JP5389869B2 - オープンシールド工法 - Google Patents

Description

本発明は、上下水道、共同溝、電信・電話などの付設地下道等の地下構造物を市街地などに施工するオープンシールド工法に関するものである。

オープンシールド工法は開削工法（オープンカット工法）とシールド工法の長所を活かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図７に示すように左右の側壁板１ａと、これら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面および上面を開口したもので、前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口１１として形成し、また側壁板１ａの中央または後端近くにシールドジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設する。図中３は隔壁を示す。

かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、図示は省略するが、発進坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１のシールドジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４を上方から吊り降ろし、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めたシールドジャッキ２の後方にセットする。シールドジャッキ２と反力壁との間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。

また、発進坑は土留壁で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの土留壁を一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入などで発進坑の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。

ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の前面または上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後にシールドジャッキ２を伸長してオープンシールド機１を前進させる。この前進工程の場合、コンクリート函体４の前にはボックス鋼材または型鋼を用いた枠体よりなるプレスバー８を配設し、オープンシールド機１は後方にセットされたコンクリート函体４から反力をとる。

そして第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内で吊り降ろす。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻土５を入れる。

なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り降ろす際には、コンクリートブロック等による高さ調整材７をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｃ内でオープンシールド機１の内側からコンクリート函体４の底部下方の底板１ｂとの隙間およびコンクリート函体４の左右側部とシールド機１との隙間に一次裏込注入材６を一次注入する。

この一次裏込注入材６の充填は、図９に示すようにコンクリート函体４をセット後、オープンシールド機１を推進する前に行うものであり、一次注入が完了すれば、図１５に示すようにバックホーなどの掘削機で切羽地山１２を掘削し、切羽地山１２側部の地山の緩みや崩壊は刃口１１に設けてあるスライド土留板１３で防止する。

このようにしてオープンシールド機１を推進すれば、これに伴い、テールボイドが発生する。テールボイドは、底板１ｂが前進した後にここに形成される隙間とコンクリート函体４の左右に発生する隙間であり、ここにさらに図１１に示すように二次裏込注入材１４を注入して、裏込注入材の充填が終了する。

このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。

コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図８に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面を開口１０として開放されている。

前記先行技術は当業者間で一般的に行なわれているものであり、文献公知発明にかかるものではない。

一次裏込注入材６は、前記のようにテール部１ｃ内でオープンシールド機１の内側からコンクリート函体４の底部下方の底板１ｂとの隙間およびコンクリート函体４の左右側部とシールド機１との隙間に充填されるが、充填箇所の前面側は開放面であり、ここから一次裏込注入材６が流出するおそれがある。

流出した分は、二次裏込注入材１４で補填することになり、二次裏込注入材１４の厚さが厚くなる。

なお、オープンシールド機１を推進するときには、コンクリート函体４および一次裏込注入材６の充填箇所の前端部にストラットなどを配設するが、このような部材では一時裏込注入材６の流出を防ぐことは困難である。

本発明は前記従来例の不都合を解消するものとして、一次裏込注入材の流出を防止し、二次裏込注入材の厚さが厚くなることを防げるオープンシールド工法を提供するものである。

請求項１記載の発明は、オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・排土する工程と、コンクリート函体を反力にしてシールド機を掘進させる工程と、シールド機のジャッキ部内で縮めたシールドジャッキの後方のテール部に新たなコンクリート函体を上方から吊り降ろしてセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設し、前記コンクリート函体をセットする工程では、コンクリート函体のセット後、コンクリート函体の外側とテール部との間の隙間に一次裏込注入材を充填するオープンシールド工法において、前記一次裏込注入材の充填箇所で、セットしたコンクリート函体前端位置に、取付片と抑止片からなる直角のアングル状のフレーム材の流出防止部材を、コンクリート函体の前端外側に固定され、地中に残置されるように配設し、該流出防止部材で一次裏込注入材の流出を防止することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、一次裏込注入材の流出が流出防止部材により阻止されるから、注入材の崩壊が防止されるだけでなく、その後の二次裏込注入材が一次裏込注入材の方向に流れることもなく、二次裏込注入材の厚さも少なくてすむ。

また、流出防止部材はコンクリート函体に固定されたまま地中に残置されるから、取り外す手間がなく、施工性に影響を及ぼさない。

さらに、流出防止部材は鋼材を利用でき、安価であるとともに、取付も容易である。

請求項２記載の本発明は、流出防止部材は、抑止片にそってスライドする可動プレートを添わせたことを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、可動プレートを外側に張り出すように移動させ、オープンシールド機のテール部と流出防止部材のクリアランスを狭めるようにすることができる。

以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、一次裏込注入材の充填箇所の前端箇所でコンクリート函体に流出防止部材を配設したから、一次裏込注入材の流出が防止され、その結果、一次裏込注入材の崩壊が防止されて二次裏込注入材が一次裏込注入材の方向に流れることがなく、二次裏込注入材の厚さが厚くなることを防げる。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のオープンシールド工法の実施形態を示す縦断正面図、図２は同上要部の横断平面図で、オープンシールド工法の基本構成は図７〜図１１について既に説明した従来例と同様であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

本発明のオープンシールド工法で使用するコンクリート函体４には、コンクリート函体４をテール部１ｃにセットした後、コンクリート函体４の外側とオープンシールド機１との隙間に充填される一次裏込注入材６が前方に流出することを防止するための流出防止部材１５を、側部前端箇所で縦方向に固定した。

第１実施形態として、この流出防止部材１５は直角のアングル状のフレーム材とし、その１辺をコンクリート函体４への取付片１７ａとし、他辺をコンクリート函体４から横手に張り出す抑止片１７ｂとし、その両者を三角形の補強リブ板１７ｃで補強結合させた。

取付片１７ａおよび抑止片１７ｂは長さ方向に連続する帯板鋼材であり、補強リブ板１７ｃは水平直交方向に適宜な上下間隔を存して（上下端部のみでもよい）配設される。

取付片１７ａはホールアンカー１６でコンクリート函体４に固定され、固定方向は、直角三角形状の直角部を形成する一辺がコンクリート函体４の外側面に接合され、斜辺が一次裏込注入材６の前端に接合するような向きとなる。

なお、直角三角形状の直角部の向きは図３に示すように、補強リブ板１７ｃがコンクリート函体４の後方に向ようにしてもよいし、図４に示すように、前方に向くようにしてもよい。

また、流出防止部材１５は、全てのコンクリート函体４に設置してもよいが、敷設されるコンクリート函体４に対して例えば１函体おきに設置してもよい。

流出防止部材１５は、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃに据え付ける段階で、あらかじめコンクリート函体４に取り付けることが可能である。

かかる流出防止部材１５を取付けたコンクリート函体４を敷設する方法を説明する。オープンシールド機１を掘進させ、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り降ろし、このテール部１ｃ内でオープンシールド機１の内側からコンクリート函体４の底部下方の底板１ｂとの隙間およびコンクリート函体４の左右側部とシールド機１との隙間に一次裏込注入材６を一次注入する。

この一次裏込注入材６の充填のとき、コンクリート函体４の側部とオープンシールド機１の左右の側壁板１ａとの隙間前端にはコンクリート函体４に固定した流出防止部材１５が設置されているから、前記隙間からここに充填した一次裏込注入材６が前方に流出することが阻止される。これにより一次裏込注入材６の崩壊が阻止される。

図１において示すように、オープンシールド機１のテール部１ｃと流出防止部材１５のクリアランス（ｔ）は、一次裏込注入材６の一次注入厚（Ｓ）に対してなるべくわずかなものとするのが望ましい。

このようにして一次注入が完了して、オープンシールド機１を掘進すれば、これに伴い、テールボイドが発生する。テールボイドは、底板１ｂが前進した後にここに形成される隙間とコンクリート函体４の左右で一次裏込注入材６と地山との間に発生する隙間であり、ここにさらに二次裏込注入材１４を注入する。

この場合、前記一次裏込注入材６は前記のように流れ出しによる崩壊が防止され注入厚が確保されているから、結果として、二次裏込注入材１４が一次裏込注入材６の方に流れることがなく、二次裏込注入材１４の厚さが厚くなることはない。

流出防止部材１５は地中に敷設するコンクリート函体４に固定され、そのまま地中に残置される。よって、流出防止部材１５を撤去する手間は要しない。

そして、流出防止部材１５は直角三角形状の斜辺が一次裏込注入材６と接するから、流出防止部材１５は二次裏込注入材１４と接することはなく、よって、一次裏込注入材６と二次裏込注入材１４との間に流出防止部材１５が介在することはなく、一次裏込注入材６と二次裏込注入材１４とは一体化される。

なお、前記のように図１、図２に示すように流出防止部材１５の横幅は、一次裏込注入材６の充填厚さよりも僅かに狭く形成しておくことで［クリアランス（ｔ）］、流出防止部材１５の後方側には全面にわたって一次裏込注入材６が存在することになり、一次裏込注入材６と二次裏込注入材１４との間に流出防止部材１５がわずかな線状の状態でも介在することはなく、一次裏込注入材６と二次裏込注入材１４とは完全に一体化される。

さらに、第３実施形態として、図５、図６に示すように、取付片１７ａと抑止片１７ｂからなるアングル状の流出防止部材１５で、抑止片１７ｂはこれにそってスライドする可動プレート１７ｄを添わせ、コンクリート函体４の設置後にこの可動プレート１７ｄを外側に張り出すように移動させ、前記、オープンシールド機１のテール部１ｃと流出防止部材１５のクリアランス（ｔ）を狭めるようにしてもよい。

可動プレート１７ｄは横向きの長穴を設け、ボルト１８で抑止片１７ｂに固定することで、抑止片１７ｂの拡幅材とした。

このようにすればオープンシールド機１のテール部１ｃと流出防止部材１５のクリアランス（ｔ）の大きさに応じて可動プレート１７ｄを移動させることで、一次裏込注入材６の流出を確実に防止することが可能となる。

さらに、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り下ろす際に、図５に示すように可動プレート１７ｄを引っ込めておき、クリアランス（ｔ）を大きく取って吊り下ろし易くすることもできる。

本発明のオープンシールド工法の実施形態を示す縦断正面図である。 本発明のオープンシールド工法の第１実施形態を示す要部の横断平面図である。 流出防止部材の第１実施形態を示す要部の平面図である。 流出防止部材の第２実施形態を示す要部の平面図である。 流出防止部材の第３実施形態を示す要部の平面図である。 流出防止部材の第３実施形態を示す変化後の要部の平面図である。 オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。 コンクリート函体の斜視図である。 オープンシールド機の推進前の一次注入時の平面図である。 オープンシールド機による切羽地山掘削時の平面図である。 オープンシールド機の推進時および二次注入時の平面図である。

１ オープンシールド機 １ａ 側壁板
１ｂ 底板 １ｃ テール部
１ｄ フロント部 １ｅ ジャッキ部
２ シールドジャッキ ３ 隔壁
４ コンクリート函体 ４ａ 左側板
４ｂ 右側板 ４ｃ 上床板
４ｃ 下床板 ４ｄ 下床板
５ 埋戻土
６ 一次裏込注入材 ７ 高さ調整材
８ プレスバー ９ 掘削機
１０ 開口 １１ 刃口
１２ 切羽地山 １３ スライド土留板
１４ 二次裏込注入材 １５ 流出防止部材
１６ ホールアンカー １７ａ 取付片
１７ｂ 抑止片 １７ｃ 補強リブ板
１７ｄ 可動プレート １８ ボルト
１９ 湾曲板 １９ａ 取付片
２０ 裏込注入材

Claims (2)

1. オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・排土する工程と、コンクリート函体を反力にしてシールド機を掘進させる工程と、シールド機のジャッキ部内で縮めたシールドジャッキの後方のテール部に新たなコンクリート函体を上方から吊り降ろしてセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設し、前記コンクリート函体をセットする工程では、コンクリート函体のセット後、コンクリート函体の外側とテール部との間の隙間に一次裏込注入材を充填するオープンシールド工法において、前記一次裏込注入材の充填箇所で、セットしたコンクリート函体前端位置に、取付片と抑止片からなる直角のアングル状のフレーム材の流出防止部材を、コンクリート函体の前端外側に固定され、地中に残置されるように配設し、該流出防止部材で一次裏込注入材の流出を防止することを特徴とするオープンシールド工法。
2. 流出防止部材は、抑止片にそってスライドする可動プレートを添わせた請求項１記載のオープンシールド工法。

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