JP3801229B2 - 地中湾曲部材およびその築造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、種々な形状の構造物や支持基盤の防護に応じられ、その防護能力を向上できるとともに、その工費の低減を図れる地中湾曲部材およびその築造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法において地山安定処理工法は、一般にシールド工事の安全や能率向上を目的に採用される。
例えば、特開平４ー２８１９９０号では、曲線ボーリング装置を使用してシールドトンネルの内部から拡幅部を掘削し、この掘削孔に曲管を埋設後、該曲管から内管を引き抜き、代わりに地盤改良用注入管を挿入して、該注入管に凍結剤やセメントミルクを注入し、当該拡幅部分の地盤を改良後、拡幅工事を行うようにしている。
【０００３】
しかし、この従来の方法は、凍結剤を駆使した場合、工費が非常に高価になるとともに、該工法の採否が地山の含水比に左右され、また地盤改良用注入管にセメントミルクを注入する場合、セメントミルクの填充や管内空気の除去に特別な配慮を要し、在来の鉛直管に対する注入法では対応できない。
更に、上記方法は拡幅部を曲管で支持しているため、所定の支持強度を得られる反面、多数の曲管を要して工費が嵩む、という問題がある。
【０００４】
ところで、従来より地山安定処理工法ないし周辺構造物の防護工法として縁切り工法が採用され、該工法のなかには柱列式連続地中壁方式や壁式連続地中壁方式があり、これらは柱列杭や連続壁を遮断壁として施工し、地山の緩みや地盤沈下の影響が構造物に及ばないようにしていた。
【０００５】
しかし、上記柱列杭や連続壁は直杆状ないし平板状で、これらを鉛直に築造しているため、施工条件が限られ、その施工範囲が限られるうえに、異形の構造物や支持基盤に応じた配置に限界があって、十分な防護能力を得られなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題を解決し、種々な形状の構造物や支持基盤の防護に応じられ、その防護能力を向上できるとともに、その工費の低減を図れる地中湾曲部材およびその築造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、填充部材の外周面を填充袋で被覆した湾曲柱を地山に複数敷設した地中湾曲部材において、前記湾曲柱を、湾曲掘削孔の長さの全域に亘って配置し、相隣接する前記湾曲柱をその横断面径以下に近接配置して、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密かつきめ細かに防護でき、かつその支持強度を強化するようにしている。
請求項２の発明は、相隣接する前記湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結し、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密、かつきめ細かに防護できるとともに、隣接する湾曲柱の連結強度を強化し、かつその支持強度を強化できる、連続湾曲壁状の地中湾曲部材を提供している。
請求項３の発明は、セメントを貧配合した填充部材を填充した湾曲柱と、セメントを富配合した填充部材を填充した湾曲柱とを、交互に配置し、強度と工費を合理的に設計した地中湾曲部材を提供している。
請求項４の発明は、横断面を略数珠形状に形成し、地山との接触面積を増加させて、湾曲柱を地山に強固に固定し得るようにしている。
請求項５の発明は、地山に複数の湾曲掘削孔を掘削し、前記湾曲掘削孔の長さの全域に亘って曲管を敷設し、該曲管に填充袋を挿入後、前記曲管を引き抜くとともに、前記填充袋に填充部材を填充して湾曲柱を形成する地中湾曲部材の築造方法において、相隣接する曲管を、その横断面径以下に近接配置し、前記曲管の長さの全域に亘って填充袋を挿入後、該填充袋に填充部材を填充し、かつ該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、曲線ボ−リング装置等の掘削機の移動距離を短縮し、掘削作業の能率向上を図るとともに、掘削孔の煩雑な閉塞作業の解消と工費の低減を図り、また填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、曲管を引き抜いて填充袋に填充部材を填充する方法に比べ、湾曲柱を確実かつ安全に、しかも精密に形成するようにしている。
請求項６の発明は、地山に敷設した前記湾曲柱の間に、該湾曲柱の断面を一部切除して曲線状の掘削孔を掘削し、該掘削孔に曲管を敷設して、曲管の切削を回避し、掘削孔の掘削を安全かつ容易に行なうようにしている。
請求項７の発明は、前記曲管に填充袋を挿入し、該填充袋に填充部材を填充し、該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、相隣接する湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結し、填充部材に所定の強度を確保した後、曲管を引き抜くことによって、填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、相隣接する湾曲柱の連結強度を強化するようにしている。
請求項８の発明は、前記掘削孔に注入部材を供給可能な空洞填充パイプを外周部に取り付けた曲管を敷設し、空洞填充パイプと曲管を同時に敷設することによって、それらの敷設を合理的に施工するようにしている。
請求項９の発明は、前記填充袋の外径は、前記曲管の内径より若干小径で、填充袋に填充部材を充填した際、前記曲管と填充袋の間に微小な間隙を形成し、曲管を円滑かつ能率良く引き抜けるようにしている。
請求項１０の発明は、前記曲管の引き抜き時、前記空洞填充パイプを介して、曲管の外側の掘削孔に注入部材を充填し、注入部材の充填を合理的に行なうようにしている。
請求項１１の発明は、前記曲管の内部に弾性を有する離管材を挿入し、曲管の引き抜きを促すようにしている。
請求項１２の発明は、前記填充袋の内面に脱気管を配置し、該管の一端を大気に開放し、填充袋内に滞留する空気を確実に外部に排出し得るようにしている。
請求項１３の発明は、前記湾曲柱の間を湾曲柱に沿って掘削し、該掘削穴にコンクリ−トまたはモルタル等の連結部材を打設して湾曲柱を連結し、湾曲柱の連結を容易に施工できるようにしている。
【０００８】
【作用】
請求項１の発明は、填充部材の外周面を填充袋で被覆した湾曲柱を地山に複数敷設した地中湾曲部材において、前記湾曲柱を、湾曲掘削孔の長さの全域に亘って配置し、相隣接する前記湾曲柱をその横断面径以下に近接配置して、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密かつきめ細かに防護でき、かつその支持強度を強化する。
請求項２の発明は、相隣接する前記湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結し、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密、かつきめ細かに防護できるとともに、隣接する湾曲柱の連結強度を強化し、かつその支持強度を強化できる、連続湾曲壁状の地中湾曲部材を提供する。
請求項３の発明は、セメントを貧配合した填充部材を填充した湾曲柱と、セメントを富配合した填充部材を填充した湾曲柱とを、交互に配置し、強度と工費を合理的に設計した地中湾曲部材を提供する。
請求項４の発明は、横断面を略数珠形状に形成し、地山との接触面積を増加させて、湾曲柱を地山に強固に固定する。
請求項５の発明は、地山に複数の湾曲掘削孔を掘削し、前記湾曲掘削孔の長さの全域に亘って曲管を敷設し、該曲管に填充袋を挿入後、前記曲管を引き抜くとともに、前記填充袋に填充部材を填充して湾曲柱を形成する地中湾曲部材の築造方法において、相隣接する曲管を、その横断面径以下に近接配置し、前記曲管の長さの全域に亘って填充袋を挿入後、該填充袋に填充部材を填充し、かつ該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、曲線ボ−リング装置等の掘削機の移動距離を短縮し、掘削作業の能率向上を図るとともに、掘削孔の煩雑な閉塞作業の解消と工費の低減を図り、また填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、曲管を引き抜いて填充袋に填充部材を填充する方法に比べ、湾曲柱を確実かつ安全に、しかも精密に形成する。
請求項６の発明は、地山に敷設した前記湾曲柱の間に、該湾曲柱の断面を一部切除して曲線状の掘削孔を掘削し、該掘削孔に曲管を敷設して、曲管の切削を回避し、掘削孔の掘削を容易に行なうとともに、隣接する湾曲柱の連結強度を強化する。
請求項７の発明は、前記曲管に填充袋を挿入し、該填充袋に填充部材を填充し、該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、相隣接する湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結し、填充部材に所定の強度を確保した後、曲管を引き抜くことによって、填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、相隣接する湾曲柱の連結強度を強化する。
請求項８の発明は、前記掘削孔に注入部材を供給可能な空洞填充パイプを外周部に取り付けた曲管を敷設し、空洞填充パイプと曲管を同時に敷設することによって、それらの敷設を合理的に施工する。
請求項９の発明は、前記填充袋の外径は、前記曲管の内径より若干小径で、填充袋に填充部材を充填した際、前記曲管と填充袋の間に微小な間隙を形成し、曲管を円滑かつ能率良く引き抜ける。
請求項１０の発明は、前記曲管の引き抜き時、前記空洞填充パイプを介して、曲管の外側の掘削孔に注入部材を充填し、注入部材の充填を合理的に行なう。
請求項１１の発明は、前記曲管の内部に弾性を有する離管材を挿入し、曲管の引き抜きを促す。
請求項１２の発明は、前記填充袋の内面に脱気管を配置し、該管の一端を大気に開放し、填充袋内に滞留する空気を確実に外部に排出し得る。
請求項１３の発明は、前記湾曲柱の間を湾曲柱に沿って掘削し、該掘削穴にコンクリ−トまたはモルタル等の連結部材を打設して湾曲柱を連結し、湾曲柱の連結を容易に施工できる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明をシールドトンネルの拡幅に適用した図示実施例について説明すると、図１乃至図１０において１，２は、地山３に離間して築造したトンネルで、それらの掘削穴の内面に覆工壁であるセグメント４，５が構築され、該セグメント４，５の内面に周壁６，７が設けられている。
周壁６，７の水平な下部にはレール８，９が敷設され、該レール８，９の近接位置に、構内駅１０を構成するプラットフォーム１１，１２が設けられている。
【００１０】
構内駅１０は、トンネル１，２の間の拡幅部１３に設置され、該拡幅部１３の上下は湾曲壁１４，１５で区画されている。
湾曲壁１４，１５は上下方向に湾曲形成され、これらは実施例の場合、同形に構成されていて、図２のように多数の湾曲柱１６，１７を連続的かつ一部を重複して配置し、略数珠状の断面形状をしている。この場合、湾曲柱１６，１７は、それらを接続する連結部材としても機能する。
【００１１】
湾曲柱１６，１７は実施例の場合、同径の円柱を同様な曲率に湾曲して構成され、それらを交互に配置し、これらをモルタルまたはコンクリート等の填充部材１８、または該填充部材１８と鋼管若しくは鉄筋または型鋼等の補強部材１９とで構成しており、該部材１９は湾曲柱１７と同長に形成されている。
このうち、湾曲柱１６は少量のセメントを配合した貧配合の填充部材１８で構成され、また湾曲柱１７は湾曲柱１６に比べて多量のセメントを配合した富配合の填充部材１８と、該部材１８に埋設した補強部材１９とで構成している。
【００１２】
湾曲柱１６の周面には、空気を透過し水漏れを阻止可能な柔軟な填充袋２０が被覆され、該袋２０は湾曲柱１６よりも長尺に構成され、その外径は後述する曲管の内径よりも若干小径に形成されて、上記袋２０内に滞留する空気の排出を可能にしており、該袋２０と地山３との間の湾曲掘削孔２１にセメントミルク等の注入部材２２が填充されている。
この場合、湾曲掘削孔２１は余掘分を含み、図３のように略楕円形に形成されている。
【００１３】
また、湾曲柱１７の周面と、補強部材１９内の填充部材１８の周面とには、空気を透過し水漏れを阻止可能な柔軟な填充袋２３，２４が被覆され、該袋２３，２４は湾曲柱１７および補強部材１９よりも長尺に構成されている。
このうち、填充袋２３の外径は後述する曲管の内径よりも若干小径に形成されて、上記袋２３内に滞留する空気の排出を可能にしており、該袋２３と地山３との間の湾曲掘削孔２５に、セメントミルク等の注入部材２６が填充されている。この場合、湾曲掘削孔２５は余掘分を含み、図３のように略楕円形に形成されている。
【００１４】
図中、２７は湾曲柱１６の外周側に埋設した柔軟な填充管で、その先端は填充袋２０の先端部に開口し、基端部は填充袋２０から突出し、当該部に填充部材供給管（図示略）が接続される。
なお、填充管２７は填充袋２０の内面に適宜手段で取り付けることが望ましく、そのようにすることで填充袋２０と填充管２７とを一体化し、後述する曲管への挿入を容易に行える。
【００１５】
２８は湾曲柱１６の外周側に埋設した柔軟な長尺の填充管で、その先端は填充袋２３の先端部に開口し、基端部は填充袋２３から突出し、当該部に填充部材供給管（図示略）が接続される。
なお、填充管２８は填充袋２３の内面に適宜手段で取り付けることが望ましく、そのようにすることで填充袋２３と填充管２８とを一体化し、後述する曲管への挿入を容易に行える。
【００１６】
２９は補強部材１９内の填充部材１８の外周側に埋設した柔軟な長尺の填充管で、その一端を填充袋２４の先端部に開口し、他端を填充袋２４から突出し、当該部に填充部材供給管（図示略）が接続される。
なお、填充管２９は填充袋２４の内面に適宜手段で取り付けることが望ましく、そのようにすることで填充袋２４と填充管２９とを一体化し、後述する曲管への挿入を容易に行える。
【００１７】
図中、３０，３１は同径の曲管で、湾曲柱１６，１７と略同長に構成され、これらを曲線ボーリング装置３２により地山３の所定位置に前後して埋め込み、それらの内部に填充部材１８または該部材１８と補強部材１９とを填充後、引き抜き可能にされている。
曲線ボーリング装置３２は図４のように、何れか一方のトンネル２内に設置した長尺の架枠３３に据え付けられ、該枠３３に推進装置３４を取付けている。
【００１８】
推進装置３４は、曲管フィード用シリンダ３５と内管フィード用シリンダ３６とを備え、このうち曲管フィード用シリンダ３５は、元押しケース３７を介して曲管３０，３１に連結され、そのシリンダロッド３８を伸長させて、前記曲管３０，３１を矢視方向へ送り出すようにしている。
【００１９】
また、内管フィード用シリンダ３６はケース３９を介して内管４０に連結され、そのシリンダロッド４１を伸長させて、上記内管４０を矢視方向へ送り出し、曲管３０，３１内に挿入可能にしている。
なお、上記曲管３０，３１と内管４０とは、多数の曲状短管で構成され、それらをピン連結して所定の曲率を形成しており、掘削時には曲管３０，３１と内管４０との間隙を利用して、掘削土砂をトンネル２側に排出可能にしている。
【００２０】
曲管３０，３１の先端部には、筒状のシュー４２と掘削装置４３とが設けられ、このうちシュー４２は曲管３０，３１の先端部に揺動可能に連結され、また掘削装置４３はオイルモータ（図示略）を備え、該モータの回転駆動力をカッタービット４４へ伝達可能にしている。
【００２１】
図中、４５はセグメント５の開口部に取付けた口元管で、その下端に止水バルブ４６と止水装置４７とが設けられている。
４８，４９は曲管３０，３１の周面に配管した空洞填充パイプで、実施例では小湾曲側周面に小径の鋼管を溶接しており、該管４８の一端を曲管３０，３１の先端部に開口し、他端をセメントミルク等の空洞填充部材供給管（図示略）に接続している。
【００２２】
図１１乃至図１４は本発明の他の実施例を示し、前述の実施例と対応する構成部分には同一の符号を用いている。
このうち、図１１に示す第２実施例は、湾曲柱１６，１７を連続かつ重複して湾曲壁１４，１５を築造する代わりに、湾曲柱１７を前述の方法で所定距離離間して設置し、それらの間を湾曲柱１７，１７に沿って特殊掘削機で掘削し、この掘削穴５０にコンクリート、モルタル等の連結部材５１を打ち込んで、湾曲壁１４，１５を築造している。
【００２３】
このようにすることで、湾曲柱１７，１７間の複数の湾曲柱１６，１７の築造を割愛し、その分工費と工期の低減を図れるとともに、湾曲壁１４，１５の断面形状を数珠状から板状に形成し、一定厚の湾曲壁１４，１５を得られる。
この場合、湾曲壁１４，１５の強度に応じて、湾曲柱１７の代わりに湾曲柱１６を採用すれば、補強部材１９の設置と該部材１９の省略分、工費と工期の低減を増進できる。
【００２４】
図１２および図１３に示す第３および第４実施例は、湾曲壁１４，１５の代わりに、複数の湾曲柱１６または１７を前述の方法で離間して柱列状に配置し、地山３の安定を図っている。この場合、第４実施例の方が補強部材１９の填充分、湾曲柱の強度が強化され、地山３が安定する。
このように、本発明の湾曲柱１６，１７は湾曲柱状に形成されているから、縁切り工法で採用される従来の直杆状の柱列式連続地中壁に比べて、地中構造物や支持基盤の形状に応じて、その周囲を精密かつきめ細かく防護することができるまた、本発明の湾曲壁１４，１５は、地山３に対し種々の角度で築造できるから、専ら鉛直に築造される従来の壁式連続地中壁に比べて、その広範な利用を図れる。
そして、このような湾曲柱１６，１７の柱列は、湾曲壁１４，１５に比べて容易かつ安価に地山３の安定を得られる。
【００２５】
この場合、上記柱列は、地下構造物の防護手段として従来より採用されるパイプルーフ工法に比べ、各湾曲柱１６，１７が地下構造物の周囲に配置されるから、該構造物を木目細かく防護でき、また湾曲柱１６，１７が略アーチ状をしているから、水平または斜状に配置する直管状のパイプに比べて支持強度が強化され、地下構造物の防護能力を向上できる。
【００２６】
図１４に示す第５実施例は、曲管３０，３１の内部に発泡スチロール、ゴム等の弾性を有する離管材５２，５３を挿入して、曲管３０，３１の引き抜きを促すようにしており、また離管材５２，５３の大湾曲側内面、つまり天端側と補強部材１９の同様な位置に脱気管５４，５５を配管し、その一端を大気に開放して、填充袋２０，２３，２４内に滞留する空気の確実な排出を可能にしている。
【００２７】
このように構成した地中湾曲壁等の構築方法によってトンネル１，２を拡幅する場合は、トンネル１，２を掘削し、その掘削穴内面にセグメント４，５を築造後、一方のトンネル２内で掘削孔２１のボーリング開始位置に架枠３３を架設し、該枠３３に曲線ボーリング装置３２の推進装置３４を上向きに据え付ける。
この場合、架枠３３は図示のような固定式の代わりに、トンネル２の軸方向に沿って移動でき、周囲に複数のジャッキを装備していて、ボーリング時に推進装置３４を支持できるものが望ましく、そのようにすることで推進装置３４の移動を容易に行なえる。
【００２８】
そして、推進装置３４の曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３０を連結し、該管３０を構成する曲状短管を図４上矢視方向に順次送り出し、これを口元管４５に挿入するとともに、内管フィードシリンダ３６にケース３９を介して内管４０を連結し、該管４０を構成する曲状短管を曲管３０と同方向に順次送り出す。
【００２９】
曲管３０および内管４０が送り出され、その先端が地山３に挿入されると、掘削装置４３が駆動し、地山３を図４のように略円弧状に掘削し、その掘削土砂を曲管３０と内管４０との間隙に移動させ、これをトンネル２内に排出する。
こうして、掘削装置４３が地山３を掘削し、曲管３０と内管４０とが順次送り出され、その先端がトンネル１のセグメント４に到達したところで、掘削装置４３を停止し、該装置４３と内管４０とを曲管３０から引き抜く。
【００３０】
この後、推進装置３４をトンネル２の軸方向に所定距離移動して架枠３３に据え付け、前述のように曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３０を連結し、該管３０を構成する曲状短管を図４上矢視方向に順次送り出し、これを口元管４５に挿入する。
また、内管フィードシリンダ３６にケース３９を介して内管４０を連結し、該管４０を構成する曲状短管を曲管３０と同方向に順次送り出す。
【００３１】
そして、掘削装置４３を駆動して地山３を略円弧状に掘削し、また曲管３０と内管４０とを順次送り出し、その先端がトンネル１のセグメント４に到達したところで、掘削装置４３を停止し、該装置４３と内管４０とを曲管３０から引き抜く。
以下、これらの作業を繰り返し、地山３内に複数の曲管３０を埋設する。
この状況は図５（ａ）のようで、各管３０の小湾曲側、つまり下部周面に空洞填充パイプ４８が配置される。
【００３２】
この後、内部に填充管２７を取付けた填充袋２０を用意し、その先端を緊縛または結束等適宜手段で閉塞２０ａし、これを填充管２７を利用して曲管３０内に挿入する。
この状況は図５（ｂ）および図６のようで、上記閉塞部２０ａはトンネル１側の曲管３０の先端部に位置し、当該内部に填充管２７の一端が開口し、その他端が填充袋２０から突出していて、該突出部に填充部材供給管（図示略）を接続し、該管に少量のセメントを用いた貧配合の填充部材１８を供給する。
【００３３】
このようにすると、填充部材１８が填充管２７の先端から填充袋２０内に吐き出され、これが填充袋２０を先端側から填充し、該袋２０が図５（ｃ）のように曲管３０と略同断面に膨れる。
その際、填充袋２０内の空気と填充部材１８に混入した空気は、填充部材１８よって填充袋２０の基端側に押し出され、またその一部は填充袋２０を透過し、該袋２０と曲管３０との間隙に押し出されて、該間隙を移動して外部に排出される。したがって、填充袋２０内に填充部材１８が円滑かつ緻密に填充され、硬化後の強度に信頼性を得られる。
【００３４】
こうして、填充袋２０および填充管２７を挿入し、填充部材１８を曲管３０の全域に填充したところで、隣接の曲管３０にも填充袋２０と填充管２７とを挿入し、これに填充部材１８を填充する。以下、上記作業を順次他の曲管３０に実行し、すべての曲管３０に填充部材１８を填充する。この場合、填充管２７は填充部材１８に埋設する。
【００３５】
填充部材１８の硬化後、曲管３０の引き抜き開始位置に架枠３３を架設し、該枠３３に曲線ボーリング装置３２の推進装置３４を再度設置し、該装置３４の曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３０を連結し、該管３０を順次引き抜く。
【００３６】
この場合、曲管３０と填充部材１８との間には填充袋２０が介在し、また填充袋２０の外径は曲管３０の内径よりも若干小径で、それらの間に微小な間隙が形成されているから、曲管３０を円滑かつ能率良く引き抜ける。
また、填充部材１８の硬化後、曲管３０を引き抜いているから、曲管３０に所定の強度を得られ、これが硬化する前に引き抜く場合のクラックの発生や、土圧等による変形、圧潰を未然に防止できる。
【００３７】
その際、空洞填充パイプ４８の基端部に空洞填充部材供給管（図示略）を接続し、該管に填充部材を供給する。
このようにすると、上記パイプ４８の先端からセメントミルク等の空洞填充部材２２が吐出され、これが引き抜かれた曲管３０の空スペースと、湾曲掘削孔２１とを填充する。この状況は図５（ｄ）のようである。
【００３８】
こうして、空洞填充部材２２が曲管３０の先端側から順次填充され、該管３０が全て引き抜かれると、それらの周囲の全域に空洞填充部材２２が填充される。
したがって、この後空洞填充部材２２が硬化すると、該部材２２を介して湾曲柱１６が地山３に強固に固定される。この状況は図７のようである。
【００３９】
この後、隣接の曲管３０を引き抜き、当該空スペースおよび湾曲掘削孔２１に注入部材２２を填充したところで、口元管４５を撤去する。以下、上記作業を順次他の曲管３０に実行し、すべての曲管３０を引き抜き、注入部材２２を填充する。
【００４０】
次に掘削孔２５のボーリング開始位置に架枠３３を架設し、該枠３３に曲線ボーリング装置３２の推進装置３４を上向きに据え付ける。
そして、推進装置３４の曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３１を連結し、該管３１を構成する曲状短管を図４上矢視方向に順次送り出し、これを口元管４５に挿入するとともに、内管フィードシリンダ３６にケース３９を介して内管４０を連結し、該管４０を構成する曲状短管を曲管３１と同方向に順次送り出す。
【００４１】
曲管３１および内管４０が送り出され、その先端が地山３に挿入されると、掘削装置４３が駆動し、湾曲柱１６，１６の間の地山３と、湾曲柱１６，１６の隣接部を掘削し、当該部に掘削孔２１と略同形断面の掘削孔２５を掘削する。
この場合、掘削装置４３は湾曲柱１６，１６の一部を削り取るが、それらの填充部材１８はセメントを貧配合しているため、これが富配合のものに比べて硬度や強度が低く、掘削の負担が軽減する。
掘削装置４３は上記掘削孔２５を図４のように略円弧状に掘削し、その掘削土砂を曲管３１と内管４０との間隙に移動させ、これをトンネル２内に排出する。
【００４２】
こうして、掘削装置４３が地山３を掘削し、曲管３１と内管４０とが順次送り出され、その先端がトンネル１のセグメント４に到達したところで、掘削装置４３を停止し、該装置４３と内管４０とを曲管３１から引き抜く。
【００４３】
この後、推進装置３４をトンネル２の軸方向に所定距離移動して架枠３３に据え付け、前述のように曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３１を連結し、該管３１を構成する曲状短管を図４上矢視方向に順次送り出し、これを口元管４５に挿入する。
また、内管フィードシリンダ３６にケース３９を介して内管４０を連結し、該管４０を構成する曲状短管を曲管３１と同方向に順次送り出す。
【００４４】
そして、掘削装置４３を駆動して地山３を略円弧状に掘削し、また曲管３１と内管４０とを順次送り出し、その先端がトンネル１のセグメント４に到達したところで、掘削装置４３を停止し、該装置４３と内管４０とを曲管３１から引き抜く。
以下、これらの作業を繰り返し、地山３内に複数の曲管３１を埋設する。
この状況は図８（ａ）のようで、各管３１の小湾曲側、つまり下部周面に空洞填充パイプ４９が配置される。
【００４５】
この後、内部に填充管２８を取付けた填充袋２３を用意し、その先端を緊縛または結束等適宜手段で閉塞２３ａし、これを填充管２８を利用して曲管３１に挿入する。
上記填充袋２３内には補強部材１９が収容され、該部材１９の内部に填充管２９を内面に取付けた填充袋２４が収容され、その先端を緊縛または結束等適宜手段で閉塞２４ａしている。
【００４６】
この場合、最初に填充袋２３と填充管２８とを曲管３１に挿入し、次に填充袋２４と填充管２９を収容した補強部材１９を挿入してもよいが、そのように前後二工程に分けると手間が掛かり、また補強部材１９の挿入時に填充袋２３の破損や損傷を招き易いので、これらを一緒に挿入することが望ましい。
【００４７】
この状況は図８（ｂ）および図９のようで、上記閉塞部２３ａはトンネル１側の曲管３１の先端部に位置し、当該内部に填充管２８の一端が開口し、その他端が填充袋２３から突出している。
また、閉塞部２４ａはトンネル１側の補強部材１９の先端部に位置し、当該内部に填充管２９の一端が開口し、その他端が填充袋２４から突出している。
【００４８】
そして、填充管２８，２９の他端に填充部材供給管（図示略）を接続し、該管に湾曲柱１６の補強部材１８に比べて多量のセメントを配合した富配合の填充部材１８を同時に供給する。
【００４９】
このようにすると、填充部材１８が填充管２８の先端から填充袋２３内に吐き出され、これが填充袋２３を先端側から填充し、該袋２３が図８（ｃ）のように曲管３１と略同断面に膨れる。
その際、填充袋２３内の空気と填充部材１８に混入した空気は、填充部材１８よって填充袋２３の基端側に押し出され、またその一部は填充袋２３を透過し、該袋２３と曲管３１との間隙に押し出され、該間隙を移動して外部に排出されるしたがって、填充袋２３内に填充部材１８が円滑かつ緻密に填充され、該部材１８の硬化後の強度に信頼性を得られる。
【００５０】
また、填充管２９の先端からも填充部材１８が填充袋２４内に吐き出され、これが填充袋２４を先端側から填充し、該袋２４が図８（ｃ）のように補強部材１９と略同断面に膨れる。
その際、填充袋２４内の空気と填充部材１８に混入した空気は、填充部材１８よって填充袋２４の基端側に押し出され、該袋２４から填充袋２３を経て外部に排出され、またその一部は填充袋２４を透過し、該袋２４と補強部材１９との間隙に押し出され、該間隙を移動して外部に排出される。
したがって、填充袋２４内に填充部材１８が円滑かつ緻密に填充され、該袋２４が補強部材１９の内面に密着するとともに、補強部材１８の硬化後の強度に信頼性を得られる。
【００５１】
こうして、曲管３１内に填充袋２３，２４と填充管２８，２９と補強部材１９とを挿入し、填充部材１８を補強部材１９の内外に全域に亙って填充したところで、隣接の曲管３１にも填充袋２３，２４と填充管２８，２９と補強部材１９とを挿入し、これに填充部材１８を填充する。以下、上記作業を順次他の曲管３１に実行し、すべての曲管３１に填充部材１８を填充する。この場合、填充管２８，２９は填充部材１８に埋設する。
【００５２】
填充部材１８の硬化後、曲管３１の引き抜き開始位置に架枠３３を架設し、該枠３３に曲線ボーリング装置３２の推進装置３４を再度設置し、推進装置３４の曲管フィードシリンダ３５に、元押しケース３７を介して曲管３１を連結し、該管３１を順次引き抜く。
【００５３】
この場合、曲管３１と填充部材１８との間には填充袋２３が介在し、また填充袋２３の外径は曲管３１の内径よりも若干小径で、それらの間に微小な間隙が形成されているから、曲管３１を円滑かつ能率良く引き抜ける。
また、填充部材１８の硬化後、曲管３１を引き抜いているから、填充部材１８の所定の強度を得られ、これが硬化する前に引き抜く場合のクラックの発生や、土圧等による変形、圧潰を防止できる。
【００５４】
その際、空洞填充パイプ４９の基端部に空洞填充部材供給管（図示略）を接続し、該管に填充部材を供給する。
このようにすると、上記パイプ４９の先端からセメントミルク等の注入部材２６が吐出され、これが引き抜かれた曲管３１の空スペースと、湾曲掘削孔２５とを填充する。この状況は図８（ｄ）のようである。
【００５５】
こうして、空洞填充部材２６が曲管３１の先端側から順次填充され、該管３１が全て引き抜かれると、それらの周囲の全域に注入部材２６が填充される。
したがって、この後注入部材２６が硬化すると、該部材２６を介して湾曲柱１７が地山３と隣接の湾曲柱１６，１６に強固に固定される。この状況は図１０のようである。
【００５６】
この後、隣接の曲管３１を引き抜き、当該空スペースおよび湾曲掘削孔２５に注入部材２６を填充する。以下、上記作業を順次他の曲管３１に実行し、すべての曲管３１を引き抜き、注入部材２６を填充する。
【００５７】
このようにして拡幅部１３の上部に湾曲壁１４が築造されると、該壁１４によって止水効果が得られるとともに、上載荷重や土圧等が支持され、この後の湾曲壁１４下方の拡幅工事を安全に行なえる。
しかも、湾曲壁１４は上方に湾曲するアーチ状をしているから、従来のようなパイプルーフ工法に比べて、支持強度が高く、工事の安全性が増進する。
したがって、地盤改良のため従来より採用される、例えば注入工法や凍結工法、更には縁切り工法等の周辺構造物の防護工法が不要になり、また湾曲壁１４を拡幅部１３の覆工壁に充当し得るから、その分工費を低減し工期を短縮できる。
【００５８】
次に湾曲壁１４の築造後、拡幅部１３の下部に湾曲壁１５を築造する。
湾曲壁１５の築造は、湾曲壁１４の築造と実質的に同一で、曲線ボーリング装置３２の推進装置３４を架枠３３に下向きに据え付け、該装置３４から曲管３０，３１を前後して埋設し、これらに填充部材１８および補強部材１９を填充後、曲管３０，３１を引き抜き、その空スペースと掘削孔２１，２５に注入部材２２，２６を填充すればよい。
【００５９】
こうして、拡幅部１３の下部に湾曲壁１５が築造されると、該壁１５が下部地山３と縁切りして止水し、該壁１５よりも下方の地下構造物を防護するから、このための防護法を要せず、また湾曲壁１５を拡幅部１３の覆工壁に充当し得るから、その分工費を低減し工期を短縮できる。
【００６０】
湾曲壁１４，１５の築造後、これらで区画された拡幅部１３を掘削し、当該掘削空スペースに構内駅１０を建設する。その際、湾曲壁１４，１５を構内駅１０の仕切壁として活用できる。
【００６１】
この場合、上記実施例では湾曲柱１６，１６を湾曲柱１７で接続して、湾曲壁１４，１５を構成しているから、湾曲柱１７が湾曲柱１６，１６の連結部材として機能する。
その際、湾曲柱１７の代わりに湾曲柱１６で接続すれば、補強部材１９と填充管２９の省略分、湾曲壁１４，１５を安価かつ簡便に築造できる。
【００６２】
このように、本発明の湾曲壁１４，１５は湾曲板状に形成されているから、縁切り工法で採用される従来の平板状の壁式連続地中壁に比べて、地中構造物の形状に応じて、その周囲を精密かつきめ細かく防護することができ、築造後は地下構造物の一部に利用できる。
また、本発明の湾曲壁１４，１５は、地山３に対し種々の角度で築造できるから、専ら鉛直に築造される従来の壁式連続地中壁に比べて、その広範な利用を図れる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、前記湾曲柱を、湾曲掘削孔の長さの全域に亘って配置し、相隣接する前記湾曲柱をその横断面径以下に近接配置したから、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密、かつきめ細かに防護でき、かつその支持強度を強化することができる。
請求項２の発明は、相隣接する前記湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結したから、地中構造物や支持基盤の種々な形状に応じて精密、かつきめ細かに防護できるとともに、隣接する湾曲柱の連結強度を強化し、かつその支持強度を強化できる、連続湾曲壁状の地中湾曲部材を提供することができる。
請求項３の発明は、セメントを貧配合した填充部材を填充した湾曲柱と、セメントを富配合した填充部材を填充した湾曲柱とを、交互に配置したから、強度と工費を合理的に設計した地中湾曲部材を提供することができる。
請求項４の発明は、横断面を略数珠形状に形成したから、地山との接触面積を増加させて、湾曲柱を地山に強固に固定することができる。
請求項５の発明は、相隣接する曲管を、その横断面径以下に近接配置し、前記曲管の長さの全域に亘って填充袋を挿入後、該填充袋に填充部材を填充し、かつ該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜くから、曲線ボ−リング装置等の掘削機の移動距離を短縮し、掘削作業の能率向上を図れるとともに、掘削孔の煩雑な閉塞作業の解消と工費の低減を図り、また填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、曲管を引き抜いて填充袋に填充部材を填充する方法に比べ、湾曲柱を確実かつ安全に、しかも精密に形成することができる。
請求項６の発明は、地山に敷設した前記湾曲柱の間に、該湾曲柱の断面を一部切除して曲線状の掘削孔を掘削し、該掘削孔に曲管を敷設するから、曲管の切削を回避し、掘削孔の掘削を容易に行なえるとともに、隣接する湾曲柱の連結強度を強化することができる。
請求項７の発明は、前記曲管に填充袋を挿入し、該填充袋に填充部材を填充し、該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、相隣接する湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結するから、填充部材に所定の強度を確保した後、曲管を引き抜くことによって、填充部材のクラックの発生や土圧等による変形、圧潰を未然に防止し、湾曲柱を地山に安全かつ確実に敷設するとともに、相隣接する湾曲柱の連結強度を強化することができる。
請求項８の発明は、前記掘削孔に注入部材を供給可能な空洞填充パイプを外周部に取り付けた曲管を敷設するから、空洞填充パイプと曲管を同時に敷設することによって、それらの敷設を合理的に施工することができる。
請求項９の発明は、前記填充袋の外径は、前記曲管の内径より若干小径で、填充袋に填充部材を充填した際、前記曲管と填充袋の間に微小な間隙を形成するから、曲管を円滑かつ能率良く引き抜けることができる。
請求項１０の発明は、前記曲管の引き抜き時、前記空洞填充パイプを介して、曲管の外側の掘削孔に注入部材を充填し、注入部材の充填を合理的に行なうことができる。
請求項１１の発明は、前記曲管の内部に弾性を有する離管材を挿入するから、曲管の引き抜きを促すことができる。
請求項１２の発明は、前記填充袋の内面に脱気管を配置し、該管の一端を大気に開放するから、填充袋内に滞留する空気を確実に外部に排出することができる。
請求項１３の発明は、前記湾曲柱の間を湾曲柱に沿って掘削し、該掘削穴にコンクリ−トまたはモルタル等の連結部材を打設して湾曲柱を連結するから、湾曲柱の連結を容易に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す正面図で、トンネルの拡幅状況を示している。
【図２】図１のＡーＡ線に沿う断面図である。
【図３】図２の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明による曲管の埋設状況を示す断面図である。
【図５】同図（ａ）〜（ｄ）は本発明による湾曲柱の築造状況と、湾曲壁の築造中途状況とを順に示す断面図である。
【図６】図５のＢーＢ線に沿う断面図で、曲管に填充袋と填充管を挿入した状況を若干縮小して図示している。
【図７】図５のＣーＣ線に沿う断面図で、填充袋に填充部材を填充後、曲管の引き抜き空スペースと湾曲掘削孔に、注入部材を填充した状況を若干縮小して図示している。
【図８】同図（ａ）〜（ｄ）は一方の湾曲柱の築造後における別の湾曲柱の築造状況と、湾曲壁の築造状況とを順に示す断面図である。
【図９】図８のＤーＤ線に沿う断面図で、別の曲管に填充袋と填充管と補強部材とを挿入した状況を若干縮小して図示している。
【図１０】図８のＥーＥ線に沿う断面図で、各填充袋に填充部材を填充後、曲管の引き抜き空スペースと湾曲掘削孔に、注入部材を填充した状況を若干縮小して図示している。
【図１１】本発明の第２実施例を示す断面図で、湾曲壁の築造状況を図示している。
【図１２】本発明の第３実施例を示す断面図で、湾曲柱の築造状況を図示している。
【図１３】本発明の第４実施例を示す断面図で、湾曲柱の別の築造状況を図示している。
【図１４】本発明の第５実施例を示す拡大断面図で、曲管の引き抜き後の離管材と脱気管の配置状況を示している。
【符号の説明】
３ 地山
１６，１７ 湾曲柱（連結部材）
１８ 填充部材
１９ 補強部材
２０，２３，２４ 填充袋
２１，２５ 湾曲掘削孔
２２，２６ 注入部材
２３ａ，２４ａ 閉塞（部）
２７，２８，２９ 填充管
３０，３１ 曲管
５１ 連結部材
５２，５３ 離管材
５４，５５ 脱気管

Claims (13)

1. 填充部材の外周面を填充袋で被覆した湾曲柱を地山に複数敷設した地中湾曲部材において、前記湾曲柱を、湾曲掘削孔の長さの全域に亘って配置し、相隣接する前記湾曲柱をその横断面径以下に近接配置したことを特徴とする地中湾曲部材。
2. 相隣接する前記湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結した請求項１記載の地中湾曲部材。
3. セメントを貧配合した填充部材を填充した湾曲柱と、セメントを富配合した填充部材を填充した湾曲柱とを、交互に配置した請求項２記載の地中湾曲部材。
4. 横断面を略数珠形状に形成した請求項２記載の地中湾曲部材。
5. 地山に複数の湾曲掘削孔を掘削し、該湾曲掘削孔の長さの全域に亘って曲管を敷設し、該曲管に填充袋を挿入後、前記曲管を引き抜くとともに、前記填充袋に填充部材を填充して湾曲柱を形成する地中湾曲部材の築造方法において、相隣接する曲管を、その横断面径以下に近接配置し、前記曲管の長さの全域に亘って填充袋を挿入後、該填充袋に填充部材を填充し、かつ該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜くことを特徴とする地中湾曲部材の築造方法。
6. 地山に敷設した前記湾曲柱の間に、該湾曲柱の断面を一部切除して湾曲掘削孔を掘削し、該掘削孔に曲管を敷設する請求項５記載の地中湾曲部材の築造方法
7. 前記曲管に填充袋を挿入し、該填充袋に填充部材を填充し、該填充部材の硬化後、前記曲管を引き抜き、相隣接する湾曲柱を互いの断面を一部重複して配置し連結する請求項６記載の地中湾曲部材の築造方法。
8. 前記掘削孔に注入部材を供給可能な空洞填充パイプを外周部に取り付けた曲管を敷設する請求項５または請求項６記載の地中湾曲部材の築造方法。
9. 前記填充袋の外径は、前記曲管の内径より若干小径で、填充袋に填充部材を充填した際、前記曲管と填充袋の間に微小な間隙を形成する請求項５または請求項６記載の地中湾曲部材の築造方法。
10. 前記曲管の引き抜き時、前記空洞填充パイプを介して、曲管の外側の掘削孔に注入部材を充填する請求項８記載の地中湾曲部材の築造方法。
11. 前記曲管の内部に弾性を有する離管材を挿入する請求項５記載の地中湾曲部材の築造方法。
12. 前記填充袋の内面に脱気管を配置し、該管の一端を大気に開放する請求項５記載の地中湾曲部材の築造方法。
13. 前記湾曲柱の間を湾曲柱に沿って掘削し、該掘削穴にコンクリ−トまたはモルタル等の連結部材を打設して湾曲柱を連結する請求項５記載の地中湾曲部材

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