中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造
【課題】中押し装置を解体するとき外筒を止水できる中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造を提供する。
【解決手段】内筒2に内筒2を伸縮させる駆動装置3を設け、内筒2の一端に内側外筒20を第1端面板8を介して設けると共に、内筒2の他端に外側外筒19を第2端面板14を介して設けて中押し装置1を構成し、中押し装置1を推進用鋼殻16と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、内筒2を回収すべく外筒19、20間を止水する中押し装置1の外筒止水方法であって、内側外筒20に、内筒2が縮退したとき外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22を全周に亘って形成し、外側外筒19の端面24と段部22とを面タッチさせたのち、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入するものである。
【解決手段】内筒2に内筒2を伸縮させる駆動装置3を設け、内筒2の一端に内側外筒20を第1端面板8を介して設けると共に、内筒2の他端に外側外筒19を第2端面板14を介して設けて中押し装置1を構成し、中押し装置1を推進用鋼殻16と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、内筒2を回収すべく外筒19、20間を止水する中押し装置1の外筒止水方法であって、内側外筒20に、内筒2が縮退したとき外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22を全周に亘って形成し、外側外筒19の端面24と段部22とを面タッチさせたのち、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図12に示すように、発進立坑31に元押し装置32を設け、この元押し装置32から推進用鋼殻16を順次継ぎ足しながら地山に推進させる推進工法では、推進用鋼殻16に作用する摩擦力が元押し装置の推力を上回ると推進用鋼殻16を推進できなくなる。このため、推進用鋼殻16が元押し装置32で押せない長さになるまえに推進用鋼殻16に拡縮自在な中押し装置40を継ぎ足し、中押し装置40で推進方向前方の推進用鋼殻16を中押しする作業工程と、元押し装置32で推進用鋼殻16を元押ししながら中押し装置40を縮退させる作業工程とを繰り返す。
【0003】
中押し装置40は、外殻を構成する二重筒41、42と、二重筒41、42の間を止水するシール43と、二重筒の内側筒体42と外側筒体41を互いにスライドさせる駆動装置44とを備える。
【0004】
ところで、大深度のトンネルを推進工法で構築する場合や、断面非円形のトンネルを推進工法で構築する場合、中押し装置40が土水圧と土荷重とによりシール43の止水性を保てなくなる虞があった。このため、中押し装置40を、二重筒からなると共に二重筒の間にシールを有する拡縮自在な内筒(図示せず)と、内筒の外周を覆う二重筒からなる外筒(図示せず)とを備えるものとし、外筒で土荷重を受け、内筒の止水性を保つようにした中押し装置を開発中(未公開)である。
【0005】
かかる中押し装置によれば、内筒のシールに作用する地山からの外力を極めて小さくできると共に、シールを円形にでき、大深度でのトンネルの構築や断面非円形のトンネルの構築に対応することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第3340678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、内筒を有する新規な構造の中押し装置であることから、推進用鋼殻を推進させる工程が終了し、トンネル壁を構成する外筒等の部材のみを残して中押し装置を解体するとき、外筒の二重筒の間にはシールがなく、内筒を解体・回収できないという課題があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、トンネル壁を構成する部材のみを残して中押し装置を解体するとき外筒を止水できる中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために本発明は、伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水方法であって、前記内側外筒に、前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部を全周に亘って形成し、前記内筒を縮退させて前記外側外筒の端面と前記段部とを面タッチさせたのち、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入するものである。
【0010】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成されるとよい。
【0011】
前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入したのち、前記内側外筒と前記第1端面板とを水密溶接するとよい。
【0012】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜されるとよい。
【0013】
また、伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水構造であって、前記内側外筒に全周に亘って形成され前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部と、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入する固化材注入装置とを備えたものである。
【0014】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成されるとよい。
【0015】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜されるとよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、トンネル壁を構成する部材のみを残して中押し装置を解体するとき外筒を止水できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は中押し装置の側断面図である。
【図2】図2は図1のA−A線矢視図である。
【図3】図3は図1のB−B線矢視図である。
【図4】図4は中押しを用いた推進工法の概略説明図である。
【図5】図5は推進用鋼殻を推進中に伸長した中押し装置の要部側断面図である。
【図6】図6は推進用鋼殻を推進中に縮退した中押し装置の要部側断面図である。
【図7】図7は外筒を止水するために縮退した中押し装置の要部側断面図である。
【図8】図8は図7の次の工程の止水作業を示す説明図である。
【図9】図9は図8の固定金物の配置を示す説明図である。
【図10】図10は中押し装置を解体して外筒をトンネル壁の一部とする工程を示す説明図である。
【図11】図11は内筒を回収する工程を示す説明図である。
【図12】図12は従来の中押し装置を用いた推進工法の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
図1及び図2に示すように、中押し装置1は、二重筒からなる伸縮自在な内筒2と、内筒2を伸縮させる駆動装置3と、内筒2の外周を覆う二重筒からなる外筒4とを備える。
【0020】
図5及び図6に示すように、内筒2は、二重筒の外側の筒体を構成する外側内筒5と、二重筒の内側の筒体を構成し外側内筒5内に挿入される内側内筒6と、外側内筒5の内周面に設けられ外側内筒5と内側内筒6の間を止水するシール7とを備える。
【0021】
外側内筒5と内側内筒6は、それぞれ断面円形に形成されており、シール7は大きな半径の円形となっている。
【0022】
内筒2の一端を構成する内側内筒6の一端には、径方向外方に延びると共に径方向内方に延びる第1端面板8が設けられている。第1端面板8は、リング板状に形成されると共に、内周側の第1内周板9と外周側の第1外周板10とに分割可能に形成されており、第1内周板9が内側内筒6の一端に設けられる。また、第1内周板9と第1外周板10は複数のピン11を介して結合されている。ピン11は、第1内周板9と第1外周板10に径方向に延びて設けられたピン穴12、13に第1内周板9の内周側から挿入されて第1外周板10のピン穴13に嵌合されるようになっている。ピン11は先端側(第1端面板8の径方向外側)が窄むテーパ状に形成されており、第1外周板10と第1内周板9を分割するとき第1内周板9の径方向内方に抜き出せるようになっている。また、内側内筒6の他端部には、後述する第2端面板14側に突出するストッパリング15が軸方向の位置を2段階に調節可能に取り付けられている。ストッパリング15は、推進用鋼殻16(図4参照)の推進中にあっては第2端面板14側に長く突出する位置で内側内筒6に取り付けられ、中押し装置1が縮退したとき第2端面板14に当接して中押し装置1の縮退を規制するようになっている。また、ストッパリング15は、中押し装置1を解体して外筒4をトンネル壁の一部とするときにあっては第2端面板14側への突出長さを短くする位置で内側内筒6に取り付けられ、中押し装置1が完全に縮退したとき(後述する駆動装置3が全ストローク縮退したとき)、第2端面板14に面タッチ(面と面とで密に当接)するようになっている。第1端面板8は、中押し装置1の推進方向後端に位置されている。
【0023】
内筒2の他端を構成する外側内筒5の端部には、径方向外方に延びると共に径方向内方に延びる第2端面板14が設けられている。第2端面板14はリング板状に形成されると共に、内周側の第2内周板17と、外周側の第2外周板18とに分割可能に形成されており、第2内周板17が外側内筒5の端部に設けられる。また、第2内周板17と第2外周板18は複数のピン11を介して結合されている。ピン11は、第2内周板17と第2外周板18に径方向に延びて設けられたピン穴12、13に第2内周板17の内周側から挿入されて第2外周板18のピン穴13に嵌合されるようになっている。また、第2端面板14は、中押し装置1の推進方向前端に位置されている。第2内周板17は、第1内周板9より小径に形成されており、第1外周板10の径方向内方の空間を容易に通過できるようになっている。
【0024】
駆動装置3は、油圧ジャッキからなり、内筒2の径方向内方に配置される。駆動装置3の一端は第1端面板8の第1内周板9に設けられ、駆動装置3の他端は第2端面板14の第2内周板17に設けられる。駆動装置3は作動油の油圧が所定の圧力以上となったとき停止するようになっている。
【0025】
外筒4は、地山からの土荷重を受けて内筒2に作用する外力を低減するためのものであり、二重筒の外側の筒体を構成する外側外筒19と、二重筒の内側の筒体を構成し外側外筒19内に挿入される内側外筒20とを備える。
【0026】
内側外筒20は、断面矩形状に形成されており、内側外筒20の一端は第1端面板8の第1外周板10に設けられる。図1及び図3に示すように、内側外筒20の内周面には、補強用のリブ21が設けられる。リブ21は、周方向に間隔を隔てて複数設けられ径方向内方に延びると共に軸方向に延びる縦リブ21aと、前後方向に間隔を隔てて複数設けられ径方向内方に延びると共に周方向に延びる横リブ21bとからなる。図5及び図7に示すように、内側外筒20の外周面には、内筒2が完全に縮退したとき(駆動装置3が全ストローク縮退したとき)外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22が全周に亘って形成されている。段部22は、内側外筒20の一端側に外側外筒19と略同径の拡径部23を形成することで形成されている。また特に段部22は、内側外筒20の他端側から一端側に向かうにつれて徐々に拡径されるように形成されており、径方向外方を向くように傾斜されている。これにより、外筒4が縮退したとき外側外筒19の端面24と段部22との間に地山の石等の異物が噛み込まれないようになっている。内側外筒20は、外側外筒19の端面24と段部22が面タッチしたとき、第1端面板8に全周に亘って面タッチするように形成されている。
【0027】
外側外筒19は、内側外筒20より大きな断面矩形状に形成されており、内側外筒20と径方向に離間するようになっている。段部22に面タッチされる外側外筒19の端面24は、段部22の傾斜に沿うように傾斜されている。具体的には、端面24は外側外筒19の端部内周面に段部22と同じ傾斜角度の面取りを形成してなる。
【0028】
また、中押し装置1は、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入する固化材注入装置25と、内筒2と外筒4の間の空間に充填材を出し入れするための充填材注入・排出装置26と、中押し装置1と地山との間に充填材を注入するための充填材注入装置27とを備える。固化材注入装置25は、第2端面板14の第2外周板18に設けられ外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を軸方向に噴出して注入する注入管28と、注入管28に固化材を供給する固化材供給部(図示せず)とを備えて構成される。充填材注入・排出装置26は、固化材注入装置25と兼用の注入管28と、中押し装置1が伸長するとき注入管28に充填材を供給し、中押し装置1が縮退するとき注入管28内を吸引する充填材供給・吸引部(図示せず)とを備えて構成される。充填材注入装置27は、内側外筒20の外周面に開口する充填材注入管29、30と、充填材注入管29、30に充填材を供給する充填材供給部(図示せず)とを備える。
【0029】
次に本実施の形態の作用と中押し装置1の外筒止水方法とについて述べる。
【0030】
推進工法でトンネルを構築する場合、図4に示すように、発進立坑31内に伸縮自在な元押し装置32を設置すると共に、元押し装置32に、土砂を掘削するための掘削部33を設置し、掘削部33を駆動させながら元押し装置32を伸長させて掘削部33を所定の推進方向の地山に押し込む。掘削部33が地山に押し込まれたら、掘削部33を抗口等の固定系に固定すると共に元押し装置32を縮退させ、掘削部33の後端に推進用鋼殻16を接続して継ぎ足す。以後、推進用鋼殻16を元押し装置32で推進方向に押し、この推進用鋼殻16の後端に他の推進用鋼殻16を継ぎ足す作業を繰り返して順次推進用鋼殻16を地山に押し込んでいく。地山に押し込んだ推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら、推進用鋼殻16の後端に中押し装置1を接続し、中押し装置1を元押し装置32で地山に押し込む。以後、中押し装置1の後方に順次推進用鋼殻16を継ぎ足して推進用鋼殻16を中押し装置1ごと地山に押し込んでいく。
【0031】
中押し装置1には、地上からの深さに応じた土水圧と土荷重が常に作用するが、外筒4が土荷重を受け、内筒2に作用する地山からの外力はほぼ土水圧のみになるため、大深度であってもシール7に無理な力が作用するのを防ぐことができる。そして、内筒2が断面円形に形成され、シール7は大きな半径で曲げられるため、外筒4が矩形であってもシール7の止水性を損なうことはない。
【0032】
中押し装置1の後方に継ぎ足した推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら、元押し装置32の伸縮を停止させ、中押し装置1で中押し装置1より前方の推進用鋼殻16を推進させる。具体的には、図5に示すように、中押し装置1の駆動装置3を伸長させ、推進方向後方の推進用鋼殻16から反力をとって前方の推進用鋼殻16を推進させる。この後、図6に示すように、中押し装置1を縮退させながら元押し装置32を伸長させ、中押し装置1と元押し装置32の間の推進用鋼殻16を推進させる。以降、推進用鋼殻16を継ぎ足しつつ推進させ、推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら中押し装置1を継ぎ足す作業を順次繰り返す。
【0033】
このようにしてトンネルを構築すべき区間の全てにトンネルが構築されたら、中押し装置1の外筒4を止水し、しかるのち、トンネル壁を構成する外筒4と端面板8、14の一部のみを残して中押し装置1を解体する。
【0034】
外筒4を止水する場合、まず、内側内筒6に対するストッパリング15の取付位置を第2端面板14側への突出長さを短くする位置に変更する。この後、後方の推進用鋼殻16を後方の他の中押し装置1又は元押し装置32で押して推進させつつ中押し装置1を縮退させる。図7に示すように、ストッパリング15が第2端面板14に当たることで駆動装置3は停止する。このとき、外側外筒19の端面24が内側内筒6の段部22に面タッチされると共に、内側内筒6の端面が第2端面板14に面タッチされて外側外筒19と内側外筒20の間に閉じた空間が形成される。外側外筒19と内側外筒20の間の空間に固化材注入装置25で固化材を注入して外側外筒19と内側外筒20の間を一時的に止水する。外側外筒19と内側外筒20の間の空間は、上述の通り閉じた空間となっているため、固化材により速やかに止水される。また、ストッパリング15と第2端面板14を固定金具34を介して固定する。
【0035】
図8に示すように、作業員が第2端面板14に形成されたマンホール35から内筒2と外筒4の間の空間36に入り、内側内筒6の端部と第2端面板14とを水密溶接して完全に止水する。また、図8及び図9に示すように、内側外筒20と第2端面板14を固定金物37を介して溶接して一体化する。具体的には、固定金物37は、内側外筒20の内周の四隅で内側内筒20と第2端面板14を固定する。
【0036】
この後、図10に示すように、全てのピン11を径方向内側に抜いて第1端面板8と第2端面板14を内周板9、17と外周板10、18とに分割し、図11に示すように各内周板9、17を外周板10、18から内筒2ごと後方に移動させて分離し、これら内周板9、17と内筒2とを台車等を用いて地上に搬出する。またさらに、図10に示すように、推進用鋼殻16より径方向内側に突出する外周板10、17等を切断してトンネル壁としての形状を整える。
【0037】
このように、内側外筒20に、内筒2が縮退したとき外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22を全周に亘って形成し、内筒2を縮退させて外側外筒19の端面24と段部22とを面タッチさせたのち、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入して外筒4を止水するものとしたため、トンネル壁を構成する外筒4と端面板8、14の一部のみを残して中押し装置1を解体するとき外筒4を確実かつ容易に止水できる。
【0038】
内側外筒20は、外側外筒19の端面24と段部22が面タッチしたとき、第1端面板8に全周に亘って面タッチするように形成されるものとしたため、外側外筒19と内側外筒20の間に閉じた空間を形成でき、この空間に止水材を注入することで容易に止水できる。
【0039】
外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入したのち、内側外筒20と第2端面板14とを水密溶接するため、外筒4の止水を容易に恒久的なものにできる。
【0040】
外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22が径方向外方を向くように傾斜されるものとしたため、中押し装置1を縮退させたとき外側外筒19の端面24と段部22との間にある石等の異物を径方向外方に押し出すことができ、外側外筒19と段部22との間に異物が噛み込まれるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【0041】
1 中押し装置
2 内筒
3 駆動装置
4 外筒
8 第1端面板
14 第2端面板
16 推進用鋼殻
19 外側外筒
20 内側外筒
22 段部
24 端面
【技術分野】
【0001】
本発明は、中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図12に示すように、発進立坑31に元押し装置32を設け、この元押し装置32から推進用鋼殻16を順次継ぎ足しながら地山に推進させる推進工法では、推進用鋼殻16に作用する摩擦力が元押し装置の推力を上回ると推進用鋼殻16を推進できなくなる。このため、推進用鋼殻16が元押し装置32で押せない長さになるまえに推進用鋼殻16に拡縮自在な中押し装置40を継ぎ足し、中押し装置40で推進方向前方の推進用鋼殻16を中押しする作業工程と、元押し装置32で推進用鋼殻16を元押ししながら中押し装置40を縮退させる作業工程とを繰り返す。
【0003】
中押し装置40は、外殻を構成する二重筒41、42と、二重筒41、42の間を止水するシール43と、二重筒の内側筒体42と外側筒体41を互いにスライドさせる駆動装置44とを備える。
【0004】
ところで、大深度のトンネルを推進工法で構築する場合や、断面非円形のトンネルを推進工法で構築する場合、中押し装置40が土水圧と土荷重とによりシール43の止水性を保てなくなる虞があった。このため、中押し装置40を、二重筒からなると共に二重筒の間にシールを有する拡縮自在な内筒(図示せず)と、内筒の外周を覆う二重筒からなる外筒(図示せず)とを備えるものとし、外筒で土荷重を受け、内筒の止水性を保つようにした中押し装置を開発中(未公開)である。
【0005】
かかる中押し装置によれば、内筒のシールに作用する地山からの外力を極めて小さくできると共に、シールを円形にでき、大深度でのトンネルの構築や断面非円形のトンネルの構築に対応することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第3340678号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、内筒を有する新規な構造の中押し装置であることから、推進用鋼殻を推進させる工程が終了し、トンネル壁を構成する外筒等の部材のみを残して中押し装置を解体するとき、外筒の二重筒の間にはシールがなく、内筒を解体・回収できないという課題があった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、トンネル壁を構成する部材のみを残して中押し装置を解体するとき外筒を止水できる中押し装置の外筒止水方法及び外筒止水構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために本発明は、伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水方法であって、前記内側外筒に、前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部を全周に亘って形成し、前記内筒を縮退させて前記外側外筒の端面と前記段部とを面タッチさせたのち、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入するものである。
【0010】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成されるとよい。
【0011】
前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入したのち、前記内側外筒と前記第1端面板とを水密溶接するとよい。
【0012】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜されるとよい。
【0013】
また、伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水構造であって、前記内側外筒に全周に亘って形成され前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部と、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入する固化材注入装置とを備えたものである。
【0014】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成されるとよい。
【0015】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜されるとよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、トンネル壁を構成する部材のみを残して中押し装置を解体するとき外筒を止水できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】図1は中押し装置の側断面図である。
【図2】図2は図1のA−A線矢視図である。
【図3】図3は図1のB−B線矢視図である。
【図4】図4は中押しを用いた推進工法の概略説明図である。
【図5】図5は推進用鋼殻を推進中に伸長した中押し装置の要部側断面図である。
【図6】図6は推進用鋼殻を推進中に縮退した中押し装置の要部側断面図である。
【図7】図7は外筒を止水するために縮退した中押し装置の要部側断面図である。
【図8】図8は図7の次の工程の止水作業を示す説明図である。
【図9】図9は図8の固定金物の配置を示す説明図である。
【図10】図10は中押し装置を解体して外筒をトンネル壁の一部とする工程を示す説明図である。
【図11】図11は内筒を回収する工程を示す説明図である。
【図12】図12は従来の中押し装置を用いた推進工法の概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本願発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0019】
図1及び図2に示すように、中押し装置1は、二重筒からなる伸縮自在な内筒2と、内筒2を伸縮させる駆動装置3と、内筒2の外周を覆う二重筒からなる外筒4とを備える。
【0020】
図5及び図6に示すように、内筒2は、二重筒の外側の筒体を構成する外側内筒5と、二重筒の内側の筒体を構成し外側内筒5内に挿入される内側内筒6と、外側内筒5の内周面に設けられ外側内筒5と内側内筒6の間を止水するシール7とを備える。
【0021】
外側内筒5と内側内筒6は、それぞれ断面円形に形成されており、シール7は大きな半径の円形となっている。
【0022】
内筒2の一端を構成する内側内筒6の一端には、径方向外方に延びると共に径方向内方に延びる第1端面板8が設けられている。第1端面板8は、リング板状に形成されると共に、内周側の第1内周板9と外周側の第1外周板10とに分割可能に形成されており、第1内周板9が内側内筒6の一端に設けられる。また、第1内周板9と第1外周板10は複数のピン11を介して結合されている。ピン11は、第1内周板9と第1外周板10に径方向に延びて設けられたピン穴12、13に第1内周板9の内周側から挿入されて第1外周板10のピン穴13に嵌合されるようになっている。ピン11は先端側(第1端面板8の径方向外側)が窄むテーパ状に形成されており、第1外周板10と第1内周板9を分割するとき第1内周板9の径方向内方に抜き出せるようになっている。また、内側内筒6の他端部には、後述する第2端面板14側に突出するストッパリング15が軸方向の位置を2段階に調節可能に取り付けられている。ストッパリング15は、推進用鋼殻16(図4参照)の推進中にあっては第2端面板14側に長く突出する位置で内側内筒6に取り付けられ、中押し装置1が縮退したとき第2端面板14に当接して中押し装置1の縮退を規制するようになっている。また、ストッパリング15は、中押し装置1を解体して外筒4をトンネル壁の一部とするときにあっては第2端面板14側への突出長さを短くする位置で内側内筒6に取り付けられ、中押し装置1が完全に縮退したとき(後述する駆動装置3が全ストローク縮退したとき)、第2端面板14に面タッチ(面と面とで密に当接)するようになっている。第1端面板8は、中押し装置1の推進方向後端に位置されている。
【0023】
内筒2の他端を構成する外側内筒5の端部には、径方向外方に延びると共に径方向内方に延びる第2端面板14が設けられている。第2端面板14はリング板状に形成されると共に、内周側の第2内周板17と、外周側の第2外周板18とに分割可能に形成されており、第2内周板17が外側内筒5の端部に設けられる。また、第2内周板17と第2外周板18は複数のピン11を介して結合されている。ピン11は、第2内周板17と第2外周板18に径方向に延びて設けられたピン穴12、13に第2内周板17の内周側から挿入されて第2外周板18のピン穴13に嵌合されるようになっている。また、第2端面板14は、中押し装置1の推進方向前端に位置されている。第2内周板17は、第1内周板9より小径に形成されており、第1外周板10の径方向内方の空間を容易に通過できるようになっている。
【0024】
駆動装置3は、油圧ジャッキからなり、内筒2の径方向内方に配置される。駆動装置3の一端は第1端面板8の第1内周板9に設けられ、駆動装置3の他端は第2端面板14の第2内周板17に設けられる。駆動装置3は作動油の油圧が所定の圧力以上となったとき停止するようになっている。
【0025】
外筒4は、地山からの土荷重を受けて内筒2に作用する外力を低減するためのものであり、二重筒の外側の筒体を構成する外側外筒19と、二重筒の内側の筒体を構成し外側外筒19内に挿入される内側外筒20とを備える。
【0026】
内側外筒20は、断面矩形状に形成されており、内側外筒20の一端は第1端面板8の第1外周板10に設けられる。図1及び図3に示すように、内側外筒20の内周面には、補強用のリブ21が設けられる。リブ21は、周方向に間隔を隔てて複数設けられ径方向内方に延びると共に軸方向に延びる縦リブ21aと、前後方向に間隔を隔てて複数設けられ径方向内方に延びると共に周方向に延びる横リブ21bとからなる。図5及び図7に示すように、内側外筒20の外周面には、内筒2が完全に縮退したとき(駆動装置3が全ストローク縮退したとき)外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22が全周に亘って形成されている。段部22は、内側外筒20の一端側に外側外筒19と略同径の拡径部23を形成することで形成されている。また特に段部22は、内側外筒20の他端側から一端側に向かうにつれて徐々に拡径されるように形成されており、径方向外方を向くように傾斜されている。これにより、外筒4が縮退したとき外側外筒19の端面24と段部22との間に地山の石等の異物が噛み込まれないようになっている。内側外筒20は、外側外筒19の端面24と段部22が面タッチしたとき、第1端面板8に全周に亘って面タッチするように形成されている。
【0027】
外側外筒19は、内側外筒20より大きな断面矩形状に形成されており、内側外筒20と径方向に離間するようになっている。段部22に面タッチされる外側外筒19の端面24は、段部22の傾斜に沿うように傾斜されている。具体的には、端面24は外側外筒19の端部内周面に段部22と同じ傾斜角度の面取りを形成してなる。
【0028】
また、中押し装置1は、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入する固化材注入装置25と、内筒2と外筒4の間の空間に充填材を出し入れするための充填材注入・排出装置26と、中押し装置1と地山との間に充填材を注入するための充填材注入装置27とを備える。固化材注入装置25は、第2端面板14の第2外周板18に設けられ外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を軸方向に噴出して注入する注入管28と、注入管28に固化材を供給する固化材供給部(図示せず)とを備えて構成される。充填材注入・排出装置26は、固化材注入装置25と兼用の注入管28と、中押し装置1が伸長するとき注入管28に充填材を供給し、中押し装置1が縮退するとき注入管28内を吸引する充填材供給・吸引部(図示せず)とを備えて構成される。充填材注入装置27は、内側外筒20の外周面に開口する充填材注入管29、30と、充填材注入管29、30に充填材を供給する充填材供給部(図示せず)とを備える。
【0029】
次に本実施の形態の作用と中押し装置1の外筒止水方法とについて述べる。
【0030】
推進工法でトンネルを構築する場合、図4に示すように、発進立坑31内に伸縮自在な元押し装置32を設置すると共に、元押し装置32に、土砂を掘削するための掘削部33を設置し、掘削部33を駆動させながら元押し装置32を伸長させて掘削部33を所定の推進方向の地山に押し込む。掘削部33が地山に押し込まれたら、掘削部33を抗口等の固定系に固定すると共に元押し装置32を縮退させ、掘削部33の後端に推進用鋼殻16を接続して継ぎ足す。以後、推進用鋼殻16を元押し装置32で推進方向に押し、この推進用鋼殻16の後端に他の推進用鋼殻16を継ぎ足す作業を繰り返して順次推進用鋼殻16を地山に押し込んでいく。地山に押し込んだ推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら、推進用鋼殻16の後端に中押し装置1を接続し、中押し装置1を元押し装置32で地山に押し込む。以後、中押し装置1の後方に順次推進用鋼殻16を継ぎ足して推進用鋼殻16を中押し装置1ごと地山に押し込んでいく。
【0031】
中押し装置1には、地上からの深さに応じた土水圧と土荷重が常に作用するが、外筒4が土荷重を受け、内筒2に作用する地山からの外力はほぼ土水圧のみになるため、大深度であってもシール7に無理な力が作用するのを防ぐことができる。そして、内筒2が断面円形に形成され、シール7は大きな半径で曲げられるため、外筒4が矩形であってもシール7の止水性を損なうことはない。
【0032】
中押し装置1の後方に継ぎ足した推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら、元押し装置32の伸縮を停止させ、中押し装置1で中押し装置1より前方の推進用鋼殻16を推進させる。具体的には、図5に示すように、中押し装置1の駆動装置3を伸長させ、推進方向後方の推進用鋼殻16から反力をとって前方の推進用鋼殻16を推進させる。この後、図6に示すように、中押し装置1を縮退させながら元押し装置32を伸長させ、中押し装置1と元押し装置32の間の推進用鋼殻16を推進させる。以降、推進用鋼殻16を継ぎ足しつつ推進させ、推進用鋼殻16の長さが所定の長さに達したら中押し装置1を継ぎ足す作業を順次繰り返す。
【0033】
このようにしてトンネルを構築すべき区間の全てにトンネルが構築されたら、中押し装置1の外筒4を止水し、しかるのち、トンネル壁を構成する外筒4と端面板8、14の一部のみを残して中押し装置1を解体する。
【0034】
外筒4を止水する場合、まず、内側内筒6に対するストッパリング15の取付位置を第2端面板14側への突出長さを短くする位置に変更する。この後、後方の推進用鋼殻16を後方の他の中押し装置1又は元押し装置32で押して推進させつつ中押し装置1を縮退させる。図7に示すように、ストッパリング15が第2端面板14に当たることで駆動装置3は停止する。このとき、外側外筒19の端面24が内側内筒6の段部22に面タッチされると共に、内側内筒6の端面が第2端面板14に面タッチされて外側外筒19と内側外筒20の間に閉じた空間が形成される。外側外筒19と内側外筒20の間の空間に固化材注入装置25で固化材を注入して外側外筒19と内側外筒20の間を一時的に止水する。外側外筒19と内側外筒20の間の空間は、上述の通り閉じた空間となっているため、固化材により速やかに止水される。また、ストッパリング15と第2端面板14を固定金具34を介して固定する。
【0035】
図8に示すように、作業員が第2端面板14に形成されたマンホール35から内筒2と外筒4の間の空間36に入り、内側内筒6の端部と第2端面板14とを水密溶接して完全に止水する。また、図8及び図9に示すように、内側外筒20と第2端面板14を固定金物37を介して溶接して一体化する。具体的には、固定金物37は、内側外筒20の内周の四隅で内側内筒20と第2端面板14を固定する。
【0036】
この後、図10に示すように、全てのピン11を径方向内側に抜いて第1端面板8と第2端面板14を内周板9、17と外周板10、18とに分割し、図11に示すように各内周板9、17を外周板10、18から内筒2ごと後方に移動させて分離し、これら内周板9、17と内筒2とを台車等を用いて地上に搬出する。またさらに、図10に示すように、推進用鋼殻16より径方向内側に突出する外周板10、17等を切断してトンネル壁としての形状を整える。
【0037】
このように、内側外筒20に、内筒2が縮退したとき外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22を全周に亘って形成し、内筒2を縮退させて外側外筒19の端面24と段部22とを面タッチさせたのち、外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入して外筒4を止水するものとしたため、トンネル壁を構成する外筒4と端面板8、14の一部のみを残して中押し装置1を解体するとき外筒4を確実かつ容易に止水できる。
【0038】
内側外筒20は、外側外筒19の端面24と段部22が面タッチしたとき、第1端面板8に全周に亘って面タッチするように形成されるものとしたため、外側外筒19と内側外筒20の間に閉じた空間を形成でき、この空間に止水材を注入することで容易に止水できる。
【0039】
外側外筒19と内側外筒20との間に固化材を注入したのち、内側外筒20と第2端面板14とを水密溶接するため、外筒4の止水を容易に恒久的なものにできる。
【0040】
外側外筒19の端面24に面タッチされる段部22が径方向外方を向くように傾斜されるものとしたため、中押し装置1を縮退させたとき外側外筒19の端面24と段部22との間にある石等の異物を径方向外方に押し出すことができ、外側外筒19と段部22との間に異物が噛み込まれるのを防ぐことができる。
【符号の説明】
【0041】
1 中押し装置
2 内筒
3 駆動装置
4 外筒
8 第1端面板
14 第2端面板
16 推進用鋼殻
19 外側外筒
20 内側外筒
22 段部
24 端面
【特許請求の範囲】
【請求項1】
伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水方法であって、前記内側外筒に、前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部を全周に亘って形成し、前記内筒を縮退させて前記外側外筒の端面と前記段部とを面タッチさせたのち、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入することを特徴とする中押し装置の外筒止水方法。
【請求項2】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成された請求項1記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項3】
前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入したのち、前記内側外筒と前記第1端面板とを水密溶接する請求項2記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項4】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜された請求項1〜3のいずれかに記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項5】
伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水構造であって、前記内側外筒に全周に亘って形成され前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部と、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入する固化材注入装置とを備えたことを特徴とする中押し装置の外筒止水構造。
【請求項6】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成された請求項5記載の中押し装置の外筒止水構造。
【請求項7】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜された請求項5又は6記載の中押し装置の外筒止水構造。
【請求項1】
伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水方法であって、前記内側外筒に、前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部を全周に亘って形成し、前記内筒を縮退させて前記外側外筒の端面と前記段部とを面タッチさせたのち、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入することを特徴とする中押し装置の外筒止水方法。
【請求項2】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成された請求項1記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項3】
前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入したのち、前記内側外筒と前記第1端面板とを水密溶接する請求項2記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項4】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜された請求項1〜3のいずれかに記載の中押し装置の外筒止水方法。
【請求項5】
伸縮自在な内筒に該内筒を伸縮させる駆動装置を設け、前記内筒の一端に二重筒からなる外筒の内側外筒を径方向外方に延びる第1端面板を介して設けると共に、前記内筒の他端に前記外筒の外側外筒を径方向外方に延びる第2端面板を介して設けて地山からの土荷重を前記外筒で受けるように中押し装置を構成し、該中押し装置を推進用鋼殻と共に地山に推進させてトンネルを構築したのち、前記中押し装置から前記内筒を回収すべく前記外側外筒と前記内側外筒との間を止水する中押し装置の外筒止水構造であって、前記内側外筒に全周に亘って形成され前記内筒が縮退したとき前記外側外筒の端面に面タッチされる段部と、前記外側外筒と前記内側外筒との間に固化材を注入する固化材注入装置とを備えたことを特徴とする中押し装置の外筒止水構造。
【請求項6】
前記内側外筒は、前記外側外筒の端面と前記段部が面タッチしたとき、前記第1端面板に全周に亘って面タッチするように形成された請求項5記載の中押し装置の外筒止水構造。
【請求項7】
前記外側外筒の端面に面タッチされる前記段部が径方向外方を向くように傾斜された請求項5又は6記載の中押し装置の外筒止水構造。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2011−32793(P2011−32793A)
【公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−181791(P2009−181791)
【出願日】平成21年8月4日(2009.8.4)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【出願人】(000206211)大成建設株式会社 (1,602)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年2月17日(2011.2.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年8月4日(2009.8.4)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【出願人】(000206211)大成建設株式会社 (1,602)
【Fターム(参考)】
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