(57)【要約】【課題】シールド工法における裏込め材の注入管内への付着固化を防ぎ、かつトラブルの解消を容易とすることを課題とする。【解決手段】裏込め材供給管（３）、洗浄水供給（２）、これらの合流管（４）からなる基部（５）と、前記合流管（４）に接続されゴム等の弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブ（６）と、このチューブの前記合流管接続部を除く他の長手方向全域の一側外面に当接され該チューブの直径方向に移動してチューブを無空状態に圧搾する押圧杆（７）と、この押圧杆を前記チューブ（６）の非圧搾状態と圧搾状態とにわたって平行移動させる作動機構（８）とで構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2005009158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドマシンの掘進により掘削された地山の掘削跡にセグメントを組み付け、地山の掘削面とセグメントの外面との間の空隙部分にモルタル等の裏込め材を注入するシールド工法における裏込め材注入装置であって、裏込め材の供給系に接続される裏込め材供給管、洗浄用水供給系に接続される洗浄水供給管、およびこれら裏込め材供給管と洗浄水供給管との合流管により構成された基部と、前記合流管に接続されるゴム等の弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブと、このチューブの前記合流管接続部を除く他の長手方向全域の一側外面に当接され該チューブの直径方向に移動してチューブを無空状態に圧搾する押圧杆と、この押圧杆を前記チューブの非圧搾状態と圧搾状態とにわたって平行移動させる作動機構とで構成されていることを特徴とするシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項２】
前記作動機構は、前記押圧杆のチューブ当接面とは反対面に対置され油圧シリンダにより前記チューブの長手方向に進退移動自在に設けられた作動杆を有し、この作動杆と前記押圧杆との摺接面長手方向に複数のカムが形成されており、このカムは前記作動杆の摺動時に前記押圧杆を前記チューブ押圧方向に変位させる傾斜面で構成されている請求項１記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項３】
前記基部の合流管と前記裏込め材注入用チューブとは切り離し自在に接続されている請求項１または２記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項４】
前記裏込め材注入用チューブと、前記作動機構の押圧杆および作働杆とは、最中合わせしてボルトの締結により一体化される一対の外部体により保持されている請求項１〜３のいずれか１項記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項５】
前記裏込め材注入用チューブは補強繊維を内蔵した天然ゴムにより円筒状に形成され、その内径が４０〜５０φ、肉厚が８〜１５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドマシンにより掘進した直後に構築されるセグメントと地山の掘削面との間に残る空隙部分に裏込め材を充填するためのシールド工法における裏込め材注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルの構築工法として、シールドマシンを用いて地山を掘進し、トンネルを造成するシールド工法が広く用いられている。
【０００３】
上記シールド工法は、図４に模式的に略示断面を示するように、円盤状のシールドマシンａにより地山を掘削した跡にシールドマシン内の組み付け装置によりセグメントｂをアーチ状に順次組み立てて行くことによりトンネル構造とされるが、このセグメントｂの外面と地山ｃの掘削面ｄとの間に残る空隙部分ｅ（テールボイド）にモルタル等の裏込め材ｆを注入固化させて地山ｃの崩落を防ぐようになされる。
【０００４】
上記裏込め材ｆとしては、通常モルタルが用いられるが、前記空隙部分ｅに注入したのち地下水により稀釈されてしまうことを防ぐため注入と同時にゲル化させることが必要であり、そのためモルタルに急結材を混合して使用される。
【０００５】
一方、上記のような裏込め材を注入する注入装置は、例えば公知資料１にみられるように、シールドマシンに搭載された裏込め材圧送装置から供給される裏込め材を押し出すピストンを備え、このピストンにより注入管を通じてその先端からシールドマシンの後方へ向けシールドマシンによる掘進と同期して前記空隙部分ｅへ注入するようになされる。
【０００６】
ところで、上記のように注入管を通じて裏込め材を圧送したあと、裏込め材が注入管内に残留するとこれが固化して内壁面に付着し、以後の注入動作に支障をきたすことから適時に注入管内を洗浄する必要がある。
【０００７】
そのため注入管に洗浄水供給管を接続し、ピストンを最前進位置まで移動させて注入管の先端を閉鎖したのち洗浄水を供給し、注入管内を洗浄して排出させるようになされているのが一般的である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３２９９６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の裏込め材注入装置では、裏込め材注入用のピストンの進退動により注入管の裏込め材注入状態と洗浄状態とを切り換えるので、裏込め材と注入管との接続部位や注入管内に裏込め材が付着残留しやすく、十分な洗浄が行なわれなくなってピストンの動作不良乃至は動作不能に陥入り、注入不可のトラブルの発生をきたすことになる。
【００１０】
このようなトラブルが発生すると、シールドマシンによる掘削工程を中断しなければならず、トンネル工事の施工上大きな障害となり、そのトラブルを解消させることに非常に手間どるという問題があった。
【００１１】
なかには注入管をゴム等の可撓性資材により形成し、この注入管の外周面を空気圧により圧迫して押し潰すことにより注入管内の残留裏込め材を排出させるようにしたものが実際に用いられたことがあると聞くが、このように注入管を空気圧で圧迫して押し潰す手段では、その注入管と注入装置の裏込め材供給系との接続部（ニップルによる接続部）に応力が集中して局部的に変形し、その部分の注入管が早期に損傷して注入管の耐用寿命が短縮させてしまうとともに、該部で屈曲すると注入管内に裏込め材が残留したままとなって固化し、全域が均等に押し潰されず、残留裏込め材の除去も困難となってやはり注入管詰まりのトラブルを起こすことが避けられないという問題がある。
【００１２】
本発明は、裏込め材が注入管内に残留固化して詰まることを確実に防止し、かつトラブルの解消を容易としたシールド工法における裏込め材注入装置を提供することを課題としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、裏込め材の注入管をゴム等の強性に富む可撓材からなるチューブで構成し、このチューブの必要範囲を機械的に押圧して無空状態とすることによりチューブ内の裏込め材のすべてを排出し、チューブ内に裏込め材の残留を皆無として詰りが生じないようにしたもので、裏込め材の供給系に接続される裏込め材供給管、洗浄用水供給系に接続される洗浄水供給管、およびこれら裏込め材供給管と洗浄水供給管との合流管により構成された基部と、前記合流管に接続されるゴム等の弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブと、このチューブの前記合流管接続部を徐く他の長手方向全域の一側外面に当接され該チューブの直径方向に移動してチューブを無空状態に圧搾する押圧杆と、この押圧杆を前記チューブの非圧搾状態と圧搾状態とにわたって平行移動させる作動機構とで構成したことを特徴としている。
【００１４】
こうしたことにより、洗浄に先き立って作動機構を作動して押圧杆を平行移動させ、この押圧杆の移動により裏込め材注入用チューブの必要範囲は完全に無空状態に圧搾され、該チューブ内に存在していた裏込め材はすべて先端側および基部側へ排出される。
【００１５】
次いで洗浄水供給管を通じて洗浄水を圧送することにより、基部内に存在する裏込め材は裏込め材供給管を通じて排出系から洗浄水と共に排出させ、洗浄を完了することができる。
【００１６】
洗浄後、前記作動機構を解放動させることにより、裏込め材注入用チューブは自己の弾性復元力によって押圧杆を押し戻し、全開状態に戻って次回の裏込め材を注入可能な状態に復する。
【００１７】
したがって注入装置の裏込め材の詰りによるトラブルの発生を皆無とすることができる。特に裏込め材注入用チューブは弾性復元力に富む可撓材で構成し、その必要範囲を全域均等に圧搾するので裏込め材の残留が生じず、圧搾不良を招くこともなく、メンテナンスの必要もなくすることができる。
【００１８】
前記作動機構は、請求項２に記載のように、前記押圧杆のチューブ当接面とは反対面に対置して押圧シリンダにより前記チューブの長手方向に進退移動自在に作働杆を設け、この作動杆と前記押圧杆の摺接面長手方向に複数のカムを形成し、このカムは前記作動杆の摺動時に前記押圧杆を前記チューブ押圧方向に変位させる傾斜面で構成することが好ましい。
【００１９】
こうすることにより、作動杆を長手方向に移動させることにより複数のカムが均等に作用して押圧杆を完全平行移動させることができ、裏込め材注入用チューブの必要範囲を偏りなく均一に圧搾することが可能となって、該チューブ内の裏込め材をすべて確実に排出させることができる。
【００２０】
前記基部の合流管と前記裏込め材注入用チューブとを切り離し自在に接続する構成（請求項３）とすれば、万一裏込め材の詰りが生じても前記チューブを切り離して裏込め材を排除することができ、トラブルの解消を容易に行うことができる。
【００２１】
さらに請求項４のように、裏込め材注入用チューブと、前記作動機構の押圧杆および作動杆とを、最中合わせによりボルト締結で一体化される一対の外郭体ににより保持する構成とすれば、装道構成を簡潔に構成することができる。
【００２２】
請求項５は、上記作用を好適に行わせることができる裏込め材注入用チューブの寸法を特定したものである。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明による裏込め材注入装置の一実施形態の内部構造を示す側面図で、（Ａ）は裏込め材注入時、（Ｂ）は同注入停止時の状態を示し、図２は図１（Ａ）のＰ−Ｐ断面図を示している。
【００２５】
上記裏込め材注入装置（１）は、シールドマシン本体内に搭載されている裏込め材供給系に接続される裏込め材供給管（２）、同洗浄水供給系に接続される洗浄水供給管（３）、これら裏込め材供給管（２）および洗浄水供給管（３）が合流する合流管（４）からなる基部（５）と、前記合流管（４）の先端に接続され弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブ（６）と、このチューブ（６）の必要範囲の一側外面に当接する押圧杆（７）と、この押圧杆（７）を前記チューブ（６）の直径方向へ平行移動させる作動機構（８）とで構成され、これらは適宜な外郭体（９）内に組み込まれる。
【００２６】
前記チューブ（６）は、好ましくは補強繊維入りの天然ゴムで構成され、内径４０〜５０ｍｍ、肉厚１０〜１５ｍｍであり、長さは施工現場の状況に即して選択される。上記チューブ（６）の強度は１０ｋｇ以上の押圧力に耐え得る。
【００２７】
全記基部（５）の合流管（４）とチューブ（６）との接続は、図１（Ａ）（Ｂ）（図２では図示省略）に示しているように、合流管（４）端のフランジ（４ａ）と、チューブ（６）を圧嵌めするニップル（１０）のフランジ（１０ａ）とをボルト締結することで一体化されるようになっており、必要時（メンテナンス時）にボルトを外して分離することができるように構成されている。
【００２８】
前記押圧杆（７）は平板状のもので、前記チューブ（６）の前記ニップル（１０）により所要距離（Ｌ１）だけ離間した位置から、チューブ（６）の先端の固定用ニップル（１１）に嵌合  する内端により所要距離（Ｌ２）だけ離間した位置までの範囲（必要範囲Ｌ３）  にわたって当接する長さのチューブ当接面（７ａ）を有している。
【００２９】
前記押圧杆（７）をチューブ（６）の直径方向に平行移動させる前記作動機構（８）は、図示の実施形態では前記押圧杆（７）のチューブ当接面（７ａ）とは反対面に対置される作動杆（１２）と、この作動杆（１２）を進退駆動する油圧シリンダ（１３）とを有し、前記押圧杆（７）および作動杆（１２）の対向面には、該作動杆（１２）の進退動により前記押圧杆（７）を平行移動させるための複数（図では５個）のカム（１４），（１４）．．．が形成されている。
【００３０】
上記カム（１４）は、前記作動杆（１２）の摺動時に前記押圧杆（７）をチューブ押圧方向へ変位させる傾斜面（１５），（１６）で構成されており、図示の実施形態では作動杆（１２）を引いたとき、（図１において左行させたとき）押圧杆（７）をチューブ押圧方向へ移動させ、作動杆（１２）を押したとき（図１において右行させたとき）押圧杆（７）の拘束が解かれてチューブ（６）の弾性復元力により押圧杆（７）が作動杆（１２）に追従して退去する方向の傾斜面とされている。
【００３１】
なおこの傾斜面（１５），（１６）の傾斜方向を逆として、作動杆（１２）を押したとき押圧杆（７）を押し上げ、作動杆（１２）を引いたとき押圧杆（７）が下降するようにしてもよいことは勿論であり、また一方の傾斜面（（１５）または（１６））をローラとしてもよい。
【００３２】
前記チューブ（６）、押圧杆（７）、作動杆（１２）を保持する外郭体（９）は、図示の実施形態では図３にみられるように最中合わせしてボルト（１７），（１７）で一体化される一対の外郭部材（９Ａ），（９Ａ）で構成されている。
上記外郭部材（９Ａ）は、無負荷時のチューブ（６）の半部外周が密着して嵌合する半円形の凹部からなるチューブ保持部（１８）と、前記押圧杆（７）および作動杆（１２）の摺動を妨げない間隔をおいて対向するプレート（１９）とを有し、前記チューブ保持部（１８）の外面とプレート（１９）とはリブ（２０）により補強されている。
【００３３】
前記基部（５）の裏込め材供給管（３）に接続される裏込め材供給系（２１）の途中部には切り換え弁（２２）が介製され、この切り換え弁（２２）の切り換えにより裏込め材供給管（３）と排出系（２３）とが連通され、洗浄時の排水を排出するようになっている。この切り換え弁（２２）は、洗浄時に自動的に排出側に切り換わるように設定されている。
【００３４】
図２において符号（２４），（２５）は作動杆駆動用油圧シリンダ（１３）への油圧給排用の油圧ホースを示す。
【００３５】
次に上記実施形態の作用を説明する。
【００３６】
裏込め材の注入時には、作動機構（８）の油圧シリンダ（１３）を伸長作動して作動杆（１２）を押し出し、これにより押圧杆（７）がチューブ（６）の弾性復元力によりそのカム（１４），（１４）．．．の傾斜面（１５）が作動杆（１２）の傾斜面（１６）にそって滑動して図１（Ａ）のように後退し、チューブ（６）は全開状態におかれる（図１（Ａ），図３（Ａ）示）。
【００３７】
この状態で裏込め材供給管（３）を通じて裏込め材を供給し、基部（５）の合流管（４）からチューブ（６）内を通じその先端に至り、図４のセグメント（ｂ）と地山の掘削面（ｄ）との間の空隙部分（ｅ）へ注入することができる。
【００３８】
所定量の注入が終ると、前記油圧シリンダ（１３）を短縮作動して作動杆（１２）を引くと、作動杆（１２）の傾斜面（１６）が押圧杆（７）の傾斜面（１５）を押し上げるので押圧杆（７）がチューブ（６）の直径方向へ移動し、押圧杆（７）のチューブ当接面（７ａ）でチューブ（６）の必要範囲（Ｌ３）の全域を均等に押し潰し、無空状態とする（図１（Ｂ）、図３（Ｂ）示）。
【００３９】
これによりチューブ（６）内に存在していた裏込め材は、チューブ（６）内から完全に押し出されて排出され、チューブ（６）の必要範囲内には裏込め材が存在しない状態で閉基される。
【００４０】
次いで洗浄水供給管（２）から洗浄水をポンプ圧送することにより洗浄水は合流管（４）内およびチューブ（６）の接続部の領域（距離（Ｌ１）の範囲）内にある裏込め材を裏込め材供給管（３）へ流し、予め切り換っている切り換え弁（２２）を通じて排出系（２３）へ流れ、外部に排出される。
【００４１】
再び注入の開始に先立って油圧シリンダ（１３）を伸表作動させれば、前述のように傾斜面（１５），（１６）による押圧杆（７）の拘束が解かれるので、チューブ（６）の弾性復元力により押圧杆（７）が押し戻され、チューブ（６）は全開状態に復し、次回の裏込め材の注入可能な状態になる。
【００４２】
基部（５）内およびチューブ（６）の接続部とその近傍に万一裏込め材が残留したようなトラブルが発生したときは、基部（５）の合流管（４）とニップル（１０）とのフランジ（４ａ），（１０ａ）を締結しているボルトを外し、両者を分離させることによりこれらの内部を清掃することができ、トラブルの発生を容易に解消することができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態における押圧杆（７）およびその作動機構（８）を上下対称に一対設け、チューブ（６）の両面から押圧するようすることも本発明の技術思想に含まれる。また作動機構（８）はカムによらずトグル機構に直換してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シールド工法における裏込め材を注入する注入管をゴム等の弾性可撓材からなるチューブで構成し、このチューブを機械的手段により必要範囲を圧搾して無空状態に閉基するようにしたので、空気圧による圧迫に較べ裏込め材がチューブの内壁面に付着残留することがなく、裏込め材の残留固化による閉基不良や注入不全等のトラブル発生を最小限に抑えることができる。
【００４５】
請求項２のように、長手方向に列設した複数のカムにより押圧杆を押動するようにすれば、チューブの必要範囲の全域をむらなく均等圧により圧搾することができ、一層確実な閉基を果たすことができる。
【００４６】
請求項３のように、基部とチューブとを切り離し自在な構成とすれば、万一裏込め材が残留したようなトラブル時の解消を迅速に行なうことができ、トンネル掘削工程に大きな支障を及ぼすことを回避することができる。
【００４７】
請求項４のように、チューブ、押圧杆、その作動機構を最中合わせの外郭体により保持する構成とすれば、構成が頗る簡単で確実な動作を行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による裏込め材注入装置の一実施形態の内部構造例を示し、（Ａ）は裏込め材注入時、（Ｂ）は同注入停止時の状態の側面図。
【図２】図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図。
【図４】シールド工法によるトンネル構築状況を模式的に示す略示断面図。
【符号の説明】
１  裏込め材注入装置
２  洗浄水供給管
３  裏込め材供給管
４  合流管
５  基部
６  裏込め材注入用チューブ
７  押圧杆
８  作動機構
９  外郭体
１０、１１  ニップル
１２  作動杆
１３  油圧シリンダ
１４  カム
１５、１６  傾斜面
１８  チューブ保持部
１９  プレート
２０  リブ
２１  裏込め材供給系
２２  切り換えバルブ
２３  排出系
ａ  シールドマシン
ｂ  セグメント
ｅ  空隙部分
【図１】
2005009158.tif 000003
【図２】
2005009158.tif 000004
【図３】
2005009158.tif 000005
【図４】
2005009158.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月30日(2003.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】シールドマシンの掘進により掘削された地山の掘削跡にセグメントを組み付け、地山の掘削面とセグメントの外面との間の空隙部分にモルタル等の裏込め材を注入するシールド工法における裏込め材注入装置であって、裏込め材の供給系に接続される裏込め材供給管、洗浄用水供給系に接続される洗浄水供給管、およびこれら裏込め材供給管と洗浄水供給管との合流管により構成された基部と、前記合流管に接続されるゴム等の弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブと、このチューブの前記合流管接続部を除く他の長手方向全域の一側外面に当接され該チューブの直径方向に移動してチューブを無空状態に圧搾する押圧杆と、この押圧杆を前記チューブの非圧搾状態と圧搾状態とにわたって平行移動させる作動機構とで構成されていることを特徴とするシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項２】前記作動機構は、前記押圧杆のチューブ当接面とは反対面に対置され油圧シリンダにより前記チューブの長手方向に進退移動自在に設けられた作動杆を有し、この作動杆と前記押圧杆との摺接面長手方向に複数のカムが形成されており、このカムは前記作動杆の摺動時に前記押圧杆を前記チューブ押圧方向に変位させる傾斜面で構成されている請求項１記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項３】前記基部の合流管と前記裏込め材注入用チューブとは切り離し自在に接続されている請求項１または２記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項４】前記裏込め材注入用チューブと、前記作動機構の押圧杆および作動杆とは、最中合わせしてボルトの締結により一体化される一対の外郭体により保持されている請求項１〜３のいずれか１項記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【請求項５】前記裏込め材注入用チューブは補強繊維を内蔵した天然ゴムにより円筒状に形成され、その内径が４０〜５０φ、肉厚が８〜１５ｍｍである請求項１〜４のいずれか１項記載のシールド工法における裏込め材注入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドマシンにより掘進した直後に構築されるセグメントと地山の掘削面との間に残る空隙部分に裏込め材を充填するためのシールド工法における裏込め材注入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルの構築工法として、シールドマシンを用いて地山を掘進し、トンネルを造成するシールド工法が広く用いられている。
【０００３】
上記シールド工法は、図４に模式的に略示断面を示するように、円盤状のシールドマシンａにより地山を掘削した跡にシールドマシン内の組み付け装置によりセグメントｂをアーチ状に順次組み立てて行くことによりトンネル構造とされるが、このセグメントｂの外面と地山ｃの掘削面ｄとの間に残る空隙部分ｅ（テールボイド）にモルタル等の裏込め材ｆを注入固化させて地山ｃの崩落を防ぐようになされる。
【０００４】
上記裏込め材ｆとしては、通常モルタルが用いられるが、前記空隙部分ｅに注入したのち地下水により稀釈されてしまうことを防ぐため注入と同時にゲル化させることが必要であり、そのためモルタルに急結材を混合して使用される。
【０００５】
一方、上記のような裏込め材を注入する注入装置は、例えば公知資料１にみられるように、シールドマシンに搭載された裏込め材圧送装置から供給される裏込め材を押し出すピストンを備え、このピストンにより注入管を通じてその先端からシールドマシンの後方へ向けシールドマシンによる掘進と同期して前記空隙部分ｅへ注入するようになされる。
【０００６】
ところで、上記のように注入管を通じて裏込め材を圧送したあと、裏込め材が注入管内に残留するとこれが固化して内壁面に付着し、以後の注入動作に支障をきたすことから適時に注入管内を洗浄する必要がある。
【０００７】
そのため注入管に洗浄水供給管を接続し、ピストンを最前進位置まで移動させて注入管の先端を閉鎖したのち洗浄水を供給し、注入管内を洗浄して排出させるようになされているのが一般的である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３２９９６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに上記従来の裏込め材注入装置では、裏込め材注入用のピストンの進退動により注入管の裏込め材注入状態と洗浄状態とを切り換えるので、裏込め材と注入管との接続部位や注入管内に裏込め材が付着残留しやすく、十分な洗浄が行なわれなくなってピストンの動作不良乃至は動作不能に陥入り、注入不可のトラブルの発生をきたすことになる。
【００１０】
このようなトラブルが発生すると、シールドマシンによる掘削工程を中断しなければならず、トンネル工事の施工上大きな障害となり、そのトラブルを解消させることに非常に手間どるという問題があった。
【００１１】
なかには注入管をゴム等の可撓性資材により形成し、この注入管の外周面を空気圧により圧迫して押し潰すことにより注入管内の残留裏込め材を排出させるようにしたものが実際に用いられたことがあると聞くが、このように注入管を空気圧で圧迫して押し潰す手段では、その注入管と注入装置の裏込め材供給系との接続部（ニップルによる接続部）に応力が集中して局部的に変形し、その部分の注入管が早期に損傷して注入管の耐用寿命を短縮させてしまうとともに、該部で屈曲すると注入管内に裏込め材が残留したままとなって固化し、全域が均等に押し潰されず、残留裏込め材の除去も困難となってやはり注入管詰まりのトラブルを起こすことが避けられないという問題がある。
【００１２】
本発明は、裏込め材が注入管内に残留固化して詰まることを確実に防止し、かつトラブルの解消を容易としたシールド工法における裏込め材注入装置を提供することを課題としてなされたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として本発明は、裏込め材の注入管をゴム等の強性に富む可撓材からなるチューブで構成し、このチューブの必要範囲を機械的に押圧して無空状態とすることによりチューブ内の裏込め材のすべてを排出し、チューブ内に裏込め材の残留を皆無として詰りが生じないようにしたもので、裏込め材の供給系に接続される裏込め材供給管、洗浄用水供給系に接続される洗浄水供給管、およびこれら裏込め材供給管と洗浄水供給管との合流管により構成された基部と、前記合流管に接続されるゴム等の弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブと、このチューブの前記合流管接続部を徐く他の長手方向全域の一側外面に当接され該チューブの直径方向に移動してチューブを無空状態に圧搾する押圧杆と、この押圧杆を前記チューブの非圧搾状態と圧搾状態とにわたって平行移動させる作動機構とで構成したことを特徴としている。
【００１４】
こうしたことにより、洗浄に先き立って作動機構を作動して押圧杆を平行移動させ、この押圧杆の移動により裏込め材注入用チューブの必要範囲は完全に無空状態に圧搾され、該チューブ内に存在していた裏込め材はすべて先端側および基部側へ排出される。
【００１５】
次いで洗浄水供給管を通じて洗浄水を圧送することにより、基部内に存在する裏込め材は裏込め材供給管を通じて排出系から洗浄水と共に排出させ、洗浄を完了することができる。
【００１６】
洗浄後、前記作動機構を解放動させることにより、裏込め材注入用チューブは自己の弾性復元力によって押圧杆を押し戻し、全開状態に戻って次回の裏込め材を注入可能な状態に復する。
【００１７】
したがって注入装置の裏込め材の詰りによるトラブルの発生を皆無とすることができる。特に裏込め材注入用チューブは弾性復元力に富む可撓材で構成し、その必要範囲を全域均等に圧搾するので裏込め材の残留が生じず、圧搾不良を招くこともなく、メンテナンスの必要もなくすることができる。
【００１８】
前記作動機構は、請求項２に記載のように、前記押圧杆のチューブ当接面とは反対面に対置して押圧シリンダにより前記チューブの長手方向に進退移動自在に作動杆を設け、この作動杆と前記押圧杆の摺接面長手方向に複数のカムを形成し、このカムは前記作動杆の摺動時に前記押圧杆を前記チューブ押圧方向に変位させる傾斜面で構成することが好ましい。
【００１９】
こうすることにより、作動杆を長手方向に移動させることにより複数のカムが均等に作用して押圧杆を完全平行移動させることができ、裏込め材注入用チューブの必要範囲を偏りなく均一に圧搾することが可能となって、該チューブ内の裏込め材をすべて確実に排出させることができる。
【００２０】
前記基部の合流管と前記裏込め材注入用チューブとを切り離し自在に接続する構成（請求項３）とすれば、万一裏込め材の詰りが生じても前記チューブを切り離して裏込め材を排除することができ、トラブルの解消を容易に行うことができる。
【００２１】
さらに請求項４のように、裏込め材注入用チューブと、前記作動機構の押圧杆および作動杆とを、最中合わせによりボルト締結で一体化される一対の外郭体ににより保持する構成とすれば、装置構成を簡潔に構成することができる。
【００２２】
請求項５は、上記作用を好適に行わせることができる裏込め材注入用チューブの寸法を特定したものである。
【００２３】
【発明の実施形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明による裏込め材注入装置の一実施形態の内部構造を示す側面図で、（Ａ）は裏込め材注入時、（Ｂ）は同注入停止時の状態を示し、図２は図１（Ａ）のＰ−Ｐ断面図を示している。
【００２５】
上記裏込め材注入装置（１）は、シールドマシン本体内に搭載されている裏込め材供給系に接続される裏込め材供給管（２）、同洗浄水供給系に接続される洗浄水供給管（３）、これら裏込め材供給管（２）および洗浄水供給管（３）が合流する合流管（４）からなる基部（５）と、前記合流管（４）の先端に接続され弾性可撓材からなる裏込め材注入用チューブ（６）と、このチューブ（６）の必要範囲の一側外面に当接する押圧杆（７）と、この押圧杆（７）を前記チューブ（６）の直径方向へ平行移動させる作動機構（８）とで構成され、これらは適宜な外郭体（９）内に組み込まれる。
【００２６】
前記チューブ（６）は、好ましくは補強繊維入りの天然ゴムで構成され、内径４０〜５０ｍｍ、肉厚１０〜１５ｍｍであり、長さは施工現場の状況に即して選択される。上記チューブ（６）の強度は１０ｋｇ以上の押圧力に耐え得る。
【００２７】
前記基部（５）の合流管（４）とチューブ（６）との接続は、図１（Ａ）（Ｂ）（図２では図示省略）に示しているように、合流管（４）端のフランジ（４ａ）と、チューブ（６）を圧嵌めするニップル（１０）のフランジ（１０ａ）とをボルト締結することで一体化されるようになっており、必要時（メンテナンス時）にボルトを外して分離することができるように構成されている。
【００２８】
前記押圧杆（７）は平板状のもので、前記チューブ（６）の前記ニップル（１０）より所要距離（Ｌ１）だけ離間した位置から、チューブ（６）の先端の固定用ニップル（１１）に嵌合  する内端より所要距離（Ｌ２）だけ離間した位置までの範囲（必要範囲Ｌ３）  にわたって当接する長さのチューブ当接面（７ａ）を有している。
【００２９】
前記押圧杆（７）をチューブ（６）の直径方向に平行移動させる前記作動機構（８）は、図示の実施形態では前記押圧杆（７）のチューブ当接面（７ａ）とは反対面に対置される作動杆（１２）と、この作動杆（１２）を進退駆動する油圧シリンダ（１３）とを有し、前記押圧杆（７）および作動杆（１２）の対向面には、該作動杆（１２）の進退動により前記押圧杆（７）を平行移動させるための複数（図では５個）のカム（１４），（１４）．．．が形成されている。
【００３０】
上記カム（１４）は、前記作動杆（１２）の摺動時に前記押圧杆（７）をチューブ押圧方向へ変位させる傾斜面（１５），（１６）で構成されており、図示の実施形態では作動杆（１２）を引いたとき（図１において左行させたとき）押圧杆（７）をチューブ押圧方向へ移動させ、作動杆（１２）を押したとき（図１において右行させたとき）押圧杆（７）の拘束が解かれてチューブ（６）の弾性復元力により押圧杆（７）が作動杆（１２）に追従して退去する方向の傾斜面とされている。
【００３１】
なおこの傾斜面（１５），（１６）の傾斜方向を逆として、作動杆（１２）を押したとき押圧杆（７）を押し上げ、作動杆（１２）を引いたとき押圧杆（７）が下降するようにしてもよいことは勿論であり、また一方の傾斜面（（１５）または（１６））をローラとしてもよい。
【００３２】
前記チューブ（６）、押圧杆（７）、作動杆（１２）を保持する外郭体（９）は、図示の実施形態では図３にみられるように最中合わせしてボルト（１７），（１７）で一体化される一対の外郭部材（９Ａ），（９Ａ）で構成されている。
上記外郭部材（９Ａ）は、無負荷時のチューブ（６）の半部外周が密着して嵌合する半円形の凹部からなるチューブ保持部（１８）と、前記押圧杆（７）および作動杆（１２）の摺動を妨げない間隔をおいて対向するプレート（１９）とを有し、前記チューブ保持部（１８）の外面とプレート（１９）とはリブ（２０）により補強されている。
【００３３】
前記基部（５）の裏込め材供給管（３）に接続される裏込め材供給系（２１）の途中部には切り換え弁（２２）が介装され、この切り換え弁（２２）の切り換えにより裏込め材供給管（３）と排出系（２３）とが連通され、洗浄時の排水を排出するようになっている。この切り換え弁（２２）は、洗浄時に自動的に排出側に切り換わるように設定されている。
【００３４】
図２において符号（２４），（２５）は作動杆駆動用油圧シリンダ（１３）への油圧給排用の油圧ホースを示す。
【００３５】
次に上記実施形態の作用を説明する。
【００３６】
裏込め材の注入時には、作動機構（８）の油圧シリンダ（１３）を伸長作動して作動杆（１２）を押し出し、これにより押圧杆（７）がチューブ（６）の弾性復元力によりそのカム（１４），（１４）．．．の傾斜面（１５）が作動杆（１２）の傾斜面（１６）にそって滑動して図１（Ａ）のように後退し、チューブ（６）は全開状態におかれる（図１（Ａ），図３（Ａ）示）。
【００３７】
この状態で裏込め材供給管（３）を通じて裏込め材を供給し、基部（５）の合流管（４）からチューブ（６）内を通じその先端に至り、図４のセグメント（ｂ）と地山の掘削面（ｄ）との間の空隙部分（ｅ）へ注入することができる。
【００３８】
所定量の注入が終ると、前記油圧シリンダ（１３）を短縮作動して作動杆（１２）を引くと、作動杆（１２）の傾斜面（１６）が押圧杆（７）の傾斜面（１５）を押し上げるので押圧杆（７）がチューブ（６）の直径方向へ移動し、押圧杆（７）のチューブ当接面（７ａ）でチューブ（６）の必要範囲（Ｌ３）の全域を均等に押し潰し、無空状態とする（図１（Ｂ）、図３（Ｂ）示）。
【００３９】
これによりチューブ（６）内に存在していた裏込め材は、チューブ（６）内から完全に押し出されて排出され、チューブ（６）の必要範囲内には裏込め材が存在しない状態で閉基される。
【００４０】
次いで洗浄水供給管（２）から洗浄水をポンプ圧送することにより洗浄水は合流管（４）内およびチューブ（６）の接続部の領域（距離（Ｌ１）の範囲）内にある裏込め材を裏込め材供給管（３）へ流し、予め切り換っている切り換え弁（２２）を通じて排出系（２３）へ流れ、外部に排出される。
【００４１】
再び注入の開始に先立って油圧シリンダ（１３）を伸長作動させれば、前述のように傾斜面（１５），（１６）による押圧杆（７）の拘束が解かれるので、チューブ（６）の弾性復元力により押圧杆（７）が押し戻され、チューブ（６）は全開状態に復し、次回の裏込め材の注入可能な状態になる。
【００４２】
基部（５）内およびチューブ（６）の接続部とその近傍に万一裏込め材が残留したようなトラブルが発生したときは、基部（５）の合流管（４）とニップル（１０）とのフランジ（４ａ），（１０ａ）を締結しているボルトを外し、両者を分離させることによりこれらの内部を清掃することができ、トラブルの発生を容易に解消することができる。
【００４３】
なお、上述の実施形態における押圧杆（７）およびその作動機構（８）を上下対称に一対設け、チューブ（６）の両面から押圧するようすることも本発明の技術思想に含まれる。また作動機構（８）はカムによらずトグル機構に直換してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シールド工法における裏込め材を注入する注入管をゴム等の弾性可撓材からなるチューブで構成し、このチューブを機械的手段により必要範囲を圧搾して無空状態に閉塞するようにしたので、空気圧による圧迫に較べ裏込め材がチューブの内壁面に付着残留することがなく、裏込め材の残留固化による閉塞不良や注入不全等のトラブル発生を最小限に抑えることができる。
【００４５】
請求項２のように、長手方向に列設した複数のカムにより押圧杆を押動するようにすれば、チューブの必要範囲の全域をむらなく均等圧により圧搾することができ、一層確実な閉塞を果たすことができる。
【００４６】
請求項３のように、基部とチューブとを切り離し自在な構成とすれば、万一裏込め材が残留したようなトラブル時の解消を迅速に行なうことができ、トンネル掘削工程に大きな支障を及ぼすことを回避することができる。
【００４７】
請求項４のように、チューブ、押圧杆、その作動機構を最中合わせの外郭体により保持する構成とすれば、構成が頗る簡単で確実な動作を行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による裏込め材注入装置の一実施形態の内部構造例を示し、（Ａ）は裏込め材注入時、（Ｂ）は同注入停止時の状態の側面図。
【図２】図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図。
【図３】（Ａ）は図１（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図１（Ｂ）のＢ−Ｂ断面図。
【図４】シールド工法によるトンネル構築状況を模式的に示す略示断面図。
【符号の説明】
１  裏込め材注入装置
２  洗浄水供給管
３  裏込め材供給管
４  合流管
５  基部
６  裏込め材注入用チューブ
７  押圧杆
８  作動機構
９  外郭体
１０、１１  ニップル
１２  作動杆
１３  油圧シリンダ
１４  カム
１５、１６  傾斜面
１８  チューブ保持部
１９  プレート
２０  リブ
２１  裏込め材供給系
２２  切り換えバルブ
２３  排出系
ａ  シールドマシン
ｂ  セグメント
ｅ  空隙部分