(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中を推進するシールドマシンが地表面より鉛直に構築する立坑より先に該立坑の予定地内に到達するシールド先行到達部の立坑構築方法であって、該立坑の掘削が該シールドマシンの上部近傍に到達したとき、該立坑の掘削外径に沿って所定高さのセグメントを組立てると共に、該シールドマシンの外径が該立坑の外径と交差する該立坑の開口部には平面的に該立坑の外径に合せ、且つ、該立坑の軸方向は該シールドマシンの外径に沿う内径を有する所定高さの開口セグメントを配設した後、該開口セグメントと該シールドマシンの外周とを固着し、更に、該立坑の下部を次の開口セグメントの所定高さに合せて掘削し、次の開口セグメントを配設し、該シールドマシンの外周と固着し、該立坑の掘削と該開口セグメントの配設とを段階的に繰り返して行ない、該立坑の該開口部を構築することを特徴とするシールド先行到達部の立坑構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシールド先行到達部の立坑構築方法に関するものであり、特に、シールドマシンを立坑予定地内に先行して到達させた後、立坑を掘削する際、山留めとシールドマシンとの止水を早期に確実に行うためのシールド先行到達部の立坑構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールドマシンの到達は、立坑を先行して構築した後、該シールドマシンを土留め壁外面まで推進させ、地山を自立させながら該土留め壁を撤去し、その後、該シールドマシンを所定の位置まで推進させて到達させる方法がある。
【０００３】
一方、立坑を先行して構築した後、シールドマシンが到達する前に土留め壁を撤去する方法として、事前に土留め壁を撤去するために高い強度の地盤改良を施工した後、立坑内に隔壁を設置して該土留め壁を下部から上部に向けて撤去し、前記地盤改良部と該隔壁との間隙を弱強度のモルタルに置換した後に該シールドマシンを該隔壁まで推進し、その後、該隔壁を撤去してシールドマシンを該立坑内に到達させる方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、立坑を先行して構築した後、土留め壁を撤去してシールドマシンを立坑内に到達させる方法は、地山開放時が該立坑の構築時と該土留め壁の撤去時の２回あり、出水、湧水等による地山の崩壊を生じやすい。又、隔壁を設置し、土留め壁を弱強度モルタルに置換する方法は、隔壁の設置、モルタルの打設等の到達準備工の規模が大きくなり、地山の安定確保には最適な方法であるが工事期間、工事費用等が嵩む。
【０００５】
そこで、地山の開放も１回で済み、出水等による地山の崩壊の危険性も小さく、施工性も良く、コストダウンが図れるシールド先行到達部の立坑構築方法を得るために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、地中を推進するシールドマシンが地表面より鉛直に構築する立坑より先に該立坑の予定地内に到達するシールド先行到達部の立坑構築方法であって、該立坑の掘削が該シールドマシンの上部近傍に到達したとき、該立坑の掘削外径に沿って所定高さのセグメントを組立てると共に、該シールドマシンの外径が該立坑の外径と交差する該立坑の開口部には平面的に該立坑の外径に合せ、且つ、該立坑の軸方向は該シールドマシンの外周に沿う内径を有する所定高さの開口セグメントを配設した後、該開口セグメントと該シールドマシンの外周とを固着し、更に、該立坑の下部を次の開口セグメントの所定高さに合せて掘削し、次の開口セグメントを配設し、該シールドマシンの外周と固着し、該立坑の掘削と該開口セグメントの配設とを段階的に繰り返して行ない、該立坑の該開口部を構築するシールド先行到達部の立坑構築方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図４に従って詳述する。図１（ａ）は地中を推進するシールドマシン４のカッタディスク５が地表面１より鉛直に構築される立坑の予定地２内に到達したときの側断面を示し、該立坑の予定地２の周囲は予め薬液注入等で地盤改良部３を形成し、立坑掘削に備える。該地盤改良部３の範囲は立坑の自立のための強度的な要素や土質状態等による止水的要素より決定される。
【０００８】
次に図１（ｂ）に示すように、該地表面１より下部へ向けて平面的に所定の大きさの円形断面となる立坑２ａを掘削しながら周囲を土留め材としてのライナプレート６を配設し、所定深さの該立坑２ａを構築する。その後、該立坑２ａの掘削深さが該立坑の予定地２内に先行して到達している該シールドマシン４の上部近傍に到達したとき、図１（ｃ）に示すように山留め用の該ライナプレート６を所定高さの鋼製のセグメント７，７…に変更して該立坑２ａの掘削外径に沿ってリング状に組立てて該立坑２ａを構築する。更に、該シールドマシン４の外径が該立坑２ａの外径と交差する該立坑２ａの開口部Ｈには、工場で予め製作する平面的には該立坑２ａの外径に合せ、且つ、該立坑２ａの軸方向は該シールドマシン４の外径に沿う内径を持つ所定高さの開口セグメント１２を配設する。
【０００９】
次に、該開口セグメント１２及び他の開口セグメント８，９，１０…の該立坑２ａの該開口部Ｈでの配設状態を図２により説明する。図２（ａ）は該立坑２ａの該シールドマシン４の推進側のみを示したセグメントリングの平面であり、該立坑２ａの上部開口部Ｈは該開口セグメント１２を中心として両側に開口セグメント１１，１３を配設し、その後、一般用セグメント７，７…を連続して配設し、リング状の該立坑２ａを構成する。図２（ｂ）は、該立坑２ａの軸方向に対し、該シールドマシン４が直角方向に推進して円形の該開口部Ｈを形成するための開口セグメント８，９，１０…の配設状態を示す。該開口部Ｈは該立坑２ａの垂直方向へ所定高さ（５０cm）のセグメントを段階上に組み立てて形成する。配設位置は、該開口部Ｈの上下中央部に同じ形状の該開口セグメント１２，１２を左右対称に配設する。
【００１０】
又、該開口部Ｈの水平方向の中心線の左上方向と右下方向に該開口セグメント１２，１２に向かって、該開口部Ｈの中心点に対称に同じ形状の開口セグメント８，８、開口セグメント９，９、開口セグメント１０，１０及び開口セグメント１１，１１を段階上に配設する。更に、上部の該開口セグメント１２から該開口部Ｈの水平方向の中心線の右下方向と下部の該開口セグメント１２から該開口部Ｈの水平方向の中心線の左上方向の該開口セグメント８，８に向って該開口部Ｈの中心点に対称に、同じ形状の開口セグメント１３，１３、開口セグメント１４，１４、開口セグメント１５，１５及び開口セグメント１６，１６を段階上に配設して該開口部Ｈを形成する。
【００１１】
尚、各開口セグメント８，９，１０…の内径は、該開口部Ｈの施工のため後述するように予め該シールドマシン４の外周より少し間隙ｈを取るように製作し、又、各段の開口セグメント８，９，１０…の該開口部Ｈと反対方向には連続して一般用セグメント７，７…を配設して、平面上リング状に形成して該立坑２ａを構成する。
【００１２】
次に、図３により各開口セグメントを説明する。図３（イ−１）は該開口セグメント８の平面を、（イ−２）は側面を示し、平面図に於ては該開口部Ｈの垂直方向に対して上面又は下面となる鋼製の主桁２０を示し、その外周の円弧形状は該立坑２ａの掘削外径に合せた所定のピース長さに切断して製作する。該主桁２０，２０の上下面間には所定の高さになるように所定間隔に縦リブ２２，２２…を固着し、該縦リブ２２，２２…間であって、該主桁２０の幅方向中心部には上下の開口セグメントをボルト・ナット（図示せず）で締結するためのリング継ぎボルト孔２１，２１…を開穿する。又、該主桁２０の下方端面には図３（イ−２）の側面図に示すように、該主桁２０，２０間を所定の高さで固着するピース間継手板２３を設け、該継手板２３には該立坑２ａの円周方向のセグメントピースを所定の箇所で締結するためのピース間ボルト孔２４，２４，２４を開穿する。
【００１３】
更に、反対側の該主桁２０，２０間は、該開口部Ｈの形状に沿うように円フランジ２５を固着する。該円フランジ２５の内径は、前記したように該シールドマシン４の外周より少し間隙ｈを取るように製作される。又、該円フランジ２５より内側に後述する止水のために該円フランジ２５と断面Ｌ字型になるようにフラットバー２６を該主桁２０，２０間に固着する。
【００１４】
次に、図３（ロ−１）は該開口セグメント９の平面を、（ロ−２）は側面を示し、前記同様、該主桁２０，２０で上下面を構成し、該縦リブ２２，２２を所定間隔に固着し、一方の端面はピース間継手板２３を設け、他方の端面は該開口部Ｈの形状に沿う該円フランジ２５を設け、該主桁２０には該リング継ぎボルト孔２１，２１，２１を、又、該ピース間継手板２３には該ピース間ボルト孔２４，２４，２４を開穿する。図３（ハ−１），（ハ−２）は該開口セグメント１０の平面及び側面を示し、該開口セグメント１０の構成は該開口セグメント９と略同じであるが、形状は該開口部Ｈの位置関係により多少異なる。図３（ニ−１），（ニ−２）は該開口セグメント１１の平面及び側面を示し、該開口セグメント１１の構成は、前記の各開口セグメントと略同様であるが、該主桁２０，２０間の他方の端部が該開口部Ｈの位置関係により一部を該円フランジ２５と一部を該ピース間継手板２３とにより構成される。図３（ホ−１），（ホ−２）は、該開口セグメント１２の平面及び側面を示し、該主桁２０の一方は該開口部Ｈの位置関係によりすべて該開口部Ｈの形状に沿うように該円フランジ１２ａで構成される。又、該円フランジ１２ａより内側に後述する止水のために該円フランジ１２ａと断面Ｌ字型になるようにフラットバー１２ｂを該継手板２３，２３間に固着する。
【００１５】
図３（ヘ−１），（ヘ−２）は該開口セグメント１３の平面及び側面を示し、該開口セグメント１３の構成は、前記開口セグメント１１と略同じく該主桁２０，２０間の他方の端部が、該開口部Ｈの位置関係により一部を該円フランジ２５と一部を該ピース間継手板２３とにより構成される。図３（ト−１），（ト−２）は該開口セグメント１４の平面及び側面を示し、該開口セグメント１４の構成は、前記開口セグメント８と略同じであるが、形状は該開口部Ｈの位置関係により多少異なる。図３（チ−１），（チ−２）は該開口セグメント１５の平面及び側面を示し、該開口セグメント１５の構成は前記開口セグメント９と略同じであるが、形状は該開口部Ｈの位置関係により多少異なる。図３（リ−１），（リ−２）は該開口セグメント１６の平面及び側面を示し、該開口セグメント１６の構成は該開口セグメント１５と略同じであるが、形状は該開口部Ｈの位置関係により多少異なる。
【００１６】
次に、図４（ａ），（ｂ）により該開口セグメント１２の内径と該シールドマシン４の外周との間隙ｈを止水のために閉塞する方法を説明する。該立坑２ａの掘削が該シールドマシン４の上部に到達したとき、該シールドマシン４の上部スキンプレート４ａの外周に沿うように製作された該開口セグメント１２を配設する。該開口セグメント１２は図４（ｂ）に示すように、該開口部Ｈに於て該シールドマシン４の該スキンプレート４ａとの間に間隙ｈを有するように製作されている。又、該開口セグメント１２の断面は前述したように、前記円フランジ１２ａの内径幅と該円フランジ１２ａの先端とをＬ字型に前記フラットバー１２ｂを固着した形状に構成されている。
【００１７】
該開口セグメント１２を配設した後、該間隙ｈを閉塞できるように該スキンプレート４ａの形状に沿って製作された所定長さのアングル部材１７を速かに該シールドマシン４上に配設し、一方の刃先を該スキンプレート４ａに溶着すると共に、他方の刃先を該開口セグメント１２の該フラットバー１２ｂに溶着して、該間隙ｈを閉塞し、該立坑２ａと該シールドマシン４との止水を完全に確保することができる。このように、上部からの該立坑２ａの掘削を段階的（この場合５０cmごと）に行い、次の開口セグメントを配設するたびに該アングル部材１７を溶着して止水を行う。尚、該開口セグメント１２の該円フランジ１２ａ及び該フラットバー１２ｂに相当する部分は、他の開口セグメント８，９，１０…に於ては、図３に示すように該円フランジ２５及び該フラットバー２６である。又、各開口セグメントの形状、大きさ等はこれに限定されるべきではなく、立坑及び開口部の形状、大きさ等により適宜変更される。
【００１８】
而して、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００１９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明は立坑予定地内に先に到達しているシールドマシンの外径と立坑の外径と交差する該立坑の開口部に、予め工場で精度よく製作された開口セグメントを配設するので、該立坑の開口部の施工性が向上すると共に、速かに該シールドマシンの外周と精度よく固着して該立坑を掘削していくので、開口部の止水が即座に、しかも確実に実施でき、更に地山を開放している時間も短い。依って、従来のような鏡割り等の作業がなくなり、施工の安全性が向上する。
【００２０】
又、立坑予定地内にシールドマシンが到達後、該開口セグメントを用いて立坑を構築していくので、立坑の構築に関係なくシールドマシンの内部解体が行えることにより全体工期の短縮となり、工事費のコストダウンに寄与する等、正に著大なる効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態を示し、立坑予定地内にシールドマシンが到達したときの側断面図。
（ｂ）立坑掘削状態を示す側面図。
（ｃ）シールドマシン上部近傍のセグメント配設状態を示す正面図。
【図２】（ａ）開口セグメントの組立状態を示す一部切欠き平面図。
（ｂ）立坑開口部の正面図。
【図３】図２（ｂ）の開口部を形成する各開口セグメントのピースの平面及び側面図。
【図４】（ａ）シールドマシン上部の開口部を示す一部切欠き要部正面図。
（ｂ）図４（ａ）のＸ−断面図。
【符号の説明】
１        地表面
２        立坑予定地
２ａ      立坑
４        シールドマシン
７        セグメント
８〜１６  開口セグメント
Ｈ        開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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