JP2021085275A - 函体推進工法における元押しジャッキ設備およびそれを用いた函体推進工法 - Google Patents

Abstract

【課題】短時間で順次推進を行うことが出来る函体推進工法における元押しジャッキ設備を提供する。【解決手段】コンクリート函体９を推進する発進立坑３において、コンクリート函体９の後方に元押しジャッキ１０をラック架台２４に収めた元押しジャッキ架台２３，２９を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台２３，２９相互の元押しジャッキ１０を連接した。【選択図】図１

Description

本発明は、軌道下や道路下を横断してトンネルなどの地下構造物を埋設するための函体推進工法における元押しジャッキ設備およびそれを用いた函体推進工法に関するものである。

従来から、軌道下や道路下を横断してトンネルなどの地下構造物を構築する場合、先に角形鋼管等を並列したルーフ防護工を軌道下や道路下の地盤中に貫通させて埋設し、このルーフ防護工により軌道荷重や道路荷重を受け、ルーフ防護工の下面に沿って地下構造物の函体を推進埋設し、あるいはルーフ防護工を函体で押し出して置き換えながら函体を推進埋設し、走行する列車や車の流れを阻害しない非開削方式の路線下横断構造物施工法が行われている。

非開削工法による線路下横断構造物の構築方法には様々な施工法がある。その中で、エレメント推進、けん引工法とともに非開削工法の代表的な施士法の一つである函体推工法は、供用中の線路下に小土被りで施工でき、これまで多くの適用実績がある。

この施工法は、下記特許文献１にもあるが、図２４に示すように線路直角方向に本設構造物のコンクリート函体９の外縁に合わせ、鉄道などの上部交通１および掘削切羽防護用の鋼製エレメントである矩形鋼管（箱形ルーフ６）を設置し、切羽掘削と共に函体推進を行って鋼製エレメントを到達側へ押し抜きながら、本設構造物の函体と置換設置する工法である。
特開昭５５−１９３１２号公報

鉄道などの上部交通１の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進立坑３と到達立坑４を築造し、前記発進立坑３内に推進機（図示せず）を設置してこれで箱形ルーフ６を到達立坑４に向けて圧入させる。

発進立坑３内に反力壁８、コンクリート函体９による地下構造物をセットし、反力壁８とコンクリート函体９との間には元押しジャッキ１０を設け、コンクリート函体９の先端に刃口１１を設ける。

刃口１１内を掘削し、小ジャッキ（図示せず）を伸長してコンクリート函体９を反力として箱形ルーフ６を１本ずつ順次推し進め、一通り箱形ルーフ６が前進したならば、小ジャッキを縮め、今度は元押しジャッキ１０を伸長してコンクリート函体９を掘進させる。

図中１６は元押しジャッキ１０とコンクリート函体９との間に介在させるストラット、２１はスペーサーを示す。

このようにして、箱形ルーフ６の前進とコンクリート函体９の前進とを交互に繰り返しながら、到達立坑４に出た箱形ルーフ６を順次撤去する。

そして、コンクリート函体９の先端が到達立坑４に達したならば、刃口１１などを撤去し適宜裏込めグラウトを行って施工を完了する。

前記非開削工法による軌道下横断トンネル施工の場合、列車の間合いまたは線路閉鎖時間内での函体推進を行うため、作業時間が短く日進量が制限されてしまう。

そして、函体推進工法では、元押しジャッキ１０による推進後、反力材（スペーサー２１、ストラット１６）を設置する必要があり、設置に多くの時間を必要とする。このため連続的に函体の推進を行うことが出来ない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、短時間で順次推進を行うことが出来る函体推進工法における元押しジャッキ設備およびそれを用いた函体推進工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、コンクリート函体を推進する発進立坑において、コンクリート函体の後方に元押しジャッキをラック架台に収めた元押しジャッキ架台を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台相互の元押しジャッキを連接した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、元押しジャッキ架台を追加設置し、各元押しジャッキを連接することで、倍のストロークを得て、順次推進を行うことが出来るため、反力材（スペーサー、ストラット）の数を減らして短時間で連続的な函体推進が可能となる。

元押しジャッキ架台を追加設置し、順次推進を行うことが出来るため、短時間で連続的な函体推進が可能となる。

請求項２記載の本発明は元押しジャッキ架台は発進立坑内に吊下し可能であ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、元押しジャッキ架台は発進立坑内に吊下することで位置決めが容易となり、ラック自体を適正位置に置くことで、元押しジャッキを相互の連接も簡易、迅速に行うことができる。

請求項３記載の本発明は前後に並べて設置する元押しジャッキ架台のうち、コンクリート函体側の元押しジャッキ架台は下部にチルタンクを設けて前後移動式としたことを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、前後に並べて設置する元押しジャッキ架台のうち、コンクリート函体側の元押しジャッキ架台は下部にチルタンクを設けて前後移動式としたので、ジャッキ移動時の抵抗を低減させることができる。

請求項４記載の本発明は元押しジャッキ間には支圧板を配置することを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、支圧板によりジャッキ架台の軸ずれによるジャッキシリンダーの座屈の懸念を払拭することができる。

請求項５記載の本発明はジャッキ架台の両脇にチルタンクによるガイド鋼材を設置することを要旨とするものである。

請求項５記載の本発明によれば、チルタンクによるガイド鋼材を移動式ジャッキ架台の両脇に設置することでジャッキ架台の軸ずれによる影響を低減することができる。

請求項６記載の本発明は、コンクリート函体を推進する発進立坑において、コンクリート函体の後方に元押しジャッキをラック架台に収めた元押しジャッキ架台を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台相互の元押しジャッキを連接した函体推進工法における元押しジャッキ設備を使用し、コンクリート函体から見て後方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、前方の元押しジャッキ架台およびコンクリート函体を推進させ、次いで、前方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、後方の元押しジャッキ架台を反力体としてコンクリート函体を推進させることを要旨とするものである。

請求項６記載の本発明によれば、推進方向に２連に繋げたダブルジャッキによって、１日当たりの推進量を倍にし、函体推進の生産性を向上させることができる。

以上述べたように本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備は、短時間で順次推進を行うことが出来るものである。

本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備の１実施形態を示す平面図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備の１実施形態を示す正面図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備の１実施形態を示す側面図である。 ジャッキの設置を示す正面図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第１〜第４工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第５〜第８工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第９〜第１２工程の説明図である。 本発明の本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第１３〜第１６工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第１７〜第２０工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第２１〜第２４工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第２５〜第２８工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第２９〜第３２工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の第３３〜第３６工程の説明図である。 本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法と従来例との比較を示す説明図である。 チルタンクによるガイド鋼材の設置を示す正面図である。 チルタンクによるガイド鋼材の設置を示す平面図である。 地下構造物の施工法として（Simple and Face-Less Method of Construction of Tunnel）ＳＦＴ工法の第１工程の縦断側面図である。 ＳＦＴ工法の第２工程の縦断側面図である。 ＳＦＴ工法の第３工程の縦断側面図である。 ＳＦＴ工法の第４工程の縦断側面図である。 ＳＦＴ工法の第５工程の縦断側面図である。 箱形ルーフの正面図である。 箱形ルーフの配置状態を示す正面図である。 推進工法の概要を示す斜視図である。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備の１実施形態を示す平面図、図２は同上正面図、図３は同上側面図で、図中３は土留鋼矢板２を打設して形成した発進立坑である。

コンクリート函体を推進する発進立坑３の最奥部には鉄筋コンクリート製の反力壁８が設けられ、その前には鋼材で組まれた井桁枠２２が設置される。

本発明は、元押しジャッキ架台２３、２９を複数前後に並べて設置した。

該元押しジャッキ架台２３、２９は元押しジャッキ１０をＨ形鋼材等で組んだラック架台２４に前後方向に向け水平に収めたもので、図４に示すように元押しジャッキ１０のシリンダー部を溶接でラック架台２４に固定する。なお、溶接しない場合は、ホルダーを設けたり、バンド止めで固定してもよい。

これら元押しジャッキ架台２３、２９は地上で枠組んで、元押しジャッキ１０を取付けてから、ラック架台２４毎クレーン等で発進立坑３内に吊下し可能なものとする。

発進立坑３の奥側（コンクリート函体９の推進側と反対側）に設置する元押しジャッキ架台２３はラック架台２４と井桁枠２２とを繋ぎ材２５で連結するなどして固定的に設ける。

一方、その前側（コンクリート函体９側）に設置する元押しジャッキ架台２９は下部にチルタンク３０を設けて前後移動式とした。また、これに対応して発進立坑３の底部には基礎コンクリート中にＨ型鋼材をそのフランジ面を顕出させて埋設してなるレール３１を敷設した。

発進立坑３に前後に並べて設置した前記元押しジャッキ架台２３、２９は、ジャッキ架台２３、２９相互の元押しジャッキ１０は中心を同一にして並ぶようにして相互に連接し、元押しジャッキ１０の推進は相互に作用できるようにする。

なお、図示は省略するが、元押しジャッキ１０間には支圧板を配置する。

この支圧板は厚みのある鋼製の矩形板であり、例えば元押しジャッキ１０のジャッキシリンダーの端に取り付けた。

かかる支圧板を設けることでジャッキ架台の軸ずれによるジャッキシリンダーの座屈の懸念を払拭することができる。

なお、前側に設置する元押しジャッキ架台２９が位置する側方には発進立坑３の壁から突き出るガイド枠壁２６を形成し、元押しジャッキ設備２９はこの左右のガイド枠壁２６内に収め、大きく傾くことの無い様にした。

このガイド枠壁２６は図１５、図１６に示すようにチルタンクによるガイド鋼材３２として構成することができる。ガイド鋼材はＨ３３０鋼を枠組組んだものでありチルタンク（ローラー）は横向きの鋼材のフランジ面に外側に向けて配置される。

かからチルタンクによるガイド鋼材３２を移動式ジャッキ架台２９の両脇に設置することでジャッキ架台２９の軸ずれによる影響を低減することができる。

本発明工法は、コンクリート函体を推進する発進立坑において、コンクリート函体の後方に元押しジャッキをラック架台に収めた元押しジャッキ架台を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台相互の元押しジャッキを連接した函体推進工法における元押しジャッキ設備を使用し、コンクリート函体から見て後方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、前方の元押しジャッキ架台およびコンクリート函体を推進させ、次いで、前方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、後方の元押しジャッキ架台を反力体としてコンクリート函体を推進させるものである。

次に、このような元押しジャッキ架台２３、２９を用いる函体推進工法の一つとしてＳＦＴ工法を説明する。

この工法（Simple and Face-Less Method of Construction of Tunnel）は、「シンプルで切羽の無いトンネルの構築工法」の略称としてＳＦＴ工法と名付けられた。

図１７〜図２１の工程図に基づいて説明すると、第１工程として図１７に示すように鉄道などの上部交通（図示は省略した）の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進立坑３と到達立坑４を築造し、前記発進立坑３内に推進機５を設置してこれでルーフ用筒体である箱形ルーフ６を到達立坑４に向けて圧入させる。箱形ルーフ６の上面にはフリクションカッタープレート７を取り付けて、箱形ルーフ６とともに押出す。

この場合、箱形ルーフ６は図２３に示すように推進させようとするコンクリート函体９の外形に対応するように四角形状に配置し、箱形ルーフ６で囲まれた切羽部には土留部材１９を配設する。

図２２は箱形ルーフ６の正面図で、略正方形断面の箱形筒体であり、側面に鉤状のもしくは平板状の継手６ａ，６ｂを長手方向に連続して形成し、また、上面に平板からなるフリクションカッタープレート７を取り付けている。箱形ルーフ６は長さ方向に順次接続して必要長を埋設することができ、さらに継手６ａ，６ｂを介して縦横方向に連続しながら並列させる。

図中１７は腹起こし材、発進立坑３側の土留鋼矢板２と到達立坑４側の土留鋼矢板２を結合するタイロット材１８で固定する。２０は発進台を示す。

図１８に示すように、発進立坑３と到達立坑４間に箱形ルーフ６を貫通させて図２３に示すように推進させようとするコンクリート函体９の外形に対応するように四角形状に配置し、箱形ルーフ６で囲まれた切羽部には土留部材１９を配設する。

次に第３工程の図１９に示すようにコンクリート函体９を発進立坑３に設置し、コンクリート函体９の後方の反力壁８との間に推進設備として元押しジャッキ１０、ストラット１６を配設する。

そして、止め部材１４でフリクションカッタープレート７を発進立坑３側に固定する。このフリクションカッタープレート７により箱形ルーフ６およびコンクリート函体９と周辺土砂との縁切りを行う。

次に先行して押出した箱形ルーフ６の後端にコンクリート函体９の先端を接合し、または当接させて、第４工程として図２０に示すように元押しジャッキ１０を伸長してコンクリート函体９を前方に押出す。

コンクリート函体９の押出しと同時に箱形ルーフ６も押出し、さらに切羽部の掘削は行わず、箱形ルーフ６を押出すときに同時に箱形ルーフ６で囲まれた部分に配設した土留部材１９を押出すことによりその前方の土砂も同時に押出す。この場合、前記のようにフリクションカッタープレート７により箱形ルーフ６およびコンクリート函体９と周辺土砂との縁切りがなされているから、箱形ルーフ６およびコンクリート函体９はスムーズに推進する。

このようにして第４工程として図２０に示すように箱形ルーフ６とこの箱形ルーフ６に囲まれて同時に押出された土砂が到達立坑４に到達したならば、到達立坑４で箱形ルーフ６を撤去すると同時に、土砂を掘削して排土する。

そして、さらにコンクリート函体９の先端が到達立坑４に達するまで推進してコンクリート函体９の全長の推進が完了する。

次に前記ＳＦＴ工法などの推進工法における本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法の施工ステップについて説明する。

図５は第１〜第４工程を示すもので、第１工程として前記図１７に示すようにコンクリート函体９を発進立坑３に築造した状態から、第２工程として井桁枠２２を反力壁８の前に設置し、第３工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３をその前に据付け、第４工程としてこの元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０を用いてコンクリート函体９を空押しする。

図６は第５〜第８工程を示すもので、第５工程として元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０を後退させ、コンクリート函体９の後ろにスペーサー２１を介在させ、箱形ルーフ６の後ろに押角２７を設置し、箱形ルーフ６とコンクリート函体９を押角２７を介在させて接合させる。

第６工程としてコンクリート函体９の上にフリクションカッタープレート７を敷設し、フリクションカッタープレート制御装置２８をフリクションカッタープレート７に取り付ける。第７工程としてフリクションカッタープレート７のフリクションカッタープレート制御装置２８を作動させ、第８工程としてコンクリート函体９を推進させる。このフリクションカッタープレート制御装置２８はフリクションカッタープレート７を引き戻すものである。

図７は第９〜第１２工程を示すもので、第９工程としてスペーサー２１（３基のうち２基）を撤去し、その空いた後に下側にチルタンク３０を取り付けた第２段目の元押しジャッキ架台２９を吊り下ろし設置する。この第２段目の元押しジャッキ架台２９はレール３１に沿って移動可能である。

第１０工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０により第２段目の元押しジャッキ架台２９とコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、同時に箱形ルーフ６で囲まれた土砂も押出す。

第１１工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０はそのまま伸長させた状態で、第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０でコンクリート函体９および箱形ルーフ６をさらに推進させ、第１２工程では残っていたスペーサー２１を吊り上げ撤去し、第２段目の元押しジャッキ架台２９を後退させる。

図８は第１３〜第１６工程を示すもので、第１３工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３を後退させ、第２段目の元押しジャッキ架台２９をレバーブロック（登録商標）で第１段目の元押しジャッキ設備２３側に移動する。

第１４工程としてストラット１６を組み立て、第１５工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０により第２段目の元押しジャッキ架台２９とコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、さらに 第１６工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０でさらに推進させる。

図９は第１７〜第２０工程を示すもので、第１７工程としてストラット１６の２基目を組立て、第１８工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０によりコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、さらに第１９工程として第２段目の元押しジャッキ設備２３でさらに推進させる。第２０工程としてストラット１６の３基目を組立てる。

図１０は第２１〜第２４工程を示すもので、第２１工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０により第２段目の元押しジャッキ架台２９ともどもコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、第２２工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０によりコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、第２１工程としてストラット１６の上部に足場・安全手摺（図示せず）を設置し、第２３工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０でさらに推進させる。第２４工程としてストラット１６の４基目を設置する。

図１１は第２５〜第２８工程を示すもので、第２５工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０により第２段目の元押しジャッキ架台２９ともどもコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、第２６工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０によりコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させる。第２７工程としてストラット１６の５基目を設置する。第２８工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０により第２段目の元押しジャッキ架台２９ともどもコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させる。

図１２は第２９〜第３２工程を示すもので、第２９工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０によりコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、第３０工程としてストラット１６の６基目を設置する。第３１工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３により第２段目の元押しジャッキ架台２９ともどもコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させ、第３２工程として第２段目の元押しジャッキ架台２９によりコンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させる。

図１３は第３３〜第３６工程を示すもので、第３３工程として第２段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０を後退させ、スペーサー２１を１基投入し、コンクリート函体９および箱形ルーフ６を推進させる。第３４工程として第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０を後退させ、第２段目の元押しジャッキ架台２９も後退させ、押角２７やストラット１６の４基を発進立坑３の上方に楊重して撤去する。

第３５工程として、フリクションカッタープレート制御装置２８を撤去し、フリクションカッタープレートを切断し、第３６工程として、箱形ルーフ６内の土砂を掘削排除し、箱形ルーフ６を撤去する。

図１４は本発明の函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法と従来例との比較を示す説明図で、左に従来工法、右に本発明工法（ダブルジャッキ）を示す。

従来工法では、１回の推進長は９４０ｍｍで、ストラット１６も９４０ｍｍであるが、本発明工法では１回の推進長は第１段目の元押しジャッキ架台２３の元押しジャッキ１０の推進長８９０ｍｍと第２段目の元押しジャッキ架台２９の元押しジャッキ１０の推進長１１５０ｍｍとを合わせた２０４０ｍｍが得られる。

以上の実施形態は函体推進工法の一つとしてＳＦＴ工法について説明したが、
他の函体推進工法でも同様に適用できるものである。

１ 上部交通 ２ 土留鋼矢板
３ 発進立坑 ４ 到達立坑
５ 推進機 ６ 箱形ルーフ
６ａ、６ｂ 鉤状の継手 ７ フリクションカッタープレート
８ 反力壁 ９ コンクリート函体
１０ 元押しジャッキ １１ 刃口
１４ 止め部材 １６ ストラット
１７ 腹起こし材 １８ タイロット材
１９ 土留部材 ２０ 発進台
２１ スペーサー ２２ 井桁枠
２３ 元押しジャッキ架台 ２４ ラック架台
２５ 繋ぎ材 ２６ ガイド枠壁
２７ 押角
２８ フリクションカッタープレート制御装置
２９ 元押しジャッキ架台 ３０ チルタンク
３１ レール
３２ チルタンクによるガイド鋼材

Claims (6)

1. コンクリート函体を推進する発進立坑において、コンクリート函体の後方に元押しジャッキをラック架台に収めた元押しジャッキ架台を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台相互の元押しジャッキを連接したことを特徴とする函体推進工法における元押しジャッキ設備。
2. 元押しジャッキ架台は発進立坑内に吊下し可能である請求項１記載の函体推進工法における元押しジャッキ設備。
3. 前後に並べて設置する元押しジャッキ架台のうち、コンクリート函体側の元押しジャッキ架台は下部にチルタンクを設けて前後移動式とした請求項１または請求項２記載の函体推進工法における元押しジャッキ設備。
4. 元押しジャッキ間には支圧板を配置する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の元押しジャッキ設備。
5. ジャッキ架台の両脇にチルタンクによるガイド鋼材を設置する請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の元押しジャッキ設備。
6. コンクリート函体を推進する発進立坑において、コンクリート函体の後方に元押しジャッキをラック架台に収めた元押しジャッキ架台を複数前後に並べて設置し、ジャッキ架台相互の元押しジャッキを連接した函体推進工法における元押しジャッキ設備を使用し、コンクリート函体から見て後方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、前方の元押しジャッキ架台およびコンクリート函体を推進させ、次いで、前方の元押しジャッキ架台の元押しジャッキで、後方の元押しジャッキ架台を反力体としてコンクリート函体を推進させることを特徴とした函体推進工法における元押しジャッキ設備を用いた函体推進工法。

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