JP6359595B2 - 覆工エレメントの地山への貫入方法 - Google Patents

Description

この発明は、覆工エレメントの地山への貫入方法に関し、さらに詳細には、線路や道路の下方に地下構造物を構築するに際し、到達側に設置したけん引装置により発進側から到達側に向けて覆工エレメントを地山に貫入させる工法に関する。

鉄道線路や道路の下方に立体交差する地下構造物（トンネル）を構築する工法の１つとして、長尺の多数の鋼製エレメントを地山に貫入させて覆工を行うＨＥＰ＆ＪＥＳ（High Speed Element Pull & Jointed Element Structure ）工法が知られている。

この工法は、図１に示すように、例えば線路１下の地山に構造物の断面を区画するように、長尺の多数の覆工エレメント、具体的には断面四角形の基準覆工エレメント２と多数の断面コ字形の一般部覆工エレメント３とを並列させて地山に順次貫入させ、エレメント内部にコンクリートを打設して覆工壁４を構築した後、覆工壁４内方の地山を掘削して、覆工壁４を箱形ラーメン形式又は円形等の構造物とする工法である。なお、この工法では、隣接するエレメントどうしは、引張荷重の伝達に優れた特殊形状を有する継手（JES継手）により連結される。その連結は、後行エレメントの地山への貫入に伴って、先行エレメントの継手に後行エレメントの継手を嵌合させることによってなされる（例えば特許文献１，２参照）。

覆工エレメントを地山に貫入させる工法の１つとして、到達側に設置したけん引装置により、予め地山に埋設したＰＣ鋼線を介してエレメントを地山に引き込むけん引工法がある（例えば特許文献３参照）。このけん引工法の場合、エレメントのけん引施工中に、予め想定した地盤と異なる地質や継手の競り、その他のトラブル等によりけん引能力が不足することがある。この場合、推進用ジャッキを用いて不足するけん引力を補助的にエレメント後方から押す方法が採られる。

しかしながら、補助推進の要・不要及び必要となる位置は想定できないため、従来は図６に示すような方法を採っていた。同図において、１０，１１はそれぞれ発進側及び到達側を示し、また１２は軸方向に複数に分割した分割エレメント１２ａからなるエレメントを、１３はＰＣ鋼線を、１４はけん引装置を、１５は作業構台を、１６は地山をそれぞれ示している。すなわち、従来は、発進側１０の発進用架台１７の後部に補助推進用ジャッキ５０を設置しておき、補助推進が必要となった場合にはエレメント１２とジャッキ５０との間に鋼製等の間隔材（ストラット材）５１を設置してジャッキ５０の推力をエレメント１２に伝える方法を採っていた。

しかしながら、この従来の方法では最初に地山１６に貫入される分割エレメント１２ａとジャッキ５０との間隔を詰める際、及び推進延長が推進ジャッキ５０のストロークを越えた際におけるストロークの盛り替えの都度、重量物であるストラット材５１の設置のためにクレーン等の重機が必要になり、また多数のストラット材５１を準備しておく必要があった。

特開２０００−１２０３７２号公報 特開２０００−１７９２８２号公報 特開２０１０−１７４５４２号公報

この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ストラット材を用いることなくジャッキによる補助推力をエレメントに付加することができる、覆工エレメントの地山への貫入方法を提供することにある。

この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、覆工エレメントを発進側に設置した発進用架台に上載して、到達側に設置したけん引装置により到達側に向けてけん引することによって、トンネルの掘削に先立って該覆工エレメントを地山に貫入させる方法において、
前記発進側における前記覆工エレメントの後端に、該覆工エレメントに伴ってけん引されて前記発進用架台上を移動する補助推進用ジャッキを着脱可能に固定するとともに、該補助推進用ジャッキの後端に、前記覆工エレメントに伴ってけん引されて前記発進用架台上を移動し、前記発進用架台への固定具が取付け・取外し自在に設けられる反力受け部材を連結し、
前記けん引装置によるけん引力が足りているときは、前記固定具による前記反力受け部材の前記発進用架台への固定を解除して、前記補助推進用ジャッキ及び前記反力受け部材を前記覆工エレメントに追従して移動させ、
前記けん引装置によるけん引力が不足したときは、前記固定具により前記反力受け部材を前記発進用架台に固定し、該反力受け部材から反力をとることによって前記補助推進用ジャッキを作動させて、前記覆工エレメントに地山への推力を付加することを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入方法にある。

この発明によれば、ストラット材を用いることなくジャッキによる補助推力をエレメントに付加することができる。

覆工エレメントによって構築される覆工壁を示す正面図である。 この発明の実施形態を示す側面図である。 補助推進用ジャッキを示す斜視図である。 補助推進用ジャッキを示す側面図である。 補助推進用ジャッキの動作を説明する側面図である。 従来方法を示す側面図である。

この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図２〜図５は、この発明の実施形態を示し、図２は側面図、図３は補助推進用ジャッキの斜視図、図４は補助推進用ジャッキの側面図、図５は補助推進用ジャッキの動作を説明する側面図である。覆工エレメント１２は、通常、軸方向に複数に分割した分割エレメント１２ａとして地山１６に貫入される。地山１６には予め発進側（発進立坑）１０と到達側（到達立坑）１１との間に引張り材であるＰＣ鋼線１３が埋設され、また到達側１１には作業構台１５上にけん引装置１４が設置されている。

覆工エレメント１２は発進側１０の作業構台１５上に設置した、Ｈ型鋼からなる発進用架台１７上に載せられる。覆工エレメント１２の先頭には人力掘削又は機械掘削のための刃口エレメント１８が連結され、ＰＣ鋼線１３はこの刃口エレメント１８に固定されている。そして、けん引装置１４によりＰＣ鋼線１３を引っ張ることによりエレメント１２が地山１６に引き込まれ貫入される。以上の構成は従来と同様である。

この発明によれば、覆工エレメント１２の後端、すなわち最後尾の分割エレメント１２ａの後端に補助推進用ジャッキ２０が着脱自在に固定されている。具体的には、図３，図４に示すように、補助推進用ジャッキ２０はそのシリンダチューブ２０ａが車輪２１を有する台車２２に搭載され、ロッド２０ｂの先端に押し輪２３が固定されている。この押し輪２３は最後尾の分割エレメント１２ａに着脱自在に固定されている。これにより、けん引装置１４によるエレメント１２のけん引に伴って、補助推進用ジャッキ２０は発進用架台１７上を移動する。なお、補助推進用ジャッキ２０は台車２２に搭載することにより取扱やすいが、台車２２に搭載することなく直接発進用架台１７上に載せるようにしてもよい。

補助推進用ジャッキ２０のシリンダチューブ２０ａの後端には反力受け部材２４が連結されている。この反力受け部材２４もエレメントのけん引に伴って発進用架台１７上を移動するが、反力受け部材２４にはこれを発進用架台１７に固定するための固定具２５が取付け・取外し自在に設けられている。固定具２５としては、例えば、ブルマン（商品名、ブルマン株式会社）と称される挟締金具を用いることができる。

図２（ａ）に示す状態から覆工エレメント１２のけん引を開始し、エレメント１２のけん引中にけん引力が足りている場合は、同図（ｂ）に示すように、補助推進用ジャッキ２０はエレメント１２に追従して移動するだけである。

図５は補助推進用ジャッキ２０の動作を説明する側面図である。図５（ａ）に示すように、補助推進用ジャッキ２０はロッド２０ｂを短縮した状態でエレメント１２と共にけん引される。このとき、当然、固定具２５による反力受け部材２４の固定は解除である。

ここで、けん引中に、予め想定した地盤と異なる地質や継手の競り、その他のトラブル等によりけん引力が不足する事態が生じた場合には、同図（ｂ）に示すように固定具２５により反力受け部材２４を発進用架台１７に固定する。そして、反力受け部材２４から反力をとって補助推進用ジャッキのロッド２０ｂを伸張作動させる。これにより、エレメント１２にはけん引力に加えて補助推進用ジャッキ２０による地山への押込み力が付加される。

補助推進用ジャッキ２０がストロークエンドに達した盛替えの際には、同図（ｃ）に示すように、固定具２５による反力受け部材２４の固定を解除する。そして、補助推進用ジャッキ２０のロッド２０ｂを短縮作動させると、ロッド２０ｂはエレメント１２に固定されているのでエレメント１２から反力をとって補助推進用ジャッキ２０がエレメント１２に向かって移動する。以下、けん引力が不足するごとに上記の動作を行わせる。

上記実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）けん引途中でけん引力が不足する事態となった場合には、推進用ジャッキを発進用架台に固定し、ストラット材を用いることなく直ちにジャッキによる補助推力をエレメントに付加することが可能となり、作業の効率化（時間短縮）を図ることができる。
（２）補助推進用ジャッキのストロークの盛替えの際にも、ストラット材を用いることなく直ちにジャッキによる補助推力を付加することが可能であり、作業の効率化（時間短縮）を図ることができる。

（３）ブルマン等の取付け・取外しが容易な固定具を用いて発進用架台に反力受け部材を固定することにより、更に補助推進力付加に要する時間を短縮することができる。
（４）エレメントの補助推進中は、従来のストラット材のような重量物移動のためのクレーン等の重機を必要としないことから、経済的でありしかも安全性も向上する。
（５）一般に線路に近い部分（トンネルの上床版）のエレメントは、列車の運行されていない深夜に短時間で作業することが多く、当該部分のエレメント施工に関しては上記作業時間の短縮及び安全性の向上は極めて大きな効果である。

上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では反力受け部材を補助推進用ジャッキに連結したが、反力受け部材は補助推進用ジャッキと切り離しておき、補助推進が必要なときに発進用架台に固定するようにしてもよい。しかしながら、作業時間の短縮を図るという観点からは反力受け部材を補助推進用ジャッキに連結しておく上記実施形態が望ましい態様である。

１０：発進側
１１：到達側
１２：覆工エレメント
１３：ＰＣ鋼線
１４：牽引装置
１７：発進用架台
２０：補助推進用ジャッキ
２３：押し輪
２４：反力受け部材
２５：固定具

Claims (1)

1. 覆工エレメントを発進側に設置した発進用架台に上載して、到達側に設置したけん引装置により到達側に向けてけん引することによって、トンネルの掘削に先立って該覆工エレメントを地山に貫入させる方法において、
   前記発進側における前記覆工エレメントの後端に、該覆工エレメントに伴ってけん引されて前記発進用架台上を移動する補助推進用ジャッキを着脱可能に固定するとともに、該補助推進用ジャッキの後端に、前記覆工エレメントに伴ってけん引されて前記発進用架台上を移動し、前記発進用架台への固定具が取付け・取外し自在に設けられる反力受け部材を連結し、
   前記けん引装置によるけん引力が足りているときは、前記固定具による前記反力受け部材の前記発進用架台への固定を解除して、前記補助推進用ジャッキ及び前記反力受け部材を前記覆工エレメントに追従して移動させ、
   前記けん引装置によるけん引力が不足したときは、前記固定具により前記反力受け部材を前記発進用架台に固定し、該反力受け部材から反力をとることによって前記補助推進用ジャッキを作動させて、前記覆工エレメントに地山への推力を付加することを特徴とする覆工エレメントの地山への貫入方法。

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