JP2003041896A - オープンシールド工法において使用するコンクリート函体 - Google Patents

オープンシールド工法において使用するコンクリート函体

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JP2003041896A
JP2003041896A JP2001234771A JP2001234771A JP2003041896A JP 2003041896 A JP2003041896 A JP 2003041896A JP 2001234771 A JP2001234771 A JP 2001234771A JP 2001234771 A JP2001234771 A JP 2001234771A JP 2003041896 A JP2003041896 A JP 2003041896A
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concrete box
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shield machine
hole
concrete
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Makoto Uemura
誠 植村
Hiroaki Takegawa
廣明 竹川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下水位以下の緩い砂地盤など、地震発生時
に振動を受けると液状化現象が発生しやすい場所にコン
クリート函体を埋設した場合であっても、液状化現象の
影響を受けにくく、変位しにくいコンクリート函体を得
る。 【解決手段】 左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設
し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機
の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程
と、推進ジャッキを伸長してシールド機を前進させる工
程と、シールド機のテール部内に新たなコンクリート函
体4を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り
返して順次コンクリート函体4を縦列に埋設するオープ
ンシールド工法において使用するコンクリート函体4で
あって、コンクリート函体4の左右の側壁4a,4bの
壁厚を所要幅厚く形成し、この増厚部に縦方向に貫通す
る水抜き用の孔12を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、市街地に上下水
道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド
工法において使用するコンクリート函体に関する。
【0002】
【従来の技術】オープンシールド工法は開削工法(オー
プンカット工法)とシールド工法の長所を生かした合理
性に富む工法である。図5にその概略を示すと、図中1
はオープンシールド機で、これは左右の側壁板1aとこ
れら側壁板1aに連結する底板1bとからなる前面、後
面及び上面を開口したシールド機である。
【0003】該オープンシールド機1は前記側壁板1a
と底板1bの先端を刃口11として形成し、また側壁板1
aの中央又は後端近くに推進ジャッキ2を後方に向け上
下に並べて配設する。
【0004】図示は省略するが、発進坑内にこのオープ
ンシールド機1を設置して、オープンシールド機1の推
進ジャッキ2を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとっ
てオープンシールド機1を前進させ、地下構造物を形成
する第1番目のコンクリート函体4を上方から吊り降
し、オープンシールド機1のテール部1c内で縮めた推
進ジャッキ2の後方にセットする。推進ジャッキ2と反
力壁の間にはストラットを配設して適宜間隔調整をす
る。
【0005】また、発進坑は土留壁で構成し、オープン
シールド機1を発進させるにはこの土留壁を一部鏡切り
するが、必要に応じて薬液注入等で発進坑の前方部分に
地盤改良を施しておくこともある。
【0006】ショベル等の掘削機9でオープンシールド
機1の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。こ
の排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ2を伸長
してオープンシールド機1を前進させる。この前進工程
の場合、コンクリート函体4の前にはボックス鋼材又は
型鋼を用いた枠体よりなる押角8を配設する。
【0007】そして前記第1番目のコンクリート函体4
の前に第2番目のコンクリート函体4をオープンシール
ド機1のテール部1c内に吊り降す。以下、同様の排土
工程、前進工程、コンクリート函体4のセット工程を適
宜繰返して、順次コンクリート函体4をオープンシール
ド機1の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコ
ンクリート函体4の上面に埋戻し5を施す。
【0008】なお、コンクリート函体4をオープンシー
ルド機1のテール部1c内に吊り降す際には、コンクリ
ートブロック等による高さ調整材7をコンクリート函体
4下に配設し、このテール部1c内でコンクリート函体
4の左右および下部の空隙にグラウト材6を充填する。
【0009】このようにして、オープンシールド機1が
到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了す
る。
【0010】このようなオープンシールド工法では、前
記のごとくコンクリート函体4は、オープンシールド機
1のテール部1c内に吊り降され、オープンシールド機
1の前進とともに該テール部1cから出て地中に残され
ていくものである。そして、コンクリート函体4は鉄筋
コンクリート製のもので、図6に示すように左側板4
a,右側板4bと上床板4cと下床板4dとからなるも
ので、前後面が開口10として開放されている。
【0011】ところで、地中に地下構造物として縦列に
埋設されるコンクリート函体4の埋設箇所が、緩い砂や
砂質土から構成されている自然堆積地盤や盛土地盤また
は埋立地盤などであると、地震発生時に液状化現象が発
生しやすい。
【0012】この液状化現象は、地下水位以下の緩い砂
地盤などが地震による振動を受けて、繰り返し剪断を受
けると、土粒子の配列状態が変わり体積が収縮して泥状
化することで、すなわち、負のダイレイタンシーに起因
する過剰間隙水圧の発生が有効応力の喪失を招き、地盤
が強度や支持力を喪失するものである。
【0013】その結果、かかる地盤に埋設してあるコン
クリート函体4が、前記のような土粒子の配列状態が変
わることによる体積収縮や、余除地下水の発生によっ
て、変位するなどの現象が発生するおそれがある。そこ
で、液状化対策として、従来は、泥状化することを防止
するために、例えば、コンクリート函体4の底部や側方
に砂や砕石を投入していた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】コンクリート函体の底
部や側方に砂や砕石を投入するだけの方法では、土粒子
の配列状態が変わり体積が収縮したときに発生する余除
地下水は、依然として地盤中に存在するため、コンクリ
ート函体の変位を多少は防止できても、地盤の強度や支
持力の低下を防ぐことは困難であった。
【0015】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、地下水位以下の緩い砂地盤など、地震発生時に振動
を受けると液状化現象が発生しやすい場所にコンクリー
ト函体を埋設した場合であっても、液状化現象の影響を
受けにくく、変位しにくいコンクリート函体を提供する
ことにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、第1に、左右側壁板の内側に推進ジャッキを
配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシール
ド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する
工程と、推進ジャッキを伸長してシールド機を前進させ
る工程と、シールド機のテール部内に新たなコンクリー
ト函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰
り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープ
ンシールド工法において使用するコンクリート函体であ
って、コンクリート函体の側壁部の壁厚を所要幅厚く形
成し、この増厚部に縦方向に貫通する水抜き用の孔を形
成することを要旨とするものである。
【0017】第2に、水抜き用の孔には、内部に砂や砕
石など、液状化現象発生時に流動圧を減少させるととも
に水を通過させる部材を充填することを要旨とするもの
である。
【0018】第3に、水抜き用の孔は、コンクリート函
体の前後幅方向に複数個を適宜間隔で設けたこと、第4
に、水抜き用の孔は、コンクリート函体の前後幅方向に
わたって平面細長孔形状のものを1個設けたことを要旨
とするものである。
【0019】請求項1の本発明によれば、コンクリート
函体を縦方向に貫通する孔を設けることで、地震時にコ
ンクリート函体が埋設されている地盤に液状化現象が発
生したとき、余除地下水はこの孔を通って上昇し、地表
に排出されるから、地盤の強度や支持力の低下が防止さ
れ、コンクリート函体の変位を防止できる。
【0020】請求項2記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、水抜き用の孔には、内部に砂や砕石などを充
填しておくことで、地震時にコンクリート函体が埋設さ
れている地盤に液状化現象が発生したとき、余除地下水
の圧を緩めて水と一緒に地盤中の砂などが吹き上げられ
ることを阻止するとともに、余除地下水だけを地表に排
出することができる。よって、地盤の強度や支持力の低
下がさらに確実に防止され、コンクリート函体の変位を
防止できる。
【0021】請求項3記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、水抜き用の孔は、コンクリート函体の前後幅
方向に複数個を適宜間隔で設けたことにより、コンクリ
ート函体の各部位で均等に水抜きできる。
【0022】請求項4記載の本発明によれば、請求項
1、請求項2記載の本発明による作用に加えて、水抜き
用の孔は、コンクリート函体の前後幅方向にわたって平
面細長孔形状のものを1個設けることで、コンクリート
函体への水抜き用の孔の形成が容易になる。また、孔の
容積を最大限確保でき、排水性が向上する。
【0023】
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
形態を詳細に説明する。図1は本発明のオープンシール
ド工法において使用するコンクリート函体の正面図で、
本発明のコンクリート函体4は、前記図6に示すような
従来のコンクリート函体4と全体形状は同じであり、左
側板4a、右側板4b、上床板4cと下床板4dとから
なるもので前後面が開口10となる。
【0024】本発明ではかかる形状のコンクリート函体
4において、左側板4aと右側板4bの壁厚tを上
床板4cの壁厚tおよび下床板4dの壁厚t
りも外側方向に所要幅厚く形成する。この所要幅の厚さ
は、後述の水抜き用の孔12を形成するための壁厚が確保
されるだけのものに形成する。
【0025】そして、左側板4aと右側板4bのこの増
厚部に縦方向に貫通する水抜き用の孔12を形成した。図
中13は、左側板4aと右側板4bの高さ方向と前後幅方
向の中央に位置させて、側壁の内外に貫通するように形
成した、グラウト材6を注入するためのグラウトホール
を示し、水抜き用の孔12はこのグラウトホール13と直交
することになる。
【0026】水抜き用の孔12の形状は、種々のタイプが
考えられ、第1例としては図2に示すように平面細長形
状のものを複数個(図示の例では3個)並設し、第2例
としては図3に示すようにコンクリート函体4の前後幅
方向にわたって平面細長孔形状のものを1個設け、ま
た、第3例として図4に示すように小径の円筒状の孔を
複数個(図示の例では6個)並設してもよい。
【0027】この水抜き用の孔12の内部には、砂や砕石
など、液状化現象発生時に流動圧を減少させるとともに
水を通過させる、減圧通水部材14を充填する。
【0028】次に、このようなコンクリート函体4を使
用するオープンシールド工法について説明する。工法の
全体の概要としては前記図5に示す通りで詳細説明は省
略するが、オープンシールド機1での掘進及びコンクリ
ート函体4のセット工程を繰返して、順次コンクリート
函体4をオープンシールド機1の前進に伴い縦列に地中
に残置し、さらにこのコンクリート函体4の上面に埋戻
し5を施す。
【0029】コンクリート函体4をオープンシールド機
1のテール部1c内に吊り降す際には、コンクリートブ
ロック等による高さ調整材7をコンクリート函体4下に
配設し、このテール部1c内でコンクリート函体4の左
右および下部の空隙にグラウトホール13からグラウト材
6を充填する。
【0030】本発明は、このグラウト材6の充填の次
に、水抜き用の孔12の内部に砂や砕石などの減圧通水部
材14を充填する。この場合、先行してグラウトホール13
から注入したグラウト材6が、グラウトホール13と水抜
き用の孔12との交差部の連通箇所から水抜き用の孔12内
の下方部にも入り込んでいるが、この部分は水抜き用の
孔12を上方から棒などで突付いて、水抜き用の孔12を下
方の地盤と連通させてから、この水抜き用の孔12に砂や
砕石などの減圧通水部材14を充填する。減圧通水部材14
を充填するものは、スポンジや使い古した毛布、布団等
の繊維質のものでもよい。ドレン材も利用できる。
【0031】なお、水抜き用の孔12の下方部分にグラウ
ト材6が入り込むことを阻止するために、グラウトホー
ル13と水抜き用の孔12との交差部の連通箇所にめくらを
施しておくこともできる。この場合も、めくらを上方か
ら棒などで突付いて、水抜き用の孔12を下方の地盤と連
通させてから、この水抜き用の孔12に砂や砕石などの減
圧通水部材14を充填する。
【0032】このようにして地中に縦列に埋設されたコ
ンクリート函体4は、埋設された地盤が緩い砂や砂質土
から構成されている自然堆積地盤や盛土地盤または埋立
地盤などであると、地震発生時に液状化現象が発生しや
すいが、かかる場合、余除地下水は地盤と連通している
この水抜き用の孔12に浸入する。
【0033】この水抜き用の孔12内には砂や砕石などの
減圧通水部材14が充填されているから、余除地下水の圧
がこの減圧通水部材14で減圧されると同時に、地盤中の
砂などの吹き上げが阻止され、水だけがこの減圧通水部
材14内を透過して上方の地表に排出される。
【0034】このようにして余除地下水が排出される結
果、地盤の強度や支持力の低下を防ぐことができ、コン
クリート函体4の変位を防止できる。
【0035】なお、水抜き用の孔12は、図2、図4に示
すようにコンクリート函体4の前後幅方向に複数個を適
宜間隔で設けた場合は、コンクリート函体4の各部位で
均等に水抜きできる。また、図3に示すようにコンクリ
ート函体4の前後幅方向にわたって平面細長孔形状のも
のを1個設けた場合は、コンクリート函体4への水抜き
用の孔の形成が容易になるとともに、孔の容積を最大限
確保でき、排水性が向上する。
【0036】
【発明の効果】以上述べたように本発明のオープンシー
ルド工法において使用するコンクリート函体は、地下水
位以下の緩い砂地盤など、地震発生時に振動を受けると
液状化現象が発生しやすい場所にコンクリート函体を埋
設した場合であっても、液状化現象によって発生する余
除地下水をコンクリート函体に形成した水抜き用の孔か
ら地表に排出できるから、地盤の強度や支持力の低下を
防止できて液状化現象の影響を受けにくく、変位しにく
いものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のオープンシールド工法で使用するコン
クリート函体の正面図である。
【図2】本発明のオープンシールド工法で使用するコン
クリート函体の第1例を示す平面図である。
【図3】本発明のオープンシールド工法で使用するコン
クリート函体の第2例を示す平面図である。
【図4】本発明のオープンシールド工法で使用するコン
クリート函体の第3例を示す平面図である。
【図5】オープンシールド工法の概要を示す縦断側面図
である。
【図6】従来のコンクリート函体の斜視図である。
【符号の説明】
1…オープンシールド機 1a…側壁板 1b…底板 1c…テール部 2…推進ジャッキ 3…隔壁 4…コンクリート
函体 4a…左側板 4b…右側板 4c…上床板 4d…下床板 5…埋戻し 6…グラウト材 7…高さ調整材 8…押角 9…掘削機 10…開口 11…刃口 12…水抜き用の孔 13…グラウトホール 14…減圧通水部材
フロントページの続き Fターム(参考) 2D054 AB05 AC16 BA22 2D055 AA02 AA04 BA01 BA07 BB03 EB01 LA01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設
    し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機
    の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程
    と、推進ジャッキを伸長してシールド機を前進させる工
    程と、シールド機のテール部内に新たなコンクリート函
    体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返
    して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシ
    ールド工法において使用するコンクリート函体であっ
    て、コンクリート函体の側壁部の壁厚を所要幅厚く形成
    し、この増厚部に縦方向に貫通する水抜き用の孔を形成
    することを特徴とするオープンシールド工法において使
    用するコンクリート函体。
  2. 【請求項2】 水抜き用の孔には、内部に砂や砕石な
    ど、液状化現象発生時に流動圧を減少させるとともに水
    を通過させる部材を充填する請求項1記載のオープンシ
    ールド工法において使用するコンクリート函体。
  3. 【請求項3】 水抜き用の孔は、コンクリート函体の前
    後幅方向に複数個を適宜間隔で設けた請求項1または請
    求項2に記載のオープンシールド工法において使用する
    コンクリート函体。
  4. 【請求項4】 水抜き用の孔は、コンクリート函体の前
    後幅方向にわたって平面細長孔形状のものを1個設けた
    請求項1または請求項2に記載のオープンシールド工法
    において使用するコンクリート函体。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102352755A (zh) * 2011-09-30 2012-02-15 赵玥 方箱盾构机
CN114412504A (zh) * 2022-03-30 2022-04-29 中交第一航务工程局有限公司 一种软岩隧道多层拱架初期支护方法

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