(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセグメント（２）をリング状に組立ててトンネルの地山（１）の内側に沿ってセグメントリング（３）を構築し、当該セグメントリング（３）の外側の地山（１）との間に偏平に折畳まれた袋体（７）を装着し、前記セグメントリング（３）を構成するセグメント（２）の数より少ない袋体（７）でセグメントリング（３）を一周させ、その袋体（７）内に裏込め材を圧入して膨脹させ、前記袋体（７）を地山（１）に圧接することを特徴とする、セグメントリングの裏込め方法
【請求項２】
前記セグメント（２）における基板（４ａ）に、少なくとも１つの操作窓（５）が形成されており、当該操作窓（５）から袋体（７）の装着及び袋体（７）への裏込め材の圧入を行うことを特徴とする、請求項１に記載のセグメントリングの裏込め方法
【請求項３】
前記セグメント（２）の基板（４ａ）の外側において、隣接する袋体（７）の端末が互いに重複するように装着されていることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントの裏込め方法
【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より掘削されたトンネルにおいて、その地山とその地山の内側に構築されたライニングとの空間を、裏込めするための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来シールド工法においては、シールドマシンと呼ばれるトンネル掘削機を地中に推進させて土砂の崩壊を防ぎながら掘削し、掘削した孔の内側にコンクリート、鋼、鋳鉄又はこれらを複合したセグメントを組み立ててセグメントリングを構築し、そのセグメントリングをトンネルの長さ方向に多数並べることによりライニングを形成している。
【０００３】
このライニングは、シールドマシン本体を推進させるための反力を受ける役割を有し、またトンネル施工中の支保工としての役割をも有している。そしてさらに、それ単独で又は二次覆工材との併用により、永久的な覆工構造物としての役割をも有している。
【０００４】
そこでライニングを安定させると共に、地山の肌落ちを防止し且つ地山が緩んで地盤沈下を来すのを防止するために、ライニングと地山との空間に裏込め材を圧入して硬化させ、裏込めする事が行われている。
【０００５】
その裏込めを行う方法としては、ライニングと地山との間に直接裏込め材を注入して裏込めする事が行われているが、この方法では裏込め材がシールドマシンの前方に回ってカッターヘッドや土砂運搬用のコンベアに悪影響を及ぼし、掘削作業のトラブルの原因となっている。
【０００６】
そこで近年、ライニングにおける所定間隔ごとのセグメントリングにおいて、そのセグメントリングを構成する各セグメントに布製の袋体を配置し、当該袋体内に裏込め材を圧入し、裏込め材の水分を袋体の布目を通して絞り出し、袋体内の裏込め材を硬化させて前記セグメントリングの外側にリング状の緻密な裏込めを形成すると共に、そのリング状の裏込めで仕切られた部分の空間内にも裏込め材を圧入して裏込めすることが行われている。
【０００７】
而して従来この種の裏込め方法においては、前記各セグメントの外側面に予め袋体を装着しておき、そのセグメントを組立ててセグメントリングを構築し、然る後前記袋体に裏込め材を圧入していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの方法では、前記セグメントリングを構成する個々のセグメントに予め袋体を取付けておく必要があり、またライニングを構築した後、各セグメントに取付けられた袋体に対して、個別に裏込め材を圧入する操作を行わなければならないのであって、操作が極めて繁雑である。
【０００９】
また当該セグメントリングにおいて隣接するセグメントに取付けられた袋体は相互に別体であるため、裏込め材で膨らまされて互いに突き合わされた状態においても、その突き合わせ部と地山又はセグメントとの間に隙間が生じ、袋体以外の部分に裏込め材を圧入するときに前述のような隙間を通じて、シールドマシンの前方への裏込め材の流通が生じる可能性がある。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、構築されたセグメントリングと地山との間を簡単な操作で環状に裏込めし、シールドマシンの前方への裏込め材の流入を確実に阻止することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
而して本発明の裏込め方法は、複数のセグメントをリング状に組立ててトンネルの地山の内側に沿ってセグメントリングを構築し、当該セグメントリングの外側の地山との間に偏平に折畳まれた袋体を装着し、前記セグメントリングを構成するセグメントの数より少ない袋体でセグメントリングを一周させ、その袋体内に裏込め材を圧入して膨脹させ、前記袋体を地山に圧接することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、前記セグメントにおける基板に、少なくとも１つの操作窓が形成されており、当該操作窓から袋体の装着及び袋体への裏込め材の圧入を行うことが好ましい。
【００１３】
また本発明においては、前記セグメントの基板の外側において、隣接する袋体の端末が互いに重複するように装着されていることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の実施の一形態を示すものである。図１及び図２はライニング９が構築されたトンネルを示すものであって、シールド掘削機（図示せず）で掘削された地山１の内側に、複数のセグメント２を組み合わせてセグメントリング３が形成され、当該セグメントリング３をトンネルの長さ方向に多数並設してライニング９が構築されている。
【００１５】
図１はトンネルの横断面図であって、６個のセグメント２ａ〜２ｆを組み合わせてセグメントリング３が形成されている。各セグメント２は、トンネルの内周に沿った形状に湾曲した形状をなしており、基板４ａとその両側に形成された側壁４ｂとよりなる、略Ｈ字状をなしている。そしてそのセグメント２のうちの相対向する二つ２ａ，２ｄには、それぞれ基板４ａに操作窓５ａ，５ｂが形成されている。
【００１６】
而して本発明においては、ライニング９を構成する多数のセグメントリング３のうち、数個おきのセグメントリング３に対して、そのセグメントリング３と地山１との間を裏込めする。裏込めするセグメントリング３と裏込めしないセグメントリング３との間に構造上の特段の差異はないが、前記操作窓５は裏込めするセグメントリング３にのみ設けるのが好ましい。
【００１７】
図３及び図４は上記セグメント２を使用して、地山１とセグメントリング３との間に裏込めを形成する方法を示すものであって、図４における（ａ）は地山１の内側に沿ってセグメント２を組み合わせてセグメントリング３を形成した状態を示す。
【００１８】
而して先ず図４（ｂ）に示すように、一方の操作窓５ａから誘導索６をセグメントリング３と地山１との間の空所に挿入し、当該誘導索６をセグメントリング３の外側に沿って当該セグメントリング３を半周させて、他方の操作窓５ｂから引き出す。
【００１９】
そして図４（ｃ）に示すように操作窓５ｂから突出した誘導索６の端末に袋体７の端末を接続し、誘導索６の他端から牽引して袋体７をセグメントリング３と地山１との間の空所に引き込み、図４（ｄ）に示すようにセグメントリング３を半周させて、前記一方の操作窓５ａから引き出す。
【００２０】
さらに同様にして、図４（ｅ）に示すように一方の操作窓５ａから他方の操作窓５ｂまで内を先とは逆方向に半周して誘導索６を挿入し、その一端に前記袋体７の他端を接続する。そして先と同様に誘導索６を牽引して袋体７を空所に先と逆方向に引き込み、結果的に図４（ｆ）に示すように、袋体７をセグメントリング３の外側を一周させて装着する。
【００２１】
この工程で使用される誘導索６は、後方から押して空所を進行させるのであるから、過度に柔軟なものは好ましくなく、板ばね等の、可撓性を有しつつ適度の剛性を有するものを使用するのが好ましい。
【００２２】
袋体７は繊維を筒状に織成したものが使用され、膨脹させたときにセグメント２の基板４ａと地山１との間の空所を満たして、地山１に強く圧接せしめられる程度の径を有していることが必要である。
【００２３】
そしてこの袋体７を偏平に折畳み、さらに図３（ａ）に示されるように幅方向に折畳んで、セグメント２の側壁４ｂ間に収容され得る程度の大きさとし、これを前述のように空所に引き込む。
【００２４】
なお前述の方法では、袋体７をセグメントリング３の外側を半周ずつ二回に分けて装着しているが、施工の状況によっては、誘導索６をセグメントリング３の外側を一周させ、袋体７を一挙に一周させて引き込むこともできる。また三回以上に分けて引き込むことも可能である。
【００２５】
次いでセグメントリング３に装着された袋体７の一端に裏込め材注入口８を取付け、当該裏込め材注入口８を操作窓５ａから内方に突出させる。この状態が図５（ａ）に示されている。
【００２６】
このとき袋体７の長さは、セグメントリング３の周長より若干長いものとし、袋体７を膨脹させたときにその両端が密に圧接されるようにするのが好ましい。また図６に示すように、袋体７の両端部を互いに重複するように装着するのが好ましい。袋体７の両端部にそれぞれ裏込め材注入口８を設けてセグメント２に固定することにより重複状態を維持することができ、セグメントリング３と地山１との間のシール性を高めることができる。
【００２７】
また裏込め材注入口８は袋体７をセグメントリング３に装着した後に取り付けるように説明したが、これに限定されるものではなく、施工の状況によっては装着前又は装着の途中で取り付けても差し支えない。
【００２８】
この状態で裏込め材注入口８から袋体７内に裏込め材を圧入すると、図５（ｂ）に示すように袋体７が膨脹して地山１に圧接される。このとき裏込め材の水分は袋体７の壁面を通して滲出し、袋体７内において裏込め材は濃縮され、これを硬化させることにより強固な裏込めが形成される。
【００２９】
袋体７内に裏込め材を圧入し、これを硬化させて袋体７を装着したセグメントリング３の外側を裏込めした後、当該袋体７の間のセグメントリング３と地山１との間の空間内にも裏込め材を充填し、これを硬化させてライニング９の全体に亙って裏込めする。
【００３０】
以上の説明では、セグメントリング３の所定間隔ごとに袋体７を装着して本発明を適用し、その袋体７の間のセグメントリング３には当該セグメントリング３と地山１との間に裏込め材を充填するだけであるが、かかる構造に限らず、ライニング９を構成する全てのセグメントリング３に袋体７を装着し、本発明により裏込めすることもできる。またこの時には、セグメントリング３の間の部分における空間内の裏込めは必ずしも必要ではない。
【００３１】
また以上の説明においては、袋体７はセグメントリング３の全周に亙って単一の袋体７が装着されるように説明したが、これは必ずしも単一の袋体７である必要はなく、小区間ずつ複数の袋体７を装着し、その端末を突き合わせて、それらの袋体７の全体によりセグメントリング３を一周させることもできる。
【００３２】
例えば前記図４において、セグメントリング３の上下に形成された操作窓５ａから操作窓５ｂに至る右半部と左半部とに、それぞれ別個の袋体７をそれぞれ半周ずつ装着し、その両端を突き合わせる。そして各袋体７について、その一端又は両端に形成された裏込め材注入口８から裏込め材を注入する。
【００３３】
この場合には、袋体７をあまりに小さい多数のものに分割したのでは、本発明の意味がなく、セグメントリング３を構成するセグメント２の数より少ないものとするべきであり、一つの袋体７は少なくとも２〜３個以上のセグメント２に亙って装着するのが好ましい。また隣接する袋体７の両端の突き合せ部は、図６に示すように、隣接する袋体７の端末が互いに重複するように装着することが好ましい。
【００３４】
また以上の説明においてはセグメント２は断面略Ｈ字状であって、その側板４ｂの間に袋体７を設置するように説明している。誘導索６を挿通し、袋体７を所定の位置に設置するためのガイドとして、セグメント２に側板４ｂが形成されていることが好ましいが、この側板４ｂは必ずしも必要ではなく、セグメント２は単なる円筒面であっても差し支えない。
【００３５】
トンネルを掘削する際には、その内側にセグメント２によるライニングを形成する障害とならないよう、十分な余裕をもって掘削されるので、セグメント２の外面が単なる円筒面であっても、その外側には袋体７を設置するに十分な空間が形成されている。
【００３６】
また図７に示すように隣接するセグメントリング３の間に段差を設け、外側が窪んだセグメントリング３に袋体７を設置することにより、両隣の突出したセグメントリング３の側面を、誘導索６の挿通及び袋体７の設置のためのガイドとすることも可能である。
【００３７】
【発明の作用効果】
本発明によれば、セグメント２により形成されるセグメントリング３に、その全周に亙って一連の袋体７を装着し、その袋体７に裏込め材を圧入するので、多数のセグメントに個別の袋体を取付ける必要がなく、また袋体への裏込め材の圧入操作も一回乃至数回で済み、裏込め作業が簡単である。
【００３８】
そして袋体７に圧入された裏込め材は、水分が袋体７から搾り出されて濃縮され、その状態で十分な圧力が作用しながら緻密に硬化するので、セグメントリング３と地山１との間に緻密な裏込め材を充填した袋体７が嵌合され、早期にセグメントが安定する。
【００３９】
従ってセグメントリング３の間の部分の、袋体７で挟まれたライニング９と地山１との間の空間に裏込め材を圧入したときに、その裏込め材は袋体７で遮蔽されてシールドマシン前方に流入して掘削の障害となることがなく、また閉鎖された前記空間内で裏込め材が緻密に硬化し、トンネル全体としてライニング９と地山１との間が強固に裏込めされる。
【００４０】
また本発明において、一体の袋体７がセグメントリング３を一周するようにすることにより、袋体７の突き合わせ部分は１箇所のみとなり、かかる突き合わせ部分を通じて裏込め材が漏出する可能性が少ない。また袋体７は全周に亙って一体となるので、そこに圧入される裏込め材の圧力は全体に亙って均一となり、セグメントリング３に不均一な力がかかることがない。また袋体７が複数に分れている場合であっても、突き合わせ部分は少数であり、各袋体７の圧力調整も容易である。
【００４１】
また一般にシールドマシンでトンネル孔を掘削する際、そのトンネル孔の内径は必ずしも厳密に一定である訳ではなく、その地山の内側にセグメントリングを構築した際には、そのセグメントリングの外側に形成される余掘りは部分的に大小に変化する。このとき本発明によれば、セグメントリングを構築した後に、その外側の余掘りの大きさに合わせて必要な大きさの袋体を使用することができ、経済的であると共に、その袋体に裏込め材を充填することにより、セグメントリングと地山とをより強固に安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明におけるセグメントよりなるセグメントリングを構築したトンネルの横断面図
【図２】  図１のトンネルの一部の縦断面図
【図３】  図２において、セグメントリング３に袋体７を装着した状態における主要部の拡大図であって、（ａ）は折畳んだ袋体７を装着した状態であり、（ｂ）は袋体７内に裏込め材を圧入した状態を示す。
【図４】  本発明におけるセグメントリング３に袋体７を装着する工程を示すトンネルの横断面図
【図５】  本発明における袋体７内に裏込め材を圧入する工程を示すトンネルの横断面図
【図６】  隣接する袋体７の突き合わせ部の一例を示す正面図
【図７】  セグメント２の他の例を示すトンネルの一部の縦断面図
【符号の説明】
１  地山
２  セグメント
３  セグメントリング
４ａ  基板
４ｂ  側壁
５  操作窓
７  袋体
【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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