JPH0610586A

JPH0610586A - 立坑の構築方法

Info

Publication number: JPH0610586A
Application number: JP19491492A
Authority: JP
Inventors: Masatake Yasumoto; 匡剛安本; Kunio Numa; 国夫沼; Toshihiro Okumura; 利博奥村
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1992-06-29
Publication date: 1994-01-18
Anticipated expiration: 2012-06-25
Also published as: JP2625065B2

Abstract

(57)【要約】【目的】大深度立坑に要する工期の短縮，コストダウ
ン化，高水圧対策等をすべて解決し、安全で、しかも大
口径の立坑にも運搬等の問題がなく容易に対応すること
のできる立坑の構築方法を提供する。【構成】リバースサーキュレーションドリル機２４によ
り泥水掘削を行って地中１０に溝孔１８を形成する。溝
孔１８の孔口側部に溝孔１８と連続する沈設構造体４０
の製作ヤード２を掘削形成する。製作ヤード２内の泥水
を排出し、製作ヤード２内でコンクリートを打設して沈
設構造体４０を製作する。製作ヤード２内に注水し、水
中で沈設構造体４０を製作ヤード２内から溝孔１８側に
移動させて溝孔１８内に沈設する。沈設構造体４０の製
作工程及び沈設工程を繰り返して溝孔１８内で沈設構造
体４０を連結する。連結した沈設構造体４０の外周と溝
孔１８の孔壁との間隙を固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立坑の構築方法に関
し、特に道路，鉄道，上下水道等の大深度の立坑を形成
するのに適した立坑の構築方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、深さ７０ｍ以上に達する大深度立
坑の構築に際しては、高水圧対策等から、連続地中壁又
はニューマチックケーソン工法が採用されていた。

【０００３】前記連続地中壁を用いた大深度立坑では、
３〜４ｍごとに円形リングを上方から順次構築し、上方
から下方へコンクリート打ちを行って連続壁にそった支
保工を形成する逆巻き工法により立坑を構築していた。

【０００４】また、ニューマチックケーソン工法では、
底部にスラブ構造を設けた作業室から土砂を排出しなが
らこれを沈下させ、所定の支持層に到達させるようにし
たもので、作業室内に浸入する水を排除するため、作業
室に圧縮空気を供給するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の連続地中壁
を用いた大深度立坑では、３〜４ｍの掘削毎に円形リン
グの構築及びコンクリート打ちを行う必要があり、工期
が長くかかり、場合によっては数年を要することもある
という問題があった。

【０００６】また、地中壁下端からの高圧の地下水の浸
透により、ボイリングや盤ぶくれのおそれが高く、その
対応策のためにコストアップが余儀なくされているとい
う問題があった。

【０００７】さらに、ニューマチックケーソン工法によ
り大深度立坑を構築する場合には、地下水を安全に征服
できるが、圧気下での作業であり、作業能率が低下し、
工期も長くかかるという問題があった。

【０００８】また、この場合、掘削後の孔内に分割した
躯体を沈設していく必要があり、この躯体を工場で製作
して現場に運搬するには、運送費がかさみ、特に大口径
の躯体になると運搬が困難になるという問題があった。

【０００９】本発明は、前記従来の問題点に鑑みて成さ
れたものであって、その目的は、大深度立坑に要する工
期の短縮，コストダウン化，高水圧対策等をすべて解決
し、安全で、しかも大口径の立坑にも運搬等の問題がな
く容易に対応することのできる立坑の構築方法を提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するためになしたもので、掘削機により泥水掘削を行
って地中に溝孔を形成する工程と、前記溝孔の孔口側部
に前記溝孔と連続する沈設構造体の製作ヤードを掘削形
成する工程と、前記製作ヤード内の泥水を排出し、製作
ヤード内でコンクリートを打設して沈設構造体を製作す
る工程と、前記製作ヤード内に注水し、水中で沈設構造
体を製作ヤード内から溝孔側に移動させて溝孔内に沈設
する工程と、前記沈設構造体の製作工程及び沈設工程を
繰り返して前記溝孔内で沈設構造体を連結する工程と、
前記連結した沈設構造体の外周と前記溝孔の孔壁との間
隙を固化させる工程とを備えることを特徴とする。

【００１１】

【作用】前記構成の立坑の構築方法にあっては、掘削機
により泥水掘削を行って地中に溝孔を形成することによ
り、土砂の崩壊を防止しつつ容易に溝孔の形成ができ、
しかもある程度大きな口径を持った大深度の立坑を短期
間で構築することができ、工期の短縮，低コスト化が可
能となる。

【００１２】また、前記溝孔の側部に溝孔と連続させて
沈設構造体の製作ヤードを形成し、泥水排出状態の製作
ヤード内でコンクリートを打設して沈設構造体を製作し
た後、製作ヤード内に注水し、水中で沈設構造体を溝孔
側に移動させて溝孔内に沈設する工程を繰り返すことに
より、現場で沈設構造体を製作でき、運送上の問題を生
じさせることなく大口径の沈設構造体を形成することが
できる。

【００１３】更に、沈設構造体を水中で移動させるた
め、たとえ大口径の重量のある沈設構造体であっても、
浮力を利用して容易に移動させることができる。

【００１４】また、溝孔の掘削，沈設構造体の沈設等の
作業を水中作業で処理することができるため、大深度特
有の高水圧対策を特別に講ずる必要がない。

【００１５】そして更に、溝孔の孔壁と沈設構造体の外
周との間隙を固化させることにより、止水ゾーンを形成
することができ、漏水対策もなしうる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して詳細に説明する。

【００１７】図１〜図８は、本発明の一実施例に係る立
坑の構築方法を示す図である。

【００１８】まず、図１に示すように、地面１０に口元
ケーシング１２を圧入後、ハンマグラブ等で地面を所定
深さ掘削して口元１４を形成する。この口元１４は、構
築しようとする立坑の口径よりも大きめに形成してお
く。

【００１９】また、この口元１４の側部に、沈設構造体
４０の製作ヤード２を掘削形成する。この製作ヤード２
は、口元１４と隣接して形成され、かつ口元１４と連続
されると共に、口元１４との境界部分には沈設構造体４
０を水平移動させるためのゲート４が設けられ、このゲ
ート４にて口元１４と製作ヤード２とが仕切られるよう
になっている。なお、この製作ヤード２は、沈設構造体
４０の大きさよりも十分に大きく形成されるようになっ
ている。また、製作ヤード２内は、パイプ６によって注
水あるいは排水可能にされている。

【００２０】次に、図２に示すように前記口元１４に、
掘削機としてのリバースサーキュレーションドリル機１
６を設置し、このリバースサーキュレーションドリル機
１６にて前記口元１４から掘削して溝孔１８を形成す
る。このリバースサーキュレーションドリル機１６は、
口元１４上に設置したベース２０にロータリーテーブル
２２を取り付け、このロータリーテーブル２２に内部中
空のドリルロッド２４を垂下支持させ、このドリルロッ
ド２４の先端に掘削ビット２６を取り付けるようになっ
ている。そして、ロータリーテーブル２２及びドリルロ
ッド２４により掘削ビット２６が回転し、この掘削ビッ
ト２６の回転により、掘削した土砂をドリルロッド２４
を介して水と共に吸い上げ、溝孔１８外に排出して沈殿
池に導き、そこで土砂を沈殿させた後、その表面水を再
び溝孔１８内に還流し、泥水２８を溝孔１８内に入れた
まま掘削を行うようになっている。この場合、泥水２８
の水圧が側圧に対抗すると同時に泥水２８の粘土，シル
トの微粒子を壁面に浸透付着させて泥皮膜を作るので、
土砂の崩壊を防ぐことができ、また水の流れが逆循環で
あるため、ドリルロッド２４内の流速は速いが溝孔１８
内の流れは非常に緩慢なので溝孔１８の内壁を痛める心
配は少ない。

【００２１】また、掘削ビット２６は、大口径の物を用
いている。なお、この掘削ビット２６は、ドリルロッド
２４に取り付けたスタビライザ３０によって振れどめが
なされ、安定した掘削が成し得るようになっている。

【００２２】このように、リバースサーキュレーション
ドリル機１６によって溝孔１８の掘削を行うため、連続
的な掘削を行うことができ、７０ｍ以上の大深度の立坑
でも短期間に掘削ができ、コストも削減できることとな
る。

【００２３】さらに、前記掘削ビット２６には、拡径掘
削手段としての拡翼ビット３２が伸縮可能に取り付けら
れるようになっている。

【００２４】次いで、図３に示すように、リバースサー
キュレーションドリル機１６の掘削ビット２６によって
溝孔１８の先端部付近まで掘削した状態において、前記
掘削ビット２６に取り付けた拡翼ビット３２を広げ、溝
孔１８の先端部に拡大溝孔部３４を形成する。この場
合、拡大溝孔部３４を大きくとることができるため、溝
孔１８の口径をシールド掘進機を挿入するに十分な最小
限の状態に抑えることができ、そのため溝孔１８の掘削
期間を短くすることが可能となる。また、この拡翼ビッ
ト３２による掘削の際には、前記スタビライザ３０を溝
孔１８内に位置決めし、掘削ビット２６及び拡翼ビット
３２部分のみをスライドロッド３６を移動させて掘削す
ることにより、掘削時の安定化を図るようにしている。

【００２５】なお、前記溝孔１８の掘削時には、製作ヤ
ード２内に泥水をいれて溝孔掘削時の泥水供給源として
も利用できる。

【００２６】次に、前記拡大溝孔部３４の掘削終了後、
図４に示すように、リバースサーキュレーションドリル
機１６を取り外し、製作ヤード２のゲート４を閉じた状
態で、パイプ６を介し、製作ヤード２内の泥水を外部に
排出する。そして、泥水が完全になくなった状態で、製
作ヤード２内に型枠を設置し、この型枠内にコンクリー
トを打設して溝孔１８よりも若干小径の筒状の沈設構造
体４０を製作する。この沈設構造体４０は、シールド掘
進機の分割ブロック長よりも大きな内径に形成されるよ
うになっている。このように、現場で沈設構造体４０を
製作するため、運搬上の問題を生じさせることなく、大
口径の沈設構造体４０を自由に製作することが可能とな
る。

【００２７】次いで、沈設構造体４０を製作した状態
で、図５に示すように、パイプ６を介して製作ヤード２
内に注水する。そして、製作ヤード２のゲート４を開
き、水中で沈設構造体４０を製作ヤード２内から溝孔１
８側に移動させて溝孔１８内に沈設する。この製作ヤー
ド２側から溝孔１８側への移動は、ウィンチに接続した
ワイヤ４２を巻き取ることによって行われるようになっ
ている。また、沈設構造体４０の溝孔１８内への沈設
は、図６に示すように、ジャッキに接続した鋼線４４を
延ばすことによって行われるようになっている。このよ
うに、沈設構造体４０を水中にて移動させることによ
り、大口径で重量のある沈設構造体４０であっても容易
に移動させることが可能となる。なお、拡大溝孔部３４
の底部には、分離低減材を添加した粘着性のコンクリー
トを水中打設して底盤部４５を形成し、この底盤部４５
上に沈設構造体４０を積み重ねるようにしている。

【００２８】そして、図６に示すように、前述の沈設構
造体４０の製作工程及び沈設工程を繰り返して溝孔１８
内に沈設構造体４０を供給し、各沈設構造体４０を溝孔
１８内で連結する。この沈設構造体４０同士の連結に際
して、図８に示すように、沈設構造体４０の上面中央に
突出形成した断面台形の環状突部５０及び下面中央に形
成した環状突部５０と対応する形状の環状凹部５２を上
下方向で係合させることにより、沈設構造体４０同士の
位置決めを行うようにしている。

【００２９】また、各沈設構造体４０同士は、縦方向に
貫通させたシース管５４に連結鋼材５５を挿通させて締
め付けることにより連結するようにしている。なお、各
沈設構造体４０間は、水膨張性のシール材等によってシ
ールされ、水密性が保たれるようになっている。

【００３０】なお、前記沈設構造体４０同士の位置決め
は、断面台形の環状突部５０及び環状凹部５２の係合に
よる場合に限らず、断面半円形等種々の断面形状の環状
のものを採用することもでき、あるいは図９及び図１０
に示すように、各沈設構造体４０の上面で各シース管５
４を挟みその両側位置に突出形成した半球状突部５６及
び下面のシース管５４両側で前記半球状突部５６と対応
する位置、形状に形成した半球状凹部５７を係合させる
ことにより、沈設構造体４０同士の中心位置決め及び周
方向の位置決めを行うようにすることも可能である。

【００３１】そして、沈設構造体４０が溝孔１８内で連
結された状態で、溝孔１８の孔壁と沈設構造体４０の外
周との間隙を泥水固化させる。このように、溝孔１８の
孔壁と沈設構造体４０の外周との間隙を泥水固化させる
ことにより、その周りに止水ゾーンが形成され、漏水対
策になる上に、シールド発進防護も兼ねることが可能と
なる。

【００３２】そして更に、前記泥水固化が完了した状態
で、図７に示すように、最下位置の沈設構造体４０の底
部にシールド掘進機４８を設置し、沈設構造体４０の側
部に形成した坑口４６よりシールド掘進機４８を推進さ
せていけば、拡大溝孔部３４を容易に掘進して推進で
き、発進時の掘削の時間を短縮することが可能となる。

【００３３】尚、シールド掘進機４８は、地上で組立て
て搬入しても良く、あるいは沈設構造体４０内で組立て
ても良い。

【００３４】また、シールド掘進機４８によりシールド
トンネルを構築した後は、立坑を基礎杭として利用する
ことができ、この場合十分な断面強度を得ることが可能
である。

【００３５】本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が
可能である。

【００３６】例えば、掘削機としてリバースサーキュレ
ーションドリル機を用いているが、これに限らず、ジェ
ット噴流による掘削機、その他のものを用いることも可
能である。

【００３７】また、拡径掘削手段として拡翼ビットを用
いているが、これに限らず、前記と同様にジェット噴流
によるもの、その他のものを用いることも可能である。

【００３８】更に、本実施例においては掘削ビット及び
拡翼ビット３２にて円形状断面の溝孔１８及び拡大溝孔
部３４を形成するようにしているが、これに限らず矩形
断面の溝孔及び拡大溝孔部を形成することも可能であ
る。

【００３９】また、溝孔の孔壁と沈設構造体の外周との
間隙を泥水固化させるようにしているが、これに限ら
ず、コンクリート置換による固化手段を採用することも
可能である。

【００４０】更に、シールド掘進機によって一方向にの
み掘進する例について示したが、これに限らず二方向以
上でも可能である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の立坑の構築
方法にあっては、泥水掘削により溝孔を形成することに
より、土砂の崩壊を防止しつつ容易に溝孔の形成がで
き、しかもある程度大きな口径を持った大深度の立坑を
短期間で構築することができ、工期の短縮，低コスト化
がなしうるという効果がある。

【００４２】また、前記溝孔の側部に溝孔と連続させて
形成した沈設構造体内の泥水を排出してコンクリート打
設により沈設構造体を製作することにより、現場で沈設
構造体を製作でき、運送上の問題を生じさせることな
く、大口径の沈設構造体を形成することができるという
効果がある。

【００４３】更に、沈設構造体を水中で移動させるた
め、たとえ大口径の重量のある沈設構造体であっても、
容易に移動させることができるという効果がある。

【００４４】また、溝孔の掘削，沈設構造体の沈設等の
作業を水中作業で処理することができるため、大深度特
有の高水圧対策を特別に講ずる必要がないという効果が
ある。

【００４５】そして更に、溝孔の孔壁と沈設構造体の外
周との間隙を固化させることにより、止水ゾーンを形成
することができ、漏水対策もなしうるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る立坑の構築方法におけ
る口元及び製作ヤードの構築状態を示す断面図である。

【図２】図１の状態からリバースサーキュレーションド
リル機にて溝孔を形成する状態を示す断面図である。

【図３】図２の状態から拡大溝孔部を形成する状態を示
す断面図である。

【図４】製作ヤード内で沈設構造体を製作する状態を示
す断面図である。

【図５】製作ヤード側から溝孔側に沈設構造体を移動さ
せる状態を示す断面図である。

【図６】溝孔内に沈設構造体を沈設する状態を示す断面
図である。

【図７】沈設した沈設構造体の外周と溝孔の孔壁との間
隙を泥水固化させ、シールド掘進機を発進させる状態を
示す断面図である。

【図８】沈設構造体の連結状態を示す部分側面図であ
る。

【図９】沈設構造体同士の位置決めの他の例を示す断面
図である。

【図１０】図９における沈設構造体の平面図である。

【符号の説明】

２製作ヤード４ゲート１２口元ケーシング１４口元１６リバースサーキュレーションドリル機１８溝孔２８泥水３２拡翼ビット４０沈設構造体４２ワイヤ４４鋼線４６坑口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】掘削機により泥水掘削を行って地中に溝
孔を形成する工程と、前記溝孔の孔口側部に前記溝孔と連続する沈設構造体の
製作ヤードを掘削形成する工程と、前記製作ヤード内の泥水を排出し、製作ヤード内でコン
クリートを打設して沈設構造体を製作する工程と、前記製作ヤード内に注水し、水中で沈設構造体を製作ヤ
ード内から溝孔側に移動させて溝孔内に沈設する工程
と、前記沈設構造体の製作工程及び沈設工程を繰り返して前
記溝孔内で沈設構造体を連結する工程と、前記連結した沈設構造体の外周と前記溝孔の孔壁との間
隙を固化させる工程とを備えることを特徴とする立坑の
構築方法。