JP2009235775A - 立坑の坑口装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 坑口部のコンクリートの破砕を必要としないコンクリート製沈設立坑や鋼矢板立坑等の膨張性止水パッキンを使用した安全性の高い坑口装置を提供する。
【解決手段】 コンクリート函体２の坑口位置を開口し、開口部２ａの内周にほぞ部３ａを備えた環状の止水器３を取り付け、ほぞ部３ａに内側へ膨張可能な環状のゴム製の第１止水パッキン４を取り付け、コンクリート函体２に第１止水パッキン４へ気体又は液体を注入する注入口４ａを形成し、鏡切り後に切断撤去して掘進機を貫通させる残置鋼板５を開口部２ａの外側に取り付て閉塞し、開口部２ａの内側に取り外し可能な蓋となる転用鋼板７をコンクリート函体２の沈設時に取り付けて閉塞し、転用鋼板７の取り外し跡に取り付ける第２止水パッキン７を設け、掘進機８の到達時に第１止水パッキン４と第２止水パッキン７で二重にシールして安全性を高める。
【選択図】 図１
【解決手段】 コンクリート函体２の坑口位置を開口し、開口部２ａの内周にほぞ部３ａを備えた環状の止水器３を取り付け、ほぞ部３ａに内側へ膨張可能な環状のゴム製の第１止水パッキン４を取り付け、コンクリート函体２に第１止水パッキン４へ気体又は液体を注入する注入口４ａを形成し、鏡切り後に切断撤去して掘進機を貫通させる残置鋼板５を開口部２ａの外側に取り付て閉塞し、開口部２ａの内側に取り外し可能な蓋となる転用鋼板７をコンクリート函体２の沈設時に取り付けて閉塞し、転用鋼板７の取り外し跡に取り付ける第２止水パッキン７を設け、掘進機８の到達時に第１止水パッキン４と第２止水パッキン７で二重にシールして安全性を高める。
【選択図】 図１
Description
本発明は、一般的な推進工法やシールド工法を用いて地下にトンネルを掘削する工事において、コンクリート函体の沈設及び鋼矢板の圧入により築造される立坑の坑口装置に関する。
従来、推進工事等における立坑の築造方法としては、鋼矢板工法・鋼管ケーシング工法・沈設工法・深礎ライナープレート築造工法等が公知である。そのうち沈設工法（例えば特許文献１参照）は、予め製作したコンクリート函体を地中に沈設して立坑を築造する施工法であるが、掘進時において以下の問題点があった。
１）掘進機の発進位置及び到達位置となる坑口部のコンクリートを破砕する必要がある。コンクリートは厚さが５０ｃｍ以上あり、鉄筋の切断量やコンクリートの破砕量が多くて時間を要する。
２）コンクリートの破砕時の振動で坑口周辺の地山の薬液注入層や地盤改良層が破壊され、地山側からの出水・崩落が繰り返される。
３）破砕した坑口に取り付ける環状の止水器はコンクリートの鉄筋と固定するが、不安定な取り付けとなることが多く、地下水圧が高い場合は強度が不足する。溶接作業も出水状況下で行う必要があるため、強度の確保が十分でない。
４）坑口に取り付けた止水器とコンクリートとの間の空隙部を充填する工程が別途必要となる。
２）コンクリートの破砕時の振動で坑口周辺の地山の薬液注入層や地盤改良層が破壊され、地山側からの出水・崩落が繰り返される。
３）破砕した坑口に取り付ける環状の止水器はコンクリートの鉄筋と固定するが、不安定な取り付けとなることが多く、地下水圧が高い場合は強度が不足する。溶接作業も出水状況下で行う必要があるため、強度の確保が十分でない。
４）坑口に取り付けた止水器とコンクリートとの間の空隙部を充填する工程が別途必要となる。
また、鋼矢板工法（例えば特許文献２参照）は、地盤に複数の鋼矢板を圧入して土留め壁を形成した後、鋼矢板で囲まれた部分を掘削して残土を処理する施工法である。鋼矢板の坑口となる位置には環状の止水器を溶接し、この止水器にゴムシートからなる円状の止水パッキンを取り付け、掘進機が環状部材を通過する際に止水パッキンを掘進機の外周面に圧接して地下水や土砂の流入を防止するようにしている。しかし、特に到達立坑の場合、掘進機の鏡切り時において、鋼矢板を切断撤去した直後は掘進機が止水パッキンに達していないから、地山を開放してから止水パッキンに達するまでに時間を要すると、その間に地山が崩壊して地下水等の流入を許してしまう問題があった。
特開平１０−２９２４１０号公報
特開平１０−１８３６２３号公報
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、コンクリート函体の沈設工法では坑口部のコンクリートの破砕を必要としない立坑の坑口装置を提供することにあり、鋼矢板工法では立坑内への地下水や土砂の流入を確実に防止できる立坑の坑口装置を提供することにある。
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） コンクリート函体の沈設により築造される立坑の坑口装置であって、コンクリート函体の坑口となる位置を開口し、同開口部の内周面に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、鏡切り後に切断撤去して掘進機を貫通させる鋼板を開口部の外側に取り付て閉塞し、開口部の内側に取り外し可能な蓋をコンクリート函体の沈設時に取り付けて閉塞し、同蓋の取り外し跡に取り付ける環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置
２） 複数の鋼矢板の圧入により築造される立坑の坑口装置であって、圧入された鋼矢板の坑口となる位置に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器の外周部にコンクリートを打設し、止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、止水器の立坑内部側に環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置
にある。
１） コンクリート函体の沈設により築造される立坑の坑口装置であって、コンクリート函体の坑口となる位置を開口し、同開口部の内周面に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、鏡切り後に切断撤去して掘進機を貫通させる鋼板を開口部の外側に取り付て閉塞し、開口部の内側に取り外し可能な蓋をコンクリート函体の沈設時に取り付けて閉塞し、同蓋の取り外し跡に取り付ける環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置
２） 複数の鋼矢板の圧入により築造される立坑の坑口装置であって、圧入された鋼矢板の坑口となる位置に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器の外周部にコンクリートを打設し、止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、止水器の立坑内部側に環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置
にある。
本発明の請求項１記載の構成によれば、掘進機が到達時に鏡切りを行って鋼板を切断撤去し、掘進機が鋼板の撤去跡を貫通して第１止水パッキンに達すると、第１止水パッキンを膨張させて掘進機の外周面と密接させる。この第１止水パッキンで地下水等が遮断され、地山の崩壊や地下水の流入が防止される。その後、立坑の内側に有する蓋を取り外して第２止水パッキンを取り付け、掘進機を立坑内へ誘導させる。この間は第１止水パッキンで地下水等が遮断される。したがって、以下の効果を奏する。
１）コンクリート函体に予め坑口が形成されているから、掘進機の発進時及び到達時にコンクリートを破砕する必要がない。
２）コンクリートを破砕しないから、従来の破砕時の振動による坑口周辺の地山の薬液注入層や地盤改良層を破壊することがない。
３）坑口はコンクリート函体の製作時に同時に形成されるから、止水器の取り付け強度及び精度に優れ、地下水圧が高くても強度を維持できる。溶接作業も必要としない。
４）坑口に取り付けた止水器の外周部には空隙部が生じないから、コンクリート等の充填工程を省略できる。
５）掘進機の先端部（カッターフェイス）が立坑内に到達する前から第１止水パッキンで止水できる。
２）コンクリートを破砕しないから、従来の破砕時の振動による坑口周辺の地山の薬液注入層や地盤改良層を破壊することがない。
３）坑口はコンクリート函体の製作時に同時に形成されるから、止水器の取り付け強度及び精度に優れ、地下水圧が高くても強度を維持できる。溶接作業も必要としない。
４）坑口に取り付けた止水器の外周部には空隙部が生じないから、コンクリート等の充填工程を省略できる。
５）掘進機の先端部（カッターフェイス）が立坑内に到達する前から第１止水パッキンで止水できる。
また、本発明の請求項２記載の構成によれば、掘進機が鏡切りした後に鋼矢板を切断して撤去し、掘進機が鋼矢板の撤去跡を貫通して第１止水パッキンに達すると、第１止水パッキンを膨張させて掘進機の外周面と密接させる。この第１止水パッキンで地下水等が遮断され、地山の崩壊や地下水の流入が防止される。その後、立坑の内側に有する蓋を取り外して第２止水パッキンを取り付け、掘進機を立坑内へ誘導させる。この間は第１止水パッキンで地下水等が遮断されており、従来のように鋼矢板を切断撤去してから掘進機が立坑内側に設置される止水パッキンに達するまでの間に地下水等が流入することがない。
本発明の膨張性を有する第１止水パッキンには気体又は液体を注入して膨張させる。第２止水パッキンは、従来から使用されている一般的な構造で、弾性を有するゴムシート等で円状に形成したものが用いられる。以下、本発明の各実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
図１〜３に示す実施例１は、コンクリート函体の沈設により築造される立坑の坑口装置の例である。図１は実施例１の坑口装置の縦断面図、図２，３は実施例１の掘進機の到達を示す説明図である。図中、１は立坑、２はコンクリート函体、２ａは開口部、３は止水器、３ａはほぞ部、４は第１止水パッキン、４ａは注入口、５は残置鋼板、６は転用鋼板（蓋）、７は第２止水パッキン、７ａは押さえ板、８は掘進機、８ａはカッター、Ｇは地山である。
実施例１の坑口装置は、図１に示すようにコンクリート函体２の坑口となる位置を開口し、開口部２ａの内周に溝状のほぞ部３ａを備えた環状の止水器３を取り付け、止水器３のほぞ部３ａに内側へ膨張可能な環状のゴム製の第１止水パッキン４を取り付け、コンクリート函体２に第１止水パッキン４へ気体又は液体を注入するための注入口４ａを形成し、開口部２ａの外側に残置鋼板５を取り付けて閉塞し、開口部２ａの内側に取り外し可能な蓋となる転用鋼板７をコンクリート函体２の沈設時に取り付けて閉塞している。
転用鋼板７の取り外し跡に取り付ける第２止水パッキン７は、弾性を有するゴムシートで円状に形成し、取り付け時は押さえ板７ａで掘進機８の外周面（外殻フード面）に圧接させる。このようにして予め坑口部を装備させたコンクリート函体２を削孔に沈設して立坑１を築造する。
実施例１では、図２（ａ）に示すように掘進機８が地山Ｇを推進して鏡切りすると、残置鋼板５をガス切断機で円状に切断して撤去する。次に、図２（ｂ）に示すように掘進機８が残置鋼板５の撤去跡を貫通して外殻フード面が第１止水パッキン４に達すると、図示しないポンプで第１止水パッキン４に気体又は液体を注入して膨張させ、第１止水パッキン４を掘進機８の外殻フード面と密接させる。この膨張した第１止水パッキン４で地下水等は遮断され、転用鋼板６まで達しない。
その後、図３（ａ）に示すように転用鋼板６を取り外して第２止水パッキン７を押さえ板７ａで取り付け、図３（ｂ）に示すように掘進機８を立坑１内へ誘導させる。第２止水パッキン７も掘進機８の外殻フード面に圧接され、第１止水パッキン４と第２止水パッキン７で二重にシールされて地下水や土砂の流入が防止される。このように、実施例１によれば地下水等の流入を防止しながらコンクリートの破砕も省略できるから、破砕に伴う従来の問題点が解消される。
図４，５に示す実施例２は、複数の鋼矢板の圧入により築造される立坑の坑口装置の例である。図４は実施例２の坑口装置の縦断面図、図５は実施例２の第１及び第２止水パッキンの取り付け状態を示す縦断面図である。図中、９は鋼矢板、１０はコンクリートである。
実施例２の坑口装置は、図４に示すように築造された立坑１の鋼矢板９の坑口となる位置に溝状のほぞ部３ａを備えた環状の止水器３を溶接し、止水器３の外周部にコンクリート１０を打設して補強し、止水器３のほぞ部３ａに内側へ膨張可能な環状のゴム製の第１止水パッキン４を取り付け、コンクリート１０に第１止水パッキン４へ気体又は液体を注入するための注入口４ａを形成し、止水器３の内側に取り外し可能な蓋となる転用鋼板６を取り付けて閉塞している。第２止水パッキン７は実施例１と同じ構造である。
実施例２では、掘進機８が鏡切りした後に鋼矢板９をガス切断機で円状に切断して撤去する。掘進機８が鋼矢板９の撤去跡を貫通して外殻フード面が第１止水パッキン４に達すると、第１止水パッキン４を膨張させて掘進機８の外殻フード面と密接させる。この第１止水パッキン４で地下水等は遮断され、転用鋼板６まで達しない。その後、図５に示すように転用鋼板６を取り外して第２止水パッキン７を取り付け、掘進機８を立坑１内へ誘導させる。この間は第１止水パッキン４で地下水等が遮断されており、鋼矢板９を切断撤去してから掘進機８が第２止水パッキン７に達するまでの間に地下水等が流入することはない。その他、符号、構成は実施例１の坑口装置と同じである。
本発明の立坑の坑口装置は、発進立坑や到達立坑の両方に活用可能で、一般的な推進工事やシールド工事に利用される。
１ 立坑
２ コンクリート函体
２ａ 開口部
３ 止水器
３ａ ほぞ部
４ 第１止水パッキン
４ａ 注入口
５ 残置鋼板
６ 転用鋼板（蓋）
７ 第２止水パッキン
７ａ 押さえ板
８ 掘進機
８ａ カッター
９ 鋼矢板
１０ コンクリート
Ｇ 地山
２ コンクリート函体
２ａ 開口部
３ 止水器
３ａ ほぞ部
４ 第１止水パッキン
４ａ 注入口
５ 残置鋼板
６ 転用鋼板（蓋）
７ 第２止水パッキン
７ａ 押さえ板
８ 掘進機
８ａ カッター
９ 鋼矢板
１０ コンクリート
Ｇ 地山
Claims (2)
- コンクリート函体の沈設により築造される立坑の坑口装置であって、コンクリート函体の坑口となる位置を開口し、同開口部の内周面に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、鏡切り後に切断撤去して掘進機を貫通させる鋼板を開口部の外側に取り付て閉塞し、開口部の内側に取り外し可能な蓋をコンクリート函体の沈設時に取り付けて閉塞し、同蓋の取り外し跡に取り付ける環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置。
- 複数の鋼矢板の圧入により築造される立坑の坑口装置であって、圧入された鋼矢板の坑口となる位置に溝状のほぞ部を備えた環状の止水器を取り付け、同止水器の外周部にコンクリートを打設し、止水器のほぞ部に内側へ膨張可能な環状の第１止水パッキンを取り付け、止水器の立坑内部側に環状の第２止水パッキンを備え、前記第１及び第２止水パッキンによる二重の止水構造としたことを特徴とする、立坑の坑口装置。
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- 2008-03-27 JP JP2008082991A patent/JP4947724B2/ja active Active
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