(57)【要約】【課題】  先導機と推進函体との外形寸法が大きく異なる場合であっても、先導機及び推進函体と開口部との隙間から、土砂水が流出するのを確実に防止することができる開口部止水構造を提供する。【解決手段】  開口部止水構造６を、先導機４と開口部３との隙間を閉塞するように、土留壁２の開口部３に取り付けた第１の環状閉塞部材７と、前端が先導機４の後端に接するように、推進函体５の外周に固定配置した第２の環状閉塞部材８と、から構成し、第２の前記環状閉塞部材８を、先導機４の後端が第１の環状閉塞部材７内に到達した際に、推進函体５との固定を解除し、かつ、第１の環状閉塞部材７に全周にわたって接触する状態で固定するように構成する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑内に設けた開口部から掘進する先導機及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と、開口部との隙間から、土砂水が流出するのを防止するための推進工法における開口部止水構造であって、
先導機と開口部との隙間を閉塞するように、この開口部に取り付けた第１の環状閉塞部材と、
推進函体の外周に配置した環状の部材であって、第１の環状閉塞部材に全周にわたり接触可能な形状を有し、前端が先導機の後端に接するように固定した第２の環状閉塞部材と、を備え、
第２の環状閉塞部材は、掘進により先導機の後端が第１の環状閉塞部材内に到達すると、推進函体との固定を解除し、かつ、第１の環状閉塞部材に全周にわたって接触する状態で固定することにより、推進函体と第１の環状閉塞部材との隙間を閉塞する、ことを特徴とする推進工法における開口部止水構造。
【請求項２】
立坑内に設けた開口部から掘進する先導機及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と、開口部との隙間から、土砂水が流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、
開口部に第１の環状閉塞部材を取り付けて先導機と開口部との隙間を閉塞し、
第１の環状閉塞部材に全周にわたり接触可能な形状を有する第２の環状閉塞部材を、前端が先導機の後端に接するように推進函体の外周に固定配置して、
掘進により先導機の後端が第１の環状閉塞部材内に到達した際に、第２の環状閉塞部材を、推進函体との固定を解除し、かつ、第１の環状閉塞部材に全周にわたって接するように固定することにより、推進函体と第１の環状閉塞部材との隙間を閉塞する、ことを特徴とする推進工法における開口部止水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、推進工法において、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機と開口部との隙間、及び先導機の後端部に配置した推進函体と開口部との隙間から、土砂水等が流出するのを防止するための推進工法における開口部止水構造及び開口部止水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法や推進工法などによって、特に大きな断面積を有する空間を構築する場合には、まず、構築すべき空間を包囲するように、掘進機等により多数本のトンネルを隣接して構築し、次に、それぞれのトンネルの内部にコンクリートを充填して空間の天井、壁に相当する外殻を形成し、その後、空間となる外殻内を掘削するといった方法が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公平７−８６３２０号公報（第２頁、図２）
【０００４】
このような方法では、多数本のトンネルが空間の外殻の役割を果たすことになるため、隣接して構築されるトンネル同士を隙間があかないように構築する必要がある。
このため、推進工法を用いて行う場合には、図４に示すように、推進函体ａの外形寸法を掘進用の先導機ｂの外形寸法よりも小さく設定しておき、先導機ｂで掘削した地盤と、先導機ｂの後端部に配置した推進函体ａとの隙間をモルタル等の改良層ｃで埋めることによりトンネルｄを構築するとともに、隣接するトンネルｅを、先導機ｂが先行して構築されたトンネルｄの改良層ｃを掘削して、トンネルｄと多少重なるように構築していくこととなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のような比較的大きな空間する構築する方法を、推進工法を用いて行う場合には、通常の推進工法における問題点も含め、次のような問題がある。
＜１＞立坑の壁面は一般的にコンクリート等の土留壁で覆い、先導機が貫入するための開口部を設ける。
このため、通常の推進工法でも起こりうる問題として、先導機が開口部から一定距離まで貫入すると、先導機と開口部との間に生じた隙間から地下水で流動化した土砂等が立坑内に流入してくる可能性がある。
先導機の外形寸法と開口部の寸法とが一致していれば、先導機の貫入後にも土砂水の流入は発生しないはずであるが、実際には掘進中に、機体にわずかな傾斜や変形などが生じることから、両者の形状寸法を完全に一致させることは困難であり、先導機と開口部との隙間の発生は避けられない。
＜２＞特に、先導機と推進函体との外形寸法に大きな差がある場合には、先導機が開口部から貫入掘進して推進函体が開口部内に達すると、推進函体と開口部との間に大きな隙間が生じてしまう。
したがって、この隙間から土砂水等が立坑内に流入してくる可能性がある。
【０００６】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、先導機と推進函体との外形寸法が大きく異なる場合であっても、先導機及び推進函体と開口部との隙間から、土砂水が流出するのを確実に防止することができる推進工法における開口部止水構造及び開口部止水方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような目的を達成するための本発明の推進工法における開口部止水構造は、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と、開口部との隙間から、土砂水が流出するのを防止するための推進工法における開口部止水構造であって、先導機と開口部との隙間を閉塞するように、この開口部に取り付けた第１の環状閉塞部材と、推進函体の外周に配置した環状の部材であって、第１の環状閉塞部材に全周にわたり接触可能な形状を有し、前端が先導機の後端に接するように固定した第２の環状閉塞部材と、を備え、第２の環状閉塞部材は、掘進により先導機の後端が第１の環状閉塞部材内に到達すると、推進函体との固定を解除し、かつ、第１の環状閉塞部材に全周にわたって接触する状態で固定することにより、推進函体と第１の環状閉塞部材との隙間を閉塞するものである。
【０００８】
また、本発明の推進工法における開口部止水方法は、立坑内に設けた開口部から掘進する先導機及びこの先導機の外形よりも小さい外形を有し、先導機の後端部に配置した推進函体と、開口部との隙間から、土砂水が流出するのを防止するための推進工法における開口部止水方法であって、開口部に第１の環状閉塞部材を取り付けて先導機と開口部との隙間を閉塞し、第１の環状閉塞部材に全周にわたり接触可能な形状を有する第２の環状閉塞部材を、前端が先導機の後端に接するように推進函体の外周に固定配置して、掘進により先導機の後端が第１の環状閉塞部材内に到達した際に、第２の環状閉塞部材を、推進函体との固定を解除し、かつ、第１の環状閉塞部材に全周にわたって接するように固定することにより、推進函体と第１の環状閉塞部材との隙間を閉塞するものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明の推進工法における開口部止水構造及び開口部止水方法は、次のような効果を得ることができる。
＜１＞開口部に取り付けた第１の環状閉塞部材によって、開口部からの先導機の貫入時に先導機及び開口部の隙間を閉塞するため、立坑への土砂水の流入を防止して、先導機を安全に開口部から発進することができる。
＜２＞前端が先導機の後端に接するように、第２の環状閉塞部材を推進函体の外周に固定配置することにより、先導機の後端が第１の環状閉塞部材内に到達するとほぼ同時に第２の環状閉塞部材が第１の環状閉塞部材に接する。
したがって、この状態で第２の環状閉塞部材を第１の環状閉塞部材に固定することにより、推進函体及び開口部の隙間を閉塞するので、先導機と推進函体との外形寸法に大きな差がある場合でも、立坑への土砂水の流入を確実に防止して掘進作業を安全に継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。
【００１１】
＜１＞開口部の構成
推進工法では、図１に示すように、立坑１の壁面に被覆されたコンクリート製の土留壁２に開口部３を設けておく。
そして、この開口部３から、先導機４を貫入掘進するとともに、この先導機４の後端部に配置した推進函体５を押し込んでトンネルを構築していく。
開口部３は、先導機４の断面外形に対応し、この先導機４の断面外形よりも若干大きい相似形またはほぼ相似形（ここでは円形状）に形成しておく。
【００１２】
＜２＞開口部止水構造
本発明の推進工法における開口部止水構造６は、先導機４と開口部３との隙間、及び推進函体５と開口部３との隙間を閉塞して、土砂水が開口部３から流出するのを防止するためのものである。
開口部止水構造６は、第１の環状閉塞部材７と第２の環状閉塞部材８とを備えている。
【００１３】
＜３＞第１の環状閉塞部材
第１の環状閉塞部材７は、第１の環状閉塞部材本体９及び第１のエントランスパッキン１０を備えている。
第１の環状閉塞部材本体９は、開口部３に沿って土留壁２の表面に固定的に取り付ける。
第１の環状閉塞部材本体９の断面内形は、先導機４の（軸方向）断面外形に対応し、この先導機４の断面外形よりも若干大きい相似形またはほぼ相似形（ここでは円形状）に形成しておく。
第１のエントランスパッキン１０は、例えばゴム弾性材料で環状かつ板状に形成し、第１の環状閉塞部材本体９の後端面または入口側端面に全周にわたって設ける。
また、第１のエントランスパッキン１０は、先導機４が第１の環状閉塞部材本体９内に入ったときに先導機４の外周に接触するように、内端部を第１の環状閉塞部材本体９の内端部よりも内側に突出して設ける。
なお、第１の環状閉塞部材本体９は、開口部３の内周面に取り付ける構成とすることもできる。
この場合、開口部３をあらかじめ第１の環状閉塞部材本体９の断面外形に合わせた形状に形成しておく。
【００１４】
＜４＞第２の環状閉塞部材
第２の環状閉塞部材８は、第２の環状閉塞部材本体１１及び第２のエントランスパッキン１２を備えている。
第２の環状閉塞部材本体１１は、前端または前端面が先導機４の後端または後端面と接するように、後端側に設けた固定部材１３により推進函体５の外周に固定配置する。
固定部材１３による第２の環状閉塞部材本体１１の推進函体５への固定は、例えばボルト締結など公知の方法を採用できる。
あるいは、推進函体５に固定した固定部材１３と推進掘削機９の後端または後端面とで挟持することにより、第２の環状閉塞部材８または第２の環状閉塞部材本体１１を位置決め固定する構成とすることもできる。
第２の環状閉塞部材本体１１の断面外形は、先導機４の断面外形よりも大きく、あるいは先導機４の断面外形とほぼ等しく形成し、第１の環状閉塞部材本体９に全周にわたり接触できるようにしておく。
推進函体５の断面外形は、先導機４の断面外形内に収まる寸法を有する形状（ここでは正方形状）に形成してあるため、第２の環状閉塞部材本体１１の断面内形は、推進函体５の断面外形に対応して、推進函体５の断面外形よりも若干大きい相似形またはほぼ相似形（ここでは正方形状）に形成しておく。
第２のエントランスパッキン１２は、例えばゴム弾性材料で環状かつ板状に形成し、第２の環状閉塞部材本体１１の後端面に全周にわたって設ける。
また、第２のエントランスパッキン１２は、推進函体５の外周に接触するように、内端部を第２の環状閉塞部材本体１１の内端部よりも内側に突出して設ける。
第２の環状閉塞部材８は、推進函体５の前端側から嵌め付けることにより、エントランスパッキン１２の内端部が、前方に向かって弾性変形して第２の環状閉塞部材本体１１と推進函体５との間に入り込んだ状態で、推進函体５の外周に密封的に接触している。
なお、エントランスパッキン１０、１２としてはそれぞれ、従来公知のブラシ、板体がスライドするもの、あるいは板体が開閉するものなど、内端部が先導機４または推進函体５の外周に接触して開口部３からの土砂水の流出を阻止できる構成のものを広く採用することができる。
【００１５】
＜５＞推進掘削機の貫入
開口部３を設けた土留壁２の背面の地盤は、土砂が崩壊しないように薬液注入などによりあらかじめ地盤改良を施しておく。
先導機４は、後端部に配置した推進函体５を立坑１内に設置したジャッキ（図示せず）により押圧することで、開口部３から壁面地盤に貫入する。
このとき、図２に示すように、第１の環状閉塞部材７は、先導機４の挿入により、第１のエントランスパッキン１０の内端部が、前方に向かって弾性変形して第１の環状閉塞部材本体９と先導機４との間に入り込んだ状態で、先導機４の外周に密封的に接触する。
その後、先導機４は、第１のエントランスパッキン１０の内端部をこすりながら掘進していく。
したがって、先導機４の貫入の際には、第１の環状閉塞部材７によって先導機４と開口部３との隙間は閉塞されて水密性が図られ、第１のエントランスパッキン１０の内端部が、土砂水の流出方向に反して前方に撓んだ状態で先導機４の外周に押し付けられることから、開口部３からの土砂水の流出が確実に阻止される。
【００１６】
＜６＞第２の環状閉塞部材の固定解除及び固定
貫入後の掘進により先導機４の後端が第１の環状閉塞部材７内に到達し、第２の環状閉塞部材本体１１が第１の環状閉塞部材本体９に全周にわたって接触したら、先導機４の掘進を一時停止する。
次に、固定部材１３を推進函体５から取り外して第２の環状閉塞部材本体１１の推進函体５への固定を解除する。
そして、第２の環状閉塞部材本体１１を、第１の環状閉塞部材本体９との接触を保ったまま、この第１の環状閉塞部材本体９に固定する。
これにより、推進函体５と開口部３との隙間が閉塞されて水密性が図られる。
図３に示すように、第２のエントランスパッキン１２の内端部が、土砂水の流出方向に反して前方に撓んだ状態で推進函体５の外周に押し付けられていることから、推進函体５をさらに前方に押し込んでいっても、推進函体５と第２のエントランスパッキン１２との接触状態が保持され、開口部３からの土砂水の流出が確実に阻止される。
第２の環状閉塞部材本体１１は、ボルトにより固定部材１３に固定されているのであれば、そのボルトを利用して第１の環状閉塞部材本体９に固定されるように構成することができる。
なお、第２の環状閉塞部材本体１１を、第１の環状閉塞部材本体９に固定してから、推進函体５との固定を解除するように構成してもよい。
【００１７】
＜７＞トンネルの構築
第２の環状閉塞部材本体１１を第１の環状閉塞部材本体９に固定したら、再び推進函体５を前方に押し込んで先導機４を掘進する。
先導機４の掘進は、地盤切削面を安定させるために、泥水を必要量加えながら行い、かつ、推進函体５の押し込み抵抗を抑えるために、推進函体５の外周に滑材を注入しながら行う。
先導機４により掘削された土砂は、スラリー輸送ポンプ、土砂圧送ポンプ、スクリューコンベアあるいはベルトコンベアなどにより推進函体５内を通して搬出する。
先導機４による掘進作業が終了したら、推進函体５の外周と先導機４による地盤掘削面との間にモルタル等の裏込め注入材を充填し、この裏込め注入材を硬化させて推進函体５の外周に改良層を形成することによりトンネルを構築する。
このときも、第１の環状閉塞部材７及び第２の環状閉塞部材８によって、裏込め注入材が開口部３から立坑１内に流入してしまうといったことが防止される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の開口部止水構造が用いられる推進工法の構成図である。
【図２】推進工法における開口部止水構造を説明するための図である。
【図３】推進工法における開口部止水構造を説明するための図である。
【図４】推進工法を用いた大空間を構築する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・・・立坑
３・・・・・開口部
４・・・・・先導機
５・・・・・推進函体
６・・・・・推進工法における開口部止水構造
７・・・・・第１の環状閉塞部材
８・・・・・第２の環状閉塞部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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