(57)【要約】【課題】地山の土質が固い粘性土である場合に、粘性土の塊を搬送装置への積込みに適した大きさで取り込むことができると共に、先端開口面から切羽面の地盤に対する手作業を行い易い状態を保持できる箱形ルーフ管の掘削刃口部材を提供する。【解決手段】先行して地中に設置した箱形ルーフ管２２によるルーフ列２１と置換して函体構造物２０を設置することにより、鉄道の軌条２７の下方に函体構造物２０による地下道を形成する箱形ルーフ工法において、ルーフ列２１を構成する箱形ルーフ管２２の掘進時に箱形ルーフ管２２の先端部に取り付けて用いられ、先端側の地盤を切削する略矩形中空断面を有する箱形ルーフ管の掘削刃口部材１０であって、先端開口面１１を横切る粘土切り鋼板１２，１３が、先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂに沿って連続する手作業空間１４を残した状態で、当該掘削刃口部材１０の先端部分に取り付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行して地中に設置した箱形ルーフ管によるルーフ列と置換して函体構造物を設置することにより、既存の構造物の下方に前記函体構造物による地下道を形成する箱形ルーフ工法において、前記ルーフ列を構成する前記箱形ルーフ管の掘進時に前記箱形ルーフ管の先端部に取り付けて用いられ、先端側の地盤を切削する略矩形中空断面を有する箱形ルーフ管の掘削刃口部材であって、
先端開口面を横切る粘土切り鋼板が、該先端開口面の上辺部及び下辺部に沿って連続する手作業空間を残した状態で、先端部分に取り付けられている箱形ルーフ管の掘削刃口部材。
【請求項２】
前記粘土切り鋼板が、前記先端開口面を上下方向に３分割するように取り付けられた２枚の横方向粘土切り鋼板と、前記先端開口面を左右方向に分割するように取り付けられた縦方向粘土切り鋼板とからなり、該縦方向粘土切り鋼板は、前記横方向粘土切り鋼板に支持されて、前記上辺部及び下辺部と離間した状態で取り付けられている請求項１記載の箱形ルーフ管の掘削刃口部材。
【請求項３】
前記縦方向粘土切り鋼板は、前記先端開口面を左右方向に３分割するように２枚取り付けられている請求項２記載の箱形ルーフ管の掘削刃口部材。
【請求項４】
前記粘土切り鋼板が、対角方向に取り付けられた２枚の対角方向粘土切り鋼板からなる請求項１記載の箱形ルーフ管の掘削刃口部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、箱形ルーフ工法において、箱形ルーフ管の掘進時にこれの先端部に取り付けて用いられる箱形ルーフ管の掘削刃口部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば鉄道の軌条や道路の下方を横断するようにして、これらの鉄道や道路の使用状態を保持したまま、函体構造物を地中に構築して地下道を形成する工法として、箱形ルーフ工法が知られている（例えば、特許文献１）。箱形ルーフ工法は、図３（ａ）〜（ｅ）に示すように、設置される函体構造物２０の外周形状に沿って、好ましくは天井部２０ａ及び両側の側壁部２０ｂ（図３（ｅ）参照）と対応する位置に、矩形断面を有する複数の箱形ルーフ管２２を、ルーフ列２１として地中に先行設置しておき（図３（ａ）及び（ｂ）参照）、しかる後に、ルーフ列２１の外周面に配置したフリクションカット板の端部を不動箇所に固定した状態で、既製の函体構造物２０の端面をルーフ列２１の後端面に当接させ（図３（ｂ）及び（ｃ）参照）、ルーフ列２１の内側の地山を函体構造物２０の中空内部を介して撤去しつつ函体構造物２０を前進させることにより（図３（ｄ）参照）、函体構造物２０を箱形ルーフ管２２によるルーフ列２１と置換させて地中に設置する工法である（図３（ｅ）参照）。
【０００３】
このような箱形ルーフ工法では、地中に先行設置されるルーフ列２１を構成する各箱形ルーフ管２２の施工は、隣接する箱形ルーフ管２２同士を側面に設けた係合片による継手部を介して連設した状態で、先端側の地盤の土砂を当該箱形ルーフ管２２の内部を介して後方に排除しながら、例えば発進立坑２３や函体構造物２０の先端に設けた推進装置２４の推進力によって、例えば到達立坑２５に向けて箱形ルーフ管２２を各々掘進させることによって行われる。
【０００４】
また、各箱形ルーフ管２２の掘進時には、これの先端部に箱形ルーフ管２２と略同様の略矩形中空断面を有する掘削刃口部材２６（１０）を取り付けて、先端側の切羽面の地盤を切削するようになっていると共に、切削により内部に取り込んだ土砂は、ベルトコンベアやずりトロ等の搬送装置を介して後方に搬送するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平７−３５７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の箱形ルーフ管２２の先端部に取り付けて用いられる掘削刃口部材２６は、略矩形中空断面の先端開口面が、略矩形形状のまま開口した状態になっているので、例えば地山の土質が固い粘性土である場合に、土砂が大きな塊のまま箱形ルーフ管の内部に取り込まれやすくなり、これらの土砂の塊をベルトコンベアやずりトロ等の搬送装置への積込みに適した大きさにするために、狭い箱形ルーフ管２２の内部で小割する作業が必要になって、多くの手間を要することになる。また、掘削刃口部材２６の先端開口面は、例えば切羽面の地山に内部への取込みが困難な大きさの礫等がある場合に、これらの礫等を箱形ルーフ管２２の内部から手作業で周囲の地盤に逃がす必要があるため、掘削刃口部材２６の先端開口面は、このような切羽面の地盤に対する手作業を行い易い状態にしておく必要がある。
【０００７】
本発明は、地山の土質が固い粘性土である場合に、粘性土の塊を搬送装置への積込みに適した大きさにして取り込むことができると共に、先端開口面から切羽面の地盤に対する手作業を行い易い状態を保持することのできる箱形ルーフ管の掘削刃口部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、先行して地中に設置した箱形ルーフ管によるルーフ列と置換して函体構造物を設置することにより、既存の構造物の下方に前記函体構造物による地下道を形成する箱形ルーフ工法において、前記ルーフ列を構成する前記箱形ルーフ管の掘進時に前記箱形ルーフ管の先端部に取り付けて用いられ、先端側の地盤を切削する略矩形中空断面（略正方形中空断面を含む）を有する箱形ルーフ管の掘削刃口部材であって、先端開口面を横切る粘土切り鋼板が、該先端開口面の上辺部及び下辺部に沿って連続する手作業空間を残した状態で、先端部分に取り付けられている箱形ルーフ管の掘削刃口部材を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００９】
そして、本発明の箱形ルーフ管の掘削刃口部材は、前記粘土切り鋼板が、前記先端開口面を上下方向に３分割するように取り付けられた２枚の横方向粘土切り鋼板と、前記先端開口面を左右方向に分割するように取り付けられた縦方向粘土切り鋼板とからなり、該縦方向粘土切り鋼板は、前記横方向粘土切り鋼板に支持されて、前記上辺部及び下辺部と離間した状態で取り付けられていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の箱形ルーフ管の掘削刃口部材は、前記縦方向粘土切り鋼板が、前記先端開口面を左右方向に３分割するように２枚取り付けられていることが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明の箱形ルーフ管の掘削刃口部材は、前記粘土切り鋼板が、対角方向に取り付けられた２枚の対角方向粘土切り鋼板からなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の箱形ルーフ管の掘削刃口部材によれば、地山の土質が固い粘性土である場合に、粘性土の塊を搬送装置への積込みに適した大きさにして取り込むことができると共に、先端開口面から切羽面の地盤に対する手作業を行い易い状態を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る箱形ルーフ管の掘削刃口部材の正面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る掘削刃口部材を箱形ルーフ管の先端部に取り付けた状態で示す、図１のＡ−Ａに沿った断面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る箱形ルーフ管の掘削刃口部材の背面図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は、箱形ルーフ管によるルーフ列と置換して函体構造物を設置することにより地下道を形成する箱形ルーフ工法の工程を説明する縦断面図及び横断面図である。
【図５】本発明の好ましい他の実施形態に係る箱形ルーフ管の掘削刃口部材の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図３に示す本発明の好ましい一実施形態に係る箱形ルーフ管の掘削刃口部材１０は、例えば図４（ａ）〜（ｅ）に示す箱形ルーフ工法において、鉄道の軌条２７の下方を横断して函体構造物２０による地下道を形成する際に、地中に先行して設置されてルーフ列２１を構成する各箱形ルーフ管２２の掘進を容易にするべく、各箱形ルーフ管２２の先端部に取り付けて用いられる。また、本実施形態の掘削刃口部材１０は、地山の土質が固い粘性土である場合に、切削された粘性土が大きな塊のまま各箱形ルーフ管２２の内部に取り込まれないようにすると共に、切羽面の地盤に対する手作業を行い易くする機能を備えている。
【００１５】
ここで、図４（ａ）〜（ｅ）に示す箱形ルーフ工法は、設置される函体構造物２０の外周形状に沿って、略矩形中空断面（略正方形中空断面を含む）を有する箱形ルーフ管２２を複数先行設置してルーフ列２１を形成し、しかる後に、既製の函体構造物２０の端面をルーフ列２１の後端面に当接させて函体構造物２０を前進させることにより、函体構造物２０を箱形ルーフ管２２によるルーフ列２１と置換して地中に設置する公知の工法である。
【００１６】
そして、本実施形態の箱形ルーフ管の掘削刃口部材１０は、先行して地中に設置した箱形ルーフ管２２によるルーフ列２１と置換して函体構造物２０を設置することにより、鉄道の軌条（既存の構造物）２７の下方に函体構造物２０による地下道を形成する箱形ルーフ工法において、ルーフ列２１を構成する箱形ルーフ管２２の掘進時に箱形ルーフ管２２の先端部に取り付けて用いられ、先端側の地盤を切削する略矩形中空断面（略正方形中空断面を含む）を有する掘削刃口部材１０であって、図１〜図３に示すように、先端開口面１１を横切る粘土切り鋼板１２，１３が、該先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂに沿って連続する手作業空間１４を残した状態で、当該掘削刃口部材１０の先端部分に取り付けられている。
【００１７】
また、本実施形態では、粘土切り鋼板１２，１３が、先端開口面１１を上下方向に３分割するように取り付けられた２枚の横方向粘土切り鋼板１２と、先端開口面１１を左右方向に分割するように取り付けられた縦方向粘土切り鋼板１３とからなり、縦方向粘土切り鋼板１３は、横方向粘土切り鋼板１２に支持されて、先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂと離間した状態で取り付けられており、さらに縦方向粘土切り鋼板１３は、先端開口面１１を左右方向に３分割するように２枚取り付けられている。
【００１８】
本実施形態では、ルーフ列２１を構成する箱形ルーフ管２２として、例えばアール・アンド・シー工法（株式会社奥村組製）に使用する公知の矩形パイプを用いることができる。箱形ルーフ管２２は、例えば縦横８００ｍｍ程度の略矩形（略正方形）の断面形状を備えると共に、内部に作業員が入って作業を行うことが可能な中空部分を備えている。
【００１９】
また、箱形ルーフ管２２は、軸方向（掘進方向）に連結される複数の単位箱形ルーフ管２２ａからなり（図４（ａ）〜（ｃ）参照）、箱形ルーフ管２２が発進立坑２３から到達立坑２５に向けて掘進されるのに伴って、単位箱形ルーフ管２２ａの軸方向両端部の四隅の部分に取り付けられたボルト締着孔２８を有する連結リブ２９を介して（図２参照）、単位箱形ルーフ管２２ａが、連結ボルトを用いて後方から順次継ぎ足されてゆくことになる。さらに、箱形ルーフ管２２には、側面から外側に突出して、軸方向に延設する係合片（図示せず）が設けられており、これらの係合片を互いに係合させて隣接する箱形ルーフ管２２との間に継手部を形成することにより、掘進時の位置ずれを回避できるようになっている。
【００２０】
そして、本実施形態の掘削刃口部材１０は、最先端の単位箱形ルーフ管２２ａの先端面に一体として着脱可能に連結される刃口部材であって、図１〜図３に示すように、単位箱形ルーフ管２２ａと略同様の（好ましくは余掘り部分を加えることにより単位箱形ルーフ管２２ａよりも僅かに大きくなった）、例えば縦横８００ｍｍ程度の略矩形（正方形）の中空断面形状を備えると共に、例えば１０００〜１１００ｍｍ程度の長さを有している。掘削刃口部材１０は、軸方向の後端部の四隅の部分にボルト締着孔１５を有する連結リブ１６が取り付けられていて、最先端の単位箱形ルーフ管２２ａの連結リブ２９との間で連結ボルトを締着することにより、当該単位箱形ルーフ管２２ａの先端面に容易に接合一体化することができるようになっている。
【００２１】
また、掘削刃口部材１０の先端開口面１１は、これの上辺部１１ａが下辺部１１ｂよりも例えば２００ｍｍ程度前方に突き出ていることにより、先端開口面１１の両側の側辺部１１ｃは、上端部分を除いて斜めに切り欠かれた形状を有している（図２参照）。そして、本実施形態では、この先端開口面１１を横切るようにして、２枚の横方向粘土切り鋼板１２と、２枚の縦方向粘土切り鋼板１３とが取り付けられている。
【００２２】
本実施形態では、横方向粘土切り鋼板１２は、例えば厚さｔ1が１５ｍｍ、幅がｂ1が１２０ｍｍ程度の断面形状を有する、好ましくは高強度鋼板からなる横長帯板形状のプレート部材である。横方向粘土切り鋼板１２は、上下の幅広の平坦な面を先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂと平行に配置して、上辺部１１ａから例えば２５０ｍｍ及び５００ｍｍ程度離れた位置に、両側の側辺部１１ｃの間に跨って架設された状態で、溶接等によって二段に固着されている。また、横方向粘土切り鋼板１２は、先端部分の下側角部がテーパー状に切り欠かれていると共に、側辺部１１ｃの斜めに切り欠かれた部分から４０ｍｍ程度前方に突出して設けられている。
【００２３】
縦方向粘土切り鋼板１３は、例えば厚さｔ2が１５ｍｍ、幅ｂ2が１２０ｍｍ程度の断面形状を有する、好ましくは高強度鋼板からなる横長帯板形状のプレート部材である。縦方向粘土切り鋼板１３は、左右の幅広の平坦な面を先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂと垂直に配置して、両側の側辺部１１ｃから各々２５０ｍｍ程度離れた位置に、２枚の縦方向粘土切り鋼板１３の間に３００ｍｍ程度の間隔を保持すると共に上下一対の横方向粘土切り鋼板１２によって支持された状態で、当該横方向粘土切り鋼板１２に溶接等によって固着されている。
【００２４】
また、縦方向粘土切り鋼板１３は、平行四辺形の側面形状を有していて、その一辺部が、先端開口面１１の側辺部１１ｃの斜めに切り欠かれた部分に沿って各々配置されると共に、縦方向粘土切り鋼板１３の上縁と先端開口面１１の上辺部１１ａとの間には１２５ｍｍ程度の間隔が保持され、且つ縦方向粘土切り鋼板１３の下縁と先端開口面１１の下辺部１１ａとの間には１７５ｍｍ程度の間隔が保持されるようになっている。このようにして、縦方向粘土切り鋼板１３の上下の縁部と先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ａとの間には手を差し入れることが可能な相当の大きさの間隔が保持されることにより、縦方向粘土切り鋼板１３の上方及び下方には、先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂに沿って連続する、作業員が手を差し入れることが可能な手作業空間１４が形成されることになる。
【００２５】
そして、上述の構成を有する本実施形態の箱形ルーフ管の掘削刃口部材１０によれば、箱形ルーフ管２２の掘進時にこれの先端部に取り付けて用いられて、地山の土質が固い粘性土である場合に、粘性土の塊を搬送装置への積込みに適した大きさにして取り込むことが可能になると共に、先端開口面１１から切羽面の地盤に対する手作業を行い易い状態を保持することが可能になる。
【００２６】
すなわち、本実施形態の掘削刃口部材１０によれば、先端開口面１１を横切る粘土切り鋼板１２，１３が設けられているので、掘進時に切削される切羽面の地山の土質が固い粘性土である場合でも、粘土切り鋼板１２，１３によって小割りして、粘性土を小さな粘土塊として掘削刃口部材１０や箱形ルーフ管２２の内部に取り込むことができるので、これらの粘土塊をそのままベルトコンベアやずりトロ等の搬送装置に積み込んで、容易に搬出することが可能になる。
【００２７】
また、本実施形態の掘削刃口部材１０によれば、先端開口面１１を横切る粘土切り鋼板１２，１３が、先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂに沿って連続する手作業空間１４を残した状態で取り付けられているので、切羽面の地山に内部への取込みが困難な大きさの礫等がある場合でも、手作業空間１４を介した箱形ルーフ管２２の内部からの手作業によって、礫等を周囲の地盤に逃がしながら容易に掘進作業を行ってゆくことが可能になる。
【００２８】
図５は、本発明の他の実施形態に係る箱形ルーフ管の掘削刃口部材１７を示すものである。図５に示す掘削刃口部材１０は、先端開口面１１を横切る粘土切り鋼板の部分を除いて、上記実施形態の掘削刃口部材１０と略同様の構成を備えている。すなわち、本他の実施形態では、粘土切り鋼板１８は、対角方向に取り付けられた２枚の対角方向粘土切り鋼板１８によって構成されている。
【００２９】
そして、本他の実施形態の掘削刃口部材１０によっても、箱形ルーフ管２２の掘進時に対角方向粘土切り鋼板１８によって小割りして、固い粘性土を小さな粘土塊として内部に取り込むことが可能になると共に、先端開口面１１の上辺部１１ａ及び下辺部１１ｂに沿って連続する手作業空間１４を介して手作業によって礫等を周囲の地盤に逃がすことが可能になり、上記実施形態の掘削刃口部材１０と同様の作用効果を奏することになる。
【００３０】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、縦方向粘土切り鋼板や横方向粘土切り鋼板は、先端開口面を左右方向又は上下方向に３分割するように２枚づつ取り付ける必要は必ずしも無く、何れか一方又は双方を、中央部分に１枚設けて粘土切り鋼板とすることもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１０，１７  掘削刃口部材
１１  先端開口面
１１ａ  先端開口面の上辺部
１１ｂ  先端開口面の下辺部
１１ｃ  先端開口面の側辺部
１２  横方向粘土切り鋼板
１３  縦方向粘土切り鋼板
１４  手作業空間
１５  ボルト締着孔
１６  連結リブ
１８  対角方向粘土切り鋼板
２０  函体構造物
２１  ルーフ列
２２  箱形ルーフ管
２２ａ  単位箱形ルーフ管
２３  発進立坑
２４  到達立坑
２７  鉄道の軌条（既存の構造物）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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