(57)【要約】【課題】裏込め材注入管を容易に取り外すことができ、これによって裏込め材注入管の故障部を確認し必要に応じて修理・交換することができる裏込め材注入装置を提供する。【解決手段】テールボイド２に臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板３に取り付けられる裏込め材注入管４を備え、この裏込め材注入管４を通して裏込め材をテールボイド２に注入するようにした裏込め材注入装置１において、段差部２３によって面板３に対する裏込め材注入管４の差込方向の位置決めをするとともに、係止ブロック３０によって面板３に裏込め材注入管４が取り付けられた状態を保持するようにし、係止ブロック３０を取り外すことにより、注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の抜き方向の移動を許容して、面板３から裏込め材注入管４を取り外し可能とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイドに臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板に取り付けられる裏込め材注入管を備え、この裏込め材注入管を通して裏込め材を前記テールボイドに注入するようにした裏込め材注入装置において、
前記裏込め材注入管の先端部が抜き差し可能に差し込まれるように前記面板に設けられた注入管差込口に前記裏込め材注入管の先端部が所定量だけ差し込まれたときにその注入管差込口に対する前記裏込め材注入管の差込方向の移動を止める第１の係止手段を設け、この第１の係止手段によって前記面板に対する前記裏込め材注入管の差込方向の位置決めをするとともに、位置決めされた前記裏込め材注入管の前記注入管差込口に対する抜き方向の移動を止める第２の係止手段を設け、この第２の係止手段によって前記面板に前記裏込め材注入管が取り付けられた状態を保持するようにし、前記第２の係止手段の係止解除により、前記注入管差込口に対する前記裏込め材注入管の抜き方向の移動を許容して、前記面板から前記裏込め材注入管を取り外し可能としたことを特徴とする裏込め材注入装置。
【請求項２】
前記裏込め材注入管の前記注入管差込口への差込方向に進むに従って前記注入管差込口に向けて傾斜する傾斜面を有するガイド部材を前記面板に設けることを特徴とする請求項１に記載の裏込め材注入装置。
【請求項３】
前記裏込め材注入管の先端部に、前記注入管差込口との間を止水する止水部材を装着するとともに、前記注入管差込口に対する抜き差し動作時に前記注入管差込口と摺動する摺動部材を装着することを特徴とする請求項１または２に記載の裏込め材注入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘進機の後方に発生する覆工体と掘削坑壁との空隙部（テールボイド）に裏込め材注入管を通して裏込め材を注入するようにした裏込め材注入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テールボイドに裏込め材を注入する裏込め材注入工法は、シールド掘進機の掘進と同時で行われることが重要で、シールド掘進機の掘進に対し遅れが生じると、周辺地盤の緩みを生じさせて、地盤沈下等を招く恐れがある。
【０００３】
従来、シールド掘進機の掘進と同時に裏込め材注入工法を行うために、シールド掘進機のテール部に裏込め材注入装置を付設し、シールド掘進機の掘進と同時に裏込め材注入装置により裏込め材をテールボイドに注入するようにしている。
【０００４】
裏込め材注入装置は、テールボイドに臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板に取り付けられる裏込め材注入管と、この裏込め材注入管に接続されるモルタル供給管および洗浄水供給管と、モルタル供給管に接続される凝結剤供給管とを備えて構成されている。裏込め材注入装置においては、モルタル供給管を通して供給されるモルタルと、凝結剤供給管を通して供給される凝結剤とを混合して得られるゲル状の裏込め材を、裏込め材注入管を通してテールボイドに注入するとともに、例えば注入作業の区切り時間帯を利用して、洗浄水供給管を通して供給される洗浄水で裏込め材注入管やモルタル供給管の管内を水洗して次の注入作業を円滑に行うようにしている。
【０００５】
上述したように、この種の裏込め材注入装置では、洗浄水供給管を通して供給される洗浄水で裏込め材注入管等の管内を適時水洗して洗浄するようにされているが、使用が進むに従って、次第に裏込め材の一部が管内壁面に付着凝結し、これがモルタルコレステロールとして成長すると、管路が狭められて閉塞し、裏込め材の注入が阻害されることがある。
【０００６】
そこで、管閉塞が最も生じ易いモルタル供給管は勿論のこと、凝結剤供給管や洗浄水供給管を分割脱着可能な構成として、メンテナンスを容易に行えるようにしたものが例えば特許文献１にて提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２８０８８４号公報
【０００８】
しかしながら、従来の裏込め材注入装置では、裏込め材注入管と面板とが溶接によって一体的に接合されているため、裏込め材注入管を取り外すことができず、裏込め材注入管やその周辺部位に故障部が発生したか否かを確認し必要に応じて修理・交換するといったことができないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、裏込め材注入管を容易に取り外すことができ、これによって裏込め材注入管の故障部を確認し必要に応じて修理・交換することができる裏込め材注入装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明による裏込め材注入装置は、
掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイドに臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板に取り付けられる裏込め材注入管を備え、この裏込め材注入管を通して裏込め材を前記テールボイドに注入するようにした裏込め材注入装置において、
前記裏込め材注入管の先端部が抜き差し可能に差し込まれるように前記面板に設けられた注入管差込口に前記裏込め材注入管の先端部が所定量だけ差し込まれたときにその注入管差込口に対する前記裏込め材注入管の差込方向の移動を止める第１の係止手段を設け、この第１の係止手段によって前記面板に対する前記裏込め材注入管の差込方向の位置決めをするとともに、位置決めされた前記裏込め材注入管の前記注入管差込口に対する抜き方向の移動を止める第２の係止手段を設け、この第２の係止手段によって前記面板に前記裏込め材注入管が取り付けられた状態を保持するようにし、前記第２の係止手段の係止解除により、前記注入管差込口に対する前記裏込め材注入管の抜き方向の移動を許容して、前記面板から前記裏込め材注入管を取り外し可能としたことを特徴とするものである（第１発明）。
【００１１】
本発明において、前記裏込め材注入管の前記注入管差込口への差込方向に進むに従って前記注入管差込口に向けて傾斜する傾斜面を有するガイド部材を前記面板に設けるのが好ましい（第２発明）。
【００１２】
本発明において、前記裏込め材注入管の先端部に、前記注入管差込口との間を止水する止水部材を装着するとともに、前記注入管差込口に対する抜き差し動作時に前記注入管差込口と摺動する摺動部材を装着するのが好ましい（第３発明）。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、裏込め材注入管の先端部が抜き差し可能に差し込まれるように面板に設けられた注入管差込口に裏込め材注入管の先端部が所定量だけ差し込まれたときにその注入管差込口に対する裏込め材注入管の差込方向の移動を止める第１の係止手段が設けられる。この第１の係止手段により、面板に対する裏込め材注入管の差込方向の位置決めがなされる。また、位置決めされた裏込め材注入管の注入管差込口に対する抜き方向の移動を止める第２の係止手段が設けられる。この第２の係止手段により、面板に裏込め材注入管が取り付けられた状態が保持される。
本発明によれば、第２の係止手段の係止解除で注入管差込口に対する裏込め材注入管の抜き方向の移動が許容されて、面板から裏込め材注入管が取り外し可能とされるので、裏込め材注入管を容易に取り外すことができ、これによって裏込め材注入管の故障部を確認し必要に応じて修理・交換することができる。
【００１４】
また、本発明において、裏込め材注入管の注入管差込口への差込方向に進むに従って注入管差込口に向けて傾斜する傾斜面を有するガイド部材を面板に設けることにより、裏込め材注入管を注入管差込口に差し込む際に、ガイド部材の傾斜面によって裏込め材注入管の先端部が注入管差込口へと案内されるので、裏込め材注入管を注入管差込口に容易かつ確実に差し込むことができる。
【００１５】
また、本発明において、裏込め材注入管の先端部に、注入管差込口との間を止水する止水部材を装着するとともに、注入管差込口に対する抜き差し動作時に注入管差込口と摺動する摺動部材を装着することにより、テールボイドからの地下水等が注入管差込口を通して機内に流入するのを止水部材によって確実に防ぐことができるとともに、注入管差込口に対する抜き差し動作を摺動部材によって止水部材を傷つけることなくスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る裏込め材注入装置が面板に取り付けられた状態を示す全体図である。
【図２】同裏込め材注入装置の面板取付周辺部位を拡大し一部を破断して示す図で、（ａ）は裏込め材の注入状態図、（ｂ）は洗浄水による洗浄状態図である。
【図３】（ａ）は図１のＡ部拡大図、（ｂ）は図１のＢ部拡大図、（ｃ）は（ｂ）のＣ矢視図である。
【図４】裏込め材注入管の先端部にＯリングおよび摺動リングが装着された状態を示す図で、（ａ）は摺動リングの係止爪が係合状態にある図、（ｂ）は摺動リングの係止爪が非係合状態にある図である。
【図５】ピストンおよび接続シャフトを示す図で、（ａ）は組立状態の側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は組立状態の平面図、（ｄ）は（ｃ）のＥ−Ｅ線断面図、（ｅ）は一部を破断して示す分解図、（ｆ）は（ｃ）のＦ−Ｆ線断面図でピン格納状態図、（ｇ）は（ｃ）のＦ−Ｆ線断面図でピン突出状態図である。
【図６】裏込め材注入管の取り外し作業説明図（１）である。
【図７】裏込め材注入管の取り外し作業説明図（２）である。
【図８】裏込め材注入管の取り付け作業説明図（１）である。
【図９】裏込め材注入管の取り付け作業説明図（２）である。
【図１０】裏込め材注入口の止水施工の第１変形例を示す図である。
【図１１】裏込め材注入口の止水施工の第２変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明による裏込め材注入装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
＜シールド掘進機によるトンネル施工方法の概略説明＞
図示による詳細説明は省略するが、シールド掘進機は、前方の地山を掘削する一方で、後方でセグメント組立装置を用いてセグメントをリング状に組み立てて覆工体を形成し、覆工体と掘削坑壁との空隙部（テールボイド）に裏込め材を裏込め材注入装置により注入してトンネルを構築する。
【００１９】
＜裏込め材注入装置の説明＞
図１に示される裏込め材注入装置１は、シールド掘進機の外周部に円周方向に沿って所要の配分で複数箇所に設けられており、掘削坑壁と覆工体との間に形成されるテールボイド２に臨ませるようにシールド掘進機の後部に配設された面板３に取り付けられる裏込め材注入管４を備えている。
【００２０】
裏込め材注入管４には、裏込め材注入管４内へモルタルを供給可能にモルタル供給管５が接続されるとともに、裏込め材注入管４を介してモルタル供給管５内へと洗浄水を供給可能に洗浄水供給管６が接続されている。ここで、モルタル供給管５および洗浄水供給管６は、裏込め材注入管４の軸線方向に位置をずらした状態で裏込め材注入管４を挟むように配設されており、裏込め材注入管４の中間位置から先端寄りの部位にモルタル供給管５が接続される一方、裏込め材注入管４の中間位置から基端寄りの部位に洗浄水供給管６が接続されている。
【００２１】
モルタル供給管５は、先頭管５ａ、複数の連結管５ｂおよび後尾管５ｃが所要の継手７，８によって連結されて構成されている。洗浄水供給管６も同様に、先頭管６ａ、複数の連結管６ｂおよび後尾管６ｃが所要の継手９によって連結されて構成されている。このように、モルタル供給管５と洗浄水供給管６とは、基本的に同じ分解・組立式の管構造である。
【００２２】
代表例としてモルタル供給管５について説明すると、モルタル供給管５において、先頭管５ａは、裏込め材注入管４の基端側に傾斜するように裏込め材注入管４の軸線に対し所定の鋭角を成して裏込め材注入管４に溶接等で一体的に接合されている。また、複数の連結管５ｂは、裏込め材注入管４の軸線と平行をなすように先頭管５ａと後尾管５ｃとの間に配設されている。また、後尾管５ｃは、面板３からシールド掘進機の前方に向かって所定距離の位置においてシールド掘進機の内周壁面に所定の大きさで矩形状に開設されるメンテナンス窓１０に臨ませて複数の連結管５ｂと同軸線上に配設されている。
【００２３】
モルタル供給管５における複数の連結管５ｂおよび後尾管５ｃのそれぞれは、メンテナンス窓１０を通して出し入れできる長さ寸法に設定されており、メンテナンス窓１０を通して複数の連結管５ｂおよび後尾管５ｃを順次に継手８で繋ぎながら先頭管５ａに継手７を介して連結することでモルタル供給管５を組み立てることができる。これとは逆に、複数の連結管５ｂおよび後尾管５ｃを順次に継手７，８の箇所で分割しながらメンテナンス窓１０を通して取り出すことでモルタル供給管５を分解することができる。
【００２４】
モルタル供給管５における先頭管５ａには、先端部に図示されないチェック弁を備える凝結剤供給管１１が、先頭管５ａ内へ凝結剤（主として珪酸ソーダ）を供給可能に接続されている。凝結剤供給管１１もモルタル供給管５や洗浄水供給管６と同様に、先頭管１１ａ、複数の連結管１１ｂおよび後尾管１１ｃが所要の継手１２，１３によって連結されて構成され、メンテナンス窓１０を通して複数の連結管１１ｂおよび後尾管１１ｃを順次に継手１３で繋ぎながら先頭管１１ａに継手１２を介して連結することで凝結剤供給管１１を組み立てることができるとともに、複数の連結管１１ｂおよび後尾管１１ｃを順次に継手１２，１３の箇所で分割しながらメンテナンス窓１０を通して取り出すことで凝結剤供給管１１を分解することができるようになっている。
【００２５】
裏込め材注入管４には、裏込め材注入管４と同軸線上でメンテナンス窓１０の近傍に配設される油圧式のジャッキ１５が、連結ロッド１６ａを内蔵する複数の連結体１６を介して連結されている。
裏込め材注入管４の内部には、ピストン２０が裏込め材注入管４と同軸線上で往復運動可能に組み込まれている。
ジャッキ１５のピストンロッド１５ａと裏込め材注入管４に組み込まれたピストン２０とは、複数の連結体１６に内蔵された複数の連結ロッド１６ａと、ピストン２０に連結された接続シャフト２１とを介して接続され、ジャッキ１５の伸縮動作により、ピストン２０が裏込め材注入管４内で往復運動するようになっている。
【００２６】
例えば、図２（ａ）に示されるように、裏込め材注入管４において、モルタル供給管５および洗浄水供給管６におけるそれぞれの先頭管５ａ，６ａの接続部位の間にピストン２０を位置させた場合には、モルタル供給管５を通して供給されるモルタルと、凝結剤供給管１１を通して供給される凝結剤とを先頭管５ａ内で混合して得られるゲル状の裏込め材を、裏込め材注入管４を通してテールボイド２に注入することができる。
また、例えば、図２（ｂ）に示されるように、裏込め材注入管４において、モルタル供給管５の先頭管５ａの接続部位よりも先方で裏込め材注入管４の先端部を塞ぐようにピストン２０を位置させた場合には、洗浄水供給管６を通して供給される洗浄水で裏込め材注入管４やモルタル供給管５の管内を水洗することができる。
【００２７】
＜第１の係止手段の説明＞
図３（ａ）に示されるように、裏込め材注入管４においては、基端部から先端部寄りの部位に至る部分の外径寸法に対し先端部の外径寸法を小さく設定することによって段差部２３が形成されている。一方、面板３には、テールボイド２に臨ませて開口される裏込め材注入口２４が設けられるとともに、この裏込め材注入口２４と同心でシールド掘進機の機内側に開口され、裏込め材注入管４の先端部が抜き差し可能に差し込まれる注入管差込口２５が設けられている。ここで、裏込め材注入口２４の口径は、裏込め材注入管４の先端部の内径と同径とされている。
裏込め材注入口２４と注入管差込口２５との境界部に裏込め材注入管４の先端が突き当たる寸前の位置まで裏込め材注入管４の先端部が注入管差込口２５に差し込まれたときに、裏込め材注入管４の段差部２３が注入管差込口２５の開口周縁に突き当たって、裏込め材注入管４の差込方向の移動が止められるようになっている。
裏込め材注入管４の段差部２３は、注入管差込口２５に裏込め材注入管４の先端部が所定量だけ差し込まれたときにその注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の差込方向の移動を止める第１の係止手段として機能する。
【００２８】
なお、裏込め材注入管４の段差部２３には、雄テーパ面２６が形成される一方、面板３における注入管差込口２５の開口周縁にはその雄テーパ面２６に対応する雌テーパ面２７が形成されており、これら雄テーパ面２６と雌テーパ面２７との係合により、注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の芯出しを確実に行うことができるようにされている。
【００２９】
＜第２の係止手段の説明＞
図３（ｂ）および（ｃ）に示されるように、ジャッキ１５の基端部には、外向きに張り出すように鍔部２８が設けられ、ジャッキ１５を複数の連結体１６（図１参照）を介して裏込め材注入管４に向けて押え付ける方向でその鍔部２８と係合しジャッキ１５を保持する保持部３０ａを有する係止ブロック３０がシールド掘進機の機体の所定部位にボルト３１によって固定されている。
【００３０】
係止ブロック３０は、裏込め材注入管４の段差部２３と注入管差込口２５の開口周縁との係合によって差込方向の位置決めがなされた裏込め材注入管４の注入管差込口２５に対する抜き方向の移動を複数の連結体１６およびジャッキ１５を介して止める第２の係止手段として機能し、面板３に裏込め材注入管４が取り付けられた状態を保持する役目をする。
なお、モルタル供給管５、洗浄水供給管６および凝結剤供給管１１における後尾管５ｃ，６ｃ，１１ｃにも前記鍔部２８と同様の鍔部が設けられ、係止ブロック３０は、更に、後尾管５ｃ，６ｃ，１１ｃを先頭管５ａ，６ａ，１１ａに向けて押え付ける方向でその鍔部と係合し後尾管５ｃ，６ｃ，１１ｃを保持する前記保持部３０ａと同様の保持部を有し、モルタル供給管５、洗浄水供給管６および凝結剤供給管１１が組み立てられた状態を保持する役目も兼ねている。
【００３１】
＜ガイド部材の説明＞
図３（ａ）に示されるように、面板３におけるテールボイド２に臨ませた側の板面の反対側（シールド掘進機内側）の板面には、注入管差込口２５と同心をなしてシールド掘進機内側に開口されたガイド部材３５が固着されている。ガイド部材３５は、裏込め材注入管４の注入管差込口２５への差込方向に進むに従って注入管差込口２５に向けて傾斜する傾斜面（逆円錐状テーパ面）３５ａを有しており、裏込め材注入管４を注入管差込口２５に差し込む際に、傾斜面３５ａによって裏込め材注入管４の先端部を注入管差込口２５へと案内する役目をする。
【００３２】
＜止水部材および摺動リングの説明＞
裏込め材注入管４における先端部の外周面には、裏込め材注入管４の軸線方向に所定間隔を有して形成される複数のリング状溝に先端側から順に所要の摺動リング３７およびＯリング３６が装着されている。Ｏリング３６は、裏込め材注入管４の先端部と注入管差込口２５との間を止水する役目をし、摺動リング３７は、注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の先端部の抜き差し動作時に注入管差込口２５の内周壁面と摺動し裏込め材注入管４の先端部が注入管差込口２５に直接接触しないようにして抜き差し動作時の抵抗を減じる役目をする。
【００３３】
ここで、図４（ａ）および（ｂ）に示されるように、摺動リング３７は、一端部に鉤形の第１係止爪３７ａを有するとともに、他端部に第１係止爪３７ａと係合可能な鉤形の第２係止爪３７ｂを有し、これら係止爪３７ａ，３７ｂが係合状態のときにリング形状を呈する摺動部材からなるものである。図４（ｂ）に示されるように、係止爪３７ａ，３７ｂが非係合状態で摺動リング３７が不完全なリング形状の状態においては、一端部と他端部との間を引き離すように操作することで全体を広げることができて、裏込め材注入管４の先端部の対応するリング状溝に対し摺動リング３７を容易に嵌め込むことができる。こうして、摺動リング３７を対応するリング状溝に嵌め込んだ後、第１係止爪３７ａと第２係止爪３７ｂとを係合させて互いに係止することにより、注入管差込口２５に差し込む際に注入管差込口２５に引っ掛かることなく、しかも注入管差込口２５に対して摺動するのに適した所定外径寸法の図４（ａ）に示されるような完全なリング形状の状態に保持することができる。
【００３４】
図５（ｅ）に示されるように、接続シャフト２１は、ピストン２０よりも小径で連結ロッド１６ａと連結される接続シャフト主体部２１ａと、この接続シャフト主体部２１ａの先端側に延設され、その接続シャフト主体部２１ａの外径寸法よりも縦幅および横幅寸法がいずれも小さい断面矩形状の角シャフト部２１ｂとを有している。
【００３５】
角シャフト部２１ｂの先端部には、長辺側の一対の板面を貫通するように貫通孔４１が穿設されている。
接続シャフト２１における軸線回りの中心部には、接続シャフト２１の基端側に開口された圧油ポート４２から軸線方向に沿って接続シャフト主体部２１ａおよび角シャフト部２１ｂに亘って延び貫通孔４１へと至る油路４３が形成されており、圧油ポート４２に導入された圧油が油路４３を介して貫通孔４１へと供給されるようになっている。
【００３６】
ピストン２０は、裏込め材注入管４の先端部側に臨ませたピストンヘッド部２０ａと、このピストンヘッド部２０ａから裏込め材注入管４の基端側に向けて一体的に延設されるピストン胴部２０ｂとを有している。
【００３７】
図５（ａ）に示されるように、ピストン胴部２０ｂの外周面には、ピストン２０の軸線方向に所定間隔を有して形成される複数のリング状溝に先端側から順に所要の摺動リング４４およびＯリング４５が装着され、摺動リング４４は裏込め材注入管４内でピストン２０が往復運動する際に裏込め材注入管４と摺動しピストン２０が裏込め材注入管４の内周壁面に直接接触しないようにして往復運動時の抵抗を減じて焼き付き等を防止する役目をし、Ｏリング４５はピストン２０と裏込め材注入管４との間を封止する役目をする。
【００３８】
図５（ｅ）に示されるように、ピストン２０における軸線回りの中心部には、接続シャフト２１の角シャフト部２１ｂが抜き差し可能に差し込まれる差込穴部４６が形成されている。差込穴部４６は、ピストン胴部２０ｂからピストンヘッド部２０ａの途中に至る部分に亘って形成され、基端側に開口される一方で先端側がピストンヘッド部２０ａの端壁で塞がれている。
ピストンヘッド部２０ａには、ピストン２０の軸線方向と直交する方向の対称位置に一対のピン組込孔４７が形成され、ピン組込孔４７は、ピストン２０の径方向外側に開口された外側孔部４７ａと、外側孔部４７ａよりも小径で外側孔部４７ａと差込穴部４６とを連通するように形成される内側孔部４７ｂとを有している。
【００３９】
一対のピン組込孔４７には、一対の係止ピン４８と一対のブシュ４９が組み込まれている。
係止ピン４８は、角シャフト部２１ｂの貫通孔４１に嵌合すると同時に内側孔部４７ｂに係合可能な大径ピン部４８ａと、この大径ピン部４８ａよりも小径で大径ピン部４８ａと同軸線上でピストン２０の径方向外側に向けて延びるようにその大径ピン部４８ａに一体形成される小径ピン部４８ｂとにより構成されている。
ブシュ４９は、小径ピン部４８ｂが摺動自在に差し込まれた状態で外側孔部４７ａに圧入されており、ピン組込孔４７での係止ピン４８の往復運動を案内するガイド部材の役目をするとともに、ピン組込孔４７から係止ピン４８が抜け出ないようにする抜け止め部材の役目をする。
【００４０】
図５（ｆ）および（ｇ）に示されるように、一対の係止ピン４８は、ピン格納状態とピン突出状態とを切り換え可能とされている。
ここで、ピン格納状態とは、図５（ｆ）に示されるように、一対の係止ピン４８における互いの大径ピン部４８ａが所定の隙間を有して角シャフト部２１ｂの貫通孔４１に嵌合するとともに、各大径ピン部４８ａが対応する内側孔部４７ｂに係合し、かつ各小径ピン部４８ｂがピストンヘッド部２０ａの内部に納まった状態のことである。
一方、ピン突出状態とは、図５（ｇ）に示されるように、一対の係止ピン４８におけるそれぞれの大径ピン部４８ａが貫通孔４１から外れ、各係止ピン４８における大径ピン部４８ａがブシュ４９に当接するまで各係止ピン４８が押し出されて、ピストンヘッド部２０ａの外周面から小径ピン部４８ｂが所定突出量で突出された状態のことである。
【００４１】
一対の係止ピン４８が図５（ｆ）に示されるピン格納状態にあるときに、図示されない圧油供給源からの圧油を、図５（ｇ）に示されるように、接続シャフト２１における圧油ポート４２および油路４３を介して貫通孔４１へと供給すると、供給された圧油の油圧力によって一対の係止ピン４８が押し出されてピン突出状態に切り換えることができる。
【００４２】
以上に述べたように構成される裏込め材注入装置１において、裏込め材注入管４の取り外し作業について以下に説明する。
【００４３】
＜裏込め材注入管の取り外し作業の説明＞
（第１工程）
まず、図６（ａ）に示されるように、ジャッキ１５（図１参照）の伸長作動により、ピン格納状態にあるピストン２０のピストンヘッド部２０ａが面板３の裏込め材注入口２４から完全にテールボイド２側に突出するようにピストン２０を位置させる。
【００４４】
（第２工程）
次いで、図６（ｂ）に示されるように、図示されない圧油供給源からの圧油を、連結ロッド１６ａの内部に形成された油路から接続シャフト２１における圧油ポート４２および油路４３を介して貫通孔４１へと供給し（図５（ｇ）参照）、供給された圧油の油圧力で一対の係止ピン４８を押し出してピン突出状態に切り換える。このピン突出状態では、一対の係止ピン４８における大径ピン部４８ａと角シャフト部２１ｂにおける貫通孔４１との嵌合が外れているので、ピストン２０に対し接続シャフト２１を引抜方向に相対移動可能な状態となる。
【００４５】
（第３工程）
次いで、図７（ａ）に示されるように、ジャッキ１５（図１参照）の収縮作動により、ピストン２０に対し接続シャフト２１を引抜方向に相対移動させてピストン２０から接続シャフト２１を引き抜く。
【００４６】
（第４工程）
次いで、ボルト３１（図１参照）を緩めて係止ブロック３０をシールド掘進機の機体から取り外す（第２の係止手段の係止解除）。これにより、注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の抜き方向の移動が許容されることになり、面板３から裏込め材注入管４を取り外し可能とすることができる。
【００４７】
（第５工程）
次いで、図７（ｂ）に示されるように、面板３に対し裏込め材注入管４を引き離す方向に相対移動させることにより、面板３から裏込め材注入管４を取り外す。
【００４８】
このとき、ピン突出状態にあるピストン２０は、裏込め材注入管４と共に移動しようとしても、ピストン２０から突出された一対の係止ピン４８が面板３における裏込め材注入口２４の開口周縁に引っ掛かるため、裏込め材注入口２４を塞ぐように差し込まれた状態で取り残されることになる。こうして、裏込め材注入口２４をピストン２０で塞ぐことにより、テールボイド２からシールド掘進機の機内への土砂等の流入を確実に防ぐことができる。
【００４９】
そして、モルタル供給管５、洗浄水供給管お６よび凝結剤供給管１１における複数の連結管５ｂ，６ｂ，１１ｂおよび後尾管５ｃ，６ｃ，１１ｃを順次に継手７，８，９，１２，１３の箇所で分割しながらメンテナンス窓１０を通して取り出すとともに、ジャッキ１５および複数の連結体１６を順次に連結箇所を解除しながらメンテナンス窓１０を通して取出し、その後、裏込め材注入管４およびそれに一体的に取り付けられる先頭管５ａ，６ａ，１１ａを、メンテナンス窓１０を通して取出し、裏込め材注入管４やその周辺部位に故障部が発生したか否かを確認し必要に応じて修理・交換する。
【００５０】
次に、修理が施された、あるいは新品のものと交換された裏込め材注入管４およびそれに一体的に取り付けられる先頭管５ａ，６ａ，１１ａを面板３に取り付ける作業について以下に説明する。
【００５１】
＜裏込め材注入管の取り付け作業の説明＞
（第１工程）
まず、図８（ａ）に示されるように、修理または新品と交換された裏込め材注入管４およびそれに一体的に取り付けられる先頭管５ａ，６ａ，１１ａに対し、メンテナンス窓１０を通して複数の連結管５ｂ，６ｂ，１１ｂおよび後尾管５ｃ，６ｃ，１１ｃを順次に継手７，８，９，１２，１３で繋いで先頭管５ａ，６ａ，１１ａに連結することでモルタル供給管５、洗浄水供給管６および凝結剤供給管１１を組み立てるとともに、複数の連結体１６およびジャッキ１５を連結して、修理または新品と交換された裏込め材注入管４およびそれに一体的に取り付けられる先頭管５ａ，６ａ，１１ａを面板３に向けて押し込んでいく。
【００５２】
（第２工程）
次いで、図８（ｂ）および図９（ａ）に示されるように、裏込め材注入管４の先端部をガイド部材３５の傾斜面３５ａによる案内で注入管差込口２５に差し込む。
このとき、裏込め材注入口２４と注入管差込口２５との境界部に裏込め材注入管４の先端が突き当たる寸前の位置まで裏込め材注入管４の先端部が注入管差込口２５に差し込まれたときに、裏込め材注入管４の段差部２３が注入管差込口２５の開口周縁に突き当たって、より具体的には段差部２３の雄テーパ面２６と注入管差込口２５の雌テーパ面２７とが係合して（図３（ａ）参照）、裏込め材注入管４の差込方向の移動が止められる。これにより、面板３に対する裏込め材注入管４の差込方向の位置決めがなされる。
【００５３】
（第３工程）
次いで、図１に示されるように、ジャッキ１５の鍔部２８等に係合させた状態で係止ブロック３０をシールド掘進機の機体の所定部位にボルト３１によって固定する。これにより、面板３に裏込め材注入管４が取り付けられた状態を保持するとともに、モルタル供給管５、洗浄水供給管６および凝結剤供給管１１が組み立てられた状態を保持することができる。
【００５４】
（第４工程）
次いで、図９（ｂ）に示されるように、ジャッキ１５（図１参照）の伸長作動により、新しいピストン２０´を裏込め材注入管４の先端部へと押し進めて、裏込め材注入口２４を塞ぐように差し込まれた状態で取り残された古いピストン２０をテールボイド２側に押し出すことで、裏込め材注入管４の取り付け作業が完了する。
【００５５】
＜作用効果の説明＞
本実施形態の裏込め材注入装置１によれば、シールド掘進機の機体から係止ブロック３０を取り外すことで注入管差込口２５に対する裏込め材注入管４の抜き方向の移動が許容されて、面板３から裏込め材注入管４が取り外し可能とされるので、裏込め材注入管４を容易に取り外すことができ、これによって裏込め材注入管４の故障部を確認し必要に応じて修理・交換することができる。
【００５６】
また、本実施形態の裏込め材注入装置１において、裏込め材注入管４の注入管差込口２５への差込方向に進むに従って注入管差込口２５に向けて傾斜する傾斜面３５ａを有するガイド部材３５を面板３に設けることにより、裏込め材注入管４を注入管差込口２５に差し込む際に、ガイド部材３５の傾斜面３５ａによって裏込め材注入管４の先端部が注入管差込口２５へと案内されるので、裏込め材注入管４を注入管差込口２５に容易かつ確実に差し込むことができる。
【００５７】
また、本実施形態の裏込め材注入装置１において、裏込め材注入管４の先端部に、注入管差込口２５との間を止水するＯリング３６を装着するとともに、注入管差込口２５に対する抜き差し動作時に注入管差込口２５と摺動する摺動リング３７を装着することにより、テールボイド２からの地下水等が注入管差込口２５を通して機内に流入するのをＯリング３６によって確実に防ぐことができるとともに、注入管差込口２５に対する抜き差し動作を摺動リング３７によってＯリング３６を傷つけることなくスムーズに行うことができる。
【００５８】
以上、本発明の裏込め材注入装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００５９】
例えば、図１０（ａ）に示されるように、裏込め材注入管４におけるモルタル供給管５の接続部位の途中でピストン２０が焼き付き等の原因で止まってしまうと、前述した裏込め材注入管４の取り外し作業において、図６および図７に示されるような裏込め材注入口２４をピストン２０で塞ぐ工程が実施できないことになる。
この場合、図１０（ａ）に示されるように、モルタル供給管５から裏込め材注入管４を通して例えばエポキシ系の止水剤を吐出して裏込め材注入口２４を塞ぐようにプラグ５０を形成し、その後、図１０（ｂ）に示されるように、裏込め材注入管４の取り外し作業および取り付け作業を経て交換した新しいピストン２０´の先端に取り付けられた破砕ビット５１でそのプラグ５０を破砕するようにすればよい。
【００６０】
なお、万一、図１１に示されるように、裏込め材注入管４におけるモルタル供給管５の接続部位を完全に塞ぐようにピストン２０が焼き付き等の原因で止まってしまった場合には、モルタル供給管５から裏込め材注入管４を通して止水剤を吐出して裏込め材注入口２４を塞ぐことができない。
この場合、覆工体の適宜箇所を穿孔して図示されない止水剤注入孔を形成し、トンネル側からその止水剤注入孔を通してテールボイド２側から止水剤で裏込め材注入口２４を塞ぐようにプラグ５２を形成すればよい（その後の工程は上記と同様）。
【００６１】
なお、デールボイド２に注入した裏込め材がある程度硬化していれば、裏込め材注入管４を面板３から取り外しても裏込め材注入口２４から注入管差込口２５を通してシールド掘進機の機内に土砂等が流入することはないので、前述した裏込め材注入管４の取り外し作業における第１工程〜第３工程は不要になり、第４工程および第５工程の実施のみで済むことになるとともに、前述した裏込め材注入管４の取り付け作業における第４工程が不要になる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明の裏込め材注入装置は、裏込め材注入管を容易に取り外すことができ、これによって裏込め材注入管の故障部を確認し必要に応じて修理・交換することができるという特性を有していることから、シールド掘進機の後方に発生するテールボイドに裏込め材注入管を通して裏込め材を注入する用途に好適に用いることができ、産業上の利用可能性が大である。
【符号の説明】
【００６３】
１      裏込め材注入装置
２      テールボイド
３      面板
４      裏込め材注入管
２３    段差部（第１の係止手段）
２５    注入管差込口
３０    係止ブロック（第２の係止手段）
３５    ガイド部材
３５ａ  傾斜面
３６    Ｏリング（止水部材）
３７    摺動リング（摺動部材）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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