説明

アンダーパス工法

【課題】
アンダーパスを造成するに当って,短工期で斜路を完成する技術を提供する。
【解決手段】
アンダーパス斜路の最低位部に地上から立坑20aを掘削し、立坑20a内から斜路の路面に沿って斜路の始点部に至るボーリング孔を設け、ボーリング孔内に牽引索40を挿通し、牽引索40の立坑内端部に牽引ジャッキ41を装着し、一方、斜路の始点部より後方の地上で、斜路の底板及び側壁となるU字断面形のコンクリート函体ブロック50a、50b、50c、…を製作し、牽引索40を各分割ブロックに掛替自在に係止し、コンクリート函体ブロック50aの先頭端で斜路の土砂を掘削しながら各ブロックを交互に歩進前進させ、コンクリート函体ブロック50a、50b、50c、…を斜路の底板及び側壁とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アンダーパス工法に関し、さらに詳しくは、アンダーパスの斜路を迅速に構築する技術に係るものである。
【背景技術】
【0002】
平面交差道路を立体交差に変更するために、一方の道路を掘下げてアンダーパスを形成するアンダーパス工法がある。従前は、矢板を用いて土留を行い、その内部に場所打コンクリートで斜路の側壁や底板を形成し、側壁上に床版を施行して上側の道路を造成するような工程であった。これを改善するために、角杭を横に連設して地中に打ち込んで地中壁を形成し、この地中壁を斜路の側壁とする技術がある。この技術は、側壁の止水性に課題が残っている。
【0003】
アンダーパスを迅速に施工するために、アンダーパス側壁部に、横に連続するように、H形断面を有するプレテンション方式プレストレストコンクリート杭を順次地中に沈設してアンダーパス側壁となる2連の地中壁を形成し、この地中壁間を掘削してアンダーパスを形成する技術がある(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
この技術では、沈設が容易で強度が高く、止水性に富み、迅速施工に適した2連の連続地中壁を形成し、この2連の地中壁間に切梁を施して地中壁の倒れを防止しながら、地中壁間を掘削し、アンダーパス底板を施工して上記地中壁を側壁とする斜路を形成してアンダーパスを構築する。また、この地中壁上に道路床版を架設して上側の道路とする。
【0005】
この技術は、在来のアンダーパス工法に比し、止水性に富み、迅速、低コストで施工することができるという特徴がある。
【0006】
しかしながら、この技術でもアンダーパス造成工程中に、上側の道路の交通遮断を要すること、アンダーパスの側壁及び底板の形成が杭打ち工程と別の時期になることなど、さらに改善すべき点もある。
【0007】
このような技術をさらに改善する技術として、上側道路下は交通遮断を行うことなく、推進工法によるトンネル形成によって施工し、斜路はオープンシールド工法で施工することが考えられる。
【0008】
推進工法による道路下トンネル施行技術として、いわゆる、フロンテジャッキング工法がある。
【0009】
オープンシールド工法は、上下水道、共同溝などの地下構造物を施工する工法である開削工法(オープンカット工法)とシールド工法とを組合わせた技術である(例えば特許文献2参照。)。
【0010】
オープンシールド工法では、左右の側壁板と底板とを備え、前面、後面及び上面を開口したシールド機を用いて、シールド機内に備えた推進ジャッキを作用させてシルド機の前面を掘削しながら歩進する。そして掘削して形成した後方の空所にU字溝状のコンクリート函体を設置して地下構造物を構築する。
【特許文献1】特開2005−23576号公報(第3−6頁、図1)
【特許文献2】特開平7−269289号公報(第2−4頁、図3)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は上記問題点を解決したアンダーパス工法を開発し、これを提供することを目的とするものである。
【0012】
すなわち本発明は、アンダーパスを造成するに当って、斜路は斜路の側壁及び底板を形成するコンクリート函体を製造し、斜路を掘削しながらこのコンクリート函体を牽引して斜路位置に掘付け、土留壁等を設けることなく一気に斜路を形成し、短工期で斜路を完成する技術を提供することを目的とする。
【0013】
また本発明は、十字路下のアンダーパス部分を上記斜路の構築とは別に、推進工法によるトンネル形成技術によって施工し、上方の道路の交通遮断を行うことなく迅速に施工するようにした。
【0014】
このことによって、交通遮断等を不必要とすると共に、全体工事工程を短縮することを可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とするアンダーパス工法である。
【0016】
本発明は、アンダーパスを構築するに当たり、アンダーパス斜路の最低位部の側壁部に地上から立坑を掘削し、該立坑内から斜路の路面に沿ってアンダーパスの斜路側壁部に斜路の始点部に至るボーリング孔を設け、該ボーリング孔内に牽引索を挿通し、該牽引索の立坑内端部に牽引ジャッキを装着し、一方、斜路の始点部より後方の地上で、斜路の底板及び側壁となるU字断面形のコンクリート函体を製作し、該コンクリート函体に前記牽引索を係止し、前記コンクリート函体の先頭端で斜路の土砂を掘削し斜路を形成しながら該コンクリート函体を前記牽引索で牽引し、該コンクリート函体自身を斜路の底板及び側壁とすることを特徴とするアンダーパス工法である。
【0017】
上記工法において、前記コンクリート函体は、斜路長手方向に複数ブロックに分割し、前記牽引索を各分割ブロックに掛替自在に係止し、各分割ブロックを交互に歩進前進させるようにすると、牽引抵抗が減少し、作業が容易となり好適である。
【0018】
前記分割ブロックの先端のブロック下地盤を予定地盤高さより低く掘削し、次のブロックとの間で、正規地盤造成を行うこととすれば、地盤高さ(コンクリート函体の据付精度)を正確に造成することができ、先端ブロック先の掘削精度を適宜とすればよく、荒掘削で同時に地盤高さ制度を確保するという技術的困難性を容易に克服することができる。
【0019】
また、前記縦杭はコンクリート躯体を沈下させて形成し、該縦杭の周囲に鉛直なグラウンドアンカを予め施工し、該グラウンドアンカを立坑のコンクリート躯体沈設の反力支持装置として用いることによって、立坑を容易に掘削することができ、さらに前記牽引索牽引時の牽引索の上向き分力の反力支持装置として利用することにより、牽引索の牽引力の反力支持装置として有効に利用することができる。
【0020】
さらに、前記コンクリート躯体は、アンダーパス内側の面を仮設板で被覆した開放面としておくことによって、両側壁部の立坑相互間の土砂を掘削して容易に十字路下のアンダーパストンネルを形成するための推進基地及び到達基地を形成することができる。
【0021】
なお、前記斜路のコンクリート函体を両方の斜路について互いに同時に牽引するジャッキを設けて牽引すると、互いに反力を負担することになり、格別の反力支持装置を必要としないこととなるので、好適である。
【0022】
さらに、本発明では、前記両側壁部に形成した立坑の相互間の土砂を掘削して推進基地及び到達基地を形成し、該推進基地と到達基地間の上側道路下方にパイプルーフを形成し、該パイプルーフの下方にトンネルを施工してアンダーパスとする工法を併用することとすると、全体工程の高能率施工ができ、工期短縮に寄与する。
【発明の効果】
【0023】
本発明のアンダーパス工法は以上のように構成されているので、土留壁等を設ける必要がなく、短工期ですぐれた斜路を構築することができるという優れた効果を奏する。
【0024】
また本発明は、十字路下のアンダーパス部分を上記斜路の構築とは別に、推進工法によるトンネル形成技術によって施工し、上方の道路の交通遮断を行うことなく迅速に施工するようにした。このことによって、交差道路の交通遮断等を不必要とすると共に、全体工事工程を短縮することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0026】
図21は一例のアンダーパス100の側面図、図22はその平面図である。交差道路120は一方の上側の道路130下に斜路110a,110bと下側の道路下道路(この図ではトンネル)140とから成るアンダーパス100が形成されている。図21、22では、トンネル140を形成するための始発坑150a、到達坑150bが示されている。
【0027】
従来はアンダーパス100を構築する場合、アンダーパスの両側に土留壁を設け、この土留壁間を掘削して斜路110a,110b及び下側道路140を施工し、上側道路130は土留壁上に床版を架設して施工していた。土留壁として、H形断面のプレストレストコンクリート杭を横に連設して地中に打込み、この連接坑壁自身をアンダーパスの側壁として利用する技術も知られている。
【0028】
本発明は土留壁を予め形成する工程をなくして、効率よく短工期にアンダーパス100を構築する技術である。すなわち、本発明はアンダーパスを構築するに当たり、次の工程(1)〜(4)によって斜路を形成する。
【0029】
(1)アンダーパス斜路の最低位部の側壁部に地上から立坑を掘削する。
【0030】
(2)立坑内から斜路の路面に沿って斜路の始点部に至るボーリング孔を設け、ボーリング孔内に牽引索を挿通し、牽引索の立坑内端部に牽引ジャッキを装着する。
【0031】
(3)一方、斜路の始点部より後方の地上で、斜路の底板及び側壁を形成するU字断面形のコンクリート函体を製作する。
【0032】
(4)コンクリート函体の先頭端で斜路の土砂を掘削し、斜路を形成しながらコンクリート函体を牽引索で牽引し、コンクリート函体自身を斜路の底板及び側壁とする。
【0033】
コンクリート函体は複数のコンクリートブロックに分割し、歩進前進させるとよい。
【0034】
図1〜図3は斜路を構築するための本発明の立坑を示す図で、図1は平面図、図2はそのA−A矢視断面図、図3はB−B矢視断面図である。
【0035】
アンダーパスとなる道路において、道路交差部に隣接する両側壁部に、グラウンドアンカを用いて、オープンケーソン工法により立坑20a,20b,20c,20dを圧入設置する。この立杭20a,20b,20c,20dは、後述の斜路のコンクリート函体を牽引する基地及び反力支持体となり、また掘削の土留めとなり、さらに後述の上側道路下トンネル施工の始発坑、到達坑の一部となる。
【0036】
図1に示すように、アンダーパス100の斜路110a,110bの側壁部で、上側道路130に隣接する部分に、立坑20a,20b,20c,20dを設ける。この立坑20a,20b,20c,20dは、アンダーパス斜路110a、110bの最低位部のアンダーパス側壁部に設ける。一例を挙げると、立坑の寸法は横(3〜5m)×縦(15〜25m)×深さ(10〜15m)である。
【0037】
図1、2に示すように、立坑の周囲に地表からグラウンドアンカ30を予め施工し、立坑のコンクリート躯体21の圧入の反力をグラウンドアンカ30に支持させて、コンクリート躯体21を地中に圧入沈下させる。
【0038】
この立杭のコンクリート躯体21は下端に刃口22を備えている。また、このコンクリート躯体21はアンダーパス内側の面を開放し、この開放面を仮設壁23で塞いだ四角形断面の立坑とするとよい。こうすると、対向する立坑20a,20b間の土砂を掘削して後述の始発杭や到達杭を容易に設けることができ、この始発杭や到達杭を用いて、上側道路130下のトンネルを形成するのに便利である。
【0039】
図4〜図8は本発明の工程を示す側断面図である。まず、立坑20aから斜路に沿う斜め上向きのボーリング孔を削孔し、その孔中に牽引索40を挿通する。牽引索40の立坑内の端部には牽引用ジャッキ41を装着する。牽引用ジャッキ41は立坑20aの重量等及びグラウンドアンカ30に反力を支持させる。
【0040】
一方、斜路の始点部より後方で斜路のU字断面形のコンクリート函体50を製造する。ジャッキ41で、コンクリート函体50を、斜路に沿う方向に斜めに牽引する。図4〜図8は立坑20aのみを示しているが、立坑20aと20bが協同して斜路のコンクリート函体を牽引する。他方の立坑20c,20dも他方の斜路のコンクリート函体を牽引する。両方の斜路を同時並行的に施工することもでき、両方の斜路の牽引索の尾端を連結することによって、牽引索の牽引反力を互いにバランスさせることもできる。
【0041】
コンクリート函体50は図11に示すように、斜路の路面となる底板51、両側壁となる立設壁52から成るU字形断面を有する。底板51は、アンダーパス道路幅と等しく、立設壁52は斜路の両側の土留壁(側壁)を形成する。コンクリート函体50は、牽引力を小さくするため、長手方向を複数個のブロック50a,50b,50c,……に分割して製造する。
【0042】
図4は斜路を形成するコンクリート函体50の先頭ブロック50aの牽引工程を示すものである。先頭ブロック50aのブラケット55に牽引索40が取り付けられている。
【0043】
図5は先頭のブロック50aの尾端に第2番目のブロック50bを追随させて牽引する工程を示している。先頭ブロック50aを牽引し、その後方に第2番目のブロック50bを製造することができるスペースが得られるまで前進したら、第2番目のブロック50bを製造する。
【0044】
牽引索40が先頭のブロック50aを一歩進分だけ牽引すると、先頭ブロック50aの牽引索40の係止をはずして先頭ブロック50aをフリーにする。そして、牽引索40を第2番目のブロック50bに掛け替えて、第2番目のブロック50bに牽引索40を固定し、第2番目のブロック50bを一歩進分だけ追随させて先頭ブロック50aに接するまで牽引する。次いで、第2番目のブロック50bの牽引索40の係止をはずして第2番目のブロック50bをフリーにし、先頭ブロック50aに牽引索を固定し、土留板56の長さ分だけ先頭ブロック50aを前進させる。
【0045】
このように尺取虫方式で、順次、ブロックを牽引する。先頭のブロック50aと第2番目のブロック50bとの間には土留板56を設ける。土留壁56の先進方向の寸法は、上記ブロックの一面の歩進距離より長い寸法とする。例えば一面の歩進距離を2〜3mとし、土留板の歩進方向寸法を4〜5mとする。
【0046】
次に、第2番目のブロック50bの後方に、第3番目のブロック50c、次いで第4番目のブロック50dを順次製作し、これらを第2番目のブロック50bに追随歩進させる。再び先頭ブロック50a前面の掘削及び先頭ブロックの歩進を行い、上記各ブロックの追随歩進動作を繰り返す。
【0047】
図6、図7は、後続ブロック50c,50dを順次追随させて牽引している状態を示している。各ブロック50a,50b,50c,50dは、順次、歩進させるので、歩進時に生ずる側部の隙間を塞ぐ土留板56をブロック相互間にとりつける。また、各ブロックの内側に牽引索40を固定するブラケット55を取付けておく。
【0048】
図8は牽引を完了した状態を表わしている。図8に示すように、すべてのブロック50a,50b,50c,50dを所定位置まで牽引したら、各ブロックの接続部の目地を施工して斜路の形成が完了する。
【0049】
図9〜図11を参照してさらに詳しく牽引工程を説明する。
【0050】
図9は、牽引工程の平面図、図10はその側面図、図11は図9のC−C矢視断面図である。コンクリート函体50(コンクリートブロック50a,50b,50c,50d)は、図11に示すように、底板51と両側壁52とから成るU字断面形をなしている。この底板51及び立設壁(側壁)52は、そのままアンダーパスの斜路の底板及び側壁を形成するものである。
【0051】
一例を挙げると、内径18〜20m、側壁最高高さ8〜10m、ブロック長さ15〜25mである。
【0052】
図9、図10に示すように先頭ブロック50aの前方を掘削機60により掘削し、掘削土はダンプカー61等により運搬排出する。掘削機60で掘削排土すると共に、刃口54で地盤を切りながら牽引索40を牽引して先頭ブロック50aを前進させる。
【0053】
掘削機60によって地盤をコンクリート函体掘付地盤に一致させるように掘削することは必ずしも容易でない。そこで掘削機60では地盤高さを少し余分に掘削し、先頭のブロック50aと第2番目のブロック50bとの間の隙間で、地盤高を調整して基準地盤を形成し、第2番目以降のブロックをこの基準地盤上を滑らせて、牽引するようにすると好ましい。この場合、先頭ブロック50aの下面は少し余分に掘削しているので、最後に、先頭ブロック50a内に、コンクリート等を打設して斜路の路面高さの調整を行う。
【0054】
図12は先頭ブロック50aの前面の土砂の掘削状況を説明する平面図、図13はその側面図、図14はその正面図である。
【0055】
図12に示すように、先頭ブロック50aの前面の土砂を掘削機60で掘削すると、その掘削法面62,63は、半円錐状を呈し、先頭ブロック50aが地下に深く進入するに従って、先頭ブロック50aの底面上で作動する掘削機60のみでは、両側壁部近傍の法面頂部付近の掘削ができない。
【0056】
このような場合、先頭ブロック50aの先端部に架台64を組立て、その上面に作業台65を形成し、その作業台65上に掘削機60aを載置して、図13,14に示すように、法面62,63の頂部付近の土砂を掘削する。
【0057】
図15は各コンクリートブロックに設けた牽引用ブラケット55を示す側面図、図16はその正面図、図17はブラケット55の一例を示す斜視図である。ブラケット55はコンクリートブロック50a内の鉄筋57と結合して一体に強固に取付けられる。ブラケット55と牽引索40の係止は例えば図17に示すように、牽引索40にアンカカップラ43を固定し、このアンカカップラ43をスリット板42に支持させ、スリット板42はブラケット55の面板58に係止して支持させる。
【0058】
実施例として示したブラケット55は、牽引索40固定用に取り付けたアンカカップラ43を通過させることができる大きさのスリット又は孔59を備えている。また、プラケット55のスリット又は孔59を通っている牽引索40のアンカカップラ43とブラケット55の面板58との間にスリット板42を挿入することにより、牽引索40がブラケット55に係止、支持される構造となっている。
【0059】
スリット板42は牽引索40が通るスリット45を備えている。スリット板42を図15に示す上方に引上げることによって、アンカカップラ43とスリット板42の係合が外れる。アンカカップラ43はブラケット55の面板58に設けたスリット又は孔59を通過させることができる。従って、牽引索40を掛け替えて、コンクリートブロック50aを間欠的に歩進させることが容易にできる。
【0060】
次に、図18〜図20を参照して、本発明で併用する上側道路130下の部分のアンダーパス構築について説明する。この技術そのものは公知の技術である。パイプルーフを用い、推進工法によりトンネルを構築する技術であって、これを併用する。
【0061】
図18に示すように、対向する立坑20a,20bの間及び対向する立杭20c,20d間の土砂をそれぞれ掘削して推進坑150a及び到達坑150bを造成する。このとき、立坑20a,20b,20c,20dの内側面を開放面としておくと、作業が容易である。
【0062】
図20に示すように、発進坑150a及び到達坑150b間にパイプを挿通して、図19に示すようにパイプルーフ70を形成する。パイプルーフ70は、上側道路130を支持する。従って上側道路130の交通遮断は省略又は短時間のみに限定することができる。
【0063】
パイプルーフ70の下方に推進工法によりボックスカルバート等のトンネル部材80aを推進圧入してトンネルを形成する。図19は推進坑150aからトンネル部材80a(推進管)を推進させ、到達坑150bから別のトンネル部材80b(推進管)をそれぞれ推進させて中間で結合する方式のものを示している。
【0064】
推進手段はこれに限るものではなく、推進坑150aに反力をとってトンネル部材80aを一方からのみ推進しても良く、又は他方の杭まで推進ロッド等を貫通させ、その先端側を他方の坑内に設けた反力装置に支持させ、この推進ロッドによりトンネル部材を1方向から推進させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0065】
【図1】実施例の立杭を示す平面図である。
【図2】図1のA−A矢視断面図である。
【図3】図1のB−B矢視断面図である。
【図4】本発明の工法を示す側断面図である。
【図5】本発明の工法を示す側断面図である。
【図6】本発明の工法を示す側断面図である。
【図7】本発明の工法を示す側断面図である。
【図8】本発明の工法を示す側断面図である。
【図9】牽引工程の平面図である。
【図10】牽引工程の側面図である。
【図11】図9のC−C矢視断面図である。
【図12】前面掘削を説明する平面図である。
【図13】前面掘削を説明する側面図である。
【図14】前面掘削を説明する正面図である。
【図15】牽引用ブラケットの側面図である。
【図16】牽引用ブラケットの正面図である。
【図17】牽引用ブラケットの斜視図である。
【図18】上側道路下のアンダーパス構築の説明図である。
【図19】上側道路下のアンダーパス構築の説明図である。
【図20】上側道路下のアンダーパス構築の説明図である。
【図21】アンダーパスの一例の全体側面図である。
【図22】アンダーパスの一例の全体平面図である。
【符号の説明】
【0066】
20a,20b,20c,20d 立杭
21 コンクリート躯体
22 刃口
23 仮設壁
30 グラウンドアンカ
40 牽引索
41 牽引用ジャッキ
42 スリット板
43 アンカカップラ
45 スリット
50 コンクリート函体
50a,50b,50c,50d, コンクリートブロック
51 底板
52 立設壁(側壁)
54 刃口
55 ブラケット
56 土留板
57 鉄筋
58 面板
59 スリット又は孔
60,60a 掘削機
61 ダンプカー
62,63 掘削法面
64 架台
65 作業台
70 パイプルーフ
80a、80b トンネル部材
100 アンダーパス
110a、110b 斜路
120 交差道路
130 上側道路
140 道路下道路
150a 推進坑
150b 到達坑

【特許請求の範囲】
【請求項1】
アンダーパスを構築するに当たり、アンダーパス斜路の最低位部の側壁部に地上から立坑を掘削し、該立坑内から斜路の路面に沿って斜路の始点部に至るボーリング孔を設け、該ボーリング孔内に牽引索を挿通し、該牽引索の立坑内端部に牽引ジャッキを装着し、一方、斜路の始点部より後方の地上で、斜路の底板及び側壁を形成するU字断面形のコンクリート函体を製作し、該コンクリート函体に前記牽引索を係止し、前記コンクリート函体の先頭端で斜路の土砂を掘削し斜路を形成しながら該コンクリート函体を前記牽引索で牽引し、該コンクリート函体自身を斜路の底板及び側壁とすることを特徴とするアンダーパス工法。
【請求項2】
前記コンクリート函体は、斜路長手方向に複数ブロックに分割し、前記牽引索を各分割ブロックに掛替自在に係止し、各分割ブロックを交互に歩進前進させることを特徴とする請求項1記載のアンダーパス工法。
【請求項3】
前記分割ブロックの先端のブロック下の地盤を予定地盤高さより低く掘削し、先端のブロックの尾端で、正規の地盤造成を行った後次のブロックを牽引することを特徴とする請求項1又は2記載のアンダーパス工法。
【請求項4】
前記立坑はコンクリート躯体を沈下させて形成することとし、該立坑の周囲に鉛直なグラウンドアンカを予め施工し、該グラウンドアンカを立坑のコンクリート躯体圧下の反力支持装置として用い、さらに前記牽引索牽引時の牽引力の上向き分力の反力支持装置として利用することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアンダーパス工法。
【請求項5】
前記コンクリート躯体は、アンダーパス内側の面を仮設板で被覆した開放面としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアンダーパス工法。
【請求項6】
前記両側壁部に形成した立坑の相互間の土砂を掘削して推進基地及び到達基地を形成し、該推進基地と到達基地間の上側道路下方にパイプルーフを形成し、該パイプルーフの下方に推進工法によりトンネルを施工してアンダーパスを形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のアンダーパス工法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11】
image rotate

【図12】
image rotate

【図13】
image rotate

【図14】
image rotate

【図15】
image rotate

【図16】
image rotate

【図17】
image rotate

【図18】
image rotate

【図19】
image rotate

【図20】
image rotate

【図21】
image rotate

【図22】
image rotate


【公開番号】特開2007−191972(P2007−191972A)
【公開日】平成19年8月2日(2007.8.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−12992(P2006−12992)
【出願日】平成18年1月20日(2006.1.20)
【出願人】(000112196)株式会社ピーエス三菱 (181)
【Fターム(参考)】