JP2014084576A - 支保工用部材、並びに、土留め壁の切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、作業の安全性を確保でき、さらに、ＳＥＷ工法の施工性を確保できる支保工用部材、並びに、土留め壁の切削方法を提供することを目的とする。
【解決手段】支保工用部材１は、立坑３０の土留め壁３１の一部たる切削可能領域を、その周囲に存在する地盤の土圧や水圧の外力に対抗させるべく設けられる補強部材である。この支保工用部材１は、複数の支持片３が直列状に並べられて連結された本体２を有し、シールド掘削機Ｓによって切削可能領域を切削する場合に、シールド掘削機Ｓと切削可能領域との間に配されて使用される。そして、支保工用部材１を前記間に配した状態で、シールド掘削機Ｓを作動すると、当該支保工用部材１には、その進行方向に直交する方向に外力が作用し、支持片３同士の合わせ面Ｇを基準に、各支持片３が相対移動して分断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、立坑内で好適に利用できる支保工用部材に関するものである。また、立坑の側壁たる土留め壁を切削する場合の土留め壁の切削方法に関する。

従来より、地下鉄や道路、共同溝、並びに、下水道等のトンネル工事として、シールド掘削機を利用した、シールド工法が広く採用されている。
一般的に、このシールド工法は、まず、開切工法によって、縦穴たる立坑（発進立坑）を形成し、この発進立坑から地下にシールド掘削機を運び込み、発進立坑の掘削側面をシールド掘削機で掘削して、横方向に発進し、目的地点たる終点までトンネルを掘削する工法である。なお、通常、このようなシールド工法においては、トンネルの終点や、終点に辿り着くまでの中間地点に、発進立坑と同様の縦穴（到達立坑）が形成され、その到達立坑にシールド掘削機を到達させる。

ところで、開切工法によって形成された発進立坑や到達立坑（以下、双方をまとめて立坑ともいう）は、作業時における安全性確保等の観点から、立坑の壁面が補強される。すなわち、立坑の側面には、土圧や水圧（以下、土圧等という）による当該壁面の崩壊や、当該壁面からの地下水流出を防止するため、鉄筋コンクリートや、溝矢板、あるいはＨ型鋼等を用いた仮壁たる土留め壁が構築されたり、場合によっては周辺地盤の地盤改良等の対策も講じられる。

このように、シールド工法においては、安全性等の観点から土留め壁が設けられるが、この土留め壁は、トンネル掘削工程に移行すると、地盤改良の後に撤去されたり、あるいはシールド掘削機を通過させるための開口が形成される（所謂鏡切り）。そして、このような作業は、通常、立坑という限られた領域内で行われる。そのため、この種の作業は、従来より、人力による手段がとられており、作業時の安全性への不安、並びに、工期の長期化や施工費の増大等を招く要因となっていた。
このような事情により、シールド工法を用いたトンネル工事では、立坑における、作業効率の向上及び安全性の向上が望まれている。

そこで、近年においては、立坑の土留め壁に、長繊維で補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体（略称 ＦＦＵ：Fiber reinforced Foamed Urethane）により構成された部材を組み込み、このＦＦＵ部材が組み込まれた部分をシールド掘削機で直接的に切削するシールド工法が実施されている（略称 ＳＥＷ工法：Shield Earth Retaining Wall System）。
例えば、特許文献１にその技術が開示されている。

具体的には、特許文献１に開示されたＳＥＷ工法は、切削可能領域を備えた土留め壁を、シールド掘削機の発進・到達する位置に設け、その切削可能領域をシールド掘削機で直接的に切削する工法である。なお、切削可能領域は、ＦＦＵの積層体を所定厚に至るまで積層して形成された角材状の切削可能化部材によって形成されている。すなわち、特許文献１では、ＦＦＵによって形成された切削可能領域を立坑の土留め壁にしつつも、シールド掘削機によって直接的に切削可能としたため、作業の効率化及び安全性の向上に成功している。

特許第２８２１５５６号公報

しかしながら、従来のＳＥＷ工法においては、切削可能領域を備えた土留め壁を、所定以上の土圧等が発生する環境下に採用することが困難であった。すなわち、地上から一定以上深い大深度の環境においては、土留め壁に加わる土圧等が過度に大きくなるため、その土留め壁の一部たる切削可能領域の撓み量が著しく増大し、施工性の低下や、安全上の問題が懸念されていた。
また、切削可能領域の断面を通常の断面よりも大断面化する場合においても、同様の問題が懸念されていた。

そこで、このような状況下においてもＳＥＷ工法の採用を可能にするべく、切削可能領域に用いるＦＦＵの積層厚を増大し、当該切削可能領域の曲げ強度を直接的に高める方策（以下、積層厚増大策という）が勘案される。しかしながら、この積層厚増大策を採用した場合、ＦＦＵの材料費の大幅な増大が避けられず、不経済な施工方法となってしまう懸念があった。

そこで、本発明者は、切削可能領域にアンカー部材を設けて、このアンカー部材によって、切削可能領域の曲げ強度を間接的に補強する策（以下、アンカー補強策という）を勘案した。このアンカー補強策は、ＦＦＵ等の切削可能な材料によって形成されたテンドン等を用いて、切削可能領域を補強する策である。より詳細には、切削可能なテンドン等を、切削可能領域と土留め壁の周囲を覆う地盤とに跨るように配し、立坑の内側から、切削可能な受圧板等によって構成された緊張補助手段を用いて、そのテンドン等に引張り力を発生させ、その引張り力によって切削可能領域を補強する方策である。この方策によれば、ＳＥＷ工法の施工容易性を確保しつつ、積層厚増大策よりも材料費の増大幅を抑制することができる。

ところが、緊張補助手段を取り付けた状態で、シールド掘削機による切削作業を実施した場合、受圧板等によって、シールド掘削機による作業効率が低下してしまう不満があった。これは、受圧板等の主たる機能が、テンドン等に引張り力を発生させるところにあり、シールド掘削機の切羽の回転に抗する反力を殆ど発生させないためである。このため、土留め壁とシールド掘削機との間に存在する受圧板等によって、シールド掘削機の切羽が空回り状態となり、結果、掘削作業の効率が低下してしまっていた。

そこで、人力によって受圧板等を除去してから、シールド掘削機による切削作業を実施することが案出されるが、前記したように、受圧板等はテンドン等に引張り力を発生させるところに主たる機能があるため、この受圧板等を除去すれば、テンドン等の引張り力による補強が期待できなくなり、再び安全上の問題が生じる。

そこで、このような従来技術の問題点に鑑み、本発明では、作業の安全性を確保でき、さらに、ＳＥＷ工法の施工性を確保できる支保工用部材、並びに、土留め壁の切削方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するべく提供される請求項１に記載の発明は、シールド掘削機によって切削可能な切削可能領域を備えた立坑の側壁たる土留め壁に掛かる土圧及び／又は水圧を支保する支保工用部材であって、シールド掘削機と切削可能領域との間に配することが可能な本体を有し、前記本体は、分断可能部を有するものであり、シールド掘削機の進行方向に対して交差する方向の外力が作用すると、少なくとも分断可能部で分断することを特徴とする支保工用部材である。

本発明の支保工用部材は、シールド掘削機と土留め壁の切削可能領域との間に配して、切削可能領域を支保するものであるため、切削可能領域の補強ができ、その作用によって、当該切削可能領域における土圧や水圧に起因した撓みを抑制することができる。すなわち、先に説明したように、アンカー部材によって補強された切削可能領域をシールド掘削機によって切削する場合であって、そのアンカー部材の一部あるいは全部を除去しなければならないような状況であっても、支保工用部材による補強を行った上でアンカー部材の除去が可能であるため、作業上の安全性を十分に確保することができる。

また、請求項１に記載の支保工用部材は、シールド掘削機の進行方向と交差する方向の外力、つまりシールド掘削機の切羽（掘削部）の回転力が作用した場合に、その本体が分断される分断可能部を備えているため、切削可能領域を切削するタイミングが到来すれば、容易に所望の大きさに分断することができる。この結果、シールド掘削機による切削作業が開始された状態において、支保工用部材が大きな塊のまま存在することはない。つまり、支保工用部材は、シールド掘削機の切削作業の弊害となる可能性が低く、この支保工用部材に起因した、シールド掘削機の作業効率の低下は殆ど起こり得ない。

以上のように、本発明の支保工用部材は、切削可能領域とシールド掘削機との間に配して、その切削可能領域の補強をしつつも、不要となれば、シールド掘削機によって容易に破砕することができるため、作業上の安全性を確保しつつも、ＳＥＷ工法の施工性を確保することが可能である。

請求項２に記載の発明は、本体を構成する複数の支持片を有し、当該支持片を直列状に並べて連結されたものであり、シールド掘削機と切削可能領域との間に配した状態を基準に、支持片同士の合わせ目が、シールド掘削機の進行方向に対して交差して、前記分断可能部を形成することを特徴とする請求項１に記載の支保工用部材である。

かかる構成によれば、複数の支持片を直列状に並べて連結し、その支持片同士の合わせ目を分断可能部としたため、分断可能部において分断し易く、また分断すればその分断片は支持片以下の大きさとなる。すなわち、支保工用部材の分断片の大きさを、シールド掘削機でより容易に破砕可能な大きさにすることができる。これに伴い、シールド掘削機の作業効率を落とすことなく、切削可能領域の切削を実施することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、直列方向に隣接した支持片同士は、ピン状の部材によって連結されていることを特徴とする請求項２に記載の支保工用部材である。

かかる構成によれば、直列方向に隣接した支持片同士が、ピン状の部材で連結されているだけであるため、分断させ易い。

ここで、シールド工法を用いた掘削工事では、通常、湧水等による掘削作業への悪影響を抑えたり、シールド掘削機における掘削動作の安定性を図るべく、掘削する壁とシールド掘削機との間や、シールド掘削機のチャンバー内に、水ガラス系の薬剤（主剤が珪酸ナトリウムである薬剤）を含んだ液体が注入される。すなわち、このようにして行われる掘削工事では、掘削部やチャンバー内が、水ガラス系の薬剤の主剤の性質によってアルカリ性を呈する状態となる。
そこで、シールド工法における通常の工程を利用するべく提供される請求項４に記載の発明は、直列方向に隣接した支持片同士は、アルカリ性を呈する液体によって分解する分解可能部材を介して連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の支保工用部材である。

かかる構成によれば、アルカリ性を呈する液体によって分解される分解可能部材を介して、直列方向に隣接した支持片同士を連結したため、その支持片同士を、シールド工法において通常使用される水ガラス系の薬剤を含んだ液体によって容易に分断することができる。

請求項５に記載の発明は、支持片は、外観が直方体状あるいは円筒状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の支保工用部材である。

かかる構成によれば、支持片同士の連結構造が単純になるため、組み立ての作業効率が高い。

請求項６に記載の発明は、前記本体は、長繊維で補強された発泡樹脂成形体によって構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の支保工用部材である。

かかる構成によれば、本体が、長繊維で補強された発泡樹脂成形体により構成されているため、切削可能領域に掛かる土圧等に対する強度（主に圧縮強度）が期待できる上、シールド掘削機による切削を容易にすることができる。

請求項７に記載の発明は、立坑の側壁たる土留め壁には、シールド掘削機によって切削可能な切削可能領域があり、切削可能領域には、補強部材が設けられており、当該補強部材は、立坑の周囲を覆った地盤側に引っ張る引張り力によって切削可能領域の曲げ強度を補強するものであって、切削可能領域を切削する場合においては、シールド掘削機と切削可能領域との間に支保工用部材を配し、その状態で、前記補強部材の一部又は全部を除去する除去工程と、シールド掘削機の切削動作によって支保工用部材の本体を分断する分断工程が実施されることを特徴とする土留め壁の切削方法である。

本発明の土留め壁の切削方法は、引張り力によって壁の曲げ強度を補強する補強部材が打ち込まれた切削可能領域を切削する場合に好適な方法である。
すなわち、先に説明したように、アンカー部材のような補強部材によって補強された切削可能領域を、シールド掘削機によって切削する場合であって、補強部材の一部あるいは全部を除去しなければならないような状況であっても、支保工用部材を用いた切削可能領域の補強が可能であるため、作業上の安全性が不十分となることはない。
また、本発明では、支保工用部材の分断を、シールド掘削機の切削動作によって可能にしているため、ＳＥＷ工法の施工性を確保することができる。

先にも説明したように、緊張補助手段を取り付けた状態で、シールド掘削機による切削作業を実施した場合、緊張補助手段の構成部材たる受圧板等が起因して、シールド掘削機の切羽が空回りしてしまうため、切削作業の効率を著しく低下させてしまっていた。
そこで、そのような不具合を解消するべく提供される請求項８に記載の発明は、前記補強部材は、外力の作用によって引張り力が発生する引張り部材と、当該引張り部材に引張り力を発生させる補助機能を有する緊張補助手段を有し、除去工程では、緊張補助手段の一部又は全部が除去されることを特徴とする請求項７に記載の土留め壁の切削方法である。

かかる構成によれば、除去工程において、補強部材の構成部材たる緊張補助手段の一部あるいは全部が除去されるため、緊張補助手段の構成部材（例えば受圧板等）に起因した、シールド掘削機の切羽の空回りが発生するおそれがない。そのため、本発明によれば、シールド掘削機の切羽の空回りに起因して、シールド掘削機の作業効率が著しく低下することが防止される。

本発明の支保工用部材は、切削可能領域の曲げ強度を補強しつつ、シールド掘削機の進行方向に対して交差する方向に作用する外力によって、その本体を容易に分断することができるため、切削作業の安全性とＳＥＷ工法の施工性を確保することができる。
また、本発明の土留め壁の切削方法は、切削可能領域を補強する補強部材の緊張補助手段の一部又は全部を除去したとしても、支保工用部材による切削可能領域の補強効果が期待できるため、切削作業の安全性を確保することができる。さらに、その支保工用部材は、前記したように、シールド掘削機の動作によって容易に分断できるため、ＳＥＷ工法の施工性を確保することができる。

本発明の実施形態の支保工用部材を取り付けた状態を示す説明図である。 図１の支保工用部材を示す斜視図である。 図２の支保工用部材の分解斜視図である。 図２の支保工用部材の連結ピンに注目したＡ−Ａ断面図である。 ＴＲＤ工法によって施工した土留め壁を示す平面図である。 アンカー補強領域を示す正面図である。 立坑の施工方法を概念的に示す説明図であり、（ａ）は立坑掘削を行う直前の状態を示し、（ｂ）は立坑掘削を行い始めた過程の状態を示し、（ｃ）は切削可能領域における高さ方向中途の位置まで立坑掘削を行った状態を示している。 立坑の施工方法を概念的に示す説明図であり、（ａ）はアンカー固定穴を穿設した状態を示し、（ｂ）はアンカー固定穴にテンドンを挿通した状態を示し、（ｃ）はアンカー部材による補強が完了した状態を示している。 立坑の施工方法を概念的に示す説明図であり、所定の深さまで立坑掘削を行った状態を示している。 アンカー部材の施工方法を具体的に示した説明図であり、（ａ）はアンカー固定穴にテンドンを挿通した状態を示し、（ｂ）は緊張補助手段を取り付けた状態を示し、（ｃ）は養生台を受圧板上にセットした状態を示している。 アンカー部材の施工方法を具体的に示した説明図であり、（ａ）は養生台を受圧板側に締め付けた状態を示し、（ｂ）はジャッキアップ装置を養生台上にセットした状態を示し、（ｃ）はジャッキアップ装置を取り除いた状態を示している。 支保補強領域を示す説明図である。 支保工用部材が複数の分断片に分断した状態を示す説明図である。 支保工用部材の変形例を示す斜視図である。 支保工用部材の別の変形例を示す斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る支保工用部材１について説明する。
本実施形態の支保工用部材１は、シールドトンネルを掘削するにあたって形成される立坑３０の土留め壁３１を、一時的に支保すると共に、支保の必要性がなくなれば容易に破砕できる機能を備えたものである。そして、本実施形態では、特に、仮壁切削工法たるＳＥＷ工法（Shield Earth Retaining Wall System）に用いられる土留め壁３１の切削部分を支保することを目的としたものである。

すなわち、本実施形態の支保工用部材１は、図１に示すように、シールド掘削機Ｓによって直接的に切削可能な切削可能領域（前記切削部分）１１を、シールド掘削機Ｓと当該切削可能領域１１との間に配することで支保でき、不要となれば、シールド掘削機Ｓと切削可能領域１１との間に配した状態で、シールド掘削機Ｓによって破砕できるものである。

支保工用部材１は、図２、３に示すように、全体の外観が直方体であり、複数（本実施形態では５つ）の支持片３からなる本体２と、支持片３同士を連結する連結ピン５で構成されている。

支持片３は、全ての面が正方形（本実施形態では１５０×１５０ｍｍ）で形成された六面体（直方体）構造である。そして、支持片３は、図３に示すように、ガラス製の長繊維によって強化されたポリウレタン発泡樹脂（ＦＦＵ：Fiber reinforced Foamed Urethane）を用いて成形された薄肉の繊維強化樹脂発泡体たる積層板３５を、所定の厚みに達するまで積層して形成されたものが採用されている。

また、各積層板３５は、長繊維の配向が、ほぼ一方向に揃っており、各支持片３を組み合わせた際に、本体２の長手方向に沿うように設計されている。すなわち、各支持片３は、本体の長手方向と交差方向に作用する力の曲げモーメントに対する剛性が高い部材である。一方で、各支持片３は、強化繊維がガラス製であるため、シールド掘削機Ｓの切削による破壊が容易であり、切削容易性を備えた部材でもある。すなわち、各支持片３は、力の曲げモーメントに対する剛性が高く、切削容易性を備えた部材である。

また、各支持片３には、図３、４に示すように、対向する一対の面の中央に、有底状のピン穴３６が設けられている。そして、このピン穴３６は、正面視形状が円形を呈し、後述する連結ピン５が嵌合する程度の大きさに設定されている。

連結ピン５は、図３に示すように、外観が円筒状の部材であり、支持片３と同様、ＦＦＵを用いて成形されている。なお、この連結ピン５は、長繊維の配向がいずれの方向であっても構わないが、本実施形態では、軸線方向に沿うように構成されたものが採用されている。

そして、本実施形態の支保工用部材１は、図４に示すように、５つの支持片３を直列状に並べ、隣接する支持片３同士を連結ピン５で連結している。
なお、本実施形態では、支持片３同士を単に連結ピン５で連結しただけであるが、連結ピン５あるいはピン穴３６に接着剤等を塗布して連結しても構わない。

次に、本実施形態の支保工用部材１を用いた土留め壁の切削方法について説明する。
本実施形態の支保工用部材１は、前記したように、ＳＥＷ工法に用いられる土留め壁３１の切削可能領域１１を支保する部材である。特に、本実施形態の支保工用部材１は、設置環境（例えば大深度領域に配する等）や設計条件（例えば大断面に設計する等）等に起因した切削可能領域の撓み量を抑制するべく、アンカー部材（補強部材）１２が設置された切削可能領域（以下、単にアンカー補強領域ともいう）１１の切削を行う場合に好適に使用できるものである。

そこでまず、理解を容易にするべく、アンカー補強領域１１を備えた土留め壁（以下、単にアンカー補強壁ともいう）３１の施工方法について説明する。
なお、以下の説明においては、アンカー補強領域１１を備えない土留め壁あるいはアンカー補強壁の施工途中の土留め壁は、単に土留め壁３１という。

（アンカー補強壁の施工方向）
まず、図５に示すように、公知のソイルセメント地中連続壁工法（ＴＲＤ工法）を用いて、平面視形状が四角形を呈する立坑３０の側壁たる土留め壁３１ａ〜３１ｄを施工する。このとき、シールド掘削機Ｓの発進方向にあたる土留め壁３１ｂには、シールド掘削機Ｓにより直接切削可能な切削可能領域１１が形成される。すなわち、土留め壁３１ｂの施工においては、図６に示すように、切削可能領域１１が位置する部分に複数の長尺樹脂体１３を配し、それ以外の部分（非切削領域）に金属部材１５を配する。

より具体的には、土留め壁３１ｂは、複数の金属部材１５を垂直方向（高さ方向）に延伸させた姿勢で並列するように配し、それらの一部の範囲が切削可能領域１１に置換されるようにして形成される。すなわち、切削可能領域１１の上下左右には、非切削領域が配されており、特に高さ方向上下においては、長尺樹脂体１３と金属部材１５とが、図示しない継手及びボルトナット等の締結要素によって接続される。そして、そのようにして並べられた長尺樹脂体１３と金属部材１５との間に、ソイルセメント硬化体１６が充填される。すなわち、土留め壁３１ｂは、長尺樹脂体１３と金属部材１５とソイルセメント硬化体１６を複合して形成されている。なお、切削可能領域１１を持たない土留め壁３１ａ、３１ｃ、３１ｄは、複数の金属部材１５とソイルセメント硬化体１６のみで形成されている。

なお、本実施形態では、長尺樹脂体１３に、支保工用部材１と同様のガラス製の長繊維によって強化されたポリウレタン発泡樹脂（ＦＦＵ）によって成形された断面形状が長方形状の樹脂製部材が採用され、金属部材１５に、Ｈ型鋼が採用されている。

このようにして、土留め壁３１ａ〜３１ｄが完成（図７（ａ））すると、図７（ｂ）に示すように、土留め壁３１ａ〜３１ｄによって囲繞された部分を、所定の掘削機によって掘削（立坑掘削）する。
なお、立坑３０には、土留め壁３１ａ〜３１ｄに掛かる土圧や水圧（以下、単に土圧等という）に対抗させるべく、一定深さごとに公知の切梁（図示しない）が設けられる。

立坑掘削が実施されて、図７（ｃ）に示すように、切削可能領域１１の高さ方向中途に至るまで掘削が進むと、切削可能領域１１の周囲から掛かる土圧等の条件に基づいて、切削可能領域１１とその周囲の地盤に跨るアンカー固定穴３７を複数（図８では便宜上１箇所のみ示す）穿設する。より具体的には、アンカー固定穴３７は、図８（ａ）に示すように、切削可能領域１１から地盤に向けて所定の角度θ（例えば、５〜４５度）の下り勾配を呈するように形成される。

そして、図８（ｂ）に示すように、アンカー部材１２の構成部材の１つたる長尺状のテンドン２０を、各アンカー固定穴３７に挿通する。より具体的には、テンドン２０は、図１０に示すように、一方の端部側に配された引張り部２１と、他方の端部側に配されたテンドングリップ２２とで構成されており、引張り部２１の大半がアンカー固定穴３７内に位置するように挿通される。すなわち、テンドン２０は、図１０（ａ）に示すように、引張り部２１の一部及びテンドングリップ２２が、アンカー固定穴３７から立坑３０側に露出するような姿勢で配される。

なお、本実施形態では、ＮＭグラウンドアンカー工法に用いられるテンドン２０が採用されている。すなわち、引張り部２１は、複数の炭素繊維ケーブルを主体とし、それらの炭素繊維ケーブルを束ねて合成樹脂材料の結束具等で結束したものである。そのため、この引張り部２１は、可撓性と切削容易性を備えている。また、テンドングリップ２２は、ステンレス鋼等の金属で形成された筒状の部分であり、外周にネジが切られている。

そして、テンドン２０をアンカー固定穴３７に挿通した後、そのテンドン２０に、アンカー部材１２の構成部材の１つたる緊張補助手段１４が挿着される。具体的には、図１０（ｂ）に示すように、緊張補助手段１４は、中間部材２５と受圧板２６であり、立坑３０側に露出した引張り部２１の位置で、切削可能領域１１側から中間部材２５、受圧板２６の順番で積層した関係で配される。
なお、中間部材２５及び受圧板２６は、支保工用部材１と同様のガラス製の長繊維によって強化されたポリウレタン発泡樹脂（ＦＦＵ）によって成形された部材である。

そして、図１０（ｃ）に示すように、ほぼ筒状の養生台５０を受圧板２６上にセットする。すなわち、養生台５０は、その軸線方向に連通する連通孔４３を有し、その連通孔４３に、テンドングリップ２２を挿通して、受圧板２６上にセットされる。なお、養生台５０は、受圧板２６上にセットした状態において、アンカー固定穴３７に連通する貫通孔４５が設けられている。

そして、養生台５０を受圧板２６上にセットした状態で、図１１（ａ）に示すように、養生台５０の上部側からナット５１をテンドングリップ２２に螺合して、養生台５０を受圧板２６側に締め付ける。また同時に、貫通孔４５からアンカー固定穴３７内に定着材（グラウト材）５５を注入する。そして、この定着材５５は、アンカー固定穴３７の先端に充填されるまで注入される。

定着材５５の注入後、定着材５５の硬化作用でテンドン２０が固定されると、図１１（ｂ）に示すように、養生台５０上にジャッキアップ装置６０を据え付ける。そして、そのジャッキアップ装置６０によって、テンドン２０に引き抜き方向の力を掛けると共に、ナット５１をさらに締め付けて緊張状態を保持させる。

そして、図１１（ｃ）に示すように、養生台５０上からジャッキアップ装置６０を取り除いて、再び立坑掘削を実施する。すなわち、テンドン２０による切削可能領域１１の補強が完了し、アンカー補強領域１１が完成したことを条件に、図９に示すように、切削可能領域１１が完全に露出するまで立坑掘削及び切梁の設置を行う。
こうして、アンカー補強壁３１の施工が完了すれば、アンカー補強領域１１の切削工事への移行が可能となる。以下、アンカー補強領域１１の切削方法について説明する。

（アンカー補強領域の切削方法）
アンカー補強領域１１の切削工事では、図１に示すように、まず、坑口コンクリート５３を打設して、その坑口コンクリート５３の内側の所定の位置にシールド掘削機Ｓをセットする。このとき、シールド掘削機Ｓは、切羽Ｋをアンカー補強領域１１から一定の間隔（例えば５００〜１０００ｍｍ）離反した位置で対向させた状態とする。そして、アンカー補強領域１１に掛かる土圧等に基づいて、図１に示すように、そのシールド掘削機Ｓとアンカー補強領域１１との間の所定の位置に支保工用部材１が設置される。

より具体的には、支保工用部材１は、本体２の長手方向一方の端部が、シールド掘削機Ｓの切羽Ｋに当接し、他方の端部が、アンカー補強領域１１に当接するように設置される。このとき、本体２を構成する支持片３同士の合わせ面（分断可能部）Ｇは、本体２の長手方向に交差する姿勢となる。換言すれば、支持片３同士の合わせ面Ｇは、シールド掘削機Ｓの進行方向に対して、直交方向に交差する姿勢となる。したがって、シールド掘削機Ｓと切削可能領域１１との間に配された支保工用部材１は、切削可能領域１１からの土圧等が、長繊維を圧縮する方向あるいは、支持片３同士の合わせ面Ｇが押し合う方向に発生する姿勢である。

そして、このような姿勢で支保工用部材１を設置した後に、アンカー部材１２の一部を除去する。すなわち、支保工用部材１によるアンカー補強領域１１の補強が完了したことを条件に、図１２に示すように、緊張補助手段１４の構成部材たる中間部材２５及び受圧板２６を、公知の切断機（例えば電気のこぎり）等により切断して除去する（除去工程）。より詳細には、まず、切断機によって、養生台５０と受圧板２６との間を切断し、アンカー部材１２から養生台５０とテンドングリップ２２を除去する。そして、残った一部のアンカー部材１２から受圧板２６と中間部材２５を除去する。こうして、緊張補助手段１４が除去されれば、テンドン２０による強度は期待できなくなるが、支保工用部材１が設置されているため、このアンカー部材１２による補強がなくなった切削可能領域（以下、支保補強領域という）１１が土圧等によって破壊されてしまう危険性はない。

そして、緊張補助手段１４の除去後、シールド掘削機Ｓと支保補強領域１１との間及びシールド掘削機Ｓのチャンバー（図示しない）内に、水ガラス系の薬剤（主剤が珪酸ナトリウムである薬剤）を含んだ液体（以下、水ガラス系液体という）を注入する。そして、シールド掘削機Ｓと支保補強領域１１との間及びシールド掘削機Ｓのチャンバー内が、水ガラス系液体によって十分に満たされれば、所定のタイミングでシールド掘削機Ｓの動作を開始する。

すなわち、所定のタイミングとなれば、シールド掘削機Ｓの切羽Ｋを回転駆動し、支保補強領域１１に近接する方向に徐々に発進させる。すると、シールド掘削機Ｓと支保補強領域１１との間に位置する支保工用部材１に、切羽Ｋの回転力が伝動する。具体的には、シールド掘削機Ｓが発進し且つその切羽Ｋが回転することで、支保工用部材１には、シールド掘削機Ｓの進行方向に移動しつつ回転する外力、つまり螺旋方向の外力が加わる。

このため、支保工用部材１には、本体２の長手方向に対して、交差する方向に外力が発生するが、本体２は５つの支持片３の集合体であり、支持片３同士の合わせ面Ｇが本体２の長手方向に対して交差する方向であるため、その外力は合わせ面Ｇに配された連結ピン５に集中する。しかしながら、本実施形態においては、合わせ面Ｇに配された連結ピン５は、支持片３に比べて細くて十分小さい部材である上、そもそも支持片３同士の連結強度を期待するものではないため、本体２の長手方向に交差する方向の外力が発生すれば、その外力に耐えることなく容易に破壊される。

すなわち、支保工用部材１は、切羽Ｋによる螺旋方向の外力によって、支持片３同士が、合わせ面Ｇを基準に、相対的にスライドするように移動する。
このように、支保工用部材１は、シールド掘削機Ｓを作動することによって、支持片３同士の合わせ面Ｇで容易に分断する（分断工程）。そして、支保工用部材１は、図１３に示すように、瞬間的に、本体２を構成する支持片３と同数の数だけ分断する。

このようにして分断された支保工用部材１は、シールド掘削機Ｓによって、さらに細かく破砕されて、泥土等と共にシールド掘削機Ｓの後方に排出される。
そして、シールド掘削機Ｓが支保工用部材１による補強がなくなった切削可能領域１１に達すれば、切羽により直接的に切削可能領域１１が切削される。

以上のように、本実施形態の支保工用部材１は、切削可能領域１１とシールド掘削機Ｓとの間に配して、その切削可能領域１１の補強ができるため、アンカー部材１２によって補強されたアンカー補強領域１１を備えた土留め壁３１であっても、緊張補助手段１４に起因して、切削効率が著しく低下してしまうというおそれがない。また、本実施形態では、切削可能領域１１を補強しつつも、不要となれば、シールド掘削機Ｓによって容易に破砕することができるため、作業上の安全性を確保しつつも、ＳＥＷ工法の施工性を確保することが可能である。

上記実施形態では、連結ピン５を用いて支持片３同士を連結した支保工用部材１を示したが、本発明はこれに限定されず、連結ピン５に加えてあるいは替えて、図１４に示すように、分解可能部材６２を介して、支持片３同士を連結した支保工用部材６１であっても構わない。例えば、分解可能部材６２としては、アルカリ性の液体等で分解する性質を備えたポリ乳酸繊維等が挙げられる。この構成を採用した場合、シールド掘削機Ｓと切削可能領域１１との間に注入される水ガラス系液体によって、分解可能部材６２が容易に分解されるため、上記実施形態と同様の作用効果を期待することができる。

また、本発明では、支持片３と連結ピン５を別個単体のものとはせず、支持片に連結ピンが一体化された複合体を複数連結させた支保工用部材であっても構わない。この構成の場合、連結ピン部が設けられた面と対向する側の面に、有底状のピン挿入口を設けておく必要がある。

上記実施形態では、支持片３同士の合わせ面Ｇが、支保工用部材１の本体２の長手方向に直交するものであったが、本発明はこれに限定されず、支持片同士の合わせ面Ｇは、シールド掘削機Ｓの進行方向に交差する方向であれば、その他のいずれの方向に向いていても構わない。例えば、上記実施形態よりも本体の分断が合理的に行われる合わせ面Ｇの向きは、その合わせ面Ｇをシールド掘削機Ｓの動作に合わせて、螺旋形状とすること等が挙げられる。

また、本発明では、支持片３同士の合わせ面Ｇを設けることなく、シールド掘削機Ｓの回転力に抗する応力が小さくなる部分を複数設けた構成であっても構わない。すなわち、図１５に示すように、シールド掘削機Ｓの進行方法に沿って、複数の狭窄部（分断可能部）６８が設けられた支保工用部材６７を採用しても構わない。

上記実施形態では、本体２、６６の断面形状が、正方形を呈するものを採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、その他の断面形状を呈する本体を採用しても構わない。例えば、円形や長方形、あるいは五角形以上の多角形、その他直線と曲線を組み合わせた形状等が挙げられる。

上記実施形態では、ガラス製の長繊維で補強した支持片３を採用した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、炭素繊維やその他強度の高い樹脂繊維等の長繊維で補強した支持片を採用した構成であっても構わない。

上記実施形態では、アンカー部材１２によって補強されたアンカー補強領域１１に、樹脂製の緊張補助手段１４を採用し、その緊張補助手段１４を除去するために支保工用部材１を使用した切削方法を示したが、本発明はこれに限定されず、金属製の緊張補助手段を用いたアンカー部材で補強したアンカー補強領域に対して、支保工用部材１を使用しても構わない。これにより、施工費の上昇を抑えることができる。

上記実施形態では、シールド掘削機Ｓで切削可能領域１１を切削する場合に、緊張補助手段１４の全てを除去した後、切削可能領域１１の切削を行う切削方法を採用したが、本発明はこれに限定されず、緊張補助手段１４の受圧板２６のみを除去した後、切削可能領域１１の切削を行う切削方法を採用しても構わない。

１、６１、６７ 支保工用部材
２ 本体
３ 支持片
５ 連結ピン
１１ 切削可能領域
１２ アンカー部材（補強部材）
１４ 緊張補助手段
２０ テンドン
２１ 引張り部
２６ 受圧板
３０ 立坑
３１ 土留め壁
３７ アンカー固定穴
６２ 分解可能部材
６８ 狭窄部
Ｇ 合わせ面
Ｋ 切羽
Ｓ シールド掘削機

Claims (8)

1. シールド掘削機によって切削可能な切削可能領域を備えた立坑の側壁たる土留め壁に掛かる土圧及び／又は水圧を支保する支保工用部材であって、
   シールド掘削機と切削可能領域との間に配することが可能な本体を有し、
   前記本体は、分断可能部を有するものであり、シールド掘削機の進行方向に対して交差する方向の外力が作用すると、少なくとも分断可能部で分断することを特徴とする支保工用部材。
2. 本体を構成する複数の支持片を有し、当該支持片を直列状に並べて連結されたものであり、シールド掘削機と切削可能領域との間に配した状態を基準に、支持片同士の合わせ目が、シールド掘削機の進行方向に対して交差して、前記分断可能部を形成することを特徴とする請求項１に記載の支保工用部材。
3. 直列方向に隣接した支持片同士は、ピン状の部材によって連結されていることを特徴とする請求項２に記載の支保工用部材。
4. 直列方向に隣接した支持片同士は、アルカリ性を呈する液体によって分解する分解可能部材を介して連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の支保工用部材。
5. 支持片は、外観が直方体状あるいは円筒状であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の支保工用部材。
6. 前記本体は、長繊維で補強された発泡樹脂成形体によって構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の支保工用部材。
7. 立坑の側壁たる土留め壁には、シールド掘削機によって切削可能な切削可能領域があり、切削可能領域には、補強部材が設けられており、当該補強部材は、立坑の周囲を覆った地盤側に引っ張る引張り力によって切削可能領域の曲げ強度を補強するものであって、
   切削可能領域を切削する場合においては、シールド掘削機と切削可能領域との間に支保工用部材を配し、その状態で、前記補強部材の一部又は全部を除去する除去工程と、シールド掘削機によって支保工用部材の本体を分断する分断工程が実施されることを特徴とする土留め壁の切削方法。
8. 前記補強部材は、外力の作用によって引張り力が発生する引張り部材と、当該引張り部材に引張り力を発生させる補助機能を有する緊張補助手段を有し、
   除去工程では、緊張補助手段の一部又は全部が除去されることを特徴とする請求項７に記載の土留め壁の切削方法。

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