(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に残置された残置シールド機の防錆処理方法において、
前記残置シールド機のスキンプレートの外周にセメント系固化材を注入して、前記スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成するとともに、前記スキンプレートの内部にコンクリートを打設してコンクリート固化層を形成することを特徴とする残置シールド機の防錆処理方法。
【請求項２】
前記固化材は、前記残置シールド機の残置予定個所の少なくとも前記スキンプレートの長さに対応した前方の位置から、カッターよりも外方に突出するコピーカッターを回転駆動させながら注入することを特徴とする請求項１記載の残置シールド機の防錆処理方法。
【請求項３】
前記残置シールド機は、取水トンネル構築用シールド機であって、
前記コンクリートの打設は、前記残置シールド機の回転駆動機構，推進機構，排土機構を除去した後に、前記スキンプレートの内部を閉塞する鋼製隔壁を形成して行うことを特徴とする請求項１または２記載の残置シールド機の防錆処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤中に残置されるシールド機の防錆処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在行われているシールド工事においては、トンネルが貫通した後、シールド機の外殻である鋼製のスキンプレートは、地中に残置する場合が殆どである。
【０００３】
ところが、このようなシールド機のスキンプレートを地中に残置させた場合には、以下に説明する技術的な問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、鋼製のスキンプレートを地中に残置すると、スキンプレートが酸化反応を起こすことにより錆が発生し、地下水を汚染するとともに、錆の発生によりスキンプレート自体の耐力が低下し、トンネルの安定性にも問題が発生する。
【０００５】
このような残置シールド機の錆の問題は、本出願人が特願平９−２１８４９２号で提案している取水トンネルの構築においてより顕著に発生する。
【０００６】
つまり、この出願にかかる発明は、海水淡水化処理施設や、発電所で用いられる冷却水の取入れ管を、シールド工法により構築したトンネルにより代替しようとする技術思想である。
【０００７】
このような取水トンネルは、通常、海岸近傍に構築され、トンネルの構築に用いたシールド機は、取水トンネルの先端側の海底に残置させることになり、シールド機を海底に残置させると、より一層錆が発生し易くなり、錆が発生すると、取り入れる海水に汚染が発生し、トンネルの安定性にも問題が発生する。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地中に残置させたシールド機の錆の発生を防止することができる方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に残置された残置シールド機のスキンプレートの外周にセメント系固化材を注入して、前記スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成するとともに、前記スキンプレートの内部にコンクリートを打設してコンクリート固化層を形成するようにした。
このように構成した残置シールド機の防錆処理方法によれば、地盤中に残置されたシールド機の外殻であるスキンプレートの外周に地盤遮水層が形成されるとともに、内部にコンクリート固化層が形成されるので、スキンプレートに水分と酸素の供給が遮断され、スキンプレートの表面からの発錆を防止することができる。
前記固化材は、前記残置シールド機の残置予定個所の少なくとも前記スキンプレートの長さに対応した前方の位置から、カッターよりも外方に突出するコピーカッターを回転駆動させながら注入することができる。
この構成によれば、コピーカッターを回転駆動させながら固化材を注入することにより、固化材と周辺の地山との攪拌混合がなされ、残置シールド機を残置予定個所に掘進させると、スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成することができる。
前記残置シールド機は、取水トンネル構築用シールド機であって、前記コンクリートの打設は、前記残置シールド機の回転駆動機構，推進機構を除去した後に、前記スキンプレートの内部を閉塞する鋼製隔壁を形成して行うことができる。
この構成によれば、残置シールド機を埋め殺す場合に好適となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１から図６は、本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法の一実施例を示している。
【００１１】
同図に示した防錆方法は、本発明を取水トンネルの構築工法に用いたシールド機１０に適用した場合を例示しており、取水トンネルを構築する際には、海岸の近傍に設けられた発進立坑から海岸側に向けてシールド機１０が発進される。
【００１２】
取水トンネルの構築に用いられるシールド機１０は、通常のシールド工法に用いられる機械と同様に、筒状のスキンプレート１２を有している。
【００１３】
このスキンプレート１２は、鋼製の外殻体であって、その先端側には、土砂掘削用のカッター１４が回転自在に配設されている。カッター１４は、スポークないしは面板形式のものであって、その一部に伸縮させることにより、スキンプレート１２の断面よりも大きな断面の掘削が可能なコピーカッター１５が設けられている。
【００１４】
また、スキンプレート１２の内部には、図示を省略しているが、カッター１４の回転駆動機構，シールド機１０の掘進用ジャッキなどの推進機構，スクリューコンベアなどの掘削土砂の排土機構が設けられている。
【００１５】
カッター１４を回転駆動して、地盤１６を所定長掘削すると、スキンプレート１２の後端側に順次取水セグメント２０が環状に組立てられ、これにより海水淡水化設備などに海水を導入するための取水トンネルが構築される。
【００１６】
この場合に用いる取水セグメント２０の一例を図５に示している。同図に示した取水セグメント２０は、通常のシールド工法に用いられるセグメントと同様に、所定長さの筒状体を周方向に沿って複数に分割したものであって、周および長さ方向に隣接する部分を相互にボルトやピン結合させることで環状に組立てられる。
【００１７】
取水セグメント２０は、セグメント本体２０ａと、ポーラスコンクリート部２０ｂと、取水孔２０ｃと、蓋体２０ｄとを備えている。セグメント本体２０ａは、鋳鉄板ないしは鋼板から構成され、長手方向の両端に一対の連結用フランジ２００ａが設けられ、フランジ２００ａ間の外周面には、内方に向けて陥没した２つの凹状部２０１ａが形成されている。
【００１８】
ポーラスコンクリート部２０ｂは、透水性を備えた多孔質体であって、凹状部２０１ａ内に充填固化されている。取水孔２０ｃは、２つの凹状部２０１ａの平坦な底面に貫通形成されている。
【００１９】
蓋体２０ｄは、取水孔２０ｃに着脱可能に螺着固定されていて、取水孔２０ｃを閉塞しているとともに、蓋体２０ｄを撤去すると、ポーラスコンクリート部２０ｂを介して、取水孔２０ｃを外部と連通させることができ、海水の取入れが可能になる。
【００２０】
取水セグメント２０を環状に組立てながら取水トンネルを構築してシールド機１０が、図１に示すように、地盤１６中の残置予定個所Ａから所定の距離Ｌだけ離れた位置に到達すると、取水セグメント２０に代えて、通常の透水性のない普通セグメント２２を用いてトンネルを構築する。
【００２１】
この場合の所定の距離Ｌは、シールド機１０のスキンプレート１２の全長よりも若干長い距離に設定する。そして、この位置から残置予定個所Ａまでの間は、図２に示すように、コピーカッター１５を伸長させて、スキンプレート１２の断面よりも大きな断面を掘削し、この掘削と同時にコピーカッター１５の先端からセメントミルクなどの固化材を注入する。
【００２２】
図６には、この時に用いる普通セグメント２２の一例を示している。同図に示した普通セグメント２２は、鉄筋コンクリートで形成されたセグメント本体２２ａを有しており、複数のセグメント本体２２ａを周方向に連結して円筒状に組立て、組立てられた円筒体を長手方向に順次連結する構成になっている。
【００２３】
各セグメント本体２２ａには、その厚み方向を貫通する裏込め注入孔２２ｂが設けられており、この裏込め注入孔２２ｂは、着脱可能なプラグパッキン２２ｃにより閉塞されている。
【００２４】
セグメント本体２２ａは、その長手軸方向の端部に設けられた継手ボツクス２２ｄ内で、パッキンを挟み込んでボルトナット２２ｅを介して軸および周方向に連結され、セグメント本体２２ａの端面間には、シール材２２ｆおよびコーキング材２２ｇを介装している。
この場合の普通セグメント２２は、１０数リング程度になるが、残置予定個所Ａ側の数リングは、裏込め注入孔２２ｂを介して、モルタル，セメントミルクなどの裏込め材２４をセグメント本体２２ａと地山との間に注入する。
【００２５】
以上のようにして、コピーカッター１５を伸長させて、スキンプレート１２の断面よりも大きな断面を掘削し、この掘削と同時にコピーカッター１５の先端からセメントミルクなどの固化材を注入しながら掘進させて、シールド機１０が残置予定個所Ａに到達すると、図３に示すように、スキンプレート１２の外周側には、その全長を覆うようにして、所定厚みの掘削土砂と固化材との混合物領域が形成され、この混合物領域が固化することにより、地盤遮水層２６が形成される。
【００２６】
この地盤遮水層２６には、本実施例の場合には、注入した裏込め材２４が固化することにより形成される遮水層が連続した状態で形成される。なお、スキンプレート１２の外周に地盤遮水層２６を形成する際には、例えば、スキンプレート１２に貫通孔を設けて、この貫通孔から固化材を補足的に注入してもよい。
【００２７】
地盤遮水層２６の形成が行われている間に、スキンプレート１２内のカッター１４の回転駆動機構，シールド機１０の掘進用ジャッキなどの推進機構，スクリューコンベアなどの掘削土砂の排土機構を撤去し、図４に示すように、鋼製の隔壁２８を設置して、コンクリートの打設が行われる。
【００２８】
この場合、隔壁２８は、スキンプレート１２内を閉塞するように、その後端側近傍に設置され、表面には、エポキシ樹脂塗装を施すことなどにより防錆処理が施される。
【００２９】
そして、隔壁２８により画成されたスキンプレート１２内に打設されたコンクリートが固化すると、スキンプレート１２内は、コンクリート固化層３０により充満され、これにより残置シールド機１０の防錆処理が終了する。
【００３０】
さて、以上のようにして行われる残置シールド機１０の防錆処理方法によれば、地盤中に残置されたシールド機１０の外殻であるスキンプレート１２の外周に地盤遮水層２６が形成されるとともに、内部にコンクリート固化層３０が形成されるので、スキンプレート１２に水分と酸素の供給が遮断され、スキンプレート１２の表面からの発錆を防止することができる。
【００３１】
また、本実施例の場合には、固化材は、残置シールド機１０の残置予定個所Ａのスキンプレート１２の長さに対応した前方の位置から、カッター１４よりも外方に突出するコピーカッター１５を回転駆動させながら注入するので、残置シールド機１０を残置予定個所Ａに掘進させると、その時点で、スキンプレート１２の外周に地盤遮水層２６を形成することができる。
【００３２】
さらに、本実施例の場合には、残置シールド機１０は、取水トンネル構築用シールド機であって、コンクリートの打設は、残置シールド機１０の回転駆動機構，推進機構を除去した後に、スキンプレート１２の内部を閉塞する隔壁２８を形成して行うので、残置シールド機１０を埋め殺す場合に好適となる。
【００３３】
なお、上記実施例では、本発明の防錆処理方法を取水トンネル構築用のシールド機１０に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、通常のシールド工法で用いた残置シールド機にも適用することができる。
【００３４】
この場合、残置シールド機は、一般に、到達立坑の近傍に残置されることになるが、このような残置シールド機では、スキンプレートの内部をコンクリートの打設により閉塞することができないので、例えば、スキンプレート内に環状の型枠を設置して、コンクリートを打設し、その後型枠を脱型して、スキンプレートの内部にコンクリート固化層を形成すればよい。
【００３５】
また、型枠に代えて通常のセグメントをスキンプレート内に組立て、セグメントとスキンプレートとの間にコンクリートを打設してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法によれば、地中に残置させたシールド機の錆の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法の最初の固定の説明図である。
【図２】図１の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図３】図２の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図４】図３の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図５】図１に示したシールド機により構築するトンネルに用いる取水セグメントの組立て状態の斜視図と要部断面図である。
【図６】図１に示したシールド機により構築するトンネルに用いる普通セグメントの断面説明図である。
【符号の簡単な説明】
１０    シールド機
１２    スキンプレート
１４    カッター
１５    コピーカッター
１６    地盤
２０    取水セグメント
２２    普通セグメント
２４    裏込め材
２６    地盤遮水層
２８    隔壁
３０    コンクリート固化層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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