JPH07208082A - 本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰めシールド工法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰
めシールド工法およびその装置に関して、本管を内装し
た新しい可撓コンクリートまたはモルタル詰めシールド
工法およびその好ましい装置を提供する。 【構成】 シールド工法により標準セグメント１１が可
撓セグメント１２を介して連結せしめられたシールド工
１を有し、該シールド工１内に鋼管などによる本管２を
可撓接手２２を介して連結内装すると共に前記シールド
工１と本管２との間にコンクリートまたはモルタル詰め
するに当って、前記可撓セグメント１２および可撓接手
２２部分におけるコンクリートまたはモルタル充填を阻
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は本管内装可撓コンクリー
トまたはモルタル詰めシールド工法およびその装置に係
り、本管を内装した新しい可撓コンクリートまたはモル
タル詰めシールド工法およびその好ましい装置を提供し
ようとするものである。

【０００２】

【従来の技術】標準型一般セグメントを連結したシール
ド工法は工場製産された鋼製または鋼とコンクリートよ
り成るセグメントを用いてトンネルまたはトンネル状地
下構造物を簡易且つ的確に形成し得る手法として従来か
ら夫々の現場において種々に採用されている。

【０００３】また、前記のような従来一般のシールド工
法によるものが耐震構造などとして必ずしも好ましいも
のでなく、不等沈下などにも有効に即応し難い不利を解
消すべく、前述したような一般セグメントによるシール
ド工に伸縮可撓性ないし止水性を得しめるように可撓構
造を採用することについても一部に検討がなされてい
る。

【０００４】なお前述したようなシールド工に対し鋼管
などの本管を併用し、即ちシールド工内に本管を配設
し、シールド工と本管との間にコンクリートまたはモル
タルを充填して強固な地下構造物となし、且つ本管内を
流水路などとして利用することに関しても研究がなされ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】シールド工のような地
下構造物においては強固性が不可欠であることから前記
したように標準セグメントによるシールド工に鋼管を本
管として内装し且つそれらの間をコンクリートまたはモ
ルタル充填した構造体が好ましいものとなることは明か
であるが、このように本管をも用いたシールド工におい
てはシールド工と本管の全体が充填されたコンクリート
によって凝結一体化したものとなることから可撓性に欠
けたものとなり、地殻変動や不等沈下に対処し難い不利
がある。

【０００６】即ちこのようなことから成程強固な地下構
造物であるにしても地下構造物として不可避的な地殻変
動の如きに対して適切に即応し難く、地盤変動などによ
る巨大な作用力を受けて欠損、損壊され易いことなり、
折角の地下設備において本質的に要請されることの明ら
かな充分な耐用性を期待し得ない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来の本管つきシールド工法における課題を解決するこ
とについて検討を重ね、シールド工と本管とに夫々可撓
部を特定の関係によって採用することにより、充分な強
度性を確保しながら、しかも適当な可撓作用を確保した
地下構造物を得しめ、耐用性の高い構造物とすることに
成功したものであって、以下の如くである。

【０００８】(1) シールド工法により標準セグメント
が可撓セグメントを介して連結せしめられたシールド工
を有し、該シールド工内に鋼管などによる本管を可撓接
手を介して連結内装すると共に前記シールド工と本管と
の間にコンクリートまたはモルタル詰めするに当って、
前記可撓セグメントおよび可撓接手部分におけるコンク
リートまたはモルタル充填を阻止することを特徴とした
本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰めシールド
工法。

【０００９】(2) 標準セグメントの間に可撓セグメン
トを介装させたシールド工と該シールド工内に設けられ
た鋼管などの金属管と可撓接手による本管とを備えたシ
ールド工ラインであって、前記可撓セグメントと可撓接
手とが該シールド工ライン軸方向における重合位置に設
けられ、それら可撓セグメントおよび可撓接手の前後に
夫々モルタル止め部材を配設し、前記可撓セグメントお
よび可撓接手部分以外におけるシールド工と本管との間
がコンクリートまたはモルタルを充填成形されたことを
特徴とした本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰
めシールド工装置。

【００１０】(3) 接続用フランジを端部に形成した標
準鋼製セグメントと同じく接続用フランジを端部に形成
すると共にゴム管などによる可撓性部材を連結した可撓
セグメントとによって形成されたシールド工と、該シー
ルド工内に配設され可撓接手を配装した本管との間に前
記接続用フランジに連結され且つ可撓性リングを取付け
たモルタル止め具を設け、前記本管には上記可撓性リン
グに接合シールするシール座を環設したことを特徴とし
た前記（２）項に記載の本管内装可撓コンクリートまた
はモルタル詰めシールド工装置。

【００１１】(4) 可撓接手の前後に取付けたモルタル
止め具が先端部を可撓性リップとしたリップ型シール材
によるものと、平板型シール材と該平板型シール材とシ
ール座との間に介装されるリング状シール材との組合わ
せによるものとから成ることを特徴とする前記（３）項
に記載の本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰め
シールド工装置。

【００１２】(5) 可撓セグメントにおける可撓性部材
がゴム質などにより山形屈曲部を形成した部材であり、
該可撓性部材が接続用フランジをもった鋼部材の間に交
互且つ複数個宛介装され、前記鋼部材間に弾性屈曲金属
片によるタイプレートを配設したことを特徴とする前記
（１）項〜（４）項に記載の本管内装可撓コンクリート
またはモルタル詰めシールド工装置。

【００１３】

【作用】シールド工法により標準セグメントが可撓セグ
メントを介して連結せしめると共に該シールド工内に鋼
管などによる本管を可撓接手を介して連結内装し、前記
シールド工と本管との間にコンクリート詰めするに当っ
て、前記可撓セグメントおよび可撓接手部分におけるコ
ンクリートまたはモルタル充填を阻止することによって
標準セグメントによるシールド工および鋼管などによる
本管の何れにおいてもその可撓セグメントおよび可撓接
手部分において適当な可撓作用を得しめ標準セグメント
によるシールド工と鋼管などによる本管とが合体し強度
的に優れたコンクリートまたはモルタル詰め複合シール
ド工において好ましい可撓性を得しめ、地盤変動などに
よる破損をなからしめて耐用性に優れた前記複合シール
ド工を得しめる。前記したシールド工と本管との間のコ
ンクリートまたはモルタル充填阻止はシールド工側およ
び本管側において各個または一体的に行なうことができ
る。

【００１４】標準コンクリートセグメントの間に可撓セ
グメントを介装させたシールド工と該シールド工内に設
けられた鋼管などの金属管と可撓接手による本管とを備
えた複合シールド工ラインであって、前記可撓セグメン
トと可撓接手とが該シールド工ライン軸方向における重
合位置に設けられたことによりそれら可撓セグメントお
よび可撓接手部分に対するコンクリートまたはモルタル
の進入を単一の一体的な止め部材によって簡易に阻止せ
しめることを可能ならしめる。

【００１５】前記したように複合シールド工ライン軸方
向の重合位置に設けられた可撓セグメントおよび可撓接
手の前後に夫々モルタル止め部材を配設し、前記可撓セ
グメントおよび可撓接手部分以外におけるシールド工と
本管との間にコンクリートまたはモルタルを充填成形し
たことによってそれら可撓セグメントおよび可撓接手部
分に対するコンクリートまたはモルタルの進入凝結を阻
止しそれらの可撓セグメントおよび可撓接手における可
撓作用を有効に維持した複合シールド工を簡易に得しめ
る。

【００１６】接続用フランジを端部に形成した標準セグ
メントと同じく接続用フランジを端部に形成すると共に
ゴム質などによる可撓性セグメントを連結した可撓セグ
メントとによって形成されたシールド工と、該シールド
工の内側に配設され可撓接手を配装した本管との間に前
記接続用フランジに連結され且つ可撓性リングを取付け
たモルタル止め具を設け、前記本管には上記可撓性リン
グに接合シールするシール座を環設したことにより標準
セグメントと可撓性セグメントとの接続用フランジを利
用して可撓性リングを取付けたモルタル止め具を設定
し、該モルタル止め具によって本管との間の接合シール
をも図って、可撓作用をなす部分にコンクリートまたは
モルタルが進入することなく従ってその可撓作用を確保
した連結構造を形成する。

【００１７】可撓接手の前後に取付けたモルタル止め具
が先端部を可撓性リップとしたリップ型シール材による
ものと、平板型シール材と該平板型シール材とシール座
との間に介装されるリング状シール材との組合わせによ
るものとから成ることによって標準セグメントによるシ
ールド工とその内側に設けられた本管との間のコンクリ
ート充填に適した狭い間隙部分において溶接などを必要
とせずにモルタル止め機構を平易に構成し、しかも安定
したモルタル止め作用を実現して可撓作用部分の可撓作
用を確保し、強固なシールド工の特性と地盤変動などに
耐える機能とを兼備した構成を簡易且つ有効に実現す
る。

【００１８】可撓セグメントにおける可撓性部材がゴム
質などにより山形屈曲部を形成した部材であり、該可撓
性部材が接続用フランジをもった鋼部材の間に交互且つ
複数個宛介装されたことのより前記可撓性部材において
強度部材を組み込み所定の形態と強度を得しめ、しかも
前記鋼部材間に弾性屈曲金属片によるタイプレートを配
設したことにより一部の可撓性部材のみに集中した伸縮
可撓作用を回避せしめ、バランスした介装全可撓性部材
による可撓作用を得しめる。

【００１９】

【実施例】前記したような本発明によるものの具体的な
実施例を添附図面に示すものについて説明すると、本発
明によるものは図１に示すように標準セグメント１１に
対して可撓セグメント１２を一定間隔毎に配設したシー
ルド工１と、該シールド工１の内側に位置した鋼管など
の金属管による本管２１を可撓接手２２を介して連結し
た本管ライン２によって形成し、それらシールド工１と
本管ライン２との間にコンクリートまたはモルタル詰め
層３を形成するが、斯かるコンクリートまたはモルタル
詰め層３を形成するに当って、前記したような可撓セグ
メント１２および可撓接手２２部分におけるコンクリー
トまたはモルタル充填を阻止するものである。

【００２０】シールド工１における標準セグメント１１
としては鋼製セグメントの内面に該鋼製セグメントの厚
さに相当したコンクリートまたはモルタル層を一体に層
着したものでよいことは明かであるが、本発明において
は夫々の施工現場において標準セグメント１１によるシ
ールド工１と本管ライン２との間にコンクリートまたは
モルタル詰め層３を形成することは前記の如くで、この
コンクリートまたはモルタル詰め層３でシールド工１と
一体化するものであるから標準セグメントとしては鋼セ
グメントのみとなし、コンクリートまたはモルタル詰め
層３の形成によって鋼セグメントであるシールド工１と
本管ライン２の全体を一体化凝結するようにしてよく、
それによってシールド工１と本管ライン２との結合性を
高め、また鋼製シールド工１の掘削孔内への搬入ないし
取扱いを容易とする。

【００２１】前記のような標準セグメントによるシール
ド工１においては、軸方向における１〜数個の標準セグ
メント１１毎に可撓セグメント１２が標準セグメント１
１の間に配設される。該可撓セグメント１２は鋼製リン
グ部体１２１とゴムなどによる可撓性リング部体１２２
とを交互に配設連結したもので、リング部体１２１によ
る剛性とリング部体１２２による可撓性とが共に具備さ
れたものである。

【００２２】前述のような可撓セグメントにおいて各鋼
製リング部体１２１の両端には受部１２１ａが両側に突
設されていて可撓性リング部体１２２の両端部における
屈曲底部を受け、該可撓性リング部体１２２を安定に取
付けているが、またこのような受部１２１ａ、１２１ａ
間において図４に示すように比較的薄層で且つ中間で屈
曲したステンレス製連結片などであるタイプレート４が
配設されていて、シールド工１の軸方向において組込ま
れた複数の可撓性リング部体１２２相互間においてバラ
ンスした伸縮作用が得られるように成っている。

【００２３】即ち鋼製リング部体１２１が単に可撓性リ
ング部体１２２で連結されたものであると、その可撓性
リング部体１２２に関してその材質、寸法を精度高く管
理しても具体的に各可撓性リング部体１２２において得
られる伸縮作用は不均衡なものとなる。つまりゴム製の
如きであるこのような複数個の可撓性リング部体１２２
群においては伸縮作用が偏ったものとなることが一般的
であって、例えば伸縮力が作用した場合に何れかの可撓
性リング部体に伸長が発生して薄層化することにより該
部分がより伸長し易い状態となり、他の可撓性リング部
体は殆んど伸縮することなく、特定の可撓性リング部体
のみが伸縮するようなこととなる。然し前記タイプレー
ト４はこのような特定可撓性リング部体における集中的
伸縮作用の発生を均一状に抑制するもので各可撓性リン
グ部体１２２、１２２、１２２間においてバランスした
伸縮作用を実現する。

【００２４】鋼管の如きである本管ライン２において用
いられる可撓接手２２としては従来から鋼管などの金属
管に関する可撓接手として知られている各種型式のもの
を適宜に採用することができる。図１および図３におい
ては装脱が容易で、しかも比較的大きな可撓性を少い抵
抗条件下で得ることのできるリップ形式のパッキング２
４を用いた場合を示しており、内腔２５の両側に対設さ
れたリップ部２６は本管２の外面と管端間に施されたハ
ウジング２９内面に対し有効に接着シールし、可撓性を
該可撓接手２２部分で有効に得しめている。

【００２５】なお前記のようなパッキング２４はこの本
管ライン２が水などの流体に関する流路として利用され
た場合においては内部流体の圧力が上昇すると該流体圧
に比例した圧接シール力がリップ部２６に作用し、装脱
操作が容易であるに拘わらず、安定なシール作用を発揮
する。

【００２６】本発明によるものは前記のような可撓性セ
グメント１２および可撓接手２２部分に対しコンクリー
トまたはモルタル３による充填閉塞を阻止してそれらの
部材１２、２２における可撓作用を確保する。斯かるコ
ンクリートまたはモルタル３の充填閉塞阻止は可撓性セ
グメント１２と可撓接手２２に対し各個にコンクリート
等３の充填閉塞阻止手段を講じてよいことは明らかであ
るが、有利なコンクリート等３の充填閉塞阻止は可撓性
セグメント１２と可撓接手２２に対し一体的な充填閉塞
阻止を図ることによって達成される。

【００２７】即ち、本発明においては前述したような可
撓セグメント１２と可撓接手２２とを、形成されたシー
ルド管路の軸方向において実質的に同じ位置に配設し、
しかしてこれらの可撓セグメント１２および可撓接手２
２の前後にモルタル止め具１５を設ける。斯かるモルタ
ル止め具１５は仔細を図３に示すように標準セグメント
１１の端板１４と該端板１４に接合される可撓セグメン
ト１２の端板１４ａに対して両側に取付けられた止め金
１３、１３間に第１のシール材１６を用いて行い、好ま
しくは第１のシール材１６に対して第２のシール材１７
を取付け、第２シール材１７に対しては第３シール材１
８を採用したものとする。

【００２８】第１シール材１６は先端部にリップ部１６
ａを形成し、本管ライン２に形成された接合座２７に対
しリップ部１６ａを屈曲せしめて図３のように設定し、
本管２１に図１に示した如く設けられた注入口２３から
コンクリートないしモルタルを注入することにより接合
座２７に対し有効なシール作用が得られ、注入口２３の
他側に形成された接合座２７ａに対する第１シール材１
６のリップ部１６ａを注入口２３に関し対称状に屈曲さ
せることによって注入口２３から注入されるモルタル圧
を利用して有効な接合シールを形成することができる。

【００２９】然し本管ライン２を形成する本管２１が本
管ライン２の一端部から他端側に向けて順次に組込まれ
る場合においてシールド工１と本管ライン２との間の限
られた空間において前記したような第１シール材１６を
対称状にリップ部を傾斜せしめ組込むことが容易でない
ことが一般的であり、このような場合には後行して組込
まれる本管２１の接合部２７ａに第３シール材１８を固
定せしめ、該本管２１が組込まれず、従って該部分の止
め金１３、１３がセグメント工１の内面に開放された条
件下で、それらの止め金１３、１３に厚肉板状の第２シ
ール材１７を固定し、このように第２シール材１７が取
付けられた条件下で、上記のように接合座２７ａに第３
シール材１８の取付けられた後行本管２１をセットし、
第３シール材１８を第２シール材１７に接合押圧させて
シールを完成することが適切である。

【００３０】順次にシールド工１内に搬入して接続され
る本管２１については接合座２７または２７ａの有無に
拘わらず、溶接２８で有効且つ適切に接続することがで
きる。即ちこの本管２１相互の接続は何れにしても本管
２１の内面が充分に開放された条件下に実施し得るもの
であるから溶接操作を自在になし得る。

【００３１】シールド工１における標準セグメント１１
の組付けについては図２に示すように底部ブロック１１
ａ、第１側面ブロック１１ｂと第２側面ブロック１１ｃ
および頂面ブロック１１ｄの如く形成したものを用い、
底部ブロック、第１、第２側面ブロック間の各境界部は
半径方向の接合面において接続連結されるが、第２側面
ブロック１１ｃと頂面ブロック１１ｄとの境界面につい
ては頂面ブロック１１ｄの両側が内側面を広くした
「ハ」の字状の接合面を形成するようにして掘削孔内か
らの組込みを容易とするように成っている。

【００３２】可撓セグメント１１に対する鋼製リング部
体１２１と可撓性リング部体１２２との取り合い関係は
図４に示す如くであって、鋼製リング部体１２１の両側
には受座６が突設され、それらの受座６、６間における
外周側に中間を山形として屈曲成形した可撓性リング部
体１２２の両側部７が支持されてセットされ、且つそう
した受座６、６間の内面に上述したようなタイプレート
４、４が取付けられて連結される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
鋼管のような本管を内装し該本管との間にコンクリート
またはモルタルのようなセメント系混合物を圧入充填し
て強度的に優れ且つ内部利用上好ましいシールド工を形
成せしめ、しかも斯かる強固なシールド工において適切
な可撓性を具備せしめ、地盤変動などに適切に即応せし
め、耐用性の高い地下構造物を提供し得るものであって
工業的にその効果の大きい発明である。また、本発明に
よるものは前記のような地下構造物を平易且つ的確に形
成せしめ、その可撓作用を安定に得しめるなどの作用効
果をも有しており、この点においてもその効果が大き
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるシールド工装置の１例について軸
方向にそった断面による部分的な側面図である。

【図２】その軸方向と直角な方向における端面図であ
る。

【図３】図１における可撓セグメント部分の拡大断面図
である。

【図４】その一部についての部分的な切断斜面図であ
る。

【符号の説明】

１ シールド工 ２ 本管ライン ３ コンクリート詰め層 ４ タイプレート ６ 受座 ７ 両側部 １１ 標準セグメント １２ 可撓セグメント １３ 止め金 １４ 端板 １５ モルタル止め具 １６ 第１シール材 １６ａ そのリップ部 １７ 第２シール材 １８ 第３シール材 ２１ 本管 ２２ 可撓接手 ２３ 注入口 ２４ バッキング ２５ 内腔 ２６ リップ部 ２７ 接合座 ２７ａ 接合座 ２８ 溶接 ２９ ハウジング １２１ 鋼製リング部体 １２１ａ 受部 １２２ 可撓性リング部体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド工法により標準セグメントが可
   撓セグメントを介して連結せしめられたシールド工を有
   し、該シールド工内に鋼管などによる本管を可撓接手を
   介して連結内装すると共に前記シールド工と本管との間
   にコンクリートまたはモルタル詰めするに当って、前記
   可撓セグメントおよび可撓接手部分におけるコンクリー
   トまたはモルタル充填を阻止することを特徴とした本管
   内装可撓コンクリートまたはモルタル詰めシールド工
   法。
2. 【請求項２】 標準セグメントの間に可撓セグメントを
   介装させたシールド工と該シールド工内に設けられた鋼
   管などの金属管と可撓接手による本管とを備えたシール
   ド工ラインであって、前記可撓セグメントと可撓接手と
   が該シールド工ライン軸方向における重合位置に設けら
   れ、それら可撓セグメントおよび可撓接手の前後に夫々
   モルタル止め部材を配設し、前記可撓セグメントおよび
   可撓接手部分以外におけるシールド工と本管との間がコ
   ンクリートまたはモルタルを充填成形されたことを特徴
   とした本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰めシ
   ールド工装置。
3. 【請求項３】 接続用フランジを端部に形成した標準鋼
   製セグメントと同じく接続用フランジを端部に形成する
   と共にゴム質などによる可撓性部材を連結した可撓セグ
   メントとによって形成されたシールド工と、該シールド
   工内に配設され可撓接手を配装した本管との間に前記接
   続用フランジに連結され且つ可撓性リングを取付けたモ
   ルタル止め具を設け、前記本管には上記可撓性リングに
   接合シールするシール座を環設したことを特徴とした請
   求項２に記載の本管内装可撓コンクリートまたはモルタ
   ル詰めシールド工装置。
4. 【請求項４】 可撓接手の前後に取付けたモルタル止め
   具が先端部を可撓性リップとしたリップ型シール材によ
   るものと、平板型シール材と該平板型シール材とシール
   座との間に介装されるリング状シール材との組合わせに
   よるものとから成ることを特徴とする請求項３に記載の
   本管内装可撓コンクリートまたはモルタル詰めシールド
   工装置。
5. 【請求項５】 可撓セグメントにおける可撓性部材がゴ
   ム質などにより山形屈曲部を形成した部材であり、該可
   撓性部材が接続用フランジをもった鋼部材の間に交互且
   つ複数個宛介装され、前記鋼部材間に弾性屈曲金属片に
   よるタイプレートを配設したことを特徴とする請求項１
   〜４に記載の本管内装可撓コンクリートまたはモルタル
   詰めシールド工装置。