(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の中空エレメントを並列させて地山に順次貫入し、これらエレメント列によって地下構造物を構築する工法において、
各々のエレメントを先頭から順次軸方向に接続される刃口部エレメント、支障物撤去用エレメント及び複数の構造用エレメントで構成するとともに、前記支障物撤去用エレメントの周壁の一部に開口部を設け、さらに、この開口部の前方に位置するように前記支障物撤去用エレメント又は刃口部エレメントに支障物の探査装置を設け、
地山に先行して貫入される先行エレメントの地山への貫入の際に、地山に後行して貫入される後行エレメントの貫入経路にある支障物を前記開口部から先行エレメント内に取り込み、撤去することを特徴とする地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法。
【請求項２】
前記開口部の周縁部に地山に向けて押し出される土留プレートが設けられていることを特徴とする請求項１記載の地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法。
【請求項３】
前記土留プレートを作動させるためのジャッキが設けられていることを特徴とする請求項２記載の地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法に関し、さらに詳細には、線路や道路等の車両走行路の下方の地山に、多数のエレメントを並列させて順次貫入して、走行路を横断する地下構造物を構築するに際し、エレメント貫入の支障となる支障物を撤去する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
線路や道路等を横断する地下構造物（トンネル）を構築するアンダーパス工法の１つとして、鋼製で中空箱形のエレメントを用いる工法が知られている。この工法は多数の鋼製エレメントを並列させて順次地山に貫入した後、エレメント列の内方に区画される地山部分を掘削して、エレメント列を地下構造物として利用する工法である。
【０００３】
各エレメントは牽引又は推進により地山に貫入されるが、エレメントの貫入経路に土留杭や擁壁など帯状になった支障物がある場合、これらの支障物は事前に地上から、あるいは施工時に刃口部から撤去されるのが一般的である。しかし、地上からの事前撤去の場合は、車両走行があるために作業範囲や時間など地上の制約を受ける。
【０００４】
地上の制約により事前撤去ができない場合は、刃口部からの撤去にならざるを得ないが、そのためには刃口部に装備された掘削機を一時的に回収しなければならず、特に牽引又は推進長が長い場合には多大な時間を要する。また、牽引による工法の場合、図１２に示すような重大な問題も生ずる。
【０００５】
図１２は、先行エレメント１００に引き続き、後行エレメント１０１の牽引状態を示す平面図である。先行エレメント１００は複数本の牽引ワイヤ１０２によって牽引施工を終えており、その牽引時には、刃口部エレメント１０３に後行エレメント１０１のための牽引ワイヤ１０４が取り付けられている。後行エレメント１０１の牽引開始時に、後行エレメントのための牽引ワイヤ１０４は刃口部エレメント１０３から取り外され、地山内をスライドさせられる。そして、発進立坑において牽引ワイヤ１０４の後端を後行エレメント１０１に定着し、到達立坑に設置された牽引ジャッキに牽引ワイヤ１０４の先端を取付け、後行エレメント１０１が牽引される。
【０００６】
後行エレメント１０１の牽引時において、その牽引経路に鉛直方向に延びる土留杭等の支障物１０５があると、牽引ワイヤ１０４が支障物１０５に阻害されて湾曲した状態となり、牽引が不可能となることがある。このような状態になると、後行エレメント１０１の刃口部エレメント１０６は支障物１０５に接近することができず、支障物の撤去も不可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、後行エレメントの貫入経路にある支障物を先行エレメントの施工時に撤去し、施工時間の大幅な短縮化を図ることができる地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、多数の中空エレメントを並列させて地山に順次貫入し、これらエレメント列によって地下構造物を構築する工法において、
各々のエレメントを先頭から順次軸方向に接続される刃口部エレメント、支障物撤去用エレメント及び複数の構造用エレメントで構成するとともに、前記支障物撤去用エレメントの周壁の一部に開口部を設け、さらに、この開口部の前方に位置するように前記支障物撤去用エレメント又は刃口部エレメントに支障物の探査装置を設け、
地山に先行して貫入される先行エレメントの地山への貫入の際に、地山に後行して貫入される後行エレメントの貫入経路にある支障物を前記開口部から先行エレメント内に取り込み、撤去することを特徴とする地下構造物構築工法における地中支障物の撤去方法にある。
【０００９】
この発明によれば、先行エレメントの地山への貫入の際に、その周壁の一部に設けた開口部を介して、後行エレメントの貫入経路にある支障物を先行エレメント内に取り込み撤去するので、掘削機の一時的な回収等が不要となり、施工時間の短縮化を図ることができる。
【００１０】
この発明のさらに具体的な態様として、前記開口部の周縁部に地山に向けて押し出される土留プレートが設けられ、前記土留プレートを作動させるためのジャッキが設けられている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、この発明が適用されるアンダーパス工法を示す鉛直方向断面図であり、線路１の下方の地山に地下構造物を構築する例である。このアンダーパス工法においては、線路１の両側に発進立坑２及び到達立坑３が設けられ、発進立坑２から到達立坑３に向けて、多数の鋼製エレメント４が並列して地山に順次貫入される。
【００１２】
隣接するエレメント４どうしは、その長手方向に設けられた図示しない継手によって貫入の際に互いに連結される。貫入後は、各エレメント４の内部にコンクリートが打設され、エレメント列によって区画された内方の地山５が掘削され、エレメント列による地下構造物（トンネル）が構築される。なお、鋼製エレメント４は一般に、箱形すなわち断面四角形のものが使用されるが、特開平１１−２４７５７９号に開示されているように、断面四角形のものとコ字形のものとを使用する工法もある。
【００１３】
図２はエレメント４を示す平面図である。この工法で使用される各々のエレメント４は軸方向に複数に分割され、図示しない掘削機が装備されている先頭の刃口部エレメント６と、支障物撤去用エレメント７と、複数の構造用エレメント８，８…とからなり、これらの分割エレメントは発進立坑で順次軸方向に接続されて地山に貫入される。
【００１４】
図示の例は、牽引により地山に貫入されるエレメントを示し、支障物撤去用エレメント７に当該エレメント４すなわち先行エレメントを牽引するための牽引ワイヤ９と、後行エレメントを牽引するための牽引ワイヤ１０とが定着されている。牽引ワイヤ９は到達立坑に設置された牽引ジャッキに接続されている。
【００１５】
図３は支障物撤去用エレメント７を概略的に示す側面図、図４はエレメント軸に直角方向の断面図である。支障物撤去用エレメント７の一方の側壁には開口部１１が設けられ、この開口部１１は取り外し自在な閉鎖板１２によって通常は閉鎖されている。開口部１１の上下の縁部にはエレメント軸に直角方向にスライドする土留プレート１３，１３が設けられ、これらの土留プレート１３，１３は地山に向けて押し出されるようになっている。
【００１６】
図２に示すように、牽引ワイヤ９によって先行エレメント４の牽引中、支障物撤去用エレメント７が、後行エレメントの牽引経路にある支障物５０近くに到達したら、牽引を停止して撤去作業をおこなう。図５は、支障物を撤去している状態を示す平面図、図６はエレメント軸に直角方向の断面図である。まず、上下の土留プレート１３，１３を地山に向けて押し出し、周辺地山の安定を図ったうえで、閉鎖板１２を取り外して開口部１１を開放する。
【００１７】
そして、支障物５０に向けて地山を掘削し、支障物５０をエレメント内に取り込む。その際、支障物５０が杭等の鉛直方向に延びているものである場合は、後行エレメントの牽引に支障のない長さ範囲を切断する。撤去後は地山に空洞ができるが、この空洞には可塑状固結系注入材などを注入して埋め戻す。埋め戻し後は、開口部１１を閉鎖板１２によって閉鎖し、また土留プレート１３，１３を引き戻して、牽引を再開する。
【００１８】
なお、支障物５０の位置が予め判明している場合は、エレメントを所要距離牽引した時点で、その撤去作業を行うが、位置が判明していない場合のために、探査装置１４（図２参照）をエレメントに装備しておくことができる。この探査装置１４は開口部１１よりも牽引方向前方に位置するように、支障物撤去用エレメント７、あるいは刃口部エレメント６に設置される。探査装置１４としては、例えば電磁パルス波を放射して反射波によって支障物の有無を検知する方式のものを使用することができる。ジャッキによって作動する探針棒を支障物撤去用エレメント７に取付け、探針棒を地山に押し込むことにより支障物の有無を検知するようにしてもよい。
【００１９】
図７〜図９は支障物撤去用エレメント７の詳細を示し、図７は平面図、図８は側面図、図９はエレメント軸に直角方向の断面図である。図示のエレメント７は円形のトンネルを構築するのに使用され、このため断面形状は逆台形となっている。支障物撤去用エレメント７の上下部には、先行エレメントである当該エレメントを牽引するための牽引ワイヤ９の定着部１５と、後行エレメントを牽引するための牽引ワイヤ１０の定着部１６とが設けられている。
【００２０】
また、支障物撤去用エレメント７の上下部には土留プレート１３の収容部１７，１７が設けられている。各土留プレート１３は、収容部１７に重ねられて収容される２枚のスライドプレート１３ａ，１３ｂ、すなわち２段式のスライドプレートからなっている。外側のスライドプレート１３ａにはジャッキ１８が連結されている。
【００２１】
図１０及び図１１は、土留プレート１３の作動状態を示すエレメント軸に直角方向の断面図である。支障物の撤去作業の際はジャッキ１８を作動させ、まず、スライドプレート１３ａ，１３ｂを同時に地山に向けて押し出す（図１０）。この時、鉛直土圧に対抗させるために、内側のスライドプレート１３ｂ，１３ｂ間に支圧ジャッキ１９を配置する。次に、手動により内側のスライドプレート１３ｂをスライドプレート１３ａに対してスライドさせ、地山に向けて押し出す（図１１）。支障物の撤去終了後は、前記とは逆に、まずスライドプレート１３ｂをスライドプレート１３ａ上に引き込み、次いでジャッキ１８の作動により両スライドプレート１３ａ，１３ｂを収容部１７に引き込む。
【００２２】
上記実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の形態を採りうる。土留プレートは、地山の状態によっては必ずしも使用しなくともよい。さらに言えば、地下構造物の上床版の構造材となるエレメントを地山に貫入する際は、開口部がエレメントの側方に位置するため、支障物の撤去時に鉛直土圧が作用するので土留プレート１３を使用することにより安全に撤去作業をすることができる。一方、地下構造物の側壁版の構造材となるエレメントを地山に貫入する際は、開口部が下方に位置するため、支障物の撤去時に作用するのは側方土圧であり、土留プレートを使用しなくとも、地山の崩壊が生じない場合があり得る。
【００２３】
また、上記実施の形態では牽引によりエレメントを地山に貫入する例を示したが、推進施工の場合でもこの発明を適用できる。さらに、図１に示したボックス形状のトンネルを構築する場合に限らず、円形のトンネルを構築する場合にもこの発明を適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、先行エレメントの地山への貫入の際に、その周壁の一部に設けた開口部を介して、後行エレメントの貫入経路にある支障物を先行エレメント内に取り込み撤去するので、掘削機の一時的な回収等が不要となり、施工時間の大幅な短縮化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明が適用されるアンダーパス工法を示す鉛直方向断面図である。
【図２】図２はエレメントを示す平面図である。
【図３】  図３は支障物撤去用エレメントを概略的に示す側面図である。
【図４】図４は同エレメントのエレメント軸に直角方向の断面図である。
【図５】  図５は撤去時における支障物撤去用エレメントの平面図である。
【図６】図６は同エレメントのエレメント軸に直角方向の断面図である。
【図７】図７は支障物撤去用エレメントの詳細を示す平面図である。
【図８】図８は同エレメントの側面図である。
【図９】図９は同エレメントのエレメント軸に直角方向の断面図である。
【図１０】図１０は土留プレートの作動状態を示すエレメント軸に直角方向の断面図である。
【図１１】図１１は図１０に引き続く土留プレートの作動状態を示すエレメント軸に直角方向の断面図である。
【図１２】図１２は、支障物により牽引が不可能になった状態を示す平面図である。
【符号の説明】
４：エレメント
６：刃口部エレメント
７：支障物撤去用エレメント
８：構造用エレメント
９：牽引ワイヤ
１０：牽引ワイヤ
１１：開口部
１２：閉鎖板
１３ａ：スライドプレート
１３ｂ：スライドプレート
１３：土留プレート
１４：探査装置
１８：ジャッキ
１９：支圧ジャッキ
５０：支障物
【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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