JP3917146B2

JP3917146B2 - オープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法

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Publication number: JP3917146B2
Application number: JP2004125253A
Authority: JP
Inventors: 誠植村; 賢治郎植村; 廣明竹川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2004-04-21
Publication date: 2007-05-23
Anticipated expiration: 2024-04-21
Also published as: JP2005307544A

Description

本発明は、上下水道、共同溝、電信・電話などの付設地下道等の地下構造物をオープンシールド工法で市街地などに施工する場合の覆工板の布設方法および撤去方法に関するものである。

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活かした合理性に富む工法である。図１４にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機１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、後面および上面を開口したシールド機である。

この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１ａの中央また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。

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を上方から吊り降ろし、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と反力壁との間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。

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など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。

ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の前面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または型鋼を用いた枠体よりなる押角８を配設し、オープンシールド機１は後方にセットされたコンクリート函体４から反力をとる。

そして第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１内で吊り降ろす。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り返して、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。

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内に吊り降ろす際には、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。

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。

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１ｃ内に吊り降ろされ、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り、オープンシールド機１はこのように地中に残置したコンクリート函体４に反力をとって前進する。

コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図１５に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなる一体のもので、前後面が開口１０として開放されている。

ところでこのようなオープンシールド工法によるコンクリート函体４の埋設は市街地の道路下で施工されることが多く、施工中は通行止めとなるが、一日のうちの一定の時間は道路を開放して通行可能とすることが義務付けられている。このため、オープンシールド機が発進坑から到達坑にまで到達するまでの間に、掘進を適宜中止し、オープンシールド機の上部開口すなわち道路の開削した部分に覆工板を布設して開口を一時的に閉塞し、この覆工板の上を自動車が走行し、また、人が歩行できるようにしている。

この覆工板の布設は、従来、例えば、受桁を開口の側部に設置し、この上にクレーンなどで吊り上げた覆工板を一枚ずつ架け渡すようにして順次載せている。また、覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行っている。

前記先行技術は当業者間で一般的に行なわれているものであり、文献公知発明にかかるものではない。

前記のような覆工板の設置方法では、手間を要してその分だけ工期が長引くだけでなく、規制される交通時間も長くなって交通に及ぼす影響が大きい。

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でコンクリート函体を敷設する場合に、交通障害を少なくでき、工期の短縮も図ることができる覆工板の敷設および撤去方法を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、オープンシールド機の前面また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セットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、前記オープンシールド機の前方の土砂を掘削・排土する工程の開始前に、掘削予定場所の両側に受桁ガイド鋼材を設置するとともに発進坑に元押し兼引戻し設備を設置し、下部に受桁材を固定した覆工板を前記受桁ガイド鋼材にそって前記元押し設備で押し出し、掘削予定場所の上部に覆工板を設置することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、土砂の掘削・排土、コンクリート函体の敷設に先行して覆工板を敷設して路面覆工し、土砂の掘削やコンクリート函体の敷設などの施工は、必要箇所の覆工板のみを外して施工することにより、日々の仮復旧工事を削減できる。これにより、規制される交通時間を短くでき、工期の短縮も図れる。また、覆工板は受桁とともに一体のものとして布設するから、設置が容易で、交通障害が少なく、布設に要する時間も短時間ですみ交通時間規制も少しですむ。

請求項２記載の発明は、発進坑に設置した元押し設備としてのピンジャッキを伸縮させて発進坑側から一方向に複数の覆工板を順次縦列に押し出して設置することを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、発進坑側から一方向に向けて複数の覆工板を同時に押し出せるから、交通障害を少なくでき、交通時間規制も少なくてすみ、また、覆工板敷設に必要な大型のクレーンなどが設置できない場所でも押し出しによって覆工板の敷設が可能となる。

請求項３記載の発明は、前記受桁材は元押し設備にピン結合されることを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、受桁材を元押し設備にピン結合することで、元押し設備による引戻しも容易に行うことが可能となる。

請求項４記載の発明は、オープンシールド機の前面また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セットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、前記オープンシールド機の前方の土砂を掘削・排土する工程の開始前に、掘削予定場所の両側に受桁ガイド鋼材を設置するとともに発進坑に元押し兼引戻し設備としてのピンジャッキを設置し、下部に受桁材を固定した覆工板を前記受桁ガイド鋼材にそって前記ピンジャッキを元押し設備として使用して押し出し、掘削予定場所の上部に覆工板を設置し、その後、前記発進坑に固定した元押し兼引戻し設備としてのピンジャッキを引戻し設備として使用し、このピンジャッキのストロークを戻すことにより覆工板を順次縦列に引戻すことを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、覆工板の撤去も発進坑側でピンジャッキを縮めるだけで一方向に覆工板をスライドさせて引戻すことにより行えるから、交通障害を少なくでき、また、交通時間規制も少なくできて、工期を短縮できる。また、ピンジャッキは、覆工板を布設する際に押し出すために使用したものを、縮めることで引戻し用のものとして使用できるから、引戻しのための設備を別途配設する必要はない。

本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法は、オープンシールド工法でコンクリート函体を敷設する場合に、オープンシールド工法による施工に先行して覆工板を布設して路面覆工を行うことにより、規制される交通時間を少なくでき、また、覆工板は発進坑から一方向に順次押し出すことにより交通障害を少なくでき、工期の短縮も図ることができる。覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行えるから、さらに工期の短縮を図れるものである。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明のオープンシールド工法における覆工板の設置方法の実施形態を示す平面図、図２は同上縦断側面図で、本発明の覆工板の設置方法は、図１４に示すようにオープンシールド機１を使用するオープンシールド工法でシールド機前方の土砂を掘削・排土して、ここに縦列にコンクリート函体４を埋設する工程に先行して施工予定場所の路面に、発進坑１３側から到達坑の方向に向けて元押し兼引戻し設備１４で覆工板１２を押し出して布設し、路面覆工を行うものである。

元押し兼引戻し設備１４は、図３、図４にも示すように発進坑１３の周囲に打設した土留壁１５の内側に設置するもので、土留壁１５の内側に反力材１６を設置し、この反力材１６の前面に水平垂直方向に回動自在にピンジャッキ１７を設置する。図中１８は発進坑１３に打設したベースコンクリートを示す。

前記反力材１６は、Ｈ鋼の組み合わせによるもので、土留壁１５に接してベースコンクリート１８上に水平に設置した反力材１６ａと、これと離間させて平行に設置した反力材１６ｂと、これら反力材１６ａ，１６ｂの間に垂直に配設されてベースコンクリート１８を貫通して打設した杭として機能する反力材１６ｃとで構成し、反力材１６ａ、１６ｂと、反力材１６ｃとはボルトで結合される。

図中２０はピンジャッキ１７の前方に配設されるストラット、１９はストラット２０とベースコンクリート１８との間に設けた調整材を示す。

次に、覆工板１２を設置する方法を、図１、図２、図５〜図７について説明する。土留壁１５で山留めして発進坑１３を構築し、ここからコンクリート函体４の敷設予定場所の両側に、覆工板１２を押し出すための覆工板１２の受桁ガイド鋼材設置用の溝をバックホーなどの掘削機２７で掘削し、この溝に受桁ガイド鋼材２１を設置する。

この受桁ガイド鋼材２１は、図５、図１６（ｂ）に示すように断面Ｌ字形のアングル材として、Ｈ形鋼による受台２１ａの上に設置するタイプの他に、図１６（ａ）に示すように断面ロ字形の鋼材を受台２１ａとしてこの上にアングル材による受桁ガイド鋼材２１を配設するタイプ、図１６（ｃ）に示すように受台２１ａもアングル材で構成し、同じ形状のアングル材を平板２１ｂで結合して組み合わせて全体をクランク形状とするタイプ、図１６（ｄ）に示すように外向きに配置したアングル材による受桁ガイド鋼材２１をＨ形鋼の受台２１ａに設置するタイプ、図１６（ｅ）に示すようにＨ形鋼による受桁ガイド鋼材２１を２個上下にボルト結合して受桁ガイド鋼材２１とし、３個のＨ形鋼を平板２１ｂで横方向に結合した受台２１ａの上にボルトで結合するタイプなどが考えられ、いずれにしても後述の受桁を支持する段部を備える形状のものであればよく、受桁２２の高さなどによって適宜選択する。

受桁ガイド鋼材２１を設置した後、溝を埋め戻し、受桁ガイド鋼材２１の設置を完了する。さらに発進坑１３を掘削し、元押し兼引戻し設備１４を設置し、前記したとおりの発進坑１３を構築する（図３、図４参照）。

覆工板１２を設置する予定場所をバックホーなどの掘削機２７で掘削し、埋め戻した受桁ガイド鋼材２１を露出させ、発進坑１３内でベースコンクリート１８上に覆工板１２と受桁２２とをセットする。

受桁２２は図５〜図６にも示すように桁材としてＨ鋼を使用するもので、複数のＨ鋼を縦横に配置してボルト２３で結合し、この上に複数の覆工板１２を横列に配置してボルトで一体に接合する。そして、上部に覆工板１２が一体に固定された受桁２２をベースコンクリート１８からピンジャッキ１７で押し出して受桁ガイド鋼材２１の上にスライド自在に設置する。

覆工板１２が上部に固定された受桁２２を受桁ガイド鋼材２１の上に設置したならば、覆工板１２の前方を掘削機９でさらに掘削した後、図１、図２に示すようにピンジャッキ１７を受桁２２に結合してピンジャッキ１７を伸長するとともにストラット２０を使用して覆工板１２を受桁２２とともに受桁ガイド鋼材２１上をスライドさせるようにして前方に押し出す。この場合、覆工板１２は複数枚を横列に結合し、ピンジャッキ１７も複数（図示の例では３本）を配設して、複数の覆工板１２を同時に推進する。押出しの反力は後方の地山から得る。

ピンジャッキ１７と受桁２２との結合構造は、図７に示すようにストラット２０の先端に突設した水平片によるブラケット２４と、受桁２２に突設した水平片によるブラケット２５とを相互に噛み合わせ、両ブラケット２４，２５を連結ピン２６で結合するもので、ストラット２０と受桁２２とはピン結合により回動自在に結合される。

覆工板１２を発進坑１３から押し出したならば、次ぎにピンジャッキ１７を収縮させて、発進坑１３内のベースコンクリート１８上に次の覆工板１２および受桁２２をセットする。そして、押し出されている最前列の覆工板１２の前方をさらにバックホーなどの掘削機２７で掘削した後、前回と同様にして横列に結合してある複数の覆工板１２をピンジャッキ１７で同時に前方に押し出し、これを繰り返して縦列に複数の覆工板１２を順次押し出して、コンクリート函体の敷設予定場所の上部の路面に覆工板１２を布設する。

かかる覆工板１２の布設は、図１、図２からもわかるように布設方向に対して一方向から全ての作業が行え、予め施工した受桁ガイド鋼材２１の上を滑らすようにして覆工板１２と受桁２２とを同時に押し出すから交通障害が少なく、交通時間規制も少なくてすむ。

そして、図１１、図１２に示すように昼間の施工時には、全面交通止めにすることなく、片側交通とすることができ、図１２、図１３に示すように夜間は、道路全面に覆工板１２を布設することで両側交通とすることができるが、かかる場合に交通に及ぼす影響を最小限にとどめることができる。

以上のようにして覆工板１２を敷設した後、コンクリート函体４を設置するために必要な箇所のみ、覆工板１２を取り除いて施工する。

また、前記のように発進坑１３側から一方向に向けて覆工板１２を押し出すから、例えば施工場所の上方に高架橋が存在して覆工板１２を吊り下ろすラフテレーンクレーンなどの重機を設置できない場合でも、施工予定場所への覆工板１２の設置が可能となる。

以上のようにして覆工板１２を敷設して路面覆工し、下部に地下構造物を構築しこれが完了したならば、今度は図８、図９に示すようにピンジャッキ１７を収縮させ覆工板１２を発進坑１３側に引き戻し、覆工板１２が敷設されていた場所をブルドーザ２８で即時埋め戻す。これより、直ちに路面開放できる。これにより、施工が完了する。

覆工板１２の引戻しは、受桁２２とピンジャッキ１７がピン結合されているから容易に行える。引戻しの反力は反力材１６、特に反力杭とし作用する反力材１６ｃとベースコンクリート１８のフリクションで得る。

本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法の実施形態を示す平面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法の実施形態を示す側面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法が実施される発進坑の平面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法が実施される発進坑の縦断側面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法が実施される覆工板の正面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法が実施される受桁の結合部の正面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法および撤去方法が実施される覆工板とストラットの結合部の説明図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の撤去方法の実施形態を示す平面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の撤去方法の実施形態を示す縦断側面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法が実施された昼間の施工例を示す平面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法が実施された昼間の施工例を示す縦断側面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法が実施された夜間の施工例を示す平面図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法が実施された夜間の施工例を示す縦断側面図である。オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。コンクリート函体の斜視図である。本発明のオープンシールド工法における覆工板の布設方法で使用される受桁ガイド鋼材および受台の縦断正面図である。

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刃口１２覆工板
１３発進坑１４元押し兼引戻し設備
１５土留壁１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ反力材
１７ピンジャッキ１８ベースコンクリート
１９調整材２０ストラット
２１受桁ガイド鋼材２１ａ受台
２１ｂ平板２２受桁
２３ボルト２４ブラケット
２５ブラケット２６連結ピン
２７掘削機２８ブルドーザ

Claims

オープンシールド機の前面また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セットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、前記オープンシールド機の前方の土砂を掘削・排土する工程の開始前に、掘削予定場所の両側に受桁ガイド鋼材を設置するとともに発進坑に元押し兼引戻し設備を設置し、下部に受桁材を固定した覆工板を前記受桁ガイド鋼材にそって前記元押し設備で押し出し、掘削予定場所の上部に覆工板を設置することを特徴とするオープンシールド工法における覆工板の布設方法。
発進坑に設置した元押し設備としてのピンジャッキを伸縮させて発進坑側から一方向に複数の覆工板を順次縦列に押し出して設置することを特徴とする請求項１記載のオープンシールド工法における覆工板の設置方法。
前記受桁材は元押し設備にピン結合されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の覆工板の布設方法。
オープンシールド機の前面また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セットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、前記オープンシールド機の前方の土砂を掘削・排土する工程の開始前に、掘削予定場所の両側に受桁ガイド鋼材を設置するとともに発進坑に元押し兼引戻し設備としてのピンジャッキを設置し、下部に受桁材を固定した覆工板を前記受桁ガイド鋼材にそって前記ピンジャッキを元押し設備として使用して押し出し、掘削予定場所の上部に覆工板を設置し、その後、前記発進坑に固定した元押し兼引戻し設備としてのピンジャッキを引戻し設備として使用し、このピンジャッキのストロークを戻すことにより覆工板を順次縦列に引戻すことを特徴とする覆工板の撤去方法。