JP2767168B2 - オープンシールド工法およびそれに使用するコンクリート函体 - Google Patents

オープンシールド工法およびそれに使用するコンクリート函体

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JP2767168B2
JP2767168B2 JP4024447A JP2444792A JP2767168B2 JP 2767168 B2 JP2767168 B2 JP 2767168B2 JP 4024447 A JP4024447 A JP 4024447A JP 2444792 A JP2444792 A JP 2444792A JP 2767168 B2 JP2767168 B2 JP 2767168B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、市街地に上下水道、共
同溝、電信、電話等の布設地下道等の地下構物を施工す
るオープンシールド工法およびそれに使用するコンクリ
ート函体に関する。
【0002】
【従来の技術】オープンシールド工法は、開削工法(オ
ープンカット工法)とシールド工法の長所を生かした合
理性に富む工法である。図3にその概略を示すと、図中
1はオープンシールド機で、これは左右の側壁板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。該オープン
シールド機1は前記側壁板1aと底板1bの先端を刃口
2として形成し、また側壁板1aの中央又は後端近くに
推進ジャッキ3を後方に向け上下に並べて配設する。
【0003】図示は省略するが、発進坑内にこのオープ
ンシールド機1を設置して、シールド機1の推進ジャッ
キ3を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってシール
ド機1を前進させ、地下構造物を形成する第1番目のコ
ンクリート函体4を上方から吊り降し、シールド機1の
テール部1c内で縮めた推進ジャッキ3の後方にセット
する。推進ジャッキ3と反力壁の間にはストラットを配
設して適宜間隔調整をする。また、発進坑は土留壁で構
成し、オープンシールド機1を発進させるにはこの土留
壁を一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入等で発進
坑の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。
【0004】ショベル等の掘削機9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する。こ
の排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ3を伸長
してシールド機1を前進させる。この前進工程の場合、
コンクリート函体4の前にはボックス鋼材又は型鋼を用
いた枠体よりなる押角8を配設する。そして前記第1番
目のコンクリート函体4の前に第2番目のコンクリート
函体4をシールド機1のテール部1c内に吊り降す。以
下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体4の
セット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体4を
オープンシールド機1の前進に伴い縦列に地中に残置
し、さらにこのコンクリート函体4の上面に埋戻し5を
施す。
【0005】なお、コンクリート函体4をシールド機1
のテール部1c内に吊り降す際には、コンクリートブロ
ック等による高さ調整材7をコンクリート函体4下に配
設し、このテール部1c内でコンクリート函体4の左右
および下部の空隙にグラウト材6を充填する。
【0006】このようにして、オープンシールド機1が
到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了す
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このようなオープンシ
ールド工法では、前記のごとくコンクリート函体4は、
シールド機1のテール部内に吊り降され、オープンシー
ルド機1の前進とともに該テール部1cから出て地中に
残されていくものである。そして、コンクリート函体4
は鉄筋コンクリート製のもので、図4に示すように左側
板4a,右側板4bと上床板4cと下床板4dとからな
るもので、前後面が開口10として開放されている。
【0008】このコンクリート函体4はシールド機1を
前進させるために、推進ジャッキ3を伸長させる際の反
力受けとなるが、保護のために前部に押角8を配置する
とはいえ、前端面にかなりの荷重を受け、この部分が割
裂破壊し、クラックを発生し易い。
【0009】特に、カーブ施工をする場合は、シールド
機1の内側で左右に配置した推進ジャッキ3のストロー
クを相違させてシールド機1を曲げて前進させることに
なり、コンクリート函体4も左右で不均等な荷重を受け
るので、一層クラックや角部のかけを生じ易いものとな
る。
【0010】また、コンクリート函体4相互の接合部に
は鋼製カラーを配置するが、かかる鋼製カラーはシール
ド機1内の限られたスペースでこれを設置するのは非常
に手間がかかるし、作業性が悪い。また、かかる鋼製カ
ラーの使用は比較的小径のコンクリート函体4の場合に
限られ、大径のコンクリート函体4では後方のコンクリ
ート函体4とは鋼棒等を貫通させてこれで接続するが、
この鋼棒を配設作業も面倒である。
【0011】一方、コンクリート函体4相互の接合部で
の止水のためには函体4の接合面にブチルゴム等のシー
ル材を配置する。しかし、推進ジャッキ3により偏荷重
を受けたりすると、このシール材が破断したりするおそ
れもあり、また、施工しようとする地下構造物の径が大
きくなるほど、コンクリート函体4の径も大断面とな
り、シール材による完全止水も困難である。
【0012】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、推進ジャッキによる押し出しのための荷重を受けて
もクラックの発生や角部のかけることを防止でき、ま
た、コンクリート函体相互の接合および接合部の止水も
大断面のものでも簡単かつ完全に行うことが可能となる
ので、信頼性の高い地下構造物を施工できるオープンシ
ールド工法およびそれに使用するコンクリート函体を提
供することにある。
【0013】
【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、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、
前面、後面及び上面を開口した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、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
体を上方から吊り降して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、前後端面が開口面として開放し、
左右側板と上床板と下床板とからなる地下構造物用コン
クリート函体は、断面L字形の鋼板で前後端面の外周角
部およびその近傍を覆ってあり、さらに、この鋼板の所
要内側にコンクリート函体内側面に開口する接続用の凹
所を鋼板と溶接により一体的に取付けた鋼製箱で形成
し、該凹所に挿通するボルト貫通孔を鋼板に設け、この
鋼板貼設部分で主として推進ジャッキ荷重を受け、か
つ、相互に接続するコンクリート函体の前端面と後端面
同士は、凹所にボルト・ナットを納め、このボルトをボ
ルト貫通孔に通して鋼板相互を結合すること、および、
相互に接続するコンクリート函体の前端面と後端面同士
は、鋼板同士の接合面外周角部を溶接して水密に封止す
ることを要旨とするものである。
【0014】
【作用】請求項1記載および請求項3記載の本発明によ
れば、コンクリート函体は前後端面および前後端面の外
周角部およびその近傍を鋼板により保護被覆されるの
で、この鋼板により剛性が高められ、開口面脇で推進ジ
ャッキによる押し出しのための荷重を受けてもクラック
の発生や角部のかけるのを防ぐことができる。
【0015】また、コンクリート函体を製作する際に、
この鋼製箱付きの鋼板をコンクリート型枠内に配置して
コンクリート打設における同時成形で取付けると、鋼製
箱が型枠となって凹所も同時に成形することができる。
【0016】さらに、鋼板の所要内側にコンクリート函
体内側面に開口する接続用の凹所を形成しているのでこ
の部分が断面欠損部となってクラックを発生させるおそ
れがあるが、かかる凹所の面を鋼製箱で覆うので、凹所
からクラックが発生することがなく強度上の問題がな
い。
【0017】そして、コンクリート函体相互を接続する
際には、凹所を利用してコンクリート函体の内側面から
ボルト・ナットで簡単にこの鋼板同士を接合できるので
接合作業も迅速に行える。
【0018】請求項2記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、コンクリート函体の外側から鋼板同士の接合
面の外周角部を溶接して水密に封止することができ、止
水性の高い接続函体とすることができる。
【0019】
【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。先に本発明のコンクリート函体について説明
すると、このコンクリート函体4は鉄筋コンクリート製
のものであり、前記図4に示すように左側板4a,右側
板4bと上床板4cと下床板4dとからなるもので、前
後面が開口10となる。
【0020】本発明は、かかるコンクリート函体4は、
垂直板11aとこの端に直交するフランジ板11bとからな
る断面L字形の鋼板11で、前後端面および前後端面の外
周角部およびその近傍を覆うようにした。
【0021】さらに、この鋼板11の所要内側に箱抜き状
の凹所12を接続用として形成し、この凹所12に挿通する
ボルト貫通孔13を鋼板11に穿設する。この凹所12はコン
クリート函体4の内側面に開口する。
【0022】このように断面L字形の鋼板11はコンクリ
ート函体4の前端部および後端部を外側から包むように
取付けられるが、コンクリート函体4を製作した後で、
これに被せるように取付けることや、コンクリート函体
4を製作する際に、コンクリート型枠内に配置してコン
クリート打設における同時成形で取付けることができ
る。後付けの場合は、平体を相互に溶接して、断面L字
形のものに成形しながら取付けるようにしてもよい。
【0023】また、前記凹所12を形成するための鋼製箱
14を鋼板11に溶接等で一体的に取付けておき、この鋼製
箱14付きの鋼板11をコンクリート函体4を製作する際
に、コンクリート型枠内に配置してコンクリート打設に
おける同時成形で取付けると、凹所12も同時に成形する
ことができる。図中15は鋼製箱14に設けるアンカーであ
る。
【0024】次に、かかる本発明のコンクリート函体4
を使用するオープンシールド工法について説明するが、
工法の全体の概要としては、前記図3に示す通りで詳細
説明は省略するが、オープンシールド機1での掘進及び
コンクリート函体4のセット工程を繰返して、順次コン
クリート函体4をオープンシールド機1の前進に伴い縦
列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体4の上
面に埋戻し5を施す。
【0025】その場合に、コンクリート函体4はシール
ド機1を前進させるため推進ジャッキ3を伸長させる際
の反力受けとなるが、コンクリート函体4の前後端面お
よび前後端面の外周角部およびその近傍は断面L字形の
鋼板11で覆われており、鋼板11により剛性が高められ高
強度部となっているので、コンクリート函体4の前端に
かなりの荷重を受けても、外周角部がかけたり、割裂破
壊してクラックを発生するようなことはない。これは、
カーブ施工をする場合においても同様で、シールド機1
の内側で左右に配置した推進ジャッキ3のストロークを
相違させてシールド機1を曲げて前進させることにな
り、コンクリート函体4も左右で不均等な荷重を受ける
が、かけやクラックの発生を防止できるものである。
【0026】また、シールド機1の内に吊り下ろすコン
クリート函体4はシールド機1内で先に設置したコンク
リート函体4とは、凹所にボルト・ナット16を納め、こ
のボルト・ナット16のボルトをボルト貫通孔13に通して
鋼板11を相互に結合する。
【0027】さらに、コンクリート函体4相互を接続す
る際には鋼板11同士は接合面として当接するので、該接
合面の外周角部をコンクリート函体4の外側から溶接17
で結合して水密に封止する。
【0028】なお、鋼板11は接合面の外周角部のみなら
ず、内周端縁側も溶接18で結合して内外2重の水密封止
すれば、よりシール性が高いものとなる。この鋼板11の
内周端縁相互を溶接18で結合する場合は、作業員がコン
クリート函体4の中から溶接作業を行う。
【0029】
【発明の効果】以上述べたように本発明のオープンシー
ルド工法およびそれに使用するコンクリート函体は、推
進ジャッキによる押し出しのための荷重を受けても外周
角部のかけやクラックの発生を防ぐことができ、信頼性
の高い地下構造物を施工できるものである。
【0030】また、コンクリート函体相互の接合も簡単
であり、しかもコンクリート函体相互の止水も大断面の
ものでも簡単かつ完全に行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンクリート函体の第1実施例を示す
斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例のコンクリート函体の接続
状態を示す縦断側面図である。
【図3】オープンシールド工法の概要を示す縦断側面図
である。
【図4】コンクリート函体の従来例を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
1…オープンシールド機 1a…側壁板 1b…底板 1c…テール部 2…刃口 3…推進ジャッキ 4…コンクリート函体 4a…左側板 4b…右側板 4c…上床板 4d…下床板 5…埋戻し 6…グラウト材 7…高さ調整材 8…押角 9…掘削機 10…開口 11…断面L字形
の鋼板 11a…垂直板 11b…フランジ
板 12…凹所 13…ボルト貫通
孔 14…鋼製箱 15…アンカー 16…ボルト・ナット 17,18 …溶接
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/06 331

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設
    し、前面、後面及び上面を開口した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、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
    ト函体を上方から吊り降して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、前後端面が開口面として開放
    し、左右側板と上床板と下床板とからなる地下構造物用
    コンクリート函体は、断面L字形の鋼板で前後端面の外
    周角部およびその近傍を覆ってあり、さらに、この鋼板
    の所要内側にコンクリート函体内側面に開口する接続用
    の凹所を鋼板と溶接により一体的に取付けた鋼製箱で形
    成し、該凹所に挿通するボルト貫通孔を鋼板に設け、こ
    の鋼板貼設部分で主として推進ジャッキ荷重を受け、か
    つ、相互に接続するコンクリート函体の前端面と後端面
    同士は、凹所にボルト・ナットを納め、このボルトをボ
    ルト貫通孔に通して鋼板相互を結合することを特徴とす
    るオープンシールド工法。
  2. 【請求項2】 相互に接続するコンクリート函体の前端
    面と後端面同士は、鋼板同士の接合面外周角部を溶接し
    て水密に封止する請求項1記載のオープンシールド工
    法。
  3. 【請求項3】 前後端面が開口面として開放し、左右側
    板と上床板と下床板とからなる地下構造物用コンクリー
    ト函体において、断面L字形の鋼板で前後端面の外周角
    部およびその近傍を覆い、さらに、この鋼板の所要内側
    にコンクリート函体内側面に開口する接続用の凹所を鋼
    板と溶接により一体的に取付けた鋼製箱で形成し、該凹
    所に挿通するボルト貫通孔を鋼板に設けたことを特徴と
    するコンクリート函体。
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