(57)【要約】【課題】矩形函体を発進坑で順次延設して地中を掘進させる地下構造物の施工法において、分割セグメントを使用することで狭い立坑でも大型断面の函体施工が可能となるとともに、セグメント自体はジャッキの推進力を受けても損傷するおそれが少ない。【解決手段】矩形函体１９は、地山側スキンプレートと内空側スキンプレートと側板で閉塞された内部にコンクリートを充填してなる矩形高剛性型合成セグメントである平板状および平板Ｌ字形状のセグメントピースを組み合わせて形成する矩形セグメントリングを長さ方向に順次接続して形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形函体を発進坑で順次延設して地中を掘進させる地下構造物の施工法において、矩形函体は、地山側スキンプレートと内空側スキンプレートと側板で閉塞された内部にコンクリートを充填してなる矩形高剛性型合成セグメントである平板状および平板Ｌ字形状のセグメントピースを組み合わせて形成する矩形セグメントリングを長さ方向に順次接続して形成することを特徴とする地下構造物の施工法。
【請求項２】
矩形函体の掘進は、発進坑側に反力壁を設け、推進ジャッキを介在させて推進させる請求項１記載の地下構造物の施工法。
【請求項３】
矩形函体の掘進は、到達坑側に反力壁を設け、牽引ジャッキを介在させて牽引部材により牽引させる請求項１または請求項２記載の地下構造物の施工法。
【請求項４】
ルーフ用筒体を発進坑から地中に水平方向に圧入して並列させ、これをその後方の矩形函体の掘進とともに到達坑に順次押し出し、適宜長さに分解しながら撤去する請求項２または請求項３のいずれかに記載の地下構造物の施工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道、道路、地下河川、水路、地下連通路などの下部地中に小・大規模断面の地下構造物を縦断・横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる地下構造物の施工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどがあげられる。
【０００３】
しかし、先に別工事としてパイプルーフを形成し、その中を掘削して地下構造物を構築したり、また地下構造物をパイプルーフ下を掘進させるようにしたのでは、このパイプルーフが存在する分だけ土被りが厚くなる。しかも、パイプルーフ施工の防護工が地下構造物埋設の本工事と別工事となり、工費、工期が大である。
【０００４】
かかる不都合を解消するものとして、従来、図１６から図１８に示すような地下構造物の施工法がある（例えば特許文献１参照）。これは、図１６に示すように、鉄道などの上部交通１の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進坑３と到達坑４を築造し、前記発進坑３内に推進機５を設置してこれでルーフ用筒体である箱型ルーフ６を到達坑４に向けて圧入させる。
【０００５】
図１９は箱型ルーフ６の正面図で、略正方形断面の箱型筒体であり、側面に鉤状の継手６ａ，６ｂを長手方向に連続して形成し、また、上面に平板からなるフリクションカッタープレート７を取り付けている。箱型ルーフ６は長さ方向に順次接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手６ａ，６ｂを介して縦横方向に連続しながら並列させる。図２０はロ字形に並べた場合である。
【０００６】
前記推進機５は、箱型ルーフ６のジャッキなどによる押出機構とオーガなどによる箱型ルーフ６の内部掘削機構とを有する。
【０００７】
次いで、図１７に示すように発進坑３内に反力壁８、コンクリート函体９による地下構造物をセットし、反力壁８とコンクリート函体９との間には元押しジャッキ１０を設け、コンクリート函体９の先端に刃口１１を設けるとともにコンクリート函体９の先端と前記箱型ルーフ６との間には小ジャッキ１２を介在させる。
【０００８】
図中１３は箱型ルーフ６の支持材、１４はフリクションカッタープレート７の止め部材で、これらは発進坑３側に設け、一方、到達坑４側に受台１５を設ける。
【０００９】
小ジャッキ１２を伸長してコンクリート函体９を反力としてフリクションカッタープレート７を残しながら箱型ルーフ６を１本ずつ順次推し進め、一通り箱型ルーフ６が前進したならば、小ジャッキ１２を縮め、今度は元押しジャッキ１０を伸長してコンクリート函体９を掘進させる。
【００１０】
図中１６は元押しジャッキ１０とコンクリート函体９との間に介在させるストラットを示す。
【００１１】
このようにして、箱型ルーフ６の前進とコンクリート函体９の前進とを交互に繰り返しながら、到達坑４に出た箱型ルーフ６を順次撤去する。
【００１２】
そして、コンクリート函体９の先端が到達坑４に達したならば、刃口１１などを撤去し適宜裏込めグラウトを行って施工を完了する。
【００１３】
前記施工法は、コンクリート函体９を発進坑３から到達坑４に向けて元押ジャッキ１０で押出して推進する推進方式であるが、図２１、図２２に示すように到達坑４側に設置した牽引設備で発進坑３側から到達坑４側に向けてコンクリート函体９を引っ張る牽引方式もある。
【００１４】
この牽引方式は、到達坑４側に地山による反力体２１を設け、この反力体２１の前方をさらに掘削して立坑を築造し、この立坑内に反力杭２２として反力壁２３を設ける。
【００１５】
そして、発進坑３の発進台２０にセットしたコンクリート函体９の後部に牽引ジャッキ２４を取り付け、この牽引ジャッキ２４に一端を取り付けた牽引ケーブル２５の他端を、反力壁２３に固定した定着装置２６に定着する。
【００１６】
このようにして牽引ジャッキ２４を作動して牽引ケーブル２５でコンクリート函体９を発進坑３から到達坑４に向けて牽引する。
【特許文献１】特開昭５５−１９３１２号公報
【００１７】
前記コンクリート函体９はプレキャスト製のコンクリート函体を順次発進坑３内に吊り降ろして接続していくか、発進坑３内でコンクリートを打設して必要長を増設する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
前記した施工法では、コンクリート函体９の増設方法に関して、発進坑３内でコンクリートを打設して必要長を増設するのでは、型枠工事等で発進坑３内にかなりのスペースが必要となる。
【００１９】
また、比較的幅の狭いプレキャスト製のコンクリート函体（矩形輪状となっている）を順次発進坑３内に吊り降ろして接続していく方法でも、大型断面の函体となるとプレキャスト製のコンクリート函体そのものも大型化してしまい、発進坑３内への吊降ろし作業、および接合作業を狭い発進坑３内で行うには、困難と危険を伴う作業となる。
【００２０】
なお、コンクリート函体をゼグメント化することも考えられなくはないが、シールド工法と異なり、推進工法では掘進するコンクリート函体自体が推進ジャッキの推進力を直接受けるものとなり、コンクリート製のゼグメントでは、ひびわれや欠けの破損を生じるおそれもある。
【００２１】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、分割セグメントを使用することで、狭い立坑でも、大型断面の函体施工が可能となるとともに、セグメント自体はジャッキの推進力を受けても損傷するおそれがない地下構造物の施工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
請求項１記載の本発明は前記目的を達成するため、矩形函体を発進坑で順次延設して地中を掘進させる地下構造物の施工法において、矩形函体は、地山側スキンプレートと内空側スキンプレートと側板で閉塞された内部にコンクリートを充填してなる矩形高剛性合成セグメントである平板状および平板Ｌ字形状のセグメントピースを組み合わせて形成する矩形セグメントリングを長さ方向に順次接続して形成する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、矩形函体を発進坑で順次延設して地中を掘進させる地下構造物の施工法において、矩形函体は分割セグメントで形成されるものであるので、狭い立坑でも、大型断面の函体施工が可能となる。また、この分割セグメントは、地山側スキンプレートと内空側スキンプレートと側板で閉塞された内部にコンクリートを充填してなる矩形高剛性合成セグメントであるので、これら地山側スキンプレートと内空側スキンプレートと側板を金属板を持って構成すれば、外郭が鋼板等金属板で被覆されたコンクリート体として、高い荷重レベルでも合成構造特有の性能を発揮し、クラックの発生などジャッキの推進力を受けても損傷するおそれがないものとなる。また、大きな断面力が作用しても変形量が少ないので、平板状および平板Ｌ字形状のセグメントピースを構成するのに適している。
【００２４】
請求項２記載の本発明は、矩形函体の掘進は、発進坑側に反力壁を設け、推進ジャッキを介在させて推進させ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、矩形函体の掘進は、発進坑側に反力壁を設け、推進ジャッキを介在させて推進させるものであり、発進坑側に纏めて装置を設置できる。
【００２６】
請求項３記載の本発明は、矩形函体の掘進は、到達坑側に反力壁を設け、牽引ジャッキを介在させて牽引部材により牽引させることを要旨とするものである。
【００２７】
請求項３記載の本発明によれば、矩形函体の掘進は、到達坑側に反力壁を設け、牽引ジャッキを介在させて牽引部材により牽引させることにより、発進坑側に纏めて装置を設置できる。
【００２８】
請求項４記載の本発明は、ルーフ用筒体を発進坑から地中に水平方向に圧入して並列させ、これをその後方の矩形函体の掘進とともに到達坑に順次押し出し、適宜長さに分解しながら撤去することを要旨とするものである。
【００２９】
請求項４記載の本発明によれば、ルーフ用筒体が防護工となるものであり、防護工を前もって施工することなく、矩形函体の掘進を安全かつ確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上述べたように本発明の地下構造物の施工法は、分割セグメントを使用することで狭い立坑でも大型断面の函体施工が可能となるとともに、セグメント自体はジャッキの推進力を受けても損傷するおそれがないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
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は本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態を示す側面図、図２は同上正面図で、図中、図１６〜図２２に示した従来例と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００３２】
図３〜図７の工程図に基づいて本発明の地下構造物の施工法を説明する。従来と同様の方法で、第１工程として図３に示すように鉄道などの上部交通（図示は省略した）の脇に土留鋼矢板２を打設して、発進坑３と到達坑４を築造し、前記発進坑３内に推進機（図示せず）を設置してこれでルーフ用筒体である箱型ルーフ６を到達坑４に向けて圧入させる。箱型ルーフ６の上面には従来と同様にフリクションカッタープレート７を取り付けて、箱型ルーフ６とともに押出す。
【００３３】
この場合、箱型ルーフ６は図２に示すように推進させようとする矩形函体１９の外形に対応するように横コ字状または四角形状に配置する。
【００３４】
次に第２工程の図４に示すように、箱型ルーフ６の後端に矩形函体１９の先端を接合するようにして、矩形函体１９を発進坑３に設置し、矩形函体１９の後方の反力壁８との間に推進設備として、押輪２７、元押しジャッキ１０、ストラット１６を配設する。矩形函体１９の先端には刃口１１を取り付ける。
【００３５】
矩形函体１９は図８、図９にも示すように、分割セグメントで構成したものであり、平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂの組合せによる。図８、図９において、偶数番号の符号は平板状セグメントピース１９ａを、奇数番号の符号は平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂを示す。必要に応じて中柱４９（仮設）を配設する。
【００３６】
これら平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂは、図１２に示すように、鋼板製の地山側スキンプレート３０と内空側スキンプレート３１と側板３２で構成する閉塞された鋼郭内部にコンクリート３３を充填してなるサンドイッチ形式の矩形高剛性合成セグメントである。
【００３７】
高剛性合成セグメントは、セグメントの板圧・セグメントの中に不配合添加剤を加えることをもって形成する。
【００３８】
本発明は、矩形函体１９を分割セグメントで構成するに際して、脆弱箇所となり易い角隅部は、これを平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂを配置することにより、セグメント相互の継手がここに来ないように配慮した。
【００３９】
また、鋼板製の地山側スキンプレート３０と内空側スキンプレート３１と側板３２で構成する閉塞された鋼郭を有することで、ジャッキの推進力を受けてもひび割れその他の損傷を生じないようにできる。
【００４０】
図中３４は地山側スキンプレート３０に鋼郭内部に向けて設けたスタッド、３５は側板３２に形成したコンクリート打設孔、３６はセグメント継手、３７はリング継手、３８は側板３２の上下に形成したシール溝である。このシール溝３８には水膨潤性の止水材などを配設する。図中４３はセグメントに形成するグラウト孔である。
【００４１】
セグメント継手３６、リング継手３７は、これを図１５に示すようなボルト式のオスロック３９ａとメスロック３９ｂとの組合せで形成してもよいが、特にセグメント継手３６については、図１３、図１４に示すように、楔と楔孔によるオスロック４０ａとメスロック４０ｂとの組合せで形成すればワンタッチ挿入型のボルトレス継手とすることができる。
【００４２】
メスロック４０ｂは、横向きの開口とこの開口に連設するスライド孔４１を有し、オスロック４０ａの楔の首部がこのスライド孔４１に沿ってスライドする。図中４２はオスロック４０ａのアンカーである。
【００４３】
前記図４の段階では、セグメント継手３６により周方向に平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂを組み合わせて１リング分を形成する。
【００４４】
そして、止め部材（図示せず）でフリクションカッタープレート７を発進坑３側に固定する。このフリクションカッタープレート７により箱型ルーフ６および矩形函体１９と周辺土砂との縁切りを行う。
【００４５】
そして、矩形函体１９の刃口１１の内外を掘削（矩形函体１９の内部から）し、元押しジャッキ１０を伸長して箱型ルーフ６および矩形函体１９を１リング分前方に押出す。これにより矩形函体１９は掘進する。
【００４６】
この場合、前記のようにフリクションカッタープレート７により箱型ルーフ６および矩形函体１９と周辺土砂との縁切りがなされているから、箱型ルーフ６および矩形函体１９はスムーズに推進する。
【００４７】
第１のリング分の矩形函体１９を掘進させたならば、矩形函体１９の後方に第２のリング分を組み立てて、同様に掘進させ、以下、順位、矩形函体１９の延設、押出し掘進を繰り返す。
【００４８】
到達坑４に出ていく箱型ルーフ６は、これを順次地上に撤去する。刃口１１が到達坑４に到達したならばこれも撤去する。
【００４９】
図７に示すように、矩形函体１９の先端が到達坑４に出たならば、施工が完了する。
【００５０】
図１０、図１１は本発明の第２実施形態を示すもので、矩形函体１９の掘進は、到達坑４側に反力壁８を設け、牽引ジャッキ４４を介在させて鋼線による牽引部材４５により牽引させるようにした。前記のごとく、矩形函体１９は、平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂの組合せによる分割セグメントで構成したものである。
【００５１】
この牽引ジャッキ４４に一端を定着させた牽引部材４５の他端を矩形函体１９の後端に配設した引輪４８に固定した定着具４６に定着する。
【００５２】
この第２実施形態による牽引の場合は、先に別工事として鋼管等を水平に並列させるパイプルーフ４７を設けるようにし、その中を矩形函体１９を掘進させるようにしたが、前記第１実施形態と同じく箱型ルーフ６を配置してもよい。
【００５３】
矩形函体１９は、平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂの組合せによる分割セグメントで構成したものである。
【００５４】
矩形函体１９を発進坑３の発進台に設置し、矩形函体１９の後部に引輪４８に固定した定着具４６を取り付け、牽引ジャッキ４４を作動して牽引部材４５で矩形函体１９を発進坑３から到達坑４に向けて牽引する。
【００５５】
１リング分の矩形函体１９を牽引により掘進させたならば、その後方に平板状セグメントピース１９ａと平板Ｌ字形状のセグメントピース１９ｂを組み合わせて矩形函体１９を延設し、再度、牽引により掘進というように、順位、矩形函体１９を延長させ、刃口１１が到達坑４に到達したならばこれも撤去し、矩形函体１９の先端が到達坑４に出たならば、施工が完了する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態を示す側面図である。
【図２】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態を示す正面図である。
【図３】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態の各工程のうち第１工程の側面図である。
【図４】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態の各工程のうち第２工程の側面図である。
【図５】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態の各工程のうち第３工程の側面図である。
【図６】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態の各工程のうち第４工程の側面図である。
【図７】本発明の地下構造物の施工法の第１実施形態の各工程のうち第５工程の側面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線矢視図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図１０】本発明の地下構造物の施工法の第２実施形態を示す側面図である。
【図１１】本発明の地下構造物の施工法の第２実施形態を示す正面図である。
【図１２】本発明の地下構造物の施工法で使用する矩形高剛性合成セグメントの１部切り欠いた斜視図である。
【図１３】本発明の地下構造物の施工法で使用する矩形高剛性合成セグメントの組み立て状態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の地下構造物の施工法で使用する矩形高剛性合成セグメントの継手部の一例を示す斜視図である。
【図１５】本発明の地下構造物の施工法で使用する矩形高剛性合成セグメントの継手部の他例を示す斜視図である。
【図１６】従来の地下構造物の施工法の第１工程を示す縦断側面図である。
【図１７】従来の地下構造物の施工法の第２工程を示す縦断側面図である。
【図１８】従来の地下構造物の施工法の第３工程を示す縦断側面図である。
【図１９】箱型ルーフの正面図である。
【図２０】箱型ルーフの配置状態を示す正面図である。
【図２１】牽引方式による地下構造物の施工法を示す縦断側面図である。
【図２２】箱型ルーフの牽引方式による場合の配置状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  上部交通                    ２  土留鋼矢板
３  発進坑                      ４  到達坑
５  推進機                      ６  箱型ルーフ
６ａ，６ｂ  鉤状の継手          ７  フリクションカッタープレート
８  反力壁                      ９  コンクリート函体
１０  元押しジャッキ            １１  刃口
１２  小ジャッキ                １３  支持材
１４  止め部材                  １５  受台
１６  ストラット                １７  腹起こし材
１８  タイロット材              １９  矩形函体
１９ａ  平板状セグメントピース
１９ｂ  平板Ｌ字形状のセグメントピース
２０  発進台                    ２１  反力体
２２  反力杭                    ２３  反力壁
２４  牽引ジャッキ              ２５  牽引ケーブル
２６  定着装置
２７  押輪
３０  地山側スキンプレート      ３１  内空側スキンプレート
３２  側板                      ３３  コンクリート
３４  スタッド                  ３５  コンクリート打設孔
３６  セグメント継手            ３７  リング継手
３８  シール溝  
３９ａ，４０ａ  オスロック
３９ｂ，４０ｂ  メスロック
４１  スライド孔                ４２  アンカー
４３  グラウト孔                ４４  牽引ジャッキ
４５  牽引部材                  ４６  定着具
４７  パイプルーフ              ４８  引輪
４９  中柱
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2008223397.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年4月4日(2007.4.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
なお、コンクリート函体をセグメント化することも考えられなくはないが、シールド工法と異なり、推進工法では掘進するコンクリート函体自体が推進ジャッキの推進力を直接受けるものとなり、コンクリート製のセグメントでは、ひびわれや欠けの破損を生じるおそれもある。