JP2016180282A - 足場装置と足場装置を用いた推進工法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設構造物ａに接近して立坑ｅの山留壁ｃが位置している場合に、両者間に足場を設置せずに推進管３などを挿入する工法を提供する。
【解決手段】既設構造物ａの山留壁側と、山留壁ｃの既設構造物側の表面に各々支持体１を突設する。両支持体１の上に、中空の中空管２を、中空管２の入口が山留壁ｃの立坑ｅ側に開口し、中空管２の出口２２が既設構造物ａに接する状態で搭載する。この中空管２の出口２２側で既設構造物ａを解体して貫通穴を開設する。その後に中空管２内に推進管３を圧入する。
【選択図】図１

Description

本発明は軌道下や道路下などの既設構造物を推進工法で横断して地盤中にあらたな地下構造物を構築する際に用いる足場装置と、その足場装置を用いた推進工法に関するものである。

鉄道線路軌道下の盛土などの既設構造物の下を、横断する方向に推進トンネルなどの地下構造物を貫通させる場合がある。
特許文献１には、山留壁を構築した発進側から到達側に向けて、覆工エレメント（推進管）を複数隣接するよう順次地山に推進させてエレメント内部にコンクリートを打設して覆工壁を構築した後、覆工壁内方の地山を掘削して地下構造物とする工法が記載されている。
その際に図４（ａ）で示すように、地表面と推進管の底面が同一の高さにおいて推進させる場合には架台や作業足場を設ける必要がない。
しかし、図４（ｂ）で示すように、既設構造物の外側に山留壁が地表面より飛び出した発進立坑を設置する場合であって、かつ推進管の底面が地表面より高い場合には簡単に推進させることができない。
そのような場合には、特許文献１に記載されているように、作業構台を地表面に設けて推進管の高さの調整をすることになる。
特開２００７−１５４４６３号公報。

図４（ｂ）に示すような特殊な状況での推進工法の場合には、発進立坑ｅ内の作業構台ｊとは別に、既設構造物ａと発進立坑ｅの山留壁の間にも推進管の底面の高さを維持する必要がある。
そのために両者の間に足場ｉを組み立ててその上を推進管が移動するように構成しなければならない。
そのような作業を行うために次のような問題が生じることになる。
＜１＞ 既設構造物と発進立坑の山留壁との間の狭い場所に推進管の底面の高さの位置に応じて足場を組み立て、あるいはその後に解体する作業が必要となる。
＜２＞ 組み立てた足場には推進管が設計勾配でかつ直進するために勾配維持部材や方向ガイド部材を設ける必要がある。
＜３＞ 組み立てた足場は高所に位置するから、その周囲には転落防止用の安全手摺の設置が必要となる。
＜４＞ 推進に際して掘削作業によって騒音が発生するため、作業箇所を防音シートなどで覆わなければならない。

上記のような課題を解決する本発明の足場装置は、推進管の発進立坑の近くの既設盛土構造物の下に、新たな地下構造物を構築する推進工法の足場装置であって、支持体と中空管とより構成し、支持体は、既設盛土構造物の地上表面に設ける第一支持体と、発進立坑の山留面に設ける第二支持体とよりなり、中空管は、端部から推進管を推進軸方向に複数並べて挿入することが可能な中空断面を有する、両端を開口した中空体であり、かつ中空管は、第一の支持体と第二の支持体の上に架け渡してあり、その一方の端部は既設盛土構造物の地上表面に当接させ、他方の端部は発進立坑内に設置していることを特徴とするものである。
また本発明の足場装置を使用した推進工法は、前記の足場装置を使用し、中空管の一方端部を既設盛土構造物の斜面に当接させ、中空管内部から既設構造物を掘削して開口穴を設け、中空管の他方端部から、推進管を推進ジャッキによって開口穴に圧入させ、既設盛土構造物の地中を貫通させることを特徴とするものである。

本発明の足場装置と足場装置を用いた推進工法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ 既設構造物と山留壁の間の狭く深い間隔でその都度、足場を組み立てたり解体したりする作業が発生しない。
＜２＞ 足場装置は、剛性な中空管であるため、その内面は均一な面であり、余計な部材を必要としないで推進管を水平かつ直進させることができる。
＜３＞ 中空管を設置した後には、すべての作業は中空管の内部での作業となるため安全手摺の設置は不要である。
＜４＞ 掘削作業において発生する騒音は、中空管の内壁によって遮断され、外部への伝播が減少する。

本発明の足場装置の斜視図。 中空管を設置した状態の説明図。 既設構造物を解体している状態の実施例の説明図。 従来の発進方法の説明図。 従来の発進方法の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明の足場装置と、その足場装置を使用した推進工法の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞ 前提条件
本発明の足場装置は、前記したように鉄道の盛土のような既設構造物ａの法尻ｂと発進立坑の山留壁ｃとの間隔に一定の距離があり、新設する地下構造物の上部位置が法尻ｂより高く位置している場合の推進工法に関するものである。
その場合に周囲の土砂の崩壊を阻止して発進立坑を構成する山留壁ｃとしては、場所打ちコンクリートの連続地中壁、地中に設置したシートパイルの壁など、公知の山留壁ｃを本発明の工法の対象としている。

＜２＞足場装置
本発明の足場装置は、図１に示すように既設構造物ａの表面と発進立坑の山留壁ｃに、設計勾配にしたがった高さに各々設ける「支持体１」と、両支持体１の上に架け渡す「中空管２」とから構成する。

＜３＞支持体
上記のように既設構造物ａの斜面ｄ（表面）と山留壁ｃとが接近して位置している場合には、従来方法ではその両者間を土砂などで埋め立てるが、本発明ではまず、支持体１を設置する。
すなわち既設構造物ａの山留壁ｃ側と、山留壁ｃの既設構造物ａ側の表面に各々ほぼ同一の高さ、あるいは設計勾配に沿って支持体１を突設して設ける。
この支持体１は、棚状に水平に突設した板体であり、山留壁ｃと既設構造物ａの面に溶接やボルト、アンカーで強固に取り付ける。
支持体１としては型鋼材を利用してもよいし、また加工製品を使用してもよい。
両者間を土砂などで埋め立てる場合と異なり、取り付け作業が簡単であり、かつ埋め立ての場合のように、後に除去する必要もない。
説明の便宜上、既設構造物ａ側に設ける支持体１を第一支持体１１と、発進立坑の山留面に設ける支持体１を第二支持体１２と称する。

＜４＞中空管
前記したように本発明の足場装置は、支持体１と中空管２で構成する。
この中空管２は、図２で示すように入り口２１と出口２２を開口した中空の函体であり、鋼材によって構成した内空を有する函体状、あるいは筒状の剛性を備えた部材である。
そして中空管２の内空断面は、後述する推進管３の外形よりも多少大きい内形を備えている。
推進管３の横断形状が矩形の場合には、中空管２の内空断面は矩形となり、推進管３が円形の場合には、中空管２の内空断面は円形となる。
したがって中空管２の内部に、１本の推進管３、あるいは複数の推進管３を並行して並べて推進することができる。
推進時には中空管２の内面の均一な平面性を利用することで、推進管３の設計勾配の維持と直進性の保持を容易にすることができる。
中空管２の軸方向の長さ、すなわち入り口２１から出口２２の間の長さは、山留壁ｃと既設構造物ａとの間隔よりも長い寸法に構成する。
後述するが、中空管２の出口２２は、既設構造物ａの斜面ｄに当接させる。
よって中空管２は既設構造物ａと山留壁ｃに取付けた支持体１１、１２上に搭載し、固定した状態となる。
中空管２は、内部を利用することで作業および通路として使用でき、中空管２の入口２１から作業員は内部に入り既設構造物ａの地上表面ｄに到達することが可能となる。

＜５＞推進管
山留壁ｃで包囲した立坑を発進基地として、立坑ｅ内部に設置した推進ジャッキｆで、推進管３を地中に圧入する工法は公知である。
推進管３は、中空のコンクリート函体、鋼製の函体、筒体など公知の構造を採用することができる。
この推進管３の単体を、推進軸方向に連続して順次、既設構造物ａの地中に圧入する。
図３に示すように先頭の推進管３には刃口２３を設け、地中への圧入抵抗を軽減させる。
立坑ｅを構成する山留壁ｃの既設構造物ａ側の一部を開口し、その開口部から推進管３を順次圧入する必要があるが、その具体的方法は後述する。

＜６＞中空管の設置
図３で示すように既設構造物ａと山留壁ｃの間に間隔があるが、その間の地盤の高さが、推進管３の圧入レベルよりも低い、という状態の現場が前提である。
そのため事前に、既設構造物ａの山留壁ｃ側に第一支持体１１を、山留壁ｃの既設構造物ａ側の表面に第二支持体１２を、設計勾配に従った高さに突設して設ける。
設計勾配が水平なら、両支持体１は同一の高さに設けることになる。
そして山留壁ｃに、推進管３の推進レベルを下辺とした開口部を開口する。
この開口部の高さ、幅は、中空管２のそれとほぼ同一の寸法である。
前記したように、中空の中空管２の推進軸方向の長さは、既設構造物ａと山留壁ｃの間隔よりも長く構成してある。
そこで第一、第二の支持体１の上に、中空管２の入口が山留壁ｃの立坑ｅの内部に位置し、中空管２の出口２２が既設構造物ａに接する状態で、設計勾配に沿った状態で搭載する。
中空管２の出口２２は、既設構造物ａの表面が斜面ｄである場合には、斜面ｄと中空管２の先端との隙間が発生しないように、例えば庇状の天井板を張り出して構成する。

＜７＞中空管の分割
既設構造物ａと山留壁ｃの間隔が大きい場合には、あらかじめ中空管２を分割して製作しておく。
中空管２を分割するか否か、分割する場合には何個に分割するかは、支持体１の上に搭載する際に用いる揚重機械の能力や作業範囲を考慮して決定する。
分割した場合には、分割した状態の中空管２の一方は支持体１の上につり降ろして搭載し、中空管２の他方は立坑ｅ内に吊り下ろす。
それと前後して山留壁ｃの一部を開口し、開口部の両側の中空管２を、同軸上で溶接して一体化する。

＜８＞既設構造物の解体
図３に示すようにこの状態では中空管２の出口２２側が既設構造物ａの斜面ｄ（表面）に当接しているので、中空管２の内部に作業者が入り、既設構造物ａを解体して開口穴を開設する。
たとえば既設構造物ａがコンクリート擁壁である場合には、水平方向に多数本のコア抜きを矩形状に連続して行い、コアで囲んだ内部のコンクリートをスプリッター、ピックなどで小割りする。
小割した破砕片は台車に積み込み、中空管２の立坑ｅ内の天井面に開口した排出口２２からクレーンで吊り上げて撤去することができる。
このように仮設資材による足場組立をせずに中空管２の内部が作業足場となるので、足場組立や解体作業が不必要となる。
同時に、作業空間の周囲は、中空管２の壁面で囲まれているので、転落防止用の安全手摺を設ける必要がない。

＜９＞推進管の推進
図２で示すように既設構造物ａの擁壁などを撤去して開口穴を掘削した後、立坑ｅ内に推進管３の単体を吊りおろし、中空管２内に人力で推進管３を挿入する。
この作業は順次、先の推進管３に連続するように、推進方向の軸を一致させて行う。
こうして、推進管３の尾端が立坑ｅ内に位置する状態になったら、立坑ｅ内に設置した水平方向に伸縮するジャッキｆで加圧して既設構造物ａの斜面ｄに設けた開口穴に圧入する。
そのような先行して掘削区間を構築する作業と、推進管３の圧入作業を繰り返すことで、既設構造物ａの下部を貫通する、推進管３による推進トンネルを構築することができる。
この推進トンネルを多数本連続して構築し、その後トンネル間を接続すれば、大空間を構築するハーモニカ工法の一部として利用することもできる。

＜１０＞中空管の撤去
推進管３が既設構造物ａの反対側の到達立坑ｅまで貫通したら中空管２の役目は終了する。
その際には立坑ｅ内に設置したジャッキｆやウインチを使用して中空管２を立坑ｅ側に引き抜く。
その引き抜きのために、中空管２の立坑ｅ側の周囲にジャッキｆの圧力を受ける受け板や、ウインチのけん引力を受けるブラケットなどを突設しておくと便利である。
あるいは既設構造物ａと山留壁ｃの間の中空管２は、山留壁ｃの既設構造物ａ側の表面に沿って切断してクレーンで吊り上げて撤去してもよい。

＜１１＞他の実施例
以上は推進管３を立坑ｅ内のジャッキｆで推進する推進工法について説明したが、シールド工法やＵＲＴによってトンネルを構築する場合にも利用することができる。

１：支持体
１１：第一支持体
１２：第二支持体
２：中空管
３：推進管

Claims (3)

1. 推進管の発進立坑の近くの既設構造物の下に、新たな地下構造物を構築する推進工法の足場装置であって、
   支持体と中空管とより構成し、
   支持体は、既設構造物の地上表面に設ける第一支持体と、
   発進立坑の山留面に設ける第二支持体とよりなり、
   中空管は、端部から推進管を推進軸方向に複数並べて挿入することが可能な中空断面を有する、両端を開口した中空体であり、
   かつ中空管は、第一の支持体と第二の支持体の上に架け渡してあり、
   その一方の端部は既設構造物の地上表面に当接させ、
   他方の端部は発進立坑内に設置されている、
   足場装置。
2. 請求項１記載の足場装置を使用し、
   中空管の一方端部を既設構造物の地上表面に当接させ、
   中空管内部から既設構造物を掘削して開口部を設け、
   中空管の他方端部から、推進管を推進ジャッキによって開口部に圧入させ、既設構造物の地中を貫通させる、
   足場装置を使用した推進工法。
3. 請求項１記載の足場装置を使用し、
   既設構造物と山留壁に架け渡して配置した中空管は、
   推進管によって既設構造物の地中を貫通した後、
   吊上げ、あるいは発進立坑内に引き抜いて撤去する、
   請求項２記載の足場装置を使用した推進工法。

Images