JP2016113874A - オープンシールド工法におけるシールド機回収方法 - Google Patents

Abstract

【課題】到達側において立坑の構築を行わずにオープンシールド機の回収ができ、立坑構築のための土留築造が困難な場所においても、オープンシールド工法の施工を行うことができる。【解決手段】左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又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して既設コンクリート函体に接合する据え付け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いて、到達した際に、到達立坑を築造せず、オープンシールド機の前後を閉塞し、ジャッキで上方に引き上げ、同時にオープンシールド機内注入孔より空隙充填材をオープンシールド機の下方に充填していく。【選択図】 図２

Description

本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法におけるシールド機回収方法に関する。

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生かした合理性に富む工法で、下水道、雨水渠、農業用水路等の管布設工事における軟弱帯水地盤・曲線施工・家屋近接等、在来の工法では施工困難もしくはコスト高とされる施工箇所において、周辺環境への影響を最小におさえ、かつ安全、経済的な施工を可能するものである。

先にこのオープンシールド工法を説明すると、図１１〜図１３に示すように図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板１ａを主たる構成部材としてその間を底板１ｃや梁部材で連結して前面、後面及び上面を開口し、先端を刃口２として形成し、また側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ３を後方に向け上下に複数並べて配設する。側壁板１ａの先端部にはスライド自在な可動側壁板１ｂを設けた。

図中７は、推進ジャッキ３の後端に適宜上方から吊り下ろして配設する受圧部材で、ボックス鋼材又は型鋼を用いた枠体よりなる。また、図中８はオープンシールド機１内に前部の掘削部と後部とを区画する隔壁である。

オープンシールド工法は発進立坑９と到達坑との間で施工される。図示は省略するが発進立坑９内で前記オープンシールド機１を組立、発進立坑９の前の地盤を地上に設置したシャベル系の掘削機６で掘削し、該オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進立坑９内の反力壁１０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を上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。

推進ジャッキ３と反力壁１０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、発進立坑９はシートパイル等の土留矢板１１、鏡土留矢板１１ａ、支保工２２で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの鏡土留矢板１１ａを一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入等で発進立坑９の前方部分に地盤改良２３を施しておくこともある。

次いで、同様に掘削機６でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土してオープンシールド機１を前進させ、前記第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のテール部内に吊り下ろす。

なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部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を充填する。

以下、同様の掘進及びコンクリート函体４のセット工程を繰り返して、順次コンクリート函体４を縦列に地中に埋設し、コンクリート函体４同士はＰＣ鋼棒で締結し、さらに、コンクリート函体４の側方に可塑状裏込注入材１４をコンクリート函体４に形成したグラウト孔を利用して注入する。

ブルドーザやショベル等を使用して後方のコンクリート函体４上に埋戻土５を施し、振動ローラ等でかため、図示は省略するがオープンシールド機１が到達立坑まで達したならばこれを分解・撤去して工事を完了する。

発進立坑９は前記のように切梁支保工形式の土留め構造であり、シートパイル等の土留矢板１１、鏡土留矢板１１ａ、支保工２２で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの鏡土留矢板１１ａを一部鏡切りする必要がある。

また、薬液注入等で発進立坑９の前方部分、坑口に地盤改良１３を施しておくことが必要となることもある。

下記特許文献は、発進立坑を築造して、発進立坑からオープンシールド機を発進する場合に、発進立坑の切梁支保工を支障なく撤去でき、鏡切りが不要であり、発進立坑の坑口の地盤改良の必要が無く、安価かつ工期の短縮が可能となるものとして提案されている。
特開２０１２−９２６０１号公報

この特許文献１は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又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反力壁もしくは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してセットする工程とを適宜繰り返してコンクリート函体を縦列に順次埋設するオープンシールド工法において、オープンシールド機は、側壁板を上下段に適宜分割して、ボルト接合で組立可能であり、発進立坑築造後、オープンシールド機の組立に応じて、オープンシールド機より上の支保工を撤去し、立坑内のオープンシールド機側部を埋戻土または処理土で埋め戻し、オープンシールド機の組立完了後、鏡土留矢板を引き抜き、オープンシールド機を発進させるものである。

前記特許文献１によれば、発進立坑の坑口の地盤改良の必要が無いので、安価かつ工期の短縮が可能であり、鏡土留矢板は引き抜きのため、鏡切りが不要なので、安価で安全かつ工期の短縮が可能であり、オープンシールド機の据付が、全て立坑内で設置でき、土被りがある場合、シールド機側壁板立ち上げ用の立坑等の仮設が不要となり、安価かつ工期の短縮が可能となる。

発進立坑については工夫がなされているものの、オープンシールド工法での到達立坑については従来これに関する特許文献は存在しない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、到達側において立坑の構築を行わずにオープンシールド機の回収ができ、その結果、立坑構築ための土留築造が困難な場所においても、オープンシールド工法の施工を行うことができるオープンシールド工法におけるシールド機回収方法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又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して既設コンクリート函体に接合する据え付け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いて、到達した際に、到達立坑を築造せず、オープンシールド機の前後を閉塞し、ジャッキで上方に引き上げ、同時にオープンシールド機内注入孔より空隙充填材をオープンシールド機の下方に充填していく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、立坑を築造せず、オープンシールド機をジャッキで上方に引き上げて回収するものであるが、オープンシールド機の前後を閉塞は閉塞されているので、箱を引き上げるようなものであり、内部に土砂も入ることがなく、また、引き上げと同時にオープンシールド機内注入孔より空隙充填材をオープンシールド機の下方に充填していくことで、引き上げでオープンシールド機の下方に空隙が生じることもなく、かつ、オープンシールド機が傾くおそれもなく、安定した状態で引き上げることができる。

請求項２記載の本発明は、縦列に埋設するコンクリート函体の端部は端部閉塞板で閉塞す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、縦列に埋設するコンクリート函体の端部を端部閉塞板で閉塞することでコンクリート函体内に土砂や空隙充填材が入り込むことを防止でき、空隙充填材を確実にオープンシールド機の下方に充填していくことができる。

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シールド機回収方法は、到達側において立坑の構築を行わずにオープンシールド機の回収ができ、その結果、立坑構築ための土留築造が困難な場所においても、オープンシールド工法の施工を行うことができるものである。

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〜図４は本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の各工程を示す縦断側面図、図５〜図８は同上縦断正面図で、図中１はオープンシールド機、４はコンクリート函体で、オープンシールド工法については前記図１１〜図１３で説明した通りであり、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機１の前面又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４を反力にしてシールド機１を前進させる工程と、シールド機１のテール部１３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４を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体４を縦列に埋設するものである。

図示の例では、本実施形態のオープンシールド機１は左右の側壁板１ａとこれら側壁板１ａに連結する底板１ｃとからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機であるとともに機体を前後方向で複数に分割し、フロント部１２としての前方の機体の後端にテール部１３としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で中折れ部を形成して屈曲可能とした。

前記フロント部１２は主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキを左右によせて、また上下複数段に配設した。

これに対してテール部１３はコンクリート函体４の設置を行うもので、底板５を有し、機体内で前部に後方へ向けて推進ジャッキ(シールドジャッキ)を左右によせて、また上下複数段に配設している。

図１に示すように必要長コンクリート函体４を縦列に埋設したら、オープンシールド機１を更に前進させ、コンクリート函体４との切り離しを行う。図１中、Ａは掘削完了時シールド機先端位置、Ｂは掘削完了時シールド機後端位置、Ｃはシールド機切り離し後シール機先端位置、Ｄはシールド機切り離し後シール機後端位置を示す。また、１４は裏込注入材である。

本発明は前記のようにオープンシールド機１とコンクリート函体４との切り離しを行うとともに、オープンシールド機１の前後を鋼板によるシールド機端面閉塞板１５で閉塞する。このシールド機端面閉塞板１５のオープンシールド機１の前の閉塞のものは切羽土留となる。

また、掘進に使用した推進ジャッキ等は撤去して取り除いておく。

この状態で、縦列に埋設するコンクリート函体４の端部はコンクリートや木材等による端部閉塞板１６で閉塞する。

次に、図２に示すようにシールド機引き上げ架台１７を設置する。図１０に示すようにこのシールド機引き上げ架台（主桁）１７は、地面に敷設する反力板１８の上に転倒防止部材１９を介在させて主桁調整用ジャッキ２０を立設し、この主桁調整用ジャッキ２０で両側を支承する。図中２１は主桁調整用ジャッキ２０のシールド機引き上げ架台（主桁）１７への固定部材である。

そして、このシールド機引き上げ架台（主桁）１７上にセンターホール式のシールド機引上げ用ジャッキ２４を載置し、引上げ用ケーブル２５（または鋼棒）をセットする。

図３に示すように、オープンシールド機１の底にオープンシールド機内注入孔２６を穿設し、そこに充填材グラウトホース２７を設置する。

引上げ用ケーブル２５をオープンシールド機１に結合し、シールド機引上げ用ジャッキ２４によりオープンシールド機１を引き上げる。シールド機引上げ用ジャッキ２４は引上げ用ケーブル２５を尺取虫の動き的に引上げ（定着部材の定着と非定着を繰り返す）、これによりオープンシールド機１は引き上げられる。

オープンシールド機１の引上げによって発生した空隙にオープンシールド機１内部より充填材グラウトホース２７、オープンシールド機内注入孔２６を介して空隙充填材２８を注入充填する。

このオープンシールド機１の引上げおよび空隙充填材２８の充填の作業を繰り返し、所定の高さまで引上げ作業を行う。図中αはシールド機引上げ高である。

オープンシールド機１は空隙充填材２８で支承されるので、機体を前後方向で複数に分割してフロント部１２とテール部１３とからなるものでも、安全に引上げることができる。

図４に示すように、オープンシールド機１の引上げ完了後、引上げ用架台、ジャッキを撤去する。引上げ用架台、ジャッキを撤去はシールド機引き上げ架台（主桁）１７や主桁調整用ジャッキ２０、シールド機引上げ用ジャッキ２４等の撤去である。

また、地上に引上げたオープンシールド機１は適宜解体もしくはそのまま回収することができる。

本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の第１工程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シールド機回収方法の第２工程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シールド機回収方法の第３工程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シールド機回収方法の第４工程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シールド機回収方法の第１工程を示す縦断正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の第２工程を示す縦断正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の第３工程を示す縦断正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の第４工程を示す縦断正面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法の第１工程を示す平面図である。 シールド機引き上げ架台設置の要部の正面図である。 オープンシールド工法の掘進工程を示す縦断側面図である。 オープンシールド工法のコンクリート設置工程を示す縦断側面図である。 オープンシールド工法の概要を示す斜視図である。

１…オープンシールド機
１ａ…側壁板 １ｂ…可動側壁板
１ｃ…底板 ２…刃口
３…推進ジャッキ ４…コンクリート函体
５…埋戻土 ６…掘削機
７…受圧部材
８…隔壁 ９…発進立坑
１０…反力壁 １１…土留矢板
１１ａ…鏡土留矢板
１２…フロント部 １３…テール部
１４…裏込注入材 １５…シールド機端面閉塞板
１６…端部閉塞板 １７…シールド機引き上げ架台（主桁）
１８…反力板 １９…転倒防止部材
２０…主桁調整用ジャッキ ２１…固定部材
２２…支保工 ２３…地盤改良
２４…シールド機引上げ用ジャッキ
２５…引上げ用ケーブル
２６…オープンシールド機内注入孔
２７…充填材グラウトホース
２８…空隙充填材

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又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して既設コンクリート函体に接合する据え付け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いて、到達した際に、到達立坑を築造せず、オープンシールド機の前後を閉塞し、両側を主桁調整用ジャッキで支承するシールド機引き上げ架台に引上げ用ジャッキを載置して、この引上げ用ジャッキによりオープンシールド機を上方に引き上げ、同時にオープンシールド機内注入孔より空隙充填材をオープンシールド機の下方に充填していくことを要旨とするものである。

Claims (2)

1. 左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又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して既設コンクリート函体に接合する据え付け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いて、到達した際に、到達立坑を築造せず、オープンシールド機の前後を閉塞し、ジャッキで上方に引き上げ、同時にオープンシールド機内注入孔より空隙充填材をオープンシールド機の下方に充填していくことを特徴とするオープンシールド工法におけるシールド機回収方法。
2. 縦列に埋設するコンクリート函体の端部は端部閉塞板で閉塞する請求項１記載のオープンシールド工法におけるシールド機回収方法。

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