JP4402640B2 - Open shield method - Google Patents
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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関するものである。 The present invention relates to an open shield method for constructing an underground structure such as an underground passage such as a water and sewage system, a common ditch, a telegraph / telephone, etc. in an urban area.
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9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。
The open shield method is a rational method that utilizes the advantages of the open cut method (open cut method) and the shield method, and the outline of the open shield machine 1 used in this open shield method is as shown in FIG. The front, rear, and top surfaces of the
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。
The open shield method to be constructed using the open shield machine 1 is not shown in the figure, but the open shield machine 1 is installed in the start pit, the
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。 In addition, the start pit is made up of a retaining wall, and in order to start the open shield machine 1, a part of this retaining wall is mirror-cut. If necessary, the ground is improved at the front part of the starting pit by chemical injection or the like. Sometimes it is left.
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4のセット工程を適宜繰り返して、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。
Then, the
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。
When the
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。 In this way, if the open shield machine 1 reaches the reaching mine, it is removed and the construction is completed.
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。
In such an open shield construction method, as described above, the
コンクリート函体4は鉄筋コンクリート製で、図10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。
The
このようなオープンシールド工法では、前記のごとく掘削・排土は地上に設置したショベルなどの掘削機9で行い、また、コンクリート函体4のオープンシールド機1のテール部1cへのセットも地上に設置したクローラクレーン等の揚重機で行う。
In such an open shield method, as described above, excavation and earth removal are performed by an
したがって、橋桁や大きな配管などの構造物の直下を横切るような場合、これらの場所では前記掘削機や揚重機の配置ができず、オープンシールド工法の施工が不可能となる。 Therefore, when crossing directly under structures such as bridge girders and large pipes, the excavator and the lifting machine cannot be arranged in these places, and the construction of the open shield method becomes impossible.
そこで、前記のように施工場所の上方に橋桁などの障害物が存在し、その下を横切る場合でも、オープンシールド工法に用いたオープンシールド機はそのまま設置してこの障害物の影響を受けずに地下構造物を施工し、また、障害物通過後はオープンシールド工法にすぐに移行して施工を続行できる地下構造物の施工法として次のような工法がある。 Therefore, as described above, there are obstacles such as bridge girders above the construction site, and even when crossing under them, the open shield machine used for the open shield method is installed as it is without being affected by this obstacle The following construction methods are available for construction of underground structures that can be used to construct underground structures and immediately move to the open shield construction method after passing obstacles and continue construction.
これは、図8に示すように発進立坑14に元押しジャッキ13を設置し、障害物の下方を横切るときは、オープンシールド機1の前面を掘削排土し、オープンシールド機1ごとコンクリート函体4を発進立坑14に設置の前記元押しジャッキ13で押し出し、この元押しジャッキ13と押し出したコンクリート函体4との間に新たなコンクリート函体4を配設して押し出しを繰り返す推進工程をオープンシールド工法に組み込んだものである。
As shown in FIG. 8, when the
そして、このような推進工程を含むオープンシールド工法では、上面に埋戻土5を施したコンクリート函体4の全体を元押しジャッキ13で押し出すこととなるため、コンクリート函体4の前進に伴って埋戻土5も移動してしまうおそれがある。かかる埋戻土の移動は、敷設した函体上部の埋戻し後、上部の交通開放を行う場合に支障をきたす。
And in the open shield method including such a propulsion process, the
そこで、かかる不都合を解消する手段として、図8に示すようにコンクリート函体4と埋戻土5との間にフリクションカットプレート12を配設して、コンクリート函体4と埋戻土5との縁を切っている。このフリクションカットプレートは例えば厚さ6〜9mm程度で幅がコンクリート函体4の幅にほぼ等しい鋼板で構成され、これを設置するにはコンクリート函体4の埋設ごとにセットし、先行して埋設したコンクリート函体4の上面に既に設置されているフリクションカットプレート12に順次結合していく。
Therefore, as a means for solving such inconvenience, a
結合方法としては、例えば箱型ルーフ工法において実施しているような溶接などがある。 As a joining method, for example, there is welding as in the box-type roof method.
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。 The prior art is generally performed by those skilled in the art, and is not related to a known invention.
前記のようにフリクションカットプレート12はコンクリート函体4の推進にともない発進立坑14より順次継ぎ足していくが、このフリクションカットプレート12は発進立坑14側でのみ固定部材15によって固定されるものである。そして、フリクションカットプレート12の設置固定後は、コンクリート函体4のみをフリクションカットプレート12の下方で滑らすようにして前進させる。
As described above, the
そして、従来、フリクションカットプレート12は、コンクリート函体4の上部全面にわたって敷設されている。このため、敷設されたコンクリート函体4の延長が長くなったり、土被り(埋戻土の重量)が大きいと、コンクリート函体4とフリクションカットプレート12との摩擦抵抗が大きくなり、フリクションカットプレート12の伸びによる変形などが生じ、これが原因で上部の埋戻土5の移動やフリクションカットプレート12の破断、または発進立坑14のフリクションカットプレート12の固定部材15の変形などが生じ、場合によっては発進立坑14の変形を招くことにもなる。
Conventionally, the
本発明の目的は前記不都合を解消するものとして、フリクションカットプレートをコンクリート函体の上部に敷設して、埋戻土との縁を切ってコンクリート函体を推進させる場合に、コンクリート函体とフリクションカットプレートとの摩擦抵抗や、敷設されたコンクリート函体の延長、コンクリート函体の上部の埋戻土の重量(土被り)などの現場ごとに異なる条件に応じて、コンクリート函体の上部に敷設するフリクションカットプレートの敷設範囲を適宜設定するオープンシールド工法を提供することにある。 The object of the present invention is to solve the above-mentioned inconvenience, when a friction cut plate is laid on the top of the concrete box and the concrete box is propelled by cutting the edge with the backfill soil and propelling the concrete box. Laying on the top of the concrete box according to different conditions such as friction resistance with the cut plate, extension of the laid concrete box, and the weight of the backfill soil above the concrete box (soil covering) An object of the present invention is to provide an open shield method for appropriately setting the laying range of the friction cut plate.
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、オープン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してコンクリート函体の上部を埋め戻しする工法に、オープンシールド機の前面を掘削排土し、オープンシールド機ごと元押しジャッキで押し出し、この元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出しを繰り返す推進工程を組み合わせ、前記コンクリート函体の推進工程でコンクリート函体の上面にフリクションカットプレートを配設するオープンシールド工法において、このフリクションカットプレートは、このフリクションカットプレートとコンクリート函体との摩擦抵抗が小さくなるように、前後のフリクションカットプレートを接続ボルトで、ボルト頭部が重ね合わせたフリクションカットプレートの下側に出るように接続して、コンクリート函体の推進方向に向くストライプ状に配置することを要旨とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a step of excavating and discharging soil in front of an open shield machine or a front opening of the open shield machine, and extending a propulsion jack to depress the concrete box. The process of advancing the shield machine with force and the process of hanging and setting a new concrete box from the upper side behind the propulsion jack shrunk in the tail part of the open shield machine are repeated as appropriate, and the concrete boxes are arranged in series. In this method, the front of the open shield machine is excavated and evacuated, and the open shield machine is pushed out with a push jack, and between the push jack and the extruded concrete box. Combined with the process of repeating the extrusion by arranging a new concrete box in the above, the process of propelling the concrete box In the open shield method to dispose the friction cutting plate on the upper surface of the concrete a box body, the friction cutting plate, so that frictional resistance between the friction cutting plate and concrete box-body decreases, connect the front and rear friction cutting plate bolt Thus, the gist is to connect the bolt heads so as to come out below the overlapped friction cut plates and arrange them in a stripe shape facing the propulsion direction of the concrete box .
請求項1記載の本発明によれば、フリクションカットプレートはコンクリート函体の上部全面にわたって敷設するのではなく、間隔を設けて配設するから、コンクリート函体とフリクションカットプレートとの摩擦抵抗が小さくなり、その結果、敷設されたコンクリート函体の延長が長くても、また、コンクリート函体の上部の埋戻土の重量(土被り)が多くても、フリクションカットプレートの伸びによる変形などの発生を防止し、これが原因による上部の埋戻土の移動やフリクションカットプレートの破断、または発進立坑のフリクションカットプレートの固定部材の変形などを防止し、発進立坑の変形も防げる。 According to the first aspect of the present invention, the friction cut plate is not laid over the entire upper surface of the concrete box, but is provided with a gap, so that the frictional resistance between the concrete box and the friction cut plate is small. As a result, even if the length of the laid concrete box is long or the weight of the backfill soil on the top of the concrete box is large (soil covering), deformation due to elongation of the friction cut plate occurs. This prevents the movement of the backfill of the upper part, the fracture of the friction cut plate, or the deformation of the friction cut plate fixing member of the start shaft due to this, and also prevents the start shaft from being deformed.
そして、フリクションカットプレートとコンクリート函体との摩擦抵抗を低減できるから、コンクリート函体をスムーズに推進できる。 Since the frictional resistance between the friction cut plate and the concrete box can be reduced, the concrete box can be smoothly promoted.
また、フリクションカットプレートの敷設量を低減でき、施工性が向上するだけでなく、経済的にもコストダウンを図れる。 In addition, the amount of friction cut plate can be reduced, and not only the workability is improved, but also the cost can be reduced economically.
さらに、コンクリート函体の推進方向に対して終始フリクションカットプレートの存在しない部分が形成できるから、その分だけ摩擦抵抗が低減し、コンクリート函体がスムーズに前進する。 Furthermore, since the portion where the friction cut plate does not exist can be formed from the beginning to the end of the concrete box propulsion direction, the frictional resistance is reduced accordingly, and the concrete box advances smoothly.
請求項2記載の本発明は、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、オープン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してコンクリート函体の上部を埋め戻しする工法に、オープンシールド機の前面を掘削排土し、オープンシールド機ごと元押しジャッキで押し出し、この元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出しを繰り返す推進工程を組み合わせ、前記コンクリート函体の推進工程でコンクリート函体の上面にフリクションカットプレートを配設するオープンシールド工法において、このフリクションカットプレートは、このフリクションカットプレートとコンクリート函体との摩擦抵抗が小さくなるように、前後のフリクションカットプレートを接続ボルトで、ボルト頭部が重ね合わせたフリクションカットプレートの下側に出るように接続して、市松模様状に配置することを要旨とするものである。
The present invention according to
請求項2記載の本発明によれば、フリクションカットプレートが点在的に配設されるから、全体としてフリクションカットプレートとコンクリート函体との間の摩擦抵抗が低減する。しかも、全体的には各部均一に低減するから、コンクリート函体はスムーズに前進する。 According to the second aspect of the present invention, since the friction cut plates are disposed in a scattered manner, the frictional resistance between the friction cut plates and the concrete box as a whole is reduced. Moreover, since the entire portion is reduced uniformly, the concrete box advances smoothly.
以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、フリクションカットプレートをコンクリート函体の上部に敷設して、埋戻土との縁を切ってコンクリート函体を推進させる場合に、コンクリート函体とフリクションカットプレートとの摩擦抵抗や、敷設されたコンクリート函体の延長、コンクリート函体の上部の埋戻土の重量(土被り)などの現場ごとに異なる条件に応じて、コンクリート函体の上部に敷設するフリクションカットプレートの敷設範囲を適宜設定することができるから、フリクションカットプレートとコンクリート函体との間の摩擦抵抗が低減され、上部の埋戻土の重量(土被り)が多くても、フリクションカットプレートの伸びによる変形などの発生を防止し、これが原因による上部の埋戻土の移動やフリクションカットプレートの破断、または発進立坑のフリクションカットプレートの固定部材の変形などを防止し、発進立坑の変形も防げる。 As described above, the open shield method according to the present invention is a method in which a friction cut plate is laid on the top of a concrete box and the edge of the backfill soil is cut to propel the concrete box. Laying on the top of the concrete box according to different conditions such as friction resistance with the cut plate, extension of the laid concrete box, and the weight of the backfill soil above the concrete box (soil covering) Because the friction cutting plate can be set in an appropriate range, the frictional resistance between the friction cutting plate and the concrete box is reduced, and even if the weight of the backfill soil (soil cover) is large, the friction is reduced. This prevents the occurrence of deformation due to the extension of the cut plate. Breaking bets plate, or variations such as to prevent the friction-cut plate of the fixing member of the starting pit, prevent deformation of the starting pit.
そして、コンクリート函体をスムーズに推進できて施工性が向上し、また、フリクションカットプレートの使用量も低減できるから経済的にもコストダウンが図れるものである。 In addition, the concrete box can be smoothly promoted to improve the workability, and the amount of the friction cut plate can be reduced, so that the cost can be reduced economically.
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で使用するフリクションカットプレートの配置例の第1実施形態を示す平面図、図2は同上縦断側面図、図3は同上フリクションカットプレートの接続部の側面図で、本発明のオープンシールド工法は基本的に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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of an arrangement example of a friction cut plate used in the open shield method of the present invention, FIG. 2 is a vertical side view of the same, and FIG. 3 is a side view of a connection portion of the friction cut plate. Since the open shield method of the present invention is basically the same as the conventional example, a detailed description thereof is omitted here.
本発明方法でも前記のように施工場所の上方に橋桁などの障害物が存在し、その下を横切る場合でも、オープンシールド工法に用いたオープンシールド機はそのまま設置してこの障害物の影響を受けずに地下構造物を施工し、また、障害物通過後はオープンシールド工法にすぐに移行して施工を続行できるようにする。 Even in the method of the present invention, there is an obstacle such as a bridge girder above the construction site as described above, and even when crossing under the obstacle, the open shield machine used in the open shield method is installed as it is and is affected by this obstacle. The underground structure will be constructed without any obstacles, and after passing obstacles, the construction will be continued immediately by moving to the open shield method.
そして、障害物が存在し、その下方を横切るときは、図7に示すように発進立坑14に元押しジャッキ13を設置し、オープンシールド機1の前面を掘削排土し、オープンシールド機1ごとコンクリート函体4を発進立坑14に設置の前記元押しジャッキ13で押し出し、この元押しジャッキ13と押し出したコンクリート函体4との間に新たなコンクリート函体4を配設して押し出しを繰り返す推進工程をオープンシールド工法に組み込む。図中16は支圧壁を示す。
And when an obstacle exists and crosses the lower part, as shown in FIG. 7, the pushing
そして、前記推進工程ではコンクリート函体4の上部の埋戻土5とコンクリート函体4との間にフリクションカットプレート12を配設して、コンクリート函体4と埋戻土5との縁を切り、コンクリート函体4の推進に伴って埋戻土5が移動しないようにしている。
In the propulsion step, a friction cut
この場合、本発明ではコンクリート函体4の上面の全面にわたってフリクションカットプレート12を配設するのではなく、コンクリート函体4とフリクションカットプレート12との摩擦抵抗や、敷設されたコンクリート函体4の延長、コンクリート函体4の上部の埋戻土5の重量(土被り)などの現場ごとに異なる条件に応じて、コンクリート函体4の上部に敷設するフリクションカットプレート12の敷設配置を適宜設定する。
In this case, in the present invention, the friction cut
図1〜図3はフリクションカットプレート12の敷設配置を示す第1実施形態であり、オープンシールド機1の推進方向に向かってこれと同方向に伸びるストライプ状に配置し、推進方向に対して左右に間隔19を設けた。図中18は前後のフリクションカットプレート12を接続する接続ボルトを示し、ボルト頭部が重ね合わせたフリクションカットプレート12の下側に出る。
FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment showing the laying arrangement of the friction cut
図1に示す例ではフリクションカットプレート12の横幅はコンクリート函体4の横幅の5分の1に設定して、間隔A,Bをおいてフリクションカットプレート12をa,b,cの3列に配置した。
In the example shown in FIG. 1, the width of the friction cut
そして、a+b+c>A+Bに設定し、間隔19を設けることによってコンクリート函体4と埋戻土5とが直接接触する部分が形成されることになっても、コンクリート函体4と埋戻土5とが直接接触する面積はコンクリート函体4とフリクションカットプレート12とが接触する面積より小さいから、コンクリート函体4と埋戻土5とはフリクションカットプレート12により縁が切られており、フリクションカットプレート12を配設することの所期の目的は達成できる。
And even if it will be set as a + b + c> A + B and the part which the
よって、コンクリート函体4をフリクションカットプレート12の下方でオープンシールド機1ごと元押しジャッキ13で推進する場合、コンクリート函体4はフリクションカットプレート12により埋戻土5とは縁が切られた状態で推進されるが、コンクリート函体4はその上面の全面がフリクションカットプレート12と接触しているのではなく、一部が接触しているだけであるから、推進の際の摩擦抵抗が低減される。その結果、フリクションカットプレート12の伸びによる変形などの発生を防止できる。
Therefore, when the
そして、フリクションカットプレート12が配置されていない間隔19は、コンクリート函体4の推進方向と同方向であるから、コンクリート函体4の推進をスムーズにできる。
And since the space |
図4〜図6はフリクションカットプレート12の敷設配置を示す第2実施形態であり、フリクションカットプレート12は、例えば第1実施形態と同様の横幅で、長さも横幅にほぼ等しい全体として正方形状に形成した。
4 to 6 show a second embodiment of the laying arrangement of the friction cut
この正方形状のフリクションカットプレート12を市松模様状に配置し、コンクリート函体4の推進方向に対して間隔をおいて横方向に位置するフリクションカットプレート12をL型鋼などによる接続用鋼材17と接続ボルト18とで結合する。
This square-shaped friction cut
これにより隣接のフリクションカットプレート12との空隙である間隔19も市松模様状に形成され、コンクリート函体4の上部にフリクションカットプレート12が全体的に点在するような状態で配置される。
Thereby, the space |
よって、コンクリート函体4を元押しジャッキ13で推進させる工程で、フリクションカットプレート12の存在により、コンクリート函体4はフリクションカットプレート12により埋戻土5とは縁が切られた状態で推進されるが、コンクリート函体4はその上面の全面がフリクションカットプレート12と接触しているのではなく、部分的に接触しているだけであるから、推進の際の摩擦抵抗が低減される。その結果、フリクションカットプレート12の伸びによる変形などの発生を防止できる。
Therefore, in the process of propelling the
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 4d 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 フリクションカットプレート
13 元押しジャッキ 14 発進立坑
15 固定部材 16 支圧壁
17 接続用鋼材 18 接続ボルト
19 間隔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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