JP6104991B2

JP6104991B2 - オープンシールド機

Info

Publication number: JP6104991B2
Application number: JP2015130766A
Authority: JP
Inventors: 植村　誠; 誠植村; 賢治郎植村; 廣明竹川
Original assignee: 植村　誠; 誠植村; 賢治郎植村
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2035-06-30
Also published as: JP2017014758A

Description

本発明は、オープンシールド工法に使用するオープンシールド機に関するものである。

周知のごとくオープンシールド工法は、開削工法（オープン工法）とシールド工法の長所を生かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法では、シールド機を前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としてカーブ施工を可能としたり、方向修正を行えるようにしたものがある。

その一例を説明すると、オープンシールド機１は、図５に示すように基本的には左右の側壁板１ａ，１ｂとこれら側壁板１ａ，１ｂと同程度の長さでその間を連結する底板１ｃとからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。

該オープンシールド機１は図６に示すように機体を前後方向で複数に分割し、フロント部２としての前方の機体の後端にテール部３としての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能とした。

フロント部２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４を左右によせて、また上下複数段に配設している。

これに対してテール部３はコンクリート函体８の設置を行うもので、機体内で前部に後方へ向けてシールドジャッキ５を左右によせて、また上下複数段に配設している。図中６はフロント部２の前端に設けた可動分割刃口、７はテール部３の後端に設けた側方土留板、９はストラット、１０はプレスバー（押角）である。

前記側方土留板７は図６に示すようにテール部３の後端に蝶番で可動に取り付くものであり、土砂の崩壊を防止する。

このようなオープンシールド機１を使用するオープンシールド工法は、図７〜図１０に示すように、発進坑と到達坑との間で施工される。発進坑１１内で前記オープンシールド機を組立て、発進坑１１の前の地盤を地上に設置したショベル系の掘削機１２で掘削し、該オープンシールド機１のシールドジャッキ５を伸長して発進坑１１内の反力壁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８を上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部３内で縮めたシールドジャッキ５の後方にストラット９およびプレスバー１０とともにセットする。

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

次いで、同様に掘削機１２でフロント部２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８の前に第２番目のコンクリート函体８をテール部３内に吊り降す。以下、同様の掘進及びコンクリート函体８のセット工程を繰返して、順次コンクリート函体８を縦列に地中に埋設し、後方のコンクリート函体８上にダンプ１４で埋戻しを施し、オープンシールド機１が到達坑１３まで達したならばこれを分解・撤去して工事を完了する。図中１５はグラウト機である。

ところで、オープンシールド機１の掘進はシールドジャッキ５を伸長だけでなく、このシールドジャッキ５を固定して中折ジャッキ４の伸長でテール部３に対してフロント部２を進めることでも行なわれ、シールドジャッキ５と中折ジャッキ４との２段階で押し進める。

その際、中折ジャッキ４のうち、左右いずれかを多く伸長させればフロント部２はその反対側に向きを変え、その方向に曲がる。また、上下いずれかを多く伸長させればフロント部２はその反対側に向きを変え、上向きまたは下向きに曲がる。このようにしたカーブ施工または方向修正が可能である。

このようなカーブ施工または方向修正の場合、側方土留板７は可動して向きをオープンシールド機１の進行方向に合わせることができる。

しかし、前記従来のシールド機では、フロント部の後端にテール部の前端が隙間を存して嵌合するすなわち遊嵌するものであり、隙間から地下水や土砂が入り込み、その結果として屈曲のための余裕空間を無くしたりするおそれがあった。

下記特許文献は簡単な構成をシールド機に付加するだけで、地下水や土砂等の浸入を確実に防止できるオープンシールド機として提案されたものである。
特許第５２３１５０８号公報

図１１、図１２に示すように、左右側壁板１ａ，１ｂと底板１ｃからなる機体を前後方向でフロント部２とテール部３に分割し、フロント部２の後端にテール部３の前端が嵌入して、相互の嵌合部で屈曲可能としたオープンシールド機１において、フロント部２とテール部３が接合する中折れ部１６にワイヤーブラシ１８を配設し、また、フロント部２とテール部３間に、浮き上がり防止部材として、フロント部かテール部の梁材１７の下面に一方をボルト止め等で固定し、他方を梁材の下面に固定せずに摺動自在に接合させる桁材１９を架設した。

ワイヤーブラシ１８は、左右側壁板１ａ，１ｂで、中折れ部１６の前後方向に２連に設ける。また、ワイヤーブラシ１８は、底板１ｃ間にも設ける。フロント部２にはフロント部隔壁２１を固定的に設け、テール部にテール部前端隔壁２０を固定的に設ける。

特許文献１によれば、フロント部２の後端にテール部３の前端が隙間を存して嵌合するすなわち遊嵌する隙間には、ワイヤーブラシ１８が配設してあり、これが地下水や土砂が入り込みを阻止するとともに、浮き上がり防止部材として桁材１９がフロント部２とテール部３を上下に拘束して、オープンシールド機１の底部からの地下水、土砂の浸入を防止できる。

さらに、桁材１９がフロント部２とテール部３を上下に拘束する一例として、フロント部かテール部の梁材下面を利用することで、簡単かつ合理的に実現できる。

前記特許文献１は、ワイヤーブラシ１８は左右側壁板１ａ，１ｂに固定的に設けるものであり、不用時にも存在するし、フロント部２とテール部３を嵌合させる際にこのワイヤーブラシ１８を潰して痛めるおそれもある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、機体を前後方向で複数に分割し、前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、隙間を存して嵌合する、すなわち遊嵌させて相互の嵌合部で屈曲可能とするのに、地下水が高い条件で施工する場合に、必要に応じて中折れ部止水板をセットすることができ、これにより地下水や土砂等の浸入を確実に防止できるオープンシールド機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、左右側壁板と底板からなる機体を前後方向でフロント部とテール部に分割し、フロント部の後端にテール部の前端を嵌入させ、フロント部に後方へ向けて中折ジャッキを設けてフロント部とテール部が相互の嵌合部で屈曲可能とした中折れ部を形成し、テール部の後端に側方土留板をヒンジで設けたオープンシールド機において、フロント部とテール部が接合する中折れ部に、側辺および下辺に沿って止水ブラシを配設した中折れ部止水板をテール部前端に沿わせて吊り降ろし設置可能とし、中折れ部止水板の上端を押さえるように、フロント部に浮き上がり防止部材を着脱自在に取り付け、中折れ部止水板に中折ジャッキを押し当てるようにしたこと要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、中折れ部止水板はテール部前端に沿わせて吊り降ろし設置可能なものであり、これを必要に応じて吊り下すことで同時に止水ブラシもセットでき、地下水や土砂等の浸入を確実に防止できる。

その時、中折れ部止水板に中折ジャッキを押し当てることで、中折れ部止水板を動かないように固定できる。

また、浮き上がり防止部材により中折れ部止水板の上端を押さえることでより確実に中折れ部止水板を固定できるが、この浮き上がり防止部材は中折れ部止水板を吊り下してから取付けることができ、中折れ部止水板を吊り下し設置の邪魔になることがない。

また、中折ジャッキを縮小して中折れ部の固定を解除した場合でも浮き上がり防止部材により中折れ部止水板の押さえ込みを維持できる。

以上述べたように本発明のオープンシールド機は、機体を前後方向で複数に分割し、前方の機体の後端に後方の機体の前端が嵌入して、隙間を存して嵌合する、すなわち遊嵌させて相互の嵌合部で屈曲可能とするのに、地下水が高い条件で施工する場合に、必要に応じて中折れ部止水板をセットすることができ、これにより地下水や土砂等の浸入を確実に防止できるものである。

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は本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の縦断側面図、図２は同上平面図、図３は同上縦断正面図で、オープンシールド機の中折れ部を中心に示したものである。

オープンシールド機１の概要については、前記図１１、図１２に示すように機体を前後方向で複数に分割し、テール部３の前端は縮径してフロント部２の後端に入り込むもので、これによりフロント部２とテール部３との間には隙間が確保され、これが中折れ部１６となる。

フロント部２とテール部３はいずれも左右側壁板１ａ，１ｂ間に梁板１７を架設して矩形の機体とし、このうち、フロント部２は可動分割刃口６を有する前端と上面を開放面としてあり、中央にフロント部隔壁２１を形成し、機体内でこのフロント部隔壁２１よりも後部に、後方へ向けて中折ジャッキ４を左右によせて、また上下複数段に配設した。

一方、テール部３は機体内のジャッキ部３ａで前部に後方へ向けてシールドジャッキ５を左右によせて、また上下複数段に配設している。

図中２７は可動分割刃口（図示せず）のスライドジャッキである。

本発明は、フロント部２とテール部３が接合する中折れ部１６で、中折れ部止水板２２をテール部３の前端に沿わせて吊り降ろしての設置が可能とした。

図４に示すように、該中折れ部止水板２２はある程度厚みと重さのある鋼製板であり、図３に示すようにテール部３の前端にあるテール部前端隔壁２０をほぼ覆う大きさで、側縁にはフロント部２の左右側壁板１ａ，１ｂに当接する止水材２３をはめ込んだ。図３中２６はテール部前端隔壁２０に形成する点検口である。

そしてこの中折れ部止水板２２の側辺および下辺に沿って止水ブラシ２４を取付けた。止水ブラシ２４はワイヤーブラシであり、多数本のワイヤーの一端部を取付金具で縛束してなるもので、トンネル掘削でのシールド工法において、裏込注入の止めとしてシールド機のテールシールに用いられるワイヤーブラシが利用できる。

前記中折れ部止水板２２の上端を押さえるように、フロント部２に浮き上がり防止部材２５を着脱自在に取り付ける。浮き上がり防止部材２５にはＨ形鋼による桁材が利用でき、フロント部２の梁の下面にボルト止め等で固定する。

次に使用法について説明する。地下水が高い場所では、クレーンで吊り下ろして、中折れ部１６に止水ブラシ２４を装備した中折れ部止水板２２を設置する。

フロント部２に浮き上がり防止部材２５を装備し、中折れ部止水板２２の浮き上がりを防止する。

中折ジャッキ４により中折れ部止水板２２をテール部３の前端に押し当てて固定する。

このように中折れ部止水板２２を固定することにより、中折れ部止水板２２側部、底部からの地下水の侵入を止水ブラシ２４をもって防止する。

本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の縦断側面図である。本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の平面図である。本発明のオープンシールド機の１実施形態を示す要部の縦断正面図である。図２の部分拡大詳細図である。オープンシールド機の概要を示す縦断正面図である。オープンシールド機の概要を示す縦断側面図である。オープンシールド工法の第１工程を示す側面図である。オープンシールド工法の第２工程を示す側面図である。オープンシールド工法の第３工程を示す側面図である。オープンシールド工法の第４工程を示す側面図である。従来例を示す平面図である。従来例を示す縦断側面図である。

１…オープンシールド機
１ａ，１ｂ…側壁板１ｃ…底板
２…フロント部３…テール部
３ａ…ジャッキ部
４…中折ジャッキ５…シールドジャッキ
６…可動分割刃口７…側方土留板
８…コンクリート函体９…ストラット
１０…プレスバー１１…発進坑
１２…掘削機１３…到達坑
１４…ダンプ１５…グラウト機
１６…中折れ部１７…梁板
１８…ワイヤーブラシ１９…桁材
２０…テール部前端隔壁２１…フロント部隔壁
２２…中折れ部止水板２３…止水材
２４…止水ブラシ２５…浮き上がり防止部材
２６…点検口２７…スライドジャッキ

Claims

左右側壁板と底板からなる機体を前後方向でフロント部とテール部に分割し、フロント部の後端にテール部の前端を嵌入させ、フロント部に後方へ向けて中折ジャッキを設けてフロント部とテール部が相互の嵌合部で屈曲可能とした中折れ部を形成し、テール部の後端に側方土留板をヒンジで設けたオープンシールド機において、フロント部とテール部が接合する中折れ部に、側辺および下辺に沿って止水ブラシを配設した中折れ部止水板をテール部前端に沿わせて吊り降ろし設置可能とし、中折れ部止水板の上端を押さえるように、フロント部に浮き上がり防止部材を着脱自在に取り付け、中折れ部止水板に中折ジャッキを押し当てるようにしたことを特徴とするオープンシールド機。