JPH0610596A - シールドトンネルの現場打ち覆工工法及びその覆工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 施工性及び安全性を高めることにより工期の
短縮化を図り、かつ作業空間が大きくとれるシールドト
ンネルの現場打ち覆工工法及びその覆工装置を提供する
ことである。 【構成】 内型枠５の変形を変形防止リング７によって
防止した上で、既設覆工９内に埋設された桁部材１６に
反力をとってシールドマシン２を推進させると共に、プ
レスリング１０を介して複数のプレスジャッキ１１で覆
工材を所定時間加圧した後、前記プレスジャッキ１１に
よりプレスリング１０を切羽側に移動させて覆工補強材
１８を組み立て、しかる後に、前記変形防止リング７と
押圧ジャッキ３及び引張ジャッキ４との共同作用により
前記内型枠５全体を切羽側に所定距離スライドさせるこ
とによって、次工程分の覆工材注入空間２１を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールドトンネルの現
場打ち覆工工法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールドトンネルの覆工は、シー
ルドマシンによって形成された横坑内で鋼製又は鉄筋コ
ンクリート製のセグメントを組み立てることによって行
われていた。ところが、このようなセグメント覆工工法
においては、セグメントが高価で、その組立作業に時間
がかかること、またテールボイドが生じて裏込め注入工
を必要とすること等の難点があることから、最近では、
内型枠を用いてトンネル坑内でコンクリート等の覆工材
を現場打ちする覆工工法が提案されている。

【０００３】この現場打ち覆工工法は、シールドマシン
のテール部、内型枠、プレスリング及び既設覆工で囲ま
れた覆工材注入空間に覆工材を注入し、プレスリングを
介してジャッキで覆工材を加圧することにより覆工の品
質を確保しようとするものである。

【０００４】そして、このシールドマシンの推進に際し
ては、覆工材加圧力、または覆工材に埋設された反力受
け部材、または内型枠等に反力をとる方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の現場打ち覆工工法においては、次のような問題
点があった。 内型枠は、所定の強度が発現した区間から解体され、
新たな覆工材注入空間を形成するために、切羽側へ搬送
されて再び組み立てられるが、これらは坑内作業となる
ので施工性及び安全性の面で問題がある。 覆工材への加圧によって推進反力を得る方法では、ま
だ固まらない覆工材に悪影響を与えるとともに、加圧力
・加圧時間の管理が十分にできない。 反力受け部材や内型枠で推進反力を得る方法では、覆
工材の早期強度が得られず、施工サイクルが長くなる。 覆工材への加圧ジャッキと推進ジャッキを別系統のジ
ャッキとして別々に制御する方法もあるが、その管理手
法が難しく、かつ、ジャッキ設置空間が必要となるの
で、作業空間が狭くなる。

【０００６】本発明は上記のような問題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は施工性及び安全性を高めるこ
とにより工期の短縮化を図り、かつ作業空間が大きくと
れるシールドトンネルの現場打ち覆工工法及びその覆工
装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
めの第１発明のシールドトンネルの現場打ち覆工工法の
要旨は、シールドマシンのテール部、内型枠、プレスリ
ング及び既設覆工とで囲まれた覆工材注入空間に覆工材
を注入し、該覆工材を加圧養生してなるシールドトンネ
ルの現場打ち覆工工法において、前記内型枠の変形を変
形防止リングによって防止した上で、前記既設覆工内に
埋設された桁部材に反力をとって複数のシールドジャッ
キにより前記シールドマシンを推進させると共に、前記
プレスリングを介して複数のプレスジャッキで前記覆工
材を所定時間加圧した後、前記プレスジャッキにより前
記プレスリングを切羽側に移動させ、前記桁部材を含む
覆工補強材を組み立て、しかる後に、前記変形防止リン
グと押圧ジャッキ及び引張ジャッキとの共同作用により
前記内型枠全体を切羽側に所定距離スライドさせること
によって、次工程分の覆工材注入空間を形成してなるこ
とを特徴とすることに存し、第２発明のシールドトンネ
ルの現場打ち覆工装置の要旨は、シールドマシン本体と
内型枠及びプレスリングとを含むシールドトンネルの現
場打ち覆工装置であって、前記プレスリングに当接し、
覆工材への加圧及びプレスリングを移動させる複数のプ
レスジャッキと、既設覆工に埋設された桁部材に当接
し、前記シールドマシンを推進させる複数のシールドジ
ャッキとが、前記内型枠の設置位置より外方の同心円上
に交互に配設され、前記内型枠にはその変形を防止する
ための変形防止リングと、内型枠を切羽側にスライドさ
せる複数組の押圧ジャッキ及び引張ジャッキが夫々適宜
位置に配設されてなることに存する。

【０００８】

【作用】第１発明においては、覆工材中に埋設された桁
部材に反力をとってシールドマシンを推進させるととも
に、補強された覆工材を加圧した後に、次工程分の覆工
材注入空間を内型枠のスライドによって形成するため、
次工程分の覆工材注入空間の迅速な形成が可能となり、
従来工法に比べて格段に施工期間を短縮することができ
る。また、第２の発明においては、覆工材を加圧するプ
レスジャッキと、既設覆工内に連続的に埋設された桁部
材に当接されるシールドジャッキとにより十分大きな推
進反力が得られると共に、変形防止リング、押圧ジャッ
キ及び引張ジャッキの共同作用により、内型枠を切羽側
の所定位置に安全かつ確実にスライドさせることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。この第１の発明の覆工工法には第２の発明の覆
工装置を用いるものである。この覆工装置１は、地山Ｇ
を掘進するシールドマシン２のテール部の内側に、押圧
ジャッキ３及び引張ジャッキ４でトンネルの長さ方向に
接続された前部内型枠５ａ、中間部内型枠５ｂ、後部内
型枠５ｃからなる内型枠５が円環状に組み立てられてい
る。

【００１０】これらの前部内型枠５ａ、中間部内型枠５
ｂ、後部内型枠５ｃは補剛リブ６によって補剛されてい
るが、さらにその変形を防止するために、内周面の適宜
箇所には複数の変形防止手段が配置されている。該変形
防止手段は、２分割された変形防止リング７と油圧ジャ
ッキ８とからなり、油圧ジャッキ８の伸張により変形防
止リング７を内型枠５に密着させて、覆工材加圧時の内
型枠５の変形を防止するとともに、後述するように、内
型枠スライド時のジャッキ反力を得ることができ、油圧
ジャッキ８の収縮により変形防止リング７を緩めて内型
枠５の切羽側へのスライドを円滑に行う作用を有する。

【００１１】またこの内型枠５の切羽側前端部には、覆
工材を押圧する円環状のプレスリング１０が摺動可能に
嵌合されているとともに、その切羽側に複数のプレスジ
ャッキ１１及びシールドジャッキ１２が同心円上に交互
に配設されている。これらのプレスジャッキ１１及びシ
ールドジャッキ１２は、シールドマシン２の本体鋼殻に
固着されたプレート１３に固定されてシールドマシン２
の推進及び覆工材の加圧を行うものである。

【００１２】また前記プレスリング１０はシール材１４
によってシールドマシン２と内型枠５との間に気密に内
挿されており、嵌合治具１５を介してシールドジャッキ
１２及びプレスジャッキ１１の収縮作用により切羽側に
引き戻せるようになっている（図５参照）。さらにプレ
スリング１０の適宜箇所には覆工内に埋設される覆工補
強材１７の主要構成要素である桁部材１６の貫通孔１０
ａが設けられ、シール材１４ａによって桁部材１６とプ
レスリング１０とが気密に嵌合されている（第６図参
照）。

【００１３】この覆工補強材１７の構成要素としては、
例えば、第７図に示すように、垂直板形の型鋼からなる
桁部材１６，円弧状の補強材１８，配力筋１９を組み合
わせたものが用いられる。桁部材１６及び補強材１８の
端部には、ボルト孔１８ａを有するエンドプレート２０
が設けられ、該エンドプレート２０同士を接合すること
により覆工補強材１７が覆工材注入空間２１内に組み立
てられるようになっている。

【００１４】配力筋１９は桁部材１６から適宜間隔で補
強材１８を貫通するように配筋される。尚、桁部材１６
及び補強材１８には空気抜き孔１８ｂが数箇所に設けら
れるとともに、プレスリング１０には配力筋１９の挿通
孔１０ｂをあけておく。

【００１５】第９図は覆工補強材１７の別の構成例を示
したもので、Ｈ型鋼からなる桁部材１６と、円弧状の主
鉄筋２２と、配力筋１９とから構成されている。尚、Ｈ
形鋼の代替として、第１０図に示すようなコンクリート
を充填した円筒状の桁部材１６を用いてもよい。この場
合、連結治具２３を用いて円筒状の桁部材１６を連結す
る。

【００１６】また、これらの桁部材１６や覆工補強材１
７にはジベル等を配設することにより、覆工材との一体
化が図られ、合成構造としての効果も期待できる。

【００１７】次に、上記覆工装置１を用いたシールドト
ンネルの現場打ち覆工工法について説明する。第１図は
覆工材注入空間２１における準備作業、即ち、桁部材１
６を含む覆工補強材１７の組み立て、内型枠５の切羽側
へのスライド、プレスリングの所定位置へのセット、変
形防止リング７の内型枠５への密着が終了した時点の状
態を示している。

【００１８】この状態から内型枠５の内面より設置され
た覆工材注入管２４によりコンクリート等の覆工材を所
定量注入し、プレスリング１０を介してプレスジャッキ
１１で覆工材への加圧を所定時間行うとともに、桁部材
１６に反力をとってシールドジャッキ１２でシールドマ
シン２を推進させる。

【００１９】そして、覆工材への加圧が終了すると、次
工程分の覆工材注入空間２１を形成するために、プレス
ジャッキ１１の収縮により嵌合治具１５を介してプレス
リング１０を切羽側に引き戻し、桁部材１６を含む覆工
補強材１７を組み立てる。この作業は、エレクタ２５等
を用いて分割された桁部材１６、補強材１８又は主鉄筋
２２、配力筋１９の搬入・組み立てを行うもので、ボル
ト及びナットや鉄筋の重ね継手等の連結手段により、既
設覆工９内に埋設されている覆工補強材１７と接続する
ものである。

【００２０】次いで、内型枠５を切羽側にスライドさせ
る。この方法は、先ず、変形防止リング７における前部
変形防止リング７ａをゆるめ、中間部変形防止リング７
ｂを中間部内型枠５ｂに密着させて反力をとりながら、
前部押圧ジャッキ３の伸張により前部内型枠５ａをスラ
イドさせる。

【００２１】次に、中間部変形防止リング７ｂをゆる
め、前部及び後部変形防止リング５ａ、５ｂを前部内型
枠５ａ及び後部内型枠５ｃに密着させて反力をとりなが
ら、前部の引張ジャッキ４の収縮及び後部の押圧ジャッ
キ３の伸張により中間部内型枠５ｂをスライドさせる。

【００２２】そして後部変形防止リング７ｃをゆるめ、
中間部変形防止リング７ｂを中間部内型枠５ｂに密着さ
せて反力をとりながら、後部の引張ジャッキ４の収縮に
より後部内型枠７ｃをスライドさせる手順で行われる。
尚、作用させない押圧ジャッキ及び引張ジャッキはフリ
ーの状態にしておいて内型枠５のスライドを行うものと
する。

【００２３】次に、内型枠５全体を所定位置までスライ
ドさせた後、プレスリング１０をプレスジャッキ１１の
制御により所定位置にセットして、次工程分の覆工材注
入空間２１を形成し、全ての変形防止リング７ａ、７
ｂ、７ｃを内型枠５に密着させる。

【００２４】そして、上記のような作業を順次繰り返す
ことにより、シールドトンネルの現場打ち覆工を構築す
るものである。尚、本発明における内型枠５は補剛リブ
６を有する鋼製ユニットを円環状に組み立てて用いられ
るが、第１１図に示すように、側面をテーパー状に形成
することにより、トンネル線形が曲線である場合や、蛇
行修正等の姿勢制御に対しても、十分対応することがで
きる。

【００２５】

【発明の効果】内型枠全体を切羽側にスライドさせて新
たな覆工材注入空間を形成するので、内型枠の解体・搬
送・再組み立てという作業が不要となり、従来工法に比
べて格段に施工期間を短縮することができる。

【００２６】覆工材加圧時における加圧力及び加圧時間
の保持を容易に管理することができる。

【００２７】変形防止リングを設けたので、内型枠の変
形が防止されて覆工材への悪影響を防止することがで
き、覆工材への加圧管理が容易となる。

【００２８】桁部材を含む覆工補強材により、シールド
マシンの推進反力を十分に得ることができると共に桁部
材を含む覆工材と覆工材との合成効果によって強固なト
ンネル構造とすることができる。

【００２９】シールドジャッキ及びプレスジャッキを、
内型枠位置より外側の同心円上に交互に配置したので、
覆工材の注入作業や掘削土砂の排出作業等のための作業
空間を広くとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールドマシンでトンネルを掘削している状態
の縦断面図である。

【図２】図１のａ−ａ線断面図である。

【図３】図１のｂ−ｂ線断面図である。

【図４】図１のｃ−ｃ線断面図である。

【図５】プレスリングの一部の断面図である。

【図６】プレスリングの貫通孔の断面図である。

【図７】覆工補強材の斜視図である。

【図８】覆工補強材を組み立てた状態の正面図である。

【図９】他の実施例を示す覆工補強材の斜視図である。

【図１０】桁部材の斜視図である。

【図１１】内型枠の配置構成の他の一例を示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 覆工装置 ２ シールドマシン ３ 押圧ジャッキ ４ 引張ジャッキ ５ 内型枠 ６ 補剛リブ ７ 変形防止リング ８ 油圧ジャッキ ９ 既設覆工 １０ プレスリング １１ プレスジャッキ １２ シールドジャッキ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールドマシンのテール部、内型枠、プ
   レスリング及び既設覆工とで囲まれた覆工材注入空間に
   覆工材を注入し、該覆工材を加圧養生してなるシールド
   トンネルの現場打ち覆工工法において、前記内型枠の変
   形を変形防止リングによって防止した上で、前記既設覆
   工内に埋設された桁部材に反力をとって複数のシールド
   ジャッキにより前記シールドマシンを推進させると共
   に、前記プレスリングを介して複数のプレスジャッキで
   前記覆工材を所定時間加圧した後、前記プレスジャッキ
   により前記プレスリングを切羽側に移動させ、前記桁部
   材を含む覆工補強材を組み立て、しかる後に、前記変形
   防止リングと押圧ジャッキ及び引張ジャッキとの共同作
   用により前記内型枠全体を切羽側に所定距離スライドさ
   せることによって、次工程分の覆工材注入空間を形成し
   てなることを特徴とするシールドトンネルの現場打ち覆
   工工法。
2. 【請求項２】 シールドマシン本体と内型枠及びプレス
   リングとを含むシールドトンネルの現場打ち覆工装置で
   あって、前記プレスリングに当接し、覆工材への加圧及
   びプレスリングを移動させる複数のプレスジャッキと、
   既設覆工に埋設された桁部材に当接し、前記シールドマ
   シンを推進させる複数のシールドジャッキとが、前記内
   型枠の設置位置より外方の同心円上に交互に配設され、
   前記内型枠にはその変形を防止するための変形防止リン
   グと、内型枠を切羽側にスライドさせる複数組の押圧ジ
   ャッキ及び引張ジャッキが夫々適宜位置に配設されてな
   ることを特徴とするシールドトンネルの現場打ち覆工装
   置。