(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーソン内とケーソン外とに掘削機を配置し、両掘削機の一方又は両方によりケーソンの下縁を潜って当該ケーソンの内外の地面に通じる少なくとも１本のトンネルを穿設した後、ケーソン内の掘削機で掘削した残土を当該トンネル内に投下し、このトンネル内の残土をケーソン外の掘削機ですくい取ることを特徴とする地下室潜函工法。
【請求項２】
ケーソン内にショベル系の掘削機を配置し、この掘削機で残土をトンネル内に投下した後、トンネル内のケーソン外側に押出す請求項１に記載の地下室潜函工法。
【請求項３】
ケーソン外の掘削機がトンネルからすくい取った残土をそのまま輸送車に積み込む請求項１又は２に記載の地下室潜函工法。
【請求項４】
ケーソン内に掘削機を配置した後、ケーソンの上面の少なくとも一部を覆おう覆いが設けられている請求項１ないし３のいずれか１項に記載の地下室潜函工法。
【請求項５】
ケーソンの上面にこの上面を全面的に覆う覆いが設けられている請求項４に記載の地下室潜函工法。
【請求項６】
ケーソン内の空気と外気とを強制換気させる換気手段が設けられている請求項４又は５に記載の地下室潜函工法。
【請求項７】
ケーソン内の少なくとも一部分の空間を冷房及び／又は暖房する空調手段が設けられる請求項４ないし６のいずれか１項に記載の地下室潜函工法。
【請求項８】
ケーソン内の掘削終了後に、トンネルを埋め戻す際に、当該トンネル内の土石類をケーソンの内外両方から突き固める請求項１ないし７のいずれか１項に記載の地下室潜函工法。
【請求項９】
ケーソン内の掘削終了後、前記トンネルを埋め戻す際に、埋め戻す土石類に土質改良材を混入し、又は埋め戻した土石類に土質改良材を浸透させる請求項１ないし８のいずれか１項に記載の地下室潜函工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来よりも大規模なケーソン内から能率よく残土を取出せる地下室潜函工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地下室建設予定地上で地下室外壁となるケーソンを形成し、この後、ケーソンの輪郭内の地面を掘削してケーソンを土中の所定の深さに沈降させる地下室潜函工法（特開２００１−２４８１７１号公報参照）が、工期の短さ、工事の安全性、工費の低廉性などの観点から業界の注目を集めている。
【０００３】
この地下室潜函工法においては、ケーソン内の地面を掘削し、掘削した残土をケーソン外に排出する方法として、工期を短縮し、工費を安価にするために、ケーソン外からケーソン内の地面をユンボなどのショベル系掘削機を用いて掘削し、掘削によりショベルにすくい取った土砂をそのまま残土として掘削機でケーソン外の輸送車に積み込む方法が採用されている。
【０００４】
この地下室潜函工法は比較的小規模な、例えば居宅の地下室の建築に適用されており、床面積３３ｍ２（１０坪）、室内高２．７ｍ程度までの規模の地下室の建築に多くの実績が積み重ねられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、最近になって、この工法においてはケーソンそのものが掘削穴の土留めとなるので、ケーソンの壁面が周囲の土圧に耐えるかぎり壁面のスパン及び高さをいくらでも大きくすることができるということに気付いて、従来よりも大規模な地下室の建設にこの工法を適用することが試みられている。
【０００６】
しかしながら、この地下室潜函工法を、一層従来よりも大規模な地下室の建設に適用する場合には、どのようにしてケーソン内の掘削を行うか、掘削により生じた残土をどのようにしてケーソン外に排出するかなどの問題があることが分った。
【０００７】
つまり、バックホー、フェースショベル、ユンボなどのショベル系掘削機が掘削できるのはケーソン外からショベルが届く範囲に限られ、ケーソン外から掘削機で掘削できる掘削穴の規模に限界があるという問題である。
【０００８】
しかし、従来よりも面積が広い地下室にこの地下室潜函工法を適用することについてはすでに解決策を見い出すことができた。この解決策とは、例えば地下室用地上でケーソンを構築する前に、地下室用地を粗整地する際に、地下室用地の中央部の地面をミニバックホーなどの小型掘削機で、ケーソン外から掘削機のショベルが届く範囲を残して地下室用地の中央部を予定深度まで掘削し、この後、地下室用地の周囲部の上にケーソンを構築してからケーソン内の残された地面を掘削するという工法を採用することである。
【０００９】
この工法は従来よりも広面積の地下室の建築には対応できるが、ケーソン外から地下室用地周囲部の残土をすくい取れる深さは従来と変わらないので、従来よりも深い地下室の建築には対応できないことが判明した。
【００１０】
そこで、ケーソンを構築した後、トラッククレーンで掘削機をケーソン内に吊り込んで、この掘削機でケーソン内の掘削を行い、掘削によりショベルにすくい取った土砂をそのまま残土として当該掘削機でケーソンの壁越しにケーソン外の輸送車に積み込む方法を試みた。
【００１１】
この工法によれば、ケーソン内の掘削において掘削機のオペレータの視野内で掘削機の作業ができるので、一人の作業者で安全に、且つ効率よく広面積のケーソン内の地面を掘削できる。
【００１２】
しかしながら、残土を排出できるケーソンの高さは掘削機の掘削アタッチメント、即ち、ショベルを振り上げることができる範囲よりも低く制限されるので、対応できる地下室の深さ（高さ）を期待していたほどには高くできなかった。又、ショベルを高く振り上げた時に電線、通信線などの空中架線と接触するおそれがある場合にはこの工法を採用することは好ましくない。更に、ケーソンの高さを高くするために大型掘削機をケーソン内に出し入れするには大型のクレーン車が必要になり、ケーソン内での掘削機の機動性も鈍くなるなど、工期の長期化やコストアップの要因が多いという問題も伴うのである。
【００１３】
そこで、ケーソン内の地面をケーソン外からクラムシェルで掘削してつかみ上げ、そのままケーソン外の輸送車の上に旋回して輸送車に投下する方法を採用することが検討されたが、この方法には、施工現場までクラムシェルが進入できる幅の広い道路が必要である上、施工現場にクラムシェルと輸送車とが駐車できる余地が必要であり、用地及びこれが面する道路を含めた範囲にこの余地がない狭小地での施工ができないという問題がある。又、地下室用地の上に空中架線がある場合にはこの工法を実施することは好ましくないのである。
【００１４】
次に、小型掘削機で掘削したケーソン内の掘削穴にベルトコンベアを入れ、掘削機で掘削した土石類をそのまま残土としてベルトコンベアに載せ、ケーソン越しでケーソン外に搬出し、直接輸送車に投下したり、地面に投下した後、輸送車に積み込んだりする方法を採用することを検討したのであるが、この方法は、ベルトコンベアが掘削機の機動性を妨げ、ケーソン内の掘削の能率が非常に悪くなるので、有用性に乏しいことが判明した。
【００１５】
なお、ケーソン内の残土をモッコやシートなどからなる不定形容器で包み、このモッコやシートをトラッククレーンなどの揚上機でケーソンの上縁よりも高く吊り上げ、ケーソン外の輸送車上に旋回してから、輸送車に荷降ろしする方法も検討されたが、この方法は、クラムシェルを用いる工法と同様の問題がある上、残土を不定形容器に包んで玉掛けする作業や荷降ろし時に玉外しする作業が必要で、すこぶる能率が悪いうえ、玉掛けという特殊技能を身につけた作業員が必要になるという問題があり、一層有用性に乏しい。
【００１６】
本発明方法は、このような試行錯誤を繰返す中で発明された地下室潜函工法であり、従来技術の課題を解決し、従来よりも大規模なケーソン内から安全に、円滑に、かつ迅速に残土が取出せる地下室潜函工法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係る地下室潜函工法（以下、本発明方法という。）は、ケーソン内とケーソン外とに掘削機を配置し、両掘削機の一方又は両方によりケーソンの下縁を潜って該ケーソンの内外の地面に通じる少なくとも１本のトンネルを穿設した後、ケーソン内の掘削機によりケーソン内で掘削した残土を当該トンネル内に投下し、このトンネル内の残土をケーソン外の掘削機ですくい取ることを特徴とするものである。
【００１８】
このように構成すると、ケーソン内の掘削機は、ケーソンの上を越して残土をケーソン外に運ぶ必要がなく、ケーソンの高さよりも掘削アタッチメントの上昇限界が低いものでよく、小型のショベル系掘削機のほかに小型ブルドーザや小型トラクターショベルを用いることもできるようになり、掘削機の手配が容易になる。又、これらの小型掘削機を用いることにより、ケーソン内での掘削機の機動性が高められ、能率よく掘削穴を掘削できると共に、能率よく残土をトンネルに投下できるようになるのである。
【００１９】
更に、本発明方法によれば、ケーソン内の掘削機による作業も、ケーソン外の掘削機による作業も、掘削機のオペレータの視界内で行えるので、小人数で、安全に、迅速に、かつ円滑にケーソン内を掘削し、その残土をケーソン外に排出することができる結果、短い工期で安価に工事現場における残土処理ができるようになるのである。
【００２０】
加えて、本発明方法によれば、掘削機の掘削アタッチメントをケーソンよりも高く振り上げる必要がないから、空中架線との接触を気にすることなく、残土処理作業を行うことができる。
以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
【００２１】
先ず、本発明が適用される地下室潜函工法は、地下室用地上に地下室外壁躯体となるケーソンを形成し、このケーソンの下側及びその内側の地面を掘削して当該ケーソンの自重でこのケーソンを所定の深さに沈下させる工法であればよく、ケーソン全体を完成してから沈下させる工法や、ケーソンの形成とケーソンの沈下とが段階的に繰返される工法が含まれる。
【００２２】
又、このケーソンの形状は平面視において閉鎖図形であればよく、正方形、長方形、菱形、台形などの四角形、三角形、五角形、六角形、八角形などの多角形、矩形の一部分を段落ち状に切欠いた形状、芒星形などの直線閉鎖図形のほかにその一部に曲線が含まれる複合閉鎖図形、円形、楕円形などの曲線閉鎖図形を採用することができる。
【００２３】
又、このケーソンは、その下側及び内側地面を一台又は複数台の掘削機で全面的に掘削できるようにしてあれば、前記閉鎖図形を構成する外周壁で囲まれる地下室空間内に仕切り壁や、仕切り壁を兼ねる構造壁などの壁や、沈設時に土圧を支えるための支保工を備えるものであってもよいのである。
【００２４】
又、ケーソンを沈下させるために掘削される掘削穴は、ケーソンの不等沈下を防止するために、ケーソンの下側で壁幅方向にほぼ均等な深さを保つように掘り下げる必要があるが、例えばケーソンの下側を除いた中央部分をケーソン設置前に所定の深さに掘り下げておいたり、例えば後述するトンネルを形成するために、ケーソンの重量を支持するのに支障がない程度にケーソンの下側の一部分を深く掘ったりしてもよいのである。
【００２５】
ところで、本発明方法においては、前記ケーソン内とケーソン外とに掘削機が配置されるが、ケーソン内に配置される掘削機は、残土をケーソンの上を越してケーソン外に運び出す必要がないので、掘削アタッチメントの上昇限界がケーソンの高さよりも低いものを用いることができ、例えば、ミニユンボ、ミニバックホー、ミニフェースショベル等の小型ショベル系掘削機のほか、小型ブルドーザや小型トラクターショベルなど多種類の小型掘削機を用いることができる。
【００２６】
従って、ケーソン内の掘削機手配の自由度が高められ、この手配が容易になる。又、このような小型掘削機を用いると、ケーソン内での掘削機の機動性が高められ、効率よく掘削とケーソン内の残土処理ができるという利点も得られる。特にショベル系掘削機の場合にはこれに加えて後述するトンネル内でのショベルの機動性が高められ、効率よく掘削とケーソン内ないしトンネル内の残土処理ができるという利点も得られるのである。更に、このような小型掘削機を用いると、ケーソン内への掘削機の出し入れに用いられる揚上機として、例えばトラッククレーンなどの小型で移動が容易なものを用いることができるので、地下室建築現場への進入路や地下室建築現場が狭小であっても建築が可能になるという利点が得られるのである。
【００２７】
なお、ケーソン内の掘削機は、ケーソンを形成する前に予め地下室用地に乗入れて待機させておいてもよいが、掘削機の稼動率を高めるとともに、掘削機がケーソン設置作業の妨げになるおそれを無くすために、ケーソンの型枠及び配筋の終了後、好ましくはコンクリート打設後に、揚上機、例えばトラックに設備されたトラッククレーンなどを用いてケーソンの内側の地上に吊り降ろすことが好ましい。
【００２８】
次に、本発明方法においては、これら内外の掘削機の一方又は両方を使ってケーソンの下縁を潜って当該ケーソンの内外に通じる少なくとも１本のトンネルが穿設される。
【００２９】
このトンネルを穿設する方法としては、ケーソンの内側から掘り進める方法と、ケーソンの外側から掘り進める方法と、ケーソンの内外両側から掘り進める方法などがあるが、例えばケーソン外の掘削機でケーソンの外面に沿って、ケーソンの下縁よりも数十センチ深く縦穴を掘り下げ、この後、この縦穴からケーソンの下側を通ってケーソンの内側に延びる横穴を形成すると、ケーソンの内側の地面はケーソンの下縁の高さになっているので、安全に、簡単に、更に迅速にケーソンの下側を潜ってケーソンの内外の地面に通じるトンネルを穿設することができる。又、ケーソン内の掘削機を用いてケーソンの内面に沿って、ケーソンの下縁よりも数十センチ深く縦穴を掘り下げ、この後、この縦穴からケーソンの下側を通ってケーソンの外側に延びる横穴を形成すると、ケーソンの外側の地面はケーソンの下縁の高さ又はトンネルの底面の高さになっているので、安全に、簡単に、更に迅速にケーソンの下側を潜ってケーソンの内外の地面に通じるトンネルを穿設することができる。
【００３０】
もちろん、このトンネルの掘削を手掘りで行うことは可能であるが、安全性を高め、又工期を短縮し、更に工費を節約するために、ケーソン内の掘削に用いる掘削機や、ケーソン外でトンネルから残土をすくい取る掘削機を用いることが好ましい。
【００３１】
さて、本発明方法においては、ケーソン内の掘削機で掘削により生じた残土が前記トンネルに投下されるが、ケーソン内の掘削機で掘削により生じた残土を当該トンネルに投下する方法としては、特に限定されるものではなく、具体的には、例えばブルドーザやトラクターショベルを用いて残土をトンネルの口に押出して落下させる方法を採用してもよいのである。しかしながら、トンネル内の残土をケーソン外からすくい取り易くするために、ショベル系掘削機を用いてケーソン内で掘削した土壌をトンネルの口の上でショベルを反転させて投下した後、トンネル内にショベルを下ろし、ショベルの背で残土をケーソンの外側に押出すという方法を採用することが好ましいのである。
【００３２】
換言すれば、ケーソン内の掘削機としては、ブルドーザ、トラクターショベルのように、地面を掻き取るように掘削する掘削機を用いてもよいが、ケーソン内で掘削した土壌をトンネルに投下した後、トンネル内でケーソンの外側に残土を押込むことができるバックホー、フェースショベル、ユンボなどのいわゆるショベル系掘削機を用いることが好ましい。
【００３３】
又、このように、ケーソン内にショベル系の掘削機を配置し、この掘削機で残土をトンネル内に投下した後、トンネル内のケーソンの外側に押出すという方法を採用すると、ショベル系掘削機では下縁に届かない程深く沈下させたケーソンの下側を潜るトンネルからでも残土をクラムシェルによってすくい取ることができるようになり、一層深い地下室を建設できるようになるのである。
【００３４】
なお、本発明方法によって沈設されるケーソンが内部に支保工や、仕切り壁や、仕切り壁を兼ねる構造壁など掘削機の移動を妨げる内部構造物を備えるものである場合には、支保工や壁で区切られる区画ごとに掘削機を入れたり、隣接する区画に入れた掘削機のアームを内部構造物の上や下から伸ばしたりして、少なくともケーソンの下側の地面全部を、好ましくはケーソン内の地面全部を掘削できるように内部構造物が配置されたりしていればよいのである。
【００３５】
又、複数の掘削機をケーソン内に配置する場合、これらの間で残土をやり取りして１本のトンネルで残土を排出するようにしてもよく、又、掘削機ごとに１本のトンネルを設けて残土を各トンネルに排出するようにしてもよい。
【００３６】
次に、本発明方法においては、トンネル内の残土はケーソン外の掘削機を用いてすくい取られる。従って、ケーソン外の掘削機としては残土をすくって上方に持ち上げる下向き掘削ができるショベル系掘削機またはクラムシェルが適している。
【００３７】
ケーソン外の掘削機がトンネル内のどの位置から残土をすくい出すかは、使用する掘削機の掘削アタッチメント、即ち、ショベルやクラムシェルの動作範囲によって決まり、ケーソンの下側ないしケーソンの内側までショベルの先端が届くショベル系掘削機の場合にはトンネル内のケーソンの下側ないし内側からも残土を取出せるが、クラムシェルの場合にはケーソン外に限られることになる。
【００３８】
ところで、本発明方法においては、ケーソン下側の掘削深さがトンネルの底面の深さに達すると、ケーソンの下縁がトンネルの底面まで沈降し、トンネルを閉ざすので、その前にケーソンの下縁を潜って当該ケーソンの内外の地面に通じる新しいトンネルを穿設するか、そのトンネルを掘り下げる必要があるが、工期を短縮し、工費を節約するために、ケーソンからトンネルの底面までの高さ、即ち、トンネルの高さが一定以下になる前に、トンネルの底面を掘り下げることが好ましい。
【００３９】
具体的には、例えばケーソン内外の掘削機としてショベル系掘削機を用い、トンネル内の残土をすくい取るついでにトンネルの底面を掘り下げ、又、トンネル内で残土をケーソン外側に押出すついでにトンネルの底面をケーソン外の掘削穴に突き崩して、常時、高さが一定以上のトンネルが形成されているようにすることが好ましいのである。
【００４０】
ケーソンの外側からトンネル内の残土を取出すための掘削機は、ケーソン下側及び内側の掘削穴の予定深度よりも数十センチ程度深く掘削することができるものであればよく、予定深度の深さによって、ケーソン内の掘削機と同様の小型ショベル系掘削機を用いたり、中型ないし大型のショベル系掘削機を用いたり、クラムシェルなどを用いたりすればよいのである。
【００４１】
具体的には、例えば予定深度が４．５メートル程度の場合には自重４トン程度の中型ショベル系掘削機、例えば中型ユンボで十分である。
【００４２】
このケーソン外の掘削機を配備する時期は、ケーソン内の掘削に遅れない程度であれば時に限定されず、例えばケーソン内に掘削機を配備する時期に合せて配備すればよいのである。
【００４３】
このケーソン外の掘削機による作業は、現在要求されている４．５メートル程度の掘削深さであればケーソンやトンネルの周囲の地面によって視界が遮られることはなく、安全に行うことができる。ところが、トンネルの深さが深くなるとトンネルの周囲の地面が邪魔になってオペレータがトンネルの底を見難くなるおそれがあるが、この場合には、トンネル内の残土をすくい取るついでにトンネルの口を掘って広げれば、作業の監視と指示のために他の作業員を手配しなくてもよいのである。
【００４４】
しかしながら、水道管、ガス管などの地下埋設物の配置、地上の余地の不足など、何らかの理由で、トンネルの口を十分に広く掘り広げられない場合には、安全性を確保すると共に、作業の能率を高めるために、掘削機オペレータの他に作業の監視と指示を与える作業員を配置することが好ましい。
【００４５】
ところで、本発明方法においては、トンネルからすくい取った残土を一旦工事現場に設定した残土置き場に置き、ローダや掘削機を用いて残土置き場からダンプカーなどの輸送車に積み込んで工事現場から運び出すという方法を採用してもよいが、ケーソン外に配置されるショベル系掘削機やクラムシェルを利用して、トンネルからすくい取った残土をそのまま輸送車に積み込んで工事現場から運び出すという方法を採用すると、残土置き場を設定する必要がなくなり、狭小地での工事が可能になる上、工程が簡単になり、工期を短縮して工費を節約することができるのである。
【００４６】
又、本発明方法によれば、ケーソン内の掘削機の掘削アタッチメントはあまり高く持ち上げる必要はなく、例えば残土を運ぶために地面から数十センチ程度まで持ち上げればよい。従って、例えばショベル系掘削機のアームを高く振り上げる必要はないから、掘削機をケーソン内に配置した後に、ケーソンの上面にこの上面の少なくとも一部分を覆おう覆いを設けても、何ら支障なくケーソン内の掘削作業を進めることができる。
【００４７】
しかも、この覆いを設けると、ケーソン内への降雨、積雪、太陽熱の入射、ケーソン内からの地熱の放射、ケーソン内の工事騒音の放散などを削減ないし防止することができる。
【００４８】
具体的には、例えば建築現場で多用されている防災シートからなる覆いをケーソンの上に被せると、降雨、降雪などによりケーソン内の地面がぬかるむことを防止して掘削機のスリップを防止できる結果、悪天候下でも安全に掘削工事ができる。また、太陽熱の入射を覆いで遮断することにより、太陽光エネルギーがケーソン内面で反射してケーソン内に蓄積されることを防止できる結果、太陽光エネルギーの蓄積によりケーソン内で作業ができなくなるほど異常に高温になることを防止できるので、特に夏季などの高温期にもオペレータの健康を著しく損ねずにすむから、作業性を高めることができ、安全に掘削工事ができる。更に、野外の地面が凍結し、掘削機がスリップするおそれがあるような厳寒時にもオペレータの健康を著しく損ねずにすむから、作業性を高めることができ、しかも安全に掘削工事ができる。
【００４９】
このように、従来では作業環境の過酷さや作業の安全性の観点から掘削工事を中断していた悪天候時、夏季の酷暑時、冬季の厳寒時などでも工事を中断せずに済むので、工期を大幅に短縮できると共に工費を大幅に削減することができる上、周囲への騒音の放散を抑制することができるのである。
【００５０】
この覆いは、潜函工事終了後に撤去されるものであり、できるだけ簡単に設置及び撤去ができる安価なものであることが好ましく、又、防水性、水密性、防音性、遮音性、断熱性、通気性などのうちの少なくとも一つの特性を備えることが好ましい。例えば建築現場でいわゆる防災シートとして多用されているＦＲＰシートからなる覆いを設けると、降雨、降雪などの悪天候下や、夏季の酷暑時や、冬季の厳寒時にも安全にケーソン内で掘削工事を行って、工期を大幅に短縮できると共に工費を大幅に削減することができる上、周囲への騒音の放散を抑制することができるのであり、しかも、簡単に覆いを設置したり、撤去したりすることができ、例えば冬季に夜間は覆いを設置してケーソン内が冷えるのを防止し、昼間は覆いを撤去して太陽熱によりケーソン内を暖めるということもできるようになるのである。
【００５１】
もちろん、この覆いの材質は前記防災シートに限定されることはなく、カンバス（帆布）、合成樹脂製フィルムないしシート、その他の柔軟なシートないしフィルムや、例えばトタン板、ブリキ板、ＦＲＰ板などからなる波板、平板などの硬質のシートを用いることができる。又、例えば目の粗い筵、農業用寒冷紗などの遮光性、通気性及び通水性を有するものも含まれる。
【００５２】
ところで、ケーソンの上面を広く覆う覆いが設けられる場合、例えばケーソンの上面を全面的に覆う覆いが設けられる場合には、この覆いによってケーソンの上面が塞がれ、ケーソン内で作業を進めるとケーソン内の雰囲気が酸素欠乏雰囲気になり、作業員の生命ないし健康を脅かすおそれが生じる。
【００５３】
この問題を解決するために、本発明においては、前記覆いを側面視において例えば山形、谷形、波形などの屈曲した形状に張設することにより、覆いとケーソンの上縁との間に十分大きな開口部（破風）を設け、この開口部を利用して自然換気によりケーソン内の雰囲気が酸素欠乏雰囲気になることを防止すればよいのである。
【００５４】
しかしながら、ケーソンの平面積に対して高さが高い場合や、ケーソンの壁面が屈曲している場合など、ケーソン内での自然換気が十分にできなくなる箇所が生じる場合には、ケーソン内に酸素欠乏雰囲気の空気が滞留することを確実に防止するために、ケーソン内の空気と外気とを強制換気させる換気手段が設けられていることが好ましい。
【００５５】
又、ケーソンの上面を全面的に覆いで覆った場合、ケーソン内に太陽熱が直接入射することは防止できるが、太陽光エネルギーにより加熱された覆いの熱がケーソン内に輻射してケーソン内の気温が異常に高温になり、過酷な作業環境が産み出されるおそれがある。
【００５６】
この問題は換気を行うことによりある程度解消されるが、特に夏季などの高温季でも確実に作業環境を快適にするためにケーソン内の少なくとも一部分の空間を冷房する空調装置を設けることが好ましい。
【００５７】
ところで、上述したように、本発明方法では、ケーソンの下を潜るトンネルを形成して、このトンネルを通じてケーソン内の残土が取出されるので、ケーソン内の掘削が終了した後に、ケーソンの内外に通じるトンネルを埋め戻す必要がある。
【００５８】
この埋め戻しの際には、前記トンネル内に埋め戻した土石類をケーソンの内外から突き固めて、トンネル部分が沈下することを防止することが好ましい。又、この際に、モルタル、凝固剤などの土壌改良材を埋め戻す土石類に混入したり、埋め戻した土石類に浸透させたりすると、トンネル部分の地圧低下を抑制ないし防止できるので、一層好ましい。もちろん、これらの他に従来の埋め戻し技術において知られている埋め戻し地盤の沈下防止技術ないし土圧低下防止技術を適用することは自由である。
【００５９】
なお、本発明方法は、このように従来よりも大規模な地下室の建築に適用できるのは勿論であるが、このことは本発明方法が従来よりも大規模な地下室潜函工法のみに適用されることを意味しているのではなく、従来方法で建築できる規模の地下室潜函工法にも本発明方法を適用することができるのであり、従来方法で建築できる規模の地下室の建設に本発明方法を適用した方が工期の短縮および工費の節約という観点から好ましい結果が得られる場合もあるのである。
【００６０】
【作用】
以上に説明したように、本発明方法は、ケーソン内とケーソン外とに掘削機を配置し、両掘削機の一方又は両方によりケーソンの下縁を潜って当該ケーソンの内外の地面に通じる少なくとも１本のトンネルを穿設した後、ケーソン内の掘削機で掘削した残土をこのトンネル内に投下し、このトンネル内の残土をケーソン外の掘削機ですくい取ることを特徴とする地下室潜函工法であるので、ケーソン内を掘削する掘削機の掘削アタッチメントの上昇範囲に制限されずにケーソン内を従来よりも深く掘削することができるという作用を得ることができる。
【００６１】
翻って見れば、ケーソン内の掘削機としては、掘削アタッチメントの上昇限界がケーソンの高さよりも低いものを用いればよいという作用が得られる。そして、これにより、小型のショベル系掘削機のほかに小型ブルドーザや小型トラクターショベルを用いることもできるようになり掘削機の手配が容易になる作用や、小型掘削機を用いることにより、ケーソンへの掘削機の出し入れが容易になる上、ケーソン内での掘削機の機動性が高められるなどの作用を得ることができる。
【００６２】
又更に、本発明方法によれば、ケーソン内の掘削機による作業も、ケーソン外の掘削機による作業も、オペレータの視界内で行えるという作用が得られ、この作用から、小人数で、安全に、迅速に、更に円滑にケーソン内の残土をケーソン外に排出して輸送車に積み込むことができる結果、短い工期で安価に工事現場における残土処理ができるなどの作用が得られる。
【００６３】
加えて、本発明方法によれば、掘削機の掘削アタッチメントをケーソンよりも高く振り上げる必要がないから、空中架線との接触を気にすることなく残土処理作業を行うことができるという作用を得ることもできるのである。
【００６４】
【発明の実施の態様】
本発明方法の一実施例に係る地下室潜函工法を図面に基づき具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００６５】
図１はこの潜函工事の要領を示す説明図であり、図２はこの地下室潜函工法全体の流れを示すフロー図であり、図３は本発明方法の一実施例に係る地下室潜函工法の潜函工事の流れを示すフロー図である。
【００６６】
図１及び図２に示すように、この地下室潜函工法では、先ず、地下室設置用地の粗整地を行い（Ｓ１）、次いで、地下室のケーソンを配置する位置を割り出す遣り方を行う（Ｓ２）。この後、地下室設置用地上の割り出された位置にケーソン１を構築してから（Ｓ３）、ケーソンン１内を予定の深さ（予定深度）まで掘削して、当該ケーソン１を予定深さまで沈下させる潜函工事（Ｓ４〜Ｓ１８）を行い、この後、ケーソン１内の地面の地業（Ｓ１９）、地下室土間工事（Ｓ２０）、地下室の床工事（Ｓ２１）、天井工事（Ｓ２２）、内装工事（Ｓ２３）等を行うことにより地下室を建設する。
【００６７】
図１及び図３に示すように、前記潜函工事（Ｓ４〜Ｓ１８）では、先ず、トラッククレーンを使ってケーソン１内にミニユンボからなる小型掘削機２を入れる（Ｓ４）。
【００６８】
この後、パイプ材を利用して組立てた小屋梁３をケーソン１の上に架設し（Ｓ５）、この小屋梁３の上から防水シートからなる覆い４をケーソン１の全面に被せる（Ｓ６）。
【００６９】
この小屋梁３を設けることにより、覆い４の中央部がケーソン１の上面から持ち上げられ、その両端に三角形の破風５が開口され、この開口によりケーソン１内外の自然換気が行われる。
【００７０】
この後、ケーソン１の外側にミニユンボからなる別の掘削機６を配備し（Ｓ７）、この掘削機６でケーソン１の外面に沿ってケーソン１の下縁よりも深い縦穴を掘削し、更にこの縦穴からケーソン１の下側を潜ってケーソン１の内側まで横穴を掘り進めることにより、ケーソン１の下を潜り、ケーソン１の内外で地面に開口する１本のトンネル７が穿設される（Ｓ８）。
【００７１】
このトンネル７の穿設作業は、前記掘削機６のオペレータの視界内で行われるので、すこぶる安全に、簡単に、更に迅速に行える。
【００７２】
更に、この後、ケーソン１内の地面を前記掘削機２で掘削し（Ｓ９）、掘削した土石類を残土としてそのショベルに入れたままトンネル７の上に運んでトンネル７内に投下し、更に、ショベルを使ってケーソン１の外側に押出す（Ｓ１０）。トンネル７内でケーソン１の外側に押出された残土は、ケーソン１外の掘削機６ですくい取り（Ｓ１１）、そのままダンプカーに積み込む（Ｓ１２）。
このように、ケーソン１内で１回掘削する毎に（Ｓ９）、掘削した土石類をトンネル７に投下してケーソン１の外側に押出し（Ｓ１０）、外側からすくい取って（Ｓ１１）、ダンプカーに積み込む（Ｓ１２）という一連の作業は各掘削機２、６のオペレータの視界内で行われるので、すこぶる安全に、簡単に、迅速、更に円滑に進めることができる。そして、この一連の作業を繰返すことにより、ケーソン１内の掘削と、残土の排出とがすこぶる安全に、簡単に、迅速、更に円滑に進められるのである。
【００７３】
ところで、ケーソン１内の掘削は、ケーソン１の下側ではその壁幅方向には深さが同じになるように進められ、これによりケーソン１全体が自重で均等に沈下することになり、トンネル７の高さはこれにより低くなる。トンネルの高さが所定の高さまで低くなると（Ｓ１３）、例えば外側の掘削機６でトンネル７内から残土をすくうついでにトンネル７の底を掘り下げ、必要に応じて、内側の掘削機２によりトンネル７内で残土をケーソン１外に押出すついでにケーソン１内側ないし下側のトンネル底面の掘下を行う（Ｓ１４）。
【００７４】
なお、このトンネル底面の掘下は、このようにトンネル７の高さが一定の高さまで低くなることを条件にして行っているが、実際には、特にこの条件を強く意識することなく、残土をすくい取る時に適宜少しずつトンネル７の底面を掘り下げるようにすればよいのである。
【００７５】
又、内外の掘削機２、６による作業は、トンネル７を詰まらせないように連繋して行えばよく、作業性を高め、工期を短縮すると共に工費を節約するために、例えば、外側の掘削機６がダンプカーに残土を積み込んでいる間に内側の掘削機２が残土をトンネル７に投下し、ケーソン１の外側に押出すというように内外の工程を適宜並行して処理することができる。
【００７６】
このように、この地下室潜函工法によれば、ケーソン１内の掘削（Ｓ９）、残土のトンネル７への投下及びケーソン外側への押出し（Ｓ１０）、ケーソン１の外側での残土のすくい取り及び積み込み（Ｓ１１、Ｓ１２）という一連の工程を繰返す間に、適当にトンネル底面掘下（Ｓ１３、Ｓ１４）を繰返すことにより、ケーソン１内の掘削と掘削により生じた残土の処理が、大型掘削機を使わずに、小人数で、極めて安全に、簡単に、迅速に、更に円滑に行われる。又、ここでは、大型掘削機を使わないので、狭小地での地下室建築がやり易い上、掘削機のショベルをケーソン１よりも高く振り上げる必要がないので、電力線、電話線などの空中架線あってもこれら空中架線がケーソン１よりも高ければ全く気にせずに作業ができる。
【００７７】
ケーソン１内の地面が全体にわたって予定深度に掘り下げられて、ケーソン１が予定深度まで沈下すると（Ｓ１５）、ケーソン１内の掘削が終了し、トンネル７の埋め戻しが行われる（Ｓ１６）。
【００７８】
この埋め戻しの方法は、特に限定されるものではないが、例えばここでは、先ず、砂利をトンネル７に詰め込んで締め固め、表面に砂を敷詰めて更に締め固めるという方法を採用することにより、後になって埋め戻し部が沈下しないようにしている。なお、この締め固めは内外の掘削機２、６を用いて行う。
【００７９】
又、以上の工程が終了すると、覆い４及び屋根梁３を撤去し（Ｓ１７）、更に例えばトラッククレーンでケーソン１内の掘削機２をケーソン１の外側に吊り出して撤去する（Ｓ１８）。
【００８０】
ケーソン１の上面を覆い４で覆って以来、覆い４を外すまでは、雨、雪などの悪天候になっても、覆い４があるので、ケーソン１内の地面がぬかるむおそれはなく、掘削作業を悪天候で中断されることなく、安全に行うことができ、工期を短縮して、工費を節約することができる。又、太陽光線が直接ケーソン１内に照射してケーソン内の温度が上昇することを抑制できるので、夏季などの太陽熱が厳しい時期でも、ケーソン１内の温度を一定以下に抑えて、オペレータの健康を害することなく作業をすることができるので、工期を短縮して、工費を節約することができる。更に、屋外では地面が凍結し、掘削機がスリップするおそれがあるような厳寒期には、覆い４によって地熱が放散することが防止され、これによって、ケーソン１の地面が凍結することが防止されるので、掘削工事を中断する必要はなくなり、工期を短縮して、工費を節約することができる。
【００８１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明方法においては、ケーソンの内外に掘削機を配置し、両掘削機の一方又は両方を用いてケーソンの下縁を潜って当該ケーソンの内外で地面に通じる少なくとも１本のトンネルを穿設した後、このケーソン内で掘削した残土を当該トンネル内に投下し、このトンネル内の残土をケーソン外ですくい取ることを特徴とするので、本発明方法によれば、ケーソン内に入れる掘削機の掘削アタッチメントの移動限界に制限されることなく、ケーソン内を広く、深く掘削できるのであり、しかも、内外両掘削機の連繋運転により残土をトンネルからケーソンの外側に排出できるという作用が得られる。そして、この作用により、従来よりも規模が大きい地下室でも地下室潜函工法により建築することができるという効果を得ることができる。
【００８２】
又、本発明方法においては、ケーソン内での掘削、残土のトンネルへの投下及びケーソンの外側への押出しがケーソン内の掘削機のオペレータの視界内で行われ、ケーソンの外側での掘削機による残土のすくい取りがケーソンの外側の掘削機のオペレータの視界内で行われているので、本発明方法によれば、これらの作業をすこぶる安全に、簡単に、迅速に、更に円滑に処理することができるという効果が得られるのであり、更に、この効果より、工期を短縮して工費を節約できるという効果も得ることができるのである。
【００８３】
更に、本発明方法においては、ケーソン内で掘削機の掘削アタッチメントを高く持ち上げる必要がないので、本発明方法によれば、ケーソン内に配置する掘削機としてショベル系掘削機のほかにブルドーザ、トラクターショベルなどの掘削機を選択することが可能になり、掘削機の手配が容易になるという効果を得ることができる。
【００８４】
加えて、本発明方法においては、ケーソン内で掘削機の掘削アタッチメントを高く持ち上げる必要がないので、本発明方法によれば、ケーソン内に配置する掘削機として小型のものを用いることができるという作用を得ることができるのであり、この作用から、安価な掘削機を用いて工費を節約できるという効果、狭小地での地下室建設が可能になるという効果や、ケーソン内での掘削機の機動性を高めて、工期を短縮すると共に工費を節約できるという効果などを得ることができる。
【００８５】
又、本発明方法においては、ケーソン内で掘削機の掘削アタッチメントを高く持ち上げる必要がないので、本発明方法によれば、ケーソンの上方の空中架線に掘削アタッチメントを接触させずに、安全に潜函工事を進めることができるという効果も得ることができる。
【００８６】
本発明方法において、ケーソン外ですくい取った残土をそのまま輸送車に積み込む場合には、残土置き場を設定する必要がないので、狭小地での地下室建設が容易になる上、工期を短縮して工費を節約することができるという効果が得られるのである。
【００８７】
又、本発明方法において、ケーソン内にショベル系掘削機を配置し、この掘削機で残土をトンネル内に投下した後、トンネル内のケーソン外側に押出す場合には、ショベル系掘削機では下縁に届かない程深く沈下させたケーソンの下側を潜るトンネルからでも残土をクラムシェルによってすくい取ることができるようになり、一層深い地下室を建設できるようになるなどの効果を得ることができる。
【００８８】
更に、本発明方法において、ケーソ内に掘削機を配置した後、ケーソンの上面の少なくとも一部を覆おう覆いが設けられる場合には、降雨、降雪などの悪天候時や、夏季の酷暑時や、冬季の厳寒時に、作業の安全性やオペレータの健康のために工事を中断する必要がなくなり、工期を短縮して工費を節約できるという効果を得ることができると共に、周囲への騒音の放散を抑制することができるという効果をも得ることができる。
【００８９】
ここで、本発明方法において、ケーソンの上面を全面的に覆う覆いが設けられる場合には、この効果を確実に得ることができるのであり、特にこの場合にケーソン内の空気と外気とを強制換気させる換気手段が設けられていると、ケーソン内に酸素欠乏雰囲気が滞留することを防止できるので、ケーソン内に良好な作業環境を確保できるという効果を得ることができる。
【００９０】
又更に、本発明方法において、ケーソン内の少なくとも一部分の空間を冷房及び／又は暖房する空調手段が設けられている場合には、ケーソン内に作業に適した温度環境を作り出して作業性を高めることができるという効果を得ることができる。
【００９１】
本発明方法においては、ケーソン内の掘削終了後にトンネルを埋め戻す必要があり、この埋め戻しの際に、前記トンネル内の土石類をケーソンの内外両方から突き固めたり、埋め戻す土石類に土質改良材を混入し、又は埋め戻した土石類に土質改良材を浸透させたりすると、後に埋め戻し部分が沈下することを防止できるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明方法の要領を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明方法の流れを概略的に示すフロー図である。
【図３】図３は、本発明方法の潜函工事の流れを示すフロー図である。
【符号の説明】
１  ケーソン
２  掘削機
３  小屋梁
４  覆い
６  掘削機
７  トンネル
【図１】
0003901512.tif 000002
【図２】
0003901512.tif 000003
【図３】
0003901512.tif 000004