内型枠及び該内型枠を備えたトンネル掘削機
【課題】脱型ピースの軸方向抜出を容易にしてトンネルの施工性を一段と向上させることができる内型枠及び該内型枠を備えたトンネル掘削機を提供する。
【解決手段】トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠Ｗをリング状に組み立て、この内型枠Ｗとトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠Ｗであって、周方向へ複数ピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４に分割され、その全部のピースの分割面が内型枠Ｗの略中心Ｏに向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースＤ１を本体部Ｄａと外板Ｄｂとに分割形成し、その脱型時には外板Ｄｂを残置して本体部Ｄａを脱型可能にした。
【解決手段】トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠Ｗをリング状に組み立て、この内型枠Ｗとトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠Ｗであって、周方向へ複数ピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４に分割され、その全部のピースの分割面が内型枠Ｗの略中心Ｏに向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースＤ１を本体部Ｄａと外板Ｄｂとに分割形成し、その脱型時には外板Ｄｂを残置して本体部Ｄａを脱型可能にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直打ちコンクリート工法と呼ばれる覆工方法を採用したトンネル施工法に用いられる内型枠と該内型枠を備えたトンネル掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記覆工方法を採用したトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機として、例えば泥土圧式シールド掘削機が良く知られている。これは、外形円筒状のシールド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周壁を所定の間隔を空けてリング状の内型枠によって覆い、この内型枠と前記周壁との間に鉄筋を配置するなどして、現場にて（直打ちで）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、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、前記内型枠Ｗは、一から複数（図示例では５箇）のキーピースＫ１〜Ｋ５と複数（図示例では５箇）の通常ピースＢ１〜Ｂ５とでリング状に組み立てるものであり、これがトンネルの長手方向に例えば甲組８リングと乙組８リングの計１６リングに亙って組み立てられる。甲組と乙組のものは、各々の分割面の周方向の位置をずらして一箇ずつ交互に組み立てられる。
【０００４】
また、前記内型枠Ｗは、特許文献１に開示されているように、トンネルの掘進に伴い最後尾に位置する内型枠Ｗを順次最先端に移動させるという盛替が行われるが、その盛替時の組立及び脱型の際に、従来は、キーピースＫ１〜Ｋ５を半径方向挿入及び抜出方式により組立及び脱型が可能となっていた。即ち、キーピースＫ１〜Ｋ５は、内型枠Ｗの外周面から内周面に向かう方向に対応して順次拡幅されて左，右両側の分割面が外方小径のテーパ面に形成され、通常ピースＢ１〜Ｂ５の隣り合う分割面間に挿入された場合に、内型枠Ｗにおける外周面の基準面から外方への突出が不能になっているのである。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８１４０２０号公報
【特許文献２】特願２００７−１７６９１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の直打ちコンクリート工法で用いられる内型枠は、キーピースＫ１〜Ｋ５を半径方向挿入及び抜出方式により組立及び脱型する構造であったため、土圧の影響下でコンクリート圧が異常に高くなった時に、キーピースＫ１〜Ｋ５を周方向にかつリング間で結合するボルトが破損する等して、内型枠Ｗの半径方向内側へ、組み立てたキーピースＫ１〜Ｋ５が外れる可能性があり、外れた場合、トンネルの施工性を著しく損なうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本出願人等は、先に、特許文献２で、周方向へ分割された全ピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、その一部のピースを脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能とする一方、他の一部のピースを組立時に軸方向挿入方式により組立可能として、組み立てたピースが内型枠の半径方向内側へ外れることを効果的に防止して、トンネルの施工性を向上させることができる内型枠を提案した。
【０００８】
本発明の目的は、上述した特許文献２の内型枠において、脱型ピースの軸方向抜出を容易にしてトンネルの施工性を一段と向上させることができる内型枠及び該内型枠を備えたトンネル掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明に係る内型枠は、
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはボルトにより結合されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはピンにより結合されていることを特徴とする。
【００１２】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一以上の浅凹部が開口形成され、該浅凹部に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一条以上の溝が刻設され、該溝に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする。
【００１５】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、前記トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記サポート部材は、内型枠脱型装置の旋回アームに支持された一対のジャッキであることを特徴とする。
【００１７】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを接線方向に向けて介装したことを特徴とする。
【００１８】
また、前記脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっているピース以外のピースのうちの一部のピースが組立時に軸方向挿入方式により組立可能となっていることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明に係るトンネル掘削機は、
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機であって、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されたカッタヘッドと、
前記掘削機本体の後部に位置して、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に沿って前述した特徴を有する内型枠をトンネルの長手方向に複数リングに亙って組み立てる内型枠組立装置と、
前記内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートを打設するコンクリート打設装置と、
前記打設後のコンクリートに対し係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させる推進ジャッキと、
前記掘削機本体の後方に位置して、前記内型枠を脱型する内型枠脱型装置と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内型枠によれば、周方向へ複数に分割された全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されるので、コンクリート圧が異常に高くなった時でも、ピース間を結合するボルトの状態如何にかかわらず、組み立てたピースが内型枠の半径方向内側へ外れることが防止される。
【００２１】
加えて、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたので、当該ピースの外周面にコンクリートの付着力が作用している状況下にあっても、その付着力が作用している外側の外周面を残置することで、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２２】
また、土圧の影響下でコンクリート圧が高くなって内型枠の円周方向締付力が増大している状況下にあっても、当該ピースにおいては、残置する外側の外周面にその円周方向締付力を担持させることで、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２３】
また、最後尾に位置する内型枠において、コンクリートが内型枠Ｗにおける外周面の基準面より内方へ若干突出している場合、当該ピースにおいては、前記突出する量が外側の外周面の厚み以下であれば、何ら支障なく当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２４】
また、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたので、当該ピースの外周面にコンクリートの付着力が作用している状況下にあっても、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２５】
また、トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたので、当該ピースに作用する円周方向締付力を低減して当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２６】
また、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを接線方向に向けて介装したので、当該ピースに作用する円周方向締付力を低減して当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２７】
本発明に係るトンネル掘削機によれば、トンネルの掘進下において組み立てた内型枠の一部ピースが半径方向内側へ外れることが未然に防止されると共に内型枠の盛替時に脱型ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができるので、ＥＣＬ工法と呼ばれる覆工方法を円滑に実施することができ、トンネルの施工性を一段と向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る内型枠及び該内型枠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１】
【００２９】
図１は本発明の実施例１を示す内型枠の要部正面図、図２は同じくピース単体の分解斜視図、図３Ａは内型枠の６リング分の斜視図、図３Ｂは同じく内型枠の組立と脱型の説明図、図４は作用説明図、図５は本発明に係る泥土圧式シールド掘削機の側断面図である。
【００３０】
図５に示すように、本実施例の泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）は、その掘削機本体１が、円筒状の掘削機主部（前胴）１ａと掘削機副部（後胴）１ｂとに分割され、両者のピン結合部２において中折れジャッキ３により掘削機主部１ａが掘削機副部１ｂに対して中折れ可能になっている。
【００３１】
前記掘削機主部１ａの隔壁（バルクヘッド）４には、カッタヘッド５が三軸コロ軸受６を介して回転自在に装着される。カッタヘッド５の前面には放射状をなしてカッタスポーク７が固定され、このカッタスポーク７には、図示しない多数のカッタビット及びローラカッタが装着されると共に、カッタヘッド５の径方向へ油圧ジャッキ８により伸縮（出没）可能に、適当数のコピーカッタ９が装着される。
【００３２】
そして、前記三軸コロ軸受６の外輪（カッタヘッド５と一体回転する）にはリングギア１０が組み付けられ、このリングギア１０には、隔壁４に支持されたカッタ旋回電動モータ１１の駆動ギア１２が噛合している。カッタ旋回電動モータ１１はリングギア１０に沿って円周方向へ所定間隔離間して複数配置される。
【００３３】
また、隔壁４の中央部には、ロータリジョイント１３が組み付けられ、このロータリジョイント１３を介して前記コピーカッタ９の油圧ジャッキ８等に対し図示しない油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００３４】
前記掘削機主部１ａと掘削機副部１ｂを貫通してスクリューコンベヤ１４が配設され、カッタヘッド５で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、スクリューコンベヤ１４の前端部（取出口）が隔壁４の下部を貫通して前記カッタヘッド５と隔壁４とで画成されたチャンバ室１５に開口すると共に、後下部に設けた排出口がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。
【００３５】
前記掘削機副部１ｂのリング状補強部１６には、推進ジャッキ１７が後向きに円周方向へ所定間隔離間して多数本配設されると共に、掘削機副部１ｂの内壁面には妻型枠ジャッキ１８が複数本配設される。これら妻型枠ジャッキ１８のピストンロッド先端は、後述する内型枠Ｗと掘削機副部１ｂの内壁面との空間内に配置された妻型枠１９にピン結合される。
【００３６】
また、前記リング状補強部１６には支持部材２０が組み付けられ、この支持部材２０上に前記内型枠Ｗを組み立てるエレクタ（内型枠組立装置）２１と組み立てた内型枠Ｗの真円（形状）保持を行う形状保持装置２２が装備される。また、掘削機本体１の後方には、適宜台車２３上に位置して内型枠Ｗのフィーダ（ホイスト）装置２４や盛替のために最後尾の内型枠Ｗを脱型する内型枠脱型装置２５が配設される。
【００３７】
従って、カッタ旋回電動モータ１１によりカッタヘッド５を回転させながら推進ジャッキ１７を伸ばして掘削機本体１を、トンネルの長手方向に複数リング（図示例では１６リング）に亙って組み立てられた内型枠Ｗに反力をとって、推進（前進）させることで、カッタヘッド５に装着された多数のカッタビット及びローラカッタが前方の地盤を掘削し、この掘削された土砂はチャンバ室１５からスクリューコンベヤ１４等によって外部に排出される。
【００３８】
この掘削機本体１の推進（前進）に同期して、エレクタ２１及び形状保持装置２２により内型枠Ｗをリング状に組み立てると共にその真円保持を行なう。そして、この組み立てられた内型枠Ｗと掘進されたトンネルの周壁との空間に、妻型枠１９に開口された打設口からコンクリートＣが現場打ちでほぼ連続的に打設され、その養生・硬化を待って覆工壁が形成される。この繰り返しによって、所定長さのトンネルが掘削・形成されることになる。
【００３９】
前記内型枠Ｗは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、４個の組立（キー）ピースＫ１〜Ｋ４と４個の脱型（通常）ピースＤ１〜Ｄ４に分割形成され、これら８個のピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４の分割面（傾斜面）が内型枠Ｗの略中心Ｏに向けて形成される。
【００４０】
そして、組立時は４個の組立ピースＫ１〜Ｋ４が軸方向挿入方式により組立可能で、脱型時は４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４が軸方向抜出方式により脱型可能となっている。
【００４１】
即ち、前記４個の組立ピースＫ１〜Ｋ４の周面形状がトンネルの後方に向けて台形状（楔状）に形成される一方、これら組立ピースＫ１〜Ｋ４を１個宛挟んで配置される前記４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４の周面形状は、前記組立ピースＫ１〜Ｋ４の周面形状に対応してトンネルの前方に向けて台形状（楔状）に形成される。
【００４２】
また、本実施例では、前記４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４のうちの一つのピースＤ１は、図１及び図２に示すように、例えば鋼製のリブ付き筺体状の本体部Ｄａと該本体部Ｄａの外周面（内側の外周面）に添設される例えば鉄板製の外板（外側の外周面）Ｄｂとに分割形成される。即ち、ピースＤ１の外周面を全面に亙って内外の二重構造とするのである。
【００４３】
前記本体部Ｄａと外板Ｄｂとは、ボルト３０により着脱可能に結合され、その脱型時には外板Ｄｂを残置して本体部Ｄａが軸方向に抜出・脱型し得るようになっている。
【００４４】
このように本実施例の内型枠Ｗにあっては、８個のピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４の分割面（傾斜面）が内型枠Ｗの中心Ｏに向けて形成されるので、コンクリート圧が異常に高くなった時でも、ピース間及びリング間を結合するボルトの状態如何にかかわらず、組み立てたピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４が内型枠Ｗの半径方向内側へ外れることが防止される。
【００４５】
また、このような内型枠Ｗの構造であっても、エレクタ２１や内型枠脱型装置２５を用いた内型枠Ｗの盛替時にあたっては、組立ピースＫ１〜Ｋ４が軸方向挿入方式により組立可能となっているので内型枠Ｗ全体の組み立てが可能となる。一方、脱型ピースＤ１〜Ｄ４が軸方向抜出方式により脱型可能となっているので脱型しやすい。
【００４６】
そして、本実施例では、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている一つの脱型ピースＤ１を本体部Ｄａと外板Ｄｂとに分割形成し、その脱型時には外板Ｄｂを残置して脱型可能にしたので、当該脱型ピースＤ１の外周面にコンクリートＣの付着力が作用している状況下にあっても、その付着力が作用している外板Ｄｂを残置することで、当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４７】
また、土圧の影響下でコンクリート圧が高くなって内型枠Ｗの円周方向締付力が増大している状況下にあっても、当該脱型ピースＤ１においては、残置する外板Ｄｂにその円周方向締付力を担持させることで、当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４８】
また、最後尾に位置する内型枠Ｗにおいて、図４に示すように、コンクリートＣが内型枠Ｗにおける外周面の基準面より内方へ若干突出している場合、当該脱型ピースＤ１においては、前記突出する量が外板Ｄｂの厚み以下であれば、何ら支障なく当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４９】
尚、脱型ピースＤ１における本体部Ｄａが軸方向へ抜出・脱型した後は、脱型ピースＤ１における外板Ｄｂやその他の組立ピースＫ１〜Ｋ４及び脱型ピースＤ２〜Ｄ４は内型枠脱型装置２５により半径方向抜出方式等により容易に脱型される。
【００５０】
また、前記本体部Ｄａと外板Ｄｂとは、ボルト３０により着脱可能に結合されているので、隣接するピース間及びリング間のボルト取外し（緩め）作業に関連してボルト３０の取り外し（緩め）作業を行えるので、その作業を容易かつ迅速に行える。
【００５１】
このようにして本トンネル掘削機によれば、トンネルの掘進下において組み立てた内型枠Ｗの一部ピースが半径方向内側へ外れることが未然に防止されると共に内型枠Ｗの盛替時に脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができるので、ＥＣＬ工法と呼ばれる覆工方法を円滑に実施することができ、トンネルの施工性を一段と向上させることができる。
【実施例２】
【００５２】
図６は本発明の実施例２を示す内型枠の要部正面図である。
【００５３】
これは、脱型ピースＤ１の本体部Ｄａと外板Ｄｂとを、実施例１のボルト３０に代えてピン３２により結合し、脱型時には、プラグ等の適宜の手段で抜け止めされていたピン３２を治具等を用いて本体部Ｄｂ内に引き抜くようにした例である。尚、図中３３は本体部Ｄａに形成したＬ字状のガイド溝で、３４はこのガイド溝３３に対し内型枠の径方向には抜け止めされると共に内型枠の軸心方向（脱型方向）にはスライド自在に嵌合するように外板Ｄｂに付設したＬ字状のガイドレールである。
【００５４】
本実施例においても、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【実施例３】
【００５５】
図７Ａは本発明の実施例３を示す内型枠の一部切欠き要部正面図で、図７Ｂは同じく変形例を示すピース単体の外面図である。
【００５６】
図７Ａに示すものは、脱型ピースＤ１の外周面に複数個（１個でも良い）の浅凹部３３を形成しておき、脱型時には、この浅凹部３３を圧力室として図外の油圧等の圧力供給源から配管３４及びバルブ３５を介して圧力を供給し（圧力付与手段）、脱型ピースＤ１の外周面からコンクリートＣの壁面へ向けて圧力を付与して当該脱型ピースＤ１の外周面をコンクリートＣの壁面から剥離するようにした例である。
【００５７】
図７Ｂに示すものは、脱型ピースＤ１の外周面に、前述した浅凹部３３に連通する浅い溝３６を多数条連続させて刻設し、当該溝３６を介して圧力が広範囲に行き渡るようにした例である。浅凹部３３無しで溝３６に直接圧力を供給しても良い。
【００５８】
尚、コンクリートＣの打設後の養生時に、浅凹部３３や溝３６にコンクリートＣが侵入することも考えられるので、浅凹部３３や溝３６にグリスを充填しておいたり、少なくとも浅凹部３３には脱型時に取り除くことが可能な詰め物を充填しておくと好適である。また、少なくとも浅凹部３３を蓋部材で閉塞しておくのも好適である。
【００５９】
本実施例においても、脱型ピースＤ１の外周面にコンクリートＣの付着力が作用している状況下にあっても、当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができ、
実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【実施例４】
【００６０】
図８は本発明の実施例４を示す内型枠脱型装置の要部正面図である。
【００６１】
これは、前述した内型枠脱型装置２５に、脱型ピースＤ１の両側に配置された組立ピースＫ１，Ｋ２を接線方向に拡げることが可能な左右一対のねじ又は油圧式のジャッキ（サポート部材）３７ａ，３７ｂを設けた例である。具体的には、内型枠脱型装置２５の旋回アーム３８の左，右両部にブラケット３９ａ，３９ｂを介してジャッキ３７ａ、３７ｂを横向きに支持させて、そのジャッキ先端を組立ピースＫ１，Ｋ２のリブＫ１−ａ，Ｋ２−ａに押し当てるようになっている。図８中４０は旋回アーム３８に対してトンネルの軸方向に移動可能に支持された内型枠（ピース）の把持装置である。
【００６２】
本実施例においても、脱型時には、上記ジャッキ３７ａ，３７ｂの伸長により、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【実施例５】
【００６３】
図９は本発明の実施例５を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【００６４】
これは、脱型ピースＤ１とその両側に配置された組立ピースＫ１，Ｋ２の少なくとも何れか一方との対向面間にねじ又は油圧式のジャッキ４１を接線方向に向けて介装した例である。具体的には、脱型ピースＤ１の側面に一以上のジャッキ４１が埋設され、そのジャッキ先端を組立ピースＫ２の側面に押し当てるようになっている。
【００６５】
従って、脱型時には、例えば組立時に収縮していたジャッキ４１を伸長してジャッキ先端を組立ピースＫ２に押し当てて接線方向に若干拡げることで、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。尚、この際、ジャッキ先端（面）にグリス等の潤滑剤を塗布しておくと好適である。一方、組立時に予めジャッキ４１を伸長してジャッキ先端を組立ピースＫ２に押し当てて接線方向に若干拡げた状態で組み立てておき、脱型時にジャッキ４１を収縮することで、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。尚、この際、脱型ピースＤ１と組立ピースＫ２との隙間をシールするシール手段を設けると好適である。
【００６６】
また、本実施例では、ジャッキ４１を脱型ピースＤ１に埋設するようにしたが、組立ピースＫ２に埋設するようにしても良い。
【００６７】
また、上記各実施例において、脱型ピースＤ１の本体部Ｄａと外板Ｄｂとの結合手段としてはクランプ等の他の結合手段を用いても良い。また、１リングにおける組立ピース及び脱型ピースの数や甲組及び乙組のリング数は、サイズの制約等で適宜変更しても良い。また、内型枠Ｗの各ピースの形状・大きさ等も、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能である。また、本発明は、泥土圧式シールド掘削機に代えて泥水式シールド掘削機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１を示す内型枠の要部正面図である。
【図２】同じくピース単体の分解斜視図である。
【図３Ａ】内型枠の６リング分の斜視図である。
【図３Ｂ】同じく内型枠の組立と脱型の説明図である。
【図４】作用説明図である。
【図５】本発明に係る泥土圧式シールド掘削機の側断面図である。
【図６】本発明の実施例２を示す内型枠の要部正面図である。
【図７Ａ】本発明の実施例３を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【図７Ｂ】同じく変形例を示すピース単体の外面図である。
【図８】本発明の実施例４を示す内型枠脱型装置の要部正面図である。
【図９】本発明の実施例５を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【図１０Ａ】従来の内型枠の説明図である。
【図１０Ｂ】同じく内型枠の説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 掘削機本体
１ａ 掘削機主部（前胴）
１ｂ 掘削機副部（後胴）
２ ピン結合部
３ 中折れジャッキ
４ 隔壁（バルクヘッド）
５ カッタヘッド
６ 三軸コロ軸受
７ カッタスポーク
８ 油圧ジャッキ
９ コピーカッタ
１０ リングギア
１１ カッタ旋回電動モータ
１２ 駆動ギア
１３ ロータリジョイント
１４ スクリューコンベヤ
１５ チャンバ室
１６ リング状補強部
１７ 推進ジャッキ
１８ 妻型枠ジャッキ
１９ 妻型枠
２０ 支持部材
２１ エレクタ（内型枠組立装置）
２２ 形状保持装置
２３ 台車
２４ フィーダ（ホイスト）装置
２５ 内型枠脱型装置
３０ ボルト
３１ ピン
３３ 浅凹部
３６ 浅い溝
３７ａ，３７ｂ ジャッキ
４１ ジャッキ
Ｋ１〜Ｋ４ 組立ピース
Ｄ１〜Ｄ４ 脱型ピース
Ｄａ 本体部
Ｄｂ 外板
Ｗ 内型枠
Ｃ コンクリート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直打ちコンクリート工法と呼ばれる覆工方法を採用したトンネル施工法に用いられる内型枠と該内型枠を備えたトンネル掘削機に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記覆工方法を採用したトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機として、例えば泥土圧式シールド掘削機が良く知られている。これは、外形円筒状のシールド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周壁を所定の間隔を空けてリング状の内型枠によって覆い、この内型枠と前記周壁との間に鉄筋を配置するなどして、現場にて（直打ちで）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、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、前記内型枠Ｗは、一から複数（図示例では５箇）のキーピースＫ１〜Ｋ５と複数（図示例では５箇）の通常ピースＢ１〜Ｂ５とでリング状に組み立てるものであり、これがトンネルの長手方向に例えば甲組８リングと乙組８リングの計１６リングに亙って組み立てられる。甲組と乙組のものは、各々の分割面の周方向の位置をずらして一箇ずつ交互に組み立てられる。
【０００４】
また、前記内型枠Ｗは、特許文献１に開示されているように、トンネルの掘進に伴い最後尾に位置する内型枠Ｗを順次最先端に移動させるという盛替が行われるが、その盛替時の組立及び脱型の際に、従来は、キーピースＫ１〜Ｋ５を半径方向挿入及び抜出方式により組立及び脱型が可能となっていた。即ち、キーピースＫ１〜Ｋ５は、内型枠Ｗの外周面から内周面に向かう方向に対応して順次拡幅されて左，右両側の分割面が外方小径のテーパ面に形成され、通常ピースＢ１〜Ｂ５の隣り合う分割面間に挿入された場合に、内型枠Ｗにおける外周面の基準面から外方への突出が不能になっているのである。
【０００５】
【特許文献１】特許第２８１４０２０号公報
【特許文献２】特願２００７−１７６９１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来の直打ちコンクリート工法で用いられる内型枠は、キーピースＫ１〜Ｋ５を半径方向挿入及び抜出方式により組立及び脱型する構造であったため、土圧の影響下でコンクリート圧が異常に高くなった時に、キーピースＫ１〜Ｋ５を周方向にかつリング間で結合するボルトが破損する等して、内型枠Ｗの半径方向内側へ、組み立てたキーピースＫ１〜Ｋ５が外れる可能性があり、外れた場合、トンネルの施工性を著しく損なうという問題点があった。
【０００７】
そこで、本出願人等は、先に、特許文献２で、周方向へ分割された全ピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、その一部のピースを脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能とする一方、他の一部のピースを組立時に軸方向挿入方式により組立可能として、組み立てたピースが内型枠の半径方向内側へ外れることを効果的に防止して、トンネルの施工性を向上させることができる内型枠を提案した。
【０００８】
本発明の目的は、上述した特許文献２の内型枠において、脱型ピースの軸方向抜出を容易にしてトンネルの施工性を一段と向上させることができる内型枠及び該内型枠を備えたトンネル掘削機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するための本発明に係る内型枠は、
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたことを特徴とする。
【００１０】
また、前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはボルトにより結合されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはピンにより結合されていることを特徴とする。
【００１２】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一以上の浅凹部が開口形成され、該浅凹部に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする。
【００１４】
また、前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一条以上の溝が刻設され、該溝に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする。
【００１５】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、前記トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、前記サポート部材は、内型枠脱型装置の旋回アームに支持された一対のジャッキであることを特徴とする。
【００１７】
また、トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを接線方向に向けて介装したことを特徴とする。
【００１８】
また、前記脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっているピース以外のピースのうちの一部のピースが組立時に軸方向挿入方式により組立可能となっていることを特徴とする。
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明に係るトンネル掘削機は、
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機であって、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されたカッタヘッドと、
前記掘削機本体の後部に位置して、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に沿って前述した特徴を有する内型枠をトンネルの長手方向に複数リングに亙って組み立てる内型枠組立装置と、
前記内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートを打設するコンクリート打設装置と、
前記打設後のコンクリートに対し係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させる推進ジャッキと、
前記掘削機本体の後方に位置して、前記内型枠を脱型する内型枠脱型装置と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る内型枠によれば、周方向へ複数に分割された全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されるので、コンクリート圧が異常に高くなった時でも、ピース間を結合するボルトの状態如何にかかわらず、組み立てたピースが内型枠の半径方向内側へ外れることが防止される。
【００２１】
加えて、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたので、当該ピースの外周面にコンクリートの付着力が作用している状況下にあっても、その付着力が作用している外側の外周面を残置することで、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２２】
また、土圧の影響下でコンクリート圧が高くなって内型枠の円周方向締付力が増大している状況下にあっても、当該ピースにおいては、残置する外側の外周面にその円周方向締付力を担持させることで、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２３】
また、最後尾に位置する内型枠において、コンクリートが内型枠Ｗにおける外周面の基準面より内方へ若干突出している場合、当該ピースにおいては、前記突出する量が外側の外周面の厚み以下であれば、何ら支障なく当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２４】
また、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたので、当該ピースの外周面にコンクリートの付着力が作用している状況下にあっても、当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２５】
また、トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたので、当該ピースに作用する円周方向締付力を低減して当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２６】
また、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを接線方向に向けて介装したので、当該ピースに作用する円周方向締付力を低減して当該ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００２７】
本発明に係るトンネル掘削機によれば、トンネルの掘進下において組み立てた内型枠の一部ピースが半径方向内側へ外れることが未然に防止されると共に内型枠の盛替時に脱型ピースを軸方向へ容易に抜出・脱型することができるので、ＥＣＬ工法と呼ばれる覆工方法を円滑に実施することができ、トンネルの施工性を一段と向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る内型枠及び該内型枠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１】
【００２９】
図１は本発明の実施例１を示す内型枠の要部正面図、図２は同じくピース単体の分解斜視図、図３Ａは内型枠の６リング分の斜視図、図３Ｂは同じく内型枠の組立と脱型の説明図、図４は作用説明図、図５は本発明に係る泥土圧式シールド掘削機の側断面図である。
【００３０】
図５に示すように、本実施例の泥土圧式シールド掘削機（トンネル掘削機）は、その掘削機本体１が、円筒状の掘削機主部（前胴）１ａと掘削機副部（後胴）１ｂとに分割され、両者のピン結合部２において中折れジャッキ３により掘削機主部１ａが掘削機副部１ｂに対して中折れ可能になっている。
【００３１】
前記掘削機主部１ａの隔壁（バルクヘッド）４には、カッタヘッド５が三軸コロ軸受６を介して回転自在に装着される。カッタヘッド５の前面には放射状をなしてカッタスポーク７が固定され、このカッタスポーク７には、図示しない多数のカッタビット及びローラカッタが装着されると共に、カッタヘッド５の径方向へ油圧ジャッキ８により伸縮（出没）可能に、適当数のコピーカッタ９が装着される。
【００３２】
そして、前記三軸コロ軸受６の外輪（カッタヘッド５と一体回転する）にはリングギア１０が組み付けられ、このリングギア１０には、隔壁４に支持されたカッタ旋回電動モータ１１の駆動ギア１２が噛合している。カッタ旋回電動モータ１１はリングギア１０に沿って円周方向へ所定間隔離間して複数配置される。
【００３３】
また、隔壁４の中央部には、ロータリジョイント１３が組み付けられ、このロータリジョイント１３を介して前記コピーカッタ９の油圧ジャッキ８等に対し図示しない油圧源からの圧油の給，排が行われるようになっている。
【００３４】
前記掘削機主部１ａと掘削機副部１ｂを貫通してスクリューコンベヤ１４が配設され、カッタヘッド５で掘削された土砂をトンネルの後方へ排出可能になっている。即ち、スクリューコンベヤ１４の前端部（取出口）が隔壁４の下部を貫通して前記カッタヘッド５と隔壁４とで画成されたチャンバ室１５に開口すると共に、後下部に設けた排出口がトンネル内の長手方向に配設された図示しないベルトコンベア上に対向するのである。
【００３５】
前記掘削機副部１ｂのリング状補強部１６には、推進ジャッキ１７が後向きに円周方向へ所定間隔離間して多数本配設されると共に、掘削機副部１ｂの内壁面には妻型枠ジャッキ１８が複数本配設される。これら妻型枠ジャッキ１８のピストンロッド先端は、後述する内型枠Ｗと掘削機副部１ｂの内壁面との空間内に配置された妻型枠１９にピン結合される。
【００３６】
また、前記リング状補強部１６には支持部材２０が組み付けられ、この支持部材２０上に前記内型枠Ｗを組み立てるエレクタ（内型枠組立装置）２１と組み立てた内型枠Ｗの真円（形状）保持を行う形状保持装置２２が装備される。また、掘削機本体１の後方には、適宜台車２３上に位置して内型枠Ｗのフィーダ（ホイスト）装置２４や盛替のために最後尾の内型枠Ｗを脱型する内型枠脱型装置２５が配設される。
【００３７】
従って、カッタ旋回電動モータ１１によりカッタヘッド５を回転させながら推進ジャッキ１７を伸ばして掘削機本体１を、トンネルの長手方向に複数リング（図示例では１６リング）に亙って組み立てられた内型枠Ｗに反力をとって、推進（前進）させることで、カッタヘッド５に装着された多数のカッタビット及びローラカッタが前方の地盤を掘削し、この掘削された土砂はチャンバ室１５からスクリューコンベヤ１４等によって外部に排出される。
【００３８】
この掘削機本体１の推進（前進）に同期して、エレクタ２１及び形状保持装置２２により内型枠Ｗをリング状に組み立てると共にその真円保持を行なう。そして、この組み立てられた内型枠Ｗと掘進されたトンネルの周壁との空間に、妻型枠１９に開口された打設口からコンクリートＣが現場打ちでほぼ連続的に打設され、その養生・硬化を待って覆工壁が形成される。この繰り返しによって、所定長さのトンネルが掘削・形成されることになる。
【００３９】
前記内型枠Ｗは、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、４個の組立（キー）ピースＫ１〜Ｋ４と４個の脱型（通常）ピースＤ１〜Ｄ４に分割形成され、これら８個のピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４の分割面（傾斜面）が内型枠Ｗの略中心Ｏに向けて形成される。
【００４０】
そして、組立時は４個の組立ピースＫ１〜Ｋ４が軸方向挿入方式により組立可能で、脱型時は４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４が軸方向抜出方式により脱型可能となっている。
【００４１】
即ち、前記４個の組立ピースＫ１〜Ｋ４の周面形状がトンネルの後方に向けて台形状（楔状）に形成される一方、これら組立ピースＫ１〜Ｋ４を１個宛挟んで配置される前記４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４の周面形状は、前記組立ピースＫ１〜Ｋ４の周面形状に対応してトンネルの前方に向けて台形状（楔状）に形成される。
【００４２】
また、本実施例では、前記４個の脱型ピースＤ１〜Ｄ４のうちの一つのピースＤ１は、図１及び図２に示すように、例えば鋼製のリブ付き筺体状の本体部Ｄａと該本体部Ｄａの外周面（内側の外周面）に添設される例えば鉄板製の外板（外側の外周面）Ｄｂとに分割形成される。即ち、ピースＤ１の外周面を全面に亙って内外の二重構造とするのである。
【００４３】
前記本体部Ｄａと外板Ｄｂとは、ボルト３０により着脱可能に結合され、その脱型時には外板Ｄｂを残置して本体部Ｄａが軸方向に抜出・脱型し得るようになっている。
【００４４】
このように本実施例の内型枠Ｗにあっては、８個のピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４の分割面（傾斜面）が内型枠Ｗの中心Ｏに向けて形成されるので、コンクリート圧が異常に高くなった時でも、ピース間及びリング間を結合するボルトの状態如何にかかわらず、組み立てたピースＫ１〜Ｋ４，Ｄ１〜Ｄ４が内型枠Ｗの半径方向内側へ外れることが防止される。
【００４５】
また、このような内型枠Ｗの構造であっても、エレクタ２１や内型枠脱型装置２５を用いた内型枠Ｗの盛替時にあたっては、組立ピースＫ１〜Ｋ４が軸方向挿入方式により組立可能となっているので内型枠Ｗ全体の組み立てが可能となる。一方、脱型ピースＤ１〜Ｄ４が軸方向抜出方式により脱型可能となっているので脱型しやすい。
【００４６】
そして、本実施例では、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている一つの脱型ピースＤ１を本体部Ｄａと外板Ｄｂとに分割形成し、その脱型時には外板Ｄｂを残置して脱型可能にしたので、当該脱型ピースＤ１の外周面にコンクリートＣの付着力が作用している状況下にあっても、その付着力が作用している外板Ｄｂを残置することで、当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４７】
また、土圧の影響下でコンクリート圧が高くなって内型枠Ｗの円周方向締付力が増大している状況下にあっても、当該脱型ピースＤ１においては、残置する外板Ｄｂにその円周方向締付力を担持させることで、当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４８】
また、最後尾に位置する内型枠Ｗにおいて、図４に示すように、コンクリートＣが内型枠Ｗにおける外周面の基準面より内方へ若干突出している場合、当該脱型ピースＤ１においては、前記突出する量が外板Ｄｂの厚み以下であれば、何ら支障なく当該脱型ピースＤ１（厳密には本体部Ｄａ）を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【００４９】
尚、脱型ピースＤ１における本体部Ｄａが軸方向へ抜出・脱型した後は、脱型ピースＤ１における外板Ｄｂやその他の組立ピースＫ１〜Ｋ４及び脱型ピースＤ２〜Ｄ４は内型枠脱型装置２５により半径方向抜出方式等により容易に脱型される。
【００５０】
また、前記本体部Ｄａと外板Ｄｂとは、ボルト３０により着脱可能に結合されているので、隣接するピース間及びリング間のボルト取外し（緩め）作業に関連してボルト３０の取り外し（緩め）作業を行えるので、その作業を容易かつ迅速に行える。
【００５１】
このようにして本トンネル掘削機によれば、トンネルの掘進下において組み立てた内型枠Ｗの一部ピースが半径方向内側へ外れることが未然に防止されると共に内型枠Ｗの盛替時に脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができるので、ＥＣＬ工法と呼ばれる覆工方法を円滑に実施することができ、トンネルの施工性を一段と向上させることができる。
【実施例２】
【００５２】
図６は本発明の実施例２を示す内型枠の要部正面図である。
【００５３】
これは、脱型ピースＤ１の本体部Ｄａと外板Ｄｂとを、実施例１のボルト３０に代えてピン３２により結合し、脱型時には、プラグ等の適宜の手段で抜け止めされていたピン３２を治具等を用いて本体部Ｄｂ内に引き抜くようにした例である。尚、図中３３は本体部Ｄａに形成したＬ字状のガイド溝で、３４はこのガイド溝３３に対し内型枠の径方向には抜け止めされると共に内型枠の軸心方向（脱型方向）にはスライド自在に嵌合するように外板Ｄｂに付設したＬ字状のガイドレールである。
【００５４】
本実施例においても、実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【実施例３】
【００５５】
図７Ａは本発明の実施例３を示す内型枠の一部切欠き要部正面図で、図７Ｂは同じく変形例を示すピース単体の外面図である。
【００５６】
図７Ａに示すものは、脱型ピースＤ１の外周面に複数個（１個でも良い）の浅凹部３３を形成しておき、脱型時には、この浅凹部３３を圧力室として図外の油圧等の圧力供給源から配管３４及びバルブ３５を介して圧力を供給し（圧力付与手段）、脱型ピースＤ１の外周面からコンクリートＣの壁面へ向けて圧力を付与して当該脱型ピースＤ１の外周面をコンクリートＣの壁面から剥離するようにした例である。
【００５７】
図７Ｂに示すものは、脱型ピースＤ１の外周面に、前述した浅凹部３３に連通する浅い溝３６を多数条連続させて刻設し、当該溝３６を介して圧力が広範囲に行き渡るようにした例である。浅凹部３３無しで溝３６に直接圧力を供給しても良い。
【００５８】
尚、コンクリートＣの打設後の養生時に、浅凹部３３や溝３６にコンクリートＣが侵入することも考えられるので、浅凹部３３や溝３６にグリスを充填しておいたり、少なくとも浅凹部３３には脱型時に取り除くことが可能な詰め物を充填しておくと好適である。また、少なくとも浅凹部３３を蓋部材で閉塞しておくのも好適である。
【００５９】
本実施例においても、脱型ピースＤ１の外周面にコンクリートＣの付着力が作用している状況下にあっても、当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができ、
実施例１と同様の作用・効果が得られる。
【実施例４】
【００６０】
図８は本発明の実施例４を示す内型枠脱型装置の要部正面図である。
【００６１】
これは、前述した内型枠脱型装置２５に、脱型ピースＤ１の両側に配置された組立ピースＫ１，Ｋ２を接線方向に拡げることが可能な左右一対のねじ又は油圧式のジャッキ（サポート部材）３７ａ，３７ｂを設けた例である。具体的には、内型枠脱型装置２５の旋回アーム３８の左，右両部にブラケット３９ａ，３９ｂを介してジャッキ３７ａ、３７ｂを横向きに支持させて、そのジャッキ先端を組立ピースＫ１，Ｋ２のリブＫ１−ａ，Ｋ２−ａに押し当てるようになっている。図８中４０は旋回アーム３８に対してトンネルの軸方向に移動可能に支持された内型枠（ピース）の把持装置である。
【００６２】
本実施例においても、脱型時には、上記ジャッキ３７ａ，３７ｂの伸長により、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。
【実施例５】
【００６３】
図９は本発明の実施例５を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【００６４】
これは、脱型ピースＤ１とその両側に配置された組立ピースＫ１，Ｋ２の少なくとも何れか一方との対向面間にねじ又は油圧式のジャッキ４１を接線方向に向けて介装した例である。具体的には、脱型ピースＤ１の側面に一以上のジャッキ４１が埋設され、そのジャッキ先端を組立ピースＫ２の側面に押し当てるようになっている。
【００６５】
従って、脱型時には、例えば組立時に収縮していたジャッキ４１を伸長してジャッキ先端を組立ピースＫ２に押し当てて接線方向に若干拡げることで、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。尚、この際、ジャッキ先端（面）にグリス等の潤滑剤を塗布しておくと好適である。一方、組立時に予めジャッキ４１を伸長してジャッキ先端を組立ピースＫ２に押し当てて接線方向に若干拡げた状態で組み立てておき、脱型時にジャッキ４１を収縮することで、脱型ピースＤ１に作用する円周方向締付力を低減して当該脱型ピースＤ１を軸方向へ容易に抜出・脱型することができる。尚、この際、脱型ピースＤ１と組立ピースＫ２との隙間をシールするシール手段を設けると好適である。
【００６６】
また、本実施例では、ジャッキ４１を脱型ピースＤ１に埋設するようにしたが、組立ピースＫ２に埋設するようにしても良い。
【００６７】
また、上記各実施例において、脱型ピースＤ１の本体部Ｄａと外板Ｄｂとの結合手段としてはクランプ等の他の結合手段を用いても良い。また、１リングにおける組立ピース及び脱型ピースの数や甲組及び乙組のリング数は、サイズの制約等で適宜変更しても良い。また、内型枠Ｗの各ピースの形状・大きさ等も、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、各種変更が可能である。また、本発明は、泥土圧式シールド掘削機に代えて泥水式シールド掘削機等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施例１を示す内型枠の要部正面図である。
【図２】同じくピース単体の分解斜視図である。
【図３Ａ】内型枠の６リング分の斜視図である。
【図３Ｂ】同じく内型枠の組立と脱型の説明図である。
【図４】作用説明図である。
【図５】本発明に係る泥土圧式シールド掘削機の側断面図である。
【図６】本発明の実施例２を示す内型枠の要部正面図である。
【図７Ａ】本発明の実施例３を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【図７Ｂ】同じく変形例を示すピース単体の外面図である。
【図８】本発明の実施例４を示す内型枠脱型装置の要部正面図である。
【図９】本発明の実施例５を示す内型枠の一部切欠き要部正面図である。
【図１０Ａ】従来の内型枠の説明図である。
【図１０Ｂ】同じく内型枠の説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１ 掘削機本体
１ａ 掘削機主部（前胴）
１ｂ 掘削機副部（後胴）
２ ピン結合部
３ 中折れジャッキ
４ 隔壁（バルクヘッド）
５ カッタヘッド
６ 三軸コロ軸受
７ カッタスポーク
８ 油圧ジャッキ
９ コピーカッタ
１０ リングギア
１１ カッタ旋回電動モータ
１２ 駆動ギア
１３ ロータリジョイント
１４ スクリューコンベヤ
１５ チャンバ室
１６ リング状補強部
１７ 推進ジャッキ
１８ 妻型枠ジャッキ
１９ 妻型枠
２０ 支持部材
２１ エレクタ（内型枠組立装置）
２２ 形状保持装置
２３ 台車
２４ フィーダ（ホイスト）装置
２５ 内型枠脱型装置
３０ ボルト
３１ ピン
３３ 浅凹部
３６ 浅い溝
３７ａ，３７ｂ ジャッキ
４１ ジャッキ
Ｋ１〜Ｋ４ 組立ピース
Ｄ１〜Ｄ４ 脱型ピース
Ｄａ 本体部
Ｄｂ 外板
Ｗ 内型枠
Ｃ コンクリート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたことを特徴とする内型枠。
【請求項２】
前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはボルトにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
【請求項３】
前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはピンにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
【請求項４】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたことを特徴とする内型枠。
【請求項５】
前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一以上の浅凹部が形成され、該浅凹部に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の内型枠。
【請求項６】
前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一条以上の溝が刻設され、該溝に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の内型枠。
【請求項７】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、前記トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたことを特徴とする内型枠。
【請求項８】
前記サポート部材は、内型枠脱型装置の旋回アームに支持された一対のジャッキであることを特徴とする請求項７に記載の内型枠。
【請求項９】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを介装したことを特徴とする内型枠。
【請求項１０】
前記脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっているピース以外のピースのうちの一部のピースが組立時に軸方向挿入方式により組立可能となっていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の内型枠。
【請求項１１】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機であって、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されたカッタヘッドと、
前記掘削機本体の後部に位置して、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に沿って請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の内型枠をトンネルの長手方向に複数リングに亙って組み立てる内型枠組立装置と、
前記内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートを打設するコンクリート打設装置と、
前記打設後のコンクリートに対し係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させる推進ジャッキと、
前記掘削機本体の後方に位置して、前記内型枠を脱型する内型枠脱型装置と、
を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【請求項１】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面を、内外の二重構造とし、その脱型時には外側の外周面を残置して脱型可能にしたことを特徴とする内型枠。
【請求項２】
前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはボルトにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
【請求項３】
前記内外の二重構造の外周面を有するピースにおいて、その内側の外周面と外側の外周面とはピンにより結合されていることを特徴とする請求項１に記載の内型枠。
【請求項４】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの外周面からコンクリートの壁面へ向けて圧力を付与して当該ピースの外周面をコンクリートの壁面から剥離する圧力付与手段を設けたことを特徴とする内型枠。
【請求項５】
前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一以上の浅凹部が形成され、該浅凹部に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の内型枠。
【請求項６】
前記圧力付与手段として、ピースの外周面に一条以上の溝が刻設され、該溝に圧力供給源からの圧力が供給されることを特徴とする請求項４に記載の内型枠。
【請求項７】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、前記トンネル掘削機に併設された内型枠脱型装置に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースの両側に配置されたピースを接線方向に拡げるサポート部材を設けたことを特徴とする内型枠。
【請求項８】
前記サポート部材は、内型枠脱型装置の旋回アームに支持された一対のジャッキであることを特徴とする請求項７に記載の内型枠。
【請求項９】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられる内型枠であって、
周方向へ複数ピースに分割され、その全部のピースの分割面が内型枠の略中心に向けて形成されると共に、脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっている少なくとも一つのピースとその両側に配置されたピースの少なくとも何れか一方との対向面間にジャッキを介装したことを特徴とする内型枠。
【請求項１０】
前記脱型時に軸方向抜出方式により脱型可能となっているピース以外のピースのうちの一部のピースが組立時に軸方向挿入方式により組立可能となっていることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の内型枠。
【請求項１１】
トンネル掘削機で掘削されたトンネルの周壁に沿って内型枠をリング状に組み立て、この内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートをほぼ連続的に打設して覆工壁を形成しつつ掘進していくトンネル施工法に用いられるトンネル掘削機であって、
筒状の掘削機本体と、
前記掘削機本体の前部に回転駆動可能に装着されたカッタヘッドと、
前記掘削機本体の後部に位置して、前記カッタヘッドにより掘削されたトンネルの周壁に沿って請求項１，２，３，４，５，６，７，８又は９に記載の内型枠をトンネルの長手方向に複数リングに亙って組み立てる内型枠組立装置と、
前記内型枠とトンネルの周壁との空間に、現場にてコンクリートを打設するコンクリート打設装置と、
前記打設後のコンクリートに対し係止された前記内型枠を反力受けとして前記掘削機本体を推進させる推進ジャッキと、
前記掘削機本体の後方に位置して、前記内型枠を脱型する内型枠脱型装置と、
を備えたことを特徴とするトンネル掘削機。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８】
【図９】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１９０６６（Ｐ２０１０−１９０６６Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１１７６０（Ｐ２００８−３１１７６０）
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（３０９０３６２２１）三菱重工メカトロシステムズ株式会社 (57)
【出願人】（３０３０５９０７１）独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構 (64)
【出願人】（０００１７３７７３）財団法人地域地盤環境研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月８日（２００８．１２．８）
【出願人】（３０９０３６２２１）三菱重工メカトロシステムズ株式会社 (57)
【出願人】（３０３０５９０７１）独立行政法人鉄道建設・運輸施設整備支援機構 (64)
【出願人】（０００１７３７７３）財団法人地域地盤環境研究所 (7)
【Ｆターム（参考）】
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