JPH0784839B2 - 場所打ちシールド掘進機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はコンクリートを現場打ちして構築するシールド
掘進機に関するものである。

＜従来の技術＞ シールドトンネルを構築するにあたっては、既製のセグ
メントを現場で組み立てる方法と、型枠を用いて現場で
コンクリートを打設して構築する方法が存在する。

本発明は後者の構築技術に関するものである。

一般にコンクリートを現場打ちする場合、シールド掘進
機のテールプレートの内側後方に内型枠を配置し、その
型枠に反力をとって掘進機を前進させ、同時に型枠と地
山間にコンクリートを場所打ちするシールド掘進機が採
用されている。

この場合、内型枠の切羽側端部とテールプレートとの間
には、一般に妻板と呼ばれる板材を配置して枠組みが行
われる。

＜本発明が解決しようとする問題点＞ 従来技術には次のような問題点が存在する。

即ち、フレッシュコンクリートの流出を考慮すると、妻
板とテールプレートの内周面との間の間隔は大きく設定
することができない。

このようにテールプレートの内周面と妻板との間の間隔
が非常に小さいため、掘進方向の修正時やカーブ施工時
においては、妻板が邪魔になりシールド掘進機の操縦性
が悪くなる。

特に、カーブの半径が小さくなると施工が不可能となる
場合もある。

＜本発明の目的＞ 本発明は以上の点に鑑みなされたもので、シールド掘進
機の掘進方向の修正時やカーブ施工時においても操作性
に勝れたシールド掘進機を提供することを目的とする。

＜本発明の構成＞ 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

＜イ＞装置全体の構成（第１図） シールド掘進機４の内側後方には内型枠５を環状に位置
せしめる。

シールド掘進機４の前進は内型枠５に反力を取って行
う。

一方打設したコンクリート７の妻側からの流出は後述す
るプレスリングによって阻止する。

打設したコンクリート７はプレスリングを介してプレス
ジャッキ６で加圧するが、コンクリートはプレスリング
の撤去後、圧力保持リング１によって加圧し続けられ
る。

＜ロ＞圧力保持リング（第１図） 圧力保持リング１は環状の円盤である。

この圧力保持リング１は、タイロッド２と協働してコン
クリート７を加圧し続けた後、そのまま埋め殺されてト
ンネルのコンクリート７を補強することを目的とした組
立式のリング部材である。

この圧力保持リング１の板面には、タイロッド２の貫通
用の孔が複数開設してある。

シールド掘進機４の操縦性を向上させるために、圧力保
持リング１の板幅はコンクリートの履工厚よりも小さく
設定する。

圧力保持リング１の板幅を小さくすると、シールド掘進
機４のテールプレート41および内型枠５との間隙量が大
きくなってフレッシュコンクリートの流出が予想され
る。

逆に圧力保持リング１の板幅を大きくとると、方向修正
時やカーブ施工時などにおけるシールド掘進機の操縦性
が悪化することが予想される。

そこで本発明は、まず、圧力保持リング１の板幅を小さ
くしてテールプレート41および内型枠５の各面との接触
を回避して、シールド掘進機４の操縦性を確保する。

そして、次記するプレスリングによってフレッシュコン
クリートの流出の規制を図る。

＜ハ＞プレスリング（第１、２図） プレスリングは、シールド掘進機のテールプレートの内
径とほぼ等しい外径を有する外側環状体と、型枠の外径
とほぼ等しい内径を有する内側環状体とを、トンネルの
半径方向に相互に摺動自在に組み合わせ、外側環状体の
内周面あるいは内側環状体の外周面に沿って複数の凹部
を設けて構成したものであり、例えば下記の環状ボック
ス３と環状妻板８とによって構成する。

（１）環状ボックス 環状ボックス３は中空の長い角筒柱を環状に曲げた形状
の容器であり、内型枠５の外径とほぼ等しい内径を有し
ている。

この環状ボックス３は内型枠５の切羽側の最先端の水力
伝達型枠51の外側に摺動自在に搭載する。

さらにこの環状ボックス３の前後の面には、多数のタイ
ロッド２の挿入孔を開口し、環状ボックス３の機体側に
はタイロッド２の接合作業などを行う作業孔を開口す
る。

さらに環状ボックス３の機体側の面にはセンターホール
ジャッキをプレスジャッキ６として取り付ける。

さらにこの環状ボックス３の外周面にはスリット31を全
周にわたって開設する。

（２）環状妻板 環状妻板８は、その外径をテールプレート41の内径とほ
ぼ等しく形成した環状の板体であり、第２図に示すよう
に、その内周面の全周に沿って、タイロッド２の径より
大径の凹部81を複数設ける。

この凹部81は、後述するように環状妻板８がタイロッド
２側に押された時に、タイロッド２を包囲する位置に、
タイロッド２と同数だけ設ける。

さらに環状妻板８は、円周方向に分割可能に構成する。

そのため、組立、解体、運搬等を容易に行うことができ
る。

そして、環状ボックス３のスリット31内に環状妻板８を
位置させる。

この環状妻板８は環状ボックス３に固定するのではな
く、それらの重合部において相互にトンネルの半径方向
に摺動自在な状態で位置させる。

＜ニ＞環状妻板の作動 環状妻板８は環状ボックス３内に摺動自在に収納されて
いる。

そして環状ボックス３は内型枠５の端の推力伝達型枠51
の上に搭載されている。

一方、内型枠５は正確な中心線を維持しており、シール
ド掘進機４は掘進中に上下、左右に移動して中心線から
外れてしまうことは避けられない。

ところが本発明の環状妻板８の外周はシールド掘進機４
のテールプレート41の内側に接触している。

したがって、環状妻板８は環状ボックス３内で自由に移
動しつつ、つねに妻板としてコンクリートの流出を阻止
することになる。

＜本発明の作用＞ つぎにトンネルの施工方法について説明する。

（イ）タイロッドの延長 第３図で前工程で構築したコンクリート７の端部を示
す。

このコンクリート７の端には、圧力保持リング１とタイ
ロッド２が露出し、そして各タイロッド２の端には定着
具21が装着してある。

このコンクリート７に新たなコンクリートを打ち継ぎす
るには、まず既設のコンクリート７から突出するタイロ
ッド２に接続具22を螺着して別途のタイロッド２を接続
する。

（ロ）リング類の組み付け（第４図） 続いて、トンネル内に分割された圧力保持リング１を搬
入する。

シールド掘進機４のテールプレート41内では推力伝達型
枠51を内型枠５と離して機体側に１スパン分移動させて
位置させている。

そこでこの推力伝達型枠51の上に位置させた環状ボック
ス３の側面に圧力保持リング１を仮に固定して組み立て
る。

圧力保持リング１を組み立てる際、第４図に示すように
各タイロッド２を圧力保持リング１および環状ボックス
３、および環状ボックス３に固定したプレスジャッキ６
内を貫通させる。

（ハ）型枠の組み立て（第５図） 次にテールプレート41の内部で内型枠５を組み立てる。

（ニ）コンクリートの圧入（第６図） 環状妻板８と環状ボックス３とによって妻側を閉塞し、
内型枠５内とテールプレート41とで包囲された遮蔽空間
を形成する。

この遮蔽空間内の全域に、内型枠５に接続したコンクリ
ート注入管からコンクリート７を注入する。

（ホ）コンクリートの加圧（第７図） つづいてプレスジャッキ６を一斉に作動して各タイロッ
ド２を牽引すると、まだ硬化しない状態のコンクリート
７が加圧される。

コンクリート７の加圧中、環状妻板８がテールプレート
41に接触しているから、コンクリート７の妻側からの流
出が規制される。

（ヘ）シールドの掘進（第８図） シールド掘進機４側に設けた掘進用ジャッキ42を伸長し
て内型枠５に反力を得ながら、シールド掘進機４を前進
させる。

すると、シールド掘進機４の前進と同時にテールプレー
ト41も切羽側に移動する。

その結果、コンクリートはテールプレート41の通過によ
り露出した地山に押し付けられる。

コンクリート７が地山に密着するまでの間は、プレスジ
ャッキ６で加圧し続ける。

（ト）圧力保持リングの定着 シールド推進完了後にコンクリート７中の余剰水が排出
されたら、環状ボックス３の作業孔を利用して、定着具
21を締め付け、圧力保持リング１を定着する。

定着具21としては、ねじ込み式や、あるいは楔式、ある
いはタイロッド２の外周に窪みを配列したものに、タイ
ロッド２の横方向から装着できるクリップ式などを採用
することができる。

（チ）環状ボックスの撤去 圧力保持リング１の定着作業を完了したら、推力伝達型
枠51と一緒に環状ボックス３を撤去する。

以上の工程を繰り返して、順次コンクリートを打ち継ぎ
して所定のトンネルを構築する。

（リ）曲線通過、方向修正時 トンネルが曲線を通過したり、掘進方向を修正する場
合、シールド掘進機４と内型枠５との相対的移動量に応
じて環状妻板８が自由に移動して、常に環状ボックス３
とテールプレート41との離れ間隔を補うことになる。

したがってシールド掘進機４の自由な動きが許容される
から円滑に施工できる。

［環状妻板の凹部の作用］ シールド掘進機４が曲線施工部等を通過する際には、曲
線施工部の内側に位置する環状妻板８は、環状ボックス
３内をタイロッド２側に押し込まれることになる。

しかし、本発明の環状妻板８には、凹部81が設けてある
ため、環状妻板８の内周面側にはタイロッド２にぶつか
ることなく、タイロッド２を包囲するように、環状ボッ
クス３内に押し込まれることになる。

そのため、曲線施工部の内側に位置する環状妻板８が環
状ボックス３内に移動する距離が長くなり、シールド掘
進機４のテールプレート41も追従して内側に大きく移動
することができる。

従って、トンネルの小径曲線部の施工が容易に行え、シ
ールド掘進機４の操作性が向上する。

＜その他の実施例＞ 上記の実施例は、環状ボックス３の外周面側に環状妻板
８を摺動自在に位置させるものであるが、その他の実施
例として、その逆の場合でも上記実施例と同様の効果を
得ることができる。

即ち、環状ボックス３の外径をテールプレート41の内径
とほぼ等しい寸法に形成し、環状妻板８をテールプレー
ト41の内径よりやや小径に形成する。

そして、環状ボックス３の内周面側にスリットを設け、
そのスリット内に環状妻板８を円周方向に摺動自在な状
態で位置させる構造である。

この場合、環状妻板８の凹部81は、環状妻板８の外周面
に沿って同様に設けるようにする。

＜本発明の効果＞ 本発明は以上説明したようになるから、つぎのような効
果を得ることができる。

（イ）内型枠の位置はつねに正確な中心線上に位置して
いる。

一方シールド掘進機の方は必ずしも正確に掘進すること
はできない。

したがって両者の間の距離は常に変化していることにな
り、その結果コンクリートを打設した場合に妻側からの
コンクリートの流出の可能性が発生する。

しかるに本発明は、プレスリングの内周は常に型枠外周
面と接触し、またプレスリングの外周は常にシールド掘
進機内周面と接触しており、プレスリング幅の変化は、
２つの環状体の重合部で行われる。

従って、何等操作を行わなくても、プレスリングと型枠
外周面及びシールド掘進機内周面との間は常に閉塞され
おり、コンクリートの流出を確実に防止することができ
る。

また、２つの環状体を組み合わせただけの簡単な構造で
あり、コストの低減を図ることができる。

（ロ）型枠とシールド掘進機とに間隙を発生させない環
状妻板がスライド自在に位置しているから、シールド掘
進機は半径の小さい曲線の施工をスムーズ行うことがで
きる。

（ハ）シールド掘進機が曲線施工部等を通過する際に
は、曲線施工部の内側に位置する環状妻板は、環状ボッ
クス内をタイロッド側に押し込まれることになる。

しかし、本発明の環状妻板には、凹部が設けてあるた
め、環状妻板の内周面側はタイロッドにぶつかることな
く、タイロッドを包囲するように、環状ボックス内に押
し込まれることになる。

そのため、曲線施工部の内側に位置する環状妻板が、環
状ボックス内に移動する距離が長くなり、シールド掘進
機のテールプレートも追従して内側に大きく移動するこ
とができる。

従って、トンネルの小径曲線部の施工が容易に行え、シ
ールド掘進機の操作性が向上する。

（ニ）環状妻板は、円周方向に分割可能に構成する。

そのため、組立、解体、運搬等を容易に行うことができ
る。

（ホ）地山と型枠間にトンネルの軸方向に補強材を配置
し、この補強材に反力を取って圧力保持リングを埋め殺
し、コンクリートの圧縮を保持し続けることができる。

これによって、トンネル躯体にトンネル軸方向のプレス
トレスを導入することができ、トンネル躯体全体の強度
を向上させることができる。

また、このとき本発明の装置では、コンクリートの内側
から鉄筋までの被り代を一定に保ちながら施工できる。

（ヘ）各ライニングの切羽側端部に圧力保持リングを残
置させるため、まだ固まらないコンクリートが切羽側に
流出するのを防止することができる。

従って、シールドマシンの推進とコンクリートのプレス
を同時に行うことができ、施工時間の短縮を図ることが
できる。

（ト）本発明のシールド掘進機は、推進反力を内型枠に
とる方法であり、場所打ちしたコンクリートを加圧する
のは、推進ジャッキとは別体の加圧専用のプレスジャッ
キにより行う。

従って、プレスジャッキの油圧調整によりコンクリート
の加圧力を微調整することができ、良好なコンクリート
ライニングを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の一実施例の説明図 第２図：環状妻板の説明図 第３〜８図：施工順序の説明図

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 伸行 神奈川県横浜市港北区太尾町778―５ (72)発明者 西尾 仁 神奈川県横浜市緑区藤が丘２―３―17 (72)発明者 前田 強司 東京都町田市成瀬１―16―22 (72)発明者 赤澤 正幸 東京都町田市南成瀬１―14―17 (56)参考文献 特開 昭59−27093（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−223298（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−125496（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールド掘進機の内側後方に環状の型枠を
   位置せしめ、 内型枠に反力をとって掘進機を前進させ、 同時に型枠と地山間にコンクリートを場所打ちするシー
   ルド掘進機であって、 場所打ちしたコンクリート内に配置した補強材に反力を
   取って、コンクリートの圧縮を保持する環状の圧力保持
   リングと、 シールド掘進機のテールプレートの内径とほぼ等しい外
   径を有する外側環状体と、内型枠の外径とほぼ等しい内
   径を有する内側環状体とを、トンネルの半径方向に相互
   に摺動自在に組み合わせ、外側環状体の内周面あるいは
   内側環状体の外周面に沿って複数の凹部を設けて構成し
   たプレスリングとを有することを特徴とした、 場所打ちシールド掘進機。