JP2017128943A - Open shield method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上下水道、共同溝、電信、電話などの付設地下道等の地下構造物をオープンシールド工法で市街地などに施工する場合のオープンシールド工法に関するものである。 The present invention relates to an open shield method for constructing an underground structure such as an attached underground passage such as a water and sewage system, a common ditch, a telegraph, and a telephone in an urban area or the like by an open shield method.
推進タイプのオープンシールド工法は、通常のオープンシールド工法では、掘削・排土は地上に設置したショベル等の掘削機で行い、また、コンクリート函体のオープンシールド機のテール部へのセットも地上に設置したクローラクレーン等の揚重機で行うが、道路や橋桁や大きな配管等の構造物の直下を横切るような場合には、それがある箇所では前記掘削機や揚重機が配置できず、オープンシールド工法の施工が不可能となるのを解消するものである。 The propulsion type open shield method is a normal open shield method, where excavation and soil removal are performed by excavators such as excavators installed on the ground, and the set of concrete box on the tail of the open shield machine is also on the ground. Open crawlers such as crawler cranes that are installed, but if they cross directly under structures such as roads, bridge girders, and large pipes, the excavator and hoist cannot be placed where they are, and open shield This eliminates the impossibility of construction.
ところでこのようなオープンシールド工法によるコンクリート函体の埋設は市街地の道路下で施工されることが多く、施工中は通行止めとなるが、一日のうちの一定の時間は道路を開放して通行可能とすることが義務付けられている。 By the way, burying of concrete boxes by such an open shield method is often performed under roads in urban areas, and is closed during construction, but can be opened by opening the road for a certain time of day. Is required.
このため、オープンシールド機が発進坑から到達坑にまで到達するまでの間で、日々の施工終了後掘進を適宜中止し、オープンシールド機の上部開口すなわち道路の開削した部分に覆工板を布設して開口を一時的に閉塞し、この覆工板の上を自動車が走行し、また、人が歩行できるようにする必要がある。 For this reason, until the open shield machine reaches from the start pit to the arrival mine, the excavation is appropriately stopped after the completion of daily construction, and a lining plate is laid on the upper opening of the open shield machine, that is, on the open part of the road. Thus, it is necessary to temporarily close the opening so that the automobile can run on the lining board and that a person can walk.
この覆工板の布設は、従来、例えば、受桁を開口の側部に設置し、この上にクレーンなどで吊り上げた覆工板を一枚ずつ架け渡すようにして順次載せている。 For laying the lining plate, conventionally, for example, a girder is installed on the side of the opening, and the lining plates lifted by a crane or the like are placed on the lining plate one by one.
また、覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行っている。この場合、施工場所が道路を横切るように直交するとき、道路の一方の側から他方の側に向けて覆工板を押出すようにして敷設する。 In addition, the removal of the lining plate is performed in the opposite manner to the case of laying. In this case, when the construction site is orthogonal so as to cross the road, the laying board is laid so as to extrude from one side of the road toward the other side.
前記のような覆工板の設置方法では、手間を要してその分だけ工期が長引くだけでなく、規制される交通時間も長くなって交通に及ぼす影響が大きい。 The above-described method of installing the lining board not only requires time and labor, but also increases the restricted traffic time and has a great influence on traffic.
そこで、例えば下記特許文献1に示すように、オープンシールド工法による施工に先行して覆工板を敷設して路面覆工を行い、さらに覆工板は発進坑から一方向に順次押出すことにより、交通障害を少なくする方法がある。
また、下記特許文献2は、前記特許文献1のような覆工板の設置方法では、施工場所の発進坑から一方向に覆工板を押出すものであり、夜間には両側交通とすることができても、交通量の多い昼間は片側交通となり、その分だけやはり工期が長引き、車両規制期間が長くなって交通に及ぼす影響が大きいとして、工期の短縮も図ることができる覆工板の設置方法として提案されたものである。
この特許文献2は、オープンシールド機の前面また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セットする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、施工場所が道路と直交する方向の道路下では、道路を挟んで道路の両側に覆工板推進引込ジャッキを設置し、道路の一方の側から道路の略中央まで覆工板を推進し敷設した後、道路の他方の側から道路の略中央まで覆工板を推進し敷設することを要旨とするものである。 This patent document 2 discloses a process of excavating and discharging soil in front of the front or top opening of an open shield machine, a process of extending a propulsion jack and advancing the shield machine using a concrete box as a reaction force, In the open shield method, in which the concrete box is buried in series in sequence by repeating the process of setting a new concrete box behind the propulsion jack shrunk in the tail section of the machine, the road where the construction site is perpendicular to the road Below, the lining board propulsion jacks are installed on both sides of the road, the lining board is pushed and laid from one side of the road to the approximate center of the road, and then the road The gist is to push and lay the lining board to the approximate center.
特許文献2の本発明によれば、道路の片側半分に覆工板を敷設した後、残りの片側半分に反対方向から覆工板を敷設するようにしたから、道路の片側半分は常に開放されており、車両はこの片側半分を走行でき、全面的に交通規制されることなく、交通障害を少なくできる。 According to the invention of Patent Document 2, since the lining board is laid on the other half of the road after the laying board is laid from the opposite direction, the half of the road is always opened. Therefore, the vehicle can run on one half of this side, and traffic can be reduced without any traffic restrictions.
前記特許文献1も特許文献2も覆工板を布設するものである。ちなみに、覆工板は、地下鉄工事をはじめ、地下街の建設・地下配管工事など各種路面掘削工事のほか、仮設構台・桟橋用床板として広く利用されているものである。
In both
このように覆工板による路面覆工では、覆工板自体が幅や長さの大きな大型のものであり、受桁を開口の側部に設置し、この上にクレーンなどで吊り上げた覆工板を一枚ずつ架け渡すようにして順次載せるにしても時間と手間のかかる大仕事である。また、設置後も覆工板のガタツキをなくすための手間がかかる。 In this way, in the road surface lining by the lining plate, the lining plate itself is a large one having a large width and length, and the covering lining is installed on the side of the opening and lifted by a crane or the like. Even if the boards are placed one by one as if they are placed one by one, it is a big task that takes time and effort. In addition, it takes time and effort to eliminate backlash of the lining plate even after installation.
また、覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行っているので同様である。 Also, the removal of the lining plate is the same because it is performed in the opposite operation to the case of laying.
前記特許文献1や特許文献2にしても、路面覆工に覆工板を使用するので、布設の仕方に工夫を凝らしたとはいえ、幅や長さの大きな大型の部材を使用することには変わりなく、問題は同様である。
Even in
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、覆工板と比べ部材幅が短いため路面覆工を行うのに、簡易かつ迅速に、工費も安く、工期も短縮できるオープンシールド工法を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an open shield construction method that eliminates the inconveniences of the above-mentioned conventional example and that is simple and quick, has low construction costs, and shortens the construction period, because the member width is shorter than the lining plate. There is to do.
前記目的を達成するため請求項1記載の本発明は、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、コンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出す推進工程を繰り返す推進タイプのオープンシールド工法において、道路部横断箇所では、コンクリート函体通過位置の左右脇に鋼管を側方土留めのために上下列に配設し、桁材を前記鋼管を上下列に配設した鋼管列の上方で、かつ、コンクリート函体通過位置より上に地上より順次横並びで据付けて路面覆工を形成し、その下をオープンシールド機およびコンクリート函体を掘進させることを要旨とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention as claimed in
請求項1記載の本発明によれば、桁材により横並びで据付けて路面覆工を形成するので、従来の覆工板による路面覆工と比べ部材幅が短く、かつ車輛通行によるガタツキもなく、必要長さを確保でき、軽量で扱い易いものとなる。
According to the present invention of
しかも、コンクリート函体を土被りありとして施工するのに桁材をコンクリート函体より上に設置することにより、設置および撤去が容易なものである。 In addition, when the concrete box is constructed with a cover, it is easy to install and remove by installing the girders above the concrete box.
桁材が受ける車輌荷重は桁受け材と基礎コンクリートを介して地山に伝達され、桁材は推進コンクリート函体とは離間されるため、コンクリート函体推進時の摩擦力の影響を受けなく、よって路面の変状がなく、工事施工中の路面の保守が必要ない。 The vehicle load received by the girder material is transmitted to the ground via the girder material and the foundation concrete, and the girder material is separated from the propulsion concrete box, so it is not affected by the frictional force when propelling the concrete box, Therefore, there is no road surface deformation and maintenance of the road surface during construction is not necessary.
また、コンクリート函体通過位置の左右両脇に上下列に鋼管を配設することにより、側部地山の崩壊をすることができる。側部地山の崩壊防止方法としては、鋼矢板による土留めや地盤改良等があるが、これらの方法は地上からの施工となるため、施工時に車輌の通行に支障をきたしてしまう。 Moreover, a side natural ground can be collapsed by arrange | positioning a steel pipe in an up-and-down row on the both sides of the concrete box passage position. As methods for preventing the collapse of the side ground, there are earth retaining with steel sheet piles, ground improvement, etc., but since these methods are construction from the ground, they impede vehicle traffic during construction.
しかし、本発明では、コンクリート函体通過位置の左右脇に上下列に配設する鋼管は、発進立坑からオーガを備えた掘進機により水平に掘進させるので鋼管施工時に車輌の通行に支障をきたすことはない。また、鋼矢板等より剛性の高い鋼管を配設するので、鋼矢板や地盤改良等より確実に地山の崩壊防止ができる。さらに、左右上下列に鋼管があることにより、コンクリート函体の敷設に使用するシールド機は、簡易的な刃口構造で良く、シールド機のコストダウンが図れる。 However, in the present invention, the steel pipes arranged in the upper and lower rows on the left and right sides of the position where the concrete box passes are made to dig horizontally from the starting vertical shaft by the excavator equipped with the auger, so that the passage of the vehicle is hindered during the construction of the steel pipe. There is no. Moreover, since a steel pipe having higher rigidity than that of a steel sheet pile or the like is disposed, the collapse of the natural ground can be surely prevented by steel sheet piles or ground improvement. Furthermore, since there are steel pipes in the left and right upper and lower rows, the shielding machine used for laying the concrete box may have a simple blade structure, and the cost of the shielding machine can be reduced.
以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、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、コンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出す推進工程を繰り返す推進タイプのオープンシールド工法において、覆工板と比べ部材幅が短いため路面覆工を行うのに、簡易かつ迅速に、工費も安く、工期も短縮でき、側部地山の崩壊防止を確実に行えるものである。 As described above, the open shield method according to the present invention includes a step of excavating and removing the soil in front of the front or upper surface opening of the open shield machine, and extending the propulsion jack to react the concrete box as a reaction force. Propulsion that repeats the process of advancing and pushing out the concrete box with a main jack installed in the starting pit, placing a new concrete box between the main jack and the extruded concrete box In the type of open shield method, the width of the member is shorter than that of the lining plate, so it is easy and quick, the construction cost is low, the construction period can be shortened, and the side ground can be reliably prevented from collapsing. Is.
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は本発明のオープンシールド工法の1実施形態を示す縦断側面図、図2は縦断正面図で、図中8は発進立坑、13は到達立坑で、発進立坑8は発進基地として函体の布設及びシールド機据付、組立のため設けられるもの、到達立坑13は工事終点としてシールド機解体、撤去のため設けられるもので、これら立坑の築造のための土留工法としては、鋼矢板工法、親杭横矢板工法、ライナープレート工法等がある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a longitudinal side view showing an embodiment of the open shield method of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal front view, 8 is a start shaft, 13 is a reach shaft, and the start shaft 8 is a box as a start base. The installation and assembly of shield machines, the installation of assembling, and the
発進立坑8内にオープンシールド機の設置に先だち、道路部横断箇所αでは、コンクリート函体の通過位置の左右脇にルーフ筒体用の鋼管(パイプルーフ)37を上下列(図示では4段)に配設して、側方土留めのための鋼管列を形成した。 Prior to the installation of the open shield machine in the start shaft 8, at the road crossing point α, the steel pipes (pipe roofs) 37 for the roof cylinders are vertically arranged on the left and right sides of the passage position of the concrete box (four stages in the figure). To form a steel pipe row for lateral earth retaining.
この鋼管(パイプルーフ)37の設置は図示は省略するが、オーガを備えた推進機を発進立坑8に設置し、これにより掘進させる。 Although the installation of the steel pipe (pipe roof) 37 is not shown, a propulsion device having an auger is installed in the start shaft 8 and is thus excavated.
発進立坑8では、元押ジャッキ23の反力を支持するための支圧壁22を発進立坑8の最奥部に構築し、その前面に鋼材を組んで架台を形成し、元押ジャッキ23を設置する。
In the start shaft 8, a
また、発進立坑8の底部では砕石39とその上の基礎コンクリート40とで基礎を形成し、その上にH鋼をレール状に並べその上の全面に鉄板を設置してシールド機の据付及び発進のための受台25を形成する。
Also, at the bottom of the start shaft 8, a foundation is formed by the crushed
使用する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1b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。
The
該オープンシールド機1は布設するコンクリート函体4の幅とシールド機の内径の幅がほぼ同一で、前記側壁板1aと底板1bの先端を刃口として形成し、また側壁板1aの中央又は後端近くにシールドジャッキ3を後方に向け上下に並べて配設する。
In the
発進立坑8内にオープンシールド機1を設置し、推進させ、オープンシールド機1と元押ジャッキ23との間にコンクリート函体4を設置し、元押ジャッキ23で推進させる。
The
一番先頭になるコンクリート函体4の前にプレスバー(押角)15を介在させる。
A press bar (push angle) 15 is interposed in front of the
元押ジャッキ23の伸長幅が足りない場合は、ストラット24を配設する。
When the extension width of the
推進は、図示の例では切羽内の地山を人力により掘削し、オープンシールド機1を推進させる。もしくは図示は省略するがショベル等の掘削機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を推進させる。
In the example shown in the figure, the
このオープンシールド機1の推進は、布設したコンクリート函体4を反力にシールド機内部に装置したシールドジャッキ3により推進させる。
The
オープンシールド機1の推進の次に、支圧壁22を反力に元押ジャッキ23を使用して、布設した全てのコンクリート函体4を推進させる函体推進に移行する。
After the propulsion of the
このようにして、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、シールドジャッキ3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を前進させる工程と、コンクリート函体4を発進立坑8に設置した元押ジャッキ23で押し出し、該元押ジャッキ23と押し出したコンクリート函体4との間に新たなコンクリート函体4を配設して押し出しを繰り返す工程を繰り返して、オープンシールド機1を到達立坑13まで到達させる。
In this manner, a step of excavating and discharging soil in front of the front or top opening of the
オープンシールド工法で施工を行なうのに道路部横断箇所αでは、路面覆工を施すが、これには覆工板を用いることなく、H鋼を桁材31として道路面に地上より据付けてフランジ31a面を上にして横並びで路面覆工を形成した。
Although the road surface crossing point α is constructed by the open shield method, road surface lining is performed. For this, without using a lining plate, H steel is used as a
道路部横断箇所αの両側に基礎コンクリート32を打設し、その上にH型鋼による桁受材33を設置し、この桁受材33で桁材31の端部を支承する。また、桁材31は前記鋼管(パイプルーフ)37を上下列に配設してなる鋼管列の上方に位置して、順次横並びで据付けられ、その下をオープンシールド機1およびコンクリート函体4が通過できるようにする。
A
桁材31であるH鋼は前記のようにフランジ31a面を上にして横並びで順次敷設してかつ連続させるが、桁材31はコンクリート函体4の上床板よりも上に設置するようにした。コンクリート函体4を土被りありとして施工する場合であり、桁材31をコンクリート函体4の上床板よりも上に設置することにより、設置および撤去が容易となる。
As described above, the H steel which is the
また、桁材31であるH鋼はウエブ31bを中にして上下に位置するフランジ31aの裏面からキープレート34をフランジ31aの端部よりも外側に突出するように取付け、これを隣接する桁材31のフランジ31aの裏側に当接させることで、桁材31をキープレート34を介して相互に固定できるものとする。
In addition, the H steel as the
桁材31であるH鋼は仕切り板状のスチフナー31cを有するものであり、これにより横並びにした際にフランジ31a同士が上下に重なりあって、入り込むような状態はなく、フランジ31aが平に並ぶ状態が得られる。
The steel H which is the
このようにして道路部横断箇所αでは桁材31を順次並べ、その端部方向には溝形鋼を上下に重ねてなる縁材35を設置し、桁材31の上面に仮舗装としてアスファルト舗装による舗装すり付け36を施す。
In this way, the
このようにして上部荷重は桁材31による路面覆工で受け、その下をオープンシールド機1を掘進させる。道路Aは歩道、道路Bは車道で、交通が可能である。
In this way, the upper load is received by the road surface lining by the
オープンシールド機1の後にコンクリート函体4が推進してくるが、コンクリート函体4に土被りがあり、桁材31を撤去しなくともコンクリート函体4はその下を通過可能であるが、コンクリート函体4の上部の埋め戻しの進行にともない、桁材31を1本ずつまたは数本ずつ撤去していく。
Although the
コンクリート函体4の推進に従い、道路部横断箇所αの全ての桁材31を撤去し、オープンシールド機1を到達立坑13に入れて回収する。
In accordance with the promotion of the
また、コンクリート函体4による地下構造物の施工後、鋼管(パイプルーフ)37はこれを到達立坑13側もしくは発進立坑8に押し抜き、回収することができる。
In addition, after the construction of the underground structure by the
1…オープンシールド機 1a…側壁板
1b…底板 3…シールドジャッキ
4…コンクリート函体 4a…先頭函体
6…掘削機 8…発進立坑
13…到達立坑 15…プレスバー
22…支圧壁 23…元押ジャッキ
24…ストラット 25…受台
31…桁材 31a…フランジ
31b…ウエブ 31c…スチフナー
32…基礎コンクリート 33…桁受材
34…キープレート 35…縁材
36…舗装すり付け 37…鋼管(パイプルーフ)
39…砕石 40…基礎コンクリート
DESCRIPTION OF
39 ...
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