JPS621356Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はシールド掘進機により掘削したトンネ
ル孔と、該トンネル孔を保護すべくトンネル孔よ
りやや縮径した外径に設置されるセグメントとの
間隙を充填するモルタル等の裏込剤を注入する裏
込剤注入装置に関する。

一般的にトンネル工事に使用されるシールド掘
進機は、円筒状に形成したシールドフレームの地
山切羽に臨む前方開口部に備えた掘削機器により
切羽を掘削して、シールドフレームの外径とほぼ
同径の円形トンネル孔を地山中に形成し、該トン
ネル孔を保護する内壁材としてのセグメントをシ
ールドフレーム内で円形に組立てて、これを上記
トンネル孔に沿わせて設置することが公知であ
り、上記セグメントの外径はトンネル孔内径より
もやや縮径されトンネル孔との間には間隙を生じ
ている。該間隙をそのまま放置することは地山の
崩壊や地盤沈下等の事故を招来するのでこれの防
止上、該間隙を充填閉塞すべくモルタル等（以下
裏込剤という）が注入される。該注入技法の一つ
としてセグメントに穿孔した注入孔からホース等
を介して注入することが実施されていたが、その
効果が不確実のため第１図に示すごとき注入装置
の大部分をシールドフレームの外方に突出固設さ
せたものが使用されるに至つた。図中、１はシー
ルド掘進機であり、２はその外殻体をなす円筒状
のシールドフレームであり切羽Ｙに臨む本体部分
２ａとトンネル孔（図示鎖線）Ｔに臨むテール部
分２ｂとから形成される。２ｃは切羽Ｙに接する
前端縁であり、２ｄは後端縁でありテールシール
取付部材２ｅを備える。３はシールドフレーム２
内に張設される隔壁であり、図示省略した掘進機
器や作業員および掘削土砂排出手段等を出入させ
るための開口を開閉自在に備える。４はシールド
ジヤツキであり、シールドフレーム２の内周円に
近接した同心円に多数配置され、その伸長により
掘削機１を前進せしめる。５は本体部分２ａの内
周部に設けたジヤツキサポートであり、６ａ・６
ｂはリブ材である。７はテール部分の後端縁２ｄ
に取付けられるテールシールであり、その内周面
がセグメントｓの外周面に密接して、トンネル孔
Ｔの内周面とセグメントｓの外周面に生ずる間隙
Ｇに存在する地下水や上述の裏込剤がシールドフ
レーム２内に流入することを防止するものであ
り、以上は一般的なシールド掘進機の構造であ
る。次に説明するものは裏込剤注入装置をシール
ドフレーム２の外方に突出固設させたものであ
り、８は裏込剤送給管であり本体部分２ａの上部
を貫通して外方に延出し送給口９を注入管１０に
接続している。注入管１０はシールドフレーム２
の外方でトンネル孔Ｔ側に延出し、テールシール
７付近で間隙Ｇに臨ませた吐出口１１を備えたノ
ズル部１２を形成している。１３はその端部塞ぎ
材である。１４はノズル部１２を支承すると共に
後述する洗浄水をシールする支承部材である。１
５はノズル部１２を前後方向に移動すべく注入管
１０の前方に取付けられた油圧ジヤツキである。
１６は注水管１０以下をさらに外方から覆う断面
ほぼ半円状の外筒部材であり、下縁をシールドフ
レーム２の外面に密着固設されその内部を水密空
間とする。１７は送水管であり、上記水密空間に
洗浄水を送給すべく本体部分２ａを貫通して開口
１８を注入管１０の下面に臨ませる。上記構成に
よる裏込剤注入装置による注入は注入管１０をジ
ヤツキ１５によりトンネル孔Ｔ側に移動し吐出口
１１を間隙Ｇに臨ませ、送給管８にポンプ（図示
省略）から裏込剤を送給注入することによりなさ
れる。該裏込剤は粘結性の強いモルタルやベント
ナイトを使用するので、これが注入管１０内に固
結して以後の注入不良を生ずることを防止すべく
注入終了後には洗浄水により固結分を除去せしめ
る。これはジヤツキ１５により注入管１０を前方
に移動し吐出口１１を図示点線のごとく塞ぎ材１
３の前方に位置せしめて、外筒部材１６の内部水
密空間により、送水管１７より送給管８に至る循
環水路を形成し、給水ポンプ（図示省略）から給
水することにより行なわれる。

ところで、上記注入装置は、外筒部材１６をシ
ールドフレームの外方に突出部としてかなりの高
さおよびシールドフレーム２の全長の1/2乃至2/3
程度の長さを固設することを要し、これがトンネ
ル掘進に甚だ不具合である等の問題を生じた。即
ち、地上よりトンネル掘進位置に垂直に掘削され
た立坑より、掘進機をトンネル方向に発進する時
に、上記突出部分のシールが実施し難く地下水の
止水処理が面倒であることや、掘進機の前進時に
は突出部分が抵抗となり前進を阻害することや、
地山土質強化のため薬液注入を実施した区間は特
に上記抵抗が強く操向性を不良とするなどの欠点
があつた。且つ、装置が複雑であり、大部分がシ
ールドフレーム外方に在ることからメンテナンス
が実施できず、注入管が固結した場合は注入不能
となる不良状態も発生していた。また、吐出位置
が限定され、一定位置のみにしか吐出できず非能
率であつた。

本考案は上記問題点を有効に解決すべく創案さ
れたものであり、その目的は裏込剤を所要の範囲
に吐出自在にすると共に、装置をシールドフレー
ム内にてメンテナンス可能とし、且つ、掘進機の
操行性不良化を防止し得る裏込剤の注入装置を提
供するにある。

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳
述する。第３図はＡ部に示す本考案装置の一部を
掘進機１に組込んだ縦断面図であり、シールドフ
レーム２以下テールシール７およびセグメント
ｓ・トンネルＴまで従来どおりの構成であり、こ
れらは同一符号を付して説明する。２１は裏込剤
ホース挿入ブロツク（以下ブロツクという）であ
り、第３図に示す側面形状と第５図に示す平面形
状と第６図に示す正面形状を備え、鋳鋼等の強固
な材料により形成される。２２はブロツク２１を
前後方向に貫通させたホース挿入孔であり、前方
側の傾斜部の下方をシールドフレーム２内に臨ま
せ、後方側を水平としている。２３はブロツク２
１の外表面であり、シールドフレーム２の外周面
と同一形状に成形されている。２５はシールドフ
レーム本体部分２ａの上部外周部を切抜いた長円
形孔に嵌合固設されたブロツク支持用のガイド部
材であり、その内周面２６にブロツク２１の垂直
方向の外周面２４が摺動自在に嵌合される。２
７，２８はシール部材である。２９はガイド部材
２５の後部に設けたホース挿入孔２２の掃除用孔
であり、３０はその蓋板である。３１はブロツク
２１をガイド部材２５に摺動させる移動用の油圧
ジヤツキであり、上方を本体部分２ａの内面に接
続金物３２を介して取付けられ、下方をブロツク
２１の一部に接続金物３３で取付けられる。ブロ
ツク２１・ガイド部材２５はシールドジヤツキ４
の間に取付けられる。第７図以下に示す３４は裏
込剤注入ホース（以下注入ホースという）であ
り、合成ゴム等の可撓性および所要の剛性を有す
る管材により形成され、ブロツク２１のホース挿
入孔２２に挿通され、シールドフレームテール部
分２ｂの後端部に設けられたテールシール７付近
よりさらに後方に所要量（ほぼセグメントの長さ
900mm程度）延出自在な全長を備え、前端側はシ
ールドフレーム２内に臨んで接続金物３５を固着
している。該注入ホース３４の後端部（図示左
方）は裏込剤の注入時のみ開放され、その他の時
は第７図に鎖線で示すごとく先細り状に閉塞され
る。これは裏込剤の注入中断時に既注入の裏込剤
が逆流することを防止するためである。３６は注
入ホース３４とホース挿入孔２２の隙間から地下
水がシールドフレーム２内に流入することを防止
するシール部材３７の取付け部材であり、ブロツ
ク２１に固着される。３８はシールドフレーム２
内に設置される裏込剤貯留タンクであり、３９は
注入ポンプ、４０は中間ホース、４１は接続金物
である。４２は洗浄水タンクであり、４３は給水
ポンプ、４４は中間ホース、４５は接続金物であ
る。各接続金物３５，４１および４５は螺合によ
り強固に接続される。

次に上記構成による実施例の作用を説明する。

地山を掘進機１が掘進するに際し、ジヤツキ３
１を図示省略した油圧系により作動させてブロツ
ク２１を第９図に示すごとくシールドフレーム本
体部分２ａの外面（上方）に移動させ、所要量突
出させる。これは該突出部分の後方の地山中に注
入ホース３４の挿入空間を形成するためである。
上記ブロツク２１の突出量は高さと長さが僅小の
ため掘進機１の前進や操向性への影響をきわめて
微小であり、実用上には何ら問題とはならない。
掘進が進行して地山とセグメントｓ間の間隙Ｇに
裏込剤を注入するに至つた時、ブロツク２１内の
ホース挿入孔２２の前端開口２２ａから注入ホー
ス３４を挿通し、先端の先細り部分を後端部開口
２２ｂより地山側の上記空間部分に挿入させ、以
後順次に送り出してテールシール７付近またはよ
り後方の間隙Ｇに到達せしめる。この間に地山よ
り地下水がブロツク２１のホース挿入孔２２と注
入ホース３４の隙間から流入するがシール部材３
７により制止されシールドフレーム２内に流入す
ることは防止される。ついで注入ポンプ３９を作
動させ裏込剤をタンク３８より中間ホース４０、
接続金物４１，３５、注入ホース３４を介して間
隙Ｇに注入する。所要量の注入後は注入ホース３
４を前方にやや移動させて付近の間隙Ｇに注入
し、ついでテールシール７付近に注入ホース３４
の先端を位置させて残存する間隙Ｇに注入する。
上記注入位置や移動量は現場状況に応じて適宜に
設定するが状況が良好な際は従来どおりテールシ
ール７付近のみに全量を注入してもよい。注入終
了後は注入ホース３４をシールドフレーム２内に
引戻し、接続金物４１を取外し、代りに洗浄水の
中間ホース４４に固着されている接続金物４５を
取付けると共に、ジヤツキ３１を作動させてブロ
ツク２１をガイド部材２５に沿わせて降下させ、
その外表面２３をシールドフレーム２の外周面と
同一に戻す。ついで注入ホース３４の先端をホー
ス挿入孔２２に小量挿入した状態で給水ポンプ４
３を作動させて給水し、注入ホース３４と挿入孔
２２の洗浄を行なう。洗浄水はガイドブロツク２
５に設けた掃除用孔２９から排水するので、蓋材
３０は適宜に開閉する。上記洗浄は別々に実施し
てもよい。以上により裏込剤の注入および注入ホ
ース３４等の洗浄が終了し、掘進機１は次の切羽
を掘削し、以下上記作業が反復実施されることと
なるが、注入ホース３４等に裏込剤が固結して注
入不良を生ずることはない。なお、地山が地下水
等できわめて軟弱な場合はブロツク２１の突出に
よる空間部分の形成は省略してもよい。上記ブロ
ツク２１および注入ホース３４はシールドフレー
ム２の上部に１箇のみ設置するものを示したが、
左右両側部に複数設置してもよい。上記本考案に
よれば次のごとき効果が得られる。

(1) シールドフレームの外方に設ける突出部分を
長大なものから僅小なものと代えたので、立坑
からの発進時にシールしやすく地下水の対応処
理が容易となる。且つ掘進時における抵抗を実
用上には問題にならないまで解消し得るので前
進速度および操向性を良好とすることができ
る。

(2) 裏込剤の吐出位置を充填間隙全長の任意点に
設定できるので確実に全間隙部分に注入するこ
とができ注入効果を高めることができる。

(3) シールドフレーム内で注入ホース等を洗浄お
よび交換することもできるので良好な裏込剤注
入が実施し得て、トンネル工事の安全向上に有
効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例のシールド掘進機および裏込剤
注入装置の一例を示す縦断面図、第２図は第１図
の−線矢視正面断面図の一部拡大図、第３図
は本考案装置の一部を組込んだシールド掘進機の
縦断面図、第４図は第３図Ａ部の拡大図、第５図
は第４図の−線矢視平面図、第６図は第５図
の−線矢視断面図、第７図および第８図は本
考案装置のうち裏込剤注入部品の側面図、第９図
は本考案装置の使用時の状態を示す縦断面図であ
る。 図中、１はシールド掘進機、Ｔはトンネル孔、
ｓはセグメント、Ｇは間隙、２はシールドフレー
ム、２１はブロツク、３４は裏込剤注入ホースで
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シールド掘進機により掘削されたトンネル孔
   と、該トンネル孔内にこれより縮径した外径に組
   立てて配設されるセグメントとの間隙に、これを
   充填すべく裏込剤を注入する裏込剤注入装置にお
   いて、地山を掘進し上記トンネル孔を形成するた
   めのシールドフレームの外周部に、これより径方
   向外方に出没自在なブロツクを形成し、該ブロツ
   クに上記シールドフレームの後方のトンネル孔と
   セグメントとの間隙内に臨んで延出自在な裏込剤
   注入管を出入自在に設けたことを特徴とする裏込
   剤注入装置。