JP4133898B2 - 掘進機の到達方法 - Google Patents

Description

本発明は、推進工法において、大深度や高水圧下での推進工事で到達立坑内に掘進機を安全に到達させる到達方法に関するものである。

推進工法における掘進機の到達方法としては、一般に発進坑口壁と同様の構造の到達坑口壁を到達立坑前面に設けて、掘進機を到達立坑内に向かい入れて掘進機を回収する方法が用いられている。到達坑口壁の構造は、図ー４に示すように、掘進機の外径よりも大きな内径を有する筒体を、到達立坑前面の土留め壁に固定し、前記筒体の端面に中央部が掘進機外径よりも小さな孔を有するたリング状のゴムシールの周囲を円周方向に固定して構成される。

前記した従来技術を用いて掘進機を到達立坑に到達させる方法は、掘進機が到達立坑に近づくと、掘進機を一旦停止し、掘進機と到達立坑間の地盤を改良し、到達立坑内から土留め壁に探り穴を開けて、掘進機位置を確認しその位置に合わせて筒体を土留め壁に固定する。そして、筒体内から土留め壁を切断して撤去して地山を露出させる。地山は地盤改良されて自立した状態となっている。到達坑口壁の設置が完了すると、掘進を再開して掘進機を到達側に前進させる。掘進機は土留め壁の孔を通過して筒体内に入り、筒体後端に設置したゴムシールの孔を拡径しながら貫通して到達立坑内に入ってくる。筒体内に入ってきた土砂や地下水は、掘進機外径に密接したゴムシール部で遮断されて到達立坑内への侵入が防止される。

前記した従来技術により、通常の地盤では、推進到達時に土砂や地下水が到達坑口壁から到達立坑内に流入することはなくなった。しかし、布設する推進管の位置が大深度であったり、地下水圧が高い軟弱な土質条件下では、前記したゴム止水板にかかる地下水圧や土圧が大きくなり、ゴムシールが水圧や土圧によって捲り上げられ、地下水や土砂が到達立坑立坑内に流入する。また、掘進の再開とともに、掘進機の前進に伴って周辺の地山が前面に引き出され、大きな土圧や水圧の影響もあって崩壊し、掘進機が筒体端面のゴムシールに到着する前に筒体内に流出し、到達立坑内が水没するという問題がある。

このため、前記したゴムシールの捲れ上がりを防止するためには、ゴムシールの後方に押え板を円周方向に複数個設置したり、ワイヤー等によってゴムシールを円周方向に縛り拘束する方法が用いられているが、掘進機の前進とともに崩壊して流出する土砂や地下水には対処できない。このため、他の方法として、筒体長を長くして筒体内の前後にゴムシールを設置して大きな土圧や水圧に対抗するようにした到達坑口壁が開発されている。しかし、前記したように、掘進機が筒体内のゴムシールに到達する前に発生する筒体内の土砂や地下水の流出は、解決されていないという問題がある。
特開２００１−２５４５８８号

解決しようとする課題は、大深度や高水圧下での推進施工でも、到達立坑内に地下水や土砂が流入することのなく、安全に到達できる掘進機の到達方法を提供することである。

本発明は、推進工法において掘進機を地中から安全に到達させるための到達方法であって、掘進機の外径よりも大きな内径を有する筒体と、中央部に掘進機外径よりも小さな孔を有し周囲が筒体の後端に円周方向に固定されているリング状のゴムシールとを備える到達坑口壁を、到達立坑の土留め壁に固設し、掘進機の外径と同じ外径または掘進機の外径よりも少し大きな内径を有し先端部分に遮断壁を設けてなる案内筒を、前記到達坑口壁内の後方から土留め壁の前方の地中まで挿通して設置するとともに、前記ゴムシールの孔を前記案内筒の後端に嵌挿し、前記筒体の外周に設置した注入孔から筒体内周と案内筒外周の間の隙間に充填材を注入して待機させ、前進してくる掘進機を案内筒で案内しながら到達させる、ことを特徴とする。

本発明の掘進機の到達方法は、到達坑口壁の筒体内に予め案内筒を嵌設しておくことによって、筒体内の隙間は筒体と案内筒外径の僅かな空間だけであるが、その空間は地山まで充填材によって充填されているとともに、案内筒の後方外周はゴムシールによって密着された状態ととなっており、掘進機の前進に伴って土砂や地下水が流出しようとするが筒体内には空隙がなく、土砂や地下水の流れは防止されて地山が崩壊することはなくなる。掘進機が前進し先端が案内筒の先端に到着し案内筒内に嵌設して遮断壁に当たると、掘進機は案内筒を後方に押し出しながら到達立坑内に到達する。この間、筒体内には、案内筒と案内筒の外周の隙間が充填材で充填されており、土砂や地下水が流出するスペースが無く、安全で確実に地下水等を防止しなから到達できるという利点がある。

大深度や高水圧下の推進施工において、到達立坑内に土砂や地下水が流出させることなく、安全で確実に推進工事ができる掘進機の到達方法を実現した。

図１は、本発明の掘進機の到達方法を説明する縦断面図である。掘進機９が到達立坑に接近すると、掘進を一旦停止し、掘進機９と到達立坑１１間の地盤を改良する。到達立坑１１内から土留め壁に探り穴を開けて、掘進機９の位置を確認する。掘進機９の位置が決まると、掘進機９の外径よりも大きな内径を有する筒体２の先端を、掘進機９位置に合わせて土留め壁１１に固定する。筒体２の外周には、筒体２の水密性を確保するために、コンクリート４を打設する。上記到達坑口壁１の設置が完了すると、筒体２内から土留め壁１１を切断して撤去して地山を露出させる。土留め壁１１の撤去が完了すると、掘進機９の外径と同じ外径または掘進機の外径よりも少し大きな内径を有する案内筒７を掘進機９の位置に合うように、筒体２の後方から挿入して地山まで当設させる。案内筒７の先端部分には、内部を仕切るように遮断壁８が設けられている。筒体２内に正確に案内筒７を挿入させるためには、筒体２の両サイドにレール材等を設置しておけばよい。案内筒７の設置が完了すると、中央部に掘進機９外径よりも小さな孔を有するリング状のゴムシール３の孔を、案内筒７の後端から嵌挿させて外周部を筒体２後端のフランジにボルトにより固定する。ゴムシール３の嵌設が完了すると、筒体２の外周に設けた注入孔５から筒体２の内周と案内筒７の外周の間の隙間に充填材１０注入して充填する。

充填材１０としては、地中に浸透したり、地下水に希釈されない材質のものが好ましく、推進用滑材として開発された超高粘性の滑材や泥土材が用いられる。

ゴムシール３は、通常のリング状のゴム材が用いられる。ゴムシール３の中央部の孔に嵌設した案内筒７の外周とゴムシール３の密着を強化するためには、ゴムシール３の孔周囲の背面をワイヤー６等によって緊結すればより効果がある。

案内筒７の先端部分に設けられる遮断壁８は、掘進機の前進とともに筒体２内に流入しようとする地下水等を遮断することを目的として設けられており、土圧や水圧に耐えるために比較的強度のある鋼材で製作される。

図２は、掘進機の案内筒への当接状況を説明する縦断面図である。到達坑口壁１の筒体２内への案内筒７の設置及び充填材１０の注入が完了すると、掘進機９の掘進が再開され、掘進機９が到達立坑に向かって前進し、筒体２内に設置した案内筒７の先端に掘進機９先端の面板が当接する。この時、の前進に伴って掘進機９の外周面は、地山との縁が切れ地下水や土砂が掘進機９の外周面を伝って到達坑口壁１内に流出しようとするが、筒体２内は絶えず案内筒７と充填材１０で充満された状態となっており、到達坑口壁１内への侵入は起こらない。

本実施形態では、案内筒７の外径を掘進機９の外径と同じ構造で説明したが、掘進機９の面板形状に凹凸があり案内筒７の端面との当接が悪い場合には、案内筒７の内径を掘進機９の外径よりやや大きくして、掘進機９の先端を案内筒７内に嵌設させて密接させる方法を用いることも可能である。

図３は、掘進機の到達状況を説明する縦断面図である。案内筒７の先端に当接した掘進機９は、さらに後方より押し出されて到達坑口壁１の筒体２の内を案内筒７の案内によって通過し、筒体２後端のゴムシール３の孔を貫通して到達する。この工程も、筒体２内は案内筒７から掘進機９と、断面形状が変わることなく通過していくため、外周に注入された充填材１０の容積も変化することなく、安定した掘進機の到達が行える。

大深度や高水圧下の推進工事において、土砂や地下水の流出を完全に防止して安全に掘進機を到達させる施工方法に適用できる。

本発明の掘進機の到達方法を説明する縦断面図である。 掘進機の案内筒への当接状況を説明する縦断面図である。 掘進機の到達状況を説明する縦断面図である。 従来技術の到達坑口壁を説明する縦断面図である。

符号の説明

１ 到達坑口壁
２ 筒体
３ ゴムシール
４ コンクリート
５ 注入孔
６ ワイヤ−
７ 案内筒
８ 遮断壁
９ 掘進機
１０ 充填材
１１ 土留め壁
１２ 従来技術の到達坑口壁
１３ 流出土砂

Claims (1)

1. 推進工法において掘進機を地中から安全に到達させるための到達方法であって、
   掘進機の外径よりも大きな内径を有する筒体と、中央部に掘進機外径よりも小さな孔を有し周囲が筒体の後端に円周方向に固定されているリング状のゴムシールとを備える到達坑口壁を、到達立坑の土留め壁に固設し、
   掘進機の外径と同じ外径または掘進機の外径よりも少し大きな内径を有し先端部分に遮断壁を設けてなる案内筒を、前記到達坑口壁内の後方から土留め壁の前方の地中まで挿通して設置するとともに、前記ゴムシールの孔を前記案内筒の後端に嵌挿し、
   前記筒体の外周に設置した注入孔から筒体内周と案内筒外周の間の隙間に充填材を注入して待機させ、
   前進してくる掘進機を案内筒で案内しながら到達させる、
   ことを特徴とする、掘進機の到達方法。

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