JP2009179930A - 発進部または到達部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】推進工法において、掘進機や後続する推進管を安全で低価に発進・到達させるための発進部または到達部構造を提供する。
【解決手段】本発明は、セメント系硬化体からなる壁体によって構成される立坑から掘進機や推進管を安全に発進させたり到達させるための発進部または到達部構造において、
掘進機の発進部または到達部に位置する土留壁体に、掘進機が通過できる大きさの矩形または円形に設けた貫通口と、壁体内側面に沿って前記貫通口部を覆うように設置した仕切板と、前記仕切板に当接するとともに貫通口内周面に沿って設置した矩形または円形の補強枠と、前記補強枠内の空間に充填したファイバーモルタルと、により構成される発進部または到達部構造である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地中に推進管を順次埋設していく推進工法で、特に大深度での施工条件や地下水の多い土質条件での推進工事で、掘進機や後続する推進管を安全に発進させたり到達させるための発進部または到達部構造に関するものである。

大深度の発進立坑や到達立坑は、土圧や地下水圧に対抗するために大断面の強固な鉄筋コンクリートよりなる躯体壁を沈下させるケーソンや現地にてコンクリート中に複数本の長尺Ｈ型鋼等を建て込んで構成される地中連続壁が一般に採用されている。推進工事では、発進立坑内から掘進機や後続する推進管を地中に押し出す方法や、地中から推進埋設されてくる掘進機や後続する推進管を到達立坑内で迎える方法としては、ケーソン等の土留壁に掘進機や推進管の外径よりも大きな貫通口を開けて、その貫通口から掘進機や推進管を押し出したり、取り込んだりする方法が用いられている。

前記したケーソン等の土留壁に貫通口を設けるためには、コンクリートのはつりや鉄筋、Ｈ型鋼等の切断・撤去に多くの時間を費やすこととなり、軟弱な土質条件では土留壁に開けた貫通口と掘進機等の隙間から土砂や地下水が発進立坑内や到達立坑内に流入してくる。そのため、土留壁の前面には、一定区間だけ噴射攪拌工法による地盤改良を行って、立坑内へ土砂や地下水が流入するのを防止する方法が採用されている。しかし、土質条件によってはその効果が不確定であり、特に軟弱なシルトや粘土層では所定の硬化が得られず、地山の崩壊が発生する。また、噴射攪拌工法の工事単価が高価で、発進側と到達側の両方にわたって地盤改良を施工すると、工事費用が非常に高価になるという問題がある。

このため、土留壁の発進部や到達部に、石灰石粗骨材等からなる新素材コンクリートと鉄筋や鋼材に変えて繊維・プラスチック製素材から成る高強度補強材より構成されるケーソン等の土留壁がシールド工事等で採用されている。この土留壁により、掘進機先端のカッタビットで直接土留壁を切削することができ、発進・到達時の外壁のハツリや撤去等が省略できるという利点がある。

特開平１０−１８４２６８号

しかし、前記したケーソン等の土留壁では、発進部や到達部に設置される新素材コンクリートや繊維・プラスチック製素材が非常に高価であることから、シールド工事に比べて布設延長が比較的短い推進工事では貫通口の構築にかかる費用が、全体の工費を大きく押し上げてしまうという問題がある。このため本発明は、推進工事であっても安全で低価なケーソン等の土留壁の発進部・到達部構造を提供することである。

本発明は、セメント系硬化体からなる壁体によって構成される立坑から掘進機や推進管を安全に発進させたり到達させるための発進部または到達部構造において、
掘進機の発進部または到達部に位置する土留壁体に、掘進機が通過できる大きさの矩形または円形に設けた貫通口と、壁体内側面に沿って前記貫通口部を覆うように設置した仕切板と、前記仕切板に当接するとともに貫通口内周面に沿って設置した矩形または円形の補強枠と、前記補強枠内の空間に充填したファイバーモルタルと、により構成される発進部または到達部構造である。

仕切板と補強枠は、壁体面にかかる土圧や地下水圧に対抗させるために、比較的強度のある鋼材で製作される。仕切板は、立坑の壁体内面に合致するように設置されている。補強枠は、前記仕切板に当接し、貫通口の内周面に沿って配置されている。補強枠の支持は、貫通口内周面から突出した複数本のアンカー材によって固設されている。

補強枠内に充填されるファイバーモルタルは、モルタル内に繊維を混ぜることによって引張り強度を高めたもので、土圧や地下水圧に対しても対向できる。ファイバーは、一般にガラスや炭素繊維などが用いられ、前記した高強度補強材を用いた土留壁体より安価となる。

発進立坑側の仕切板の後方には、掘進機の外径よりもやや大きな径を有した円筒状の筒体の後端に、中心に掘進機外径よりも小さい挿通口を有した円板状の止水ゴム材よりなる発進坑口壁が装備されている。到達立坑側の仕切板の後方には、前記した発進坑口壁と同様に後端に止水ゴム材を装着した到達坑口壁が装備されている。

本発明の発進部または到達部構造は、発進に関しては発進前に貫通口を覆う仕切板を掘進機外径よりもやや大きな径で切断しておき、掘進機を発進坑口壁のゴム板の挿通口を通して前進させ、貫通口内のファイバーモルタルは掘進機先端の面板で掘進機外径の大きさだけ切削しながら発進できるため、発進立坑内に土砂や地下水が流入することなく、安全な発進が行なえる。また、到達に関しては到達前に管通口を覆う仕切板を掘進機外径よりもやや大きな径で切削しておき、貫通口内のファイバーモルタルは掘進機先端の面板で掘進機外径の大きさだけ切削しながら前進し、到達坑口壁のゴム板の挿通口を通して到達立坑内に到達するため、掘進機外周面にファイバーモルタルが密着した状態で到達できるため、土砂や地下水を完全に遮断することができる。

推進工法の発進・到達時に、大深度の施工条件や地下水の多い土質条件でも、土砂や地下水を立坑内に流入させることなく、低価で安全に遮断できるケーソン等の土留壁の発進部・到達部構造技術を実現した。

図１は、本発明のケーソン等の土留壁の発進部構造を説明する平面図である。発進立坑のケーソン等の土留壁体１０は、土圧や地下水圧による外力に対して十分に耐えるように所定の鉄筋量とコンクリート断面を算定して構築されている。掘進機の発進部に位置する土留壁体１０部には、掘進機９が通過できる大きさの矩形または円形に貫通口１を設け、土留壁体１０の内側面に沿って貫通口１を覆うように仕切板２が設置されている。前記貫通口１の内周面には、仕切板２に当接するように貫通口１の形状に合わせて矩形または円形に補強枠３が設置されている。前記補強枠３内の空間には、ファイバーモルタル４が充填されて構成される。

仕切板２の後方には、掘進機９の外径よりもやや大きな径を有する筒体７と、前記筒体７の後端に掘進機９の外径よりもやや小さな径の挿通口を有する円板状の止水ゴム材８より構成される発進坑口壁６が取付けられている。

仕切板２と補強枠３は、土留壁体１０にかかる土圧や地下水圧に対抗させるために、比較的強度のある鋼材が用いられる。仕切板２としては鋼板が用いられ、補強枠３としては形鋼が採用される。仕切板２と補強枠３とは、当接して溶接等によって強固に固定されている。補強枠３は、貫通口１内周面に均等に配置した複数本のアンカー材５によって支持、固定されている。

ケーソン等の土留壁体１０の設置方法は、工場または現地において予め製作された土留壁体１０のケーソン内を掘削しながら土留壁体１０に荷重をかけながらして土留壁体１０を所定の深さまで沈下させていく方法が用いられる。土質条件の悪い施工では、土留壁体１０背面からの土砂や地下水の流出による崩壊を防止するために、ケーソン内に空気圧をかけて切羽面を安定させながら掘削を行う沈下方法が一般に採用されている。この時、仕切板２や補強枠３及びファイバーモルタル４は、土留壁体１０の製作時に所定の位置に事前に設置されている。

図２は、本発明のケーソン等の土留壁の発進部構造を説明する断面図である。掘進機９が発進する位置の土留壁体１０の発進部には、掘進機９が通過できる大きさの矩形または円形の貫通口１が設けられている。貫通口１部分の土留壁１０の内側面には、仕切板２が貫通口１を覆うように設置されている。前記貫通口１の内周面には、仕切板２に当接するとともに貫通口１の形状に合わせた矩形または円形の補強枠３が設置されている。仕切板２の後方には、掘進機９の位置に合わせて発進坑口壁６が設置されている。

本実施例では、ケーソン等の土留壁体１０の発進部構造について説明したが、到達部構造も発進部構造と同様に仕切板２と補強枠３及びファイバーモルタル４とにより構成される。到達部構造の仕切板２の後方には、掘進機９の到達位置に合わせて到達坑口壁２が設置される。

次に、本発明の掘進機の発進状況について説明する。発進立坑となるケーソン内の掘進機９の設置位置に合わせて発進坑口壁６が、仕切板２に固設される。発進坑口壁６の設置が完了すると、発進坑口壁６の後方に掘進機９を据付た後、掘進機９の外径に少し余裕をもった大きさで仕切板２を切断する。

仕切板２の切断が完了すると、掘進機９を発進させて前進させ、発進坑口壁６の止水ゴム材８の挿通口を貫通して土留壁体１０に到達する。土留壁体１０に到達すると、掘進機先端の面板を回転させて土留壁体１０であるファイバーモルタル４を掘進機９で切削して貫通し、前部の地中へと前進させる。

土留壁体１０のファイバーモルタル４は、掘進機９の外径分だけ切削されるため、発進立て坑内への地下水や土砂の流入は、掘進機９外周に沿って入るわずかなものとなる。このため、仕切板２の後方に設置した発進坑口壁６の止水ゴム材８によって、完全に遮断することができる。

掘進機９の到達は、発進部と同様に掘進機９の到達位置に合わせて、仕切板２や補強枠３及びファイバーモルタル４の到達部が構築され、仕切板２の後方には到達坑口壁が設置される。

掘進機９が到達立坑前面の土留壁１０手前に到達すると、掘進機９の外径に少し余裕をもった大きさで仕切板２を切断する。

仕切板２の切断が完了すると、掘進機９を前進させて到達立坑の土留壁体１０に当接させ、掘進機先端の面板で土留壁体１０であるファイバーモルタル４を切削して貫通し、発進口壁６の止水ゴム材８の挿通口を貫通して到達立坑内に到達させる。

地下水圧の高い土質条件や土被りが深い施工条件下での推進工事に適用できる。

本発明のケーソン等の土留壁の発進部構造を説明する平面図である。 本発明のケーソン等の土留壁の発進部構造を説明する断面図である。

符号の説明

１ 貫通口
２ 仕切板
３ 補強枠
４ ファイバーモルタル
５ アンカー材
６ 発進坑口壁
７ 筒体
８ 止水ゴム材
９ 掘進機
１０ 土留壁体

Claims (1)

1. セメント系硬化体からなる壁体によって構成される立坑から掘進機や推進管を安全に発進させたり到達させるための発進部または到達部構造において、
   掘進機の発進部または到達部に位置する土留壁体に、掘進機が通過できる大きさの矩形または円形に設けた貫通口と、壁体内側面に沿って前記貫通口部を覆うように設置した仕切板と、前記仕切板に当接するとともに貫通口内周面に沿って設置した矩形または円形の補強枠と、前記補強枠内の空間に充填したファイバーモルタルと、により構成されることを特徴とする発進部または到達部構造。

Images