JP2006299694A - 防護鋼板を用いたエレメント工法 - Google Patents

Abstract

【課題】 軌道及び道路への影響を最小限に留めるエレメント工法を提供する。
【解決手段】 両側に連結継手を形成した防護鋼板の先端部をワイヤーソーまたはチェーンソーで切削しながら隣り合う防護鋼板同士を嵌合させながら挿入し、土留め部材を施工する段階、隅角部に継手を形成したコ型エレメント、Ｌ型エレメントを防護鋼板の下側に内部を掘削しながら順次嵌合挿入する段階により上床版エレメントを挿入完成後、エレメント内部にコンクリートを充填することにより剛な上床版を完成する防護鋼板を用いたエレメント工法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は鉄道線路や道路等の下に非開削で交差構造物を構築する工法に関し、特に地山を防護する鋼板を施工した後、防護鋼板をエレメント本体に兼用して交差構造物を構築するエレメント工法に関する。

鉄道線路や道路等の下に非開削で地下構造物を構築する方法として種々の工法が使用されているが、特に土被りが小さい場合には、交差方向に箱型の鋼管エレメントを連結継手により順次挿入していき、それらを本体構造物として利用する方法が知られている（特許文献１）。

また、鉄道線路や道路等の下に交差構造物を構築する工法で、軌道及び道路面に変状をほとんど与えない工法として、地山をワイヤーソーで切削し、その切削部に防護鋼板を挿入して土留部材とする工法も知られている（特許文献２）。
特開平１１−２４７５７９号公報 特開２００４−２０４６２４号報

特許文献１の工法は、エレメント挿入時に軌道または道路面に変状をきたす恐れがあった。特許文献２の工法は地山の防護を行う点ではすぐれているものの、防護鋼板とは別にエレメントを挿入しなければならない。そこで、防護鋼板自体を本体構造物として利用することが考えられ、その具体的手法の確立が要請されている。

本発明は上記課題を解決しようとするもので、地山をワイヤーソーやチェーンソーで切削し、その切削部に鋼板を挿入して土留部材とする工法をさらに発展させ、軌道及び道路への影響を最小限に留めるエレメント工法を提供することを目的とする。
そのために本発明の防護鋼板を用いたエレメント工法は、防護鋼板の先端部をワイヤーソーまたはチェーンソーで切削しながら隣り合う防護鋼板同士を嵌合させながら挿入し、土留め部材を施工する段階、
土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手に嵌合させながらコ型エレメントを掘削挿入する段階、
土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手、及び前記コ型エレメントに嵌合させながらＬ型エレメントを掘削挿入する段階、
土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手、及び前記Ｌ型エレメントに嵌合させながらＬ型エレメントを順次掘削挿入する段階、
前記各段階により上床版エレメントの挿入完成後、エレメント内部にコンクリートを充填する段階
を含むことを特徴とする。
また、本発明は、前記防護鋼板同士が両側に設けた連結継手で嵌合させるとともに、一方の側にはさらに鉛直下向きの継手が形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記防護鋼板同士が両側に設けた連結継手と別体の連結継手を介して嵌合させるとともに、別体の連結継手は、さらに鉛直下向きの継手を有していることを特徴とする。
また、本発明は、前記コ型エレメントが隅角部に形成された継手を前記鉛直下向きの継手に嵌合させ、防護鋼板とコ型エレメントで囲まれた内部を掘削しながら挿入することにより施工されることを特徴とする。
また、本発明は、前記Ｌ型エレメントが隅角部に形成された継手を前記鉛直下向きの継手に嵌合させるとともに、コ型エレメントまたはＬ型エレメントの継手に嵌合させ、防護鋼板、コ型エレメント及びＬ型エレメントで囲まれた内部、または防護鋼板とＬ型エレメントで囲まれた内部を掘削しながら挿入することにより施工されることを特徴とする。
また、本発明は、さらに、箱型の鋼管エレメントを連結継手により順次挿入し、側壁、下床版を施工することを特徴とする。

本発明は、線路下等の地山を防護鋼板で防護し、かつ防護鋼板をエレメントの一部に兼用することができるので、軌道及び道路への影響を最小限に留め、かつ低コスト化を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１、図２は本発明工法の施工手順を説明する図、図３はワイヤーソーで地山を切削して鋼板を挿入する説明図、図４、図５は継手部の詳細図である。

本実施の形態の例は、軌道２上を列車１が走行する線路下の地山３に線路と交差する方向に構造物を構築しようとするものであり、まず、水平ボーリングにより塩化ビニルなどの合成樹脂からなるガイド管４を軌道２から近い所定深さにおいて発進立坑と到達立坑間に複数本施工する（図１（ａ））。次いで、ワイヤーソーで地盤を切削しながら地山を防護するための防護鋼板１０を連結継手で順次嵌合させなから挿入する（図１（ｂ））。

ここで、ワイヤーソーで地盤を切削しながら防護鋼板を挿入する方法の一例について図３により説明する。
線路下の地山３には行路を挟む両側に発進立坑Ａ及び到達立坑Ｂが築造されている。これら発進立坑Ａ及び到達立坑Ｂ間の地山３内には、防護鋼板１０の幅寸法に対応した間隔を置いてガイド管４が水平ボーリングにより設置されている。防護鋼板１０の先端角部両側には従動プーリ１２が取り付けられており、発進立坑Ａの内部及び坑外にはワイヤソー１４の方向変換や繰り出し長さを調整するための複数の調整用従動プーリ１３と、駆動プーリ１１とが設置されている。これらの従動プーリ１２，１３及び駆動プーリ１１にはワイヤソー１４が無端状に巻き掛けられ、このワイヤソー１４はワイヤに適宜間隔を置いて多数のダイヤモンドビットが取り付けられている。もろちん、ワイヤソーに代えてチェーンソーを使用することもできる。

到達立坑Ｂには反力壁１５から反力を得て作動する牽引ジャッキ１６が設置され、この牽引ジャッキ１６に把持される牽引ワイヤーロープ１７は防護鋼板１０の先端に固定されている。牽引ワイヤロープ１７は、発進立坑Ａ及び到達立坑Ｂ間をボーリングし、そのボーリング孔に予め挿入するが、ガイド管４の内部に挿入するようにしてもよい。

防護鋼板１０の地山への挿入方法を説明すると、防護鋼板１０は、牽引ジャッキ１６により発進立坑Ａから到達立坑Ｂに向けて牽引される。この牽引に伴って、防護鋼板１０の先端に取り付けた従動プーリ１２はガイド管４内を移動する。また、牽引に伴って駆動プーリ１１が駆動され、これによりワイヤソー１４が循環走行し、しかも防護鋼板１０に伴って牽引されることから、ガイド管４及び防護鋼板１２の先端付近の地山が切削される。この結果、防護鋼板１０の牽引中においてその先端付近の地山は、常時、ワイヤソー１４によってスリット状に切削される。そのため、防護鋼板１０は牽引されることによって、スリット状の切削部に入り込み、スムーズに地山に挿入される。なお、上記の例においては駆動プーリ１１を発進立坑Ａ側に設けるようにしたが、これを到達立坑Ｂ側に設けるようにしてもよい。

こうして挿入される防護鋼板１０は、ワイヤソー１４によって切断されるガイド管内において順次隣接する防護鋼板と継手で連結され、軌道２の直下を防護するように施工され、線路防護体が完成する（図１（ｂ））。次いで、このようにして施工された防護鋼板により軌道への影響を与えることなく、防護鋼板に対してその下側にコ型エレメント、Ｌ型エレメントを嵌合継手で防護鋼板に連結しながら順次、掘削挿入する（図１（ｃ）、図１（ｄ））。

ここで、防護鋼板を相互に嵌合させるとともに、コ型エレメント、Ｌ型エレメントを連結する継手の例について図４、図５を参照して説明する。

図４において、防護鋼板１０の一端には、地山への挿入方向に沿って継手２０が形成され、他端には隣接する防護鋼板の継手２０と嵌合する継手２１及び鋼板から下方へ延びる継手２２が形成されている。そして、連結する一方の防護鋼板１０の継手２０と、この防護鋼板と連結する他方の防護鋼板の継手２１とを順次連結していく。上記したようにワイヤーソーにより地山とともにガイド管４を切断しながら防護鋼板１０が牽引され、一方の防護鋼板１０が設置されたときその継手２０の端部はガイド管４内に位置している。次いで、この防護鋼板と連結する他方の防護鋼板の継手２１を継手２０に嵌合させ、ワイヤーソーにより地山とともにガイド管４を切断しながら牽引することにより、防護鋼板をガイド管４内において相互に嵌合させながら設置することができる。こうして順次防護鋼板を設置した状態が図１（ｂ）の状態である。

次に、防護鋼板の下側にコ型エレメントを嵌合する場合を説明する。コ型エレメント３０は、防護鋼板と同程度の長さを有し、隅角部にその長手方向に沿って継手３１〜３４が形成されており、図では継手３１、３２のみ図示している。このコ型エレメント３０を上方を開口側とし、防護鋼板１０の下方へ延びる継手２２にコ型エレメントの上方側の継手３１、３３（図示せず）を嵌合させ、支保部材により防護鋼板を支えながら、防護鋼板１０とコ型エレメント３０で囲まれた内部を掘削し、コ型エレメントを挿入していく。こうして防護鋼板１０とコ型エレメント３０とからなるエレメントが施工された状態が図１（ｃ）である。

次いで、防護鋼板１０とコ型エレメント３０の両側にＬ型エレメント４０を嵌合挿入する。Ｌ型エレメント４０はコ型エレメントの１つの側板が無いエレメントで、隅角部にその長手方向に沿って継手４１〜４３が形成されており、図では継手４１、４２のみ図示している。このＬ型エレメント４０の上方側の継手４１と、下方側で開口側の継手４３（図示せず）をそれぞれ、防護鋼板１０の下方へ延びる継手２２、コ型エレメントの下方側の継手３２または３３（図示せず）に嵌合させ、支保部材により防護鋼板を支えながら、防護鋼板１０、コ型エレメント３０、Ｌ型エレメント４０で囲まれた内部を掘削しながらＬ型エレメント４０を挿入する。次いで、設置されたＬ型エレメントの両側に他のＬ型エレメントを順次施工する。すなわち、防護鋼板１０、Ｌ型エレメント４０の各継手にＬ型エレメント４０の継手を嵌合させ、支保部材により防護鋼板を支えながら、防護鋼板１０、隣り合うＬ型エレメント４０で囲まれた内部を掘削しながらＬ型エレメント４０を順次嵌合挿入していく。こうして防護鋼板１０とコ型エレメント３０とからなるエレメントを順次施工していく状態が図１（ｄ）である。

なお、図４の例では、防護鋼板１０の一端には、地山への挿入方向に沿って継手２０が形成され、他端には隣接する防護鋼板の継手２０と嵌合する継手２１及び鋼板から下方へ延びる継手２２が形成されているが、例えば、図５に示すように、防護鋼板の両側に継手５０を形成し、防護鋼板とコ型エレメント及びＬ型エレメントとの連結には、両側、及び下方に延びる３つの継手を有する別体の継手５１を使用するようにしてもよい。この継手を使用する場合は、例えば１つの防護鋼板１０を施工した後、ガイド管４内に防護鋼板１０と嵌合させながら別体の継手５１を挿入し、次いで継手５１に嵌合させながら防護鋼板を順次嵌合挿入することにより防護鋼板を施工する。コ型エレメント、Ｌ型エレメントの施工は図４の場合と同様である。

こうして全ての防護鋼板の下側にＬ型エレメントを施工して上床版エレメントが挿入完成した状態が図２（ａ）であり、この後、エレメント内部にコンクリートを充填する。次いで、側壁１５、下床版１７に、例えば、従来の箱型の鋼管エレメントを連結継手により順次挿入した状態が図２（ｂ）である。なお、側壁側の地山を保護する必要がある場合には、側壁にも上記の場合と同様に、予め防護鋼板を施工して土留め部材を施工し、次いで防護鋼板の内側にコ型エレメント、Ｌ型エレメントを防護鋼板に嵌合させながら順次施工し、防護鋼板をエレメントの一部に兼用して側方床版を施工するようにしてもよい。

本発明によれば、線路下等の地山を防護し、軌道、道路面に変状をほとんど与えずに交差構造物や桁等を構築することがきるので産業上の利用価値は極めて大きい。

本発明工法の施工手順を説明する図である。 本発明工法の施工手順を説明する図である。 ワイヤーソーで地山を切削して鋼板を挿入する説明図である。 継手部の詳細図である。 継手部の詳細図である。

符号の説明

１…列車、２…軌道、３…地山、４…ガイド管、１０…防護鋼板、１１…駆動プーリ、１２…従動プーリ、１３…調整用従動プーリ、１４…ワイヤソー、１５…反力壁、１６…牽引ジャッキ、１７…牽引ワイヤーロープ、２０〜２２…継手、３０…コ型エレメント、３１〜３４…継手、４０…Ｌ型エレメント、４１〜４３…継手、５１…別体の継手。

Claims (6)

1. 防護鋼板の先端部をワイヤーソーまたはチェーンソーで切削しながら隣り合う防護鋼板同士を嵌合させながら挿入し、土留め部材を施工する段階、
   土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手に嵌合させながらコ型エレメントを掘削挿入する段階、
   土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手、及び前記コ型エレメントに嵌合させながらＬ型エレメントを掘削挿入する段階、
   土留め部材を構成する防護鋼板の嵌合部付近の鉛直下向きの継手、及び前記Ｌ型エレメントに嵌合させながらＬ型エレメントを順次掘削挿入する段階、
   前記各段階により上床版エレメントの挿入完成後、エレメント内部にコンクリートを充填する段階
   を含む防護鋼板を用いたエレメント工法。
2. 前記防護鋼板同士は両側に設けた連結継手で嵌合させるとともに、一方の側にはさらに鉛直下向きの継手が形成されていることを特徴とする請求項１記載のエレメント工法。
3. 前記防護鋼板同士は両側に設けた連結継手と別体の連結継手を介して嵌合させるとともに、別体の連結継手は、さらに鉛直下向きの継手を有していることを特徴とする請求項１記載のエレメント工法。
4. 前記コ型エレメントは隅角部に形成された継手を前記鉛直下向きの継手に嵌合させ、防護鋼板とコ型エレメントで囲まれた内部を掘削しながら挿入することにより施工されることを特徴とする請求項１記載のエレメント工法。
5. 前記Ｌ型エレメントは隅角部に形成された継手を前記鉛直下向きの継手に嵌合させるとともに、コ型エレメントまたはＬ型エレメントの継手に嵌合させ、防護鋼板、コ型エレメント及びＬ型エレメントで囲まれた内部、または防護鋼板とＬ型エレメントで囲まれた内部を掘削しながら挿入することにより施工されることを特徴とする請求項１記載のエレメント工法。
6. さらに、箱型の鋼管エレメントを連結継手により順次挿入し、側壁、下床版を施工することを特徴とする請求項１記載のエレメント工法。

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