JPH06336899A - シールドトンネルの施工法 - Google Patents

シールドトンネルの施工法

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JPH06336899A
JPH06336899A JP5125646A JP12564693A JPH06336899A JP H06336899 A JPH06336899 A JP H06336899A JP 5125646 A JP5125646 A JP 5125646A JP 12564693 A JP12564693 A JP 12564693A JP H06336899 A JPH06336899 A JP H06336899A
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cement
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carbon dioxide
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Takeo Suzuki
健夫 鈴木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 孔の壁面とセグメントの外面との間の隙間に
充填した裏ごめ材の硬化が早い。 【構成】 シールド機1の推進により地盤2に形成され
た孔3の壁面4に沿ってセグメント5を配設する。孔3
の壁面4とセグメント5の外面との間の隙間にセメント
と炭酸ガスとを注入する。セメントと水との混合液と炭
酸ガスとの反応によりセメントの硬化が早くなる。

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施
工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から地盤に形成しようとするトンネ
ルの深さに立坑を形成し、この立坑にシールド機を搬入
して組立て、シールド機を推進させ、シールド機の推進
により地盤に形成された孔の壁面にセグメントを配設す
ると共に孔の壁面とセグメントの外面との間の隙間に裏
ごめ材としてモルタルを充填してセグメントと孔の壁面
との間の隙間を埋め、このことにより地山の緩みや崩壊
に伴う地盤沈下を防止し、セグメントにより構成される
トンネルのライニングに止水性を与えて地山からトンネ
ル内への水搾り出しを減少させるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の従来
例においては、孔の壁面とセグメントの外面との間の隙
間にモルタルを充填するので、モルタルの硬化して所定
の止水性を発現するまでに時間がかかり、作業中におけ
るトンネル内への漏水の恐れがあり、また、セグントを
反力にしてシールド機を推進させるのであるが、セグメ
ントを孔の内壁の地山と一体化するために隙間に充填さ
れたモルタルが硬化して所定の強度を発現するまでに時
間がかかるので、シールド機をモルタルが硬化した後推
進させるようにするには時間がかかり、また、モルタル
の未硬化の状態で推進させれば、充分な反力が得られな
い場合があるという問題がある。
【0004】更に、孔の壁面とセグメントの外面との間
の隙間に充填するモルタルを充填するに当たり、地上に
設置したモルタル製造プラントからホース等で供給する
場合、トンネルの造成が進み、立坑からの距離が長くな
ると、途中で詰まったりするおそれがあり、これを防止
するには水の比率を高くして粘度を低下させる必要があ
り、このように水の比率を高くすると孔の壁面とセグメ
ントの外面との間の隙間に充填した場合における硬化時
間が更に長くなり、また、強度の面でも好ましくないと
いう問題がある。
【0005】本発明は上記の従来例の問題点に鑑みて発
明したものであって、その目的とするところは、孔の壁
面とセグメントの外面との間の隙間に充填した裏ごめ材
の硬化が速く、更に、配管が詰まったりしにくいシール
ドトンネルの施工法を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の従来例の問題点を
解決して本発明の目的を達成するために、本発明のシー
ルドトンネルの施工法は、シールド機1の推進により地
盤2に形成された孔3の壁面4に沿ってセグメント5を
配設すると共に孔3の壁面4とセグメント5の外面との
間の隙間6にセメントと炭酸ガスとを注入することを特
徴とするものである。
【0007】ここで、隙間6に注入されるセメントが粉
体状態で注入されることが好ましい。また、地上に設置
したセメント粉体供給装置7から地下のセグメント5と
孔3の壁面4との間の隙間6への注入部8にセメント粉
体供給用配管9を通じてセメント粉体Sを移送し、この
セメント粉体供給用配管9の地下のセグメント5と孔3
の壁面4との間の隙間6への注入部8の近くにおいて炭
酸ガスをセメント粉体供給用配管9に供給することも好
ましい。
【0008】
【作用】上記のような方法の本発明によれば、孔3の壁
面4とセグメント5の外面との間の隙間6にセメントと
炭酸ガスとを注入することで、注入されたセメントは隙
間6内において隙間6内の水分と水和反応して硬化する
のであるが、この際、隙間6内に注入された炭酸ガスが
セメントと水との混合液と反応して発熱し、セメントと
水との早硬化に寄与する。また、炭酸ガスが孔3の壁面
4から地盤2内に先行浸透し、この炭酸ガスの先行浸透
に続いてセメントと水との混合液が浸透し、このことに
より周辺地盤をセメント液により地盤改良を行うことに
なる。
【0009】そして、隙間6に注入されるセメントが粉
体状態で注入されると、硬化に要する時間がより短くな
り、更に、地上に設置したセメント粉体供給装置7から
地下のセグメント5と孔3の壁面4との間の隙間6への
注入部8にセメント粉体供給用配管9を通じてセメント
粉体Sを移送し、このセメント粉体供給用配管9の地下
のセグメント5と孔3の壁面4との間の隙間6への注入
部8の近くにおいて炭酸ガスをセメント粉体供給用配管
9に供給することで、孔3の壁面4とセグメント5の外
面との間の隙間6に充填した裏ごめ材であるセメントの
取扱いが容易で、モルタルのような液状態のものを地上
のプラントで作成してトンネルの奥まで移送するものに
比べて、トンネル工事が進み、立坑から遠く離れても、
セメント粉体供給用配管9を延長するのみでよくて、途
中で詰まって硬化するようなおそれがないものである。
そして、炭酸ガスは注入部8の近くにおいて供給するこ
とで、セメント粉体供給用配管9によりセメント粉体S
を移送している際にセメント粉体Sが炭酸ガスの影響に
より硬化作用を起こさないようにできることになる。
【0010】
【実施例】以下本発明を添付図面に示す実施例に基づい
て詳述する。シールドトンネルを造成するには、まず、
地盤2に地上から立坑10を形成し、この立坑10にシ
ールド機1を搬入して組立て、次に、このシールド機1
の推進により地盤2を横方向に掘削して孔3を形成し、
この孔3の壁面4に沿ってセグメント5を配設すると共
に孔3の壁面4とセグメント5の外面との間の隙間6に
裏ごめ材を注入することにより行うものである。
【0011】シールド機1の一例を示すと、例えば、図
3に示すように、基体11の前部に前面部に切刃部12
を有するカッターホイール13を設けてあり、また、基
体11の外周部には筒体14が設けてあり、筒体14の
後端部にはテールシール14aが設けてある。基体11
にはシールド用ジャッキ15が設けてある。図3におい
て16は掘削した土砂を搬出するためのスクリュー式排
土機などの掘削土搬出手段である。
【0012】上記のような構成のシールド機1により地
盤2を掘削した後、筒体14の後部内でプレキャストコ
ンクリート製や鋼板製のセグメント5をリング状に組み
立てる。ここで、筒体14は地盤2に形成された孔3の
壁面4に接しているが、セグメント5をリング状に組み
立てた場合、筒体14が接している孔3の壁面4とリン
グ状に組み立てられるセグメント5の外周面との間には
テールボイドと称される隙間6が形成される。そして、
この隙間6には裏込め材が注入されるが、本発明におい
ては、裏ごめ材としてセメントと炭酸ガスとを注入する
ことに特徴がある。
【0013】ここで孔3の壁面4とセグメント5の外面
との間の隙間6に注入されるセメントとしては粉体状態
で注入されるものである。図1にはセメント粉体の供給
のシステムが示してある。地上にはセメント粉体供給装
置7が配置してあり、このセメント粉体供給装置7と、
地下のセグメント5と孔3の壁面4との間の隙間6への
注入部8とがセメント粉体供給用配管9により接続して
ある。注入部8は例えば図2に示すようにセグメント5
に設けた注入口17に注入部8となるノズルが着脱自在
にはめ込んである。セメント粉体供給用配管9は地上の
セメント粉体供給装置7から立坑10内を通り、更に孔
3内に導入されており、シールド機1が推進し、新しい
セグメント5をセットする毎に、セメント粉体供給管9
を延長してその先端の注入部8となるノズルを該当する
セグメント5の注入口17に着脱自在に取付けるのであ
る。地上には更に炭酸ガス供給装置18が配置してあ
り、この炭酸ガス供給装置18から導出された炭酸ガス
供給用配管19の先端部がセメント粉体供給用配管9に
注入部8の近くにおいて接続してある。セメント粉体供
給装置7からセメント粉体供給用配管9を通じて注入部
8にセメント粉体Sが移送されるが、この場合、空気を
圧送することでセメント粉体Sを圧送して注入部8から
噴出してセグメント5の注入口17からセグメント5と
孔3の壁面4との間の隙間6にセメント粉体Sを圧入す
るのであり、更に、炭酸ガス供給装置7から圧送した炭
酸ガスをセメント粉体供給用配管9に注入部8の近くに
おいて圧送することで隙間6に圧入されるセメント粉体
Sに炭酸ガスを混入するのである。隙間6に圧入された
セメント粉体Sは隙間6内において隙間6内の水分と反
応して硬化してセメントの硬化体20により隙間6を充
填すると共にセメントの硬化体20とセグメント5とに
よりシールドトンネルのライニンクが構築されるのであ
るが、この場合、隙間6内に注入された炭酸ガスがセメ
ントと水との反応に更に作用して発熱し、セメントと水
との早硬化に寄与することになる。また、炭酸ガスは孔
3の壁面4から地盤2内に先行浸透し、この炭酸ガスの
先行浸透に続いてセメントと水との混合液が浸透し、こ
のことにより周辺地盤をセメント液により地盤改良する
ことになり、また、地盤改良された周辺地盤とセメント
硬化体20とセグメント5とが一体化されることにな
る。
【0014】セメントと炭酸ガスとの混合物を隙間に充
填した後、セグメント5又はセグメント5の支保材にシ
ールド用ジャッキ15を押し付けてシールド機1を推進
して孔3を掘り進めて行く。そして、シールド機1の推
進により新たに地盤2に孔3の延長が形成され、この孔
3の壁面4に沿って更にセグメント5を配設すると共に
前述のセメント粉体供給用配管9の先端の注入部8を構
成するノズルを新たなセグメント5の注入口17に接続
し直して孔3の壁面4とセグメント5の外面との間の隙
間6にセメント粉体と炭酸ガスとを注入するのである。
ここで、セグメント5の注入口17には逆止弁を設けた
り、あるいは注入部8を構成するノズルを抜き取った後
の注入口17を任意の遮蔽材により遮蔽したりする。
【0015】上記実施例ではセグメント5に注入口17
を設けてこの注入口17にセメント粉体供給用配管9の
先端の注入部8を構成するノズルを接続して孔3の壁面
4とセグメント5の外面との間の隙間6にセメント粉体
と炭酸ガスとを注入する例を示したが、図4のように筒
体14の後端部に注入部8を設けて隙間6にセメント粉
体と炭酸ガスとを注入するようにしてもよい。
【0016】また、炭酸ガス供給装置18や炭酸ガス供
給用配管19の途中に加熱手段を設けて 炭酸ガスを加
熱して供給してもよい。炭酸ガスを加熱して供給する
と、隙間6内においてセメントと水との混合液と炭酸ガ
スとの反応がより促進してセメントの早硬化がより促進
されることになる。また、添付図面に示す実施例におい
ては、セメント粉体供給用配管9に注入部8の近くにお
いて炭酸ガス供給用配管19を接続して炭酸ガスをセメ
ント粉体供給用配管9に供給するようにした実施例が示
してあるが、セグメント5と孔3の壁面4との間の隙間
6にセメント粉体と炭酸ガスとを別々に注入して隙間6
内で混合するようにしてもよい。
【0017】また、セメント粉体供給用配管9に炭酸ガ
ス供給用配管19を接続する実施例の場合、前述のよう
にセメント粉体供給用配管9に注入部8の近くにおいて
炭酸ガス供給用配管19を接続してセメント粉体を移送
するセメント粉体供給用配管9に炭酸ガスを供給する
と、地上のセメント粉体供給装置7から注入部8までの
セメント粉体供給用配管9の長さが長くなっても、この
長いセメント粉体供給用配管9をセメント粉体が移送さ
れる際にセメント粉体が炭酸ガスの影響により硬化作用
を起こさず、セメント粉体供給用配管9内でセメント粉
体が硬化して詰まったりするのを防止できるので好まし
い。しかしながら、セメント粉体と炭酸ガスとの混合を
より効果的に行う必要がある場合等にはセメント粉体供
給用配管9の途中の任意の箇所に炭酸ガス供給用配管1
9を接続したり、あるいはセメント粉体供給装置7から
セメント粉体をセメント粉体供給用配管9を通じて移送
する際に炭酸ガスをコンプレッサで圧送し、この炭酸ガ
スの流れによりセメント粉体を移送するようにしてもよ
い。
【0018】
【発明の効果】本発明にあっては、上述のように、シー
ルド機の推進により地盤に形成された孔の壁面に沿って
セグメントを配設すると共に孔の壁面とセグメントの外
面との間の隙間にセメントと炭酸ガスとを注入するの
で、隙間内に注入されたセメントが隙間内の水分と反応
して硬化する際、隙間内に注入された炭酸ガスがセメン
トと水との混合液と反応して発熱し、セメントと水との
早硬化に寄与し、この結果、隙間内に充填されたセメン
ト硬化体が短時間で所定強度を発揮すると共に所定止水
性を発揮でき、地盤の陥没を防止できるのはもちろんの
こと、シールド機によるシールドトンネルの形成工期を
短縮できると共にトンネル内への浸水が防止でき、更
に、隙間に注入された炭酸ガスが孔の壁面から地盤内に
先行浸透し、この炭酸ガスの先行浸透に続いてセメント
と水との混合液が浸透し、このことにより周辺地盤をセ
メント液により地盤改良を行うので、周辺地盤と隙間に
充填されたセメント硬化体とセグメントとが一体化して
より強度の強く且つ止水性の高いライニングが形成でき
るものである。
【0019】また、隙間に注入されるセメントを粉体状
態で注入することで、セメント粉体は隙間内において隙
間内の水分と反応して硬化することになり、モルタルや
セメントミルクの状態で隙間に注入する場合に比べて隙
間内における水の比率が少なく硬化に要する時間がより
短くなるものである。また、地上に設置したセメント粉
体供給装置から地下のセグメントと孔の壁面との間の隙
間への注入部にセメント粉体供給用配管を通じてセメン
ト粉体を移送し、このセメント粉体供給用配管の地下の
セグメントと孔の壁面との間の隙間への注入部の近くに
おいて炭酸ガスをセメント粉体供給用配管に供給するも
のにおいては、孔の壁面とセグメントの外面との間の隙
間に充填した裏ごめ材であるセメントの取扱いが裏ごめ
材をモルタルやセメントミルクとした場合に比べて容易
となり、特に、トンネル工事が進み、立坑から遠く離れ
ても、セメント粉体供給用配管を延長するのみでよく
て、途中で詰まって硬化するようなおそれがないもので
あり、また、炭酸ガスは注入部の近くにおいて供給する
ことで、セメント粉体供給用配管によりセメント粉体を
移送している際にセメント粉体が炭酸ガスの影響により
硬化作用を起こさないようにでき、いっそうセメント粉
体供給用配管が詰まりにくく、この結果、セメント粉体
供給用配管の管理が煩雑とならないものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の全体を示す概略説明図であ
る。
【図2】同上の隙間部分にセメントと炭酸ガスとを注入
している状態の断面図である。
【図3】同上に用いるシールド機の一例を示す概略断面
図である。
【図4】同上の隙間部分にセメントと炭酸ガスとを注入
している状態の他の実施例の断面図である。
【符号の説明】
1 シールド機 2 地盤 3 孔 4 壁面 5 セグメント 6 隙間 7 セメント粉体供給装置 8 注入部 9 セメント粉体供給用配管

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シールド機の推進により地盤に形成され
    た孔の壁面に沿ってセグメントを配設すると共に孔の壁
    面とセグメントの外面との間の隙間にセメントと炭酸ガ
    スとを注入することを特徴とするシールドトンネルの施
    工法。
  2. 【請求項2】 隙間に注入されるセメントが粉体状態で
    注入されることを特徴とする請求項1記載のシールドト
    ンネルの施工法。
  3. 【請求項3】 地上に設置したセメント粉体供給装置か
    ら地下のセグメントと孔の壁面との間の隙間への注入部
    にセメント粉体供給用配管を通じてセメント粉体を移送
    し、このセメント粉体供給用配管の地下のセグメントと
    孔の壁面との間の隙間への注入部の近くにおいて炭酸ガ
    スをセメント粉体供給用配管に供給することを特徴とす
    る請求項1記載のシールドトンネルの施工法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017186797A (ja) * 2016-04-06 2017-10-12 サンソー技研株式会社 地下空洞部の充填工法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61147000A (ja) * 1984-12-18 1986-07-04 株式会社熊谷組 裏込材供給管内の裏込材硬化防止方法

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