JP5135145B2 - 鋼製エレメント施工方法 - Google Patents

Description

本発明は鉄道線路等の下方地盤中に鋼製エレメントを施工する方法に関する。

従来、鉄道線路等の下方地盤中に鋼製エレメントを施工し非開削方式で地下構造物を構築する工法が知られている（特許文献１）。この工法の概略を図６〜図８により説明すると、図６（ａ）に示すように、鉄道線路１の下方の構造物構築箇所、作業用の発進立坑と到達立坑を掘削する箇所を挟むようにして、地盤Ｇに土留工４をそれぞれ施工し、その内側を掘削して発進立坑２、到達立坑３を施工する。土留工としては、鋼矢板、Ｈ形鋼と土留め板と切梁と腹起こし等などが用いられる。次いで、図６（ｂ）に示すように、鋼製のエレメントＰを発進立坑２側から推進、又は到達立坑３側から引き込むことによるけん引のいずれか又はその双方により、構造物構築箇所の地盤Ｇ内に水平に挿入する。エレメントＰの先端には、オーガ等の掘削機構（図示せず）が設けられ、掘削機構によりエレメントＰの先端部の土砂を掘削・除去しながら推進又はけん引する。こうして、複数の鋼製エレメントＰを順次、構造物構築箇所を囲むように箱型に地盤中に施工する。

鋼製エレメントの施工は、図７に示すように、最初に上床版の中心の基準エレント１０を発進立坑２から到達立坑３へ向けて施工する。図８（ａ）に示すように、基準エレメント１０は、断面「ロ」字状の管状の鋼製エレメントで、両端に継手１３を有する平板状の２個の鋼矢板１１と、２個の鋼板１２をそれぞれ略四角形状に組み合わせて溶接したものである。基準エレメント１０を施工した後、一般部エレメント２０を基準エレメント１０の左右両側にそれぞれ施工していく。図８（ｂ）に示すように、一般部エレメント２０は、両端に継手２３を有する平板状の２個の鋼矢板２１と、１個の鋼板１２が「コ」字状に組み合わせて溶接したものである。基準エレメント１０に隣接する一般部エレメント２０は、継手２３を基準エレメント１０の継手１３に連結させ、これをガイドとして発進立坑２から到達立坑３へ向けて施工する。次いで、一般部エレメント２０の継手２３同士を連結させ、これをガイドとして順次一般部エレメント２０を施工していく。

上床版の両端部には隅角部エレメント３０を施工する。図８（ｃ）に示すように、隅角部エレメント３０は、断面「ロ」字状の管状の鋼製エレメントであり、端部に継手３３を有する４個の鋼板３１を溶接したものである。継手３３を一般部エレメント２０の継手２３と連結させ、これをガイドとして発進立坑２から到達立坑３へ向けて施工する。この後、同様にして、既に挿入した隅角部エレメント３０の下方の隣接箇所に、また、一般部エレメント２０の下方の隣接箇所に、順次新たな一般部エレメント２０を挿入設置して、鉛直壁状の左右側壁エレメント列を施工する。次いで、鉛直側壁エレメントの下端の隅角部エレメント３０の継手３３に一般部エレメント２０の継手２３を連結させて、下床版エレメント列を形成し、下床版エレメント列の中央で閉合することにより、全体として鋼製箱型を地中に構築する。
また、本出願人は複数本のエレメントを同時に発進立坑から地盤に推進する方法を既に提案している。
特開２００５−２８２１１５号公報

特許文献１に示す従来の鋼製エレメント施工法は、エレメントを１本づつ掘進して施工しているため、作業に手間がかかり、特に、上床版の施工に多くの時間を要していた。また、複数本のエレメントを同時に発進立坑から地盤に推進する方法は、発進立坑の狭い空間に数多くの反力設備が必要となり、エレメントの継足し時に反力設備が邪魔になる等の問題がある。

本発明は上記課題を解決しようとするものであり、複数本の鋼製エレメントの同時施工を可能にし、発進立坑、到達立坑での反力設備を簡素化することを目的とする。
本発明は、先端に刃口を取り付けた鋼製エレメント先端部内にジャッキを設置し、
前記ジャッキにより鋼線または鋼棒を牽引して継手で連結する複数の鋼製エレメントを地盤中に挿入し施工する方法であって、
先行する鋼製エレメントを牽引装置または推進装置により地盤中に挿入し、当該鋼製エレメントに順次隣接する数本の鋼製エレメントの先端部内に設置された各ジャッキと隣接して先行する鋼製エレメントの先端部とを鋼線または鋼棒で連結し、各ジャッキにより鋼線または鋼棒を牽引して後続の各鋼製エレメントを地盤中に挿入することを特徴とする。
また、本発明は、前記隣接する数本の鋼製エレメントに隣接する後続の鋼製エレメントは牽引装置または推進装置により地盤中に挿入することを特徴とする。

本発明は、先端に刃口を取り付けた鋼製エレメント先端部内にジャッキを設置し、地盤中に挿入された先行する鋼製エレメント先端部と、当該エレメントに隣接する鋼製エレメント先端部内に設置されたジャッキとを鋼線または鋼棒で連結し、ジャッキにより鋼線または鋼棒を牽引して鋼製エレメントを地盤中へ挿入するので、複数本同時に挿入することができるとともに、反力設備を簡素化することができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明の鋼製エレメントの施工は、発進立坑、到達立坑を施工し、発進立坑側から到達立坑側へ向けて鋼製の基準エレメント、一般部エレメントを継手で連結して順次施工し、鋼製箱型を地中に構築することは図６〜図８の場合と同様であるので以下では重複する詳しい説明は省略する。

図１は本実施形態のエレメント施工方法を説明する図である。
発進立坑２、到達立坑３を掘削し、それぞれ土留工４を施工するのは図６の場合と同様である。次いで、例えば、鋼製の基準エレメントのような１本目のエレメントＡを発進立坑側から到達立坑側へ挿入施工する。この１本目のエレメントＡの施工は、図示は省略するが、到達立坑側に反力設備を設けて設置した牽引装置による牽引、或いは発進立坑側に反力設備を設けて設置した推進装置による推進により、エレメントＡの先端部に取り付けた刃口内で土を掘削し、掘削土を発進立坑側に搬送排出しながら地盤中へ挿入することで行う。

２本目以降の一般エレメントの施工、例えば、エレメントＡに隣接して継手で連結するエレメントＢの施工は、その先端部の刃口内に設置したジャッキ１１０と、先行するエレメントＡの先端部とを鋼線または鋼棒１００で連結し、エレメントＢのジャッキ１１０で鋼線または鋼棒１００を牽引してたぐり寄せるようにし、刃口内で土を掘削し、掘削土を発進立坑側に搬送排出しながら地盤中へ挿入する。このとき、エレメントＢを牽引するための反力はエレメントＡとその周囲の地盤との摩擦力が受け持つことになる。また、エレメントＢの挿入作業は、エレメントＡの施工の完了後、或いはエレメントＡの施工中のいずれであってもよい。

エレメントＢに隣接して継手で連結するエレメントＣの施工作業も同様であり、エレメントＣの刃口内に設置したジャッキ１１０と先行するエレメントＢの先端部とを鋼線または鋼棒１００で連結し、エレメントＣのジャッキ１１０で鋼線または鋼棒１００を牽引し、たぐり寄せるようにしてエレメントＣを挿入していく。このとき、エレメントＣを牽引するための反力はエレメントＡ、エレメントＢとその周囲の地盤との摩擦力が受け持つことになる。以降、同様に、先行するエレメントに隣接して継手で連結する後続のエレメントは、その先端部の刃口内に設置したジャッキと先行する隣接エレメントの先端部とを鋼線または鋼棒で連結し、ジャッキで鋼線または鋼棒を牽引し、たぐり寄せるようにして挿入していく。この挿入のための牽引に対する反力は、先行する全てのエレメントとその周囲の地盤との摩擦力が受け持つことになる。

このように、複数のエレメントを並列に先端をずらして並べ、先行するエレメントの先端部と隣接する後続エレメントの先端部に設置したジャッキとを鋼線または鋼棒で連結し、ジャッキで鋼線または鋼棒を牽引することで、複数本のエレメントを順次同時に施工することが可能であり、しかも個々のエレメントと地盤との摩擦力が挿入時の反力として寄与するので反力設備を簡素化することができる。なお、図では基準エレメントＡの片側にのみ牽引するエレメントを並べた場合を示しているが、基準エレメントＡの両側に併置して同様な方法で牽引するようにしてもよいことは言うまでもない。

図２はエレメント先端部に設置したジャッキと先行するエレメント先端部とを連結する鋼線または鋼棒との接続関係を説明する図で、図２（ａ）は側断面図、図２（ｂ）は平面図である。
一般エレメント２００の先端部には刃口２１０が取り付けられており、刃口内には継手で連結し、先行する隣接エレメント３００寄りの側端部に上下に２つのジャッキ１１０が設置され、このジャッキ１１０と先行する隣接エレメント３００の先端部とが鋼線または鋼棒１００で連結されている。ジャッキ１１０にはチャック１２０が設けられていて、ジャッキ１１０で鋼線または鋼棒１００を牽引し、牽引した鋼線または鋼棒はチャック１２０で係止する。ジャッキ１１０の駆動タイミングは、図示しない制御装置により制御されている。
このような構成において、例えば、先行エレメント３００と一般エレメント２００の先端部の間隔が所定長さ以上になると、ジャッキ１１０を駆動して鋼線または鋼棒１００を牽引して一般エレメント２００を挿入する。なお、通常は先行エレメント停止状態で後続エレメントを牽引するが、先行エレメント牽引中に後続エレメントを牽引してもよい。

図３はエレメント数本毎に到達立坑側に牽引装置を設置する例を説明する図である。
基準エレメントＡは到達立坑側に設置した門型の反力設備４１０に設置した牽引装置４００により牽引施工したものであり、図ではその施工が終わって反力設備４１０を隣接エレメント側に移動した状態を示している。エレメントＢはその先端部内に設置したジャッキ１１０によりエレメントＡ先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入し、エレメントＣ、エレメントＤも順次同様にそれぞれに設置したジャッキ１００により先行するエレメント先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入する。エレメントＤに隣接する後続のエレメントＥは、到達立坑側の反力設備４１０に設置した牽引装置４００で牽引する。なお、到達立坑側の門型反力設備は、挿入したエレメント先端を土留工４より外側へ突き出させて先端の刃口を取り外すために利用され、そのため隣接エレメント側に移動させている。このように、ジャッキによる挿入と、数本置きに到達立坑側の反力設備４１０に設置した牽引装置で牽引挿入とを併用することで、反力設備をそれほど大掛かりとせずにスムーズに挿入作業を行うことができる。

図４は基準エレメントを牽引しながら複数本同時に牽引する例を説明する図である。
この例は、基準エレメントＡを到達立坑側の牽引装置４００で牽引しながら複数本のエレメントを同時に牽引する点以外は図３の場合と同様である。
複数のエレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの先端を順次ずらして発進立坑側に並列に並べ、基準エレメントＡは到達立坑側の門型の反力設備４１０に設置した２台の牽引装置４００により牽引する。２台の牽引装置としているのは、他のエレメントＢ、Ｃ、Ｄが牽引時の負荷になるとともに、他のエレメント牽引時の反力を負担するためである。隣接するエレメントＢはその先端部内に設置したジャッキ１１０によりエレメントＡ先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入し、エレメントＣも同様に設置したジャッキ１００により先行するエレメントＢ先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入する。エレメントＤは、到達立坑側の反力設備４１０に設置した牽引装置４００で牽引することで、エレメントＡの牽引装置の負担を軽減する。このように、ジャッキによる挿入と、数本置きに到達立坑側の反力設備４１０に設置した牽引装置で牽引挿入とを併用し、基本エレメントを牽引しながら複数本のエレメントを同時に牽引することが可能であり、反力設備もそれほど大掛かりとすることはない。

図５は基準エレメントを推進しながら複数本同時に牽引する例を説明する図である。
この例は、複数のエレメントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの先端を順次ずらして発進立坑側に並列に並べ、基準エレメントＡは発進立坑側の反力設備に設置した推進装置（図示せず）により推進する以外は図４の場合と同様である。
基準エレメントＡを一定深さ推進し、隣接するエレメントＢはその先端部内に設置したジャッキ１１０によりエレメントＡ先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入し、エレメントＣ、Ｄも同様に設置したジャッキ１００により先行するエレメント先端部と連結した鋼線または鋼棒１００を牽引して挿入する。なお、エレメントＢ、Ｃ、Ｄを牽引する場合の反力は、各エレメントと地盤との摩擦力以外に、基準エレメントＡの推進装置の反力設備が負担する。このように、基準エレメントの推進と、ジャッキによる牽引で基準エレメントを推進しながら複数本のエレメントを同時に牽引することが可能であり、反力設備もそれほど大掛かりとすることはない。

本実施形態のエレメント施工方法を説明する図である。 ジャッキと鋼線または鋼棒との接続関係を説明する図である。 エレメント数本毎に牽引装置で牽引する例を説明する図である。 基準エレメントを牽引しつつ複数本同時に牽引する例を説明する図である。 基準エレメントを推進しつつ複数本同時に牽引する例を説明する図である。 非開削方式で地下構造物を構築する工法を説明する図である。 非開削方式で地下構造物を構築する工法を説明する図である。 非開削方式で地下構造物を構築する工法を説明する図である。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…鋼製エレメント、４…土留工、１００…鋼線または鋼棒、１１０…ジャッキ、１２０…チャック、２００…一般エレメント、２１０…刃口、３００…先行するエレメント、４００…牽引装置、４１０…反力設備。

Claims (2)

1. 先端に刃口を取り付けた鋼製エレメント先端部内にジャッキを設置し、
   前記ジャッキにより鋼線または鋼棒を牽引して継手で連結する複数の鋼製エレメントを地盤中に挿入し施工する方法であって、
   先行する鋼製エレメントを牽引装置または推進装置により地盤中に挿入し、当該鋼製エレメントに順次隣接する数本の鋼製エレメントの先端部内に設置された各ジャッキと隣接して先行する鋼製エレメントの先端部とを鋼線または鋼棒で連結し、各ジャッキにより鋼線または鋼棒を牽引して後続の各鋼製エレメントを地盤中に挿入することを特徴とする鋼製エレメント施工方法。
2. 前記隣接する数本の鋼製エレメントに隣接する後続の鋼製エレメントは牽引装置または推進装置により地盤中に挿入することを特徴とする請求項１記載の施工方法。

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