JPS6145037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は地下鉄、電力ケーブル、上下水道等
のトンネル工事を施行するためのシールド掘進装
置に関するものである。

この種のトンネル工事は、一般にシールド掘進
機によりトンネルを掘削し、掘削したトンネルの
内周をセグメントやコンクリートにより覆工した
後、覆工されたセグメントコンクリートに対する
反力を以て前記シールド掘進機を前進させてトン
ネルを掘削するという作業を繰返すことにより行
なわれている。

ところで、従来のシールド掘進機による掘削作
業後のトンネルの覆工および覆工後のシールド掘
進機の推進は、所定形状のセグメントをセグメン
トエレクターによりトンネルの内周面に配列して
組付け、組付けたセグメントに対する反力を以て
シールド掘進機を前進させる一般的なセグメント
方式のほか、セグメントを使用しない方式として
は、円周方向に分割されたコンクリート打設用型
枠を機械的に配列して組立て、コンクリートを打
設するが、この打設コンクリート内には、トンネ
ルの長手方向に順次連接されるプツシユロツドを
円周方向に間隔を設けて配列しておき、このプツ
シユロツドを反力としてシールド掘進機を前進さ
せ、また前記型枠はコンクリートの固化後取外す
プツシユロツド方式や、最近開発されたもので、
掘削作業後のトンネル内に鉄筋を組むと共に内側
に型枠を組んでコンクリートを打設し、打設直後
のまだ固まつていないコンクリートを妻型枠兼用
のプレスリングにより高圧でプレスすることによ
りシールド掘進機を前進させる場所打ちコンクリ
ートプレス方式等がある。

しかし、セグメント方式は、セグメントが高価
なため工事費が高いこと、狭いトンネル内でのセ
グメントの取扱い作業は危険であること、セグメ
ントによる一次覆工のほか、裏込注入および二次
覆工が必要で工程が複雑であること等の欠点があ
つた。

また、プツシユロツド方式はプツシユロツドが
高価で工事費が高くなり、プツシユロツドを配設
するための作業も困難であること、打設したコン
クリートがある程度硬化してからシールド掘進機
を前進させるので、工期が長くなること等の欠点
があり、更に、場所打ちコンクリートプレス方式
は、打設直後のコンクリートにシールド掘進機の
推力が作用しコンクリートが必要以上に加圧され
るので過大圧になり地山を傷めたり、硬化途中の
コンクリートが劣化するおそれがあること、コン
クリートに高圧が作用するため型枠の強度を大き
くする必要があること、型枠の組立ておよび取外
し作業が複雑で、特にトンネル底部の処理が困難
であること等の欠点があつた。

この発明は上述の点に鑑みなされたもので、場
所打ちコンクリート方式を採用することにより、
前記したセグメント方式の欠点を除去し、またシ
ールド掘進機の推進反力はグリツパー装置を介し
既に固化したトンネル後方のコンクリートにとる
ことにより、打設直後のコンクリートには悪影響
を与えず、しかも型枠の軽量小型化を図つて、型
枠の組立て、取外し、および移動作業を自動化し
て作業を簡略化し、工期の短縮並びにコストダウ
ンを図れるシールド掘進装置を提供することを目
的としている。

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

１はシールド掘進機で、機械式のほか手掘式、
セミ機械式等の種類があり、最前端に位置してト
ンネルの掘削作業を行なう。

２は外周にシールリング２ａを装着した第１プ
レスリングで、このプレスリング２は前記シール
ド掘進機１の後端を開口した後部ケーシング１ａ
内の長手方向に摺動自在に配装され、シールド掘
進機１内の周方向に間隔を設けて配備した複数の
方向制御ジヤツキ３を介してシールド掘進機１に
接続支持されている。また、各方向制御ジヤツキ
３間の周方向にはシールド掘進機１に前端が固定
された加圧用ジヤツキ４が配備されているが、各
加圧用ジヤツキ４の後端ヘツド部４ａは前記プレ
スリング２を貫通してその後方へ突出している。

５は前記第１プレスリング２の後端に隣接して
固定されたコンクリート打設用型枠装置で、この
型枠装置５は上端が枢着された一対の半円筒状分
割型枠６をこれらの各下端部間に張設した伸縮ジ
ヤツキ７を介してある程度拡縮可能に連結し、ま
た分割型枠６を周方向に間隔を設けて配備した複
数の中折れジヤツキ８を介して長手方向に屈曲可
能に接続して構成される。

９はトンネル内の既設コンクリート内壁面に押
圧固定されるグリツパー装置で、前記第１プレス
リング２の後端に前端が固着され、かつ型枠装置
５内を長手方向に貫通又は隣接して周方向に間隔
を設けて配備した複数の長尺な推進ジヤツキ１０
を介して第１プレスリング２と接続された第２プ
レスリング１１と連接し、この第２プレスリング
１１の両側より後方へ一対の支持部材１２を相対
向して延設し、各支持部材１２の後端に上下両端
部にコンクリート内壁面に転接するローラ１３ａ
を配備したガイドローラ装置１３を突設し、また
各支持部材１２の長手方向に間隔を設けて上下方
向に伸縮可能な複数のグリツパージヤツキ１４を
装設して、各グリツパージヤツキ１４の上下両端
部にそれぞれ相対向して半円筒形のグリツプ部材
１５を固設し、ジヤツキ１４の伸縮動により各グ
リツプ部材１５が対向的に半径方向へ移動するよ
うに構成されている。なお、第１図中の符号１６
はコンクリートの注入管である。

次に上記の如く構成した実施例の装置によるシ
ールド工法を説明する。

第１図はグリツパージヤツキ１４を伸長して各
グリツプ部材１５を、既に固化しているトンネル
内の既設コンクリートＡ内壁面に押圧固定した状
態を示しており、この状態の下に推進ジヤツキ１
０の伸長を開始して型枠装置５を第１プレスリン
グ２と共に前進させながら、トンネル内周と分割
型枠６間に形成される空隙にコンクリート注入管
１６よりコンクリートＡを注入、打設し、また第
１プレスリング２の前進によりシールド掘進機１
も同時に前進するので、方向制御ジヤツキ３を用
いてその推進方向を制御し掘削作業を行なう。な
お、前記コンクリートＡの打設の際、加圧用ジヤ
ツキ４を適宜伸長して打設直後のコンクリートＡ
を加圧するようにする。

このようにして、前記推進ジヤツキ１０が最大
ストロークに達するまで伸長させて、シールド掘
進機１と型枠装置２を漸次前進させていき、トン
ネルの掘削作業とコンクリートの打設作業とを並
行して行なうものである。なお、この間グリツパ
ー装置９は既設のコンクリートＡ内壁面に押圧固
定され、シールド掘進機１を前進させる際、その
反力を方向制御ジヤツキ３、第１プレスリング２
並びに推進ジヤツキ１０を介してこのグリツパー
装置９で受ける。また、型枠装置５を前進させる
時には、伸縮ジヤツキ７を適宜操作させて分割型
枠６を縮径してコンクリートＡ内壁面から離間さ
せて行なう。

そして、推進ジヤツキ１０が最大ストロークに
達した時点で、シールド掘進機１および型枠装置
５を定位置に固定し、この状態の下でグリツパー
ジヤツキ１４を収縮させてコンクリートＡ内壁面
よりグリツプ部材１５を離間することによりグリ
ツパー装置９は後端のガイドローラ装置１３によ
り移動自在に支持されるから、推進ジヤツキ１０
を収縮することによりグリツパー装置９はトンネ
ルの前方へ移動する。

ここで、グリツパージヤツキ１４を伸長させて
再び既設の固化したコンクリート中壁面にグリツ
プ部材１５を押圧固定して第１図に示す状態に戻
し、前記と同様の過程を繰返すことによりシール
ドトンネルを完成するものである。

以上説明したように、この発明のシールド掘進
装置は、シールド掘進機、コンクリート打設用型
枠装置、ガイドローラ装置付きグリツパー装置を
順次、ジヤツキを介して長手方向に接続した構造
からなり、グリツパー装置を既設の固化したコン
クリート内壁面に押圧固定した状態でジヤツキを
伸長させ、シールド掘進機、および型枠装置を前
進させながらトンネルの掘削作業とコンクリート
による場所打ちライニング作業を略同時に行ない
得るようにしているから、高価なセグメントを使
用する必要がなく、工事費の大幅なコストダウン
が図れると共に、狭いトンネル内でセグメントを
取扱わないので作業の安全性が向上し、またセグ
メントを使用する場合、セグメントによる一次覆
工のほか、裏込注入、二次覆工の三工程を要する
が、これらが一度にできるため作業能率が高い。

更に、シールド掘進機を前進させる際の反力は
グリツパー装置を介して既設の固化したコンクリ
ートにとるので、打設直後のコンクリートに過剰
圧力を及ぼすことがなく、従つて打設したコンク
リートの硬化に悪影響を与えず、しかもコンクリ
ートが硬化するまで待機する必要がないので、工
期を大幅に短縮できるほか、グリツパー装置と型
枠装置間のジヤツキが最大ストロークに達するま
でトンネルの掘削作業とコンクリートの打設作業
を連続的に行なえる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のシールド掘進装置の実施例
を示す縦断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は
第１図の一部を欠如した右側面図である。 １……シールド掘進機、１ａ……後部ケーシン
グ、２……第１プリスリング、２ａ……シールリ
ング、３……方向制御ジヤツキ、４……加圧用ジ
ヤツキ、４ａ……ヘツド部、５……型枠装置、６
……分割型枠、７……伸縮ジヤツキ、８……中折
れジヤツキ、９……グリツパー装置、１０……推
進ジヤツキ、１１……第２プレスリング、１２…
…支持部材、１３……ガイドローラ装置、１３ａ
……ローラ、１４……グリツパージヤツキ、１５
……グリツプ部材、１６……コンクリート注入
管、Ａ……コンクリート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド掘進機と、 該シールド掘進機の後端を開口した後部ケーシ
   ング内で長手方向に摺動自在に配装され、周方向
   に間隔を設けて配備された複数の方向制御ジヤツ
   キを介して前記シールド掘進機と接続された第１
   プレスリングと、 該第１プレスリングの後端に連接され、伸縮ジ
   ヤツキを介して拡径可能なコンクリート打設用型
   枠装置と、 該型枠装置を長手方向に貫通又は隣接して周方
   向に間隔を設けて配備された複数の推進用ジヤツ
   キを介して前記第１プレスリングと接続された第
   ２プレスリングと連接し、グリツパージヤツキを
   介して半径方向に拡縮するグリツプ部材およびト
   ンネル内の既設コンクリート内壁面に転接するガ
   イドローラ装置を備えたグリツパー装置とを具備
   していることを特徴とするシールド掘進装置。