(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に構築され、その側面の一部に開口部が設けられる沈設構造物の構築工法であって、筒状をなす沈設体を順次地中に沈設して、複数個積み重ねることにより前記沈設構造物を構築する構築工法において、
前記開口部の下側を補強するための下側水平補強部と、前記下側水平補強部の両端部において前記開口部の両脇を補強するための一対の水平垂直補強部とを含む下側水平補強沈設体を沈設する第１の沈設工程と、
前記沈設された水平補強沈設体の上に、前記開口部の両脇を補強するために前記各水平垂直補強部に整合するように配置される一対の垂直補強部を含む垂直補強沈設体を少なくとも一つ積み重ねて沈設する第２の沈設工程と、
前記沈設された垂直補強沈設体の上に、前記開口部の上側を補強するための上側水平補強部と、前記上側水平補強部の両端部において前記各垂直補強部に整合するように配置される一対の水平垂直補強部とを含む上側水平補強沈設体を沈設する第３の沈設工程と、
前記上下に整合し合う各水平垂直補強部及び各垂直補強部をそれぞれ貫通するように鉄筋又は形鋼を組み込む組込工程と、
前記鉄筋又は形鋼が組み込まれた各水平垂直補強部及び各垂直補強部の中にコンクリートを打ち込む打込工程と
を備えたことを特徴とする沈設構造物の構築工法。
【請求項２】
請求項１に記載の構築工法に使用される垂直補強沈設体であって、
複数のセグメントピースが互いに連結されて筒状に構成されることと、
前記垂直補強部は、前記複数のセグメントピースの間に組み込まれた垂直補強ピースであることと
を備えたことを特徴とする垂直補強沈設体。
【請求項３】
請求項２に記載の垂直補強沈設体に使用される垂直補強ピースであって、
上下の主桁、左右の継手板、外側のスキンプレート及び複数の縦リブより形成されたセグメントピースであって、前記主桁を貫通して開口する筒状体を有することを特徴とする垂直補強ピース。
【請求項４】
請求項２に記載の垂直補強沈設体に使用される垂直補強ピースであって、
上下の主桁、左右の継手板、外側のスキンプレート及び複数の縦リブより形成されたセグメントピースであって、前記主桁を貫通して開口する溝状体を有することを特徴とする垂直補強ピース。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載する垂直補強ピースであって、
前記筒状体又は前記溝状体が、鋼材により構成されていることを特徴とする垂直補強ピース。
【請求項６】
請求項３乃至請求項５のいずれか一つに記載する垂直補強ピースであって、
前記筒状体又は前記溝状体は、上下に積み重ねられる他の垂直補強ピースの筒状体又は溝状体と互いに連通するように配置されることを特徴とする垂直補強ピース。
【請求項７】
請求項３乃至請求項６のいずれか一つに記載する垂直補強ピースであって、
前記筒状体又は前記溝状体は、その中に前記鉄筋又は前記形鋼が配置され、さらにコンクリートが打ち込まれることにより、鉄筋−コンクリート構造又はスチール−鉄筋−コンクリート構造を構成することを特徴とする垂直補強ピース。
【請求項８】
請求項１に記載の構築工法に使用される水平補強沈設体であって、
複数のセグメントピースが互いに連結されて筒状に構成されることと、
前記水平補強部は、前記複数のセグメントピースの間に組み込まれて互いに連接された複数の水平補強ピースであることと、
前記水平垂直補強部は、前記連接された複数の水平補強ピースの両端部に組み込まれた一対の水平垂直補強ピースであることと
を備えたことを特徴とする水平補強沈設体。
【請求項９】
請求項８に記載の水平補強沈設体に使用される水平補強ピースであって、
上下に配置された主桁と、左右に配置された継手板と、外側に配置されたスキンプレートと、前記両継手板の間に配置された複数の縦リブとを含むセグメントピースであって、更に補強手段を備えたことを特徴とする水平補強ピース。
【請求項１０】
請求項８に記載の水平補強沈設体に使用される水平垂直補強ピースであって、
上下に配置された主桁と、左右に配置された継手板と、外側に配置されたスキンプレートと、前記両継手板の間に配置された複数の縦リブと、補強手段とを含むセグメントピースであって、前記主桁を貫通して開口する筒状体又は溝状体を有することを特徴とする水平垂直補強ピース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の筒形の沈設体を地中に積み上げて沈設することにより立坑等の沈設構造物を構築する構築工法に関する。詳しくは、沈設構造物の側面の一部に形成される開口部を補強する補強構造を備えた沈設構造物の構築工法及びその工法に使用される補強ピースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＰＣウェル、オープンケーソン等のように筒形の沈設体を地中に圧入して沈設し、立坑等の沈設構造物を構築するために、ＰＣウェル工法、圧入式オープンケーソン工法等に代表される圧入工法が採用されている。さらに、地中において、立坑の側面の一部に開口部を設けて、シールドを地中に貫入するための発進口や、シールドを到達させるための到達口にすることが行われている。又、開口部からトンネルに通じる横穴を空けることも行われている。
【０００３】
この種の開口部を設けた立坑を構築するには、沈設体を組み立て、その沈設体を地中へ圧入し、更にその沈設体内部の土砂を掘削するという一連の工程を複数回繰り返すことにより、一体化された複数の沈設体よりなる沈設構造物を地中に構築する。そして、その沈設構造物の内側において、開口部となる部位の周囲に縦横にＨ鋼を建て込み、そのＨ鋼をはり部材として開口部に加わる荷重を受け持つための補強構造を設ける。
【０００４】
図２８，２９に従来工法の一例を示す。図２８は従来工法の立坑１００の開口部周辺の軸心に垂直な断面図であり、図２９は開口部周辺の立坑１００の内面の展開図である。図２８は、図２９のＺ−Ｚ位置による断面図である。
【０００５】
図２８，２９に示すように、立坑１００は、沈設構造物１０１をＨ鋼１０２、１０３で補強した構造となっている。沈設構造物１０１は、複数の沈設ピース１０４を水平方向及び垂直方向に組み合わせることによって構成された短円筒状の沈設体１１０を順次地中に複数個沈設して積み重ねることにより構築される。開口部１０５は、沈設構造物１０１を地中に沈設した後、開削機械によって開削して、貫通されるものである。Ｈ鋼１０２，１０３は、開口部１０５の周囲を包囲すると共に、沈設構造物１０１の内周に沿って設けられる。各Ｈ鋼１０２，１０３は、それぞれ開口部１０５に加わる荷重を受け持つための補強材であり、Ｈ鋼１０２は垂直方向に配置され、Ｈ鋼１０３は水平方向に配置され、互いに組み合わされてはり部材が構成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構築工法によれば、沈設構造物１０１の内部にＨ鋼１０２，１０３が建て込まれるため、図２８に示すように、立坑１００の実質的な内径がＨ鋼１０２，１０３の内径Ｒ１となる。したがって、必要な内径Ｒ１を確保するためには、沈設構造物１０１の内径Ｒ２をＨ鋼１０２，１０３の分だけ大きく設定する必要があり、内径Ｒ２が大きくなる分だけ、沈設体内部の土砂の掘削量もそれだけ多くなる。
また、Ｈ鋼１０２，１０３の組立には、沈設構造物１０１の躯体内に作業員が入って作業する必要があり、手間がかかる上に、施工期間が長くなる原因となる。さらに、Ｈ鋼１０２，１０３を建て込むために構内足場が必要となり、このＨ鋼１０２，１０３の加工、組立に経費がかかるため、施工コストが高くなる原因となる。
【０００７】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、開口部を設けることを前提に構築される沈設構造物の構築作業の施工期間を短縮化すると共に坑内作業を減らして施工コストの低減を図ることを可能にした沈設構造物の構築工法及びその工法に使用される補強ピースを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明の沈設構造物の構築工法は、地中に構築され、その側面の一部に開口部が設けられる沈設構造物の構築工法であって、筒状をなす沈設体を順次地中に沈設して、複数個積み重ねることにより沈設構造物を構築する構築工法において、開口部の下側を補強するための下側水平補強部と、下側水平補強部の両端部において開口部の両脇を補強するための一対の水平垂直補強部とを含む下側水平補強沈設体を沈設する第１の沈設工程と、沈設された水平補強沈設体の上に、開口部の両脇を補強するために各水平垂直補強部に整合するように配置される一対の垂直補強部を含む垂直補強沈設体を少なくとも一つ積み重ねて沈設する第２の沈設工程と、沈設された垂直補強沈設体の上に、開口部の上側を補強するための上側水平補強部と、上側水平補強部の両端部において各垂直補強部に整合するように配置される一対の水平垂直補強部とを含む上側水平補強沈設体を沈設する第３の沈設工程と、上下に整合し合う各水平垂直補強部及び各垂直補強部をそれぞれ貫通するように鉄筋又は形鋼を組み込む組込工程と、鉄筋又は形鋼が組み込まれた各水平垂直補強部及び各垂直補強部の中にコンクリートを打ち込む打込工程とを備えるようにしたことを趣旨とする。
【０００９】
上記の発明の沈設構造物の構築工法の構成によれば、沈設構造物が構築される過程で第１から第３の沈設工程において、開口部の周囲が水平補強部、水平垂直補強部及び垂直補強部で囲われる。さらに、組込工程と打込工程において、開口部両脇に位置する各水平垂直補強部及び各垂直補強部に鉄筋及びコンクリートが付加される。
従って、沈設構造物が構築されたときにはその内部に開口部を補強するための補強構造が組み込まれることになり、沈設構造物が構築された後に改めて沈設構造物の内側に補強構造を建て込む必要がない。
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明の垂直補強沈設体によれば、請求項１に記載の構築工法に使用される垂直補強沈設体であって、複数のセグメントピースが互いに連結されて筒状に構成されることと、垂直補強部は、複数のセグメントピースの間に組み込まれた垂直補強ピースであることとを備えるようにしたことを趣旨とする。
【００１１】
上記の発明の垂直補強沈設体の構成によれば、沈設体が垂直補強ピースを含む複数のセグメントピースで構成されることから、施工現場への運搬が容易となり、現場での組立が可能となる。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明の垂直補強ピースによれば、請求項２に記載の垂直補強沈設体に使用される垂直補強ピースであって、
上下の主桁、左右の継手板、外側のスキンプレート及び複数の縦リブより形成されたセグメントピースであって、主桁を貫通して開口する筒状体を有することを趣旨とする。
【００１３】
上記の発明の垂直補強ピースによれば、請求項２の発明の作用に加え、垂直補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び筒状体で形成されることから、板材による軽量化が可能になる。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明の垂直補強ピースによれば、請求項２に記載の垂直補強沈設体に使用される垂直補強ピースであって、
上下の主桁、左右の継手板、外側のスキンプレート及び複数の縦リブより形成されたセグメントピースであって、主桁を貫通して開口する溝状体を有することを趣旨とする。
【００１５】
上記の発明の垂直補強ピースによれば、請求項２の発明の作用に加え、垂直補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び溝状体で形成されることから、板材による軽量化が可能になる。なお、溝状体が前記筒状体の一部を構成するものであってもよい。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３又は請求項４に記載する垂直補強ピースであって、筒状体又は溝状体が、鋼材により構成されていることを趣旨とする。
【００１７】
上記の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３又は請求項４の発明の作用に加え、筒状体又は溝状体が鋼材により構成されることから、高い強度が得られる。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３乃至請求項５のいずれか一つに記載する垂直補強ピースであって、
筒状体又は溝状体は、上下に積み重ねられる他の垂直補強ピースの筒状体又は溝状体と互いに連通するように配置されることを趣旨とする。
【００１９】
上記の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３乃至請求項５の発明の作用に加え、筒状体又は溝状体が上下に連通して一体化されることになり、鉄筋の組み込みとコンクリートの打ち込みが容易となる。
【００２０】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３乃至請求項６のいずれか一つに記載する垂直補強ピースであって、
筒状体又は溝状体は、その中に鉄筋又は形鋼が配置され、さらに溝状体の内側（沈設構造物の内側）に型枠を設けてコンクリートが打ち込まれることにより、鉄筋−コンクリート構造又はスチール−鉄筋−コンクリート構造を構成することを趣旨とする。
【００２１】
上記の発明の垂直補強ピースによれば、請求項３乃至請求項６の発明の作用に加え、開口部の補強構造が鉄筋−コンクリート構造又はスチール−鉄筋−コンクリート構造により形成されることから、所要の強度が得られる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項８に記載の発明の水平補強沈設体は、複数のセグメントピースが互いに連結されて筒状に構成されることと、水平補強部は、複数のセグメントピースの間に組み込まれて互いに連接された複数の水平補強ピースであることと、水平垂直補強部は、連接された複数の水平補強ピースの両端部に組み込まれた一対の水平垂直補強ピースであることとを備えたことを趣旨とする。
【００２３】
上記の発明の水平補強沈設体の構成によれば、沈設体が水平補強ピース及び水平垂直補強ピースを含む複数のセグメントピースで構成されることから、施工現場への運搬が容易となり、現場での組立が可能となる。
【００２４】
上記目的を達成するために、請求項９に記載の発明の水平補強ピースは、上下に配置された主桁と、左右に配置された継手板と、外側に配置されたスキンプレートと、両継手板の間に配置された複数の縦リブとを含むセグメントピースであって、更に補強手段を備えたことを趣旨とする。ここで、補強手段として、上下の主桁の間に別の主桁を配置したり、主桁、継手板、縦リブ及びスキンプレートの板厚を増したり、主桁、継手板、縦リブ及びスキンプレートの間に補強リブを設けたりすることができる。
【００２５】
上記水平補強ピースの構成によれば、請求項８の発明の作用に加え、水平補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート及び縦リブで形成され、更に補強手段を備えることから、板材による軽量化と所定強度の確保が可能になる。
【００２６】
上記目的を達成するために、請求項１０に記載の発明の水平垂直補強ピースは、上下に配置された主桁と、左右に配置された継手板と、外側に配置されたスキンプレートと、両継手板の間に配置された複数の縦リブと、補強手段とを含むセグメントピースであって、主桁を貫通して開口する筒状体又は溝状体を有することを趣旨とする。ここで、補強手段として、上下の主桁の間に別の主桁を配置したり、主桁、継手板、縦リブ及びスキンプレートの板厚を増したり、主桁、継手板、縦リブ及びスキンプレートの間に補強リブを設けたりすることができる。
【００２７】
上記水平垂直補強ピースの構成によれば、請求項８の発明の作用に加え、水平垂直補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び筒状体又は溝状体で形成され、補強手段を備えることから、板材による軽量化と所定強度の確保が可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の沈設構造物の構築工法及び補強ピースを具体化した第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は、第１の実施の形態の構築工法による沈設構造物１を示す正面図である。図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００２９】
図１，２に示すように、沈設構造物１は、円筒形の複数の沈設体１０が垂直方向に積み重ねられて構成されている。また、各沈設体１０は、複数のセグメントピース１１が円周方向に互いに接続されて短円筒形をなしている。開口部１２は、沈設構造物１が一旦構築された後に開削され、シールドを地中に貫入させるための発進口にするものである。この開口部１２の周囲には、開口部１２を補強するための補強構造２０が設けられる（図１には、便宜的に補強構造２０を複数の斜線を付して示す。）。
【００３０】
図１に示すように、補強構造２０には、通常のセグメントピース１１に代わって、開口部１２の上側及び下側に位置する複数の水平補強ピース１４と、開口部１２の上側及び下側の四隅に位置する水平垂直補強ピース１６と、開口部１２の左右両脇に位置する複数の垂直補強ピース１５とが適用される。
水平補強ピース１４は、請求項１の水平補強部に相当するものであり、開口部１２を上下からの荷重に対して補強するために、開口部１２の上下に水平に並べられて配置されている。垂直補強ピース１５は、請求項１の垂直補強部に相当するものであり、開口部１２を左右からの荷重に対して補強するために、開口部１２の両脇に垂直に積み重ねられて配置されている。水平垂直補強ピース１６は、請求項１の水平垂直補強部に相当するものであり、開口部１２を上下左右からの荷重に対して補強するためのものである。上記のように開口部１２の補強構造２０は、３種類の補強ピースを含む四角枠形に構成されている。
【００３１】
図３に沈設構造物１の開口部１２とその補強構造２０を展開して示す（ここでは、便宜的に補強構造２０を複数の斜線を付して示す。）。補強構造２０の上下両側に位置する各水平補強ピース１４及び各水平垂直補強ピース１６には、通常のセグメントピース１１の鋼板に対して、条件によって異なるが、例えば約３倍の厚さを有する鋼板が用いられている。また、補強構造２０の垂直部分であり、垂直に積み重ねられた複数の垂直補強ピース１５及び水平垂直補強ピース１６の内部には、鉄筋１８及びコンクリート１９が組み込まれる（図１，３には、便宜的に鉄筋１８及びコンクリート１９を複数の斜線を付して示す。）。
【００３２】
次に、図４，５を用いて、垂直補強ピース１５の構成を説明する。図４は垂直補強ピース１５の斜視図であり、図５は平面図である。図４，５に示すように、垂直補強ピース１５は概略は通常のセグメントピース１１と同様であり、上下両側の主桁３１、左右両側の継手板３２、外周面をなすスキンプレート３３及び複数の縦リブ３４からなる。また、それら主桁３１、継手板３２、スキンプレート３３、縦リブ３４を構成する材質は、セグメントピース１１と同様の鋼板であり、主桁３１、継手板３２には、隣合うセグメントピース１１又は垂直補強ピース等と接続してネジ止めするための複数のネジ孔３５が設けられている。さらに、垂直補強ピース１５には、ピースの中央部を縦方向に貫通する筒状体３６が設けられている。筒状体３６は、鋼板で筒状に構成されており、その両端部は主桁３１に設けられた筒状体開口孔３７に開口している。
【００３３】
次に、図６，７を用いて、水平補強ピース１４及び水平垂直補強ピース１６の構成を説明する。図６は水平補強ピース１４の斜視図であり、図７は水平垂直補強ピース１６の斜視図である。図６に示すように、水平補強ピース１５の概略は通常のセグメントピース１１と同様であり、上下両側の主桁３１、左右両側の継手板３２、外周面をなすスキンプレート３３及び複数の縦リブ３４からなる。また、それら主桁３１、継手板３２、スキンプレート３３、縦リブ３４を構成する材質を、セグメントピース１１の約３倍の板厚を有する鋼板とすることにより本発明の補強部としている。さらに、主桁３１、継手板３２には、隣合うピース等と接続してネジ止めするための複数のネジ孔３５が設けられている。
図７に示すように、水平垂直補強ピース１６は、基本構成を水平補強ピース１４と同じくし、それに加えて、ピースの中央部を縦方向に貫通する筒状体３６を含む。筒状体３６は、鋼板で筒状に構成されており、その両端部は主桁３１に設けられた筒状体開口孔３７に開口している。
【００３４】
図１〜３に示すように、垂直方向に連続して配置され、互いにネジ止めされて接続された複数の垂直補強ピース１５とその上下両端に配置された各水平垂直補強ピース１６は、それらの各筒状体３６の開口孔３７が上下に位置する別の補強ピース１５の開口孔３７と互いに連通する。そして、これら連通した筒状体３６の内部を貫通して鉄筋１８が配置され、さらに、一連の筒状体３６の内部にコンクリート１９が打ち込まれている。これによって、一連の筒状体３６、鉄筋１８及びコンクリート１９によるスチール−鉄筋−コンクリート構造（ＳＲＣ構造）よりなる補強構造２０の垂直部分が形成されている。
【００３５】
次に、この沈設構造物１の構築工法について、図８〜図２１の施工順序図を用いて説明する。（図８〜２１において、補強構造１２及びそれに相当する部分は、便宜的に複数の斜線を付して示される。）
【００３６】
まず、図８に示すように、施工場所の地表面４０上に刃口４１を据え付ける。
次に、図９に示すように、刃口４１の上に、通常のセグメントピース１１よりなるリングピース４２を組み立てる。
次に、図１０に示すように、圧入設備（図示しない）を利用して、刃口４１とリングピース４２よりなる第１の沈設体１０を地中に圧入する。圧入後、沈設体１０の内側をバケット系掘削機等で掘削する。ここまでの工程は通常の沈設体沈設工法と同様である。
【００３７】
次に、図１１に示すように、沈設された第１の沈設体１０の上に、開口部１２となるべき位置に対応して、一対の水平垂直補強ピース１６及び複数の水平補強ピース１４を組み込んだ水平補強沈設体４３を組み立てる。このとき、水平垂直補強ピース１６の下側の主桁３１に設けられた開口孔３７からの地下水のしみ込みを防ぐために、開口孔３７に止水剤４４を塗布しておく。この水平補強沈設体４３が、請求項１の下側水平補強沈設体に相当し、開口部１２の補強構造２０の下辺部を構成する。
【００３８】
さらに、図１２に示すように、水平補強沈設体４３の上に、水平垂直補強ピース１６に接続される一対の垂直補強ピース１５を含む垂直補強沈設体４５を組み立てる。この垂直補強沈設体４５では、一対の垂直補強ピース１５以外に通常のセグメントピース１１が用いられる。さらに、水平垂直補強ピース１６と垂直補強ピース１５の筒状体３６の接続部分に止水剤４４を塗布する。
【００３９】
続いて、図１３に示すように、組み立てられた水平補強沈設体４３と垂直補強沈設体４５とからなる沈設体１０を地中に圧入し、内部の土砂を掘削する。この図１１から図１３の工程が請求項１の第１の沈設工程に相当する。
【００４０】
次に、図１４に示すように、開口部１２の大きさに合わせて、垂直補強沈設体４５よりなる沈設体１０を複数個積み重ねて沈設する。この工程が請求項１の第２の沈設工程に相当する。
【００４１】
さらに、開口部１２の上部を補強するための水平補強沈設体４３を組み立て、同様に沈設する。この工程が請求項１の第３の沈設工程に相当する。
【００４２】
ここまでの工程の結果、図１４に示すように、複数の筒状体３６が垂直方向に互いに連続して筒状空間４６が形成される。また、このとき沈設された水平補強沈設体４３が、請求項１の上側水平補強沈設体に相当し、開口部１２の補強構造２０の上辺部を構成する。
【００４３】
次に、図１５に示すように、筒状空間４６内に鉄筋１８が組み込まれる。鉄筋１８は、筒状空間４６の大きさに合わせて予め外部で組み立てられ、クレーン４８等を利用して吊り込まれる。この工程が請求項１の鉄筋組込工程に相当する。
【００４４】
続いて、図１６に示すように、鉄筋１８が組み込まれた筒状空間４６の中にコンクリート１９を打ち込む。この工程が請求項１の打込工程に相当する。この段階で、補強構造２０の組み立てに必要な工程が終了する。
【００４５】
以上の工程が終了したら、図１７に示すように、さらに通常のリングピース４２を組み立てる。このとき、コンクリート１９が打ち込まれた筒状柱体４６の上端に接着剤４９を塗布してもよい。
【００４６】
さらに、図１８に示すように、組み立てられた沈設体１０を地中に沈設し、内部の土砂を掘削する。
【００４７】
上記の図１７と図１８の各工程を複数回繰り返すことにより、図１９に示すように、複数の沈設体１０を垂直方向に一体的に積み重ね、それらを所要の深度まで沈設する。このようにして、複数の沈設体１０よりなる沈設構造物１が地中に構築され、所要の深さ位置に補強構造２０が設置されることになる。
【００４８】
その後、補強構造２０のコンクリート１９が固まった段階で、図２０に示すように、刃口４１の内側に底版コンクリート５０として水中コンクリートを打設し、沈設構造物１内の水替えを行う。さらに、開口部１２の周辺地盤５１の地盤改良を行ってから、開削機を使用して開口部１２を開削する。
【００４９】
そして、図２１に示すように、開口部１２からシールド５２を通過させ、別途構築された他の沈設構造物１と接続する。さらに、沈設構造物１の内部に鉄筋等を建て込み、コンクリート５３を打ち込むことにより、沈設構造物１の内部構築を行う。これによって、沈設構造物１は立坑として完成する。
【００５０】
以上説明したように、この実施の形態の沈設構造物の構築工法によれば、複数の沈設体１０等を地中に順次に沈設して積み重ねる沈設構造物１を構築する過程において、開口部１２の周囲が水平補強部に相当する複数の水平補強ピース１４、水平垂直補強部に相当する複数の水平垂直補強ピース１６及び垂直補強部に相当する複数の垂直補強ピース１５で囲われる。さらに、開口部１２の両脇において垂直方向に連なる各水平垂直補強ピース１６及び各垂直補強ピース１５の筒状体３６に鉄筋１８及びコンクリート１９が付加される。これらの部材３６，１８，１９によってＳＲＣ構造体が構成される。即ち、複数の沈設体１０により沈設構造物１が構築される際に、沈設体１０に各補強ピース１４〜１６が組み込まれる。さらに、各垂直補強ピース１５に内蔵される筒状体３６が一体的に組み立てられた筒状柱体４６に鉄筋１８及びコンクリート１９が組み込まれることにより、補強構造２０の垂直部分が一体的に構成される。また、水平補強ピース１４及び水平垂直補強ピース１６が水平に連結されることにより、補強構造２０の水平部分が構成される。
従って、沈設構造物１が構築されたときには、その内部に開口部１２を補強するための補強構造２０が既に組み込まれることになり、沈設構造物１が構築された後に改めて沈設構造物１の内側に別途に補強構造を建て込む必要がない。このため、開口部１２を設けることを前提に構築される沈設構造物１の構築作業において、その施工期間を短縮化することができると共に、沈設構造物１の坑内作業を減らすことができ、沈設構造物１の施工コストの低減を図ることができるようになる。
【００５１】
また、構築された補強構造２０は沈設構造物１の内部に一体的に設けられるので、沈設構造物１それ自体の内径が完成後の立坑の内径となる。すなわち、沈設構造物１の内側に別途補強構造を建て込まない分だけ沈設構造物１の内径Ｒ２（図２参照）を大きくする必要が無く、従来例の沈設構造物１０１に比べて沈設構造物１の外径Ｒ（図２参照）を小さく設定すればよく、沈設体１０等の内側の掘削量も少なくなる。この意味でも、沈設構造物１の施工期間の短縮化と施工コストの低減を図ることができるようになる。
【００５２】
この実施の形態では、垂直補強沈設体１０が垂直補強ピース１５を含む複数のセグメントピース１１で構成される。従って、沈設体１０そのものを施工現場へ運搬するよりも、搬送車両への積み卸しや運搬が容易となり、施工現場での組立も可能となる。このため、垂直補強沈設体１０そのものを大がかりな重機で吊り上げて移動させる必要がなくなり、垂直補強沈設体１０の取り扱いを簡易なものにすることができる。
【００５３】
この実施の形態では、垂直補強ピース１５が主桁３１、継手板３２、スキンプレート３３、縦リブ３４及び筒状体３６で形成されることから、板材による軽量化が可能になる。この結果、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができる。
【００５４】
この実施の形態では、水平補強沈設体４３が水平補強ピース１４及び水平垂直補強ピース１６を含む複数のセグメントピース１１で構成される。従って、沈設体４３そのものを施工現場へ運搬するよりも、搬送車両への積み卸しや運搬が容易となり、施工現場での組立も可能となる。このため、水平補強沈設体４３そのものを大がかりな重機で吊り上げて移動させる必要がなくなり、水平補強沈設体４３の取り扱いを簡易なものにすることができる。
【００５５】
この実施の形態では、水平補強ピース１４及び水平垂直補強ピース１６が主桁３１、継手板３２、スキンプレート３３及び縦リブ３４又はそれらと筒状体３６とで形成されることから、板材による軽量化が可能になる。この結果、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができる。
【００５６】
この実施の形態では、垂直補強ピース１５において、鉄筋１８及びコンクリート１９を内包する筒状体３６が鋼材により構成されることから、所定の強度が得られる。このため、垂直補強ピース１５としての強度を高めることができる。
【００５７】
この実施の形態では、各垂直補強ピース１５の筒状体３６が、上下に積み重ねられる他の垂直補強ピース１５の筒状体３６と互いに連通するように配置される。従って、複数の筒状体３６が上下に連通して一体化されることになり、鉄筋１８の組み込みと、コンクリート１９の打ち込みが容易となる。このことにより、補強構造２０の組み込みを含む沈設構造物１の構築作業を円滑なものにすることができる。
【００５８】
この実施の形態では、開口部１２の補強構造２０がＳＲＣ構造により形成されることから、補強構造２０として所要の強度が得られる。このため、従来の沈設構造物１００におけるＨ鋼１０２を使用した補強構造と同程度又はそれ以上の強度を確保することができる。
【００５９】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の沈設構造物の構築工法に使用される補強ピースを具体化した第２の実施の形態を図面に従って説明する。尚、この実施の形態において、前記第１の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付して説明を省略し、以下には異なる点を中心に説明する。
【００６０】
図２２に本実施の形態の垂直補強ピース１５の斜視図を、図２３にその平面図をそれぞれ示す。この実施の形態では、垂直補強ピース２５の構成の点で第１の実施の形態と異なり、沈設構造物１の構築工法については第１の実施の形態のそれと同様である。図２２，２３に示すように、垂直補強ピース２５は、筒状体３６に代わって溝状体３８が設けられている。この溝状体３８は、垂直補強ピース２５の中央に位置する二つの縦リブ３４と、それらの間に配置された板３８ａとにより形成され、その両端が主桁３１に開口している。
【００６１】
沈設構造物１においては、上下に連なる複数の溝状体３８の中に鉄筋１８及びコンクリート１９が打ち込まれることにより、補強構造２０として開口部１２の両脇に位置する垂直部分が構成される。補強構造２０の水平部分は第１の実施の形態のそれと同様に構成される。
【００６２】
以上説明したようにこの実施の形態の沈設構造物１の構築工法に使用される垂直補強ピース２５によれば、第１の実施の形態のそれと同様の作用及び効果を得ることができる。該溝状体の沈設構造物の内側に鋼板を設けた筒状体であってもよい。
【００６３】
尚、この発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することができる。
【００６４】
（１）前記各実施の形態では、水平補強ピース１４の補強部を、図６に示すよに各構成部材３１〜３４の板厚を相対的に大きくすることにより具体化した。これに対し、図２４に示すように、各構成部材３１〜３４の板厚を相対的に大きくすることなく、上下の主桁３１の間に別の主桁１３１を配置することにより主桁３１の数を増やして補強部としたり、ピース１４の左右において継手板３２とスキンプレート３３との間に補強部としての補強リブ１３２を設けたりしてもよい。
【００６５】
（２）前記各実施の形態では、水平垂直補強ピース１６の補強部を、図７に示すように各構成部材３１〜３４の板厚を相対的に大きくすることにより具体化した。これに対し、図２６に示すように、各構成部材３１〜３４の板厚を相対的に大きくすることなく、上下の主桁３１の間に別の主桁１３１を配置することにより主桁３１の数を増やして補強部としたり、ピース１６の左右において継手板３２とスキンプレート３３との間に補強部としての補強リブ１３２を設けたりしてもよい。
（３）前記各実施の形態では、各沈設体１０を施工現場で組み立てるものとしたが、施工現場に隣接する他の場所で組み立てられた沈設体１０を、クレーン等を使用して施工場所へ移動させて設置するようにしてもよい。
【００６６】
（４）前記各実施の形態では、例えば、下側水平補強沈設体４３とその上に積み重ねられた垂直補強沈設体４５との二つを一度に一体的に沈設するようにしたが、各沈設体４３，４５をそれぞれ別々に沈設するようにすることもできる。
【００６７】
（５）前記各実施の形態では、上下に連なる複数の筒状体３６又は複数の溝状体３８の中に鉄筋１８を組み込んだが、鉄筋１８の代わりに形鋼を組み込むこともできる。溝状体が筒状体の一部であってもよい。
【００６８】
（６）前記各実施の形態では、上下に連なる鋼製よりなる複数の筒状体３６又は鋼製よりなる複数の溝状体３８の中に鉄筋１８を組み込み、更にその中にコンクリート１９を打ち込むことによりＳＲＣ構造を構成した。これに対し、各筒状体３６又は溝状体３８が鋼製でない場合には、その中に鉄筋１８を組み込み、更にその中にコンクリート１９を打ち込むことにより鉄筋−コンクリート構造（ＲＣ構造）を構成するようにしてもよい。コンクリートに接する鋼材に突起物を取り付けて鋼−コンクリートの合成を強化することも有効である。
【００６９】
（７）前記各実施の形態では、開口孔３７に止水剤４４を塗布したが、開口孔３７又はその周囲に止水材を設置してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、沈設構造物が構築される過程で第１から第３の沈設工程において、開口部の周囲が水平補強部、水平垂直補強部及び垂直補強部で囲われ、組込工程と打込工程において、開口部両脇に位置する各水平垂直補強部及び各垂直補強部に鉄筋及びコンクリートが付加される。
従って、沈設構造物が構築されたときにはその内部に開口部を補強するための補強構造が組み込まれることになり、沈設構造物が構築された後に改めて沈設構造物の内側に補強構造を建て込む必要がない。この結果、沈設構造物の構築作業の施工期間を短縮化することができると共に、沈設構造物の坑内作業を減らすことができ、施工コストの低減を図ることができるという効果を発揮する。
【００７１】
請求項２に記載の発明によれば、沈設体が垂直補強ピースを含む複数のセグメントピースで構成されることから、施工現場への運搬、施工現場での組み立てが可能となる。このため、垂直補強沈設体そのものを大がかりな重機で吊り上げて移動させる必要がなくなり、垂直補強沈設体の取り扱いを簡易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項２の発明の作用に加え、垂直補強ピースが、主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び筒状体で形成されることから、板材による軽量化が可能になる。このため、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２の発明の作用に加え、垂直補強ピースが、主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び溝状体で形成されることから、板材による軽量化が可能になる。このため、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７４】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３又は請求項４の発明の作用に加え、筒状体又は溝状体が鋼材によって構成されることから、高い強度が得られる。このため、垂直補強ピースとしての強度を高めることができるという効果を発揮する。
【００７５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３乃至請求項５の一つの発明の作用に加え、複数の筒状体又は溝状体が上下に連通して一体化されることになり、鉄筋の組み込みと、コンクリートの打ち込みが容易となる。この結果、補強構造の組み込みを含む沈設構造物の構築作業を円滑なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７６】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３乃至請求項６の一つの発明の作用に加え、開口部の補強構造が鉄筋−コンクリート構造又はスチール−鉄筋−コンクリート構造により形成されことから、補強構造として所要の強度が得られる。このため、従来の沈設構造物における補強構造と同程度又はそれ以上の強度を確保することができるという効果を発揮する。
【００７７】
請求項８に記載の発明によれば、沈設体が水平補強ピース及び水平垂直補強ピースを含む複数のセグメントピースで構成されることから、施工現場への運搬が容易となり、現場での組立が可能となる。このため、水平補強沈設体そのものを大がかりな重機で吊り上げて移動させる必要がなくなり、水平補強沈設体の取り扱いを簡易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７８】
請求項９に記載の発明によれば、請求項８の発明の作用及び効果に加え、水平補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート及び縦リブで形成され、更に補強手段を備えることから、板材による軽量化と所定強度の確保が可能になる。このため、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００７９】
請求項１０に記載の発明によれば、請求項８の発明の作用に加え、水平垂直補強ピースが主桁、継手板、スキンプレート、縦リブ及び筒状体又は溝状体で形成され、補強手段を備えることから、板材による軽量化と所定強度の確保が可能になる。このため、施工現場への運搬や、施工現場での取り扱いを更に容易なものにすることができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係り、沈設構造物を示す正面図である。
【図２】同じく、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】同じく、沈設構造物の補強構造等を示す展開図である。
【図４】同じく、垂直補強ピースを示す斜視図である。
【図５】同じく、垂直補強ピースを示す平面図である。
【図６】同じく、水平補強ピースを示す斜視図である。
【図７】同じく、水平垂直補強ピースを示す斜視図である。
【図８】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図９】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１０】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１１】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１２】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１３】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１４】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１５】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１６】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１７】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１８】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図１９】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図２０】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図２１】同じく、沈設構造物の構築工法を説明する施工順序図である。
【図２２】第２の実施の形態に係り、垂直補強ピースを示す斜視図である。
【図２３】同じく、垂直補強ピースを示す平面図である。
【図２４】別の実施の形態に係り、水平補強ピースを示す斜視図である。
【図２５】同じく、水平補強ピースを示す斜視図である。
【図２６】同じく、水平垂直補強ピースを示す斜視図である。
【図２７】同じく、水平垂直補強ピースを示す斜視図である。
【図２８】従来の沈設構造物を示す平面図である。
【図２９】従来の沈設構造物の補強構造等を示す展開図である。
【符号の説明】
１      沈設構造物
１０    沈設体
１２    開口部
１４    水平補強ピース
１５    垂直補強ピース
１６    水平垂直補強ピース
１８    鉄筋
１９    コンクリート
２５    垂直補強ピース
３６    筒状体
３８    溝状体
４３    水平補強沈設体
４５    垂直補強沈設体
１３１  主桁（補強部を構成する。）
１３２  補強リブ（補強部を構成する。）
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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