JP4227540B2 - 中押し推進機及び分割函体中押し方法 - Google Patents

Description

本発明は、大断面トンネル施工時に構築する覆工体を並設した分割函体にて構成する場合の、該分割函体の中押し推進機と、該中押し推進機を使用した分割函体の中押し方法に関するものである。

近時の推進工法においては、推進管によって構成される推進管列の延長が長くなってきており、５００ｍ超級の推進管列が構築されている。このように、推進管列の延長が長くなると、発進立坑部に配した元押しジャッキのみでは施工延長にわたる推進管の推進が極めて困難となる。そこで、推進管列の途中に中押し推進機を介在させ、中押し推進機を構成する中押しジャッキの伸縮によって該推進機前方に位置する推進管列を押出す施工がおこなわれている（特許文献１参照）。
なお、従来の中押し推進機は円形断面を有し、押出す推進管と外径が同径なカラー内部に、複数の中押しジャッキとその反力を受ける反力受け函体が内蔵された構成となっている。

ところで、近年の交通量の増加や地下トンネルの適用の多様化などから地下トンネルが大断面化してきている。かかる大断面トンネルの構築に際し、シールド工法や推進工法にて複数の分割函体を並設させて覆工体を構築した後に大断面トンネルの構築に移行する施工方法が考案されている（特許文献２参照）。すなわち、断面視が中空の矩形又は正方形の小断面分割函体を複数並設させた後、かかる小断面分割函体を構成する鋼製プレートを撤去して本設の大断面トンネル用の鉄筋を組み立て、コンクリートを打設して大断面のボックストンネルを構築するものである。

したがって、施工延長が長い大断面トンネルの構築に際し、推進工法によって複数の分割函体を並設させて覆工体を構築する方法による場合は、断面視が矩形又は正方形の分割函体を中押しできる中押し推進機が必要となる。
特開平６−１３７０７５号公報 特開２００１−２１４６９９号公報

前記した従来の中押し推進機及び分割函体の中押し方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞断面視が円形の中押し推進機では断面視が矩形又は正方形の分割函体同士を並設させることができない。
＜２＞断面視を単に矩形又は正方形の中押し推進機とした場合では、中押し推進機を構成するカラーと、その内部でスライドする反力受け函体との間の止水シールの止水性能に問題がある。すなわち、矩形又は正方形の隅角部でシール材が縁切れしてしまい、一体のシール材にて施工することができない。
＜３＞複数の分割函体を中押ししながら並設する場合、中押し時の施工精度の確保が極めて困難であり、分割函体同士の離隔が中押しされた区間において不均一となる可能性が高い。さらに、並設する分割函体同士の離隔が大きくなると、かかる離隔に後施工される止水用地盤改良範囲も広くなってしまい、工費の高騰や施工手間がかかるといった問題が生じ得る。

上記のような問題を解決するために、本発明の中押し推進機は、外筒と、前記外筒内でその一部が摺動可能な内筒と、前記外筒内に備えた中押しジャッキと、前記内筒内に備えて、前記中押しジャッキによる反力を後方の分割函体に伝達する反力受け筒体と、前記外筒の外周に備えた断面視が矩形又は正方形の外套と、からなり、前記外筒と前記内筒の外形を、円形又は隅角部を曲率成形した矩形又は隅角部を曲率成形した正方形で夫々相似形に成形してなることを特徴とする中押し推進機である。ここで、前記外筒と前記内筒の隙間にシール材を配した構成とするのが好ましい。外筒と内筒は共に、円形又は隅角部を曲率成形した矩形又は隅角部を曲率成形した正方形で夫々相似形に成形されているため、直角な隅角部が存在しないことから、一体のシール材を連続した状態で上記隙間に施工することができる。さらに、記外套の外周面において、トンネル延伸方向に伸びた溝条を備えた構成とするのがよい。かかる構成とすることにより、前記中押し推進機の外套の外周面に備えた前記溝条を先行設置された前記分割函体の前記突条に嵌装させながら後行する分割函体を中押しさせることができる。したがって、並行する先行設置された分割函体との離隔を一定に保った状態で、かかる中押し推進機から中押しされる分割函体列の施工をおこなうことができる。さらに、分割函体同士の離隔を極力狭めることができるため、かかる離隔に後施工される止水用地盤改良範囲も小さなものとすることができる。

本発明の中押し推進機及び分割函体中押し方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞相対的に摺動する外筒と内筒の外形を円形又は隅角部を曲率成形した矩形又は正方形で相似形とすることにより、内筒及び外筒の隙間に一体のシール材を連続して介在させることが可能となり、よって高い止水性を確保することができる。
＜２＞外筒の外周において、溝条を備えた外套を設けることにより、先行施工される分割函体の突条に上記する溝条を嵌装させながら分割函体の並設施工（中押し施工）をおこなうことができる。また、かかる分割函体の並設施工により、並設する分割函体同士の離隔を極力狭くすることが可能となり、分割函体の並設施工後におこなう離隔部への止水用地盤改良の改良範囲も小さくすることが可能となる。

＜１＞中押し推進機
本発明の中押し推進機１は、外筒２と、外筒２内でその一部が摺動可能な内筒３と、外筒２内に備えた中押しジャッキ４と、内筒３内に備えて中押しジャッキ４による反力を後方の分割函体８に伝達する反力受け筒体５、及び外筒２の外周に備えた断面視が矩形又は正方形の外套６とから構成される（図１参照）。ここで、外筒２、内筒３、反力受け筒体５、外套６などは全て鋼製材料にて製作するのが好ましい。
内筒３は外筒２内でその一部が摺動することから夫々の断面視外形は相似形に製作されるのがよい。すなわち、内筒３の外形寸法は、外筒２の外形寸法から外筒２の部材厚に余裕代を加味した厚さ分小さな寸法で製作される。

さらに、外筒２と内筒３の外形は、円形又は隅角部を曲率成形した矩形又は隅角部を曲率成形した正方形に製作する（図２，３参照）。
かかる形状に成形するのは以下の目的のためである。
外筒２内空面と内筒３の外周面の間の隙間には、止水対策としてシール材７を介在させた構成とするが、仮に外筒２及び内筒３の外形がその隅角部を直角となる矩形や正方形とした場合にはかかる隅角部で連続したシール材の接着が困難となる。したがって隅角部にてシール材の連続性が分断され、別個のシール材を隅角部にて対向接着させた場合でも、一体のシール材で連続接着されている場合に比べて止水性能が低下せざるを得ない。そこで、直角な隅角部を避けて、曲率成形した隅角部とすることにより、又は外筒２及び内筒３の外形を共に相似な円形とすることにより、内筒３の外周に連続したシール材７を接着させることが可能となる。

外筒２の外周に断面視が矩形又は正方形の外套６を備えるのは以下の目的のためである。
本発明の中押し推進機１は、特に大断面トンネル９を構築するに際して、複数の分割函体８を並設させて覆工体１００を構築する場合の該分割函体８を推進させる際に使用する推進機である。ここで、分割函体８の並設においては、図４に示すように先行施工される分割函体８の外周にはトンネル延伸方向に刻設した溝条８１を備えておき、後行して並設される分割函体８の外周で先行施工分割函体８側にはその溝条８１に嵌装可能な突条８２を突設させておく。後行施工される分割函体８の突条８２を先行施工される分割函体８の溝条８１に嵌装させながら分割函体８を並設させることにより、精度のよい分割函体８の並設施工が実現できる。図４にて分割函体８の施工順序を説明すると、Ａ分割函体８、Ｂ分割函体８、Ｃ分割函体８、Ｄ分割函体８の順や、Ａ分割函体８、Ｂ分割函体８、Ｄ分割函体８、Ｃ分割函体８の順などとなる。
上記するような分割函体８の並設施工と中押し推進機１より前方の分割函体列の推進を同時に満足させるためには、中押し推進機１の外周にも先行施工される分割函体８が有する突条８１に嵌装可能な溝条６１を備えた構成とする必要がある。そこで、外周に溝条６１を備えた外套６を外筒２の外周に備えた構成とするものである。

反力受け筒体５はその後方に外套６と同程度の外形を備えた反力伝達筒体５１を固着させておくのがよい。中押しジャッキ４が縮んだ状態で内筒３が外筒２内に入り込んだ際に外套６と反力伝達筒体５１にて外筒２及び内筒３の隙間から土砂が浸入するのを防ぐためである。なお、外套６の外周及び反力伝達筒体５１の外周には夫々筒状の防護プレート６２，５２を備えた構成とすることでさらに土砂浸入防止効果を高めることができる（図１参照）。かかる防護プレート６２，５２も鋼製材料にて製作するのがよい。

＜２＞分割函体
大断面トンネル９の施工に際しては、複数の分割函体８（分割函体列）を並設させて大断面トンネル９構築用の覆工体１００を施工する。大断面トンネル９に比して相対的に小外形の分割函体８を並設することにより、分割函体設置用の掘進機の規模も小型化することができるため掘進機製作コストの低減に繋がり、工場製作された分割函体８の運搬も比較的小型のトレーラーにて運搬できる。また、掘進機の小型化は、本発明の中押し推進機１の小型化にも繋がる。
分割函体８は鋼製やコンクリート製、鋼材とコンクリートの合成構造など多様に選定できる。上記するように、先行して地中設置される分割函体８には、その外周においてトンネル延伸方向に伸びる溝条８１を刻設した構成としておき（図４のＡ分割函体８参照）、後行して施工される分割函体８は、その外周に突条８２及び溝条８１を備えた構成（図４のＢ分割函体８）とするのが好ましい。先行設置された分割函体８の突条８１に後行施工される分割函体８の溝条を嵌装させながら分割函体８の並設施工をおこなうことにより、精度の良い分割函体８の並設施工を実現することができるとともに、分割函体８同士の離隔を極力小さくすることができる。

例えば、２段２列の分割函体列からなる覆工体１００を構築する分割函体中押し方法の実施例について説明する（図４参照）。なお、覆工体１００の断面を構成する分割函体８の並設基数は本実施例に拘束されるものでなく、施工する大断面トンネル９の外形寸法と使用する掘進機や分割函体８の外形寸法などによって多様に選定できる。

後行して並設される分割函体８側の外周面にトンネル延伸方向に伸びた突条８１に、中押し推進機１の外套６の外周面に備えた溝条６１を嵌装させながら後行する分割函体８であって該中押し推進機１前方の分割函体列を中押しさせる。
中押し時には、中押しジャッキ４の先端を反力受け筒体５に当接させた状態で該中押しジャッキ４を伸張させることにより、反力受け筒体５（及び反力伝達筒体５１）を介して後方の分割函体８に反力を取りながら該中押し推進機１の前方の分割函体列を推進させることができる。

本発明の中押し推進機の縦断図。 本発明の中押し推進機の一実施形態を示した図であって、図１のＡ−Ａ矢視図。 本発明の中押し推進機の他の実施形態を示した図であって、図１のＡ−Ａ矢視図。 並設した分割函体からなる覆工体を示した断面図。

符号の説明

１・・・・中押し推進機
２・・・・外筒
３・・・・内筒
４・・・・中押しジャッキ
５・・・・反力受け筒体
６・・・・外套
６１・・・溝条
７・・・・シール材
８・・・・分割函体
８１・・・突条

Claims (4)

1. 外筒と、
   前記外筒内でその一部が摺動可能な内筒と、
   前記外筒内に備えた中押しジャッキと、
   前記内筒内に備えて、前記中押しジャッキによる反力を後方の分割函体に伝達する反力受け筒体と、
   前記外筒の外周に備えた断面視が矩形又は正方形の外套と、からなり、
   前記外筒と前記内筒の外形を、円形又は隅角部を曲率成形した矩形又は隅角部を曲率成形した正方形で夫々相似形に成形してなることを特徴とする、
   中押し推進機。
   
2. 前記外筒と前記内筒の隙間にシール材を配してなることを特徴とする、
   請求項１に記載の中押し推進機。
   
3. 前記外套の外周面において、トンネル延伸方向に伸びた溝条を備えてなることを特徴とする、
   請求項１又は２に記載の中押し推進機。
   
4. 請求項３に記載の中押し推進機を使用した分割函体中押し方法であって、
   前記中押し推進機の外套の外周面に備えた前記溝条を先行設置された前記分割函体の前記突条に嵌装させながら後行する分割函体を中押しさせることを特徴とする、
   分割函体中押し方法。

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