(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント外周面に防水シートを敷設する防水シートの敷設装置において、
テールプレートの内周に沿って配置した筒状の防水シート受けフレームと、
前記防水シート受けフレームを内側から支持する支持フレームと、
前記防水シート受けフレームの内面に沿って敷設した新設防水シートを防水シート受けフレームに押圧する新設防水シート固定装置と、
既に敷設した防水シートを前記防水シート受けフレームに押圧する既設防水シート固定装置と、よりなることを特徴とする、
防水シートの敷設装置。
【請求項２】
請求項１に記載の防水シートの敷設装置において、
新設防水シートと既設防水シートが重なる接合部を前記防水シート受けフレームに押圧して溶着する溶着装置を設けたことを特徴とする、
防水シートの敷設装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の防水シートの敷設装置において、
前記支持フレームは、シールド掘進機のテールプレートに対してジャッキを介してスライド自在に取付けたことを特徴とする、
防水シートの敷設装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の防水シートの敷設装置を用いた防水シートの敷設方法において、
新設防水シートを防水シート受けフレームの内面に沿って、既設防水シートの縁部に重なるように敷設する敷設工程と、
筒状に敷設した前記新設防水シートと既設防水シートをそれぞれ新設防水シート固定装置と既設防水シート固定装置によって、前記シート受けフレームの内面に押圧する押圧工程と、
前記新設防水シートと既設防水シートの接合部を、溶着装置で溶着する溶着工程と、
前記防水シートの敷設工程、押圧工程及び溶着工程と並行して行う工程であって、支持フレームをスライドすることによって、トンネル掘削及びセグメント組立を行う工程と、を備えたことを特徴とする、
防水シートの敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法におけるセグメント外周面に、防水シートを敷設するための防水シートの敷設装置と防水シートの敷設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法は、シールド掘進機により切羽を切削し、推進用ジャッキを反力壁から伸長させ、シールド掘進機の掘進により出来た空間にセグメントを円環状に設置し、セグメント背面と地山との空隙に裏込材を充填する工法である。
この工程を何度も繰り返して、既設セグメントに新設のセグメントを接合させながら進めるため、組立てられたセグメント間に継ぎ目ができ、地下水が侵入することとなる。そのために、セグメントに止水シールを取り付け止水されるが、実際は施工精度によって目開き、目違いなどが発生し、漏水が起こる。
地山からの地下水侵入は、裏込材のシール効果により密封されるが、裏込材の劣化などにより完全な密封はできず、以後のメンテナンスが大変であった。
【０００３】
このため、セグメント外周面全体に防水シートを巻き立て、セグメントと地盤を遮断することで、例えば、特開平７−２１７３８９と特開平１０−０６８２９９に記載される防水シートの敷設方法及び防水シートの敷設装置が提案されている。
【０００４】
上記した従来の防水シートの敷設装置により防水シートの敷設を行う場合には、以下に示すような手順で行うことになる。
＜イ＞新設する防水シートを、既設防水シートに接合しろ分重ねて、テールプレート等に沿って円筒状に展張する。
＜ロ＞巻立てた新設防水シートを、所定の径に拡げる。あるいは、所定の径に拡げた後に、防水シートの一部分を所定の径に固定する。
＜ハ＞新設防水シートの巻立て長さを、既設防水シートの巻立て長さに合わせると共に、新設防水シートと既設防水シートのラップしろを所定の幅に調整する。
＜ニ＞防水シートの接合部を自走式溶着機等によって熱溶着する。
＜ホ＞セグメント組立とシールド掘進に伴い、防水シートを順次継ぎ足していくことで、セグメントの外周面に筒状に敷設していく。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の技術にあっては、以下のような問題点がある。
＜イ＞シールド掘進機内で敷設された防水シートが、柔軟で伸縮しやすく、凹凸や垂れが生じやすい。既設防水シートに凹凸（しわ）や伸び・垂れが発生すると、均一な巻立て長さや所定のラップ幅を確保することが極めて困難となり、多大の労力と時間を要する。
＜ロ＞防水シート接合部のしわや垂れによって発生する張力が、防水シート同士の密着性を阻害してしまうため、従来技術の自走式溶着機を用いて、良好な接合を確保することが困難となる。
＜ハ＞防水シートの接合作業をシールド掘進やセグメント組立と同時に行う際、シールド掘進やセグメント組立によって、しわや張力が発生する恐れがあるため、防水シートの接合部の溶着作業に悪影響を与える。
＜ニ＞防水シートのしわや垂れは、セグメント組立作業を行う際に防水シートがセグメントリング間に挟まれ破損する恐れがあるので、防水シートのしわや垂れを取るために引張ったり、押上げる作業を人力を介して行うことが必要となり、防水シートの敷設の作業性が大幅に低下する。
＜ホ＞従来技術の自走式溶着機で、シールド機内のような狭い場所で接合を行う場合は、構造を小さくコンパクトにする必要があり、駆動力を制限されるため、溶着速度が制約される。
また、従来の自走可能な挟み込み式溶着機は、必ず所定ラップしろが必要になる。それゆえ、接合前及び接合中に所定のラップしろを確保したりチェックする作業が必要となるため、作業効率が悪い。
＜ヘ＞特に、大口径のシールドトンネルで防水シートを敷設する場合、既存の防水シートの接合技術では、シート敷設に時間がかかり、セグメント組立やシールド掘進と同時に行ったとしても、待機時間が長く、サイクルタイムに影響し、工期の遅延を招くという問題が深刻となる。
【０００６】
【本発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題点を解決するためになされたもので、セグメント組み立て時とシ−ルド機掘進時の防水シ−トの垂れ下がりを確実に防止できる、防水シートの敷設装置及び防水シートの敷設方法を提供することを目的とする。
また、既設防水シートと新設防水シートの接合部を接合する場合に、従来の防水シートの接合装置のように人手の支援を要するようなことはなく、迅速で自動的に良好な接合を行える、防水シートの敷設装置及び防水シートの敷設方法を提供することを目的とする。
さらに、シールド掘進及びセグメント組立と同時に施工することができ、作業性のよい防水シートの敷設装置及び防水シートの敷設方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明は、セグメント外周面に防水シートを敷設する防水シートの敷設装置において、テールプレートの内周に沿って配置した筒状の防水シート受けフレームと、前記防水シート受けフレームを内側から支持する支持フレームと、前記防水シート受けフレームの内面に沿って敷設した新設防水シートを防水シート受けフレームに押圧する新設防水シート固定装置と、既に敷設した防水シートを前記防水シート受けフレームに押圧する既設防水シート固定装置と、よりなることを特徴とする、防水シートの敷設装置である。ここでは、新設防水シートと既設防水シートが重なる接合部を前記防水シート受けフレームに押圧して溶着する溶着装置を設けたことが特徴である。
また、前記支持フレームは、シールド掘進機のテールプレートに対してジャッキを介してスライド自在に取付けたことが特徴である。
さらに、前記新設防水シートの円周方向の両端が重なる接合部を前記防水シート受けフレームに押圧して溶着することも可能である。
【０００８】
また、本発明は、上記したような防水シートの敷設装置を用いた防水シートの敷設方法において、新設防水シートを防水シート受けフレームの内面に沿って、既設防水シートの縁部に重なるように敷設する敷設工程と、筒状に敷設した前記新設防水シートと既設防水シートをそれぞれ新設防水シート固定装置と既設防水シート固定装置によって、前記防水シート受けフレームの内面に押圧する押圧工程と、前記新設防水シートと既設防水シートの接合部を、溶着装置で溶着する溶着工程、前記防水シートの敷設工程、押圧工程及び溶着工程と並行して行う工程であって、支持フレームをスライドすることによって、トンネル掘削及びセグメント組立を行う工程と、を備えたことを特徴とする、防水シートの敷設方法である。
ここでは、前記新設防水シートの円周方向の両端が重なる接合部を前記防水シート受けフレームに押圧して溶着することも可能である。
【０００９】
【本発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、本発明に係る防水シートの敷設装置の実施の形態について説明する。
【００１０】
＜イ＞装置の全体構成
本発明においては、シールド機のテールプレート内に防水シートを効率よく敷設するために、各敷設作業の段階で防水シートを円筒状に固定して、防水シートに自重や外力により発生する凹凸（しわ）、垂れ、伸びを抑制・除去するための防水シート敷設装置を使用する。その全体構成の一例を図１に示す。
前記防水シート敷設装置は、筒状の防水シート受けフレーム２と、支持フレーム３と新設防水シート固定装置４と既設防水シート固定装置５及び溶着装置６によって、主要部が構成されている。
ここで、前記支持フレーム３は、シールド掘進機のテールプレート１に対して移動ジャッキ９を介してスライド自在に取付ける。
以下、各部について詳述する。
【００１１】
＜ロ＞防水シート受けフレーム
防水シート受けフレーム２は、図１と図２に示すように、テールプレート１の内面に沿って、既設防水シート１３と新設防水シート１４が重なる接合部１５の付近から新設防水シート１４の切羽側端部まで配置されている。
前記防水シート受けフレーム２の内径は、セグメント１２の外径とほぼ同一径である。新設する防水シート１４は、この防水シート受けフレーム２に沿って展張され、固定されるために、常に同一径で巻立てることができる。
【００１２】
＜ハ＞支持フレーム
支持フレーム３は、ドーナッツ状のリングフレーム１０を介して、前記防水シート受けフレーム２を内側から支持するための架台である。この架台は、防水シートを固定するための反力を受ける構成とする。
前記支持フレーム３は、円筒状の補強フレーム１１によって、スライド自在に支持されている。前記補強フレーム１１は、テールリングフレーム１ａと連結している。
前記テールリングフレーム１ａには、移動ジャッキ９本体を取付ける。この移動ジャッキ９の先端は、前記支持フレーム３に連結している。
前記移動ジャッキ９の伸縮によって、前記支持フレーム３は、テールプレート１に対してスライドすることが可能となる。
なお、前記補強フレーム１１は、スライドガイドの役目を持っており、ロッド状でも可能である。
【００１３】
＜ニ＞新設防水シート固定装置
新設防水シート固定装置４は、図３に示すように、防水シート受けフレーム２の内面に沿って展張した新設防水シート１４を押圧する装置である。
前記新設防水シート固定装置４は、前記支持フレーム３の外面に複数個の押えジャッキ４ｄを円周方向に取付け、この押えジャッキ４ｄ及び押えジャッキローリング防止ガイド４ｂとを防水シート押え板４ａに接続する。
前記防水シート押え板４ａは、新設防水シート１４を防水シート受けフレーム２に押付けて防水シートの垂れや伸びを防止する。
防水シート押え板４ａの押え面の材質は、防水シートを傷つけないような材質、例えば、高密度ナイロン製等の素材を使用するのが好ましい。
なお、前記新設防水シート固定装置４は、常に均一な巻き立てを確保できるように、新設防水シート１４のほぼ全範囲を押付け固定できることが好ましい。
【００１４】
＜ホ＞既設防水シート固定装置
既設防水シート固定装置５は、図２と図３に示すように、既設防水シート１３を防水シート受けフレーム２に押付けて固定する装置である。
既設防水シート固定装置５は、前記新設防水シート装置４と類似しており、支持フレーム３の外面には複数の押えジャッキ５ｄを配置して構成する。
また、前記新設防水シート装置４と同様に、防水シートを均一に固定するために、既設防水シート１３の全周にわたり配置する。
【００１５】
＜ヘ＞溶着装置
溶着装置６は、新設防水シートと既設防水シートが重なる接合部を溶着するためのものであり、図４に示すように、既存の溶着機を改良して防水シートの接合作業の高速施工を可能にした装置である。
この溶着装置６は、モータ２０によりピニオン２１や内歯歯車を介して回転駆動される旋回リング１６を備えており、この旋回リング１６に電熱ゴテ等の加熱装置１７と押圧ローラ１８を取付けて構成する。
【００１６】
一方、新設防水シートの円周方向の両端が重なる接合部を溶着するために、テールプレート１内には、図示しない他の溶着装置（以下、軸方向の溶着装置という）を配置する。
軸方向の溶着装置は、モータ等の駆動手段によって、トンネル軸方向に移動自在な支持架台に、熱風吐出ノズル等の加熱装置と押圧装置を取付けて構成する。
軸方向の溶着装置は、新設防水シートの円周方向の両端が重なる接合部の間に、例えば、熱風吐出ノズルのような加熱装置を差し込み、その接合部の外面を押圧ローラで押圧しながら、防水シート受けフレーム２の内面に密着するように熱溶着する。そして、この溶着をトンネル軸方向に沿って行う。
【００１７】
＜ト＞巻立装置
巻立装置７は既存の装置であり、リングフレーム１０に取付けた防水シートロール１４ａから新設防水シート１４を挟持し、電動機によりピニオンや内歯歯車を介して回転駆動される旋回リングによって、防水シート受けフレーム２の内面に筒状に敷設する装置である。
【００１８】
尚、本実施の形態においては、前述した防水シートの敷設装置は、防水シート受けフレーム２、新設防水シート固定装置４、既設防水シート固定装置５、溶着装置６及び巻立装置７からなり、これらの装置を支持フレーム３に全て取付けて、この支持フレーム３をシールド掘進に同調させて移動することで、トンネル掘削作業と同時にシート敷設作業を行えることを可能としたものである。
また、前記支持フレーム３の移動で、既設防水シート１３と新設防水シート１４の接合部１５の幅の微調整も可能となる。
さらに、前記支持フレーム３内で防水シート敷設を行えるため、シールド掘進後にセグメント組立と同時に防止シート敷設を行うこともでき、どの作業中でも同時に防水シート敷設作業を可能にしたことが本発明の特徴である。
【００１９】
次に、上記した防水シートの敷設装置を用いた防水シートの敷設方法について説明する。
【００２０】
＜イ＞防水シートの敷設と固定
シールド掘進機は、図１に示すように、掘削開始状態でシールドジャッキ８をセグメント１２に押付けている。
防水シート敷設は、既設防水シート１３を既設シート固定装置５で防水シート受けフレーム２の内面に押付け固定して、自重や外力による凹凸（しわ）、垂れ及び外力によって溶着する接合部１５に影響が及ばないようにする。
その状態で、巻立装置７によって、新設防水シート１４を防水シート受けフレーム２の内面に沿って、既設防水シート１３の縁部に重なるように敷設する。
敷設後、新設防水シート固定装置４によって、防水シート受けフレーム２の内面に新設防水シート１４を押付け固定する（図５）。
【００２１】
＜ロ＞防水シートの溶着
シールド掘進に伴い、シールドジャッキ８を伸長させる。このシールドジャッキ８の伸長に同調させるために、図５に示すように、移動ジャッキ９を伸長させることで、支持フレーム３を所定の接合位置に維持する。
この際、新設防水シート１４と既設防水シート１３が共に固定しているため、その接合部１５は防水シートの自重やシールド掘進による影響を全く受けずに、溶着作業を行うことができる。
なお、新設防水シートの円周方向の両端が重なる接合部は、上記軸方向の溶着装置によって、溶着を行う。
【００２２】
＜ハ＞セグメント組立
新設シート固定装置４及び既設シート固定装置５の押えジャッキ４ｄ、５ｄを引いて新設防水シート１４と既設防水シート１３の固定を解除する。
その後、図６に示すように、移動ジャッキ９を前方へ引くことによって、支持フレーム３をスライドする。
前記支持フレーム３を完全に引いた後、敷設した新設防水シート１４に自重等で垂れ下がりが発生しないように、その切羽側端部で既設防水シート固定装置５を作動して防水シート受けフレーム２の内面に押圧する。この状態でセグメント１２の組立を行う。
【００２３】
セグメント組立完了後、新たに新設防水シート１４を敷設するため、既設防水シート固定装置５で固定していた防水シートは、そのまま固定した状態で新設防水シートロール１４ａをセットする。
【００２４】
以上のように、各作業工程において防水シートを固定しているため、凹凸（しわ）、垂れ、伸びを除去・抑制でき、常に均一で良質な防水シートの敷設が可能となる。特に、防水シートの接合部においては、新設・既設の両防水シートを固定してあるために、全くしわ、垂れ、伸び等の影響を受けない。
【００２５】
また、シールド掘進によるトンネル掘削と同時に施工する場合は、移動ジャッキ９をシールドジャッキ８の伸縮に同調させて、補強フレーム１１を支持フレーム３に対してスライドさせていく。このため、シールド掘進による影響を受けないで、敷設作業を行うことができる。
更に、セグメント組立と同時に施工する場合は、支持フレーム３をシールド掘進と共に移動させていくことで、掘進後その後方にセグメント組立スペースが確保できるので、防水シートの敷設作業とセグメント組立の同時施工が可能となる。
尚、接合部の幅の微調整は、既設防水シート１３のラップしろの状態を見て、最低の所定ラップしろを確保するように支持フレーム３を移動させて簡単に行えるため手間がかからない。
【００２６】
【本発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞テ−ルプレ−ト内に設けた防水シート受けフレームの内面に沿って、防水シートを筒状に敷設した後に、防水シート固定装置で押圧して固定することにより、セグメント組み立て時とシ−ルド機掘進時の防水シ−トのしわ、垂れ下がりを確実に防止することができる。
＜ロ＞防水シ−トのしわ、垂れ下がりを確実に防止でき、かつ本発明の溶着装置を用いることにより、筒状に敷設した防水シートの接合部への押圧、溶着温度及び溶着速度を一定に制御することができることから、防水シートの接合部の溶着を精度よく行うことができる。
＜ハ＞防水シートの敷設装置（巻立装置、防水シート固定装置、溶着装置）を一つの支持フレームに取付けユニット化して、その支持フレーム内で防水シートの敷設作業を行えるようにし、更に支持フレームをシールド掘進に同調させることにより、切羽の切削、掘進作業とセグメント組立と並行して防水シートの敷設、溶着作業を行うことができるので、作業のサイクルタイムが短縮でき、作業性が大幅に向上する。
＜ニ＞防水シートの敷設装置をユニット化・システム化したことによって、各敷設作業用装置の設置や交換を極めて簡便に行えるから、装置の汎用性も高くなる。
＜ホ＞本防水シートの敷設方法は、掘進と巻立、溶着工程を同調させなくても、新設防水シート固定装置及び既設防水シート固定装置を配置することにより、確実な敷設作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防水シートの敷設装置の全体構成を示す縦断面図
【図２】図１の要部の拡大図
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面の左半分とＢ−Ｂ断面の右半分を示す横断面図
【図４】溶着装置の要部を示す縦断面図
【図５】防水シートの敷設方法における掘進完了と新設防水シートの敷設完了状態を示す縦断面図
【図６】防水シートの敷設方法における支持フレームの移動完了とセグメントの組立開始状態を示す縦断面図
【符号の説明】
１・・・テールプレート
２・・・防水シート受けフレーム
３・・・支持フレーム
４・・・新設防水シート固定装置
５・・・既設防水シート固定装置
６・・・溶着装置
７・・・巻立装置
９・・・移動ジャッキ
１２・・セグメント
１３・・既設防水シート
１４・・新設防水シート
１５・・接合部
【図１】
0003925833.tif 000002
【図２】
0003925833.tif 000003
【図３】
0003925833.tif 000004
【図４】
0003925833.tif 000005
【図５】
0003925833.tif 000006
【図６】
0003925833.tif 000007