JP3545723B2 - 立坑施工機、立坑の施工方法及び深礎工法 - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留めされた立坑を構築する立坑施工機と、該立坑施工機を用いた立坑の施工方法および深礎工法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市部での工事や崖堆地の橋梁基礎などを建設する場合に深礎工法が用いられてきた。
深礎工法は、人力で円形に掘り下げていき、ライナープレートや補強リングなどにより土留めを行い、これを埋殺し型枠とし、内側に配筋してコンクリートを打設して杭を構築する工法で、狭小なスペースでの工事が可能であった。
しかし従来の深礎工法は，人力施工が主流で，狭い孔内での苦渋作業や安全作業および将来の労働人口の減少などから，機械化による新しい施工技術の開発が必要となってきた。
【０００３】
そこで、最近では縦型シールド機を用いて掘削を行う縦型シールド工法が注目を浴びつつある。
縦型シールド工法として、例えば（特開平６−３１３３９５）で示された工法のように、地山に所定の深さまで杭を打設し、前記の杭を取り囲むように縦型シールド機を備え、前記立坑施工機に備えられた把持装置で前記の杭を把持し、前記の杭を反力として推進する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の方法では立坑施工機の発進時の反力を受けるために、所定の場所にまず杭を打設するが、大口径でかつ大深度の立坑を構築する場合、非常に長い杭が必要になり、また杭を打設するための大型の杭打機が必要となり、施工現場が狭い場合に問題がある。
【０００５】
また、軟弱地盤における施工の場合、杭の引き抜き抗力がシールドの発進時の反力として不十分な場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、例えば深礎杭の施工などにおいて、立坑を構築する場合に、長い杭を必要としない縦型シールド機状の立坑施工機と、この立坑施工機による立坑の構築工法及び深礎工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、立坑を掘削しながら該立坑の内壁面の土留めを行なう立坑施工機１であって、掘削途中の立坑の先端部において立坑の内面を保持する筒体（スキンプレート８０）と、該筒体の下端部に設けられた掘削手段２０と、前記筒体の上部内に設けられ、セグメント９０を組み立てて環状の土留め壁を設ける組立手段（エレクター装置７０）とを有する施工機本体１０を備え、予め立坑を施工する位置でボーリングを行なうと共に、ボーリングされた穴の内部に反力受け材（ドリルパイプ１００）を挿入した状態とし、かつ、反力受け材の下端部を根固めした状態で、前記反力受け材から反力を取って前記掘削手段による掘削時に施工機本体を下方に推進させる推進手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に反力受け材を挿入する。そして、前記反力受け材の下端部を根固めし、前記反力受け材の上部を施工機本体と固定することで、施工機本体を下方に推進させるための反力をとることができ、従来のように地上に大型の装置を必要とせずに掘削が可能となる。また、根固めを十分行えば、軟弱な地盤の掘削も可能となる。
【０００９】
さらに、請求項１記載の発明は、前記反力受け材が、複数連接されたドリルパイプとされるとともに、前記ドリルパイプには、前記推進手段３０に固定される固定用ドリルパイプ１００ａが備えられ、前記推進手段には、前記固定用ドリルパイプに着脱自在に固定される固定部３３が設けられ、前記固定用ドリルパイプの外周には、前記固定部に固定される位置に、固定部と係合する係合部１１０が設けられ、前記推進手段が、順次、前記施工機本体を下方に推進させる際に、前記固定用ドリルパイプより下側のドリルパイプの一部を取り除くとともに固定用ドリルパイプを残ったドリルパイプに接続させることで、固定用ドリルパイプを下方に移動させながら、該固定用ドリルパイプに前記固定手段を固定させて連接されて下端部が根固めされたドリルパイプから反力を取ることを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、さらに、反力受け材としてドリルパイプを用いることにより、大深度の立坑を構築する場合に反力受け材が長くなっても、ドリルパイプを連接したり、外したりすることで、反力受け材の取り扱いを容易なものにできる。また、推進手段の固定部と係合する係合部を備えた固定用ドリルパイプの部分で、推進手段が常に反力を取るようになっているので、円筒状のドリルパイプから容易に反力が取れる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の立坑施工機を用いた立坑の施工方法であって、地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行うとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削する掘削工程と、次いで、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する土留め工程とを備えるとともに、前記掘削工程と土留め工程とを繰り返し行なって所定の深さまで土留めされた状態の立坑を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、立坑施工機を用いた立坑の施工方法で予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置し、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って施工機本体を下方に推進しながら、前記立坑施工機の下側を掘削するので、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の立坑施工機を用いた深礎工法であって、地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行なうとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削するとともに、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する立坑施工工程と、次いで、土留め壁を埋め殺しの型枠として土留め壁内に深礎杭を構築する杭施工工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、深礎工法において、土留めされた立坑を構築する際に、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
図１において、本発明の立坑施工機１の構造について説明する。図１に示すように、前記立坑施工機１は立坑の内面を保持するスキンプレート（筒体）８０と、このスキンプレート８０の下端部に設けられた掘削手段２０と、スキンプレート８０の上部内に設けられ、セグメント９０を組み立てて土留めを行う組立手段（エレクター装置７０）とを有する施工機本体１０を備え、また施工機本体１０を下方に推進させるための推進手段３０を備える。なお、推進手段３０は、後述するように立坑の構築位置に予め埋設された状態のドリルパイプ１００から反力を取るようになっている。
【００１６】
図１に示すように、前記掘削手段２０として例えばカッターヘッド２１を備え、前記カッターヘッド２１の上部には、前記カッターヘッド２１によって掘削された土砂を取り込むカッターチャンバ５０を備える。前記カッターヘッド２１は、周知のシールド機が備えるカッターヘッド２１と同様である。前記カッターヘッド２１は、軸回りに回転する円板状の基体２４と、基体２４の先端面に複数設けられたビット２２と、カッターヘッド２１に回転力を伝動する伝動部２３等を備えている。
また前記カッターヘッド２１の中心部は円形状の開口部２５が設けられ、前記ドリルパイプ１００が挿通可能になっている。
【００１７】
さらに、前記カッターヘッド２１を駆動させるための駆動手段として、カッター駆動モーター２４をカッターヘッド２１の上部に備え、前記カッター駆動モーター２４には、前記カッターヘッド２１のカッタートルクおよび回転速度を制御する制御手段を備えている。また、前記カッターヘッド２１は駆動モーター２４から旋回環２６を介して回転する。
【００１８】
また前記カッターチャンバ５０と施工機本体１０の上部とは、前記カッターチャンバ５０内の上部に備えた閉塞プレート５１で仕切られており、カッタチャンバ５０内の泥水が立坑施工機本体１０の上部に流入しないようになっている。
さらに、前記閉塞プレート５１には、泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のそれぞれの開口部４４，４５が設けられている。
【００１９】
また、前記閉塞プレート５１の中心部にはロータリー式止水機構５２を備え、前記ドリルパイプ１００が前記推進手段３０から前記ロータリー式止水機構５２を挿通し、さらに前記カッターヘッド２１の開口部２５を挿通し、施工機本体１０の外部に延出している。
【００２０】
さらに、前記泥水循環装置４０の排泥管４１にはスラリーポンプ４３が接続されており、前記カッタチャンバ５０内の泥水を坑外まで輸送される。そして、坑外まで送られた混合水は水と土砂とに分離され、水は再び送水用として送水管４２からカッタチャンバ５０内に送水される。
前記泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１に流量計を設置しても良い。
【００２１】
図４は本発明の立坑施工機１の推進手段３０周辺を拡大した様子を示している。図４に示すように、前記推進手段３０は推進把持装置部３１と推力伝達板部３２からなり、前記推力伝達板部３２は三角形状のリブ板３２ａを備え、前記リブ板３２ａの下部には、ドリルパイプ１００を取り囲むように、等間隔に離間した複数本の油圧式のスラストジャッキ６０が鉛直下方方向に備えられている。
【００２２】
また、前記の推力伝達板部３２のリブ板３２ａ上面に推進把持装置部３１が設けられている。
前記の推進把持装置部３１の下端部３１ａと前記の推力伝達板部３２の上端部３２ｂはボルトで接合されており、前記ドリルパイプ１００の後述する盛替え時には、前記ボルトを外し、前記推進把持装置部３１を分割して前記ドリルパイプ１００の中心軸から外側方向にスライドさせ、前記ドリルパイプ１００を前記推進手段３０から取り外すことが可能となる。
なお、推進把持装置部３１は、複数の円弧板を接合することにより、円筒状となっている。また推進把持装置部３１の内面には、後述する固定用ドリルパイプ１００ａの係合部１１０に対応して、周方向に沿った溝が上下に並んで複数設けられており、この部分がドリルパイプ１００と推進手段３０を固定する固定部３３となっている。
【００２３】
上記で示したように、前記ドリルパイプ１００は複数のドリルパイプ１００を一列に連接するように繋ぎ合わせ一体化させたものであるが、前記ドリルパイプ１００の最上部の固定用ドリルパイプ１００ａの外壁に、前記固定部３３に固定される位置に、固定部３３と係合する係合部１１０が設けられている。
前記ドリルパイプ１００の係合部１１０としては、例えばドリルパイプ１００の周方向に沿った突状を複数上下に並んだ状態に設けており、上記のように固定部３３には前記突条が嵌合するように溝を設けている。
このような構成により、推進把持装置部３１は、各円弧板を固定用ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を囲むようにして円筒状として、推力伝達板部３２に接合することにより、固定用ドリルパイプ１００ａと推進把持装置部３１が固定される。また、推進把持装置部３１を推力伝達板部３２から取り外して、各円弧板にばらすことにより、固定用ドリルパイプ１００ａと推進把持装置部３１との固定を解除できる。
【００２４】
また、上記の固定部３３及び係合部１１０の構造は上記で説明したものに限定せず、例えば上記ドリルパイプ１００の最上部の外壁に凹部を設け、立坑施工機１の推進把持装置３１に前記の凹部と嵌合するように凸部を設ける構造でもよい。
【００２５】
また、反力受け材となるドリルパイプ１００は、ドリルパイプ１００を用いてボーリングを行うことにより、ドリルパイプ１００を立坑の施工位置に設置してもよいし、一度ドリルパイプ１００もしくは他のドリル装置でボーリングを行い、一度ドリルパイプ１００もしくは他のドリル装置を引き抜いた後にドリルパイプ１００をボーリングされた穴に挿入するようにしても良い。
【００２６】
また、ドリルパイプ１００に代えてワイヤＰＣ鋼線やその他の長尺な部材を反力受け材として用いることができる。なお、反力受け材をドリルパイプ１００以外とした場合には、推進手段３０と反力受け材の固定構造を代える必要があるが、ワイヤ等を固定する周知の方法を用いることができる。
また反力受け材の下端部を根固めする場合には、例えばボーリングの際に用いられるビッドを拡径可能な周知のものを用い、ボーリングされた穴の下端部に根固め用の空間を形成する。そして、反力受け材を挿入した状態で周知の根固め液を注入する。また、根固め液の注入には、ドリルパイプ１００をパイプとして用いても良いし、ドリルパイプ１００以外のものを反力受け材として用いた場合に、反力受け材とともに、根固め液を注入するチューブをボーリングされた穴に挿入しても良い。
【００２７】
次に本発明の立坑施工機１の施工順序について説明する。
まず、本発明の立坑施工機１の反力受け材であるドリルパイプ１００が地盤２００に挿入可能なように、予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングがされた穴内に前記ドリルパイプ１００を挿入する。
そして、所定の深度に立坑施工機１のドリルパイプ１００の先端部が到達後、該先端部の開口部分から根固め液を射出して根固め部分１５０を造る。
【００２８】
上記の場合、前記ドリルパイプ１００に中空部を設け、前記ドリルパイプ１００の上端部の開口部から、前記の根固め液を流し込むが、さらに根固め部分１５０を十分にするために、ボーリングによって掘削する穴の底部の周縁部に空間を設ける必要がある。
【００２９】
前記の空間を設けるために、ボーリング時に使用する例えば掘削機のスパイラルオーガの先端に、杭の壁面方向に拡翼するビットを設ける。
まず、所定の深度までは、前記のスパイラルオーガで掘削し、前記のスパイラルオーガーの先端部が掘削予定の深度まで達したら、前記のビッドを拡げる。そして、前記のスパイラルオーガを上下に揺動させて、拡底部の径を軸部の径に対して広く設ける。
また前記根固め液の量は地盤２００の性質等を考慮した上で射出する量を決定する。
【００３０】
前記ドリルパイプ１００の先端部で根固め部分１５０を造り、根固め部分１５０に十分な強度が発現すれば、次に前記ドリルパイプ１００と施工機本体１０を固定する。
前記ドリルパイプ１００を施工機本体１０に固定するには、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、開放された前記推進把持装置部３１の固定部３３の位置に合わせ、前記推進把持装置部３１をドリルパイプ１００の中心軸から内側方向にスライドさせ、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、前記推進把持装置部３１の固定部３３に嵌合させ、推力伝達板部３２の上端部３２ｂと推進把持装置部３１の下端部３１ａをボルトで固定する。
【００３１】
図１は、本発明の立坑施工機１で、立坑を掘削する途中の状態を示している。図１に示すように、立坑施工機１を推進させるには、まず泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のバルブを開き、立坑施工機１のカッタチャンバ５０内に送水を開始する。
【００３２】
縦型シールド工法では、掘削がある程度以上の深さになると、推進時に立坑施工機１の前面に鉛直上向き方向に揚水圧がかかる。
このため、カッタチャンバ５０内の泥水圧は、施工機本体１０の前面にかかる揚水圧より高い圧力になるように制御する必要がある。
そこで、送水管４２からの送水量と排泥管４１からの排出量の割合を変化させることにより、カッターチャンバ５０内の泥水圧を制御する。例えば、前記カッターチャンバ５０内の泥水圧を高める場合、送水管４２からの送水量を増加させ、排泥管４１からの排出量を減少させる。
また、逆に前記カッターチャンバ５０内の泥水圧を低下させるには、送水管４２からの送水量を減少させ、また排泥管４１からの排出量を増加させる。
【００３３】
次に、施工機本体１０の前面にあるカッターヘッド２１を回転させ、切羽を開始する。前記カッターヘッド２１は施工機本体１０の前面の土砂を掘削し、掘削した土砂が施工機本体１０のカッタチャンバ５０内に送り込まれる。そして、前記カッタチャンバ５０内で送水管４２から送り込まれた水と混ざり排水管４１の開口部４４から吸引される。
【００３４】
また、施工機本体１０の下方に備えたカッターヘッド２１にて土砂を掘削しながら、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０を伸展し、前記施工機本体１０を下方に推進させる。
前記スラストジャッキ６０の伸展の速度は自由に設定可能で、また、施工機本体１０を下方に推進させ、土砂がカッターヘッド２１の前面に堆積し、カッタートルクが過大になる場合には、推進を停止させるとともに、前記スラストジャッキ６０を所定の長さだけ縮小させ、カッターヘッド２１の前面の土砂が取り除かれた状態で再び、前記スラストジャッキ６０を伸ばしながら掘削する。
また、土砂のカッタチャンバ５０内の堆積を防止するために、カッタチャンバ５０内にアジテーター装置５３を設ける。
【００３５】
図１に示すように、地盤２００とセグメント９０の空隙には裏込め材２５０が注入されており、地盤２００とセグメント９０を一体化している。
またセグメント９０と地盤２００の間の空隙に施工機本体１０のスキンプレート（筒体）８０が挟まれた状態であり、そして、前記施工機本体１０が下方に推進すると、前記スキンプレート（筒体）８０の上端部分に新たな空隙が生じる。
【００３６】
前記で新たな空隙に裏込め材２５０の注入を行い、地盤２００とセグメント９０を固定する。
前記裏込め材料２５０は地上で作液し、切羽現場まではパイプ圧送される。前記裏込め材料２５０の注入後は瞬時に高粘性となり、所定の強度を発現させ、セグメント９０と地盤２００とを一体化させる。
【００３７】
図２は推進終了時の側面図を示している。図２に示すように、前記施工機本体１０が下方に推進するにつれ、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０は伸展し、前記スラストジャッキ６０が最大限に伸展した時に推進を停止する。推進停止時に、立坑施工機１のカッターヘッド２１のカッター駆動モーター２４を停止させカッターヘッド２１の回転を停止させる。また同時に泥水循環装置４０を停止させ、前記カッターチャンバ５０内への送水と排水を停止する。
【００３８】
次に、セグメント９０の組立とスラストの盛替えについて説明する。
図３に示すように、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０が最大限に伸展するとカッターヘッド２１の回転と泥水循環装置４０を停止させる。そして、前記ドリルパイプ１００を前記推進手段３０の推進把持装置３１から取り外して盛り替えの作業を行う。
【００３９】
次に図４でスラスト盛替え時の手順について説明する。
まず上記で説明したように、立坑施工機１の推進手段３０の推進把持装置部３１には、前記ドリルパイプ１００と施工機本体１０を固定する固定部３３を備え、前記ドリルパイプ１００の最上部の外壁に、前記固定部３３に固定される位置に、固定部３３と係合する係合部１１０が設けられ固定されている。
前記ドリルパイプ１００を開放するには、まず前記推進手段３０の推力伝達板部３２の上端部３２ｂと、推進把持装置部３１の下端部３１ａを固定しているボルトを外し、前記推進把持装置部３１を立坑の壁面方向にスライドさせる。
【００４０】
そして、前記ドリルパイプ１００を前記推進把持装置部３１から取り外し、係合部１１０を設けてある最上部の固定ドリルパイプ１００ａと最上部から２番目のドリルパイプ１００ｂ（以下第２ドリルパイプ）の連結を取り外し、固定ドリルパイプ１００ａを施工機内に仮置きする。そして、前記第２ドリルパイプ１００ｂと最上部から３番目のドリルパイプ１００ｃ（以下第３ドリルパイプ）を切り離し、仮置きしてある固定ドリルパイプ１００ａと第３ドリルパイプ１００ｃを連結する。第２ドリルパイプ１００ｂは資材投入用クレーン３００で地上に吊上げる。
【００４１】
上記に示した作業と同時に、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０を最大限に伸展した状態から前記スラストジャッキ６０を最小限に縮め、前記推力伝達板部３２及び推進把持装置部３１を下方に降下させる。そして、上記の固定ドリルパイプ１００ａと第３ドリルパイプ１００ｃを一体にした状態で、前記の固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、開放された前記推進把持装置部３１の固定部３３の位置に合わせ、前記推進把持装置部３１をドリルパイプ１００の中心軸から内側方向にスライドさせ、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、前記推進把持装置部３１の固定部３３に嵌合させ、推力伝達板部３２の上端部３２ｂと推進把持装置部３１の下端部３１ａをボルトで固定する。
【００４２】
さらに、スラスト盛替え時にセグメント９０の組立ても同時に行う。前記セグメント９０は地上にて製造し、該セグメント９０を資材投入用クレーン３００で施工機本体１０の上部のエレクター装置７０に降ろす。
そして、前記エレクター装置７０を立坑の内壁面の方向に移動させ、該内壁面の組立て位置まで移動させる。
また、前記のエレクター装置７０を立坑の内周面に沿って旋回させながら、セグメント９０を立坑の内壁に沿って組み立てる。
【００４３】
セグメント９０の組立てが終了後、再び推進の準備に入り、泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のバルブを開き、施工機本体１０のカッタチャンバ５０内に送水を開始し、カッターヘッド２１を回転させ、切羽を開始する。
【００４４】
以上で説明した動作を繰り返しながら、立坑施工機１で掘削を続け、所定の深度まで立坑が完成すると、立坑施工機１のスキンプレート８０内の装置を解体し、カッターヘッド２１などの部品を資材投入用クレーン３００にて吊りあげ回収する。
そして、立坑施工機１の回収が終了すると、立坑の底面にコンクリートを打設して底盤を形成する。
【００４５】
また、前記セグメント９０で土留めされた立坑内に鉄筋を配設し、コンクリートを打設して深礎抗を完成させる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ボーリングされた穴に反力受け材を挿入し、前記反力受け材の下端部を根固めし、前記反力受け材の上部を施工機本体と固定することで、施工機本体を下方に推進させるための反力をとることができ、従来のように地上に大型の装置を必要とせずに掘削が可能となる。また、根固めを十分行えば、軟弱な地盤の掘削も可能となる。
【００４７】
さらに、反力受け材としてドリルパイプを用いることにより、大深度の立坑を構築する場合に反力受け材が長くなっても、ドリルパイプを連接したり、外したりすることで、反力受け材の取り扱いを容易なものにできる。また、推進手段の固定部と係合する係合部を備えた固定用ドリルパイプの部分で、推進手段が常に反力を取るようになっているので、円筒状のドリルパイプから容易に反力が取れる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、立坑施工機を用いた立坑の施工方法で予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置し、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って施工機本体を下方に推進しながら、前記立坑施工機の下側を掘削するので、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
請求項３記載の発明によれば、深礎工法において、土留めされた立坑を構築する際に、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立坑施工機、立坑の施工方法及び深礎工法における一実施の形態で施工時の立坑施工機の推進開始時を説明する断面概略図である。
【図２】図１における施工時の立坑施工機の推進終了時を説明する断面図である。
【図３】図１における施工時の立坑施工機のセグメント組立て時及びスラスト盛替え時を説明する断面図である。
【図４】図１における施工時の立坑施工機のスラスト盛替え時の手順を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 立坑施工機
１０ 施工機本体
２０ 掘削手段
２１ カッターヘッド
２２ ビット
３０ 推進手段
３３ 固定部
４０ 泥水循環装置
５０ カッターチャンバ
６０ スラストジャッキ
７０ エレクター装置（組立手段）
８０ スキンプレート（筒体）
９０ セグメント
１００ ドリルパイプ
１１０ 係合部
１５０ 根固め部分
２００ 地盤
２５０ 裏込め材
３００ 資材投入用クレーン
【発明の属する技術分野】
本発明は、土留めされた立坑を構築する立坑施工機と、該立坑施工機を用いた立坑の施工方法および深礎工法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市部での工事や崖堆地の橋梁基礎などを建設する場合に深礎工法が用いられてきた。
深礎工法は、人力で円形に掘り下げていき、ライナープレートや補強リングなどにより土留めを行い、これを埋殺し型枠とし、内側に配筋してコンクリートを打設して杭を構築する工法で、狭小なスペースでの工事が可能であった。
しかし従来の深礎工法は，人力施工が主流で，狭い孔内での苦渋作業や安全作業および将来の労働人口の減少などから，機械化による新しい施工技術の開発が必要となってきた。
【０００３】
そこで、最近では縦型シールド機を用いて掘削を行う縦型シールド工法が注目を浴びつつある。
縦型シールド工法として、例えば（特開平６−３１３３９５）で示された工法のように、地山に所定の深さまで杭を打設し、前記の杭を取り囲むように縦型シールド機を備え、前記立坑施工機に備えられた把持装置で前記の杭を把持し、前記の杭を反力として推進する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の方法では立坑施工機の発進時の反力を受けるために、所定の場所にまず杭を打設するが、大口径でかつ大深度の立坑を構築する場合、非常に長い杭が必要になり、また杭を打設するための大型の杭打機が必要となり、施工現場が狭い場合に問題がある。
【０００５】
また、軟弱地盤における施工の場合、杭の引き抜き抗力がシールドの発進時の反力として不十分な場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、例えば深礎杭の施工などにおいて、立坑を構築する場合に、長い杭を必要としない縦型シールド機状の立坑施工機と、この立坑施工機による立坑の構築工法及び深礎工法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１記載の発明は、立坑を掘削しながら該立坑の内壁面の土留めを行なう立坑施工機１であって、掘削途中の立坑の先端部において立坑の内面を保持する筒体（スキンプレート８０）と、該筒体の下端部に設けられた掘削手段２０と、前記筒体の上部内に設けられ、セグメント９０を組み立てて環状の土留め壁を設ける組立手段（エレクター装置７０）とを有する施工機本体１０を備え、予め立坑を施工する位置でボーリングを行なうと共に、ボーリングされた穴の内部に反力受け材（ドリルパイプ１００）を挿入した状態とし、かつ、反力受け材の下端部を根固めした状態で、前記反力受け材から反力を取って前記掘削手段による掘削時に施工機本体を下方に推進させる推進手段を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に反力受け材を挿入する。そして、前記反力受け材の下端部を根固めし、前記反力受け材の上部を施工機本体と固定することで、施工機本体を下方に推進させるための反力をとることができ、従来のように地上に大型の装置を必要とせずに掘削が可能となる。また、根固めを十分行えば、軟弱な地盤の掘削も可能となる。
【０００９】
さらに、請求項１記載の発明は、前記反力受け材が、複数連接されたドリルパイプとされるとともに、前記ドリルパイプには、前記推進手段３０に固定される固定用ドリルパイプ１００ａが備えられ、前記推進手段には、前記固定用ドリルパイプに着脱自在に固定される固定部３３が設けられ、前記固定用ドリルパイプの外周には、前記固定部に固定される位置に、固定部と係合する係合部１１０が設けられ、前記推進手段が、順次、前記施工機本体を下方に推進させる際に、前記固定用ドリルパイプより下側のドリルパイプの一部を取り除くとともに固定用ドリルパイプを残ったドリルパイプに接続させることで、固定用ドリルパイプを下方に移動させながら、該固定用ドリルパイプに前記固定手段を固定させて連接されて下端部が根固めされたドリルパイプから反力を取ることを特徴とする。
【００１０】
従って、請求項１記載の発明によれば、さらに、反力受け材としてドリルパイプを用いることにより、大深度の立坑を構築する場合に反力受け材が長くなっても、ドリルパイプを連接したり、外したりすることで、反力受け材の取り扱いを容易なものにできる。また、推進手段の固定部と係合する係合部を備えた固定用ドリルパイプの部分で、推進手段が常に反力を取るようになっているので、円筒状のドリルパイプから容易に反力が取れる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の立坑施工機を用いた立坑の施工方法であって、地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行うとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削する掘削工程と、次いで、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する土留め工程とを備えるとともに、前記掘削工程と土留め工程とを繰り返し行なって所定の深さまで土留めされた状態の立坑を形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、立坑施工機を用いた立坑の施工方法で予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置し、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って施工機本体を下方に推進しながら、前記立坑施工機の下側を掘削するので、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の立坑施工機を用いた深礎工法であって、地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行なうとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削するとともに、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する立坑施工工程と、次いで、土留め壁を埋め殺しの型枠として土留め壁内に深礎杭を構築する杭施工工程とを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、深礎工法において、土留めされた立坑を構築する際に、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００１５】
図１において、本発明の立坑施工機１の構造について説明する。図１に示すように、前記立坑施工機１は立坑の内面を保持するスキンプレート（筒体）８０と、このスキンプレート８０の下端部に設けられた掘削手段２０と、スキンプレート８０の上部内に設けられ、セグメント９０を組み立てて土留めを行う組立手段（エレクター装置７０）とを有する施工機本体１０を備え、また施工機本体１０を下方に推進させるための推進手段３０を備える。なお、推進手段３０は、後述するように立坑の構築位置に予め埋設された状態のドリルパイプ１００から反力を取るようになっている。
【００１６】
図１に示すように、前記掘削手段２０として例えばカッターヘッド２１を備え、前記カッターヘッド２１の上部には、前記カッターヘッド２１によって掘削された土砂を取り込むカッターチャンバ５０を備える。前記カッターヘッド２１は、周知のシールド機が備えるカッターヘッド２１と同様である。前記カッターヘッド２１は、軸回りに回転する円板状の基体２４と、基体２４の先端面に複数設けられたビット２２と、カッターヘッド２１に回転力を伝動する伝動部２３等を備えている。
また前記カッターヘッド２１の中心部は円形状の開口部２５が設けられ、前記ドリルパイプ１００が挿通可能になっている。
【００１７】
さらに、前記カッターヘッド２１を駆動させるための駆動手段として、カッター駆動モーター２４をカッターヘッド２１の上部に備え、前記カッター駆動モーター２４には、前記カッターヘッド２１のカッタートルクおよび回転速度を制御する制御手段を備えている。また、前記カッターヘッド２１は駆動モーター２４から旋回環２６を介して回転する。
【００１８】
また前記カッターチャンバ５０と施工機本体１０の上部とは、前記カッターチャンバ５０内の上部に備えた閉塞プレート５１で仕切られており、カッタチャンバ５０内の泥水が立坑施工機本体１０の上部に流入しないようになっている。
さらに、前記閉塞プレート５１には、泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のそれぞれの開口部４４，４５が設けられている。
【００１９】
また、前記閉塞プレート５１の中心部にはロータリー式止水機構５２を備え、前記ドリルパイプ１００が前記推進手段３０から前記ロータリー式止水機構５２を挿通し、さらに前記カッターヘッド２１の開口部２５を挿通し、施工機本体１０の外部に延出している。
【００２０】
さらに、前記泥水循環装置４０の排泥管４１にはスラリーポンプ４３が接続されており、前記カッタチャンバ５０内の泥水を坑外まで輸送される。そして、坑外まで送られた混合水は水と土砂とに分離され、水は再び送水用として送水管４２からカッタチャンバ５０内に送水される。
前記泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１に流量計を設置しても良い。
【００２１】
図４は本発明の立坑施工機１の推進手段３０周辺を拡大した様子を示している。図４に示すように、前記推進手段３０は推進把持装置部３１と推力伝達板部３２からなり、前記推力伝達板部３２は三角形状のリブ板３２ａを備え、前記リブ板３２ａの下部には、ドリルパイプ１００を取り囲むように、等間隔に離間した複数本の油圧式のスラストジャッキ６０が鉛直下方方向に備えられている。
【００２２】
また、前記の推力伝達板部３２のリブ板３２ａ上面に推進把持装置部３１が設けられている。
前記の推進把持装置部３１の下端部３１ａと前記の推力伝達板部３２の上端部３２ｂはボルトで接合されており、前記ドリルパイプ１００の後述する盛替え時には、前記ボルトを外し、前記推進把持装置部３１を分割して前記ドリルパイプ１００の中心軸から外側方向にスライドさせ、前記ドリルパイプ１００を前記推進手段３０から取り外すことが可能となる。
なお、推進把持装置部３１は、複数の円弧板を接合することにより、円筒状となっている。また推進把持装置部３１の内面には、後述する固定用ドリルパイプ１００ａの係合部１１０に対応して、周方向に沿った溝が上下に並んで複数設けられており、この部分がドリルパイプ１００と推進手段３０を固定する固定部３３となっている。
【００２３】
上記で示したように、前記ドリルパイプ１００は複数のドリルパイプ１００を一列に連接するように繋ぎ合わせ一体化させたものであるが、前記ドリルパイプ１００の最上部の固定用ドリルパイプ１００ａの外壁に、前記固定部３３に固定される位置に、固定部３３と係合する係合部１１０が設けられている。
前記ドリルパイプ１００の係合部１１０としては、例えばドリルパイプ１００の周方向に沿った突状を複数上下に並んだ状態に設けており、上記のように固定部３３には前記突条が嵌合するように溝を設けている。
このような構成により、推進把持装置部３１は、各円弧板を固定用ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を囲むようにして円筒状として、推力伝達板部３２に接合することにより、固定用ドリルパイプ１００ａと推進把持装置部３１が固定される。また、推進把持装置部３１を推力伝達板部３２から取り外して、各円弧板にばらすことにより、固定用ドリルパイプ１００ａと推進把持装置部３１との固定を解除できる。
【００２４】
また、上記の固定部３３及び係合部１１０の構造は上記で説明したものに限定せず、例えば上記ドリルパイプ１００の最上部の外壁に凹部を設け、立坑施工機１の推進把持装置３１に前記の凹部と嵌合するように凸部を設ける構造でもよい。
【００２５】
また、反力受け材となるドリルパイプ１００は、ドリルパイプ１００を用いてボーリングを行うことにより、ドリルパイプ１００を立坑の施工位置に設置してもよいし、一度ドリルパイプ１００もしくは他のドリル装置でボーリングを行い、一度ドリルパイプ１００もしくは他のドリル装置を引き抜いた後にドリルパイプ１００をボーリングされた穴に挿入するようにしても良い。
【００２６】
また、ドリルパイプ１００に代えてワイヤＰＣ鋼線やその他の長尺な部材を反力受け材として用いることができる。なお、反力受け材をドリルパイプ１００以外とした場合には、推進手段３０と反力受け材の固定構造を代える必要があるが、ワイヤ等を固定する周知の方法を用いることができる。
また反力受け材の下端部を根固めする場合には、例えばボーリングの際に用いられるビッドを拡径可能な周知のものを用い、ボーリングされた穴の下端部に根固め用の空間を形成する。そして、反力受け材を挿入した状態で周知の根固め液を注入する。また、根固め液の注入には、ドリルパイプ１００をパイプとして用いても良いし、ドリルパイプ１００以外のものを反力受け材として用いた場合に、反力受け材とともに、根固め液を注入するチューブをボーリングされた穴に挿入しても良い。
【００２７】
次に本発明の立坑施工機１の施工順序について説明する。
まず、本発明の立坑施工機１の反力受け材であるドリルパイプ１００が地盤２００に挿入可能なように、予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングがされた穴内に前記ドリルパイプ１００を挿入する。
そして、所定の深度に立坑施工機１のドリルパイプ１００の先端部が到達後、該先端部の開口部分から根固め液を射出して根固め部分１５０を造る。
【００２８】
上記の場合、前記ドリルパイプ１００に中空部を設け、前記ドリルパイプ１００の上端部の開口部から、前記の根固め液を流し込むが、さらに根固め部分１５０を十分にするために、ボーリングによって掘削する穴の底部の周縁部に空間を設ける必要がある。
【００２９】
前記の空間を設けるために、ボーリング時に使用する例えば掘削機のスパイラルオーガの先端に、杭の壁面方向に拡翼するビットを設ける。
まず、所定の深度までは、前記のスパイラルオーガで掘削し、前記のスパイラルオーガーの先端部が掘削予定の深度まで達したら、前記のビッドを拡げる。そして、前記のスパイラルオーガを上下に揺動させて、拡底部の径を軸部の径に対して広く設ける。
また前記根固め液の量は地盤２００の性質等を考慮した上で射出する量を決定する。
【００３０】
前記ドリルパイプ１００の先端部で根固め部分１５０を造り、根固め部分１５０に十分な強度が発現すれば、次に前記ドリルパイプ１００と施工機本体１０を固定する。
前記ドリルパイプ１００を施工機本体１０に固定するには、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、開放された前記推進把持装置部３１の固定部３３の位置に合わせ、前記推進把持装置部３１をドリルパイプ１００の中心軸から内側方向にスライドさせ、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、前記推進把持装置部３１の固定部３３に嵌合させ、推力伝達板部３２の上端部３２ｂと推進把持装置部３１の下端部３１ａをボルトで固定する。
【００３１】
図１は、本発明の立坑施工機１で、立坑を掘削する途中の状態を示している。図１に示すように、立坑施工機１を推進させるには、まず泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のバルブを開き、立坑施工機１のカッタチャンバ５０内に送水を開始する。
【００３２】
縦型シールド工法では、掘削がある程度以上の深さになると、推進時に立坑施工機１の前面に鉛直上向き方向に揚水圧がかかる。
このため、カッタチャンバ５０内の泥水圧は、施工機本体１０の前面にかかる揚水圧より高い圧力になるように制御する必要がある。
そこで、送水管４２からの送水量と排泥管４１からの排出量の割合を変化させることにより、カッターチャンバ５０内の泥水圧を制御する。例えば、前記カッターチャンバ５０内の泥水圧を高める場合、送水管４２からの送水量を増加させ、排泥管４１からの排出量を減少させる。
また、逆に前記カッターチャンバ５０内の泥水圧を低下させるには、送水管４２からの送水量を減少させ、また排泥管４１からの排出量を増加させる。
【００３３】
次に、施工機本体１０の前面にあるカッターヘッド２１を回転させ、切羽を開始する。前記カッターヘッド２１は施工機本体１０の前面の土砂を掘削し、掘削した土砂が施工機本体１０のカッタチャンバ５０内に送り込まれる。そして、前記カッタチャンバ５０内で送水管４２から送り込まれた水と混ざり排水管４１の開口部４４から吸引される。
【００３４】
また、施工機本体１０の下方に備えたカッターヘッド２１にて土砂を掘削しながら、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０を伸展し、前記施工機本体１０を下方に推進させる。
前記スラストジャッキ６０の伸展の速度は自由に設定可能で、また、施工機本体１０を下方に推進させ、土砂がカッターヘッド２１の前面に堆積し、カッタートルクが過大になる場合には、推進を停止させるとともに、前記スラストジャッキ６０を所定の長さだけ縮小させ、カッターヘッド２１の前面の土砂が取り除かれた状態で再び、前記スラストジャッキ６０を伸ばしながら掘削する。
また、土砂のカッタチャンバ５０内の堆積を防止するために、カッタチャンバ５０内にアジテーター装置５３を設ける。
【００３５】
図１に示すように、地盤２００とセグメント９０の空隙には裏込め材２５０が注入されており、地盤２００とセグメント９０を一体化している。
またセグメント９０と地盤２００の間の空隙に施工機本体１０のスキンプレート（筒体）８０が挟まれた状態であり、そして、前記施工機本体１０が下方に推進すると、前記スキンプレート（筒体）８０の上端部分に新たな空隙が生じる。
【００３６】
前記で新たな空隙に裏込め材２５０の注入を行い、地盤２００とセグメント９０を固定する。
前記裏込め材料２５０は地上で作液し、切羽現場まではパイプ圧送される。前記裏込め材料２５０の注入後は瞬時に高粘性となり、所定の強度を発現させ、セグメント９０と地盤２００とを一体化させる。
【００３７】
図２は推進終了時の側面図を示している。図２に示すように、前記施工機本体１０が下方に推進するにつれ、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０は伸展し、前記スラストジャッキ６０が最大限に伸展した時に推進を停止する。推進停止時に、立坑施工機１のカッターヘッド２１のカッター駆動モーター２４を停止させカッターヘッド２１の回転を停止させる。また同時に泥水循環装置４０を停止させ、前記カッターチャンバ５０内への送水と排水を停止する。
【００３８】
次に、セグメント９０の組立とスラストの盛替えについて説明する。
図３に示すように、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０が最大限に伸展するとカッターヘッド２１の回転と泥水循環装置４０を停止させる。そして、前記ドリルパイプ１００を前記推進手段３０の推進把持装置３１から取り外して盛り替えの作業を行う。
【００３９】
次に図４でスラスト盛替え時の手順について説明する。
まず上記で説明したように、立坑施工機１の推進手段３０の推進把持装置部３１には、前記ドリルパイプ１００と施工機本体１０を固定する固定部３３を備え、前記ドリルパイプ１００の最上部の外壁に、前記固定部３３に固定される位置に、固定部３３と係合する係合部１１０が設けられ固定されている。
前記ドリルパイプ１００を開放するには、まず前記推進手段３０の推力伝達板部３２の上端部３２ｂと、推進把持装置部３１の下端部３１ａを固定しているボルトを外し、前記推進把持装置部３１を立坑の壁面方向にスライドさせる。
【００４０】
そして、前記ドリルパイプ１００を前記推進把持装置部３１から取り外し、係合部１１０を設けてある最上部の固定ドリルパイプ１００ａと最上部から２番目のドリルパイプ１００ｂ（以下第２ドリルパイプ）の連結を取り外し、固定ドリルパイプ１００ａを施工機内に仮置きする。そして、前記第２ドリルパイプ１００ｂと最上部から３番目のドリルパイプ１００ｃ（以下第３ドリルパイプ）を切り離し、仮置きしてある固定ドリルパイプ１００ａと第３ドリルパイプ１００ｃを連結する。第２ドリルパイプ１００ｂは資材投入用クレーン３００で地上に吊上げる。
【００４１】
上記に示した作業と同時に、前記推進手段３０のスラストジャッキ６０を最大限に伸展した状態から前記スラストジャッキ６０を最小限に縮め、前記推力伝達板部３２及び推進把持装置部３１を下方に降下させる。そして、上記の固定ドリルパイプ１００ａと第３ドリルパイプ１００ｃを一体にした状態で、前記の固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、開放された前記推進把持装置部３１の固定部３３の位置に合わせ、前記推進把持装置部３１をドリルパイプ１００の中心軸から内側方向にスライドさせ、前記固定ドリルパイプ１００ａの係合部１１０を、前記推進把持装置部３１の固定部３３に嵌合させ、推力伝達板部３２の上端部３２ｂと推進把持装置部３１の下端部３１ａをボルトで固定する。
【００４２】
さらに、スラスト盛替え時にセグメント９０の組立ても同時に行う。前記セグメント９０は地上にて製造し、該セグメント９０を資材投入用クレーン３００で施工機本体１０の上部のエレクター装置７０に降ろす。
そして、前記エレクター装置７０を立坑の内壁面の方向に移動させ、該内壁面の組立て位置まで移動させる。
また、前記のエレクター装置７０を立坑の内周面に沿って旋回させながら、セグメント９０を立坑の内壁に沿って組み立てる。
【００４３】
セグメント９０の組立てが終了後、再び推進の準備に入り、泥水循環装置４０の送水管４２と排泥管４１のバルブを開き、施工機本体１０のカッタチャンバ５０内に送水を開始し、カッターヘッド２１を回転させ、切羽を開始する。
【００４４】
以上で説明した動作を繰り返しながら、立坑施工機１で掘削を続け、所定の深度まで立坑が完成すると、立坑施工機１のスキンプレート８０内の装置を解体し、カッターヘッド２１などの部品を資材投入用クレーン３００にて吊りあげ回収する。
そして、立坑施工機１の回収が終了すると、立坑の底面にコンクリートを打設して底盤を形成する。
【００４５】
また、前記セグメント９０で土留めされた立坑内に鉄筋を配設し、コンクリートを打設して深礎抗を完成させる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ボーリングされた穴に反力受け材を挿入し、前記反力受け材の下端部を根固めし、前記反力受け材の上部を施工機本体と固定することで、施工機本体を下方に推進させるための反力をとることができ、従来のように地上に大型の装置を必要とせずに掘削が可能となる。また、根固めを十分行えば、軟弱な地盤の掘削も可能となる。
【００４７】
さらに、反力受け材としてドリルパイプを用いることにより、大深度の立坑を構築する場合に反力受け材が長くなっても、ドリルパイプを連接したり、外したりすることで、反力受け材の取り扱いを容易なものにできる。また、推進手段の固定部と係合する係合部を備えた固定用ドリルパイプの部分で、推進手段が常に反力を取るようになっているので、円筒状のドリルパイプから容易に反力が取れる。
【００４８】
請求項２記載の発明によれば、立坑施工機を用いた立坑の施工方法で予め立坑を施工する位置でボーリングを行い、ボーリングされた穴に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置し、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って施工機本体を下方に推進しながら、前記立坑施工機の下側を掘削するので、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
請求項３記載の発明によれば、深礎工法において、土留めされた立坑を構築する際に、請求項１記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立坑施工機、立坑の施工方法及び深礎工法における一実施の形態で施工時の立坑施工機の推進開始時を説明する断面概略図である。
【図２】図１における施工時の立坑施工機の推進終了時を説明する断面図である。
【図３】図１における施工時の立坑施工機のセグメント組立て時及びスラスト盛替え時を説明する断面図である。
【図４】図１における施工時の立坑施工機のスラスト盛替え時の手順を説明する断面図である。
【符号の説明】
１ 立坑施工機
１０ 施工機本体
２０ 掘削手段
２１ カッターヘッド
２２ ビット
３０ 推進手段
３３ 固定部
４０ 泥水循環装置
５０ カッターチャンバ
６０ スラストジャッキ
７０ エレクター装置（組立手段）
８０ スキンプレート（筒体）
９０ セグメント
１００ ドリルパイプ
１１０ 係合部
１５０ 根固め部分
２００ 地盤
２５０ 裏込め材
３００ 資材投入用クレーン
Claims (3)
- 立坑を掘削しながら該立坑の内壁面の土留めを行なう立坑施工機であって、
掘削途中の立坑の先端部において立坑の内面を保持する筒体と、該筒体の下端部に設けられた掘削手段と、前記筒体の上部内に設けられ、セグメントを組み立てて環状の土留め壁を設ける組立手段とを有する施工機本体を備え、予め立坑を施工する位置でボーリングを行なうと共に、ボーリングされた穴の内部に反力受け材を挿入した状態とし、かつ、反力受け材の下端部を根固めした状態で、前記反力受け材から反力を取って前記掘削手段による掘削時に施工機本体を下方に推進させる推進手段を備え、
前記反力受け材が、複数連接されたドリルパイプとされるとともに、前記ドリルパイプには、前記推進手段に固定される固定用ドリルパイプが備えられ、前記推進手段には、前記固定用ドリルパイプに着脱自在に固定される固定部が設けられ、
前記固定用ドリルパイプの外周には、前記固定部に固定される位置に、固定部と係合する係合部が設けられ、
前記推進手段が、順次、前記施工機本体を下方に推進させる際に、前記固定用ドリルパイプより下側のドリルパイプの一部を取り除くとともに固定用ドリルパイプを残ったドリルパイプに接続させることで、固定用ドリルパイプを下方に移動させながら、該固定用ドリルパイプに前記固定手段を固定させて連接されて下端部が根固めされたドリルパイプから反力を取ることを特徴とする立坑施工機。 - 請求項１記載の立坑施工機を用いた立坑の施工方法であって、
地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行うとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、
次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削する掘削工程と、
次いで、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する土留め工程とを備えるとともに、前記掘削工程と土留め工程とを繰り返し行なって所定の深さまで土留めされた状態の立坑を形成することを特徴とする立坑の施工方法。 - 請求項１記載の立坑施工機を用いた深礎工法であって、
地盤の立坑を施工すべき位置に、ボーリングを行なうとともに、ボーリングされた穴内に下端部が根固めされた状態の前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材を配置する反力受け材設置工程と、
次いで、前記複数連接されたドリルパイプによる反力受け材から反力を取って前記立坑施工機を下方に所定の距離だけ推進しながら前記立坑施工機の下側を掘削するとともに、立坑施工機の上部側で、セグメントを組み立て、前記掘削工程で掘削された距離に対応して環状の土留め壁を構築する立坑施工工程と、
次いで、土留め壁を埋め殺しの型枠として土留め壁内に深礎杭を構築する杭施工工程とを備えることを特徴とする深礎工法。
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