JP2631636B2 - 地下構造物の構築方法および構築装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、鉄道、道路等の
下部地中の土被りの浅い位置に大幅員の地下構造物を横
断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えること
なく施工することができる地下構造物の構築方法および
構築装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道、道路等の下部地中に大幅員の鉄筋
コンクリート製の地下構造物を横断方向に掘進させるに
は、上部交通を支承するための防護工が必要となり、か
かる防護工として従来鋼管パイプを水平に並列させるパ
イプルーフを設けることなどが挙げられる。しかし、こ
のような従来のパイプルーフ防護工では、このパイプル
ーフ防護工を施工するための工事は、トンネル掘削の工
事や地下構造物の構築工事に先行して行わなければなら
ず、３種の工事を別々に施工するため、工期、工費が大
となり、苦労と経済的損失が大きい。

【０００３】また、パイプルーフとしての鋼管パイプを
地中に埋設し、それによって鉄道及び土被り分を支持し
てその下方に地下道となるトンネルを構築するものであ
るから、土被り分と鋼管パイプの直径に加えてトンネル
天端とパイプルーフ間にトンネル天端を作る際の作業空
間が必要となり、これらの分だけトンネルを深く構築し
なければならない。

【０００４】これに対して、出願人は先に、図４，図５
に示すような地下構造物の構築方法を発明し、これを箱
型ルーフ工法と名付けた。この工法によれば、地中に掘
進させる地下構造物の防護工を別工事として施工するこ
となく、地下構造物の掘進と同時に行うことができ数種
の工事を一挙になすことができ、安全、確実、安価に実
施でき、しかも土被りも浅く施工できる。

【０００５】鉄道等上部交通１の脇に土留鋼矢板２を打
設して、発進坑３と到達坑４を築造し、該発進坑３内に
圧入機（図示せず）を設置してこれで断面箱型のルーフ
用鋼管５を到達坑４へ向けて圧入させる。前記圧入機は
ルーフ用鋼管５のジャッキ等による押出機構とオーガー
等によるルーフ用鋼管５の内部掘削機構とを有する。

【０００６】ルーフ用鋼管５は、略正方形断面の箱型筒
体であり、左右側面に鉤状の継手５ａ，５ｂを長手方向
に連続して形成し、また上面に平板鋼板からなるフリク
ションカッタープレート６を載置している。かかるルー
フ用鋼管５は単位筒体を１本ずつ圧入するが、端部に形
成したフランジ状の継手５ａ，５ｂ同士をボルト、ナッ
トで締結することにより１ピースずつ長さ方向に継ぎ足
されて必要長を埋設することができ、また、フリクショ
ンカッタープレート６はその先端はルーフ用鋼管５の先
端に溶接等で固着するが、先端以外はルーフ用鋼管５の
上面に重合わせるだけであり、ルーフ用鋼管５を１本ず
つ順次接続していく時に、このフリクションカッタープ
レート６もルーフ用鋼管５の長さ分だけ溶接等でつない
で長くしていく。

【０００７】ルーフ用鋼管５の並べ方は、上床版の位置
に横一文字に並べる場合、その左右を縦方向に延長して
横コ字状に並べる場合、さらに断面形状の口の字に並べ
る場合等計画トンネル断面の外周に適宜合わせるもの
で、発進坑３内に反力壁８、地下構造物としてのコンク
リート函体９をセットし、反力壁８とコンクリート函体
９との間にはストラット14および元押し推進ジャッキ10
を設け、コンクリート函体９の先端に刃口11を設ける。

【０００８】コンクリート函体９の先端と前記ルーフ用
鋼管５の後端との間には該ルーフ用鋼管５を押し出す小
ジャッキ12を配設し、また、フリクションカッタープレ
ート６の後端は止め部材13で発進坑３側に固定し、一
方、到達坑４側に仮受台15を設ける。

【０００９】フリクションカッタープレート６の先端と
ルーフ用鋼管５の前端との固着を解除しておき、推進ジ
ャッキ10を伸長して反力壁８に反力を取りながらコンク
リート函体９を掘進させるが、その際、小ジャッキ12で
コンクリート函体９に先行してルーフ用鋼管５を押し進
める。この時、フリクションカッタープレート６は地中
に残置される。

【００１０】このようにフリクションカッタープレート
６を残しながら、ルーフ用鋼管５およびコンクリート函
体９を前進させることで、これらルーフ用鋼管５および
コンクリート函体９は地盤とは縁が切れた状態で進み、
土圧による摩擦抵抗を受けずにすむ。また、コンクリー
ト函体９を掘進させるには、刃口11の前部を掘削する
が、この作業はルーフ用鋼管５で防護されたものとな
り、土砂崩壊のおそれがなく安全に行える。到達坑４に
出たルーフ用鋼管５の先端部分は仮受台15で受けながら
ボルト、ナットでの締結を解除して１ピースずつ順次撤
去する。

【００１１】なお、コンクリート函体９の推進方法に関
しては、到達坑４側に反力受材及びセンターホール式の
けん引ジャッキを設け、一端を地下構造物に定着具で定
着したＰ．Ｃ鋼線によるけん引部材をこのけん引ジャッ
キで引くことにより、到達坑４側から地下構造物９を引
き込むようにすることもできる。また、小ジャッキ12を
設けずにコンクリート函体９の前端で直接ルーフ用鋼管
５を押すようにすることもできる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このようにフリクショ
ンカッタープレート６はこれがあるために、ルーフ用鋼
管５およびコンクリート函体９が地盤とは縁が切れた状
態で進み、土圧による摩擦抵抗を受けずにすむものであ
るが、後端は止め部材13で発進坑３側に固定されるとは
いえ、コンクリート函体９に共引きされるとこの止め部
材13が緩んだり、フリクションカッタープレート６自体
が少しずつ伸ばされてその分このフリクションカッター
プレート６の伸びにより上方の地盤が移動してしまうお
それがある。

【００１３】そこで、フリクションカッタープレート６
の共引きが起こらないようにフリクションカッタープレ
ート６とルーフ用鋼管５との接触抵抗力を小さくして、
フリクションカッタープレート６を動かさずに上部地盤
に悪影響を与えないようにした地下構造物の構築方法と
して特開昭 63-261097号が挙げられる。

【００１４】この特開昭 63-261097号によれば、フリク
ションカッタープレート６とルーフ用鋼管５との間に
砂、ベアリング、丸鋼棒などのコロガリ材または油剤な
どの減摩剤を介在させて、接触抵抗力を低減させる。

【００１５】しかし、特開昭 63-261097号では、フリク
ションカッタープレート６とともにルーフ用鋼管５を地
中に圧入する際にこの減摩剤を外側に流出してしまった
り、あるいは、減摩剤が伸ばされて薄くなってしまうお
それがある。かかる場合には、結果として、フリクショ
ンカッタープレート６とルーフ用鋼管５との間に摩擦を
生じさせてしまい確実性に欠ける。

【００１６】なお、特開昭 63-261097号で使用するルー
フ用鋼管５は、減摩剤としての滑材を注入するために、
ルーフ用鋼管５の内部に注入パイプを配設しているので
該ルーフ用鋼管５の内部構造が複雑なものである。

【００１７】また、前記特開昭 63-261097号とは別にフ
リクションカッタープレート６の共引きによる移動を常
に検知するようにフリクションカッタープレート６の後
端を固定する止め部材13としての鋼材をタイロッド18で
牽引できるようにして、その移動距離が微小であるうち
にジャッキ等でこのタイロッド18を引き、戻してやるこ
とも考えられるが、かかる場合には、ジャッキを伸長さ
せる毎にフリクションカッタープレート６が移動したか
否かを検知しなければならないため作業に神経を使うこ
ととなり、また、煩雑かつ面倒でもある。

【００１８】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、ルーフ用鋼管及びコンクリート函体の推進での共動
やフリクションカッタープレート自体が引き伸ばされる
ことの心配も必要とせずにすみ、施工の確実性、信頼性
が高く、これに加えて、複雑な設備や面倒な作業を必要
としない地下構造物の構築方法および構築装置を提供す
ることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、地下構造物の構築方法としては、発進坑と到
達坑間に、上面に平板鋼板からなるフリクションカッタ
ープレートを載置した複数本の断面箱型のルーフ用鋼管
を計画トンネル断面の必要箇所に合わせて並列状態とな
るように配置し、このルーフ用鋼管の後端にコンクリー
ト函体を配置し、フリクションカッタープレートを残し
ながら、ルーフ用鋼管およびコンクリート函体を前進さ
せる地下構造物の構築方法において、フリクションカッ
タープレートを多重にして、上側のフリクションカッタ
ープレートの端部を止め部材で係止し、下側のフリクシ
ョンカッタープレートはこれをルーフ用鋼管及びコンク
リート函体の推進にともなう共動にまかせること、およ
び、ルーフ用鋼管の後端に小ジャッキを配置し、この小
ジャッキでコンクリート函体に先行してルーフ用鋼管を
押し進めることを要旨とするものである。

【００２０】また、地下構造物の構築装置としては、第
１に、計画トンネル断面の必要箇所に合わせて並列させ
て順次接続しながら所要長地中に圧入する断面箱型のル
ーフ用鋼管と、このルーフ用鋼管の上面に載置しこのル
ーフ用鋼管と同時に発進坑から到達坑まで貫通するよう
に地中に圧入するフリクションカッタープレートとから
なる地下構造物の構築装置において、前記フリクション
カッタープレートを多重にしたこと、第２に、上側のフ
リクションカッタープレートの端部を止め部材で係止す
ること、第３に、多重にしたフリクションカッタープレ
ートの相互間に摩擦低減材を介在させること、第４に、
多重にしたフリクションカッタープレートのうち下側の
フリクションカッタープレートの端部を振動装置に結合
することを要旨とするものである。

【００２１】

【作用】請求項１、請求項２および請求項４記載の本発
明によれば、下側のフリクションカッタープレートがル
ーフ用鋼管またはコンクリート函体の推進により引きず
られて多少動いても、その上側のフリクションカッター
プレートとこの下側のフリクションカッタープレートは
相互に縁が切れており、上側のフリクションカッタープ
レートが引きずられて動くことはない。

【００２２】請求項３および請求項５記載の本発明によ
れば、前記作用に加えて、端部を止め部材で固定してい
るので上側のフリクションカッタープレートが動かない
ことの確実性を高められる。

【００２３】請求項６記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、摩擦低減材を介在させることにより、下側の
フリクションカッタープレートの移動に伴う摩擦を上側
のフリクションカッタープレートに伝えずにすみ、フリ
クションカッタープレート自体が伸ばされる心配もな
く、上側のフリクションカッタープレートが動かないこ
との確実性をより一層高められる。

【００２４】請求項７記載の本発明によれば、振動装置
からの振動がフリクションカッタープレート間の摩擦を
低減させるので、前記摩擦低減材を使用することと同様
に上側のフリクションカッタープレートが動かないこと
の完全性が図れる。

【００２５】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は本発明の地下構造物の構築方法および
構築装置の第１実施例を示す斜視図であり、前記従来例
を示す図４，図５と同一構成要素には同一参照符号を付
した。

【００２６】本発明も前記従来例と同じく、地下構造物
の構築方法としては、発進坑３と到達坑４間に、上面に
平板鋼板からなるフリクションカッタープレート６を載
置した複数本の断面箱型のルーフ用鋼管５を計画トンネ
ル断面の必要箇所に合わせて並列状態となるように配置
し、このルーフ用鋼管５の後端にコンクリート函体９を
配置し、フリクションカッタープレート６を残しなが
ら、ルーフ用鋼管５およびコンクリート函体９を前進さ
せる地下構造物の構築方法におけるものであり、地下構
造物の構築装置としては、計画トンネル断面の必要箇所
に合わせて並列させて順次接続しながら所要長地中に圧
入する断面箱型のルーフ用鋼管５と、このルーフ用鋼管
５の上面に載置しこのルーフ用鋼管５と同時に発進坑３
から到達坑４まで貫通するように地中に圧入するフリク
ションカッタープレート６とからなる。

【００２７】なお、図１では図示を省略するが、ルーフ
用鋼管５の後端に小ジャッキを配置し、この小ジャッキ
でコンクリート函体に先行してルーフ用鋼管を押し進め
るようにしてもよい。

【００２８】本発明では、フリクションカッタープレー
ト６の下にさらにこれと幅、長さ、厚さが同程度のフリ
クションカッタープレート６を重合した。図示ではフリ
クションカッタープレート６，６を２重にしているが、
３重以上でもよい。

【００２９】この状態で、二重のフリクションカッター
プレート６，６を両方とも地中に残置しながら、下側の
フリクションカッタープレート６の下面に沿ってルーフ
用鋼管５を前進させるとともに、このルーフ用鋼管５に
続く地下構造物用のコンクリート函体９を摺動させて順
次推進させる。推進ジャッキ10を伸長して前進させる地
下構造物用のコンクリート函体９で直接ルーフ用鋼管５
を押し出す場合と小ジャッキでルーフ用鋼管５を押し出
し、次いでコンクリート函体９を掘進させる場合とがあ
る。

【００３０】その際、下側のフリクションカッタープレ
ート６がルーフ用鋼管５及びコンクリート函体９の移動
に伴って引きずられて多少動いてしまっても、その上側
のフリクションカッタープレート６はこの下側のフリク
ションカッタープレート６と縁が切れているので動くこ
とはない。

【００３１】本発明の第２実施例として、発進坑３の壁
体に止め部材13を設け、該止め部材13で上側のフリクシ
ョンカッタープレート６の後端を発進坑３側に係止する
ようにしてもよい。このようにすれば、上側のフリクシ
ョンカッタープレート６はより確実に動かなくなる。

【００３２】図２は本発明の第３実施例を示すもので、
二重のフリクションカッタープレート６，６の間に摩擦
低減材16を介在させた。この摩擦低減材16としては、グ
リースやシリコン油等の滑材を初めとして、砂、ベアリ
ング、丸鋼棒などのコロガリ材やテフロンシート材を利
用することもできる。

【００３３】この摩擦低減材16の分散を防止するため
に、下側のフリクションカッタープレート６の左右端を
立上げてフランジ６ａ，６ｂを形成し、上側のフリクシ
ョンカッタープレート６はこのフランジ６ａ，６ｂ間に
納まるようにしてボックス状としてもよい。

【００３４】この第３実施例によれば、下側のフリクシ
ョンカッタープレート６が動いたとしても摩擦低減材16
を介在しているのでその摩擦を上側のフリクションカッ
タープレート６に伝えずにすむ。その結果、上側のフリ
クションカッタープレート６は端部を止め部材13で固定
していることなどと合わせて上側のフリクションカッタ
ープレート６が動かないことの確実性をより一層高めら
れる。

【００３５】図３は本発明の第４実施例を示すもので、
前記第３実施例に代えて、または、これに加えて、下側
のフリクションカッタープレート６の後端を起振器等の
振動装置17に連結する。なお、図示は省略するが、フリ
クションカッタープレート６がかなりの長尺に及ぶ場合
にはこのフリクションカッタープレート６の中間点にも
小型の振動装置を設けることも考えられる。

【００３６】この振動装置17は下側のフリクションカッ
タープレート６に振動を与え続けるもので、これにより
面接触している上側のフリクションカッタープレート６
との縁を完全に切ることができ、フリクションカッター
プレート６，６間の摩擦を低減させるので、摩擦低減材
16を使用することと組合せれば、上側のフリクションカ
ッタープレート６が動かないことの完全化が図れる。

【００３７】なお、前記止め部材13は、発進坑３の壁体
に設ける場合の他に、コンクリート函体９の上面に設け
る場合が考えられる。かかる場合には、ルーフ用鋼管５
を小ジャッキ12で１ストローク推進させた後にこの止め
部材13の係止を解除してからコンクリート函体９を前進
させることとなる。また、前記止め部材13は、到達坑４
の壁体に設ける場合も考えられる。かかる場合には、こ
の止め部材13を上側のフリクションカッタープレート６
の前端に係止することとなる。いずれの場合にも、上側
のフリクションカッタープレート６を動かさないことの
効果を奏することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明の地下構造物の
構築方法および構築装置は、発進坑と到達坑間に、上面
に平板鋼板からなるフリクションカッタープレートを載
置した複数本の断面箱型のルーフ用鋼管を計画トンネル
断面の必要箇所に合わせて並列状態となるように配置
し、このルーフ用鋼管の後端にコンクリート函体を配置
し、フリクションカッタープレートを残しながら、ルー
フ用鋼管およびコンクリート函体を前進させる場合に、
ルーフ用鋼管及びコンクリート函体の推進での共動やフ
リクションカッタープレート自体が引き伸ばされること
の心配も必要とせずにすみ、施工の確実性、信頼性が高
く、これに加えて、複雑な設備や面倒な作業を必要とし
ないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地下構造物の構築方法および構築装置
の第１および第２実施例を示す斜視図である。

【図２】本発明の地下構造物の構築方法および構築装置
の第３実施例を示す要部の正面図である。

【図３】本発明の地下構造物の構築方法および構築装置
の第４実施例を示す縦断側面図である。

【図４】従来例を示す縦断側面図である。

【図５】従来例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１…上部交通 ２…土留鋼矢板 ３…発進坑 ４…到達坑 ５…ルーフ用鋼管 ５ａ，５ｂ…継手 ６…フリクションカッタープレート ６ａ，６ｂ…フランジ ８…反力壁 ９…コンクリート函体 10…元押し推進ジャッキ 11…刃口 12…小ジャッキ 13…止め部材 14…ストラット 15…仮受台 16…摩擦低減材 17…振動装置 18…タイロッド

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発進坑と到達坑間に、上面に平板鋼板か
   らなるフリクションカッタープレートを載置した複数本
   の断面箱型のルーフ用鋼管を計画トンネル断面の必要箇
   所に合わせて並列状態となるように配置し、このルーフ
   用鋼管の後端にコンクリート函体を配置し、フリクショ
   ンカッタープレートを残しながら、ルーフ用鋼管および
   コンクリート函体を前進させる地下構造物の構築方法に
   おいて、フリクションカッタープレートを多重にして、
   下側のフリクションカッタープレートはこれをルーフ用
   鋼管及びコンクリート函体の推進にともなう共動にまか
   せることを特徴とする地下構造物の構築方法。
2. 【請求項２】 ルーフ用鋼管の後端に小ジャッキを配置
   し、この小ジャッキでコンクリート函体に先行してルー
   フ用鋼管を押し進める請求項１記載の地下構造物の構築
   方法。
3. 【請求項３】 上側のフリクションカッタープレートの
   端部を止め部材で係止する請求項１または請求項２記載
   の地下構造物の構築方法。
4. 【請求項４】 計画トンネル断面の必要箇所に合わせて
   並列させて順次接続しながら所要長地中に圧入する断面
   箱型のルーフ用鋼管と、このルーフ用鋼管の上面に載置
   しこのルーフ用鋼管と同時に発進坑から到達坑まで貫通
   するように地中に圧入するフリクションカッタープレー
   トとからなる地下構造物の構築装置において、前記フリ
   クションカッタープレートを多重にしたことを特徴とす
   る地下構造物の構築装置。
5. 【請求項５】 上側のフリクションカッタープレートの
   端部を止め部材で係止する請求項４記載の地下構造物の
   構築装置。
6. 【請求項６】 多重にしたフリクションカッタープレー
   トの相互間に摩擦低減材を介在させる請求項４または請
   求項５記載の地下構造物の構築装置。
7. 【請求項７】 多重にしたフリクションカッタープレー
   トのうち下側のフリクションカッタープレートの端部を
   振動装置に結合する請求項４乃至請求項６のいずれかに
   記載の地下構造物の構築装置。