(57)【要約】【課題】オープンシールド機を前進させるとき、左右の側壁板と地山との摩擦抵抗を低減し、推力を低下させて施工性の向上を図れるオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機を得る。【解決手段】オープンシールド機１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４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１ｃ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４を上方から吊り降ろして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４を縦列に埋設するオープンシールド工法において、先端の刃口１１の外側を予掘りし、シールド機の側面部と地山との間に空隙を形成し、この空隙内に滑材１６を注入してシールド機の推進時の摩擦抵抗を軽減する。【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上方から吊り降ろして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、先端の刃口の外側を予掘りし、シールド機の側面部と地山との間に空隙を形成し、この空隙内に滑材を注入してシールド機の推進時の摩擦抵抗を軽減することを特徴とするオープンシールド工法。
【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上方から吊り降ろして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使用するオープンシールド機において、先端の刃口の外側でこの刃口よりわずか後方に位置させて予掘り用のカッター部材を取付けたことを特徴とするオープンシールド機。
【請求項３】
前記カッター部材は先端をテーパー面に形成することを特徴とする請求項２記載のオープンシールド機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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市街地などに施工するオープンシールド工法およびそれに使用するオーブンシールド機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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り、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図５に示すように左右の側壁板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もので、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シールドジャッキ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。
【０００３】
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のシールドジャッキ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内で縮めたシールドジャッキ２の後方にセットする。シールドジャッキ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。
【０００４】
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。
【０００５】
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シールドジャッキ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。
【０００６】
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１ｃ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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図６に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面を開口１０として開放されている。
【００１１】
前記先行技術は当業者間で一般的に行なわれているものであり、文献公知発明にかかるものではない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
オープンシールド機を前進させるとき、左右の側壁板１ａは地山と接し、ここに摩擦抵抗が生じる。このため、シールド機の推進力が大きくなりオープンシールド機の蛇行が生じ制御が困難になり、地山をいっしょに引きずり（乱し）地表に沈下などの悪影響を及ぼす。
【００１３】
この発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、オープンシールド機を前進させるとき、左右の側壁板と地山との摩擦抵抗を低減し、推力を低下させることを目的としてシールド機の制御を容易にし、地山を安定させて周辺の沈下を防止し、シールド機と地山の縁をきることにより周辺地山に与える悪影響をなくして施工性の向上を図れるオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、工法として、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上方から吊り降ろして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、先端の刃口の外側を予掘りし、シールド機の側面部と地山との間に空隙を形成し、この空隙内に滑材を注入してシールド機の推進時の摩擦抵抗を軽減することを特徴とする。
【００１５】
請求項１記載の本発明によれば、シールド機の側面部と地山との間に形成される空隙内に滑材を注入することにより、シールド機の左右の側壁板の外面と地山との間に生じる摩擦抵抗が低減し、シールド機の推力を低下させ、施工性が向上する。
【００１６】
請求項２記載の発明は、装置として、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上方から吊り降ろして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使用するオープンシールド機において、先端の刃口の外側でこの刃口よりわずか後方に位置させて予掘り用のカッター部材を取付けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の本発明によれば、シールド機の先端の刃口の外側にカッターを設けることで、シールド機を前進させればこれに伴いシールド機の左右の側壁板の外側を予掘りすることができ、ここに滑材注入用の空隙を形成できる。また、カッターは刃口先端よりも後方にわずかに引っ込んだ位置にあるから、側壁板の外側を確実に予掘りできる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記カッター部材は先端をテーパー面に形成することを特徴とする。
【００１９】
請求項３記載の本発明によれば、先端のテーパー面が地山の土砂を圧密するから、空隙を確実に形成できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面についてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機の平面図、図２は同上縦断側面図、図３は同上縦断正面図、図４はジャッキを除いた縦断側面図で、この発明のオープンシールド機１は全体構成として、機体を前後方向に３つに分割するもので、刃口１１を先端に有するフロント部１ｄ、シールドジャッキ２が配設されるジャッキ部１ｅ、コンクリート函体４が吊り降ろされるテール部１ｃからなる。図中１５はプレスバーを示す。
【００２１】
この発明は、かかる構成のオープンシールド機１において、先端のフロント部１ｄの左右の側壁板１ａの外側で、刃口１１のわずか後方位置に側壁板１ａの高さ方向で前方に向けてカッター部材１２を取付けるもので、このカッター部材１２は先端の外側を先細りのテーパー面１２ａに形成した。
【００２２】
そして、例えばフロント部１ｄの中央位置など適宜位置にやぐらを設置し、このやぐらの上に滑材の注入タンク１３を配設する。図示の例では注入タンク１３の上面が左右の側壁板１ａの上端と同一高さになる。この注入タンク１３に基端が接続する２本の注入配管１４の先端を左右の側壁板１ａのほぼ中央位置で側壁板１ａを貫通させて側壁板１ａの外側に向けて開口する。
【００２３】
次に工法について説明する。後方のコンクリート函体４に反力をとってシールドジャッキ２でオープンシールド機１を前進させれば、刃口１１の外側わずか後方に取付けてあるカッター部材１２もオープンシールド機１の前進に追随して前進し、これにより、刃口１１の外側がカッター部材１２の厚み分だけ掘削され予掘りされる。
【００２４】
このとき、カッター部材１２の先端をテーパー面１２ａに形成してあるから、カッター部材１２による掘削面である側壁板１ａの外側の地山が圧密され、これにより側壁板１ａと側方の地山との間に空隙が形成される。
【００２５】
よって、注入配管１４を介して注入タンク１３から滑材１６をこの空隙内に注入すれば、空隙内が滑材１６で充填され、オープンシールド機１の左右外側と地山との間に滑材１６が介在することになり、オープンシールド機１の推進時の周囲の地山との摩擦抵抗が軽減し推力の減退を期待できる。
【００２６】
また、空隙の先端部分にはカッター部材１２が存在するから、先端部はカッター部材１２で閉塞されることになり、先端部での滑材１６の逸散が防げる。
【００２７】
なお、オープンシールド機１の推進に伴い、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を一次注入、二次注入により充填するが、かかる裏込めの後は前記滑材１６は地山内に自然に入り込む。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機は、オープンシールド機を前進させるとき、左右の側壁板と地山との間に空隙を形成し、この空隙内に滑材を注入するようにしたから、推進時の周囲の地山との摩擦抵抗を低減し、推力を低下させることによりシールド機が蛇行することを防止して制御が容易となり、周囲の地山を安定させて周辺地盤の沈下などを防止でき、さらに、シールド機と地山のフリクションを低下させることでシールド機周辺の土の移動を防止でき、施工性の向上を図れるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機の実施形態を示す平面図である。
【図２】この発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機の実施形態を示す縦断側面図である。
【図３】この発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機の実施形態を示す縦断正面図である。
【図４】この発明のオープンシールド工法およびそれに使用するオープンシールド機の実施形態を示すジャッキを除いた縦断側面図である。
【図５】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６】コンクリート函体の斜視図である。
【符号の説明】
１  オープンシールド機          １ａ  側壁板
１ｂ  底板                      １ｃ  テール部
１ｄ  フロント部                １ｅ  ジャッキ部
２  シールドジャッキ            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  カッター部材              １２ａ  テーパー面
１３  注入タンク                １４  注入配管
１５  プレスバー                １６  滑材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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