WO2025248612A1 - 地下構造物の施工法 - Google Patents
地下構造物の施工法Info
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- WO2025248612A1 WO2025248612A1 PCT/JP2024/019496 JP2024019496W WO2025248612A1 WO 2025248612 A1 WO2025248612 A1 WO 2025248612A1 JP 2024019496 W JP2024019496 W JP 2024019496W WO 2025248612 A1 WO2025248612 A1 WO 2025248612A1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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- E21D9/04—Driving tunnels or galleries through loose materials; Apparatus therefor not otherwise provided for
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
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- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
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- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
Definitions
- This invention relates to a construction method for underground structures that allows for the construction of large-width underground structures by excavating them transversely beneath railways, roads, etc., without interfering with traffic above.
- Patent Document 1 a construction method for underground structures has been proposed, as shown in Patent Document 1 below. This involves placing a box-shaped roof, which is a cylindrical roof body, and alternately repeating the advancement of the box-shaped roof and the advancement of the concrete box body, while successively removing the box-shaped roof that has reached the access tunnel. This method has been further developed to solve the following shortcomings of Patent Document 1, and patents have been filed and obtained as shown in Patent Documents 2 and 3 below. Japanese Patent Publication No. 55-19312 Japanese Patent No. 3887383 Japanese Patent No. 4317843
- Patent Document 1 The drawbacks of Patent Document 1 are as follows. i) The box roof is pushed forward one by one, so it takes time and effort to advance all the box roofs. ii) After the box roof is advanced, the face is excavated before the concrete box body is advanced, so a process of excavating the face is inserted between the advancement of the box roof and the advancement of the concrete box body, and excavation work is required as a separate operation from the advancement of the concrete box body 9. This not only increases construction costs but also lengthens the construction period accordingly. iii) Excavation work at the tunnel face was risky, as it could lead to the collapse of the tunnel face, and ground improvement work, such as stabilization treatment, was also required to stabilize the tunnel face.
- Patent Documents 2 and 3 when the concrete box body is advanced after the box roof is pressed in, the soil at the face is pushed out along with the box roof as the concrete box is advanced, eliminating the need for separate excavation work at the face, thereby reducing costs and shortening the construction period. Furthermore, eliminating the need for dangerous excavation work at the face also improves safety, and by distributing the reaction resistance when advancing the concrete box, no large-scale equipment is required.
- Patent Document 2 involves disposing a push jack and struts as propulsion equipment between the concrete box and the reaction wall at the rear, and extending the push jack to push the concrete box forward, while the invention of Patent Document 3 involves pushing the concrete box forward by towing.
- Patent Document 3 in which the concrete box is pushed out by towing, has the advantage of being able to push the concrete box over long distances and stably without being affected by the stroke of the push jack.
- Patent Document 3 involves constructing a departure tunnel 3 and an arrival tunnel 4 using earth-retaining steel sheet piles 2, and arranging a box-shaped roof 6 in a square shape to correspond to the outer shape of a concrete box body 9.
- a friction cutter plate 7 is placed on the side of the ground, allowing the box-shaped roof 6 and concrete box body 9 to be separated from the surrounding soil and sand.
- 17 is a wale support
- 19 is an earth-retaining member.
- the earth-retaining steel sheet pile 2 can be used by cutting out a portion of the earth-retaining steel sheet pile 2 with a mirror cut, and is fixed in place with a tie rod 18 that connects the earth-retaining steel sheet pile 2 on the departure tunnel 3 side to the earth-retaining steel sheet pile 2 on the arrival tunnel 4 side.
- a reaction body 21 made of the natural ground is installed on the side of the arrival tunnel 4, and a reaction wall 23 is installed in front of the reaction body 21.
- the propulsion equipment for the concrete box 9 includes a push jack 10 and struts 16 located behind the concrete box 9. 20 indicates the launch pad.
- the concrete box 9 is propelled by a towing jack 24 attached to the reaction wall 23, with one end of a towing cable 25 attached to the towing jack 24 and the other end attached to an anchoring device 26 attached to the rear of the concrete box 9.
- a center-hole jack can be used as the towing jack 24, and the anchoring device 26, not shown, consists of a cone and an anchoring plate.
- the main push jack 10 is extended, and at the same time the traction jack 24 is activated to pull the concrete box 9 from the departure tunnel 3 toward the arrival tunnel 4 using the traction cable 25, pushing the concrete box 9 forward.
- the box roof 6 is extruded at the same time as the concrete box body 9 is extruded. Furthermore, the face is not excavated, and when the box roof 6 is extruded, the retaining members 19 arranged in the area surrounded by the box roof 6 are simultaneously extruded, thereby simultaneously extruding the soil 29 in front of them. In this case, as described above, the friction cutter plate 7 separates the box roof 6 and concrete box body 9 from the surrounding soil and sand, so the box roof 6 and concrete box body 9 are advanced smoothly.
- struts 16 are placed between the concrete box body 9 and the reaction wall 8 at the rear, ensuring the thrust length of the main jack 10.
- the tip of the concrete box 9 is advanced until it reaches the arrival hole 4, completing the entire length of the concrete box 9.
- the soil at the face is pushed out together with the box roof by the tip of the concrete box body, so the pushing of the box roof and the pushing and towing of the concrete box can be carried out simultaneously, eliminating the excavation process at the face that previously existed between the processes of pushing the box roof and the concrete box, thereby reducing construction costs and shortening the construction period. Furthermore, the elimination of dangerous excavation work at the face improves construction safety.
- the object of the present invention is to provide a construction method for underground structures that overcomes the disadvantages of the above-mentioned conventional examples, allowing a concrete box to be safely towed and advanced even in places where it is not possible to provide a sufficient reaction force body in front of the concrete box being towed, and because the soil at the face is pushed out by the tip of the concrete box together with the box-shaped roof, the advancement of the box-shaped roof and the advancement and advancement of the concrete box can be carried out simultaneously, eliminating the excavation process at the face that was previously required during the concrete box advancement process, reducing construction costs and shortening construction time, and improving construction safety by eliminating the dangerous excavation work at the face.
- the invention described in claim 1 is a construction method for underground structures in which a box-shaped roof is assembled and positioned to correspond to the outer shape of the concrete box to be pushed, and then it is pressed into the ground from the starting tunnel. After that, the tip of the concrete box is placed on the end of the box-shaped roof, and the concrete box is pulled, and the soil at the face is pushed out along with the box-shaped roof.
- a reaction force receiving thruster panel is installed behind the floor plate of the concrete box, and a traction cable with one end attached to the front bit side wall of the floor plate of the concrete box is arranged in the floor plate part of the concrete box and passed through the reaction force receiving thruster panel, and the other end of this traction cable is fixed to a traction jack installed on the side of the reaction force receiving thruster, and the concrete box is pulled by the traction cable with the traction jack, and the reaction force receiving thruster panel is pushed out together with the concrete box by this pulling.
- a reaction force-receiving thrust body plate is installed behind the floor plate of the concrete box, and the concrete box and the reaction force-receiving thrust body plate are towed together with a towing jack, so there is no need to install a reaction body made of the ground on the arrival hole side in front of the concrete box. Furthermore, since the towing work can all be performed behind the concrete box, there is little impact on the surrounding ground, etc., and construction can be carried out safely.
- the present invention as described in claim 2 is characterized in that the concrete box is constructed on a launching platform, and the launching platform has raised sides to form side guide concrete for the concrete box.
- the concrete box is advanced by towing, guided by the side guide concrete provided on the launch pad, allowing it to be advanced safely in the correct direction without bending.
- the present invention described in claim 3 is characterized in that the traction cable is arranged in the floor panel portion of the concrete box by embedding a traction cable insertion box in the concrete box during construction and inserting the traction cable into the box.
- a traction cable one end of which is secured to the front bit side wall of the floor plate of the concrete box, can be laid in the floor plate portion of the concrete box reliably and safely by embedding a traction cable insertion box in the concrete box during construction and inserting the cable through the traction cable insertion box.
- the present invention as described in claim 4 is characterized in that the traction cable insertion box comprises an upper cover that moves with the concrete box body and a main body to which the upper cover is fitted.
- the traction cable is inserted into the traction cable insertion box and placed in the floor panel portion of the concrete box.
- the top cover of the traction cable insertion box moves with the concrete box, while the main body remains, so the concrete box can be moved without dragging the traction cable.
- the present invention as described in claim 5 is characterized in that a lubricant injection device is installed inside the concrete box, and lubricant is injected into the bottom of the concrete box by the lubricant injection device as the concrete box moves forward.
- the underground structure construction method of the present invention allows the concrete box to be safely towed and advanced even in places where it is not possible to provide a sufficient reaction force body in front of the towed concrete box. Furthermore, because the soil at the face is pushed out by the tip of the concrete box together with the box roof, the advancement of the box roof and the advancement and advancement of the concrete box can be carried out simultaneously. This eliminates the excavation process at the face that was previously required during the concrete box advancement process, reducing construction costs and shortening construction time. Furthermore, the elimination of dangerous excavation work at the face improves construction safety.
- FIG. 2 is a longitudinal side view showing the first step of the construction method for underground structures of the present invention.
- FIG. 2 is a plan view showing the first step of the construction method for underground structures of the present invention.
- a vertical cross-sectional side view showing the fifth step of the underground structure construction method of the present invention A plan view showing the fifth step of the underground structure construction method of the present invention.
- a longitudinal side view showing the sixth step of the construction method for underground structures of the present invention A plan view showing the sixth step of the underground structure construction method of the present invention.
- a longitudinal side view showing the seventh step of the construction method for underground structures of the present invention A plan view showing the seventh step of the underground structure construction method of the present invention.
- a plan view showing the eighth step of the underground structure construction method of the present invention. A longitudinal side view showing the 9th step of the construction method for underground structures of the present invention.
- a plan view showing the 9th step of the underground structure construction method of the present invention A longitudinal side view showing the 10th step of the construction method for underground structures of the present invention.
- a plan view showing the 10th step of the underground structure construction method of the present invention A longitudinal side view showing the 11th step of the underground structure construction method of the present invention.
- a plan view showing the 11th step of the underground structure construction method of the present invention A longitudinal side view showing the 12th step of the underground structure construction method of the present invention.
- a plan view showing the 12th step of the underground structure construction method of the present invention. A longitudinal side view showing the 13th step of the underground structure construction method of the present invention.
- a plan view showing the 13th step of the underground structure construction method of the present invention A plan view showing the 13th step of the underground structure construction method of the present invention.
- a longitudinal side view showing the 14th step of the underground structure construction method of the present invention A plan view showing the 14th step of the underground structure construction method of the present invention.
- 11 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 10.
- 13 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 12.
- FIG. 14 is a detailed view of part a in FIG. 13.
- 15 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 14.
- FIG. 10 is a vertical cross-sectional side view showing a conventional example.
- Figures 1 to 30 are longitudinal side views and plan views of each step in the construction method for underground structures of the present invention, with the same reference numerals used to designate components that are the same as those in the conventional example shown in Figure 35.
- reference number 2 is a retaining steel sheet pile, which uses sheet piles and H-shaped steel beams. This retaining steel sheet pile 2 is used to construct the departure tunnel 3 and arrival tunnel 4.
- reference numeral 6 denotes a box-shaped roof. Although not shown, it is a box-shaped cylindrical body with a roughly square cross section, with hook-shaped joints formed continuously along the length on the side, and a friction cutter plate 7 overlaid on the top or side.
- This box-shaped roof 6 has connecting flanges at the front and rear ends, and can be connected lengthwise with bolts to allow for the required length to be buried. It can also be connected in parallel and continuously in both the vertical and horizontal directions via hook-shaped joints.
- the box-shaped roof 6 is arranged in a square shape to correspond to the outer shape of the concrete box body 9.
- the friction cutter plate 7 is placed on the side of the ground, allowing the box-shaped roof 6 and concrete box body 9 to be separated from the surrounding soil and sand.
- the concrete box 9 is a reinforced concrete structure that forms the underground structure to be constructed, and is a cylindrical box culvert consisting of a floor plate 9a, a top plate, and left and right side plates.
- reference numeral 20 denotes a launch pad formed by pouring concrete, and the concrete box body 9 is constructed on top of this launch pad 20.
- the sides of the launch pad 20 are raised to form side guide concrete 20a to the concrete box body.
- reference numeral 30 denotes a reaction force receiving thruster plate installed behind the floor plate 9a of the concrete box 9. It is constructed from reinforced concrete, with its front end formed as a vertical surface that abuts against the concrete box 9 and its rear end formed as an inclined surface for mounting the towing jack 24. Multiple reaction force receiving thruster plates 30 are installed side by side with spaces between them.
- the towing jack 24 is a center-hole type jack that pulls the towing cable 25. Although not shown, it has a wedge-shaped cone and an anchor plate.
- earth-retaining steel sheet piles 2 are driven into the ground next to overhead transportation 31 such as a railway, and a departure tunnel 3 and arrival tunnel 4 are constructed.
- a platform 32 is assembled within the departure tunnel 3, and a box-shaped roof 6 is placed on top of it.
- the earth-retaining steel sheet piles 2 are opened in a mirror-birking motion, and this box-shaped roof 6 is passed through the opening and pressed in from the departure tunnel 3 to the arrival tunnel 4.
- This box-shaped roof 6 is pressed into place by providing a propulsion jack 33, spacers 34, and struts 35, and workers inside the box-shaped roof 6 manually dig using the cutting edge at the tip.
- the excavated soil is sent rearward using a cart, and the propulsion jack 33 is used to push the box-shaped roof 6 forward along the excavated distance.
- a friction cutter plate 7 is attached to the top surface of the box-shaped roof 6, which is the cylindrical roof body, and is extruded together with the box-shaped roof 6.
- the platform 32 is removed, and then the box-shaped roof 6 for the lower floor portion is placed, followed by the box-shaped roof 6 for the left and right wall portions, with the box-shaped roof 6 being arranged in a square shape to correspond to the outer shape of the concrete box 9 to be pushed forward.
- This rectangular box-shaped roof 6 contains soil and sand, and the sections of the steel sheet piles 2 that are cut in half at the front and back can be used as soil-retaining members 19. These soil-retaining members 19 at the front and back can also be secured together with tie rods.
- a pit 36 is constructed directly below the rear end of the box-shaped roof 6 in the launch tunnel 3 to secure the towing members. Crushed stone is laid at the bottom of the launch tunnel 3, and concrete is poured on top to construct the launch platform 20. (See Figures 9 and 10.)
- the launch pad 20 has raised sides to form side guide concrete 20a to the concrete box body, and guide plates 37 made of strip-shaped steel plates are laid on the inside of these side guide concrete 20a.
- the concrete box 9 is constructed on the launch platform 20 of the launch tunnel 3.
- one end of the traction cable 25 is secured to the side wall of the bit 36 in front of the floor plate 9a of the concrete box 9 using a fixing device, and the traction cable 25 is extended and placed in the floor plate 9a portion of the concrete box 9.
- a sheath tube 46 is buried in the launch platform 20 and the cable is inserted through it.
- the traction cable 25 was placed on the floor panel 9a of the concrete box 9 by embedding a traction cable insertion box 38 into the concrete box 9 during construction, and then passing the cable through the traction cable insertion box 38.
- the traction cable insertion box 38 consists of an upper cover 38a that moves with the concrete box body 9 and a main body 38b to which the upper cover 38a fits.
- the upper cover 38a has dowel bars 39 formed as protrusions at appropriate intervals, which act as stud dowels to maintain the unity of the box body 9 with the floor panel 9a.
- a lubricant was applied to the top surface of the launch pad 20 and a barrier sheet was installed.
- the lubricant and barrier sheet 40 were then laid between the traction cable insertion boxes 38.
- the steel plates 41 for box propulsion are arranged horizontally at intervals, with the dowel bars 39 positioned at appropriate intervals on top, avoiding the lubricant injection area. These are then laid between the traction cable insertion boxes 38, and the concrete box 9 is constructed on top of these. This allows the concrete box 9 to incorporate the steel plates 41 for box propulsion on its bottom surface. (See Figure 18)
- a reaction force receiving thruster base 30 is constructed behind the floor plate 9a of the concrete box 9, and a traction cable 25 arranged in the floor plate 9a of the concrete box 9 is extended to pass through the reaction force receiving thruster base 30, and then inserted into a traction jack 24 provided on the reaction force receiving thruster base 30 to secure it in place.
- connecting steel members 42 consisting of H-shaped steel beams framed in a square shape, are arranged on the front end face of the concrete box 9. Furthermore, a lubricant injection device 43 is installed on the floor plate 9a within the concrete box 9, and a lubricant injection pipe 44 is pre-placed in the floor plate 9a so that it passes vertically through the floor plate and exits to the bottom.
- the towing jack 24 is operated to push the concrete box 9 forward via the reaction force receiving thrust plate 30 (blank pushing). At this time, lubricant is injected into the bottom of the concrete box 9 from the lubricant injection device 43.
- the concrete box body 9 and the box-shaped roof 6 are connected via the connecting steel members 42, and the friction cutter plate fixing girders 45 connect the friction cutter plates 7 placed on the top, sides, and bottom of the concrete box body 9 to the friction cutter plates 7 installed on the box-shaped roof 6.
- This friction cutter plate 7 separates the box-shaped roof 6 and concrete box body 9 from the surrounding soil and sand.
- the traction jack 24 is activated to use the traction cable 25 to pull the reaction force-receiving propulsion body 30 and concrete box 9 from the departure tunnel 3 toward the arrival tunnel 4, pushing the concrete box 9 forward.
- the box-shaped roof 6 is also extruded at the same time. Furthermore, no excavation is performed at the face, and when the box-shaped roof 6 is extruded, the retaining members 19 arranged in the area surrounded by the box-shaped roof 6 are also extruded at the same time.
- the friction cutter plate 7 separates the box-shaped roof 6 and concrete box body 9 from the surrounding soil and sand, allowing the box-shaped roof 6 and concrete box body 9 to move forward smoothly.
- the concrete box 9 is advanced until its tip reaches the arrival shaft 4, completing the entire length of the concrete box 9 (see Figures 29 and 30). If there is another box to be advanced, the reaction force-receiving thruster plate is returned to the back of the starting shaft, and the steps from Figures 16 to 27 are repeated.
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Abstract
推進しようとするコンクリート函体の外形に対応するように箱型ルーフを組み配置して、発進坑から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ端部にコンクリート函体の先端部を配置してコンクリート函体の牽引とともに切羽部の土砂を、箱型ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、牽引するコンクリート函体の前方に十分な反力体を設けることができない場所でも、コンクリート函体を安全に牽引推進できる。 コンクリート函体の床板の後方に反力受用推進体盤を設置し、一端をコンクリート函体の床板の前方ビット側壁に係止した牽引ケーブルをコンクリート函体の床板部分に配設し、かつ反力受用推進体盤内に貫通させ、この牽引ケーブルの他端を反力受用推進体側面に設置した牽引ジャッキに定着させ、コンクリート函体は牽引ジャッキで牽引ケーブルを牽引し、この牽引で反力受用推進体盤をコンクリート函体ともども押し出す。
Description
本発明は、鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる地下構造物の施工法に関するものである。
鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどがあげられる。
しかし、先に別工事としてパイプルーフを形成し、その中を掘削して地下構造物を構築したり、また地下構造物をパイプルーフ下を掘進させるようにしたので、このパイプルーフが存在する分だけ土被りが厚くなる。しかも、パイプルーフ施工の防護工が地下構造物埋設の本工事と別工事となり、工費、工期が大である。
かかる不都合を解消するものとして、下記特許文献1に示すように、ルーフ用筒体である箱型ルーフを配置し、箱型ルーフの前進とコンクリート函体の前進とを交互に繰り返しながら、到達坑に出た箱型ルーフを順次撤去する地下構造物の施工法が提唱され、さらに、これを進化させて、前記特許文献1の下記欠点を解消するものとして、下記特許文献2、特許文献3を出願し、特許を取得した。
日本国 特開昭55-19312号公報
日本国 特許第3887383号公報
日本国 特許第4317843号公報
特許文献1の欠点は下記の通りである。
i)箱型ルーフは1本ずつ順次推し進めるので一通り箱型ルーフが前進し終わるまで時間と手間がかかる。
ii)箱型ルーフの前進後、切羽部の掘削を行ってからコンクリート函体を前進させているので、箱型ルーフの前進とコンクリート函体の前進との間に、切羽部を掘削する工程が入り、コンクリート函体9の推進作業とは別のものとして掘削作業を必要としていた。このため、工費がかさむだけでなく、工期もその分だけ長いものになる。
iii)切羽部の掘削作業は切羽崩壊などの危険を伴うものであり、切羽安定のための安定処理などの地盤改良のための作業も必要としていた。
i)箱型ルーフは1本ずつ順次推し進めるので一通り箱型ルーフが前進し終わるまで時間と手間がかかる。
ii)箱型ルーフの前進後、切羽部の掘削を行ってからコンクリート函体を前進させているので、箱型ルーフの前進とコンクリート函体の前進との間に、切羽部を掘削する工程が入り、コンクリート函体9の推進作業とは別のものとして掘削作業を必要としていた。このため、工費がかさむだけでなく、工期もその分だけ長いものになる。
iii)切羽部の掘削作業は切羽崩壊などの危険を伴うものであり、切羽安定のための安定処理などの地盤改良のための作業も必要としていた。
特許文献2、特許文献3は、箱型ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、コンクリート函体の推進とともに切羽部の土砂を箱型ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、コンクリート函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない。
特許文献2の発明は、コンクリート函体の後方の反力壁との間に推進設備として元押しジャッキ、ストラットを配設して、元押しジャッキを伸長してコンクリート函体を前方に押出す場合であり、特許文献3の発明は、コンクリート函体を牽引により前方に押出す場合である。
コンクリート函体を元押しジャッキにより押し出す特許文献2の発明に比べてコンクリート函体を牽引により押出す特許文献3の発明は元押しジャッキのストロークに影響を受けずに長い距離、かつ、安定してコンクリート函体を押し出すことができるという利点がある。
特許文献3の発明は、図35に示すように、土留鋼矢板2で発進坑3と到達坑4を築造し、箱型ルーフ6をコンクリート函体9の外形に対応するように四角形状に配置する。その際、フリクションカッタープレート7は地盤側面に配置され、箱型ルーフ6およびコンクリート函体9と周辺土砂との縁切りを行うことができる。
図中17は腹起こし材、図中19は土留部材で、土留部材19は土留鋼矢板2は一部を鏡切りで抜くことで使用でき、発進坑3側の土留鋼矢板2と到達坑4側の土留鋼矢板2を結合するタイロッド材18で固定する。
到達坑4側に設けた地山による反力体21を設け、反力体21の前方に設けた反力壁23である。
コンクリート函体9の推進設備としては、コンクリート函体9の後方に元押しジャッキ10、ストラット16を配設する。20は発進台を示す。
コンクリート函体9の推進設備としては、反力壁23に牽引ジャッキ24を設け、この牽引ジャッキ24に一端を取り付けた牽引ケーブル25の他端をコンクリート函体9の後部に取り付ける定着装置26に定着する。牽引ジャッキ24にはセンターホールジャッキが利用でき、定着装置26は図示は省略するが、コーンと定着板からなる。
なお、牽引ジャッキ24と定着装置26を入れ換え、コンクリート函体9の後部に牽引ジャッキ24を取り付け、この牽引ジャッキ24に一端を取り付けた牽引ケーブル25の他端を、反力壁23に固定した定着装置26に定着するようにしてもよい。
元押しジャッキ10を伸長し、同時に牽引ジャッキ24を作動して牽引ケーブル25でコンクリート函体9を発進坑3から到達坑4に向けて牽引してコンクリート函体9を前方に押出す。
コンクリート函体9の押出しと同時に箱型ルーフ6も押出され、さらに切羽部の掘削は行わず、箱型ルーフ6を押出すときに同時に箱型ルーフ6で囲まれた部分に配設した土留部材19を押出すことによりその前方の土砂29も同時に押出す。この場合、前記のようにフリクションカッタープレート7により箱型ルーフ6およびコンクリート函体9と周辺土砂との縁切りがなされているから、箱型ルーフ6およびコンクリート函体9はスムーズに推進する。
コンクリート函体9の前進とともにコンクリート函体9の後方の反力壁8との間にストラット16を配設して、元押しジャッキ10の推進長を確保する。
このようにして箱型ルーフ6とこの箱型ルーフ6に囲まれて同時に押出された土砂が到達坑4に到達したならば、到達坑4で箱型ルーフ6を撤去すると同時に、土砂を掘削して排土する。
そして、コンクリート函体9の先端が到達坑4に達するまで推進してコンクリート函体9の全長の推進が完了する。
このように前記特許文献3の発明によれば切羽部の土砂を箱型ルーフとともにコンクリート函体の先端で押し出すから、箱型ルーフの推進とコンクリート函体の推進および牽引とが同時に行え、箱型ルーフの推進とコンクリート函体の推進との工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れる。また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上する。
また、コンクリート函体の推進および牽引とともに切羽部の土砂を箱型ルーフと一緒に押し出すので、コンクリート函体の推進のみ、もしくは牽引のみの場合と比較して、コンクリート函体を移動させるための反力抵抗を分散させることができ、一箇所における反力体が小規模でよい。これにより、抵抗土圧が足りない場合に必要とされる地盤改良などの補助工法も不要であり、補助工法を行うための費用と施工日数が少なくてすむ。
前記特許文献2の本発明では、コンクリート函体を牽引するのに、到達坑側に地山による反力体を設けていた。
このような地山による反力体の構築は到達坑側に十分なスペースがないと不可能であり、また、反力壁の設置も含めて大掛かりな工事となる。しかも、牽引ケーブルは反力体から箱型ルーフの囲みの中を通ってコンクリート函体に至るものであり、長さが必然的に長いものとなり、牽引作業も不安定になるおそれがある。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、牽引するコンクリート函体の前方に十分な反力体を設けることができない場所でも、コンクリート函体を安全に牽引推進でき、また、切羽部の土砂を箱型ルーフとともにコンクリート函体の先端で押し出すから、箱型ルーフの推進とコンクリート函体の推進および牽引とが同時に行え、コンクリート函体の推進の工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上する地下構造物の施工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記載の発明は、推進しようとするコンクリート函体の外形に対応するように箱型ルーフを組み配置して、発進坑から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ端部にコンクリート函体の先端部を配置してコンクリート函体の牽引とともに切羽部の土砂を、箱型ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、コンクリート函体の床板の後方に反力受用推進体盤を設置し、一端をコンクリート函体の床板の前方ビット側壁に係止した牽引ケーブルをコンクリート函体の床板部分に配設し、かつ反力受用推進体盤内に貫通させ、この牽引ケーブルの他端を反力受用推進体側面に設置した牽引ジャッキに定着させ、コンクリート函体は牽引ジャッキで牽引ケーブルを牽引し、この牽引で反力受用推進体盤をコンクリート函体ともども押し出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、コンクリート函体の床板の後方に反力受用推進体盤を設置し、コンクリート函体は反力受用推進体盤ともども牽引ジャッキで牽引するので、コンクリート函体の前方の到達坑側に地山による反力体を設ける必要がない。さらに、牽引作業はコンクリート函体の後方で全て行えるので、地山等周辺に及ぼす影響も少なく、安全に施工できる。
請求項2記載の本発明は、コンクリート函体は発進台上で構築し、発進台は側部を立上げて、コンクリート函体への側部ガイドコンクリートを形成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、牽引によりコンクリート函体を前進させるのに、発進台に設けた側部ガイドコンクリートでガイドするので、曲がることなく適正方向に安全に前進させることができる。
請求項3記載の本発明は、コンクリート函体の床板部分への牽引ケーブルの配置は、牽引ケーブル挿入ボックスをコンクリート函体施工時にコンクリート函体に埋め込み、その牽引ケーブル挿入ボックス内を挿通させ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、一端をコンクリート函体の床板の前方ビット側壁に係止した牽引ケーブルをコンクリート函体の床板部分に配設するのに、牽引ケーブル挿入ボックスをコンクリート函体施工時にコンクリート函体に埋め込み、その牽引ケーブル挿入ボックス内を挿通させることで確実かつ安全に行うことができる。
請求項4記載の本発明は、牽引ケーブル挿入ボックスはコンクリート函体とともに移動する上蓋とこの上蓋が篏合する本体とからな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、牽引ケーブルを牽引ケーブル挿入ボックスに挿通させてコンクリート函体の床板部分に配設するのに、牽引ケーブル挿入ボックスは上蓋がコンクリート函体とともに移動し、本体は残るので牽引ケーブルを引きずることなくコンクリート函体を移動させることができる。
請求項5記載の本発明は、コンクリート函体内に滑剤注入装置を設置し、コンクリート函体の前進時に滑剤注入装置により滑剤をコンクリート函体底部に注入することを要旨とするものである。
請求項5記載の本発明によれば、コンクリート函体の前進時に滑剤をコンクリート函体底部に注入することで、コンクリート函体前進の摩擦抵抗を少なくして、スムーズに牽引できる。
以上述べたように本発明の地下構造物の施工法は、牽引するコンクリート函体の前方に十分な反力体を設けることができない場所でも、コンクリート函体を安全に牽引推進でき、また、切羽部の土砂を箱型ルーフとともにコンクリート函体の先端で押し出すから、箱型ルーフの推進とコンクリート函体の推進および牽引とが同時に行え、コンクリート函体の推進の工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上するものである。
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~図30は本発明の地下構造物の施工法の各工程の縦断側面図と平面図であるが、図35に示した従来例と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
先に設備について説明する。図中2は土留鋼矢板であり、シートパイルやH形鉄鋼等を使用する。この土留鋼矢板2は発進坑3と到達坑4を築造するためのものである。
図中6は箱型ルーフであり、図示は省略するが、略正方形断面の箱型筒体で、側面に鉤状の継手を長手方向に連続して形成し、また、上面または側面にフリクションカッタープレート7を重ねている。
この箱型ルーフ6は前後端に接合フランジを形成して長さ方向に順次ボルト止めにより接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手を介して縦横方向に連続しながら並列させる。
前記箱型ルーフ6はコンクリート函体9の外形に対応するように四角形状に配置する。その際、フリクションカッタープレート7は地盤側面に配置され、箱型ルーフ6およびコンクリート函体9と周辺土砂との縁切りを行うことができる。
コンクリート函体9は施工しようとする地下構造物を形成する鉄筋コンクリート構築物であり、床板9a、天板、左右側板からなる筒状のボックスカルバートである。
図中20はコンクリート打設により形成する発進台で、コンクリート函体9はこの発進台20の上に構築する。発進台20は側部を立上げて、コンクリート函体への側部ガイドコンクリート20aを形成した。
図中30はコンクリート函体9の床板9aの後方に設置する反力受用推進体盤であり、鉄筋コンクリートにより構築し、前端はコンクリート函体9に当接する垂直面として形成し、後端は牽引ジャッキ24を設けるため傾斜面として形成した。この反力受用推進体盤30は複数個を間隔を存して横並びに設置する。
牽引ジャッキ24は牽引ケーブル25を牽引するセンターホール式のジャッキである。図示は省略するがクサビ型コーンと定着板を有する
図3、図4に示すように、鉄道などの上部交通31の脇に土留鋼矢板2を打設して、発進坑3と到達坑4を築造し、前記発進坑3内に架台32を組み、その上で箱型ルーフ6を配置し、この箱型ルーフ6を土留鋼矢板2を鏡開きに開口させてその中を通し、発進坑3から到達坑4に向けて圧入させる。
この箱型ルーフ6の圧入は、推進ジャッキ33、スペーサー34,ストラット35を設け、先端刃口部で箱型ルーフ6内の作業員が手掘りで掘削を行い、掘削土砂は台車で後方に送るとともに掘削した分に推進ジャッキ33で箱型ルーフ6を推し進めることで行う。
ルーフ用筒体である箱型ルーフ6の上面には従来と同様にフリクションカッタープレート7を取り付けて、箱型ルーフ6とともに押出す。
上の床部分の箱型ルーフ6を配置したならば前記架台32は撤去し、今度は下の床部分の箱型ルーフ6を配置し、さらに左右の壁部分の箱型ルーフ6を配置して、箱型ルーフ6は推進させようとするコンクリート函体9の外形に対応するように四角形状に配置される。
このように四角形状に箱型ルーフ6で囲まれた内部には土砂があり、その前後には土留鋼矢板2の一部を鏡切りして得た部分が土留部材19とし利用できる。なお、この前後の土留部材19の相互はタイロッド材で固定してもよい。
土留部材19と箱型ルーフ6とは仮止め部材27で固定する。発進坑3では箱型ルーフ6の後端直下に、ピット36を牽引部材固定用として構築する。また、発進坑3の底面に砕石を敷設し、その上にコンクリートを打設して発進台20を構築する。(図9,図10参照)
前記したように発進台20は側部を立上げて、コンクリート函体への側部ガイドコンクリート20aを形成しているが、この側部ガイドコンクリート20aの内側部分には帯状鋼板によるガイドプレート37を敷設した。
コンクリート函体9を発進坑3の発進台20の上で構築する。このコンクリート函体9の構築に際しては、牽引ケーブル25の一端をコンクリート函体9の床板9aの前方のビット36の側壁に定着具をもって係止し、この牽引ケーブル25を伸ばしてコンクリート函体9の床板9a部分に配設する。なお、牽引ケーブル25をビット36の側壁から発進台20を貫通させて発進台20の上面に引き出すには発進台20にシース管46を埋設しておき、その中を挿通させる。
前記コンクリート函体9の床板9a部分への牽引ケーブル25の配置は、牽引ケーブル挿入ボックス38をコンクリート函体9の施工時にコンクリート函体9に埋め込み、その牽引ケーブル挿入ボックス38内を挿通させた。
前記牽引ケーブル挿入ボックス38はコンクリート函体9とともに移動する上蓋38aとこの上蓋38aが篏合する本体38bとからなり、上蓋38aにはジベル筋39を適宜間隔で突起として設け、ジベル筋39がスタットジベルとしてコンクリート函体9の床板9a部分との一体性を保つようにする。
前記コンクリート函体9を構築する前に、発進台20の上面に滑剤を塗布して、かつ縁切り用シートを設置して、滑剤及び縁切りシート40を前記牽引ケーブル挿入ボックス38の相互間に敷設した。
また、コンクリート函体9を構築する際に、ジベル筋39を上に適宜間隔で配置した鉄板を滑剤注入する位置をさけた位置に、帯状に配置した函体推進用敷鉄板41を横並びで間隔を存して並べ、前記牽引ケーブル挿入ボックス38の相互間に敷設し、この上にコンクリート函体9を構築することで、コンクリート函体9はその底面に函体推進用敷鉄板41を含有するようにした。(図18参照)
図19,図20に示すように、コンクリート函体9の床板9aの後方に反力受用推進体盤30を構築し、前記コンクリート函体9の床板9a部分に配設した牽引ケーブル25を伸ばして反力受用推進体盤30を貫通させ、反力受用推進体盤30に設けた牽引ジャッキ24に挿通して定着させる。
また、コンクリート函体9の前端面にはH型鋼を四角に枠組んだ接続鋼材42を配設する。さらに、コンクリート函体9内で床板9a部分上に滑剤注入装置43を設置し、床板9a部分にはこれを縦に貫通して底部に抜けるように滑剤注入管44が予め配置されている。
牽引ジャッキ24を作動させ、反力受用推進体盤30を介してコンクリート函体9を前に押し出す。(空押し)この時、滑剤注入装置43から滑剤をコンクリート函体9の底部に注入する。
前記接続鋼材42を介してコンクリート函体9と箱型ルーフ6とを接続し、また、フリクションカッタープレート固定桁45によりコンクリート函体9の上部、側部、底部に配置したフリクションカッタープレート7を前記箱型ルーフ6に設置したフリクションカッタープレート7と接続する。
このフリクションカッタープレート7により箱型ルーフ6およびコンクリート函体9と周辺土砂との縁切りを行う。
牽引ジャッキ24を作動して牽引ケーブル25で反力受用推進体盤30およびコンクリート函体9を発進坑3から到達坑4に向けて牽引してコンクリート函体9を前方に押出す。
コンクリート函体9の押出しと同時に箱型ルーフ6も押出され、さらに切羽部の掘削は行わず、箱型ルーフ6を押出すときに同時に箱型ルーフ6で囲まれた部分に配設した土留部材19を押出す。
この場合、前記のようにフリクションカッタープレート7により箱型ルーフ6およびコンクリート函体9と周辺土砂との縁切りがなされているから、箱型ルーフ6およびコンクリート函体9はスムーズに推進する。
このようにして箱型ルーフ6とこの箱型ルーフ6に囲まれて同時に押出された土砂29が到達坑4に到達したならば、到達坑4で箱型ルーフ6を撤去すると同時に、土砂29を掘削して排土する。
そして、コンクリート函体9の先端が到達坑4に達するまで推進してコンクリート函体9の全長の推進が完了する。(図29、図30参照。)さらに、後続に推進する函体がある場合は、反力受用推進体盤を発進立坑背面まで戻し、図16から図27の工程を繰り返す。
2 土留鋼矢板 3 発進坑
4 到達坑 6 箱型ルーフ
7 フリクションカッタープレート
8 反力壁 9 コンクリート函体
9a 床板 10 元押しジャッキ
14 止め部材 16 ストラット
17 腹起こし材 18 タイロッド材
19 土留部材 20 発進台
20a 側部ガイドコンクリート 21 反力体
23 反力壁 24 牽引ジャッキ
25 牽引ケーブル 26 定着装置
27 仮止め部材 29 土砂
30 反力受用推進体盤 31 上部交通
32 架台 33 推進ジャッキ
34 スペーサー 35 ストラット
36 ピット 37 ガイドプレート
38 牽引ケーブル挿入ボックス 38a 上蓋
38b 本体 39 ジベル筋
40 滑剤及び縁切りシート 41 函体推進用敷鉄板
42 接続鋼材 43 滑剤注入装置
44 滑剤注入管
45 フリクションカッタープレート固定桁
46 シース管
4 到達坑 6 箱型ルーフ
7 フリクションカッタープレート
8 反力壁 9 コンクリート函体
9a 床板 10 元押しジャッキ
14 止め部材 16 ストラット
17 腹起こし材 18 タイロッド材
19 土留部材 20 発進台
20a 側部ガイドコンクリート 21 反力体
23 反力壁 24 牽引ジャッキ
25 牽引ケーブル 26 定着装置
27 仮止め部材 29 土砂
30 反力受用推進体盤 31 上部交通
32 架台 33 推進ジャッキ
34 スペーサー 35 ストラット
36 ピット 37 ガイドプレート
38 牽引ケーブル挿入ボックス 38a 上蓋
38b 本体 39 ジベル筋
40 滑剤及び縁切りシート 41 函体推進用敷鉄板
42 接続鋼材 43 滑剤注入装置
44 滑剤注入管
45 フリクションカッタープレート固定桁
46 シース管
Claims (5)
- 推進しようとするコンクリート函体の外形に対応するように箱型ルーフを組み配置して、発進坑から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ端部にコンクリート函体の先端部を配置してコンクリート函体の牽引とともに切羽部の土砂を、箱型ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、コンクリート函体の床板の後方に反力受用推進体盤を設置し、一端をコンクリート函体の床板の前方ビット側壁に係止した牽引ケーブルをコンクリート函体の床板部分に配設し、かつ反力受用推進体盤内に貫通させ、この牽引ケーブルの他端を反力受用推進体側面に設置した牽引ジャッキに定着させ、コンクリート函体は牽引ジャッキで牽引ケーブルを牽引し、この牽引で反力受用推進体盤をコンクリート函体ともども押し出すことを特徴とした地下構造物の施工法。
- コンクリート函体は発進台上で構築し、発進台は側部を立上げて、コンクリート函体への側部ガイドコンクリートを形成する請求項1記載の地下構造物の施工法。
- コンクリート函体の床板部分への牽引ケーブルの配置は、牽引ケーブル挿入ボックスをコンクリート函体施工時にコンクリート函体に埋め込み、その牽引ケーブル挿入ボックス内を挿通させる請求項1記載の地下構造物の施工法。
- 牽引ケーブル挿入ボックスはコンクリート函体とともに移動する上蓋とこの上蓋が篏合する本体とからなる請求項3記載の地下構造物の施工法。
- コンクリート函体内に滑剤注入装置を設置し、コンクリート函体の前進時に滑剤注入装置により滑剤をコンクリート函体底部に注入する請求項1記載の地下構造物の施工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/019496 WO2025248612A1 (ja) | 2024-05-28 | 2024-05-28 | 地下構造物の施工法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| PCT/JP2024/019496 WO2025248612A1 (ja) | 2024-05-28 | 2024-05-28 | 地下構造物の施工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025248612A1 true WO2025248612A1 (ja) | 2025-12-04 |
Family
ID=97869745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/019496 Pending WO2025248612A1 (ja) | 2024-05-28 | 2024-05-28 | 地下構造物の施工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025248612A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01182688A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-20 | Doukan Koji Takahama:Kk | 埋設管交換工法 |
| JPH11131979A (ja) * | 1997-10-29 | 1999-05-18 | Tokyo Gas Co Ltd | オ−プンシ−ルド工法による長尺管渠敷設工法 |
| JP2007285022A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Maeda Corp | 小径長尺材押し込み装置 |
| JP4317843B2 (ja) * | 2005-12-01 | 2009-08-19 | 植村技研工業株式会社 | 地下構造物の施工法 |
-
2024
- 2024-05-28 WO PCT/JP2024/019496 patent/WO2025248612A1/ja active Pending
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