(57)【要約】【課題】オープンシールド工法でコンクリート函体を敷設する場合に、安全で、周囲の影響もほとんどなく、オープンシールド工法の一連の工程の中で函体基礎を構築でき、基礎の乱れもほとんどないオープンシールド工法における函体基礎の築造方法およびオープンシールド機を得る。【解決手段】底板１ｂを軟弱地盤層の下端に位置するような下方高さ位置に配設したオープンシールド１機を使用し、オープンシールド工法において、コンクリート函体４の設置深度よりも深くコンクリート函体４下方の地盤を掘削し、オープンシールド機１が１コンクリート函体４分だけ掘進した後、この掘削部分を基礎砕石と裏込注入材とで地盤改良してコンクリート函体敷設予定箇所下方に函体基礎１２を築造する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・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、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セット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で使用するオープンシールド機であって、底板を、軟弱地盤層の下端に位置するような下方高さ位置に配設したことを特徴とするオープンシールド機。
【請求項２】
オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・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、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セット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、コンクリート函体の設置深度よりも深くコンクリート函体下方の地盤を掘削し、オープンシールド機が１コンクリート函体分だけ掘進した後、この掘削部分を基礎砕石と裏込注入材とで地盤改良してコンクリート函体敷設予定箇所下方に函体基礎を築造することを特徴とするオープンシールド工法における函体基礎の築造方法。
【請求項３】
前記函体基礎は、砕石層に裏込注入材を充填した層の複数の積層で構成される請求項２記載のオーブンシールド工法における函体基礎の築造方法。
【請求項４】
前記函体基礎は、コンクリート函体側方に注入される裏込注入材と一体化される請求項２または請求項３記載のオープンシールド工法における函体基礎の築造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下水道、共同溝、電信・電話などの付設地下道等の地下構造物を構築するためのオープンシールド機およびこのオープンシールド機を使用するオープンシールド工法における函体基礎の築造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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活かした合理性に富む工法である。図３にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機１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、後面および上面を開口したシールド機である。
【０００３】
この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１１として形成し、また側壁板１ａの中央または後端近くに推進ジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設する。図中３は隔壁を示す。
【０００４】
かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、図示は省略するが、発進坑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２を伸長して発進坑内の反力壁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を上方から吊り降ろし、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めた推進ジャッキ２の後方にセットする。推進ジャッキ２と反力壁との間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。
【０００５】
また、発進坑は土留壁で構成し、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などで発進坑の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。
【０００６】
ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の前面また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２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または型鋼を用いた枠体よりなる押角８を配設し、オープンシールド機１は後方にセットされたコンクリート函体４から反力をとる。
【０００７】
そして第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１内で吊り降ろす。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り返して、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の上面に埋戻土５を入れる。
【０００８】
なお、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１ｃ内に吊り降ろす際には、コンクリートブロック等による高さ調整材７をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｃ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙にグラウト材６を充填する。
【０００９】
このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。
【００１０】
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、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１ｃ内に吊り降ろされ、オープンシールド機１の前進とともに該テール部１ｃから出て地中に残されていくものであり、オープンシールド機１はこのように地中に残置したコンクリート函体４に反力をとって前進する。
【００１１】
コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図４に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなる一体のもので、前後面が開口１０として開放されている。
【００１２】
ところで、コンクリート函体４の敷設箇所が軟弱地盤の場合、支持地盤と函体直下の間に腐食土層や超軟弱層が介在していると、敷設したコンクリート函体の圧密による沈下のおそれがある。
【００１３】
そこで、かかる不都合を回避する手段としてオープンシールド工法においてコンクリート函体の周囲に裏込注入材を充填する場合は、軟弱地盤の部分全体を裏込注入材で置換える方法が考えられる。
【００１４】
一方、開削工法でコンクリート函体を敷設する場合は、図５に示すようコンクリート函体４直下の腐食土層や軟弱地盤１５に砕石基礎１６による置換工を施工し、また、図６に示すように地盤改良工１７を行っている。
【００１５】
しかしながら、前記開削工法の場合の沈下防止方法は、図５に示す砕石基礎１６による場合、砕石による置換部分まで土留壁１８の内側を掘削する必要があるため、土留めの根入れの長さが長くなる。
【００１６】
その結果、施工場所に家屋等の近接構造物が存在する場合、土留め引き抜きによる近接構造物への影響が大きくなるため、砕石による置換工を乱すおそれがある。
【００１７】
また、地下水位の高い条件下で砕石による基礎を築造する場合は、築造した砕石基礎１６の間隙が大きく透水係数が高いため、地震時に発生する過剰間隙水圧が砕石個々に作用し、砕石基礎１６は乱れやすくなる。
【００１８】
また、図６に示す地盤改良工１７の場合、地盤改良による土留壁１８内側の受動土圧が図れ、土留壁１８の根入れは最小限ですむが、地盤改良に要する工事費や施工日数が増加し、不経済となる。
【００１９】
前記従来技術は当業者間で一般的に行われているものであり、文献公知発明に係るものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
オープンシールド工法でコンクリート函体を敷設する場合、開削工法における場合のような不都合はないが、軟弱地盤の部分全体を裏込注入材のみで置換する方法では、裏込注入材厚が厚くなり、不経済となる。
【００２１】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、オープンシールド工法でコンクリート函体を敷設する場合に、安全で、周囲の影響もほとんどなく、オープンシールド工法の一連の工程の中で函体基礎を構築でき、基礎の乱れもほとんどないオープンシールド工法における函体基礎の築造方法およびオープンシールド機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、オープンシールド機として、オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・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、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セット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で使用するオープンシールド機であって、底板を、軟弱地盤層の下端に位置するような下方高さ位置に配設したことを要旨とするものである。
【００２３】
請求項１記載の本発明によれば、オープンシールド機の底板が軟弱地盤層の下端にまで達するから、オープンシールド工法の一連の工程のなかで、オープンシールド機の前方の土砂を掘削・排土する工程において、敷設するコンクリート函体の下方の軟弱地盤を掘削でき、この部分に函体基礎を築造できるから、開削工法に比べて施工日数の短縮が図れる。
【００２４】
請求項２記載の本発明は、函体基礎の築造方法として、オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・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、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セット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、コンクリート函体の設置深度よりも深くコンクリート函体下方の地盤を掘削し、オープンシールド機が１コンクリート函体分だけ掘進した後、この掘削部分を基礎砕石と裏込注入材とで地盤改良してコンクリート函体敷設予定箇所下方に函体基礎を築造することを要旨とするものである。
【００２５】
請求項２記載の本発明によれば、函体基礎を基礎砕石の間隙に裏込注入材を充填することで築造するから、砕石の間隙に充填した裏込注入材が固化し強度を発現し、また、透水性も小さくなり、地震時に発生する過剰間隙水圧により築造した基礎の乱れは砕石のみによる基礎に比べほとんどない。
【００２６】
また、裏込注入材のみで函体基礎を築造する場合に比べ、経済的である。
【００２７】
請求項３記載の本発明は、前記函体基礎は、砕石層に裏込注入材を充填した層の複数の積層で構成されることを要旨とするものである。
【００２８】
請求項３記載の本発明によれば、砕石の隙間に裏込注入材が確実に充填され、強度を発現できる。
【００２９】
請求項４記載の本発明は、前記函体基礎は、コンクリート函体側方に注入される裏込注入材と一体化されることを要旨とするものである。
【００３０】
請求項４記載の本発明によれば、函体直下の基礎砕石の隙間は裏込注入材で充填され、函体側部も裏込注入材が充填されるから、地下水位の高い地盤でも安全に、かつ、周辺への影響もほとんどなく、裏込注入材と砕石基礎とによる軟弱地盤での置換が行え、容易、確実に函体が敷設できる。
【発明の効果】
【００３１】
以上述べたように本発明のオープンシールド機およびオープンシールド工法における函体基礎の築造方法は、オープンシールド工法でコンクリート函体を敷設する場合に、敷き均した砕石基礎の隙間に裏込注入材を充填したから、裏込注入材が固化することにより、強度を発現でき、基礎の乱れがほとんどなく、安全で、周囲の影響もほとんどなく、また、オープンシールド工法の一連の工程中の掘削・排土の工程において函体基礎を構築でき、施工日数の短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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は本発明のオープンシールド機およびオープンシールド工法における函体基礎の築造方法の実施形態を示す縦断側面図、図２は同上函体敷設箇所の縦断正面図で、本発明のオープンシールド機１も基本構成は図３に示した従来例と同様であり、同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００３３】
本発明のオープンシールド機の構造から説明する。軟弱地盤の箇所を掘進する場合を想定して、図１、図２に示すようにオープンシールド機１の左右の側壁板１ａの長さを軟弱地盤層の下端にまで達するような長さにし、この左右の側壁板１ａの下端に底板１ｂを設けた。これにより、底板１ｂは、軟弱地盤層の下端に位置することになる。
【００３４】
このように底板１ｂを軟弱地盤層の下端に達する高さ位置に配設したオープンシールド機１を使用してコンクリート函体４を敷設する方法を説明する。従来のオープンシールド工法と同様にしてオープンシールド機１の前方の土砂を掘削・排土し、後方のコンクリート函体４に反力をとってオープンシールド機１をコンクリート函体４の１函体分掘進する。
【００３５】
このときの土砂の掘削は、敷設しようとするコンクリート函体４の高さ分だけでなく、オープンシールド機１の底板１ｂまでの深度分を掘削する。よって、敷設しようとするコンクリート函体４の下方の軟弱地盤層も掘削されることになる。
【００３６】
オープンシールド機１を掘進させ、テール部１ｃにコンクリート函体４を敷設するスペースを確保したならば、コンクリート函体４の敷設スペースの下方で、テール部１ｃ内に単粒度砕石を何層かに分けて敷き均し、敷き均した単粒度砕石の間隙に各層ごとに裏込注入材を充填する。
【００３７】
このようにして所定の高さ、すなわちコンクリート函体４を敷設する高さ位置まで砕石の敷き均しと裏込注入材の充填とによる函体基礎１２を築造したならば、この函体基礎１２の上にコンクリート函体４をセットする。
【００３８】
かかるコンクリート函体４の直下に築造される函体基礎１２は、前記のように敷き均した砕石の間隙に裏込注入材が充填されるから、この裏込注入材により基礎全体が固化し、築造された函体基礎に乱れは生じない。
【００３９】
そして、砕石の間隙に充填した裏込注入材が固化することで強度を発現するとともに、基礎の透水性も小さくなり、地震時に発生する過剰間隙水圧により築造した基礎に乱れが生じることもほとんどない。
【００４０】
函体基礎１２の上にコンクリート函体４をセットした後、コンクリート函体４の側壁とオープンシールド機１のテール部１ｃ側部との空隙にも裏込注入材を充填する。
【００４１】
その後、オープンシールド機１を掘進する。そして、掘進により発生するテールボイドへコンクリート函体４に予め設置したグラウトホールより裏込注入材１３を充填する。これによりコンクリート函体４の直下と側部とに裏込注入材が充填され、両箇所に充填された裏込注入材は一体となるから、例えば地下水位の高い地盤でも、安全に、かつ、周囲への影響もほとんどなく、裏込注入材と基礎砕石とによる置換基礎が軟弱地盤に築造されてコンクリート函体４敷設の施工が容易に行える。
【００４２】
かかる函体基礎１２の築造は、オープンシールド工法の一連の工程中でその一部として工程に組み込んで施工できるから、開削工法で函体基礎を築造する場合に比較して施工日数を短縮でき、裏込注入材のみで地盤改良する場合に比較しても施工日数やコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のオープンシールド機およびオープンシールド工法における函体基礎の築造方法の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明のオープンシールド機およびオープンシールド工法における函体基礎の築造方法の実施形態を示す縦断正面図である。
【図３】オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。
【図４】コンクリート函体の斜視図である。
【図５】開削工法による函体基礎の築造方法の第１例を示す縦断正面図である。
【図６】開削工法による函体基礎の築造方法の第２例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  オープンシールド機          １ａ  側壁板
１ｂ  底板                      １ｃ  テール部
２  推進ジャッキ                ３  隔壁
４  コンクリート函体            ４ａ  左側板
４ｂ  右側板                    ４ｃ  上床板
４ｄ  下床板                    ５  埋戻土
６  グラウト材                  ７  高さ調整材
８  押角                        ９  掘削機
１０  開口                      １１  刃口
１２  函体基礎                  １３  裏込注入材
１５  軟弱地盤                  １６  砕石基礎
１７  地盤改良工                １８  土留壁
【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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