JP5188383B2 - 函体の推力伝達部材、及びこれを用いた地下構造物の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、地中に並設されたパイプからなるルーフに後続する複数の函体を推進手段により順次前方に推進させて地下構造物を地中に構築する際に、函体の後端面と推進手段との間に介設される推力伝達部材、及びこれを用いた地下構造物の構築方法に関する。

鉄道の軌道や道路等（以下、軌道という）を横断して地下道を構築する場合、まず、並設されたパイプからなるルーフを軌道下の地盤に埋設し、このルーフに後続するコンクリート製の函体を推力伝達部材としての押輪を介して推進手段としての油圧ジャッキにより推進させることにより、函体からなる構造物を地中に埋設して地下構造物を構築する方法が知られている。地下道がある程度長い場合、一の函体の後に函体を連接して形成する。

連接された函体間の目地には、地下道の内部に地下水が漏れ出すことを防止するために、止水対策を行う必要がある。例えば、特許文献１には、連接された函体間の目地をオメガジョイントを用いて止水することが開示されている。アンカーボルトを予め埋め込んだ切欠き部が、連接される函体の連接面の端部にそれぞれ形成されており、断面オメガ形のゴム製ジョイントが、アンカーボルトの頂部にナット止めされ、目地を止水している。また、特許文献２には、コンクリート製の取水管の目地に塩化ビニル製等の止水板を設けることが開示されている。止水板は、安価であり、目地を確実に止水できる利点を有している。
特開平１１−３５０８８８号公報（図１２） 特開２０００−３２０７８３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたように、連接された函体間の目地をオメガジョイントを用いて止水する場合、オメガジョイントが高価である、函体の連接面の端部に切欠きやアンカーボルトを設けるため施工工数が増加する、函体の連接面の端部に切欠きを設けるため函体の強度が低下するという問題がある。

一方、特許文献２に開示されたように、連接された函体間の目地に止水板を設けると、油圧ジャッキにより函体を推進するとき、函体の後端面から突出した止水板が押輪で押しつぶされる。そのため、連接された函体間の目地に止水板を設けることは、従来できなかった。

本発明は、上記事情に鑑み、連接された函体間の目地に止水板を設けて、目地の止水を確実かつ安価に行うことが可能な函体の推力伝達部材、及びこれを用いた地下構造物の構築方法を提供することを目的とする。

本発明に係る推力伝達部材は、地中に並設されたパイプからなるルーフに後続する複数の函体を推進手段により順次前方に推進させて地下構造物を地中に構築する際に、前記函体の後端面と前記推進手段との間に介設され、前記推進手段に押圧されて前記函体を推進させる推力伝達部材であって、前記函体の後端面と当接し、当該後端面から突出する止水板が挿通される開口を有する第１の当接部と、前記推進手段と当接する第２の当接部と、前記止水板の突出長さ以上の前後間隔を存して、前記第１の当接部と前記第２の当接部とを連接する連接部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る推力伝達部材によれば、推力伝達部材の第１の当接部は函体の後端面に当接するが、当該後端面から突出する止水板は第１の当接部の開口を挿通する。そして、推進手段と当接する第２の当接部と第１の当接部との前後間隔は、止水板の突出長さより長い。そのため、推進手段により推力伝達部材を押圧し、函体を推進して地中に埋設する際、止水板には力が加えられないので、止水板は損傷を負わない。そして、函体を地中に埋設した後に、当該函体の後端面に後続する函体を連接して築造することにより、連接された函体間の目地に、損傷のない止水板を設けることができる。よって、連接された函体間の目地の止水を確実かつ安価に行うことが可能となる。

また、本発明に係る推力伝達部材において、前記推進手段は複数の油圧ジャッキから構成され、該油圧ジャッキの前方に前記連接部を設けることが好ましい。

この場合、油圧ジャッキから伝達される推力に対する推進伝達部材の強度が高まる。

また、本発明に係る推力伝達部材において、前記油圧ジャッキの前方に、前記連接部を補強する補強部材を設けることが好ましい。

この場合、油圧ジャッキから伝達される推力に対する推進伝達部材の強度がさらに高まる。

本発明に係る地下構造物の構築方法は、地中に並設された複数のパイプからなるルーフに後続する複数の函体を、本発明に係る推力伝達部材を介して推進手段により順次前方に推進させ、地下構造物を地中に構築する地下構造物の構築方法であって、発進立坑内にて、コンクリートを打設して、後端面から止水板の一部を突出させた一の函体を築造する工程と、前記一の函体の後端面に前記第１の当接部を当接させるとともに、前記推進手段に前記第２の当接部を当接させて、前記推力伝達部材を配置する工程と、前記推進手段により前記推力伝達部材を押圧し、前記一の函体を推進して地中に埋設する工程と、前記推進手段及び前記推力伝達部材を撤去する工程と、コンクリートを打設して、前記止水板を介して前記一の函体と連接する函体を築造する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る地下構造物の構築方法によれば、推進手段により推力伝達部材を押圧し、一の函体を推進して地中に埋設する際、止水板には力が加えられないので、止水板は損傷を負わない。そして、一の函体を地中に埋設した後に、当該一の函体の後端面に後続する函体を連接して築造することにより、連接された函体間の目地に、損傷のない止水板を設けることができる。よって、連接された函体間の目地の止水を確実かつ安価に行うことが可能となる。

本発明の一実施形態に係る推力伝達部材である押輪１について説明する。図１を参照して、押輪１は、地中に並設された箱形パイプルーフ２からなるルーフ３に後続する函体Ａ１を推進手段である元押ジャッキ４により順次前方に推進させて地下構造物を地中に埋設する際に、函体Ａ１の後端面と元押ジャッキ４との間に介設される。図２及び図３を参照して、函体Ａ１は、前後方向に貫通した断面矩形状の鉄筋コンクリート製であり、その後端面から一部が突出する止水板５が設けられている。止水板５は、函体Ａ１の後端面をロの字状に一周連続するように設けられる。止水板５は、例えば塩化ビニル樹脂製の薄板状のものであり、抜け止め防止の観点から両端及び中央部が拡張していることが好ましい。この場合、中央部の拡張部分を函体Ａ１の後端面上に位置させる。

図１から図３を参照して、押輪１は、函体Ａ１の後端面と当接する第１の当接部１ａと、元押ジャッキ４と当接する第２の当接部１ｂと、第１の当接部１ａと第２の当接部１ｂとを連接する連接部１ｃとを備える。第１の当接部１ａは、函体Ａ１の後端面から突出する止水板５が挿通される開口１ｄを有する。連接部１ｃは、止水板５の突出長さ以上の前後間隔を存して、第１の当接部１ａと第２の当接部１ｂとを連接する。

押輪１は、具体的には、主として複数のＨ型鋼６を組み合わせた溶接物として構成される。２本のＨ型鋼６，６の底板（一方のフランジ）６ａ，６ａを、止水板５の厚みを超える間隔を存して、長手方向に互いに平行に配置する。図示しないが、２本のＨ型鋼６，６は、元押ジャッキ４が当接しない部分が溶接され固着されている。固着された２本のＨ型鋼６，６の底板６ａ，６ａが、ロの字状の函体Ａ１の一辺の後端面に当接する。そこで、函体Ａ１の各辺の後端面に当接するように、固着された２本のＨ型鋼６，６により各辺を構成させて、押輪１をロの字状に形成している。このようにして、２本のＨ型鋼６，６の底板６ａ，６ａが第１の当接部１ａとなり、底板６ａ，６ａ間の隙間が開口１ｄとなっている。そして、２本のＨ型鋼６，６の天板（他方のフランジ）６ｂ，６ｂが第２の当接部１ｂとなり、２本のＨ型鋼６，６のウェブ６ｃ，６ｃが連接部１ｃとなっている。

さらに、押輪１は、元押ジャッキ４が当接する部分の前方に、連接部１ｃを補強する補強部１ｅを備えている。補強部１ｅは、具体的には、底板６ａと天板６ｂとの間を連結するように溶接して固着されたスティフナとしての平鋼板７である。なお、元押ジャッキ４は、当板８を介して押輪１の第２の当接部１ｂと当接している。

以下、本発明の一実施形態に係る押輪１を用いた地下構造物の構築方法について説明する。

まず、図４を参照して、軌道や道路等Ｂ（以下、軌道Ｂという）を挟む両側の地盤を掘削し、発進立坑Ｃと到達立坑Ｄを設置する工程を行う。発進立坑Ｃ及び到達立坑Ｄの側壁には土留壁９を設置する。発進立坑Ｃの底部には、砕石の上にコンクリートを打設して、底版１０を形成する。底版１０の上面は、平坦とし、その上に鋼板（図示せず）を敷設する。発進立坑Ｃの後側の土留壁９の前面には、反力受部１１を設置する。反力受部１１は、土留壁９の前面に形成され鉄筋コンクリートからなる支圧壁１２と、Ｈ形鋼を井の字状に組み支圧壁１２の前面に設置された井桁反力鋼材１３とから構成される。

次に、図５を参照して、発進立坑Ｃと到達立坑Ｄとの間の軌道Ｂ下の地盤Ｅにルーフ３を形成する工程を行う。図２を参照して、箱形パイプルーフ２を門型に配置して、ルーフ３を形成する。箱形パイプルーフ２は、断面矩形状の鋼管であり、その中空内部に挿入されたアースオーガ（図示せず）によって前方の地盤を掘削、排除しながら、発進立坑Ｃ側から到達立坑Ｄに向かって推進機（図示せず）により水平に圧入する。ルーフ３の長さが地盤Ｅの横断長を超えるように、所定長さの箱形パイプルーフ２を直列状に連結しながら圧入する。ルーフ３の上面には、平鋼板製のフリクションカットプレート１４を設置する。

次に、発進立坑Ｃの所定位置に函体Ａ１を築造する工程を行う。函体Ａ１は、その上端面がルーフ３の上端面と同一高さに位置し且つルーフ３と略同幅に形成される。函体Ａ１は、図示しないが、底版１０上に配筋・型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設することにより築造する。函体Ａ１の前後両端面に、それぞれ一部が突出するようにして止水板５が設けられる。

次に、図１を参照して、函体Ａ１を推進させる推進設備を設置する工程を行う。まず、第１の当接部１ａが函体Ａ１の後端面と当接し、止水板５が開口１ｄを挿通するように、押輪１を配置する。押輪１の第２の当接部１ｂと反力受部１１の井桁反力鋼材１３との間に複数の元押ジャッキ４を介設する。図６を参照して、元押ジャッキ４は、油圧ジャッキであり、その本体がジャッキ受材１５に載置されるとともにジャッキ受架台１６に支持される。ジャッキ受材１５は、押輪１とジャッキ受架台１６とを連結固定している。函体Ａ１の上端面に当接する押輪１７を配置する。押輪１７は、押輪１と同様に構成されている。さらに、函体Ａ１の前端面側に、刃口１８とルーフ推進ジャッキ１９を設置する。刃口１８は、函体Ａ１の前端開口部に装着する。ルーフ推進ジャッキ１９は、箱形パイプルーフ２の後に連結されたジャッキ収納管内２０に収容して、箱形パイプルーフ２と押輪１７との間に介設する。ジャッキ収納管２０は、支持柱（図示せず）に支持される。

次に、図７を参照して、函体Ａ１を推進させ、地中に埋設する工程を行う。まず、ルーフ推進ジャッキ１９のロッドを伸長させて箱形パイプルーフ２を推進させる。そして、元押ジャッキ４のロッドを伸長させながら、刃口１８によって前方の地盤を掘削して、フリクションカットプレート１４の下面に摺接させながら函体Ａ１を前進させる。刃口１８によって掘削した土砂は、函体Ａ１の開口を介して後方の発進立坑Ｃ内に排出し、除去する。函体Ａ１の前進に伴い移動した元押ジャッキ４と井桁反力鋼材１３との隙間にストラット２１やスペーサ２２を介在させて、函体Ａ１の前進を繰り返し、函体Ａ１を地中に埋設する。このように、元押ジャッキ４により押輪１を押圧し、函体Ａ１を推進して地中に埋設する際、止水板５には力が加わらないので、止水板５は損傷を負わない。到達立坑Ｄ内に押し出された箱形パイプルーフ２は順次撤去する。

次に、図８を参照して、推進設備を撤去する工程を行う。函体Ａ１の後側に設置した推進設備、すなわち、押輪１、元押ジャッキ４等を撤去する。

次に、発進立坑Ｃの所定位置に函体Ａ１に後続する函体Ａ２を築造する工程を行う。後続する函体Ａ２は、その縦断面形状が函体Ａ１と同一である。後続する函体Ａ２は、函体Ａ１と同様に、底版１０上に配筋・型枠を設置し、型枠内にコンクリートを打設することにより築造する。ただし、後続する函体Ａ２は、函体Ａ１の後端面に連続するように築造する。これにより、図９に示すように、函体Ａ１，Ａ２間の目地に、止水板５が設けられる。

その後、図１０に示すように、函体Ａ１と同様にして、函体Ａ２を埋設する。なお、横断長さを超えるために必要な数の函体を築造すればよい。

なお、押輪１の構成や形状は、上述したものに限定されない。例えば、止水板５の厚み以上の間隔を設けて溶接したＬ型鋼から構成してもよい。第２の当接部１ｂは、当板８と当接し元押ジャッキ４からの推力を直接的に受ける部分を少なくとも含むものであればよい。また、連接部１ｃは、元押ジャッキ４からの推力を受ける当板８の前方に位置する部分に存在することが好ましい。

本発明の一実施形態に係る押輪を函体と元押ジャッキとの間に介設した状態の簡略縦断側面図。 図２におけるII−II線方向矢視簡略断面図。 函体と元押ジャッキとの間に介設した状態の簡略破断斜視図。 本発明の一実施形態に係る地下構造物の構築方法において、発進立坑と到達立坑を設置した状態の簡略縦断側面図。 ルーフを形成し、函体を築造した状態の簡略縦断側面図。 推進設備の簡略部分縦断側面図。 函体を地中に推進した状態の簡略縦断側面図。 後続する函体を築造した状態の簡略縦断側面図。 連接する函体の目地の簡略断面図。 後続する函体を築造した状態の簡略縦断側面図。

符号の説明

１…押輪（推力伝達部材）、１ａ…第１の当接部、１ｂ…第２の当接部、１ｃ…連接部、２…箱形パイプルーフ（パイプ）、３…ルーフ、４…元押ジャッキ（推進手段、油圧ジャッキ）、５…止水板、６…Ｈ型鋼、７…平板鋼（補強部材）、１４…フリクションカットプレート、１８…刃口、１９…ルーフ推進ジャッキ、Ａ１…函体（一の函体）、Ａ２…函体（後続する函体）、Ｂ…軌道、Ｃ…発進立坑、Ｄ…到達立坑、Ｅ…地盤。

Claims (4)

1. 地中に並設されたパイプからなるルーフに後続する複数の函体を推進手段により順次前方に推進させて地下構造物を地中に構築する際に、前記函体の後端面と前記推進手段との間に介設され、前記推進手段に押圧されて前記函体を推進させる推力伝達部材であって、
   前記函体の後端面と当接し、当該後端面から突出する止水板が挿通される開口を有する第１の当接部と、
   前記推進手段と当接する第２の当接部と、
   前記止水板の突出長さ以上の前後間隔を存して、前記第１の当接部と前記第２の当接部とを連接する連接部とを備えることを特徴とする推力伝達部材。
2. 前記推進手段は複数の油圧ジャッキから構成され、該油圧ジャッキの前方に前記連接部を設けることを特徴とする請求項１に記載の函体の推力伝達部材。
3. 前記油圧ジャッキの前方に、前記連接部を補強する補強部材を設けることを特徴とする請求項２に記載の推力伝達部材。
4. 地中に並設された複数のパイプからなるルーフに後続する複数の函体を、請求項１から３のいずれか１項に記載の推力伝達部材を介して推進手段により順次前方に推進させ、地下構造物を地中に構築する地下構造物の構築方法であって、
   発進立坑内にて、コンクリートを打設して、後端面から止水板の一部を突出させた一の函体を築造する工程と、
   前記一の函体の後端面に前記第１の当接部を当接させるとともに、前記推進手段に前記第２の当接部を当接させて、前記推力伝達部材を配置する工程と、
   前記推進手段により前記推力伝達部材を押圧し、前記一の函体を推進して地中に埋設する工程と、
   前記推進手段及び前記推力伝達部材を撤去する工程と、
   コンクリートを打設して、前記止水板を介して前記一の函体と連接する函体を築造する工程とを備えることを特徴とする地下構造物の構築方法。

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