(57)【要約】  【課題】元押し工法により覆工エレメントを地山に貫入させるにあたり、推進反力を受けるための反力壁等の仮設が不要であり、工期の短縮、工費の低減を図ることができる、元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法及び元押し架台を提供する。  【解決手段】発進側１０及び到達側１１のそれぞれに山留壁１３，１４を設置し、トンネルの掘削に先立ち多数の覆工エレメント１６を発進側１０から到達側１１に向けて推進させることによって、該エレメント１６を地山１２に貫入させる工法において、覆工エレメント１６を推進させるための推進反力を、山留壁１３，１４を地山１２に定着させるための引張材１５ａから得ることを特徴とする。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発進側及び到達側のそれぞれに山留壁を設置し、トンネルの掘削に先立ち多数の覆工エレメントを発進側から到達側に向けて推進させることによって、該エレメントを地山に貫入させる工法において、
前記覆工エレメントを推進させるための推進反力を、前記山留壁を地山に定着させるための引張材から得ることを特徴とする元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法。
【請求項２】
前記引張材は、前記発進側及び到達側の各山留壁を連結するように地山を貫通して設置された山留タイロッドであることを特徴とする請求項１記載の元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法。
【請求項３】
発進側及び到達側のそれぞれに山留壁を設置し、トンネルの掘削に先立ち多数の覆工エレメントを発進側から到達側に向けて推進させることによって、該エレメントを地山に貫入させるために、前記発進側に設置される元押し架台であって、
前記覆工エレメントを地山側に案内するための案内路を有するベースフレームと、
このベースフレームの前部に前記山留壁と間隔を置くように設けられ、前記覆工エレメントが通過可能なゲートを有する前部フレームと、
前記ベースフレームの後部に設けられ、前記覆工エレメントを地山側に押し込むための推進ジャッキを支持するためのジャッキ支持部とを備え、
前記前部フレームは、前記山留壁を地山に定着させるための引張材に連結されていることを特徴とする覆工エレメントの元押し架台。
【請求項４】
前記前部フレームは、前記ベースフレームに互いに間隔を置いて固定される１対の縦向き部材と、これらの縦向き部材に互いに間隔を置いて固定される１対の横向き部材とからなり、
前記ゲートは前記縦向き部材及び横向き部材によって囲まれる空間によって形成されていることを特徴とする請求項３記載の覆工エレメントの元押し架台。
【請求項５】
前記引張材は前記横向き部材に固定されていることを特徴とする請求項４記載の覆工エレメントの元押し架台。
【請求項６】
前記１対の横向き部材は、それぞれ隙間が存するように互いに平行に配置された２本の部材からなり、前記引張材は前記隙間を通して前記横向き部材の背面側に突出して、支圧板を介して該横向き部材に定着されていることを特徴とする請求項５記載の覆工エレメントの元押し架台。
【請求項７】
前記前部フレームと前記山留壁との間に互いに間隔を置いて複数のスペーサが設置されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１記載の覆工エレメントの元押し架台。
【請求項８】
前記引張材は、前記発進側及び到達側の各山留壁を連結するように地山を貫通して設置されたタイロッドであることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１記載の覆工エレメントの元押し架台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法及び元押し架台に関し、さらに詳細には、線路や道路の下方に地下構造物を構築するに際し、元押し工法により覆工エレメントを地山に貫入させる工法及びそれに用いる架台の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路や道路の下方に立体交差する地下構造物（トンネル）を構築する工法の１つとして、長尺の多数の鋼製エレメントを地山に貫入させて覆工を行うＪＥＳ（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、具体的には断面四角形の基準覆工エレメント２と断面コ字形の一般部覆工エレメント３とを並列させて地山に順次貫入させ、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。なお、この工法では、隣接するエレメントどうしは、引張荷重の伝達に優れた特殊形状を有する継手（JES継手）により連結される。その連結は、後行エレメントの地山への貫入に伴って、先行エレメントの継手に後行エレメントの継手を嵌合させることによってなされる（例えば特許文献１，２参照）。
【０００４】
覆工エレメントを地山に貫入させる工法としては、到達側に設置した牽引ジャッキにより、予め地山に埋設したＰＣ鋼線を介してエレメントを地山に引き込む牽引工法と、発進側に設けた元押しジャッキによりエレメントを地山に押し込む元押し工法とがある。牽引工法の場合、地山をボーリングして牽引のためのＰＣ鋼線を設置するという作業が必要であるが、発進側及び到達側とも施工設備はそれほど大掛かりなものとはならない。
【０００５】
他方、元押し工法の場合は、牽引のためのＰＣ鋼線の設置は不要であるが、エレメントを地山に押し込むための推進反力を受ける仮設が必要となる。この反力受けのための仮設は、従来、コンクリートによる反力壁の築造、反力杭の設置、背面地山の地盤強化などによって対応しており、このため、施工期間が長くなるだけでなく、施工費用も高価になるという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−１２０３７２号公報
【特許文献２】特開２０００−１７９２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、元押し工法により覆工エレメントを地山に貫入させるにあたり、推進反力を受けるための反力壁等の仮設が不要であり、工期の短縮、工費の低減を図ることができる、元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法及び元押し架台を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、発進側及び到達側のそれぞれに山留壁を設置し、トンネルの掘削に先立ち多数の覆工エレメントを発進側から到達側に向けて推進させることによって、該エレメントを地山に貫入させる工法において、
前記覆工エレメントを推進させるための推進反力を、前記山留壁を地山に定着させるための引張材から得ることを特徴とする元押し工法による覆工エレメントの地山への貫入工法にある。
【０００８】
上記工法において、前記引張材は、前記発進側及び到達側の各山留壁を連結するように地山を貫通して設置された山留タイロッドである。
【０００９】
また、この発明は、発進側及び到達側のそれぞれに山留壁を設置し、トンネルの掘削に先立ち多数の覆工エレメントを発進側から到達側に向けて推進させることによって、該エレメントを地山に貫入させるために、前記発進側に設置される元押し架台であって、
前記覆工エレメントを地山側に案内するための案内路を有するベースフレームと、
このベースフレームの前部に前記山留壁と間隔を置くように設けられ、前記覆工エレメントが通過可能なゲートを有する前部フレームと、
前記ベースフレームの後部に設けられ、前記覆工エレメントを地山側に押し込むための推進ジャッキを支持するためのジャッキ支持部とを備え、
前記前部フレームは、前記山留壁を地山に定着させるための引張材に連結されていることを特徴とする覆工エレメントの元押し架台にある。
【００１０】
より具体的には、前記前部フレームは、前記ベースフレームに互いに間隔を置いて固定される１対の縦向き部材と、これらの縦向き部材に互いに間隔を置いて固定される１対の横向き部材とからなり、
前記ゲートは前記縦向き部材及び横向き部材によって囲まれる空間によって形成されている。
【００１１】
前記引張材は前記横向き部材に固定されている。より具体的には、前記１対の横向き部材は、それぞれ隙間が存するように互いに平行に配置された２本の部材からなり、前記引張材は前記隙間を通して前記横向き部材の背面側に突出して、支圧板を介して該横向き部材に定着されている。また、前記前部フレームと前記山留壁との間に互いに間隔を置いて複数のスペーサが設置されている。前記引張材は、前記発進側及び到達側の各山留壁を連結するように地山を貫通して設置されたタイロッドである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、元押し工法により覆工エレメントを地山に貫入させるにあたり、推進反力を山留壁を地山に定着させる引張材から得るようにしたので、発進側には従来のような推進反力を受けるための反力壁等の仮設が不要となり、工期の短縮、工費の低減を図ることができる。また、発進側においては、山留壁の背面側の施工スペースを有効に利用でき、さらには長手方向に分割して施工されるエレメントの分割体を長尺のものにすることができるという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図２は、この発明の概要を示す概略的な鉛直方向断面図である。
【００１４】
鉄道線路や道路の下方に地下構造物（トンネル）を構築する場合、発進側１０及び到達側１１に地山１２を挟むように鋼矢板工法や親杭横矢板工法などによる山留壁１３，１４がそれぞれ設置される。地山１２にはボーリングにより予め複数のタイロッド１５が埋設され、これらのタイロッド１５により発進側１０の山留壁１３と到達側１１の山留壁１４とが連結され、地山１２に定着されている。地下構造物を構築するための覆工エレメント１６は、発進側１０から到達側１１に向けて地山１２に貫入される。この発明は、元押し工法すなわち覆工エレメント１６を押込みによって地山１２に貫入させるにあたり、その押込み反力を一部のタイロッド１５から得るようにしたものである。
【００１５】
図３〜図５は、覆工エレメント１６を地山に貫入させるために、発進側１０に設置される元押し架台の詳細な実施形態を示し、図３は平面図、図４は鉛直方向断面図、図５は図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。元押し架台２０は発進側１０に設置された作業構台２１（図４参照）の上にＨ型鋼材２２を介して搭載されている。元押し架台２０は、ベースフレーム２３と、このベースフレーム２３の前部に設けられた前部フレーム２４と、ベースフレーム２３の後部に設けられたジャッキ支持部２５とを備えている。
【００１６】
ベースフレーム２３は山留壁１３に対してほぼ直角に配置される１対の主部材２６，２６と、これら主部材２６，２６間を連結する複数の連結部材２７とからなる。主部材２６及び連結部材２７は、いずれもＨ型鋼材が用いられている。１対の主部材２６，２６間の中央には、主部材２６と平行になるように１対のレール２８，２８が設置されている。このレール２８は覆工エレメント１６を地山側に案内するためのものである。なお、図３〜図５に示されている覆工エレメント１６は図１を参照して説明したエレメントのうち断面四角形の基準エレメントである。また、エレメント１６は長手方向に複数に分割して、各分割エレメントを溶接しながら地山に貫入される。図３〜図５に示されている分割エレメント１６ａは、内部に掘削機が収容される先頭部の刃口エレメントである（図２も併せて参照）。
【００１７】
前部フレーム２４は、ベースフレーム２３の主部材２６，２６の先端部に斜材２９を介して固定された１対の縦向き部材３０，３０と、これらの縦向き部材３０，３０の背面に互いに間隔を置いて固定された１対の横向き部材３１，３１とからなる。縦向き部材３０及び横向き部材３１は、いずれもＨ型鋼材が用いられている。これらの縦向き部材３０及び横向き部材３１によって囲まれる空間Ｓは、覆工エレメント１６が通過するゲートを形成している（図５参照）。１対の横向き部材３１，３１は、いずれも隙間ｄが存するように互いに平行に配置された２本の部材３１ａ，３１ａからなっている。
【００１８】
前部フレーム２４は山留壁１３と間隔を置いて設けられている。山留壁１３の表面には、タイロッドを用いた通常の山留工法の場合と同様に、複数のタイロッド１５が突出し定着されている。この発明では、これらのタイロッド１５のうち所定本数（実施形態では６本）が反力を取るために利用される。反力を取るためのタイロッドは、符号１５ａで示されている。タイロッド１５ａは、カプラー３２を介して連結される延長ロッド３３により延長されている（図３参照）。そして、延長されたタイロッド１５ａは横向き部材３１の隙間ｄを通してその背面側に突出し、支圧板３４を介して横向き部材３１に定着されている。
【００１９】
前部フレーム２４と山留壁１３との間には、前部フレーム２４に互いに間隔を置いて固定された複数のスペーサ３５が設置されている。これらのスペーサ３５は回転部３６を回転操作することにより、長さ調整可能である。
【００２０】
ジャッキ支持部２５は、ベースフレーム２３の主部材２６，２６間に斜材４０を介して固定されている。ジャッキ支持部２５はＨ型鋼材からなり、そのウェブ間には補強のための多数のプレート４１が設けられている。このジャッキ支持部２５の前面に推進ジャッキ４２が設置される。推進ジャッキ４２は、この実施形態では２基設置され、それらの作動ロッド部にプレスリング４３が設けられている。覆工エレメント１６は、このプレスリング４３を介して推進ジャッキ４２から推進力を受ける。
【００２１】
上記のような元押し架台２０によれば、推進ジャッキ４２により覆工エレメント１６を地山に押し込むための推進反力は、ジャッキ支持部２５、ベースフレーム２３及び前部フレーム２４を介してタイロッド１５ａに伝達される。このタイロッド１５ａは到達側１１の山留壁１４に定着されていることから、結果的に地山から推進反力を得ることになり、覆工エレメント１６を地山に貫入させるための十分な推進反力を得ることができる。
【００２２】
また、仮に反力を取るための各タイロッド１５ａに偏荷重が作用しても、前部フレーム２４と山留壁１３との間にはスペーサ３５が設置されているので、元押し架台２０が偏向することはない。したがって、覆工エレメント１６の直進性を維持することができる。
【００２３】
以上のように、この発明によれば、発進側には従来のような推進反力を受けるための反力壁等の仮設が不要となり、工期の短縮、工費の低減を図ることができる。また、発進側１０においては、山留壁１３の背面側の施工スペースを有効に利用でき、さらには長手方向に分割して施工されるエレメントの分割体を長尺のものにすることができるという効果もある。
【００２４】
なお、先行する覆工エレメントの地山への貫入施工が完了した後、後行する覆工エレメントの地山への貫入施工のために元押し架台２０を横方向又は縦方向に移動させる。その際、反力を取るために利用した複数のタイロッド１５ａのうち所要のものは通常の山留用タイロッドに戻す一方、通常の山留用タイロッドのうち所要のものを反力を取るためのタイロッドとして新たに利用すべく元押し架台２０に連結することとなる。
【００２５】
上記実施形態は例示にすぎず、この発明は種々の態様を採ることができる。例えば、上記実施形態では、推進反力を取るための引張材として山留タイロッドを利用したが、これに限らず、アースアンカーによる山留工法の場合などは、推進反力を取るための引張材として、そのアンカー材を利用することも可能である。また、元押し架台の形態も一例を示したにすぎず、基本的にベースフレーム、前部フレーム、ジャッキ支持部を持ち、前部フレームが山留壁の引張材に連結される構造であれば、種々の形態とすることができる。
【００２６】
さらに、この発明はＪＥＳ工法で用いられる覆工エレメントの貫入施工に限らず、トンネルの掘削に先立って地山に貫入される覆工エレメントであれば、各種エレメントの貫入施工に適用できる。また、上記実施形態は発進側及び到達側に縦坑を設置しない施工例として示されているが、縦坑を設置する場合であっても、この発明を適用できることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明が適用されるＪＥＳ工法を説明するための正面図である。
【図２】この発明の概要を示す概略的な鉛直方向断面図である。
【図３】元押し架台の実施形態を示す平面図である。
【図４】同実施形態の鉛直方向断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１      線路
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
１０      発進側
１１      到達側
１２      地山
１３      山留壁（発進側）
１４      山留壁（到達側）
１５      タイロッド
１５ａ    推進反力を取るタイロッド
１６      覆工エレメント
２０      元押し架台
２１      作業構台
２３      ベースフレーム
２４      前部フレーム
２５      ジャッキ支持部
２６      主部材
２７      連結部材
２８      レール
３０      縦向き部材
３１      横向き部材
３２      カプラー
３３      延長ロッド
３４      支圧板
３５      スペーサ
４２      推進ジャッキ
４３      プレスリング
【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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