JPH07331996A - シールドトンネルの覆工方法及びシールド機の妻枠構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 補助妻枠と型枠との間のシール性を高めると
ともに、補助妻枠を内方へ効率良く移動させることがで
き、施工時の作業性を高めることができるシールドトン
ネルの覆工方法及びシールド機の妻枠構造を提供する。 【構成】 主妻枠５１と型枠１との間の隙間を、型枠の
外面に形成したリング状の収納溝１ｄから、互いの周方
向端部どうしを重ね合わせて全体としてリング状に形成
した複数の円弧状の補助妻枠５１を外方へ突出させるこ
とによって塞ぐ。円弧状の補助妻枠の周方向端部どうし
の重ね合わせ部分と型枠のリング状の収納溝１ｄとの間
をシール部材によってシールする。鉄筋組立室に覆工材
料を打設した後、シール部材によるシールを解除し、補
助妻枠を型枠のリング状の収納溝に沿って内方へ移動さ
せる。

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覆工
方法に係わり、特に、場所打ちコンクリート等の覆工材
料により、シールドトンネルの覆工を行なう施工方法に
適用して好適なシールドトンネルの覆工方法、及びこの
シールドトンネル覆工方法の実施に直接使用されるシー
ルド機の妻枠構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】かかるシールドトンネルの覆工方法とし
て、本願出願人は、特願平２−２８３６４３号（特開昭
４ー１６１５９８号公報）に示すものを提案している。

【０００３】すなわち、このものは、外形円筒状のシー
ルド機を用い、このシールド機の前面に設けられたカッ
ター装置で地盤を掘削しつつ、掘進されたトンネルの周
壁を所定の間隔を空けて型枠によって覆い、この型枠と
前記周壁との間に鉄筋を配置し、型枠と周壁との間にコ
ンクリートを打設して、順次シールド機を前進させるも
のである。

【０００４】具体的には、前記シールド機のスキンプレ
ートのテール部は、外筒と内筒とにより二重に形成する
とともに、このテール部の外筒と内筒との間にスキンプ
レートの半径方向に延びる隔壁を複数形成して押出しピ
ストンが収まる複数のコンクリートピストン室が形成さ
れる。

【０００５】前記内筒の内側において鉄筋を配置し、鉄
筋の内方に型枠を組む際に、鉄筋の配置とともに内筒と
型枠との間を閉塞する主妻枠を、その外側端が内筒の内
面に接するようにセットするとともに、妻枠にかかるコ
ンクリート圧力を鉄筋を連結することによりセパレータ
代わりとして受けもたせ、前記主妻枠の内側端と型枠の
外面との間の隙間を、型枠の外側から補助妻枠を突出さ
せて塞いだ後、内筒、型枠、妻枠により囲まれてなる鉄
筋組立室に覆工材料を打設する一方、コンクリートピス
トン室から型枠と地山との間に覆工材料を打設し、前記
鉄筋組立室の覆工材料の圧力と既設覆工材料の圧力と等
しい時点で、後部の補助妻枠を内方へ移動させて鉄筋組
立室内の覆工材料と既設覆工材料とを一体化させ、この
後は、前記コンクリートピストン室のみからから覆工材
料を供給するように切り換える。

【０００６】そして、圧力保持ジャッキによりコンクリ
ートピストン室内の押出しピストンを覆工材料の圧力が
地山の土圧、水圧よりも高い圧力になるように押圧しつ
つシールド機を掘進させるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のシールドトンネルの覆工方法では、次のような問題
があった。

【０００８】すなわち、前記覆工方法では、主妻枠の内
側端と型枠の外面との間の隙間を、型枠の内側から補助
妻枠を突出させて塞いだ後、内筒、型枠、妻枠により囲
まれる鉄筋組立室に覆工材料を打設し、鉄筋組立室の覆
工材料の圧力と既設覆工材料の圧力と等しい時点で、後
部の補助妻枠を内方へ移動させて鉄筋組立室内の覆工材
料と既設覆工材料とを一体化させることが必須の技術と
なるが、補助妻枠を内方へ移動させるに当たってどのよ
うに行なうか、あるいは補助妻枠と型枠との間のシール
をどのように行なうかについては、具体的な技術が開示
されていない。

【０００９】補助妻枠は、シールド機の蛇行運転時にお
いて、内筒、型枠、妻枠により囲まれる鉄筋組立室のシ
ール性を確保する上で特に重要な機能を果たすものであ
り、補助妻枠を内方へ効率良く移動させることや、補助
妻枠と型枠との間のシール性を高めることは、当該シー
ルドトンネルの覆工方法を実施する上で重要な意味を持
つ。

【００１０】本発明は前記事情に鑑みて提案されたもの
で、その目的とするところは、補助妻枠と型枠との間の
シール性を高めるとともに、補助妻枠を内方へ効率良く
移動させることができ、もって施工時の作業性を高める
ことができるシールドトンネルの覆工方法及びシールド
機の妻枠構造を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに請求項１記載の発明では、シールド機先端のカッタ
ー装置により地山を掘削しつつ掘削されたトンネルの周
壁を所定の間隔を空けて型枠によって覆い、この型枠と
前記周壁との間に鉄筋を配置するとともに覆工材料を供
給し、トンネル内面を覆工するようにしたシールドトン
ネルの覆工方法であって、シールド機のスキンプレート
のテール部を、外筒と内筒とにより二重に形成するとと
もに、このテール部の外筒と内筒との間にスキンプレー
トの半径方向に延びる隔壁を複数形成して押出しピスト
ンが収まる複数のコンクリートピストン室を設けてお
き、前記内筒の内側において鉄筋を配置し、鉄筋の内方
に型枠を組む際に、鉄筋の配置とともに内筒と型枠との
間を閉塞するリング状の主妻枠を、その外側端を内筒の
内面に接するようにセットするとともに、主妻枠にかか
るコンクリート圧力を鉄筋を連結することによりセパレ
ータ代わりとして受けもたせ、前記主妻枠の内側端と型
枠の外面との間の隙間を、型枠の外面に形成したリング
状の収納溝から、互いの周方向端部どうしを重ね合わせ
て全体としてリング状に形成した複数の円弧状の補助妻
枠を外方へ突出させることによって塞ぎ、該円弧状の補
助妻枠の周方向端部どうしの重ね合わせ部分と型枠の外
面のリング状の収納溝との間を、それらの間に介装させ
たシール部材によってシールした後、内筒、型枠、主妻
枠及び補助妻枠からなる妻枠により囲まれた鉄筋組立室
に覆工材料を打設する一方、コンクリートピストン室か
ら型枠と地山との間に覆工材料を打設し、前記鉄筋組立
室の覆工材料の圧力と既設覆工材料の圧力とが等しい時
点で、前記シール部材によるシールを解除し、進行方向
後側の補助妻枠を型枠のリング状の収納溝に沿って内方
へ移動させて鉄筋組立室内の覆工材料と既設覆工材料と
を一体化させ、圧力保持ジャッキにより前記コンクリー
トピストン室内の押出しピストンを覆工材料の圧力が地
山の土圧、水圧よりも高い圧力になるように押圧しつつ
シールド機を掘進させることを特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明では、シールド機のス
キンプレートのテール部のコンクリートピストン室を構
成する内筒と、シールド機によって掘削されたトンネル
の周壁を覆う型枠との間を閉塞するシールド機の妻枠構
造であって、外側端が内筒の内面に接するようにセット
されるリング状の主妻枠と、該主妻枠の内側端と型枠の
外面との間に両者を塞ぐように、互いの周方向端部どう
しを重ね合わされて全体としてリング状に形成されて前
記型枠の外面に形成されたリング状の収納溝から外方へ
突出された複数の円弧状の補助妻枠と、前記型枠のリン
グ状の収納溝に前記補助妻枠の周方向端部どうしの重ね
合わせ部分に対向するように設けられたシール部材収納
用凹部と、該シール部材収納用凹部に収納されて前記補
助妻枠の周方向端部どうしの重ね合わせ部分をシールす
るシール部材とを備えることを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明では、前記型枠のシー
ル溝には、前記補助妻枠を間に挟んでその両側にボルト
が同一軸線状に設けられ、それらボルトはそれぞれ反力
受けリブによって支持されていることを特徴とする。

【００１４】請求項４記載の発明では、前記ボルトには
該ボルトを回転させるボルト回動手段が連設されている
ことを特徴とするシールド機の妻枠構造。

【００１５】請求項５記載の発明では、前記型枠には、
リング状の収納溝を跨ぐように型枠の一端から他端まで
達する推力伝達部が設けられ、かつこの推力伝達部に前
記反力受けリブが固定されていることを特徴とする。

【００１６】

【作用】本発明によるシールドトンネルの覆工方法によ
れば、テール部に形成された複数のコンクリートピスト
ン室内の押出しピストンの圧力を圧力保持ジャッキによ
り個々に制御することにより、各室の覆工材料の圧力の
管理を個々に行なえることから、高さによる地山圧力の
違いに容易に対応させることができ、覆工材料の圧力を
常に地山の土圧・水圧よりも高く保持することが可能に
なる。また、このような作用により、テールボイドへの
覆工材料の充填が確実に行なわれ、沈下のおそれがなく
なる。

【００１７】また、鉄筋を組む際に、シールド機の内筒
の内面に接して主妻枠を配置し、この主妻枠の内側端と
型枠の外面との間の隙間を、型枠の外面に形成したリン
グ状の収納溝から、互いの周方向端部どうしを重ね合わ
せて全体としてリング状に形成した複数の円弧状の補助
妻枠を外方へ突出させることによって塞ぐものであるか
ら、鉄筋組立室に覆工材料を打設した後、補助妻枠を内
方へ移動させるにあたって、補助妻枠の周方向端部どう
しの重ね合わせ部分を大きくとることにより、同補助妻
枠を内方へ容易に移動できる。

【００１８】また、円弧状の補助妻枠の周方向端部どう
しの重ね合わせ部分と型枠の外面のリング状の収納溝と
の間を、それらの間に介装させたシール部材によってシ
ールするものであるから、鉄筋組立室に覆工材料を打設
する際に、最も覆工材料が漏れ易い箇所である補助妻枠
の周方向端部どうしの重ね合わせ部分を良好にシールす
ることができる。

【００１９】そして、覆工材料の供給圧力が圧力保持ジ
ャッキの設定保持圧力よりも大きくなったときに、覆工
材料の供給圧力よりも大きくなったときに、覆工材料の
供給圧力により、押出しピストンをシールド機の前方へ
移動させるように構成しているので、押出しピストンは
覆工材料を押し出す時にはシールド機の後方へ、またピ
ストン室に覆工材料を入れるときには前方へ移動し、コ
ンクリートピストン室内の圧力が覆工材料の供給時にも
ほぼ一定に保つことができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２１】図１は本発明方法により施工途中にあるト
ンネルの切羽近傍を示したものである。本図中、符号１
０はシールド機であり、このシールド機１０は、その前
部に設けられたカッター装置１２により紙面に対して左
側にトンネルＴを掘削しつつ、シールド機１０の後方に
形成されたトンネルＴの周壁を所定の間隔を空けて型枠
１によって覆い、この型枠１と前記周壁との間に鉄筋Ｕ
を配置するとともに、覆工材料を供給し、トンネル内面
に覆工壁Ｗを構築するように構成されている。なお、前
記型枠１は、面板１ａとこの面板１ａを支持する支持枠
１ｂとを主体として構成されており、また、一部の型枠
（上部型枠）の面板１ａには型枠の外側に覆工材料を打
設する打設パイプ２を接続するジョイント部１ｃが設け
られるとともに、後述する補助妻枠５１を出没自在に収
納するリング状の収納溝１ｄが設けられている。なお、
前記ジョイント部１ｃにはこのジョイント部１ｃの充填
口を開閉するシャッター機構３が設けられている（図４
参照）。

【００２２】シールド機１０について、より具体的に説
明すると、シールド機１０は、外殻をなす円筒状のスキ
ンプレート１１と、このスキンプレート１１の前端部に
備えられ図示せぬ駆動手段によって回転せしめられて地
山を掘削するカッター装置１２と、スキンプレート１１
の内部に形成された仕切板１１ａに基端が連結された推
進ジャッキ１３とを設備した基本構造となっている。

【００２３】前記スキンプレート１１のテール部は、ス
キンプレート１１と同径でスキンプレート１１の一部を
構成する外筒２０と、この外筒２０より小径に形成され
た内筒２１とにより二重に形成されており、またこれら
外筒２０と内筒２１は、図２及び図３に示すように、ス
キンプレート１１の半径方向に延びる複数の隔壁２２に
より連結されている。そして、外筒２０と内筒２１との
間には、複数（図示例では４室）のコンクリートピスト
ン室２３が設けられ、それぞれのコンクリートピストン
室２３に押出しピストン２４がスライド自在に収納され
ている。

【００２４】この押出しピストン２４は、図２〜図４に
詳細に示すように、コンクリートピストン室２３の内部
形状に合わせてコンクリートピストン室２３内に緊密に
収まる大きさに形成されており、前記仕切板１１ａに基
端が取り付けられた複数の圧力保持ジャッキ２５によっ
て前後にスライドするように構成されている。

【００２５】なお、この押出しピストン２４を作動させ
る圧力保持ジャッキ２５には、リリーフ弁が備えられて
おり、覆工材料の打設圧力がジャッキの保持圧力よりも
大きくなった時に、ジャッキが縮むような構成となって
いる。

【００２６】また、前記押出しピストン２４の外周には
複数（実施例では２条）のシール部材２６が取り付けら
れるとともに、押出しピストン２４の中央部にはスキン
プレート１１の内部とコンクリートピストン室２３の内
部とを連通する覆工材料の充填孔２４ａが形成され、さ
らに、押出しピストン２４の内面には、前記充填孔２４
ａに連通しかつ覆工材料の打設パイプ３０と連結される
ジョイント部２７が設けられている（図４参照）。

【００２７】なお、実施例では、前記充填孔２４ａを押
出しピストン２４の中央部に配設しているが、本発明
は、この実施例に限定されるものではない。

【００２８】また、前記充填孔２４ａには、充填孔２４
ａを開閉する遮断機構２８が付設され（図４参照）、必
要に応じて充填孔２４ａを開閉することができるように
なっている。なお、この遮断機構２８は、具体的には、
シャッター、バルブなどにより構成されるが、充填孔２
４ａを開閉することができるものであれば、他の構成で
あっても良い。

【００２９】また、図１中、符号３０は覆工材料の打設
パイプを示し、この打設パイプ３０は、覆工材料の供給
ポンプ３１の供給配管３２に接続された分岐バルブ３３
に一端が接続されており、また、打設パイプ自身はフレ
キシブル管もしくは伸縮自在管により構成されて押出し
ピストン２４の移動に対応できるようになっている。

【００３０】さらに、図１及び図２中、符号５０は内筒
２１と型枠１との間を閉塞する主妻枠であり、この主妻
枠５０は、図２に示すように、内筒２１の内面の曲率に
対応して湾曲した複数の板体５０ａをその長手方向にリ
ング状に組合わせてなる基本構成となっている。

【００３１】さらに、前記主妻枠５０の内側端５０ｂ
は、その外側端と同心円となるように加工されており、
また、内側端５０ｂと型枠１の外周との隙間Ｇ（図１参
照）はシールド機の蛇行によりその大きさが変化するの
で、蛇行量よりも大きめに隙間の大きさが設定され、主
妻枠５０が型枠１の内側に露出しないように配慮されて
いる。

【００３２】そして、型枠１と主妻枠５０との隙間には
この隙間を塞ぐ複数の補助妻枠５１がセットされるよう
になっている。

【００３３】補助妻枠５１は、基本的には主妻枠５０と
同様であって、図２に示すように、主妻枠５０の内面の
曲率に対応して湾曲した円弧状の部材からなるものであ
る。すなわち、この補助妻枠５１は、図５〜図７に示す
ように、本来の厚さの約半分の厚さに設定された、互い
の周方向端部５１ａどうしを重ね合わされることによ
り、全体としてリング状に形成されるものである。な
お、図５において左半分は、各補助妻枠５１の外端が主
妻枠５０の内端に当接するよう外方へ移動されたセット
状態を示し、同図において右半分は、各補助妻枠５１が
内方へ移動されて型枠１の内部に収納された解体状態を
示している。

【００３４】補助妻枠５１は、前記型枠１に形成された
前記リング状の収納溝１ｄに、シールド機の半径方向へ
移動可能に挿入セットされている。また、補助妻枠５１
の外周端には溝５１ｂが形成されており、補助妻枠５１
が図８に示すように、外方へ移動されるとき、その溝５
１ｂは主妻枠５０の内端と係合する。

【００３５】前記型枠１のリング状の収納溝１ｄを構成
する側壁部１ｅには、図９〜図１２に示す如く、補助妻
枠５１の周方向端部どうしの重ね合わせ部分に対向する
ように、シール部材収納用凹部６０が側壁部１ｅの一部
を凹まされて形成されている。このシール部材収納用凹
部６０には袋状のシール部材６１が挿入セットされてい
て、このシール部材６１内にエアーあるいは水等の流体
が導入されると、シール部材６１が補助妻枠５１に当接
するように膨出し、これにより、補助妻枠５１とシール
部材収納用凹部６０との間の隙間６２が塞がれるように
なっている（図１１，図１２参照）。

【００３６】また、図１３に示すように、前記型枠１に
は、前記補助妻枠５１を間に挟んでその両側にボルト６
３ａ，６３ｂが、互いに同一軸線状となるように配され
ている。これらボルト６３ａ，６３ｂは、リング状の収
納溝１ｄを構成する側壁部１ｅに形成された孔１ｅｅを
貫通し、かつ外周に形成されたねじ部を型枠１の内部に
設けられた反力受けリブ６５ａ，６５ｂの雌ねじ部６６
に螺合されて支持される。

【００３７】前記ボルト６３ａ，６３ｂには該ボルト６
３ａ，６３ｂを回転させるボルト回動手段６７が連設さ
れている。ボルト回動手段６７は、例えば、図１５に示
すように、ボルト６３ａ，６３ｂの外周に９０度置きに
設けられた突起が６７ａと、これらの突起６７ａに先端
の溝が係合される回転用のロッド６７ｂとから構成さ
れ、必要に応じて作業員等がロッド６７ｂを把持し、該
ロッド６７ｂの先端を突起６７ａに係合し、ロッド６７
ｂを介してボルト６３ａ，６３ｂを回転させることで、
それらボルト６３ａ，６３ｂを補助妻枠５１に対して接
近あるいは離間させる方向へ移動できるようになってい
る。

【００３８】また、図１３及び図１４に示すように、前
記型枠１にはリング状の収納溝１ｄを跨ぐように型枠１
の一端から他端まで達する推力伝達部６８が設けられて
いる。この推力伝達部６８には前記反力受けリブ６５
ａ，６５ｂが固定されていて、両者間の力（例えば圧縮
力）の授受が行なえるようになっている。

【００３９】次に、前記の如く構成されたシールド機を
適用して本発明に係るシールドトンネルの覆工方法を実
施する場合について、図１６〜図１９を参照して工程順
に説明する。

【００４０】（ｉ）鉄筋及び型枠の組立 図４に示すように、推進ジャッキ１３を引いた状態で、
内筒２１の内側において、鉄筋Ｕを組立てるとともに、
この鉄筋Ｕの内側に例えばエレクターを使用して型枠１
を円筒状に組み立てる。一方、鉄筋Ｕの組立とともに内
筒２１と型枠１との間を閉塞する主妻枠５０を、その外
側端５０ｃが内筒２１の内面に接するようにセットし、
前記主妻枠５０の内側端５０ｂと型枠１の外面との間の
隙間を、型枠１の外面に形成したリング状の収納溝１ｄ
から補助妻枠５１を外方へ突出させて塞ぐ。具体的に
は、予め、ボルト６３ａ、６３ｂを補助妻枠５１から離
間する方向に移動させておき、補助妻枠５１のシールド
機の半径方向の移動を許容する状態にして該補助妻枠５
１を外方へ移動させて、図８に示すように、その外周端
の溝５１ｂを主妻枠５０の内端に嵌合させる。このと
き、図５の左半分及び図６に示すように、補助妻枠５１
の周方向の端部５１ａの互いに重ね合わされる部分が小
さくなり、この端部５１ａと型枠のリング状の収納溝１
ｄの内面の間に隙間が６２生じる。したがって、後工程
である鉄筋組立室Ｒに覆工材料を圧入するときに、この
隙間６２から覆工材料が漏れてしまうおそれがある。

【００４１】しかしながら、ここでは、型枠１のリング
状の収納溝１ｄを構成する側壁部１ｅに形成されたシー
ル部材収納用凹部６０に袋状のシール部材６１が挿入セ
ットされており、このシール部材６１内に図示しない流
体注入手段によってエアーあるいは水等の流体を注入す
ることにより、シール部材６１を補助妻枠５１に当接す
るように膨出させ得る。そして、図１１及び図１２に示
すように、この膨出させたシール部材６１により、補助
妻枠５１とシール部材収納用凹部６０との間の前記隙間
６２を塞ぐ。したがって、後工程である鉄筋組立室Ｒに
覆工材料を圧入するときに、この隙間６２から覆工材料
が漏れることはない。

【００４２】また、前記主妻枠５０には、覆工材料の圧
力に対抗させるため、鉄筋Ｕをセパレータとして必要な
数だけナットＪを介して繋いでおき、この鉄筋Ｕに主妻
枠５０にかかる圧力を受け持たせるようにしておく。

【００４３】なお、この際、推進ジャッキ１３を型枠１
に当接するまで延ばし、型枠１に推進ジャッキ１３の反
力が取れるようにセットしておく。

【００４４】前記鉄筋Ｕは、組立て時の施工性を向上す
るために、内筒２１の内面に設けた係止金具５５により
先端を止めておくことが好ましく、また、主妻枠５０と
鉄筋Ｕとを工場等で一体化させておけば、組立て作業性
を増すことができるので、好ましい。

【００４５】なお、前記セパレータとして用いる鉄筋Ｕ
は、ジョイント金物Ｊにより途中を突き合わせて接続し
ておくが、ジョイント金物Ｊとしては鉄筋Ｕの一部をラ
ップさせた状態で固定する並列ジョイントや、溶接その
他の接続手段などを用いることができ、さらに、セパレ
ータ兼用の鉄筋以外はラップジョイントにより接合して
おくものとする。

【００４６】また、型枠１には、補助妻枠５１を収納す
るためのリング状の収納溝１ｄが各リングごとに形成さ
れているため、型枠１どうしの応力の伝達が困難にな
り、型枠１全体の強度が低下するおそれがある。ここで
は、上記のように補助妻枠５１を外方の正規の位置にセ
ットした後は、ロッド６７ｂの先端の溝を、ボルト６３
ａ，６３ｂの外周に形成した突起６７ａに係合させ、こ
のロッド６７ｂ介してボルト６３ａ，６３ｂを回転させ
て、それら各ボルト６３ａ，６３ｂの先端を補助妻枠５
１に当接させておく（図１３参照）。

【００４７】（ｉｉ）鉄筋組立室へのコンクリートの打
設 鉄筋Ｕ、型枠１、主妻枠５０、補助妻枠５１などのセッ
ト完了後、打設配管２を通して型枠１のジョイント部１
ｃより覆工材料（例えばコンクリート）Ｃを、図１６に
示すように、内筒２１、妻枠５０、５１、型枠１によっ
て囲まれてなる鉄筋組立室Ｒに打設する。

【００４８】このとき、鉄筋組立室Ｒは高圧になるが、
前記したように補助妻枠５１とシール部材収納用凹部６
０との間に生じがちな隙間６２は、内部にエアーあるい
は水等の流体を注入したシール部材６１により予め塞い
でいるので、この部分から覆工材料が漏れてしまうこと
はない。

【００４９】また、型枠１には、補助妻枠５１を挟むよ
うにその両側にボルト６３ａ，６３ｂを設け、該ボルト
６３ａ，６３ｂを反力受けリブ６５ａ、６５ｂで支持し
ているので、例えば、前記した覆工材料注入時におい
て、一つの型枠１に圧縮力が作用するとき、この圧縮力
は、反力受けリブ６５ａ、ボルト６３ａ、補助妻枠５
１、ホルト６３ｂ、圧力受けリブ６５ｂを通して、リン
グ状の収納溝１ｄをまたがるように型枠１全体にバラン
ス良く伝達される。したがって、リング状の収納溝１ｄ
を設けることによって型枠１の強度が不足する不具合を
解消できる。

【００５０】図１７に示すように、鉄筋組立室Ｒへのコ
ンクリートの打設完了後、鉄筋組立室Ｒのコンクリート
の圧力Ｐｒが、既設コンクリートの圧力Ｐｏとほぼ同じ
ようになった時点で、鉄筋組立室Ｒの後部の補助妻枠５
１を、図５の右半分及び図１８に示すように、型枠１の
内方へ移動し、ジョイント部１ｃの充填口を閉じる。こ
の操作により、打設されていたコンクリートは圧力を常
に保持されることになる。なお、上記のように補助妻枠
５１を型枠１の内方へ移動させて解体状態にするとき、
前記したようにロッド６７ｂの先端の溝を、ボルト６３
ａ，６３ｂの外周の突起６７ａに係合させ、このロッド
６７ｂ介してボルト６３ａ，６３ｂを回転させて、各ボ
ルト６３ａ，６３ｂの先端を予め補助妻枠５１から離間
させておく。

【００５１】前記のように配管２からコンクリートを打
設するとき、押出しピストン２４は、コンクリートの供
給圧力により、圧力保持ジャッキ２５の押圧力に抗する
方向に力を受けるが、押出しピストン２４を押圧する圧
力保持ジャッキ２５には、設定圧力よりも大きな圧力を
受けたときにジャッキが縮むようなリリーフ弁が設けら
れているため、押出しピストン２４は、図１８中の矢印
に示すように、コンクリートの供給とともにシールド機
１０の前方に移動し、コンクリートの打設が阻害される
ことがない。また、コンクリートの供給が止ると、圧力
保持ジャッキ２５の押圧力が押出しピストン２４に再び
作用し、シールド機１０の進行とともに後方へ移動する
こととなる。

【００５２】（ｉｉｉ）打設準備 外部へのコンクリート打設を実施するにあたっては、圧
力保持ジャッキ２５の押出し圧力を高さによる地山圧力
の違いに対応させて、打設したコンクリートが常に地山
の圧力よりも大きい圧力を加えることができるように大
きさに設定するとともに、押出しピストン２４のジョイ
ント部２７に打設パイプ３０を連接し、押出しピストン
２４の充填口２４ａを通してコンクリートピストン室２
３内に覆工材料を供給できるようにセットしておく。ま
た、覆工材料としては遅延型のコンクリートなどを適用
し、圧力を後方へ伝達させるように設定しておく。

【００５３】なお、コンクリートピストン室２３は、あ
らかじめ工場において高精度に製作しておき、シール部
材２６が高圧にも耐えるように形成しておくことは言う
までもない。

【００５４】（ｉｖ）コンクリートピストン室へのコン
クリートの打設 コンクリートの打設準備完了後、コンクリートを供給ポ
ンプ３１より打設ポンプ３０へ送り、この打設ポンプ３
０を通して押出しピストン２４の充填口２４ａよりコン
クリートをコンクリートピストン室２３へ打設する。

【００５５】より具体的には、シールド機１０のコンク
リートピストン室２３に備えられた押出しピストン２４
の圧力保持ジャッキ２５の押圧力を調整して、押出しピ
ストン２４の作用によって生じるコンクリート圧力Ｐｏ
を地山圧力Ｐｊよりも高く保持しておき、打設パイプ３
０よりコンクリートをコンクリートピストン室２３に向
けて圧力保持ジャッキ２５の圧力よりも大きい圧力で供
給して、コンクリートピストン室２３内にコンクリート
を打設していくものである。

【００５６】なお、この際（コンクリートをコンクリー
トピストン室２３に打設する際）、押出しピストン２４
は、コンクリートの供給圧力により、圧力保持ジャッキ
２５の押圧力に抗する方向に力を受けるが、押出しピス
トン２４を押圧する圧力保持ジャッキ２５には、設定圧
力よりも大きな圧力を受けたときにジャッキが縮むよう
なリリーフ弁が設けられているため、押出しピストン２
４は、コンクリートの供給とともにシールド機１０の前
方に移動し、コンクリートの打設が阻害されることがな
い。また、コンクリートの供給が止ると、圧力保持ジャ
ッキ２５の押圧力が押出しピストン２４に再び作用し、
シールド機１０の進行とともに後方へ移動することとな
る。

【００５７】（ｖ）シールド機の掘進 次に、コンクリートピストン室２３のコンクリートを後
方へ押出しながら、スキンプレート１１前端のカッター
装置１２で地山を掘削し、型枠１に反力をとって推進ジ
ャッキ１３を駆動させることでシールド機１０を掘進さ
せる。この際、コンクリート圧力Ｐｏは、地山圧力Ｐｊ
よりも大きいので、漏水等の心配がない。

【００５８】掘進完了後、第推進ジャッキ１３を縮め、
鉄筋、型枠等のセットを前記手順で行ない、このような
工程を繰り返すことにより、作業を進めていく。なお、
掘進完了後においても圧力保持ジャッキ２５によりコン
クリートピストン室２３内の圧力を一定に保持しておく
ことは言うまでもない。

【００５９】なお、前記工程中、押出しピストン２４の
シール部材２６の交換が必要になった場合は、コンクリ
ートの硬化後に、押出しピストン２４をコンクリートピ
ストン室２３より抜き出し、シール部材２６の交換作業
を行なえばよい。この作業は、コンクリート硬化後に押
出しピストン２４を圧力保持ジャッキ２５を使って抜き
出し、その外周のシール部材２６を交換する単純作業で
あり、またその交換作業はコンクリート硬化後に行なわ
れるので、安全に現場で行なうことができる。またコン
クリート配管の清掃作業が必要となった場合には、押出
しピストン２４に付設された遮断機構２８を使って、充
填口２４ａを塞ぎ、打設パイプ３０を取り外して、清掃
すれば良い。この作業は、遮断機構２８によって、充填
孔からのコンクリートの流出を防止することができるの
で、コンクリートピストン室２３内のコンクリートに圧
力を加えたまま行なうことができ、トンネル覆工時の作
業性が損なわれることがない。

【００６０】前記実施例では、シールド機１０のテール
部を二重にし、その内部に複数のコンクリートピストン
室２３を設け、このコンクリートピストン室２３内に押
出しピストン２４を設けて、この押出しピストン２４を
圧力保持ジャッキ２５によって、各コンクリートピスト
ン室２３内の圧力を調整するようにしているので、地山
圧力の変化（通常は深度が深いほど圧力が高くなる）に
対応して各室のコンクリートの圧力の管理を個々に行な
うことができ、コンクリート圧力が常に地山圧力より高
く保持することが、確実かつ容易にできる。

【００６１】また、実施例では、シールド機のテール部
内にコンクリートピストン室２３を設け、あらかじめ工
場において、コンクリートピストン室２３に押出しピス
トン２４をシールした状態でスライド自在に配設してあ
るため、押出しピストン２４のシール部の精度を、シー
ルド機のカッター等可動部のシールと同等に保持するこ
とができ、シールド機の対応可能な地山にはほとんどす
べて対応することができる。

【００６２】また、実施例では、このようなコンクリー
トの圧力保持に重要なシールの交換を安全かつ容易に実
施することができるので、長距離掘進時にもシール交換
を行なうことで、常にコンクリート圧力の保持が可能で
あるといった利点がある。また、コンクリートの供給に
伴って、押出しピストン２４を前方に移動させ、コンク
リートを押し出す時には、シールド機の後方へ移動させ
るようにしているので、コンクリートピストン室内の圧
力がコンクリートの供給時にもほぼ一定に保つことが可
能になり、この結果、地山や型枠に過度の圧力を与える
ことがなく、地山を押し上げることもなく、また型枠を
必要以上に頑丈にする必要がなくなるといった効果を奏
する。

【００６３】また、前記により、コンクリートピストン
室２３内の圧力を常に、地山の土圧・水圧よりも高く保
つことが可能になるので、漏水がなく、高強度の高品質
のコンクリートの打設が可能であるといった利点があ
り、また、テールボイドへの充填が確実に行なえるの
で、地盤沈下のおそれもないといった長所もある。

【００６４】また、実施例では、押出しピストン２４に
より常に、コンクリートを押圧するように構成している
ので、硬化時間の長いコンクリートの使用が可能にな
り、１リング毎の配管などの清掃が不要になるといった
効果もある。

【００６５】また、実施例では妻枠に鉄筋Ｕを取り付け
てセパレータ兼用として使用しているので、妻枠のジャ
ッキが不要になり、また妻枠にジャッキを設けた場合に
も必要に応じて外すことが可能になるといった利点があ
る。

【００６６】さらに、内筒２１と型枠１との間を主妻枠
５０とこの主妻枠５０に接合される補助妻枠５１により
塞ぎ、補助妻枠５１の出没を調整することにより、シー
ルド機の蛇行を調整するようにしているので、作業性を
向上できるといった利点がある。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果を奏することができる。

【００６８】請求項１記載のシールドトンネルの覆工方
法によれば、テール部に形成された複数のコンクリート
ピストン室内の押出しピストンの圧力を圧力保持ジャッ
キにより個々に制御することにより、各室の覆工材料の
圧力の管理を個々に行なえることから、高さによる地山
圧力の違いに容易に対応させることができ、覆工材料の
圧力を常に地山の土圧・水圧よりも高く保持することが
可能になる。また、このような作用により、テールボイ
ドへの覆工材料の充填が確実に行なわれ、沈下のおそれ
がなくなる。

【００６９】また、鉄筋を組む際に、シールド機の内筒
の内面に接して主妻枠を配置し、この主妻枠の内側端と
型枠の外面との間の隙間を、型枠の外面に形成したリン
グ状の収納溝から、互いの周方向端部どうしを重ね合わ
せて全体としてリング状に形成した複数の円弧状の補助
妻枠を外方へ突出させることによって塞ぐものであるか
ら、鉄筋組立室に覆工材料を打設した後、補助妻枠を内
方へ移動させるにあたり、補助妻枠の周方向端部どうし
の重ね合わせ部分を大きくとることによって、補助妻枠
を内方へ極めて容易にの移動できる。

【００７０】また、円弧状の補助妻枠の周方向端部どう
しの重ね合わせ部分と型枠の外面のリング状の収納溝と
の間を、それらの間に介装させたシール部材によってシ
ールするものであるから、鉄筋組立室に覆工材料を打設
する際に、最も覆工材料が漏れ易い箇所である補助妻枠
の周方向端部どうしの重ね合わせ部分を良好にシールす
ることができ、覆工材料の漏洩を防止できる。

【００７１】請求項２記載のシールド機の妻枠構造によ
れば、外側端が内筒の内面に接するようにセットされる
リング状の主妻枠と、該主妻枠の内側端と型枠の外面と
の間に両者を塞ぐように、互いの周方向端部どうしを重
ね合わされて全体としてリング状に形成されて前記型枠
の外面に形成されたリング状の収納溝から外方へ突出さ
れた複数の円弧状の補助妻枠と、前記型枠のリング状の
収納溝に前記補助妻枠の周方向端部どうしの重ね合わせ
部分に対向するように設けられたシール部材収納用凹部
と、該シール部材収納用凹部に収納されたシール部材と
を備えるから、前記した請求項１記載の工法を好適に実
施できる。

【００７２】請求項３記載の発明では、補助妻枠を間に
挟んでその両側にボルトを同一軸線状に設け、ボルトを
それぞれ反力受けリブによって支持する構造であるか
ら、型枠に圧縮力が加わる場合、それらボルト、補助妻
枠、及び反力受けリブによって、加わる圧縮力を型枠全
体で受けることとなり、型枠に補助妻枠を収納するため
のリング状の収納溝を形成することによる強度低下を未
然に防止することができる。

【００７３】請求項４記載の発明では、ボルトにボルト
を回転させるためのボルト回動手段を連設しているの
で、ボルトを回転させて該ボルトの軸方向に移動させる
ことができ、ボルトの先端を補助妻枠に当接させたりそ
れから離間させたりする作業が極めて容易に行なえる。

【００７４】請求項５記載の発明では、前記型枠に、リ
ング状の収納溝を跨ぐように型枠の一端から他端まで達
する推力伝達部を設け、かつこの推力伝達部に反力受け
リブを固定しているので、過大な力が加わりがちな反力
受けリブを強固に支持することができ、より型枠の強度
を増すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールドトンネルの覆工方法において
シールド機が地山を掘削している状態を示すトンネルの
側断面図である。

【図２】図１中のＡーＡ線に沿う矢視断面図である。

【図３】図１中のＢーＢ線に沿う矢視断面図である。

【図４】本発明のシールド機の妻枠構造の詳細を示す断
面図である。

【図５】補助妻枠の正面図である。

【図６】図５のＣーＣ線に沿う断面図である。

【図７】図５のＤーＤ線に沿う断面図である。

【図８】補助妻枠の中央部分が型枠のリング状の収納溝
に収納されている状態を示す断面図である。

【図９】補助妻枠の周方向端部が型枠のリング状の収納
溝に収納されている状態を示す断面図である。

【図１０】図９のＥーＥ線に沿う断面図である。

【図１１】補助妻枠の周方向端部と型枠のリング状の収
納溝との間をシール部材によってにシールされている状
態を示す断面図である。

【図１２】図１１のＦーＦ線に沿う断面図である。

【図１３】補助妻枠とボルトとの関係を示す断面図であ
る。

【図１４】補助妻枠とボルトとの関係を示す正面図であ
る。

【図１５】図１３のＧーＧ線に沿う断面図である。

【図１６】本発明の方法を具体的に説明するために示し
た工程図である。

【図１７】本発明の方法を具体的に説明するために示し
た工程図である。

【図１８】本発明の方法を具体的に説明するために示し
た工程図である。

【符号の説明】

Ｔ トンネル １ 型枠 １ｄ リング状の収納溝 １ｅ 側壁部 １０ シールド機 １１ スキンプレート １２ カッター装置 １３ 推進ジャッキ ２２ 隔壁 ２３ コンクリートピストン室 ２４ 押出しピストン ２５ 圧力保持ジャッキ ５０ 主妻枠 ５１ 補助妻枠 ５１ａ 端部 ６０ シール部材収納用凹部 ６１ 袋状のシール部材 ６２ 隙間 ６３ａ，６３ｂ 圧力受けリブ ６６ 雌ねじ部 ６７ ボルト回動手段 ６７ａ 突起 ６７ｂ ロッド ６８ 推力伝達部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川上 房男 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 川口 博行 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 石崎 秀武 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 荒砥 太吉 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 大塚 正幸 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 関 伸司 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド機先端のカッター装置により地
   山を掘削しつつ掘削されたトンネルの周壁を所定の間隔
   を空けて型枠によって覆い、この型枠と前記周壁との間
   に鉄筋を配置するとともに覆工材料を供給し、トンネル
   内面を覆工するようにしたシールドトンネルの覆工方法
   であって、 シールド機のスキンプレートのテール部を、外筒と内筒
   とにより二重に形成するとともに、このテール部の外筒
   と内筒との間にスキンプレートの半径方向に延びる隔壁
   を複数形成して押出しピストンが収まる複数のコンクリ
   ートピストン室を設けておき、 前記内筒の内側において鉄筋を配置し、鉄筋の内方に型
   枠を組む際に、鉄筋の配置とともに内筒と型枠との間を
   閉塞するリング状の主妻枠を、その外側端を内筒の内面
   に接するようにセットするとともに、主妻枠にかかるコ
   ンクリート圧力を鉄筋を連結することによりセパレータ
   代わりとして受けもたせ、前記主妻枠の内側端と型枠の
   外面との間の隙間を、型枠の外面に形成したリング状の
   収納溝から、互いの周方向端部どうしを重ね合わせて全
   体としてリング状に形成した複数の円弧状の補助妻枠を
   外方へ突出させることによって塞ぎ、該円弧状の補助妻
   枠の周方向端部どうしの重ね合わせ部分と型枠の外面の
   リング状の収納溝との間を、それらの間に介装させたシ
   ール部材によってシールした後、内筒、型枠、主妻枠及
   び補助妻枠からなる妻枠により囲まれた鉄筋組立室に覆
   工材料を打設する一方、コンクリートピストン室から型
   枠と地山との間に覆工材料を打設し、前記鉄筋組立室の
   覆工材料の圧力と既設覆工材料の圧力とが等しい時点
   で、前記シール部材によるシールを解除し、進行方向後
   側の補助妻枠を型枠のリング状の収納溝に沿って内方へ
   移動させて鉄筋組立室内の覆工材料と既設覆工材料とを
   一体化させ、圧力保持ジャッキにより前記コンクリート
   ピストン室内の押出しピストンを覆工材料の圧力が地山
   の土圧、水圧よりも高い圧力になるように押圧しつつシ
   ールド機を掘進させることを特徴とするシールド機を掘
   進させることを特徴とするシールドトンネルの覆工方
   法。
2. 【請求項２】 シールド機のスキンプレートのテール部
   のコンクリートピストン室を構成する内筒と、シールド
   機によって掘削されたトンネルの周壁を覆う型枠との間
   を閉塞するシールド機の妻枠構造であって、 外側端が内筒の内面に接するようにセットされるリング
   状の主妻枠と、該主妻枠の内側端と型枠の外面との間に
   両者を塞ぐように、互いの周方向端部どうしを重ね合わ
   されて全体としてリング状に形成されて前記型枠の外面
   に形成されたリング状の収納溝から外方へ突出された複
   数の円弧状の補助妻枠と、前記型枠のリング状の収納溝
   に前記補助妻枠の周方向端部どうしの重ね合わせ部分に
   対向するように設けられたシール部材収納用凹部と、該
   シール部材収納用凹部に収納されて前記補助妻枠の周方
   向端部どうしの重ね合わせ部分との間をシールするシー
   ル部材とを備えてなることを特徴とするシールド機の妻
   枠構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載のシールド機の妻枠構造に
   おいて、 前記型枠のシール溝には、前記補助妻枠を間に挟んでそ
   の両側にボルトが同一軸線状に設けられ、それらボルト
   はそれぞれ反力受けリブによって支持されていることを
   特徴とするシールド機の妻枠構造。
4. 【請求項４】 請求項３記載のシールド機の妻枠構造に
   おいて、 前記ボルトには該ボルトを回転させるボルト回動手段が
   連設されていることを特徴とするシールド機の妻枠構
   造。
5. 【請求項５】 請求項４記載のシールド機の妻枠構造に
   おいて、 前記型枠には、リング状の収納溝を跨ぐように型枠の一
   端から他端まで達する推力伝達部が設けられ、かつこの
   推力伝達部に前記反力受けリブが固定されていることを
   特徴とするシールド機の妻枠構造。