JP4253016B2 - オープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法 - Google Patents

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市街地などに施工するオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結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り、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図６に示すように左右の側壁板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もので、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シールドジャッキ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のシールドジャッキ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内で縮めたシールドジャッキ２の後方にセットする。シールドジャッキ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シールドジャッキ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プレスバー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１ｃ内で吊り降ろす。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体の４のセット工程を適宜繰返して、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７に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面を開口１０として開放されている。

ところで、地中に縦列に埋設されるコンクリート函体４は、これを所定位置に埋設するには、接合時において、前後に位置するもの同士を最終的に接続する必要がある。

そのための方法として図８、図９に示すようにコンクリート函体４のコーナー部であるハンチ部に前後方向に貫通孔を設け、ここにシース管を挿入してシース孔３１とし、このシース孔３１内にＰＣ鋼棒３２などの緊結部材を挿入し、これを緊結することで前後の縦列に並ぶコンクリート函体４を剛に接続している。

このＰＣ鋼棒による緊結は、コンクリート函体４に適宜間隔で箱抜き（図示は省略した）を設け、この箱抜きの個所でＰＣ鋼棒を接続する。

このＰＣ鋼棒の緊結は、最前列のコンクリート函体４の前面にセットした緊張用のジャッキでＰＣ鋼棒を緊張して行うが、コンクリート函体４の４隅にセットしたジャッキの全てを同時に作動するのではなく、対角線上にセットして一箇所ずつ作動させて緊張していた。

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。

前記のような緊結方法では、箱抜きの数も多くを必要とし、また、縦列のコンクリート函体の全長を貫通させてＰＣ鋼棒で緊結するため、ＰＣ鋼棒は長尺を必要とし、さらにＰＣ鋼棒で緊結するだけであるから十分な緊結力が得られないことも考えられる。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、箱抜きの数を低減でき、構造を簡素化でき、また、規定の張力を与えて縦列のコンクリート函体を固定でき、所定位置にコンクリート函体を確実に定着できるオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結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上方から吊り降ろして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けるコンクリート函体の緊結方法であって、コンクリート函体の接合端部に予め埋設しておいたインサートに緊結用のボルトをねじ込んで、ボルトの先端を接合端部から前方に突出させ、前記コンクリート函体の前方に敷設した次のコンクリート函体に前記ボルトの突出端を挿入してここにナットを取り付けて仮締めし、さらにシールド機をコンクリート函体から反力をとって推進させ、後方のコンクリート函体に軸圧縮力が作用している状態で、ボルト先端に取り付けておいたナットを本締めして前後位置のコンクリート函体を緊結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、オープンシールド機の推進によってコンクリート函体に反力が作用した状態で緊結用のボルトを締めることで、ボルトに所定の張力を与えた状態で前記ボルトを締めることができるから、規定の張力により前後のコンクリート函体を確実に緊結できる。

さらに、コンクリート函体は前記のように接合端面の近傍でボルトのみで緊結されるから、曲線施工に有効であり、また、ボルト１本に対して、１個の箱抜きで足り、箱抜きの数も低減でき、構造も簡単となる。

請求項２記載の発明は、緊結用のボルトに緩み防止手段を設け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、緩み防止手段を設けることで、ボルトのみの緊結であっても定着が安定し、コンクリート函体を所定位置に確実に固定できる。

請求項３記載の発明は、緩み防止手段は、ノルトロックワッシャーであること、請求項４記載の発明は、緩み防止手段は、一対の楔形座金であることを要旨とするものである。

請求項３、請求項４記載の本発明によれば、緩み防止手段としてノルトロックワッシャーまたは楔形座金を使用することで、ボルトに簡単な金物を取り付けるだけの簡便な構造で緩みを確実に防止でき、コンクリート函体を所定位置に確実に固定できる。

以上述べたように本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法は、オープンシールド工法で前後の縦列に埋設されたコンクリート函体を緊張させて固定する場合、緊結のためのボルト締付け用の箱抜きの数を低減でき、構造を簡素化でき、また、規定の張力を与えた状態で縦列のコンクリート函体を固定でき、所定位置にコンクリート函体を確実に定着できるものである。

以下、図面について本発明の実施の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コンクリート函体の緊結方法の実施形態を示す縦断側面図で、本発明のコンクリート函体の緊結方法が実施されるオープンシールド工法は前記従来例と同様であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

本発明は縦列に埋設した複数のコンクリート函体４を相互に定着させて最終的に所定位置に固定するための緊結方法であり、コンクリート函体４は、図１、図２に示すように前面に緊結用のボルトをねじ込むためのインサート１２を予め埋設しておくとともに、後面に緊結用のボルトを定着するための箱抜き１５を形成しておく。

この場合、インサート１２と箱抜き１５はともにコンクリート函体４の４隅の肉厚部であるハンチ部に埋設されることになるが、前後位置のコンクリート函体４では後方のコンクリート函体４に埋設されたインサート１２の延長線上で対応する位置に、前方のコンクリート函体４に箱抜き１５が形成されるように位置決める。

図中１３は、前方のコンクリート函体４の前面端部に配設するブレスバーを示す。

このようにしてインサート１２を埋設し、箱抜き１５を形成したコンクリート函体４を接続する方法を図１、図２について説明する。後方のコンクリート函体４の敷設後、接合端部に開口しているインサート１２に緊結用のボルト１４の基部をねじ込み、先端を接合端部から突出させておく。

後方のコンクリート函体４の前方に次ぎのコンクリート函体４を敷設したならば、後方のコンクリート函体４から突出している緊結用のボルト１４の突出端を前方のコンクリート函体４のボルト緊結用の箱抜き１５に挿入し、先端に定着具としてナット１６、ノルトロックワッシャー１７、座金１８を取り付け、また、箱抜き１５の後部に定着板１９を設置し、ナット１６を締付けて仮締めして後方のコンクリート函体４に前方のコンクリート函体４を仮に固定する。

前記ノルトロックワッシャー１７は、ボルト１４の緩み防止手段として機能するものである。

仮締め後、コンクリート函体４に反力をとってオープンシールド機１をさらに推進する。この状態では、コンクリート函体４に反力が作用し軸圧縮力が働いている。よって、かかるオープンシールド機１の推進中に、ボルト１４をさらに増締めして本締めすることで、一定の張力が期待できる。

そして、ボルト１４の締付けによってノルトロックワッシャー１７も締付けられ、ナット１６が緩む方向に回ろうとしてもノルトロックワッシャー１７に形成してあるテーパー部によってナット１６の緩みが防止される。

これにより、ボルト１４は確実に定着され、前後のコンクリート函体４は所定位置に確実に固定される。

ボルト１４の緩み防止手段は、前記ノルトロックワッシャー１７に限定されるものではなく、図３、図４、図５に示す楔形座金２０とすることもできる。この楔形座金２０は、一対の楔体２０ａ、２０ｂの組み合わせで構成され、一方の楔体２０ａにはボルト１４が貫通する長孔２１が、他方の楔体２０ｂにはボルト１４の径にほぼ等しい径の丸孔２２が形成され、楔体２０ａ、２０ｂの対向面には互いに齟齬する溝条２３が形成されている。

この楔形座金２０は、ボルト１４の増締め後に、打ち込むことで、ボルト１４の緊張力を増加させることができ、互いに齟齬する溝条２３によってボルト１４の緩みが阻止される。

このようにして前後のコンクリート函体４は前部と後部の接合端面部の近傍でボルト１４のみによって緊結される。よって、長尺なＰＣ鋼棒などの緊結部材を用いずにすみ、曲線施工などに有効である。

本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結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コンクリート函体の緊結方法の実施形態を示す要部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コンクリート函体の緊結方法で使用する緩み防止手段の第２例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コンクリート函体の緊結方法で使用する緩み防止手段の第２例を示す一部の説明図である。 本発明のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法で使用する緩み防止手段の第２例を示す他の一部の説明図である。 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。 従来の緊結方法で使用するコンクリート函体の斜視図である。 従来のコンクリート函体の緊結方法を示す縦断側面図である。

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
１ｄ フロント部 ２ シールドジャッキ
３ 隔壁 ４ コンクリート函体
４ａ 左側板 ４ｂ 右側板
４ｃ 上床板 ４ｃ 下床板
５ 埋戻土 ６ グラウト材
７ 高さ調整材 ８ プレスバー
９ 掘削機 １０ 開口
１１ 刃口 １２ インサート
１３ ブレスバー １４ 緊結用のボルト
１５ 箱抜き １６ ナット
１７ ノルトロックワッシャー １８ 座金
１９ 定着板 ２０ 楔形座金
２０ａ ２０ｂ 楔体 ２１ 長孔
２２ 丸孔 ２３ 溝条
３１ シース孔 ３２ ＰＣ鋼棒

Claims (4)

1. 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上方から吊り降ろして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けるコンクリート函体の緊結方法であって、コンクリート函体の接合端部に予め埋設しておいたインサートに緊結用のボルトをねじ込んで、ボルトの先端を接合端部から前方に突出させ、前記コンクリート函体の前方に敷設した次のコンクリート函体に前記ボルトの突出端を挿入してここにナットを取り付けて仮締めし、さらにシールド機をコンクリート函体から反力をとって推進させ、後方のコンクリート函体に軸圧縮力が作用している状態で、ボルト先端に取り付けておいたナットを本締めして前後位置のコンクリート函体を緊結することを特徴とするオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。
2. 緊結用のボルトに緩み防止手段を設ける請求項１記載のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。
3. 緩み防止手段は、ノルトロックワッシャーである請求項２記載のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。
4. 緩み防止手段は、一対の楔形座金である請求項２記載のオープンシールド工法におけるコンクリート函体の緊結方法。

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