JP2002021466A - 開口形成部構造を有する沈設体 - Google Patents
開口形成部構造を有する沈設体Info
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Abstract
坑または到達立坑として沈設される沈設体を構成するピ
ース部材9に設けられる開口形成部37の構造の補強を
簡便にし、開口の際の溶断量を少なくする。 【解決手段】開口形成部37が事前に取り付けられるピ
ース部材9は、スキンプレート45の内側に円筒状の枠
47が取り付けられ、この円筒状の端部を覆って開口用
板材49がボル51トにより取り付けられる。内部には
コンクリートなどの充填物が充填される。
Description
材、たとえばセグメントピースと呼ばれるものを連結し
て地下に沈設して、立坑を構築し、トンネルを掘削する
掘削機の発進立坑、到達立坑または中間立坑とするため
の沈設体に関する。
などには、地下鉄用のトンネルを掘削しようとするルー
トの両端部に、地盤に対し略鉛直方向に発進立坑、到達
立坑または中間立坑(中間立坑は発進と到達に関する)
を構築する。そして、シールド掘削機を発進立坑内部へ
下ろし、発進立坑から発進させ、所定のルートを掘削し
た後に、到達立坑へ到達する。この場合のシールド掘削
機の発進と到達は、両立坑の発進側及び到達側の地盤を
地盤改良して、両立坑の内部から人力によるはつりを行
い、発進口及び到達口を丁寧に形成していた。
ト系の注入材を高圧噴射注入工法により地盤に注入する
ものや、地盤に複数の管を貫通させ管の内部に冷媒を通
し地盤を凍結させる方法などがある。これによりシール
ド工法や推進工法の掘削機の発進及び到達時に発進口や
到達口などの周囲から立坑内への水の浸入を防止する。
しかし、このような地盤改良は、止水の確実性に不安が
あること、環境汚染の危険性があること、また、地盤改
良工事による交通規制時間が長くなってしまうなどの制
約があった。また、はつり作業は、作業者の安全管理が
難しく、また塵埃が多く発生してしまうという問題もあ
った。これらのため、地盤改良作業やはつり作業には、
時間とコストがかかるという問題があった。
のカッタービットで切削可能な材料を、発進及び到達立
坑を構成する壁体に用い、地盤改良作業やはつり作業を
省略する方法が提案されている。すなわち、立坑の壁体
は、例えばH型鋼を縦に配置したものを、立坑の周方向
に多数連続させて構成するものであるが、発進口及び到
達口に相当する部分には、H型鋼の変わりに、シールド
工法や推進工法用掘削機により切削可能な材料を用い
る。
補強し石灰石骨材を使用した高強度コンクリートやFR
P製品などがある。切削可能な材料は、同時に、壁体と
して土圧や水圧によって発生する引っ張り力に十分に耐
えられるものであることが必要であるので、補強がなさ
れる。開口後、掘削機が壁体を通過する際、エントラン
スパッキングなどの止水構造によって止水が行なわれ
る。
合に切削可能な材料を採用したピース部材は、壁体とし
て土圧や水圧によって発生する引っ張り力のみならず、
沈設の際の圧入力にもに耐えられるものであることが必
要であり、切削可能な材料自体を厚くする工夫などをし
て十分な補強がなされるか、切削可能な材料の周囲を補
強する必要があった。このような工夫や補強のために、
ピース部材のコストが大きくなってしまうものであっ
た。
のピース部材を用い、ピース部材のうち発進口または到
達口に相当する部分を溶断することも行われる。しか
し、ピース部材は、主桁、継手板、縦リブ、スキンプレ
ートなどからなり、溶断は縦リブ、スキンプレートに対
して行われ、発進口などに相当する部分が複数のピース
部材にわたる場合には、さらに、主桁、継手板に対して
も溶断を行わなければならず、立坑内部の狭い現場での
溶断作業が大変であった。この発明は、以上の課題を解
決するためになされたもので、発進口または到達口に相
当する部分の溶断量を少なくし、周囲の補強を簡便にで
きる沈設体を提供することを目的とする。
めに、第1の発明は、複数のピース部材を連結して構成
する中空筒体を、内部を掘削し最上端から加圧すること
で、地下に沈設して構築され、掘削機によりトンネルを
掘削する際の発進立坑、到達立坑または中間立坑とされ
る沈設体において、前記各ピース部材は、平行な一対の
主桁と、これら主桁の両端に接合される一対の継手板
と、両主桁の中央部分に接合される縦リブと、これらの
部材外側に接合されるスキンプレートを有してなり、前
記ピース部材のうち発進口用または到達口用の開口形成
部が事前に取り付けられるピース部材には、前記開口形
成部の周囲を構成し前記スキンプレートの内側に取り付
けられている円筒状の枠と、この円筒状の外周面に接続
されている縦リブと、前記円筒状の内側端部を覆ってボ
ルトにより取り付けられている開口用板材と、が設けら
れることを特徴とする開口形成部構造を有する沈設体で
ある。
開口用板材とは、鋼製または樹脂系材料製であることを
特徴とする開口形成部構造を有する沈設体である。
記継手板の幅によって決まる前記ピース部材の厚さより
も、前記円筒状の枠によって決まる前記開口形成部の高
さの方が低いことを特徴とする開口形成部構造を有する
沈設体である。
トの内側に対する円筒状の枠の取付は、溶接またはボル
トによって行われることを特徴とする開口形成部構造を
有する沈設体である。
取り付けられる前記スキンプレートは、円筒状の枠に対
応する円形部分が、ボルトにより取り付けられているこ
とを特徴とする開口形成部構造を有する沈設体である。
周面は、周囲のスキンプレートの部分と同じ曲率の平滑
面を有することを特徴とする開口形成部構造を有する沈
設体である。
取り付けは、止水用のパッキンを挟んで行われているこ
とを特徴とする開口形成部構造を有する沈設体である。
前記開口用板材とが囲む空間の内部に、開口形成部を補
強するための充填物を充填したことを特徴とする開口形
成部構造を有する沈設体である。
複数のピース部材にわたって取り付けられ、これら複数
のピース部材はあらかじめ一体的に製造されることを特
徴とする開口形成部構造を有する沈設体である。
図1ないし図7において説明する。まず、図2において
下水道または地下に地下鉄などを建設するためにトンネ
ル掘削を行う際の工事全体の概略工程を説明する。
するための発進立坑5を構築するために、始めに、地上
に中空筒体7を据え付ける(同図(A))。この中空筒
体7は複数のピース部材9を連結して構成する。そし
て、中空筒体7の内部を掘削すると同時に、最上端から
加圧を行い、中空筒体7を地下に埋設する。中空筒体7
の最上端にはピース部材9が次々と連結され、中空筒体
7の上下方向の全長は長くなる(同図(A)(B))。
そして、掘削と加圧を繰り返すことで、地中深く沈設体
が構築される(同図(C))。
進立坑5に、シールド掘削機1を吊り下ろし(同図
(D))、発進口11に向かって発進させる(同図
(D)(E))。発進口11に相当するピース部材9に
は、切削可能な材料が用いられる。シールド掘削機は、
この切削可能なピース部材を切削して発進を開始し、ト
ンネルを所定のルートに沿って掘削する(同図
(F))。やがて、所定のルートの最終端に構築された
到達立坑13にシールド掘削機1が到達する(同図
(G))。この到達立坑13も、前記発進立坑5と同様
の手順(同図(A)(B)(C))で予め構築される。
また、到達口15に相当する部分のピース部材も、発進
立坑5の場合と同様に切削可能な材料からなる。到達に
際しても、シールド掘削機によりピース部材が切削され
る(同図(G)(H))。到達立坑13内に到達したシ
ールド掘削機1(同図(H))は、吊り上げられ、地上
に搬出される。
築する際の様子(同図(B))を、図3をもとに詳しく
説明する。中空筒体7が加圧され沈設されるスペースの
周囲には、あらかじめ複数のグランドアンカー17が打
ち込まれ、このグランドアンカー17に接続されたアン
カワイヤー19は、中空筒体7の上方に備えられる上部
ビーム21に固定される。中空筒体7の上部には保護リ
ング23を介して圧入桁25が乗せられ、この圧入桁2
5と前記上部ビーム21との間に、ジャッキ受け台27
および圧入ジャッキ29が設けられる。圧入ジャッキ2
9が働いて上部ビーム21と圧入桁25の間を広げる
と、圧入力が圧入桁25および保護リング23を介して
中空筒体7に伝えられ、中空筒体7は下方へ地盤に向か
って圧入される。
バケット31がワイヤー33によって吊り下げられ、中
空筒体7内部の地盤を掘削する。このようにして、中空
筒体7が地下に沈設され、立坑7、23が構築されてい
く。
発進する際の状態を図4に詳しく示す。図中35は、ト
ンネルが掘削されるルートを示す。同様に、シールド掘
削機1が到達立坑13へ到達する詳細図を図5に示す。
5における到達口15の水平断面図を図6に示す。発進
口11または到達口15に相当する複数枚のピース部材
9が、開口形成部37を有する。
開口形成部をが取り付けられたピース部材9を、図1
(湾曲を無視して描く)および図7に示す。なお、発進
口11と到達口15は、この実施形態では、同じ構造を
有するピース部材9の開口形成部37の裏と表である。
ではこの湾曲を無視して描く)一対の主桁39の両端
が、一対の継手板41に接合され、全体が略四角形の枠
が形成される。主桁39が湾曲することで、この全体の
枠も湾曲するが、図ではこの湾曲は省略してある。さら
に両主桁39の中央部分には3本の縦リブ43が設けら
れる。各主桁39の面は、各継手板41及び各縦リブ4
3の面に対し直交する。これらの部材39、41、43
の外側には、スキンプレート45が接合される。これら
の接合は溶接によって行われる。主桁39と継手板41
には、隣接するピース部材との連結を行うためのボルト
孔46が設けられる。
筒状の枠47の一端部が溶接48によって取り付けられ
る。円筒状の枠の他端部、すなわち沈設体となる中空筒
体7の内側を向く端部を覆って、円形の開口用板材49
がボルト51によって取付られている。円筒状の枠47
の外周面には、中央の短い縦リブ43が接続されてお
り、この縦リブ43は円筒状の枠47の内側には存在し
ない。
手板41の幅は同じであり、これらの幅の寸法によりピ
ース部材9全体の厚さが決まるが、この厚さよりも、円
筒状の枠47によって決まる開口形成部37の高さの方
が低くなるように寸法設定されており、ハンマーグラブ
バケット31(図3)などによる掘削の邪魔にならない
よう配慮される。
レート45、円筒状の枠47、および開口用板材49と
が囲む略円柱状の空間の内部には、コンクリートなどの
充填物53が充填される。また、ボルト51による取付
は、止水用のパッキン55を挟んで行われている。スキ
ンプレートがなく、コンクリートがスキンプレートと同
じ曲率で露出しているものであってもよい。
は、縦リブ43に接続される円筒状の枠47や開口用板
材49、およびスキンプレート45、さらには内部の充
填物53により、沈設の際に加えられる加圧力にも耐え
られる。沈設の後にボルト51を外して開口用板材49
を取り外し、内部の充填物53をはつり、露出したスキ
ンプレート45を溶断する。これにより発進口11また
は到達口15を得る。
しなければならないという必要がなく、溶断量を少なく
できる。また、スキンプレート45は溶断されるまでは
残るので、壁体として土圧や水圧によって発生する引っ
張り力に耐えられる。なお、充填物53により開口形成
部37の補強のみならず、止水効果もある。また、この
実施形態において、1つのピース部材9に1つの開口形
成部37が取り付けられ、比較的小さい径の開口に適す
る。
は、円筒状の枠47がスキンプレート45の内側へ取り
付けられる取付の手段は、溶接48であった(図7
(A))が、他の実施形態においては、図7(C)及び
(D)に示すように、ボルト57によることも可能であ
る。この場合に、円筒状の枠47の取付端部には外向き
にフランジ59が形成され、フランジ59とスキンプレ
ート45を貫通するボルト57によって取付が行われ
る。このの取付は止水用のパッキン55を挟んで行われ
る。
プレート45は開口に際しては溶断されるものであった
が、他の実施形態においては、例えば図7(E)に示す
ように、あらかじめスキンプレート45に円形の孔61
を開け、この孔61を覆うスキンプレート45の円形部
分63として外側の開口用板材を別途設け、この円形部
分63を孔61の縁にボルト65によって取り付けるこ
とも可能である。円形部分63の縁部の断面はクランプ
状に屈曲し、この屈曲によりスキンプレート45の外周
面に段差が形成されてしまうのを防ぐことが可能であ
る。段差を防ぐことで、沈設体を地下に沈設する際の摩
擦力を小さくできる。
口用板材の外周面は、周囲のスキンプレート45の部分
と同じ曲率の平滑面を有するものとする。また、以上の
実施形態においては、円筒状の枠47と開口用板材49
とは、鋼製であったが、他の実施形態においては、樹脂
系材料製とすることが可能である。樹脂系材料製とする
ことで、例えばシールド掘削機の位置がずれ掘削機のカ
ッタービットが触れた場合にも、支障なく掘削を続ける
ことが可能となる。
ピース部材9に1つの開口形成部37が取り付けられる
ものであったが、他の実施形態においては、複数のピー
ス部材9にわたって1つの開口形成部37が取り付けら
れるものとすることが可能である。
状に配置される複数のピース部材9のうち山型状に隣接
する3つのピース部材を一体的に製造し、この一体化さ
れたもの67の中央に1つの開口形成部37を取り付け
ることが可能である。この開口形成部37も、円筒状の
枠47と開口用板材49とで構成され、円筒状の枠47
の外周面には縦リブ43及び通常の主桁39に相当する
部分が接続される。円筒状の枠47の内部には、縦リブ
43及び主桁39は存在しない。
部材9に1つの開口形成部37が取り付けられるもの
(図9(A))、または3つのピース部材が山型状に一
体化されたもの67の中央に1つの開口形成部37が取
り付けられるもの(同図(B))であったが、他の実施
形態においては、他の種々のバリエーションが考えられ
る。
一体化されたもの69の中央に開口形成部を取り付ける
もの(同図(C))や、ピース部材が縦方向に上下に2
つ配置され一体化されたもの71の中央に開口形成部3
7を取り付けるもの(同図(D))などが考えられる。
このうち後者の場合の下側のピース部材の両端には、通
常のピース部材の(横方向の)半分の大きさのもの73
を、現場で連結する。これにより、同図(B)の場合に
比べ、通常のピース部材の半分の大きさのもの73を用
いることで、全体のピース部材の数は少し増えるもの
の、ピース部材の一体化されたもの71全体の大きさを
小さくでき、運搬に便利である。
4、5、6、7、8、または9の発明によれば、ボルト
により開口用板材を取り外しスキンプレートを溶断する
ことで、発進口または到達口を得ることができ、縦リブ
の溶断は不要となって溶断量を少なくできる。また、ス
キンプレートは溶断されるまで残るので、壁体として土
圧や水圧によって発生する引っ張り力に耐えられ、さら
に、スキンプレート、円筒状の枠、および接続される縦
リブにより沈設の際の加圧力にもに耐えられることにな
り、補強は簡便な円筒状の枠のみで済む。
9の発明によれば、ピース部材の厚さよりも開口形成部
の高さの方を低くすることで、中空筒体の内部を掘削す
るハンマーグラブバケットなどの掘削機が接触し、掘削
作業の邪魔になることを防ぐ事ができる。
ば、スキンプレートは、円筒状の枠に対応する円形部分
がボルトにより取り外しできるので、溶断を不要にする
ことができる。
開口形成部の外側となる円形部分の外周面を、周囲のス
キンプレートの部分と同じ曲率の平滑面とすることで、
沈設の際の抵抗を小さくすることが可能である。
トによる取付を止水用のパッキンを挟んで行うことで、
この取付部分から地下水の水漏れを起こすことを防止で
きる。
充填することで、開口形成部を補強でき、円筒状の枠や
開口用板材の板圧をその分薄くできる。また、止水効果
もある。
複数のピース部材に渡って取付られることで、大口径の
開口をすることができる。
ス部材において、開口形成部が取り付けられたものを内
側から見た斜視図である。
築してトンネルを掘削する工事全体の概略工程を示すも
のであり (A)は立坑を掘削するためにピース部材を連結して中
空筒体を構成し地上に据え付ける工程を示す図 (B)は中空筒体の内部を掘削し加圧力を加えることで
沈設を行い、ピース部材を継ぎ足して中空筒体の全長を
長くしていく工程を示す図 (C)は立坑が完成した図 (D)は完成した立坑を発進立坑としシールド掘削機を
吊り下ろして据え付ける工程を示す図 (E)は中空筒体を構成する切削可能な材料からなるピ
ース部材を切削してシールド掘削機が発進する工程を示
す図 (F)はシールド掘削機が所定のコースにしたがってト
ンネルを掘削する状態を示す図 (G)はシールド掘削機が到達立坑に到達する工程を示
す図 (H)はシールド掘削機が到達立坑の切削可能な材料か
らなるピース部材を切削して中空筒体の内部に移動する
工程を示す図である。
面図である。
面図 (F)(E)の要部拡大図である。
ース部材において、開口形成部を取り付けられたものを
内側から見た斜視図である。
て構成される沈設体を内側から見た部分斜視図 (B)図8の実施形態に係るピース部材によって構成さ
れる沈設体を内側から見た部分斜視図 (C)他の実施形態に係るピース部材によって構成され
る沈設体を内側から見た部分斜視図 (D)さらに他の実施形態に係るピース部材によって構
成される沈設体を内側から見た部分斜視図である。
アンカー 19 アンカワイヤー 21 上部ビー
ム 23 保護リング 25 圧入桁 27 ジャッキ受け台 29 圧入ジャ
ッキ 31 ハンマーグラブバケット 33 ワイヤ 35 所定のルート 37 開口形成
部 39 主桁 41 継手板 43 縦リブ 45 スキンプ
レート 46 ボルト孔 47 円筒状の
枠 49 開口用板材 51 ボルト 53 充填物 55 止水用の
パッキン 57 ボルト 59 フランジ 61 孔 63 キンプレートの円形部分(外側の開口用板材) 65 ボルト 67、69 3つのピース部材が一体化されたもの 71 ピース部材が上下に2つ配置され一体化されたも
の 73 通常のピース部材の半分の大きさのもの
Claims (9)
- 【請求項1】 複数のピース部材を連結して構成する中
空筒体を、内部を掘削し最上端から加圧することで、地
下に沈設して構築され、掘削機によりトンネルを掘削す
る際の発進立坑、到達立坑または中間立坑とされる沈設
体において、 前記各ピース部材は、平行な一対の主桁と、これら主桁
の両端に接合される一対の継手板と、両主桁の中央部分
に接合される縦リブと、これらの部材外側に接合される
スキンプレートを有してなり、前記ピース部材のうち発
進口用または到達口用の開口形成部が事前に取り付けら
れるピース部材には、前記開口形成部の周囲を構成し前
記スキンプレートの内側に取り付けられている円筒状の
枠と、この円筒状の外周面に接続されている縦リブと、
前記円筒状の内側端部を覆ってボルトにより取り付けら
れている開口用板材と、が設けられることを特徴とする
開口形成部構造を有する沈設体。 - 【請求項2】 前記円筒状の枠と開口用板材とは、鋼製
または樹脂系材料製であることを特徴とする請求項1に
記載の開口形成部構造を有する沈設体。 - 【請求項3】 前記主桁または前記継手板の幅によって
決まる前記ピース部材の厚さよりも、前記円筒状の枠に
よって決まる前記開口形成部の高さの方が低いことを特
徴とする請求項1、または2に記載の開口形成部構造を
有する沈設体。 - 【請求項4】 前記スキンプレートの内側に対する円筒
状の枠の取付は、溶接またはボルトによって行われるこ
とを特徴とする請求項1、2、または3に記載の開口形
成部構造を有する沈設体。 - 【請求項5】 前記円筒状の枠が取り付けられる前記ス
キンプレートは、円筒状の枠に対応する円形部分が、ボ
ルトにより取り付けられていることを特徴とする請求項
1、2、3、または4に記載の開口形成部構造を有する
沈設体。 - 【請求項6】 前記円形部分の外周面は、周囲のスキン
プレートの部分と同じ曲率の平滑面を有することを特徴
とする請求項5に記載の開口形成部構造を有する沈設
体。 - 【請求項7】 前記ボルトによる取り付けは、止水用の
パッキンを挟んで行われていることを特徴とする請求項
1、2、3、4、5、または6に記載の開口形成部構造
を有する沈設体。 - 【請求項8】 前記円筒状の枠と前記開口用板材とが囲
む空間の内部に、開口形成部を補強するための充填物を
充填したことを特徴とする請求項1、2、3、4、5、
6、または7に記載の開口形成部構造を有する沈設体。 - 【請求項9】 前記開口形成部が複数のピース部材にわ
たって取り付けられ、これら複数のピース部材はあらか
じめ一体的に製造されることを特徴とする請求項1、
2、3、4、5、6、7、または8に記載の開口形成部
構造を有する沈設体。
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---|---|---|---|
JP2000207916A JP4275296B2 (ja) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | 開口形成部構造を有する沈設体 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003064995A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | シールドトンネルの構築方法と開口部用セグメント |
-
2000
- 2000-07-10 JP JP2000207916A patent/JP4275296B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003064995A (ja) * | 2001-08-29 | 2003-03-05 | Tokyoto Gesuido Service Kk | シールドトンネルの構築方法と開口部用セグメント |
JP4601878B2 (ja) * | 2001-08-29 | 2010-12-22 | 東京都下水道サービス株式会社 | シールドトンネルの構築方法と開口部用セグメント |
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JP4275296B2 (ja) | 2009-06-10 |
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