新着情报 高水圧下でシールド机が安全に到达可能な坑口装置を开発 立坑内への出水トラブルを防止して到达工の安全性を向上
2025/02/18
含羞草传媒（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、シールドトンネル工事の到達工において、高水圧下においても確実かつ安全にシールド機を到達させることが可能な坑口装置（以下、本装置）を開発しました。
本装置（図-1）は、シールドトンネル工事の到达工における立坑内への出水や土砂流出トラブルを防止するため、シールド机が通り抜ける坑口装置の构造上の课题に着目し、2つの钢製筒体を重ねてスライドできる机构を设け、止水パッキン（第２パッキン）を正しく机能させる新しい构造（図中の赤丸部）としました。本装置の适用により、シールドトンネル工事の到达工における安全性が向上して灾害発生や周辺地盘の沉下等の事故を防止します。また地盘改良の省略等によるコストの低减や工期短缩を実现します。
开発の背景
シールド到达侧の坑口装置においては、止水パッキンがシールド机に押されて変形する（折れ曲がる）方向が地下水圧の作用する方向と同じになってしまうために、特に高い地下水圧が作用する深层では止水性能を维持することが难しいという构造上の课题がありました（図-2）。ワイヤーを用いて止水パッキンを缔め付けたり鉄板を押し付けたりしても、わずかな隙间から地下水が流出すれば立坑内での灾害や周辺地盘の沉下が生じる可能性があり、この対策として坑口部の地盘改良や冻结といった工事が必要になると工事金额の増加や工期延长の要因になってしまいます。
そこで当社は、到达侧の坑口装置の构造を见直し、より确実かつ安全にシールド机を到达させることができる新たな坑口装置を开発しました。
本装置の概要
本装置は、シールド机を受け入れる2つの钢製筒体を重ねた二重构造としており（坑口本体部と坑口スライド部）、坑口スライド部の端部には隔壁を设けています（図-1）。そしてシールド机の付着物の除去を目的としたパッキン（以下、第１パッキン）を坑口本体部の地山侧に、止水性能の向上を目的とした2枚目の止水パッキン（以下、第２パッキン）を坑口本体部の立坑侧に取り付けており、シールド机が到达位置に达するまでは坑口スライド部によって第２パッキンは拘束されている状态としています。シールド机が到达位置に达したら、坑口スライド部を立坑内にスライドさせることで、第２パッキンがシールド机に密着します。到达作业手顺を図-3に示します。
上记手顺により第２パッキンが地下水圧の作用方向とは反対の向きに折れ曲がるように工夫しているため、止水パッキン本来の止水机能を発挥し、地下水圧が高いほど止水パッキンがシールド机の胴体に密着して确実な止水を図れる构造となっています。
シールド机の先端が到达立坑内に进行するとまず第１パッキンがシールド机胴体の外周面に接し、胴体に付着している付着物を除去する。
この间、第２パッキンは坑口スライド部によって拘束され、シールド机とは接しない。
シールド机が进行して到达位置に达したら、坑口スライド部を専用ジャッキでスライドさせ、第２パッキンをシールド机に密着させる。
その后はパッキン室内に里込め材を充填し、漏水の有无を确认した后、坑口スライド部および隔壁を撤去する。
図-3 本装置を用いたシールド機の到達手順
本装置の特长
本装置の特长は下記のとおりです。
- 1シールド到達工における出水や土砂流入トラブルをなくして工程遅延を防ぎ、立坑内の災害や地盤沈下等の事故を防止して現場や周辺环境の安全を守る
- 2到达部の地盘改良の省略、または小规模化による工事金额の低减が図れる
- 3シンプルな二重构造であり、様々な施工条件（シールド机の大きさや地下水圧等）に容易に対応できる
- 4従来よりも止水性能が高く、かつシールド机到达以降の地下工事においても长期的に安全性が维持できる
现场适用结果
本装置は、当社シールド工事に適用し、到達工において効果を確認しました。当該工事の到達工では計画手順どおりに施工を進められ、立坑内や周辺环境にも特に異常なく、無事にシールド機を到達させることができました
今回の现场适用により、立坑の大きさに合わせた坑口スライド部の寸法の工夫や坑口スライド部の引き込み量をより正确に管理する工夫などの新たな课题が得られたため、现在は更なる改良を进めています。
今后の予定
当社は今后、本装置を积极的に适用して到达工におけるトラブルを减らし、シールドトンネル工事の安全?安心な施工を実现していきます。