JP2849822B2

JP2849822B2 - 地下連続壁掘削工法およびその装置

Info

Publication number: JP2849822B2
Application number: JP10487689A
Authority: JP
Inventors: 舜一平野; 資孝桑原; 徹渡辺; 操可近藤; 幸三佐藤
Original assignee: NISHIMATSU KENSETSU KK
Current assignee: NISHIMATSU KENSETSU KK
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1989-04-25
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH02282517A

Description

【発明の詳細な説明】『産業上の利用分野』本発明は地下連続壁掘削工法およびその装置に関する
ものである。

『従来の技術』従来、地下連続壁は、地上より鉛直方向に向って所定
の深さまで溝を掘削し、この溝内には所要の鉄筋を挿入
し、次いでコンクリートを打設して一枚の平板状壁内を
構築し、この平板状壁体を順次隙間なく連設して地中に
長大な連続壁を構築するようになっている。

すなわち、第５図に示すごとく、地下空間Ｐを得る場
合は、地上Ａの互いに離れた二個所より二枚の（通常は
四方を囲むために同図奥側と手前側との合計四枚の）地
中壁W1′,W2′を構築し、その後、両地中壁W1′,W2′間
の地盤を掘削除去するようになっている。

『発明が解決しようとする問題点』しかし、上記従来の地下連続壁は、いずれも鉛直平面
のみであるため、必要とする地下空間Ｐ内を完全に閉じ
ることはできず、第５図に示す地下空間Ｐの底面は開放
されたままであるため、上記地盤の掘削除去に際してヒ
ーピング、ボイリング等が発生することが多く、これら
の対策として地盤改良等の補助工法を用いるのが常であ
り、経済性、工期の点で大きな問題点を有していた。

『目的』そこで本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、
地下に連続壁による完全密封空間を得られる地下連続壁
掘削工法およびその装置を提供することを目的としたも
のである。

『問題点を解決するための手段』上記の目的に沿い、先述特許請求の範囲を要旨とする
本発明の構成は前述問題点を解決するために、地上また
は地下構造物内の互いに離れた２個所から地中壁を構築
する溝状孔を夫々掘削し、この両溝状孔は所望の深さで
傾斜または湾曲せしめてその掘削先端側を接合し、次い
で、上記両溝状孔内にコンクリートを打設するようにな
した技術的手段を講じたものであり、また、上記工法をより的確に実現するための装置とし
て、掘進機本体を下側本体部と上側本体部とに二分し、
この下側本体部と上側本体部との間に両者相互の連結角
度を変更する中折用ジャッキを配設し、また、下側本体
部の下端には掘削カッターを、掘進機本体の適所にはこ
の掘進機本体を掘削した溝状孔の内壁面を反力受けとす
る走行装置を設けてなる技術的手段を講じたものであ
る。

『作用』それ故本発明地下連続壁掘削工法は、夫々掘削した溝
状孔は掘削先端側を地下で接合するため、地下所定の深
さで連結した地中壁を形成して、地盤の掘削除去に際し
てヒービング、ボイリング、等の発生を抑止する作用を
呈するものである。

また、本発明装置は中折用ジャッキを作動させること
で、掘進機本発明内を直線状から屈曲状に変化させるこ
とができ、掘削カッターの方向を鉛直下方から所定の角
度傾斜して掘進することで、鉛直方向に対して所望の傾
斜角度またはカーブの溝状孔を掘進できる。なお、通常
の掘進は掘進機本体の自重によって鉛直下方に掘進する
が、略水平掘進の場合は自重による推進力は得られない
ため走行装置によって推進することで、鉛直方向以外の
掘削も可能となる作用を呈するものである。

『実施例』次に、本発明の実施例を第１図乃至第４図に従って説
明すれば以下の通りである。

図中、Ａが地表面で、W1,w2が本発明工法によって構
築された地中壁である。

本発明工法は、先ず、地上または地下構造物内の互い
に離れた２個所から地中壁を構築する溝状孔W1″,W2″
を夫々掘削し、この両溝状孔W1″,W2″は所望の深さで
傾斜または湾曲せしめてその掘削先端側を接合する。

この両溝状孔W1″,W2″を傾斜または湾曲させるに
は、従来の掘削装置では多少の傾斜角を持たせることは
可能であったが、そのための制御機構等を有していない
ため、途中で進行訪方向を正確に変更することは不可能
であった。

そこで、上記溝状孔W1″,W2″を掘削するには第２図
に示すごとき掘削装置を使用する。

この掘削装置は、本体10の下端に掘削カッター30を配
し、巻取りドラム１に巻かれた吊下ケーブル２で吊下げ
られ、掘削カッター30を回転させつつ自重で地下に向っ
て掘進するようになしてあるのは従来と同じである。ま
た、掘削中の溝状孔W1″内にはその崩壊を防ぐ泥水が注
入され、この泥水は送泥管４と排泥管５とにより順次入
れ換えられ掘削土を搬出するようになっているのも従来
の同じである。

そして、本発明においては、上記本体10を下側本体部
11と上側本体部12とに二分し、この下側本体部11と上側
本体部12との間には両者相互の連結角度を変更する中折
用ジャッキ21を配設し、また、下側本体部の下端には掘
削カッター30を、掘進機本体10の適所にはこの掘進機本
体10を掘削した溝状孔の内壁面W3を反力受けとする走行
装置40を設けてなる、すなわち、上記下側本体部11と上側本体部12とは夫々
別個な箱型（第二図において、上下は開口した断面長方
形筒形）になっており、接合一辺をヒンジ22で連結し、
このヒンジ22の連結部位と対向する側は中折用ジャッキ
21で連結（該中折用ジャッキには通常油圧シリンダが使
用され、油圧シリンダの本体後端を下側本体部11に、ロ
ッドの先端を上側本体部12に枢着してある）し、この中
折用ジャッキ21の作動で（すなわち、ロッドの進退量
で）で、下側本体部１と上側本体部12との両者相互の連
結角度を変更するようになしているが、このヒンジ22を
上記中折用ジャッキ21とは別な中折用ジャッキに変更し
てもよく、この場合は両中折用ジャッキの進退量に差を
持たせることで上記連結角度の変更が可能となる。

また、上記掘削カッター30はフライス式等の従来公知
なものが使用される。

さらに、上記走行装置40としては、図示例では駆動源
によって回転する車輪41を下側本体部11の一側面より突
出させ、この所厘41がすでに掘削された溝状孔W1″の内
壁面W3上を転動して掘進機本体10が自走するようになし
てあるが、内壁面W3が軟弱地盤である場合は無限軌道式
の走行装置に代えてもよく、さらには、図示していない
が、下側本体部11と上側本体部12とに夫々内壁面W3に向
って進退可能なストッパ板を一対宛対設し、先ず上側本
体部12のストッパ板を対向する内壁面W3,W3に圧接して
該上側本体部12をその掘進位置に固定して、前述した中
設用ジャッキまたは別個下側本体部11と上側ほ対部12と
を連結して両者の間隔を変更できるようになした推進ジ
ャッキを伸長して下側本体部11を前進させ、次ぎに、下
側本体部11のストッパ板を対向する内壁面W3,W3に圧接
し上側本体部12のストッパ板は戻して中折用ジャッキま
たは推進ジャッキを縮退して上側本体部12を前進させる
操作を繰り返す構成となしてもよい。

上記掘削装置で、第１図の溝状孔W1″を掘削するに
は、鉛直部位は本体10の自重を利用して順次吊下ケーブ
ル２を巻戻して行なうのは従来と同じで、このときは下
側本体部11と上側本体部12とは一直線上に設定してお
く、そして、所定の深さまで掘削すると、中折用ジャッ
キ21を作動させ本体10を屈曲させ掘進方向を変え、この
状態で所定距離を掘進するとカーブ部W4（第１図参照）
の掘削が行なえる。しかし、このカーブ部W4の途中まで
掘削が進行すると、本体10はその自重のみでは掘進する
推進力が充分ではなく、カーブ部W4の終端部位まで掘進
して本体10が水平状態となった場合はこの推進力は全く
無くなる。そこで、このような状態に達し場合は走行装
置40を作動させることで水平部W5までを掘削する。な
お、この水平部W5の掘削時は中折用ジャッキ21を戻して
下側本体部11と上側本体部12とを一直線状に戻すことは
無論である。

また、この中折用ジャッキ21の操作は、本体10に位置
検出器23を設けてこの位置検出器23よりの信号を利用し
て制御すればよい。

そして、上記のごとくして溝状孔W1″,W2″を掘削し
たらこの、上記両溝状孔W1″,W2″内にコンクリートを
打設し地中壁を得る。このコンクリートの打設は必要に
応じて鉄筋を挿入した後、順次溝状孔W1″,W2″の底側
から泥水とコンクリートを置き換えて行なうのは従来技
術が利用されるものである。

また、第３図乃至第４図は、既設トンネル内より掘削
する例で、地下より連続地中壁を掘削することは地上で
限られた空間を利用しなくてよいため地上の交通に支障
を与えず、また、既存の地下埋設物による支障を受ける
確立が低くなる利点を有する。しかし、反面では、地下
よりの掘削は地下水位以下からの掘削となるので、溝状
孔W1″,W2″の内壁面W3,W3の安定化を計らなければなら
ないことになる。

そこで、この地下空の掘削では掘削開始に先出ち、地
下に圧力室51を設けてこの圧力室51内より掘削を行なう
ようになしている。この圧力室51の構築は、先ず既設ト
ンネルＴの底面覆工部を撤去してガイドウォール52を設
置するが、無論それに先立ち、既設トンネルＴの底面付
近の地盤に対し地下水圧、土圧に対しての耐圧可能な地
盤改良を行なっておく。そして、このガイドウォール52
を被包する隔壁53を設けてこの隔壁53内を圧力室51とな
す。

そして、この圧力室51内には予め前述掘削装置を収納
しておくが、圧力室51内の加圧は送泥管４に連結した図
示しない送泥ポンプまたは、該圧力室51内に圧気を供送
するポンプで行ない、掘削装置の運転は圧力室51の外か
ら電源ケーブル６を介して行なう。

なお、この圧力室51を設けた実施例では鉄筋を挿入す
ることができず、強度が要求される場合はグラスファイ
バー、スチールファイバー、アラミッド、その他新素材
入りコンクリート等を使用することが望ましい。

そして、この既設トンネルＴから構築された地中壁は
第３図に示すごとく、一定距離離れたトンネルT1,T2か
掘削をして両者間で地中壁W1,W2を接合し、両トンネルT
1,T2の上部間は矢板Ｂ等の適宜手段で連結して閉空間P1
を得るか、第４図に示すごとく、一つのトンネルＴの二
ケ所から掘削を行ない断面略円形の閉空間P2を得るよう
になし、大規模地下空間を形成するために使用できる。

なお、第２図中、３は巻上げモータ、７は本体10を巻
上げた後にレール８に案内されて該本体10を同図奥方向
または手前方向に移動するための走行モータで、掘削装
置で一度に掘削できる巾の地中壁の施工が完了したら、
その隣りに順次地中壁を施工するためのものであり、９
は中折用ジャッキ21等を制御する信号ケーブル、24は油
圧ホースを示すものである。

『発明の効果』本発明は上記のごときであるので、地下に連続壁によ
る完全密封空間を得られる地下連続壁掘削工法およびそ
の装置を提供することができるものである。

そして、本発明の特筆すべき効果は、地中壁によって
完全密封空間が得られるためヒービング、ボイリング等
の心配がなく、従来の所定深さまで地盤改良を行なって
これらを防止していた従来工法に比較しては、経済性、
工期の短縮化に顕著な優位性を有するものである。

また、本発明は第２図実施例のように多少の補助工法
と圧力室等の装置の追加により、従来提案されたことの
ない地下構造物から連続地中壁を構築することも可能
で、益々大深度地下利用が求められる都会地において有
利な工法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって得られた連続地中壁の断面図、
第２図は掘削中の装置例正面図、第３図及び第４図は夫
々は本発明によって得られた別の実施例連続地中壁の断
面図、第５図は従来例連続地中壁の断面図を示すもので
ある。 W1,W2……地中壁、W1″,W2″……溝状孔、10……本体、
11……下側本体部 12……上側本体部、21……中折用ジャッキ、30……掘削
カッター、40……走行装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E02D 5/18 102 E02D 17/13 E02F 5/02 - 5/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地上または地下構造物内の互いに離れた２
個所から地中壁を構築する溝状孔を夫々掘削し、この両
溝状孔は所望の深さで傾斜または湾曲せしめてその掘削
先端側を接合し、次いで、上記両溝状孔内にコンクリートを打設するよう
になした地下連続壁掘削工法。
【請求項２】掘進機本体を下側本体部と上側本体部とに
二分し、この下側本体部と上側本体部との間には両者相
互の連結角度を変更する中折用ジャッキを配設し、また、下側本体部の下端には掘削カッターを、掘進機本
体の適所にはこの掘進機本体を掘削した溝状孔の内壁面
を反力受けとする走行装置を設けてなる地下連続壁掘削
装置。