JPS63103199A - シ−ルド掘削機 - 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】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、トンネルにおけるライニングを、現場打ちの
コンクリートで構築する際に適用するに好適なシールド
掘削機に関する。

（ｂ）、従来の技術 従来、シールド掘削機により掘削されたトンネルの覆工
を、現場打ちコンクリートで構築する場合、コンクリー
トを密実に打設するために、型枠にバイブレータを装着
し、バイブレータを振動させて打設されるコンクリート
を締固めていた。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかしこれでは
、今回、コンクリートが打設される型枠のみならず、当
該型枠に接続している前回のコンクリートの打設に際し
て用いられた型枠にも、振動が伝播され、更にその型枠
から、前回打設されて未だ十分に硬化していないコンク
リートに、振動が伝播されるために、未硬化状態のコン
クリートの品質に悪影響を及ぼす欠点があった。

本発明は、上記の問題点を解消すべく、前回打設された
未硬化状書のコンクリートに、悪影響を及ぼすことなく
コンクリートを密実に打設して行く）ことが出来るシー
ルド掘削機を提供することを目的とする。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、外殻（２）を有し、鹸記外殻（２）の
内側にプレスリング（７）を、前記外殻（２）の掘進方
向に移動自在に設け、前記プレスリング（７）の内側に
ゲージリング（１１）を、前記外殻（２）に対して移動
自在に設け、前記プレスリング（７）及びゲージリング
（１１）の少なくとも一方に、バイブレータ（３１）を
コンクリート充填空間（２３，２６−２７）に充填され
るコンクリート（２１）と、接触し得るように設けて構
成される。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って。

本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない、
以下のｒ　（ｅ）、作用」の欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、バイブレータ（３１）
を駆動することにより、コンクリート充填空間（２３，
２６，２７）に充填されるコンクリート（２１）が、振
動して締め固められるように作用する６ （ｆ）、実施例 以下１本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施例を示す
正断面図。

第２図は第１図のＩｔ−Ｉｔ線による断面図、第３図は
第１図の■−■腺による断面図、第４図はシールド掘削
機のジヤツキ部分の拡大図、 第５図は第４図のＶ−ｖ線による断面図、第６図乃至第
１３図は本発明によるシールド掘削機を用いて、覆工を
構築する際の様子を示す工程図。

第１４図は第１図のＸｒＶ−ＸＩＶＳ！による断面図。

第１５図はプレスリングの側面部分に装着されたバイブ
レータの拡大図である。

シールド掘削機上は、第１図に示すように、円筒状に形
成された外殻２を有しており、外殻２の前面、即ち第１
図左側面にはカッタ３が回転自在に支持されている。カ
ッタ３は、外殻２内部の空間を左右方向に遮断する形で
設けられた外殻２の隔壁２ａに設けられたｇ動モータ５
と接続しており、更に隔壁２ａには掘進用ジヤツキ６が
複数個、第１図及び第２図に示すように、外殻２に沿っ
た形で円環状に配列設置されている。掘進用ジヤツキ６
にはラム６ａが、矢印Ａ、Ｂ方向に突出後退自在に設け
られており、更に外殻２の内側には、円筒状に形成され
たプレスリング７が、外殻２内面と接する形で、矢印Ａ
、Ｂ方向に摺動自在に設けられている。

プレスリング７には、第２図に示すように。

所定の間隔でプレスリングジヤツキ９が、外殻２に沿っ
た形で複数個配置されており、更にそれ等プレスリング
ジヤツキ９の間には、第２図及び第５図に示すように、
複数個のコンクリート吐出管１０が、先端の吐出口１０
ａをプレスリング７の側面７ａ、即ちシールド掘削機上
の後方に向けた形で設けられている。コンクリート吐出
管１０には、吐出管清掃用のシリンダｌｏｂがロッド１
０Ｃを矢印Ｃ，Ｄ方向に突出後退自在にした形で設けら
れており、更に吐出管１０にはコンクリート供給ホース
３０が接続している６ また、プレスリング７の側面７ａには、第１４図及び第
１５図に示すように、コンクリート締固め用のバイブレ
ータ３１が、防諜ゴム３２を介して、外殻２に沿った形
で複数個、所定の間隔で装着されており、バイブレータ
３１は、振動板３１ａを有している。振動板３１ａの第
１５図右側面は、後述する空間２６等に注入されるコン
クリート２１と接融し得るように形成されており、更に
振動板３１ａには、振動板３１ａを振動させるための駆
動モータ３１ｂが装着されている。

ところで、掘進用ジヤツキ６のラム６ａの先端には１円
環状に形成されたゲージリング１１が、装着されており
、ゲージリング１１には、第４図に示すように、係合溝
１１ａがゲージリング１１の全周にわたり環状に穿設形
成されている。また。

ゲージリング１１には、第２図及び第３図に示すように
、円環状に組立られた型枠１３が、第１図左右方向に接
続された形で設けられている。

シールド掘削機１は、以上のような構成を有するので、
トンネル１５の掘削に際しては、駆動モータ５によりカ
ッタ３を回転させると共に、掘進用ジヤツキ６のラム６
ａを、第１図Ｂ方向に突出させて、隔壁２ａ及び外殻２
を介してカッタ３を切羽１６方向、即ち矢印Ａ方向に押
圧する。すると、その押圧力により、カッタ３と切羽１
６は所定の接触圧力で接し、切羽１６はカッタ３により
掘削され、それと同時に、外殻２は入方向に掘進して、
トンネル１５がシールド掘削機上の後方、即ち第１図右
方に形成されてゆく。

こうして、トンネル１５が形成されてゆくにつれ、掘削
された地山１９の崩壊を防止するために覆工２０を構築
する必要が有るが、この覆工２０の構築は、以下の手順
で行なわれる。即ち、シールド掘削機１が、型枠１３の
１リング分の長さＬｌだけ入方向に掘進した状態では、
掘進用ジヤツキ６のラム６ａは、第６図に示すように、
Ｂ方向に突出した状態となっており、またプレスリング
７もＢ方向に移動した状態となっている。

この状態で、第７＠に示すように、ラム６ａを入方向に
距！ＬＬだけ後退させる。すると、直前にコンクリート
２１の打設された部分の妻止め２２Ａ及び型枠１３Ａか
らゲージリング１１が離れて、入方向に移動し、妻止め
２２Ａ及び型枠工３Ａとゲージリング１１との間に距ｍ
ＬＬなる空間が形成される。そこで、該空間部分に、第
７図想像線で示すように、鉄筋等からなる補強部材１２
を係合１１１ａを介して妻止め２２Ｂと共に設置し、更
に型枠１３Ａに接する形で型枠１３Ｂを組立設置し、該
型枠１３Ｂ、ゲージリング１１（妻止め２２Ｂ）、プレ
スリング７及び妻止め２２Ａとの間にコンクリート打設
空間２３を形成する。

この状態で、第８図に示すように、型枠１３Ｂにコンク
リート供給管２５を接続して、コンクリート供給管２５
によりコンクリート打設空間２３中にコンクリート２１
を打設する。なお、この際、コンクリート打設空間２３
中の空気は、型枠１３に適宜設けられたエア抜き管１３
ａにより外部に排出されるので、コンクリート２１のコ
ンクリート打設空間２３中への注入打設動作は円滑に行
なわれる。

こうして、コンクリート打設空間２３中にコ□　ンクリ
ート２１が打設されたところで、第９図に示すように、
今度はプレスリングジヤツキ９を駆動してプレスリング
７を入方向に徐々に後退させる。すると、プレスリング
７が通過した後には、外殻２と注入されたコンクリート
２１との間に空間２６が形成される。そこで、プレスリ
ング７の入方向の移動と共に、第１０図に示すように、
コンクリート吐出管１０からコンクリート２１を。

空間２６中に注入し、該空間２６をコンクリートで充填
する。

なお、この際、プレスリング７の側面７ａに設けられた
バイブレータ３１の振動モータ３１ｂを駆動して振動板
３１ａを振動させ、コンクリート打設空間２３及び空間
２６内のコンクリート２１を、その各振動板３１ａに接
触する部分を介して全体的に振動させる。すると、空間
２３．２６内のコンクリート２１は締固められ、゛密実
に充填される。なお、各振動板３１ａを発した振動は、
未硬化状態のコンクリート２１内で減衰してしまい、第
８図に示す覆工２０（即ち、前回打設されて、未だコン
クリートが十分に硬化していない状態の覆工）には、悪
影響を及ぼす程強く伝わることはない。

なお、バイブレータ３１は、第１４図に示すように、プ
レスリング７の側面７ａに、外殻２に沿う形で所定の間
隔で複数個配置されているので。

各バイブレータ３１を発した撮動は、コンクリ−ト２１
の全体に満遍なく伝播され、コンクリート２１は効果的
に締固められる。更に、バイブレータ３１とプレスリン
グ７とは、防諜ゴム３２によって絶縁されているので、
バイブレータ３１が振動しても、プレスリング７は振動
しない。このため、バイブレータ３１を発した振動が、
プレスリング７から妻止め２２Ｂ、ゲージリング１１．
型枠１３Ａ、１３Ｂ等を介して、未だ十分に硬化してい
ない状態の覆工２０に伝播することは無い。

こうして、プレスリング７がＡ方向に移動して、第１１
図に示すように、側面７ａがゲージリング１１側の妻止
め２２Ｂの設置位置と略一致したところで、第１２図に
示すように、掘進用ジヤツキ６のラム６ａをＢ方向に突
出駆動させると共に、カッタ３を回転させて掘削動作を
開始する。

すると、既に述べたように、外殻２が入方向に移動を開
始し、外殻２が移動した後に、打設充填されたコンクリ
ート２１と地山１９との間にテールボイド２７が形成さ
れる。従って、外殻２がＡ方向に移動するにつれてプレ
スリングジヤツキ９を駆動してプレスリング７を、外殻
２の移動に同期した形でＢ方向に徐々に移動させる。す
ると、先程打設されたコンクリート打設空間２３及び空
間２６内の未硬化のコンクリート２１は、プレスリング
７の側面７ａに押圧されて、テールボイド２７を充填す
る形で流動する。

なお、この際もプレスリング７の何面７ａに設けられた
各バイブレータ３１を、振動モータ３１ｂを駆動するこ
とにより振動させ、側面７ａに押圧されるコンクリート
２１を、これ等バイブレータ３１を介して振動させる。

すると、コンクリート２１の流動性が良くなり、テール
ボイド２７は、密実に充填されてゆく。

こうして、１リング分外殻２が推進すると。

プレスリング７は、第６図に示すように、その側面７ａ
が外殻２の後端部に一致した形となり、１リング分の覆
工２０の構築が完了する。なお、この際の、コンクリー
ト２１の打ち継ぎ面２９は。

第１図に示すように、プレスリング７の移動動作により
１階段状に形成される。

なお１本実施例においては、バイブレータ３１を、プレ
スリング７の側面７ａに装着した場合について述べたが
、バイブレータ３１をゲージリング１１に、その振動板
３１ａの第１５図右側面が、コンクリート打設空間２３
内に打設されるコンクリートと接触し得る形で設けても
よいことは勿論である。

（ｇ）０発明の効果 以上、説明したように本発明は、外殻２を有し、前記外
殻２の内側にプレスリング７を、前記外殻２の掘進方向
に移動自在に設け、前記プレスリング７の内側にゲージ
リング１１を、前記外殻２に対して移動自在に設け、前
記プレスリング７及びゲージリング１１の少なくとも一
方に、バイブレータ３１を、コンクリート打設空間２３
、空間２６．テールボイド２７等のコンクリート充填空
間に充填されるコンクリート２１と、接触し得るように
設けて構成したので、バイブレータを駆動することによ
り、コンクリート充填空間に打設されるコンクリート２
１は、そのバイブレータに接触する部分を介して、全体
的に振動して締固められる。このため、コンクリート充
填空間には、コンクリート２１が、密実に打設充填され
ることになる。また、バイブレータを発した振動は、コ
ンクリート２１内で減衰し、前回に打設されて未硬化状
態にある覆工２０には、悪影響を及ぼす程強く振動は伝
播しない。このため、覆工２０の品質の低下を防止する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるシールド掘削機の一実施例を示す
正断面図、 第２図は第１図の■−■線による断面図、第３図は第１
図の■−■線による断面図、第４図はシールド掘削機の
ジヤツキ部分の拡大図、 第５図は第４図の■−ｖ線による断面図。 第６図乃至第１３図は本発明によるシールド掘削４を用
いて、覆工を！築する際の様子を示す工程図、 第１４図は第１図のｘｒｖ−ｘＩｖｓによる断面図、 第１５図はプレスリングの側面部分に装着されたバイブ
レータの拡大図である。 １・・・・・・シールド掘削機 ２・・・・・・外殻 ７・・・・・・プレスリング １１・・・・・・ゲージリング ２１・・・・・・コンクリート ２３・・・・・・コンクリート充填空間（コンクリート
打設空間） ２６・・・・・・コンクリート充填空間（空間）２７・
・・・−・コンクリート充填空間（テールボイド） ３１・・・・・・バイブレータ 出願人　　　　三井建設株式会社 代理人　　弁理士　　相１）伸二 第６図 第７図 第８図 第１０図 沫 沫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 外殻を有し、前記外殻の内側にプレスリン グを、前記外殻の掘進方向に移動自在に設け、前記プレ
   スリングの内側にゲージリングを、前記外殻に対して移
   動自在に設け、 前記プレスリング及びゲージリングの少な くとも一方に、バイブレータをコンクリート充填空間に
   充填されるコンクリートと、接触し得るように設けて構
   成したシールド掘削機。