(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
山留壁の構築に使用する鋼製ボックスであって、両端部が開放された、全体に長方形の横断面形状を有し、開放された端部のそれぞれに間隔をおいて配置された一対の平行な端板と、それぞれが該端板に取り付けられた頂板、底板及び２つの側板と、前記端板、頂板又は底板に設けられた複数のボルト孔とを有する、山留壁の構築に使用する鋼製ボックス。
【請求項２】
前記頂板と前記底板との間にあってこれらと平行に配置され、前記両側板に固定された１又は２以上の仕切り板を有する、請求項１に記載の鋼製ボックス。
【請求項３】
前記頂板に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対の、フランジの自由端が外向きであるＬ形部材、または、前記底板に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対の、フランジに自由端が内向きであるＬ形部材を有する、請求項１に記載の鋼製ボックス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広くは、山留壁の構築に使用する鋼製ボックスに関し、特に、埋設管路、地下鉄用の覆工トンネル等の既設の地下構造物の直下に別の構造物を新設するために既設地下構造物直下を掘削するための山留壁の構築に使用する鋼製ボックスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、既設構造物の直下に別の構造物を新設するためにする掘削に先立って、まず地表から既設構造物の底部まで掘削し、既設構造物下の地盤を改良し、メッセル工法のようなトンネル工法を使用して既設構造物を横切る導坑を設け、この導坑内での作業によって導坑下に地中杭を造成して地中壁を構築することにより山留壁を施工してきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術は、導坑内での作業、すなわち、狭い導坑内に杭打機、杭の芯材となるＨ形鋼等を搬入し、このＨ形鋼を継ぎ足しながら導坑下に地中壁を構築するものであるから、作業性が悪く、長い施工期間を要し、地盤改良及び導坑掘削を必要とすることもあって工事費が高価につくほか、導坑の掘削及び杭の打設の際に被圧水対策が必要であるという問題がある。本発明は、基本的に、地盤改良や導坑の設置を必要とすることなく既存構造物直下の掘削を可能にする山留構造を提供することにより、従来の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、既設構造物をその直下で交差する構造物の両側に相当する位置のそれぞれに、既設構造物からのその下方へ延びる壁を多数の鋼製ボックスによって構成することを基本構想とする。したがって、山留壁の構造は、地中壁からなり、この地中壁は複数段のボックス列からなり、各ボックス列は相対する両端部が開放された複数の鋼製ボックスをその開放された端部が突き合うように整列させてなる。
【０００５】
本発明にかかる山留壁の構築に使用する鋼製ボックスは、両端部が開放された、全体に長方形の横断面形状を有し、開放された端部のそれぞれに間隔をおいて配置された一対の平行な端板と、それぞれが該端板に取り付けられた頂板、底板及び２つの側板と、前記頂板に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対の、フランジの自由端が外向きのＬ形部材と、前記底板に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対の、フランジに自由端が内向きのＬ形部材と、前記端板、頂板及び底板に設けられた複数のボルト孔とを有し、前記内向きのＬ形部材間の間隔は前記外向きＬ形部材間の間隔より大きい。前記両側板に固定された１又は２以上の仕切り板を有し、該仕切り板は前記頂板と前記底板の間にあってこれらと平行に配置されている。
【０００６】
【発明の作用効果】
地盤改良や導坑の設置を必要としないため、本発明によれば、山留壁構築の作業が単純で、工程が少なく、また、既設地下構造物を仮支持するための作業のような他の作業に支障をあたえないで該仮支持作業と並行して山留壁構築作業を行うことができ、工期及び工費の点で極めて有利であるほか、鋼製ボックスからなる地中壁は強度及び止水性に優れ、格別な被圧水対策を必要としない点においても有利である。
【０００７】
【実施の形態】
図１及び図２を参照するに、既設の地下構造物１０を横切って（図１の紙背方向へ）その直下の地盤を掘削するために設けられた山留壁が示されている。この山留壁は、地下構造物１０の直下を横切る、間隔をおかれた２つの地中壁１２ａ，１２ｂからなる。各地中壁は、複数段（図示の例では３段）のボックス列１４ａ，１４ｂ，１４ｃ（図２）からなる。各ボックス列は、相対する両端部が開放された複数の鋼製ボックス１６（図６〜８）をその開放された端部が突き合うように整列させてなる。最上段のボックス列１４ａは、地下構造物１０に近接してその直下に配置されている。
【０００８】
山留壁の構築に先立って、図３に示すように、シートパイルを打設してなる山留壁１８に囲まれた地下構造物１０周辺の掘削域２０において、杭打機２２により土留杭２４を連続して打設し、土留杭内を掘削し、図４に示すように、支保工２６で補強された竪坑２８を設ける。２つの竪坑２８が、地中壁１２ａ，１２ｂのそれぞれを構築するために地下構造物１０の軸線方向へ間隔をおいた地点に設けられる。
【０００９】
その後に又は竪坑の設置と同時的に、図４，５に示すように、掘削域２０において掘削が進められ、地下構造物１０の直下を除いてその底面の深さレベルまで掘り下げられる。地表には、掘削域を覆う蓋３０が配置される。
【００１０】
次に、図５に示すように、一方の竪坑２８から、３段のボックス列１４ａ，１４ｂ，１４ｃを各列の最先の鋼製ボックス１６すなわち刃口ボックス（図８）が地下構造物１０の直下を完全に横切るまで推進させて、地中壁１２ａを構築する。同様に、他方の竪坑から３段のボックス列を上のものから下のものへ順次に推進させて、地中壁１２ｂ（図１参照）を構築する。
【００１１】
各ボックス列の推進に際しては、竪坑２８内に搬入され、開放端部が突き合うように整列連結される鋼製ボックス１６を、該竪坑内に配置した液圧装置であるジャッキ３０により押し、次に最先の鋼製ボックス内での地山の掘削により生じた土砂を後続の鋼製ボックス内及び竪坑２８を経て坑外に排出し、その後再び押す。掘削は手掘りであると機械掘りであるとを問わない。鋼製ボックス１６の掘削と押圧力の付与を伴う推進は、シールドの推進に似ている。
【００１２】
同一のボックス列における鋼製ボックス１６相互の連結は、竪坑２８内における鋼製ボックス１６の接続作業時に行い、上下のボックス列における鋼製ボックス１６相互の連結は、上の列に対して下の列の鋼製ボックスの推進が終了した後に行う。推進終了後、必要に応じて、図２に示すように、各ボックス列の中空部内、すなわち各鋼製ボックス内に硬化性材料、例えばコンクリートをコンクリートポンプ３２（図２）で送って鋼製ボックス内を充填し、鋼製ボックスとコンクリートとを一体化させ、曲げ及び圧縮強度に一層優れた地中壁を構築する。こうして、地中壁１２ａ，１２ｂの構築が終了した後は、図１に示すように、支保工３４で補強しながら、地下構造物１０直下の地中壁１２ａ，１２ｂ間を掘削することができる。
【００１３】
山留壁１２の構築に使用する鋼製ボックス１６は、図６に示すように、両端部が開放された、全体に長方形の横断面形状を有する。鋼製ボックス１６は、開放端部のそれぞれに間隔をおいて配置された一対の平行な端板３６，３８と、それぞれが該端板に取り付けられた頂板４０、底板４２及び２つの側板４４，４６とを備える。さらに、鋼製ボックス１６は、頂板４０と底板４２の間にあってこれらと平行に配置され、両側板に固定された１又は２以上の（図示の例では２枚の）仕切り板５０，５２を備える。図示の２枚の仕切り板５０，５２を設けることにより、両側板を補強することができるほか、鋼製ボックス１６内を上から、例えば、作業員の通路用区画１６ａ、配管・配線用区画１６ｂ及び土砂排出用区画１６ｃに分割することができる。
【００１４】
特に、２段目のボックス列１４ｂに使用される鋼製ボックス１６は、図６に示すように、頂板４０に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対のＬ形部材５４と、底板４２に取り付けられ、その長さ方向へ伸びる一対のＬ形部材５６とを有する。Ｌ形部材５４の自由端は外向きであり、Ｌ形部材５６の自由端は内向きであり、内向きのＬ形部材５４間の間隔は外向きＬ形部材５６間の間隔より大きい。したがって、Ｌ形部材５４は１段目のボックス列の鋼製ボックスのＬ形部材間に受け入れられ、Ｌ形部材５６は３段目のボックス列の鋼製ボックスのＬ形部材を受け入れ、上下の鋼製ボックスの位置関係を所定の関係に維持することができる（図７参照）。最上段すなわち１段目のボックス列に使用される鋼製ボックスには、その頂板４０にＬ形部材５４を設けない。また、最下段すなわち図示の例では３段目のボックス列に使用される鋼製ボックスには、その底板４２にＬ形部材５６を設けない。
【００１５】
鋼製ボックス１６の端板４４，４６には、同一列中の他の鋼製ボックスとの連結のために、ボルト（図示せず）を受け入れるボルト孔５８が間隔をおいて設けられている。頂板４０及び底板４２には、上下のボックス列における鋼製ボックスの連結のために、ボルト６０を受け入れるボルト孔６２，６４が間隔をおいて設けられている。最上段すなわち１段目のボックス列に使用される鋼製ボックスには、その頂板４０に、また、最下段すなわち図示の例では３段目のボックス列に使用される鋼製ボックスには、その底板４２に、上下のボックス列における鋼製ボックスの連結のためのボルト孔を設けない。
【００１６】
各ボックス列の最先の鋼製ボックスすなわち刃口ボックス１６は、図８に示すように、正面の地山に面する端板３６，３８に連結用のボルト孔が設けられていないこと及び仕切り板が設けられていないことを除き、図６に示したと同様の構造を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って地下構造物直下に山留壁が設けられた状態下での掘削状況を示す正面図。
【図２】山留壁が設けられた状態下での掘削状況を示す側面図。
【図３】竪坑の設置の最初の段階を示す図。
【図４】完成した竪坑を示す図。
【図５】山留壁を構成する３列のボックス列からなる地中壁の側面図。
【図６】本発明に係る鋼製ボックスの端面図。
【図７】上下の鋼製ボックスの連結状況を示す部分拡大正面図。
【図８】鋼製ボックスの１つである刃口ボックスの先端側から見た正面図。
【符号の説明】
１０  地下構造物
１２  山留壁
１２ａ，１２ｂ  地中壁
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  ボックス列
１６  鋼製ボックス
２８  竪坑
３０  液圧装置
３６，３８  端板
４０  頂板
４２  底板
４４，４６  側板
５０，５２  仕切り板
５４，５６  Ｌ形部材
５８  ボルト孔
６０  ボルト
【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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【図７】
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【図８】
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