JP2684531B2 - 立坑または構造物基礎杭の築造方法および築造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立坑または構造物基礎
杭の築造方法および築造装置に係り、さらに詳しくは圧
気下で縦シールド工法を用いて立坑または構造物基礎杭
を築造する築造方法と、これを実施するための築造装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２０および図２１は縦横（球体）シー
ルド工法により立坑を築造する従来技術を示す工程図で
ある。

【０００３】これらの図に示す従来技術では、その図２
０に示すように、立坑の築造予定地にベノト杭１００を
打ち込み、ベノト杭１００の上にガイドウォール１０１
を築造する。このガイドウォール１０１の上に発進架台
１０２を架設する。この発進架台１０２にシールド機１
０３の機材を持ち込み、シールド機１０３を組み立て
る。このシールド機１０３は、カッタビット１０５およ
び推進ジャッキ１０６を有する掘削機１０４、吊り装置
を構成しているリリーフジャッキ１０７、残土排出設備
として排泥管（図示せず）、残土処理設備として泥水処
理設備（これも図示せず）等を備えている。

【０００４】シールド機１０３を組み立てた後、リフト
ダウン掘進を行う。このリフトダウン掘進は、リリーフ
ジャッキ１０７を伸ばし、掘削機１０４をガイドウォー
ル１０１内に進め、ガイドウォール１０１をガイドとし
て立坑を築造すべき地中に進入させる。吊り装置が短く
なったときは、リリーフジャッキ１０７にタイロッド１
０８を次々に連結して行く。

【０００５】ついで、図２１に示すように、初期掘進を
行い、続いて本掘進に移行する。地山を掘削する際、掘
削面を泥水で覆い、掘削機１０４のカッタビット１０５
で切削し、掘削機１０４を推進ジャッキ１０６により推
進させる。掘削土砂は、残土排出装置としての排泥管に
よりリバース方式で排出し、残土処理設備としての泥水
処理設備により残土と泥水とに分離し、泥水は掘削面に
戻し、残土は坑外に搬出し、産業廃棄物として処分す
る。立坑の掘進に伴い、シールド機１０３の上方でセグ
メント１０９を組み立て、セグメント１０９とガイドウ
ォール１０１を緊結する。このセグメント１０９の組み
立て時に、リリーフジャッキ１０７を盛り替える。セグ
メント１０９をガイドウォール１０１に緊結後、発進架
台１０２と吊り装置を撤去し、ガイドウォール１０１に
反力を取ってシールド機１０３を沈下推進させる。

【０００６】前記本掘進に続いて、床付け掘進を行う。
この床付け掘進では、さや管１１０をセグメント１０９
に固定し、シールド機１０３の本体だけが掘進し、球体
が露出する位置まで施工する。

【０００７】なお、他の従来技術として特開平３−９３
９９６号公報に記載のごとく、アンカケーブルをガイド
としてシールド機を掘進させ、立坑を掘削するようにし
た技術がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記図２
０，図２１に示す従来技術では、次のような問題があ
る。 （１）シールド機および付帯設備の設計，製作に長期間
を必要とする。 （２）シールド機，発進架台の重量が大きいため、ベノ
ト杭等の基礎杭を打設する必要がある。 （３）シールド機が泥水式であるため、泥水処理設備を
必要とし、排土を産業廃棄物として処分する必要があ
る。 （４）泥水処理設備を設置するための広い仮設用地を必
要とする。 （５）初期掘進の間、発進架台からシールド機をリリー
フジャッキにより吊り下げているため、セグメントの組
み立て作業時に、リリーフジャッキの盛り替えを必要と
し、この盛り替え作業が煩雑である。 （６）シールド機が泥水式であるため、対応可能な土質
が限定される。つまり、大きい礫，転石等を有する地山
は、掘削不能である。 （７）仮設備費が嵩む。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、縦シールドの刃口部を既
存のケーソンと同様に設計，製作でき、掘削機を汎用化
でき、発進架台，基礎杭，泥水処理設備等を要せずに施
工でき、掘削土砂を通常の建設残土として処分でき、既
存のケーソン工法，縦シールド工法に比較して施工管理
が容易で、しかも工期を短縮でき、あらゆる土質に対応
でき、遠隔操作による無人化施工が可能であり、簡素な
設備で実施可能な立坑または構造物基礎杭の築造方法を
提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は、縦シールドの浮力お
よび沈下時の反力がセグメントとその外周の地山との周
面摩擦力だけでは足りない場合にも、的確に対応し得る
立坑または構造物基礎杭の築造方法を提供することにあ
る。

【００１１】また、本発明の他の目的は縦シールドを沈
下推進させるための特別な設備を必要とせずに施工し得
る立坑または構造物基礎杭の築造方法を提供することに
ある。

【００１２】さらに、本発明の他の目的は前記本発明方
法を的確に実施し得る立坑または構造物基礎杭の築造装
置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明築造方法では立坑または構造物基礎杭の築造
予定地に、少なくとも下部に作業室２を，その上部には
気甲室４を設けた縦シールド０の刃口部１を設置し、気
甲室４の上方にシャフト５３およびマテリアルロック５
４を構築し、気甲室４から作業室２内に掘削機７を導入
し、刃口部１の内部を圧気状態に保持しつつ、掘削機７
により作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂
を坑外に搬出し、立坑を掘進するとともに、立坑内にお
ける刃口部１の上方にセグメント５８を組み立て、縦シ
ールド０を下方へ掘進させ、立坑または構造物基礎杭を
築造して行き、掘削機７のメンテナンスないしは撤去時
には作業室２から気甲室４内に掘削機７を回収し、気甲
室４をほぼ大気圧まで減圧し、その気甲室４内でメンテ
ナンスないしは撤去作業を行うようにしている。

【００１４】また、前記目的を達成するため、本発明築
造方法では前記縦シールド０の浮力および沈下時の反力
がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力だけ
では不足する場合には、立坑の上部に反力版４８を築造
し、この反力版４８により反力荷重を補うようにしてお
り、さらには前記縦シールド０の浮力および沈下時の反
力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力だ
けでは不足する場合には、縦シールド０の外周の地山に
アースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、こ
のアースアンカ６５により反力荷重を補うようにしてお
り、さらには前記縦シールド０の浮力および沈下時の反
力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力だ
けでは不足する場合には、立坑の上部に反力版４８を築
造し、さらに反力版４８を貫通させて、縦シールド０の
外周の地山にアースアンカ６５を配置しかつ所定深度に
定着させ、前記反力版４８およびアースアンカ６５によ
り反力荷重を補うようにしている。

【００１５】また、前記目的を達成するため、本発明築
造方法では前記掘削された立坑内における刃口部１の上
方に、前記セグメント５８に代えて現場打ちコンクリー
トにより立坑または構造物基礎杭の本体８１を構築し、
この本体８１の自重を利用して刃口部１を沈下推進させ
るようにしており、さらには前記掘削された立坑内にお
ける刃口部１の上方に、前記セグメント５８に代えて現
場打ちコンクリートにより立坑または構造物基礎杭の本
体８１を構築し、この本体８１の内部に水ないしは荷重
ブロックを入れ、前記本体８１の自重および水荷重ない
しはブロック荷重を利用して刃口部１を沈下推進させる
ようにしている。

【００１６】また、前記目的を達成するため、本発明築
造装置では少なくとも下部に作業室２を，その上部に気
甲室４を有する刃口部１と、掘削機７と，この掘削機７
を通過させ得る開口部２７およびこの開口部２７を開閉
するためのボトムハッチ３３を有する回転テーブル２６
と，この回転テーブル用の回転駆動装置２８と，前記掘
削機７を回転テーブル２６の開口部２７を通じて刃口部
１の作業室２と気甲室４間に移動させる掘削機回収装置
とを備えた掘削装置と、前記刃口部１の内部に圧縮空気
を供給し，圧気状態を形成する圧気設備と、前記刃口部
１の沈下推進手段と、前記刃口部１の気甲室４の上部に
架設された支持スラブ４２と，これの上部に構築された
シャフト５３およびマテリアルロック５４と、前記刃口
部１の上方に設置されたセグメント組み立て用のエレク
タ４７とを配備している。

【００１７】また、前記目的を達成するため、本発明築
造装置では前記縦シールド０の上方に、縦シールド０の
ガイド版兼反力版４８を築造し、この反力版４８により
縦シールド０の浮力および沈下推進時の反力荷重を補う
ように構成しており、さらには前記縦シールド０の外周
の地山にアースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定着
させ、このアースアンカ６５により縦シールド０の浮力
および沈下推進時の反力荷重を補うように構成してお
り、さらには前記縦シールド０の上方に、縦シールド０
のガイド版兼反力版４８を築造するとともに、前記反力
版４８を貫通させて縦シールド０の外周の地山にアース
アンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、前記反力
版４８およびアースアンカ６５により縦シールド０の浮
力および沈下推進時の反力荷重を補うように構成してい
る。

【００１８】

【作用】本発明築造方法では、立坑または構造物基礎杭
の築造予定地に、少なくとも下部に作業室２を，その上
部には気甲室４を設けた縦シールド０の刃口部１を設置
する。気甲室４の上方にシャフト５３およびマテリアル
ロック５４を構築する。気甲室４から作業室２内に掘削
機７を導入する。刃口部１の内部を圧気状態に保持しつ
つ、掘削機７により作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、
その掘削土砂を坑外に搬出し、立坑を掘進する。さら
に、立坑内における刃口部１の上方にセグメント５８を
組み立て、縦シールド０を下方へ掘進させ、立坑または
構造物基礎杭を築造して行く。そして、掘削機７のメン
テナンスないしは撤去時には作業室２から気甲室４内に
掘削機７を回収し、気甲室４をほぼ大気圧まで減圧し、
その気甲室４内でメンテナンスないしは撤去作業を行う
ようにしている。

【００１９】このように、本発明築造方法では縦シール
ド０の刃口部１に設けられた気甲室４から作業室２へ掘
削機７を導入し、作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、刃
口部１を沈下推進させ、立坑を掘進するようにしている
が、前記刃口部１を既存のケーソンと同様に設計，製作
することができるし、掘削機７を例えば大きさの異なる
刃口部にも広く使用できるように汎用化を図ることが可
能となる。また、発進架台等の設備を架設することなく
縦シールド０を発進させることができるし、縦シールド
自体を軽量化でき、発進架台等の設備を必要としないの
で、その分軽量化を図り得るので、基礎杭を打設するこ
となく施工することができる。また、縦シールド０の刃
口部１を圧気状態に保持しつつ、刃口部１の作業室２の
底部の地山Ｇを掘削する圧気工法での掘削であるため、
泥水処理設備等を必要とせずに施工できるし、掘削土砂
を通常の建設残土として処分することができ、これに伴
い産業廃棄物を発生させずに済む。また、セグメント５
８の組み立て時、掘削機を吊っているタイロッドの盛り
替え作業等の煩雑な作業や待ち時間がないため、施工管
理が容易で、しかも工期を短縮することができる。ま
た、刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇを掘削機７で掘
削し、刃口部１を沈下推進させる縦シールド工法を採っ
ているため、あらゆる土質にも対応できるし、遠隔操作
による無人化施工が可能である。さらに、特別な発進架
台，基礎杭，泥水処理設備等を必要とせず、掘削土砂の
搬出も、排泥管によるリバース方式に比較して簡単な設
備で施工できるし、圧気状態を生成する設備も比較的簡
単なもので足りる等の点で、設備の簡素化を図ることが
できる。

【００２０】また、本発明築造方法では縦シールド０の
浮力および沈下時の反力がセグメント５８とその外周の
地山との周面摩擦力だけでは不足する場合には、立坑の
上部に反力版４８を構築し、この反力版４８により反力
荷重を補うようにしており、さらには縦シールド０の浮
力および沈下時の反力がセグメント５８とその外周の地
山との周面摩擦力だけでは不足する場合には、縦シール
ド０の外周の地山にアースアンカ６５を配置しかつ所定
深度に定着させ、このアースアンカ６５により反力荷重
を補うようにしており、またさらには縦シールド０の浮
力および沈下時の反力がセグメント５８とその外周の地
山との周面摩擦力だけでは不足する場合には、立坑の上
部に反力版４８を築造し、さらに反力版４８を貫通させ
て、縦シールド０の外周の地山にアースアンカ６５を配
置しかつ所定深度に定着させ、前記反力版４８およびア
ースアンカ６５により反力荷重を補うようにしているの
で、そのいずれも縦シールド０の浮力および沈下時の反
力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力だ
けでは足りない場合にも、的確に対応することができ
る。

【００２１】また、本発明築造方法では前記掘削された
立坑内における刃口部１の上方に、前記セグメント５８
に代えて現場打ちコンクリートにより立坑または構造物
基礎杭の本体８１を構築し、この本体８１の自重を利用
して刃口部１を沈下推進させるようにしており、さらに
は前記現場打ちコンクリートにより構築された立坑また
は構造物基礎杭の本体８１の内部に水ないしは荷重ブロ
ックを入れ、前記本体８１の自重および水荷重ないしは
ブロック荷重を利用して刃口部１を沈下推進させるよう
にしているので、そのいずれも縦シールド０を沈下推進
させるための特別な設備を必要とせずに施工することが
できる。

【００２２】また、本発明築造装置では縦シールド０の
刃口部１と、掘削装置と、圧気設備と、刃口部１の沈下
推進手段と、支持スラブ４２，シャフト５３およびマテ
リアルロック５４と、エレクタ４７とを配備している。

【００２３】そして、刃口部１には少なくとも下部に作
業室２を、その上部に気甲室４を設けている。前記刃口
部１を立坑または構造物基礎杭の築造予定地に設置す
る。

【００２４】前記掘削装置は、掘削機７と、この掘削機
７を通過させ得る開口部２７およびこの開口部２７を開
閉するためのボトムハッチ３３を有する回転テーブル２
６と、この回転テーブル用の回転駆動装置２８と、掘削
機７を回転テーブル２６の開口部２７を通じて刃口部１
の作業室２と気甲室４間に移動させる掘削機回収装置と
を備えている。そこで、前記掘削機７を刃口部１の気甲
室４に持ち込み、掘削機回収装置に連結する。また、回
転テーブル２６の開口部２７に設けられたボトムハッチ
３３を開け、掘削機回収装置を介して掘削機７を気甲室
４から作業室２内に送り込み、使用状態にセットする。

【００２５】ついで、前記圧気設備から刃口部１に圧縮
空気を供給し、刃口部１を圧気状態に生成する。

【００２６】かかる状態で、掘削機７および回転テーブ
ル用の回転駆動装置２８を遠隔操作により操作し、刃口
部１の作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂
を作業室２からボトムハッチ３３，回転テーブル２６の
開口部２７，気甲室４，シャフト５３，マテリアルロッ
ク５４を通過させて坑外に搬出する。

【００２７】前記掘削作業を繰り返し、作業室２の底部
の地山Ｇを所定深さまで掘削した後、ジャッキ等の沈下
推進手段により刃口部１を沈下推進させる。

【００２８】ついで、気甲室４の上部に架設された支持
スラブ４２の上方にセグメントピースを持ち込み、刃口
部１の上部にセグメント５８を組み立てる。

【００２９】しかして、縦シールド０の浮力および沈下
時の反力を、セグメント５８とその外周の地山との周面
摩擦力で受け止める。

【００３０】このようにして、刃口部１の作業室２の底
部の地山Ｇを掘削し、刃口部１を沈下推進させ、セグメ
ント５８を組み立て、立坑または構造物基礎杭を築造し
て行く。

【００３１】また、掘削機７のメンテナンス時には掘削
機回収装置により、掘削機７を作業室２から気甲室４内
に回収し、ボトムハッチ３３を閉め、シャフト５３およ
びマテリアルロック５４を通じて気甲室４内をほぼ大気
圧まで減圧し、メンテナンス作業を行う。

【００３２】さらに、掘削機７を撤去する場合は、圧気
設備を停止させたうえで、前記メンテナンス時と同様の
要領で掘削機７を回収した後、撤去作業を行う。

【００３３】以上の作用により、本発明築造装置によれ
ば前記本発明築造方法を的確に実施することができる。

【００３４】また、本発明築造装置では前記縦シールド
０の上方に、縦シールド０のガイド版兼反力版４８を築
造し、この反力版４８により縦シールド０の浮力および
沈下推進時の反力荷重を補うように構成し、さらには前
記縦シールド０の外周の地山にアースアンカ６５を配置
しかつ所定深度に定着させ、このアースアンカ６５によ
り縦シールド０の浮力および沈下推進時の反力荷重を補
うように構成し、またさらには前記縦シールド０の上方
に、縦シールド０のガイド版兼反力版４８を築造すると
ともに、前記反力版４８を貫通させて縦シールド０の外
周の地山にアースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定
着させ、前記反力版４８およびアースアンカ６５により
縦シールド０の浮力および沈下推進時の反力荷重を補う
ように構成しているので、縦シールド０の浮力および沈
下時の反力がセグメント５８とその外周の地山との周面
摩擦力だけでは足りない場合にも、反力荷重を的確に補
い、施工することができる。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００３６】図１〜図９は本発明の第１実施例を示すも
ので、図１は施工状態における縦断面図、図２は図１の
Ａ−Ａ線切断拡大断面図、図３および図４は図２のＢ−
Ｂ線およびＣ−Ｃ線断面図、図５は回転テーブル用の回
転駆動装置部分の拡大断面図、図６は縦シールドの刃口
部の作業室の底部の地山の掘削過程を示す図、図７は掘
削機の回収過程を示す図、図８は図７のＤ−Ｄ線断面
図、図９は図７に続く掘削機の回収過程を示す図であ
る。

【００３７】これらの図に示す第１実施例では縦シール
ド０の刃口部１と、掘削装置と、圧気設備（図示せず）
と、支持スラブ４２と、刃口部１の沈下推進手段である
沈下推進ジャッキ４４と、セグメント組み立て用の足場
４５およびエレクタ４７と、ガイド版兼反力版４８およ
び反力受け桁４９と、土砂バケット５１と、シャフト５
３およびマテリアルロック５４と、裏込め注入装置（図
示せず）と、油圧ユニット６０と、制御盤６１等を用い
て施工するようにしている。

【００３８】前記刃口部１の躯体は、ＰＣコンクリート
等で形成されている。この刃口部１には、図１および図
２に示すように、下方から上方に向かって順次、作業室
２と、作業室スラブ３と、気甲室４と、気甲室スラブ５
と、鋼製の外殻体６とが設けられている。

【００３９】前記掘削装置は、図１，図３および図４に
示すように、掘削機７と、回転テーブル２６と、回転テ
ーブル用の回転駆動装置２８と、掘削機回収装置３６と
を備えている。

【００４０】前記掘削機７は、ベース部８と、回転体支
持部９と、上下・回転シャフト１０と、これに連結され
た取り付け台座１１と、この取り付け台座１１に取り付
けられかつ操作用ジャッキ１３により操作されるリンク
アーム１２と、このリンクアーム１２に枢着されかつ操
作用ジャッキ１５により操作されるテレスコブーム１４
と、このテレスコブーム１４に取り付けられた反転機構
１６と、この反転機構１６にリンク機構を介して取り付
けられた掘削バケット１７と、前記ベース部８上に設置
された複数本で一組をなす上下スライドジャッキ１８
と、これら上下スライドジャッキ１８の上端部により支
持された保持部１９と、この保持部１９に取り付けられ
かつ上下・回転シャフト１０を回転駆動する回転駆動モ
ータ２０と、これに連結されたピニオン２１と、前記上
下・回転シャフト１０の上端部に取り付けられかつピニ
オン２１にかみ合わされたギヤ２２とを備えて構成され
ている。

【００４１】前記ベース部８は、回転テーブル２６上に
設けられたガイド部に沿って、開口部２７の長手方向に
スライド可能に設置されている。また、ベース部８はジ
ャッキ（図示せず）により位置を固定し得るようになっ
ている。

【００４２】前記回転体支持部９には、一側部に凸部
９′が設けられている。この凸部９′は、後述の回転テ
ーブル２６の開口部２７の一側部に載置されるようにな
っている。そして、回転体支持部９は前記開口部２７に
挿入されかつ開口部２７の肩部２７′に凸部９′を載置
させた状態で、ジャッキ（図示せず）により固定される
ようになっている。

【００４３】前記上下・回転シャフト１０は、上下スラ
イドジャッキ１８により上下方向に操作され、また回転
駆動モータ２０，ピニオン２１，ギヤ２２とによる回転
駆動部により回転操作され、取り付け台座１１に取り付
けられている部材を上下動および回転操作するようにな
っている。

【００４４】前記リンクアーム１２は、操作用ジャッキ
１３により操作され、テレスコブーム１４および掘削バ
ケット１７を上下動させる。

【００４５】前記テレスコブーム１４は、掘削バケット
１７を突き出しまたは引き込める。

【００４６】前記反転機構１６は、掘削バケット１７を
３６０°回転させる。

【００４７】前記回転テーブル２６は、図１〜図５に示
すように、ころがり軸受２５を介してベースリング２３
に回転可能に取り付けられている。前記ベースリング２
３は、円周方向に複数本取り付けられたアンカボルト２
４により作業室スラブ３上に固定されている。また、回
転テーブル２６には開口部２７が形成されている。さら
に、回転テーブル２６は回転駆動装置２８に連結されて
いる。

【００４８】前記開口部２７は、図２に示すように、回
転テーブル２６の直径方向の一端部から他端部に向かっ
て細長いコ字型に形成されている。この開口部２７の一
端部には、図１，図３および図４に示すように、一端部
に肩部２７′が設けられている。この肩部２７′には、
掘削機７の回転体支持部９に設けられた凸部９′が載置
されるようになっている。また、開口部２７の下部側に
はボトムハッチ３３が取り付けられている。

【００４９】前記回転テーブル２６の回転駆動装置２８
は、図５に示すように、固定ベース２９と、これに取り
付けられた回転駆動モータ３０と、この回転駆動モータ
３０に連結されたピニオン３１と、前記ベースリング２
３の外周に固定されかつ前記ピニオン３１とかみ合うリ
ングギヤ３２とを有して構成されている。そして、この
回転駆動装置２８は回転駆動モータ３０によりピニオン
３１を回転させると、ピニオン３１がリングギヤ３２の
周りに移動し、回転テーブル２６を回転させるようにな
っている。

【００５０】前記作業室スラブ３の内周面と回転テーブ
ル２６の外周面間には、図５に示すように、シール部材
３４が介装されている。また、作業室スラブ３の内周面
と回転テーブル２６の底面間には、同じく図５に示すよ
うに、シール付きスラストベアリング３５が設けられて
いる。

【００５１】前記ボトムハッチ３３は、閉じた状態で平
面から見て長方形に形成され、回転テーブル２６の開口
部２７の下部側に、観音開き型に開閉可能に取り付けら
れている。また、ボトムハッチ３３は操作用ジャッキ
（図示せず）により開閉操作される。

【００５２】前記掘削機回収装置３６は、図１，図３〜
図５に示すように、掘削機７のベース部８の上面の外側
端部寄りに固定された支持部３７と、この支持部３７に
ヒンジ３９を介して連結されたアーム部３８と、前記ベ
ース部８上に設置されかつアーム部３８を操作する差し
上げジャッキ４１とを備えて構成されている。前記アー
ム部３５の他端部には、結合ピン４０を介して掘削機７
の回転体支持部９が結合されている。そして、この掘削
機回収装置３６は回転テーブル２６の開口部２７に設け
られた肩部２７′から掘削機７の回転体支持部９に設け
られた凸部９′を外したうえで、差し上げジャッキ４１
を伸ばし、アーム部３７をヒンジ３９を回転中心として
引き上げ方向に回転させることにより、回転体支持部９
を介して掘削機７を回転テーブル２６の開口部２７を通
じて刃口部１の作業室２から気甲室４内に回収し得るよ
うに構成されている。

【００５３】なお、図１，図３および図４に掘削機７の
掘削作業状態を実線で示し、図１および図３に気甲室４
内に回収した状態を仮想線で示す。

【００５４】前記圧気設備は、刃口部１の作業室２の底
部の地山Ｇの掘削時に、刃口部１に圧縮空気を供給し、
所定の圧気状態を形成するようにしている。

【００５５】前記支持スラブ４２は、鋼製またはＰＣコ
ンクリート製とされている。また、支持スラブ４２は気
甲室スラブ５の上面に設置され、アンカボルト４３によ
り固定されている。

【００５６】前記刃口部１の沈下推進ジャッキ４４は、
図１から分かるように、円周方向に等間隔をおいて複数
基配置され、気甲室スラブ５の上面に設置されている。
これらの沈下推進ジャッキ４４は、その上方に組み立て
られたセグメント５８および反力受け桁４９を介して反
力版４８に反力を取って刃口部１を沈下，推進させる。

【００５７】前記セグメント組み立て用の足場４５は、
図１に示すように、支持スラブ４２上に架設されてい
る。

【００５８】前記エレクタ４７は、図１に示すように、
前記足場４５の上方に架設されたエレクタ取り付け台４
６上に設置されている。

【００５９】前記ガイド版兼反力版４８は、地表面側に
鉄筋コンクリート，鋼鉄等で築造されている。

【００６０】前記反力受け桁４９は、図１に示すよう
に、リング状に形成され、反力版４８の内面にアンカボ
ルト５０により固定されている。

【００６１】前記土砂バケット５１は、図６に示すワイ
ヤロープ５２を介して、坑外のクレーン等の荷役機械
（図示せず）に連携されており、掘削機７の掘削バケッ
ト１７から掘削土砂を受け取り、坑外に搬出するように
なっている。

【００６２】前記シャフト５３は、図１に示すように、
支持スラブ４２上に構築されている。

【００６３】前記マテリアルロック５４は、図１に示す
ように、シャフト５３の上部に連設されている。このマ
テリアルロック５４には、上部ハッチ５５と、下部ハッ
チ５６とが設けられている。

【００６４】前記裏込め注入装置は、組み立てられたセ
グメント５８とその外周の地山Ｇとの間に、セグメント
５８のグラウトホールから裏込め注入材５９を注入す
る。

【００６５】前記油圧ユニット６０と制御盤６１とは、
掘削機７，これの上下・回転駆動部，回転テーブル２６
の回転駆動装置２８等を制御すべく設置されている。

【００６６】次に、前記縦シールドによる立坑または構
造物基礎杭の施工について説明する。

【００６７】まず、立坑または構造物基礎杭の築造予定
地に、縦シールド０のガイド版兼反力版４８を鉄筋コン
クリートまたは鋼鉄等で築造する。

【００６８】ついで、前記反力版４８の内面をガイドと
して、縦シールド０の刃口部１の刃口を設置する。この
刃口部１の刃口には、不等沈下を防ぐため、皿板（図示
せず）を敷く。

【００６９】刃口部１の刃口を設置後、１ロット目とし
て作業室スラブ３を鉄筋コンクリートまたは鋼鉄等で構
築し、作業室２を確保する。次に、２ロット目として、
気甲室４の側壁と気甲室スラブ５を鉄筋コンクリートま
たは鋼鉄等で構築する。気甲室４と気甲室スラブ５を構
築後、１ロット目の構築で用いた支保工を解体撤去す
る。ついで、刃口部１の気甲室４に掘削装置を持ち込
み、組み立てる。

【００７０】掘削装置を組み立てるには、作業室スラブ
３の所定位置にベースリング２３と、回転テーブル２６
と、これの回転駆動装置２８とを取り付け、回転テーブ
ル２６の開口部２７の下部側にボトムハッチ３３を取り
付ける。

【００７１】次に、掘削機７のベース部８を回転テーブ
ル２６の上面における開口部２７の一端部側に設置す
る。前記ベース部８の上面には、掘削機回収装置３３の
支持部３７と、差し上げジャッキ４１とが設けられてお
り、前記支持部３７にはヒンジ３９を介してアーム部３
８の一端部が連結されている。そこで、前記アーム部３
８の他端部に、結合ピン４０により掘削機７の回転体支
持部９を結合する。その後、掘削機７のベース部８を所
定位置まで前進させ、この状態で掘削機回収装置３６の
差し上げジャッキ４１を縮め、アーム部３８を刃口部１
の作業室２側に向かって回転させ、掘削機７を気甲室４
から回転テーブル２６の開口部２７，ボトムハッチ３３
を通して作業室２内へ持ち込む。ついで、掘削機７のベ
ース部８を後退させ、掘削機７の回転体支持部９に設け
られた凸部９′を、回転テーブル２６の開口部２７の一
端部に設けられた肩部２７′上に載置し、この状態で当
該ジャッキによりベース部８および回転体支持部９を位
置固定する。

【００７２】また、気甲室スラブ５の上面に外殻体６
と、刃口部１の沈下推進手段としての複数基の沈下推進
ジャッキ４４と、支持スラブ４２とを配置し、それぞれ
固定する。

【００７３】また、前記支持スラブ４２上にはセグメン
ト組み立て用の足場４５と、エレクタ取り付け台４６と
を架設する。前記足場４５上には、シャフト５３と、下
部ハッチ５５および上部ハッチ５６を有するマテリアル
ロック５４とを架設する。前記エレクタ取り付け台４６
上には、エレクタ４７を設置する。

【００７４】前記反力版４８の内側には、リング状の反
力受け桁４９を取り付ける。

【００７５】さらに、刃口部１の予め決められた個所
に、油圧ユニット６０や制御盤６１を配置し、それぞれ
所要機器と接続する。

【００７６】このように各部材をセットしたうえで、縦
シールド０の刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇの掘
削，沈下推進，セグメント５８の組み立て工程に移行す
るもので、以下工程順に説明する。

【００７７】縦シールド０の刃口部１の作業室２の底部
の地山Ｇの掘削，沈下推進作業は、初期掘削時を除い
て、原則として圧気状態で行うものとする。圧気状態を
形成するには、圧気設備から刃口部１の内部に圧縮空気
を供給することによって行う。

【００７８】刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇの掘削
作業中は、回転テーブル２６の開口部２７の下部側に取
り付けられたボトムハッチ３３を開けておく。

【００７９】そして、掘削機７の操作用ジャッキ１３に
よりリンクアーム１２を操作し、操作用ジャッキ１５に
よりテレスコブーム１４を操作し、上下スライドジャッ
キ１８により上下・回転シャフト１０を上下動させ、回
転駆動モータ２０，ピニオン２１およびギヤ２２により
上下・回転シャフト１０を回転させ、掘削バケット１７
のショベル機能により、図６に示すように、刃口部１の
作業室２の底部の地山Ｇを掘削する。さらに、回転駆動
装置２８により回転テーブル２６を回転させ、掘削機７
を刃口部１の作業室２内で移動させることによって、刃
口部１の作業室２の底部の隅々まで掘削することができ
る。

【００８０】掘削土砂は、掘削機７の掘削バケット１７
により、刃口部１の作業室２内で待機中の土砂バケット
５１の上方まで運び、反転機構１６により掘削バケット
１７を反転させ、土砂バケット５１に投入する。

【００８１】前記掘削装置の各部の操作は、坑外の操縦
室（図示せず）からの指令により、すべて遠隔操作によ
って行う。

【００８２】土砂バケット５１が一杯になったら、坑外
に配備されたクレーン等の荷役機械によって、土砂バケ
ット５１をシャフト５３およびマテリアルロック５４内
を通して引き上げる。このとき、土砂バケット５１がマ
テリアルロック５４内に入ったら、下部ハッチ５５を閉
じ、マテリアルロック５４内を減圧し、上部ハッチ５６
を開き、土砂バケット５１を坑外まで引き上げ、土砂ホ
ッパ（図示せず）に掘削土砂を投棄する。

【００８３】掘削土砂を土砂ホッパに投棄した後、土砂
バケット５１をマテリアルロック５４に送り、上部ハッ
チ５６を閉じ、マテリアルロック５４内を圧気し、下部
ハッチ５５を開け、土砂バケット５１をマテリアルロッ
ク５４からシャフト５３を通じて降下させ、刃口部１の
作業室２内に持ち込む。

【００８４】刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇを所定
深さまで掘削後、気甲室スラブ５上に複数基設置された
沈下推進ジャッキ４４を伸ばし、当初は反力受け桁４９
に反力を取って縦シールド０の刃口部１を沈下推進させ
る。初期掘削時には、縦シールド０が傾斜しやすいの
で、作業室２内の圧気圧とバランスを取りながら慎重に
沈下させる必要がある。また、刃口部１から圧縮空気が
極力漏れないように、刃先を地山Ｇに食い込ませる。縦
シールド０の刃口部１を所定深さまで沈下推進させた
後、セグメント５８の組み立てを行う。

【００８５】セグメント５８の組み立てに当たっては、
坑外に配備された例えば走行クレーン（図示せず）によ
り坑内にセグメントピースを吊り降ろし、エレクタ４７
で把持する。そして、セグメントピースを組み付ける位
置の沈下推進ジャッキ４４を縮め、エレクタ４７により
セグメントピースを当該位置に組み付け、ボルトで接合
し組み立てて行く。キーセグメントは、軸方向より挿入
して組み立てる。

【００８６】セグメント５８を組み立て後、セグメント
５８とその外周の地山との間に、セグメント５８のグラ
ウトホールを通じて裏込め注入材５９を注入する。この
裏込め注入材５９には、付着力のよいセメント系のもの
を用いる。この裏込め注入材５９を注入することによっ
て、周辺地盤のゆるみを防止し、かつセグメント５８の
周面摩擦力を増強することができる。

【００８７】セグメント５８を組み立てた後は、縦シー
ルド０の浮力および沈下推進時の反力は、主にセグメン
ト５８とその外周の地山との周面摩擦力により受け止め
る。しかし、縦シールド０の沈下検討の結果、縦シール
ド０の浮力および沈下時の反力がセグメント５８とその
外周の地山との周面摩擦力だけでは不足する場合には、
この実施例では立坑の上部に築造された反力版４８に、
沈下推進ジャッキ４４，セグメント５８および反力受け
桁４９を介して反力を伝達し、反力荷重を補う。

【００８８】以上説明したように、掘削機７による刃口
部１の作業室２の底部の地山Ｇの掘削，土砂バケット５
１による掘削土砂の搬出および投棄，沈下推進ジャッキ
４４による縦シールド０の刃口部１の沈下推進，セグメ
ント５８の組み立て作業を繰り返し行うことによって、
所定深度の立坑または構造物基礎杭を築造することがで
きる。

【００８９】刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇの掘削
途中で、掘削機７のメンテナンスを必要とする場合に
は、次のように行う。

【００９０】まず、掘削機７の回転体支持部９を回転テ
ーブル２６に固定しているジャッキ（図示せず）を解放
する。同掘削機７のベース部８を固定しているジャッキ
（これも図示せず）を伸ばし、図７に矢印ａで示すよう
に、ベース部８を回転テーブル２６のセンタ方向に前進
させる。掘削機回収装置３６のアーム部３８を伸ばし、
回転テーブル２６の開口部２７の一端部に設けられた肩
部２７′から、掘削機７の回転体支持部９に設けられた
凸部９′を外し、掘削機７の回転体支持部９を回転テー
ブル２６から離脱させる。

【００９１】掘削機７の回転体支持部９を回転テーブル
２６から離脱させた後、掘削機回収装置３６の差し上げ
ジャッキ４１を伸ばし、アーム部３８を上方に向かって
回転させ、掘削機７を引き上げる。このとき、掘削機７
が回転テーブル２６の開口部２７に接触しないように、
ベース部８を後退させ、アーム部３８を縮め、掘削機７
の上下スライドジャッキ１８を伸ばす。また、掘削機７
のリンクアーム１２，反転機構１６および掘削バケット
１７も操作し、掘削機７が回転テーブル２６の開口部２
７に接触しないようにする。

【００９２】このようにして、図９に示すごとく、掘削
機７を刃口部１の作業室２から気甲室４内に回収する。
掘削機７を気甲室４内に回収後、ボトムハッチ３３を閉
じ、圧気を遮断し、気甲室４内をほぼ大気圧まで減圧
し、気甲室４内に作業員が入り、掘削機７のメンテナン
スを行う。

【００９３】立坑または構造物基礎杭を築造後、各部材
を撤去する場合は、マテリアルロック５４，シャフト５
３，エレクタ４７，エレクタ取り付け台４６，セグメン
ト組み立て用の足場４５，沈下推進ジャッキ４４，支持
スラブ４２等の気甲室スラブ５より上方の部材を撤去す
る。その後、油圧ユニット６０や制御盤６１を外して撤
去する。また、掘削機７を前述のメンテナンスの場合と
同様の工程で気甲室４内に回収し、掘削機７を回転テー
ブル２６，掘削機回収装置３６から切り離し、その掘削
機７，掘削機回収装置３６，回転テーブル２６，回転テ
ーブル用の回転駆動装置２８を撤去する。

【００９４】以上説明した第１実施例によれば、次のよ
うな効果がある。 （１）縦シールド０の刃口部１に設けられた気甲室４か
ら作業室２へ掘削機７を導入し、作業室２の底部の地山
Ｇを掘削し、刃口部１を沈下推進させ、立坑を掘進する
ようにしているが、前記刃口部１を既存のケーソンと同
様に設計，製作することができるし、掘削機７を例えば
大きさの異なる刃口部にも広く使用できるように汎用化
を図ることが可能となる。 （２）発進架台等の設備を架設することなく縦シールド
０を発進させることができるし、縦シールド自体を軽量
化でき、発進架台等の設備を必要としないので、その分
軽量化を図り得るので、基礎杭を打設することなく施工
することができる。 （３）縦シールド０の刃口部１を圧気状態に保持しつ
つ、刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇを掘削する圧気
工法での掘削であるため、泥水処理設備等を必要とせず
に施工できるし、掘削土砂を通常の建設残土として処分
することができ、これに伴い産業廃棄物を発生させずに
済む。 （４）セグメント５８の組み立て時、掘削機を吊ってい
るタイロッドの盛り替え作業等の煩雑な作業や待ち時間
がないため、施工管理が容易で、しかも工期を短縮する
ことができる。 （５）刃口部１の作業室２の底部の地山Ｇを掘削機７で
掘削し、刃口部１を沈下推進させる縦シールド工法を取
っているため、あらゆる土質にも対応できるし、遠隔操
作による無人化施工が可能である。 （６）特別な発進架台，基礎杭，泥水処理設備等を必要
とせず、掘削土砂の搬出も、排泥管によるリバース方式
に比較して簡単な設備で施工できるし、圧気状態を生成
する設備も比較的簡単なもので足りる等の点で、設備の
簡素化を図ることができる。 （７）縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメ
ント５８とその外周の地山との周面摩擦力だけでは不足
する場合には、立坑の上部に反力版４８を構築し、この
反力版４８により反力荷重を補うようにしているので、
縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメント５
８とその外周の地山との周面摩擦力だけでは足りない場
合においても、的確に対応することができる。

【００９５】次に、図１０〜図１３は本発明の第２実施
例を示すもので、図１０は縦シールドの刃口部の横断平
面図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線断面図、図１２および
図１３は掘削機を刃口部の気甲室へ回収する工程の説明
図である。

【００９６】これらの図に示す第２実施例は、前記第１
実施例とは掘削機回収装置が異なっている。

【００９７】すなわち、この第２実施例における掘削機
回収装置６３は、回転テーブル２６上に設置された掘削
機回収用ジャッキ６４を有して構成されている。前記掘
削機回収用ジャッキ６４は、図１０から分かるように、
掘削機７のベース部８の四隅角部に当たる位置に設置さ
れており、これら４本の掘削機回収用ジャッキ６４に前
記ベース部８が固定されている。

【００９８】前記掘削機回収用ジャッキ６４は、掘削機
７の使用時には回転テーブル２６の開口部２７の肩部２
７′に、掘削機７の回転体支持部９の凸部９′を載置し
た状態で、回転テーブル２６に掘削機７を固定してい
る。

【００９９】そして、刃口部１の作業室２から気甲室４
内に掘削機７を回収する場合には、掘削機７の上下・回
転シャフト１０の回転駆動部である回転駆動モータ２
０，ピニオン２１，ギヤ２２を介して上下・回転シャフ
ト１０を回転させ、図１２に示すように、掘削機７を回
転テーブル２６の開口部２７の長手方向に位置合わせす
る。

【０１００】ついで、図１３から分かるように、掘削機
回収用ジャッキ６４を伸ばし、掘削機７を引き上げる。
このとき、掘削機７が回転テーブル２６の開口部２７に
接触しないように、リンクアーム１２，反転機構１６お
よび掘削バケット１７も操作する。

【０１０１】さらに、掘削機７の上下スライドジャッキ
１８を伸ばして掘削機７を引き上げ、刃口部１の作業室
２から気甲室４内に掘削機７を回収する。

【０１０２】この第２実施例の他の構成，作用は、前記
第１実施例と同じであり、効果も同様である。

【０１０３】ついで、図１４および図１５は本発明の第
３実施例を示すもので、図１４は縦シールドの刃口部の
作業室の底部の地山の掘削，刃口部の上方へのセグメン
トピースの吊り降ろし状態を示す縦断面図、図１５は縦
シールドの反力の受け止め状態を示す縦断面図である。

【０１０４】これらの図に示す第３実施例では、縦シー
ルド０の浮力および沈下時の反力を補うために、ガイド
版兼反力版４８と、アースアンカ６５および反力受けジ
ャッキ６７とを用いている。また、セグメントピース５
７の吊り降ろしのために、門型クレーン７０を配備して
いる。

【０１０５】前記アースアンカ６５は、縦シールド０の
円周方向に間隔をおいて複数本配置されている。各アー
スアンカ６５は、ガイド版兼反力版４８を貫通して地山
Ｇの所定深度まで伸びている。各アースアンカ６５の地
山Ｇに挿入された端部は、例えばコンクリートで固めら
れた定着部６６により固定されている。アースアンカ６
５の本数，長さ，所要定着長および所要定着力は、所要
反力から算定する。

【０１０６】前記反力受けジャッキ６７は、アースアン
カ６５に対応させて前記反力版４８上に設置されてい
る。各反力受けジャッキ６７には、当該アースアンカ６
５の上端部が緊結されており、その緊結部を符号６８で
示す。

【０１０７】この第３実施例においても、前記反力版４
８の内側に、アンカボルト５０を介してリング状の反力
受け桁４９が取り付けられている。

【０１０８】前記門型クレーン７０は、門型に製作され
かつレール７２に沿って移動可能に設置された橋脚７１
と、この橋脚７１の横ビームに走行可能に支持されたク
ラブ７３と、このクラブ７３からワイヤロープ７４を介
して吊り下げられたフック７５とを有して構成されてい
る。

【０１０９】この第３実施例では、図１４に示すよう
に、門型クレーン７０のクラブ７３にワイヤロープ７４
を介して吊り下げられたフック７５に、セグメントピー
ス５７を吊り下げ、橋脚７１を平面上の縦方向に走行さ
せ、クラブ７３を平面上の横方向に走行させ、セグメン
トピース５７を刃口部１の気甲室スラブ５の上方に設置
されたエレクタ４７に対応する位置に移動させ、エレク
タ４７にセグメントピース５７を引き渡す。エレクタ４
７は、そのセグメントピース５７を把持し、組み付ける
べき位置に差し出す。このとき、セグメントピース５７
を組み付けるべき位置の沈下推進ジャッキ４４を縮め、
その位置にセグメントピース５７を組み付け、ボルトで
結合し、セグメント５８を組み立てる。

【０１１０】この第３実施例においても、縦シールド０
の浮力および沈下時の反力は、主に組み立てられたセグ
メント５８とその外周の地山との周面摩擦力で受け止め
る。しかし、前記周面摩擦力だけでは反力が不足する場
合において、この第３実施例では沈下推進ジャッキ４
４，セグメント５８，反力受け桁４９，反力版４８で反
力荷重を補う一方、アースアンカ６５，反力受けジャッ
キ６７によっても反力荷重を補う。

【０１１１】これにより、縦シールド０の浮力および沈
下時の反力がセグメント５８とその周辺の地山との周面
摩擦力だけでは足りない場合にも、より一層的確に補う
ことができる。

【０１１２】この第３実施例の他の構成，作用および効
果は、前記第１実施例と同様である。

【０１１３】続いて、図１６は本発明の第４実施例を示
す縦断面図である。

【０１１４】この第４実施例では、立坑または構造物基
礎杭の築造予定地に、鉄筋コンクリートによりガイドウ
ォール７６を築造している。

【０１１５】縦シールド０の外周に等間隔をおいて、複
数本のアースアンカ６５を配置し、各アースアンカ６５
の下端部を定着部６６を介して所定深度に定着し、各ア
ースアンカ６５の途中をガイドウォール７６に貫通させ
ている。

【０１１６】縦シールド０の刃口部１を、ガイドウォー
ル７６の内面をガイドとして設置し、刃口部１の作業室
２の底部の地山Ｇを掘削する。

【０１１７】一方、刃口部１の気甲室スラブ５の上方に
おいて、地上側でセグメントを１ロットずつ組み立て、
筒型の本体７８を構築する。

【０１１８】セグメントにより本体７８を１ロット構築
した後、本体７８の上面に反力受け桁７７を載置し、こ
の反力受け桁７７の上面に、アースアンカ６５に対応さ
せて反力受けジャッキ６７を設置し、各アースアンカ６
５を当該反力受けジャッキ６７に緊結する。その緊結部
を符号６８で示す。

【０１１９】反力受けジャッキ６７にアースアンカ６５
を緊結した後、反力受けジャッキ６７を伸ばし、アース
アンカ６５に反力を取って本体７８および刃口部１を沈
下推進させる。

【０１２０】以上の作業を繰り返して行い、所定深度の
立坑または構造物基礎杭を築造する。

【０１２１】この第４実施例では、縦シールド０の浮力
および沈下時の反力がセグメントで構築された本体７８
とその外周との周面摩擦力だけでは足りない場合に、ア
ースアンカ６５により反力荷重を補うことができる。そ
して、反力受けジャッキ６７を縦シールド０の沈下推進
と、反力荷重の補充に兼用している。

【０１２２】この第４実施例の他の構成，作用および効
果は、前記第１実施例と同様である。

【０１２３】さらに、図１７は本発明の第５実施例を示
す縦断面図である。

【０１２４】この第５実施例では、地上および刃口部１
の気甲室スラブ５上に固定された支持スラブ４２の上方
に足場８０を架設している。

【０１２５】縦シールド０の刃口部１の作業室２の底部
の地山Ｇを掘削し、刃口部１を沈下させた後、足場８０
を利用して現場打ちコンクリートにより筒型の本体８１
を構築する。

【０１２６】前記本体８１を構築後、本体８１とその外
周の地山との間に、滑材注入および裏込め材注入を行
う。その滑材および裏込め注入材を符号８２で示す。

【０１２７】この第５実施例では、縦シールド０を刃口
部１および現場打ちコンクリートで構築した本体８１の
自重で沈下推進させる。

【０１２８】また、必要により本体８１の内部に水を注
入し、刃口部１，本体８１の自重および水荷重を利用し
て縦シールド０を沈下推進させるようにしてもよい。さ
らに、本体８１の内部に水の代わりに荷重ブロックを入
れ、ブロック荷重を利用して縦シールド０を沈下推進さ
せるようにしてもよい。

【０１２９】この第５実施例の他の構成，作用および効
果は、前記第１実施例と同様である。

【０１３０】次に、図１８および図１９は本発明により
築造された立坑または構造物基礎杭の色々な形状を示す
横断平面図である。

【０１３１】その図１８に示す立坑または構造物基礎杭
８３は、単独で横断面円形に築造されている。

【０１３２】なお、図１８に示す形状に限らず、例えば
横断面矩形や横断面長円形に築造してもよい。

【０１３３】図１９に示す立坑または構造物基礎杭８４
は、横断面矩形の２連形に築造されており、隔壁８５で
区画されている。

【０１３４】なお、立坑または構造物基礎杭を２連形に
築造する場合において、例えば横断面長円形に築造して
もよい。

【０１３５】さらに、本発明では立坑または構造物基礎
杭を、３連形以上に築造してもよい。

【０１３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の発明では立坑または構造物基礎杭の築造予定地
に、少なくとも下部に作業室２を，その上部には気甲室
４を設けた縦シールド０の刃口部１を設置し、気甲室４
の上方にシャフト５３およびマテリアルロック５４を構
築し、気甲室４から作業室２内に掘削機７を導入し、刃
口部１の内部を圧気状態に保持しつつ、掘削機７により
作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂を坑外
に搬出し、立坑を掘進するとともに、立坑内における刃
口部１の上方にセグメント５８を組み立て、縦シールド
０を下方へ掘進させ、立坑または構造物基礎杭を築造し
て行き、掘削機７のメンテナンスないしは撤去時には作
業室２から気甲室４内に掘削機７を回収し、気甲室４を
ほぼ大気圧まで減圧し、その気甲室４内でメンテナンス
ないしは撤去作業を行うようにしているので、縦シール
ド０の刃口部１を既存のケーソンと同様に設計，製作で
き、掘削機を汎用化でき、発進架台，基礎杭，泥水処理
設備等を要せずに施工でき、掘削土砂を通常の建設残土
として処分でき、既存のケーソン工法，縦シールド工法
に比較して施工管理が容易で、しかも工期を短縮でき、
あらゆる土質に対応でき、遠隔操作による無人化施工が
可能であり、簡素な設備で実施できるいう効果がある。

【０１３７】また、本発明の請求項２記載の発明では、
前記縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメン
ト５８とその外周の地山との周面摩擦力だけでは不足す
る場合には、立坑の上部に反力版４８を築造し、この反
力版４８により反力荷重を補うようにしているので、縦
シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメントとそ
の外周の地山との周面摩擦力だけでは足りない場合に
も、的確に対応し得る効果がある。

【０１３８】また、本発明の請求項３記載の発明では、
前記縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメン
ト５８とその外周の地山との周面摩擦力だけでは不足す
る場合には、縦シールド０の外周の地山にアースアンカ
６５を配置しかつ所定深度に定着させ、このアースアン
カ６５により反力荷重を補うようにしているので、本発
明においても縦シールド０の浮力および沈下時の反力が
セグメントとその外周の地山との周面摩擦力だけでは足
りない場合にも、的確に対応し得る効果がある。

【０１３９】また、本発明の請求項４記載の発明では、
前記縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメン
ト５８とその外周の地山との周面摩擦力だけでは不足す
る場合には、立坑の上部に反力版４８を築造し、さらに
反力版４８を貫通させて、縦シールド０の外周の地山に
アースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、前
記反力版４８およびアースアンカ６５により反力荷重を
補うようにしているので、縦シールド０の浮力および沈
下時の反力がセグメントとその外周の地山との周面摩擦
力だけでは足りない場合にも、より一層的確に対応し得
る効果がある。

【０１４０】また、本発明の請求項５記載の発明では、
前記掘削された立坑内における刃口部１の上方に、前記
セグメント５８に代えて現場打ちコンクリートにより立
坑または構造物基礎杭の本体８１を構築し、この本体８
１の自重を利用して刃口部１を沈下推進させるようにし
ているので、縦シールド０を沈下推進させるための特別
な設備を必要とせずに施工し得る効果がある。

【０１４１】また、本発明の請求項６記載の発明では、
前記掘削された立坑内における刃口部１の上方に、前記
セグメント５８に代えて現場打ちコンクリートにより立
坑または構造物基礎杭の本体８１を構築し、この本体８
１の内部に水ないしは荷重ブロックを入れ、前記本体８
１の自重および水荷重ないしはブロック荷重を利用して
刃口部１を沈下推進させるようにしているので、本発明
においても縦シールド０を沈下推進させるための特別な
設備を必要とせずに施工し得る効果がある。

【０１４２】また、本発明の請求項７記載の発明では、
少なくとも下部に作業室２を，その上部に気甲室４を有
する刃口部１と、掘削機７と，この掘削機７を通過させ
得る開口部２７およびこの開口部２７を開閉するための
ボトムハッチ３３を有する回転テーブル２６と，この回
転テーブル用の回転駆動装置２８と，前記掘削機７を回
転テーブル２６の開口部２７を通じて刃口部１の作業室
２と気甲室４間に移動させる掘削機回収装置とを備えた
掘削装置と、前記刃口部１の内部に圧縮空気を供給し，
圧気状態を形成する圧気設備と、前記刃口部１の沈下推
進手段と、前記刃口部１の気甲室４の上部に架設された
支持スラブ４２と，これの上部に構築されたシャフト５
３およびマテリアルロック５４と、前記刃口部１の上方
に設置されたセグメント組み立て用のエレクタ４７とを
配備しているので、前記本発明築造方法を的確に実施し
得る効果がある。

【０１４３】また、本発明の請求項８記載の発明では、
前記縦シールド０の上方に、縦シールド０のガイド版兼
反力版４８を築造し、この反力版４８により縦シールド
０の浮力および沈下推進時の反力荷重を補うように構成
しているので、縦シールド０の浮力および沈下時の反力
がセグメントとその外周の地山との周面摩擦力だけでは
足りない場合にも、的確に対応し得る効果がある。

【０１４４】さらに、本発明の請求項９記載の発明で
は、前記縦シールド０の外周の地山にアースアンカ６５
を配置しかつ所定深度に定着させ、このアースアンカ６
５により縦シールド０の浮力および沈下推進時の反力荷
重を補うように構成しているので、本発明においても縦
シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメントとそ
の外周の地山との周面摩擦力だけでは足りない場合に、
的確に対応し得る効果がある。

【０１４５】さらにまた、本発明の請求項１０記載の発
明では、前記縦シールド０の上方に、縦シールド０のガ
イド版兼反力版４８を築造するとともに、前記反力版４
８を貫通させて縦シールド０の外周の地山にアースアン
カ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、前記反力版４
８およびアースアンカ６５により縦シールド０の浮力お
よび沈下推進時の反力荷重を補うように構成しているの
で、縦シールド０の浮力および沈下時の反力がセグメン
トとその外周の地山との周面摩擦力だけでは足りない場
合にも、より一層的確に対応し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、施工状態に
おける縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線切断拡大断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】第１実施例における回転テーブル用の回転駆動
装置部分の拡大断面図である。

【図６】第１実施例において、縦シールドの刃口部の作
業室の底部の地山の掘削過程を示す図である。

【図７】掘削機の回収過程を示す図である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。

【図９】図７に続く掘削機の回収過程を示す図である。

【図１０】本発明の第２実施例を示すもので、縦シール
ドの刃口部の横断平面図である。

【図１１】図１０のＥ−Ｅ線断面図である。

【図１２】第２実施例において、掘削機の回収過程を示
す図である。

【図１３】図１２に続く掘削機の回収過程を示す図であ
る。

【図１４】本発明の第３実施例を示すもので、縦シール
ドの刃口部の作業室の底部の地山の掘削，刃口部の上方
へのセグメントピースの吊り降ろし状態を示す縦断面図
である。

【図１５】図１４に続いて縦シールドの反力の受け止め
状態を示す縦断面図である。

【図１６】本発明の第４実施例を示す縦断面図である。

【図１７】本発明の第５実施例を示す縦断面図である。

【図１８】本発明により築造された横断面円形の単独の
立坑または構造物基礎杭の横断平面図である。

【図１９】本発明により築造された横断面矩形で２連形
の立坑または構造物基礎杭の横断平面図である。

【図２０】従来技術における施工過程を示す図である。

【図２１】図２０に続く施工過程を示す図である。

【符号の説明】

０ 縦シールド １ 縦シールドの刃口部 ２ 刃口部内の作業室 ４ 刃口部内の気甲室 ７ 掘削機 ２６ 回転テーブル ２７ 回転テーブルに形成された開口部 ２８ 回転テーブルの回転駆動装置 ３３ ボトムハッチ ３６ 掘削機回収装置 ４２ 支持スラブ ４４ 沈下推進手段である沈下推進ジャッキ ４５ セグメント組み立て用の足場 ４７ セグメント組み立て用のエレクタ ４８ ガイド版兼反力版 ４９ 反力受け桁 ５１ 土砂バケット ５３ シャフト ５４ マテリアルロック ５８ セグメント ６３ 掘削機回収装置 ６５ アースアンカ ６６ アースアンカの定着部 ６７ アースアンカの反力受けジャッキ ７６ ガイドウォール ７７ 反力受け桁 ７８ セグメントで構築された筒型の本体 ８１ 現場打ちコンクリートで構築された筒型の本体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新谷 哲朗 東京都中央区新川１丁目24番４号 大豊 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−85093（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−38516（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−55639（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立坑または構造物基礎杭の築造予定地
   に、少なくとも下部に作業室２を，その上部には気甲室
   ４を設けた縦シールド０の刃口部１を設置し、気甲室４
   の上方にシャフト５３およびマテリアルロック５４を構
   築し、気甲室４から作業室２内に掘削機７を導入し、刃
   口部１の内部を圧気状態に保持しつつ、掘削機７により
   作業室２の底部の地山Ｇを掘削し、その掘削土砂を坑外
   に搬出し、立坑を掘進するとともに、立坑内における刃
   口部１の上方にセグメント５８を組み立て、縦シールド
   ０を下方へ掘進させ、立坑または構造物基礎杭を築造し
   て行き、掘削機７のメンテナンスないしは撤去時には作
   業室２から気甲室４内に掘削機７を回収し、気甲室４を
   ほぼ大気圧まで減圧し、その気甲室４内でメンテナンス
   ないしは撤去作業を行うことを特徴とする立坑または構
   造物基礎杭の築造方法。
2. 【請求項２】 前記縦シールド０の浮力および沈下時の
   反力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力
   だけでは不足する場合には、立坑の上部に反力版４８を
   築造し、この反力版４８により反力荷重を補うことを特
   徴とする請求項１記載の立坑または構造物基礎杭の築造
   方法。
3. 【請求項３】 前記縦シールド０の浮力および沈下時の
   反力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力
   だけでは不足する場合には、縦シールド０の外周の地山
   にアースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、
   このアースアンカ６５により反力荷重を補うことを特徴
   とする請求項１記載の立坑または構造物基礎杭の築造方
   法。
4. 【請求項４】 前記縦シールド０の浮力および沈下時の
   反力がセグメント５８とその外周の地山との周面摩擦力
   だけでは不足する場合には、立坑の上部に反力版４８を
   築造し、さらに反力版４８を貫通させて、縦シールド０
   の外周の地山にアースアンカ６５を配置しかつ所定深度
   に定着させ、前記反力版４８およびアースアンカ６５に
   より反力荷重を補うことを特徴とする請求項１記載の立
   坑または構造物基礎杭の築造方法。
5. 【請求項５】 前記掘削された立坑内における刃口部１
   の上方に、前記セグメント５８に代えて現場打ちコンク
   リートにより立坑または構造物基礎杭の本体８１を構築
   し、この本体８１の自重を利用して刃口部１を沈下推進
   させることを特徴とする請求項１記載の立坑または構造
   物基礎杭の築造方法。
6. 【請求項６】 前記掘削された立坑内における刃口部１
   の上方に、前記セグメント５８に代えて現場打ちコンク
   リートにより立坑または構造物基礎杭の本体８１を構築
   し、この本体８１の内部に水ないしは荷重ブロックを入
   れ、前記本体８１の自重および水荷重ないしはブロック
   荷重を利用して刃口部１を沈下推進させることを特徴と
   する請求項１記載の立坑または構造物基礎杭の築造方
   法。
7. 【請求項７】 少なくとも下部に作業室２を，その上部
   に気甲室４を有する刃口部１と、 掘削機７と，この掘削機７を通過させ得る開口部２７お
   よびこの開口部２７を開閉するためのボトムハッチ３３
   を有する回転テーブル２６と，この回転テーブル用の回
   転駆動装置２８と，前記掘削機７を回転テーブル２６の
   開口部２７を通じて刃口部１の作業室２と気甲室４間に
   移動させる掘削機回収装置とを備えた掘削装置と、 前記刃口部１の内部に圧縮空気を供給し，圧気状態を形
   成する圧気設備と、 前記刃口部１の沈下推進手段と、 前記刃口部１の気甲室４の上部に架設された支持スラブ
   ４２と，これの上部に構築されたシャフト５３およびマ
   テリアルロック５４と、 前記刃口部１の上方に設置されたセグメント組み立て用
   のエレクタ４７と、を配備していることを特徴とする立
   坑または構造物基礎杭の築造装置。
8. 【請求項８】 前記縦シールド０の上方に、縦シールド
   ０のガイド版兼反力版４８を築造し、この反力版４８に
   より縦シールド０の浮力および沈下推進時の反力荷重を
   補うように構成したことを特徴とする請求項７記載の立
   坑または構造物基礎杭の築造装置。
9. 【請求項９】 前記縦シールド０の外周の地山にアース
   アンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、このアー
   スアンカ６５により縦シールド０の浮力および沈下推進
   時の反力荷重を補うように構成したことを特徴とする請
   求項７記載の立坑または構造物基礎杭の築造装置。
10. 【請求項１０】 前記縦シールド０の上方に、縦シール
    ド０のガイド版兼反力版４８を築造するとともに、前記
    反力版４８を貫通させて縦シールド０の外周の地山にア
    ースアンカ６５を配置しかつ所定深度に定着させ、前記
    反力版４８およびアースアンカ６５により縦シールド０
    の浮力および沈下推進時の反力荷重を補うように構成し
    たことを特徴とする請求項７記載の立坑または構造物基
    礎杭の築造装置。