JP4317843B2 - 地下構造物の施工法 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる地下構造物の施工法に関するものである。

鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどがあげられる。

しかし、先に別工事としてパイプルーフを形成し、その中を掘削して地下構造物を構築したり、また地下構造物をパイプルーフ下を掘進させるようにしたのでは、このパイプルーフが存在する分だけ土被りが厚くなる。しかも、パイプルーフ施工の防護工が地下構造物埋設の本工事と別工事となり、工費、工期が大である。

かかる不都合を解消するものとして、従来、図１０から図１２に示すような地下構造物の施工法がある（例えば特許文献１参照）。これは、図１０に示すように、鉄道などの上部交通１の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進坑３と到達坑４を築造し、前記発進坑３内に推進機５を設置してこれでルーフ用筒体である箱型ルーフ６を到達坑４に向けて圧入させる。
特開昭５５−１９３１２号公報

図１３は箱型ルーフ６の正面図で、略正方形断面の箱型筒体であり、側面に鉤状の継手６ａ，６ｂを長手方向に連続して形成し、また、上面にフリクションカッタープレート７を取り付けている。箱型ルーフ６は長さ方向に順次接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手６ａ，６ｂを介して縦横方向に連続しながら並列させる。図１４はロ字形に並べた場合である。

前記推進機５は、箱型ルーフ６のジャッキなどによる押出機構とオーガなどによる箱型ルーフ６の内部掘削機構とを有する。

次いで、図１１に示すように発進坑３内に反力壁８、コンクリート函体９による地下構造物をセットし、反力壁８とコンクリート函体９との間には元押しジャッキ１０を設け、コンクリート函体９の先端に刃口１１を設けるとともにコンクリート函体９の先端と前記箱型ルーフ６との間には小ジャッキ１２を介在させる。

図中１３は箱型ルーフ６の支持材、１４はフリクションカッタープレート７の止め部材で、これらは発進坑３側に設け、一方、到達坑４側に受台１５を設ける。

小ジャッキ１２を伸長してコンクリート函体９を反力としてフリクションカッタープレート７を残しながら箱型ルーフ６を１本ずつ順次推し進め、一通り箱型ルーフ６が前進したならば、小ジャッキ１２を縮め、今度は元押しジャッキ１０を伸長してコンクリート函体９を掘進させる。

図中１６は元押しジャッキ１０とコンクリート函体９との間に介在させるストラットを示す。

このようにして、箱型ルーフ６の前進とコンクリート函体９の前進とを交互に繰り返しながら、到達坑４に出た箱型ルーフ６を順次撤去する。

そして、コンクリート函体９の先端が到達坑４に達したならば、刃口１１などを撤去し適宜裏込めグラウトを行って施工を完了する。

前記した施工法では、箱型ルーフ６は小ジャッキ１２を伸長して１本ずつ順次推し進めるので一通り箱型ルーフ６が前進し終わるまで時間と手間がかかる。

また、箱型ルーフ６の前進後、切羽部の掘削を行ってからコンクリート函体９を前進させている。よって、箱型ルーフ６の前進とコンクリート函体９の前進との間に、切羽部を掘削する工程が入り、コンクリート函体９の推進作業とは別のものとして掘削作業を必要としていた。このため、工費がかさむだけでなく、工期もその分だけ長いものになる。

しかも切羽部の掘削作業は切羽崩壊などの危険を伴うものであり、切羽安定のための安定処理などの地盤改良のための作業も必要としていた。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、箱型ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに切羽部の土砂を箱型ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない地下構造物の施工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記載の本発明は、推進しようとする函体の外形に対応するように箱型ルーフを組み配置して、発進坑から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進および牽引とともに切羽部の土砂を、切羽部には土留鋼矢板を結合するタイロッド材で固定し、この土留鋼矢板２は一部を鏡切りで抜くことで形成する土留部材を配設し、函体の先端部で土留部材を押し出すことにより箱型ルーフと一緒に押し出すが、 函体の推進は、函体の後部と函体の後方の反力壁との間に推進設備として元押しジャッキ、ストラットを配設し、元押しジャッキの推力で行い、函体の牽引は、函体の前方に地山による反力体を、また、この反力体の前方に反力壁を設け、函体の後部に定着装置または牽引ジャッキを取り付け、この定着装置または牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した牽引ジャッキまたは定着装置に定着し、牽引ジャッキの牽引で行う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、切羽部の土砂を箱型ルーフとともに函体の先端で押し出すから、箱型ルーフの推進と函体の推進および牽引とが同時に行え、箱型ルーフの推進と函体の推進との工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れる。また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上する。

また、函体の推進および牽引とともに切羽部の土砂を箱型ルーフと一緒に押し出すので、函体の推進のみ、もしくは牽引のみの場合と比較して、函体を移動させるための反力抵抗を分散させることができ、一箇所における反力体が小規模でよい。これにより、抵抗土圧が足りない場合に必要とされる地盤改良などの補助工法も不要であり、補助工法を行うための費用と施工日数が少なくてすむ。

さらに、函体の推進は函体の後部に対して元押しジャッキの推力で行い、函体の牽引は牽引ジャッキの牽引で牽引ケーブルを介して函体の後部で行うので、推進も牽引も相互に干渉せず、邪魔にならないで函体の後部を集中的に押すことができる。

また、切羽部の土砂の押し出しは、土留部材を介して行うから箱型ルーフ内の土砂を容易に押し出すことができる。

請求項２記載の本発明は、箱型ルーフは、平板からなるフリクションカッタープレートを地盤側面に配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、箱型ルーフは函体の外形に対応するように四角形状に配置してこれをコンクリート函体の押出しと同時に押出す際に、フリクションカッタープレートにより箱型ルーフおよびコンクリート函体と周辺土砂との縁切りを行うことができる。

以上述べたように本発明の地下構造物の施工法は、箱型ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに切羽部の土砂を箱型ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としないものである。

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は本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示すコンクリート函体推進前の状態の縦断側面図、図２は同上Ａ−Ａ線断面図で、図中、図１０〜図１４に示した従来例と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。

先に設備について説明する。図中２は土留鋼矢板であり、シートパイル等を使用する。この土留鋼矢板２は発進坑３と到達坑４を築造するためのものである。

６は箱型ルーフであり、図１３に示すように、略正方形断面の箱型筒体であり、側面に鉤状の継手６ａ，６ｂを長手方向に連続して形成し、また、上面または側面にフリクションカッタープレート７を重ねている。

この箱型ルーフ６は前後端に接合フランジを形成して長さ方向に順次ボルト止めにより接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手６ａ，６ｂを介して縦横方向に連続しながら並列させる。

前記箱型ルーフ６は図３に示すようにコンクリート函体９の外形に対応するように四角形状に配置する。その際、フリクションカッタープレート７は地盤側面に配置され、箱型ルーフ６およびコンクリート函体９と周辺土砂との縁切りを行うことができる。

図中１７は腹起こし材で、発進坑３側の土留鋼矢板２と到達坑４側の土留鋼矢板２を結合するタイロッド材１８で固定するが、この土留鋼矢板２は一部を鏡切りで抜くことで、土留部材１９として使用する。

コンクリート函体９はこれを適宜数縦列させ、長ボルト等の接合手段で締結して連続することができる。

２１は到達坑４側に設けた地山による反力体、２３は反力体２１の前方に設けた反力壁である。

コンクリート函体９の推進設備としては、コンクリート函体９の後方に元押しジャッキ１０、ストラット１６を配設する。２０は発進台を示す。

コンクリート函体９の推進設備としては、反力壁２３に牽引ジャッキ２４を設け、この牽引ジャッキ２４に一端を取り付けた牽引ケーブル２５の他端をコンクリート函体９の後部に取り付ける定着装置２６に定着する。牽引ジャッキ２４にはセンターホールジャッキが利用でき、定着装置２６は図示は省略するが、コーンと定着板からなる。

なお、牽引ジャッキ２４と定着装置２６を入れ換え、コンクリート函体９の後部に牽引ジャッキ２４を取り付け、この牽引ジャッキ２４に一端を取り付けた牽引ケーブル２５の他端を、反力壁２３に固定した定着装置２６に定着するようにしてもよい。

図４〜図９は本発明の各工程を示す図で、従来と同様の方法で、第１工程として図４に示すように鉄道などの上部交通（図示は省略した）の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進坑３と到達坑４を築造し、前記発進坑３内に推進機５を設置してこれでルーフ用筒体である箱型ルーフ６を到達坑４に向けて圧入させる。箱型ルーフ６の上面には従来と同様にフリクションカッタープレート７を取り付けて、箱型ルーフ６とともに押出す。

この場合、箱型ルーフ６は図３に示すように推進させようとするコンクリート函体９の外形に対応するように四角形状に配置される。

また、発進坑３側の土留鋼矢板２と到達坑４側の土留鋼矢板２は腹起こし材１７を介在させてタイロッド材１８で固定する。

箱型ルーフ６で囲まれた切羽部には土留鋼矢板２は一部を鏡切りして使用し、タイロッド材１８で固定すされる土留部材１９を配設する。図５に示すように土留部材１９と箱型ルーフ６とは仮止め部材２７で固定する。コンクリート函体９を発進坑３の発進台２０に設置する。

次に第３工程の図６に示すようにコンクリート函体９の後方の反力壁８との間に推進設備として元押しジャッキ１０を配設する。また、コンクリート函体９の後部に定着装置２６を取り付け、この牽引ジャッキ２４に一端を取り付けた牽引ケーブル２５の他端を、反力壁２３に固定した牽引ジャッキ２４に定着する。

そして、止め部材１４でフリクションカッタープレート７を発進坑３側に固定する。このフリクションカッタープレート７により箱型ルーフ６およびコンクリート函体９と周辺土砂との縁切りを行う。

図７に示すように、箱型ルーフ６とコンクリート函体９の前端との間には例えばＨ型鋼を四角に枠組んだ押角２８を配設して次に先行して押出した箱型ルーフ６の後端にコンクリート函体９の先端を接合し、または当接させる。

第４工程として図７に示すように元押しジャッキ１０を伸長し、同時に牽引ジャッキ２４を作動して牽引ケーブル２５でコンクリート函体９を発進坑３から到達坑４に向けて牽引してコンクリート函体９を前方に押出す。

コンクリート函体９の押出しと同時に箱型ルーフ６も押出され、さらに切羽部の掘削は行わず、箱型ルーフ６を押出すときに同時に箱型ルーフ６で囲まれた部分に配設した土留部材１９を押出すことによりその前方の土砂２９も同時に押出す。この場合、前記のようにフリクションカッタープレート７により箱型ルーフ６およびコンクリート函体９と周辺土砂との縁切りがなされているから、箱型ルーフ６およびコンクリート函体９はスムーズに推進する。

コンクリート函体９の前進とともにコンクリート函体９の後方の反力壁８との間にストラット１６を配設して、元押しジャッキ１０の推進長を確保する。

このようにして第５工程として図８に示すように箱型ルーフ６とこの箱型ルーフ６に囲まれて同時に押出された土砂２９が到達坑４に到達したならば、到達坑４で箱型ルーフ６を撤去すると同時に、土砂２９を掘削して排土する。

そして、前進した第１のコンクリート函体９の後方には第２のコンクリート函体９を接続し、図９に示すようにコンクリート函体９の先端が到達坑４に達するまで推進してコンクリート函体９の全長の推進が完了する。

本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す縦断側面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 箱型ルーフの配置状態を示す正面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す第１工程の縦断側面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す第２工程の縦断側面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す第３工程の縦断側面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す第４工程の縦断側面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す第５工程の縦断側面図である。 本発明の地下構造物の施工法の実施形態を示す完了工程の縦断側面図である。 従来の地下構造物の施工法の第１工程を示す縦断側面図である。 従来の地下構造物の施工法の第２工程を示す縦断側面図である。 従来の地下構造物の施工法の第３工程を示す縦断側面図である。 箱型ルーフの正面図である。 箱型ルーフの配置状態を示す正面図である。

１ 上部交通 ２ 土留鋼矢板
３ 発進坑 ４ 到達坑
５ 推進機 ６ 箱型ルーフ
６ａ，６ｂ 鉤状の継手 ７ フリクションカッタープレート
８ 反力壁 ９ コンクリート函体
１０ 元押しジャッキ １１ 刃口
１２ 小ジャッキ １３ 支持材
１４ 止め部材 １５ 受台
１６ ストラット １７ 腹起こし材
１８ タイロッド材 １９ 土留部材
２０ 発進台 ２１ 反力体
２２ 反力杭 ２３ 反力壁
２４ 牽引ジャッキ ２５ 牽引ケーブル
２６ 定着装置 ２７ 仮止め部材
２８ 押角 ２９ 土砂

Claims (2)

1. 推進しようとする函体の外形に対応するように箱型ルーフを組み配置して、発進坑から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進および牽引とともに切羽部の土砂を、切羽部には土留鋼矢板を結合するタイロッド材で固定し、この土留鋼矢板は一部を鏡切りで抜くことで形成する土留部材を配設し、函体の先端部で土留部材を押し出すことにより箱型ルーフと一緒に押し出すが、函体の推進は、函体の後部と函体の後方の反力壁との間に推進設備として元押しジャッキ、ストラットを配設し、元押しジャッキの推力で行い、函体の牽引は、函体の前方に地山による反力体を、また、この反力体の前方に反力壁を設け、函体の後部に定着装置または牽引ジャッキを取り付け、この定着装置または牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した牽引ジャッキまたは定着装置に定着し、牽引ジャッキの牽引で行うことを特徴とする地下構造物の施工法。
2. 箱型ルーフは、平板からなるフリクションカッタープレートを地盤側面に配置する請求項１記載の地下構造物の施工法。

Images