JP3944005B2 - 圧入立坑とその掘削地盤への薬液注入方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立坑や管渠を推進工法により構築するのに好適なマンホール構築用を兼ねた立坑ブロックを使用した圧入立坑とそれが掘削した部分の周囲の地盤へ薬液を注入する方法に関する。さらに詳しくは、立坑ブロックを地中に縦に圧入して立坑を掘削するに当たり、その立坑の圧入により掘削された立坑の周囲の地盤を改良するため、その地盤に薬液を容易に注入することが出来る圧入立坑とそれが掘削した周囲の地盤への薬液注入方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上下水道用の管渠やその他各種の配管を地中に敷設するに当たり、地面を開削せずに非開削で施工する方法として、推進工法が用いられている。この推進工法は、地面の適当な個所に立坑を構築し、この立坑を起点または中間点として推進管を推進するものである。
【０００３】
従来、このような推進工法を施工するための立坑は、鋼矢板等の仮設土留め材を使用して周囲を土留めして、地盤を縦方向に掘削することにより構築されていた。そして、推進管の推進工事を完了した後は、この立坑にマンホールを施工していた。例えば、立坑の底部に基礎を施した後、その上にマンホールブロックを設置し、これに前記推進管を接続すると共に、マンホールブロックの底部に底盤（インバート）を施工し、その後マンホールの周囲の土砂を埋め戻す等の工事が行われていた。
【０００４】
近年、都市部では比較的小口径の管渠を推進工法により施工する工事が多くなっているが、前述のような工事では、立坑を構築する工事が大がかりとなり、その立坑を構築するための開削面積も大きい。また、別途マンホールを施工し、その周囲の立坑を埋め戻さなければならないため、立坑施工からマンホール施工までの全体としての工事の手数、期間がかかるという欠点がある。
【０００５】
そこで例えば、特開平６−１１７１７６号公報に示されたように、円筒形のコンクリートからなる立坑ブロックを使用し、これを地面に縦に押し込んで圧入すると共に、その内部の土砂を排除しなから立坑を構築し、その後、立坑ブロックの周壁に開設した推進管発進口となる坑口から推進管を地中に推進し、敷設する施工技術とそれに使用される立坑ブロックが提案されている。推進管の敷設の後は、立坑ブロックをそのままマンホールの周壁を形成するブロックとして使用し、マンホールを構築する。すなわち水路工事中は立坑となり、その後はマンホールとなる立坑兼用のマンホールである。
【０００６】
この施工方法では、立坑ブロックの周面に予め推進管を発進する穴や隣接する立坑から推進されてくる推進管を受け入れる穴、いわゆる坑口を穿孔しておき、これを塞いだ状態で立坑ブロックを地中に圧入し、立坑完成後に坑口を開く。或いは立坑ブロックの圧入により、立坑が出来上がった後コアドリル等で坑口を現場で穿孔する。そしてその後、坑口から推進管を地中に圧入し、推進を行う。推進管の推進を完了した後、立坑ブロックを使用してマンホールを施工すると共に、立坑ブロックの坑口に推進管の端部をモルタル等で固定し、接続を完了する。
【０００７】
このような工事において、立坑を構築する場合は、円筒形の鉄筋コンクリートからなる立坑ブロックを地面から縦に圧入し、地面を縦に掘り進むと共に、その中の土砂を排除しながら立坑ブロックを地中に埋め込んでいく。そのために立坑ブロックの下端縁から先に鋸歯状の刃先を有する鋼管等からなる推進刃を取り付け、立坑ブロックの中心軸を垂直にした状態で、同立坑ブロックをその中心軸の周りに回転させながら、前記の推進刃で地中を掘り進んでいく。そして、立坑ブロックの上に別の立坑ブロックを強固に継ぎ合わせながらそれらの推進を続け、所要の深さの立坑を構築する。
【０００８】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、前記のようにして立坑ブロックを回転しながら、その下端の推進刃で地中を掘削しながら圧入していくとき、当然のことながら、立坑ブロックの外周面と地面を縦に掘削して出来た掘削地盤面との間に若干の隙間がある。推進時に、主として地盤を掘削するのは前記の推進刃であるが、このとき立坑ブロックによる推進抵坑を低減するため、推進刃直径Ｄ２は立坑ブロックの直径Ｄ１より２４ｍｍ程大きくとられている。このため、立坑ブロックの外周面と掘削地盤面との間には少なくとも（Ｄ２−Ｄ１）／２つまり、１２ｍｍ以上の隙間が出来る。
【０００９】
圧入刃で掘削する地盤は当然のことながら石等の礫を含んでいるが、これら礫が掘削された地盤面に露出することも多い。この場合に、掘削地盤面が脆いと、これらの礫が掘削地盤面から崩落し、立坑ブロックの外周面と掘削地盤面との間に挟み込まれる。そして、この崩落した礫が立坑ブロックの外周面と硬い地盤等の間に挟み込まれると、礫がこれらの間にくい込み、立坑ブロックの圧入時に立坑ブロックに強い抵坑を与える。場合によってはロック状態となって立坑ブロックの回転が阻止され、圧入が不可能になる場合もある。
【００１０】
本発明は、このような従来の圧入立坑の構築技術における課題に鑑み、立坑ブロックの圧入時に、掘削地盤面の崩壊が起こるのを容易に防止することが出来、これによって礫の挟み込み等による立坑ブロックへの圧入抵坑の増大を防止し、圧入による立坑の掘削を容易にすることができる圧入立坑と掘削地盤への薬液注入方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明では、立坑ブロック２、３の圧入中に、その圧入により既に掘削された部分の周囲地盤に立坑ブロック２、３の内側からその地盤を固める薬液を注入することが出来るようにしたものである。これにより、既に掘削された部分の周囲の地盤の崩落を防止しながら立坑ブロック２、３、４を圧入出来るようにしたものである。
【００１２】
すなわち、本発明による圧入立坑は、少なくとも１つの筒形の立坑ブロック２、３を地面の中に圧入し、且つその内部の土砂を排除して立坑１を構築する場合に、立坑１の下端である圧入部先端の近くに、立坑１の内側から既に掘削された部分の周囲の地盤に薬液を注入する薬液注入管１２の吐出口１５を設けたものである。この場合に、最も下の立坑ブロック２の下端から同立坑ブロック２より外径がやや大きい円筒形の推進刃５を延設し、この推進刃５に薬液注入管１２の吐出口１５を設ける。
【００１３】
このような立坑ブロック２、３を使用し、これを地盤に縦に圧入して立坑１を構築するに当たり、薬液注入管１２を通してその吐出口１５から薬液を吐出することにより、立坑１の内側からその周囲の地盤にそれを固めるように薬液を注入する。
【００１４】
このようにして、立坑１の内側からその外側の周囲の地盤にそれを固めるように薬液を注入しながら圧入することにより、既に掘削された部分の周囲の地盤を固めながら圧入するので、圧入中に既に掘削された部分の周囲の地盤の崩落が起こりにくくなる。これにより、礫のくい込み等による圧入抵坑の増大が起こりにくくなる。
【００１５】
立坑１を圧入するに当たっては、主としてその下端の圧入刃５で地盤を掘削するため、立坑１を回転しながら行う。そのため、薬液注入管１２の吐出口１５から薬液を吐出して、立坑１の内側からその外側の掘削地盤に薬液を注入することにより、薬液を立坑１を囲む地盤の全体にわたって注入することが出来、掘削地盤の崩落を確実に防止することが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図３は、立坑１を構築するための立坑ブロック２、３を示しており、２つの円筒状の立坑ブロック２、３を接続した状態である。この立坑ブロック２は、例えば遠心成形されたコンクリートの円筒状の管体からなる。
【００１７】
下側の立坑ブロック２の周壁の所定の位置に、後述する推進管１３を推進し、或いは隣接する別の立坑１から推進された推進管１３を受け入れるための坑口９が穿孔されている。この坑口９は、立坑ブロック２の周壁を同立坑ブロック２の径方向に穿孔して形成したものである。この坑口９は、工場において立坑ブロック２を成形した後、削孔機等を使用して穿孔されるか、或いは予め型枠内に後述する坑口リング１０を配置し、立坑ブロック２の成形時に坑口９を同時成形する。
【００１８】
この坑口９は、立坑ブロック２の周壁に１個所だけ穿孔されることもあるが、マンホールに接続される推進管１３の数に応じて同じ高さ或いは高さを変えて２個所或いはそれ以上の個所に穿孔されることが多い。図１と図３に示した立坑ブロック２の例では、立坑ブロック２の径方向に９０゜の角度で周壁の同じ高さに２個所の坑口９が穿孔されている。坑口９には、パッキング等のシール材を取り付けたり、或いは推進管１３を推進する前に坑口９を塞いでおく蓋を固定するための坑口リング１０が嵌め込まれている。
【００１９】
なお、この坑口リング１０には、管挿入孔１１が穿孔されている。この管挿入孔１１は、立坑１を構築したとき、その外側の坑口９付近の地盤を改良するための薬液を注入する注入管（図示せず）を挿入するためのものである。
下側の立坑ブロック２の下端部からは、継手等を介して固定された圧入刃５が延設されている。この圧入刃５は円筒状の鋼製のもので、その外径は、前記立坑ブロック２の外径よりやや大きい。この圧入刃５の下端縁には、鋸歯状の掘削刃１４が形成されている。
【００２０】
比較的浅い立坑１及びマンホールを構築する場合は、立坑ブロック２が１つだけ使用されることもあるが、より深い立坑１及びマンホールを構築する場合は、図３に示すように、２つ以上の立坑ブロック２、３を接続して使用する。接続する立坑ブロック２の上端と立坑ブロック３の下端に断面Ｌ字形の鋼製のリング状の継手７、７を取り付ける。この継手７、７はアンカー鉄筋（図示せず）の端部に溶接された状態で立坑ブロック２、３を遠心成形する型枠の中に配置され、この状態で立坑ブロック２、３が遠心成形される。これにより、継手７、７は、立坑ブロック２、３の端部の周面と端面にわたって埋め込まれた状態で固定される。この状態では、継手７、７の外周面と端面は、立坑ブロック２、３の端部の外周面と端面とほぼ面一となる。
【００２１】
そしてこれらの立坑ブロック２、３を接続する際には、上側の立坑ブロック３の下端面を下側の立坑ブロック２の上端面に突き当てることにより、継手７、７が互いに重ね合わせられ、この状態で溶接される。これにより、２つの立坑ブロック２、３が互いに接続される。この継手７、７の溶接による立坑ブロック２と３との接続は、通常工事現場で行うが、立坑ブロック２、３が軽量の場合は工場で行ってもよい。
【００２２】
さらにこの立坑ブロック２、３の中には、縦に薬液注入管１２が配管され、その下端は圧入刃５に設けた通孔状の吐出口１５に接続されている。この薬液注入管１２の上端は、上の立坑ブロック３の上端開口部からその上に引き出されている。この薬液注入管１２には図示してない薬液注入ポンプが接続出来る。なお、この薬液注入管１２は、後述するように、立坑ブロック２、３を継ぎ足す際に順次継ぎ足して使用することも出来る。
【００２３】
次に立坑１と推進管により水路を構築する施工方法について説明すると、まず、立坑ブロック２を地面に圧入して推進し、立坑１を掘削する。舗装面に立坑１を掘削する場合は、まず舗装を切断し、撤去し、路面から１．５ｍ程の深さまで試掘する。マンホールを設置する平面位置を芯出しするため測量し、その芯出した位置を基準として立坑を圧入するための立坑圧入機を設置する。
【００２４】
立坑ブロック２は、通常の場合、予め圧入刃５が取り付けられていない状態で現場に搬入され、図３に示すように、圧入刃５が工事現場で取り付けられる。また、坑口９は、前記の管挿入孔１１を含めて予め鋼板等で閉じておく。
このようにして圧入刃５を取り付けた立坑ブロック２を前記立坑圧入機に取り付け、立坑ブロック２をその中心軸の周りに旋回或いは反転旋回させながら地面に垂直に圧入する。これと同時に、立坑ブロック２内の土砂を排出する。
【００２５】
このとき、前述した薬液注入管１２に図示してない薬液注入ポンプを接続し、薬液注入管１２に地盤改良剤等の薬液を送り、その吐出口１５から既に掘削した部分の周囲の地盤に注入する。図２に矢印で示すように、圧入刃５は回転されながら地盤を掘削し、圧入するため、薬液は圧入刃５の全周囲に注入される。この薬液は既に掘削した部分の周囲の地盤に浸透し、その地盤の崩落を防止する。図１と図２において、その薬液の浸透範囲を符号Ａで示す。
【００２６】
こうして立坑ブロック２を圧入した後、立坑１の深さに応じて別の立坑ブロック３を接続するときは、前述のようにして、立坑ブロック２の上に立坑ブロック３を重ね合わせ、当接した継手７、７を溶接することにより、立坑ブロック２の上に立坑ブロック３を接続する。なお、立坑ブロック２を１段のみ使用する場合は、このような立坑ブロックの接続作業は行われないことは言うまでもない。
【００２７】
この状態でさらに接合した立坑ブロック２、３を、その中心軸の周りに旋回或いは反転旋回させながら地面に垂直に圧入する。これと同時に、立坑ブロック２、３内の土砂を排出する。これを前述したように薬液注入管１２を通して吐出口１５から既に掘削した部分の周囲の地盤に薬液を注入し、その崩落を防止しながらお行う。
立坑ブロック３の上にさらに別の立坑ブロックを接続する場合は、前述と同様にして接続する。この場合、立坑ブロック３の上端には、その上に別の立坑ブロックを接続するための継手７を設けたものを使用する。
【００２８】
図４に示すように、所定の深さまで掘削し、立坑１を構築した後は、マンホールの底壁となるべき部分、すなわち立坑ブロック２の下端内周面に囲まれた部分に、生コンクリートを打ち込み、表面を仕上げて、底盤６を成形する。
次に、前記の立坑ブロック２の坑口９を開き、そこから推進管１３を推進する。このとき、坑口９付近の地盤が水分を多く含むため、軟弱であるときは、坑口９を開いた途端に土砂が坑口９から立坑１内に流入してしまう。
【００２９】
このような状態のときは、坑口９付近の地盤に薬液を注入し、水分を含む地盤が凝固して水分が出ないように改良する。
【００３０】
このようにして坑口９の付近の地盤を改良した後、地上から立坑１を通してその坑口９側に推進管１３を導入し、この推進管１３を坑口９から立坑１の外に押し出す。さらに、地上から立坑１の中に次の推進管１３を導入し、これを立坑１の中で順次継ぎ合わせながら、押し出す。これにより、推進管１３を立坑１の坑口９から地山に圧入する。このとき、立坑１内に設置した図示してない推進ジャッキにより、立坑１の壁面で反力を取りながら推進管１３を推進していく。推進管１３の推進と同時にその中の土砂を排除し、立坑１から地上に排出する。
【００３１】
地山に推進した推進管１３は、隣接する他の立坑１の坑口から受け入れ、立坑１、１の間が推進管１３で接続される。この状態を図４に示す。これにより、一対の立坑１、１の間で推進が完了する。その後、推進管１３と坑口９との間をシールする。
【００３２】
次に、図４に示すようにして、立坑ブロック３の上に、一部にテーパを有する上部立坑ブロック４、いわゆる斜壁を接続し、固定する。この上部立坑ブロック４は、その上部に金属製リング状の蓋受け金具１４が埋め込まれた状態で成形されており、ここに金属製、コンクリート製或いは強化プラスチック製等の蓋８が嵌め込まれる。立坑ブロック２、３は、この蓋２９の上面が地面ＧＬと面一になるようの埋設される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、既に掘削した部分の周囲の地盤に、それを固めるような薬液を注入しながら立坑ブロック２、３を推進することが出来るので、既に掘削した部分の周囲の地盤が崩落し、礫が立坑ブロック２、３の外周面に挟み込まれ、食い込んでしまうのを防止することが出来る。これにより立坑ブロック２、３の圧入抵坑が増大することなく、容易に圧入出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による立坑ブロックと圧入刃を使用して立坑を圧入、構築する状態を示す縦断側面図である。
【図２】同立坑ブロックと圧入刃を使用して立坑を圧入、構築する状態を示す横断平面図である。
【図３】本発明による立坑ブロックを接続した状態の例を示す半断面斜視図である。
【図４】本発明による立坑ブロックにより水路とマンホールを構築した例を示す縦断側面断面図である。
【符号の説明】
１ 立坑
２ 立坑ブロック
３ 立坑ブロック
５ 推進刃
１２ 薬液注入管
１５ 薬液注入管の吐出口

Claims (3)

1. 少なくとも１つの筒形の立坑ブロック（２）、（３）を地面の中に圧入し、且つその内部の土砂を排除して立坑（１）を構築する圧入立坑において、最も下の立坑ブロック（２）の下端から同立坑ブロック（２）より外径がやや大きい円筒形の圧入刃（５）が延設され、この圧入刃（５）に立坑（１）の内側から既に掘削された部分の周囲の地盤を固めるように薬液を注入する薬液注入管（１２）の吐出口（１５）を設けたことを特徴とする圧入立坑。
2. 少なくとも１つの筒形の立坑ブロック（２）、（３）を地面の中に圧入し、その内部の土砂を排除し、立坑（１）を構築する圧入立坑において、最も下の立坑ブロック（２）の下端から同立坑ブロック（２）より外径がやや大きい円筒形の圧入刃（５）を延設し、この圧入刃（５）に薬液注入管（１２）の吐出口（１５）を設け、薬液注入管（１２）を通して前記吐出口（１５）から薬液を吐出することにより、立坑（１）の内側からその外側の既に掘削した部分の周囲の地盤を固めるように薬液を注入することを特徴とする圧入立坑の掘削地盤への薬液注入方法。
3. 立坑（１）を圧入するため立坑（１）を回転しながら、薬液注入管（１２）の吐出口（１５）から薬液を吐出して、立坑（１）の内側からその外側の既に掘削した部分の周囲の地盤に薬液を注入することを特徴とする請求項２に記載の圧入立坑の掘削地盤への薬液注入方法。

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