JPH0642296A - トンネル覆工用コンクリート打設装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 掘削機１により掘削されるトンネルの切羽近
傍に筒状内側型枠を順次形成し、トンネル軸方向にスラ
イド可能なコンクリート打設管２８により内側型枠４の
外側に覆工コンクリートを順次打設し、この打設コンク
リートを後方に押圧するようにし、掘削機のスキンプレ
ート２の内側に、外周グリップリング１３と中間グリッ
プリング１２と内周グリップリング１１を備えた堰構造
体を配置し、この堰構造体をグリッパ保持装置７により
打設コンクリートの押圧力に抗して保持し、この堰構造
体の打設コンクリート側に、鉄筋を通すがコンクリート
を通さないスリットを設けた環状ゴムシールを配置して
構成される。 【効果】 打設直後のまだ固まらないコンクリートを保
持して次工程の鉄筋の組立て作業を迅速に行なうように
するとともに、筒状内側型枠の外側に打設されたコンク
リートが堰構造体側に漏れ出ないようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄筋を組立てコンクリ
ートを打設する際に、打設されたコンクリートを保持
し、かつ、コンクリートの打設空間から漏れ出るのを防
ぐようにしたトンネル覆工用コンクリート打設装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、シールドトンネルにおいて、いわ
ゆる直打ちコンクリートライニング工法が広く普及して
きている。この直打ちコンクリートライニング工法は、
施工の迅速化や省力化のための工法として知られてお
り、高価で組立てが面倒なセグメントを施工せずに、シ
ールド掘削機の掘進と同時に掘削機のテール部で内側型
枠を組み立てて、直かに覆工コンクリートを打設でき、
このため覆工コンクリートの迅速な施工ができるととも
に、打継ぎ目が発生しないので止水や構造上の弱点をな
くすことができるという利点を有する。また、加圧ジャ
ッキ等により妻型枠の役目を果たす加圧板をテールボイ
ド側に押出し、型枠内のまだ固まらないコンクリートを
押圧して、このコンクリートを地山との間に充填しなが
ら推進するので、裏込め注入等を必要としないという利
点もある。ところで、この打設されたコンクリートが無
筋の場合には、セグメントと異なりコンクリートリング
では引張力を負担できないので、一次覆工コンクリート
を鉄筋コンクリート構造とすることが多い。この場合、
施工の迅速化のために予めかご状に組み立てた複数の円
弧状の鉄筋かごを内側型枠の外周に配置して金物等で所
定位置に保持し、その後、コンクリート打設を行うよう
にしている。

【０００３】そして、コンクリート打設が終了すると、
推進ジャッキで掘削機を前進させるとともに加圧ジャッ
キでまだ固まらないコンクリートを押圧して掘削機の後
方に発生するテールボイドを充填するようにし、この加
圧ジャッキの加圧板を次工程のために縮退させるように
している。また、地山側に被圧地下水が存在すると、こ
の地下水が型枠内に流入し、まだ固まっていないコンク
リートが掘削機側に逆流してくるおそれがある。このコ
ンクリートの逆流を防止するために、一般にはコンクリ
ートがある程度硬化するまで加圧板を所定時間型枠とし
て存置するか、早強剤をコンクリートに添加したり、脱
水化して早期の自立性を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
コンクリート打設装置では早強剤を添加したり、脱水化
を図ったとしても硬化までの間、加圧板でコンクリート
面を押圧支持する必要があり、この間、鉄筋かごの建て
込み等の次の作業に移れず工程が遅延する問題があっ
た。

【０００５】本発明の目的は、上述した従来の技術が有
する問題点を解消し、打設直後のまだ固まらないコンク
リートを保持して次工程の鉄筋の組立て作業を迅速に行
なうようにするとともに、筒状内側型枠の外側に打設さ
れたコンクリートが堰構造体側に漏れ出ないようにした
トンネル覆工用コンクリート打設装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のトンネル覆工用
コンクリート打設装置は、掘削機により掘削されるトン
ネルの切羽近傍に筒状内側型枠を順次形成し、トンネル
軸方向にスライド可能なコンクリート打設管により内側
型枠の外側に覆工コンクリートを順次打設し、この打設
コンクリートを後方に押圧するようにし、掘削機のスキ
ンプレートの内側に、外周グリップリングと中間グリッ
プユニットと内周グリップリングを備えた堰構造体を配
置し、この堰構造体をグリッパ保持装置により打設コン
クリートの押圧力に抗して保持し、この堰構造体の打設
コンクリート側に、鉄筋を通すがコンクリートを通さな
いスリットを設けた環状ゴムシールを配置して構成され
る。

【０００７】

【作用】本発明のトンネル覆工用コンクリート打設装置
では、掘削機のスキンプレートの内側に配置された堰構
造体をグリッパ保持装置により筒状内側型枠の端部の位
置に保持することで、打設直後のまだ固まっていないコ
ンクリートを保持して、次工程の鉄筋の組立て作業を迅
速に行なうことができ、堰構造体の打設コンクリート側
に設けた環状ゴムシールに鉄筋通過時にのみ開くスリッ
トを形成することで、筒状内側型枠に打設されたコンク
リートが堰構造体側の室に漏れ出ることはない。

【０００８】

【実施例】以下、本発明によるトンネル覆工用のコンク
リート打設装置の一実施例を図面を参照して説明する。
図１において、符号１はシールド掘削機１を示し、この
シールド掘削機１の外殻を形成するスキンプレート２は
円筒形状をなしており、スキンプレート２の前部には回
転して地盤を掘削する円板状カッタ３が取付けられてい
る。このカッタ３の前面には図示しないブレードが配設
されている。また、スキンプレート２の内部のテール部
には、円筒形状の内側型枠４の先端が入り込んでいる。
この内側型枠４は複数枚の円弧状の型枠を図示しないエ
レクタ装置等で組み立てることで構成されている。そし
て、内側型枠４のスキンプレート２側端面に加圧板５が
当接している。この加圧板５はシールド推進ジャッキ６
のロッド６ａに保持されている。このシールド推進ジャ
ッキ６はカッタ３による切羽の掘削に伴い、シールド掘
削機１を前方に推進させる。推進ジャッキ６の推進スト
ローク量は内側型枠４を建て込める程度である。

【０００９】一方、掘削機１に固着されたグリッパ保持
装置７には、長いストロークを有する内側加圧ジャッキ
８、中間加圧ジャッキ９および外側加圧ジャッキ１０が
周方向に等間隔を置いて配置されている。また、スキン
プレート２のテール部に入り込んだ内側型枠４の外側に
は、内周グリップリング１１、中間グリップリング１２
および外周グリップリング１３から構成される堰構造体
１４が配置されている。この堰構造体１４の内周グリッ
プリング１１は、グリッパ１５を介して内側型枠４の外
面に固定され、外周グリップリング１３はグリッパ１６
を介してスキンプレート２の内面に固定され、中間グリ
ップリング１２はグリッパ１７、１８を介して内周グリ
ップリング１１および外周グリップリング１３に固定さ
れる。中間グリップリング１２は、複数の円弧状リング
片を組み合わせることで全体をリング状としている。そ
して、内周グリップリング１１、中間グリップリング１
２および外周グリップリング１３は、対応して配置され
た内側加圧ジャッキ８、中間加圧ジャッキ９および外側
加圧ジャッキ１０に支持される。上記各グリッパは図示
しない油圧ジャッキや空圧ジャッキにより作動される。

【００１０】他方、堰構造体１４の既設コンクリート１
９側には鉄筋かご２０が配置されている。この鉄筋かご
２０は、図３に示すように縦方向鉄筋２１と横方向鉄筋
２２と鉄筋固定金具２３から形成されている。また、堰
構造体１４の既設コンクリート１９側の面には、硬質ゴ
ム製のスリットゴム板２４が配置されている。このスリ
ットゴム板２４は、全体形状を環状とし、内側端を曲げ
成形することでテールシール部２５を形成している。こ
のテールシール部２５は内側型枠４の外面に当接して、
テールシール部２５と内側型枠４との間からのコンクリ
ート漏れを防ぐ。また、このスリットゴム板２４には、
鉄筋かご２０の縦方向鉄筋２１および横方向鉄筋２２が
挿通するスリット２７が所定ピッチを置いて形成されて
いる。

【００１１】さらに、外周グリップリング１３の所定位
置には、図示しない貫通孔を介してコンクリート打設管
２８の先端が延設されている。このコンクリート打設管
２８はフレッシュコンクリートを型枠内に供給するため
の略Ｕ字形をなす鋼管で、トンネル後方の図示しないコ
ンクリートポンプ等のコンクリート供給源に接続された
コンクリート搬送管２９の先端に摺動自在に嵌挿された
状態で接続され、このコンクリート打設管２８を介して
コンクリートを型枠４に順次供給する。このコンクリー
ト打設管２８は、トンネル軸方向に移動させることがで
き、コンクリート打設時には吐出口を外周グリップリン
グ１３から僅かに突出させた状態を保つようにされる。
コンクリート打設管２８の吐出口は、コンクリート加圧
時には、外周グリップリング１３内に収容して閉塞させ
ることができる。この状態で、すでに打設されたまだ固
まらないコンクリートを後方に押圧し、地山との間に生
じたテールボイドを充填することができる。

【００１２】なお、図３で符号３０は、鉄筋かご２０の
縦方向鉄筋２１の端部に装着される連結金具である。

【００１３】つぎに作用を説明する。

【００１４】図４はコンクリート打設完了状態を示し、
堰構造体１４の内周グリップリング１１、中間グリップ
リング１２および外周グリップリング１３はグリッパ保
持装置７の内側加圧ジャッキ８、中間加圧ジャッキ９お
よび外側加圧ジャッキ１０により覆工用コンクリートの
圧力に抗して保持される。打設コンクリート１９側に設
けた鉄筋かご２０の縦方向鉄筋２１の端部は、堰構造体
１４に設けた硬質ゴム製スリットゴム板２４のスリット
を通してグリッパ保持具７側に延びている。

【００１５】ついで、図５に示すように、内周グリップ
リング１１に設けたグリッパ１５を、内側型枠４の外面
に当接固定し、外周グリップリング１３に設けたグリッ
パ１６を、スキンプレート２の内面に当接固定し、中間
グリップリング１２に設けたグリッパ１７を内周グリッ
プリング１１に連結し、中間グリップリング１２に設け
たグリッパ１８を外周グリップリング１３に連結する。
これにより、堰構造体１４は、スキンプレート２と内側
型枠４に対して所定の位置に固定される。堰構造体１４
が固定されたら、グリッパ保持装置７を堰構造体１４よ
り切り離し、グリッパ保持装置７および加圧板５を、鉄
筋かご建込みのためのスペースを形成する位置まで移動
させる。そして、このスペースに等分割された状態で組
み立てられた鉄筋かご２０を建て込み、この鉄筋かご２
０の縦方向鉄筋２１を既設の鉄筋かご２０の縦方向鉄筋
２１と連結金具３０を介してジョイントする。この鉄筋
建て込みは外周鉄筋枠と内周鉄筋枠とを順次建て込み、
幅止め鉄筋等で一体化させるように行うことも可能であ
る。

【００１６】鉄筋かご２０の組み立ておよび連結が完了
したら、図６に示すように、グリッパ保持装置７の内側
加圧ジャッキ８、中間加圧ジャッキ９および外側加圧ジ
ャッキ１０を堰構造体１４の内周グリップリング１１、
中間グリップリング１２および外周グリップリング１３
に連結し、内側型枠４を既設の内側型枠４に組み立て、
この内側型枠４を加圧板５で押圧支持する。そして、コ
ンクリート打設管２８のコンクリート吐出口を型枠内に
突出させ、この吐出口から打設空間にコンクリートを充
填する。

【００１７】つぎに、図７に示すように、コンクリート
打設空間を徐々に広げるために充填状態に合わせてコン
クリート打設管２３と加圧ジャッキ８、９、１０とを同
期をとりながら縮退させ、内側型枠１セット分の打設を
行う。コンクリート打設完了後、内側加圧ジャッキ８と
中間加圧ジャッキ９と外側加圧ジャッキ１０とを加圧伸
長するとともに、推進ジャッキを伸長して掘削機１を推
進させる。このとき、通過時にテールボイドに充填され
たコンクリートを補充するためにコンクリート打設管２
８を再度伸長してコンクリートを充填することもでき
る。

【００１８】なお、上記実施例では、グリッパ保持装置
７に設けた内側加圧ジャッキ８、中間加圧ジャッキ９お
よび外側加圧ジャッキ１０で堰構造体１４の内周グリッ
プリング１１、中間グリップリング１２および外周グリ
ップリング１３を支持するようにしているが、内側加圧
ジャッキ８および外側加圧ジャッキ１０を環状体とし、
中間加圧ジャッキ９をくし状体としてもよいのはもちろ
んである。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、打設直後のまだ固まらないコンクリートを保
持して次工程の鉄筋の組立て作業を迅速に行なうことが
でき、またに、筒状内側型枠に打設されたコンクリート
が堰構造体側に漏れ出ることはない。しかも、覆工厚が
不均一な場合にも付加的な型枠製作を必要とせず、これ
により均質なコンクリート構造のトンネルを迅速に構築
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるコンクリート打設装置の一実施例
を示した縦断面図。

【図２】図１に示したコンクリート打設装置の断面線
図。

【図３】図１に示したコンクリート打設装置の一部拡大
断面図。

【図４】本発明によるコンクリート打設装置による施工
の第１段階を示す図。

【図５】本発明によるコンクリート打設装置による施工
の第２段階を示す図。

【図６】本発明によるコンクリート打設装置による施工
の第３段階を示す図。

【図７】本発明によるコンクリート打設装置による施工
の第４段階を示す図。

【符号の説明】

１ シールド掘削機 ２ スキンプレート ４ 内側型枠 ５ 加圧板 ７ グリッパ保持装置 ８ 内側加圧ジャッキ ９ 中間加圧ジャッキ １０ 外側加圧ジャッキ １１ 内周グリップリング １２ 中間グリップリング １３ 外周グリップリング １４ 堰構造体 ２０ 鉄筋かご ２８ コンクリート打設管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削機により掘削されるトンネルの切羽近
   傍に筒状内側型枠を順次形成し、トンネル軸方向にスラ
   イド可能なコンクリート打設管により内側型枠の外側に
   覆工コンクリートを順次打設し、この打設コンクリート
   を後方に押圧するようにしたトンネル覆工用コンクリー
   ト打設装置において、掘削機のスキンプレートの内側
   に、外周グリップリングと中間グリップユニットと内周
   グリップリングを備えた堰構造体を配置し、この堰構造
   体をグリッパ保持装置により打設コンクリートの押圧力
   に抗して保持し、この堰構造体の打設コンクリート側
   に、鉄筋を通すがコンクリートを通さないスリットを設
   けた環状ゴムシールを配置したことを特徴とするトンネ
   ル覆工用コンクリート打設装置。