JP5117369B2

JP5117369B2 - アンダーパスの施工方法

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Publication number: JP5117369B2
Application number: JP2008320583A
Authority: JP
Inventors: 裕石丸
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: JP2010144361A

Description

本発明は、アンダーパスの施工方法に関するものである。

従来、アンダーパスを施工する際には、擦り付け部の掘割部を開削し、完全な地下部分は発進側および到達側に立坑を設け、この間をシールド工法ならびに推進工法で施工することが多かった。他に、立坑を構築せず、地上よりシールド機を発進させてアンダーパスの全線をシールド工法で構築する方法が開発されてきた（例えば、特許文献１参照）。

また、トンネル等を構築する際に、１台のシールド機を用い、直線部分を場所打ちコンクリートによって覆工し、急曲線部分をセグメントで覆工する方法があった（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−２７０５０１号公報特公平７−８６３１７

しかしながら、アンダーパスを施工する場合、掘割部と完全地下部分とは、構造物の浮力ならびに土圧等の影響で構築物の断面が異なる場合が多く、これらに対処するために、高強度の鋼製セグメントやグランドアンカを用いる必要があった。

また、場所打ちコンクリートとセグメントとを併用する場合、場所打ちコンクリートの型枠でシールドジャッキの反力をとるため、強度の高い型枠を用いる必要があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、１台のシールド機を用い、場所打ちライニング工法とシールド工法とによって連続する覆工体を経済的かつ容易に構築できるアンダーパスの施工方法を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明は、地盤に発進部を開削する工程（ａ）と、前記発進部から発進させたシールド機を、覆工体構築予定位置内に設置した反力部材から反力をとりつつ掘進させ、場所打ちライニング工法により第１の覆工体を構築する工程（ｂ）と、前記シールド機をさらに掘進させ、セグメントを組んで第２の覆工体を構築する工程（ｃ）と、を具備し、前記シールド機が、外周スキンプレートと、外周スキンプレートの内側に配置された内周スキンプレートとを有し、工程（ｂ）では外周スキンプレートのテールシールがシールド機内部とテールボイドとの間の止水を行い、工程（ｃ）では、内周スキンプレートの内周面側にセグメントの桁高に応じて設置された追加テールシールがシールド機内部とテールボイドとの間の止水を行うことを特徴とするアンダーパスの施工方法である。

本発明では、外周スキンプレートと、外周スキンプレートの内側に配置された内周スキンプレートとを有するシールド機を用いる。そして、工程（ｂ）と工程（ｃ）との間に、第１の覆工体の反力部材とシールド機のシールドジャッキとの間に仮反力受けを設置し、工程（ｃ）で、仮反力受けを撤去しつつ１リング目のセグメントを組む。工程（ｂ）と工程（ｃ）との間に、内周スキンプレートの内周面にセグメントの桁高に応じた追加テールプレートを設置し、追加テールプレートの内周面に追加テールシールを設置する場合もある。

本発明では、必要に応じて、工程（ｃ）の後、第２の覆工体と前記シールド機のシールドジャッキとの間に反力部材を設置し、場所打ちライニング工法により第３の覆工体を１スパン構築する工程（ｄ）と、内周スキンプレートの前端部付近を切断する工程（ｅ）と、覆工体構築予定位置内に設置した反力部材から反力をとりつつ前記シールド機を掘進させ、場所打ちライニング工法により第３の覆工体の残りのスパンを構築する工程（ｆ）とがさらに設けられる。工程（ｆ）の前には、地盤に到達部を開削する工程（ｇ）をさらに設け、工程（ｆ）で、シールド機を到達部に到達させるのが望ましい。

本発明では、場所打ちライニング工法を用いる区間で、覆工体に埋設される反力部材から反力をとりつつシールド機を掘進させる。そのため、場所打ちコンクリートを打設する際に強度の低い安価な型枠を用いることができる。また、型枠を後ろから前へと使い回すことにより使用する型枠の数量を減らすことができ、経済的である。さらに、シールド工法を用いる区間の施工が終了した後、外周スキンプレートの内側に配置された内周スキンプレートを切断することにより、場所打ちライニング工法に容易に切り替えることができる。

本発明によれば、１台のシールド機を用い、場所打ちライニング工法とシールド工法とによって連続する覆工体を経済的かつ容易に構築できるアンダーパスの施工方法を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図１は、アンダーパスＡの区間割りを示す図である。図１に示すように、アンダーパスＡは、開削区間１、ＥＣＬ（場所打ちライニング）区間３、シールドトンネル区間５からなる。

開削区間１の発進部１ａおよび到達部１ｂは開削工法で施工される。ＥＣＬ区間３の覆工体３ａおよび覆工体３ｂは場所打ちライニング工法で施工される。シールドトンネル区間５の覆工体５ａはシールド工法で施工される。

なお、覆工体３ａは第１の覆工体に相当する。覆工体５ａは第２の覆工体に相当する。覆工体３ｂは第３の覆工体に相当する。

図２は、ＥＣＬ区間３におけるアンダーパスＡの断面図を示す。図２は、図１に示す矢印Ｂ−Ｂによる断面図である。図２に示すように、ＥＣＬ区間３の覆工体３ａはＥＣＬ９で形成される。覆工体３ｂも同様にＥＣＬ９で形成される。ＥＣＬ９では、コンクリート１５の内部に複数の反力部材１１が埋設される。ＥＣＬ９は、例えば床版部４７および側壁部４９からなる。なお、型枠１３は、コンクリート１５の打設時にＥＣＬ９の内周に沿って設置される。

図３は、シールド工法区間５におけるアンダーパスＡの断面図を示す。図３は、図１に示す矢印Ｃ−Ｃによる断面図である。図３に示すように、シールド工法区間５の覆工体５ａは、矩形等に組んだセグメント１７で形成される。

次に、アンダーパスＡの施工方法について説明する。図１に示すアンダーパスを構築するには、まず、地盤２に発進部１ａを開削する。そして、発進部１ａにシールド機の反力部（図示せず）を設置し、シールド機２７（図４から図１２）を発進させ、場所打ちライニング工法により発進側のＥＣＬ区間３の覆工体３ａを施工する。

図４および図５は、発進側のＥＣＬ区間３の覆工体３ａを構築する工程を示す図である。図４から図１２は、アンダーパスＡを構築中のシールド機２７の後端部付近を拡大した図である。図４および図５に示すように、シールド機２７は、外周スキンプレート２９、外周スキンプレート２９の内側に固定された内周スキンプレート３１、シールドジャッキ３３等からなる。外周スキンプレート２９の後端部付近にはテールシール３５が設けられる。

発進側のＥＣＬ区間３では、場所打ちライニング工法により、ＥＣＬ９を１スパンずつ施工する。図４および図５は、ｍ番目のスパンを施工する工程を示す。ＥＣＬ９ａ−ｍを施工するには、図４に示すように、まず、ＥＣＬ９の構築予定位置内に反力部材１１および鉄筋７を設置する。また、ＥＣＬ９の構築予定位置の内側に型枠１３を、妻側に妻型枠２１を設置する。さらに、型枠１３の内側に内部支保工１９を組み立てる。

次に、図５に示すように、型枠１３と妻型枠２１と内周スキンプレート３１と後方の既設のＥＣＬ９ａ−（ｍ−１）とに囲まれた部分にコンクリート１５を打設する。そして、コンクリート１５が硬化する前に、反力部材１１から反力をとりつつ、シールドジャッキ３３を伸長してシールド機２７を所定の距離だけ掘進させる。シールド機２７の掘進時には、テールボイド２３にモルタル２５を注入する。

発進側のＥＣＬ区間３の覆工体３ａを構築するには、上述した各作業（反力部材１１および鉄筋７の設置、型枠１３および妻型枠２１の設置、内部支保工１９の組立、コンクリート１５の打設、シールド機２７の掘進およびモルタル２５の注入）を、１番目からｍ番目のスパンまで繰り返す。覆工体３ａの構築時には、外周スキンプレート２９のテールシール３５がシールド機２７の内部とテールボイド２３との間の止水を行う。

発進側のＥＣＬ区間３の施工終了後、シールド工法によりシールドトンネル区間５の覆工体５ａを施工する。図６は、仮反力受け３９を設置する工程を示す図である。発進側のＥＣＬ区間３からシールドトンネル区間５に移行する際には、覆工体３ａの施工終了後、図６に示すように、ＥＣＬ９の反力部材１１とシールド機２７のシールドジャッキ３３との間に仮反力受け３９を設置する。そして、内周スキンプレート３１の内周面４５側の後端部付近に、セグメント１７（図７）の桁高に応じた追加テールシール３７を固定する。

図７は、シールドトンネル区間５の１リング目のセグメント１７−１を組み立てる工程を示す図である。シールドトンネル区間５では、シールド工法により、セグメント１７を１リングずつ組み立てる。図７に示す工程では、仮反力受け３７を撤去しつつ、ＥＣＬ９ａ−ｍの前方にセグメント１７−１を組み立てる。そして、セグメント１７−１から反力をとりつつ、シールドジャッキ３３を伸長してシールド機２７を掘進させる。シールド機２７の掘進時には、テールボイド２３にモルタル２５を注入する。

シールドトンネル区間５の覆工体５ａを構築するには、上述した各作業（セグメント１７の組立、シールド機２７の掘進およびモルタル２５の注入）を、１番目からｎ番目のリングまで繰り返す。覆工体５ａの構築時には、内周スキンプレート３１の追加テールシール３７がシールド機２７の内部とテールボイド２３との間の止水を行う。

シールドトンネル区間５の施工終了後、場所打ちライニング工法により到達側のＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを施工する。図８は、反力部材１１を設置する工程を示す図である。シールドトンネル区間５から到達側のＥＣＬ区間３に移行する際には、覆工体５ａの施工終了後、図８に示すように、セグメント１７−ｎとシールド機２７のシールドジャッキ３３との間に反力部材１１を設置する。

図９から図１２は、到達側のＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する工程を示す図である。到達側のＥＣＬ区間３でも、発進側のＥＣＬ区間と同様に、場所打ちライニング工法により、ＥＣＬ９を１スパンずつ施工する。図９から図１１は、１番目のスパンを施工する工程を示す。ＥＣＬ９ｂ−１を施工するには、図９に示すように、到達側のＥＣＬ９の構築予定位置内に反力部材１１および鉄筋７を設置し、ＥＣＬ９の構築予定位置の内側に型枠１３を、妻側に妻型枠２１を設置する。また、型枠１３の内側に内部支保工１９を組み立てる。

次に、図１０に示すように、型枠１３と妻型枠２１と内周スキンプレート３１と後方のセグメント１７−ｎとに囲まれた部分にコンクリート１５を打設する。そして、内周スキンプレート３１を、前端部３１ａ付近の切断位置４１で切断する。

内周スキンプレート３１を切断した後、コンクリート１５が硬化する前に、図１１に示すように反力部材１１から反力をとりつつ、シールドジャッキ３３を伸長してシールド機２７を所定の距離だけ掘進させる。シールド機２７の掘進時には、地盤２と内周スキンプレート３１の埋設部３１ｂとの間のテールボイド２３にモルタル２５を注入する。

図１２は、３番目のスパンを施工する工程を示す。到達側のＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築するには、図１２に示すように、２番目のスパン以降も上述した各作業（反力部材１１および鉄筋７の設置、型枠１３および妻型枠２１の設置、内部支保工１９の組立、コンクリート１５の打設、シールド機２７の掘進およびモルタル２５の注入）を繰り返す。覆工体３ｂの構築時には、外周スキンプレート２９のテールシール３５がシールド機２７の内部とテールボイド２３との間の止水を行う。

到達側のＥＣＬ区間３の覆工体３ｂの全長が完成する前に、図１に示すように、地盤２に到達部１ｂを開削しておく。そして、到達側のＥＣＬ区間３の掘削を終えたシールド機２７を、到達部１ｂに到達させる。

図１に示す発進側のＥＣＬ区間３の覆工体３ａ、到達側のＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する際、型枠１３および内部支保工１９は、コンクリート１５の必要養生期間に応じた数量を準備し、後方で撤去したものを前方で再使用するのが望ましい。

このように、本実施の形態では、ＥＣＬ区間３において、ＥＣＬ９に埋設される反力部材１１から反力をとりつつシールド機２７を掘進させる。そのため、ＥＣＬ９を打設する際に強度の低い安価な型枠１３を用いることができる。また、型枠１３を後ろから前へと使い回すことにより、使用する型枠１３の数量を減らすことができ、経済的である。

本実施の形態では、シールド機２７の外周スキンプレート２９の内部に内周スキンプレート３１を設ける。そして、発進側のＥＣＬ区間３からシールドトンネル区間５へ移行する際に、内周スキンプレート３１の内周面４５にセグメント１７用の追加テールシール３７を設ける。発進側のＥＣＬ区間３では外周スキンプレート２９のテールシール３５を、シールドトンネル区間５では内周スキンプレート３１の追加テールシール３７を機能させることにより、１台のシールド機２７を用いて場所打ちライニング工法からシールド工法へ容易に切り替えできる。

また、シールドトンネル区間５から到達側のＥＣＬ区間３へ移行する際に、外周スキンプレート２９の内側に配置された内周スキンプレート３１を切断する。シールドトンネル区間５では内周スキンプレート３１の追加テールシール３７を、到達側のＥＣＬ区間３では外周スキンプレート２９のテールシール３５を機能させることにより、１台のシールド機２７を用いてシールド工法から場所打ちライニング工法へ容易に切り替えできる。

なお、本実施の形態では、図６等に示すように、内周スキンプレート３１の内周面４５に追加テールシール３７を設けたが、他の方法で追加テールシールを設置する場合もある。

図１３は、追加テールシール３７ａの他の設置方法を示す図である。図１３では、内周スキンプレート２９の内周面４５側にセグメント１７の桁高に応じた追加テールプレート４３を固定する。そして、追加テールプレート４３の内周面５１に追加テールシール３７ａを設置する。追加テールシールの設置方法は、セグメント１７の桁高に応じて決定される。

また、本実施の形態では、図１に示すように、シールドトンネル区間５の両側にＥＣＬ区間３を有するアンダーパスＡについて説明したが、アンダーパスの区間割りはこれに限らない。シールドトンネル区間の片側のみにＥＣＬ区間を設ける場合もある。

ＥＣＬ区間３、シールドトンネル区間５におけるアンダーパスＡの断面は、図２および図３に示すものに限らない。

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかるアンダーパスの施工方法の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

アンダーパスＡの区間割りを示す図ＥＣＬ区間３におけるアンダーパスＡの断面図シールド工法区間５におけるアンダーパスＡの断面図ＥＣＬ区間３の覆工体３ａを構築する工程を示す図ＥＣＬ区間３の覆工体３ａを構築する工程を示す図仮反力受け３９を設置する工程を示す図シールドトンネル区間５の１リング目のセグメント１７−１を組み立てる工程を示す図反力部材１１を設置する工程を示す図ＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する工程を示す図ＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する工程を示す図ＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する工程を示す図ＥＣＬ区間３の覆工体３ｂを構築する工程を示す図追加テールシール３７ａの他の設置方法を示す図

符号の説明

Ａ………アンダーパス
１………開削部
１ａ………発進部
１ｂ………到達部
３………ＥＣＬ区間
５………シールドトンネル区間
９………ＥＣＬ
１１………反力部材
１３………型枠
１５………コンクリート
１７………セグメント
２７………シールド機
２９………外周スキンプレート
３１………内周スキンプレート
３１ａ………前端部
３３………シールドジャッキ
３５………テールシール
３７、３７ａ………追加テールシール
３９………仮反力受け
４１………切断位置
４３………追加テールプレート
４５、５１………内周面

Claims

地盤に発進部を開削する工程（ａ）と、
前記発進部から発進させたシールド機を、覆工体構築予定位置内に設置した反力部材から反力をとりつつ掘進させ、場所打ちライニング工法により第１の覆工体を構築する工程（ｂ）と、
前記シールド機をさらに掘進させ、セグメントを組んで第２の覆工体を構築する工程（ｃ）と、
を具備し、
前記シールド機が、外周スキンプレートと、外周スキンプレートの内側に配置された内周スキンプレートとを有し、
前記工程（ｂ）では前記外周スキンプレートのテールシールがシールド機内部とテールボイドとの間の止水を行い、
前記工程（ｃ）では、前記内周スキンプレートの内周面側にセグメントの桁高に応じて設置された追加テールシールがシールド機内部とテールボイドとの間の止水を行うことを特徴とするアンダーパスの施工方法。
前記工程（ｂ）と前記工程（ｃ）との間に、前記第１の覆工体の反力部材と前記シールド機のシールドジャッキとの間に仮反力受けを設置し、
前記工程（ｃ）で、前記仮反力受けを撤去しつつ１リング目のセグメントを組むことを特徴とする請求項１記載のアンダーパスの施工方法。
前記内周スキンプレートの内周面に前記セグメントの桁高に応じた追加テールプレートを設置し、前記追加テールプレートの内周面に前記追加テールシールを設置することを特徴とする請求項２記載のアンダーパスの施工方法。
前記工程（ｃ）の後に、
前記第２の覆工体と前記シールド機のシールドジャッキとの間に反力部材を設置し、場所打ちライニング工法により第３の覆工体を１スパン構築する工程（ｄ）と、
前記内周スキンプレートの前端部付近を切断する工程（ｅ）と、
覆工体構築予定位置内に設置した反力部材から反力をとりつつ前記シールド機を掘進させ、場所打ちライニング工法により第３の覆工体の残りのスパンを構築する工程（ｆ）と、
をさらに具備することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンダーパスの施工方法。
前記工程（ｆ）の前に、地盤に到達部を開削する工程（ｇ）をさらに具備し、前記工程（ｆ）で、前記シールド機を前記到達部に到達させることを特徴とする請求項４記載のアンダーパスの施工方法。