(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧版状の複数のセグメントの接合端面同士を互いに接合させることにより組み立てられた覆工体からジャッキによって反力を得て地盤を掘削しながら推進するシールドマシンを用いたトンネルの覆工方法であって、
前記覆工体の先端部分に組み付けられて、前記ジャッキによって押圧されるセグメントの接合端面に、予め平板状に形成された保護板を装着させてなり、
前記セグメントは、掘削側の接合端面に、対向側の接合端面に突出された接合棒が挿入される挿入穴を有し、該挿入穴へ挿入された前記接合棒を係合する接合具が設けられ、
前記保護板には、前記接合具の挿入穴に挿入可能な固定用棒体が設けられ、該固定用棒体を前記セグメントの接合具へ挿入させることにより、前記保護板が前記セグメントの前記接合端面に装着されることを特徴とするトンネルの覆工方法。
【請求項２】
前記ジャッキで前記保護板を押圧してシールドマシンを所定距離推進させた後に、前記保護板を前記セグメントの接合端面から取り外し、次に組み付けるセグメントの前記接合端面に装着するようにしたことを特徴とする請求項１記載のトンネルの覆工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数のセグメントを互いに接合させて覆工体を構築するシールド工法によるトンネルの覆工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、トンネルの覆工方法としては、シールド工法が知られている。
このシールド工法は、シールドマシンによって地盤を掘り進み、その後方にて、複数の円弧版状のセグメントを組み立てて覆工体を構築する工法であり、シールドマシンは、組み立てたセグメントからなる覆工体からジャッキによって反力を得て推進するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７及び図８に示すように、シールドマシンが、セグメント１からなる覆工体２からロッド３を進退させるジャッキ４によって反力を得て推進する際に、ジャッキ４からの押圧力が若干外方へ向かって作用し、これにより、セグメント１には、ジャッキ４の脚であるスプレーダ５同士の間にて、引張力が加わることとなる。そして、特に、セグメント１がコンクリート製である場合、スプレーダ５同士の間にてクラックＣが生じてしまい、このクラックＣにて漏水が生じる恐れがあった。
また、ジャッキ４のスプレーダ５が押圧される際に、このスプレーダ５によってセグメント１の接合端面に直に傷を付けてしまう恐れもあった。
なお、図中符号６は、シールドマシンを構成するスキンプレートである。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、セグメントにクラック等の破損・損傷を生じさせることなく、シールド工法にてトンネルの構築を行うことが可能なトンネルの覆工方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のトンネルの覆工方法は、円弧版状の複数のセグメントの接合端面同士を互いに接合させることにより組み立てられた覆工体からジャッキによって反力を得て地盤を掘削しながら推進するシールドマシンを用いたトンネルの覆工方法であって、前記覆工体の先端部分に組み付けられて、前記ジャッキによって押圧されるセグメントの接合端面に、予め平板状に形成された保護板を装着させてなり、
前記セグメントは、掘削側の接合端面に、対向側の接合端面に突出された接合棒が挿入される挿入穴を有し、該挿入穴へ挿入された前記接合棒を係合する接合具が設けられ、
前記保護板には、前記接合具の挿入穴に挿入可能な固定用棒体が設けられ、該固定用棒体を前記セグメントの接合具へ挿入させることにより、前記保護板が前記セグメントの前記接合端面に装着されることを特徴としている。
【０００６】
このように、シールドマシンがジャッキによって覆工体から反力を得て推進する際に、覆工体を構成するセグメントの接合端面がジャッキによって押圧されても、接合端面には、保護板が装着されているので、ジャッキに押圧されてその押圧力が外方へ向かって作用したとしても、ジャッキ同士の間にて生じる引張力のセグメントへの伝達を確実に防止することができる。これにより、ジャッキ同士の間に生じる引張力によるセグメントの接合端面でのクラックの発生を確実に防止することができ、クラックによって漏水が生じるようなことのない覆工体を構築することができる。また、ジャッキによって押圧される箇所にて傷等がつくようなこともなくなる。
しかも、保護板に設けられた固定用棒体を、セグメントの接合端面に設けられた接合具の挿入穴へ挿入させることにより、極めて容易に、保護板をセグメントの接合端面に装着させることができ、作業の容易化と工期の短縮化を図ることができる。
【０００７】
請求項２記載のトンネルの覆工方法は、請求項１記載のトンネルの覆工方法において、前記ジャッキで前記保護板を押圧してシールドマシンを所定距離推進させた後に、前記保護板を前記セグメントの接合端面から取り外し、次に組み付けるセグメントの前記接合端面に装着するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法について、図面を参照して説明する。
図１において、符号１１は、コンクリート製セグメントであり、符号１２は、保護板である。
セグメント１１は、円弧状に成形されたもので、周方向へ互いに接合させることにより、リングとされ、そのリングを軸方向へ互いに連結させることにより、覆工体が構成されるようになっている。
【００１２】
このセグメント１１の周方向への接合端面１１Ａには、継手板１３が設けられており、継手板１３同士をボルト・ナットによって締結固定することにより、これらセグメント１１同士が周方向へ接合されるようになっている。
また、軸方向への接合端面１１Ｂには、図２に示すように、その一方に、接合具１５が設けられ、他方に、接合棒１６が設けられている。
つまり、これら接合具１５及び接合棒１６が互いに接合されることにより、セグメント１１同士が軸方向へ互いに接合されるようになっている。
【００１３】
ここで、これら接合具１５及び接合棒１６による接合構造を説明する。
接合具１５は、後方へ向かって次第に拡径する筒状に形成されたハウジング２１と、このハウジング２１内にて、周方向へ配設された複数の楔体２２と、楔体２２の後方側に、リテーナ２３を介して設けられた弾性部材２４と、この弾性部材２４を楔体２２の後方に保持するキャップ２５とを有している。そして、この接合具１５は、ハウジング２１内に配設された楔体２２の内周側に形成された穴部が挿入穴Ｈとされている。
【００１４】
一方、接合棒１６は、接合具１５の挿入穴Ｈよりも大径の棒体からなるもので、一端側に形成されたねじ部２７をセグメント１１の接合端面１１Ｂに埋め込まれたインサートナット２６にねじ込むことにより、セグメント１１の接合端面１１Ｂから突出した状態に取り付けられている。
なお、この接合棒１６は、その先端側の周面がノコ歯形状に形成されたノコ歯部２８とされており、さらに、その先端面には、インサートナット２６へのねじ込み時に工具が差し込まれる工具穴２９が形成されている。
【００１５】
そして、この接合棒１６を、接合具１５の挿入穴Ｈへ挿入させるように、セグメント１１の接合端面１１Ｂ同士を近接させることにより、接合棒１６は、楔体２２を弾性部材２４の弾性力に抗して後方へ移動させながら外方へ押し広げて挿入穴Ｈ内へ入り込む。これにより、接合棒１６は、弾性部材２４の弾性力によって前方へ付勢されてハウジング２１の内周面によって挿入穴Ｈを縮径する方向に付勢される楔体２２によって締結される。
そして、この接合棒１６を接合具１５へ挿入して締結させることにより、セグメント１１同士が、その接合端面１１Ｂが突き合わされた状態に互いに接合されるようになっている。
【００１６】
保護板１２は、例えば、耐腐食性に優れたステンレススチール等の金属板あるいはグラスファイバー、カーボンファイバー、スチールファイバー等の高強度繊維板からなるもので、その板厚は、約１〜２mm程度とされている。
また、保護板１２の裏面側には、複数の固定用棒体３１が設けられている。これら固定用棒体３１は、接合具１５の挿入穴Ｈよりも小径に形成されたもので、図３に示すように、その中間部には、保持具３２が設けられている。これら保持具３２は、内部に図示しないスプリングが設けられた筒体３３と、この筒体３３の先端部に設けられた係合ボール３４とを有するもので、この係合ボール３４がスプリングによって先端側へ向かって付勢された状態に突出されている。なお、この係合ボール３４は、筒体３３から脱落しないように保持されている。
【００１７】
そして、上記の保護板１２は、その裏面側に設けられた固定用棒体３１を、セグメント１１の接合端面１１Ｂに設けられた接合具１５の挿入穴Ｈへ挿入させることにより、固定用棒体３１の保持具３２の係合ボール３４が、接合具１５の内部に係合することにより、図４に示すように、セグメント１１の接合端面１１Ｂに取り付けられるようになっている。
なお、図１中符号３５はセグメント１１を互いに接合させた際に、接合端面１１Ａ、１１Ｂ同士の間をシールするシール材である。
【００１８】
次に、上記保護板１２を用いてトンネルを覆工する場合について説明する。
まず、既に組み付けられて覆工体のリングを構成するセグメント１１の軸方向の接合端面１１Ｂに接合させて次のリングとセグメント１１の接合具１５が設けられた接合端面１１Ｂに保護板１２を装着させておく。
このように、保護板１２を装着させたセグメント１１を、その接合棒１６を接合具１５へ挿入させながら、既に組み付けられて覆工体のリングを構成するセグメント１１の軸方向の接合端面１１Ｂへ突き合わせて接合させ、これらセグメント１１を、周方向へボルト・ナットによって締結固定して接合させ、新たなリングを完成させる。
【００１９】
その後、シールドマシンの先端部のカッターを駆動させながらジャッキ４のスプレーダ５を、保護板１２が装着されたセグメント１１の接合端面１１Ｂに当接させてジャッキ４を駆動させてロッド３を伸張させる。
このようにすると、シールドマシンが、ジャッキ４によってセグメント１１からなる覆工体から反力を得て推進される。
【００２０】
ここで、セグメント１１には、ジャッキ４のスプレーダ５が当接されて、このジャッキ４によって押圧される接合端面１１Ｂに、保護板１２が装着されているので、ジャッキ４に押圧された際に、その押圧力が外方へ向かって作用したとしても、セグメント１１自体には、スプレーダ５同士の間にて生じる引張力が加わることがない。つまり、セグメント１１には、保護板１２によって、スプレーダ５間にて生じる引張力によるクラックＣの発生が確実に防止される。
【００２１】
シールドマシンが所定距離推進したら、ジャッキ４を引き込み、その後、セグメント１１の接合端面１１Ｂから保護板１２を取り外し、その保護板１２を、次に組み付けるセグメント１１の接合端面１１Ｂに装着させ、その後、上記作業を繰り返し行う。
【００２２】
このように、上記のトンネルの覆工方法によれば、シールドマシンがジャッキ４によって覆工体から反力を得て推進する際に、覆工体を構成するセグメント１１の接合端面１１Ｂがジャッキ４によって押圧されたとしても、接合端面１１Ｂには、保護板１２が装着されているので、ジャッキ４に押圧されてその押圧力が外方へ向かって作用することにより、ジャッキ４同士の間にて生じる引張力のセグメント１１への伝達を確実に防止することができる。
【００２３】
これにより、ジャッキ４同士の間に生じる引張力によるセグメント１１の接合端面１１ＢでのクラックＣの発生を確実に防止することができ、クラックＣによって漏水が生じるようなことのない覆工体を構築することができる。
また、保護板１２に設けられた固定用棒体３１を、セグメント１１の接合端面１１Ｂに設けられた接合具１５の挿入穴Ｈへ挿入させることにより、極めて容易に、保護板１２をセグメント１１の接合端面１１Ｂに装着させることができ、作業の容易化を図り、工期の短縮化を図ることができる。
また、ジャッキ４によって押圧される箇所にて傷等がつくようなこともなくなる。
【００２４】
次に、セグメント１１に対する装着構造の異なる保護板１２について説明する。
図５に示す保護板１２には、その裏面側に、固定用棒体４１が設けられている。
この固定用棒体４１は、その内周面にめねじが形成された筒体４２を有するもので、この筒体４２には、その内部に、拡径部材４３が設けられている。この拡径部材４３は、その外周面におねじが形成されたもので、筒体４２のめねじにねじ込まれている。
【００２５】
筒体４２は、その先端側が軸方向に沿うスリットによって周方向へ複数に分割され、また、その先端部側における内周面が先端方向へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されたテーパ部４２ａとされている。また、拡径部材４３は、その先端部が先端方向へ向かって次第に窄まるテーパ形状に形成されたテーパ部４３ａとされている。
また、拡径部材４３には、その後端部に工具穴４４が形成されており、保護板１２に形成された挿通孔４５から工具４６を挿入して工具穴４４へ嵌合させて回動させることにより、拡径部材４３が筒体４２内を移動するようになっている。
【００２６】
そして、この拡径部材４３を回動させて筒体４２の先端側へ移動させると、この拡径部材４３の先端部のテーパ部４３ａが、筒体４２のテーパ部４２ａに当接し、その後、筒体４２の先端側が拡径されるようになっている。
つまり、この固定用棒体４１を、セグメント１１の接合端面１１Ｂの接合具１５に挿入した状態にて、挿通孔４５から工具４６を差し込んで拡径部材４３の工具穴４４へ嵌合させて回動させることにより、拡径部材４３によって筒体４２の先端側が拡径され、これにより、固定用棒体４１が接合具１５に係合し、セグメント１１の接合端面１１Ｂに保護板１２が装着されるようになっている。
【００２７】
図６に示す保護板１２は、その裏面に、打ち抜き加工等によって形成された係合凸部５１を有しており、この係合凸部５１を、セグメント１１の接合端面１１Ｂの接合具１５のハウジング２１の入り口に嵌合させることにより、保護板１２がセグメント１１の接合端面１１Ｂに装着されるようになっている。
【００２８】
なお、保護板１２の裏面に、マグネットを設け、このマグネットを、セグメント１１の接合端面１１Ｂに設けられた接合具１５に磁着させることにより、保護板１２をセグメント１１の接合端面１１Ｂに装着させるようにしても良い。
つまり、この場合、保護板１２に設けられたマグネットを、セグメント１１の接合端面１１Ｂに設けられた接合具１５に磁着させることにより、極めて容易に、保護板１２をセグメント１１の接合端面１１Ｂに装着させることができ、作業の容易化を図り、工期の短縮化を図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のトンネルの覆工方法によれば、下記の効果を得ることができる。請求項１記載のトンネルの覆工方法によれば、シールドマシンがジャッキによって覆工体から反力を得て推進する際に、覆工体を構成するセグメントの接合端面がジャッキによって押圧されても、接合端面には、保護板が装着されているので、ジャッキに押圧されてその押圧力が外方へ向かって作用したとしても、ジャッキ同士の間にて生じる引張力のセグメントへの伝達を確実に防止することができる。これにより、ジャッキ同士の間に生じる引張力によるセグメントの接合端面でのクラックの発生を確実に防止することができ、クラックによって漏水が生じるようなことのない覆工体を構築することができる。また、ジャッキによって押圧される箇所にて傷等がつくようなこともなくなる。
しかも、保護板に設けられた固定用棒体を、セグメントの接合端面に設けられた接合具の挿入穴へ挿入させることにより、極めて容易に、保護板をセグメントの接合端面に装着させることができ、作業の容易化を図り、工期の短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法を説明するセグメント及び保護板の斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法が適用されるセグメントの接合構造を説明する接合箇所の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法を説明する保護板が取り付けられたセグメントの断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法を説明する保護板が装着されたセグメントの斜視図である。
【図５】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法を説明する他の保護板が取り付けられたセグメントの断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態のトンネルの覆工方法を説明する他の保護板が取り付けられたセグメントの断面図である。
【図７】  シールド工法によるトンネルの覆工方法を説明する覆工箇所の断面図である。
【図８】  シールド工法によるトンネルの覆工方法を説明する覆工箇所の横断面図である。
【符号の説明】
４  ジャッキ
１１  セグメント
１１Ｂ  接合端面
１２  保護板
１５  接合具
１６  接合棒
３１、４１  固定用棒体
Ｈ  挿入穴
【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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