JP5960787B2 - オープンシールド工法におけるシールド機撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法に関する。

オープンシールド工法は、開削工法（オープンカット工法）とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法で、下水道、雨水渠、農業用水路等の管布設工事における軟弱帯水地盤・曲線施工・家屋近接等、在来の工法では施工困難もしくはコスト高とされる施工箇所において、周辺環境への影響を最小におさえ、かつ安全、経済的な施工を可能するものである。

先にこのオープンシールド工法を説明すると、図１５〜図１７に示すように図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板１ａを主たる構成部材としてその間を底板や梁部材で連結して前面、後面及び上面を開口し、先端を刃口２として形成し、また側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ３を後方に向け上下に複数並べて配設する。側壁板１ａの先端部にはスライド自在な可動側壁板１ｂを設けた。

図中７は、推進ジャッキ３の後端に適宜上方から吊り下ろして配設する受圧部材で、ボックス鋼材又は型鋼を用いた枠体よりなる。また、図中８はオープンシールド機１内に前部の掘削部と後部とを区画する隔壁である。

オープンシールド工法は発進立坑９と到達坑との間で施工される。図示は省略するが発進立坑９内で前記オープンシールド機１を組立、発進立坑９の前の地盤を地上に設置したシャベル系の掘削機６で掘削し、該オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進立坑９内の反力壁１０に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４を上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。

推進ジャッキ３と反力壁１０の間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。

また、発進立坑９はシートパイル等の土留矢板１１、鏡土留矢板１１ａ、支保工１２で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの鏡土留矢板１１ａを一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入等で発進立坑９の前方部分に地盤改良１３を施しておくこともある。

次いで、同様に掘削機６でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土してオープンシールド機１を前進させ、前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部内に吊り下ろす。

なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙にグラウト材を充填する。

以下、同様の掘進及びコンクリート函体４のセット工程を繰り返して、順次コンクリート函体４を縦列に地中に埋設し、コンクリート函体４同士はＰＣ鋼棒１５で締結し、さらに、コンクリート函体４の側方に可塑状裏込注入材４４をコンクリート函体４に形成したグラウト孔を利用して注入する。

ブルドーザやショベル等を使用して後方のコンクリート函体４上に埋戻土５を施し、振動ローラ等でかため、図示は省略するがオープンシールド機１が到達立坑まで達したならばこれを分解・撤去して工事を完了する。

発進立坑９は前記のように切梁支保工形式の土留め構造であり、シートパイル等の土留矢板１１、鏡土留矢板１１ａ、支保工１２で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの鏡土留矢板１１ａを一部鏡切りする必要がある。

また、薬液注入等で発進立坑９の前方部分、坑口に地盤改良１３を施しておくことが必要になることもある。

到達立坑については図示はないが、前記発進立坑９と同様のシートパイル等の土留矢板、鏡土留矢板、支保工で構成し、オープンシールド機１を到達立坑内へ到達させるにはこの鏡土留矢板を一部鏡切りする。

また、到達立坑に腹起こしがある場合はシールド機が入坑する際、事前にオープンシールド機１の上段部を撤去する。

さらに、到達立坑も鏡土留矢板を一部鏡切りするものであり、この到達立坑側からオープンシールド機１に対しては向掘りを行い、また、土砂が入り込まないように上に覆工板を施す。

下記特許文献は、発進立坑を築造して、発進立坑からオープンシールド機を発進する場合に、発進立坑の切梁支保工を支障なく撤去でき、鏡切りが不要であり、発進立坑の坑口の地盤改良の必要が無く、安価かつ工期の短縮が可能となるものとして提案されている。
特開２０１２−９２６０１号公報

この特許文献１は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長して反力壁もしくはコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降してセットする工程とを適宜繰り返してコンクリート函体を縦列に順次埋設するオープンシールド工法において、オープンシールド機は、側壁板を上下段に適宜分割して、ボルト接合で組立可能であり、発進立坑築造後、オープンシールド機の組立に応じて、オープンシールド機より上の支保工を撤去し、立坑内のオープンシールド機側部を埋戻土または処理土で埋め戻し、オープンシールド機の組立完了後、鏡土留矢板を引き抜き、オープンシールド機を発進させるものである。

前記特許文献１によれば、発進立坑の坑口の地盤改良の必要が無いので、安価かつ工期の短縮が可能であり、鏡土留矢板は引き抜きのため、鏡切りが不要なので、安価で安全かつ工期の短縮が可能であり、オープンシールド機の据付が、全て立坑内で設置でき、土被りがある場合、シールド機側壁板立ち上げ用の立坑等の仮設が不要となり、安価かつ工期の短縮が可能となる。

発進立坑については工夫がなされているものの、オープンシールド工法での到達立坑については従来これに関する特許文献は存在しない。

本発明の目的は前記従来例の発進立坑の工夫だけでなく、到達側においても到達立坑では、オープンシールド機の到達時に到達立坑の鏡切の工種が必要なく、シールド機に対して向掘りすることや入坑前にシールド機上段部を撤去する必要がないので工程を減らすことができるオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、到達立坑は鋼矢板を打設した平面コ字形で、シールド機到達方向を開放したものとし、この開放口内方に地盤改良を施し、当該地盤改良を貫通してシールド機およびコンクリート函体端部を到達立坑内に進入させ、地盤改良の部分の端にシールド機の上段部に相当する部分に坑口土留めを設置し、到達立坑内の上段を掘削し、この掘削して外側に土が無くなったシールド機の上段部材を撤去し、掘削した到達立坑内の上段の内側に支保工を架設し、到達立坑内の中段を掘削し、シールド機の中段部を撤去し、中段部まで坑口土留めを施し、到達立坑内の下段を掘削し、下段まで坑口土留めを施し、シールド機の下段部材を撤去することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、到達立坑は平面コ字形でシールド機到達方向を開放したものであるので、オープンシールド機の到達方向が開放されていて鏡切を行う必要がなく、その結果、到達立坑からオープンシールド機に対して向かい掘りする必要もなく、シールド機を入坑できる。この入坑の際には開放口内方に地盤改良を施されているので、地盤を荒らさずに入坑できる。

また、オープンシールド機を入坑する際は到達立坑は鋼矢板を打設した段階でありオープンシールド機外方には土砂があるので、到達立坑は切梁や腹起こしを設けずともすみ、腹起こしがないので入坑前にシールド機上段部を撤去する必要もない。

オープンシールド機を入坑後、地盤改良部の端に坑口土留めを設置して順次、上段、中段、下段と段階的に立坑内掘削を行い、その都度支保工を設置して、上段、中段、下段と段階的にオープンシールド機を解体して撤去できる。

以上述べたように本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法は、到達立坑側では、オープンシールド機の到達時に到達立坑の鏡切の工種が必要なく、シールド機に対して向掘りすることや入坑前にシールド機上段部を撤去する必要がないので工程を減らすことができるオープンシールド機の到達時にシールド機を向掘りする覆工板が必要なく、また、鏡切の工種が必要なく、さらに、入坑前にシールド機上段部を撤去する必要がないので工程を減らすことができるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図７は本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の各工程を示す平面図、図１０〜１４は図３〜図７のＡ−Ａ線断面図である。

図中１はオープンシールド機、４はコンクリート函体で、オープンシールド工法については前記図１５〜図１７で説明した通りであり、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機１の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体４を反力にしてシールド機１を前進させる工程と、シールド機１のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体４を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体４を縦列に埋設するものである。

図示の例では、本実施形態のオープンシールド機１は機体を前後方向で複数に分割し、フロント部３２としての前方の機体の後端にテール部３３としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で中折れ部３４を形成して屈曲可能とした。

前記フロント部３２は主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキ１５を左右によせて、また上下複数段に配設した。

これに対してテール部３３はコンクリート函体４の設置を行うもので、底板５を有し、機体内で前部に後方へ向けて推進ジャッキ(シールドジャッキ)１４を左右によせて、また上下複数段に配設している。図中１６は可動側壁板１ｂを出し入れする刃口ジャッキである。

図１において、図中１７は鋼矢板を打設してなる到達立坑であるが、到達立坑１７はシールド機到達方向を開放した平面コ字形のものとして形成した。

到達立坑１７の開放口内方に薬液注入工法等で地盤改良１８を施す。

図２に示すように当該地盤改良１８を貫通してシールド機１およびコンクリート函体４の端部を到達立坑１７内に進入させ、図３に示すように地盤改良１８の部分の端に坑口土留め１９を設置する。図１０に示すようにこの坑口土留め１９はシールド機１の上段部に相当する部分でよい。

前記シールド機１およびコンクリート函体４の端部を到達立坑１７内に進入は前記シールド工法の延長であり、オープンシールド機１の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体４を反力にしてシールド機１を前進させる工程と、シールド機１のテール部１ｂ内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体４を上方から吊り降して既設コンクリート函体４に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体４を縦列に埋設するものである。

図中２０はコンクリート函体４の外方に施す裏込注入材である。

到達立坑１７内の上段を掘削し、この掘削して外側に土が無くなったシールド機１の上段部材を撤去する。（図１０参照）

次いで図４に示すように掘削した到達立坑１７内の上段の内側に支保工２１を架設し、図５に示すように到達立坑１７内の中段を掘削し、シールド機１の中段部を撤去し、中段部まで坑口土留め１９を施す。この到達立坑１７内の中段の掘削、シールド機１の中段部を撤去および坑口土留め１９の設置は複数段（工程）に分けて行うことができる。

図６、図１３に示すように、到達立坑１７内の下段を掘削し、下段まで坑口土留め１９を施し、図７、図１４に示すようにシールド機１の下段部材を撤去する。これにより、シールド機１はすべて撤去される。

本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第１工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第２工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第３工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第４工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第５工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第６工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第７工程を示す平面図である。 本発明のオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法の第２工程を示す縦断側面図である。 図８のＢ−Ｂ線半断面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図４のＡ−Ａ線断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 図６のＡ−Ａ線断面図である。 図７のＡ−Ａ線断面図である。 オープンシールド工法の掘進工程を示す縦断側面図である。 オープンシールド工法のコンクリート設置工程を示す縦断側面図である。 オープンシールド工法の概要を示す斜視図である。

１…オープンシールド機
１ａ…側壁板 １ｂ…可動側壁板
２…刃口 ３…推進ジャッキ
４…コンクリート函体 ５…埋戻土
６…掘削機 ７…受圧部材
８…隔壁 ９…発進立坑
１０…反力壁 １１…土留矢板
１１ａ…鏡土留矢板 １２…支保工
１３…地盤改良 １４…推進ジャッキ（シールドジャッキ）
１５…中折ジャッキ １６…刃口ジャッキ
１７…到達立坑 １８…地盤改良
１９…坑口土留め ２０…裏込注入材
２１…支保工
３２…フロント部 ３３…テール部
３４…中折れ部 ４４…可塑状裏込注入材

Claims (1)

1. 左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、到達立坑は鋼矢板を打設した平面コ字形で、シールド機到達方向を開放したものとし、この開放口内方に地盤改良を施し、当該地盤改良を貫通してシールド機およびコンクリート函体端部を到達立坑内に進入させ、
   地盤改良の部分の端にシールド機の上段部に相当する部分に坑口土留めを設置し、
   到達立坑内の上段を掘削し、この掘削して外側に土が無くなったシールド機の上段部材を撤去し、
   掘削した到達立坑内の上段の内側に支保工を架設し、到達立坑内の中段を掘削し、シールド機の中段部を撤去し、中段部まで坑口土留めを施し、
   到達立坑内の下段を掘削し、下段まで坑口土留めを施し、シールド機の下段部材を撤去する
   ことを特徴としたオープンシールド工法におけるシールド機撤去方法。

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