JPH06341296A

JPH06341296A - シールド工法

Info

Publication number: JPH06341296A
Application number: JP5129368A
Authority: JP
Inventors: Yuji Toku; 勇二篤; Toshinori Toyoda; 敏則豊田
Original assignee: NIPPON SHIELD ENG KK
Current assignee: NIPPON SHIELD ENG KK
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】一次覆工，二次覆工の同時施工による工期の
短縮化と、セグメントの変形，クラックの発生防止を図
る。【構成】シールド機テール内でセグメント７および内
型枠６を最前部に組み立て、シールド機側の妻型枠ジャ
ッキ３の先端に、セグメント７および内型枠６間を塞ぐ
妻型枠４を装着し、これを上記組み立てたセグメント７
の中間付近に位置させ、妻型枠４とセグメント７に取り
付けられているせき板８にて閉塞された上記セグメント
７および内型枠６間にコンクリート９を打設した後、前
面を掘削しながら上記シールドジャッキ２により推進
し、裏込め注入を同時並行して実施する。また、シール
ドジャッキ２により、これの反力を内型枠６に取らせな
がらシールド機の推進および裏込め注入を並行実施す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一次覆工を水密セグ
メント方式とし、この一次覆工およびコンクリート打設
による二次覆工をシステム化して同時施工するシールド
工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法は、切羽の安定，シールド
機構、そして覆工の３大要素によって実施され、これら
の要素のうち、切羽の安定とシールド機構を複合的に取
り込んで研究開発されたのが、密閉式シールド（泥水加
圧シールド，土圧シールド）である。そして、この密閉
式シールドの開発によりシールド工法は飛躍的に普及し
た。

【０００３】さらに、今日では、この密閉式シールドが
都市トンネルにあって不可欠な工法となっている。すな
わち、密閉式シールド開発以前ではオープンシールドが
主体であって、切羽の安定，シールド機構はそれぞれ独
立した要素として取り扱われていた。

【０００４】また、上記切羽の安定上、補助工法として
圧気工法，薬液注入，地下水低下工法等を併用していた
ために、作業も圧気下でなされ、このために作業環境が
悪く、地下水の低下による井戸涸れや地盤沈下等による
トラブルなども多く、コストも高いものであった。

【０００５】しかし、上記のような密閉式シールド開発
により、これらの補助工法は特殊区間以外は必要としな
くなり、シールド工法は大きく進歩したといえる。

【０００６】一方、覆工の面であるが、この要素はまだ
まだ独立した分野であり、開発が遅れている。覆工には
一次覆工および二次覆工があり、一次覆工にはセグメン
トが用いられ、二次覆工は現場打ちコンクリートになっ
ている。

【０００７】近年は、セグメントのコスト高からセグメ
ントに代わって場所打ちコンクリートとシールドの掘進
とを同時に行なうＥ．Ｃ．Ｌ（ＥｘｔｒｕｄｅｄＣｏ
ｎｃｒｅｔｅＬｉｎｉｎｇ）工法が開発されている
が、（イ）軟弱地盤で崩壊性が早い土質では、コンクリ
ートの押し込み時間が遅くて間に合わず沈下する、
（ロ）地下水位の高い所ではコンクリートを通して地下
水が侵入する、（ハ）コンクリートの硬化待ち時間が長
く、作業サイクルを早くできないなどの理由により、一
般化するまでには至っていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
シールド工法にあっては、一般に、一次覆工および二次
覆工が独立した工程として実施されるため、施工効率が
悪く、また、直接地山および内型枠間にコンクリートを
打設する覆工工法やＥ．Ｃ．Ｌ工法にあっては、強度的
な面や安全施工の面で不利になる場合があるなどの問題
点があった。

【０００９】請求項１の発明は上記のような従来の問題
点を解決するためになされたものであり、シールド施工
および覆工をシステム化し、かつ一次覆工および二次覆
工を同時施工することによって、シールド施工の能率の
向上および工期の短縮化，コストダウンを図ることがで
きるシールド工法を提供することを目的とする。

【００１０】また、請求項１の発明は推進時におけるシ
ールドジャッキの推力を、二次覆工用の内型枠にとるよ
うにすることで、セグメントのクラックを未然に防止で
きるとともに、構造が簡素でかつ軽量のセグメントの使
用によるシールド施工を可能にするシールド工法を提供
することを目的とする。

【００１１】請求項２の発明は二次覆工のコンクリート
打設において、コンクリートがシールド機側へ流出する
のを妻型枠により防止し、これにより二次覆工のコンク
リート打設を迅速かつ確実にできるシールド工法を提供
することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るシ
ールド工法は、シールドジャッキによりシールド機を推
進させながら切羽を掘削した後、上記シールドジャッキ
を引き戻して、シールド機テール内で水密構造となって
いるセグメントを組み立てるとともに、そのセグメント
の内側に内型枠を組み立て、これらのセグメントおよび
内型枠間に二次覆工のコンクリートを打設し、上記シー
ルドジャッキの反力を上記内型枠に取らせてシールド機
を推進させながら、上記セグメントと地山との空隙に裏
込め注入を実施するようにしたものである。

【００１３】請求項２の発明に係るシールド工法は、シ
ールド機側の妻型枠ジャッキ先端に取り付けられた妻型
枠とセグメントに取り付けられたせき板とにより閉塞さ
れた上記セグメントおよび内型枠間に、二次覆工のコン
クリートを打設し、前面を掘削しながら上記シールドジ
ャッキによりシールド機を推進させ、上記セグメントと
地山との間隙に同時に裏込め注入を実施するようにした
ものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明におけるシールド工法は、掘削
完了後にシールドジャッキを引き戻してセグメントおよ
び内型枠を継ぎ足して組み立て、セグメントおよび内型
枠間にコンクリートを打設することで、上記セグメント
による一次覆工およびコンクリートによる二次覆工を同
時に並行して実施する。

【００１５】そして、シールド機の推進を、シールドジ
ャッキの反力をセグメントでなく内型枠に対して取るよ
うにすることで実施し、これにより、セグメントのクラ
ックを防止可能にし、加えて、セグメントにはシールド
ジャッキの荷重が作用しないため、セグメント構造の簡
素化とローコスト化を可能にする。

【００１６】また、請求項２の発明におけるシールド工
法は、妻型枠ジャッキの妻型枠およびこれに当接される
セグメントのせき板によって、セグメントおよび内型枠
間を塞いで、コンクリートを確実かつ十分に打設可能に
する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明による二次覆工同時施工シールド工
法の作業手順を順を追って示す要部の断面図であり、同
図において、１はシールド機のシールドテール、２はシ
ールド機側に設けられたシールドジャッキ、３はシール
ド機側に設けられ、シールドジャッキ２よりも外径方向
に配置された妻型枠ジャッキで、この先端には妻型枠４
が取り付けられている。

【００１８】また、５はシールドジャッキ２の先端のヒ
ンジ部に取り付けられた圧接部材で、これが次々に継ぎ
足される各内型枠６の先端に当接されるようになってい
る。７はシールド機のシールドテール１内において継ぎ
足される一次覆工としての水密構造のセグメント、８は
このセグメント７に取り付けられたせき板、９はセグメ
ント７と内型枠６との間に充填される二次覆工としての
コンクリート、１０はこのコンクリート９の打設時にセ
グメント７と地山との間に裏込め注入される裏込め材で
ある。

【００１９】さらに、上記シールドテール１の前方に
は、図２に示すようにシールド機のカッターヘッド１１
および切羽安定機構１２が設けられ、このカッターヘッ
ド１１の後方には、掘削土の積込みや坑内運搬のための
輸送機構（図示しない）が設けられている。

【００２０】また、１３はトンネル内の案内路１４に沿
って移動し、裏込め注入材をホース１５を介して地山と
セグメント７との間隙に注入するための裏込め注入ポン
プ、１６は上記案内路１４に沿って移動し、セグメント
７および内型枠６間に二次覆工用のコンクリート９をホ
ース１７およびバルブ１８を介して注入するコンクリー
トポンプである。

【００２１】次に、上記二次覆工同時施工シールド工法
の作業手順について説明する。まず、図１（ａ）は、妻
型枠４によって塞いだセグメント７および内型枠６間に
二次覆工としてのコンクリート９を打設し、さらにシー
ルド機が掘削を実施し、この掘削を完了した状態を示
す。このとき、シールドジャッキ２および妻型枠ジャッ
キ３が引き戻され、図１（ｂ）に示すように、新しいセ
グメント７が継ぎ足すように組み立てられる。

【００２２】続いて、内型枠６を図１（ｃ）に示すよう
に継ぎ足す。この内型枠６は最後部に組み込まれている
ものを取り外して、最前部に組み立てられ、再利用が図
られる。

【００２３】ここで、上記妻型枠移動ジャッキ３を伸ば
して、セグメント７に取り付けられたせき板８に妻型枠
４を当てて、上記内型枠６に設けられた注入口６ａか
ら、妻型枠４およびせき板８によって塞がれたセグメン
ト７と内型枠６との間にコンクリート９を図１（ｄ）に
示すように注入する。さらに、このコンクリート９の注
入後、妻型枠ジャッキ３を引き戻し、続いて、シールド
ジャッキ２を伸長して、その先端の圧接部材５を内型枠
６の先端に衝き当てる。

【００２４】この衝き当てによって、シールドジャッキ
２の反力を内型枠６に取らせてシールド機を掘進させる
ことができる。なお、このとき、この掘進とともに、地
山およびセグメント７間に裏込め材１０の注入を行う。
そして、かかるシールド機の掘進により、図１（ａ）の
状態に戻り、以下、図１（ｂ）から図１（ｅ）の動作を
再び繰り返すことになる。

【００２５】このように、この発明では一次覆工および
二次覆工が同時施工となるため、工期の大幅な短縮が可
能になるほか、セグメント７にはシールドジャッキ２の
反力を取らせないので、セグメント７に対するシールド
ジャッキ２の影響をカットでき、スチールセグメントを
用いる場合には、リング重量に対して２５〜３０パーセ
ントも重量がある縦リブを軽減することにより、セグメ
ント全体の重量を軽減でき、かつコストダウンを図るこ
とができ、加えて二次覆工コンクリートとの一体設計に
よって、主桁やスキンプレートの軽量化を図ることも可
能となる。

【００２６】また、上記スチールセグメントでは止水が
二次覆工同時施工であるため良好となり、施工時荷重で
ある裏込め注入圧もスキンプレートと二次覆工内型枠の
両者で受けるため、スキンプレートの座屈などの変形が
防止される。

【００２７】一方、一次覆工にコンクリートセグメント
を用いた場合には、上記のようにジャッキ推力を受けな
いので、クラックの発生を回避でき、中子式セグメント
ではジャッキ推力支持材である縦リブが不必要になるほ
か、二次覆工のコンクリート９との一体化効果による強
度増強を期待でき、止水性も良好となる。

【００２８】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれば
シールドジャッキによりシールド機を推進させながら切
羽を掘削した後、上記シールドジャッキを引き戻して、
シールド機テール内でセグメントおよび内型枠を最前部
に組み立て、上記セグメントおよび内型枠間にコンクリ
ートを打設した後、上記シールドジャッキによりシール
ド機の推進および裏込め注入を並行実施するようにした
ので、シールド施工および覆工をシステム化した中で、
一次覆工および二次覆工を同時施工することができ、シ
ールド施工効率の向上および工期の短縮化が図れるとと
もに、大幅なコストダウンを図れるものが得られる効果
がある。

【００２９】なお、セグメントおよび内型枠間にコンク
リートを打設した後、シールドジャッキにより、これの
反力を内型枠に取らせながらシールド機の推進および裏
込め注入を並行実施するようにしたので、セグメントに
ジャッキ推力を直接及ぼすことがなくなり、従ってセグ
メントの変形やクラックの発生を未然に防止でき、必要
に応じて、縦リブの削減などによるセグメントの軽量
化，簡素化およびローコスト化を図れるものが得られる
効果がある。

【００３０】また、請求項２の発明によればシールド機
側の妻型枠ジャッキ先端に取り付けられた妻型枠とセグ
メントに取り付けられたせき板とにより閉塞された上記
セグメントおよび内型枠間に、二次覆工のコンクリート
を打設し、前面を掘削しながら上記シールドジャッキに
よりシールド機を推進させて、上記セグメントと地山と
の間隙に同時に裏込め注入を実施するようにしたので、
セグメントおよび内型枠間のコンクリートがシールド機
側へ流出せず、迅速かつ確実に二次覆工を実現できるも
のが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例による二次覆工同時施工シ
ールド工法の実行手順を示す工程図である。

【図２】この発明のシールド工法を実施するシールド機
を概念的に示す構成図である。

【符号の説明】

２シールドジャッキ３妻型枠ジャッキ４妻型枠６内型枠７セグメント８せき板９コンクリート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールドジャッキによりシールド機を推
進させながら切羽を掘削した後、上記シールドジャッキ
を引き戻して、シールド機テール内で水密構造となって
いるセグメントを組み立てるとともに、そのセグメント
の内側に内型枠を組み立て、これらのセグメントおよび
内型枠間に二次覆工のコンクリートを打設し、上記シー
ルドジャッキの反力を上記内型枠に取らせてシールド機
を推進させながら、上記セグメントと地山との空隙に裏
込め注入を実施するシールド工法。
【請求項２】シールドジャッキによりシールド機を推進
させながら切羽を掘削した後、上記シールドジャッキを
引き戻して、シールド機テール内で水密構造となってい
るセグメントを組み立てるとともに、そのセグメントの
内側に内型枠を組み立て、上記シールド機側の妻型枠ジ
ャッキ先端に取り付けられた妻型枠と上記セグメントに
取り付けられたせき板とにより閉塞された上記セグメン
トおよび内型枠間に、二次覆工のコンクリートを打設
し、前面を掘削しながら上記シールドジャッキによりシ
ールド機を推進させ、上記セグメントと地山との間隙に
同時に裏込め注入を実施するシールド工法。