JP2008115575A - オープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法 - Google Patents

Abstract

【課題】箱抜きの数を低減でき、構造を簡素化でき、また、規定の張力を与えて縦列のコンクリート函体を固定でき、所定位置にコンクリート函体を確実に定着できる。
【解決手段】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の緊結方法であって、コンクリート函体４の接合端部に予め埋設しておいたインサート１２に緊結用のボルト１４をねじ込んで、ボルト１４の先端を接合端部から前方に突出させ、前記コンクリート函体４の前方に敷設した次のコンクリート函体４に前記ボルト１４の突出端を挿入してナット１６を取り付けて仮締めし、この前方のコンクリート函体４にＰＣ鋼棒２１を挿入し、このＰＣ鋼棒２１の後端を前記緊結用のボルト１４の突出端に接続してＰＣ鋼棒２１を介して緊張用ジャッキ２２でボルト１４に張力を与え、この状態でボルト１４先端に取り付けておいたナット１６を本締めして前後位置のコンクリート函体４を緊結する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上下水道、共同溝、電信・電話などの付設地下道等の地下構造物を市街地などに施工するオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法に関するものである。

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活かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図７に示すように左右の側壁板１ａと、これら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面および上面を開口したもので、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１ａの中央または後端近くにシールドジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設する。図中３は隔壁を示す。

かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、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のシールドジャッキ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を上方から吊り降ろし、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めたシールドジャッキ２の後方にセットする。シールドジャッキ２と反力壁との間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。

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など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。

ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の前面また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シールドジャッキ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または型鋼を用いた枠体よりなるプレスバー８を配設し、オープンシールド機１は後方にセットされたコンクリート函体４から反力をとる。

そして第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内で吊り降ろす。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体の４のセット工程を適宜繰り返して、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の上面に埋戻土５を入れる。

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内に吊り降ろす際には、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。

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。

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、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内に吊り降ろされ、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り、オープンシールド機１はこのように地中に残置したコンクリート函体４に反力をとって前進する。

コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図８に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面を開口１０として開放されている。

ところで、地中に縦列に埋設されるコンクリート函体４は、これを所定位置に埋設するには、接合時において、前後に位置するもの同士を最終的に接続する必要がある。

そのための方法として図９、図１０に示すようにコンクリート函体４のコーナー部であるハンチ部に前後方向に貫通孔を設け、ここにシース管を挿入してシース孔３１とし、このシース孔３１内にＰＣ鋼棒３２などの緊結部材を挿入し、これを緊結することで前後の縦列に並ぶコンクリート函体４を剛に接続している。

このＰＣ鋼棒による緊結は、コンクリート函体４に適宜間隔で箱抜き（図示は省略した）を設け、この箱抜きの個所でＰＣ鋼棒を接続する。

このＰＣ鋼棒の緊結は、最前列のコンクリート函体４の前面にセットした緊張用のジャッキでＰＣ鋼棒を緊張して行うが、コンクリート函体４の４隅にセットしたジャッキの全てを同時に作動するのではなく、対角線上にセットして一箇所ずつ作動させて緊張していた。

前記先行技術は当業者間で一般的に行なわれているものであり、文献公知発明にかかるものではない。

前記のような緊結方法では、箱抜きの数も多くを必要とし、また、縦列のコンクリート函体の全長を貫通させてＰＣ鋼棒で緊結するため、ＰＣ鋼棒は長尺を必要とし、さらにＰＣ鋼棒で緊結するだけであるから十分な緊結力が得られないことも考えられる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、箱抜きの数を低減でき、構造を簡素化でき、また、規定の張力を与えて縦列のコンクリート函体を固定でき、所定位置にコンクリート函体を確実に定着できるオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、オープンシールド機の前面また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コンクリート函体を反力に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で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降ろ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けるコンクリート函体の緊結方法であって、コンクリート函体の接合端部に予め埋設しておいたインサートに緊結用のボルトをねじ込んで、ボルトの先端を接合端部から前方に突出させ、前記コンクリート函体の前方に敷設した次のコンクリート函体に前記ボルトの突出端を挿入してナットを取り付けて仮締めし、この前方のコンクリート函体にＰＣ鋼棒を挿入し、このＰＣ鋼棒の後端を前記緊結用のボルトの突出端に接続してＰＣ鋼棒を介して緊張用ジャッキでボルトに張力を与え、この状態でボルト先端に取り付けておいたナットを本締めして前後位置のコンクリート函体を緊結することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、ＰＣ鋼棒の緊張によって緊結用のボルトに所定の張力を予め与えた状態で前記ボルトを締めることができるから、また、最終的には緊結用のボルトのみでコンクリート函体を前後の接合端面近傍で定着するから、規定の張力により前後のコンクリート函体を確実に緊結できる。

さらに、コンクリート函体は前記のように接合端面の近傍でのみボルトで緊結されるから、ボルト１本に対して、１個の箱抜きで足り、箱抜きの数も低減でき、構造も簡単となる。

請求項２記載の発明は、ＰＣ鋼棒はコンクリート函体に予め設けたシース孔に挿入されて連結用ナットにより緊結用のボルトに結合され、ボルト本締め後にシース孔から引抜かれ、シース孔にはグラウト材が注入されることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、ＰＣ鋼棒による緊張後は、シース孔はグラウト材で埋められるから、シース孔によって強度が低下することはない。

請求項３記載の発明は、ＰＣ鋼棒を挿入するシース孔は、コンクリート函体の接合端部の４隅に配設され、緊張用ジャッキを４隅のＰＣ鋼棒に接続するとともに４基の緊張用ジャッキを枠体で構成するジャッキ装置で連結し、４基の緊張用ジャッキを同時に作動して４本の緊結用のボルトを同時に締めることを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、緊結用ジャッキを４基同時に作動させ、４本のＰＣ鋼棒を同時に緊張できるから、一気に短時間で緊張でき施工性が向上する。

以上述べたように本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法は、オープンシールド工法で前後の縦列に埋設されたコンクリート函体を緊張させて固定する場合、緊結のためのボルト締付け用の箱抜きの数を低減でき、構造を簡素化でき、また、規定の張力を与えた状態で縦列のコンクリート函体を固定でき、所定位置にコンクリート函体を確実に定着できるものである。

以下、図面について本発明の実施の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けるコンクリート函体の緊結方法の実施形態を示す縦断側面図で、本発明のコンクリート函体の緊結方法が実施されるオープンシールド工法は前記従来例と同様であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

本発明は縦列に埋設した複数のコンクリート函体４を相互に定着させて最終的に所定位置に固定するための緊結方法であり、コンクリート函体４は、図３、図４に示すように緊結用のボルトをねじ込むためのインサート１２を予め埋設しておくとともに、ボルトに張力を与えるための緊張用のＰＣ鋼棒を挿入するためのシース管１３を埋設してシース孔と、ボルト緊結用の箱抜き１５とを形成しておく。

この場合、図３、図４に示すようにインサート１２とシース管１３と箱抜き１５はともにコンクリート函体４の４隅の肉厚部であるハンチ部に埋設されることになるが、前後位置のコンクリート函体４では後方のコンクリート函体４に埋設されたインサート１２の延長線上に位置させて、前方のコンクリート函体４に箱抜き１５とここに開口するシース管１３が埋設されなければならない。

よって、インサート１２とシース管１３が前後で対応するように、インサート１２とシース管１３との配置が図３に示すようにインサート１２の方が内側に位置するものと、図４に示すようにシース管１３の方が内側に位置するものとの、２種類のコンクリート函体４を製作する必要がある。

このようにしてインサート１２とシース管１３とを埋設したコンクリート函体４を接続する方法を図１、図２について説明する。後方のコンクリート函体４の敷設後、接合端部に開口しているインサート１２に緊結用のボルト１４の基部をねじ込み、先端を接合端部から突出させておく。

後方のコンクリート函体４の前方に次のコンクリート函体４を敷設したならば、後方のコンクリート函体４から突出している緊結用のボルト１４の突出端を前方のコンクリート函体４のボルト緊結用の箱抜き１５に挿入し、先端に定着具としてナット１６、ワッシャー１７、座金１８を取り付け、また、箱抜き１５の後部に定着板１９を設置し、この定着具を締付けて仮締めして後方のコンクリート函体４に前方のコンクリート函体４を仮に固定する。

オープンシールド機１の推進が完了した後、緊結用のボルト１４に連結用のナット２０を取り付け、一方、前方のコンクリート函体４に埋設してあるシース管１３内に緊張用のＰＣ鋼棒２１を挿入し、その端部を箱抜き１５に突出させて前記ナット２０に接続する。これにより、ナット２０を介してボルト１４のＰＣ鋼棒２１が接続される。

次に、前方のコンクリート函体４のシース管１３から前方に突出するＰＣ鋼棒２１に緊張用のジャッキ２２を接続し、このジャッキ２２によりＰＣ鋼棒２１を介して緊結用のボルト１４に所定の張力を与え、この状態でナット１６を増締め（本締め）し、ボルト１４の締付け力によって前後のコンクリート函体４を所定位置に固定する。

ナット１６の本締めによって前後のコンクリート函体４が固定されたならば、前方のコンクリート函体４からＰＣ鋼棒２１を引抜いて、その後のシース管１３内にはグラウト材を注入して内部を埋める。

前記緊張用のジャッキ２２による緊張は、図５、図６に示すようにジャッキ装置２３として縦枠２４と横枠２５とを方形に組み合わせたものに油圧式のジャッキ２２を取り付け、この枠体形状のジャッキ装置２３をコンクリート函体４の接合端部に固定する。

図中２６はジャッキ装置２３をコンクリート函体４の接合端部に固定するための突片形状の振れ止めを示し、この振れ止め２６がコンクリート函体４の上部と即部内側に当接することでジャッキ装置２３の落下したり、左右に移動することを阻止できる。

そして、このジャッキ装置２３に４基のジャッキ２２をセットすることで、４基全てのジャッキ２２を同時に作動して４箇所に配設したボルト１４の全てを同時に一気に締めることがてき、施工性のよいものにできる。

本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法の実施形態を示す縦断側面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法の実施形態を示す要部の縦断側面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法で使用するコンクリート函体の第１例を示す正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法で使用するコンクリート函体の第２例を示す正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法で使用するジャッキ装置の正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法で使用するジャッキ装置の縦断側面図である。 オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。 コンクリート函体の斜視図である。 従来の緊結方法で使用するコンクリート函体の斜視図である。 従来のコンクリート函体の緊結方法を示す縦断側面図である。

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
１ｄ フロント部 ２ シールドジャッキ
３ 隔壁 ４ コンクリート函体
４ａ 左側板 ４ｂ 右側板
４ｃ 上床板 ４ｃ 下床板
５ 埋戻土 ６ グラウト材
７ 高さ調整材 ８ プレスバー
９ 掘削機 １０ 開口
１１ 刃口 １２ インサート
１３ シース管 １４ 緊結用のボルト
１５ 箱抜き １６ ナット
１７ ワッシャー １８ 座金
１９ 定着板 ２０ 連結用のナット
２１ ＰＣ鋼棒 ２２ 緊張用のジャッキ
２３ ジャッキ装置 ２４ 縦枠
２５ 横枠 ２６ 振れ止め
３１ シース孔 ３２ ＰＣ鋼棒

Claims (3)

1. オープンシールド機の前面また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コンクリート函体を反力に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で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降ろ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けるコンクリート函体の緊結方法であって、コンクリート函体の接合端部に予め埋設しておいたインサートに緊結用のボルトをねじ込んで、ボルトの先端を接合端部から前方に突出させ、前記コンクリート函体の前方に敷設した次のコンクリート函体に前記ボルトの突出端を挿入してナットを取り付けて仮締めし、この前方のコンクリート函体にＰＣ鋼棒を挿入し、このＰＣ鋼棒の後端を前記緊結用のボルトの突出端に接続してＰＣ鋼棒を介して緊張用ジャッキでボルトに張力を与え、この状態でボルト先端に取り付けておいたナットを本締めして前後位置のコンクリート函体を緊結することを特徴とするオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。
2. ＰＣ鋼棒はコンクリート函体に予め設けたシース孔に挿入されて連結用ナットにより緊結用のボルトに結合され、ボルト本締め後にシース孔から引抜かれ、シース孔にはグラウト材が注入される請求項１記載のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。
3. ＰＣ鋼棒を挿入するシース孔は、コンクリート函体の接合端部の４隅に配設され、緊張用ジャッキを４隅のＰＣ鋼棒に接続するとともに４基の緊張用ジャッキを枠体で構成するジャッキ装置で連結し、４基の緊張用ジャッキを同時に作動して４本の緊結用のボルトを同時に締める請求項１または請求項２に記載のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。

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