(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４枚のプレートによって断面四角形に形成され、各隅角部に継手が側方に張り出すように長手方向に沿ってそれぞれ設けられた本設部を有する地下構造物構築用覆工エレメントであって、
本設部の両側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設したことを特徴とする地下構造物構築用覆工エレメント。
【請求項２】
前記仮設カバーエレメントを連設した覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっ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用覆工エレメント。
【請求項３】
３枚のプレートによって断面コ字形に形成され、その開放側両端部及び各隅角部に継手が長手方向に沿って、隅角部については側方に張り出すようにそれぞれ設けられた本設部を有する地下構造物構築用覆工エレメントであって、
本設部の隅角部側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設したことを特徴とする地下構造物構築用覆工エレメント。
【請求項４】
前記仮設カバーエレメントを連設した覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっていることを特徴とする請求項３記載の地下構造物構築用覆工エレメント。
【請求項５】
長手方向に沿って継手が設けられた多数の覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて、隣接するものどうしの前記継手を嵌合させながら順次地山に挿入して地下構造物を構築する工法であって、
前記覆工エレメントとして、４枚のプレートによって断面四角形に形成され、各隅角部に前記継手が側方に張り出すように長手方向に沿ってそれぞれ設けられた本設部を有するエレメントであって、本設部の両側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設した基準覆工エレメントと、
３枚のプレートによって断面コ字形に形成され、その開放側両端部及び各隅角部に継手が長手方向に沿って、隅角部については側方に張り出すようにそれぞれ設けられた本設部を有するエレメントであって、本設部の隅角部側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設した多数の一般部覆工エレメントとを使用し、
前記基準覆工エレメントを地山に挿入した後、その両側の継手に前記一般部覆工エレメントの前記開放側端部の継手を嵌合させながら、該一般部覆工エレメントを地山に順次挿入するとともに、それに伴って前記基準覆工エレメントに連設してある前記仮設カバーエレメントを到達側に押し出し、
次に、先行して地山に挿入された前記一般部覆工エレメントの隅角部側の継手に、後行する一般部覆工エレメントの前記開放側端部の継手を嵌合させながら、該後行する一般部覆工エレメントを地山に挿入するとともに、それに伴って前記先行する一般部覆工エレメントに連設してある前記仮設カバーエレメントを到達側に押し出し、
以下、同様にして一般部覆工エレメントを順次地山に挿入することを特徴とする地下構造物構築工法。
【請求項６】
前記仮設カバーエレメントを連設した基準覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっていることを特徴とする請求項５記載の地下構造物構築工法。
【請求項７】
前記仮設カバーエレメントを連設した一般部覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっていることを特徴とする請求項５記載の地下構造物構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地下構造物構築用覆工エレメント及び地下構造物構築工法に関し、さらに詳細には、覆工エレメントを用いて鉄道線路や道路の下方に地下構造物を構築する際に用いられるエレメント及び工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道線路や道路の下方に立体交差する地下構造物を構築する工法の１つとして、長尺の多数の鋼製覆工エレメントを地山に挿入して覆工を行い、これを地下構造物として利用するＨＥＰ＆ＪＥＳ(High Speed Element Pull & Jointed Element Structure) 工法が知られている。
【０００３】
この工法は、図１に示すように、例えば線路１下の地山に構造物の断面を区画するように、長尺の多数の覆工エレメント２，３を牽引又は推進により並列させて地山に順次挿入し、エレメント内部にコンクリートを打設して覆工壁４を構築した後、覆工壁４内方の地山を掘削して、覆工壁４を箱形ラーメン形式又は円形等の構造物とする工法である。
【０００４】
このような工法に使用する覆工エレメントとして、断面が四角形の基準覆工エレメントと、その側部に順次連設される断面コ字形の一般部覆工エレメントとを用い、さらに各エレメント間の継手を全強状態に接合することができる構造とした工法について既に提案がされている（特開２０００−１２０３７２号公報、特開２０００−１７９２８２号公報）。
【０００５】
これらの基準覆工エレメント及び連設覆工エレメントは、いずれも鋼製のもので、その従来構造が図６に示されている。すなわち、基準覆工エレメント２２は、同図（イ）に示すように、４枚のプレート２５によって断面四角形に形成され、各隅角部には断面略Ｃ字形の継手２６が長手方向に沿って設けられている。
【０００６】
また、一般部覆工エレメント２３は、同図（ロ）に示すように、３枚のプレート２７，２８によって断面コ字形に形成され、各隅角部及びプレート２７の開放側端部には上記継手２６と同形状の継手２９，３０が長手方向に沿ってそれぞれ設けられている。基準覆工エレメント２２は最初に地山に挿入され、次いで、基準覆工エレメント２２の両側部の地山に一般部覆工エレメント２３が挿入される。
【０００７】
その際、図７に一方側のみを示すように、一般部覆工エレメント２３は、その開放部側の継手３０を基準覆工エレメント２２の継手２６に嵌合させながら地山に挿入される。先行して地山に挿入された一般部覆工エレメント２３に並列させて、さらに後行する一般部覆工エレメント２３が地山に挿入され、この後行する一般部覆工エレメント２３は、その開放部側の継手３０を先行する連設覆工エレメントの隅角部側の継手２９に嵌合させながら地山に挿入される。このようにして、一般部覆工エレメント２３を順次地山に挿入し、図１に示したような覆工壁（地下構造物）が構築される。
【０００８】
ところで、覆工エレメント２２，２３はそれらの先端が刃口エレメントに連結され、この刃口エレメントの内部に装備した掘削機により先行掘削しながら地山に挿入される。しかしながら、この刃口エレメントの断面形状（掘削範囲）は覆工エレメントの地山への挿入に必要な断面形状となっておらず、図６に示すように、幅寸法が W0 （基準覆工エレメント用の場合）又は W1 （一般部覆工エレメント用の場合）を有するものとなっている。
【０００９】
このため、基準覆工エレメント２２及び一般部覆工エレメント２３いずれの場合も、後行して地山に挿入されるエレメントの継手に嵌合されることとなる継手２６，２９の張出し長さｗ分だけ掘削されず、継手２６，２９は地山に対して圧入されることとなる。この結果、エレメントに過大な牽引又は推力抵抗が加わり、地盤が隆起したり、エレメントが変形するという問題があった。他方、刃口エレメントを大きくして、その掘削範囲を W0 + 2W 又は W1 +W の範囲まで広げれば、継手２６，２９の部分が先行掘削されるので、圧入状態とはならずに地盤の隆起等の問題は解消される。しかし、この場合、継手２６，２６間及び継手２９，２９間には側方土圧に対して何ら受け止めるものがないので、地盤の陥没の恐れがある。
【００１０】
【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、覆工エレメントの地山への挿入時に地盤の隆起や陥没が生じるのを防止し、線路や道路の路盤変状をきたすことがない地下構造物構築用覆工エレメント及び地下構造物構築工法を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、４枚のプレートによって断面四角形に形成され、各隅角部に継手が側方に張り出すように長手方向に沿ってそれぞれ設けられた本設部を有する地下構造物構築用覆工エレメントであって、
本設部の両側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設したことを特徴とする地下構造物構築用覆工エレメントにある。
前記仮設カバーエレメントを連設した覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっている。
【００１２】
また、この発明は、３枚のプレートによって断面コ字形に形成され、その開放側両端部及び各隅角部に継手が長手方向に沿って、隅角部については側方に張り出すようにそれぞれ設けられた本設部を有する地下構造物構築用覆工エレメントであって、
本設部の隅角部側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設したことを特徴とする地下構造物構築用覆工エレメントにある。
前記仮設カバーエレメントを連設した覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっている。
【００１４】
さらに、この発明は、長手方向に沿って継手が設けられた多数の覆工エレメントを、発進側から到達側に向けて、隣接するものどうしの前記継手を嵌合させながら順次地山に挿入して地下構造物を構築する工法であって、
前記覆工エレメントとして、４枚のプレートによって断面四角形に形成され、各隅角部に前記継手が側方に張り出すように長手方向に沿ってそれぞれ設けられた本設部を有するエレメントであって、本設部の両側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設した基準覆工エレメントと、
３枚のプレートによって断面コ字形に形成され、その開放側両端部及び各隅角部に継手が長手方向に沿って、隅角部については側方に張り出すようにそれぞれ設けられた本設部を有するエレメントであって、本設部の隅角部側に、断面コ字形をなしその開放側両端部に継手が長手方向に沿ってそれぞれ設けられた仮設カバーエレメントを、両者の継手どうしを嵌合させることにより連設した多数の一般部覆工エレメントとを使用し、
前記基準覆工エレメントを地山に挿入した後、その両側の継手に前記一般部覆工エレメントの前記開放側端部の継手を嵌合させながら、該一般部覆工エレメントを地山に順次挿入するとともに、それに伴って前記基準覆工エレメントに連設してある前記仮設カバーエレメントを到達側に押し出し、
次に、先行して地山に挿入された前記一般部覆工エレメントの隅角部側の継手に、後行する一般部覆工エレメントの前記開放側端部の継手を嵌合させながら、該後行する一般部覆工エレメントを地山に挿入するとともに、それに伴って前記先行する一般部覆工エレメントに連設してある前記仮設カバーエレメントを到達側に押し出し、
以下、同様にして一般部覆工エレメントを順次地山に挿入することを特徴とする地下構造物構築工法にある。
【００１５】
前記工法において、前記仮設カバーエレメントを連設した基準覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっている。また、前記仮設カバーエレメントを連設した一般部覆工エレメントは、その幅が該覆工エレメントの先端部に連結される刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっている。
【００１６】
この発明によれば、地山に先行して挿入される覆工エレメントの継手のうち、後行して地山に挿入される覆工エレメントの継手に嵌合されるものに、仮設カバーエレメントの継手を予め嵌合しておく。そして、後行覆工エレメントの地山への挿入に伴って、仮設カバーエレメントを到達側に押し出すようにする。したがって、後行覆工エレメントの地山への挿入の際は、仮設カバーエレメントを含む範囲を先行掘削することにより、継手が地山に圧入される状態になならず、地盤の陥没を防止できる。また、仮設カバーエレメントにより側方土圧に対抗させることができるので、地盤の陥没が生じることもない。
【００１７】
【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２及び図３は、この発明による地下構造物構築用覆工エレメントを示す正面図すなわち軸方向に見た図である。図２に示す基準覆工エレメント２は、鋼製のもので本設部となる部分は従来と同様であり、４枚のプレート５によって断面四角形に形成され、各隅角部には断面略Ｃ字形の継手６が長手方向に沿って設けられている。この基準覆工エレメント２の両側には仮設カバーエレメント１１，１１が連設されている。
【００１８】
仮設カバーエレメント１１は両端部に継手１２が長手方向に沿ってそれぞれ設けられたもので、断面コ字形をなしている。仮設カバーエレメント１１は、その継手１２，１２が継手６，６に嵌合されることにより、地山への挿入前に予め基準覆工エレメント２に連設されている。この仮設カバーエレメント１１を連設した基準覆工エレメント２の幅寸法 W0 は、刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっていて、幅寸法 W0 の範囲が掘削範囲である。
【００１９】
図３に示す一般部覆工エレメント３も、鋼製のもので本設部となる部分は従来と同様であり、３枚のプレート７，８によって断面コ字形に形成され、各隅角部及びプレート７の開放側端部には継手９，１０が長手方向に沿ってそれぞれ設けられている。この一般部覆工エレメント３の隅角部側には仮設カバーエレメント１１が連設されている。仮設カバーエレメント１１は前述した基準覆工エレメント２に連設されるものと全く同様のものであり、その継手１２，１２が継手９，９に嵌合されることにより、地山への挿入前に予め一般部覆工エレメント３に連設されている。この仮設カバーエレメント１１を連設した一般部覆工エレメント３の幅寸法 W1 は、刃口エレメントの幅とほぼ等しくなっていて、幅寸法 W1 の範囲が掘削範囲である。
【００２０】
このように、上記地下構造物構築用の覆工エレメント２，３は、仮設カバーエレメントを予め連設してある点が従来のものと異なっており、地下構造物を構築するための施工手順そのものは従来と同様である。すなわち、図４に示すように、まず基準覆工エレメント２を牽引又は推進により地山に挿入する。次に、基準覆工エレメント２の両側の地山に一般部覆工エレメント３を順次挿入する（図４は一方側のみを示す）。このとき、一般部覆工エレメント３の開放部側端部の継手１０を基準覆工エレメント２の継手６に嵌合させながら、一般部覆工エレメント３を発進側から到達側に向けて牽引又は推進する。この一般部覆工エレメント３の地山への挿入に伴って、仮設カバーエレメント１１を到達側に押し出す。
【００２１】
次に、先行して地山に挿入された一般部覆工エレメント３に並列させて、後行する一般部覆工エレメント３を地山に挿入する。このときも、先行する一般部覆工エレメント３の継手９に後行する一般部覆工エレメント３の継手１０を嵌合させながら、後行する一般部覆工エレメント３を発進側から到達側に向けて牽引又は推進し、それに伴って仮設カバーエレメント１１を到達側に押し出す。以下、同様にして地山に一般部覆工エレメント３を順次挿入する。
【００２２】
図５は、一般部覆工エレメント３を地山に挿入している状態を示す平面図であり、符号１３，１４はそれぞれ発進側及び到達側を示している。一般部覆工エレメント３の先端に連結される刃口エレメント１５は内部に掘削機が装備され、一方の側部には先行する一般部覆工エレメント３の継手９に嵌合される継手１６（嵌合状態を９，１６として示す）を有している。
【００２３】
図５から理解されるように、地山に挿入施工中の一般部覆工エレメント３は、仮設カバーエレメント１１を含む幅 W1 が刃口エレメント１５の幅 W1 とほぼ等しいので、言い換えれば W1 の範囲で先行掘削がなされるので、従来のような継手部分の圧入状態は生じない。したがって、圧入による地盤の隆起や過大抵抗によるエレメントの変形を防止することができる。また、仮設カバーエレメント１１により側方土圧を受け止めることができるので、地盤の陥没も生じることがない。この仮設カバーエレメント１１による作用は、図示しないが、基準覆工エレメント２を地山に挿入する場合も同様である。
【００２４】
上記実施の形態は例示にすぎず、この発明は種々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態では基準覆工エレメント及び一般部覆工エレメントの各隅角部が直角となっているエレメントが示されているが、円形のトンネル（地下構造物）を構築する場合は、隅角部が非直角であるエレメントを使用する。すなわち、この発明で使用するエレメント形状は上記実施の形態に限らず、種々の形状を採り得る。また、掘削は機械掘削及び人力掘削のいずれでもよい。
【００２５】
なお、各覆工エレメントは通常、軸方向に複数に分割して地山に挿入されるので、これに伴って仮設カバーエレメントも軸方向に複数に分割される。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、覆工エレメントの継手に予め仮設カバーエレメントを連設しておくので、覆工エレメントの地山への挿入の際に地盤の隆起や陥没が生じるのを防止することができ、したがって線路や道路の路盤変状を防止することができる。またエレメントの変形も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】地下構造物の全体を示す正面図である。
【図２】仮設カバーエレメントを連設した基準覆工エレメントの一例を示す正面図である。
【図３】仮設カバーエレメントを連設した一般部覆工エレメントの一例を示す正面図である。
【図４】地山への挿入に伴う継手の嵌合により連設されたエレメントを示す図である。
【図５】一般部覆工エレメントの地山への挿入状態を示す平面図である。
【図６】従来の覆工エレメントを示す正面図である。
【図７】従来工法により連設されたエレメントを示す図である。
【符号の説明】
２：基準覆工エレメント
３：一般部覆工エレメント
４：覆工壁
５：プレート
６：継手
７：プレート
９：継手
１０：継手
１１：仮設カバーエレメント
１２：継手
１３：発進側
１４：到達側
１５：刃口エレメント
【図１】
0004548949.tif 000002
【図２】
0004548949.tif 000003
【図３】
0004548949.tif 000004
【図４】
0004548949.tif 000005
【図５】
0004548949.tif 000006
【図６】
0004548949.tif 000007
【図７】
0004548949.tif 000008