JP4758955B2 - 土留め壁の構造及び土留め壁の鏡切り方法 - Google Patents

Description

本発明は、土留め壁の構造及び土留め壁の鏡切り方法に関するものである。

都市部のトンネルを構築する工法として、シールド工法が行われている。
シールド掘進機の発進立坑や到達立坑の周壁は、コンクリートやモルタルからなる覆工材の内部に、鉄筋やＨ鋼等の芯材を設けた土留め壁によって形成される。
シールド掘削機の発進時や到達時は、シールド掘進機の貫通部分の立坑背面の地盤改良を行い、人力にて鏡切りを行っていた。

前記の鏡切り作業は、芯材と、芯材を覆う覆工材を人力で掘削するため、開設効率が低く、多大な労力が必要であった。

本発明の目的は、開設・撤去効率の高い土留め壁の構造及び鏡切り方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の第１発明は、土留め壁の構造であって、土留め壁の芯材となる鋼材と、前記鋼材の周囲に充填された覆工材と、からなり、撤去を行う範囲に亘って、前記鋼材の対向するフランジ間に中空部を形成したことを特徴とする、土留め壁の構造を提供する。
本願の第２発明は、第１発明の土留め壁の構造において、前記中空部は、前記鋼材と、前記鋼材の対向するフランジ間に渡設した側面カバープレートと、によって囲繞され、側面カバープレートの上端部に設ける上面カバープレートと、側面カバープレートの下端に設ける下面カバープレートとによって封止されることを特徴とする、土留め壁の構造を提供する。
本願の第３発明は、第１発明の土留め壁の構造において、前記中空部は、前記鋼材と、前記鋼材のフランジの端部からウェブに向けて傾斜する側面カバープレートと、によって囲繞され、側面カバープレートの上端部に設ける上面カバープレートと、側面カバープレートの下端に設ける下面カバープレートと、によって封止されることを特徴とする、土留め壁の構造を提供する。
本願の第４発明は、第１発明の土留め壁の構造において、前記中空部は、前記鋼材の対向するフランジ間に挿入した袋体によって形成されることを特徴とする、土留め壁の構造を提供する。
本願の第５発明は、第１発明の土留め壁の構造において、前記中空部は、前記鋼材の対向するフランジ間に挿入した箱体によって形成されることを特徴とする、立坑土留め壁の構造を提供する。
本願の第６発明は、対向するフランジ間に中空部を形成した鋼材と、前記鋼材の周囲に充填された覆工材と、からなる土留め壁の鏡切り方法であって、覆工材を撤去して、背面に中空部を有する鋼材の掘削側のフランジを露出させ、前記掘削側のフランジを切断して撤去し、前記鋼材の周囲の覆工材を撤去し、前記鋼材のウェブと、地山側のフランジとを撤去することを特徴とする、土留め壁の鏡切り方法を提供する。

本発明は、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＞芯材となる鋼材の、対向するフランジ間に中空部を有するため、ガス切断時の熱が芯材に集中すると共に、ガスが芯材を貫通し、鏡切り時の芯材のガス切断が容易となる。
＜２＞芯材となる鋼材の、対向するフランジ間に中空部を有するため、鏡切り時の覆工材の撤去体積が少なくなる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

（１）土留め壁の構造の概要
本発明の立坑の土留め壁の構造は、図１に示すように、土留め壁の芯材となる鋼材１０と、鋼材１０に取り付けるカバープレート２０と、鋼材１０の周囲を覆う覆工材３０と、鋼材１０とカバープレート２０とによって形成される中空部２１と、からなる。

＜１＞鋼材
鋼材１０は、図２に示すようにＨ形鋼又は略Ｈ形のボックス鋼である。
鋼材１０は、一部にカバープレート２０が取り付けられる。

＜２＞カバープレート
カバープレート２０は、図２に示すように、鋼材１０のフランジ１１ａ、１１ｂ間に渡設し、フランジ１１ａ、１１ｂ及びウェブ１２によって封止される中空部２１を形成するための部材であり、鋼板等の矩形の板材からなる。
カバープレート２０は、鋼材１０の長さ方向に沿って取り付ける側面カバープレート２２と、鋼材１０の幅方向に沿って、側面カバープレート２２の上端に取り付ける上面カバープレート２３、側面カバープレート２２の下端に取り付ける下面カバープレート２４と、からなる。
カバープレート２０は、図３に示すように、鏡切り作業によって撤去する範囲である、シールド掘進機の貫通予定範囲４０に亘って中空部２１を形成するように、溶接等の公知の取り付け方法により取り付ける。

＜３＞覆工材
覆工材３０は、鋼材１０の周囲を覆って土留め壁を構成するものであり、ソイルセメントやコンクリートからなる。
中空部２１は鋼材１０とカバープレート２０によって封止されるため、覆工材３０が入らずに空洞となる。

＜４＞土留め壁の構築
土留め壁は、掘削機により掘削したエレメントに覆工材３０を打設し、打設した覆工材３０に、複数本の鋼材１０を所定の間隔を空けて建て込んで構築する。
土留め壁で囲まれた範囲の地盤を掘削し、立坑を形成する。

（２）作用
次に、土留め壁の鏡切り方法について説明する。

図４（ａ）のように、立坑内の土留め壁の、鏡切りを行う範囲の覆工材３０を、鋼材１０を露出させるように撤去する。
次に、図４（ｂ）のように、覆工材３０を撤去することによって露出した、掘削した立坑側のフランジ１１を切断して撤去する。合わせて、カバープレート２０を撤去する。
切断はガス切断により行うが、フランジ１１の鋼材背面には中空部２１があるため鋼材に熱が集中することで溶解すると共に、吹出しているガスが鋼材背面に貫通するため、容易に切断することができる。

次に、図４（ｃ）のように、鋼材１０の周囲の覆工材３０を撤去する。
カバープレート２０によって形成した中空部２１内には覆工材３０が充填されていないため、撤去する覆工材３０の体積が少なくなり、鏡切り作業を削減でき、鏡切り工程を短縮することができる。
最後に、図４（ｄ）のように、覆工材３０を撤去することで露出した、ウェブ１２を切断して撤去し、地山側フランジ１１を撤去して、鏡切りを完了する。

（３）その他実施例
上記実施例では、側面カバープレート２２をフランジ１１ａ、１１ｂ間を渡設するように設けたが、図５に示すように、各フランジの端部からウェブ１２の中央に向けて傾斜するように、側面カバープレート２２を設けてもよい。上面カバープレート２３と、下面カバープレート２４は、側面カバープレート２２とフランジ１１とウェブ１２とによって形成される三角形状として、側面カバープレート２２の上端と下端に取り付けて、中空部２１を形成する。
このように構成することにより、前記実施例で覆工材３０を打設後に鋼材１０を建て込んでいたが、図６に示すように、覆工材３０打設前に鋼材１０を建て込み、隣接する鋼材１０の間にトレミー管５０を挿入して、覆工材３０を打設することができる。

また、上記実施例では、中空部２１を形成するために鋼板等の板材からなるカバープレート２０を用いたが、図７に示すように、内部に水や空気等の流体を封止した袋体６０をフランジ１１ａ、１１ｂ間に取り付け、中空部２１を形成してもよい。覆工材３０打設後に内部の流体を容易に流出できるため、容易に中空部２１を形成することができる。
また、図８に示すように、箱体７０をフランジ１１ａ、１１ｂ間に取り付け、覆工材３０打設後に箱体７０を抜いて中空部２１を形成することもできる。

本発明は、シールド掘進機用の立坑土留め壁に限らず、その他の土留め壁の構造にも適用することができる。
土留め壁の芯材となる鋼材１０の内部に中空部２１を設けることにより、立坑土留め壁の鏡切り作業に限らず、土留め壁の撤去作業を削減することができる。

本発明の土留め壁の構造の説明図 本発明の土留め壁の鋼材の斜視図 土留め壁の構造の説明図 土留め壁の鏡切り方法の説明図 本発明のその他の実施例にかかる土留め壁の鋼材の斜視図 本発明のその他の実施例にかかる土留め壁の構造の説明図 本発明のその他の実施例にかかる土留め壁の鋼材の斜視図 本発明のその他の実施例にかかる土留め壁の鋼材の斜視図

符号の説明

１０ 鋼材 １１ フランジ
１２ ウェブ
２０ カバープレート ２１ 中空部
２２ 側面カバープレート ２３ 上面カバープレート
２４ 下面カバープレート
３０ 覆工材
４０ 貫通予定範囲
５０ トレミー管
６０ 袋体
７０ 箱体

Claims (6)

1. 土留め壁の構造であって、
   土留め壁の芯材となる鋼材と、
   前記鋼材の周囲に充填された覆工材と、からなり、
   撤去を行う範囲に亘って、前記鋼材の対向するフランジ間に中空部を形成したことを特徴とする、
   土留め壁の構造。
2. 請求項１に記載の土留め壁の構造において、前記中空部は、前記鋼材と、前記鋼材の対向するフランジ間に渡設した側面カバープレートと、によって囲繞され、
   側面カバープレートの上端部に設ける上面カバープレートと、側面カバープレートの下端に設ける下面カバープレートとによって封止されることを特徴とする、土留め壁の構造。
3. 請求項１に記載の土留め壁の構造において、
   前記中空部は、前記鋼材と、前記鋼材のフランジの端部からウェブに向けて傾斜する側面カバープレートと、によって囲繞され、
   側面カバープレートの上端部に設ける上面カバープレートと、側面カバープレートの下端に設ける下面カバープレートと、によって封止されることを特徴とする、
   土留め壁の構造。
4. 請求項１に記載の土留め壁の構造において、
   前記中空部は、前記鋼材の対向するフランジ間に挿入した袋体によって形成されることを特徴とする、
   土留め壁の構造。
5. 請求項１に記載の土留め壁の構造において、
   前記中空部は、前記鋼材の対向するフランジ間に挿入した箱体によって形成されることを特徴とする、
   土留め壁の構造。
6. 対向するフランジ間に中空部を形成した鋼材と、前記鋼材の周囲に充填された覆工材と、からなる土留め壁の鏡切り方法であって、
   覆工材を撤去して、背面に中空部を有する鋼材の立坑側のフランジを露出させ、
   前記立坑側のフランジを切断して撤去し、
   前記鋼材の周囲の覆工材を撤去し、
   前記鋼材のウェブと、地山側のフランジとを撤去することを特徴とする、
   土留め壁の鏡切り方法。

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