JP6249582B1 - オープンピット工法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の工法では、地下埋設構造物設置装置の左右側部で地上に溜まっている地下水を集水していたので、地下埋設構造物を設置しようとする埋設予定地底部の地中内が軟弱な状態のまま残り、埋設予定地底部の地中内が軟弱な状態で地下埋設構造物を設置すると、地下埋設構造物の重さで地盤が沈み、地下埋設構造物の設置に支障をきたすという問題を有していた。【解決手段】本発明は、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に６個差し込まれている吸水管１９ａから地下水が吸水されるので、地中内までドライ化することができ、ボックスカルバート２の重さで地盤が沈むこともなくなる。また、吸水量測定工程により測定された地下水の単位時間当たりの吸水量が所定量未満になった場合に地下水の吸水が中断されるので、必要以上の地下水を吸水しなくなり、地盤沈下により周辺の家屋が傾いたりすることもない。【選択図】 図４

Description

本発明は、メッセルシールド装置を用いて、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するオープンピット工法に関する。

従来より、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するオープンシールド工法という工法が知られている。このオープンシールド工法は、牽引式又は自走式のオープンシールド機（地下埋設構造物設置装置）を掘削した穴に設置させ、そして、このオープンシールド機を前進させた後に、オープンシールド機の後方で地下埋設構造物が設置され、更にオープンシールド機を前進させて、順次地下埋設構造物を設置連結させることにより、地下埋設構造物を連続的に埋設することができるものであった（たとえば、特許文献１）。

特開２００４−１１６１７９号公報（従来技術）

地下埋設構造物を埋設するためには、地下埋設構造物を埋設するための穴を掘削する必要があるが、この穴を掘削すると穴の底面から地下水が流出することがある。この地下水は地下埋設構造物の埋設に影響を与えるので、地下埋設構造物設置装置の左右側底部に集水管を配し、その集水管から水中ポンプで地上に溜まっている地下水が集水され、その集水された地下水は地下埋設構造物設置装置の上部から排水されていた。

しかしながら、地下埋設構造物設置装置の左右側底部のみで地下水を集水する場合、地下埋設構造物を設置しようとする埋設予定地中央底部の地盤が軟弱な状態のまま残り、埋設予定地中央底部の地盤が軟弱な状態で地下埋設構造物を設置すると、地下埋設構造物の重さで地盤が沈み、地下埋設構造物の設置に支障をきたすという問題が生じる。また、地下埋設構造物設置装置の左右側底部の地上に溜まっている地下水を集水するのみでは、地下埋設構造物を設置しようとする埋設予定地底部の地中内が軟弱な状態のまま残り、埋設予定地底部の地中内が軟弱な状態で地下埋設構造物を設置すると、上記と同様、地下埋設構造物の重さで地盤が沈み、地下埋設構造物の設置に支障をきたすという問題を有する。

また、地下埋設構造物を埋設するための穴の底面から流出する地下水を吸水する場合、地下埋設構造物を埋設するための穴の底部の地下水を吸い過ぎると地盤沈下が生じ、周辺の家屋が傾いたりするという問題も生じる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、地下埋設構造物の重さで地盤が沈むことにより地下埋設構造物の設置工事に支障をきたすことがなく、また地盤沈下による周辺の家屋が傾いたりすることがないオープンピット工法を提供することを目的とする。

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、メッセルシールド装置を用いて、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するオープンピット工法であって、これから地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に負圧発生装置と連結した吸水管を複数個差し込んで設置する吸水管設置工程と、あらかじめ測定された地下埋設構造物の埋設予定地の略底部の透水係数に基づいて吸水管から吸水される単位時間当たりの地下水の吸水量を設定する地下水吸水量設定工程と、地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水を吸水管から吸水する地下水吸水工程と、地下水吸水工程により吸水された地下水の単位時間当たりの吸水量を測定する吸水量測定工程と、吸水量測定工程により測定された地下水の単位時間当たりの吸水量が所定量未満になった場合に地下水の吸水を中断させる地下水吸水中断工程と、有し、地下水吸水中断工程により地下水の吸水が中断され、地下水の吸水の中断状態が所定の時間継続すれば、地下水吸水工程により地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水を吸水管から吸水させることを特徴とするものである。

本発明によれば、これから地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に複数個差し込まれている吸水管から地下水が吸水されるので、これから地下埋設構造物を埋設しようとする地中内までドライ化することができる。これにより、地下埋設構造物の重さで地盤が沈むことがなく、地下埋設構造物の設置工事に支障をきたすことがなくなる。また、吸水量測定工程により測定された地下水の単位時間当たりの吸水量が所定量未満になった場合に地下水の吸水が中断されるので、必要以上の地下水を吸水しないようにすることができる。これにより、地盤沈下が生じることがなく周辺の家屋が傾いたりすることをなくすることができる。

本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係るオープンピット工法であって、吸水量測定工程は、地下水と混合している土類および気体類と分離させた地下水を計測することを特徴とするものである。

本発明によれば、地下水と混合している土類および気体類と分離させた地下水を計測するので、正確な地下水が計測でき、負圧発生装置により過不足なく地下水を吸水することができる。これにより、これから地下埋設構造物を埋設しようとするところを適正にドライ化できるとともに、地盤沈下により周辺の家屋が傾いたりすることをなくすることができる。

本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様または第２の態様に係るオープンピット工法であって、地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に吸水管を進行方向と直交する方向に略等間隔一列に複数個差し込んで設置することを特徴とするものである。

本発明によれば、地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に吸水管を進行方向と直交する方向に略等間隔一列に複数個差し込んで設置するので、地下埋設構造物の埋設予定地の略底部を均等にドライ化することができる。

本発明によれば、地下埋設構造物の重さで地盤が沈むことにより地下埋設構造物の設置工事に支障をきたすことがなく、地盤沈下による周辺の家屋が傾いたりすることもなくすることができる。

本発明の一実施形態におけるオープンピット工法に用いられるメッセルシールド装置の施工状況を示す概略図である。 同メッセルシールド装置の斜視図である。 同メッセルシールド装置の平面図である。 （ａ）同メッセルシールド装置の前面図である。（ｂ）同メッセルシールド装置の後面図である。 図４（ａ）のＡ‐Ａ断面図ある。 排水装置の要部の縦管正面図である、 同排水装置の使用状態を示す図である。 同排水装置の異物除去部材の一部を破断して示す正面図である。 地下水と混合している気体類を地下水と分離させる方法について説明する図である。 本発明の一実施形態におけるオープンピット工法のフローチャートである。 同オープンピット工法の施工状況を示す図である。

本発明の一実施形態におけるオープンピット工法について、図面を参照にしながら説明する。ここで、図１は本発明の一実施形態におけるオープンピット工法に用いられるメッセルシールド装置の施工状況を示す概略図である。なお、本実施形態では、地下埋設構造物としてボックスカルバート２を布設する場合について説明するが、地下埋設構造物はボックスカルバート２に限定されず、他の地下埋設構造物であってもよい。ここで、ボックスカルバート２は、道路下に埋設され、下水道や雨水排水管などに使用される構造物である。

図１に示すように、ボックスカルバート２は、自走機能を持つメッセルシールド装置１を用いて布設され、地中内に埋設される。ここで、オープンピット工法は、地盤を掘削し、その掘削された地盤の底面を固め、その固められた地盤上に、自走機能を持つメッセルシールド装置１を用いて、ボックスカルバート２などの地下埋設構造物を布設する工法であり、ボックスカルバート２が布設された後は、その掘削された地盤を埋めてもとの状態に戻される。

次に、本発明の一実施形態におけるオープンピット工法が用いられるメッセルシールド装置について、図２〜図５（主に図３、図５）を参照にしながら説明する。ここで、図２は本発明の一実施形態におけるオープンピット工法に用いられるメッセルシールド装置の斜視図であり、図３は同メッセルシールド装置の平面図であり、図４（ａ）は同メッセルシールド装置の前面図であり、図４（ｂ）は同メッセルシールド装置の後面図であり、図５は図４（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

メッセルシールド装置１は、剛性のフロントフレーム１０とテールフレーム２０とを有し、フロントフレーム１０とテールフレーム２０との間に中間ジャッキ３０が連結されている。このフロントフレーム１０は、縦柱材１１と横補強材１２とから一体構成された左右の枠体の間に切梁１３が配設されている。また、テールフレーム２０の前方に延設された水平梁２１は、フロントフレーム１０の後方に延設された支持梁１４に載置され、テールフレーム２０が沈降するのを抑止する構成になっている。フロントフレーム１０とテールフレーム２０の両側には、フロントメッセル４０とテールメッセル４１が摺動自在に配列され、フロントメッセル４０とテールメッセル４１の間はピンで連結されている。フロントフレーム１０とそれぞれのフロントメッセル４０間は圧入ジャッキ１５で連結されている。また、フロントフレーム１０の底部には、ボトムジャッキ１６を介してボトムメッセル１７が摺動自在に配されている。さらに、テールフレーム２０の底部には、そり体２２が配されている。そして、圧入ジャッキ１５が操作されることによりフロントメッセル４０が開削方向へ掘進され、ボトムジャッキ１６が操作されることによりボトムメッセル１７が開削方向へ掘進され、中間ジャッキ３０の収縮によりテールフレーム２０がフロントフレーム１０方向に引き寄せられる。この圧入ジャッキ１５、ボトムジャッキ１６、および中間ジャッキ３０の制御は、フロントフレーム１０上部に搭載された制御ユニット１８により行われる。また、メッセルシールド装置１上部には真空ポンプ１９が搭載され、その真空ポンプ１９にはチューブ１９ｂを介して吸水管１９ａが接続されている。ここで、この吸水管１９ａは６個設けられ、後述するように、それぞれの吸水管１９ａはメッセルシールド装置１の進行方向と直交する方向、すなわち横方向に略等間隔開けて一列にして地盤に差し込まれる。この吸水管１９ａは、後述するように 吸水管１９ａ内に砂や砂利などの異物が入らないようにする排水装置１９ｃを先端に有している。なお、本実施形態では、真空ポンプ１９に接続される吸水管１９ａ（チューブ１９ｂも含む）を６個設けたが、これに限らず、３個〜１０個（好ましくは、４個〜８個）など所定の個数設けるようにしてもよい。また、本実施形態では、６個の吸水管１９ａを横方向に略等間隔開けて一列にして地盤に差し込まれるようにしたが、これに限らず、横方向以外の任意の場所に吸水管１９ａが差し込まれるようにしてもよく、また横方向に等間隔開けない位置に吸水管１９ａが差し込まれるようにしてもよい。また、本実施形態では、真空ポンプ１９を設けたが、これに限らず、真空ポンプ１９以外の負圧発生装置であってもよい。

テールフレーム２０は、縦柱材２３と横補強材２４とから一体構成された枠体２５にテールメッセル４１が支持され、枠体２５の前方には平面コ字形の切梁２６が横補強材２４に合わせて多段構成として配され、切梁２６と横補強材２４の接合部には補強材２８が設けられている。対向する枠体２５の間にはボックスカルバート２を吊り込むための吊込空間２７が形成されている。この吊込空間２７は空間の上方および後方が開放されている。

次に、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に設置された真空ポンプ（負圧発生装置）と連結された吸水管１９ａについて図３および図４を参照にして詳細に説明する。

真空ポンプ１９と連結された吸水管１９ａは、上述したように、メッセルシールド装置１の進行方向と直交する方向、すなわち横方向に略等間隔開けて一列にして差し込まれる（図４（ａ）参照）。つまり、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に真空ポンプ１９と連結された吸水管１９ａが６個差し込まれる。具体的には、後述するように、メッセルシールド装置１の前方の地盤がバックフォーにより掘削され、その掘削された地盤にメッセルシールド装置１が進行する方向と直交する横方向に一列に吸水管１９ａが差し込まれる（図３参照）。そして、メッセルシールド装置１を用いてボックスカルバート２が設置された後には、その差し込まれている吸水管１９ａがすべて６本引き抜かれ、そして、メッセルシールド装置１を所定の距離（ボックスカルバート２の長さ距離）進行させた位置で、その引き抜かれた吸水管１９ａが再びメッセルシールド装置１の進行方向と直交する横方向に一列に差し込まれる。これにより、真空ポンプ１９は前回の横方向一列に差し込まれた位置からボックスカルバート２の長さ距離である所定の距離後方の位置で再び横方向一列に差し込まれることになる。このように、メッセルシールド装置１によりボックスカルバート２が設置される毎に、上記の吸水管１９ａの差し込み→地下水の吸水→ボックスカルバート２の設置→吸水管１９ａの引き抜き→メッセルシールド装置１の所定の距離進行→吸水管１９ａの差し込みが繰り返し行われる。ここで、真空ポンプ１９は、地中内に５０ｃｍの深さまで差し込まれる。なお、本実施形態では、メッセルシールド装置１がボックスカルバート２の長さ距離進行する毎に真空ポンプ１９と連結した吸水管１９ａを地盤に差し込むようにしたが、これに限らず、地層や地盤の軟らかさなど地中の状況に応じて真空ポンプ１９と連結した吸水管１９ａを地盤に差し込むタイミングを決めるようにしてもよい。また、メッセルシールド装置１の進行方向と直交する横方向に一列に真空ポンプ１９と連結した吸水管１９ａを差し込んだが、このメッセルシールド装置１の進行方向と直交する方向は、厳密に直交する方向でなくてもよく、その意味で「メッセルシールド装置１の進行方向と略直交する方向」のことである。また、必ずしもメッセルシールド装置１の進行方向と直交する方向に一列に吸水管１９ａが差し込まれる必要はなく、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に複数個差し込んで設置するものであれば、地中の状況に応じて自由に設置方法を決めることができる。また、本実施形態では、真空ポンプ１９を５０ｃｍの深さまで差し込むようにしたが、これに限らず、真空ポンプ１９を５０ｃｍ〜１００ｃｍの深さまで差し込むようにしてもよく、真空ポンプ１９が差し込まれる深さは地層や地盤の軟らかさなど地中の状況に応じて自由に決めることができる。

次に、地下水と混合している土類を分離させる方法について、図６〜図８を参照にしながら説明する。ここで、図６は排水装置の要部の縦管正面図であり、図７は同排水装置の使用状態を示す図であり、図８は同排水装置の異物除去部材の一部を破断して示す正面図である。なお、本実施形態の排水装置については、特開２００４−１６２４５３号公報記載の排水装置と同様であるので、同公報記載の内容を引用して説明する。

図６〜図８に示すように、排水装置１９ｃは、吸水管１９ａの下部側に設けられ、本体５１と、接続口５２と、吸水孔５３と、異物除去部材５４とを有している。

本体５１は、内部が空洞状に形成、すなわち接続口５２から本体５１の下端部までの間に空洞状が形成されている。そして、この空洞部に通水路５５を有し、縦長の筒状に形成されている。この本体５１のほぼ全体は地面ｃより下方、すなわち地中に埋入される。

接続口５２は、本体５１の上部側に設けられ、ここで吸水管１９ａの上部とねじ結合されている。

吸水孔５３は、本体５１の外周下部側に所定の間隔あけて多数個形成され、吸水孔５３を介して通水路５５と地中とが連通するように構成されている。

異物除去部材５４は、本体５１の軸方向の長さより少し短い長さの筒状で、吸水孔５３の外側部を覆うように設けられている。すなわち、異物除去部材５４は、比較的目の細かい網目状に形成され、水を通すことができるが、砂や砂利などの異物の通過は阻止するように構成されている。これにより、吸水孔５３内へ砂や砂利などの異物が入らなくすることができ、地下水と混合している土類と分離させた地下水を後述する流量計５８（図９参照）で計測することができる。

次に、地下水と混合している空気を地下水と分離させる方法について、図９を参照にしながら説明する。ここで、図９は地下水と混合している気体類を地下水と分離させる方法について説明する図である。なお、本実施形態では、地下水と混合している空気を分離させる方法について説明するが、この方法を用いることにより、空気以外の他の気体類についても地下水と分離させることができる。

図９に示すように、真空ポンプ１９により吸水された地下水はチューブ１９ｂを介して分離タンク５７に送られる。ここで、分離タンク５７は、真空ポンプ１９により吸水された地下水と混合している空気（気体類）を分離させるためのタンクである。具体的には、真空ポンプ１９により吸水された地下水はチューブ１９ｂを介して分離タンク５７に送られ分離タンク５７に溜められると、地下水と混合している空気は分離タンク５７の排水管６０の入口部より上部に浮いて移動することとなる。このように、分離タンク５７の下部の空気が上部に移動することにより、地下水と混合している空気（気体類）は排水管６０を介し流量計５８に流入されなくなる。また、地下水が分離タンク５７に投入される際にも、分離タンク５７内の地下水の水面と衝突することにより、分離タンク５７に投入される地下水と混合している空気が地下水と分離することとなる。

電磁バルブ５９は、排水管６０を介して排水される地下水の流路を開放または遮断させるためのバルブである。すなわち、この電磁バルブ５９が閉止されることにより、分離タンク５７内の地下水が流量計５８に流入されなくなる。また、電磁バルブ５９は、分離タンク５７内の地下水の水位が下がって分離タンク５７のＡ点の位置になると閉鎖され、またＢ点の位置になると電磁バルブ５９が開放するように制御されている。このように、分離タンク５７内の地下水の水位が排水管６０より上部のＡ点の位置になると電磁バルブ５９が閉鎖されるので、分離タンク５７内の地下水の水位が排水管６０の入口部より下部にならず、分離タンク５７内の地下水の水面上部の空気が排水管６０内に入ることがなくなる。また、分離タンク５７内の地下水の上部に地下水と混合している空気が移動するため、分離タンク５７内の地下水と混合している空気が排水管６０内に入ることがなくなる。ここで、Ａ点については、分離タンク５７内の地下水と混合している空気が上昇して排水管６０の入口部の位置より上部に移動し、排水管６０内に入る地下水と混合している空気がなくなる所定の位置である。また、分離タンク５７内の地下水の水位が分離タンク５７のＡ点の位置になることにより電磁バルブ５９が閉鎖された後は、真空ポンプ１９により吸水された地下水が分離タンク５７に送られ分離タンク５７内の地下水の水位が増大し、分離タンク５７内の地下水の水位がＢ点の位置になると電磁バルブ５９が開放され、排水管６０を介して分離タンク５７内の地下水が投入される。このように、電磁バルブ５９が閉鎖された後は、真空ポンプ１９により吸水された地下水により分離タンク５７内の地下水の水位が増大するので、分離タンク５７内の地下水が排水管６０より十分上部の位置まで溜まり、地下水と混合している空気は排水管６０の入口部より上部の位置に移動する。これにより、地下水と混合している空気（気体類）は排水管６０を介し流量計５８に流入されなくなり、地下水と混合している空気と分離させた地下水を流量計５８で計測することができる。なお、本実施形態では、「分離タンク５７内の地下水の上部に地下水と混合している空気が移動することにより、分離タンク５７内の地下水と混合している空気が排水管６０内に入ることがなくなる」と説明している。しかしながら、実際には、流量計５８で地下水の量を計測するのに問題とならない程度の分離タンク５７内の地下水と混合している空気が排水管６０内に入ることとなるが、この程度の空気は流量計５８で地下水の量を計測するのに問題とならない量であるので、この程度の空気の量を無視して、「分離タンク５７内の地下水と混合している空気が排水管６０内に入ることがなくなる」と説明している。また、バイパスバルブ５６は、真空ポンプ１９が地下水を吸い込まないようにするためのバルブである。すなわち、バイパスバルブ５６が開放することにより、真空ポンプ１９が空気を吸気することになる。これにより、真空ポンプ１９は地下水を吸水しなくなる。

以上説明したように、真空ポンプ１９により吸い込まれた地下水には土類（砂や砂利など）や気体類（空気など）が混合しているが、排水装置１９ｃを用いることにより土類（砂や砂利など）を地下水と分離させることができ、また、分離タンク５７などを用いることにより気体類（空気など）を地下水と分離させることができ、これにより、土類（砂や砂利など）および気体類（空気など）と分離した純粋な地下水が流量計５８に送られ、流量計５８により正確な地下水の流量を計測することができる。、

次に、あらかじめ測定されるボックスカルバート２の埋設予定地の略底部の透水係数について説明する。このボックスカルバート２の埋設予定地の略底部の透水係数は、現場透水試験により求められる。この現場透水試験は、ボックスカルバート２の埋設予定地の縦方向（長手方向）についてボックスカルバート２の２個分の長さおきに、ボックスカルバート２の埋設予定地の横方向両端と中央（横方向等間隔３個）で実施される。なお、本実施形態では、現場透水試験をボックスカルバート２の２個分の長さおきに実施するようにしたが、これに限らず、ボックスカルバート２の３個分の長さおきや５個分の長さおきに実施してもよく、また、現場透水試験が実施される場所はボックスカルバート２の埋設予定地の両端と中央で実施されるようにしたが、これに限らず、ボックスカルバート２の埋設予定地の横方向中央に１個配し実施するようにしてもよく、また横方向等間隔５個配し実施するようにしてもよい。

次に、本発明の一実施形態におけるオープンピット工法の施工手順について図１０を用いて説明する。図１０は本発明の一実施形態におけるオープンピット工法のフローチャートであり、図１１は本発明の一実施形態におけるオープンピット工法の施工状況を示す図である。

まずＳ１において、掘削工程が実施される。この掘削工程では、これからボックスカルバ―ト（地下埋設構造物）が埋設されるための穴をバックフォーを用いて掘削される（図１１（ａ）参照）。そして、Ｓ２に進む。

Ｓ２において、吸水管設置工程が実施される。この吸水管設置工程では、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に吸水管１９ａを横一列に６個略等間隔に地中内５０ｃｍの深さまで差し込んで設置される。具体的には、メッセルシールド機１のフロントフレーム１０上部に搭載された真空ポンプ１９とチューブ１９ｂを介して接続されている吸水管１９ａをメッセルシールド機１の進行方向と直交する横方向に６個略等間隔一列に差し込んで設置される。この吸水管１９ａは、メッセルシールド機１の下部の位置で差し込まれて設置される（図３参照）。そして、Ｓ３に進む。

Ｓ３において、地下水吸水量設定工程が実施される。この地下水吸水量設定工程では、あらかじめ測定されたボックスカルバート２の埋設予定地の略底部の透水係数に基づいて吸水管１９ａから吸水される単位時間当たりの地下水の吸水量が設定される。すなわち、１個のボックスカルバート２の埋設予定地の底面積とあらかじめ測定された透水係数の積を地下水の吸水量として設定される。たとえば、ボックスカルバート２の埋設予定地の底面積が１５ｍ^２で透水係数が０．６ｃｍ／分であれば、地下水の吸水量は９０リットル／分となる。ここで、透水係数は、Ｓ２で設置された吸水管１９ａの位置と一番近い上述した現場透水試験で透水係数が計測された位置の透水係数を用いられる。なお、本実施形態では、透水係数として、Ｓ２で設置された吸水管１９ａの位置と一番近い上述した現場透水試験で透水係数が計測された位置の透水係数を用いるとしたが、これに限らず、現場透水試験で計測された透水係数がほぼ同等の値であればその平均値など一つの透水係数を用いてもよい。また、区間を区切ってそれぞれの区間毎で定まった透水係数（区間毎の平均値など）を用いるようにしてもよい。そして、Ｓ４に進む。

Ｓ４において、地下水吸水工程が実施される。この地下水吸水工程では、上述した地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水が吸水管１９ａから吸水される。たとえば、上述した吸水量（９０リットル/分）で吸水されるよう真空ポンプ１９の吸水量を設定して吸水される。具体的には、地下水吸水量設定工程で設定された吸水量が９０リットル／分であれば、１８０リットル／分の吸水量で５秒間吸水→５秒間吸水を停止→１８０リットル／分の吸水量で５秒間吸水を断続的に繰り返し、結果的に地下水吸水量設定工程で設定された吸水量（９０リットル／分）になるようにしている。このように、吸水と停止の時間間隔を変更することにより、吸水量を設定している。ここで、真空ポンプ１９と連結した吸水管１９ａは、吸水の際に、上述した異物除去部材５４により砂や砂利などの異物が吸水孔５３内に入らないように構成されているので、土類と分離させた地下水が吸水管１９ａから吸水される。そして、Ｓ５に進む。

Ｓ５において、吸水量測定工程が実施される。この吸水量測定工程では、地下水吸水工程により吸水された地下水の１分間当たり（単位時間当たり）の吸水量が測定される。具体的には、吸水管１９ａから吸水された地下水は、分離タンク５７を介し流量計５８に送られる。この分離タンク５７から流量計５８には空気と分離した純粋な地下水が送られることから、流量計５８により土類（Ｓ４で除去（砂や砂利など））や気体類（空気など）と分離した純粋な地下水を計測されることになる。このようにして、流量計５８により１分間当たりの吸水量が測定される。この地下水の１分間当たりの吸水量は、１分単位で地下水の吸水量がそれぞれ測定される。すなわち、１分間の地下水の吸水量を測定した後は吸水量を「０」にリセットし、再度１分間の地下水の吸水量が測定される。なお、本実施形態では、地下水の１分間の吸水量を測定したが、これに限らず、１分以外の単位時間当たりの吸水量を測定してもよく、また５分を一単位として５分間当たりの吸水量を単位時間当たりの吸水量として測定するようにしてもよい。そして、Ｓ６に進む。

Ｓ６において、オープンピット工法のすべての工程が終了したかが判断される。そして、オープンピット工法のすべての工程が終了していない場合はＳ７に進む。このオープンピット工法のすべての工程が終了したかは、オープンピット工法のすべての工程が完了した場合の他、オープンピット工法のすべての工程が完了しない場合でも、作業者がその日のオープンピット工法のすべての工程が完了したとして終了する場合など、オープンピット工法の途中で終了する場合なども含まれる。

Ｓ７において、吸水量測定工程により測定された地下水の１分間当たりの吸水量が１リットル未満であるか判断される。すなわち、１分間の地下水の吸水量が測定された後に、その１分間の地下水の吸水量が１リットル未満であるか判断される。そして、その１分間の地下水の吸水量が１リットル未満である場合はＳ８に進む。なお、本実施形態では、１分間当たりの吸水量が１リットル未満であるか判断したが、これに限らず、３リットル未満や５リットル未満などの他の所定量未満であってもよい。

Ｓ８において、地下水吸水中断工程が実施される。この地下水吸水中断工程では、Ｓ４の地下水吸水工程で開始された吸水管１９ａから地下水が吸水されるのを中断させる。すなわち、真空ポンプ１９の吸水駆動をストップさせるか、または、バイパスバルブ５６を開放させ真空ポンプ１９に空気を吸気させることにより、吸水管１９ａから地下水が吸水されるのを中断させる。
そして、Ｓ９に進む。

Ｓ９において、上述した地下水吸水中断工程により地下水の吸水が中断されてから３０秒（所定の時間）経過したかが判断され、３０秒（所定の時間）経過していない場合は再度Ｓ９の処理が実施され、３０秒（所定の時間）経過するまでＳ９の処理が継続して実施される。そして、地下水の吸水が中断されてから３０秒（所定の時間）経過したと判断された場合はＳ４に進み、地下水吸水工程が実施され、上述したように地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水が吸水管１９ａから吸水される。そして、Ｓ７で、吸水量測定工程により測定された地下水の１分間当たりの吸水量が１リットル（所定量）以上と判断されるまで、Ｓ８→Ｓ９→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ８（Ｓ６で「ＹＥＳ」の場合は除く）の処理が繰り返し実施される。そして、Ｓ７で「ＮＯ」と判断した場合はＳ１０に進む。

Ｓ１０において、吸水管１９ａの位置を移動させるかが判断される。すなわち、今回のメッセルシールド機１の位置でボックスカルバート２が設置（図１１（ｂ）参照）され、次のボックスカルバート２を設置するために吸水管１９ａの位置を移動（前進）させる必要があるか判断され、吸水管１９ａの位置を移動させる必要がないと判断された場合はＳ４に進み、地下水吸水工程が実施され、上述したように地下水吸水量設定工程で設定された地下水の吸水量が吸水管１９ａから吸水させる。そして、Ｓ１０で吸水管１９ａの位置を移動させる必要があると判断されるまで、Ｓ４→Ｓ５→Ｓ６→Ｓ７→Ｓ１０（Ｓ６で「ＹＥＳ」、Ｓ７で「ＮＯ」の場合は除く）の処理が繰り返し実施される。そして、Ｓ１０で「ＹＥＳ」と判断した場合はＳ１１に進む。

Ｓ１１において、吸水管抜取工程が実施される。この吸水管引抜工程では、Ｓ２の吸水管設置工程で設置された真空ポンプ１９が引き抜かれる。具体的には、吸水管設置工程で横一列に６個略等間隔に設置された吸水管１９ａがすべて引き抜かれる。そして、Ｓ１２に進む。

Ｓ１２において、メッセルシールド装置前進工程が実施される。このメッセルシールド装置前進工程では、メッセルシールド装置１を前進させる。具体的には、メッセルシールド装置１をボックスカルバート２の長手方向の長さ分だけ前進させる。このメッセルシールド装置１は、左右のフロントメッセル４０を１枚ずつ地山へ貫入→ボトムメッセル１７を１枚ずつ地山へ貫入→圧入ジャッキ１５、ボトムジャッキ１６を縮ませる（フロントフレーム１０前進）→中間ジャッキ３０を縮ませる（テールフレーム２０推進）ことにより前進させる。そして、再びＳ１に進む。

Ｓ１においては、上述したように、これからボックスカルバ―ト（地下埋設構造物）が埋設される穴（メッセルシールド機１の前方）がバックフォーを用いて掘削される。そして、Ｓ２に進む。

Ｓ２において、吸水管設置工程が実施される。この吸水管設置工程では、前回吸水管設置工程で横一列に６個略等間隔に設置された位置から所定の距離（ボックスカルバート２の長さ距離）だけ後方の位置、すなわちＳ１２のメッセルシールド装置前進工程でメッセルシールド装置１を前進させた所定の距離後方の位置に、メッセルシールド機１のフロントフレーム１０上部に搭載された真空ポンプ１９とチューブ１９ｂを介して接続されている吸水管１９ａをメッセルシールド機１の進行方向と直交する横方向に横一列に６個略等間隔に差し込んで設置される。そして、Ｓ３に進む。

Ｓ３において、地下水吸水量設定工程が実施される。この地下水吸水量設定工程では、上述したように、あらかじめ測定されたボックスカルバート２の埋設予定地の略底部の透水係数に基づいて吸水管１９ａから吸水される単位時間当たりの地下水の吸水量が設定される。この透水係数は、上述したように、Ｓ２で設置された吸水管１９ａの位置と上述した現場透水試験で透水係数が計測された位置が一番近い透水係数を用いられるが、現場透水試験で計測された透水係数がほぼ同等の値であればその平均値など一つの透水係数を用いてもよいということなども、上記と同様である。そして、Ｓ４およびＳ５の処理がそれぞれ実施され、Ｓ６で、オープンピット工法の各工程がすべて終了したと判断されることにより、オープンピット工法が終了する。

以上説明したように、本実施形態におけるオープンピット工法では、これからボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に６個差し込まれている吸水管１９ａから地下水が吸水されるので、これからボックスカルバート２を埋設しようとする地中内までドライ化することができる。これにより、ボックスカルバート２の重さで地盤が沈むこともなく、ボックスカルバート２の設置工事に支障をきたすことがなくなる。また、吸水量測定工程により測定された地下水の単位時間当たりの吸水量が１リットル（所定量）未満になった場合に地下水の吸水が中断されるので、必要以上の地下水を吸水しないようにすることができる。これにより、地盤沈下が生じることがなく周辺の家屋が傾いたりすることをなくすることができる。

また、地下水と混合している土類および気体類と分離させた地下水が計測されるので、正確な地下水が計測でき、真空ポンプ１９により過不足なく地下水を吸水することができる。これにより、これからボックスカルバート２を埋設しようとするところを適正にドライ化できるとともに、地盤沈下により周辺の家屋が傾いたりすることをなくすることができる。さらに、ボックスカルバート２を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に吸水管１９ａを進行方向と直交する方向に略等間隔一列に６個（複数個）差し込んで設置するので、ボックスカルバート２の埋設予定地の略底部を均等にドライ化することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ メッセルシールド装置
２ ボックスカルバート
１０ フロントフレーム
１１ 縦柱材
１２ 横補強材
１３ 切梁
１４ 支持梁
１５ 圧入ジャッキ
１６ ボトムジャッキ
１７ ボトムメッセル
１８ 制御ユニット
１９ 真空ポンプ
１９ａ 吸水管
１９ｂ チューブ
１９ｃ 排水装置
２０ テールフレーム
２１ 水平梁
２２ そり体
２３ 縦柱材
２４ 横補強材
２５ 枠体
２６ 切梁
２７ 吊込空間
２８ 補強材
３０ 中間ジャッキ
４０ フロントメッセル
４１ テールメッセル
５１ 本体
５２ 接続口
５３ 吸水孔
５４ 異物除去部材
５５ 通水路
５６ バイパスバルブ
５７ 分離タンク
５８ 流量計
５９ 電磁バルブ
６０ 排水管

Claims (3)

1. メッセルシールド装置を用いて、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するオープンピット工法であって、
   これから地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に負圧発生装置と連結した吸水管を複数個差し込んで設置する吸水管設置工程と、
   あらかじめ測定された地下埋設構造物の埋設予定地の略底部の透水係数に基づいて前記吸水管から吸水される単位時間当たりの地下水の吸水量を設定する地下水吸水量設定工程と、
   該地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水を前記吸水管から吸水する地下水吸水工程と、
   該地下水吸水工程により吸水された地下水の単位時間当たりの吸水量を測定する吸水量測定工程と、
   該吸水量測定工程により測定された地下水の単位時間当たりの吸水量が所定量未満になった場合に地下水の吸水を中断させる地下水吸水中断工程と、有し、
   該地下水吸水中断工程により地下水の吸水が中断され、該地下水の吸水の中断状態が所定の時間継続すれば、前記地下水吸水工程により前記地下水吸水量設定工程で設定された吸水量の地下水が吸水される吸水力で地下水を前記吸水管から吸水させることを特徴とするオープンピット工法。
2. 前記吸水量測定工程は、地下水と混合している土類および気体類と分離させた地下水を計測することを特徴とする請求項１記載のオープンピット工法。
3. 前記吸水管設置工程は、地下埋設構造物を埋設しようとする埋設予定地の略底部の地中内に前記吸水管を進行方向と直交する方向に略等間隔一列に複数個差し込んで設置することを特徴とする請求項１または請求項２記載のオープンピット工法。
   
   
   

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