JP3302661B2 - オープンシールド機およびそれを使用する地下構造物の施工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、上下水道、共同
溝、電信電話等の布設地下道等の地下構造物を市街地等
の施工に使用するオープンシールド機およびそれを使用
した地下構造物の施工法に関するものである。

【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11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。

【０００３】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11として形成し、また側壁板１
ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ２を後方に向け上
下に並べて配設する。図中３は隔壁を示す。

【０００４】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、オープンシールド機１の推
進ジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとっ
てオープンシールド機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、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めた推
進ジャッキ２の後方にセットする。推進ジャッキ２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。

【０００５】また、発進坑は土留壁22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22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。

【０００６】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２を伸長
してオープンシールド機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。

【０００７】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をオープンシール
ド機１のテール部１ｃ内に吊り降す。以下、同様の掘削
・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。

【０００８】なお、コンクリート函体４をオープンシー
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。

【０００９】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。

【００１０】コンクリート函体４は、前記のようにオー
プンシールド機１のテール部１ｃ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が、該コンクリート函
体４は鉄筋コンクリート製のもので、図12に示すように
左側壁板４ａ，右側壁板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。

【００１１】このようなオープンシールド工法では、前
記のごとく掘削・排土は地上に設置したショベル等の掘
削機９で行い、また、コンクリート函体４のオープンシ
ールド機１のテール部１ｃへのセットも地上に設置した
クローラクレーン等の揚重機で行う。

【００１２】従って、橋桁や大きな配管等の構造物の直
下を横切るような場合には、それがある箇所では前記掘
削機９や揚重機が配置できず、オープンシールド工法の
施工が不可能となる。そこで、開削工法とシールド工法
の長所を生かした合理性に富むオープンシールド工法に
より施工する場合に、施工箇所の上方に橋桁などの障害
物が存在し、その下を横切る場合でも、オープンシール
ド工法に用いたオープンシールド機１はそのまま設置し
てこの障害物の影響を受けずに地下構造物を施工し、ま
た、障害物通過後はオープンシールド工法にすぐ移行し
て施工を続行できる地下構造物の施工法として、次のよ
うな施工法がある。

【００１３】これは、発進坑に元押しジャッキを設置
し、障害物の下方を横切るときは、オープンシールド機
の前面を掘削排土し、オープンシールド機を先進させて
から、またはオープンシールド機ごとコンクリート函体
を発進坑に設置の前記元押しジャッキで押し出し、該元
押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新
たなコンクリート函体を配設して押し出しを繰り返す推
進工程をオープンシールド工法に組み合わせたものであ
る。

【００１４】ところで、前記元押しジャッキが配設され
る発進坑は、施工区間が長いような場合やカーブしてい
る場合などは、オープンシールド工法で既に施工したコ
ンクリート函体４の最前のものの前方とオープンシール
ド機１のテール部１ｃとの間に設けることがあり、従来
は、テール部の後方に例えば内部に元押しジャッキを配
設した推進チャンバをクレーンなどの重機で吊り下ろし
て設置し、これを発進坑としている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】発進坑となる推進チャ
ンバを地上から吊り下ろして設置する方法では、クレー
ンなどの重機を別途必要とし、吊り下ろし作業には時間
と手間を要して施工効率がよくない、また、重機がセッ
トできない場所では、発進坑の設置が難しく、地下構造
物を施工できなくなるおそれもある。

【００１６】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、オープンシールド工法に、コンクリート函体を発進
坑に設置した元押しジャッキで押し出す推進工程を組み
合わせた工法で施工する場合に、施工工程の途中で、発
進坑となる推進チャンバを地上からクレーンなどで吊り
下ろす必要もなく、任意の箇所に発進坑を設けることが
でき、施工性のよいオープンシールド機およびそれを使
用した地下構造物の施工法を提供することにある。

【００１７】

【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、地下構造物の施工法で使用するオープンシー
ルド機としては、左右側壁板の内側にシールドジャッキ
を配設し、前面、後面および上面を開口したオープンシ
ールド機において、機体の後部のテール部を前後に切り
離し可能なテール部本体と切離し部とに形成し、後部の
切離し部を発進坑として内部に元押しジャッキが配設さ
れる推進チャンバとすること、また、切離し部はボルト
でテール部本体に結合されることを要旨とするものであ
る。

【００１８】地下構造物の施工法としては、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
を適宜繰り返してコンクリート函体を縦列に順次埋設す
るオープンシールド工法と、オープンシールド機の前面
を掘削排土し、オープンシールド機を前進させてから、
またはオープンシールド機ごとコンクリート函体を発進
坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャ
ッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコン
クリート函体を配設して押し出しを繰り返す推進工程と
を組み合わせた地下構造物の施工法において、オープン
シールド機のテール部の後部を切離し部に形成し、該切
離し部を切り離した後、切離し部に元押しジャッキを設
置し発進坑となる推進チャンバとし、該推進チャンバに
設置の元押しジャッキでコンクリート函体を押し出すこ
とを要旨とするものである。

【００１９】請求項１記載の本発明によれば、オープン
シールド機のテール部をテール部本体とこれに切り離し
可能な切離し部とで構成したから、切離し部を切り離し
て内部に元押しジャッキを設置すれば、推進チャンバと
なるからその場で発進坑が形成できる。

【００２０】請求項２記載の本発明によれば、前記作用
に加えて、切離し部はボルトでテール部本体に結合して
あるから、現場での切り離しが容易で施工性がよい。

【００２１】請求項３記載の本発明によれば、オープン
シールド機のテール部の該切離し部を切り離した後、切
離し部に元押しジャッキを設置すれば、発進坑となる推
進チャンバが形成できる。これにより、クレーンなどの
重機を使用しないでも推進チャンバを設置できるから、
推進区画の任意の場所に発進坑を形成できる。

【００２２】よって、推進チャンバの前方にオープンシ
ールド機を推進して、オープンシールド機の前進分に推
進チャンバ内で新たなコンクリート函体を設置し、オー
プンシールド工法で既に設置した後方のコンクリート函
体に反力をとって推進チャンバに設置の元押しジャッキ
で新たに設置したコンクリート函体を押し出せば、この
推進チャンバによる発進坑でコンクリート函体を横取り
するかたちでコンクリート函体を順次前方に押し出せ
る。これにより、オープンシールド機もコンクリート函
体も発進坑から前方に押し出せるから、橋桁などの障害
物が上方に存在しても、その下方をそのまま通過でき
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。図１は本発明の地下構造物の
施工法で使用するオープンシールド機の一部切り欠いた
側面図、図２は同上要部の推進チャンバの縦断側面図、
図３は同上平面図、図４は同上正面図で、オープンシー
ルド機１の基本構成は従来と同様、左右の側壁板１ａと
これら側壁板１ａに連結する底板とからなる前面、後面
及び上面を開口したシールド機であり、前記側壁板１ａ
と底板の先端を刃口11として形成し、また側壁板１ａの
中央又はテール部１ｃである後端近くにシールド機推進
用の推進ジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設して
ある。

【００２４】本発明ではこのテール部１ｃを従来よりも
前後方向に長尺に形成し、推進ジャッキ２が配設される
テール部本体12と、該テール部本体12の後部に切り離し
可能な切離し部13とで構成する。

【００２５】テール部本体12と切離し部13との結合手段
は、例えば図８に示すようにテール部本体12と切離し部
13との接合部を薄肉部に形成し、さらにこの薄肉部から
内側に突出するフランジ14を設け、このフランジ14を相
互にボルト15で結合した。この場合、テール部本体12と
切離し部13とはそれぞれ例えば100 ｍｍ程度の肉厚を有
するものであるから、接合部を薄肉部に形成しても強度
的な問題はほとんど生じない。

【００２６】切離し部13は切り離し後は、発進坑である
推進チャンバとなるもので、推進チャンバの構成を次に
図２〜図７について説明すると、後部に設置した支圧板
16の前部に図６に示すような井桁状に枠組みしたジャッ
キ架台17を設置し、該ジャッキ架台17でオープンシール
ド機１およびコンクリート函体４の推進用の元押しジャ
ッキ18を左右方向に２基、上下方向に３基配設する。

【００２７】図中19はストラット、20は推進するコンク
リート函体４の後部に配設されるプレスバー、21はＨ型
鋼などによるガイド受台、22は切離し部13の前端に設け
た土留壁を示す。

【００２８】次にかかるオープンシールド機１を使用し
て地下構造物を施工する方法を説明する。本発明の施工
法もオープンシールド工法を主体とするもので、オープ
ンシールド工法については図11で既に説明したとおりで
ある。すなわち、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、オープンシールド機１
の推進用の推進ジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁
に反力をとってオープンシールド機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、オープンシールド機１のテール部１ｃ内
で縮めた推進ジャッキ２の後方にセットする。推進ジャ
ッキ２と反力壁の間にはストラット19を配設して適宜間
隔調整をする。

【００２９】地上に設置した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２を伸長してオープンシールド機１を前進させ
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をオープンシールド機１の
テール部１ｃ内に吊り降す。以下、同様の掘削・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。

【００３０】図９、図10において23は橋桁などの地上の
障害物で、障害物23の下にこれを横切るようにコンクリ
ート函体４を埋設する場合には、まず、障害物23の手前
位置でオープンシールド工法を一時中断し、オープンシ
ールド機１のテール部１ｃの切離し部13をテール部本体
12から切り離す。

【００３１】この切り離しはボルト15を外すだけでよ
く、簡単に行える。そして、この切離し部13の内部に図
２、図10に示すように元押しジャッキ18などの推進設備
を設置して切離し部13を推進チャンバとして発進坑に形
成する。かかる推進チャンバは前記のように切離し部13
を切り離すだけでよいから、上方に障害のあるような場
所でも設置が可能である。

【００３２】次に、オープンシールド機１の推進ジャッ
キ２または切離し部13に設置の元押しジャッキ18を伸長
して、プレスバー20またはオープンシールド工法で既に
設置してある後方のコンクリート函体４に反力をとって
オープンシールド機１を前進させる。これにより、切離
し部13がその場に残置された状態でテール部本体12は前
進し、切離し部13の前方にオープンシールド機１の前進
分だけ空間が形成される。

【００３３】その際の掘削・排土はオープンシールド機
１の前端を機体内から手掘りまたは簡単な機械掘りで掘
削し、掘削土砂はベルトコンベアなどで後方へと搬送す
る。

【００３４】そして、推進チャンバである切離し部13の
内部で新たなコンクリート函体４を設置し、このコンク
リート函体４を切離し部13の内部に設置の元押しジャッ
キ18で、オープンシールド機１の前進により切離し部13
の前方に形成された空間に押し出す。

【００３５】この場合、オープンシールド機１は前進さ
せておかずに、切離し部13内に設置した新たなコンクリ
ート函体４とともにいっしょに元押しジャッキ18で同時
に押し出すようにしてもよい。

【００３６】このような推進ジャッキ２の伸縮によるオ
ープンシールド機１の前進、元押しジャッキ18の伸縮に
よるコンクリート函体４の押し出し、または、元押しジ
ャッキ18の伸縮によるオープンシールド機１ごとのコン
クリート函体４の押し出し、補充、掘削・排土を繰り返
す推進工程で、オープンシールド機１を前進させ、それ
に続いてコンクリート函体４を順次後端で横取りして補
充しながら縦列に押し進め橋桁などの障害物23の下方を
横切る。

【００３７】元押しジャッキ18で推進したコンクリート
函体４の下部または床部にはコンクリートブロック等に
よる高さ調整材７や裏込め材などを配設する。

【００３８】前記のような推進工程によって橋桁などの
障害物23の下を横切る施工が完了したならば、オープン
シールド工法に再び戻り、施工を続行する。

【００３９】推進チャンバである切離し部13は元押しジ
ャッキ18、ストラット19、プレスバー20などを撤去した
後、埋め殺しとし、この空いた部分にはコンクリート函
体４を補充するか、現場施工での補充でオープンシール
ド工法の施工部と推進工程での施工部分との接続を行
う。

【００４０】

【発明の効果】以上述べたように本発明のオープンシー
ルド機およびそれを使用する地下構造物の施工法は、オ
ープンシールド工法に、コンクリート函体を発進坑に設
置した元押しジャッキで押し出す推進工程を組み合わせ
た工法で施工する場合に、施工工程の途中で、発進坑と
なる推進チャンバを地上からクレーンなどで吊り下ろす
必要もなく、オーブンシールド機のテール部の一部を切
り離すだけでその場で任意の箇所に発進坑を設けること
ができ、施工性のよいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のオープンシールド機の実施の形態を示
す一部切り欠いた側面図である。

【図２】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバの縦断側面図である。

【図３】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバの平面図である。

【図４】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバの正面図である。

【図５】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバのプレスバーの正面図である。

【図６】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバのジャッキ架台の正面図である。

【図７】本発明のオープンシールド機の要部である推進
チャンバのストラットの正面図である。

【図８】本発明のオープンシールド機の要部であるテー
ル部本体と切離し部の接合部分の横断平面図である。

【図９】本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す
切離し部の切り離し前の状態の一部切り欠いた側面図で
ある。

【図１０】本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示
す切離し部の切り離し後の状態の一部切り欠いた側面図
である。

【図１１】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１２】オープンシールド工法で使用するコンクリー
ト函体の斜視図である。

【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…推進ジャッキ ３…隔壁 ４…コンクリート
函体 ４ａ…左側壁板 ４ｂ…右側壁板 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…刃口 12…テール部本体 13…切離し部 14…フランジ 15…ボルト 16…支圧板 17…ジャッキ架台 18…元押しジャッ
キ 19…ストラット 20…プレスバー 21…ガイド受台 22…土留壁 23…障害物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 331 E21D 9/06 311

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右側壁板の内側にシールドジャッキを
   配設し、前面、後面および上面を開口したオープンシー
   ルド機において、機体の後部のテール部を前後に切り離
   し可能なテール部本体と切離し部とに形成し、後部の切
   離し部を発進坑として内部に元押しジャッキが配設され
   る推進チャンバとすることを特徴とするオープンシール
   ド機。
2. 【請求項２】 切離し部はボルトでテール部本体に結合
   される請求項１記載のオープンシールド機。
3. 【請求項３】 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コンクリー
   ト函体を縦列に順次埋設するオープンシールド工法と、
   オープンシールド機の前面を掘削排土し、オープンシー
   ルド機を前進させてから、またはオープンシールド機ご
   とコンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキ
   で押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリー
   ト函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し
   出しを繰り返す推進工程とを組み合わせた地下構造物の
   施工法において、オープンシールド機のテール部の後部
   を切離し部に形成し、該切離し部を切り離した後、切離
   し部に元押しジャッキを設置し発進坑となる推進チャン
   バとし、該推進チャンバに設置の元押しジャッキでコン
   クリート函体を押し出すことを特徴とする地下構造物の
   施工法。