JPH0749760B2 - 場所打ちライニング工法用シ−ルド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、従来のシールド工法における、一次覆工、
二次覆工、裏込注入等の工程を省き、直接地山にコンク
リートライニング工法を施行するライニング工法におい
て、コンクリート心金材取付の容易化、型枠の移設、テ
ールボイドの充填、掘進反力の支持を自動的且つ、確実
に行い、作業の安全、省力化を図るようにした場所打ち
ライニング工法用シールドに関するものである。

（従来の技術） 従来のシールド工法は、一般的にセグメントを使用し、
組立てられたセグメントを掘進の反力受けとし、セグメ
ントと地山の空隙に裏込注入を行って地山の崩壊を防
ぎ、さらに次工程としてコンクリートの捲立てを行う如
く、作業工程が分断され、又、高価なセグメントを使用
するため、工事費が嵩み長期にわたる工事期間を必要と
している。

この作業工程の改善のため、近年、一次覆工セグメント
を省略した、コンクリートの場所打ちライニング工法の
開発が進められているが、型枠の移設、心金材の取り付
けに、多大の工数を要し、従来と同じく裏込注入を必要
とする。

また、掘進の反力支持に問題を残す等、未だ場所打ちラ
イニング工法の利点を充分に生かすことのできるシール
ドの出現には至ってない。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、シールド工法はセグメントを使用しない
場所打ちライニング工法の開発へと進んでいるが下記の
問題点が未解決であり工法の利点を充分に生かすことが
できない状況である。

すなわち （１）型枠の移設が面倒であり、作業者の労力に頼るた
め、多大の工数を要する。

（２）コンクリートの凝結をシールド、テールシール内
で行わせるため凝結後、シールドを前進させた場合掘削
外径とコンクリートライニング外径との径差を生じこの
空隙を充填するため、裏込注入が必要である。

（３）コンクリートの強度を保証するため、コンクリー
ト注入前に型枠内に全周にわたり心金材を設置するが、
空間に浮いた状態に設置するため、適切な方式がなく、
手作業により多くの工数を費やしている。

（４）従来、シールドの掘進は後方に組立てられたセグ
メントを圧して前進させるが、場所打ちライニング工法
の場合、コンクリートの凝結に相当の時間を要するた
め、これを待って前進させねばならず工程が長期化す
る。

以上の問題点を総合的に解決して、場所打ちライニング
工法の利点を充分に生かし得る、シールドを提供するこ
とがこの発明の目的である。

（問題点を解決するための手段及び作用） この発明は上記問題点に鑑みなされたものであって、型
枠の移設を油圧ジャッキにより前、後進時の単純な機械
方式に改め、シールド掘進時の推進反力を後方の凝結を
完了した強固な既設コンクリートライニングに支持させ
るグリッパ方式とし、コンクリート圧密ジャッキとシー
ルドジャッキを互いに相反する伸長方向に作動するよう
に直列に配置して、スキンプレート内に注入された未凝
結コンクリートをシールドの進行に伴って生ずるテール
ボイド部に自動的に流動圧入する如く考慮することによ
り、テールボイドへの裏込注入作業を省くことを可能と
し、又、コンクリート補強用心金材の設置を既設ライニ
ングの前端部に露出せしめた既設ライニングの心金材と
心金支持リングを設けたホルダーによりコンクリートが
凝結するまで確実に保持せしめるように構成し、安全、
確実に場所打ちライニング工法の利点を充分に生かした
シールドの提供を可能とするものである。

（実施例） つぎにこの発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図（ａ）および第１図（ｂ）は場所打ちライニング
工法用シールドの全体断面図でＸ−Ｘを境にして左右に
分けたものであり、シールドジャッキに連結され、シ
ールド本体の内面に密着して摺動する円環状のホルダ
とホルダにロックシールドにより、係合、解放自
在の内型枠及び内型枠に内型枠スライドジャッキ
を介して、前、後進可能に連結されたグリッパを主た
る構成要素としてコンクリート打設管は内型枠の内
面に固定されたコンクリート注入用のパイプであり、開
閉バルブを設けてある。

内型枠スライドジャッキの片端は、内型枠に連結さ
れ、その後方には摺動自在の中間支持枠を介して、コ
ンクリート圧密ジャッキが直列的に配置され、一端は
グリッパに連結されて、内型枠スライドジャッキ及
びコンクリート圧密ジャッキの伸縮力を内型枠とグ
リッパに伝え、内型枠ローリング防止器により回転
を係止して摺動するごとく構成されている。

グリッパ本体は図示断面形状の円環状鋼製枠であり、
グリッパジャッキ、クサビ及びリンクにより連結
され、トンネル軸心と平行に数分割されたシューより
なり、グリッパジャッキの伸縮によって、クサビと
シューの傾斜面によるクサビ作用でライニング内周面
を圧してグリッパを固定または解除する構造となってい
る。

ホルダの外周には全周にわたりシールが設けてあ
り、未凝結コンクリートがシールド内に流入しないよう
に防止している。

又、新しく打設するコンクリートライニングのための
心金材の前端部を移動自在に仮置きするための円環状
の心金材支持リング（外）、心金材支持リング（内）
が溶接固定されている。

又、ホルダとシールド本体の間には、回転を係止し
て摺動を可能とするホルダローリング防止器が設けて
ある。

このようにして成る場所打ちライニング工法用シールド
の作業工程例を第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
に基づいて説明する。

第２図（ａ）はシールド本体とスキンプレート内周面
と内型枠、ホルダ、凝結完了ライニングの端面と
によって囲まれた空間部Ａへコンクリート打設管か
ら、未凝結コンクリートを打設している状態を示す。

コンクリートは完全に地山と遮断されているため、土砂
がコンクリート内に流入することなく、均質なライニン
グが得られる。

この状態のとき内型枠スライドジャッキは最縮小、コ
ンクリート圧密ジャッキは最伸長、シールドジャッキ
は最縮小とする。

またホルダと内型枠、内型枠スライドジャッキ、
コンクリート圧密ジャッキ、中間支持枠、グリッパ
は第１図の如く連結されており、グリッパはグリッ
パ固定シリンダによりクサビを作動させてシュー
を凝結完了ライニング内面に圧し付け固定する。

またＡ部空間の長さＬはライニングの１リング分長さｌ
よりも若干長くセットする。

すなわちＬの長さは、シールド掘進中、スキンプレート
厚さ分が空間となる（テールボイド）容積に見合った量
だけ長くしておく。

つまりテールボイド：π/4（D₃ ²−D₂ ²）×ｌであるから Ａ部容積：π/4（D₂ ²−D₁ ²）×Ｌ＝π/4（D₃ ²−D₂ ²）ｌ
＋π/4（D₂ ²−D₁ ²）ｌであり、従って Ｌ＝ｌ×（２D₃ ²−D₂ ²−D₁ ²）／（D₂ ²−D₁ ²）より求ま
る。

第２図（ｂ）は次工程を示し、１リング分掘進した状態
を示す。

すなわちシールドジャッキが１ストロークLmm推進す
る間にコンクリート圧密ジャッキもシールドジャッキ
と同調して縮小し、実際のストロークがlmmとなるよ
うに同時運動させる。

（すなわちＳ＝Ｌ−ｌ分、長手方向の寸法を縮小させ
る。） この結果、先に打設した未凝結コンクリートはテールボ
イド部へ流動、圧入され、シールドは所定の１リング
分,lmm掘進する。

このようにすればコンクリートの流動、圧入量はテール
ボイドの量に見合っているから地山が隆起したり陥没す
ることがない。

第２図（ｃ）は次工程を示し、ロックシリンダを作動
させて、ホルダと内型枠の連結を解除してシールド
ジャッキを縮小し、ホルダもシールドジャッキの
縮小に伴い左方向へ移動した状態を示す。

打設コンクリートは１ストローク掘進時間中に略々流動
しない程度に凝結する品質のものを選択する。

この状態で新設のコンクリート補強用心金材の後端部
と既設心金材の前端部とをピンまたはボルトで結合
し、新設心金材の前端部を心金材支持リング（外）
、（内）にそれぞれ仮置きする。

このとき心金材支持リング（外）、（内）の左側に
はコンクリート圧密ジャッキのストローク長、Ｓに相
応する余裕空間を設けて、コンクリート圧密ジャッキ
伸長時に心金材の前進移動を妨げないようにする。

第２図（ｄ）は次の工程を示す。

内型枠スライドジャッキをストローク、Ｌだけ伸長す
ることにより内型枠をホルダとの連結位置に前進さ
せ、ロックシリンダを作動させてホルダと内型枠
を結合する。

以下第２図（ａ）に示す工程に戻りこのサイクルを繰り
返すことにより、連続的に場所打ちライニングを施行し
つつ掘進を続けるものである。

（発明の効果） この発明は以上詳述したようにして成るので、型枠の移
設が機械力によって行われるため、作業者に負担を与え
ず短時間に作業を進めることができる。

また打設コンクリートは地山に接することなく所要量打
設された後掘進に伴いテールボイド部へ流動、圧入、充
填されるので均質であり、地山の隆起、陥没動等問題を
起こすことがない。

さらに推進反力は凝結を完了したライニング内面にグリ
ッパシューを圧して支持するため、打設直後の強度の弱
いライニングに反力作用させることがないので破損のお
それがなく、コンクリート補強用の心金材もホルダの支
持構造により既設心金材と容易に結合が可能である。

またこの発明の構造によれば各圧力ジャッキの作動を自
動的に制御するシステムを組み自動化も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）はこの発明の実施例に関する全体
構造図で、Ｘ−Ｘを境にして左右に分けたものを示す。 第２図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれこの
発明の作業工程の説明図、第３図は従来技術の参考例を
示す。 １……シールドジャッキ、２……内型枠 ３……コンクリート圧密ジャッキ、４……グリッパ本体 ５……グリッパジャッキ、６……クサビ ７……シュー、８……シールド本体 ９……コンクリート打設管、10……ライニング 11……心金材、12……心金材結合ボルト 13……内型枠スライドジャッキ、14……中間支持枠 15……ホルダ、16……ロックシリンダ 20……シール、21……心金材支持リング（外） 22……心金材支持リング（内）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】場所打ちライニング工法用シールドにおい
   て、推進反力を後方の凝結を完了した強固なライニング
   の内面より圧することによって固定、支持する円環状グ
   リッパを設け、シールドジャッキとコンクリート圧密ジ
   ャッキを直列に配置し、掘進時にコンクリート圧密ジャ
   ッキをシールドジャッキと同調して縮小させるようにし
   て、スキンプレート内に打設した未凝結コンクリートが
   地山に接したとき、容積一定で長手方向の寸法を縮小さ
   せて、スキンプレートの容積に対応するテールボイドを
   充填するように流動圧入を可能とし、グリッパ機構と連
   接し、油圧ジャッキにより前後方向にスライドして、前
   進位置においてはコンクリート打設枠を形成し、後進し
   てコンクリート心金材設置作業の空間を設けるように配
   置された円環状の内型枠を設け、さらに円環状でコンク
   リートライニング打設時のライニングの前端面の構成部
   材メンバーであり、かつコンクリート心金材支持リング
   を有して、後端を既設ライニングの心金材に結合した心
   金材の前端部を支持し、シールドジャッキとコンクリー
   ト圧密ジャッキによる合成されたストロークに追従可能
   としたホルダをシールドジャッキロッド端に結合させた
   ことを特徴とする場所打ちライニング工法用シールド。