JPH04118497A - 地下鉄筋コンクリート連続壁工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は土留め壁等として使用される地下鉄筋コンクリ
ート連続壁工法に関するものである。

〔発明の背景〕

この種の地下鉄筋コンクリート連続壁は掘削機にて地盤
を掘削して立溝を形成し、該立溝内に鉄筋籠を建込み、
その後該立溝内下部よりコンクリートを打設することに
より形成される。該立溝を掘削機で掘削する際には、該
立溝に安定液を注入して立溝周壁の土圧や地下水圧と該
安定液の液圧とをバランスさせて立溝周壁の崩壊を防止
する。

このようにして形成された地下鉄筋コンクリート連続壁
に地下洞道を接続する場合があるが、その際には該地下
鉄筋コンクリート連続壁の坑口からシールド機を発進さ
せて地下洞道を堀設したり、該坑口へ地下洞道を堀設し
て来たシールド機を到達させたりする。

〔従来の技術〕

従来は上記鉄筋コンクリート連続壁の鉄筋部を切断しか
つコンクリートを切削する鏡切り工を行なって坑口を開
設し、該坑口からシールド機を発進させあるいは該坑ロ
ヘシールト機を到達させていた。この際、坑口開設時に
地山側からの土砂の崩壊や地下水の侵入を防ぐため、坑
口開設に先立って該鉄筋コンクリート連続壁の坑口相当
部の周辺の地山側に凍結処理、あるいは薬液注入処理を
施して地盤安定を行なっていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記凍結処理にあって地山側の地盤の安
定化は計れるものの、施工日数が長くか＼す、凍結のた
めの費用も相当高価なものになる。

また薬液注入処理では地盤の安定化が均一でなく、信頼
性が低く、出水や地盤崩壊の危険性がある。

更に上記鏡切り工では、作業能率の低下、作業環境の悪
化が伴い、安全施工管理上にも問題点が多く、このよう
な問題点は高深度、大口径のシールド工法になればます
ます深刻なものとなっている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記従来の課題を解決するだめの手段として、 ■安定液（２）を注入しつ＼掘削機にて地盤を掘削して
立溝（１）を形成する工程１ ■該立溝（１）内にシールド機（１６）発進到達坑口（
１５）相当部に型枠（４）を組込んだ鉄筋部（３）を建
込み、該型枠（４）内には比重１．０〜１．２のビーズ
（９）を分散した泥水（１０）を充填する工程２■該立
溝（１）内下部よりコンクリートを打設する工程３ ■該型枠（４）内にセメントミルク（１４）を注入し該
泥水（１０）と置換してシールド機（１６）発進到達坑
口（１５）相当部に間詰コンクリート壁（１３）を打設
する工程４ ■該型枠（４）を解体撤去するとともに該坑口（１５）
相当部内側に隔壁（１５）Ａを取付ける工程５以上の工
程１，２，３，４．５からなる地下鉄筋コンクリート連
続壁工法を提供するものである。

そして望ましくは該型枠（４）内には該間詰コンクリー
ト壁（１３）の補強材（６）を予め上方に引抜き可能に
組込んでおく。

〔作用〕

本発明においては立溝（１）に鉄筋Ｗ！　（３）を建込
む際、該鉄筋部（３）のシールド機（１６）発進到達坑
口（１５）相当部に組込んだ型枠（４）内にビーズ（９
）を分散した泥水（１０）を充填するので、該型枠内（
４）に立溝（１）内の安定液（２）が侵入しない。該ビ
ーズ（９）は比重１．０〜１．２であるから該泥水（１
０）は周囲の安定液（２）と略同比重となり、鉄筋ｉａ
　（３）建込時該泥水（１０）は該安定液（２）と実質
的に混合されない。そして該型枠（４）内にセメントミ
ルク（１４）を注入すると該セメントミルク（１４）が
該泥水（１０）と置換されるが、この際、該泥水（１０
）に分散しているビーズ（９）のシ戸別効果により、セ
メントミルク（１４）なかのセメント粒子カリ戸別捕捉
されて型枠内（４）から該泥水（１０）とともに外方へ
逃散することを防止される。即ち該セメントミルク（１
４）は該泥水（１０）と実質的に混合することなく置換
される。

そして該泥水（１０）中のビーズ（９）はセメントミル
ク（１４）内に残存して形成される間詰コンクリート壁
（１３）の補強材となる。

このようにしてシールド機（１６）発進到達坑口（１５
）相当部に間詰コンクリートの壁０３）が形成されるが
、型枠（４）に予め該間詰コンクリート壁（１３）の補
強材（６）を上方に引抜き可能に組込んでおくと、該補
強材（６）は該間詰コンクリート壁（１３）を補強する
。この補強材（６）はシールド機（１６）の発進到達に
あたって間詰コンクリート壁（１３）から上方に引抜か
れ撤去される。シールド機（１６）は該間詰コンクリー
ト壁（１３）を切削して坑口（１５）を開設し、発進ま
たは到達するのであるが、この際、地山（１）Ａ、（１
）Ｂ側からの土砂の崩壊や地下水の侵入は隔壁（１５）
Ａにより堰止められる。

〔発明の効果〕

したがって本発明では、立溝に建込む鉄筋部に予め組込
んだ型枠にビーズを分散した泥水を充填するから、該型
枠にセメントミルクを注入した際に立溝内の安定液との
混合を防止され、所定強度を持った間詰コンクリート壁
が容易に得られる。

そしてシールド機は該間詰コンクリート壁を直接切削し
て発進または到達するから、従来のような鏡切り工は必
要なく、騒音１作業能率の低下１作業環境の悪化が解消
される。また地山側からの土砂の崩壊や地下水の侵入は
隔壁で阻止するから、凍結処理や薬液注入処理が不要に
なり、高深度、大口径の地下洞道の接続でも安価に、し
かも信頼度の高い安全性をもって行なうことが出来る。

〔実施例〕

本発明を第１図〜第１２図に示す一実施例によって説明
すれば、（１）は立溝であり工程１により従来と同様に
掘削機により掘設され、内部には泥水である安定液（２
）が充たされて地山（１）Ａ、　（１）Ｂ側から及ぼさ
れる土圧や地下水圧に対抗している。

（３）は工程２より該立溝（１）に建込まれる鉄筋籠で
あり、該鉄筋籠（３）のシールド機発進到達坑口相当部
には鋼鉄製の型枠（４）が組込まれている。該型枠（４
）は円筒側壁（４）Ａと、外側底抜（４）Ｂと、内側底
抜（４）Ｃと、該外側底抜（４）Ｂと内側底抜（４）Ｃ
との間に介在する補強リブ（４）Ｄおよび補強リング（
４）Ｅと、外側底抜（４）Ｂから外側に向かって差出さ
れている建込ガイド（４）Ｆと、円筒側壁（４）Ａの周
縁に取付けられているセパレートブラシ（４）Ｇとから
なり、該内側底抜（４）Ｃには第１図および第２図に示
すようにセメントミルク注入管（５）が連絡するノズル
（４）Ｈが複数個配置されている。そして該型枠（４）
内には間詰コンクリート用補強材としての鋼管（６）お
よび該型枠（４）の上側には該鋼管（６）を収納する収
納筒（７）が組込まれ、更に排泥管（５）Ａが連絡する
。該鋼管（６）は第４図および第５図に示すように内部
に断面十形状のリブ（６）Ａが挿着され、このような構
造をとることによって該鋼管（６）に及ぼされる外力を
該リブ（６）Ａで分散緩和させ、該鋼管（６）の変形を
防止するのである。更に該鋼管（６）の下端には空気抜
孔（６）Ｃを設けた底蓋（６）Ｂを取付ける。該底蓋（
６）Ｂは鋼管（６）を間詰コンクリート壁内に建込む時
、コンクリートが該鋼管（６）内に侵入するのを防止す
るものであるが、該鋼管（６）引抜き時に及ぼされる鋼
管（６）の内圧を逃すために該底蓋（６）Ｂに空気抜孔
（６）Ｃを設けるのである。

更に該鋼管（６）の周囲は硬質熱可塑性プラスチック層
（６）Ｄによって被覆される。そして該熱可塑性プラス
チック層（６）Ｄの内部には溶剤導入空間（６）Ｅが形
成されている。該熱可塑性プラスチック層（６）Ｄの材
料としてはポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリメタク
リレート、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共
重合体等の硬質な熱可塑性プラスチックまたは該熱可塑
性プラスチックの発泡体が用いられ、間詰コンクリート
壁の強度と等しいかまたはそれ以上の強度を有すること
が好ましく。

該硬質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄにより地山側か
らの外力を間詰コンクリート壁から鋼管（６）に緩衝し
つ＼伝達出来るようにする。型枠（４）の上側に組込ま
れている該収納筒（７）の径は該鋼管（６）（硬質熱可
塑性プラスチック層（６）Ｄも含める）の径よりも若干
大きめとして該鋼管（６）と収納筒（７）との摩擦係数
を出来るだけ低くし、また該収納筒（７）の長さは該鋼
管（６）の長さを収容出来る程度のものとする。そして
第６図に示すように該鋼管（６）のリブ（６）Ａの頭部
には収納筒（７）を介して操作棒である鋼棒（８）が連
絡する。該鋼棒（８）の周囲には上記熱可塑性プラスチ
ック層（６）Ｄに用いられたものと同様な熱可塑性プラ
スチックの発泡体層（８）Ａが被覆される。該発泡体層
（８）Ａは通常３〜４ｋｇ／ｄ程度の圧縮強度を有する
もので、鋼棒（８）とコンクリートとの摩擦抵抗を下げ
て鋼棒（８）の引抜きを容易にするものである。

上記工程２による鉄筋籠（３）を建込む際、該型枠（４
）には比重１．０〜１．２のビーズ（９）を分散した泥
水（１０）を充填する。該ビーズ（９）はポリスチレン
、ポリメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のプラスチック、シラスバルーン、ガラスバルーン等
の無機質中空球体等がらなり、該プラスチックには比重
調節のために炭酸カルシウム、タルク、高炉スラグ、フ
ライアッシュ等の充填材が添加されてもよい。上記ビー
ズ（９）は通常上記泥水（１０）に７０〜１００容量％
程度添加される。該ビーズ（９）を分散した該泥水（１
０）は、立溝（１）内の安定液（２）と略同比重であり
、工程２による鉄筋１！　（３）建込みの際に該泥水（
１０）は該安定液（２）と実質的に混合されないから、
該泥水（１０）により型枠（４）内に安定液（２）が侵
入することを防止される。そして型枠（４）のセパレー
トブラシ（４）Ｇによって、泥水（１０）中のビーズ（
９）が型枠（４）の外側に漏洩することが防止されてい
る。更に該型枠（４）は立溝（１）へ建込む際に建込ガ
イド（４）Ｆにガイドされつ＼立溝（１）内を沈降して
行くが、該型枠（４）には外側底抜（４）Ｂと内側底抜
（４）Ｃとの間に空間（４）■が形成されているので、
該空間（４）■にもとづく浮力が型枠（４）に働いて鉄
筋！ｌ！　（３）建込みの際の重量バランスを取ること
が出来る。更に該型枠（４）はこのような二重底構造に
よって補強され形状が保持される。

上記鉄筋籠（３）を建込んだ後は、第７図に示すように
工程３において立溝（１）内下部よりコンクリート（１
１）を打設して鉄筋籠（３）で補強されたコンクリート
連続壁（１２）を形成する。該コンクリート連続壁（１
２）を形成した後は、第８図に示すように工程４におい
て注入管（５）を介して型枠（４）内にセメントミルク
（１４）を注入して第９図に示すように間詰コンクリー
ト壁（１３）を打設する。この際用いられるセメントミ
ルク（１４）にはベントナイト、粘土等の粘性土を混入
して間詰コンクリート壁（１３）の強度の調節を行なう
。型枠（４）内にセメントミルク（１４）を注入すると
ビーズ（９）を分散した泥水（１０）は排泥管（５）Ａ
を介して地上へ排出され、型枠（４）内はセメントミル
ク（１４）に置換えられるけれども、ビーズ（９）によ
るセメントミルク（１４）中のセメントのシ戸別捕捉効
果によって、セメントが該泥水（１０）に混合して排泥
管（５）Ａ内に流失することを防止される。かくして型
枠（４）内に注入されたセメントミルク（１４）は実質
的に泥水（ｌＯ）と混合することなく泥水（１０）と置
換され、所定強度の間詰コンクリート壁（１３）が得ら
れるのであが、この際ビーズ（９）はセメントミルク（
１４）内に残存して間詰コンクリート壁（１３）を補強
する。本実施例においては、得られた間詰コンクリート
壁（１３）の強度は１２０〜１５０ｋｇ／ｃ＋（とされ
るが、本発明においては特に間詰コンクリート壁（１３
）の強度を限定するものではなく、通常７０〜２４０ｋ
ｇ／ｄ程度とされる。次いで内側の地山（１）Ａを掘削
した上で型枠（４）の外側底板（４）８と内側底抜（４
）Ｃとを撤去するとともに第１０図に示すように内側（
掘削側）に鋼鉄製リング（１５）Ａを取付けて隔壁とす
机 このようにしてシールド機発進坑口（１５）が構成され
るが、該坑口（１５）からシールド機を発進させるにあ
たってはまず第１１図に示すようにシールド機（１６）
を坑口（１５）の鋼鉄製リング（１５）Ａ内に挿入する
のであるが、第１２図に示すように該鋼鉄製リング（１
５）Ａの内面において外端部側にはエントランスパツキ
ン（１７）Ａ、その内側にはエアバッグ（１７）Ｂが取
付けられ、該エアバッグ（１７）Ｂ内には外側からエア
パイプ（１７）Ｃが連絡している６該エアバツグ（１７
）Ｂはワッシャー（１７）Ｅを介してボルト（１７）Ｄ
によって鋼鉄製リング（１５）Ａに取付けられる。

該エントランスパツキン（１７）Ａおよび該エアバッグ
（１７）Ｂはスチレン−ブタジェンゴム、アクリロニト
リル−ブタジェンゴム、クロロプレンゴム、イソプレン
ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ウレタンゴム、シリ
コンゴム等の合成ゴムあるいは天然ゴムを材料とする。

そして該シールド機（１６）前面空間（１８）には潤滑
液（１９）を充填してシールド機（１６）が間詰コンク
リート壁（１３）を切削する際の減摩剤とすると同時に
該空間（１８）に該潤滑液（１９）によって内圧を及ぼ
し、シールド機（１６）先端が間詰コンクリート壁（１
３）を突破って地山側（１）Ｂに貫入する際の地下水や
地山上砂の流入を、エントランスパツキン（１７）Ａお
よびエアバッグ（１７）Ｂと協働して防ぐ。該潤滑液は
例えば粘土、ベントナイト等を水に分散させた分散液で
あり、所望なれば該潤滑液には、ポリアクリル酸塩、ポ
リビニルアルコール、カルボキシメチルセルローズ、ア
ルギン酸塩等の潤滑性水溶性合成樹脂が添加されてもよ
し）。

そしてシールド機（１６）の発進に先立って間詰コンク
リート壁（１３）の鋼管（６）を上方へ引抜く。鋼管（
６）引抜にあたってはまず鋼管（６）の硬質熱可塑性プ
ラスチック層（６）Ｄの溶剤導入空間（６）Ｅに該硬質
熱可塑性プラスチック層（６）Ｄを溶解あるいは膨潤さ
せる溶剤を導入する。該溶剤の導入は地上から収納筒（
７）の上端に連絡する溶剤パイプ（２０）を介して行な
う。本発明で用いられる溶剤としてはメタノール、エタ
ノール、イソプロパツール、　ｎ−ブタノール等のアル
コール系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、
酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等の酢酸エステル系溶剤、
アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン等のケトン系溶剤、セロソルブアセテート、ｎ−ブチ
ルセロソルブ等のセロソルブ系溶剤、ジクロルエタン、
トリクロロエチレン、四塩化炭素等の塩素系溶剤等、好
ましくは毒性の低い有機溶剤が用いられる。

該硬質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄが該溶剤と接触
すると該硬質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄは膨潤し
て該鋼管（６）と該間詰コンクリート壁（１３）との間
の潤滑層となり、また溶解して該鋼管（６）と該間詰コ
ンクリート壁（１３）との間に隙間を形成し、あるいは
該硬質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄが低発泡体の場
合には該溶剤に膨潤収縮することによって該鋼管（６）
と該間詰コンクリート壁（１３）との間に隙間を形成す
る。また鋼棒（８）は発泡体層（８）Ａ内を滑動する。

この場合、鋼棒（８）と発泡体層（８）Ａとの摩擦抵抗
は殆んど無視出来、実質的に引抜き抵抗は鋼管（６）が
該間詰コンクリート壁（１３）から引抜かれて収納筒（
７）に収納される際の摩擦抵抗により支配されるので、
鋼棒（８）の引抜き抵抗は坑口（１５）の深度に殆んど
関係なくなり、しかも上記摩擦抵抗は溶剤に膨潤もしく
は溶解した硬質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄによっ
て極端に低下しているので本発明では坑口（１５）が大
深度に位置していても鋼管（６）の間詰コンクリート壁
（１３）からの引抜きは円滑に行なわれのである。

鋼管（６）の鋼棒（８）を介しての引抜きは例えば地上
から油圧ジヤツキ、多重式滑車、バイブロ式弓抜機等に
よって行なわれる。このようにして該鋼管（６）を間詰
コンクリート壁（１３）から引抜き、第１１図点線に示
すように収納筒（７）内に収納した上でシールド機（１
６）を第１１図矢印方向外側の地山（１）Ｂ方向へ向か
って発進させるのであるが、この際、エアパイプ（１７
）Ｃからエアバッグ（１７）Ｂ内に空気圧を及ぼし、シ
ールド機（１６）のスキンプレー）−（１６）Ａに圧接
させる。このようにしてシールド機（１６）発進時の外
側の地山（１）Ｂからの地下水や土砂の流入を防止する
のであるが、該エントランスパツキン（１７）Ａも該シ
ールド機（１６）のスキンプレート（１６）Ａに圧接し
エアバッグ（１７）Ｈの密封性を補助する。該エアバッ
グ（１７）Ｂの内圧は外側の地山（１）Ｂからの水圧、
土圧あるいはシールド機（１６）のジヤツキ圧に相当す
る圧力とし、通常０．５〜１０気圧程度とされる。

上記のようにしてシールド機（１６）は第１１図矢印方
向に進み坑口（１５）の間詰コンクリート壁（１３）を
切削し、突破って発進して外側の地山（１）Ｂに貫入す
るのである。

第１３図にはシールド機（１６）が鉄筋コンクリート連
続壁（１２）の坑口（１５）に外側の地山（１）Ｂから
到達する状態が示される。上記シールド機（１６）到達
の場合には坑口（１５）の鋼鉄製リング（１５）Ａに更
に鋼鉄製受箱（１５）Ｂを取付けておき、該鋼鉄製受箱
（１５）Ｂ内には外側の地山（１）Ｂから及ぼされる水
圧および土庄に対抗するために土砂（１９）Ａが充填せ
られる。

シールド機（１６）の到達坑口（１５）への到達に先立
ってシールド機（１６）発進の場合と同様に鋼棒（８）
を介して鋼管（６）を間詰コンクリート壁（１３）から
引抜くのであるが、この際、鋼管（６）に電流を流すこ
とにより該鋼管（６）を介して硬質熱可塑性プラスチッ
ク層（６）Ｄを加熱軟化させる。かくして軟化した硬質
熱可塑性プラスチック層（６）Ｄは鋼管（６）と間詰コ
ンクリート壁（１３）との潤滑層となり、あるいは該硬
質熱可塑性プラスチック層（６）Ｄが低発泡構造を有す
る場合には体積収縮して該鋼管（６）と間詰コンクリー
ト壁（１３）との間に隙間を生じ、該鋼管（６）を該間
詰コンクリート壁（１３）から引抜く際の摩擦抵抗が極
端に低下する。

このようにして鋼棒（８）を介して鋼管（６）を間詰コ
ンクリート壁（１３）から引抜いて収納筒（７）に収納
した上′で、外側の地山（１）Ｂから第１３図矢印に示
すように到達したシールド機（１６）は該間詰コンクリ
ート壁（１３）を切削し、突破って鋼鉄製受箱（１５）
Ｂ内の土砂（１９）Ａを削りながら該鋼鉄製受箱（１５
）Ｂ内に収納される。その後収納状態のシールド機（１
６）の背面に止水剤の注入硬化等の手段により止水処置
を行なった上で鋼鉄製受箱（１５）Ｂを解体し、該シー
ルド機（１６）を埋設しあるいは回収作業を行なう。

【図面の簡単な説明】 第１図〜第１２図は本発明の一実施例を示すものであり
、第１図は鉄筋能建込み状態の立溝部分側断面図５第２
図は型枠の外側底板切欠き正面図、第３図は型枠の縦断
面図、第４図は鋼管下端部縦断面図、第５図は鋼管横断
面図、第６図は収納筒上部分縦断面図、第７図はコンク
リート打設状態の立溝部分側断面図、第８図は型枠中に
セメントミルクを注入状態の立溝部分側断面図、第９図
は間詰コンクリート壁形成状態の立溝部分側断面図、第
１０図は鋼鉄製リング取付は状態の鉄筋コンクリート連
続壁部分側断面図、第１１図はシールド機発進時の説明
図、第１２図はシールド部分拡大断面図、第１３図は本
発明他の実施例を示すシールド機到達時の説明図である
。 図中、（１）・・・・立溝、（２）・・・・安定液、（
３）・・・・鉄筋能、（４）・・・・型枠、（６）・・
・・鋼管、（９）・・・・ビーズ、（１０）・・・・泥
水、（１３）・・・・間詰コンクリート壁、（１４）・
・・・セメントミルク、 （１５）・・・・坑口、（１５）Ａ・・・・鋼鉄製リン
グ、（１６）・・・・シールド機、 特許出願人　　株式会社鴻　池　組 第４閃 第５目 第７図 第９回 第１１図 第１３０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、安定液を注入しつゝ掘削機にて地盤を掘削して立溝
   を形成する工程１ 該立溝内にシールド機発進到達坑口相当部に型枠を組込
   んだ鉄筋籠を建込み、該型枠内には比重１．０〜１．２
   のビーズを分散した泥水を充填する工程２ 該立溝内下部よりコンクリートを打設する工程３ 該型枠内にセメントミルクを注入し該泥水と置換してシ
   ールド機発進到達坑口相当部に間詰コンクリート壁を打
   設する工程４ 該型枠を解体撤去するとともに該坑口相当部内側に隔壁
   を取付ける工程５ 以上の工程１、２、３、４、５からなる地下鉄筋コンク
   リート連続壁工法 ２、該型枠内には該間詰コンクリート壁の補強材が予め
   上方に引抜き可能に組込まれている特許請求の範囲１に
   記載の地下鉄筋コンクリート連続壁工法