JP3132407B2 - 推進工法用立坑の壁構造 - Google Patents

推進工法用立坑の壁構造

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JP3132407B2 JP09034803A JP3480397A JP3132407B2 JP 3132407 B2 JP3132407 B2 JP 3132407B2 JP 09034803 A JP09034803 A JP 09034803A JP 3480397 A JP3480397 A JP 3480397A JP 3132407 B2 JP3132407 B2 JP 3132407B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、シールド機などの
推進工法用掘削機により容易に切削できる壁面を有する
立坑の壁構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】推進工法によるトンネル工事に際して
は、資材の搬入・輸送や掘削土砂や地下水の排出、換気
などのため、立坑が構築され、この立坑は工事完了後も
永久構造物として残置されることが多く一般には鉄筋コ
ンクリートで構築される。そして、掘削機の発進・到達
のための開口部が壁面に設けられる。開口部を設ける方
法としては概ね次の方法が採られている。
【0003】(1)鉄筋コンクリート造りの壁面の外側
の地山を地盤改良して土留めあるいは止水を図った後、
壁面をはつり開口とする。
【0004】(2)壁面の一部に鋼材を使用し、鋼材の
外側の地山を地盤改良して土留めあるいは止水を図った
後、鋼材を溶断して開口とする。
【0005】(3)壁面の一部に鉄筋に代わる補強筋と
して高強度繊維で強化したプラスチックの棒状体(以下
FRPという)を配筋してコンクリートを打込んだ部分
を設けておき、その部分を掘削機自体により切削して開
口とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来法の(1)、
(2)では鉄筋コンクリートをはつったり、鋼材を溶断
して開口とするために予め外側の地山を地盤改良して土
留めあるいは止水を図る必要があり、工事費の高騰を招
くとともに地盤改良に余分な工期が必要となる。(3)
ではFRPの配筋の際に周囲の鉄筋との接合が容易では
なく、その接合に多大の手間を必要とし、FRP自体も
高価であるので、工事費の高騰を招く。などの問題点が
あり、それの解決が望まれている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる問題点
を解決するため、FRPの配筋に代えて、高強度繊維製
袋を使用し、その高強度繊維製袋にコンクリートまたは
モルタルを充填して複数の柱状体を形成することにより
開口部設置作業の合理化を図ることを目的とする。
【0008】即ち、本発明は、壁の大部分は鉄筋または
鉄骨コンクリート造りであるが、開口予定部には鉄筋ま
たは鉄骨は配置されず、高強度繊維製袋にコンクリート
またはモルタルを充填した複数の柱状体が鉛直に配置さ
れていることを特徴とする推進工法用立坑の壁構造であ
る。
【0009】本発明で使用する高強度繊維製袋はポリビ
ニルアルコール系、ポリアミド系、ポリエステル系、ア
クリル系の各合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維などの高
強度合成繊維から製造される。高強度合成繊維を密に織
成した織物を袋状に縫製する他、袋織機により袋状に織
成してもよい。厚手の袋が必要な場合には袋織機により
二重織に織成したものを使用してもよい。袋の形状は細
長く、内部にコンクリートまたはモルタルを充填した
時、十分に緊張し、コンクリートまたはモルタルが硬化
すると円柱状の繊維補強コンクリートまたはモルタルが
形成される。
【0010】本発明の推進工法用立坑の壁を構築するに
は、通常の構築工法がその儘採用される。代表的な工法
としては地中連続壁工法、ソイルモルタル柱列壁工法、
ケーソン沈設工法が挙げられる。地中連続壁工法、ケー
ソン沈設工法の場合は一般壁面部分には通常の通り鉄筋
を配筋し、開口予定部には鉄筋に代えて高強度繊維製袋
を複数鉛直に配置し、高強度繊維製袋を上下の鉄筋籠の
間に組込んだ鉄筋籠を組み立てておき、この鉄筋籠を通
常の鉄筋籠に代えて建込み、一般壁面部分に先行して高
強度繊維製袋内にコンクリートを打込んで高強度繊維製
袋を緊張して膨らませて高強度繊維で補強されたコンク
リートの円柱列を形成した後、一般壁面部分および高強
度繊維製袋外周にコンクリートを打設する。高強度繊維
製袋を鉄筋籠に組み込む際の高強度繊維製袋の補強枠と
しては掘削機で切削可能な材料が使用される。また、別
法として地上で先ず高強度繊維製袋にコンクリートまた
はモルタルを充填・固化して高強度繊維で補強されたコ
ンクリートの円柱列を形成し、この円柱列を上下の鉄筋
籠の継ぎ材として鉄筋籠を組み立て、この鉄筋籠を建込
んだ後、一般壁面部分および円柱列の外周にコンクリー
トを打設するという方法を採用してもよい。
【0011】ケーソン沈設工法では開口予定部は通常2
個以上のケーソンに跨がるので、それぞれのケーソンに
ついて、鉄筋コンクリート造りの一般壁面部分と繊維補
強コンクリート造りの開口予定部を形成して、順次沈設
する。
【0012】ソイルモルタル柱列壁工法の場合は、次の
2つの方式がある。(1)一般壁面部分には通常の通り
のH型鋼を芯材として使用し、一方、上下のH型鋼を高
強度繊維製袋で連結し、中間の高強度繊維製袋内にコン
クリートまたはモルタルを充填して円柱状の繊維補強コ
ンクリートを形成することによって、円柱状の繊維補強
コンクリートで上下のH型鋼を連結した形の芯材を予め
用意しておき、この芯材を開口予定部の芯材として使用
して、通常の通りのソイルモルタル柱列壁工法を施工す
る方式。(2)一般壁面部分の施工は通常の通りである
が、開口予定部の繊維補強モルタルを以下の方法で形成
する方式。H型鋼を継手で連結し、上下のH型鋼に跨が
る形でH型鋼の外周に添わせて折り畳んだ形で高強度繊
維製袋を取付け、カバーで保護して、未硬化のソイルモ
ルタル柱列体中に挿入後、上下のH型鋼の継手による連
結を解き、上のH型鋼と保護カバーを上方に引き上げ
て、高強度繊維製袋内に空隙を確保し、この空隙にモル
タルを高圧充填して高強度繊維製袋を膨らませて上下の
H型鋼で挟まれた中間に円柱状の繊維補強モルタルを形
成する。
【0013】本発明によれば、立坑の構築時に一般壁面
は通常の通り鉄筋または鉄骨コンクリート造りで構築
し、開口予定部のみを無配筋として、そこに円柱状の繊
維補強コンクリートを複数形成するだけであるので、立
坑構築の施工が簡単である。また、掘削機自体の前進で
容易に開口することができるので開口のための立坑背面
地山の地盤改良などの工事が不要となり、工期が短縮し
コストは低減する。また、補強のために使用する高強度
繊維はFRPに比してはるかに廉価であるので経済的に
も大きな効果がある。
【0014】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。
【0015】図1は本体が鉄筋コンクリート造りで開口
予定部に高強度繊維補強コンクリートの円柱列を配置し
た立坑内で掘削機を組立て掘削機の発進準備が完了した
発進立坑を示し、(a)は正面図、(b)は立断面図、
(c)は平面図である。
【0016】図2は高強度繊維補強コンクリートの円柱
列の配置の例を示し(a)、(b)は一例の平面図、立
断面図であり、(c)、(d)は別の例の平面図、立断
面図である。
【0017】立坑1の本体は鉄筋コンクリート2で構築
され、開口予定部aのみ高強度繊維補強コンクリート3
の円柱列で構築されている。開口予定部aは円形であ
り、その形状に従って、中央の円柱は長く端に行くに従
って短い円柱が構築される。高強度繊維補強コンクリー
ト3の円柱列は図2に示すように、大口径のものを一列
に構築してもよいし、小口径のものを二列に構築しても
よい。掘削機4の発進時には掘削機自体で開口予定部a
の高強度繊維補強コンクリート3を切削し、掘削機4の
周囲と開口の間隙をパッキング14でシールしながら前
進する。
【0018】図示してないが到達時には掘削機自体で高
強度繊維補強コンクリート3を切削し掘削機4の周囲と
開口の間隙に止水材を注入して地山よりの水の浸入を防
止しながら前進して到達立坑に到達する。この例では、
立坑1として断面長方形のものを図示採用したが、断面
円形であってもよいことは勿論である。
【0019】図3を参照しながら、本発明の壁を地中連
続壁工法により構築する例を説明する。
【0020】図3(a)、(b)は本発明で使用する高
強度繊維製袋3aの例の端部の1部を示す斜視図であ
り、(a)は高強度繊維製袋3aの端部に袋状の棒挿通
部をもつ帯3bを取付けたものであり、(b)は高強度
繊維製袋3aの端部に結び目7を多数もつ紐6を取付け
コンクリートに定着できるようにしたものである。高強
度繊維製袋3aの端部は上下端ともにこのように加工さ
れ、鉄筋籠の鉄筋の1部に代わって使用され十分な定着
長を確保して鉄筋籠に組み立てられる。高強度繊維製袋
3aを組み込む際に、下部の鉄筋籠の重量の上部鉄筋籠
への伝達が不十分であることや鉄筋籠全体の形状が不安
定であることが懸念される場合には、高強度繊維製袋3
aの外周に切削可能な材料の補強枠を配置して下部鉄筋
籠を上部鉄筋籠に連結して形状を安定させる。
【0021】地中連続壁工法による施工手順を説明す
る。
【0022】(1)地中連続壁掘削機により地中に溝を
掘削する。
【0023】(2)開口予定部に高強度繊維製袋3aを
固定し上記のように組み立てた鉄筋籠を溝に建込む。
(図3(c)参照) (3)高強度繊維製袋3a内および溝内にトレミー管9
を挿入し、高強度繊維製袋3a内へのコンクリート10
の打ち込みを先行させて、高強度繊維製袋3a内のコン
クリートレベルを袋外より絶えず高く保ち、袋を膨らま
せながら、溝にコンクリート10を充填する。(図3
(d)参照) 充填したコンクリート10が硬化して開口予定部が高強
度繊維補強コンクリートで構築された立坑の壁が完成す
る。
【0024】図4、図5を参照しながら、本発明の壁を
ソイルモルタル柱列壁工法により構築する例を説明す
る。なお、一般壁面部分の施工は通常のソイルモルタル
柱列壁工法と同じであるので説明を省略する。
【0025】まず、上記第1の方式による施工手順を順
を追って説明する。
【0026】(1)芯材となる上下のH型鋼11、11
の中間に高強度繊維製袋3aを固定する。袋の固定はフ
ラットバーなどの固定材13を介してH型鋼11にボル
ト締めするなどの方法で行う。高強度繊維製袋3aの下
端は閉じた状態で下側のH型鋼11に固定され、高強度
繊維製袋3aの上端は注入口を設けた状態で上側のH型
鋼11に固定されている。(図4(a)参照)。中間に
高強度繊維製袋3aを固定したH型鋼11、11を鉛直
に吊り下げ、上方から高強度繊維製袋3a内に注入口を
通してモルタル12を充填すると高強度繊維製袋3aは
膨れて円柱状となる。モルタル12が硬化して、中間に
高強度繊維補強モルタル柱を持つH型鋼11、11であ
る芯材が製造される。(図4(b)参照)。開口予定部
の高さに応じて中間の高強度繊維製袋3aの固定位置、
長さの異なる芯材を複数本準備しておく。
【0027】(2)ソイルモルタル柱列壁掘削機により
地山の掘削、セメントミルクの注入、原位置の土壌との
混合攪拌を行って未硬化のソイルモルタル柱列体を造成
する。
【0028】(3)未硬化のソイルモルタル柱列体中に
上記(1)で製造した複数本の芯材を開口予定部の位置
に対応して挿入する。ソイルモルタル柱列体の硬化を待
って開口予定部およびその上下の壁が構築される。
【0029】次に、上記第2の方式による施工手順を順
を追って説明する。
【0030】(1)上下のH型鋼11、11を継手16
で連結し、上下のH型鋼11、11に跨がる形でH型鋼
11、11の外周に添わせて折り畳んだ形で高強度繊維
製袋3aを取付け、H型鋼11の表面に添う形状のプラ
スチック製の保護カバー(図示せず)で保護したH型鋼
11を準備する。開口予定部の高さに応じて上下のH型
鋼11、11の長さ、高強度繊維製袋3aの長さの異な
るH型鋼11を複数本準備しておく。(図5(b)参
照)。
【0031】(2)ソイルモルタル柱列壁掘削機により
地山の掘削、セメントミルクの注入、原位置の土壌との
混合攪拌を行って未硬化のソイルモルタル柱列体15を
造成する。(図5(a)参照) (3)未硬化のソイルモルタル柱列体15中に上記
(1)で準備した複数本のH型鋼11を開口予定部の位
置に対応して挿入する。(図5(b)参照)。
【0032】(4)H型鋼11の継手16をはずし、上
のH型鋼11を保護カバーと一緒に上方に引き上げて、
高強度繊維製袋3a内に空隙を形成する。(図5(c)
参照) (5)上方から高強度繊維製袋3a内に注入管(図示せ
ず)を挿入して高強度繊維製袋3a内にモルタル12を
高圧充填して高強度繊維製袋3aを円柱状に膨らませ
る。(図5(d)参照)。
【0033】(6)モルタル12およびソイルモルタル
柱列体15の硬化を待って開口予定部およびその上下の
壁が構築される。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、立坑の構築時に一般壁
面は通常の通り鉄筋または鉄骨コンクリート造りで構築
し、開口部予定部のみを無配筋として、そこに円柱状の
繊維補強コンクリートを複数形成するだけであるので、
立坑構築の施工が簡単である。
【0035】また、掘削機自体の前進で容易に開口する
ことができるので開口のための立坑背面地山の地盤改良
などの工事が不要となり、工期が短縮しコストは低減す
る。また、補強のために使用する高強度繊維はFRPに
比してはるかに廉価であるので経済的にも大きな効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本体が鉄筋コンクリート造りで開口予定部に高
強度繊維補強コンクリートの円柱列を配置した立坑内で
掘削機を組立て掘削機の発進準備が完了した発進立坑を
示し、(a)は正面図、(b)は立断面図、(c)は平
面図である。
【図2】高強度繊維補強コンクリートの円柱列の配置例
を示し(a)、(b)は一例の平面図、立断面図であ
り、(c)、(d)は別の例の平面図、立断面図であ
る。
【図3】(a)、(b)は本発明で使用する高強度繊維
製袋の例の端部の1部を示す斜視図であり、(c)、
(d)は地中連続壁工法による施工手順を示す工程毎の
平断面図および立断面図である。
【図4】本発明で使用する芯材の製造工程を示す工程毎
の立断面図である。
【図5】本発明の壁を変形ソイルモルタル柱列壁工法で
構築する際の施工工程を示す工程毎の平断面図および立
断面図である。
【符号の説明】
a…開口予定部、1…立坑、2…鉄筋コンクリート、3
…高強度繊維コンクリート、3a…高強度繊維製袋、3
b…帯、4…掘削機、5…棒、6…紐、7…結び目、8
…鉄筋、9…トレミー管、10…コンクリート、11…
H型鋼,12…モルタル、13…固定材、14…パッキ
ング、15…ソイルモルタル柱列体、16…継手。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 5/11 E21D 9/06 301

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 壁の大部分は鉄筋または鉄骨コンクリー
    ト造りであるが、開口予定部には鉄筋または鉄骨は配置
    されず、高強度繊維製袋にコンクリートまたはモルタル
    を充填した複数の柱状体が鉛直に配置されていることを
    特徴とする推進工法用立坑の壁構造。
JP09034803A 1997-02-19 1997-02-19 推進工法用立坑の壁構造 Expired - Fee Related JP3132407B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
「最新シールドトンネル ハイテク技術が地下を掘る」松本嘉司著(1949年9月9日,日経BP社)P.143−146

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