JP3678463B2 - シールド掘進機用発進，到達立坑 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールド掘進機用の発進ないしは到達立坑構造の改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド掘進機で地下鉄トンネルなどを構築する際には、通常、トンネルの構築予定区域の始点と終点とに発進および到達立坑が構築され、シールド掘進機は、発進用の立坑から発進して、トンネルを構築しながら到達用の立坑に到達する。
【０００３】
このようなシールド掘進機の発進ないしは到達に使用される立坑は、例えば、連続地中壁工法により矩形や円形などの閉塞横断面形状に形成され、シールド掘進機が発進ないしは到達する際には、地盤改良などにより壁体の背面側に土砂崩壊の防止工を施した状態で、シールド掘進機が壁体を通過できるように、壁体の一部をハツリ出していた。
【０００４】
しかし、このような構造の立坑では、深度が深くなると、壁体の厚みも増し、地盤改良とハツリ作業とに時間がかかるとともに、経済的な面でも不利益が大きくなり、その改善が要請されていた。そこで、例えば、特公平６−８４７１３号公報には、このような問題を解決するための立坑が提案されている。
この公報に提案されている立坑は、立坑壁体のシールド掘進機の貫通予定位置に低強度部を形成するとともに、この低強度部を上下方向に貫通するように設置される複数のシース管と、このシース管内にそれぞれ挿入され、端部が壁体に係止され、シールド掘進機の発進ないしは到達時に、シース管内から抜き取られる鋼材とを備えている。
【０００５】
このような構成の立坑によれば、低強度部分とシース管とをシールド掘進機で切削して発進ないしは到達が行なわれるので、地盤改良やハツリ作業が不要になり、工期および工費の面で改善が図れる。しかしながら、このような構造の立坑には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、上記公告公報に開示されている立坑構造では、シールド掘進機の発進ないしは到達時に、シース管内から鋼材が抜き取られるので、その後の立坑の安定性に問題があった。また、鋼材の壁体への係止手段として、ねじの螺着構造が例示されているが、立坑の深度が大きくなると、鋼材の下端に設けた雄ねじを壁体側に設けた雌ねじに螺合することが難しくなるという問題もあった。
【０００７】
また、上記公告公報では、立坑自体は、一体形成されたケーソンを使用しているので、土留め壁を地上から構築して、その内部を掘削することにより形成される立坑の場合に採用することができなかった。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、シールド掘進機の発進ないしは到達後にも安定性得られるとともに、低強度部分の補強が簡単にでき、しかも、地上から土留め壁を構築する工法で立坑を形成する場合に適したシールド掘進機用発進，到達立坑を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、地中に構築された閉塞横断面形状の鉄筋コンクリート製壁体から構成され、前記壁体の一部が発進ないしは到達時にシールド掘進機の推進により貫通される立坑において、前記壁体の前記シールド掘進機の貫通予定位置に低強度部を形成するとともに、この低強度部を上下方向に貫通するように設置される複数の合成樹脂製シース管と、前記合成樹脂製シース管内にそれぞれ挿入され、下端が前記低強度部の下方の前記壁体中に定着され、上端が前記壁体の上部に緊張状態で定着されるとともに、前記シールド掘進機の発進ないしは到達時に、前記下端側の定着部を残置して、前記合成樹脂製シース管内から除去される複数の鋼材または繊維状のアンボンドプレストレスト材とを備え、前記低強度部が前記壁体の打継ぎ部に跨がって形成され、前記打継ぎ部に介装される仕切り板が前記低強度部を貫通する部分に合成樹脂製仕切り板部を設けたことを特徴とする。
前記合成樹脂製シース管は、上下方向に所定の間隔をおいて、左右方向に延びる複数の合成樹脂製連結材で相互に連結することができる。
前記合成樹脂製シース管は、前記壁体内に埋設される鉄筋籠に連結されて、前記壁体の構築時に建て込むことができる。
前記低強度部は、無筋コンクリートから構成することができる。
上記構成のシールド掘進機用発進，到達立坑によると、シールド掘進機の発進ないしは到達時に、下端側の定着部を残置して、合成樹脂製シース管内からアンボンドプレストレスト材が除去されるので、シールド掘進機の推進により、低強度部と合成樹脂製シース管とを切削して、シールド掘進機を貫通させることができる。
このとき、低強度部以外は、鉄筋コンクリート製壁体から構成されているので、アンボンドプレストレスト材を除去しても、立坑の安定性が確保される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかるシールド掘進機用発進，到達立坑の一実施例を示している。同図に示す立坑は、例えば、連続地中壁工法により地中に構築される鉄筋コンクリート製の壁体１０から構成されていて、横断面形状が矩形状などの閉塞された形状になっている。
【００１０】
壁体１０は、鉄筋籠１２と、コンクリート１４とから構成されていて、シールド掘進機の貫通予定箇所に低強度部１６が形成されている。この実施例の低強度部１６は、貫通するシールド掘進機の直径よりも若干大きな直径の円形部分（図１に仮想線で示した部分）であって、この部分にに鉄筋を配置しない無筋状態とすることで、これ以外の部分よりも強度が低くなるようにしている。
【００１１】
そして、この低強度部１６には、上下方向に貫通する複数の合成樹脂製シース管１８が配置されている。この合成樹脂製シース管１８は、例えば、プラスチックスや繊維強化合成樹脂などから形成され、両端が開口していて、低強度部１６の面方向に沿って所定の間隔をおいて配置され、その下端側は、低強度部１６の下方に位置し、上端側は、壁体１０の上端縁まで延長されている。
【００１２】
また、合成樹脂製シース管１８は、図２，３に示すように、壁体１０の前後面に沿うようにして、２列状態に配置されている。このように配置された可撓性シース管１８は、その前後左右が上下方向に間隔をおいて配置された複数の合成樹脂製連結材２０により結合されている。この合成樹脂製連結材２０は、シース管１８と同じ部材で形成され、合成樹脂製シース管１８と連結材２０とで、鉄筋籠１２と同様な形状の格子状部が形成されている。
【００１３】
さらに、この実施例では、低強度部１６が連続地中壁のエレメント間に跨がるように形成されているので、各エレメントを構築する際に打継ぎ部に介装される仕切り板２２には、低強度部１６を貫通する部分に合成樹脂製仕切り部２４が設けられている。この合成樹脂製仕切り部２４は、上記シース間１８や連結材２０と同様の部材で構成されていて、Ｈ型鋼からなる仕切り板２２と接着剤やボルトナットなどにより結合されている。
【００１４】
各合成樹脂製シース管１８内には、それぞれアンボンドプレストレスト鋼材２６が挿入されている。このアンボンドプレストレイト鋼材２６は、図４にその詳細を示すように、定着アンカー２６ａと、複数の耐荷体２６ｂと、ダブルシースアンボンド鋼線２６ｃと、定着板２６ｄなどから構成されており、定着アンカー２６ａは、各合成樹脂製シース管１８の下端から下方に突出配置され、低強度部１６の下方の壁体１０のコンクリート１４中に埋設される。
【００１５】
アンボンド鋼線２６ｃは、下端側の耐荷体２６ｂの部分でＵ字状に折り返されて、その両端が各合成樹脂製シース管１８の上端側まで延長されており、鋼線２６ｃに緊張力を導入した状態で、その上端が定着板２６ｄを介して、壁体１０の上端に定着される。
以上のような構成の立坑を構築する方法について説明すると、まず、低強度部１６を設けない部分の地中壁エレメントは、従来から公知の連続地中壁工法により順に横方向に連結しながら構築される。そして、低強度部１６が設けられるエレメントを構築する際には、まず、予め鉄筋籠１２の所定位置に合成樹脂製シース管１８や連結材２０および合成樹脂製仕切り部２４が組み込まれる。
【００１６】
そして、各合成樹脂製シース管１８内に、アンボンドプレストレスト鋼材２６を設置し、この状態で鉄筋籠１２を掘削孔内に建て込み、コンクリート１４を打設してエレメントを構築する。なお、図２において符号２８で示した部材は、各エレメントを構築する際に、打設したコンクリート１４が後行エレメント側に回り込むのを防止するシートである。
【００１７】
このようにして、低強度部１６を含む壁体１０のエレメントが構築され、打設されたコンクリート１４の強度が発現されると、アンボンド鋼線２６ｃに緊張力を導入して、その上端が定着板２６ｄにより壁体１０の上端に係止固定され、壁体１０で囲繞した内部の掘削が行なわれる。
この内部の掘削後に、立坑がシールド掘進機の発進用のものであれば、低強度部１６の周縁にシールド掘進機の発進エントランス部（到達エントランス部）３０を形成し、低強度部１６に対向するようにシールド掘進機を設置し、エントランス部３０とシールド掘進機の外周との間にシールパッキンを介在させて、シールド掘進機を推進させることになる。
【００１８】
このとき、本実施例の立坑では、シールド掘進機を推進させて低強度部１６を貫通させる前に、アンボンド鋼線２６ｃの除去が行なわれる。このアンボンド鋼線２６ｃの除去は、定着板２６ｄを取り除き、アンボンド鋼線２６ｃの一端側を引き上げることにより、定着アンカー２６ａを壁体１０内に残置するようにして行なわれ、各合成樹脂製シース管１８内からアンボンド鋼線２６ｃが全て除去されるとシールド掘進機の推進が行なわれる。
【００１９】
なお、このようにして除去されたアンボンド鋼線２６ｃや定着板２６ｄなどは、他の場所に転用することができる。シールド掘進機が推進されると、その先端に設けられている掘削ビットにより、低強度部１６のコンクリート１４と合成樹脂製シース管１８および合成樹脂製連結材２０，合成樹脂製仕切り部２４とを切削して、シールド掘進機が低強度部１６を貫通するようにして、立坑から外部に発進される。
【００２０】
このとき、本実施例の場合には、低強度部１６以外は、鉄筋コンクリート製壁体から構成されているので、アンボンド鋼線２６ｃを除去しても、立坑の安定性が確保されるとともに、低強度部１６を貫通する際には、切削が容易な合成樹脂からなる可塑材しかないので、シールド掘進機の発進も簡単に行なえる。
また、本実施例の場合には、合成樹脂製シース管１８を予め鉄筋籠１２の所定位置に係止し、プレストレスト鋼材２６も各シース管１８内にセットした状態で鉄筋籠１２が掘削溝内に建て込まれるので、低強度部１６の補強が簡単かつ確実に行なえる。
【００２１】
なお、上記実施例では、低強度部１６が地中壁エレメントの打継ぎ部に跨がる場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、発進ないしは到達するシールド掘進機の外径が小さい場合には、エレメント間に跨がらない状態で形成することもでき、このような場合には、仕切り板２２の一部に合成樹脂製仕切り部２４を形成する必要はない。
【００２２】
図５は、本発明に係るシールド掘進機用発進，到達立坑の第２実施例を示しており、上記実施例と同一若しくは相当する部分には、同符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。同図に示す実施例では、壁体１０中に埋設される合成樹脂製シース管１８およびアンボンドプレストレスト鋼材２６を湾曲させて設置している。
【００２３】
シース管１８およびアンボンドプレストレスト鋼材２６の湾曲方向は、壁体１０の掘削される方向に対して、突出するように湾曲させている。このように構成した本実施例では、上記実施例と同等の作用効果が得られる上に、アンボンドプレストレスト鋼材２６を湾曲させているので、鋼材２６にプレストレスを導入する際に、これを直線状に配置した場合よりも少ない力で同等の効果が得られる。また、低強度部１６に加わる土圧に対して、効果的にプレストレス力を作用することが可能になる。
【００２４】
図６は、本発明に係るシールド掘進機用発進，到達立坑の第３実施例を示しており、上記実施例と同一若しくは相当する部分には、同符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。同図に示す実施例では、アンボンドプレストレスト鋼材２６の上端側の定着部が、壁体１０の上端よりも上方に位置するようにした例である。
【００２５】
この場合、アンボンドプレストレスト鋼材２６の上端側の定着部は、撤去可能な鋼材やコンクリート版などの支持材５０により支持すればよい。このように構成した第３実施例によっても上記実施例と同等の作用効果が得られる。
なお、上記実施例で示した合成樹脂製シース管１８を結合する連結材２０は、合成樹脂製シース管１８の上下部を鉄筋籠１４に結合させておけば、必ずしも設ける必要はない。さらに、上記実施例では、低強度部１６を無筋コンクリートで構成した場合を例示したが、この低強度部１６は、モルタルやソイルセメントなどで構成してよい。
【００２６】
また、プレストレス力を導入するアンボンドプレストレスト材は、上記実施例で示した鋼材に限ることはなく、例えば、炭素繊維やアラミド繊維などの高強度の繊維状部材であってもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるシールド掘進機用発進，到達立坑によれば、シールド掘進機の発進ないしは到達後にも安定性得られるとともに、低強度部分の補強が簡単にできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシールド掘進機用発進，到達立坑の一施例を示す平面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１の要部拡大図である。
【図５】本発明にかかるシールド掘進機用発進，到達立坑の第２施例を示す断面説明図である。
【図６】本発明にかかるシールド掘進機用発進，到達立坑の第３施例を示す平面説明図である。
【符号の説明】
１０ 壁体
１２ 鉄筋籠
１４ コンクリート
１６ 低強度部
１８ 合成樹脂製シース管
２０ 合成樹脂製連結材
２２ 仕切り板
２４ 合成樹脂製仕切り板部
２６ アンボンドプレストレスト鋼材
２６ａ 定着アンカー
２６ｃ アンボンド鋼線
２６ｄ 定着板

Claims (4)

1. 地中に構築された閉塞横断面形状の鉄筋コンクリート製壁体から構成され、前記壁体の一部が発進ないしは到達時にシールド掘進機の推進により貫通される立坑において、
   前記壁体の前記シールド掘進機の貫通予定位置に低強度部を形成するとともに、
   この低強度部を上下方向に貫通するように設置される複数の合成樹脂製シース管と、
   前記合成樹脂製シース管内にそれぞれ挿入され、下端が前記低強度部の下方の前記壁体中に定着され、上端が前記壁体の上部に緊張状態で定着されるとともに、前記シールド掘進機の発進ないしは到達時に、前記下端側の定着部を残置して、前記合成樹脂製シース管内から除去される複数の鋼材または繊維状のアンボンドプレストレスト材とを備え、
   前記低強度部が前記壁体の打継ぎ部に跨がって形成され、前記打継ぎ部に介装される仕切り板が前記低強度部を貫通する部分に合成樹脂製仕切り板部を設けたことを特徴とするシールド掘進機用発進，到達立坑。
2. 前記合成樹脂製シース管は、上下方向に所定の間隔をおいて、左右方向に延びる複数の合成樹脂製連結材で相互に連結されることを特徴とする請求項１記載のシールド掘進機用発進，到達立坑。
3. 前記合成樹脂製シース管は、前記壁体内に埋設される鉄筋籠に連結されて、前記壁体の構築時に建て込まれることを特徴とする請求項１または２記載のシールド掘進機用発進，到達立坑。
4. 前記低強度部は、無筋コンクリートから構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のシールド掘進機用発進，到達立坑。

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