JPS5985100A - シ−ルド工法における覆工リングの固定支持方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシールド工法による随道等の掘削作業時に、シ
ールド機の推進反力、或いは覆工リングの位置を正確か
つ容易に保持せしめるために、シールド機のテールボイ
ドに組立られた覆工リングセグメント内側からボイド内
へ充填袋を無理なく局部的に膨出せしめて効果的にシー
ルド機を移動させる方法に関する。

地中に建設される陽道などを掘削するには、周知のよう
にシールド機を使用しているが、その、掘削作業の状況
によっては従来実施されている裏込め工法で処置するこ
とが困難な場合がある。たとえばシールド機を使用して
直進から急カーブを描いて掘削するような場合、当然の
ことながら所要長さを有するシールド機を地中で方向変
換するために、その側部を余掘りしてシールド機の後尾
を変位させることが行なわれている。しかし乍ら、この
方向変換のために所要の余掘りを行なうことは当然シー
ルド機の周辺に過度の空間を偏在させることになり、従
ってシールド機の推進時その安定性が損われることにな
り、また曲進時の反力は既に呉み立てた覆工リングに作
用するので、どうしてもシールド機の推進時その蛇行や
ピッチング現象は回避し難く、当然作業性も直進時に比
べて低下する等多くの問題点がある。

また、掘削地質が軟岩質の地帯や砂礫層などである場合
、シールド機により掘削した断面が該シールド機の外径
寸法よりも大きく掘削されることになり、そのためテー
ルボイドが当然大きいのでマシンテール部で組み立てら
れた覆工リングが機外に送り出された後直ちに裏込め材
の注入を行な′）次のでは、裏込め材がシールド機側に
流動することになるためやむを得ず裏込め注入作業が大
幅に遅れて行われることになる。そのために覆工リンク
は掘削トンネルの軸心に対して蛇行したり、或いはピッ
チングしたり、またはこれらの複合された状態となつ九
すして覆工リングが正しく埋設され難く々る等の問題点
がある。

そこで所かる問題点を解決する手段として、裏込め材の
シールド機側への流動を阻止する防壁が形成されるよう
特殊な袋を覆工セグメントの外周部に全体にわたり仕組
んだものを使用する方式が提案されているが、この形式
では袋の膨張が画一化して使用に支障を来たすほか、局
部填充ができない等の問題点を有する。

このような状況に鑑みて、斯かる問題点を解決する手段
として、シールド機のテールに連接して順次組み立て′
ｆｃ覆エリングと地山との間に裏込め注入する前段階に
おいて、覆工リングのセグメント内側からその背面と他
山との間に、裏込め材の如き早期凝結強度の得られる注
入材を、セグメントに予め組み合せた袋に注入して挟装
を膨出せしめ、この膨出袋を介してボイド部にコブ状の
局部的な固定物を形成し、この膨出したコブによって反
力を地山に保持させることで、覆工リングの安定を計り
、シールド掘削作業の合理化促進に寄与する局部固定工
法を先願発明により得たのであるが、この工法の実施に
際してボイド部に膨出する袋内に注入の充填材注入圧が
比較的高いので、注入と同時に袋に破損事故が発生した
場合、或いは目的達成状態において必要以上に充填圧を
付加して凝結開始前に袋を破損するようなことになると
、局部的な固定ができず、いたずらに注入材を空間に注
ぐだけになり、目的平膜を確実に行なっているか否かの
！詔ができにくいことが判った。要するに局部反力保持
のための膨出袋が膨出して地山に対し反力を取り得る状
態となることを作業側で適確に把握できる必要があるも
、これを合理的に確認できないままに、謂うなれば手さ
ぐりで行なう点で不充分であった。

本発明にては、このような未解決事坤を解消して覆工リ
ングの局部固定が作業部分で適確：て実施でき、膨出袋
の破損事故を防止すると共に作業者の感覚だけにたよる
ことなく局部固定のための注入状態を作業位置で目視し
て、合理的に作業を遂行できる局部固定方法を提供する
ことにある。

本発明は、シールド工法において使用する所要の覆工リ
ングのセグメントの適所に、背面側へ膨出できるように
収容装着した膨出袋とその支持筒体とからなる局部固定
装置を付設できるようにし、この局部固定装置に組込む
膨出袋はその外周より内側で適宜１固所を注入最高圧力
による作用力よりも弱い状態で縫い付けてその縫目から
外側に予備室を形成したものを用い、シールド機の掘進
作業条件に応じて前記セグメントの適所に設けた装着口
に前記局部固定装置４を装着して、セグメントの内側か
ら凝結早期強度の高い注入材を前記固定装置内装の膨出
袋に注入するに際し、注入側に圧力計を介在させ、注入
材により該膨出袋をセグメントの外側に突出させて膨ら
ませたとき予備室との仕切り縫目を１断させて膨出袋内
圧を一旦低下させ、しかる後所要注入圧に復元すること
を圧力計にて読み、地山とセグメントとの間に膨出させ
た袋にてその内部で凝結する注入材により局部的に覆工
リングセグメントを地山に保持させるようにしたことに
ある。

而して本発明における膨出袋としてはその一部に形成す
る破裂防止並びに充填確認兼破裂予防用予備スペース（
予ｆｊｉｉｉ室）は袋の先端部隅角、或いは両側部など
袋を破損しないで注入材の充填を損うことなく［：ませ
得るのに遮した個所に形成したものが採用でき、捷た袋
の形状については特殊な形にすることなく通常の角形袋
であればよい。

以下本発明を実在例について図面により詳述すれば次の
通りである。

先づ第１図に示すものは本発明工法に使用する局部固定
装置の一具体例であって、この局部固定装＠１１）は、
セグメン）　ｔｌＯｆに設けたねじ込み式の装着口（１
１）に先端部を螺着できるようにした外装管（２）と、
膨出袋（６）と、この膨出袋（６）を収容するための空
間部を形成するガイド筒（３）及び注入材の注入管鴨４
）と、膨出袋（６）の開口部を固定するための取付は環
（５）とを図示のように配してなるもので、膨出袋（６
）は外装管１２）内に固着した取付は環（５）に基端を
被嵌せしめたガイド筒（３）の該基端に係合させて共に
固着するようにして、ガイド筒（３）の内部に充分な長
さ適宜状氏で収容し、ガイド筒（３）の先端には保護キ
ャップ（７）を例えばカシメるなどして仮固定し袋の底
部が外力により破損しないように外されており、かつこ
の膨出袋１６）は適度な織目で通水性があって引張強度
の高い布で拡開した状態での形状が、円筒状、円錐状、
球状等任意のものが採用できるのである。そしてこの膨
出袋（６）には％２図に示す如く、袋体（６）の隅角部
を適宜スペースおいて破断用綺着部・１ｇ）を設け、こ
の縫着部ｉｓ）の縫糸は袋形成縫着部分の強度よりも弱
くなされており（注入材の注入圧力は一般に２〜３負程
度であって、この注入圧力に充分耐え得るよう袋は縫製
されている）、この縫着部＋ａ＋の外側は予備室（６ａ
）を構成する。前記した取付は環（５）の中央には注入
管（４）がガイド筒（３）内側に突出して設けてあり、
この注入管（４）に連接して接手を介してコック０４）
又は逆止弁を経て注入材の供給管と連結するようになっ
ている。

このような局部固定装置（１）はセグメントに設けた装
着口（１１）に装着して使用するのであり、所かる局部
固定装置を使用してセグメントの地山に対する固定を計
るには、その作業現場の状況に対応する手段を採用する
心悸がある。即ち、ｉ育進状態で使用するときりでは、
ｒめ覆工リングのセグメントに複数の装着口１１）（一
般の傷込め相性入口と共用できるものを１史用する）を
投げておくようにし、裏込め注入を行なう旧に准セグメ
ントをゆ１山に固定する必−要件かあると考えられる場
所では、第３図に示す（引く局部固定装置ｔｌ）の外装
管１２）をセグメン）　１１０１の所要個所の装着口、
＋１！に装着し、かつ注入管１４）に連接するコック１
＋＋）　（又は逆止弁）付きの接続管Ｖ１６）と注入材
の供給管とを接続し、かつこのコック（１４）の近傍に
Ｔ字接手：ｌηを介在させてダイヤフラムによる遮断室
を備えた圧力計（１匂を付設し、膨出袋（６）内への注
入状斃を？ｌｉ　４できる状態にして注入管（４）を通
じてガイド筒１３）内収容の膨出袋＋６ｊ内に注入材を
圧入すれば、その注入圧力（一般に２〜３￥Ｊ程度）で
もってガイド筒１３）端の保護キャップ（７）が外れて
該膨出袋（６）が突周部Ｃに飛び出して、他山Ａに充分
当接する１で膨出し、注入材りの充填量がほぼ膨出袋（
６）の予備室（６ａ）を除く容積で膨出許容状態まで充
満すれば、この間注入材供給管路中に１αけた圧力計１
国は所要注入圧力を指示しているが、充満した時点で予
備室（６ａ）を仕切る縫着部（ｇ）の縫糸が破断して、
該縫着部＋ｅ＋が開くので、その瞬間袋体１６１内と予
備室（６ａ）とは連通して袋内容積が一瞬増加し、その
結果袋（６）内圧力が低下することになるので、圧力計
（１情の指示圧が当然−瞬低下し、やがて余裕のできた
膨出袋（６）内に注入材りが補給されて充満することに
より元の圧力に回復して圧力計部がその状６を指示する
。この状態を注入作業者が目視して圧力計のｙ位作前を
確認して前記のように注入圧が高まつでいたのが一旦低
下して後回復してその址″！、に、持された状態になれ
ば、注入材りの充倶量がそのとき袋（６）の膨出状態に
おいて充満したことになり、この注入を停止することに
より該注入材りが凝結し、その結果との膨出袋（６）が
充填された注入材りと共にセグメント１ｉ０）の背面と
他山Ａとの間で局部的なコブＢ状に固結して、所副突ら
張りを構成することになるのである。この際、膨出袋は
その織目から内部残留気体や水分が外部に放出されるの
で迅速に注入材の充填と、それに伴なう袋の膨出とが行
なわれ、撒く短時間で目的操作が終ｒし、かつ注入材の
凝結か同時に：進行して局部的に凝結する。なお、この
注入材として凝結早期強度の高いものを用いるその−（
−１を示せば、その標ｃＶ！−配合として　Ｗｆ通ポル
トランｌ゛セメント２５０＋ｔ９．骨材としてり１）−
サンドの如きもの２５０＃ｓ起氾剤（たとえばアニオン
住ｆａ　性：’ｆ’Ｊとポリオ勾ジアルキレン、アルキ
ルエーテル型非イオン活性剤との配合物に硯媒コロイド
高分子起池安定剤などを配合したもの）２．０にｑ、安
定剤２．５Ｋ（Ｊ、と水３６０にｇにこｎらの総容積の
約３１％の空気１駄を混合したものをＡ喉とし、こｎに
水ガラス系の塑性強度調整剤を２０８１ｃｌｊ　Ｂ液と
して、この両液を混合して注入することにより混合後は
速やかにゼリー状を呈し、従って１膨出液内に充填さｔ
Ｌ−Ｃも安定し、凝結も急速に行なわれて早期強度が得
られやすい。（このような成分の注入材のみに限定びれ
るものではない。）そしてこのように注入材は急速凝結
する性質のものを使用するので、膨出後方−袋の一部が
破れるようなこ七１（なっても、）彫出形戎された暗出
コブはその形状を崩すことなく破裂部から外部に漏出す
るだけでやがてｊｒ！ｔｌ化し、目ｒ勺は達成できるの
である。このようにし７て前記、のような嬰１頂で組立
られた覆工リングの周囲にｌ′ｇ′ｒ錫！り醗した各セ
グメント付設の局部固定装置シ１）ごとに、１；１は次
若しくは一斉に注入相分供給することにより、該覆工リ
ングは掘削さｉた地山に対して故個所で確Ｖに弓部支持
して固定することになる。なお、この際周囲の上半部に
あっては、セグメント・＋０）から空間部Ｃに突出した
膨出袋（６）が重力によって背面に市い垂れ下がること
（（なるも、膨出袋１６）の自在性（でより注入材の充
満で地山Ａに対して当接し固定することが容易に行なわ
れるのである。

而して零発り］方法によれば、近時都市土木におけるシ
ールド工事での急カーブを描く掘削作業での問題点の解
決が容易になし得るのであり、この作業時には第４図及
び第５図にて示す如く、余掘りされた側に対応する所要
のセグメントには、１セグメントにつき円周方向に１又
は複数個の装着口を付設したものを用い、このセグメン
ト＋１０）の各装着口ＩＩＩ！にそれぞれ局部固定装置
（１）を取付け、この各局部固定装置（１）を前記要領
で一斉に若しくは■次作−１させることにより、セグメ
ン’ｐ、　ｕｏｌの背面と地山Ａとの間に複数の膨出袋
（６）が突出し、注入材の充填によって凝結したコグＢ
が地山Ａとセグメント叫との間隔の不均一であるにもか
かわらず、それぞれの対向位置の状態に応じて突っ張り
合い、その結果覆工リングが掘削部の地山に安定状彰で
固定されるのである。従ってシールド機の曲進時におけ
る推進反力を覆工リングに対して直接受は持たせること
が可能になり、その結果余堀り歓が多くなっても何等支
障なく安定状態で掘進できるのである。このように局部
固定を行なえば、現場の地質にもよるが直ちに裏込めを
行なわすとも推進できることになり、また局部固定の故
を多くすることで空隙を少なくして、裏込め材のシール
ド機側への済、＃Ｊを阻止するのに役立て得ることにな
るので、裏込め材に凝結速度が早くて早期強度の高い特
性を有したものを使用することにより、シールド機側へ
の裏込め材の流動を阻止して速やかに別のセグメント（
テーパーリング部等）の注入口から裏込め材の圧入作宸
が行なえ、地山の崩落などを防止するこ々かり能となり
、より効果的な急曲線のシールド］１１削作業が実施で
きるのである。

なか、各局部固定装置ｔｌｌ’Ｆｃおける注入材りの凝
結後は、外装管！２１のセグメント１１０１装着１コ！
ＩＩ　Ｋ対する螺着を解いてそのねじ別しく／ｆより、
凝結した膨出袋ｔＧ＋と外装管１２）に対する固着部で
の切断を容易ならしめるために、ガイド筒（３）と注入
管（４）（この注入管を匂かくしたときには必要なし）
との外装管（２）４着端部に対応する位置の外周面に設
けた切溝＋３’ｌ、＋４’１部で外装“ぎ（２）を収り
外した際凝結側が残留して切断分離し、それ故に外装管
（２）の収り外しにより開放されたセグメントの注入口
端部分で袋を切ｌ＃１することにより装置のセグメント
内側に突出した部分を完全ＶＣ収り除き、以後の作業に
支障を来たすことはないのである。

斯くの如く本発明方法によればセグメント内側から地山
との空間部に対して注入材を膨出袋を介して局部的に注
入膨出させ、局部的に覆工リングを固定するに１祭し、
局部固定用の膨出袋内に予備スペースを破断可能にした
縫着部で仕切って１ヒ成しておき、この膨出袋に所要の
注入材を圧入膨出させたとき、その仕切り縫着部をＴＩ
Ｌ断させることで、一時的に袋内を減圧して、急激な膨
出による先づ膨出袋の破裂を予防し、次に注入管部に付
設の圧力計でもって注入圧の変化を読取ることで膨出袋
による局部固定操作を作業個所で確認できるようにし、
合理的に地山と覆工リングとの固定作業が実施できるよ
うになり、シールド工法における従来の問題点を解決し
、円滑に掘削作業の推進が図れるようになったのである
。

なお、本発明の局部固定支持手段によれば、軟岩質の地
層など安定した地層でのシールド工法による掘削現場で
の覆工作業裏込め前処理として、覆工リングの軸芯を掘
削軸芯に合致させるような目的で使用することにも当然
採用でき、効果的に取扱えるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するのに使用する局部固定装
置の一部切欠き縦断面図、第２図は膨出袋の一具体例平
面図、第３図は作動怨様を示す一部縦断曲図、第４図及
び第５図は曲線掘削作業での文持想様例を示す図である
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シールド工法において使用する所要の覆工リングのセグ
   メントの適所に、背面側へ膨出できるように収容装着し
   た膨出袋とその支持筒体とからなる局部固定装置を、シ
   ールド機の掘進条件に応じて装置し、この局部固定装置
   組込みの膨出袋はその外周より内側で適宜個所を注入最
   高圧力による作用力よりも弱い縫着部で仕切って外側に
   予備室を形戎したものを用い、セグメントの内側から凝
   結早期強度の高い注入材を前記同定装置内装の膨出袋に
   注入するに際し、注入側に圧力計を介在させ、注入材に
   より該膨出袋をセグメントの外側に突出させて膨らませ
   たとき予備室との仕切り縫着部を破断させて膨出袋内圧
   を一旦低下させ、しかる後所要注入圧に復元することを
   圧力計で確認することにより地山とセグメントとの間に
   膨出させ九袋にて、その内部で凝結する注入材により局
   部的に覆工リングセグメントを地山に保持させることを
   特徴とするシールド工法における覆工リングの固定支持
   方法。