JP5670304B2 - Earth retaining wall for shield excavation - Google Patents

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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

本発明は、シールド工法において形成される立坑のシールド掘削用土留め壁に関するものである。   The present invention relates to a retaining wall for shield excavation of a shaft formed in a shield method.

従来より、地下鉄や道路、共同溝、並びに、下水道等のトンネル工事として、シールド掘削機を利用した、シールド工法が広く採用されている。
一般的に、このシールド工法は、まず、開切工法によって、縦穴たる立坑(発進立坑)を形成し、この発進立坑から地下にシールド掘削機を運び込み、発進立坑の掘削側面をシールド掘削機で掘削して、横方向に発進し、目的地点たる終点までトンネルを掘削する工法である。なお、通常、このようなシールド工法においては、トンネルの終点や、終点に辿り着くまでの中間地点に、発進立坑と同様の縦穴(到達立坑)が形成され、その到達立坑にシールド掘削機を到達させる。
Conventionally, a shield construction method using a shield excavator has been widely adopted as tunnel construction for subways, roads, common grooves, and sewers.
Generally, in this shield method, a vertical shaft (starting shaft) is first formed by an open-cut method, and a shield excavator is carried underground from this starting shaft, and the excavation side of the starting shaft is excavated by the shield excavator. Then, it is a construction method that starts in the horizontal direction and excavates the tunnel to the end point that is the destination point. Normally, in such a shield method, a vertical hole similar to the start shaft (reach shaft) is formed at the end point of the tunnel and the intermediate point until the end point is reached, and the shield excavator reaches the reach shaft Let

ところで、開切工法によって形成された発進立坑や到達立坑(以下、双方をまとめて立坑ともいう)は、作業時における安全性確保等の観点から、掘削壁面が補強される。すなわち、立坑の掘削側面には、土圧や水圧(以下、土圧等という)による当該壁面の崩壊や、当該壁面からの地下水流出を防止するため、鉄筋コンクリートや、溝矢板、あるいはH型鋼等を用いた仮壁たる土留め壁が構築されたり、場合によっては周辺地盤の地盤改良等の対策も講じられる。   By the way, in the start shaft and the reach shaft (hereinafter, both are collectively referred to as a shaft) formed by the open-cut method, the excavation wall surface is reinforced from the viewpoint of ensuring safety during operation. In other words, reinforced concrete, groove sheet piles, H-shaped steel, etc. are used on the excavation side of the shaft to prevent the wall from collapsing due to earth pressure or water pressure (hereinafter referred to as earth pressure) or groundwater outflow from the wall. The retaining wall, which is the temporary wall used, is constructed, and in some cases, measures such as improving the surrounding ground are taken.

ところが、シールド工法においては、安全性等の観点から設けた土留め壁ではあるが、トンネル掘削のために、地盤改良の後に土留め壁を撤去したり、あるいは土留め壁に対してシールド掘削機を通過させるための開口を形成する(所謂鏡切り)。そして、これらの作業は、立坑という限られた領域内で行う必要があるため、従来より、人力での作業を要し、作業時の安全性への不安、並びに、工期の長期化や施工費の増大等を招く要因となっていた。
そのため、シールド工法を用いたトンネル工事では、立坑における、作業効率の向上及び安全性の向上が望まれている。
However, in the shield method, it is a retaining wall provided from the viewpoint of safety, etc., but for tunnel excavation, the retaining wall is removed after ground improvement or a shield excavator against the retaining wall. An opening for allowing the light to pass therethrough is formed (so-called mirror cutting). And since these operations need to be performed within a limited area of a shaft, it has been necessary to work manually, and there has been anxiety about safety at the time of work, as well as a longer construction period and construction costs. It was a factor causing an increase in
Therefore, in tunnel construction using the shield method, it is desired to improve work efficiency and safety in the shaft.

そこで、近年においては、立坑の土留め壁に、長繊維で補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体(略称 FFU:Fiber reinforced Foamed Urethane)により構成された部材を組み込み、このFFU部材が組み込まれた部分をシールド掘削機で直接的に切削し、発進・到達するシールド工法が実施されている(略称 SEW工法:Shield Earth Retaining Wall System)。例えば、特許文献1にその技術が開示されている。   Therefore, in recent years, a member composed of a polyurethane foamed resin molded body (abbreviated as FFU: Fiber reinforced foamed urethane) reinforced with long fibers is incorporated into the earth retaining wall of the shaft, and the portion where the FFU member is incorporated is incorporated. There is a shield construction method in which cutting and direct cutting is performed directly with a shield excavator (abbreviated as SEW construction method: Shield Earth Retaining Wall System). For example, Patent Document 1 discloses the technique.

具体的には、特許文献1に開示されたSEW工法は、FFUの積層体を所定厚に至るまで積層して形成された棒状の切削可能化部材を、発進・到達する位置に、1方向に伸びるように並列的に並べて形成した切削可能領域を備えた地中壁を採用している。すなわち、特許文献1では、FFUによって形成された切削可能領域を掘削側面を補強する壁面にしつつも、シールド掘削機によって当該領域を直接的に切削可能としたため、作業の効率化及び安全性の向上に成功している。   Specifically, in the SEW method disclosed in Patent Document 1, a rod-shaped cutting enabling member formed by laminating FFU laminates up to a predetermined thickness is placed in one direction at a position where it starts and reaches. An underground wall with a cutable area formed side by side so as to extend is adopted. That is, in Patent Document 1, the cutable area formed by FFU is made a wall surface that reinforces the excavation side surface, but the area can be directly cut by the shield excavator, so that the work efficiency and safety are improved. Has succeeded.

特許第2821556号公報Japanese Patent No. 2821556

しかしながら、特許文献1における土留め壁は、土留背面に掛かる土圧等が一定値までは耐え得るが、一定以上の深さ、例えば、地表から60m以上の大深度では、許容耐圧を超えてしまうという不満があった。   However, the earth retaining wall in Patent Document 1 can withstand the earth pressure applied to the rear surface of the retaining ring up to a certain value, but at a certain depth or more, for example, at a depth of 60 m or more from the ground surface, it exceeds the allowable pressure resistance. I was dissatisfied.

そのため、一定深度以上の環境下においては、土圧等に耐え得る十分な強度を確保するべく、1方向に並列的に並べた切削可能化部材の部材量(実際には部材の厚み)を通常より増大させる方策が考えられるが、この方策を採用すると、材料費が著しく増加するため、コストの観点から実現不可能な施工方法となってしまう懸念があった。   Therefore, in an environment of a certain depth or more, in order to ensure sufficient strength that can withstand earth pressure, etc., the amount of cutting enablement members arranged in parallel in one direction (actually the thickness of the member) is usually There is a concern that it may become a construction method that is not feasible from the viewpoint of cost because the material cost is remarkably increased if this measure is adopted.

そこで、本発明では、従来技術の問題点に鑑み、シールド掘削機による掘削容易性を確保しつつ、土留背面に掛かる土圧や水圧が一定以上の大きさである大深度の立坑であっても採用可能であり、さらにコストの増大を抑制可能なシールド掘削用土留め壁を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, in view of the problems of the prior art, even in a deep shaft where the earth pressure or water pressure applied to the back of the earth retaining wall is greater than a certain level while ensuring the ease of excavation by a shield excavator. An object of the present invention is to provide a shield excavation retaining wall that can be used and can suppress an increase in cost.

上記課題を解決するための一つの発明は、少なくともセメントと水とが混合されたセメント混合材と、金属製の補強材によって形成された土留め壁において、前記土留め壁の一部にシールド掘削機によって切削可能な切削可能領域を備えたシールド掘削用土留め壁であって、長繊維で補強された発泡樹脂成形体を長尺状に形成した長尺樹脂体を有し、前記切削可能領域は、長尺樹脂体を立体的に交差させた立体格子部を有することを特徴とするシールド掘削用土留め壁である。 One invention for solving the above-mentioned problem is that a shield wall formed by a cement mixed material in which at least cement and water are mixed and a metal reinforcing material is used, and shield excavation is performed on a part of the retaining wall. A shield excavation retaining wall having a cutable area that can be cut by a machine, and having a long resin body formed in a long shape with a foamed resin molded body reinforced with long fibers, the cuttable area is An earth retaining wall for shield excavation, characterized by having a three-dimensional lattice portion in which a long resin body is three-dimensionally intersected.

上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、セメント混合材と、金属製の補強材によって形成された土留め壁において、前記土留め壁の一部にシールド掘削機によって切削可能な切削可能領域を備えたシールド掘削用土留め壁であって、長繊維で補強された発泡樹脂成形体を長尺状に形成した長尺樹脂体を複数有し、前記切削可能領域は、一の長尺樹脂体を他の長尺樹脂体と立体的に重なり合って交差させた立体格子部を有し、前記セメント混合材を前記長尺樹脂体に付着させて形成した長尺樹脂体とセメント混合材の複合体を備えていることを特徴とするシールド掘削用土留め壁である。The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problems is a retaining wall formed of a cement mixture and a metal reinforcing material, and a part of the retaining wall can be cut by a shield excavator. A shield excavation retaining wall having a cutable area, which has a plurality of long resin bodies formed in a long shape with a foamed resin molded body reinforced with long fibers, and the cuttable area has one long length A long resin body and a cement mixture material, each of which has a three-dimensional lattice portion in which a long resin body is three-dimensionally overlapped and crossed with another long resin body, and is formed by adhering the cement mixed material to the long resin body It is the earth retaining wall for shield excavation characterized by providing the composite_body | complex of.

本発明のシールド掘削用土留め壁は、シールド掘削機によって直接的に切削可能な切削可能領域が、立体格子部を備えた構成とされている。この立体格子部は、発泡樹脂成形体により形成された長尺樹脂体を立体的に交差させた構成であり、立体格子部を正面視した際に、交差部たる格子点が形成される構造である。すなわち、立体格子部は、少なくとも異なる2方向に伸びるように並べられた長尺樹脂体を有し、それらが互いに交差する格子点を有する。換言すれば、切削可能領域は、立体格子部によって、1方向に伸びる長尺樹脂体によって補強された単補強部分と、少なくとも2方向に伸びる長尺樹脂体が立体的に重なり合って補強された複重補強部分(格子点と同位置)が形成されている。そして、この複重補強部分は、重なり合った長尺樹脂体の数だけ、実質的に長尺樹脂体が積層された構造となるため、切削可能領域には、単層補強部分よりも強度が高い部分が格子点上に形成される。   The earth retaining wall for shield excavation according to the present invention has a structure in which a cuttable region that can be directly cut by a shield excavator includes a three-dimensional lattice portion. This three-dimensional lattice portion is a structure in which a long resin body formed of a foamed resin molded body is three-dimensionally crossed, and when the three-dimensional lattice portion is viewed from the front, a lattice point that is an intersecting portion is formed. is there. That is, the three-dimensional lattice part has long resin bodies arranged so as to extend in at least two different directions, and has lattice points where they intersect each other. In other words, the machinable region is formed by a three-dimensional lattice portion that is reinforced by overlapping a single reinforcing portion reinforced by a long resin body extending in one direction and a long resin body extending in at least two directions. A heavy reinforcement portion (same position as the lattice point) is formed. And since this double reinforcement part becomes the structure where the long resin body was substantially laminated | stacked by the number of the overlapping long resin bodies, intensity | strength is higher than a single layer reinforcement part in a cuttable area | region. A part is formed on the grid point.

すなわち、本発明によれば、長尺樹脂体が、少なくとも異なる2方向に伸びるように配されることで、先に説明した1方向配置の場合よりも、平面視した際に、切削可能領域の平面に占める長尺樹脂体の割合を実質的に高めて、切削可能領域の強度を面として期待できると共に、切削可能領域に、単補強部分よりも強度が高い複重補強部分を前記面上に形成することができるため、面による強度と、点による強度の相乗効果により、強度の飛躍的な向上を図ることが可能である。そして、この効果により、本発明では、従来の1方向配置の場合に発揮し得る強度と同程度あるいはそれ以上の強度を得るために、長尺樹脂体の部材量を少なくすることができる。
したがって、本発明のシールド掘削用土留め壁は、切削可能領域が立体格子部を備えることで、長尺樹脂体の部材量を大幅に増加させることなく、強度を飛躍的に向上させることができる。この結果、長尺樹脂体を1方向のみに配した切削可能領域の場合では困難であった、大深度の環境下の土圧や水圧に耐え得る仮壁とすることができる。
In other words, according to the present invention, the long resin body is arranged so as to extend in at least two different directions, so that the region of the cuttable region can be obtained in a plan view as compared with the case of the one-direction arrangement described above. The ratio of the long resin body in the plane can be substantially increased, and the strength of the cuttable region can be expected as a surface, and a double reinforced portion having higher strength than the single reinforced portion is provided on the surface in the cuttable region. Since it can be formed, the strength can be drastically improved by the synergistic effect of the strength by the surface and the strength by the point. And by this effect, in this invention, in order to obtain the intensity | strength comparable as or more than the intensity | strength which can be exhibited in the case of the conventional one-way arrangement | positioning, the amount of members of a long resin body can be decreased.
Therefore, the earth retaining wall for shield excavation according to the present invention can drastically improve the strength without greatly increasing the amount of the long resin body by providing the three-dimensional lattice portion in the cuttable region. As a result, it is possible to obtain a temporary wall that can withstand earth pressure and water pressure in a deep environment, which is difficult in the case of a cuttable region in which a long resin body is arranged in only one direction.

ここで、従来技術について付言すると、従来技術のシールド掘削用土留め壁は、1方向に伸びた長尺樹脂体のみをセメント混合材の補強材としており、長尺樹脂体とセメント混合材との一体性は十分ではなかった。すなわち、従来技術では、土圧や水圧によって、土留め壁が変形した場合に、長尺樹脂体も変形するが、その変形によって、セメント混合材が長尺樹脂体から分離し易い状態となるため、セメント混合材と長尺樹脂体の一体性は崩壊する可能性が高かった。そのため、1方向に伸びた長尺樹脂体のみをセメント混合材の補強材とする場合においては、土留め壁における切削可能領域の設計強度は、長尺樹脂体のみの強度しか考慮されていなかった。   Here, with regard to the prior art, the shield wall for shield excavation of the prior art uses only a long resin body extending in one direction as a reinforcing material for the cement mixed material, and the long resin body and the cement mixed material are integrated. Sex was not enough. That is, in the prior art, when the retaining wall is deformed by earth pressure or water pressure, the long resin body is also deformed, but the deformation makes the cement mixture easily separated from the long resin body. The integrity of the cement mixture and the long resin body was likely to collapse. Therefore, in the case where only a long resin body extending in one direction is used as a reinforcing material for the cement mixture, the design strength of the cuttable region in the retaining wall only takes into account the strength of the long resin body only. .

そこで、本発明では、立体格子部を設け、異なる方向に伸びるように配された、少なくとも2つの長尺樹脂体に跨るように、あるいは挟まるようにセメント混合材を充填可能な構成としている。これにより、セメント混合材と長尺樹脂体との絡まり方が複雑になると共に、セメント混合材の長尺樹脂体への付着面積が増加するため、両者の高い一体性を確保することができる。また、この構成により、図8に示すように、長尺樹脂体が変形しても、変形した長尺樹脂体同士の間にセメント混合材が挟持されたり、土圧や水圧に抗するようにセメント混合材が堰き止められた状態となるため、セメント混合材と長尺樹脂体の一体性が崩壊してしまう可能性が低い。したがって、本発明においては、従来技術とは異なり、土留め壁における切削可能領域の設計強度を、長尺樹脂体とセメント混合材との複合体として設計することが可能となる。   Therefore, in the present invention, a three-dimensional lattice portion is provided so that the cement mixed material can be filled so as to straddle or be sandwiched between at least two long resin bodies arranged to extend in different directions. As a result, the entanglement between the cement mixed material and the long resin body becomes complicated, and the adhesion area of the cement mixed material to the long resin body increases, so that high integrity of both can be ensured. Further, with this configuration, as shown in FIG. 8, even if the long resin body is deformed, the cement mixed material is sandwiched between the deformed long resin bodies, or resists earth pressure or water pressure. Since the cement mixed material is dammed, it is unlikely that the integrity of the cement mixed material and the long resin body will collapse. Therefore, in the present invention, unlike the prior art, the design strength of the cuttable region in the retaining wall can be designed as a composite of the long resin body and the cement mixture.

また、これに伴い、セメント混合材の強度を加味した分、長尺樹脂体の絶対量を減少することが可能となる。すなわち、本発明によれば、一定以上の強度を確保しつつ、長尺樹脂体の部材量をさらに減らすことが可能であるため、材料費が増加してしまうおそれがない。
以上によれば、本発明は、切削可能領域に立体格子部を備えたため、シールド掘削機による掘削容易性を確保しつつ、土留背面に掛かる土圧や水圧が一定以上の大きさである大深度の立坑であっても採用可能であり、さらに長尺樹脂体の使用量の抑制を図ることで、コストの増加を抑えることが可能である。
In addition, along with this, the absolute amount of the long resin body can be reduced by taking into account the strength of the cement mixture. That is, according to the present invention, it is possible to further reduce the amount of members of the long resin body while ensuring a certain strength or more, so there is no risk that the material cost will increase.
According to the above, since the present invention has the three-dimensional lattice portion in the cuttable region, the depth of earth pressure and water pressure applied to the back of the earth retaining wall is a certain level or more while ensuring the ease of excavation by the shield excavator. Even a vertical shaft can be employed, and further, the increase in cost can be suppressed by reducing the amount of the long resin body used.

本発明のシールド掘削用土留め壁は、前記立体格子部は、行方向に長尺樹脂体を配列した行方向配列部と、列方向に長尺樹脂体を配列した列方向配列部を有し、行方向配列部と列方向配列部は、互いに近接あるいは離反した配置であることが望ましい。
なお、ここで言う「近接」とは、行方向配列部と列方向配列部とが互いに当接した状態を含むものとする。
The earth retaining wall for shield excavation of the present invention, the three-dimensional lattice portion has a row direction arrangement portion in which long resin bodies are arranged in the row direction, and a column direction arrangement portion in which long resin bodies are arranged in the column direction, It is desirable that the row direction arrangement portion and the column direction arrangement portion are arranged close to or away from each other.
Note that “proximity” as used herein includes a state in which the row direction arrangement portion and the column direction arrangement portion are in contact with each other.

請求項2に記載の発明は、前記複合体は、行方向に複数の長尺樹脂体を配列して1つの平面を形成した行方向配列部と、列方向に複数の長尺樹脂体を配列して前記1つの平面とは別の平面を形成した列方向配列部を有し、行方向配列部と列方向配列部は、複数の立体格子部を形成していることを特徴とする請求項1に記載のシールド掘削用土留め壁である。According to a second aspect of the present invention, in the composite, a plurality of long resin bodies are arranged in a row direction, and a plurality of long resin bodies are arranged in a column direction. And a column direction arrangement part that forms a plane different from the one plane, and the row direction arrangement part and the column direction arrangement part form a plurality of three-dimensional lattice parts. The earth retaining wall for shield excavation according to 1.

請求項3に記載の発明は、長尺樹脂体は、積層板を複数積層して形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシールド掘削用土留め壁である。   The invention according to claim 3 is the earth retaining wall for shield excavation according to claim 1 or 2, wherein the long resin body is formed by laminating a plurality of laminated plates.

かかる構成によれば、長尺樹脂体の厚みを積層板の数によって変更できるため、土留め壁を設置する環境に応じて、調整することが可能である。すなわち、本発明によれば、長尺樹脂体の厚みが、設計強度よりも過大となったり、過小となることを防止できる。   According to such a configuration, the thickness of the long resin body can be changed depending on the number of laminated plates, and therefore can be adjusted according to the environment in which the retaining wall is installed. That is, according to the present invention, it is possible to prevent the thickness of the long resin body from being excessively larger or smaller than the design strength.

請求項4に記載の発明は、前記長尺樹脂体が有する長繊維は、ガラス製であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁である。   The invention according to claim 4 is the earth retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 3, wherein the long fibers of the long resin body are made of glass.

かかる構成によれば、長尺樹脂体が有する長繊維が、ガラス製であるため、シールド掘削機によって切削する際に、ガラス繊維が容易に破壊される。すなわち、本発明のシールド掘削用土留め壁は、掘削が容易であると共に、土圧等に対する強度が高い。   According to this structure, since the long fiber which a long resin body has is a product made from glass, when cutting with a shield excavator, glass fiber is destroyed easily. That is, the shield retaining wall for shield excavation of the present invention is easy to excavate and has high strength against earth pressure and the like.

上記した発明は、立体格子部は、長尺樹脂体が密に交差した密集部と、長尺樹脂体が疎らに交差した散在部とを有してもよい。 Invention described above, the three-dimensional grid part may possess a dense portion elongated resin body is tightly crossed, and a scattered portion of the elongated resin body crosses sparsely.

一般的に、構造物の設計強度は、安全側の設計であるため、想定される大きな外力を基準に設計強度が決定される。つまり、土留め壁においては、深度が大きい位置の土圧等を基準に、設計強度が決定される。そのため、深度が小さい位置においては、設計強度が過度に大きくなる場合があった。
そこで、本発明のシールド掘削用土留め壁では、背面土圧に応じて、立体格子部の格子点の疎密性を変更することが可能な構成とされている。例えば、1つの土留め壁において、深度の深い位置を密集部とし、深度の浅い位置を散在部とすれば、背面土圧の大きい深部を集中的に補強し、逆に背面土圧の小さい浅部を適当な強度に補強できるため、強度及びコストの両面からバランスの取れたシールド掘削用土留め壁を、市場に提供することができる。
Generally, the design strength of a structure is a design on the safe side, and therefore the design strength is determined based on a large external force assumed. That is, the design strength of the retaining wall is determined based on the earth pressure at a position where the depth is large. For this reason, the design strength may be excessively increased at a position where the depth is small.
Therefore, the shield excavation retaining wall of the present invention is configured to be able to change the density of the lattice points of the three-dimensional lattice portion in accordance with the back earth pressure. For example, in one earth retaining wall, if the deep part is a dense part and the shallow part is a scattered part, the deep part where the back earth pressure is large is reinforced intensively, and conversely the shallow part where the back earth pressure is small. Since the portion can be reinforced to an appropriate strength, a shield excavation retaining wall balanced in terms of both strength and cost can be provided to the market.

請求項5に記載の発明は、立体格子部は、前記切削可能領域の平面において、一の長尺樹脂体と他の長尺樹脂体が交差した複数の格子点を有しており、前記切削可能領域において、格子点が密となる密集部と、格子点が疎となる散在部とを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁である。According to a fifth aspect of the present invention, the three-dimensional lattice portion has a plurality of lattice points where one long resin body and another long resin body intersect in the plane of the cuttable region, and the cutting 5. The shield retaining wall for shield excavation according to claim 1, wherein in the possible area, the shield excavation retaining wall according to any one of claims 1 to 4 has a dense portion where the lattice points are dense and a scattered portion where the lattice points are sparse.

請求項6に記載の発明は、前記金属の補強材は、鉄筋であり、長尺樹脂体の端部には、金属製の補助接続部材が設けられており、鉄筋は、補助接続端部材を介して接合されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁である。 Invention according to claim 6, wherein the metal reinforcing member is rebar, the end portion of the elongated resin body is provided with a metal auxiliary connecting member, rebar, auxiliary connecting end member The earth retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 5, wherein the earth retaining wall is joined via a gap.

かかる構成によれば、長尺樹脂体と鉄筋を、補助接続部材を介して、溶接等により接合しているため、長尺樹脂体と鉄筋との一体性が高く、長尺樹脂体と鉄筋との境界部における強度の低下割合が小さい。換言すれば、長尺樹脂体と鉄筋を強固に接合できるため、長尺樹脂体が有する土圧等に対する抗力を確実に発揮させることができる。   According to such a configuration, since the long resin body and the reinforcing bar are joined by welding or the like via the auxiliary connecting member, the long resin body and the reinforcing bar are highly integrated. The rate of decrease in strength at the boundary is small. In other words, since the long resin body and the reinforcing bar can be firmly joined, the resistance against the earth pressure and the like of the long resin body can be surely exhibited.

本発明のシールド掘削用土留め壁は、掘削可能化領域に、長尺樹脂体を立体交差した立体格子部を設けたため、シールド掘削機による掘削容易性を確保しつつ、土留背面に掛かる土圧や水圧が一定以上の大きさである大深度の立坑であっても採用することが可能である。また、強度の増強を図ったとしても、コストの極端な増大を防止できる。   Since the earth retaining wall for shield excavation according to the present invention is provided with a three-dimensional lattice portion obtained by three-dimensionally intersecting a long resin body in the excavation enabling region, the earth pressure applied to the back of the earth retaining ring is secured while ensuring the excavation ease by the shield excavator Even a deep shaft with a water pressure larger than a certain level can be used. Even if the strength is increased, an extreme increase in cost can be prevented.

本発明の実施形態に係るシールド掘削用土留め壁を立坑に設置した状況を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the condition which installed the earth retaining wall for shield excavation which concerns on embodiment of this invention in the vertical shaft. 図1のシールド掘削用土留め壁をシールド掘削機で掘削する際の状況を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the condition at the time of excavating the earth retaining wall for shield excavation of FIG. 1 with a shield excavator. 長尺樹脂体の一部を示す拡大斜視図である。It is an expansion perspective view which shows a part of elongate resin body. 図1の立体格子部を示す図であり、(a)は斜視図で、(b)はシールド掘削機のビットの大きさとの関係を概念的に示し正面図である。(二点鎖線はシールド掘削機の切削領域を示す)It is a figure which shows the three-dimensional lattice part of FIG. 1, (a) is a perspective view, (b) is a front view which shows notionally the relationship with the magnitude | size of the bit of a shield excavator. (The two-dot chain line indicates the cutting area of the shield excavator.) 長尺樹脂体と異形鉄筋との接続部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the connection part of a long resin body and a deformed reinforcing bar. 行方向配列部を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a row direction arrangement | sequence part. 列方向配列部を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows a column direction arrangement | sequence part. シールド掘削用土留め壁が土圧及び水圧の影響で変形した場合の状況を示す概念図で、(a)は変形前、(b)は変形後である。It is a conceptual diagram which shows the condition when the earth retaining wall for shield excavation deform | transforms by the influence of earth pressure and water pressure, (a) is before a deformation | transformation, (b) is after a deformation | transformation. 箱体を地上にセットした状況を概念的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows notionally the condition which set the box on the ground. 図9の打設用縦穴にコンクリートの補強材を設置する際の説明図である。It is explanatory drawing at the time of installing the concrete reinforcing material in the vertical hole for placement of FIG. 図10のコンクリートの補強材を設置した後、フレッシュコンクリートを打ち込む際の状況を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the condition at the time of driving in fresh concrete after installing the concrete reinforcing material of FIG. 分布加重載荷試験装置を概念的に示す断面図である。1 is a cross-sectional view conceptually showing a distributed weighted loading test apparatus. 試験体の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a test body. 実施試験体40の立体格子部に注目した図であり、(a)は内部を平面視した概念図で、(b)は断面図である。It is the figure which paid its attention to the solid lattice part of the implementation test body 40, (a) is the conceptual diagram which planarly viewed the inside, (b) is sectional drawing. 比較試験体41の長尺樹脂体に注目した図であり、(a)は内部を平面視した概念図で、(b)は断面図である。It is the figure which paid its attention to the elongate resin body of the comparative test body 41, (a) is the conceptual diagram which planarly viewed the inside, (b) is sectional drawing. 実施試験体と比較試験体における水圧と中央変位との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the water pressure and center displacement in an implementation test body and a comparative test body. シールド掘削用土留め壁の変形例であって、密集部と散在部を有した切削可能領域を示す概念図である。It is a modified example of the shield wall for shield excavation, and is a conceptual diagram showing a cuttable region having a dense portion and a scattered portion.

以下に、本発明の実施形態に係るシールド掘削用土留め壁1について説明する。
本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、図1、2に示すように、シールドトンネルを掘削するにあたって、地面から地中に向けて掘削される縦穴たる立坑30、31の掘削側面を補強するコンクリート構造の仮壁であり、立坑30、31の壁の一部を形成するものである。具体的には、立坑30、31における、シールド掘削機9(図2)が掘削する側の掘削側面を補強する仮壁である。すなわち、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、土圧や水圧等(以下、土圧等という。)の影響によって掘削側面が崩壊してしまうことを防止する役割を果たすものである。
Below, the earth retaining wall 1 for shield excavation which concerns on embodiment of this invention is demonstrated.
As shown in FIGS. 1 and 2, the shield excavation retaining wall 1 according to the present embodiment reinforces the excavation side surfaces of the vertical shafts 30 and 31 which are vertical holes excavated from the ground toward the ground when excavating the shield tunnel. It is a temporary wall of concrete structure and forms part of the walls of the shafts 30 and 31. Specifically, it is a temporary wall that reinforces the excavation side surface of the shafts 30 and 31 on the side excavated by the shield excavator 9 (FIG. 2). That is, the shield excavation earth retaining wall 1 of the present embodiment plays a role of preventing the excavation side surface from collapsing due to the influence of earth pressure, water pressure or the like (hereinafter referred to as earth pressure or the like).

また、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、シールド掘削機9によって直接的に切削可能な切削可能領域2を備えており、シールド工法における数多の手法のうち、仮壁切削工法たるSEW工法(Shield Earth Retaining Wall System)が実施可能な構成とされている。すなわち、このシールド掘削用土留め壁1は、立坑(発進立坑)30から横方向に発進する際、及び、発進立坑30から掘削された横穴たるトンネル32から立坑(到達立坑)31(図2)に到達する際に、掘削作業の容易性及び効率化を図ることができる構成とされている。   Moreover, the earth retaining wall 1 for shield excavation of this embodiment is provided with the cuttable area | region 2 which can be directly cut by the shield excavator 9, and SEW which is temporary wall cutting method among many methods in a shield method. The construction method (Shield Earth Retaining Wall System) can be implemented. That is, the earth retaining wall 1 for shield excavation starts from the vertical shaft (starting shaft) 30 in the lateral direction and from the tunnel 32 that is a horizontal hole excavated from the starting shaft 30 to the vertical shaft (reach shaft) 31 (FIG. 2). When it reaches, it is set as the structure which can aim at the ease and efficiency of excavation work.

したがって、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、コンクリート構造を主体として、公知の異形鉄筋20と、長繊維で補強された長尺状の長尺樹脂体6と、その異形鉄筋20と長尺樹脂体6とを一体的に接続する接続補助部材15(図5)とを備えた構成とされている。具体的には、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、全体形状が矩形状であり、コンクリート内部が異形鉄筋20によって補強された主たる構造物たる主構造壁部5と、コンクリート内部に長尺樹脂体6が配置された樹脂配置壁部3とで構成されている。
なお、言うまでもないが、コンクリートは、セメントと水と砕石を混合したセメント混合材である。
Therefore, the earth retaining wall 1 for shield excavation of this embodiment is mainly composed of a concrete structure, and includes a known deformed reinforcing bar 20, a long long resin body 6 reinforced with long fibers, the deformed reinforcing bar 20 and a long length. It is the structure provided with the connection auxiliary member 15 (FIG. 5) which connects the scale resin body 6 integrally. Specifically, the earth retaining wall 1 for shield excavation according to the present embodiment has a rectangular shape as a whole, a main structure wall portion 5 that is a main structure in which the concrete interior is reinforced by deformed reinforcing bars 20, and a long length in the concrete interior. It is comprised with the resin arrangement | positioning wall part 3 by which the length resin body 6 is arrange | positioned.
Needless to say, concrete is a cement mixed material in which cement, water and crushed stone are mixed.

ここで、本実施形態における長尺樹脂体6は、図3に示すように、ガラス製の長繊維によって強化されたポリウレタン発泡樹脂(FFU:Fiber reinforced Foamed Urethane)を用いて成形された長尺状且つ薄肉の繊維強化樹脂発泡体たる積層板35を、所定の厚みに達するまで積層して形成されたものが採用されている。また、各積層板35は、長繊維の配向が、積層板35の長手方向に沿うように構成されたものが採用されている。すなわち、長尺樹脂体6は、長手方向に交差する方向に作用する曲げモーメントに対向する剛性が高い部材である。一方で、長尺樹脂体6は、強化繊維がガラス製であるため、鉄筋などの金属などに比べると、シールド掘削機9の切削による破壊が容易であるため、切削容易性が高い部材でもある。   Here, as shown in FIG. 3, the long resin body 6 in the present embodiment is a long shape molded using a polyurethane foamed resin (FFU: Fiber reinforced foamed urethane) reinforced with glass-made long fibers. And what was formed by laminating | stacking the laminated board 35 which is a thin fiber reinforced resin foam until it reaches predetermined thickness is employ | adopted. In addition, each laminated plate 35 is configured such that the orientation of long fibers is along the longitudinal direction of the laminated plate 35. That is, the long resin body 6 is a member having high rigidity facing a bending moment acting in a direction intersecting the longitudinal direction. On the other hand, since the reinforcing resin is made of glass, the long resin body 6 is also a member having high ease of cutting because it is easily broken by cutting of the shield excavator 9 as compared with metals such as reinforcing bars. .

そして、コンクリートの内部において、図5に示すように、主構造壁部5の異形鉄筋20と樹脂配置壁部3の長尺樹脂体6が、接続補助部材15を介して、溶接等により一体的に接続されている。
この接続補助部材15は、図5に示すように、2枚の金属製の板体38であり、長尺樹脂体6の端部において、一部が当該端部から張り出すように配されて取り付けられるものである。そして、長尺樹脂体6の端部(最外側面を形成する板体38の端部)に、主構造壁部5の異形鉄筋20が溶接等によって接続される。なお、接続補助部材15は、2枚の板体38のそれぞれに部材厚方向に貫通した孔を有しており、その2枚の板体38を長尺樹脂体6を挟んだ位置に配置し、ボルトナット等の接続手段を用いて取り付けられている。
したがって、シールド掘削用土留め壁1は、接続補助部材15が位置する部分において、図2、5に示すように、主構造壁部5と樹脂配置壁部3とが重なり合う混合壁部19が形成される構造でもある。換言すれば、混合壁部19は、主構造壁部5の一部であり、樹脂配置壁部3の一部でもある。そして、本実施形態では、樹脂配置壁部3から混合壁部19を除いた領域を、切削可能領域2としている。
Then, inside the concrete, as shown in FIG. 5, the deformed reinforcing bar 20 of the main structural wall 5 and the long resin body 6 of the resin arrangement wall 3 are integrated by welding or the like via the connection auxiliary member 15. It is connected to the.
As shown in FIG. 5, the connection auxiliary member 15 includes two metal plate bodies 38, and is arranged so that a part of the long resin body 6 projects from the end portion of the long resin body 6. It can be attached. The deformed reinforcing bar 20 of the main structural wall 5 is connected to the end of the long resin body 6 (the end of the plate 38 that forms the outermost surface) by welding or the like. The connection auxiliary member 15 has a hole penetrating in the thickness direction of each of the two plate bodies 38, and the two plate bodies 38 are arranged at positions sandwiching the long resin body 6. They are attached using connecting means such as bolts and nuts.
Therefore, as shown in FIGS. 2 and 5, the shield excavation earth retaining wall 1 is formed with a mixed wall portion 19 where the main structural wall portion 5 and the resin arrangement wall portion 3 overlap as shown in FIGS. It is also a structure. In other words, the mixing wall portion 19 is a part of the main structural wall portion 5 and also a part of the resin arrangement wall portion 3. And in this embodiment, the area | region remove | excluding the mixing wall part 19 from the resin arrangement | positioning wall part 3 is made into the cutting possible area | region 2. FIG.

また、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、立坑30、31の下方側に、樹脂配置壁部3が位置しており、その樹脂配置壁部3の位置からシールド掘削機9が発進・到達する構成とされている。換言すれば、シールド掘削用土留め壁1は、図2に示すように、地面(上方側)から樹脂配置壁部3に至るまでの上部領域16と、その樹脂配置壁部3が位置する下部領域17のうち切削可能領域2を除く領域が、主構造壁部5により構成されている。なお、主構造壁部5は、鉄筋コンクリート構造を備えた公知の部分であるため、以下においては、その説明は省略し、樹脂配置壁部3に特に注目して説明する。   Moreover, the earth retaining wall 1 for shield excavation of this embodiment has the resin arrangement | positioning wall part 3 located in the downward side of the vertical shafts 30 and 31, and the shield excavator 9 starts from the position of the resin arrangement wall part 3. It is configured to reach. In other words, the shield excavation retaining wall 1 includes, as shown in FIG. 2, an upper region 16 from the ground (upper side) to the resin arrangement wall portion 3, and a lower region in which the resin arrangement wall portion 3 is located. A region excluding the cuttable region 2 in 17 is constituted by the main structural wall portion 5. In addition, since the main structure wall part 5 is a well-known part provided with the reinforced concrete structure, it abbreviate | omits the description below and demonstrates it paying special attention to the resin arrangement | positioning wall part 3. FIG.

樹脂配置壁部3は、図6に示すように、複数の長尺樹脂体6を行方向に並列的に配列して1つの平面を形成した行方向配列部21と、図7に示すように、列方向に並列的に配列して別の1つの平面を形成した列方向配列部22とを有し、双方の列部21、22を互いに立体交差するように当接させた配置にし、図4に示すように、立体格子部11を形成して壁部を構成した部分である。すなわち、立体格子部11は、長尺樹脂体6が、異なる2方向に伸びるように配されることで、切削可能領域2の平面に占める割合を実質的に高めて、面として強度が発揮できる部分である。また、言い換えれば、樹脂配置壁部3は、立体格子部11によって、長尺樹脂体6の長繊維の配向も交差させた構成を備えている。このように、樹脂配置壁部3は、異なる2方向に配列した長尺樹脂体6を立体交差させ、長尺樹脂体6同士が互いに重なり合う格子点を形成し、その格子点において、長尺樹脂体6の積層方向に掛かる外力に対抗し得る強度(具体的には、曲げ強度及びせん断強度)をさらに向上させた構成である。
したがって、樹脂配置壁部3は、強度を面として期待できる上、その面上に形成された強度の増強部分(格子点)によって、強度が相乗的に向上する構成を備えた壁部である。
As shown in FIG. 6, the resin arrangement wall portion 3 includes a row direction arrangement portion 21 in which a plurality of long resin bodies 6 are arranged in parallel in the row direction to form one plane, and as shown in FIG. A row direction arrangement portion 22 that is arranged in parallel in the row direction to form another plane, and the row portions 21 and 22 are in contact with each other so as to cross three-dimensionally. As shown in FIG. 4, the wall portion is formed by forming the three-dimensional lattice portion 11. That is, the three-dimensional lattice part 11 is arranged so that the long resin body 6 extends in two different directions, so that the ratio of the cuttable region 2 to the plane can be substantially increased and the strength can be exhibited as a surface. Part. In other words, the resin arrangement wall portion 3 has a configuration in which the orientation of the long fibers of the long resin body 6 is also intersected by the three-dimensional lattice portion 11. As described above, the resin arrangement wall portion 3 three-dimensionally intersects the long resin bodies 6 arranged in two different directions to form lattice points where the long resin bodies 6 overlap with each other. In this configuration, the strength (specifically, bending strength and shear strength) that can counter the external force applied in the stacking direction of the body 6 is further improved.
Therefore, the resin arrangement wall portion 3 is a wall portion having a configuration in which the strength can be expected as a surface and the strength is synergistically improved by the strength increasing portions (lattice points) formed on the surface.

また、本実施形態では、シールド掘削機9による掘削開口の形状(本実施形態ではビットが円形状)に合わせて、立体格子部11を形成する長尺樹脂体6の配置及びサイズが決定されている。すなわち、行方向配列部21及び列方向配列部22は、長尺樹脂体6の配列方向外側(シールド掘削機9のビットの円の縁側)に近づくほど、長尺樹脂体6の長手方向長さが短い構成とされている。具体的には、行方向配列部21及び列方向配列部22を形成する長尺樹脂体6は、図4(b)に示すように、シールド掘削機9のビット形状を基準に、そのビットの円形からはみ出すはみ出し長さM(長尺樹脂体6の両端にはみ出し部分があればその合計した長さ)が、長手方向長さ全体の10〜20%以内に収まるように、長手方向全長が設定されている。換言すれば、長尺樹脂体6は、その端部が、シールド掘削機9による掘削開口の円形に沿うような配置とされている。より具体的には、本実施形態では、樹脂配置壁部3に、異形鉄筋20が円形状に3重に配筋された領域があり、その円形状の異形鉄筋20のうちの中側の円に沿って、長尺樹脂体6の端部が配置されている。   In the present embodiment, the arrangement and size of the long resin bodies 6 forming the three-dimensional lattice portion 11 are determined in accordance with the shape of the excavation opening by the shield excavator 9 (the bit is circular in this embodiment). Yes. That is, the row direction arrangement portion 21 and the column direction arrangement portion 22 are longer in the longitudinal direction length of the long resin body 6 as they approach the outer side in the arrangement direction of the long resin body 6 (the edge side of the bit circle of the shield excavator 9). Has a short configuration. Specifically, the long resin bodies 6 that form the row direction arrangement portion 21 and the column direction arrangement portion 22 are arranged on the basis of the bit shape of the shield excavator 9 as shown in FIG. The total length in the longitudinal direction is set so that the length M that protrudes from the circle is within 10 to 20% of the total length in the longitudinal direction. Has been. In other words, the long resin body 6 is arranged such that the end portion thereof follows the circular shape of the excavation opening by the shield excavator 9. More specifically, in the present embodiment, the resin arrangement wall portion 3 has a region in which the deformed reinforcing bars 20 are arranged in a triple shape in a circular shape, and the inner circle of the deformed reinforcing bars 20 in the circular shape. The end of the long resin body 6 is arranged along the line.

また、樹脂配置壁部3は、切削可能領域2における壁部の肉厚が、主構造壁部5の壁部の肉厚よりも薄肉化された構成である。これは、樹脂配置壁部3において、長尺樹脂体6を立体交差させたことによってもたらされた利点である。すなわち、長尺樹脂体6を立体的に交差させることで、長尺樹脂体6にコンクリートが複雑に絡み合うため、両者の一体性が飛躍的に向上する。これにより、図8に示すように、樹脂配置壁部3が変形を生じるか否かに関わらず、両者の一体性が維持されるため、本実施形態においては、一定以上の設計強度を確保するにあたって、長尺樹脂体6とコンクリートの複合体として算出でき、長尺樹脂体6の厚みを必要以上に増加させる必要がなくなる。したがって、切削可能領域2において、高い強度を確保するためであっても、立体格子部11を形成することで、長尺樹脂体6の厚み(積層板35の積層枚数)を増加する必要がなくなり、それに伴う切削可能領域2における全体の肉厚の増加も発生することがない。そのため、本実施形態における切削可能領域2は、一定以上の設計強度を確保しつつ、薄肉化構造にすることができる。   In addition, the resin arrangement wall portion 3 has a configuration in which the thickness of the wall portion in the cuttable region 2 is thinner than the thickness of the wall portion of the main structural wall portion 5. This is an advantage brought about by three-dimensionally crossing the long resin body 6 in the resin arrangement wall portion 3. That is, by making the long resin body 6 cross three-dimensionally, the concrete is entangled with the long resin body 6 in a complicated manner, so that the integrity of both is dramatically improved. As a result, as shown in FIG. 8, the unity of both is maintained regardless of whether or not the resin arrangement wall portion 3 is deformed. Therefore, in the present embodiment, a design strength of a certain level or more is ensured. In this case, it can be calculated as a composite of the long resin body 6 and concrete, and it is not necessary to increase the thickness of the long resin body 6 more than necessary. Therefore, even in order to ensure high strength in the cuttable region 2, it is not necessary to increase the thickness of the long resin body 6 (the number of laminated plates 35) by forming the three-dimensional lattice portion 11. As a result, an increase in the overall thickness in the cuttable region 2 does not occur. Therefore, the cuttable region 2 in the present embodiment can have a thinned structure while ensuring a design strength of a certain level or more.

次に、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1を用いた立坑30、31を施工する方法について説明する。
シールド掘削用土留め壁1は、上記したように、シールド工法に用いるものであり、発進立坑30と、到達立坑31の掘削側面を補強するように設けられるものである。そして、本実施形態では、シールド掘削用土留め壁1が、公知のケーソン工法によって地中に形成される。なお、ケーソン工法には、大きく分けてオープンケーソン工法とニューマチックケーソン工法があるが、本実施形態では、ニューマチックケーソン工法が採用されている。
Next, a method of constructing the shafts 30 and 31 using the shield excavation retaining wall 1 of the present embodiment will be described.
As described above, the shield excavation earth retaining wall 1 is used for the shield method, and is provided so as to reinforce the excavation side surfaces of the start shaft 30 and the arrival shaft 31. And in this embodiment, the earth retaining wall 1 for shield excavation is formed in the ground by a well-known caisson method. The caisson method can be broadly divided into an open caisson method and a pneumatic caisson method. In this embodiment, the pneumatic caisson method is adopted.

まず、地上において、シールド掘削用土留め壁1を有した鉄筋コンクリートの箱体39を形成する。この箱体39は、上面側が開放しており、1つの側壁にシールド掘削用土留め壁1が形成されている。また、箱体39の縦断面の形状がほぼ「H」型であり、下部に掘削作業室45が設けられている。掘削作業室45は、下方に向けて地盤を掘削するための部屋である。   First, a reinforced concrete box 39 having shield retaining walls 1 for shield excavation is formed on the ground. The box 39 is open on the upper surface side, and the shield excavation retaining wall 1 is formed on one side wall. Further, the shape of the longitudinal section of the box 39 is substantially “H” type, and the excavation work chamber 45 is provided at the lower part. The excavation work room 45 is a room for excavating the ground downward.

そして、その箱体39を、図9に示すように、所定の位置に配置する。すなわち、箱体39が地中に沈降した際に、シールド掘削用土留め壁1の背面側(地中壁)が掘削予定のトンネル32側に位置するようにセットする。その後、掘削作業室45に人が入り込んで下方に向けて掘削、あるいは、図示しない無人化掘削装置によって下方に向けて掘削して、図10に示すように、箱体39を地中に向けて沈降させる。   And the box 39 is arrange | positioned in a predetermined position, as shown in FIG. That is, when the box 39 sinks into the ground, it is set so that the back side (underground wall) of the shield excavation retaining wall 1 is positioned on the tunnel 32 side to be excavated. Thereafter, a person enters the excavation work chamber 45 and excavates downward, or is excavated downward by an unillustrated unmanned excavator, and the box 39 is directed underground as shown in FIG. Allow to settle.

その後、さらに掘削作業室45において掘削作業を進めると、箱体39が所定の深さに到達し、それと共にシールド掘削用土留め壁1がトンネル32掘削予定位置にセットされる。そして、箱体39内に溜まった地下水や土砂等を排出すると発進立坑30が完成する。
なお、到達立坑31についても、上記方法と同様の方法で施工されるため、説明を省略する。
Thereafter, when the excavation work is further carried out in the excavation work chamber 45, the box 39 reaches a predetermined depth, and at the same time, the shield excavation earth retaining wall 1 is set at the tunnel 32 planned excavation position. Then, when the groundwater and earth and sand accumulated in the box 39 are discharged, the start shaft 30 is completed.
The reaching shaft 31 is also constructed by the same method as described above, and thus the description thereof is omitted.

続いて、シールド掘削機9を用いて、発進立坑30から到達立坑31に至るまでのシールドトンネルを形成する方法について説明する。
まず、発進立坑30の内部に、地上からシールド掘削機9を降ろし、図2に示すように、シールド掘削用土留め壁1の切削可能領域2に、シールド掘削機9のビットが向き合うように配置し、トンネルを掘り始める。
ここで、シールド掘削用土留め壁1の切削可能領域2の正面視した面積は、シールド掘削機9のビットの面積よりも大きいため、シールド掘削機9は、切削可能領域2におけるコンクリート及び長尺樹脂体6のみを切削し、主構造壁部5側に接触することがない。
なお、必要に応じて、シールド掘削用土留め壁1の背面の地盤の地盤改良を行い、さらなる安全性を確保する。
Next, a method for forming a shield tunnel from the starting shaft 30 to the reaching shaft 31 using the shield excavator 9 will be described.
First, the shield excavator 9 is lowered from the ground into the start shaft 30, and as shown in FIG. 2, the shield excavator 9 is arranged so that the bits of the shield excavator 9 face each other in the cuttable region 2 of the shield excavation retaining wall 1. Start digging the tunnel.
Here, since the area in front view of the cutable area 2 of the shield excavation retaining wall 1 is larger than the area of the bit of the shield excavator 9, the shield excavator 9 is made of concrete and long resin in the cuttable area 2. Only the body 6 is cut and does not contact the main structure wall 5 side.
If necessary, the ground on the back of the shield excavation retaining wall 1 is improved to ensure further safety.

そして、シールド掘削機9により、トンネルを掘り進める。その後、シールド掘削機9は、到達立坑31付近に到達する。そして、シールド掘削機9は、到達立坑31に設けられたシールド掘削用土留め壁1の切削可能領域2と向き合い、当該領域2のコンクリート及び長尺樹脂体6を切削し、シールド掘削機9が到達立坑31に到達してトンネル32が貫通する。なお、このときも、シールド掘削機9は、切削可能領域2におけるコンクリート及び長尺樹脂体6のみを切削し、主構造壁部5側に接触することがない。   Then, the tunnel is dug by the shield excavator 9. Thereafter, the shield excavator 9 reaches the vicinity of the reaching shaft 31. The shield excavator 9 faces the cuttable area 2 of the shield excavation retaining wall 1 provided in the reaching shaft 31, cuts the concrete and the long resin body 6 in the area 2, and the shield excavator 9 arrives. The tunnel 32 passes through the shaft 31. At this time, the shield excavator 9 cuts only the concrete and the long resin body 6 in the cuttable region 2 and does not contact the main structure wall 5 side.

次に、本実施形態のシールド掘削用土留め壁1の強度試験の結果について述べる。
本実施形態のシールド掘削用土留め壁1は、実際の施工現場を想定した場合、巨大化するため、強度試験用に所定の大きさの試験体を製作して、シールド掘削用土留め壁1の強度を実証するための試験を行った。
Next, the result of the strength test of the shield excavation retaining wall 1 of the present embodiment will be described.
Since the earth wall 1 for shield excavation of this embodiment becomes enormous when an actual construction site is assumed, a specimen having a predetermined size is manufactured for the strength test, and the strength of the earth wall 1 for shield excavation 1 A test was conducted to demonstrate this.

今回行われた強度試験は、土圧や水圧を想定した分布荷重を載荷する公知の方法を用いて行われた。そして、この試験によって、図16に示すように、試験体40、41に載荷される分布荷重の大きさに応じて生じる、切削可能領域における変位、ひび割れ等を計測し、試験体40、41の強度が確認された。   The strength test performed this time was performed using a known method of loading a distributed load assuming earth pressure or water pressure. Then, by this test, as shown in FIG. 16, the displacement, cracks, etc. in the cuttable region, which occur according to the magnitude of the distributed load loaded on the test bodies 40, 41, are measured. Strength was confirmed.

各試験体40、41に共通する基本仕様について説明する。
試験体40、41は、図13に示すように、外観がほぼ円柱状で、中心を含む部分が円形状に窪んだ構造を有するコンクリート構造物である。すなわち、試験体40、41は、主に外郭を形成するリング状の主構造壁部47と、主構造壁部47よりも薄肉構造であり、窪み部を形成する切削可能領域49を有した樹脂配置壁部48とで構成した。
各試験体40、41の具体的なサイズについては、以下に示す。
全体の外径(主構造壁部の外径)R:2900mm
切削可能領域の外径Q:1800mm
主構造壁部の外径と切削可能領域との間隔r:550mm
The basic specifications common to the test bodies 40 and 41 will be described.
As shown in FIG. 13, the test bodies 40 and 41 are concrete structures having a substantially cylindrical shape and a structure in which a portion including the center is recessed in a circular shape. That is, the test bodies 40 and 41 are resin having a ring-shaped main structure wall portion 47 that mainly forms an outer shell and a cutable region 49 that has a thinner structure than the main structure wall portion 47 and that forms a hollow portion. The arrangement wall portion 48 is used.
Specific sizes of the test bodies 40 and 41 are shown below.
Overall outer diameter (outer diameter of main structural wall) R: 2900mm
Cutting area outer diameter Q: 1800mm
Interval r between outer diameter of main structural wall and cuttable area: 550 mm

そして、試験体40、41の樹脂配置壁部48には、切削可能領域49の面全体に広がるように、長尺樹脂体46を設けている。
長尺樹脂体46:ガラス長繊維強化ポリウレタン発泡樹脂(FFU:Fiber reinforced Foamed Urethane)
A long resin body 46 is provided on the resin arrangement wall 48 of the test bodies 40 and 41 so as to spread over the entire surface of the cuttable region 49.
Long resin body 46: Fiber reinforced foamed urethane foam (FFU)

続いて、各試験体40、41の個別の仕様について説明する。
(実施試験体40)
長尺樹脂体46aが、切削可能領域49に、図14(a)、(b)に示す立体格子部51を形成している。
長尺樹脂体46a:断面形状;正方形、断面サイズ;45mm×45mm
切削可能領域49a:並列する長尺樹脂体46a同士の間隔(部材芯同士の間隔);135mm
Next, individual specifications of the test bodies 40 and 41 will be described.
(Execution specimen 40)
The long resin body 46a forms the three-dimensional lattice portion 51 shown in FIGS. 14A and 14B in the cuttable region 49. FIG.
Long resin body 46a: sectional shape; square, sectional size; 45 mm × 45 mm
Cutting possible region 49a: interval between long resin bodies 46a arranged in parallel (interval between member cores); 135mm

(比較試験体41)
長尺樹脂体46bが、切削可能領域49に、図15(a)、(b)に示す1方向並列配置部53を形成している。
長尺樹脂体46b:断面形状;正方形、断面サイズ;90mm×45mm
切削可能領域49b:並列する長尺樹脂体46d同士の間隔(部材芯同士の間隔);135mm
(Comparative specimen 41)
The long resin body 46 b forms a one-way parallel arrangement portion 53 shown in FIGS. 15A and 15B in the cuttable region 49.
Long resin body 46b: sectional shape; square, sectional size; 90mm x 45mm
Cuttable region 49b: interval between long resin bodies 46d arranged in parallel (interval between member cores); 135mm

上記試験体40、41の破壊時の水圧及び中央変位を表1に示す。   Table 1 shows the water pressure and the central displacement when the test bodies 40 and 41 are broken.

Figure 0005670304
Figure 0005670304

図16及び表1からも明らかなように、実施試験体40と、比較試験体41は、長尺樹脂体の使用量を同一にしているが、立体格子部51を有する実施試験体40の方が、立体格子部51を有さない比較試験体41よりも、破壊時における中央変位及び水圧の大きさが勝っている。すなわち、切削可能領域に立体格子部を形成した方が、使用する長尺樹脂体の量を少なくすることができる上、土圧等に耐え得る強度も高めることができる。   As apparent from FIG. 16 and Table 1, the test specimen 40 and the comparative test specimen 41 use the same amount of the long resin body, but the test specimen 40 having the three-dimensional lattice portion 51 is used. However, the magnitude of the central displacement and the water pressure at the time of destruction is better than that of the comparative test body 41 that does not have the three-dimensional lattice portion 51. That is, when the three-dimensional lattice portion is formed in the cuttable region, the amount of the long resin body to be used can be reduced and the strength that can withstand earth pressure can be increased.

上記実施形態では、切削可能領域2の平面において、均等に立体状の格子点が形成される構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図17に示すように、切削可能領域内において、立体状の格子点が密の部分(密集部)12と、立体状の格子点が疎の部分(散在部)13を形成した構成であっても構わない。この構成を採用した場合、深部側に密集部12を配し、浅部側に散在部13を配する構成にすれば、土圧及び水圧の高い箇所の強度を集中的に高めることが可能となるため、強度とコストの双方の利益を得ることが可能となる。結果的に、市場に、合理的なシールド掘削用土留め壁4を提供することができる。   In the above-described embodiment, the configuration in which three-dimensional lattice points are uniformly formed in the plane of the cuttable region 2 is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, as shown in FIG. In the region, a configuration in which a portion (dense portion) 12 where the three-dimensional lattice points are dense and a portion (scattered portion) 13 where the three-dimensional lattice points are sparse may be formed. When this configuration is adopted, if the dense portion 12 is arranged on the deep side and the scattered portion 13 is arranged on the shallow side, it is possible to intensively increase the strength of the places with high earth pressure and water pressure. Therefore, it is possible to obtain both strength and cost benefits. As a result, a reasonable shield excavation retaining wall 4 can be provided to the market.

上記実施形態では、シールド掘削機9の円形ビットに合わせて切削可能領域2をほぼ円形状に形成したが、本発明はこれに限定されず、切削可能領域2を他の形状に形成しても構わない。例えば、2つの円が連通したような形状等が挙げられる。   In the above embodiment, the cuttable region 2 is formed in a substantially circular shape in accordance with the circular bit of the shield excavator 9, but the present invention is not limited to this, and the cuttable region 2 may be formed in another shape. I do not care. For example, the shape etc. which two circles connected are mentioned.

上記実施形態では、立体格子部11を形成する行方向配列部21と列方向配列部22とを互いに当接させた配置にしたが、本発明はこれに限定されず、行方向配列部21と列方向配列部22とを当接させることなく立体格子部を形成する構成であっても構わない。すなわち、行方向配列部21と列方向配列部22とを互いに離反するようにして立体格子部を形成しても構わない。なお、この場合、格子点における行方向配列部21と列方向配列部22との間に、コンクリートが充填される構成となるが、長尺樹脂体6の積層方向に掛かる土圧等に対する強度が、上記実施形態より劣ることはない。
ただし、格子点に余分に充填されるコンクリートの分だけ切削可能領域の肉厚が増加する場合があるため、切削容易性の観点からすれば、上記実施形態の方が好適である。
In the above embodiment, the row direction arrangement part 21 and the column direction arrangement part 22 forming the three-dimensional lattice part 11 are arranged to contact each other, but the present invention is not limited to this, and the row direction arrangement part 21 and The configuration may be such that the three-dimensional lattice portion is formed without contacting the column direction arrangement portion 22. That is, the three-dimensional lattice portion may be formed so that the row direction arrangement portion 21 and the column direction arrangement portion 22 are separated from each other. In this case, concrete is filled between the row direction arrangement portion 21 and the column direction arrangement portion 22 at the lattice points, but the strength against earth pressure or the like applied in the laminating direction of the long resin bodies 6 is increased. No worse than the above embodiment.
However, since the thickness of the cuttable region may increase by the amount of concrete that is additionally filled in the lattice points, the above embodiment is more preferable from the viewpoint of ease of cutting.

上記実施形態では、セメント混合材としてコンクリートを用いた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、モルタルを用いた構成であっても構わない。ただし、モルタルは、コンクリートを用いた場合よりも、構造体としての強度が劣るため、上記実施形態のようにコンクリートを用いる方が好適である。   In the said embodiment, although the structure using concrete as a cement mixing material was shown, this invention is not limited to this, The structure using mortar may be sufficient. However, since mortar has a lower strength as a structure than when concrete is used, it is preferable to use concrete as in the above embodiment.

上記実施形態では、シールド掘削用土留め壁1の全体形状を矩形状とした構成を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、その他に、円形型、小判型、楕円形型、多芯円形型などであっても構わない。   In the above embodiment, the configuration in which the entire shape of the shield excavation retaining wall 1 is rectangular is shown, but the present invention is not limited to this, and for example, a circular shape, an oval shape, an oval shape, a multi-purpose shape, etc. It may be a circular core type.

1 シールド掘削用土留め壁
2、49 切削可能領域
3、46 樹脂配置壁部
5、47 主構造壁部
6 長尺樹脂体
11、53 立体格子部
15 接続補助部材
20 異形鉄筋(鉄筋)
21 行方向配列部
22 列方向配列部
30 発進立坑
31 到達立坑
32 トンネル
35 積層板
40、41、42 実施試験体
43、44 比較試験体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shield excavation retaining wall 2, 49 Cutting possible area 3, 46 Resin arrangement wall part 5, 47 Main structure wall part 6 Long resin body 11, 53 Three-dimensional lattice part 15 Connection auxiliary member 20 Deformed bar (rebar)
21 row direction arrangement part 22 column direction arrangement part 30 start shaft 31 reach shaft 32 tunnel 35 laminated plates 40, 41, 42 test specimens 43, 44 comparative test specimens

Claims (6)

メント混合材と、金属製の補強材によって形成された土留め壁において、前記土留め壁の一部にシールド掘削機によって切削可能な切削可能領域を備えたシールド掘削用土留め壁であって、
長繊維で補強された発泡樹脂成形体を長尺状に形成した長尺樹脂体を複数有し、
前記切削可能領域は、一の長尺樹脂体を他の長尺樹脂体と立体的に重なり合って交差させた立体格子部を有し、
前記セメント混合材を前記長尺樹脂体に付着させて形成した長尺樹脂体とセメント混合材の複合体を備えていることを特徴とするシールド掘削用土留め壁。
A cement admixture, in earth retaining wall formed by metal reinforcing member, a shield excavating soil retaining wall with a cuttable cuttable region by a shield excavator in a part of the earth retaining wall,
Having a plurality of long resin bodies formed into a long foam resin molded body reinforced with long fibers,
The cutting region may have a three-dimensional grid part crossed overlap one of the long resin body and sterically other elongated resin body,
A shield wall for shield excavation, comprising a composite of a long resin body and a cement mixture formed by adhering the cement mixed material to the long resin body .
前記複合体は、行方向に複数の長尺樹脂体を配列して1つの平面を形成した行方向配列部と、列方向に複数の長尺樹脂体を配列して前記1つの平面とは別の平面を形成した列方向配列部を有し、
行方向配列部と列方向配列部は、互いに立体交差して立体格子部を形成していることを特徴とする請求項1に記載のシールド掘削用土留め壁。
The complex is different from the row direction sequence portion forming a single plane by arranging a plurality of elongate resin members in the row direction, and the single plane by arranging a plurality of elongate resin body in the column direction A column direction arrangement part that forms a plane of
The earth retaining wall for shield excavation according to claim 1, wherein the row direction arrangement portion and the column direction arrangement portion are three-dimensionally crossed to form a solid lattice portion .
長尺樹脂体は、積層板を複数積層して形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のシールド掘削用土留め壁。   The earth retaining wall for shield excavation according to claim 1 or 2, wherein the long resin body is formed by laminating a plurality of laminated plates. 前記長尺樹脂体が有する長繊維は、ガラス製であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁。   The earth retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 3, wherein the long fibers of the long resin body are made of glass. 立体格子部は、前記切削可能領域の平面において、一の長尺樹脂体と他の長尺樹脂体が交差した複数の格子点を有しており、
前記切削可能領域において、格子点が密となる密集部と、格子点が疎となる散在部とを有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁。
The three-dimensional lattice portion has a plurality of lattice points where one long resin body intersects with another long resin body in the plane of the cuttable region,
The earth retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a dense portion where lattice points are dense and a scattered portion where lattice points are sparse in the cuttable region.
前記金属の補強材は、鉄筋であり、
長尺樹脂体の端部には、金属製の補助接続端部材が設けられており、
鉄筋は、補助接続端部材を介して接合されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシールド掘削用土留め壁。
It said metal reinforcing member is a reinforcing bar,
At the end of the long resin body, a metal auxiliary connection end member is provided,
The earth retaining wall for shield excavation according to any one of claims 1 to 5, wherein the reinforcing bars are joined via auxiliary connection end members.
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