オープンシールド機

【課題】例えば施工場所が地下水の水位が高く緩い砂質土の場合など、オープンシールド機の推進量と掘削により変化する切羽地山の状態に応じて、フロント部内の地山を常に安定した状態に保つことができ、地山崩壊を防止できるオープンシールド機を得る。
【解決手段】刃口を有するフロント部１ｄと、シールドジャッキ２を有するジャッキ部１ｅと、コンクリート函体を吊降ろすテール部１ｃとで構成されるオープンシールド機１において、前記フロント部１ｄに配設された隔壁３の前方位置に切羽土留板１５を可動自在に設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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に使用するオープンシールド機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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６、図８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の先端をフロント部１ｄとしてさらにその先端を刃口１１に形成した。
【０００３】
図中１２はフロント部１ｄの先端左右に配設したスライド土留板、１３はこのスライド土留板１２を推進させるためのスライドジャッキ、１４はストローク長を変更することで推進方向を変更する中折れジャッキを示す。
【０００４】
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し、この部分をジャッキ部１ｅとする。図中３は隔壁を示す。
【０００５】
このジャッキ部１ｅの後方がコンクリート函体４を吊降ろすテール部１ｃである。
【０００６】
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のジャッキ部１ｅ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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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、コンクリート函体の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。
【００１０】
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との隙間に裏込注入材６を一次注入し、さらに、オープンシールド機１を前進させ、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の左右にさらに裏込注入材６を二次注入して、裏込注入材の充填が終了する。
【００１１】
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。
【００１２】
このようなオープンシールド工法では、前記のごとくコンクリート函体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、コンクリート函体４は、オープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り降ろされ、オープンシールド機１の前進とともに該テール部１ｃから出て地中に残されていくものであり、オープンシールド機１はこのように地中に残置したコンクリート函体４に反力をとって前進する。
【００１３】
コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図９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。
【００１４】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前記のようにオープンシールド工法によるオープンシールド機の掘進は、シールド機のフロント部で囲まれた中を切羽地山前方へ安定法勾配をつけながら掘削する。この場合、フロント部の切羽地山の掘削は、シールド機の掘進に伴い、シールド機の推進推力と切羽地山のバランスをとりながら掘削する。このため、切羽地山の形状は安定状態を保ちながら掘削されるが、常に変化する。
【００１６】
ところで、従来のオープンシールド機は、図７に示すようにフロント部１ｄにはオープンシールド機１内への土砂の侵入を防ぐための隔壁３や、切羽の地山側部からの崩壊を防止するためのスライド土留板１２は配設されているが、切羽前方からの地山崩壊を防ぐ手段として従来確立されたものはなかった。
【００１７】
このため、図７に示すように施工場所が例えば地下水の水位が高く緩い砂質土系の地盤の場合は、フロント部内に地下水と土砂を溜めながら掘削することになるが、オープンシールド機１の推進時に切羽のＡの箇所を掘削すると、法面の一部がＢのように崩れ、前方の切羽地山周辺に影響を及ぼす場合があり、例えば、前方に配置した掘削重機の足場の安定性を確保できなくなる場合もあり、施工に支障をきたすおそれがあった。
【００１８】
本発明は前記従来例の不都合を解消するものとして、例えば施工場所が地下水の水位が高く緩い砂質土の場合など、オープンシールド機の推進量と掘削により変化する切羽地山の状態に応じて、フロント部内の地山を常に安定した状態に保つことができ、地山崩壊を防止できるオープンシールド機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、刃口を有するフロント部と、シールドジャッキを有するジャッキ部と、コンクリート函体を吊降ろすテール部とで構成されるオープンシールド機において、前記フロント部に配設された隔壁の前方位置に切羽土留板を可動自在に設けたことを要旨とするものである。
【００２０】
請求項１記載の本発明によれば、オープンシールド機のフロント部に配設されている隔壁の前方位置に切羽土留板をさらに配設したから、この切羽土留板が可動し、前方の切羽地山に押し付けられる。これにより、切羽地山を常に安定状態に保持できる。特に、掘進作業を一時的に休止する場合でも、切羽土留板を切羽に押し付けることで切羽地山の開放面積を小さくすることができて安全である。
【００２１】
請求項２記載の本発明は、前記切羽土留板は、該切羽土留板の左右端部に位置させて少なくとも上下２段に切羽土留移動ジャッキが配設され、この切羽土留移動ジャッキの伸縮によりオープンシールド機の推進方向の前後方向に可動するように構成されたことを要旨とするものである。
【００２２】
請求項２記載の本発明によれば、切羽土留板は切羽土留移動ジャッキの伸縮でオープンシールド機の推進方向の前後方向に可動するから、簡単に可動できる。
【００２３】
請求項３記載の本発明は、前記切羽土留板は、配設された切羽土留移動ジャッキの上下の伸縮量を変えることで、切羽土留板の傾斜角度が設定されることを要旨とするものである。
【００２４】
請求項３記載の本発明によれば、配設された切羽土留移動ジャッキの上下の伸縮量を変えることで、切羽土留板の傾斜角度が設定されるから、切羽土留板をフロント部内の地山の法勾配にほぼ合わせることができ、地山の安定性をより確実なものにできる。特に、掘進休止時に切羽地山の法面を保持しておく必要がある場合に有効である。
【発明の効果】
【００２５】
以上述べたように本発明のオープンシールド機は、例えば施工場所が地下水の水位が高く緩い砂質土の場合など、オープンシールド機の推進量と掘削により変化する切羽地山の状態に応じて、フロント部内の地山を常に安定した状態に保つことができ、地山崩壊を防止できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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機の実施形態を示す縦断側面図、図２は同上平面図、図３は同上切羽土留板の箇所の縦断正面図で、図６、図７に示した従来例と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【００２７】
本発明のオープンシールド機１も、基本構成は従来と同様であり、フロント部１ｄ、ジャッキ部１ｅおよびテール部１ｃから構成され、フロント部１ｄには左右側部にスライドジャッキ１３とスライド土留板１２とが配設され、その内側にストローク差を変えることでオープンシールド機１の進行方向を変換するための中折れジャッキ１４が配設されている。
【００２８】
ジャッキ部１ｅには後方のコンクリート函体に反力をとってオープンシールド機１を推進するためのシールドジャッキ２が配設され、テール部１ｃにはコンクリート函体を吊降ろすためのスペースが形成されている。
【００２９】
かかる構成のオープンシールド機１において、フロント部１ｄの左右の側壁板１ａの内側で、隔壁３の前方に位置させて図３にも示すようにフロント部１ｄの前面開口を塞ぐ切羽土留板１５を可動自在に設けた。
【００３０】
この切羽土留板１５は、該切羽土留板の左右端部に位置させて少なくとも上下２段に切羽土留移動ジャッキ１６が配設され、この切羽土留移動ジャッキ１６の伸縮によりオープンシールド機１の推進方向の前後方向にフロント部１ｄ内で可動するように構成され、前記複数の切羽土留移動ジャッキ１６はそれぞれ単独で伸縮ストロークが設定可能である。
【００３１】
次に動作を説明する。オープンシールド工法の基本構成は図６について既に説明したとおりであるからここでの詳細な説明は省略する。図２は切羽土留板１５の移動前の後退位置にある場合で、切羽土留移動ジャッキ１６は収縮状態にある。
【００３２】
オープンシールド機１が掘進し、例えば切羽が地下水位の高い砂質系地盤になった場合、掘削の法面が崩壊しやすくなるが、かかる場合、図４に示すように切羽土留移動ジャッキ１６を伸張して切羽土留板１５をフロント部１ｄ内で前方に移動する。
【００３３】
これによりフロント部１ｄ内の地山に切羽土留板１５が押し付けられ、掘削の法面下部の崩壊を防ぐことができる。また、切羽土留板１５を地山に押し付けることにより、掘削法面高さも低くなり、掘削法面の安定性が向上する。
【００３４】
また、掘進作業を一時的に休止する場合も、図４に示すような状態で切羽土留板１５を地山に押し付けておけば、切羽地山の開放面積を小さくすることができ安全である。
【００３５】
さらに、前記のように切羽土留移動ジャッキ１６は複数設置され、それぞれが異なるストークで伸縮可能であるから、上下位置の切羽土留移動ジャッキ１６の伸縮量を異ならせることで、図５に示すように切羽土留板１５を前方に向けて任意の角度に傾斜させることができる。よって、切羽土留板１５を掘削によって変化するフロント部１ｄ内の切羽地山の法勾配にほぼ合わせることができて、地山の安定性がさらに向上する。
【００３６】
そして、前記のように切羽土留板１５を地山の勾配に合わせて地山に押し付けられることで、掘削休止時に切羽地山の法面を保持しておく必要がある場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のオープンシールド機の実施形態を示す縦断側面図である。
【図２】本発明のオープンシールド機の実施形態を示す平面図である。
【図３】本発明のオープンシールド工法の実施形態を示す切羽土留板の箇所の縦断正面図である。
【図４】本発明のオープンシールド機の実施形態を示す切羽土留板を前方に移動させた状態の縦断側面図である。
【図５】本発明のオープンシールド機の実施形態を示す切羽土留板を前方に傾斜させて移動させた状態の縦断側面図である。
【図６】従来のオープンシールド機の平面図である。
【図７】従来のオープンシールド機の掘削状態を示す縦断側面図である。
【図８】オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。
【図９】コンクリート函体の斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
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５埋戻土
６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スライド土留板１３スライドジャッキ
１４中折れジャッキ１５切羽土留板
１６切羽土留移動ジャッキ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
刃口を有するフロント部と、シールドジャッキを有するジャッキ部と、コンクリート函体を吊降ろすテール部とで構成されるオープンシールド機において、前記フロント部に配設された隔壁の前方位置に切羽土留板を可動自在に設けたことを特徴とするオープンシールド機。
【請求項２】
前記切羽土留板は、該切羽土留板の左右端部に位置させて少なくとも上下２段に切羽土留移動ジャッキが配設され、この切羽土留移動ジャッキの伸縮によりオープンシールド機の推進方向の前後方向に可動するように構成された請求項１記載のオープンシールド機。
【請求項３】
前記切羽土留板は、配設された切羽土留移動ジャッキの上下の伸縮量を変えることで、切羽土留板の傾斜角度が設定される請求項２記載のオープンシールド機。

【図１】