JP5840551B2 - 地下壁の構造と芯材の撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、地下壁の構造と芯材の撤去方法に関するものである。

例えばシールド掘進機を発進させるための発進立坑の壁面は、地下壁によって構築してある。
シールド掘進機を発進する場合には、この地下壁の一部を事前に切断して地山を露出させた状態でシールド機を発進させることになる。
しかし地山の崩壊を阻止するために構築した地下壁は、Ｈ型鋼などの鋼材を芯材としてその周囲をコンクリートやソイルセメントで固めた強固な構造である。
そのために発進時には、特に鋼材部分を切断する作業に時間と労力を要している。
そのような切断工程を簡略化するために、図８に示すような構造が開発されている。（特許文献１）
この構成は、ウエブｃ前後のＨ型鋼のフランジａの間に箱体ｂ、袋体を設置する構造である。

特開２００９−１３６２６号公報

前記した特許文献１に記載したような従来の地下壁の構造にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞ 開削側からみて前後のフランジ間に箱体が位置しているだけで、その他の部分はすべてソイルセメントで充填してある。
＜２＞ 隣接する鋼材と鋼材との間に距離があるが、その間隔はすべてソイルセメントなどで充填した状態である。
＜３＞ そのためにフランジの切断ができても、鋼材間に充填しているソイルセメントの撤去の工程が必要となる。
＜４＞ さらに開削側からみて後方のフランジは、その背面にソイルセメントが充填しているから、切断のガスが背面に抜けることがなく、切断効率が悪い。

上記のような課題を解決するために、本発明の地下壁の構造は、ソイルセメントやコンクリート内に、芯材としてＨ型鋼を複数埋設した地下壁の構造であって、地下壁の一部を開設する予定範囲において、Ｈ型鋼の開削側と地山側のフランジ間および隣り合うＨ型鋼のウエブ間に、全体として密に介在するように設置する、少なくとも１つの作業室型枠と、Ｈ型鋼の切断予定位置の地山側のフランジの裏面に設け、ソイルセメントなどが充填されない、中空空間と、を有することを特徴としたものである。
前記作業室型枠は、比重が１よりも大きな材料を、中空容器または軽量部材に加えて構成することができる。
また本発明の、前記した地下壁の構造における、芯材の撤去方法は、前記作業室型枠の開削側表面まで開削を進め、表面が露出した作業室型枠を取り出して、前記Ｈ型鋼の開削側のフランジの背面側に、奥行きがウエブの寸法、幅が隣接するウエブ間の寸法、および高さがＨ型鋼の上下の切断線の間隔より広い寸法の作業室を形成し、前記作業室および前記中空空間をガス切断の吹き抜け部として、前記Ｈ型鋼を撤去することを特徴とするものである。

本発明は以上説明したようになるから次のような効果の少なくともひとつを得ることができる。
＜１＞ ソイルセメントなどに埋設したＨ型鋼と、それと隣接するＨ型鋼との間には、解体が容易な作業室型枠が位置しており、そこにはソイルセメントなどが充填されていない。
＜２＞ そのために作業室型枠を解体するだけで、隣接するＨ型鋼の間に広い作業室を作ることができる。
＜３＞ 作業室が形成できると、Ｈ型鋼の開削側フランジの裏にはソイルセメントなどの充填材が存在しなくなるから、開削側のフランジの切断際にガスが吹き抜けることになり、効率よく開削側フランジの切断を行うことができる。
＜４＞ さらにこの作業室が確保できるので、この作業室に切断工具や作用員の半身を位置させて切断作業を行うことができ、地山側のフランジのガス切断も容易である。
＜５＞ 地山側のフランジのガス切断に際しては、その裏側にはソイルセメントなどが充填しない空間が形成してあるので、やはりガスが吹き抜けて効率のよい切断を行うことができる。

一般の鏡切の例の説明図。 本発明の地下壁に設置するＨ型鋼の説明図。 図２のＨ型鋼の裏側の説明図。 地下壁の一面を開削した状態の説明図。 開削直後の地下壁の断面図。 作業室でフランジを切断している状態の説明図。 図６の平面からの説明図。 従来のＨ型鋼の一例の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞対象とする地下壁
本発明の対象とする地下壁Ａは、ソイルセメントやコンクリート内にＨ型鋼１を芯材として埋設した地下壁Ａを対象にしたものである。
そしてこの地下壁Ａの一部に、例えばシールド掘進機Ｂを発進させるために、事前に「鏡切Ｃ」という開口を行うことを前提とした地下壁Ａである。

＜２＞Ｈ型鋼
Ｈ型鋼１は、２枚の平行したフランジ１１の間を、それと直交するウエブ１２で接続した、断面Ｈ字状の鋼材である。
地下壁Ａを構築するには、まずオーガー削孔機などで削孔し、その内部にセメントを噴射圧入したり、置き換えたりして地中に鉛直のソイルセメントの柱を構築する。
そしてこのセメント分が硬化する前に、内部にＨ型鋼１を沈めて硬化を待つと、地中に地下壁Ａを構築することができる。
この場合にＨ型鋼１は、壁Ａの芯材として作用するので、適当な間隔だけ離して位置させる。
したがって各Ｈ型鋼１と、それと隣接するＨ型鋼１との間はソイルセメントなどが充填していることになる。

＜３＞Ｈ型鋼の切断予定線（図４）
Ｈ型鋼１の切断は、地下壁Ａを正対して見た場合に、円形、楕円形、矩形の線状にガスで切断して行く。
したがって１本のＨ型鋼１においては、上下に二か所の切断予定線２が発生する。

＜４＞作業室型枠
Ｈ型鋼１は、ソイルセメントの内部に沈降させる前に、工場においてフランジ１１の間に作業室型枠３を取り付ける。
この作業室型枠３の取り付け位置は、上記した上下の切断予定線２の外側まで達するように取り付ける。
すなわち上の切断予定線２よりも上部の位置から、下の切断予定線２よりも下の位置までである。
この作業室型枠３は、解体が容易な発泡スチロールのブロックや木製の中空容器などを使用することができる。
またこの作業室型枠３は、単にフランジ１１の間に位置するだけではなく、隣接するＨ型鋼１の側に向けて突出した状態で設置する。
この突出寸法は、相対向するＨ型鋼１のウエブ１２間の距離の半分である。
したがって、複数のＨ型鋼１を配置した場合に、各Ｈ型鋼１に設置した作業室型枠３の外側の面は、隣接するＨ型鋼１の作業室型枠３の外側の面と密着状態に設置することになる。
作業室型枠３をＨ型鋼１のフランジ１１間に取り付けるには、例えば図３に示すようにフランジ１１の間に水平に棚板１３を突設してその棚板１３間に挟み込めば容易に取り付けることができる。

＜５＞作業室型枠の浮き上がり防止
作業室型枠３として中空の容器や発泡スチロールで構成した場合、Ｈ型鋼１をソイルセメントＤ内に立て込むときに浮力が作用して正確な位置に設置できない可能性がある。
そのために作業室型枠３が中空の容器であった場合にはその内部に水や砂など比重が１よりも大きい材料を充填する。
中空容器内に水や砂を充填する場合に、漏水や充填の手間をなくすためにビニールなどの袋に入れて充填すると作業が簡単である。
また作業室型枠３が発泡スチロールなどの軽量部材である場合には、その一部に砂などを充填した袋を設置すればよい。
そのように比重の大きい材料を添えることで、Ｈ型鋼１のソイルセメントＤ内への建込みの際に働く浮力を低減して、精度のよい建込みを行うことができる。

＜６＞背面箱抜き
上記したように、Ｈ型鋼１には上下に二か所の切断予定線２がある。
そのＨ型鋼１の切断予定線２のフランジ１１の背面側に箱抜き４を設ける。
この場合に箱抜き４とは、ソイルセメントＤが入り込まないようにつくった中空の容器のことであり、ソイルセメントＤの圧力で変形しない強度を保持できれば、鋼製、木製、合成樹脂製などその材料は問わない。
また、ここで背面側とは、開削側から見てＨ型鋼１の奥のフランジ１１の裏側を意味する。
この箱抜き４を、Ｈ型鋼１の背面側フランジ１１の裏側に配置して中空の空間を形成しておけば、背面側のフランジ１１をガス切断する場合に、背面にはソイルセメントＤが充填してないから、ガスが裏側に吹き抜けて効率の良い切断を行うことができる。

＜７＞施工方法
次の上記の構成を利用した施工法について説明する。

＜８＞地下壁の構築
アースオーガー削孔機で地山を鉛直柱状に撹拌し、排土せずに内部にセメントを噴射してソイルセメントＤの撹拌柱を形成する。
セメントが硬化する前に、上記した構造のＨ型鋼１を撹拌柱の内部に沈降させて設置する。
この作業を連続して行い、上記の構造のＨ型鋼１を一定間隔を介して沈降設置し、セメント分を硬化させれば、地下壁Ａを構築することができる。
なおこの方法は一例であって、他にも多数の地下壁Ａの構築方法が公知であるから、図の方法に限定するものではないが、鉛直状態のＨ型鋼１が一定間隔を介して林立しているような地下壁Ａが対象となる。
こうしてＨ型鋼１の切断予定範囲の切断線２の位置に、作業室型枠３と箱抜き４を位置させたＨ型鋼１群の設置を行う。

＜９＞開削
地下壁Ａを構築する目的は、その後に地下壁Ａの一側を開削した場合の地山の崩壊を阻止するためのである。
そこで上記の工程で設置した地下壁Ａの一側を、公知の手段で開削して、例えばシールド掘進機Ｂの発進立坑を構築する。
開削する際に、Ｈ型鋼１および作業室型枠３の開削側表面に付着しているソイルセメントＤの層も剥離させてＨ型鋼１のフランジ１１の表面、作業室型枠３の開削側表面を露出させる。

＜１０＞鋼材間の空間の形成
作業室型枠３は、例えば発泡スチロールのブロックや、木製の中空容器のような、解体、撤去が容易な材料で構成してある。
開削側にその表面が露出したら、人力やブレーカーなどを使用して作業室型枠３を解体して、フランジ１１の間から取り出す。
すると隣接するＨ型鋼１間において、奥行きがウエブ１２の寸法、幅が隣接するウエブ１２間の寸法、そして高さがＨ型鋼１の上下の切断線の間隔より広い寸法の作業室５を形成することができる。

＜１１＞Ｈ型鋼の切断
Ｈ型鋼１の開削側のフランジ１１は、その背面に上記の作業室５が形成してあるから、ガス切断の場合にガスがフランジ１１の裏まで吹き抜けて効率のよい切断を行うことができる。
その後、ウエブ１２の切断と、背面側フランジ１１の切断を行う。
ウエブ１２の切断も、その背面には、ウエブ１２を挟んで隣接する作業室５が形成してあるから、切断が容易である。
次に背面側のフランジ１１の切断を行うが、この作業では、切断用具や作業員の半身を作業室５に入れることができるので、きわめて容易に行うことができる。
さらに背面側フランジ１１の切断線付近の背面には背面箱抜き４が位置していてソイルセメントＤが充填されていない中空空間であるため、ガスが吹き抜けてその作業はさらに効率的である。

＜１２＞鏡切り
事前に地下壁Ａの背面の地山には薬液注入を行って補強しておく。
そして開口予定線２に位置するＨ型鋼１の上下二か所を上記の工程で切断したら、その間のＨ型鋼１を引き出して撤去する。
その後、開口部に接近して設置してあるシールド掘進機Ｂを発進させる。
Ｈ型鋼１を撤去した後の背面側にはソイルセメントＤが残っているが、強度は大きくないので、シールド掘進機Ｂのカッタで切削が可能である。

１：Ｈ型鋼
２：切断予定線
３：作業室型枠
４：背面箱抜き
５：作業室

Claims (3)

1. ソイルセメントやコンクリート内に、芯材としてＨ型鋼を複数埋設した地下壁の構造であって、
   地下壁の一部を開設する予定範囲において、Ｈ型鋼の開削側と地山側のフランジ間および隣り合うＨ型鋼のウエブ間に、全体として密に介在するように設置するとともに、解体が容易な、少なくとも１つの作業室型枠と、
   Ｈ型鋼の切断予定位置の地山側のフランジの裏面に設け、ソイルセメントなどが充填されない、中空空間と、
   を有することを特徴とする、地下壁の構造。
2. 前記作業室型枠を、比重が１よりも大きな材料を、中空容器または軽量部材に加えて構成したことを特徴とする、請求項１に記載の地下壁の構造。
3. 請求項１または２に記載の地下壁の構造における、芯材の撤去方法であって、
   前記作業室型枠の開削側表面まで開削を進め、
   表面が露出した作業室型枠を取り出して、前記Ｈ型鋼の開削側のフランジの背面側に、奥行きがウエブの寸法、幅が隣接するウエブ間の寸法、および高さがＨ型鋼の上下の切断線の間隔より広い寸法の作業室を形成し、
   前記作業室および前記中空空間をガス切断の吹き抜け部として、前記Ｈ型鋼を撤去することを特徴とする、
   芯材の撤去方法。

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