JPH0718320B2

JPH0718320B2 - シールド機の推進ジャッキ反力を受ける方法及びその装置

Info

Publication number: JPH0718320B2
Application number: JP61116842A
Authority: JP
Inventors: 洋二東
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPS62273399A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」セグメントを用いないで掘削した坑を覆工しながらトン
ネルの建設を行うノン・セグメント・シールド工法にお
いて、シールド機のジャッキ反力を受ける方法及びその
装置に関する。

「従来の技術」先に、本出願人はノン・セグメント・シールド工法（特
願昭60−295378号）を提供した。

この工法は、シールド機を用いて掘進することにより地
中に穴を掘削し、このシールド機の後部に形成された穴
の壁面に沿って、複数に分割された所定幅を有する内型
枠と外型枠を連結部材で一体化しつつ筒状に組み立て、
次いで、この内・外型枠が穴の掘削方向に沿って所定数
だけ連設された後、前記内型枠と外型枠との間にコンク
リートを打設してコンクリートライニングを施し、この
コンクリートライニングが固化した部分が所定の長さに
達した際、このコンクリートライニングの内側に連設さ
れた内型枠のうち工法の内型枠を外型枠から分離させて
解体した後、新たに掘削した壁面に組み立てる内型枠と
して転用し、以下前記工程を順次繰り返すことにより地
中にトンネルを建設するものである。

したがって、この工法においては、一次覆工でコンクリ
ートライニングを施してトンネルを完成させ、そのコン
クリートライニングによって土水圧等の長期荷重やジャ
ッキ推力等の短期荷重を受け持つものであるので、コン
クリート内に埋設される外型枠は安価なものとなり、覆
工材としての高価なセグメントを不要とするとともに、
二次覆工としてのコンクリートライニングをも不要と
し、工期の短縮や、工費の大幅な削減を実現することが
できるものである。

「発明が解決しようとする問題点」ところが、前記ノン・セグメント・シールド工法におい
ては、シールド機のジャッキ反力を固化したコンクリー
トライニングと内型枠との付着力及び内型枠に取り付け
られたスパイクとコンクリートの剪断抵抗力に依存して
いるため、固化したコンクリートライニングの部分に残
しておく内型枠の数がたくさん必要であること、そのた
め、シールド機のテール部から固化したコンクリートラ
イニングに設置された内型枠の最後部までの距離が長く
なり、内型枠を新たに掘削した杭の壁面に転用する際
に、シールド機のテール部まで搬送するための設備が大
掛かりになること、また内型枠を脱型することを考慮し
て、内型枠に剥離剤を使用した場合にコンクリートとの
間に所定の付着力が発生せず、所定のジャッキ反力を得
ることが出来ない恐れがあること等の問題点があった。

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、シ
ールド機のジャッキ反力を受けるために固結コンクリー
ト区間に設置しておく内型枠の数を減らすとともに、確
実にジャッキ反力を受けることができ、更に、ジャッキ
反力を受けるための固定ジャッキに小型のものを使用す
ることができるシールド機のジャッキ反力を受ける方法
及びその装置を提供することを目的とする。

「問題点を解決するための手段」上記目的を達成するために第１の発明であるシールド機の推進ジャッキ反力を受け
る方法は、シールド機から分離した後方位置にて、固化
したコンクリートライニング部分の内型枠の内側から、
固定ジャッキにより内型枠をコンクリートライニングに
押圧することによって、前記コンクリートライニングと
内型枠との間に摩擦力を発生させることを特徴とする。

第２の発明であるシールド機の推進ジャッキ反力を受け
る装置は、地中に坑を掘削するシールド機から分離した
後方位置に配置されて、覆工された坑の壁面の内型枠を
押圧するための伸縮自在な固定ジャッキと、この固定ジ
ャッキを坑の壁面に沿って保持する枠体と、この枠体を
坑の推進方向に沿って移動させる駆動機構とを具備する
ことを特徴とする。

「実施例」以下、本発明を図面を参照しながら説明する。第１図な
いし第４図は、本発明の一実施例を示すものであり、第
１図は本発明のノン・セグメント・シールド工法の概要
を説明するための図である。まず、第１図における構成
要素を説明すると、符号Ｅはトンネルが建設される付近
の地盤、１はその地盤Ｅを掘進するシールド機、２は推
進用のジャッキ、3,4は環状に組み立てられた内型枠
（以下、「内型枠」と略称する）と外型枠（以下、「外
枠」と略称する）、５はトンネル掘進方向に連設される
内枠3,3の接続部にコンクリート打設区間毎に固定され
る妻枠、６はコンクリート打設機、７は型枠組立用のエ
レクタ、８は型枠解体用のエレクタである。また、符号
ａはコンクリート打設区間、ｂは未固結コンクリート区
間、ｃは固結コンクリート区間、ｄは型枠解体区間であ
り、Ｒはコンクリートライニング、Ｇは裏込めグラウト
である。

つぎに、第２図，第３図はノン・セグメント・シールド
工法の中で実際に用いられているシールド機１のジャッ
キ反力を受ける方法及びその装置を示すもであり、第４
図は装置の駆動機構を示すものである。これらの図にお
いて、符号Ｓはジャッキ反力を受ける装置であり、内枠
３の内側を押圧するための固定ジャッキ10,10,・・・
と、この固定ジャッキ10,10,・・・を支持する枠体11
と、前記枠体11を移動させるための駆動機構12とを主な
構成要素としている。

固定ジャッキ10,10,・・・は、トンネルの壁面に設置さ
れた内型枠3,3,・・・に沿って環状に配設されており、
ジャッキ10,10,・・・を伸張させることにより、内型枠
3,3,・・・の内側を押圧するようになっている。そし
て、前記枠体11は、ジャッキ10,10,・・・を支持する環
状の枠部11a,11aと、この枠部11a,11aをトンネル掘進方
向に互いに固定するつなぎ材11b,11b,・・・とからなっ
ており、枠部11a,11aの下部を連結するつなぎ材11b,11b
の下部には駆動機構12が設置されている。駆動機構12
は、第４図に示すように、つなぎ材11b,11bの下部に取
付部材13を介して固定された車輪14と、この車輪14が走
行するための内型枠3,3,・・・の内側に固定されたレー
ル15とからなっている。なお、この駆動機構12には、車
輪14を駆動する駆動装置（図示せず）を設けるようにし
てもよい。

つぎに、ノン・セグメント・シールド工法における本発
明のシールド機のジャッキ反力を受ける方法を説明す
る。

（ｉ）まず、内枠３と外枠４とがその内側に所定の空間
を形成して重なり合うように、連結部材（図示せず）に
よって内枠３と外枠４とを一体化する。その際、内枠３
の掘進方向に一定値以上の軸力が作用した場合には、内
枠３が外枠４にたいして相対移動が可能なような構成と
しておく。

（ii）つぎに、一体となった内枠３・外枠４をエレクタ
７を用いて、シールド機１の後部において環状に組み立
てる（以下、環状に組み立てた一個分の型枠を「環状
体」と略称する）。型枠を組み立てる順序としては、ト
ンネル断面に対して、まず、底部、両側部、さらにその
上部に、最後に頂部に型枠3,4を設置する（第３図参
照）。また、組み立てられた環状体は、隣接する内枠３
の継手板（図示せず）をボルト・ナットによって締め付
けることにより一体に固定する。

（iii）つぎに、環状体の内枠３に反力を取ってジャッ
キ２を駆動させることにより、シールド機１を一定距離
だけ推進させる。

（iv）前記（ｉ）〜（iii）の工程を繰り返すことによ
り、トンネル掘進方向に環状体を数個（本実施例におい
ては４個）連設する。連設した環状体は、互いに隣接す
る内枠３同士を固定する。

（ｖ）つぎに、最後に組み立てた環状体の内枠３に、妻
枠５を取り付けることにより、内枠３と外枠４との間に
コンクリートを打設可能とする円筒状の密閉空間部を形
成する。

ここでコンクリート打設区間ａが完成する。このコンク
リート打設区間ａにおいて、地盤Ｅから受ける土水圧に
対しては、荷重が外枠４から連結部材等を介して内枠３
に伝達され、この内枠３によって受け持つようになって
いる。

（vi）つぎに、前記の（ｉ）〜（iii）の工程を繰り返
してコンクリート打設区間ａの前方（紙面に対して左
側）に、さらに、一個分の環状体を設置した後、コンク
リート打設区間ａの内枠３と外枠４との間にコンクリー
ト打設機６により、コンクリートを打設してコンクリー
トライニングＲを施す。型枠内へのコンクリートの充填
は、内枠３の注入孔（図示せず）から行う。

したがって、外枠４は永久的に覆工材としてコンクリー
トに埋設されるとともに妻枠５も埋殺しとなる。この妻
枠５に固定されたＴ型の止水板5aは、止水効果を高める
とともにコンクリート打継面の荷重の伝達をも行う。

（vii）さらに、前記（ｉ）〜（vi）の工程を順次繰り
返すことにより、掘削した穴に覆工を行う。このように
して、順次覆工が行われるに従い、コンクリート打設区
間ａの後方（紙面に対して右側）にはコンクリートが硬
化していない状態の未固結コンクリート区間ｂが、さら
に、その後方にはコンクリートが完全に硬化した状態の
固結コンクリート区間ｃが逐次完成していく。固結コン
クリート区間ｃには、外枠４と掘削した穴の壁面との間
に、裏込めグラウトを注入する。裏込めグラウトは、掘
進方向に一つ置きに設けられた裏込めグラウト注入孔
（図示せず）と連通する内枠３の注入孔から行う。

この固結コンクリート区間ｃにおいては、コンクリート
ライニングＲの強度発現により、コンクリートライニン
グＲが、地盤Ｅから受ける長期的な諸荷重を受け持つと
ともに、内枠３との間に働く付着力及びスパイクによる
剪断抵抗力により、シールド機１の推進時に作用する短
期的なジャッキ推力を受け持つことになる。ところが、
前記未固結コンクリート区間ｂにおいては、コンクリー
トが完全に硬化していないため、ジャッキ推力に対し
て、内枠３とコンクリートライニングＲとの間に付着力
が働くことがない。さらに、内枠３は、ジャッキ推力等
の一定値以上の軸力が作用した場合、外枠４に対して相
対移動が可能である。したがって、この未固結コンクリ
ート区間ｂにおいては、内枠３はジャッキ推力を支持す
ることなく、後方の固結コンクリート区間ｃの内枠３へ
力を伝達するだけである。

（viii）つぎに、前記のようにして完成した固結コンク
リート区間ｃの所定の場所にはシールド機１のジャッキ
反力を受ける装置（以下、単に「装置」と略称する）Ｓ
を設置する。装置Ｓを設置するには、所定の内枠3,3の
内側（本実施例においては、固結コンクリート区間の最
前部）に駆動機構12を駆動させることにより装置Ｓを移
動させた後、固定ジャッキ10,10,・・・を径方向に伸張
させて内枠３の内側を押圧することにより、内枠3,3,・
・・をコンクリートライニングＲに強く押し付ける。

その結果、内枠3,3,・・・とコンクリートライニングＲ
との間に摩擦力が発生し、ジャッキ反力を受ける全体抵
抗力（付着力と剪断抵抗力と摩擦力との合計）が増大す
る。

そして、固結コンクリート区間ｃが、内枠3,3,・・・と
コンクリートライニングＲとの間に発生する全体抵抗力
でシールド機１のジャッキ反力を支持する長さに出した
ことを確認した後、固結コンクリート区間ｃより後方の
型枠解体区間ｄの内枠３をエレクタ８を用い、前記工程
（ii）に示した組立て順序を逆に行うことにより、最後
部から逐次解体していく。解体した内枠３はシールド機
１の後部において、新たに組み立てる環状体の内枠とし
て、転用する。また、固結コンクリート区間ｃがトンネ
ル掘進方向に移動するのに伴って、装置Ｓも移動させる
ようにする。

なお、前記装置Ｓのみによってコンクリートライニング
Ｒと内枠3,3,・・・との全体抵抗力がシールド機１のジ
ャッキ反力を支持するのに十分でない場合には、装置Ｓ
を２台,3台，・・・と増やすようにするようにしてもよ
い。

したがって、前記ノン・セグメント・シールド工法にお
いては、一次覆工において、コンクリートライニングＲ
を施してトンネルを完成させ、そのコンクリートライニ
ングＲによって土水圧等の長期荷重やジャッキ推力等の
短期荷重を受け持つものであるので、コンクリート内に
埋設される外枠４は安価なもとなり、覆工材としての高
価なセグメントを不要とするとともに、二次覆工として
のコンクリートライニングをも不要とする。

さらに、本発明においては、固結コンクリート区間ｃに
設けた装置Ｓによって内枠3,3,・・・とコンクリートラ
イニングＲとの間に発生する全体抵抗力を増大させるよ
うにしたものであるので、固結コンクリート区間ｃを短
縮することができ、固結コンクリート区間ｃに設置して
おく内型枠３の数を減らすことができ、シールド機１の
テール部から型枠解体区間ｄに設置された内型枠の最後
部までの距離が短くなり、内型枠を新たに掘削した坑の
壁面に転用する際に、シールド機１のテール部まで搬送
するための設備を縮小でき、また、内枠３を脱型するこ
とを考慮して、内枠３に剥離剤を使用した場合にもコン
クリートとに間に所定の全体抵抗力を発生させることが
でき、所定のジャッキ反力を得ることが出来る。

なお、前記コンクリートライニングＲは、その内部に鉄
筋を配して鉄筋コンクリートとし、耐力増強を図ること
は任意である。

「発明の効果」以上詳細に説明したように第１の発明に示されるシール
ド機の推進ジャッキ反力を受ける方法によれば、固化し
たコンクリートライニング部分の内型枠の内側を、固定
ジャッキによりコンクリートライニングに向けて押圧し
て、前記コンクリートライニングと内型枠との間に、押
圧力による摩擦力を発生させるようにしたので、これら
コンクリートライニングと内型枠との間で発生した十分
な摩擦力により、内型枠を介してシールド機の推進ジャ
ッキ反力を受けることができ、これにより従来と比較し
て固結コンクリート区間に残置する内型枠の残置区間を
短縮することができ、かつ該固結コンクリート区間内の
内型枠の使用数を減らすことができる。

第２の発明に示されるシールド機の推進ジャッキ反力を
受ける装置によれば、枠体に設けられた固定ジャッキを
伸長して、固化したコンクリートライニング部分の内型
枠の内側をコンクリートライニングに向けて押圧するこ
とによって、コンクリートライニングと内型枠との間
に、押圧力による摩擦力を発生させることができ、この
コンクリートライニングと内型枠との間で発生した十分
な摩擦力により、該内型枠を介してシールド機の推進ジ
ャッキ反力を受け持つことができ、これにより従来と比
較して固結コンクリート区間に残置する内型枠の残置区
間を短縮することができ、かつ該固結コンクリート区間
内の内型枠の使用数を減らすことができる。

従って、第１、第２の発明では、シールド機のテール部
から、固結したコンクリートライニングに設置された内
型枠の最後部までの距離が短くなり、内型枠を新たに掘
削した坑の壁面に転用する際に、シールド機のテール部
まで搬送するための設備と労力を縮小でき、また、内型
枠に剥離剤を使用した場合であっても、上述したよう
に、内型枠とコンクリートライニングとの間で発生した
十分な摩擦力により、該内型枠とコンクリートライニン
グとの間に所定の付着力を発生させることができ、推進
ジャッキ反力を確実に受けることができる。

また、これら第１、第２の発明では、シールド機から分
離した後方位置にて、固化したコンクリートライニング
部分の内型枠の内側を固定ジャッキによりコンクリート
ライニングに向けて押圧するようにしたので、コンクリ
ートライニングと内型枠との間で発生した十分な摩擦力
により、内型枠を介してシールド機の推進ジャッキ反力
を受けることができるとともに、該推進ジャッキ反力が
固定ジャッキに直接かかることは無く、これによって固
定ジャッキに横方向（坑の長さ方向であり、かつ固定ジ
ャッキのロッドの軸と直交する方向）から無理な力がか
からず、その結果、固定ジャッキに取扱性に優れた小型
のものを使用することができ、トンネル建設の作業性を
向上させることができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は、本発明の一実施例を示すもの
で、第１図はノン・セグメント・シールド工法の概要を
示すトンネルの側断面図、第２図は第１図のノン・セグ
メント・シールド工法に本発明の装置を使用していると
ころを示すトンネルの側断面図、第３図は第２図の固結
コンクリート区間の拡大縦断面図、第４図は本発明の装
置の駆動機構を示す部分拡大図である。Ｅ……地盤、Ｒ……コンクリートライニング、ｃ……固
結コンクリート区間、Ｓ……装置（シールド機のジャッ
キ反力を受ける装置）、１……シールド機、２……ジャ
ッキ、３……内枠（内型枠）、４……外枠（外型枠）、
10……固定ジャッキ、11……枠体、12……駆動機構。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド機の後部に形成された坑の壁面に
沿って内型枠と外型枠とからなる型枠を筒状に組み立
て、次いで、これら内型枠と外型枠との間にコンクリー
トを打設しながらトンネルを建設するノン・セグメント
・シールド工法におけるシールド機の推進ジャッキ反力
を受ける方法であって、前記シールド機から分離した後方位置にて、固化したコ
ンクリートライニング部分の内型枠の内側から、固定ジ
ャッキにより内型枠をコンクリートライニングに押圧す
ることによって、前記コンクリートライニングと内型枠
との間に摩擦力を発生させることを特徴とするシールド
機の推進ジャッキ反力を受ける方法。
【請求項２】地中に坑を掘削するシールド機から分離し
た後方位置に配置されて、覆工された坑の壁面の内型枠
を押圧するための伸縮自在な固定ジャッキと、この固定
ジャッキを坑の壁面に沿って保持する枠体と、この枠体
を坑の推進方向に沿って移動させる駆動機構とを具備し
たことを特徴とするシールド機の推進ジャッキ反力を受
ける装置。