JP4025918B2 - 残置シールド機の防錆処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、地盤中に残置されるシールド機の防錆処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
現在行われているシールド工事においては、トンネルが貫通した後、シールド機の外殻である鋼製のスキンプレートは、地中に残置する場合が殆どである。
【0003】
ところが、このようなシールド機のスキンプレートを地中に残置させた場合には、以下に説明する技術的な問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、鋼製のスキンプレートを地中に残置すると、スキンプレートが酸化反応を起こすことにより錆が発生し、地下水を汚染するとともに、錆の発生によりスキンプレート自体の耐力が低下し、トンネルの安定性にも問題が発生する。
【0005】
このような残置シールド機の錆の問題は、本出願人が特願平9−218492号で提案している取水トンネルの構築においてより顕著に発生する。
【0006】
つまり、この出願にかかる発明は、海水淡水化処理施設や、発電所で用いられる冷却水の取入れ管を、シールド工法により構築したトンネルにより代替しようとする技術思想である。
【0007】
このような取水トンネルは、通常、海岸近傍に構築され、トンネルの構築に用いたシールド機は、取水トンネルの先端側の海底に残置させることになり、シールド機を海底に残置させると、より一層錆が発生し易くなり、錆が発生すると、取り入れる海水に汚染が発生し、トンネルの安定性にも問題が発生する。
【0008】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、地中に残置させたシールド機の錆の発生を防止することができる方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、地盤中に残置された残置シールド機のスキンプレートの外周にセメント系固化材を注入して、前記スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成するとともに、前記スキンプレートの内部にコンクリートを打設してコンクリート固化層を形成するようにした。
このように構成した残置シールド機の防錆処理方法によれば、地盤中に残置されたシールド機の外殻であるスキンプレートの外周に地盤遮水層が形成されるとともに、内部にコンクリート固化層が形成されるので、スキンプレートに水分と酸素の供給が遮断され、スキンプレートの表面からの発錆を防止することができる。
前記固化材は、前記残置シールド機の残置予定個所の少なくとも前記スキンプレートの長さに対応した前方の位置から、カッターよりも外方に突出するコピーカッターを回転駆動させながら注入することができる。
この構成によれば、コピーカッターを回転駆動させながら固化材を注入することにより、固化材と周辺の地山との攪拌混合がなされ、残置シールド機を残置予定個所に掘進させると、スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成することができる。
前記残置シールド機は、取水トンネル構築用シールド機であって、前記コンクリートの打設は、前記残置シールド機の回転駆動機構,推進機構を除去した後に、前記スキンプレートの内部を閉塞する鋼製隔壁を形成して行うことができる。
この構成によれば、残置シールド機を埋め殺す場合に好適となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図1から図6は、本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法の一実施例を示している。
【0011】
同図に示した防錆方法は、本発明を取水トンネルの構築工法に用いたシールド機10に適用した場合を例示しており、取水トンネルを構築する際には、海岸の近傍に設けられた発進立坑から海岸側に向けてシールド機10が発進される。
【0012】
取水トンネルの構築に用いられるシールド機10は、通常のシールド工法に用いられる機械と同様に、筒状のスキンプレート12を有している。
【0013】
このスキンプレート12は、鋼製の外殻体であって、その先端側には、土砂掘削用のカッター14が回転自在に配設されている。カッター14は、スポークないしは面板形式のものであって、その一部に伸縮させることにより、スキンプレート12の断面よりも大きな断面の掘削が可能なコピーカッター15が設けられている。
【0014】
また、スキンプレート12の内部には、図示を省略しているが、カッター14の回転駆動機構,シールド機10の掘進用ジャッキなどの推進機構,スクリューコンベアなどの掘削土砂の排土機構が設けられている。
【0015】
カッター14を回転駆動して、地盤16を所定長掘削すると、スキンプレート12の後端側に順次取水セグメント20が環状に組立てられ、これにより海水淡水化設備などに海水を導入するための取水トンネルが構築される。
【0016】
この場合に用いる取水セグメント20の一例を図5に示している。同図に示した取水セグメント20は、通常のシールド工法に用いられるセグメントと同様に、所定長さの筒状体を周方向に沿って複数に分割したものであって、周および長さ方向に隣接する部分を相互にボルトやピン結合させることで環状に組立てられる。
【0017】
取水セグメント20は、セグメント本体20aと、ポーラスコンクリート部20bと、取水孔20cと、蓋体20dとを備えている。セグメント本体20aは、鋳鉄板ないしは鋼板から構成され、長手方向の両端に一対の連結用フランジ200aが設けられ、フランジ200a間の外周面には、内方に向けて陥没した2つの凹状部201aが形成されている。
【0018】
ポーラスコンクリート部20bは、透水性を備えた多孔質体であって、凹状部201a内に充填固化されている。取水孔20cは、2つの凹状部201aの平坦な底面に貫通形成されている。
【0019】
蓋体20dは、取水孔20cに着脱可能に螺着固定されていて、取水孔20cを閉塞しているとともに、蓋体20dを撤去すると、ポーラスコンクリート部20bを介して、取水孔20cを外部と連通させることができ、海水の取入れが可能になる。
【0020】
取水セグメント20を環状に組立てながら取水トンネルを構築してシールド機10が、図1に示すように、地盤16中の残置予定個所Aから所定の距離Lだけ離れた位置に到達すると、取水セグメント20に代えて、通常の透水性のない普通セグメント22を用いてトンネルを構築する。
【0021】
この場合の所定の距離Lは、シールド機10のスキンプレート12の全長よりも若干長い距離に設定する。そして、この位置から残置予定個所Aまでの間は、図2に示すように、コピーカッター15を伸長させて、スキンプレート12の断面よりも大きな断面を掘削し、この掘削と同時にコピーカッター15の先端からセメントミルクなどの固化材を注入する。
【0022】
図6には、この時に用いる普通セグメント22の一例を示している。同図に示した普通セグメント22は、鉄筋コンクリートで形成されたセグメント本体22aを有しており、複数のセグメント本体22aを周方向に連結して円筒状に組立て、組立てられた円筒体を長手方向に順次連結する構成になっている。
【0023】
各セグメント本体22aには、その厚み方向を貫通する裏込め注入孔22bが設けられており、この裏込め注入孔22bは、着脱可能なプラグパッキン22cにより閉塞されている。
【0024】
セグメント本体22aは、その長手軸方向の端部に設けられた継手ボツクス22d内で、パッキンを挟み込んでボルトナット22eを介して軸および周方向に連結され、セグメント本体22aの端面間には、シール材22fおよびコーキング材22gを介装している。
この場合の普通セグメント22は、10数リング程度になるが、残置予定個所A側の数リングは、裏込め注入孔22bを介して、モルタル,セメントミルクなどの裏込め材24をセグメント本体22aと地山との間に注入する。
【0025】
以上のようにして、コピーカッター15を伸長させて、スキンプレート12の断面よりも大きな断面を掘削し、この掘削と同時にコピーカッター15の先端からセメントミルクなどの固化材を注入しながら掘進させて、シールド機10が残置予定個所Aに到達すると、図3に示すように、スキンプレート12の外周側には、その全長を覆うようにして、所定厚みの掘削土砂と固化材との混合物領域が形成され、この混合物領域が固化することにより、地盤遮水層26が形成される。
【0026】
この地盤遮水層26には、本実施例の場合には、注入した裏込め材24が固化することにより形成される遮水層が連続した状態で形成される。なお、スキンプレート12の外周に地盤遮水層26を形成する際には、例えば、スキンプレート12に貫通孔を設けて、この貫通孔から固化材を補足的に注入してもよい。
【0027】
地盤遮水層26の形成が行われている間に、スキンプレート12内のカッター14の回転駆動機構,シールド機10の掘進用ジャッキなどの推進機構,スクリューコンベアなどの掘削土砂の排土機構を撤去し、図4に示すように、鋼製の隔壁28を設置して、コンクリートの打設が行われる。
【0028】
この場合、隔壁28は、スキンプレート12内を閉塞するように、その後端側近傍に設置され、表面には、エポキシ樹脂塗装を施すことなどにより防錆処理が施される。
【0029】
そして、隔壁28により画成されたスキンプレート12内に打設されたコンクリートが固化すると、スキンプレート12内は、コンクリート固化層30により充満され、これにより残置シールド機10の防錆処理が終了する。
【0030】
さて、以上のようにして行われる残置シールド機10の防錆処理方法によれば、地盤中に残置されたシールド機10の外殻であるスキンプレート12の外周に地盤遮水層26が形成されるとともに、内部にコンクリート固化層30が形成されるので、スキンプレート12に水分と酸素の供給が遮断され、スキンプレート12の表面からの発錆を防止することができる。
【0031】
また、本実施例の場合には、固化材は、残置シールド機10の残置予定個所Aのスキンプレート12の長さに対応した前方の位置から、カッター14よりも外方に突出するコピーカッター15を回転駆動させながら注入するので、残置シールド機10を残置予定個所Aに掘進させると、その時点で、スキンプレート12の外周に地盤遮水層26を形成することができる。
【0032】
さらに、本実施例の場合には、残置シールド機10は、取水トンネル構築用シールド機であって、コンクリートの打設は、残置シールド機10の回転駆動機構,推進機構を除去した後に、スキンプレート12の内部を閉塞する隔壁28を形成して行うので、残置シールド機10を埋め殺す場合に好適となる。
【0033】
なお、上記実施例では、本発明の防錆処理方法を取水トンネル構築用のシールド機10に適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、通常のシールド工法で用いた残置シールド機にも適用することができる。
【0034】
この場合、残置シールド機は、一般に、到達立坑の近傍に残置されることになるが、このような残置シールド機では、スキンプレートの内部をコンクリートの打設により閉塞することができないので、例えば、スキンプレート内に環状の型枠を設置して、コンクリートを打設し、その後型枠を脱型して、スキンプレートの内部にコンクリート固化層を形成すればよい。
【0035】
また、型枠に代えて通常のセグメントをスキンプレート内に組立て、セグメントとスキンプレートとの間にコンクリートを打設してもよい。
【0036】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法によれば、地中に残置させたシールド機の錆の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる残置シールド機の防錆処理方法の最初の固定の説明図である。
【図2】図1の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図3】図2の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図4】図3の工程に引き続いて行われる工程の説明図である。
【図5】図1に示したシールド機により構築するトンネルに用いる取水セグメントの組立て状態の斜視図と要部断面図である。
【図6】図1に示したシールド機により構築するトンネルに用いる普通セグメントの断面説明図である。
【符号の簡単な説明】
10 シールド機
12 スキンプレート
14 カッター
15 コピーカッター
16 地盤
20 取水セグメント
22 普通セグメント
24 裏込め材
26 地盤遮水層
28 隔壁
30 コンクリート固化層
Claims (3)
- 地盤中に残置された残置シールド機の防錆処理方法において、
前記残置シールド機のスキンプレートの外周にセメント系固化材を注入して、前記スキンプレートの外周に地盤遮水層を形成するとともに、前記スキンプレートの内部にコンクリートを打設してコンクリート固化層を形成することを特徴とする残置シールド機の防錆処理方法。 - 前記固化材は、前記残置シールド機の残置予定個所の少なくとも前記スキンプレートの長さに対応した前方の位置から、カッターよりも外方に突出するコピーカッターを回転駆動させながら注入することを特徴とする請求項1記載の残置シールド機の防錆処理方法。
- 前記残置シールド機は、取水トンネル構築用シールド機であって、
前記コンクリートの打設は、前記残置シールド機の回転駆動機構,推進機構,排土機構を除去した後に、前記スキンプレートの内部を閉塞する鋼製隔壁を形成して行うことを特徴とする請求項1または2記載の残置シールド機の防錆処理方法。
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