コンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機
【課題】 コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行える打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機を提供する。
【解決手段】 掘削した地山Ｇの周壁を所定間隔離間して覆う内型枠Ｓと、該内型枠と地山の周壁との間にコンクリート打設空間Ｅを形成する妻型枠４６とを備え、妻型枠には、コンクリート打設管５０における直管部の先端側を挿通・固定し、その基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管５１を着脱可能に接続する一方、直管部の基端に、ジャッキ６２と該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストン６３とを有する塞止弁装置６０を連設し、ジャッキの収縮時に棒状ピストンの後退により打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、伸長時には前進により分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが打設空間に押し出されるようにした。
【解決手段】 掘削した地山Ｇの周壁を所定間隔離間して覆う内型枠Ｓと、該内型枠と地山の周壁との間にコンクリート打設空間Ｅを形成する妻型枠４６とを備え、妻型枠には、コンクリート打設管５０における直管部の先端側を挿通・固定し、その基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管５１を着脱可能に接続する一方、直管部の基端に、ジャッキ６２と該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストン６３とを有する塞止弁装置６０を連設し、ジャッキの収縮時に棒状ピストンの後退により打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、伸長時には前進により分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが打設空間に押し出されるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＣＬ（Excluded Concrete Lining）による覆工方法に用いられるコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記覆工方法を採用したトンネル掘削機として、泥土圧式シールド掘削機等が良く知られている（特許文献１参照）。これは、円筒状の掘削機本体の前面部に設けたカッタヘッドで地盤を掘削しつつ、掘進されたトンネルの内壁面を所定の間隔を空けて内型枠によって覆い、この内型枠と前記内壁面との間に適宜鉄筋を配置するなどして、直打ち（場所打ち）でコンクリートを打設し、その養生・硬化を待って覆工を行うものである。
【０００３】
そして、前述したような泥土圧式シールド掘削機等では、前記トンネルの内壁面と内型枠との空間を閉塞するためのリング状の妻型枠（装置）が設けられ、該妻型枠を通して前記コンクリートが打設されると共に、妻型枠ジャッキの伸縮により当該妻型枠が前記空間内を前後方向（トンネルの長手方向）へ摺動可能になっている。
【０００４】
また、前記覆工方法に用いられるコンクリート打設装置においては、図７に示すように、コンクリート打設ラインにおけるコンクリート配管（ホース）１００の先端はボール弁型等の塞止弁１０１及びさや管１０２を介して妻型枠１０３に接続されていた。尚、図中１０４は掘削機本体（スキンプレート）、１０５は内型枠で、Ｃは打設されたコンクリート、Ｇは地山をそれぞれ示す。
【０００５】
従って、シールド掘削機による掘削下にあっては、塞止弁１０１が開かれて図示しないコンクリート供給源からコンクリート配管（ホース）１００→塞止弁１０１→さや管１０２を通って地山Ｇの周壁と予め組み立てられた内型枠１０５との間隙にコンクリートＣが打設・充填される。
【０００６】
一方、点検等でシールド掘削機が停止されると、塞止弁１０１を閉じた後、塞止弁１０１からコンクリート配管（ホース）１００を取り外して当該コンクリート配管（ホース）１００内の残留コンクリートが硬化しない内に当該コンクリート配管（ホース）１００内を高圧洗浄水等で洗浄する。一方、さや管１０２と塞止弁１０１は、地山Ｇの周壁と内型枠１０５との間隙に打設されたコンクリートＣの硬化後の清掃となる。つまり、さや管１０２を塞止弁１０１毎妻型枠１０３のさや管挿通孔１０３ａから引き抜き、次いでさや管１０２と塞止弁１０１を分離してそれぞれ清掃し、その後両者を再度連結した状態で妻型枠１０３に取り付け、最後に塞止弁１０１に洗浄済みのコンクリート配管（ホース）１００を接続することになる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３３８７号公報
【特許文献２】特開２００１−０９０４８８号公報
【特許文献３】特開平１０−１１５１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来のコンクリート打設装置にあっては、シールド掘削機の停止後再掘削するにあたって、地山Ｇの周壁と内型枠１０５との間隙に打設されたコンクリートＣの硬化を待って、さや管１０２と塞止弁１０１を妻型枠１０３から取り外して清掃するというステップを必ず踏むことになるため、再掘削の段取りに多大な時間を要する。また、さや管１０２と塞止弁１０１の清掃にあたっては、内部に残留しているコンクリートも硬化しているので、清掃作業が面倒であるという問題点があった。
【０００９】
尚、特許文献２では、妻型枠に斜めに挿入されたコンクリート供給管を、妻型枠に形成された弁体収容孔内を移動可能なピストン型の弁体で開閉し、シールド掘削機の停止時には弁体の移動によりコンクリート供給管を閉止すると共に弁体収容孔内に残留するコンクリートをコンクリート打設空間に押し出す技術が開示されている。ところが、この特許文献２においても、シールド掘削機の停止時にはコンクリート供給管を妻型枠から取り外して清掃し、清掃後再度妻型枠に取り付けなければならないことから、清掃作業が煩雑になるという不具合がある。
【００１０】
また、特許文献３では、充填口を有するケーシングに連通接続されたコンクリートの供給管と洗浄水が流れる洗浄管とが、給水通路を備えたピストンの移動により適宜切り替えられて、コンクリートの打設と各管の洗浄水による洗浄とが交互に行われるようにした技術が開示されている。ところが、この特許文献３においては、配管が煩雑で装置が大掛かりとなってコストアップを招来するという不具合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
斯かる目的を達成するための本発明に係るコンクリート打設装置は、トンネルの内壁面を、該トンネルの内壁面から所定距離離間した位置で覆う内型枠と、該内型枠と掘削機の外郭をなすスキンプレートとの間に配されて前記内型枠とトンネルの内壁面との間にコンクリート打設空間を形成する妻型枠とを備え、
前記妻型枠には、コンクリート打設管における直管部の先端側を挿通・固定し、
前記直管部の基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管を着脱可能に接続する一方、前記直管部の基端に塞止弁装置を連設し、
前記塞止弁装置は、ジャッキと該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストンとを有し、
前記ジャッキの収縮時では、棒状ピストンの後退により前記コンクリート打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、前記ジャッキの伸長時では棒状ピストンの前進により前記分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが前記コンクリート打設空間に押し出されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、前記ジャッキの伸長時では前記第２パッキン部で前記分岐管部と直管部との連通を遮断することを特徴とする。
【００１４】
また、前記塞止弁装置は、前記直管部の基端に連結管を介して連設されることを特徴とする。
【００１５】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、該掘削機本体の前部に回転駆動可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる駆動手段と、を備えたトンネル掘削機において、
前記コンクリート打設装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコンクリート打設装置によれば、掘削機の点検等における停止後から再掘削の間に、コンクリート打設管及び塞止弁装置を取り外して洗浄する必要がなく、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行える。
【００１７】
また、棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、ジャッキの伸長時では第２パッキン部で分岐管部と直管部との連通を遮断するので、それぞれのパッキンを適宜交換することで、シール性を良好に保持することができる。また、塞止弁装置は、直管部の基端に連結管を介して連設されるので、ジャッキのストロークを任意に選択でき、塞止弁装置の設計自由度が得られる。
【００１８】
本発明に係るトンネル掘削機によれば、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置を備えるで、トンネル掘削機の掘削能率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は本発明の一実施例を示すトンネル掘削機の概略断面図、図２はコンクリート打設装置部（塞止弁開時）の拡大断面図、図３は図２のIII-III線断面図、図４は塞止弁の詳細拡大断面図、図５は塞止弁閉時のコンクリート打設装置部の拡大断面図、図６は図５のVI−VI線断面図である。
【００２１】
本実施例で説明するトンネル掘削機は、掘削土砂をチャンバに充満させ、チャンバ内を所定の圧力に維持しながら排土することで、切羽の安定化を図りながらトンネルを構築する泥土圧式シールド掘削機である。
【００２２】
この泥土圧式シールド掘削機において、図１に示すように、掘削機本体１１は、ほぼ同径の円筒形状をなす前胴１２と後胴１３とが連結軸１４によって左右に屈曲自在に連結され、両者の間に架設された複数本の中折ジャッキ１５によって屈曲可能となっている。この前胴１２の前部には回転リング１６が回転自在に支持され、この回転リング１６には連結ビーム１７を介してカッタヘッド１８が連結されている。
【００２３】
このカッタヘッド１８は、中心部から複数本のカッタスポーク１９が放射状をなして配設され、各先端部が外周リング２０によって連結されて構成されている。そして、カッタヘッド１８の中心部にはフィッシュテールカッタ２１が装着される一方、各カッタスポーク１９の両側部には複数のカッタビット２２がその長手方向に沿って装着され、所定のカッタスポーク１９の先端部には余掘りを行うコピーカッタ２３ａとレスキュービット２３ｂが出没自在に設けられている。
【００２４】
また、回転リング１６の後部にはリングギア２４が固定される一方、掘削機本体１１の前胴１２には複数のカッタ旋回モータ（駆動手段）２５が装着されており、この各カッタ旋回モータ２５の駆動ギア２６がこのリングギア２４にそれぞれ噛み合っている。従って、カッタ旋回モータ２５を駆動して駆動ギア２６を回転駆動すると、リングギア２４、回転リング１６、連結ビーム１７を介してカッタヘッド１８を回転することができる。
【００２５】
また、前胴１２の前部には、カッタヘッド１８の後方に位置してバルクヘッド２７が設けられ、カッタヘッド１８とこのバルクヘッド２７との間に掘削土砂を充満させるチャンバ２８が形成されている。バルクヘッド２７の前面側には複数本の固定式攪拌棒２９が突設される一方、カッタヘッド１８の後面側には複数本の旋回式攪拌棒３０が突設されている。固定式攪拌棒２９の一部にチャンバ２８内の掘削土砂に対して加泥材を注入する図示しない加泥材注入口が設けられると共に、薬液（固結材）を注入する図示しない薬液注入管が設けられている。そして、掘削機本体１１内には、掘削土砂を外部に搬出するためのスクリューコンベヤ３３が配設されており、前部が下方に傾斜してバルクヘッド２７を貫通してチャンバ２８内に開口している。
【００２６】
掘削機本体１１の後胴１３には、その内周面に沿ってリングガータ３４が固定されており、このリングガータ３４には複数本のシールドジャッキ（推進ジャッキ）３５が後胴１３の周方向に沿って装着されており、このシールドジャッキ３５を後方に伸長してスプレッダ３６を既設の内型枠（型枠）Ｓに押し付けることで、その反力により掘削機本体１１が前進することができる。
【００２７】
この内型枠Ｓは、複数個のものがトンネルの内壁面（地山Ｇの周壁）に所定の間隔を空けて周方向にリング状に組み付けられるものであり、この組付後に、地山Ｇの周壁とリング状に組み立てられた内型枠Ｓの外周面との空間（コンクリート打設空間Ｅ）に後述するコンクリート打設装置により直打ち（場所打ち）でコンクリートが打設されることで、トンネルが構築される。また、内型枠Ｓはトンネルの長手方向へ複数段に亙って組み付けられる。
【００２８】
また、リングガータ３４には旋回リング３８がトンネル内壁面の周方向に沿って旋回自在に支持され、図示しない駆動モータにより駆動旋回可能となっており、この旋回リング３８に内型枠Ｓを組立てる内型枠組立装置３９が設けられている。さらに、リングガータ３４には左右一対の支柱４０が固定され、この支柱４０からは後方に向かってほぼ水平な架台４１が延設されており、この架台４１には内型枠Ｓの組み立てを補助する前後一対の形状保持装置４２が前後方向に移動自在に装着されている。
【００２９】
また、架台４１の後端には図示しない複数台の搬送台車が連結され、これら搬送台車には後段の内型枠Ｓを脱型する内型枠脱型装置と、この内型枠脱型装置で脱型された内型枠Ｓをトンネル前方へ搬送するホイストと、コンクリート打設装置のパワーユニット等が搭載されている。
【００３０】
更に、後胴（スキンプレート）１３と内型枠Ｓとの間には同内型枠Ｓと地山Ｇの周壁との間にコンクリート打設空間Ｅを形成するリング状の妻型枠４６が配設されると共に、その前方に位置して複数本の妻型枠ジャッキ４７が周方向に沿って並設され、ヘッド基端部がリングガータ３４を貫通して後胴１３内周部に連結される一方、ロッド先端部が前記妻型枠４６に連結されている。そして、妻型枠４６の外周面にはゴム製のシール部材４８（図２参照）が周方向に沿って装着される一方、妻型枠４６の内周面には金属製のブラシシール４９が周方向に沿って装着されている。
【００３１】
従って、この妻型枠ジャッキ４７を伸縮することで、リング状の妻型枠４６を前後に移動することができ、このとき、シール部材４８が後胴１３の内周面に押圧すると共に、ブラシシール４９がリング状に組み立てられた既設内型枠Ｓの外周面に押圧することで、掘削機本体１１の内部への浸水を防止することができる。
【００３２】
そして、この妻型枠４６には掘進方向後方に向かってコンクリート打設管５０が周方向に所定間隔離間して複数本挿通され、これらのコンクリート打設管５０は、後述する塞止弁装置６０の切り替えによりコンクリート打設配管（ホース：コンクリート打設ライン）５１と連通可能になっている。これらのコンクリート打設配管５１は前述した搬送台車上のパワーユニットを介してコンクリート供給源に連通される。
【００３３】
従って、塞止弁装置６０によりコンクリート打設管５０とコンクリート打設配管５１とが連通した状態下で、コンクリート供給源から送給された生コンクリートがコンクリート打設配管５１、コンクリート打設管５０を通って前述したコンクリート打設空間Ｅに打設される。この際、コンクリート打設空間Ｅには、各コンクリート打設管５０より周方向に順番に打設されるようになっている。
【００３４】
また、前記内型枠Ｓ、妻型枠４６、コンクリート打設管５０、コンクリート打設配管５１及び塞止弁装置６０等でコンクリート打設装置が構成される。
【００３５】
前記コンクリート打設管５０は、図２及び図３に示すように、直管部５０ａと分岐管部５０ｂとからなるＹ管状に形成され、その内の直管部５０ａの後半部分が妻型枠４６内に固定的に挿通される。そして、分岐管部５０ｂの前端に前記コンクリート打設配管５１が着脱自在にフランジ結合される一方、直管部５０ａの前端に連結管６１を介して塞止弁装置６０が組み付けられる。
【００３６】
前記塞止弁装置６０は、連結管６１の前端に連接された開閉・掃除用のジャッキ６２と該ジャッキ６２のロッド先端に連接されて連結管６１及びコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内を軸方向に摺動可能な棒状ピストン６３とを有し、ジャッキ６２の縮限（収縮時）では、棒状ピストン６３の後退によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとが連通し（図２及び図３参照）、ジャッキ６２の伸限（伸長時）では、図５及び図６に示すように、棒状ピストン６３の前進によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとの連通が遮断されると共に、直管部５０ａ内の残留コンクリートがコンクリート打設空間Ｅに押し出されるようになっている。
【００３７】
前記棒状ピストン６３は、図４に示すように、ジャッキ６２のロッド先端にねじ結合された中心ロッド６４と、該中心ロッド６４の先端に第１カラー６５を介してボルト６６及び押え板６６ａで結合された第１パッキン６７と、同中心ロッド６４上に先端側から順次嵌合された第１パイプ（スペーサ）６８、第２カラー６９、第２パッキン７０、第２パイプ（スペーサ）７１と、これら嵌合部材の抜け止めを図るべく中心ロッド６４の基端部にねじ結合されたナット７２とを有し、ジャッキ６２の伸限では、図５及び図６に示すように、棒状ピストン６３の前進により第２パッキン７０でコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂが密封状態で閉じられると共に、第１パッキン６７でコンクリート打設空間Ｅが密封されるようになっている。
【００３８】
尚、図３中７３は連結管６１内を洗浄すべく図示しない洗浄水供給用エルボと対をなす洗浄水排出用エルボ、７４はコンクリート打設配管５１内の圧力を検知する圧力計で、図２中７５はコンクリート打設配管５１を支持するサポートである。
【００３９】
次に、上述した本実施例の泥土圧式シールド掘削機によるトンネル掘削作業について説明する。
【００４０】
図１に示すように、カッタ旋回モータ２５によりカッタヘッド１８を回転させながら、複数のシールドジャッキ３５を伸長してスプレッダ３６を既設の内型枠Ｓへ押し付け、その反力によって掘削機本体１１を前進させる。すると、カッタヘッド１８の各カッタビット２２が前方の地盤を掘削し、掘削土砂が各カッタスポーク１９の間からチャンバ２８内に取り込まれ、スクリューコンベヤ３３によって外部に搬出される。
【００４１】
そして、内型枠組立装置３９では、トンネル内に搬入された内型枠Ｓを把持してトンネル内壁面に沿って移動し、把持した内型枠Ｓを所定の位置に固定してリング状に組み立てていく。このとき、前方の形状保持装置４２は内型枠組立装置３９との干渉を避けながら、内型枠Ｓを正規の組立位置に矯正すると共に、後方の形状保持装置４２はリング状に組み立てられた内型枠Ｓを真円となるように矯正する。
【００４２】
この内型枠組立装置３９による内型枠Ｓの組立に並行して、コンクリート打設装置により掘削地山Ｇの周壁と既設の内型枠Ｓの外周面との間のコンクリート打設空間Ｅに生コンクリートが打設される。
【００４３】
即ち、塞止弁装置６０のジャッキ６２が縮限となって、棒状ピストン６３の後退によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂが連通して（図２及び図３の状態参照）、コンクリート打設配管５１に送給された生コンクリートが当該分岐管部５０ｂと直管部５０ａを通ってコンクリート打設空間Ｅに供給されるのである。
【００４４】
このとき、妻型枠ジャッキ４７を伸び側に作動させることで、打設された生コンクリートに対して妻型枠４６が押し付けられ、前記コンクリート打設空間Ｅの隅々まで生コンクリートが充填される。その後、所定時間が経過すると、このコンクリートが養生・硬化してトンネル構造体が強固に構築される。
【００４５】
また、掘削機本体１１の推進時には、内型枠Ｓが組み返し組み立てられる。即ち、コンクリート打設空間Ｅに生コンクリートが連続して注入されてから所定時間が経過すると、このコンクリートは次第に養生・硬化する。そこで、この養生・硬化したコンクリートに対応した後段側の内型枠Ｓを図示しない内型枠脱型装置により取り外し（脱型し）、同じく図示しないホイストによりトンネル前方に搬送し、内型枠組立装置３９による新たな組み立てに供されるのである。
【００４６】
一方、泥土圧式シールド掘削機が点検等で停止すると、コンクリート打設装置によるコンクリート打設空間Ｅへの生コンクリートの打設が停止される。この際、塞止弁装置６０のジャッキ６２が伸限となり、棒状ピストン６３の前進によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとの連通が第２パッキン７０部により遮断されると共に、直管部５０ａ内の残留コンクリートが第１パッキン６７部によりコンクリート打設空間Ｅに押し出される（図５及び図６の状態参照）。
【００４７】
この後、コンクリート打設配管５１及びコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂ内の生コンクリートが硬化しない内にこれらのコンクリート打設ラインを洗浄する。つまり、コンクリート打設配管５１はコンクリート打設管５０から切り離して高圧の洗浄水で従前通り洗浄する一方、コンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂは当該コンクリート打設管５０を妻型枠４６に取り付けた状態で高圧の洗浄水で洗浄するのである。
【００４８】
また、本実施例では、図示しない洗浄水供給用エルボと対をなす洗浄水排出用エルボ７３を用いて第２パッキン７０部から連結管６１内に漏出した生コンクリートを高圧の洗浄水で洗浄することもできる。
【００４９】
このようにして、本実施例では、泥土圧式シールド掘削機の停止時には、コンクリート打設配管５１を介して生コンクリートの供給源に通じるコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂが棒状ピストン６３の第２パッキン７０部により閉止されると共に、コンクリート打設空間Ｅに通じるコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内の残留コンクリートが第１パッキン６７部によりコンクリート打設空間Ｅに押し出されるので、泥土圧式シールド掘削機の停止後の清掃時には、塞止弁装置６０及びコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内には残留コンクリートが存在しないので、従来のようにこれらをコンクリート打設空間Ｅ内の生コンクリートの硬化を待って取り外し、洗浄するという作業がない。言い換えれば、そのままの状態で再掘削を開始することができるのである。また、コンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂは短管でもあることから、取外し不能であってもそのままの状態で容易に洗浄することができる。
【００５０】
これらの結果、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮が図れると共に、洗浄時の取外し部品の削減により再掘削の段取りが短時間で行える。また、泥土圧式シールド掘削機の掘削下においても、図２及び図３に示す状態での打設待ちの際に、ジャッキ６２を適宜伸限まで作動させることで、妻型枠４６内、言い換えればコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内に付着、堆積したデッドコンクリートをコンクリート打設空間Ｅに押し出して除去することもできる。
【００５１】
また、本実施例では、棒状ピストン６３は、その先端に第１パッキン６７を着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキン７０を着脱可能に備え、ジャッキ６２の伸長時では第２パッキン７０部で分岐管部５０ｂと直管部５０ａとの連通を遮断するので、それぞれのパッキンを適宜交換することで、シール性を良好に保持することができる。また、塞止弁装置６０は、直管部５０ａの基端に連結管６１を介して連設されるので、ジャッキ６２のストロークを任意に選択でき、塞止弁装置６０の設計自由度が得られる。
【００５２】
このようにして、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置を備えるで、泥土圧式シールド掘削機の掘削能率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘削機に限らず、泥水式シールド掘削機、機械式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン（ＴＢＭ）等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例を示すトンネル掘削機の概略断面図である。
【図２】コンクリート打設装置部（塞止弁開時）の拡大断面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】塞止弁の詳細拡大断面図である。
【図５】塞止弁閉時のコンクリート打設装置部の拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】従来のコンクリート打設装置の要部説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１ 掘削機本体
１２ 前胴
１３ 後胴
１４ 連結軸
１５ 中折ジャッキ
１６ 回転リング
１７ 連結ビーム
１８ カッタヘッド
１９ カッタスポーク
２０ 外周リング
２１ フィッシュテールカッタ
２２ カッタビット
２３ａ コピーカッタ
２３ｂ レスキュービット
２４ リングギア
２５ カッタ旋回モータ
２６ 駆動ギア
２７ バルクヘッド
２８ チャンバ
２９ 固定式攪拌棒
３０ 旋回式攪拌棒
３３ スクリューコンベヤ
３４ リングガータ
３５ シールドジャッキ
３６ スプレッダ
３８ 旋回リング
３９ 内型枠組立装置
４０ 支柱
４１ 架台
４２ 形状保持装置
４６ 妻型枠
４７ 妻型枠ジャッキ
４８ シール部材
４９ ブラシシール
５０ コンクリート打設管
５０ａ 直管部
５０ｂ 分岐管部
５１ コンクリート打設配管
６０ 塞止弁装置
６１ 連結管
６２ 開閉・掃除用のジャッキ
６３ 棒状ピストン
６４ 中心ロッド
６５ 第１カラー
６６ ボルト
６６ａ 押え板
６７ 第１パッキン
６８ 第１パイプ（スペーサ）
６９ 第２カラー
７０ 第２パッキン
７１ 第２パイプ（スペーサ）
７２ ナット
７３ 洗浄水排出用エルボ
７４ 圧力計
７５ サポート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＥＣＬ（Excluded Concrete Lining）による覆工方法に用いられるコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記覆工方法を採用したトンネル掘削機として、泥土圧式シールド掘削機等が良く知られている（特許文献１参照）。これは、円筒状の掘削機本体の前面部に設けたカッタヘッドで地盤を掘削しつつ、掘進されたトンネルの内壁面を所定の間隔を空けて内型枠によって覆い、この内型枠と前記内壁面との間に適宜鉄筋を配置するなどして、直打ち（場所打ち）でコンクリートを打設し、その養生・硬化を待って覆工を行うものである。
【０００３】
そして、前述したような泥土圧式シールド掘削機等では、前記トンネルの内壁面と内型枠との空間を閉塞するためのリング状の妻型枠（装置）が設けられ、該妻型枠を通して前記コンクリートが打設されると共に、妻型枠ジャッキの伸縮により当該妻型枠が前記空間内を前後方向（トンネルの長手方向）へ摺動可能になっている。
【０００４】
また、前記覆工方法に用いられるコンクリート打設装置においては、図７に示すように、コンクリート打設ラインにおけるコンクリート配管（ホース）１００の先端はボール弁型等の塞止弁１０１及びさや管１０２を介して妻型枠１０３に接続されていた。尚、図中１０４は掘削機本体（スキンプレート）、１０５は内型枠で、Ｃは打設されたコンクリート、Ｇは地山をそれぞれ示す。
【０００５】
従って、シールド掘削機による掘削下にあっては、塞止弁１０１が開かれて図示しないコンクリート供給源からコンクリート配管（ホース）１００→塞止弁１０１→さや管１０２を通って地山Ｇの周壁と予め組み立てられた内型枠１０５との間隙にコンクリートＣが打設・充填される。
【０００６】
一方、点検等でシールド掘削機が停止されると、塞止弁１０１を閉じた後、塞止弁１０１からコンクリート配管（ホース）１００を取り外して当該コンクリート配管（ホース）１００内の残留コンクリートが硬化しない内に当該コンクリート配管（ホース）１００内を高圧洗浄水等で洗浄する。一方、さや管１０２と塞止弁１０１は、地山Ｇの周壁と内型枠１０５との間隙に打設されたコンクリートＣの硬化後の清掃となる。つまり、さや管１０２を塞止弁１０１毎妻型枠１０３のさや管挿通孔１０３ａから引き抜き、次いでさや管１０２と塞止弁１０１を分離してそれぞれ清掃し、その後両者を再度連結した状態で妻型枠１０３に取り付け、最後に塞止弁１０１に洗浄済みのコンクリート配管（ホース）１００を接続することになる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１７３３８７号公報
【特許文献２】特開２００１−０９０４８８号公報
【特許文献３】特開平１０−１１５１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、上述した従来のコンクリート打設装置にあっては、シールド掘削機の停止後再掘削するにあたって、地山Ｇの周壁と内型枠１０５との間隙に打設されたコンクリートＣの硬化を待って、さや管１０２と塞止弁１０１を妻型枠１０３から取り外して清掃するというステップを必ず踏むことになるため、再掘削の段取りに多大な時間を要する。また、さや管１０２と塞止弁１０１の清掃にあたっては、内部に残留しているコンクリートも硬化しているので、清掃作業が面倒であるという問題点があった。
【０００９】
尚、特許文献２では、妻型枠に斜めに挿入されたコンクリート供給管を、妻型枠に形成された弁体収容孔内を移動可能なピストン型の弁体で開閉し、シールド掘削機の停止時には弁体の移動によりコンクリート供給管を閉止すると共に弁体収容孔内に残留するコンクリートをコンクリート打設空間に押し出す技術が開示されている。ところが、この特許文献２においても、シールド掘削機の停止時にはコンクリート供給管を妻型枠から取り外して清掃し、清掃後再度妻型枠に取り付けなければならないことから、清掃作業が煩雑になるという不具合がある。
【００１０】
また、特許文献３では、充填口を有するケーシングに連通接続されたコンクリートの供給管と洗浄水が流れる洗浄管とが、給水通路を備えたピストンの移動により適宜切り替えられて、コンクリートの打設と各管の洗浄水による洗浄とが交互に行われるようにした技術が開示されている。ところが、この特許文献３においては、配管が煩雑で装置が大掛かりとなってコストアップを招来するという不具合がある。
【００１１】
そこで、本発明は、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
斯かる目的を達成するための本発明に係るコンクリート打設装置は、トンネルの内壁面を、該トンネルの内壁面から所定距離離間した位置で覆う内型枠と、該内型枠と掘削機の外郭をなすスキンプレートとの間に配されて前記内型枠とトンネルの内壁面との間にコンクリート打設空間を形成する妻型枠とを備え、
前記妻型枠には、コンクリート打設管における直管部の先端側を挿通・固定し、
前記直管部の基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管を着脱可能に接続する一方、前記直管部の基端に塞止弁装置を連設し、
前記塞止弁装置は、ジャッキと該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストンとを有し、
前記ジャッキの収縮時では、棒状ピストンの後退により前記コンクリート打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、前記ジャッキの伸長時では棒状ピストンの前進により前記分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが前記コンクリート打設空間に押し出されることを特徴とする。
【００１３】
また、前記棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、前記ジャッキの伸長時では前記第２パッキン部で前記分岐管部と直管部との連通を遮断することを特徴とする。
【００１４】
また、前記塞止弁装置は、前記直管部の基端に連結管を介して連設されることを特徴とする。
【００１５】
斯かる目的を達成するための本発明に係るトンネル掘削機は、筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、該掘削機本体の前部に回転駆動可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる駆動手段と、を備えたトンネル掘削機において、
前記コンクリート打設装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るコンクリート打設装置によれば、掘削機の点検等における停止後から再掘削の間に、コンクリート打設管及び塞止弁装置を取り外して洗浄する必要がなく、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行える。
【００１７】
また、棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、ジャッキの伸長時では第２パッキン部で分岐管部と直管部との連通を遮断するので、それぞれのパッキンを適宜交換することで、シール性を良好に保持することができる。また、塞止弁装置は、直管部の基端に連結管を介して連設されるので、ジャッキのストロークを任意に選択でき、塞止弁装置の設計自由度が得られる。
【００１８】
本発明に係るトンネル掘削機によれば、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置を備えるで、トンネル掘削機の掘削能率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係るコンクリート打設装置及び該装置を備えたトンネル掘削機を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
図１は本発明の一実施例を示すトンネル掘削機の概略断面図、図２はコンクリート打設装置部（塞止弁開時）の拡大断面図、図３は図２のIII-III線断面図、図４は塞止弁の詳細拡大断面図、図５は塞止弁閉時のコンクリート打設装置部の拡大断面図、図６は図５のVI−VI線断面図である。
【００２１】
本実施例で説明するトンネル掘削機は、掘削土砂をチャンバに充満させ、チャンバ内を所定の圧力に維持しながら排土することで、切羽の安定化を図りながらトンネルを構築する泥土圧式シールド掘削機である。
【００２２】
この泥土圧式シールド掘削機において、図１に示すように、掘削機本体１１は、ほぼ同径の円筒形状をなす前胴１２と後胴１３とが連結軸１４によって左右に屈曲自在に連結され、両者の間に架設された複数本の中折ジャッキ１５によって屈曲可能となっている。この前胴１２の前部には回転リング１６が回転自在に支持され、この回転リング１６には連結ビーム１７を介してカッタヘッド１８が連結されている。
【００２３】
このカッタヘッド１８は、中心部から複数本のカッタスポーク１９が放射状をなして配設され、各先端部が外周リング２０によって連結されて構成されている。そして、カッタヘッド１８の中心部にはフィッシュテールカッタ２１が装着される一方、各カッタスポーク１９の両側部には複数のカッタビット２２がその長手方向に沿って装着され、所定のカッタスポーク１９の先端部には余掘りを行うコピーカッタ２３ａとレスキュービット２３ｂが出没自在に設けられている。
【００２４】
また、回転リング１６の後部にはリングギア２４が固定される一方、掘削機本体１１の前胴１２には複数のカッタ旋回モータ（駆動手段）２５が装着されており、この各カッタ旋回モータ２５の駆動ギア２６がこのリングギア２４にそれぞれ噛み合っている。従って、カッタ旋回モータ２５を駆動して駆動ギア２６を回転駆動すると、リングギア２４、回転リング１６、連結ビーム１７を介してカッタヘッド１８を回転することができる。
【００２５】
また、前胴１２の前部には、カッタヘッド１８の後方に位置してバルクヘッド２７が設けられ、カッタヘッド１８とこのバルクヘッド２７との間に掘削土砂を充満させるチャンバ２８が形成されている。バルクヘッド２７の前面側には複数本の固定式攪拌棒２９が突設される一方、カッタヘッド１８の後面側には複数本の旋回式攪拌棒３０が突設されている。固定式攪拌棒２９の一部にチャンバ２８内の掘削土砂に対して加泥材を注入する図示しない加泥材注入口が設けられると共に、薬液（固結材）を注入する図示しない薬液注入管が設けられている。そして、掘削機本体１１内には、掘削土砂を外部に搬出するためのスクリューコンベヤ３３が配設されており、前部が下方に傾斜してバルクヘッド２７を貫通してチャンバ２８内に開口している。
【００２６】
掘削機本体１１の後胴１３には、その内周面に沿ってリングガータ３４が固定されており、このリングガータ３４には複数本のシールドジャッキ（推進ジャッキ）３５が後胴１３の周方向に沿って装着されており、このシールドジャッキ３５を後方に伸長してスプレッダ３６を既設の内型枠（型枠）Ｓに押し付けることで、その反力により掘削機本体１１が前進することができる。
【００２７】
この内型枠Ｓは、複数個のものがトンネルの内壁面（地山Ｇの周壁）に所定の間隔を空けて周方向にリング状に組み付けられるものであり、この組付後に、地山Ｇの周壁とリング状に組み立てられた内型枠Ｓの外周面との空間（コンクリート打設空間Ｅ）に後述するコンクリート打設装置により直打ち（場所打ち）でコンクリートが打設されることで、トンネルが構築される。また、内型枠Ｓはトンネルの長手方向へ複数段に亙って組み付けられる。
【００２８】
また、リングガータ３４には旋回リング３８がトンネル内壁面の周方向に沿って旋回自在に支持され、図示しない駆動モータにより駆動旋回可能となっており、この旋回リング３８に内型枠Ｓを組立てる内型枠組立装置３９が設けられている。さらに、リングガータ３４には左右一対の支柱４０が固定され、この支柱４０からは後方に向かってほぼ水平な架台４１が延設されており、この架台４１には内型枠Ｓの組み立てを補助する前後一対の形状保持装置４２が前後方向に移動自在に装着されている。
【００２９】
また、架台４１の後端には図示しない複数台の搬送台車が連結され、これら搬送台車には後段の内型枠Ｓを脱型する内型枠脱型装置と、この内型枠脱型装置で脱型された内型枠Ｓをトンネル前方へ搬送するホイストと、コンクリート打設装置のパワーユニット等が搭載されている。
【００３０】
更に、後胴（スキンプレート）１３と内型枠Ｓとの間には同内型枠Ｓと地山Ｇの周壁との間にコンクリート打設空間Ｅを形成するリング状の妻型枠４６が配設されると共に、その前方に位置して複数本の妻型枠ジャッキ４７が周方向に沿って並設され、ヘッド基端部がリングガータ３４を貫通して後胴１３内周部に連結される一方、ロッド先端部が前記妻型枠４６に連結されている。そして、妻型枠４６の外周面にはゴム製のシール部材４８（図２参照）が周方向に沿って装着される一方、妻型枠４６の内周面には金属製のブラシシール４９が周方向に沿って装着されている。
【００３１】
従って、この妻型枠ジャッキ４７を伸縮することで、リング状の妻型枠４６を前後に移動することができ、このとき、シール部材４８が後胴１３の内周面に押圧すると共に、ブラシシール４９がリング状に組み立てられた既設内型枠Ｓの外周面に押圧することで、掘削機本体１１の内部への浸水を防止することができる。
【００３２】
そして、この妻型枠４６には掘進方向後方に向かってコンクリート打設管５０が周方向に所定間隔離間して複数本挿通され、これらのコンクリート打設管５０は、後述する塞止弁装置６０の切り替えによりコンクリート打設配管（ホース：コンクリート打設ライン）５１と連通可能になっている。これらのコンクリート打設配管５１は前述した搬送台車上のパワーユニットを介してコンクリート供給源に連通される。
【００３３】
従って、塞止弁装置６０によりコンクリート打設管５０とコンクリート打設配管５１とが連通した状態下で、コンクリート供給源から送給された生コンクリートがコンクリート打設配管５１、コンクリート打設管５０を通って前述したコンクリート打設空間Ｅに打設される。この際、コンクリート打設空間Ｅには、各コンクリート打設管５０より周方向に順番に打設されるようになっている。
【００３４】
また、前記内型枠Ｓ、妻型枠４６、コンクリート打設管５０、コンクリート打設配管５１及び塞止弁装置６０等でコンクリート打設装置が構成される。
【００３５】
前記コンクリート打設管５０は、図２及び図３に示すように、直管部５０ａと分岐管部５０ｂとからなるＹ管状に形成され、その内の直管部５０ａの後半部分が妻型枠４６内に固定的に挿通される。そして、分岐管部５０ｂの前端に前記コンクリート打設配管５１が着脱自在にフランジ結合される一方、直管部５０ａの前端に連結管６１を介して塞止弁装置６０が組み付けられる。
【００３６】
前記塞止弁装置６０は、連結管６１の前端に連接された開閉・掃除用のジャッキ６２と該ジャッキ６２のロッド先端に連接されて連結管６１及びコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内を軸方向に摺動可能な棒状ピストン６３とを有し、ジャッキ６２の縮限（収縮時）では、棒状ピストン６３の後退によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとが連通し（図２及び図３参照）、ジャッキ６２の伸限（伸長時）では、図５及び図６に示すように、棒状ピストン６３の前進によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとの連通が遮断されると共に、直管部５０ａ内の残留コンクリートがコンクリート打設空間Ｅに押し出されるようになっている。
【００３７】
前記棒状ピストン６３は、図４に示すように、ジャッキ６２のロッド先端にねじ結合された中心ロッド６４と、該中心ロッド６４の先端に第１カラー６５を介してボルト６６及び押え板６６ａで結合された第１パッキン６７と、同中心ロッド６４上に先端側から順次嵌合された第１パイプ（スペーサ）６８、第２カラー６９、第２パッキン７０、第２パイプ（スペーサ）７１と、これら嵌合部材の抜け止めを図るべく中心ロッド６４の基端部にねじ結合されたナット７２とを有し、ジャッキ６２の伸限では、図５及び図６に示すように、棒状ピストン６３の前進により第２パッキン７０でコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂが密封状態で閉じられると共に、第１パッキン６７でコンクリート打設空間Ｅが密封されるようになっている。
【００３８】
尚、図３中７３は連結管６１内を洗浄すべく図示しない洗浄水供給用エルボと対をなす洗浄水排出用エルボ、７４はコンクリート打設配管５１内の圧力を検知する圧力計で、図２中７５はコンクリート打設配管５１を支持するサポートである。
【００３９】
次に、上述した本実施例の泥土圧式シールド掘削機によるトンネル掘削作業について説明する。
【００４０】
図１に示すように、カッタ旋回モータ２５によりカッタヘッド１８を回転させながら、複数のシールドジャッキ３５を伸長してスプレッダ３６を既設の内型枠Ｓへ押し付け、その反力によって掘削機本体１１を前進させる。すると、カッタヘッド１８の各カッタビット２２が前方の地盤を掘削し、掘削土砂が各カッタスポーク１９の間からチャンバ２８内に取り込まれ、スクリューコンベヤ３３によって外部に搬出される。
【００４１】
そして、内型枠組立装置３９では、トンネル内に搬入された内型枠Ｓを把持してトンネル内壁面に沿って移動し、把持した内型枠Ｓを所定の位置に固定してリング状に組み立てていく。このとき、前方の形状保持装置４２は内型枠組立装置３９との干渉を避けながら、内型枠Ｓを正規の組立位置に矯正すると共に、後方の形状保持装置４２はリング状に組み立てられた内型枠Ｓを真円となるように矯正する。
【００４２】
この内型枠組立装置３９による内型枠Ｓの組立に並行して、コンクリート打設装置により掘削地山Ｇの周壁と既設の内型枠Ｓの外周面との間のコンクリート打設空間Ｅに生コンクリートが打設される。
【００４３】
即ち、塞止弁装置６０のジャッキ６２が縮限となって、棒状ピストン６３の後退によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂが連通して（図２及び図３の状態参照）、コンクリート打設配管５１に送給された生コンクリートが当該分岐管部５０ｂと直管部５０ａを通ってコンクリート打設空間Ｅに供給されるのである。
【００４４】
このとき、妻型枠ジャッキ４７を伸び側に作動させることで、打設された生コンクリートに対して妻型枠４６が押し付けられ、前記コンクリート打設空間Ｅの隅々まで生コンクリートが充填される。その後、所定時間が経過すると、このコンクリートが養生・硬化してトンネル構造体が強固に構築される。
【００４５】
また、掘削機本体１１の推進時には、内型枠Ｓが組み返し組み立てられる。即ち、コンクリート打設空間Ｅに生コンクリートが連続して注入されてから所定時間が経過すると、このコンクリートは次第に養生・硬化する。そこで、この養生・硬化したコンクリートに対応した後段側の内型枠Ｓを図示しない内型枠脱型装置により取り外し（脱型し）、同じく図示しないホイストによりトンネル前方に搬送し、内型枠組立装置３９による新たな組み立てに供されるのである。
【００４６】
一方、泥土圧式シールド掘削機が点検等で停止すると、コンクリート打設装置によるコンクリート打設空間Ｅへの生コンクリートの打設が停止される。この際、塞止弁装置６０のジャッキ６２が伸限となり、棒状ピストン６３の前進によりコンクリート打設管５０の直管部５０ａと分岐管部５０ｂとの連通が第２パッキン７０部により遮断されると共に、直管部５０ａ内の残留コンクリートが第１パッキン６７部によりコンクリート打設空間Ｅに押し出される（図５及び図６の状態参照）。
【００４７】
この後、コンクリート打設配管５１及びコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂ内の生コンクリートが硬化しない内にこれらのコンクリート打設ラインを洗浄する。つまり、コンクリート打設配管５１はコンクリート打設管５０から切り離して高圧の洗浄水で従前通り洗浄する一方、コンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂは当該コンクリート打設管５０を妻型枠４６に取り付けた状態で高圧の洗浄水で洗浄するのである。
【００４８】
また、本実施例では、図示しない洗浄水供給用エルボと対をなす洗浄水排出用エルボ７３を用いて第２パッキン７０部から連結管６１内に漏出した生コンクリートを高圧の洗浄水で洗浄することもできる。
【００４９】
このようにして、本実施例では、泥土圧式シールド掘削機の停止時には、コンクリート打設配管５１を介して生コンクリートの供給源に通じるコンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂが棒状ピストン６３の第２パッキン７０部により閉止されると共に、コンクリート打設空間Ｅに通じるコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内の残留コンクリートが第１パッキン６７部によりコンクリート打設空間Ｅに押し出されるので、泥土圧式シールド掘削機の停止後の清掃時には、塞止弁装置６０及びコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内には残留コンクリートが存在しないので、従来のようにこれらをコンクリート打設空間Ｅ内の生コンクリートの硬化を待って取り外し、洗浄するという作業がない。言い換えれば、そのままの状態で再掘削を開始することができるのである。また、コンクリート打設管５０の分岐管部５０ｂは短管でもあることから、取外し不能であってもそのままの状態で容易に洗浄することができる。
【００５０】
これらの結果、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮が図れると共に、洗浄時の取外し部品の削減により再掘削の段取りが短時間で行える。また、泥土圧式シールド掘削機の掘削下においても、図２及び図３に示す状態での打設待ちの際に、ジャッキ６２を適宜伸限まで作動させることで、妻型枠４６内、言い換えればコンクリート打設管５０の直管部５０ａ内に付着、堆積したデッドコンクリートをコンクリート打設空間Ｅに押し出して除去することもできる。
【００５１】
また、本実施例では、棒状ピストン６３は、その先端に第１パッキン６７を着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキン７０を着脱可能に備え、ジャッキ６２の伸長時では第２パッキン７０部で分岐管部５０ｂと直管部５０ａとの連通を遮断するので、それぞれのパッキンを適宜交換することで、シール性を良好に保持することができる。また、塞止弁装置６０は、直管部５０ａの基端に連結管６１を介して連設されるので、ジャッキ６２のストロークを任意に選択でき、塞止弁装置６０の設計自由度が得られる。
【００５２】
このようにして、コンクリート打設ラインの洗浄が容易で洗浄時間の短縮と再掘削の段取りが短時間で行えるコンクリート打設装置を備えるで、泥土圧式シールド掘削機の掘削能率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明に係るトンネル掘削機は、泥土圧式シールド掘削機に限らず、泥水式シールド掘削機、機械式シールド掘削機やトンネルボーリングマシーン（ＴＢＭ）等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施例を示すトンネル掘削機の概略断面図である。
【図２】コンクリート打設装置部（塞止弁開時）の拡大断面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】塞止弁の詳細拡大断面図である。
【図５】塞止弁閉時のコンクリート打設装置部の拡大断面図である。
【図６】図５のVI−VI線断面図である。
【図７】従来のコンクリート打設装置の要部説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１ 掘削機本体
１２ 前胴
１３ 後胴
１４ 連結軸
１５ 中折ジャッキ
１６ 回転リング
１７ 連結ビーム
１８ カッタヘッド
１９ カッタスポーク
２０ 外周リング
２１ フィッシュテールカッタ
２２ カッタビット
２３ａ コピーカッタ
２３ｂ レスキュービット
２４ リングギア
２５ カッタ旋回モータ
２６ 駆動ギア
２７ バルクヘッド
２８ チャンバ
２９ 固定式攪拌棒
３０ 旋回式攪拌棒
３３ スクリューコンベヤ
３４ リングガータ
３５ シールドジャッキ
３６ スプレッダ
３８ 旋回リング
３９ 内型枠組立装置
４０ 支柱
４１ 架台
４２ 形状保持装置
４６ 妻型枠
４７ 妻型枠ジャッキ
４８ シール部材
４９ ブラシシール
５０ コンクリート打設管
５０ａ 直管部
５０ｂ 分岐管部
５１ コンクリート打設配管
６０ 塞止弁装置
６１ 連結管
６２ 開閉・掃除用のジャッキ
６３ 棒状ピストン
６４ 中心ロッド
６５ 第１カラー
６６ ボルト
６６ａ 押え板
６７ 第１パッキン
６８ 第１パイプ（スペーサ）
６９ 第２カラー
７０ 第２パッキン
７１ 第２パイプ（スペーサ）
７２ ナット
７３ 洗浄水排出用エルボ
７４ 圧力計
７５ サポート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内壁面を、該トンネルの内壁面から所定距離離間した位置で覆う内型枠と、該内型枠と掘削機の外郭をなすスキンプレートとの間に配されて前記内型枠とトンネルの内壁面との間にコンクリート打設空間を形成する妻型枠とを備え、
前記妻型枠には、コンクリート打設管における直管部の先端側を挿通・固定し、
前記直管部の基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管を着脱可能に接続する一方、前記直管部の基端に塞止弁装置を連設し、
前記塞止弁装置は、ジャッキと該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストンとを有し、
前記ジャッキの収縮時では、棒状ピストンの後退により前記コンクリート打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、前記ジャッキの伸長時では棒状ピストンの前進により前記分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが前記コンクリート打設空間に押し出されることを特徴とするコンクリート打設装置。
【請求項２】
前記棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、前記ジャッキの伸長時では前記第２パッキン部で前記分岐管部と直管部との連通を遮断することを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設装置。
【請求項３】
前記塞止弁装置は、前記直管部の基端に連結管を介して連設されることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート打設装置。
【請求項４】
筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、該掘削機本体の前部に回転駆動可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる駆動手段と、を備えたトンネル掘削機において、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のコンクリート打設装置を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項１】
トンネルの内壁面を、該トンネルの内壁面から所定距離離間した位置で覆う内型枠と、該内型枠と掘削機の外郭をなすスキンプレートとの間に配されて前記内型枠とトンネルの内壁面との間にコンクリート打設空間を形成する妻型枠とを備え、
前記妻型枠には、コンクリート打設管における直管部の先端側を挿通・固定し、
前記直管部の基端側から分岐した分岐管部にコンクリート供給源に通じるコンクリート打設配管を着脱可能に接続する一方、前記直管部の基端に塞止弁装置を連設し、
前記塞止弁装置は、ジャッキと該ジャッキのロッド先端に付設された棒状ピストンとを有し、
前記ジャッキの収縮時では、棒状ピストンの後退により前記コンクリート打設管の分岐管部が直管部に連通する一方、前記ジャッキの伸長時では棒状ピストンの前進により前記分岐管部と直管部との連通が遮断されると共に直管部内の残留コンクリートが前記コンクリート打設空間に押し出されることを特徴とするコンクリート打設装置。
【請求項２】
前記棒状ピストンは、その先端に第１パッキンを着脱可能に備えると共に、その中間部外周に第２パッキンを着脱可能に備え、前記ジャッキの伸長時では前記第２パッキン部で前記分岐管部と直管部との連通を遮断することを特徴とする請求項１記載のコンクリート打設装置。
【請求項３】
前記塞止弁装置は、前記直管部の基端に連結管を介して連設されることを特徴とする請求項１又は２記載のコンクリート打設装置。
【請求項４】
筒状の掘削機本体と、該掘削機本体を前進させる推進ジャッキと、該掘削機本体の前部に回転駆動可能に支持されたカッタヘッドと、該カッタヘッドを回転させる駆動手段と、を備えたトンネル掘削機において、
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のコンクリート打設装置を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２９１６３６（Ｐ２００６−２９１６３６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１６４７０（Ｐ２００５−１１６４７０）
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１４日（２００５．４．１４）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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