(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削ビットが先端に装着されたケーシングを旋回させながら地山に圧入していき、ケーシングを順次連結して管状のトンネルを構築する推進装置を既設地中構造物のうちの発進側内に据え付け、該発進側の壁体の一部を前記ケーシングが通過可能な形状にくり抜いて前記推進装置により前記ケーシングを地山内に圧入発進させるとともに、前記ケーシング内に残置された前記壁体の一部で前記ケーシングを閉塞させて前記ケーシング内に取り込まれた掘削土砂を前記壁体の一部で支持しながら、到達側の既設地中構造物まで前記ケーシングの圧入を行い、前記地中構造物間に接合トンネルを構築するようにしたことを特徴とする推進装置を用いた地中構造物間接合方法。
【請求項２】
前記ケーシング内に残置された壁体の一部を、前記ケーシングの地山への圧入に従って前記ケーシングの進行方向と反対方向に後退させるようにして、前記掘削土砂が前記ケーシング内に取り込まれるようにしたことを特徴とする請求項１記載の推進装置を用いた地中構造物間接合方法。
【請求項３】
前記発進側の地中構造物が立坑であり、前記到達側の地中構造物が共同溝トンネルであり、構築されたトンネルを介して前記共同溝トンネル内に敷設されていた埋設物の一部を前記立坑に取り出すようにしたことを特徴とする請求項１記載の推進装置を用いた地中構造物間接合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は推進装置を用いた地中構造物間接合方法に係り、特に近接位置にあるトンネル等の地中構造物間にケーシングを連続的に圧入して推進させ、地中構造物間に接合トンネルを構築するようにした地中構造物間接合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市部では大深度の共同溝が多く施工されてきている。これらの共同溝は、既設の地下構造物を避けるために深い位置に施工されることが多い。その場合には深さ３０ｍより深い大深度になる。また、地上部での交通渋滞の発生を最小限にするため、開削工法でなくシールドトンネルが施工されることが多い。このシールドトンネルとして施工された共同溝トンネル内には各事業者によって電線、電話線、ガス管、上下水道等の多種の埋設物が敷設される。そしてこれらの敷設埋設物の管理事業者は、事業計画に基づいて所定位置に構築した取り出し用立坑から前述の共同溝トンネルに横坑を構築し、この横坑と取り出し用立坑とを介して所定の埋設物を地上まで取り出すようになっている。
【０００３】
図６は大深度に構築された共同溝トンネルと、共同溝トンネル５０に近接した側方までの深さの取り出し用立坑５１と、共同溝トンネル５０と取り出し用立坑５１とを連絡する横坑（接合トンネル）６０とを示している。通常はすでに構築されている共同溝トンネル５０に近接して取り出し用立坑５１が構築される。この共同溝５０と立坑５１との離隔は最大でも１０ｍ程度であり、通常は２ｍ〜３ｍ程度に設定されることが多い。そして、これらの構造物間を接合するようにして横坑６０が施工される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この近接した構造物間の地山６１は既設の地中構造物の掘削の影響で緩んでいる場合が多く、掘削するため十分な注意を要する。また、立坑５１から掘削を開始する場合には立坑５１の側壁コンクリート５２を破砕しなくてはならず、その際側壁部の外側の地山崩壊を防止しなければならない。このため、通常はこの離隔部分の地山６１を囲むような範囲６２に地盤改良工を行い、この地盤改良範囲に横坑（接合トンネル）６０を構築するようになっている。
図６に示したような接合トンネル６０を構築する場合にも比較的広範囲６２の地盤改良工を行わなければならず、工事コストが大きくなり、また工期も長くかかる。さらにトンネル掘削時には切羽の崩壊等のおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、安全施工が行え、精度の高い接合トンネルとしての横坑を構築できるようにした推進装置を用いた地中構造物間接合方法を提案することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は切削ビットが先端に装着されたケーシングを旋回させながら地山に圧入していき、ケーシングを順次連結して管状のトンネルを構築する推進装置を既設地中構造物のうちの発進側内に据え付け、該発進側の壁体の一部を前記ケーシングが通過可能な形状にくり抜いて前記推進装置により前記ケーシングを地山内に圧入発進させるとともに、前記ケーシング内に残置された前記壁体の一部で前記ケーシングを閉塞させて前記ケーシング内に取り込まれた掘削土砂を前記壁体の一部で支持しながら、到達側の既設地中構造物まで前記ケーシングの圧入を行い、前記地中構造物間に接合トンネルを構築するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
前記ケーシング内に残置された壁体の一部を、前記ケーシングの地山への圧入に従って前記ケーシングの進行方向と反対方向に後退させるようにして、前記掘削土砂が前記ケーシング内に取り込まれるようにすることが好ましい。
【０００８】
前記発進側の地中構造物が立坑であり、前記到達側の地中構造物が共同溝トンネルであり、構築されたトンネルを介して前記共同溝トンネル内に敷設されていた埋設物の一部を前記立坑に取り出すようにすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の推進装置を用いた地中構造物間接合方法の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１には上述の取り出し用立坑として構築された立坑１の底部において、刃先を側壁コンクリート２に面した状態で据え付けられた推進装置１０が示されている。この推進装置１０には本実施の形態では、ケーシング全旋回式の回転圧入機（以下、この回転圧入機に符号１０を付す。）が使用されている。この回転圧入機１０は、大口径の鋼製のケーシング１１を把持する把持機構１２と、把持した状態のケーシング１１を進行方向に対して圧入する圧入機構１３と、ケーシング軸線を回転軸としてケーシング１１を円周方向に回転させる回転駆動機構１４とを備えている。これらの各機構１２〜１４は剛性フレーム１５内に組み込まれている。ケーシング１１を進行方向に回転圧入する際にケーシング１１を介して作用する反力をこの剛性フレーム１５によって支持する。圧入機構１３は本実施の形態では、ケーシングの外周位置に所定間隔をあけて配設された複数の油圧ジャッキ（図示せず）から構成されている。これらの油圧ジャッキのシリンダロッドの伸縮により回転するケーシング１１を地山側に圧入させることができる。
【００１１】
この回転圧入機１０は図１に示したように、立坑１の底部においてケーシング１１を横向きに把持した状態で、リング状のガイドフレーム１７を側壁コンクリート２面に密着させて据え付けられている。このとき回転圧入機１０の動作反力を支持するために反対側の側壁コンクリート３にかけて反力鋼材４が架設されている。
【００１２】
一方、この回転圧入機１０に装着されるケーシング１１は先端の刃先ケーシング１１Ａと、この刃先ケーシング１１Ａの後方に順次連結される円筒形ケーシング１１Ｂ、１１Ｃ…（図２参照）から構成されている。これらのうち刃先ケーシング１１Ａの先端には鋸歯状ビット１１ａが形成され、鋸歯状ビット１１ａ先端には超硬チップ（図示せず）が装着されている。この超硬チップが装着された刃先ケーシング１１Ａを回転駆動しながら側壁コンクリート２の表面に押圧させて、リング状の切削溝で側壁コンクリート２をくり抜くことができる。このようにして刃先ケーシング１１Ａの先端を立坑外側面から地山側に突出させた状態からケーシングによる回転圧入を開始する。
【００１３】
この発進に先だって刃先ケーシング１１Ａがくり抜く側壁コンクリート２の外周位置にゴム製等のエントランスパッキン５（図３参照）をリング状に装着することが好ましい。また、刃先ケーシング１１Ａがくり抜く側壁コンクリート２部分では当初より低強度コンクリートを打設したり、配筋量を少なくして刃先ケーシング１１Ａによるコンクリート切断作業がスムースに行えるようにしてもよい。
【００１４】
図２はこの回転圧入機１０のケーシング回転圧入により立坑１側から共同溝トンネル（図示せず）に向けてケーシング１１を圧入させた状態を示した状態図である。同図に矢印で示したように、刃先ケーシング１１Ａを回転圧入させ、刃先ケーシング１１Ａ全体が地山内を進行するのに伴ってケーシング１１Ｂの後端にケーシング１１Ｃを接合する。
【００１５】
ここで図３を参照してケーシング１１を地山内に回転圧入した際にケーシング１１内に取り込まれる掘削土砂の挙動について説明する。図３において、一部を断面で示したケーシング１１が発進する立坑１の側壁コンクリート２はリング状断面の刃先ケーシング１１Ａの鋸波状ビット１１ａにより鋭利に切断されるため、ケーシング先端が側壁コンクリート２部分を通過した状態で、側壁の一部であった円形コンクリート板６がケーシング１１の断面を閉塞するようにケーシング１１内に残置される。この円形コンクリート板６を図３に示したようにケーシング１１の後方壁面から支持ロッド７で支持することで、ケーシング１１内での土砂閉塞板として利用することができる。すなわち、この状態から回転圧入機１０を操作して刃先ケーシング１１Ａを進行方向に圧入すると、刃先ケーシング１１Ａによって切り取られた地山の一部が掘削土砂９としてケーシング１１内に取り込まれる。このとき円形コンクリート板６を支持する支持ロッド７を刃先ケーシング１１Ａの地山圧入と同期させて後方にわずかに縮退させることで刃先ケーシング１１Ａ及びこれに連結した円筒形ケーシング１１Ｂ内に掘削土砂９を効率よく取り込むことができる。これにより刃先ケーシング１１Ａの圧入負荷が軽減され、ケーシング圧入が容易になる。この結果、回転圧入機１０の圧入機構の駆動モータ等の能力を小さくするができる。このとき、ケーシング内周面１１ｄと円形コンクリート板外周縁６ａとの間の防水性を高めるためにリング状の防水パッキン８をコンクリート板外周縁６ａに沿って装着することが好ましい。
【００１６】
一方、ケーシング１１の到達側の共同溝トンネル３０においては、図４に示したように刃先ケーシング１１Ａが到達する位置の側壁部分に補強壁３１が構築されている。この補強壁３１は低強度コンクリート等を使用することができるが、このときこの補強壁３１内のケーシング１１の外周直径に等しい位置にＯリング状の防水パッキン３２を埋設しておくことが好ましい。この防水パッキン３２により刃先ケーシング１１Ａ先端がトンネル覆工３３及び補強壁３１を貫通してトンネル内に到達した際にケーシング１１の外周面１１ｅと開口部内周縁３４との間の防水性を保持することができる。このようにしてケーシング先端が共同溝トンネル３０に到達し、刃先ケーシング１１Ａがトンネル内に収容され、両構造物の間が円筒状のケーシング１１によるトンネル４０で連結された状態で推進を完了する。共同溝トンネル３０内で刃先ケーシング１１Ａ部分を撤去するとともに、ケーシング１１内に取り込まれた掘削土砂を共同溝トンネル３０あるいは立坑１側から公知の手段により坑外に搬出する。
【００１７】
図５は本発明による接合方法により構築されたトンネル（横坑）４０を示した全体構成図である。このトンネル４０では、ケーシング１１は一次覆工としての機能を有し、地山崩落を確実に防止できるようになっている。さらにトンネル４０を永久構造物の横坑として使用するためには、ケーシング１１の内周面に二次覆工コンクリート４１を構築することが好ましい。
【００１８】
このようにして近接した地中構造物間において推進装置によるケーシングを用いた全断面掘削を行うことにより、安全に構造物間に横坑を構築することができる。なお、以上の説明では立坑１から既設の共同溝トンネル３０の側面にトンネル４０を構築したが、この構造物に限定されることなく、各種の地中構造物間において、本推進装置による接合方法が適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による推進装置を用いた地中構造物間接合方法での初期状態での装置据付けの一実施の形態を示した概略構成図。
【図２】推進装置によりケーシングを地山に回転圧入させた状態を示した状態説明図。
【図３】図２に示した状態におけるケーシング内に取り込まれた掘削土砂の状態を示した状態説明図。
【図４】立坑と共同溝トンネルとの間の地山中にケーシングを回転圧入させた状態を示した状態説明図。
【図５】本発明の方法により、立坑と共同溝トンネルとの間に構築されたトンネルを示した全体構成図。
【図６】従来の方法により、立坑と共同溝トンネルとの間に構築されたトンネルを示した全体構成図。
【符号の説明】
１  立坑
２，３  側壁コンクリート
５  エントランスパッキン
６  円形コンクリート板
８，３２  防水パッキン
９  掘削土砂
１０  回転圧入機
１１  ケーシング
１１Ａ  刃先ケーシング
３０  共同溝トンネル
４０  接合トンネル（横坑）
【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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【図６】
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