(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土留め壁に設けられた開口の内側に配された、開口を有する開口部板材と、前記土留め壁と前記開口部板材との間に前記開口部板材の開口を開閉するために移動可能に配された開閉板と、前記開口部板材と前記土留め壁との間において、前記開口部板材の開口及び前記土留め壁の開口の周囲を枠状に囲んで配された、前記開口部板材と前記土留め壁とを接続する接続部材と、前記接続部材に設けられた、前記開閉板を移動可能に挿通するためのスリットと、前記開口部板材と前記開閉板とを固定するための固定手段とを備え、前記固定手段は、前記開口部板材に設けられた複数のねじ孔と、前記開口部板材に設けられた前記ねじ孔に螺合可能なボルトと、前記開閉板に設けられた、前記ねじ孔に螺合されたボルトを挿通するための複数の孔と、前記開口部板材の前記ねじ孔に螺合され及び前記開閉板の前記孔に挿通されたボルトと螺合して、前記開口部板材と前記開閉板とを固定するためのナットと、前記開口部板材と前記開閉板との間において前記開口部板材に固定されて配された補強部材とを備えることを特徴とする、立坑の開口部構造。
【請求項２】
前記ボルトの回転と共に前記ナットを回転させない回転阻止手段が前記開閉板に設けられている請求項１記載の、立坑の開口部構造。
【請求項３】
前記開口部板材には、前記開口部板材と前記開閉板との隙間を充填するためのパッキンが配され、前記接続部材には、前記スリットと前記開閉板との隙間を充填するためのパッキンが配されている請求項１又は２記載の、立坑の開口部構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばセグメントを複数連結して地下に沈設して構築された立坑から掘削機を発進させてトンネルを形成するときに、掘削機の発進口や到達口を構成可能な立坑の開口部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばシールド掘削機等の掘削機によってトンネルや地下空間を構築する場合、まず、トンネルを掘削しようとするルートの両端部あるいは中間部に、掘削機を発進、到達させるための立坑（発進立坑及び到達立坑）を構築し、掘削機を発進立坑内部へ降ろし、降ろした掘削機を発進立坑から発進させて所定のルートを掘削した後に到達立坑へ到達させる。
【０００３】
立坑の構築には種々の工法があり、例えば、アーバンリング工法等が知られている。構築する立坑の大深度化に伴ない、立坑を構成する土留め壁の外部には非常に大きな土圧や水圧が作用し、掘削機を発進させるために土留め壁を取り壊した際に、その部分の土砂が崩壊して立坑内に流入し、掘削機を発進させることができない問題がある。
【０００４】
そこで、従来は、開口時に周囲の地山が崩壊するのを防止するためあるいは地下水の立坑内への流入を防止するために、発進口の前方に地盤改良部あるいは凍結部を形成する方法が行なわれている（以下、「先行技術１」という）。
【０００５】
しかし、先行技術１は、地盤改良部や凍結部の形成に多くの費用と工期を必要とするといった問題がある。
【０００６】
このため、発進口周囲の地盤改良工事をせずに掘削機を発進することができる工法が求められ、特開平１０−２０５２８０号公報には下記に示すシャッタを用いるトンネル施行方法が開示されている。
【０００７】
発進立坑を構成する土留め壁（構築壁等ともいう）に設けた発進口は、掘削機により掘削可能な封止材により封鎖されている。更に、発進口には開閉可能なシャッタが設けられている。シャッタは、発進立坑の周囲の土圧、水圧を支持できる強度を備える。更に、掘削機の発進の際に発進立坑内に形成される圧力室の充填材が、シャッタの解放時にシャッタと構築壁との間から漏れるのを防止するための漏出防止部材が、シャッタに設けられている。シャッタと掘削機との間に構築壁外部の圧力に対抗する圧力室を形成し、その後、シャッタを移動して発進口を解放し、掘削機により発進口を封鎖している封止材を掘削して掘削機を発進立坑の外に向けて発進させる（以下、「先行技術２」という）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、先行技術よりも簡便な装置により掘削機の発進口や到達口を構成可能な立坑の開口部構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、土留め壁に設けられた開口の内側に配された、開口を有する開口部板材と、前記土留め壁と前記開口部板材との間に前記開口部板材の開口を開閉するために移動可能に配された開閉板と、前記開口部板材と前記土留め壁との間において、前記開口部板材の開口及び前記土留め壁の開口の周囲を枠状に囲んで配された、前記開口部板材と前記土留め壁とを接続する接続部材と、前記接続部材に設けられた、前記開閉板を移動可能に挿通するためのスリットと、前記開口部板材と前記開閉板とを固定するための固定手段とを備え、前記固定手段は、前記開口部板材に設けられた複数のねじ孔と、前記開口部板材に設けられた前記ねじ孔に螺合可能なボルトと、前記開閉板に設けられた、前記ねじ孔に螺合されたボルトを挿通するための複数の孔と、前記開口部板材の前記ねじ孔に螺合され及び前記開閉板の前記孔に挿通されたボルトと螺合して、前記開口部板材と前記開閉板とを固定するためのナットと、前記開口部板材と前記開閉板との間において前記開口部板材に固定されて配された補強部材とを備えることに特徴を有するものである。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記ボルトの回転と共に前記ナットを回転させない回転阻止手段が前記開閉板に設けられていることに特徴を有するものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、前記開口部板材には、前記開口部板材と前記開閉板との隙間を充填するためのパッキンが配され、前記接続部材には、前記スリットと前記開閉板との隙間を充填するためのパッキンが配されていることに特徴を有するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、この発明の実施の形態に係る開口部板材と開閉板とを示す正面図、図２は、断面図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４は、図３の部分拡大図、図５は、開口部板材と開閉板のボルトとナットによる固定状態を示す断面図である。
【００１５】
図１〜５に示すように、筒型の立坑１は、例えば、アーバンリング工法により構築される。立坑１を構成する土留め壁２は、鋼製セグメント等からなっている。立坑１が筒型の場合には土留め壁２はやや彎曲している。土留め壁２には、開口部鋼板４よりやや小さい四角形の開口３が設けられている。開口３は掘削機１５（図８、１９参照）が通過可能な大きさを有している。
【００１６】
開口３の内側、即ち、立坑１の内部には、土留め壁２とほぼ平行に、四角形の開口部鋼板（開口部板材）４が配されている。開口部鋼板４は土留め壁２とほぼ同じ曲率で彎曲している。立坑には、本例のような筒型の他にも角型や小判型等があり、立坑を構成する土留め壁２の形状（彎曲の有無等）に合わせて開口部鋼板４を作成する。開口部鋼板４には円形の開口５が設けられている。開口５は掘削機が通過可能な大きさを有している。
【００１７】
開口部鋼板４は、開口部鋼板４と土留め壁２との間において、開口３及び開口５の周囲を四角く枠状に囲んで配された接続鋼板（接続部材）６によって、土留め壁２に接続されて取付けられている。
【００１８】
土留め壁２と開口部鋼板４との間には、四角形のスライド鋼板（開閉板）７が土留め壁２及び開口部鋼板４とほぼ平行に配されている。スライド鋼板７は、開口部鋼板４の開口５を閉塞可能な大きさを有している。スライド鋼板７も土留め壁２及び開口部鋼板４とほぼ同じ曲率で彎曲している。接続鋼板６の上部６ａには、スライド鋼板７を挿通可能な、スライド鋼板７の断面積よりもやや大きな面積のスリット１２が設けられている（図４）。スライド鋼板７はスリット１２に挿通されて配されており、土留め壁２及び開口部鋼板４とほぼ平行な方向に上下にスライド移動可能である。スライド鋼板７は、その下端を接続鋼板６の下部６ｂと近接させて開口５を閉塞し、このとき、その上端部が接続鋼板６の上部６ａよりもやや上方に突出する高さを有している（図１）。
【００１９】
図１〜５に示すように、開口部鋼板４には、開口部鋼板４とスライド鋼板７との隙間を充填するためのゴムパッキン１３、１３が、開口５の周囲の上下及び左右の全周にわたり配されている。更に、接続鋼板６の上部６ａの下部には、スリット１２とスライド鋼板７との隙間を充填するためのゴムパッキン１４がスリット１２の全長にわたり配されている。
【００２０】
開口部鋼板４には複数のねじ孔８が、スライド鋼板７には複数の孔９が、それぞれ設けられている（図４）。スライド鋼板７により開口５を閉塞したら、ねじ孔８にボルト１０を螺合し、更に、孔９に挿通し、次いで、ボルト１０にナット１１を螺合し締め付けて、開口部鋼板４とスライド鋼板７とを固定することができる。開口部鋼板４とスライド鋼板７との間には、スペーサ（補強部材）２６がボルト１０の周囲を覆うようにして、開口部鋼板４に固定されて配されている。スペーサ２６は、ボルト１０及びナット１１によって開口部鋼板４とスライド鋼板７とを固定するときに両板４、７間に介在して両板４、７の強度を保持する。
【００２１】
開口５を開けるときは、ボルト１０を緩めながら孔９から抜けばナット１１が落下し、スライド鋼板７を上方に引抜くことができる。なお、ナット１１がボルト１０と共に回転するような場合には、ナット１１がボルト１０と共に回転しない回転阻止手段を設ける。図５（ａ）、（ｂ）に示すように、スライド鋼板７の孔９部にナット１１が嵌合可能な凹みを設け、そこにナット１１を嵌め込めば、ナット１１はボルト１０と共に回転しない。また、ボルト１０がねじ孔８に螺合することによりねじ孔８から地下水が漏れたり吹き出すことはない。
【００２２】
開口部鋼板４は、枠状の接続鋼板６によって土留め壁２に漏れなく接続されて取付けられているので、スライド鋼板７によって開口部鋼板４の開口５を閉塞することにより、立坑１の内と外とは遮断される。（図３）。
【００２３】
【実施例】
次に、この発明の開口部構造を、発進口及び到達口に適用する実施例を説明する。図６〜２０は、この発明の実施例に係る図面であり、図６〜１１は、本発明を発進口に適用する例、図１２〜１８は、到達口に適用する例を示し、図１９（Ａ）〜（Ｇ）は、立坑を構築してトンネルを掘削する工事全体の概略工程図、図２０は、立坑を構築する際の様子を示す図である。
【００２４】
立坑１は、例えば、アーバンリング工法等により構築される。実施例に示すアーバンリング工法では、まず、地上において中空筒体１９を据え付ける｛図１９（Ａ）｝。この中空筒体をアーバンリングという。この中空筒体（アーバンリング）１９は、鋼製セグメント等からなる複数のピース部材２０を連結して組み立てる。中空筒体１９の内部を掘削すると同時に、最上端から加圧を行い、中空筒体１９を地下に埋設する。中空筒体１９の最上端にはピース部材２０が順次連結され、中空筒体１９の上下方向の全長が増加する｛図１９（Ａ）、（Ｂ）｝。そして、掘削と加圧を繰り返すことで、地中深く土留め壁（沈設体）２が構築される｛図１９（Ｃ）｝。
【００２５】
立坑（発進立坑、到達立坑）を構築する際の様子｛図１９（Ｂ）｝を詳しく説明する。図２０に示すように、中空筒体１９が加圧され沈設されるスペースの周囲には、予め複数のグランドアンカー２２が打ち込まれ、このグランドアンカー２２に接続されたアンカワイヤー２４は、中空筒体１９の上方に備えられる上部ビーム２１に固定される。中空筒体１９の上部には保護リング２３を介して圧入桁２５が乗せられ、この圧入桁２５と上部ビーム２１との間に、ジャッキ受け台２７及び圧入ジャッキ２９が設けられる。圧入ジャッキ２９が働いて上部ビーム２１と圧入桁２５の間を広げると、圧入力が圧入桁２５及び保護リング２３を介して中空筒体１９に伝えられ、中空筒体１９は下方へ地盤に向かって圧入される。また、掘削機の一種であるハンマーグラブバケット３１がワイヤー３３によって吊下げられ、中空筒体１９内部の地盤を掘削する。このようにして、中空筒体１９が地下に沈設され、立坑１が構築される。
【００２６】
このようにして構築された立坑（発進立坑）１から掘削機１５を発進する。図６〜１１において、図７、９、１１は、図６、８、１０の側面図である。図６、７に示すように、立坑１から掘削機１５を発進させるまでは、スライド鋼板７はボルト１０及びナット１１により開口部鋼板４に固定され、開口５はスライド鋼板７により閉塞されている。立坑１に、掘削機１５を吊り下ろす｛図１９（Ｄ）｝。次いで、図８、９に示すように、立坑１内において、パッキン１７を装着したユニット１６を開口５に取付ける。次いで、ユニット１６に掘削機１５を装着し、スライド鋼板７と掘削機１５との間に形成された空間（圧力室）に地山と対抗した水圧又は泥土圧をかける。次いで、図１０、１１に示すように、ボルト１０を緩める。このときナット１１はボルト１０と共廻りせず、ボルト１０がねじ孔８、孔９から抜ければナット１１が落下する（図５）。次いで、スライド鋼板７を上方に引抜く。この後、掘削機１５を発進させて、トンネル３０を立坑（到達立坑）１まで掘削する｛図１９（Ｅ）、（Ｆ）｝。
【００２７】
図１２〜１８において、図１２、１４は、図１３、１５の平面図である。所定のルートの最終端に構築された立坑（到達立坑）１に掘削機１５が到達する｛図１２〜１５、図１９（Ｇ）｝。図１２、１３に示すように、立坑（到達立坑）１では、スライド鋼板７により開口５が閉塞されている。次いで、図１４、１５に示すように、立坑１内において、パッキン１７及び閉塞板１８を装着したユニット１６を開口５の内側に取付ける。そして、スライド鋼板７と閉塞板１８との間に地山側と対抗する水圧又は泥土圧をかける。次いで、図１６に示すように、ボルト１０を緩めてナット１１を落下せしめ、スライド鋼板７を上に引抜いて開口５を開放する。次いで、図１７に示すように、到達した掘削機１５をユニット１６内に推進せしめ、パッキン１７を膨らませて掘削機１５の外周部に押付ける。次いで、図１８に示すように、閉塞板１８を撤去し、トンネルが貫通する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の立坑の開口部構造によれば、下記に示す有用な効果がもたらされる。
▲１▼  アーバンリング工法等により構築された立坑の土留め壁に、掘削機が通過可能な開口を有する開口部板材が枠状の接続部材によって漏れなく接続されて取付けられているので、開閉板によって開口部板材の開口を閉塞することにより立坑の内と外とを遮断することができ、掘削機の発進口や到達口を構成することができる。
▲２▼  開口部板材と開閉板とがボルトとナットの結合により一体化し、剛性を高めることができる。
▲３▼  ボルトと共にナットが回転しないのでボルトを緩めればナットが落下し、立坑の内側からの作業によって開閉板を開口部板材から取り外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る正面図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】開口部板材と開閉板のボルトとナットによる（ａ）は固定状態、（ｂ）はナットが落下する状態を示す断面図である。
【図６】この発明を発進口に適用する実施例を示す平面図である。
【図７】図６の側面図である。
【図８】この発明を発進口に適用する実施例を示す平面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】この発明を発進口に適用する実施例を示す平面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【図１２】この発明を到達口に適用する実施例を示す平面図である。
【図１３】図１２の側面図である。
【図１４】この発明を到達口に適用する実施例を示す平面図である。
【図１５】図１４の側面図である。
【図１６】この発明を到達口に適用する実施例を示す側面図である。
【図１７】この発明を到達口に適用する実施例を示す側面図である。
【図１８】この発明を到達口に適用する実施例を示す側面図である。
【図１９】（Ａ）〜（Ｇ）は、立坑を構築してトンネルを掘削する工事全体の概略工程図である。
【図２０】立坑を構築する際の様子を示す概略図である。
【符号の説明】
１  立坑
２  土留め壁
３  土留め壁の開口
４  開口部鋼板
５  開口部鋼板の開口
６  接続鋼板
６ａ  接続鋼板の上部
６ｂ  接続鋼板の下部
７  スライド鋼板
８  開口部鋼板のねじ孔
９  スライド鋼板の孔
１０  ボルト
１１  ナット
１２  スリット
１３  パッキン
１４  パッキン
１５  掘削機
１６  ユニット
１７  パッキン
１８  閉塞板
１９  中空筒体
２０  ピース部材
２１  上部ビーム
２２  グランドアンカー
２３  保護リング
２４  アンカーワイヤー
２５  圧入桁
２６  スペーサ
２７  ジャッキ受け台
２９  圧入ジャッキ
３０  トンネル
３１  ハンマーグラブバケット
３３  ワイヤー
【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】
0004323075.tif 000014
【図１４】
0004323075.tif 000015
【図１５】
0004323075.tif 000016
【図１６】
0004323075.tif 000017
【図１７】
0004323075.tif 000018
【図１８】
0004323075.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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