JPH0696957B2 - Construction method of PC tunnel - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はプレストレスを与えてトンネル躯体を構築す
る、PCトンネルの施工技術に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a PC tunnel construction technique for prestressing to construct a tunnel frame.

〈従来の技術〉 シールドマシンで掘削した掘削直後の坑道内に型枠を使
ってコンクリートを現場打ちしてトンネルを構築する技
術は広く知られている。<Prior art> The technique of constructing a tunnel by casting concrete in-situ in a tunnel immediately after excavation with a shield machine is widely known.

ところで、施工中地山の崩壊を防止するためには、フレ
ッシュコンクリートの圧力を孔壁の崩壊力に抗しない圧
力をかけてコンクリートが硬化するまで維持してやる必
要がある。By the way, in order to prevent the collapse of the ground during construction, it is necessary to maintain the pressure of the fresh concrete until the concrete hardens by applying a pressure that does not resist the collapse force of the hole wall.

このようなコンクリートに圧力をかけて維持する手段と
しては、ジャッキ圧やコンクリートポンプによる圧送圧
を利用して施工する方法が知られている。As a means for applying pressure to and maintaining such concrete, there is known a construction method using jack pressure or pressure fed by a concrete pump.

〈本発明が解決しようとする問題点〉 上記したトンネルの施工技術にはつぎのような問題点が
ある。<Problems to be Solved by the Present Invention> The tunnel construction technique described above has the following problems.

（イ）覆工コンクリートが硬化するまではまったく脱型
作業ができない。(B) The mold removing work cannot be performed until the lining concrete has hardened.

コンクリートが硬化するまでの期間、他の作業を中断し
なければならず工期が長期化する。Other work must be interrupted until the concrete hardens, which lengthens the construction period.

（ロ）コンクリートの硬化時間を縮めるために、超早強
性の材料が使用されるので、施工コストが高くつく。(B) In order to shorten the hardening time of concrete, an ultra-rapid-strength material is used, so the construction cost is high.

（ハ）打設したコンクリートがある程度硬化するまでジ
ャッキ圧や圧送圧が保持されるので、ジャッキやコンク
リート打設用の配管類が邪魔になって覆工構造物内に鉄
筋や鉄骨などの補強部材を配置できない。(C) Since the jack pressure and the pressure-feeding pressure are maintained until the cast concrete is hardened to some extent, the jacks and pipes for placing concrete are an obstacle, and reinforcing members such as reinforcing bars and steel frames in the lining structure. Can't be placed.

したがって、完成後のトンネルの曲げや引張に対する耐
力に不安が残る。Therefore, there remains concern about the yield strength of the tunnel after bending and pulling.

〈本発明の目的〉 本発明はこのような問題点を解決するために成されたも
ので、施工性および経済性に優れ、しかも曲げや引張に
対する耐力の向上が図れる、PCトンネルの施工技術を提
供することを目的とする。<Purpose of the present invention> The present invention was made to solve such problems, excellent workability and economic efficiency, moreover, it is possible to improve the yield strength against bending and tension, PC tunnel construction technology The purpose is to provide.

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。<Structure of the Present Invention> An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、本実施例に使用する主要な機材について説明す
る。First, the main equipment used in this embodiment will be described.

〈イ〉シールドマシン 第１図にシールドマシン１の一例を示す。<B> Shield Machine FIG. 1 shows an example of the shield machine 1.

このシールドマシン１は、本体11の後部に本体11のテー
ル部から突出したテールプレート12を有する。The shield machine 1 has a tail plate 12 at the rear of the main body 11 that projects from the tail portion of the main body 11.

テールプレート12は、本体11に固定したスライドジャッ
キ13に接続してスライド自在に構成してある。The tail plate 12 is connected to a slide jack 13 fixed to the main body 11 so as to be slidable.

また、シールドマシン１には、型枠移動ジャッキ14と掘
進ジャッキ15とプレスジャッキ16とを備えている。The shield machine 1 also includes a form moving jack 14, a digging jack 15, and a press jack 16.

これらのすべてのジャッキ13〜16は、本体11内に円周方
向に複数配列してある。All of these jacks 13 to 16 are arranged in the body 11 in the circumferential direction.

〈ロ〉反力装置 掘進ジャッキ15の先端は、シールドマシン１の掘進反力
を得るための反力装置２に接続している。<B> Reaction Force Device The tip of the excavation jack 15 is connected to the reaction force device 2 for obtaining the excavation reaction force of the shield machine 1.

反力装置２は第１図に示すように、複数の拡縮筒21と、
これらの拡縮筒21間を連結する伸縮機能を持った連結ロ
ッド22と、第５図に示す走行輪23とからなる。The reaction device 2 includes a plurality of expansion / contraction cylinders 21 as shown in FIG.
It is composed of a connecting rod 22 having an expansion and contraction function for connecting the expansion and contraction cylinders 21 and a running wheel 23 shown in FIG.

各円筒状の拡縮筒21は、円弧形をした二枚の分割リング
24と、両分割リング24間に介在した複数のジャッキ25と
からなり、ジャッキ25の伸縮操作により各拡縮筒21の径
を拡縮するよう構成してある。Each cylindrical expansion / contraction cylinder 21 is composed of two arc-shaped split rings.
24 and a plurality of jacks 25 interposed between the split rings 24, and the diameter of each expansion / contraction cylinder 21 is expanded / contracted by the expansion / contraction operation of the jack 25.

シールドマシン１の掘進反力を反力装置２から得るため
には、反力装置２の前端部に、掘進ジャッキ15から延び
る延長用のロッド17の一端を接続する。In order to obtain the digging reaction force of the shield machine 1 from the reaction device 2, one end of an extension rod 17 extending from the digging jack 15 is connected to the front end of the reaction device 2.

また、掘進ジャッキ15のロッド17の座屈防止を図るた
め、例えば第６図に拡大して示すように移動型枠装置３
の内周面の途上にロッド17の挿通可能な開設孔を有する
支持板18を複数設け、この各支持板18でロッド17を支持
する。In order to prevent buckling of the rod 17 of the excavation jack 15, for example, as shown in an enlarged view in FIG.
A plurality of support plates (18) each having an opening through which the rod (17) can be inserted are provided along the inner peripheral surface of the rod (17), and the rods (17) are supported by the respective support plates (18).

〈ハ〉移動型枠装置（第１図） 移動型枠装置３は、型枠移動ジャッキ14と、型枠移動ジ
ャッキ14に接続した移動型枠31とからなる。<C> Mobile Formwork Device (FIG. 1) The mobile formwork device 3 includes a formwork moving jack 14 and a moving formwork 31 connected to the formwork moving jack 14.

移動型枠31はライナープレートと円周方向のリブからな
る。The movable form 31 comprises a liner plate and circumferential ribs.

移動型枠31は型枠移動ジャッキ14の伸縮操作によって前
進する。The movable form 31 is advanced by the expansion and contraction operation of the form moving jack 14.

〈ニ〉移動支保工装置（第１図） 移動支保工装置４は覆工直後の構造物の崩落を防止する
ための走行手段を有する公知の支保装置である。<D> Moving support device (FIG. 1) The moving support device 4 is a known supporting device having a traveling means for preventing the collapse of the structure immediately after the lining.

移動型枠装置３に支保工を兼用させる場合には、移動支
保工装置４を省略できる。When the movable formwork device 3 is also used for supporting work, the moving supporting device 4 can be omitted.

〈ホ〉プレスリング（第２、３図） プレスリング５は、円環状の板体であり、円弧形の分割
体を円環状に組み立て使用する。<E> Press ring (FIGS. 2 and 3) The press ring 5 is an annular plate body, and an arc-shaped divided body is assembled and used in an annular shape.

プレスリング５は、前記移動型枠31と協動して型枠を構
成する部材として機能する他に、緊張材６と共に覆工ラ
イニング７にプレストレスを与えて保持するために機能
する部材でもある。The press ring 5 functions not only as a member that constitutes the mold in cooperation with the movable mold 31 but also as a member that pre-stresses and holds the lining 7 together with the tensioning member 6. .

プレスリング５は断面がＨ形を有し、内環51と外環52お
よび両環51、52を連絡する遮板53とからなる。The press ring 5 has an H-shaped cross section, and includes an inner ring 51, an outer ring 52, and a shield plate 53 connecting the two rings 51, 52.

プレスリング５の遮板53の板面には、多数の孔54が開設
してある。A large number of holes 54 are formed in the plate surface of the shield plate 53 of the press ring 5.

この孔54は、覆工構造物内に埋設した緊張材６の端を貫
通して型枠外へ案内するための案内用の孔である。This hole 54 is a guiding hole for penetrating the end of the tension member 6 embedded in the lining structure and guiding it to the outside of the mold.

また、他のプレスリング５として、第４図に示すような
内環51の内周面と外環52の外周面に連続したコンクリー
ト層55を接着したタイプを使用することも考えられる。It is also conceivable to use, as another press ring 5, a type in which a continuous concrete layer 55 is adhered to the inner peripheral surface of the inner ring 51 and the outer peripheral surface of the outer ring 52 as shown in FIG.

次に施工方法について説明する。Next, the construction method will be described.

〈イ〉シールドマシンの掘進（第１、５図） 反力装置２を既に硬化した覆工ライニング７内に配置
し、つぎに各拡縮筒21を拡径して硬化した覆工ライニン
グ７から反力を得て、掘進ジャッキ15を伸長してシール
ドマシン１の本体11を切羽側へ前進させる。<a> Excavation of shield machine (Figs. 1 and 5) The reaction force device 2 is arranged in the already hardened lining lining 7, and then each expansion / contraction cylinder 21 is expanded to have a reaction from the hardened lining 7 With the force, the excavation jack 15 is extended to advance the main body 11 of the shield machine 1 to the face side.

〈ロ〉プレスリングの組み立て シールドマシン１の前進を終えたら、掘進ジャッキ15を
収縮して、テールプレート12内にプレスリング５を組み
立てるための空間を形成する。<B> Assembly of Press Ring When the shield machine 1 has finished moving forward, the excavation jack 15 is contracted to form a space in the tail plate 12 for assembling the press ring 5.

つぎにトンネル内に分割されたプレスリング５を搬入
し、テールプレート12の内側に組み立てる。Next, the press ring 5 divided into the tunnel is carried in and assembled inside the tail plate 12.

プレスリング５を組み立てる際、第６図に示すように前
工程で構築した覆工ライニング７から突出する各緊張材
6aに接続具61aを介して別途の緊張材6bを接続する。When assembling the press ring 5, each tension member protruding from the lining lining 7 constructed in the previous step as shown in FIG.
A separate tension member 6b is connected to 6a via a connection tool 61a.

そして、搬入したプレスリング５の孔54に各緊張材6bの
自由端を貫通して環状のプレスリング５を組み立てる。Then, the annular press ring 5 is assembled by penetrating the free ends of the respective tension members 6b into the holes 54 of the carried press ring 5.

〈ハ〉コンクリートの打設（第７図） シールドマシン１から反力を得て、移動型枠31を切羽側
へ前進させる。<C> Placing of concrete (Fig. 7) A reaction force is obtained from the shield machine 1 and the movable form 31 is advanced to the face of the face.

その結果、地山と移動型枠31との間に遮蔽空間が形成さ
れる。As a result, a shielded space is formed between the ground and the movable mold 31.

つぎにコンクリート打設のための配管を行い、テールプ
レート12と移動型枠31との間に形成された遮蔽空間内に
コンクリートを圧入する。Next, piping for placing concrete is performed, and concrete is press-fitted into the shielded space formed between the tail plate 12 and the movable form 31.

〈ニ〉プレストレスの付与（第７〜９図） つぎにプレスジャッキ16を伸長して前記遮蔽空間の全域
に充填したコンクリートを所定の圧力で加圧する。（第
８図） するとプレスリング５は前記遮蔽空間の体積を減少する
方向に後退し、その結果、遮蔽空間内のコンクリートは
加圧されて余剰水の大部分が排出される。<D> Applying Prestress (FIGS. 7 to 9) Next, the press jack 16 is extended to press the concrete filled in the entire shielded space at a predetermined pressure. (FIG. 8) Then, the press ring 5 retracts in the direction of decreasing the volume of the shielded space, and as a result, the concrete in the shielded space is pressurized and most of the surplus water is discharged.

さらに、コンクリートの加圧作業を続けながらスライド
ジャッキ13を収縮操作してテールプレート12を切羽側に
前進させると、加圧状態のコンクリートが地山に密着す
る。Furthermore, when the slide jack 13 is contracted and the tail plate 12 is advanced to the face of the face while continuing to press the concrete, the concrete under pressure adheres to the ground.

プレスリング５から突出する緊張材6bに楔式またはナッ
ト式の固定具62を取り付けて定着した後、プレスジャッ
キ16を収縮する。After the wedge-type or nut-type fixture 62 is attached and fixed to the tension member 6b protruding from the press ring 5, the press jack 16 is contracted.

その結果、プレスリング５に与えられていた加圧力が緊
張材６に置き換えられる。（第９図） このように本発明では、プレスジャッキ16の加圧力をプ
レスリング５と緊張材６および固定具62に置き換えた。As a result, the pressing force applied to the press ring 5 is replaced with the tension material 6. (FIG. 9) As described above, in the present invention, the pressing force of the press jack 16 is replaced by the press ring 5, the tension member 6 and the fixture 62.

したがって、プレスジャッキ16を収縮しても覆工ライニ
ング７に付与されたプレストレスが消失することはな
い。Therefore, even if the press jack 16 is contracted, the prestress applied to the lining 7 is not lost.

〈ヘ〉施工装置を移動する工程 つぎに、反力装置２の各拡縮筒21を縮径し、つづいて、
掘進ジャッキ15を収縮操作しながら反力装置２を１スパ
ン分だけ切羽側へ前進移動させる。<F> Step of moving the construction device Next, the diameter of each expansion / contraction cylinder 21 of the reaction force device 2 is reduced, and subsequently,
While retracting the excavation jack 15, the reaction force device 2 is moved forward toward the face by one span.

以上の各工程を繰り返しながら、掘進と交互にあるいは
並行して覆工ライニング７を順次延長して構築する。While repeating the above steps, the lining lining 7 is sequentially extended and constructed alternately or in parallel with the excavation.

なお、移動支保工装置４は、１スパン分の覆工ライニン
グ７の施工毎に切羽側に移動する。The moving support device 4 moves to the face side every time the lining lining 7 for one span is constructed.

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるからつぎの効果が得ら
れる。<Effects of the Present Invention> Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained.

（イ）覆工構造物にトンネル軸方向のプレストレスを与
えて施工する。(A) The lining structure will be prestressed in the axial direction of the tunnel for construction.

したがって、トンネル軸方向に圧縮力が残り、トンネル
軸方向に堅固な構造物を施工できる。Therefore, compressive force remains in the axial direction of the tunnel, and a solid structure can be constructed in the axial direction of the tunnel.

（ロ）覆工構造物の円周方向にもプレストレスが与えら
れ、曲げモーメントよりも軸力が卓越する。(B) Pre-stress is also applied in the circumferential direction of the lining structure, and the axial force is superior to the bending moment.

その結果、覆工構造物の引張応力の発生が抑制される。As a result, the occurrence of tensile stress in the lining structure is suppressed.

（ハ）硬化前のコンクリートを地山の征状の影響を受け
ない環境下で加圧するので、コンクリート中の余剰水が
排出されて水セメント比が良好になる。(C) Since the concrete before hardening is pressurized in an environment that is not affected by the conquest of the ground, surplus water in the concrete is discharged and the water-cement ratio becomes good.

そのため、覆工構造物を高品質に施工できる。Therefore, the lining structure can be constructed with high quality.

（ニ）テールプレートと移動型枠間でコンクリートを加
圧してから地山に押し付けるため、コンクリートの品質
が地山の性状に左右されない。(D) Since the concrete is pressed between the tail plate and the movable formwork and then pressed against the ground, the quality of the concrete does not depend on the nature of the ground.

（ホ）組立式のプレスリングを用いてコンクリートが硬
化するのを待たずに、次の行程を進行できる。(E) It is possible to proceed to the next step without waiting for the concrete to harden by using the assembly type press ring.

したがって、施工期間が短くなる。Therefore, the construction period is shortened.

（ヘ）プレスジャッキの加圧力を緊張材に置き換えて、
コンクリートの加圧中にプレスジャッキを収縮できる。(F) Replace the pressing force of the press jack with a tension material,
The press jack can shrink while the concrete is being pressed.

プレスジャッキを収縮してできた空間に鉄筋や鉄骨など
の補強材を配置できる。Reinforcing materials such as reinforcing bars and steel frames can be placed in the space created by contracting the press jack.

（ト）従来のような超早強性の材料を特に必要としない
ので、材料費を低減できる。(G) The material cost can be reduced because a conventional material having an ultra-rapid strength is not particularly required.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図：本発明に係る一実施例の全体の説明図 第２図：プレスリングの説明図 第３図：第２図のIII-IIIの断面図 第４図：他のプレスリングの断面図 第５図：反力装置の縮径時の説明図 第６図：覆工ライニングの終端部の部分断面図 第７、８図：覆工ライニングの加圧時の説明図 第９図：プレスリングに緊張材を定着したときの説明図 FIG. 1: Overall explanatory diagram of one embodiment according to the present invention FIG. 2: Explanatory diagram of press ring FIG. 3: Cross sectional view of III-III in FIG. 4 FIG. 4: Cross sectional view of another press ring Fig. 5: Explanatory diagram when the reaction force device is reduced in diameter Fig. 6: Partial cross-sectional view of the terminal end of the lining lining Fig. 7 and 8: Explanatory diagram when the lining lining is pressurized Fig. 9: Press ring Explanatory diagram when fixing the tension material to

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】シールドマシンで掘削して形成された地山
と型枠間にコンクリートを現場打ちしてライニングを覆
工して坑道を施工する方法において、 シールドマシンのテール部内に配置したプレス用のジャ
ッキを収縮した状態で、 型枠と地山との間にトンネル方向に複数の緊張材を配置
し、 地山と型枠の切羽側の端の間に環状のプレスリングを配
置した後、 前記型枠内にコンクリートを打設し、 つぎに、プレスジャッキを伸長してリング板に型枠空間
が縮小する方向に加圧力を加え、 緊張材の端をプレスリングに定着し、 覆工ライニングにプレストレスを与えながら順次シール
ドマシン通過跡の地山に覆工ライニングを延長して行
う、 PCトンネルの施工方法。Claim: What is claimed is: 1. A method for constructing a tunnel by injecting concrete between a ground and a formwork formed by excavating with a shield machine to line a lining, and for a press placed in the tail part of the shield machine. With the jack in the contracted state, place multiple tension members in the tunnel direction between the formwork and the ground, and place the annular press ring between the ground and the face end of the formwork. Concrete is placed in the formwork, and then the press jack is extended to apply a pressing force to the ring plate in the direction in which the formwork space shrinks, the ends of the tension material are fixed to the press ring, and the lining lining A PC tunnel construction method in which the lining lining is sequentially extended to the natural ground of the shield machine passage while pre-stressing.