JPH06294293A - シールド工事における裏込め方法及びシールド機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地上の裏込めプラント等を不要とし、掘削に
より生じた掘削土の有効利用を図れるシールド工事にお
ける裏込め方法を提供する。 【構成】 カッタ１３で切羽３１を掘削した際に生じた
掘削土の一部を、シールド１１の内周面１１０５にその
径方向に間隔を置いて複数取着されたスクリューオーガ
１７でシールド１１の後方に移送すると共に、スクリュ
ーオーガ１７の送土管１７０１の中間寄りの箇所に接続
された固化材供給管１８０１を介して固化材タンク１８
０３からセメント系の固化材を送土管１７０１内に供給
し、スクリューオーガ１７のスクリュー羽根１７０５に
よりその固化材を送土管１７０１内の掘削土と混合して
掘削土を固化し、その固化が混合された掘削土を送土管
１７０１の後端に取着された注入管１９から、セグメン
ト７とトンネル５の周面５１との隙間Ｓに注入、充填す
るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工事における
裏込め方法及びシールド機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド機を用いたシールド工事では、
シールド機を推進させつつシールド機の前端で切羽の掘
削を行い、掘削された掘削土をシールド機の後方に移送
し、さらに地上に搬出していた。また、シールド機後端
のエレクタでセグメントを組み立て、セグメントとトン
ネル周面との隙間を裏込めし、組み立てたセグメントの
内周面にコンクリートを吹き付けて２次覆工を行ってい
る。このうち、裏込め作業は、モルタル等の注入材を地
上の裏込めプラントからトンネル内にグラウトポンプと
専用配管とで送り込み、シールド機後端で組み立てられ
たセグメントとトンネルの周面との隙間に専用配管の先
端を挿し入れて、その隙間に注入材を注入、充填するこ
とで行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の裏込め作業では、地上に裏込めプラントを別途
設けなければならず、その設置や管理に人員が必要とな
ると共に、注入材を地上の裏込めプラントからトンネル
内のセグメントとトンネル周面との隙間箇所に送る長尺
の専用配管が必要となる不具合があった。また、上述し
た従来の裏込め作業では、シールド機が掘進して既設の
セグメントの前端に新たなセグメントが継ぎ足される毎
に、専用配管の先端をその継ぎ足されたセグメントとト
ンネルの周面との隙間箇所に挿し入れ直しながら注入作
業を繰り返さなければならない不具合があった。

【０００４】本発明は前記事情に鑑み、また、掘削によ
り生じた掘削土を固化させることで注入材として利用で
きることに着目してなされたもので、本発明の目的は、
地上の裏込めプラント及び専用配管や、それらの設置、
管理要員、専用の注入材、そして、シールド機の掘進に
伴う専用配管の挿し入れ箇所の変更の手間を不要とし、
また、掘削により生じた掘削土の有効利用を図ることが
できるシールド工事における裏込め方法及びシールド機
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】前記目的を達成するため
に本発明は、シールド機の後方で組み立てられたセグメ
ントと、該シールド機後方のトンネル周面との隙間を裏
込めする方法であって、前記シールド機の前端側で掘削
した掘削土に固化材を混合して該シールド機の後方に移
送し、前記固化材が混合された掘削土を前記隙間に注入
充填するようにしたことを特徴とする。

【０００６】また、本発明は、シールドと、前記シール
ドの前端に設けられた掘削手段とを備えるシールド機に
おいて、前記掘削手段で掘削された掘削土を前記シール
ド後方のセグメントとトンネル周面との隙間に移送する
移送手段と、前記移送される掘削土に固化材を添加する
添加手段と、前記添加された固化材と前記掘削土とを混
合する混合手段とを設けたことを特徴とする。さらに、
本発明は、前記移送手段は前記シールドの内側に配設さ
れているものとした。また、本発明は、前記移送手段は
スクリューオーガを含んで構成されているものとした。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明の一実施例によるシールド機の概略
構成を示す側断面図である。図１中全体符号１で示す本
実施例のシールド機は地中３でトンネル５を掘削する際
に用いられるもので、シールド１１、カッタ１３、スク
リューコンベア１５、スクリューオーガ１７、固化材供
給部１８、及び注入管１９を備えている。シールド１１
は円筒状の中空体で形成されており、その前端側には隔
壁１１０１が設けられていて、隔壁１１０１より前端側
のシールド１１内にチャンバ１１０３が画成されてい
る。

【０００８】カッタ１３はシールド１１の前端に設けら
れており、円盤状のカッタディスク１３０１と、カッタ
ディスク１３０１を回転させるモータ１３０３とを備え
ている。カッタディスク１３０１の中心部に設けられた
回転軸１３０５は、隔壁１１０１の中心部で回転可能に
枢支されており、この回転軸１３０５とモータ１３０３
の出力軸１３０７とにはそれぞれギア１３０９，１３１
１が取着されている。

【０００９】スクリューコンベア１５は、シールド１１
内の中心寄りの箇所にその前端側から後端側にかけて設
けられた排土管１５０１と、排土管１５０１内にその延
在方向に沿って配設され不図示の油圧モータにより回転
されるシャフト１５０３と、シャフト１５０３の周面に
螺旋状に設けられたスクリュー羽根１５０５を備えてい
る。排土管１５０１の前端はチャンバ１１０３に連通し
ており、後端はシールド１１の後端側に延出している。

【００１０】スクリューオーガ１７は、図１のＡ矢視図
である図２に示すように、シールド１１の内周面１１０
５にその径方向に間隔を置いて複数取着されており、各
スクリューオーガ１７は図１に示すように、シールド１
１内にその前端側から後端側にかけて設けられた送土管
１７０１と、送土管１７０１内にその延在方向に沿って
配設されたシャフト１７０３と、シャフト１７０３の周
面に螺旋状に設けられたスクリュー羽根１７０５と、油
圧ポンプＰからの圧油を受けて作動しシャフト１７０３
を回転させるオーガ駆動用モータ１７０７とを備えてい
る。送土管１７０１の前端はチャンバ１１０３に連通し
ており、後端はシールド１１の後端側に延出している。

【００１１】固化材供給部１８はシールド１１の内部に
設けられており、図１に示すように、各スクリューオー
ガ１７の送土管１７０１の中間寄りの箇所に接続された
固化材供給管１８０１と、セメント系の固化材（図示せ
ず）が貯留された固化材タンク１８０３と、固化材供給
管１８０１の中間に介設された固化材ポンプ１８０５と
で構成されている。

【００１２】注入管１９は図２に示すように、各スクリ
ューオーガ１７の送土管１７０１の後端に接続されてい
る。この注入管１９は図１に示すように略Ｌ字状を呈
し、シールド１１の外側に延出して、シールド１１の後
方でエレクタ等任意の手段で組み立てられたセグメント
７とトンネル５の周面５１との隙間Ｓに至っている。
尚、図１中３１は切羽、７１はセグメント７の前端であ
る。また、本実施例では移送手段及び混合手段がスクリ
ューオーガ１７で構成され、添加手段が固化材供給部１
８で構成されていると共に、注入手段が注入管１９で構
成されている。

【００１３】このような構成による本実施例のシールド
機１では、モータ１３０３の駆動によりカッタ１３のカ
ッタディスク１３０１を回転させると共に、シールド１
１の後端に設けられた不図示のシールドジャッキをセグ
メント７の前端７１に当接させて伸長作動させ、これに
より、シールド機１を推進させつつカッタディスク１３
０１を切羽３１に当て付けて、切羽３１を掘削する。

【００１４】切羽３１の掘削により生じた掘削土はチャ
ンバ１１０３内に滞留し、その大半はスクリューコンベ
ア１５の排土管１５０１内に取り込まれ、不図示の油圧
モータにより回転されるシャフト１５０３に設けられた
スクリュー羽根１５０５によって、シールド１１の後端
側に移送される。また、チャンバ１１０３内の掘削土の
一部は、各スクリューオーガ１７の送土管１７０１内に
取り込まれ、オーガ駆動用モータ１７０７により回転さ
れるシャフト１７０３に設けられたスクリュー羽根１７
０５によって、シールド１１の後端側に移送される。

【００１５】この各スクリューオーガ１７でチャンバ１
１０３内の掘削土の一部がシールド１１の後端側に移送
される際、各スクリューオーガ１７の送土管１７０１内
には、固化材供給部１８の固化材供給管１８０１を介し
て、固化材タンク１８０３からの固化材が固化材ポンプ
１８０５により供給される。供給された固化材は、固化
材供給管１８０１が接続された送土管１７０１箇所から
該送土管１７０１の後端箇所に移送される間に、スクリ
ュー羽根１７０５によって掘削土と混合される。固化材
が混合された送土管１７０１内の掘削土は注入管１９に
達して、注入管１９を介してセグメント７とトンネル５
の周面５１との隙間Ｓに注入、充填され、固化される。

【００１６】そして、以後は、シールド機１がセグメン
ト７の１つ分の長さだけ推進し、シールド１１の後方で
図１に示す最前列の既設のセグメント７の前端７１に新
たなセグメント７が継ぎ足される毎に、注入管１９から
その継ぎ足されたセグメント７とトンネル５の周面５１
との隙間Ｓに固化材が混合された掘削土が順次注入、充
填される。

【００１７】このように、本実施例のシールド機１で
は、カッタ１３で切羽３１を掘削した際に生じた掘削土
の一部を、シールド１１の内周面１１０５にその径方向
に間隔を置いて複数取着されたスクリューオーガ１７で
シールド１１の後方に移送すると共に、スクリューオー
ガ１７の送土管１７０１の中間寄りの箇所に接続された
固化材供給管１８０１を介して固化材タンク１８０３か
らセメント系の固化材を送土管１７０１内に供給し、ス
クリューオーガ１７のスクリュー羽根１７０５によりそ
の固化材を送土管１７０１内の掘削土と混合して掘削土
を固化し、その固化が混合された掘削土を送土管１７０
１の後端に取着された注入管１９から、セグメント７と
トンネル５の周面５１との隙間Ｓに注入、充填するよう
にした。

【００１８】このため、従来必要であった注入材供給用
の地上の裏込めプラント、及び裏込めプラントからトン
ネル内のセグメントとトンネル周面との隙間箇所に注入
材を送る長尺の専用配管や、それらの設置、管理要員、
そして、モルタル等の専用の注入材を不要とすることが
でき、作業の効率化や掘削土の有効利用を図ることがで
きる。また、各スクリューオーガ１７の送土管１７０１
の後端に取着された注入管１９が、セグメント７とトン
ネル５の周面５１との隙間Ｓに常時位置するため、従来
のように、シールド機１が掘進して既設のセグメントの
前端に新たなセグメントが継ぎ足される毎に、注入材供
給用の専用配管の挿し入れ箇所を変更する必要がなくな
り、より一層の作業の効率化を図ることができる。

【００１９】さらに、本実施例のシールド機１を用いた
裏込め作業では、固化材の種類を選択することで掘削土
の粘度を自由に設定でき、例えば、複数のスクリューオ
ーガ１７に連なってシールド１１の内周面１１０５にそ
の径方向に間隔を置いて複数設けられた注入管１７０９
から同時に、セグメント７とトンネル５の周面５１との
隙間Ｓへ掘削土を注入、充填することができ、裏込め作
業をより効率的に行うことができる。また、本実施例の
シールド機１では、スクリューオーガ１７をシールド１
１の内周面１１０５に取着したので、シールド機１の推
進を妨げないようにする上で有利である。

【００２０】尚、本実施例では掘削手段がシールド１１
前端のカッタ１３で構成されている場合について説明し
たが、自由断面掘削機等で掘削手段を構成してもよく、
同様に、スクリューオーガ１７により移送手段や混合手
段を構成する代わりに、移送手段と混合手段を別個に構
成したり、移送手段をスクリューコンベア１５で構成し
てもよい。そして、上述の点を含め、本発明方法を実施
するためのシールド機の構成は、本実施例で示したよう
な構成に限定されず、本発明は、ブラインドシールド、
泥水加圧式シールド、土圧式シールド等、種々の工法で
使用されるシールド機全般に適用可能であることは言う
までもない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
ールド機の後方で組み立てられたセグメントと、該シー
ルド機後方のトンネル周面との隙間を裏込めする方法で
あって、前記シールド機の前端側で掘削した掘削土に固
化材を混合して該シールド機の後方に移送し、前記固化
材が混合された掘削土を前記隙間に注入充填するように
したので、地上の裏込めプラント及び専用配管や、それ
らの設置、管理要員、専用の注入材、そして、シールド
機の掘進に伴う専用配管の挿し入れ箇所の変更の手間を
不要とし、また、掘削により生じた掘削土の有効利用を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するためのシールド機の概略
構成を示す側断面図である。

【図２】図１に示すシールド機のＡ矢視図である。

【符号の説明】

１ シールド機 １１ シールド １３ カッタ（掘削手段） １７ スクリューオーガ（移送手段、混合手段） １８ 固化材供給部（添加手段） １９ 注入管（移送手段） ５ トンネル ５１ トンネル周面 ７ セグメント Ｓ 隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒔田 充男 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 檜垣 和弘 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 吉野 広司 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内 (72)発明者 和気 輝幸 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株 式会社フジタ内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド機の後方で組み立てられたセグ
   メントと、該シールド機後方のトンネル周面との隙間を
   裏込めする方法であって、 前記シールド機の前端側で掘削した掘削土に固化材を混
   合して該シールド機の後方に移送し、 前記固化材が混合された掘削土を前記隙間に注入充填す
   るようにした、 ことを特徴とするシールド工事における裏込め方法。
2. 【請求項２】 シールドと、 前記シールドの前端に設けられた掘削手段と、 を備えるシールド機において、 前記掘削手段で掘削された掘削土を固化材と混合して前
   記シールド後方のセグメントとトンネル周面との隙間に
   移送する移送手段と、 前記掘削土に前記固化材を添加する添加手段と、 を設けたことを特徴とするシールド機。
3. 【請求項３】 前記移送手段は前記シールドの内側に配
   設されている請求項２記載のシールド機。
4. 【請求項４】 前記移送手段はスクリューオーガを含ん
   で構成されている請求項２又は３記載のシールド機。