(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、コンクリート函体外側方を仕切板で仕切り、仕切板の内側でオープンシールド機底部に底部排水材を敷設し、その底部排水材の上にコンクリート函体を設置し、コンクリート函体と仕切板間に側部排水材を配設し、さらに仕切板の外側とオープンシールド機の側壁板との隙間に注入材を裏込め注入し、その後、仕切板を撤去することを特徴としたオープンシールド工法。
【請求項２】
排水材は砕石である請求項１記載のオープンシールド工法。
【請求項３】
排水材は合成樹脂製排水材である請求項１記載のオープンシールド工法。
【請求項４】
推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、オープンシールド機にコンクリート函体を設置する際に合成樹脂製排水材を排水材としてコンクリート函体の周囲に配設し、その外側に注入材を充填し、硬化した注入材を外層とし、かつ、合成樹脂製排水材を付設したコンクリート函体をオープンシールド機から外へ出して地盤中に埋設していくことを特徴としたオープンシールド工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、市街地に上下水道、共同溝、電信、電話等の布設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関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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る。
【０００３】
図10〜図13にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板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シールド機である。該オープンシールド機１は前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口２として形成し、また側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ３を後方に向け上下に並べて配設する。
【０００４】
図10に示すように、発進坑８内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進坑８内の反力壁９に反力をとってオープンシールド機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、オープンシールド機１のテール部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。図中10はストラットで、推進ジャッキ３と反力壁９の間に適宜間隔調整のために配設する。また、発進坑８は土留壁で構成し、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８の前方部分に地盤改良11を施しておくこともある。
【０００５】
次いで、ショベル等の掘削機６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３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。この前進工程の場合、コンクリート函体４の前にはボックス鋼材又は型鋼を用いた枠体よりなる押角７を配設する。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をオープンシールド機１のテール部内に吊り降す。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の上面に埋戻し５を施し、その表面に舗装12を施す。
【０００６】
このようにして、オープンシールド機１が到達坑13まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このようなオープンシールド工法では、前記のごとくコンクリート函体４は、オープンシールド機１のテール部内に吊り降され、オープンシールド機１の前進とともに該テール部から出て地中に残されていくものである。
【０００８】
一方、近年、地震時の液状化対策が求められ、オープンシールド工法においてもその配慮が要求される。
【０００９】
通常、砂質地盤等における液状化の防止方法としては、砂質地盤に一種の井戸を掘り、地震発生時に上昇した地下水圧をその井戸から地表に逃がすことにより、液状化現象を抑制しようとするものとして、従来、例えば直径が１０cm程度のプラスチック製のパイプに多数の孔を開けたドレーンパイプの外周面に織布からなる薄いシート状のフィルター材を巻き付けたものを、対象とする砂質地盤中に所定間隔をもって縦方向に複数本埋設するドレーンパイプ工法、及び、対象とする砂質地盤に例えば直径５０cm、深さ２０ｍ程度の穴を所定間隔をもって複数個掘削し、その穴内に砕石を投入し、充填して砕石杭を形成する砕石ドレーン工法が採用されている。
【００１０】
しかし、オープンシールド工法においては、このような液状化対策を施した特許文献等は存在しない。
【００１１】
本発明の目的は前記事情に鑑みて、推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、排水材をコンクリート函体の周囲に簡単かつ確実に配設して、この排水材により地震により発生する過剰間隙水圧を速やかに消散させ、地盤の液状化を防止できるオープンシールド工法を提供することにある。
【００１２】
【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、第１に、推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、コンクリート函体外側方を仕切板で仕切り、仕切板の内側でオープンシールド機底部に底部排水材を敷設し、その底部排水材の上にコンクリート函体を設置し、コンクリート函体と仕切板間に側部排水材を配設し、さらに仕切板の外側とオープンシールド機の側壁板との隙間に注入材を裏込め注入し、その後、仕切板を撤去すること、および、排水材は砕石であること、または、多孔質のフィルター材であることを要旨とするものである。
【００１３】
第２に、推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、オープンシールド機にコンクリート函体を設置する際に合成樹脂製排水材を排水材としてコンクリート函体周囲に配設し、その外側に注入材を充填し、硬化した注入材を外層とし、かつ、合成樹脂製排水材を付設したコンクリート函体をオープンシールド機から外へ出して地盤中に埋設していくことを要旨とするものである。
【００１４】
本発明によれば、コンクリート函体の周囲、すなわち、左右および下側に排水材を配設して、これで地震により発生する過剰間隙水圧を速やかに消散させ、地盤の液状化を防止できる。また、これらの排水材を配設はオープンシールド機のテール部内で行うことができるので、安全かつ簡単の行うことができる。しかも、排水材の外側には裏込め注入材が配設され、これが硬化するので、土砂等が排水材の隙間に入り込み目詰まりを起こして排水機能を阻害するおそれもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。図１は本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す平面図、図２は同上要部の平面図で、前記従来例と同じく図中１はオープンシールド機、４はコンクリート函体であり、オープンシールド機１は左右の側壁板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シールド機である。
【００１６】
オープンシールド機１は前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口２として形成し、また側壁板１ａの中央又は後端近くに推進ジャッキ３を後方に向け上下に並べて配設するが、本実施形態では推進ジャッキ３は端部を回動自在に軸着し、後方の端部には押角（プレスバー）14を取り付けた。
【００１７】
本実施形態ではオープンシールド機１は刃口２を有するフロント部と推進ジャッキ３を設けるテール部に分割して、方向修正可能なようにフロント部でテール部を牽引できるようにする。
【００１８】
一方、コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製のものであり、図示は省略するが左側板、右側板と上床板と下床板とからなるもので、前後面が開口となる。
【００１９】
オープンシールド工法の全体の概要としては、前記図10〜図13に示す通りで詳細説明は省略するが、オープンシールド機１での掘進及びコンクリート函体４のセット工程を繰返して、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の上面に埋戻し５を施す。
【００２０】
図４〜図７は本発明の各工程を示す正面図で、図４に示すように、前記オープンシールド機１が前進し、縦列させたコンクリート函体４の前に新たなコンクリート函体４をオープンシールド機１内に設置する前に、オープンシールド機１の底部に水ガラス系の注入材15を敷設して、コンクリート函体４の外側方を仕切板16で仕切る。該仕切板16はオープンシールド機１の側壁板１ａの内側に多少間隔を開けて平行に配設し、仕切板16相互間に注入材15を敷設してもよい。この仕切板16は鋼製で、表面に剥離材を塗布することが望ましい。
【００２１】
さらに、本実施形態では、仕切板16は端部を直角に折り曲げた横断面でコ字形のものとし、その開放面側をオープンシールド機１の内側に向けた。また、前後幅はコンクリート函体４よりも短めなものでよい。
【００２２】
この仕切板16の内側でオープンシールド機１底部で前記注入材15の上に砕石17による底部排水材を敷設し、その上にコンクリート函体４を設置する。
【００２３】
次いで、コンクリート函体４の外側方の前記仕切板16で囲む空間に砕石17による側部排水材を充填する。
【００２４】
さらに、仕切板16の外側とオープンシールド機１の側壁板１ａ間に水ガラス系の注入材15を裏込め注入する。
【００２５】
この注入材15がある程度硬化したならば、推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させ、これらコンクリート函体４等がオープンシールド機１を外れて地中に残置されたなら、仕切板16を撤去して砕石17と硬化して注入材15を接触させる。
【００２６】
なお、オープンシールド機１が前進した後では、裏込め注入した注入材15の外側にオープンシールド機１の側壁板１ａの厚さ分だけ隙間が生じるが、この空間には図３に示すように注入管18を介して水ガラス系の二次注入材19を充填する。
【００２７】
このようにして、コンクリート函体４の周囲には砕石17が排水材として配置され、地震時には硬化した注入材15にクラックが生じ、砕石17の内部に地下水が侵入するようになり、地震時等で地下水圧が急激に上昇した時に、地下水を速やかに地上部に排水または噴出させるので、周辺地盤に液状化現象を生じさせない。
【００２８】
なお、底部の注入材15はこれを省略してもよく、その場合は底部排水材としての砕石17に直接地下水が流入し、これが側部排水材である砕石17を介して地上部に排水または噴出させることができる。
【００２９】
本発明の第２実施形態として、前記砕石17の代わりに合成樹脂製排水材20を排水材として用いることもできる。この合成樹脂製排水材20としては、例えば、樹脂ストリング、即ちポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステル等の熱可塑性素材の合成樹脂を加熱溶融してノズルから直径約１〜６mm（標準径２mm）の一定径の紐状に押し出し、不規則にカールさせた状態で樹脂ストリングを順次積層させ、中央部に所定の空洞を長さ方向に沿って有する積層ストリング状ポリプロピレンまたはポリスチレンまたはポリエチレンまたはポリエステルの相互接触部分が溶着し中空円筒状に成型されたものであり、外径50mm〜150mm で、一般に市販されているもの（商品名：ヘチマロン−新光ナイロン株式会社）と同類のものを用いる。
【００３０】
このような合成樹脂製排水材20を使用する場合は、前記第１実施形態と比べて排水材のセットが簡単であり、また、仕切板16はこれを省略することが可能である。
【００３１】
仕切板16を省略する場合は、オープンシールド機１にコンクリート函体４を設置する際に合成樹脂製排水材20を排水材としてコンクリート函体１の下部と側部に配設する。その場合、下部の合成樹脂製排水材20は先にオープンシールド機１内に設置し、その上にコンクリート函体４を載置し、さらに、コンクリート函体４の側部に合成樹脂製排水材20を配設する。
【００３２】
その後、合成樹脂製排水材20の外側に注入材15を充填し、硬化した注入材15を外層とし、かつ、合成樹脂製排水材20を付設したコンクリート函体４をオープンシールド機１から外へ出して地盤中に埋設していく。
【００３３】
また、合成樹脂製排水材20の外側を不織布や織布によるフィルター材で被覆しておき、その側に配設する水ガラス系の注入材15がこの合成樹脂製排水材20の隙間に浸透してしまわないようにすることもできる。さらに、砕石17による排水材と組み合わせて使用することも可能であり、例えば、コンクリート函体４の下に配設する排水材は砕石17とし、側部には合成樹脂製排水材20とするなどである。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、推進ジャッキを設けたオープンシールド機の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、オープン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設置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、排水材をコンクリート函体の周囲に簡単かつ確実に配設して、この排水材により地震により発生する過剰間隙水圧を速やかに消散させ、地盤の液状化を防止できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す平面図である。
【図２】本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す要部の平面図である。
【図３】本発明のオープンシールド工法で、オープンシールド移動後の二次注入を示す要部の正面図である。
【図４】本発明のオープンシールド工法の第１工程の正面図である。
【図５】本発明のオープンシールド工法の第２工程の正面図である。
【図６】本発明のオープンシールド工法の第３工程の正面図である。
【図７】本発明のオープンシールド工法の第４工程の正面図である。
【図８】本発明のオープンシールド工法の第２実施形態で使用する合成樹脂製排水材の斜視図である。
【図９】本発明のオープンシールド工法の第２実施形態で使用する合成樹脂製排水材の付設状態を示す斜視図である。
【図１０】オープンシールド工法の概要を示す第１工程の縦断側面図である。
【図１１】オープンシールド工法の概要を示す第２工程の縦断側面図である。
【図１２】オープンシールド工法の概要を示す第３工程の縦断側面図である。
【図１３】オープンシールド工法の概要を示す第４工程の縦断側面図である。
【符号の説明】
１…オープンシールド機
１ａ…側壁板                  １ｂ…底板
２…刃口                      ２ａ…スライド土留板
３…推進ジャッキ
４…コンクリート函体          ５…埋戻し
６…掘削機                    ７…押角
８…発進坑                    ９…反力壁
10…ストラット                11…地盤改良
12…舗装                      13…到達坑
14…押角（プレスバー）        15…注入材
16…仕切板                    17…砕石
18…注入管                    19…二次注入材
20…合成樹脂製排水材
【図１】
0003715619.tif 000002
【図２】
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【図３】
0003715619.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003715619.tif 000008
【図８】
0003715619.tif 000009
【図９】
0003715619.tif 000010
【図１０】
0003715619.tif 000011
【図１１】
0003715619.tif 000012
【図１２】
0003715619.tif 000013
【図１３】
0003715619.tif 000014