JP6629825B2 - オープンシールド工法における路面覆工方法 - 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路面覆工方法に関する。

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あり、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図１２に示すように左右の側壁板１ａとこれら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面及び上面を開口したもので、フロント部１ｄの前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口１ｃとして形成し、またジャッキ部１ｅである側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設する。１ｆはテール部を示す。

かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、図示は省略するが、発進坑内にこのオープンシールド機１を設置して、シールド機１の推進ジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってシールド機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、シールド機１のテール部１ｆ内で縮めた推進ジャッキ２の後方にセットする。推進ジャッキ２と反力壁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、発進坑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の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。

ショベル等の掘削機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する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ２を伸長してオープンシールド機１を前進させる。

そして前記第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をシールド機１のテール部１ｆ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻土（図示せず）を入れる。

なお、コンクリート函体４をシールド機１のテール部１ｆ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１ｆ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。

このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。

ところで、このようなオープンシールド工法によるコンクリート函体４の埋設は市街地の道路下で施工されることが多く、施工中は通行止めとなるが、一日のうちの一定の時間は道路を開放して通行可能状態とすることが望まれる。

このため、下記特許文献にも示すように、オープンシールド機１が発進坑から到達坑にまで到達する迄の間に、掘進を適宜中止し、オープンシールド機１の上部開口すなわち道路の開削した部分に覆工板１１を敷設して開口を一時的に閉塞し、この覆工板の上を自動車が走行し、また人が歩行できるようにしている。
特開２０００−６４７７７号公報

図中１４は該覆工板１１の上面に敷設する高さ調整用の路面材であり、材質としてはアスファルトなどの流体、砂、砕石などの粒体を用いる。アスファルトの場合は、アスファルト、石粉、細骨材、粗骨材を加熱混合したもので、１８０〜２４０℃で打設する。図中１５は道路を示す。

このような路面覆工を行う場合は、コンクリート函体４の上部に覆工板１１を設置する為、コンクリート函体４の上部にある程度の土被りが必要であり、土被りが無い場合は図１１、図１２に示すように覆工板１１が地上に飛び出し、大規模なすり付け５が必要となる。

図中６はオープンシールド機１のテール部後方梁部材である。このテール部後方梁部材６はオープンシールド機１の変形防止用の梁であるが、土被りが無い場合はコンクリート函体４の通過を許容するため、コンクリート函体４の上方になるように配置され、オープンシールド機１のテール部上方に飛び出して設置される。

周辺状況によってはすり付け５が困難で、作業休止時の交通開放が不可能となる場合や、大規模なすり付け作業の費用、すり付け作業による本体作業時間のロスが発生し、経済的な施工ができない場合がある。

また、テール部後方梁部材６の飛び出しにより、最低この梁の高さ分の土被りが無いと、覆工板１１を地表面から飛び出さずに設置して作業休止時の交通開放ができない。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、土被りが殆どない場合でも、オープンシールド機上に覆工板を設置し、覆工板を飛び出さずに道路の交通開放を可能とすることができるオープンシールド工法における路面覆工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ろしてセットする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、所定長掘進後、前進を停止し、覆工板をオープンシールド機の上面開口に敷設し、かつ、オープンシールド機のテール部後方梁部材を撤去し、また、覆工板の端に鉄板を重合係止して、この鉄板をコンクリート函体上に敷設した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、コンクリート函体にほとんど土被りがない場合でも、オープンシールド機のテール部後方梁部材を撤去し、オープンシールド機の上面開口に敷設した覆工板とコンクリート函体上面とに鉄板を敷設することで現地地表面から覆工板を飛び出さずに設置して道路開放を行うことができる。

また、鉄板は覆工板の端に重合係止することで車両走行によるずれが生じることを防止できる。

特に、覆工板の端にコンクリート函体の端を突き合わせて覆工板を敷設することで、本来、覆工板敷設高さとコンクリート函体上床板が干渉するような土被りがない所においても、地面から覆工板が飛び出さずに路面覆工を行うことが可能となる。

請求項２記載の本発明は、オープンシールド機の側壁板は覆工板敷設用の段差を設けて嵩上をすることを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、覆工板敷設用の段差を設けることでオープンシールド機の上面開口に覆工板を並べてこれの上をコンクリート函体と合致させ、かつ、覆工板の端に鉄板を重合係止して、この鉄板をコンクリート函体上に敷設することができる。

そしてコンクリート函体上床板の高さに合わせてオープンシールド機の延長方向ｂに覆工板を敷設できる。

請求項３記載の本発明は、テール部後方梁部材を撤去に伴い、テール部内部に仮梁を設置してテール部の変形を防止することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、テール部後方梁部材を撤去するとテール部が土圧等を受けて変形をきたすおそれがあるが、テール部内部に仮梁を設置することでかかる変形を防止することができる。

請求項４記載の本発明は、鉄板は、覆工板とコンクリート函体の突合せの隙間を塞ぐように敷設することを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、鉄板で覆工板とコンクリート函体の突合せの隙間を塞ぐことができる。

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路面覆工方法は、土被りが殆どない場合でも、オープンシールド機上に覆工板を設置し、覆工板を飛び出さずに道路の交通開放を可能とすることができるものである。

本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法の１実施形態を示す縦断側面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法の１実施形態を示す横断平面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法の１実施形態を示す背面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法の１実施形態を示す鉄板設置状態の縦断側面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法の１実施形態を示す鉄板設置状態の平面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法で使用する鉄板の説明図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法のテール部後方梁部材設置時の横断平面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法のテール部後方梁部材設置時の縦断側面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法のテール部後方梁部材撤去時の横断平面図である。 本発明のオープンシールド工法における路面覆工方法のテール部後方梁部材撤去時の縦断側面図である。 従来例のすり付けを示す側面図である。 従来例を示す縦断側面図である。

以下、図面について本発明の実施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工法における路面覆工方法の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上横断平面図、図３は背面図で、前記従来例を示す図１２と同一構成要素には同一参照番号を付したものである。

オープンシールド機１の全体構成は図１２について既に説明した通りで、左右の側壁板１ａとこれら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面及び上面を開口したもので、機体を前後方向で複数に分割し、フロント部１ａとしての前方の機体の後端にテール部１ｆ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３を形成して屈曲可能としている

フロント部１ｄの前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口１ｃとして形成し、またテール部１ｆの前半部分であるジャッキ部１ｅの側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ２を後方に向け、左右によせて、また上下複数段に配設している。上下に並べて配設する。

フロント部１ａ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２１を左右によせて、また上下複数段に配設した。

図中７はフロント部１ｄの前端に設けたスライド土留板のスライドジャッキ、１６はＨ形鋼材等を用いた押角（プレスバー）である。

図中６はオープンシールド機のテール部後方梁部材であり、コンクリート函体４の通過を許容するため、コンクリート函体４の上方になるように配置されるが、本実施形態ではこのテール部後方梁部材６は日々設置・撤去可能なものとした。

オープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、図示は省略するが、発進坑内にこのオープンシールド機１を設置して、シールド機１の推進ジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってシールド機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、シールド機１のテール部１ｆ内で縮めた推進ジャッキ２の後方にセットする。

ショベル等の掘削機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する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ２を伸長してオープンシールド機１を前進させる。

そして前記第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をシールド機１のテール部１ｆ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻土（図示せず）を入れる。

このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。

図中１１は覆工板を示し、これは所定長掘進後、前進を停止して、工事が道路を横断する場合に、道路を開放して通行可能状態とするために、コンクリート函体４の上部に設置するものである。

なお、本実施形態はコンクリート函体４の敷設にほとんど土被りがない場合であり、オープンシールド機１もこのコンクリート函体４の高さに応じて側壁板１ａの上端も地表位置近くになるが、図３に示すようにオープンシールド機１の側壁板１ａは覆工板敷設用の段差１２を設けて嵩上１３をする。

この嵩上１３はオープンシールド機１の側壁板１ａを上方に延長するものとして、取り外し可能な板体で形成することができる。

また、図６に示すような鉄板８を準備し、この鉄板８の端と覆工板１１の端とに孔１０を形成し、覆工板１１の端に鉄板８を重合し、ピン９で係止できるようにする。

ピン９には挿入時に上に突出しないような天端外向きフランジつきの管体を用いる。

このようにして道路１５の下をオープンシールド機１で掘進し、図４、図５に示すように、所定時間になったならば、オープンシールド機１のフロント部１ｄ、ジャッキ部１ｅ、テール部１ｆの全ての上面開口に覆工板１１を設置する。

この場合、オープンシールド機のテール部後方梁部材６はこれを撤去し、替わりにテール部１ｆ内部に、押角１６を水圧ジャッキ等によるテール部幅固定用ジャッキ１７で枠組んだ仮梁１８を設置してテール部の変形を防止する。

図１９は切羽内埋戻し、２０は切羽土留板で、切羽には切羽内埋戻し１９を施す。

覆工板１１の端と鉄板８の端とに孔１０を形成し、覆工板１１の端に鉄板８を重合し、ピン９で係止して、この鉄板８をコンクリート函体４の上に敷設する。

図４に示すように、覆工板１１とコンクリート函体８の突合せには隙間２２があるが、鉄板８はこの隙間１１を塞ぐように敷設される。

また、多少カーブ施工で中折れ部３で屈曲し、隙間がある場合には覆工板１１同士にも隙間があるので、この上にも鉄板８を敷き、ピン９で係止する。

以上のようにしてオープンシールド機１の上面開口を閉鎖して道路１５を開放する。一定時間経過後、道路１５を閉鎖してオープンシールド機１による掘進を開始するには、覆工板１１と鉄板８を撤去し、仮梁１８を撤去してテール部後方梁部材６を取り付ける。

１…オープンシールド機
１ａ…側壁板 １ｂ…底板
１ｃ…刃口 １ｄ…フロント部
１ｅ…ジャッキ部 １ｆ…テール部
２…推進ジャッキ ３…中折れ部
４…コンクリート函体 ５…すり付け
６…テール部後方梁部材 ７…スライドジャッキ
８…鉄板 ９…ピン
１０…孔
１１…覆工板 １２…段差
１３…嵩上 １４…路面材
１５…道路 １６…押角
１７…テール部幅固定用ジャッキ １８…仮梁
１９…切羽内埋戻し ２０…切羽土留板
２１…中折ジャッキ ２２…隙間

Claims (4)

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ろしてセットする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、所定長掘進後、前進を停止し、覆工板をオープンシールド機の上面開口に敷設し、かつ、オープンシールド機のテール部後方梁部材を撤去し、また、覆工板の端に鉄板を重合係止して、この鉄板をコンクリート函体上に敷設したことを特徴とするオープンシールド工法における路面覆工方法。
2. オープンシールド機の側壁板は覆工板敷設用の段差を設けて嵩上をする請求項１記載のオープンシールド工法における路面覆工方法。
3. テール部後方梁部材を撤去に伴い、テール部内部に仮梁を設置してテール部の変形を防止する請求項１または請求項２記載のオープンシールド工法における路面覆工方法。
4. 鉄板は、覆工板とコンクリート函体の突合せの隙間を塞ぐように敷設する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のオープンシールド工法における路面覆工方法。