンクリート打設空間１３内
に供給して、該テールボイド部分をコンクリー
ト・モルタル１６により充填してゆく。こうし
て、シールド掘削機１がＡ方向に移動するにつ
れ、駆動シリンダ７を介してスライド打設管７ｉ
を徐々にＡ方向に移動させ、引き続きコンクリー
ト・モルタル１６の打設を継続し、シールド掘削
機１が距離L1だけ掘進を完了して停止し、コン
クリート打設空間１３内及びテールボイドからコ
ンクリート・モルタル１６で略完全に充填された
ところで、スライド打設管７ｉを、吐出口７ｍが
ゲージリング７の表面７ｑと一致する位置にまで
移動させ、スライド打設管７ｉを介したコンクリ
ート・モルタル１６の充填作業を停止する。

次に、その状態で、駆動ジヤツキ７ｇを駆動し
て、第２図に示すように、ラム７ｈを矢印Ｂ方向
に突出させ、プレスリング７ｅをそれまでの後退
位置から突出位置に向けて、矢印Ｂ方向に移動さ
せる。すると、プレスリング７ｅは、プレスリン
グ格納溝７ｆからＢ方向に突出し、コンクリート
打設空間１３内の打設されいまだ凝固してない状
態のコンクリート・モルタル１６を加圧する。す
ると、該コンクリート打設空間１３内のコンクリ
ート・モルタル１６はテールボイド内のコンクリ
ート・モルタル１６がいまだ充填されていない部
分を確実に充填すると共に、コンクリート・モル
タル１６内に含まれた余剰水が型枠９を介してコ
ンクリート打設空間１３外部に排出される。な
お、型枠９にはコンクリート・モルタル１６の余
剰水を排出するための小穴が多数貫通穿設されて
いるので、プレスリング７ｅによる加圧の結果発
生する余剰水は円滑に外部に排出される。

こうして、プレスリング７ｅにより余剰水が排
出されたコンクリート・モルタル１６が、自立出
来る程度に凝固して覆工１１が構築されたところ
で、Ｂ方向に突出状態にある推進ジヤツキ６のラ
ム６ａをＡ方向に後退させる。すると、ゲージリ
ング７と直前に打設凝固の完了した覆工１１の側
面１１ａが解離して、ゲージリング７がＡ方向に
移動するので、既に述べた手順で、ゲージリング
７と覆工側面１１ａの間に補強材１２を設置し
て、新たな覆工の構築動作に入る。

なお、上述の実施例は、本発明による覆工構築
装置をシールド掘削機１に用いた場合について述
べたが、本発明による覆工構築装置はシールド掘
削機に限らず、単体でも使用が可能なことは勿論
である。即ち、第１図に示す掘削機１のカツタ３
関連部分を取り外した状態で、トンネルの二次覆
工を打設構築する場合等にも使用が可能である。

また、ゲージリングに装着されるプレスリング
７ｅ等のコンクリート・モルタルの圧縮手段は、
第４図に示すように、全体が略円環状に一体的に
形成されているものの他に、第５図に示すよう
に、複数のセグメント７ｒから分離構成されてい
てもよいことは勿論である。

(g) 発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、筒状
に形成された外殻２を有し、前記外殻２に推進ジ
ヤツキ６を前記外殻の内側円周方向に沿つて複数
本取付け配置し、前記外殻の内面に、環状に形成
されたゲージリング７を該外殻内面に沿つて、前
記外殻の推進方向に平行な方向に移動自在に設
け、前記推進ジヤツキに前記ゲージリングを、該
ゲージリングが前記外殻の推進方向に移動駆動自
在なるように接続し、前記ゲージリングにブラケ
ツト７ａ、位置決めボルト７ｂなどの型枠支持手
段を設け、前記ゲージリングの型枠支持手段の、
前記外殻中心に対して外側に位置するリング表面
７ｑなどのコンクリート接触面に補強材支持溝７
ｃ，７ｄを、トンネル掘進方向に平行な方向に設
置される補強材１２を支持し得るように、該ゲー
ジリングの直径方向に多重に設け、前記ゲージリ
ングの、該ゲージリングの直径方向に多重に設け
られた前記補強材支持溝の間にコンクリート打設
管７ｉを、該ゲージリングの移動と共に移動し得
るように設け、前記コンクリート打設管を前記ゲ
ージリングに対して前記外殻の推進方向に、その
先端が前記ゲージリングのコンクリート接触面と
略一致した後退位置と、該後退位置よりも前記外
殻後方の突出位置の間で、突出駆動自在に設けて
構成したので、補強材１２を補強材支持溝により
支持した状態で、コンクリート打設管を補強材１
２，１２間のコンクリート打設空間１３内に突出
させ、その状態で該打設管を介してコンクリート
打設空間１３内にコンクリート・モルタル１６を
打設することが出来、補強材１２の設置された状
態で、コンクリート・モルタル１６を円筒状に形
成されたコンクリート打設空間１３内に均等な状
態で打設することが出来、覆工１１を現場打ちコ
ンクリート・モルタルで円滑に構築することが可
能となる。

また、コンクリート打設管がゲージリングの補
強材支持溝間に設けられることから、コンクリー
ト打設管をそれまでの構築すべき覆工の外周部、
即ち、外殻内面に近接した部分から覆工の内周側
に移動させることが出来、それにより構築すべき
覆工の外周部にも補強材をコンクリート打設管と
干渉すること無く、トンネル直径方向に多重に設
置することが可能となり（即ち、補強材はゲージ
リングの内外周側の位置に環状に多重に設置さ
れ、それ等多重に設けられた補強材の間にコンク
リート打設管が配置される形となる）、トンネン
強度を向上させることが可能となる。

更に、コンクリート打設管をゲージリングに対
して外殻の推進方向に、その先端がゲージリング
のコンクリート接触面と略一致した後退位置と、
該後退位置よりも外殻後方の突出位置の間で、突
出駆動自在に設けたので、補強材をトンネルの直
径方向に多重に設置する際には、コンクリート打
設管を後退位置に位置決めすることにより、その
先端はゲージリングのコンクリート接触面と略一
致するように位置決めすることが出来る。従つ
て、補強材をトンネル直径方向に多重に設置する
設置作業を、ゲージリングの補強材支持溝間に装
着されたコンクリート打設管に何ら邪魔されるこ
と無く円滑に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による覆工構築装置の一実施例
が適用されたシールド掘削機の一例を示す断面
図、第２図は第１図のシールド掘削機のプレスリ
ング部分の拡大図、第３図は第１図のシールド掘
削機のスライド打設管部分の拡大図、第４図はゲ
ージリング部の第１図における矢視図、第５図
はゲージリングの別の例を示す図である。 ２……外殻、６……推進ジヤツキ、７……ゲー
ジリング、７ａ……型枠支持手段（ブラケツト）、
７ｂ……型枠支持手段（位置決めボルト）、７ｃ，
７ｄ……補強材支持溝、７ｉ……コンクリート打
設管（スライド打設管）、７ｐ……先端、７ｑ…
…コンクリート接触面、９……型枠、１０……ト
ンネル、１１……覆工、１２……補強材、１３…
…コンクリート打設空間、１６……コンクリー
ト・モルタル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状に形成された外殻を有し、 前記外殻に推進ジヤツキを前記外殻の内側円周
   方向に沿つて複数本取付け配置し、 前記外殻の内面に、環状に形成されたゲージリ
   ングを該外殻内面に沿つて、前記外殻の推進方向
   に平行な方向に移動自在に設け、 前記推進ジヤツキに前記ゲージリングを、該ゲ
   ージリングが前記外殻の推進方向に移動駆動自在
   なるように接続し、 前記ゲージリングに型枠支持手段を設け、 前記ゲージリングの型枠支持手段の、前記外殻
   中心に対して外側に位置するコンクリート接触面
   に補強材支持溝を、トンネル掘進方向に平行な方
   向に設置される補強材を支持し得るように、該ゲ
   ージリングの直径方向に多重に設け、 前記ゲージリングの、該ゲージリングの直径方
   向に多重に設けられた前記補強材支持溝の間にコ
   ンクリート打設管を、該ゲージリングの移動と共
   に移動し得るように設け、 前記コンクリート打設管を前記ゲージリングに
   対して前記外殻の推進方向に、その先端が前記ゲ
   ージリングのコンクリート接触面と略一致した後
   退位置と、該後退位置よりも前記外殻後方の突出
   位置の間で、突出駆動自在に設けて構成した覆工
   構築装置。