JP3581332B2 - 土留め設備およびそれを使用する開削工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開削工法で施工するに際し、前方に重機などの建設機械を設置できないような場所での施工、例えば、既設水路などの構造物を取り壊しながら水路を構築する場合などの開削工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、既設水路などを撤去し、ここに新設水路などを構築する場合や、既設水路があったり、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できないような狭隘な場所での施工は、重機などの建設機械の設置場所が限定されることから、開削工法での施工は困難であった。また、切羽部は鋼矢板等で前方を仕切る必要があるが、この部分は自然勾配で法面を構成する必要がある。
【０００３】
このため、従来は例えば、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オープンシールド工法が採用されることがある。このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図19に示すように左右の側壁板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もので、前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口として形成し、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】
かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、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。
【０００６】
ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の後方また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の上面に埋戻土５を入れる。
【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】
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、コンクリート函体４は、オープンシールド機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。
【００１１】
コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製のもので、図20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。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
既設水路などを撤去し、ここに新設水路などを構築する場合や、既設水路があったり、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できないような狭隘な場所での施工を前記のようなオープンシールド工法で行う場合には、オープンシールト機を必要とし、大掛かりなものとなる。
【００１３】
これに対して、開削工法で行えば容易に施工できるが、施工場所が前記のように既設水路を取り壊しながら新設水路を構築する場所であったり、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できないような狭隘で工事占用部分が限定されている場所では、建設機械、使用資材等の設置場所を確保することや、また、切羽の土留めも確実に行うことが難しく、開削工法での施工は困難であった。そして、切羽部は鋼矢板等で前方を仕切る場合、鋼矢板のコストがかかり、オープンシールド機の前進に伴い鋼矢板の仕切り箇所もその都度打設位置を前進させて移動させる必要があり、施工性がよくなく、また、切羽部を自然勾配の法面で構成するため、前造方への打設が困難である。
【００１４】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、施工場所が、例えば既設水路を取り壊しながら新設水路を構築する場所であったり、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できないような狭隘で工事占用部分が限定されている場所であっても、打設位置を順次変更する必要のある鋼矢板などで切羽部を仕切る必要がなく、切羽を土留めしながらの開削工法による施工が可能となり、オープンシールト機のような大掛かりな設備が不要で、容易に施工できる開削工法を提供することにある。
【００１５】
【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、第１に、側部土留め板を打設して側部土留めを施工し、土留めチャンバの前部に設けた前方土留め板で前方を土留めした後、土留めチャンバの上部または上部後方に横桟を掛け渡して支保工を施工し、この支保工の上部に上載板を設置し、この上載板の上に搭載した掘削機械で土留めチャンバ前方を掘削排土し、その後、土留めチャンバ内に配設のジャッキを伸長し後方に埋設のコンクリート函体に反力をとって土留めチャンバを前進させ、土留めチャンバ後方に新たなコンクリート函体を布設し、次いで、布設したコンクリート函体の上部および側方を埋め戻し、前記工程を繰り返して前方土留め板を前方に移動させながら、土留めチャンバの前方を掘削することを要旨とするものである。
【００１６】
第２に、埋め戻し完了後に先行して打設した側部土留め板を引き抜くことを要旨とするものである。
【００１７】
請求項１記載の本発明によれば、前進用のジャッキを使用して後方のコンクリート函体に反力をとって前方土留め板を前進させることができるから、掘削の進行に伴い前方土留め板を自走式に前進させることができ、前方土留め板を所定位置に設置するために別途格別の設備やスペースを必要としない。また、土留めチャンバ後方に新たなコンクリート函体を布設した後は、布設したコンクリート函体の上部および側方を直ちに埋め戻すから、この上や土留めチャンバの上に掘削機械を搭載できる。このように、土留めチャンバを自走式に前進させ土留めしながら掘削でき、順次コンクリート函体を布設し直ちに埋戻しを行えるから、施工に要する工事占用部分が限定されている場所での開削工法による施工が可能となる。
【００１８】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、埋め戻し完了後に先行して打設した側部土留め板を引き抜くことにより、側部土留め板として使用した鋼矢板などの資材の再利用ができる。なお、施工場所が民家近接箇所であったり、引き抜きの際の騒音、振動などの影響が発生する場所では、側部土留め板は埋め殺しとすることができる。
【００１９】
【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は本発明の開削工法の基本の実施形態を示す平面図、図２は同上縦断側面図で、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できない等、狭隘で工事占用部分が限定される場所での施工として、既設水路12を取り壊しながら新設水路を構築する場合を例にとって説明する。
【００２０】
図中11は、切羽の土留め設備としての土留めチャンバを示し、該土留めチャンバ11は左右の側板11ａ、底板11ｂおよび上板11ｃにより後方を開放部とした本体を形成し、該本体の前部に前方土留め板13を配設し、該前方土留め板13の後部に後方に伸長する前進用のジャッキ14を配設した。このジャッキ14は例えばピンジャッキを使用する。また、左右の側板11ａの長さは収縮状態のジャッキ14の側方を覆う長さに設定する。
【００２１】
次に、この土留めチャンバ11を使用して、既設水路12を取り壊しながら新設水路20を開削工法で構築する方法を図３から図８について、および図９のフローについて説明する。まず、図３に示すように、第１工程として側方の土留め板として鋼矢板15をラフテレーンクレーン16などの重機で吊り上げ、鋼矢板圧入機17で既設水路12の側方に打設する。この鋼矢板15の打設は、新設水路20の構築場所にセットした土留めチャンバ11の左右に位置することになるが、土留めチャンバ11の前方で必要最小限の長さとして、切羽部の自然勾配による法面の側部に前後約３ｍ程度打設する。
【００２２】
鋼矢板15の打設後、第２工程として図４に示すように、土留めチャンバ11の上部に設置したバックホー18などの掘削機械で打設した左右の鋼矢板15の内側の既設水路12と地山とを上方から掘削排土し、排土はバックホー18のさらに後方に配置のダンプトラック19などの搬送車で搬出する。この場合、土留めチャンバ11は自立して設置されるものとする。
【００２３】
このバックホー18による掘削の際、掘削と並行して土留めチャンバ11内に配設のジャッキ14を随時伸長し、後方の既設のコンクリート函体４から反力をとって土留めチャンバ11を前進させ、前方土留め板13で切羽を土留めすると同時に、圧密する。これにより、切羽の安定を図る。
【００２４】
土留めチャンバ11の前進後、第３工程として図５に示すように、土留めチャンバ11の後方に形成された空間の底部に基礎砕石22を敷設し、さらにその上にドライコンクリート23を打設して函体基礎を築造する。
【００２５】
次に第４工程として図６に示すように、土留めチャンバ11の後方上部から、ラフテレーンクレーン16などの重機で吊り上げたコンクリート函体４を、土留めチャンバ11の後方の空間内に吊り下ろし、ここに据え付けて布設し、布設したコンクリート函体４を後方の既設のコンクリート函体４と緊結結合する。
【００２６】
コンクリート函体４の布設後、第５工程として図７に示すように、布設したコンクリート函体４の側部および上部を掘削土、もしくは山砂、砕石などによって直ちに埋め戻し、埋戻し24を行う。
【００２７】
コンクリート函体４の布設、埋め戻しが完了した部分の鋼矢板15は、第６工程として図８に示すようにラフテレーンクレーン16、鋼矢板圧入機17を使用して直ちに引き抜く。引き抜いた鋼矢板15は再利用する。なお、施工現場が民家近接箇所など、引抜きの際に騒音、振動の影響のある箇所では、鋼矢板15は引き抜かずに埋殺しとして残置する。
【００２８】
このようにして鋼矢板15を打設することで側部土留めを施工し、土留めチャンバ11を前進させて前方の切羽を土留めしながら、土留めチャンバ11の上方から順次掘削し、コンクリート函体４の布設後は直ちに埋め戻す。よって、施工に伴う工事占用部分と既設水路12の仮締切りが常に移動し、占用分の開放も早期に順次なされるから、建設機械などを一方向からしか搬入できない等、狭隘で、工事占用部分の限られた場所での開削工法での施工が可能となる。
【００２９】
図10〜図16は第１実施形態を示し、基本構成は前記した基本の実施形態と同様であるが、この第１実施形態は土留めチャンバ11の自立が困難な場合、土留めチャンバ11やその後方の掘削部の上部に横桟を掛け渡して支保工25を施工し、この支保工25の上部に上載板26を設置し、この上載板26の上にバックホー18、ダンプトラック19などの搬送車を設置する。これにより、バックホー18やダンプトラック19などの荷重を上載板26を介して支保工25で支持することができ、土留めチャンバ11に過剰な荷重がかかることがない。
【００３０】
なお、図11に示す第１工程として側方の土留め板として鋼矢板15をラフテレーンクレーン16などの重機で吊り上げ、鋼矢板圧入機17で既設水路12の側方に打設するとき、また、図14に示す土留めチャンバ11の後方上部から、ラフテレーンクレーン16などの重機で吊り上げたコンクリート函体４を、土留めチャンバ11の後方の空間内に吊り下ろし、ここに据え付けて布設し、布設したコンクリート函体４を後方の既設のコンクリート函体４と緊結結合する第４工程以降の工程では、支保工25および上載板26は土留めチャンバ11の上部にのみ配設する。
【００３１】
図17、図18は第２実施形態を示し、第１実施形態と同様、土留めチャンバ11の自立が困難な場合で、土留めチャンバ11の左右の側板11ａ長さを伸長状態のジャッキ14の側方を覆う長さに設定する。そして、側方の土留めとして打設した鋼矢板15と土留めチャンバ11との間の隙間を、土留めチャンバ11の前進と並行して同時に埋戻し27する。
【００３２】
これにより、土留めチャンバ11は側方を鋼矢板15との間に投入した埋戻し27の土により自立を助けられる。この場合、土留めチャンバ11の左右の側板11ａ長さは伸長状態のジャッキ14の側方を覆う長さに設定してあるから、土留めチャンバ11の内部に埋戻し27の土が入り込むことはなく、ジャッキ14の伸縮に支障をきたすこともない。
【００３３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の開削工法は、施工場所が、例えば既設水路を取り壊しながら新設水路を構築する場所であったり、建設機械、使用資材等を一方向からしか搬入できないような狭隘で工事占用部分が限定されている場所であっても、側方の土留めは必要最小限行いながら、前方の土留め板はこれを前進させながら同時に掘削し、コンクリート函体の布設後は直ちに埋め戻すようにしたので、切羽を土留めしながらの開削工法による施工が可能となり、オープンシールト機のような大掛かりな設備を要せずに、容易に短期間で施工できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開削工法の基本の実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明の開削工法の基本の実施形態を示す縦断側面図である。
【図３】本発明の開削工法の基本の実施形態の第１工程を示す縦断側面図である。
【図４】本発明の開削工法の基本の実施形態の第２工程を示す縦断側面図である。
【図５】本発明の開削工法の基本の実施形態の第３工程を示す縦断側面図である。
【図６】本発明の開削工法の基本の実施形態の第４工程を示す縦断側面図である。
【図７】本発明の開削工法の基本の実施形態の第５工程を示す縦断側面図である。
【図８】本発明の開削工法の基本の実施形態の第６工程を示す縦断側面図である。
【図９】本発明の開削工法の工程を示すフロー図である。
【図１０】本発明の開削工法の第１実施形態を示す縦断側面図である。
【図１１】本発明の開削工法の第１実施形態の第１工程を示す縦断側面図である。
【図１２】本発明の開削工法の第１実施形態の第２工程を示す縦断側面図である。
【図１３】本発明の開削工法の第１実施形態の第３工程を示す縦断側面図である。
【図１４】本発明の開削工法の第１実施形態の第４工程を示す縦断側面図である。
【図１５】本発明の開削工法の第１実施形態の第５工程を示す縦断側面図である。
【図１６】本発明の開削工法の第１実施形態の第６工程を示す縦断側面図である。
【図１７】本発明の土留め設備およびそれを使用する開削工法の第２実施形態を示す平面図である。
【図１８】本発明の開削工法の第２実施形態を示す縦断側面図である。
【図１９】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２０】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
１ｄ…フロント部
３…隔壁 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…埋戻土 ６…グラウト材
７…高さ調整材 ８…押角
９…掘削機 10…開口
11…土留めチャンバ 11ａ…側板
11ｂ…底板 11ｃ…上板
12…既設水路 13…前方土留め板
14…ジャッキ 15…鋼矢板
16…ラフテレーンクレーン 17…鋼矢板圧入機
18…バックホー 19…ダンプトラック
20…新設水路
22…基礎砕石 23…ドライコンクリート
24…埋戻し 25…支保工
26…上載板 27…埋戻し

Claims (2)

1. 側部土留め板を打設して側部土留めを施工し、土留めチャンバの前部に設けた前方土留め板で前方を土留めした後、土留めチャンバの上部または上部後方に横桟を掛け渡して支保工を施工し、この支保工の上部に上載板を設置し、この上載板の上に搭載した掘削機械で土留めチャンバ前方を掘削排土し、その後、土留めチャンバ内に配設のジャッキを伸長し後方に埋設のコンクリート函体に反力をとって土留めチャンバを前進させ、土留めチャンバ後方に新たなコンクリート函体を布設し、次いで、布設したコンクリート函体の上部および側方を埋め戻し、前記工程を繰り返して前方土留め板を前方に移動させながら、土留めチャンバの前方を掘削することを特徴とする開削工法。
2. 埋め戻し完了後に先行して打設した側部土留め板を引き抜く請求項１記載の開削工法。

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