二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法
【課題】鋼矢板を使用する土留め構造体の機械的強度を向上させて外部からの土砂等の流入を防止する。上記土留め構造体によって構築した立坑からのシールドマシンの発進、立坑への到達を安全に迅速に行えるようにする。
【解決手段】本発明の土留め構造体２４には内外に密接状態で重ね合わせて配置される内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５とによって構成される二重鋼矢板１が設けられている。また鋼矢板２を凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部５と、折曲げ成形部５の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイント１０が設けられた水平張出し部６とを有する形状とし、内外の鋼矢板２を互い違いに半ピッチずつずらして配置するという連結構造を採用した。また本発明のシールドマシン２０の発進到達工法においても上記構造の二重鋼矢板１を使用した。
【解決手段】本発明の土留め構造体２４には内外に密接状態で重ね合わせて配置される内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５とによって構成される二重鋼矢板１が設けられている。また鋼矢板２を凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部５と、折曲げ成形部５の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイント１０が設けられた水平張出し部６とを有する形状とし、内外の鋼矢板２を互い違いに半ピッチずつずらして配置するという連結構造を採用した。また本発明のシールドマシン２０の発進到達工法においても上記構造の二重鋼矢板１を使用した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば立坑の施工に使用され、複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体に係り、特に構造体の少なくとも一部に二重鋼矢板を配した二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の建築物や構造物が林立する都市部では、地盤中を掘削し、地下鉄等の軌道を設けたり、下水や雨水等を一ヶ所に集めて流すための大規模な水路等を構築することが頻繁に行われている。この場合、シールドマシンと呼ばれる掘削機械が多く使用されており、地盤中を垂直に掘り起こして構築した立坑と呼ばれる坑道を利用してシールドマシンの搬入、搬出と、地中を水平に掘削し、掘進するための発進、到達とが行われている。
【０００３】
また立坑には、シールドマシンが発進する発進立坑とシールドマシンが到達する到達立坑とがあり、これらの立坑の施工に当たっては、図１７に示すように、平面視形状が凸字状ないし凹字状をした長尺の鋼矢板１０１が多数枚使用されていた。これらの鋼矢板１０１には、左右の端部に対称に配置された連結ジョイント１０３が設けられており、これらの連結ジョイント１０３を利用して、図示のように互い違いに多数枚の鋼矢板１０１を連結して立坑の側壁を形成し、この側壁によって外部の地盤からの側圧（土圧と水圧の両方を含む）を受け、外部からの土砂や地下水等の流入を防止している。
【０００４】
また、従来の鋼矢板１０１の外形寸法を一例として示せば、ピッチ寸法Ｐが４００ｍｍ、高さ寸法Ｈが１２５ｍｍ、厚さｔが１３ｍｍである。また、これらの鋼矢板１０１を連結した立坑の側壁の厚さＢは、高さ寸法Ｈの２倍で２５０ｍｍとなる。従って、例えば１２００ｍｍの間口寸法を確保しようとすれば三枚の鋼矢板１０１が必要となり、第１に鋼矢板１０１の施工枚数が多くなり工期の長大化につながること、第２に立坑の側壁の厚さが厚くなり、施工現場の状況によっては鋼矢板１０１の打設が困難になること、第３にシールドマシンの発進部位または到達部位の立坑の強度が不足し、側圧とのバランスが保てないこと等が問題点になっていた。
【０００５】
そして、上記の第３の問題点を補うために、シールドマシンの発進到達部位では立坑の強度を補強したり、側圧とのバランスを取るための幾つかの対応措置が図１８〜図２０に示すように講じられていた。先ず第１の対応措置は地盤改良であり、図１８に示すようにシールドマシン１０５の発進到達部位における立坑１０７の側壁１０９外方近傍の地盤Ｇに薬剤等を注入して軟弱地盤を硬質地盤に改良することが行われていた。尚、図１８中、符号Ｋで示す部分が地盤改良部位であり、地盤改良部位Ｋの存在によって立坑１０７の側壁１０９にかかる側圧の分散が図れ、立坑１０７内への土砂や地下水の流入が防止されている。
【０００６】
しかし、このような地盤改良を行うことは施工コストの増大及び工期の長大化につながる。また、シールドマシン１０５の発進到達に先立って鋼矢板１０１の鏡切り作業が必要となるが、シールドマシン１０５の切羽１１１が開放された状態での鏡切り作業となるため危険であり、安全面でも問題となっていた。
【０００７】
第２の対応措置は、図１９及び下記特許文献１に示すような防護工１１３の構築である。即ち図１９に示すように、立坑１０７の側壁１０９を形成している鋼矢板１０１の内面にシールドマシン１０５によって直接切削することができる壁１１５を設置し、更に、坑口コンクリート１１７を打設後、坑口１１９とシールドマシン１０５との間に両者の隙間を塞ぐエントランスパッキン１２１を設置する。また、壁１１５と鋼矢板１０１との間の隙間に低強度モルタル等から成る充填材１２３を充填し、更にシールドマシン１０５の後部に反力材１２５と反力壁１２７とを設置することによって防護工１１３を構築して上記側圧に対応している。従って、上記のような地盤改良部位Ｋを形成する場合と同様、シールドマシン１０５の発進到達に先立っての準備作業が必要であり、施工コストの増大及び工期の長大化を招いていた。
【０００８】
第３の対応措置は、図２０及び下記非特許文献１に示すような二重鋼矢板１２９を採用することによって立坑１０７の側壁１０９における側圧に対する強度を向上させるという措置である。この二重鋼矢板１２９は、シールドマシン１０５の発進到達部位における立坑１０７の側壁１０９として設けられる。また、内外に設けられる二枚の鋼矢板１０１の間には図示のような間隙１３１が形成されており、この間隙１３１内に外部の土砂が流入したり、流入した土砂による軟弱な地盤Ｇに対して薬剤を注入し、地盤改良を行わなければならなかった。また、上記図１９に示す第２の対応措置と同様内側の鋼矢板１０１とシールドマシン１０５との間にはエントランスパッキン１２１、シールドマシン１０５の後部には反力材１２５と反力壁１２７とが設けられている。従って、上述の２つの対応措置と同様、シールドマシン１０５の発進到達に先立っての準備作業が必要であり、施工コストの増大及び工期の長大化を招いていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４０８６号広報
【非特許文献１】シールドトンネルの新技術研究会「シールドトンネルの新技術」 株式会社土木工学社 平成７年１月３０日 Ｐ１２８ 図３−１０８（ｅ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような背景技術及び背景技術が抱える問題点の存在を踏まえてなされたものであって、鋼矢板の形状及び連結構造等を工夫することによって隙間なく密着状態で二枚の鋼矢板を内外に重ね合わせた二重鋼矢板の構築を可能とし、当該二重鋼矢板を使用することによってシールドマシンの発進到達部位における側圧に対する強度の向上と、外部からの土砂等の流入の防止と、シールドマシンの発進到達に先立っての準備作業の簡略化と鋼矢板の鏡切り作業の容易化と安全性の向上と、トンネル施工コストの削減及び工期の短縮化とが図れる二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体であって、前記構造体の少なくとも一部には鋼矢板を内外に密接状態で重ね合わせて配置した二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板は内側鋼矢板と外側鋼矢板とによって構成されていて、これら２種類の鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とを有しており、連結される一方の鋼矢板の折曲げ成形部における内天面ないし内底面に対し、連結される他方の鋼矢板の水平張出し部が位置するように互い違いに半ピッチずつずらして配置することによって構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、所定形状の鋼矢板を互い違いに半ピッチずつずらすことによって二重鋼矢板が形成され、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って、土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また、形成された二重鋼矢板の厚さは、鋼矢板の形状と連結構造の違いにより、従来の二重鋼矢板の厚さに比べて格段に薄くなるから、適用できる施工現場が拡大し、施工コストの削減と工期の短縮とを図ることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１の態様において、前記連結された二重鋼矢板のうち両端に位置する端部鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の全長に亘って平行に延び、前記連結ジョイントと係合する全長ガイドジョイントが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、端部鋼矢板に連接する後続の鋼矢板を打設する際、全長ガイドジョイントに案内されるため傾くことなく、密接状態での正確な鋼矢板の打設が可能となる。また、全長ガイドジョイントは、鋼矢板の全長に亘って形成されているから外部からの土砂等の流入を防止することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１または第２の態様において、前記連結された二重鋼矢板のうち中間に位置する中間鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の挿入側先端部のみに前記連結ジョイントと係合する先端ガイドジョイントが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様によれば、端部鋼矢板に連接する後続の鋼矢板を打設する際、上記全長ガイドジョイントと共に先端ガイドジョイントが端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと係合することによる係合案内作用によって鋼矢板の打設が一層正確となる。また先端ガイドジョイントは鋼矢板の挿入側先端部のみに形成されているから鋼矢板の打設を円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第３の態様において、前記先端ガイドジョイントが設けられている中間鋼矢板に対して連結される他の中間鋼矢板の連結側の連結ジョイントにおける挿入側先端部には前記先端ガイドジョイントとの干渉を回避するための回避用切欠部が形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、回避用切欠部の存在により先端ガイドジョイントと連結ジョイントの干渉は、鋼矢板の全長に亘って生じないから連結される鋼矢板の頭を揃え、整列状態ですべての鋼矢板を打設することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１〜第４のいずれか１つの態様において、前記内側鋼矢板の挿入側先端部の外面には当該内側鋼矢板の外側に重ね合わされる外側鋼矢板の挿入側先端部を受け入れて固定する端部固定部材が設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、端部固定部材の存在により外側鋼矢板の打設深さが一様となり、内側鋼矢板と外側鋼矢板の全長を通じての密接状態が確保され、鋼矢板の挿入側先端部からの土砂等の流入が防止される。
【００１７】
本発明の第６の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第２〜第５のいずれか１つの態様において、前記全長ガイドジョイントと当該全長ガイドジョイントと係合する連結ジョイントとの間ないし前記端部固定部材と外側鋼矢板の挿入側先端部との間、あるいはこれらの双方には止水シールが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第６の態様によれば、止水シールの存在により、二重鋼矢板の側方及び挿入側先端部からの地下水等の流入が防止され二重鋼矢板の機械的強度の向上が図られる。
【００１８】
本発明の第７の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１〜第６のいずれか１つの態様において、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板との間には、耐火シートが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第７の態様によれば、耐火シートの存在によりシールドマシンの発進到達部位の内側鋼矢板を溶断によって鏡切りする際、外側鋼矢板を溶断あるいは傷付けることなく内側鋼矢板を鏡切りすることができる。
【００１９】
本発明の第８の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の内天面ないし内底面の挿入側先端部のみに先端ガイドジョイントが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、一方の端部鋼矢板を地盤中に打設する始端打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントと連結伸張側の連結ジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該一枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する二次打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントと前記一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該二枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板を同様に繰り返し打設する中間打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第８の態様によれば、所定の打設手順によって鋼矢板を打設することによって、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また全長ガイドジョイントと先端ガイドジョイントによる係合案内作用によって鋼矢板は傾くことなく、密接状態で正確に打設されるようになる。
【００２１】
本発明の第９の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の水平張出し部の先端に連結ジョイントのみが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で一方の端部鋼矢板と一枚目の中間鋼矢板とを同時に打設する始端同時打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して三枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設して行く中間同時打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第９の態様によれば、所定の打設手順によって鋼矢板を打設することによって、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って、土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また、一度に二枚ずつ鋼矢板が打設できるから施工コストの削減と工期の短縮を図ることができる。また、中間鋼矢板に先端ガイドジョイントを設けたり、先端ガイドジョイントとの干渉を防ぐための回避用切欠部を連結ジョイントに形成する必要がないから部品の共通化を通じて部品点数の削減を図ることができる。また、二枚の鋼矢板は一体になって打設されるから外側鋼矢板と内側鋼矢板との間に隙間は生ぜず、外部からの土砂等の流入は生じないため、円滑な鋼矢板の打設が実行される。
【００２３】
本発明の第１０の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、第９の態様において、前記中間打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板と他方の端部鋼矢板との間に中間鋼矢板をもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して、追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、他方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で他方の端部鋼矢板と追加する中間鋼矢板とを同時に打設する終端同時打設工程を備えるようにしたことを特徴とするものである。
本発明の第１０の態様によれば、上記第９の態様による作用効果に加えて、種々の間口寸法の土留め構造体に対応できるようになる。
【００２４】
本発明の第１１の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行くことによって形成される発進用の立坑からシールドマシンを発進させ、あるいは同様の構成の到達用の立坑に対してシールドマシンを到達させるシールドマシンの発進到達工法であって、前記発進用の立坑ないし到達用の立坑を構成する連結された鋼矢板のうち少なくともシールドマシンの発進到達部位に存する鋼矢板には凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成される二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜き、切羽を開放しないで、直接シールドマシンを発進到達させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第１１の態様によれば、二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスが確保されているからシールドマシンの発進到達を別段の準備作業を講ずることなく直接実行することができ、トンネル施工コストの削減と工期の短縮を図ることができる。またシールドマシンの切羽を開放した状態での鏡切り作業が生じないため安全性も確保されている。
【００２６】
本発明の第１２の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、第１１の態様において、前記シールドマシンの発進到達工法によってシールドマシンを発進用の立坑から発進させる場合には、シールドマシンの発進部位の周囲に坑口コンクリートを打設し、養生、固化後において坑口コンクリートの端面にパッキンを設置し、更にシールドマシンの発進部位に存する支保工を撤去した後シールドマシンを投入するシールドマシン投入工程と、発進部位に存する内側鋼矢板を溶断によって鏡切りして切除する内側鋼矢板切除工程と、内側鋼矢板とシールドマシンの切羽圧及び坑口コンクリートとパッキンとによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜く外側鋼矢板引抜き工程と、シールドマシンを作動させて発進立坑から発進させるシールドマシン発進工程とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の第１２の態様によれば、シールドマシンの発進を効率良く少ない工程で短時間に、しかも外部からの土砂等の流入を生じさせないで確実に行うことができる。
【００２７】
本発明の第１３の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、第１１または第１２の態様において、前記シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の鏡切り想定円と交わる連結ジョイントの部位には複数の溶断用切欠部が設けられており、当該一つの溶断用切欠部から内側鋼矢板の水平張出し部に沿う方向に炎を当てて途中他の溶断用切欠部を通過させながら上記鏡切り想定円上を溶断するようにしたことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第１３の態様によれば、シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の連結ジョイントに予め溶断用切欠部が設けられているから外側鋼矢板に向けて炎を当てることなく内側鋼矢板の鏡切り作業を実行することができる。また溶断が困難な連結ジョイントの部位に溶断用切欠部を設けることにより内側鋼矢板の鏡切り作業を容易に短時間で行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、鋼矢板の形状と連結構造とを工夫することによって隙間なく密着状態で内側鋼矢板と外側鋼矢板を重ね合わせた二重鋼矢板を構築できる。また当該二重鋼矢板を使用することによってシールドマシンの発進到達部位における側圧に対する強度を向上させ、外部からの土砂等の流入を防止することができる。更にシールドマシンの発進到達に先立っての準備作業が簡略化されトンネル施工コストの削減と工期の短縮が図られ、鋼矢板の鏡切り作業が容易になり安全性も向上する。そして、このような種々の効果を奏する二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本願発明に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を実施するための最良の形態として下記の実施例を例にとって説明する。尚、本明細書において使用する連結伸張側（図中符号Ｓで示す）とは鋼矢板を継ぎ足して行く側を意味し、主に既に打設した鋼矢板について使用する。また連結側（図中符号Ｒで示す）とは連結対象となる鋼矢板が存在している側を意味し、主にこれから打設しようとする鋼矢板について使用する。また内方及び内側とは土留め構造体の内部を指し示す方向及び側を意味し、外方及び外側とは土留め構造体の外部を指し示す方向及び側を意味するものとする。
【００３１】
また、以下の説明では、最初に二重鋼矢板を構成する各種の鋼矢板の構造を説明し、次いでこれらの鋼矢板を連結することによって形成される二重鋼矢板の構造と、当該二重鋼矢板をシールドマシンの発進到達部位に適用した立坑の側壁を形作っている土留め構造体の構造とについて説明する。そしてその後、二重鋼矢板の打設の手順と、シールドマシンの発進の手順との説明に併せて、本発明の二重鋼矢板の打設工法と二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法について説明する。
【００３２】
［実施例］
（１）鋼矢板の構成（図２、図３参照）
図２、図３は二重鋼矢板を構成する各種の鋼矢板の構造を示しており、このうち図２は２種類の端部鋼矢板を示す平面図及び正面図、図３は２種類の中間鋼矢板を示す平面図及び正面図である。二重鋼矢板１は、複数枚の鋼矢板２を内外に密接状態で互い違いに重ね合わせるようにして連結することによって構成されている。そして、連結されている鋼矢板２のうち左端ないし右端に位置している鋼矢板２が端部鋼矢板３であり、中間に位置している鋼矢板２が中間鋼矢板４である。
【００３３】
端部鋼矢板３は、凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部５と、折曲げ成形部５の両端を水平に張り出させた水平張出し部６とを有し、折曲げ成形部５の内天面７ないし内底面８には全長ガイドジョイント９、水平張出し部６の両端には、連結ジョイント１０がそれぞれ設けられている。折曲げ成形部５は、水平張出し部６との接続部位で幅寸法が大きく内天面７ないし内底面８が形成されている部位で幅寸法が小さくなるように平面視台形状に折曲げ成形されている。
【００３４】
水平張出し部６の長さは、上記折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８に連結される二枚の鋼矢板２における２つの水平張出し部６が完全に納まるように内天面７ないし内底面８の幅寸法の２分の１程度に設定されている。また連結ジョイント１０は、フック状の部材で左右非対称の形状を有しており、一方の連結ジョイント１０が開口部が一例として上向きで基端部に突起を有する突起付き連結ジョイント１０Ａ、他方の連結ジョイント１０が開口部が一例として下向きで基端部に突起を有しない突起なし連結ジョイント１０Ｂとなっている。そして、これらの折曲げ成形部５、水平張出し部６及び連結ジョイント１０は、鋼矢板２の全長に亘って形成されている。
【００３５】
また、全長ガイドジョイント９は、次に述べる中間鋼矢板４における連結ジョイント１０と係合する係合案内部材であり、連結ジョイント１０と同様、フック状を呈しており、図２（ａ）に示すように突起付き連結ジョイント１０Ａと係合するループ型全長ガイドジョイント９Ａと、図２（ｂ）に示すように突起なし連結ジョイント１０Ｂと係合するリブ型全長ガイドジョイント９Ｂの２種類が存在している。そして、全長ガイドジョイント９は、端部鋼矢板３の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８の中間付近に形成されており、連結ジョイント１０と同様、鋼矢板２の全長に亘って鋼矢板２の長手方向に沿うように平行に延びている。尚、二枚設けられている端部鋼矢板３を識別する場合には、連結側Ｒ始端に位置するものを始端側端部鋼矢板３Ａ、連結伸長側Ｓの終端に位置するものを終端側端部鋼矢板３Ｂとして両者を識別する。
【００３６】
中間鋼矢板４は、上述の端部鋼矢板３と同様、折曲げ成形部５と、水平張出し部６と、連結ジョイント１０とを備え、更に図３に示すように中間鋼矢板４の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８には、先端ガイドジョイント１１が設けられ、この先端ガイドジョイント１１と干渉するおそれがある連結ジョイント１０に対しては、回避用切欠部１２が設けられている。
【００３７】
先端ガイドジョイント１１は、連結する上述の端部鋼矢板３ないし連結する他の中間鋼矢板４における連結ジョイント１０と係合する係合案内部材であり、全長ガイドジョイント９と同様、フック状を呈しており、図３（ａ）に示すように突起付き連結ジョイント１０Ａと係合するループ型先端ガイドジョイント１１Ａと、図３（ｂ）に示すように突起なし連結ジョイント１０Ｂと係合するリブ型先端ガイドジョイント１１Ｂの２種類が存在している。そして、先端ガイドジョイント１１は、中間鋼矢板４の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８の中間付近に形成されており、全長ガイドジョイント９とは異なり、鋼矢板２の挿入側先端部１３のみに設けられている。
【００３８】
また回避用切欠部１２は、上述の先端ガイドジョイント１１が設けられている中間鋼矢板４に対して連結される他の中間鋼矢板４の連結側Ｒの連結ジョイント１０に対して形成されている。具体的には当該連結ジョイント１０における挿入側先端部１３に対して回避用切欠部１２は設けられており、上述の先端ガイドジョイント１１との干渉を回避するために設けられている。尚、後述するように鋼矢板２を二枚ずつ同時に打設する工法を採用した場合には、別段先端ガイドジョイント１１による係合案内作用は不要であるので、先端ガイドジョイント１１及び回避用切欠部１２を省略した中間鋼矢板４も存在し得る。
【００３９】
また、複数枚設けられる中間鋼矢板４を識別する場合には、打設する順番に従い、一枚目の中間鋼矢板を４Ａ、二枚目、三枚目の中間鋼矢板を４Ｂ、４Ｃとし、終端から二番目の中間鋼矢板を４Ｌ、終端の中間鋼矢板を４Ｍ、終端の中間鋼矢板４Ｍと終端側端部鋼矢板３Ｂとの間に追加する中間鋼矢板を４Ｎとして識別する。
【００４０】
（２）二重鋼矢板の構造（図６〜図９参照）
図６は二重鋼矢板を示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）、図７は二重鋼矢板を拡大して示す横断面図である。図８は二重鋼矢板の始端側の一部を更に拡大して示す横断面図、図９は二重鋼矢板の溶断部位を拡大して示す横断面図（ａ）と二重鋼矢板の端部固定部材周辺を拡大して示す側断面図（ｂ）である。
【００４１】
二重鋼矢板１は、上述の各種の鋼矢板２を使用して、これらを複数枚、内外に互い違いに半ピッチずつずらして密接状態で重ね合わせて連結することによって構成されている。そして、すべての鋼矢板２が連結された状態では内側と外側に連結された鋼矢板２が二重に存在するようになる。このうち内側に位置する連結された鋼矢板２を内側鋼矢板１４、外側に位置する連結された鋼矢板２を外側鋼矢板１５とする。
【００４２】
内側鋼矢板１４は、外側鋼矢板１５より幾分長めに形成されていて、内側鋼矢板１４の挿入側先端部１３の外面には、内側鋼矢板１４の外側に重ね合わされる外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３を受け入れて固定する端部固定部材１６が設けられている。端部固定部材１６は、鉤状をした部材でその先端は上方を向いており、内側鋼矢板１４の外面との間には外側鋼矢板１５の板厚より幾分大きめの奥行寸法を有する受入開口１７が形成されている。
【００４３】
また、前記全長ガイドジョイント９と、この全長ガイドジョイント９と係合する連結ジョイント１０との間と、上記端部固定部材１６と外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３との間には、図８及び図９（ｂ）に示すように止水シール１８が設けられている。止水シール１８として一例として水膨脹シールが使用できる。
【００４４】
また、内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５との間には耐火シート１９が設けられており、内側鋼矢板１４を溶断によって鏡切りする際、外側鋼矢板１５を誤って一緒に溶断しないようにしている。耐火シート１９はその機能を発揮する公知のものを使用できるが、厚さ１ｍｍ以下のステンレス材よりなるシートも使用可能である。
【００４５】
この他、内側鋼矢板１４には、図６（ｂ）及び図９（ａ）に示すようにシールドマシン２０の発進到達部位における鏡切り想定円２１と交わる連結ジョイント１０の部位には溶断用切欠部２２が複数個所設けられている。そして、溶断時には図９（ａ）に示すように溶断用ガスバーナのノズル２３を一つの溶断用切欠部２２に入れ、当該溶断用切欠部２２から内側鋼矢板１４の水平張出し部６に沿う方向に炎に当てて、途中他の溶断用切欠部２２を通過しながら鏡切り想定円２１上を溶断して行く。
【００４６】
外側鋼矢板１５は、内側鋼矢板１４より幾分短めに形成されていて、シールドマシン２０の発進到達時には上方に引き抜くことができるようになっている。そして、このようにして構成される二重鋼矢板１の外形寸法を一例として示せば、ピッチ寸法Ｐが６００ｍｍ、高さ寸法Ｈが２００ｍｍ、厚さｔが１３ｍｍである。従って、図１７に示す従来の鋼矢板１０１を使用した場合に比べて土留め構造体２４の側壁２７の厚さを５０ｍｍ薄くでき、間口寸法が１２００ｍｍ当たり従来３枚の鋼矢板１０１を必要としていたのに対し、二枚の鋼矢板２で対応できるようになっている。また、前記のような鋼矢板２の形状、連結構造と上述のような外形寸法を採ることによって、本発明で使用する鋼矢板２は、従来の鋼矢板１０１に比べて断面係数ないし断面二次モーメントの値が格段に大きくなるため機械的強度が大幅に増強されている。
【００４７】
（３）土留め構造体の構造（図４、図５参照）
図４は土留め構造体を一部破断して示す斜視図、図５は土留め構造体を示す平面図である。土留め構造体２４は複数枚の鋼矢板２、１０１を一例として矩形枠状に連結しながら地盤Ｇ中に打設して行くことによって形成されている。そして、本実施例では土留め構造体２４をトンネル施工に先立って構築される立坑２６の側壁２７として使用している。そして、本発明の土留め構造体２４には、シールドマシン２０の発進到達部位となる側壁２７に上述の二重鋼矢板１が配置され、側圧に対する機械的強度の向上が図られている。また、シールドマシン２０の発進到達部位以外の側壁２７については、それほど大きな機械的強度を必要としないから、一例として従来の鋼矢板１０１を使用して従来の連結構造によって側壁２７を形成した。
【００４８】
（４）二重鋼矢板の打設工法（図１０、図１１、図１６参照）
図１０は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示す横断面図、図１１は鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示すと共に、終端部の鋼矢板の他の打設手順（ｅ）を併せ示す横断面図である。また図１６は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合に使用する圧入機（ａ）と鋼矢板を二枚同時に打設する場合にクレーンと共に使用される振動圧入機（ｂ）を示す側面図である。以下（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と、（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合に分けて説明する。
【００４９】
（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合（図１０、図１６（ａ）参照）
内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８に全長ガイドジョイント９が形成された端部鋼矢板３が使用され、中間部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８の挿入側先端部１３のみに先端ガイドジョイント１１が形成された中間鋼矢板４が使用される。また鋼矢板２の圧入装置として図１６（ａ）に示すような圧入機２８が使用される。
【００５０】
圧入機２８としては騒音の小さなサイレントパイラーが一例として適用できる。圧入機２８は、打設した鋼矢板２の上端部をクランプして姿勢を保持するクランプ架台２９と、クランプ架台２９の先端寄りの上面から上方に立ち上げられている油圧駆動機構を備えた本体部３０と、本体部３０の前面に設けられ、打設する鋼矢板２の側胴部を挟持して所定ストロークずつ鋼矢板２を圧入することのできる圧入チャック部３１とを備えている。そして、鋼矢板２を一枚ずつ個別に打設する場合に適用できる二重鋼矢板の打設工法は、（ｉ）始端打設工程と、（ii）二次打設工程と、（iii）中間打設工程と、（iv）終端打設工程とを備えることによって構成されている。
【００５１】
（ｉ）始端打設工程（図１０（ａ）参照）
始端打設工程では始端側端部鋼矢板３Ａを地盤Ｇ中に打設する。この場合、既に始端側端部鋼矢板３Ａと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に始端側端部鋼矢板３Ａの連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させた状態で始端側端部鋼矢板３Ａを打設する。
【００５２】
（ii）二次打設工程（図１０（ｂ）参照）
二次打設工程では打設した始端側端部鋼矢板３Ａにおける全長ガイドジョイント９と連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と先端ガイドジョイント１１をそれぞれ係合させて一枚目の中間鋼矢板４Ａを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。本工程では全長ガイドジョイント９と先端ガイドジョイント１１とによる係合案内作用によって一枚目の中間鋼矢板４Ａは傾くことなく円滑且つ正確に打設される。
【００５３】
（iii）中間打設工程（図１０（ｃ）参照）
中間打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して二枚目の中間鋼矢板４Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と先端ガイドジョイント１１をそれぞれ係合させて、二枚目の中間鋼矢板４Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板４Ｃ・・・・を同様に繰り返し打設する。この場合、先端ガイドジョイント１１は、挿入側先端部１３のみに設けられており、先端ガイドジョイント１１と同一の部位に位置する連結ジョイント１０には回避用切欠部１２が形成されているから両者の干渉は生じない。
【００５４】
（iv）終端打設工程（図１０（ｄ）参照）
終端打設工程では、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目の中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と全長ガイドジョイント９をそれぞれ係合させて終端側端部鋼矢板３Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。この場合、既に終端側端部鋼矢板３Ｂと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結側Ｒの連結ジョイント１０に終端側端部鋼矢板３Ｂの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０を係合させた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂを打設する。
【００５５】
（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合（図１１、図１６（ｂ）参照）
内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８に全長ガイドジョイント９が形成された端部鋼矢板３が使用され、中間部では鋼矢板２の水平張出し部６の先端に連結ジョイント１０のみが形成され、先端ガイドジョイント１１を有しない中間鋼矢板４が使用される。また、鋼矢板２の圧入装置として、図１６（ｂ）に示すようなクレーン３２と共に使用される振動圧入機３３が使用される。
【００５６】
クレーン３２は、打設した鋼矢板２の上端部をクランプして姿勢を保持するクランプ架台３４を備えたクランプクレーンが一例として適用できる。クランプ架台３４の前端部には、回動自在で伸縮自在のアーム３５が設けられており、アーム３５の先端部に振動圧入機３３が接続されている。振動圧入機３３は、内部に設けたバネ３６の弾性反発力を利用して鋼矢板２を振動させながら所定ストロークずつ圧入できる装置である。従って、図１６（ａ）に示す圧入機２８より圧入力が大きく、二枚の鋼矢板２を同時に圧入することができる構造になっている。そして、鋼矢板２を二枚同時に打設する場合に適用できる二重鋼矢板の打設工法は（ｉ）始端同時打設工程と、（ii）中間同時打設工程と、（iii）終端打設工程あるいは（iii）終端打設工程に代えて（iv）終端同時打設工程とを備えることによって構成されている。
【００５７】
（ｉ）始端同時打設工程（図１１（ａ）参照）
始端同時打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける全長ガイドジョイント９に対して一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で始端側端部鋼矢板３Ａと一枚目の中間鋼矢板４Ａとを同時に打設する。この場合、既に始端側端部鋼矢板３Ａと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に始端側端部鋼矢板３Ａの連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させた状態で始端側端部鋼矢板３Ａと一枚目の中間鋼矢板４Ａとを同時に打設する。
【００５８】
（ii）中間同時打設工程（図１１（ｂ）（ｃ）、図１４（ａ）参照）
中間同時打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して二枚目の中間鋼矢板４Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して三枚目の中間鋼矢板４Ｃにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板４Ｂ、４Ｃを二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板４Ｄ、４Ｅ・・・・を二枚ずつ同時に打設して行く。尚、同時に打設される内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５は、図１４（ａ）に示すように予めボルト３７によって一体に固定されているため、位置ずれを生じさせることなく一枚の鋼矢板１４を打設するのと同様に打設される。
【００５９】
（iii）終端打設工程（図１１（ｄ）参照）
終端打設工程では、上記中間同時打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と全長ガイドジョイント９をそれぞれ係合させて、終端側端部鋼矢板３Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。この場合、既に終端側端部鋼矢板３Ｂと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結側Ｒの連結ジョイント１０に終端側端部鋼矢板３Ｂの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０を係合させた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂを打設する。
【００６０】
（iv）終端同時打設工程（図１１（ｅ）参照）
前記中間同時打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板４Ｍと終端側端部鋼矢板３Ｂとの間に中間鋼矢板４Ｎをもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて終端同時打設工程を採用する。終端同時打設工程では、中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して追加する中間鋼矢板４Ｎにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させ、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける全長ガイドジョイント９に対して、追加する中間鋼矢板４Ｎにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂと追加する中間鋼矢板４Ｎとを同時に打設する。
【００６１】
（５）二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法(図１、図12〜15参照)
図１はシールドマシンの発進途中の施工状態を示す側断面図である。図１２は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図、図１３は同上、後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。図１４は鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図、図１５は同上、後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【００６２】
シールドマシンの発進到達工法は、複数枚の鋼矢板２を連結しながら内外に重ね合わせて地盤Ｇ中に打設して行くことによって形成される土留め構造体２４によって形成される発進用の立坑２６からシールドマシン２０を発進させ、あるいは同様の構成の土留め構造体２４によって形成される到達用の立坑２６に対してシールドマシン２０を到達させる工法である。そして、これらの立坑２６の側壁２７のうち、シールドマシン２０の発進到達部位となる側壁２７には上述の二重鋼矢板１が設けられており、この二重鋼矢板１とシールドマシン２０の切羽３８による推進圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板１５を引き抜き、切羽３８を開放しないで直接シールドマシン２０を発進到達させることによって本発明のシールドマシンの発進到達工法は構成されている。
【００６３】
シールドマシン２０を発進させる場合を例にとって更に具体的に説明すると、本発明のシールドマシンの発進到達工法は、（ｉ）シールドマシン投入工程と、（ii）内側鋼矢板切除工程と、（iii）外側鋼矢板引抜き工程と、（iv）シールドマシン発進工程とを備えることによって構成されている。以下（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と、（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合に分けて説明する。
【００６４】
（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合（図１２、図１３参照）
鋼矢板２を一枚ずつ打設する場合には、図１２（ａ）に示すように、最初に内側鋼矢板１４、次に外側鋼矢板１５の順で鋼矢板２を一枚ずつ順番に打設する。また、外側鋼矢板１５を打設する際には、内側鋼矢板１４との間に耐火シート１９を介在させ、外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３が内側鋼矢板１４に設けられている端部固定部材１６の受入開口１７に係止されるように打設する。そして、すべての鋼矢板２、１０１の打設が完了して土留め構造体２４が構築されたところで、図１２（ｂ）に示すように土留め構造体２４の内部の地盤Ｇを掘削し、底盤コンクリート３９を打設し、養生、固化させた後、支保工４０を設置して立坑２６を完成させる。
【００６５】
（ｉ）シールドマシン投入工程（図１２（ｃ）参照）
シールドマシン投入工程では、シールドマシン２０の発進部位の周囲に坑口コンクリート４１を打設し、養生、固化させた後、坑口コンクリート４１の端面にパッキン４２を設置する。そして、シールドマシン２０の発進部位に存する支保工４０を撤去し、シールドマシン２０を地上から降ろして立坑２６内に投入し、シールドマシン２０を所定の発進位置にセットする。
【００６６】
（ii）内側鋼矢板切除工程（図９（ａ）、図１３（ａ）参照）
内側鋼矢板切除工程では、シールドマシン２０の切羽３８を坑口コンクリート４１とパッキン４２とによって被覆した状態でガスバーナに溶断用のガスを供給し着火する。ガスバーナのノズル２３を、図９（ａ）に示すように内側鋼矢板１４における連結ジョイント１０に予め形成されている溶断用切欠部２２の一つに入れ、炎が内側鋼矢板１４の水平張出し部６に沿う方向に向くようにして、途中、他の溶断用切欠部２２を通過させながら鏡切り想定円２１上をトレースするようにノズル２３を移動させる。そして、このような形態で鏡切りすることにより、安全で誤って外側鋼矢板１５を溶断したり傷付けたりすることなく、内側鋼矢板１４のみを溶断して鏡切りした不要の内側鋼矢板１４を切除することができる。
【００６７】
（iii）外側鋼矢板引抜き工程（図１３（ｂ）参照）
外側鋼矢板引抜き工程では、内側鋼矢板１４とシールドマシン２０の切羽３８の推進圧及び坑口コンクリート４１とパッキン４２とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板１５を上方に引き抜く。この状態では図示のようにシールドマシン２０が幾分前進しており、シールドマシン２０の本体側胴部４３にパッキン４２が撓み変形しながら当接しているため立坑２６の内部空間とは遮断されて側圧のバランスが確保されている。
【００６８】
（iv）シールドマシン発進工程（図１３（ｃ）参照）
シールドマシン発進工程では、シールドマシン２０を作動状態とし、シールドマシン２０を所定の速度で推進させながら切羽３８を回転させてシールドマシン２０を発進用の立坑２６から発進させる。尚、この状態でも上記の側圧のバランスはそのまま保たれているから、従来のように地盤改良を行ったり防護工を設置することなく、直接シールドマシン２０を発進させることが可能である。
【００６９】
（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合（図１４、図１５参照）
鋼矢板２を二枚ずつ同時に打設する場合には、内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５との間に耐火シート１９を介在させ、図１４（ａ）に示すように内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５をボルト３７によって固定し、一体化させた状態で地盤Ｇ中に打設する。また、図示の実施例では、外側鋼矢板１５を内側鋼矢板１４よりかなり短めに形成し、内側鋼矢板１４の上部に鉄筋４４を連結する構成を採用している。そして、すべての鋼矢板２、１０１の打設が完了して土留め構造体２４が構築されたところで、図１４（ｂ）に示すように土留め構造体２４の内部の地盤Ｇを掘削し、底盤コンクリート３９を打設し、養生、固化させた後、支保工４０を設置する。内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を固定していたボルト３７を撤去すれば立坑２６が完成する。
【００７０】
そして、前記（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と同様の（ｉ）シールドマシン投入工程（図１４（ｃ）参照）と、（ii）内側鋼矢板切除工程（図９（ａ）、図１５（ａ）参照）と、（iii）外側鋼矢板引抜き工程（図１５（ｂ）参照）と、（iv）シールドマシン発進工程（図１５（ｃ）参照）とを順次実行することによって、地盤改良を行ったり防護工を設置することなく、直接シールドマシン２０を発進させることが可能になるのである。
【００７１】
［他の実施例］
本願発明に係る二重鋼矢板１を使用した土留め構造体２４、二重鋼矢板１の打設工法及び二重鋼矢板１を使用したシールドマシン２０の発進到達工法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的な構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。例えば土留め構造体２４は、立坑２６のように筒状の構造枠体として形成される他、河川や傾斜地の法面工事等にも使用される衝立状の構造枠体としても使用可能である。また土留め構造体２４の一部だけでなく土留め構造体２４のすべてを二重鋼矢板１によって構成することも可能であるし、二重鋼矢板１を採用しない部位の鋼矢板２として二重鋼矢板１において使用した形状、大きさ及び連結構造の鋼矢板２を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本願発明は、立坑の建設現場やシールド工事の施工現場等において鋼矢板を使用して容易に、正確に効率良く土留め構造体を構築したい場合やシールドマシンの発進到達作業を容易に、安全に、短期間に低コストで実行したい場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】シールドマシンの発進途中の施工状態を示す側断面図である。
【図２】２種類の端部鋼矢板を示す平面図及び正面図である。
【図３】２種類の中間鋼矢板を示す平面図及び正面図である。
【図４】土留め構造体を一部破断して示す斜視図である。
【図５】土留め構造体を示す平面図である。
【図６】二重鋼矢板を示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図７】二重鋼矢板を拡大して示す横断面図である。
【図８】二重鋼矢板の始端側の一部を更に拡大して示す横断面図である。
【図９】二重鋼矢板の溶断部位を拡大して示す横断面図（ａ）と二重鋼矢板の端部固定部材周辺を拡大して示す側断面図（ｂ）である。
【図１０】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示す横断面図である。
【図１１】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示すと共に、終端部の鋼矢板の他の打設手順（ｅ）を併せ示す横断面図である。
【図１２】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１３】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１４】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１５】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１６】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合に使用する圧入機（ａ）と鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合にクレーンと共に使用される振動圧入機（ｂ）を示す側面図である。
【図１７】従来の鋼矢板の径状、外形寸法及び連結構造を示す平面図である。
【図１８】シールドマシンの発進に先立って地盤改良を施した従来のシールドマシンの発進到達工法を示す側断面図である。
【図１９】シールドマシンの発進に先立って防護工を設置した従来のシールドマシンの発進到達工法を示す側断面図である。
【図２０】立坑の側壁として二重鋼矢板を適用した従来の土留め構造体の構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 二重鋼矢板、２ 鋼矢板、３ 端部鋼矢板、３Ａ 始端側端部鋼矢板、
３Ｂ 終端側端部鋼矢板、４ 中間鋼矢板、４Ａ 一枚目の中間鋼矢板、
４Ｂ 二枚目の中間鋼矢板、４Ｃ 三枚目の中間鋼矢板、
４Ｌ 終端から二番目の中間鋼矢板、４Ｍ 終端の中間鋼矢板、
４Ｎ 追加する中間鋼矢板、５ 折曲げ成形部、６ 水平張出し部、７ 内天面、
８ 内底面、９ 全長ガイドジョイント、９Ａ ループ型全長ガイドジョイント、
９Ｂ リブ型全長ガイドジョイント、１０ 連結ジョイント、
１０Ａ 突起付き連結ジョイント、１０Ｂ 突起なし連結ジョイント、
１１ 先端ガイドジョイント、１１Ａ ループ型先端ガイドジョイント、
１１Ｂ リブ型先端ガイドジョイント、１２ 回避用切欠部、１３ 挿入側先端部、
１４ 内側鋼矢板、１５ 外側鋼矢板、１６ 端部固定部材、１７ 受入開口、
１８ 止水シール、１９ 耐火シート、２０ シールドマシン、２１ 鏡切り想定円、
２２ 溶断用切欠部、２３ （溶断ガスバーナの）ノズル、２４ 土留め構造体、
２６ 立坑、２７ 側壁、２８ 圧入機、２９ クランプ架台、３０ 本体部、
３１ 圧入チャック部、３２ クレーン、３３ 振動圧入機、３４ クランプ架台、
３５ アーム、３６ バネ、３７ ボルト、３８ 切羽、３９ 底盤コンクリート、
４０ 支保工、４１ 坑口コンクリート、４２ パッキン、４３ 本体側胴部、
４４ 鉄筋、１０１ （従来の）鋼矢板、Ｓ 連結伸張側、Ｒ 連結側、
Ｐ ピッチ寸法、Ｈ 高さ寸法、ｔ 厚さ、Ｇ 地盤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば立坑の施工に使用され、複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体に係り、特に構造体の少なくとも一部に二重鋼矢板を配した二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の建築物や構造物が林立する都市部では、地盤中を掘削し、地下鉄等の軌道を設けたり、下水や雨水等を一ヶ所に集めて流すための大規模な水路等を構築することが頻繁に行われている。この場合、シールドマシンと呼ばれる掘削機械が多く使用されており、地盤中を垂直に掘り起こして構築した立坑と呼ばれる坑道を利用してシールドマシンの搬入、搬出と、地中を水平に掘削し、掘進するための発進、到達とが行われている。
【０００３】
また立坑には、シールドマシンが発進する発進立坑とシールドマシンが到達する到達立坑とがあり、これらの立坑の施工に当たっては、図１７に示すように、平面視形状が凸字状ないし凹字状をした長尺の鋼矢板１０１が多数枚使用されていた。これらの鋼矢板１０１には、左右の端部に対称に配置された連結ジョイント１０３が設けられており、これらの連結ジョイント１０３を利用して、図示のように互い違いに多数枚の鋼矢板１０１を連結して立坑の側壁を形成し、この側壁によって外部の地盤からの側圧（土圧と水圧の両方を含む）を受け、外部からの土砂や地下水等の流入を防止している。
【０００４】
また、従来の鋼矢板１０１の外形寸法を一例として示せば、ピッチ寸法Ｐが４００ｍｍ、高さ寸法Ｈが１２５ｍｍ、厚さｔが１３ｍｍである。また、これらの鋼矢板１０１を連結した立坑の側壁の厚さＢは、高さ寸法Ｈの２倍で２５０ｍｍとなる。従って、例えば１２００ｍｍの間口寸法を確保しようとすれば三枚の鋼矢板１０１が必要となり、第１に鋼矢板１０１の施工枚数が多くなり工期の長大化につながること、第２に立坑の側壁の厚さが厚くなり、施工現場の状況によっては鋼矢板１０１の打設が困難になること、第３にシールドマシンの発進部位または到達部位の立坑の強度が不足し、側圧とのバランスが保てないこと等が問題点になっていた。
【０００５】
そして、上記の第３の問題点を補うために、シールドマシンの発進到達部位では立坑の強度を補強したり、側圧とのバランスを取るための幾つかの対応措置が図１８〜図２０に示すように講じられていた。先ず第１の対応措置は地盤改良であり、図１８に示すようにシールドマシン１０５の発進到達部位における立坑１０７の側壁１０９外方近傍の地盤Ｇに薬剤等を注入して軟弱地盤を硬質地盤に改良することが行われていた。尚、図１８中、符号Ｋで示す部分が地盤改良部位であり、地盤改良部位Ｋの存在によって立坑１０７の側壁１０９にかかる側圧の分散が図れ、立坑１０７内への土砂や地下水の流入が防止されている。
【０００６】
しかし、このような地盤改良を行うことは施工コストの増大及び工期の長大化につながる。また、シールドマシン１０５の発進到達に先立って鋼矢板１０１の鏡切り作業が必要となるが、シールドマシン１０５の切羽１１１が開放された状態での鏡切り作業となるため危険であり、安全面でも問題となっていた。
【０００７】
第２の対応措置は、図１９及び下記特許文献１に示すような防護工１１３の構築である。即ち図１９に示すように、立坑１０７の側壁１０９を形成している鋼矢板１０１の内面にシールドマシン１０５によって直接切削することができる壁１１５を設置し、更に、坑口コンクリート１１７を打設後、坑口１１９とシールドマシン１０５との間に両者の隙間を塞ぐエントランスパッキン１２１を設置する。また、壁１１５と鋼矢板１０１との間の隙間に低強度モルタル等から成る充填材１２３を充填し、更にシールドマシン１０５の後部に反力材１２５と反力壁１２７とを設置することによって防護工１１３を構築して上記側圧に対応している。従って、上記のような地盤改良部位Ｋを形成する場合と同様、シールドマシン１０５の発進到達に先立っての準備作業が必要であり、施工コストの増大及び工期の長大化を招いていた。
【０００８】
第３の対応措置は、図２０及び下記非特許文献１に示すような二重鋼矢板１２９を採用することによって立坑１０７の側壁１０９における側圧に対する強度を向上させるという措置である。この二重鋼矢板１２９は、シールドマシン１０５の発進到達部位における立坑１０７の側壁１０９として設けられる。また、内外に設けられる二枚の鋼矢板１０１の間には図示のような間隙１３１が形成されており、この間隙１３１内に外部の土砂が流入したり、流入した土砂による軟弱な地盤Ｇに対して薬剤を注入し、地盤改良を行わなければならなかった。また、上記図１９に示す第２の対応措置と同様内側の鋼矢板１０１とシールドマシン１０５との間にはエントランスパッキン１２１、シールドマシン１０５の後部には反力材１２５と反力壁１２７とが設けられている。従って、上述の２つの対応措置と同様、シールドマシン１０５の発進到達に先立っての準備作業が必要であり、施工コストの増大及び工期の長大化を招いていた。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２１４０８６号広報
【非特許文献１】シールドトンネルの新技術研究会「シールドトンネルの新技術」 株式会社土木工学社 平成７年１月３０日 Ｐ１２８ 図３−１０８（ｅ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような背景技術及び背景技術が抱える問題点の存在を踏まえてなされたものであって、鋼矢板の形状及び連結構造等を工夫することによって隙間なく密着状態で二枚の鋼矢板を内外に重ね合わせた二重鋼矢板の構築を可能とし、当該二重鋼矢板を使用することによってシールドマシンの発進到達部位における側圧に対する強度の向上と、外部からの土砂等の流入の防止と、シールドマシンの発進到達に先立っての準備作業の簡略化と鋼矢板の鏡切り作業の容易化と安全性の向上と、トンネル施工コストの削減及び工期の短縮化とが図れる二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体であって、前記構造体の少なくとも一部には鋼矢板を内外に密接状態で重ね合わせて配置した二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板は内側鋼矢板と外側鋼矢板とによって構成されていて、これら２種類の鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とを有しており、連結される一方の鋼矢板の折曲げ成形部における内天面ないし内底面に対し、連結される他方の鋼矢板の水平張出し部が位置するように互い違いに半ピッチずつずらして配置することによって構成したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、所定形状の鋼矢板を互い違いに半ピッチずつずらすことによって二重鋼矢板が形成され、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って、土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また、形成された二重鋼矢板の厚さは、鋼矢板の形状と連結構造の違いにより、従来の二重鋼矢板の厚さに比べて格段に薄くなるから、適用できる施工現場が拡大し、施工コストの削減と工期の短縮とを図ることができる。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１の態様において、前記連結された二重鋼矢板のうち両端に位置する端部鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の全長に亘って平行に延び、前記連結ジョイントと係合する全長ガイドジョイントが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第２の態様によれば、端部鋼矢板に連接する後続の鋼矢板を打設する際、全長ガイドジョイントに案内されるため傾くことなく、密接状態での正確な鋼矢板の打設が可能となる。また、全長ガイドジョイントは、鋼矢板の全長に亘って形成されているから外部からの土砂等の流入を防止することができる。
【００１４】
本発明の第３の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１または第２の態様において、前記連結された二重鋼矢板のうち中間に位置する中間鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の挿入側先端部のみに前記連結ジョイントと係合する先端ガイドジョイントが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第３の態様によれば、端部鋼矢板に連接する後続の鋼矢板を打設する際、上記全長ガイドジョイントと共に先端ガイドジョイントが端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと係合することによる係合案内作用によって鋼矢板の打設が一層正確となる。また先端ガイドジョイントは鋼矢板の挿入側先端部のみに形成されているから鋼矢板の打設を円滑に行うことが可能となる。
【００１５】
本発明の第４の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第３の態様において、前記先端ガイドジョイントが設けられている中間鋼矢板に対して連結される他の中間鋼矢板の連結側の連結ジョイントにおける挿入側先端部には前記先端ガイドジョイントとの干渉を回避するための回避用切欠部が形成されていることを特徴とするものである。
本発明の第４の態様によれば、回避用切欠部の存在により先端ガイドジョイントと連結ジョイントの干渉は、鋼矢板の全長に亘って生じないから連結される鋼矢板の頭を揃え、整列状態ですべての鋼矢板を打設することが可能となる。
【００１６】
本発明の第５の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１〜第４のいずれか１つの態様において、前記内側鋼矢板の挿入側先端部の外面には当該内側鋼矢板の外側に重ね合わされる外側鋼矢板の挿入側先端部を受け入れて固定する端部固定部材が設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第５の態様によれば、端部固定部材の存在により外側鋼矢板の打設深さが一様となり、内側鋼矢板と外側鋼矢板の全長を通じての密接状態が確保され、鋼矢板の挿入側先端部からの土砂等の流入が防止される。
【００１７】
本発明の第６の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第２〜第５のいずれか１つの態様において、前記全長ガイドジョイントと当該全長ガイドジョイントと係合する連結ジョイントとの間ないし前記端部固定部材と外側鋼矢板の挿入側先端部との間、あるいはこれらの双方には止水シールが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第６の態様によれば、止水シールの存在により、二重鋼矢板の側方及び挿入側先端部からの地下水等の流入が防止され二重鋼矢板の機械的強度の向上が図られる。
【００１８】
本発明の第７の態様に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体は、第１〜第６のいずれか１つの態様において、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板との間には、耐火シートが設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第７の態様によれば、耐火シートの存在によりシールドマシンの発進到達部位の内側鋼矢板を溶断によって鏡切りする際、外側鋼矢板を溶断あるいは傷付けることなく内側鋼矢板を鏡切りすることができる。
【００１９】
本発明の第８の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の内天面ないし内底面の挿入側先端部のみに先端ガイドジョイントが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、一方の端部鋼矢板を地盤中に打設する始端打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントと連結伸張側の連結ジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該一枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する二次打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントと前記一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該二枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板を同様に繰り返し打設する中間打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第８の態様によれば、所定の打設手順によって鋼矢板を打設することによって、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また全長ガイドジョイントと先端ガイドジョイントによる係合案内作用によって鋼矢板は傾くことなく、密接状態で正確に打設されるようになる。
【００２１】
本発明の第９の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の水平張出し部の先端に連結ジョイントのみが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で一方の端部鋼矢板と一枚目の中間鋼矢板とを同時に打設する始端同時打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して三枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設して行く中間同時打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第９の態様によれば、所定の打設手順によって鋼矢板を打設することによって、形成された二重鋼矢板の外方には同一向きで連結された外側鋼矢板が位置し、二重鋼矢板の内方には上記外側鋼矢板に対して密接状態で重ね合わされる同一向きで連結された内側鋼矢板が位置するようになる。従って、土留め構造体の側圧に対する強度が向上し、外側鋼矢板と内側鋼矢板との間への土砂等の流入は生じない。また、一度に二枚ずつ鋼矢板が打設できるから施工コストの削減と工期の短縮を図ることができる。また、中間鋼矢板に先端ガイドジョイントを設けたり、先端ガイドジョイントとの干渉を防ぐための回避用切欠部を連結ジョイントに形成する必要がないから部品の共通化を通じて部品点数の削減を図ることができる。また、二枚の鋼矢板は一体になって打設されるから外側鋼矢板と内側鋼矢板との間に隙間は生ぜず、外部からの土砂等の流入は生じないため、円滑な鋼矢板の打設が実行される。
【００２３】
本発明の第１０の態様に係る二重鋼矢板の打設工法は、第９の態様において、前記中間打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板と他方の端部鋼矢板との間に中間鋼矢板をもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して、追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、他方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で他方の端部鋼矢板と追加する中間鋼矢板とを同時に打設する終端同時打設工程を備えるようにしたことを特徴とするものである。
本発明の第１０の態様によれば、上記第９の態様による作用効果に加えて、種々の間口寸法の土留め構造体に対応できるようになる。
【００２４】
本発明の第１１の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行くことによって形成される発進用の立坑からシールドマシンを発進させ、あるいは同様の構成の到達用の立坑に対してシールドマシンを到達させるシールドマシンの発進到達工法であって、前記発進用の立坑ないし到達用の立坑を構成する連結された鋼矢板のうち少なくともシールドマシンの発進到達部位に存する鋼矢板には凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成される二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜き、切羽を開放しないで、直接シールドマシンを発進到達させるようにしたことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第１１の態様によれば、二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスが確保されているからシールドマシンの発進到達を別段の準備作業を講ずることなく直接実行することができ、トンネル施工コストの削減と工期の短縮を図ることができる。またシールドマシンの切羽を開放した状態での鏡切り作業が生じないため安全性も確保されている。
【００２６】
本発明の第１２の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、第１１の態様において、前記シールドマシンの発進到達工法によってシールドマシンを発進用の立坑から発進させる場合には、シールドマシンの発進部位の周囲に坑口コンクリートを打設し、養生、固化後において坑口コンクリートの端面にパッキンを設置し、更にシールドマシンの発進部位に存する支保工を撤去した後シールドマシンを投入するシールドマシン投入工程と、発進部位に存する内側鋼矢板を溶断によって鏡切りして切除する内側鋼矢板切除工程と、内側鋼矢板とシールドマシンの切羽圧及び坑口コンクリートとパッキンとによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜く外側鋼矢板引抜き工程と、シールドマシンを作動させて発進立坑から発進させるシールドマシン発進工程とを備えていることを特徴とするものである。
本発明の第１２の態様によれば、シールドマシンの発進を効率良く少ない工程で短時間に、しかも外部からの土砂等の流入を生じさせないで確実に行うことができる。
【００２７】
本発明の第１３の態様に係る二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法は、第１１または第１２の態様において、前記シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の鏡切り想定円と交わる連結ジョイントの部位には複数の溶断用切欠部が設けられており、当該一つの溶断用切欠部から内側鋼矢板の水平張出し部に沿う方向に炎を当てて途中他の溶断用切欠部を通過させながら上記鏡切り想定円上を溶断するようにしたことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第１３の態様によれば、シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の連結ジョイントに予め溶断用切欠部が設けられているから外側鋼矢板に向けて炎を当てることなく内側鋼矢板の鏡切り作業を実行することができる。また溶断が困難な連結ジョイントの部位に溶断用切欠部を設けることにより内側鋼矢板の鏡切り作業を容易に短時間で行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、鋼矢板の形状と連結構造とを工夫することによって隙間なく密着状態で内側鋼矢板と外側鋼矢板を重ね合わせた二重鋼矢板を構築できる。また当該二重鋼矢板を使用することによってシールドマシンの発進到達部位における側圧に対する強度を向上させ、外部からの土砂等の流入を防止することができる。更にシールドマシンの発進到達に先立っての準備作業が簡略化されトンネル施工コストの削減と工期の短縮が図られ、鋼矢板の鏡切り作業が容易になり安全性も向上する。そして、このような種々の効果を奏する二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本願発明に係る二重鋼矢板を使用した土留め構造体、二重鋼矢板の打設工法及び二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法を実施するための最良の形態として下記の実施例を例にとって説明する。尚、本明細書において使用する連結伸張側（図中符号Ｓで示す）とは鋼矢板を継ぎ足して行く側を意味し、主に既に打設した鋼矢板について使用する。また連結側（図中符号Ｒで示す）とは連結対象となる鋼矢板が存在している側を意味し、主にこれから打設しようとする鋼矢板について使用する。また内方及び内側とは土留め構造体の内部を指し示す方向及び側を意味し、外方及び外側とは土留め構造体の外部を指し示す方向及び側を意味するものとする。
【００３１】
また、以下の説明では、最初に二重鋼矢板を構成する各種の鋼矢板の構造を説明し、次いでこれらの鋼矢板を連結することによって形成される二重鋼矢板の構造と、当該二重鋼矢板をシールドマシンの発進到達部位に適用した立坑の側壁を形作っている土留め構造体の構造とについて説明する。そしてその後、二重鋼矢板の打設の手順と、シールドマシンの発進の手順との説明に併せて、本発明の二重鋼矢板の打設工法と二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法について説明する。
【００３２】
［実施例］
（１）鋼矢板の構成（図２、図３参照）
図２、図３は二重鋼矢板を構成する各種の鋼矢板の構造を示しており、このうち図２は２種類の端部鋼矢板を示す平面図及び正面図、図３は２種類の中間鋼矢板を示す平面図及び正面図である。二重鋼矢板１は、複数枚の鋼矢板２を内外に密接状態で互い違いに重ね合わせるようにして連結することによって構成されている。そして、連結されている鋼矢板２のうち左端ないし右端に位置している鋼矢板２が端部鋼矢板３であり、中間に位置している鋼矢板２が中間鋼矢板４である。
【００３３】
端部鋼矢板３は、凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部５と、折曲げ成形部５の両端を水平に張り出させた水平張出し部６とを有し、折曲げ成形部５の内天面７ないし内底面８には全長ガイドジョイント９、水平張出し部６の両端には、連結ジョイント１０がそれぞれ設けられている。折曲げ成形部５は、水平張出し部６との接続部位で幅寸法が大きく内天面７ないし内底面８が形成されている部位で幅寸法が小さくなるように平面視台形状に折曲げ成形されている。
【００３４】
水平張出し部６の長さは、上記折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８に連結される二枚の鋼矢板２における２つの水平張出し部６が完全に納まるように内天面７ないし内底面８の幅寸法の２分の１程度に設定されている。また連結ジョイント１０は、フック状の部材で左右非対称の形状を有しており、一方の連結ジョイント１０が開口部が一例として上向きで基端部に突起を有する突起付き連結ジョイント１０Ａ、他方の連結ジョイント１０が開口部が一例として下向きで基端部に突起を有しない突起なし連結ジョイント１０Ｂとなっている。そして、これらの折曲げ成形部５、水平張出し部６及び連結ジョイント１０は、鋼矢板２の全長に亘って形成されている。
【００３５】
また、全長ガイドジョイント９は、次に述べる中間鋼矢板４における連結ジョイント１０と係合する係合案内部材であり、連結ジョイント１０と同様、フック状を呈しており、図２（ａ）に示すように突起付き連結ジョイント１０Ａと係合するループ型全長ガイドジョイント９Ａと、図２（ｂ）に示すように突起なし連結ジョイント１０Ｂと係合するリブ型全長ガイドジョイント９Ｂの２種類が存在している。そして、全長ガイドジョイント９は、端部鋼矢板３の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８の中間付近に形成されており、連結ジョイント１０と同様、鋼矢板２の全長に亘って鋼矢板２の長手方向に沿うように平行に延びている。尚、二枚設けられている端部鋼矢板３を識別する場合には、連結側Ｒ始端に位置するものを始端側端部鋼矢板３Ａ、連結伸長側Ｓの終端に位置するものを終端側端部鋼矢板３Ｂとして両者を識別する。
【００３６】
中間鋼矢板４は、上述の端部鋼矢板３と同様、折曲げ成形部５と、水平張出し部６と、連結ジョイント１０とを備え、更に図３に示すように中間鋼矢板４の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８には、先端ガイドジョイント１１が設けられ、この先端ガイドジョイント１１と干渉するおそれがある連結ジョイント１０に対しては、回避用切欠部１２が設けられている。
【００３７】
先端ガイドジョイント１１は、連結する上述の端部鋼矢板３ないし連結する他の中間鋼矢板４における連結ジョイント１０と係合する係合案内部材であり、全長ガイドジョイント９と同様、フック状を呈しており、図３（ａ）に示すように突起付き連結ジョイント１０Ａと係合するループ型先端ガイドジョイント１１Ａと、図３（ｂ）に示すように突起なし連結ジョイント１０Ｂと係合するリブ型先端ガイドジョイント１１Ｂの２種類が存在している。そして、先端ガイドジョイント１１は、中間鋼矢板４の折曲げ成形部５における内天面７ないし内底面８の中間付近に形成されており、全長ガイドジョイント９とは異なり、鋼矢板２の挿入側先端部１３のみに設けられている。
【００３８】
また回避用切欠部１２は、上述の先端ガイドジョイント１１が設けられている中間鋼矢板４に対して連結される他の中間鋼矢板４の連結側Ｒの連結ジョイント１０に対して形成されている。具体的には当該連結ジョイント１０における挿入側先端部１３に対して回避用切欠部１２は設けられており、上述の先端ガイドジョイント１１との干渉を回避するために設けられている。尚、後述するように鋼矢板２を二枚ずつ同時に打設する工法を採用した場合には、別段先端ガイドジョイント１１による係合案内作用は不要であるので、先端ガイドジョイント１１及び回避用切欠部１２を省略した中間鋼矢板４も存在し得る。
【００３９】
また、複数枚設けられる中間鋼矢板４を識別する場合には、打設する順番に従い、一枚目の中間鋼矢板を４Ａ、二枚目、三枚目の中間鋼矢板を４Ｂ、４Ｃとし、終端から二番目の中間鋼矢板を４Ｌ、終端の中間鋼矢板を４Ｍ、終端の中間鋼矢板４Ｍと終端側端部鋼矢板３Ｂとの間に追加する中間鋼矢板を４Ｎとして識別する。
【００４０】
（２）二重鋼矢板の構造（図６〜図９参照）
図６は二重鋼矢板を示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）、図７は二重鋼矢板を拡大して示す横断面図である。図８は二重鋼矢板の始端側の一部を更に拡大して示す横断面図、図９は二重鋼矢板の溶断部位を拡大して示す横断面図（ａ）と二重鋼矢板の端部固定部材周辺を拡大して示す側断面図（ｂ）である。
【００４１】
二重鋼矢板１は、上述の各種の鋼矢板２を使用して、これらを複数枚、内外に互い違いに半ピッチずつずらして密接状態で重ね合わせて連結することによって構成されている。そして、すべての鋼矢板２が連結された状態では内側と外側に連結された鋼矢板２が二重に存在するようになる。このうち内側に位置する連結された鋼矢板２を内側鋼矢板１４、外側に位置する連結された鋼矢板２を外側鋼矢板１５とする。
【００４２】
内側鋼矢板１４は、外側鋼矢板１５より幾分長めに形成されていて、内側鋼矢板１４の挿入側先端部１３の外面には、内側鋼矢板１４の外側に重ね合わされる外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３を受け入れて固定する端部固定部材１６が設けられている。端部固定部材１６は、鉤状をした部材でその先端は上方を向いており、内側鋼矢板１４の外面との間には外側鋼矢板１５の板厚より幾分大きめの奥行寸法を有する受入開口１７が形成されている。
【００４３】
また、前記全長ガイドジョイント９と、この全長ガイドジョイント９と係合する連結ジョイント１０との間と、上記端部固定部材１６と外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３との間には、図８及び図９（ｂ）に示すように止水シール１８が設けられている。止水シール１８として一例として水膨脹シールが使用できる。
【００４４】
また、内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５との間には耐火シート１９が設けられており、内側鋼矢板１４を溶断によって鏡切りする際、外側鋼矢板１５を誤って一緒に溶断しないようにしている。耐火シート１９はその機能を発揮する公知のものを使用できるが、厚さ１ｍｍ以下のステンレス材よりなるシートも使用可能である。
【００４５】
この他、内側鋼矢板１４には、図６（ｂ）及び図９（ａ）に示すようにシールドマシン２０の発進到達部位における鏡切り想定円２１と交わる連結ジョイント１０の部位には溶断用切欠部２２が複数個所設けられている。そして、溶断時には図９（ａ）に示すように溶断用ガスバーナのノズル２３を一つの溶断用切欠部２２に入れ、当該溶断用切欠部２２から内側鋼矢板１４の水平張出し部６に沿う方向に炎に当てて、途中他の溶断用切欠部２２を通過しながら鏡切り想定円２１上を溶断して行く。
【００４６】
外側鋼矢板１５は、内側鋼矢板１４より幾分短めに形成されていて、シールドマシン２０の発進到達時には上方に引き抜くことができるようになっている。そして、このようにして構成される二重鋼矢板１の外形寸法を一例として示せば、ピッチ寸法Ｐが６００ｍｍ、高さ寸法Ｈが２００ｍｍ、厚さｔが１３ｍｍである。従って、図１７に示す従来の鋼矢板１０１を使用した場合に比べて土留め構造体２４の側壁２７の厚さを５０ｍｍ薄くでき、間口寸法が１２００ｍｍ当たり従来３枚の鋼矢板１０１を必要としていたのに対し、二枚の鋼矢板２で対応できるようになっている。また、前記のような鋼矢板２の形状、連結構造と上述のような外形寸法を採ることによって、本発明で使用する鋼矢板２は、従来の鋼矢板１０１に比べて断面係数ないし断面二次モーメントの値が格段に大きくなるため機械的強度が大幅に増強されている。
【００４７】
（３）土留め構造体の構造（図４、図５参照）
図４は土留め構造体を一部破断して示す斜視図、図５は土留め構造体を示す平面図である。土留め構造体２４は複数枚の鋼矢板２、１０１を一例として矩形枠状に連結しながら地盤Ｇ中に打設して行くことによって形成されている。そして、本実施例では土留め構造体２４をトンネル施工に先立って構築される立坑２６の側壁２７として使用している。そして、本発明の土留め構造体２４には、シールドマシン２０の発進到達部位となる側壁２７に上述の二重鋼矢板１が配置され、側圧に対する機械的強度の向上が図られている。また、シールドマシン２０の発進到達部位以外の側壁２７については、それほど大きな機械的強度を必要としないから、一例として従来の鋼矢板１０１を使用して従来の連結構造によって側壁２７を形成した。
【００４８】
（４）二重鋼矢板の打設工法（図１０、図１１、図１６参照）
図１０は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示す横断面図、図１１は鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示すと共に、終端部の鋼矢板の他の打設手順（ｅ）を併せ示す横断面図である。また図１６は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合に使用する圧入機（ａ）と鋼矢板を二枚同時に打設する場合にクレーンと共に使用される振動圧入機（ｂ）を示す側面図である。以下（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と、（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合に分けて説明する。
【００４９】
（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合（図１０、図１６（ａ）参照）
内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８に全長ガイドジョイント９が形成された端部鋼矢板３が使用され、中間部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８の挿入側先端部１３のみに先端ガイドジョイント１１が形成された中間鋼矢板４が使用される。また鋼矢板２の圧入装置として図１６（ａ）に示すような圧入機２８が使用される。
【００５０】
圧入機２８としては騒音の小さなサイレントパイラーが一例として適用できる。圧入機２８は、打設した鋼矢板２の上端部をクランプして姿勢を保持するクランプ架台２９と、クランプ架台２９の先端寄りの上面から上方に立ち上げられている油圧駆動機構を備えた本体部３０と、本体部３０の前面に設けられ、打設する鋼矢板２の側胴部を挟持して所定ストロークずつ鋼矢板２を圧入することのできる圧入チャック部３１とを備えている。そして、鋼矢板２を一枚ずつ個別に打設する場合に適用できる二重鋼矢板の打設工法は、（ｉ）始端打設工程と、（ii）二次打設工程と、（iii）中間打設工程と、（iv）終端打設工程とを備えることによって構成されている。
【００５１】
（ｉ）始端打設工程（図１０（ａ）参照）
始端打設工程では始端側端部鋼矢板３Ａを地盤Ｇ中に打設する。この場合、既に始端側端部鋼矢板３Ａと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に始端側端部鋼矢板３Ａの連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させた状態で始端側端部鋼矢板３Ａを打設する。
【００５２】
（ii）二次打設工程（図１０（ｂ）参照）
二次打設工程では打設した始端側端部鋼矢板３Ａにおける全長ガイドジョイント９と連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と先端ガイドジョイント１１をそれぞれ係合させて一枚目の中間鋼矢板４Ａを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。本工程では全長ガイドジョイント９と先端ガイドジョイント１１とによる係合案内作用によって一枚目の中間鋼矢板４Ａは傾くことなく円滑且つ正確に打設される。
【００５３】
（iii）中間打設工程（図１０（ｃ）参照）
中間打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して二枚目の中間鋼矢板４Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と先端ガイドジョイント１１をそれぞれ係合させて、二枚目の中間鋼矢板４Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板４Ｃ・・・・を同様に繰り返し打設する。この場合、先端ガイドジョイント１１は、挿入側先端部１３のみに設けられており、先端ガイドジョイント１１と同一の部位に位置する連結ジョイント１０には回避用切欠部１２が形成されているから両者の干渉は生じない。
【００５４】
（iv）終端打設工程（図１０（ｄ）参照）
終端打設工程では、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目の中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と全長ガイドジョイント９をそれぞれ係合させて終端側端部鋼矢板３Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。この場合、既に終端側端部鋼矢板３Ｂと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結側Ｒの連結ジョイント１０に終端側端部鋼矢板３Ｂの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０を係合させた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂを打設する。
【００５５】
（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合（図１１、図１６（ｂ）参照）
内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板２の内天面７ないし内底面８に全長ガイドジョイント９が形成された端部鋼矢板３が使用され、中間部では鋼矢板２の水平張出し部６の先端に連結ジョイント１０のみが形成され、先端ガイドジョイント１１を有しない中間鋼矢板４が使用される。また、鋼矢板２の圧入装置として、図１６（ｂ）に示すようなクレーン３２と共に使用される振動圧入機３３が使用される。
【００５６】
クレーン３２は、打設した鋼矢板２の上端部をクランプして姿勢を保持するクランプ架台３４を備えたクランプクレーンが一例として適用できる。クランプ架台３４の前端部には、回動自在で伸縮自在のアーム３５が設けられており、アーム３５の先端部に振動圧入機３３が接続されている。振動圧入機３３は、内部に設けたバネ３６の弾性反発力を利用して鋼矢板２を振動させながら所定ストロークずつ圧入できる装置である。従って、図１６（ａ）に示す圧入機２８より圧入力が大きく、二枚の鋼矢板２を同時に圧入することができる構造になっている。そして、鋼矢板２を二枚同時に打設する場合に適用できる二重鋼矢板の打設工法は（ｉ）始端同時打設工程と、（ii）中間同時打設工程と、（iii）終端打設工程あるいは（iii）終端打設工程に代えて（iv）終端同時打設工程とを備えることによって構成されている。
【００５７】
（ｉ）始端同時打設工程（図１１（ａ）参照）
始端同時打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける全長ガイドジョイント９に対して一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で始端側端部鋼矢板３Ａと一枚目の中間鋼矢板４Ａとを同時に打設する。この場合、既に始端側端部鋼矢板３Ａと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に始端側端部鋼矢板３Ａの連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させた状態で始端側端部鋼矢板３Ａと一枚目の中間鋼矢板４Ａとを同時に打設する。
【００５８】
（ii）中間同時打設工程（図１１（ｂ）（ｃ）、図１４（ａ）参照）
中間同時打設工程では、始端側端部鋼矢板３Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して二枚目の中間鋼矢板４Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板４Ａにおける連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して三枚目の中間鋼矢板４Ｃにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板４Ｂ、４Ｃを二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板４Ｄ、４Ｅ・・・・を二枚ずつ同時に打設して行く。尚、同時に打設される内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５は、図１４（ａ）に示すように予めボルト３７によって一体に固定されているため、位置ずれを生じさせることなく一枚の鋼矢板１４を打設するのと同様に打設される。
【００５９】
（iii）終端打設工程（図１１（ｄ）参照）
終端打設工程では、上記中間同時打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０と終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０と全長ガイドジョイント９をそれぞれ係合させて、終端側端部鋼矢板３Ｂを互い違いに半ピッチずらした状態で打設する。この場合、既に終端側端部鋼矢板３Ｂと連結する他の鋼矢板２、１０１が打設されている場合には、当該鋼矢板２、１０１における連結側Ｒの連結ジョイント１０に終端側端部鋼矢板３Ｂの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０を係合させた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂを打設する。
【００６０】
（iv）終端同時打設工程（図１１（ｅ）参照）
前記中間同時打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板４Ｍと終端側端部鋼矢板３Ｂとの間に中間鋼矢板４Ｎをもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて終端同時打設工程を採用する。終端同時打設工程では、中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板４Ｌの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して追加する中間鋼矢板４Ｎにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板４Ｍの連結伸張側Ｓの連結ジョイント１０に対して、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を係合させ、終端側端部鋼矢板３Ｂにおける全長ガイドジョイント９に対して、追加する中間鋼矢板４Ｎにおける連結側Ｒの連結ジョイント１０を予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で終端側端部鋼矢板３Ｂと追加する中間鋼矢板４Ｎとを同時に打設する。
【００６１】
（５）二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法(図１、図12〜15参照)
図１はシールドマシンの発進途中の施工状態を示す側断面図である。図１２は鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図、図１３は同上、後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。図１４は鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図、図１５は同上、後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【００６２】
シールドマシンの発進到達工法は、複数枚の鋼矢板２を連結しながら内外に重ね合わせて地盤Ｇ中に打設して行くことによって形成される土留め構造体２４によって形成される発進用の立坑２６からシールドマシン２０を発進させ、あるいは同様の構成の土留め構造体２４によって形成される到達用の立坑２６に対してシールドマシン２０を到達させる工法である。そして、これらの立坑２６の側壁２７のうち、シールドマシン２０の発進到達部位となる側壁２７には上述の二重鋼矢板１が設けられており、この二重鋼矢板１とシールドマシン２０の切羽３８による推進圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板１５を引き抜き、切羽３８を開放しないで直接シールドマシン２０を発進到達させることによって本発明のシールドマシンの発進到達工法は構成されている。
【００６３】
シールドマシン２０を発進させる場合を例にとって更に具体的に説明すると、本発明のシールドマシンの発進到達工法は、（ｉ）シールドマシン投入工程と、（ii）内側鋼矢板切除工程と、（iii）外側鋼矢板引抜き工程と、（iv）シールドマシン発進工程とを備えることによって構成されている。以下（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と、（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合に分けて説明する。
【００６４】
（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合（図１２、図１３参照）
鋼矢板２を一枚ずつ打設する場合には、図１２（ａ）に示すように、最初に内側鋼矢板１４、次に外側鋼矢板１５の順で鋼矢板２を一枚ずつ順番に打設する。また、外側鋼矢板１５を打設する際には、内側鋼矢板１４との間に耐火シート１９を介在させ、外側鋼矢板１５の挿入側先端部１３が内側鋼矢板１４に設けられている端部固定部材１６の受入開口１７に係止されるように打設する。そして、すべての鋼矢板２、１０１の打設が完了して土留め構造体２４が構築されたところで、図１２（ｂ）に示すように土留め構造体２４の内部の地盤Ｇを掘削し、底盤コンクリート３９を打設し、養生、固化させた後、支保工４０を設置して立坑２６を完成させる。
【００６５】
（ｉ）シールドマシン投入工程（図１２（ｃ）参照）
シールドマシン投入工程では、シールドマシン２０の発進部位の周囲に坑口コンクリート４１を打設し、養生、固化させた後、坑口コンクリート４１の端面にパッキン４２を設置する。そして、シールドマシン２０の発進部位に存する支保工４０を撤去し、シールドマシン２０を地上から降ろして立坑２６内に投入し、シールドマシン２０を所定の発進位置にセットする。
【００６６】
（ii）内側鋼矢板切除工程（図９（ａ）、図１３（ａ）参照）
内側鋼矢板切除工程では、シールドマシン２０の切羽３８を坑口コンクリート４１とパッキン４２とによって被覆した状態でガスバーナに溶断用のガスを供給し着火する。ガスバーナのノズル２３を、図９（ａ）に示すように内側鋼矢板１４における連結ジョイント１０に予め形成されている溶断用切欠部２２の一つに入れ、炎が内側鋼矢板１４の水平張出し部６に沿う方向に向くようにして、途中、他の溶断用切欠部２２を通過させながら鏡切り想定円２１上をトレースするようにノズル２３を移動させる。そして、このような形態で鏡切りすることにより、安全で誤って外側鋼矢板１５を溶断したり傷付けたりすることなく、内側鋼矢板１４のみを溶断して鏡切りした不要の内側鋼矢板１４を切除することができる。
【００６７】
（iii）外側鋼矢板引抜き工程（図１３（ｂ）参照）
外側鋼矢板引抜き工程では、内側鋼矢板１４とシールドマシン２０の切羽３８の推進圧及び坑口コンクリート４１とパッキン４２とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板１５を上方に引き抜く。この状態では図示のようにシールドマシン２０が幾分前進しており、シールドマシン２０の本体側胴部４３にパッキン４２が撓み変形しながら当接しているため立坑２６の内部空間とは遮断されて側圧のバランスが確保されている。
【００６８】
（iv）シールドマシン発進工程（図１３（ｃ）参照）
シールドマシン発進工程では、シールドマシン２０を作動状態とし、シールドマシン２０を所定の速度で推進させながら切羽３８を回転させてシールドマシン２０を発進用の立坑２６から発進させる。尚、この状態でも上記の側圧のバランスはそのまま保たれているから、従来のように地盤改良を行ったり防護工を設置することなく、直接シールドマシン２０を発進させることが可能である。
【００６９】
（Ｂ）鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合（図１４、図１５参照）
鋼矢板２を二枚ずつ同時に打設する場合には、内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５との間に耐火シート１９を介在させ、図１４（ａ）に示すように内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５をボルト３７によって固定し、一体化させた状態で地盤Ｇ中に打設する。また、図示の実施例では、外側鋼矢板１５を内側鋼矢板１４よりかなり短めに形成し、内側鋼矢板１４の上部に鉄筋４４を連結する構成を採用している。そして、すべての鋼矢板２、１０１の打設が完了して土留め構造体２４が構築されたところで、図１４（ｂ）に示すように土留め構造体２４の内部の地盤Ｇを掘削し、底盤コンクリート３９を打設し、養生、固化させた後、支保工４０を設置する。内側鋼矢板１４と外側鋼矢板１５を固定していたボルト３７を撤去すれば立坑２６が完成する。
【００７０】
そして、前記（Ａ）鋼矢板を一枚ずつ打設する場合と同様の（ｉ）シールドマシン投入工程（図１４（ｃ）参照）と、（ii）内側鋼矢板切除工程（図９（ａ）、図１５（ａ）参照）と、（iii）外側鋼矢板引抜き工程（図１５（ｂ）参照）と、（iv）シールドマシン発進工程（図１５（ｃ）参照）とを順次実行することによって、地盤改良を行ったり防護工を設置することなく、直接シールドマシン２０を発進させることが可能になるのである。
【００７１】
［他の実施例］
本願発明に係る二重鋼矢板１を使用した土留め構造体２４、二重鋼矢板１の打設工法及び二重鋼矢板１を使用したシールドマシン２０の発進到達工法は、以上述べたような構成を基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的な構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。例えば土留め構造体２４は、立坑２６のように筒状の構造枠体として形成される他、河川や傾斜地の法面工事等にも使用される衝立状の構造枠体としても使用可能である。また土留め構造体２４の一部だけでなく土留め構造体２４のすべてを二重鋼矢板１によって構成することも可能であるし、二重鋼矢板１を採用しない部位の鋼矢板２として二重鋼矢板１において使用した形状、大きさ及び連結構造の鋼矢板２を採用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本願発明は、立坑の建設現場やシールド工事の施工現場等において鋼矢板を使用して容易に、正確に効率良く土留め構造体を構築したい場合やシールドマシンの発進到達作業を容易に、安全に、短期間に低コストで実行したい場合に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】シールドマシンの発進途中の施工状態を示す側断面図である。
【図２】２種類の端部鋼矢板を示す平面図及び正面図である。
【図３】２種類の中間鋼矢板を示す平面図及び正面図である。
【図４】土留め構造体を一部破断して示す斜視図である。
【図５】土留め構造体を示す平面図である。
【図６】二重鋼矢板を示す平面図（ａ）と正面図（ｂ）である。
【図７】二重鋼矢板を拡大して示す横断面図である。
【図８】二重鋼矢板の始端側の一部を更に拡大して示す横断面図である。
【図９】二重鋼矢板の溶断部位を拡大して示す横断面図（ａ）と二重鋼矢板の端部固定部材周辺を拡大して示す側断面図（ｂ）である。
【図１０】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示す横断面図である。
【図１１】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合の二重鋼矢板の打設の手順を（ａ）〜（ｄ）の４段階に分けて示すと共に、終端部の鋼矢板の他の打設手順（ｅ）を併せ示す横断面図である。
【図１２】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１３】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１４】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた前半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１５】鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合のシールドマシンの発進の手順を６段階に分けた後半の３段階（ａ）〜（ｃ）を示す側断面図である。
【図１６】鋼矢板を一枚ずつ打設する場合に使用する圧入機（ａ）と鋼矢板を二枚ずつ同時に打設する場合にクレーンと共に使用される振動圧入機（ｂ）を示す側面図である。
【図１７】従来の鋼矢板の径状、外形寸法及び連結構造を示す平面図である。
【図１８】シールドマシンの発進に先立って地盤改良を施した従来のシールドマシンの発進到達工法を示す側断面図である。
【図１９】シールドマシンの発進に先立って防護工を設置した従来のシールドマシンの発進到達工法を示す側断面図である。
【図２０】立坑の側壁として二重鋼矢板を適用した従来の土留め構造体の構造を示す側断面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 二重鋼矢板、２ 鋼矢板、３ 端部鋼矢板、３Ａ 始端側端部鋼矢板、
３Ｂ 終端側端部鋼矢板、４ 中間鋼矢板、４Ａ 一枚目の中間鋼矢板、
４Ｂ 二枚目の中間鋼矢板、４Ｃ 三枚目の中間鋼矢板、
４Ｌ 終端から二番目の中間鋼矢板、４Ｍ 終端の中間鋼矢板、
４Ｎ 追加する中間鋼矢板、５ 折曲げ成形部、６ 水平張出し部、７ 内天面、
８ 内底面、９ 全長ガイドジョイント、９Ａ ループ型全長ガイドジョイント、
９Ｂ リブ型全長ガイドジョイント、１０ 連結ジョイント、
１０Ａ 突起付き連結ジョイント、１０Ｂ 突起なし連結ジョイント、
１１ 先端ガイドジョイント、１１Ａ ループ型先端ガイドジョイント、
１１Ｂ リブ型先端ガイドジョイント、１２ 回避用切欠部、１３ 挿入側先端部、
１４ 内側鋼矢板、１５ 外側鋼矢板、１６ 端部固定部材、１７ 受入開口、
１８ 止水シール、１９ 耐火シート、２０ シールドマシン、２１ 鏡切り想定円、
２２ 溶断用切欠部、２３ （溶断ガスバーナの）ノズル、２４ 土留め構造体、
２６ 立坑、２７ 側壁、２８ 圧入機、２９ クランプ架台、３０ 本体部、
３１ 圧入チャック部、３２ クレーン、３３ 振動圧入機、３４ クランプ架台、
３５ アーム、３６ バネ、３７ ボルト、３８ 切羽、３９ 底盤コンクリート、
４０ 支保工、４１ 坑口コンクリート、４２ パッキン、４３ 本体側胴部、
４４ 鉄筋、１０１ （従来の）鋼矢板、Ｓ 連結伸張側、Ｒ 連結側、
Ｐ ピッチ寸法、Ｈ 高さ寸法、ｔ 厚さ、Ｇ 地盤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体であって、
前記構造体の少なくとも一部には鋼矢板を内外に密接状態で重ね合わせて配置した二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板は内側鋼矢板と外側鋼矢板とによって構成されていて、これら２種類の鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とを有しており、連結される一方の鋼矢板の折曲げ成形部における内天面ないし内底面に対し、連結される他方の鋼矢板の水平張出し部が位置するように互い違いに半ピッチずつずらして配置することによって構成したことを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記連結された二重鋼矢板のうち両端に位置する端部鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の全長に亘って平行に延び、前記連結ジョイントと係合する全長ガイドジョイントが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項３】
請求項１または２において、前記連結された二重鋼矢板のうち中間に位置する中間鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の挿入側先端部のみに前記連結ジョイントと係合する先端ガイドジョイントが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項４】
請求項３において、前記先端ガイドジョイントが設けられている中間鋼矢板に対して連結される他の中間鋼矢板の連結側の連結ジョイントにおける挿入側先端部には前記先端ガイドジョイントとの干渉を回避するための回避用切欠部が形成されていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、前記内側鋼矢板の挿入側先端部の外面には当該内側鋼矢板の外側に重ね合わされる外側鋼矢板の挿入側先端部を受け入れて固定する端部固定部材が設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項において、前記全長ガイドジョイントと当該全長ガイドジョイントと係合する連結ジョイントとの間ないし前記端部固定部材と外側鋼矢板の挿入側先端部との間、あるいはこれらの双方には止水シールが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板との間には、耐火シートが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項８】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、
前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、
前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の内天面ないし内底面の挿入側先端部のみに先端ガイドジョイントが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、
一方の端部鋼矢板を地盤中に打設する始端打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントと連結伸張側の連結ジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該一枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する二次打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントと前記一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該二枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板を同様に繰り返し打設する中間打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項９】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、
前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、
前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の水平張出し部の先端に連結ジョイントのみが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、
一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で一方の端部鋼矢板と一枚目の中間鋼矢板とを同時に打設する始端同時打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して三枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設して行く中間同時打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項１０】
請求項９において、前記中間打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板と他方の端部鋼矢板との間に中間鋼矢板をもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して、追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、他方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で他方の端部鋼矢板と追加する中間鋼矢板とを同時に打設する終端同時打設工程を備えるようにしたことを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項１１】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行くことによって形成される発進用の立坑からシールドマシンを発進させ、あるいは同様の構成の到達用の立坑に対してシールドマシンを到達させるシールドマシンの発進到達工法であって、
前記発進用の立坑ないし到達用の立坑を構成する連結された鋼矢板のうち少なくともシールドマシンの発進到達部位に存する鋼矢板には凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成される二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜き、切羽を開放しないで、直接シールドマシンを発進到達させるようにしたことを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記シールドマシンの発進到達工法によってシールドマシンを発進用の立坑から発進させる場合には、シールドマシンの発進部位の周囲に坑口コンクリートを打設し、養生、固化後において坑口コンクリートの端面にパッキンを設置し、更にシールドマシンの発進部位に存する支保工を撤去した後シールドマシンを投入するシールドマシン投入工程と、発進部位に存する内側鋼矢板を溶断によって鏡切りして切除する内側鋼矢板切除工程と、内側鋼矢板とシールドマシンの切羽圧及び坑口コンクリートとパッキンとによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜く外側鋼矢板引抜き工程と、シールドマシンを作動させて発進立坑から発進させるシールドマシン発進工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、前記シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の鏡切り想定円と交わる連結ジョイントの部位には複数の溶断用切欠部が設けられており、当該一つの溶断用切欠部から内側鋼矢板の水平張出し部に沿う方向に炎を当てて途中他の溶断用切欠部を通過させながら上記鏡切り想定円上を溶断するようにしたことを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【請求項１】
複数枚の鋼矢板を連結しながら地盤中に打設して行くことによって形成される土留め用の構造体であって、
前記構造体の少なくとも一部には鋼矢板を内外に密接状態で重ね合わせて配置した二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板は内側鋼矢板と外側鋼矢板とによって構成されていて、これら２種類の鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とを有しており、連結される一方の鋼矢板の折曲げ成形部における内天面ないし内底面に対し、連結される他方の鋼矢板の水平張出し部が位置するように互い違いに半ピッチずつずらして配置することによって構成したことを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項２】
請求項１において、前記連結された二重鋼矢板のうち両端に位置する端部鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の全長に亘って平行に延び、前記連結ジョイントと係合する全長ガイドジョイントが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項３】
請求項１または２において、前記連結された二重鋼矢板のうち中間に位置する中間鋼矢板の内天面ないし内底面には、鋼矢板の挿入側先端部のみに前記連結ジョイントと係合する先端ガイドジョイントが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項４】
請求項３において、前記先端ガイドジョイントが設けられている中間鋼矢板に対して連結される他の中間鋼矢板の連結側の連結ジョイントにおける挿入側先端部には前記先端ガイドジョイントとの干渉を回避するための回避用切欠部が形成されていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、前記内側鋼矢板の挿入側先端部の外面には当該内側鋼矢板の外側に重ね合わされる外側鋼矢板の挿入側先端部を受け入れて固定する端部固定部材が設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項において、前記全長ガイドジョイントと当該全長ガイドジョイントと係合する連結ジョイントとの間ないし前記端部固定部材と外側鋼矢板の挿入側先端部との間、あるいはこれらの双方には止水シールが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、前記内側鋼矢板と外側鋼矢板との間には、耐火シートが設けられていることを特徴とする二重鋼矢板を使用した土留め構造体。
【請求項８】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、
前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、
前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を一枚ずつ個別に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の内天面ないし内底面の挿入側先端部のみに先端ガイドジョイントが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、
一方の端部鋼矢板を地盤中に打設する始端打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントと連結伸張側の連結ジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該一枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する二次打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントと前記一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントと先端ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該二枚目の中間鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設し、更に三枚目以降の中間鋼矢板を同様に繰り返し打設する中間打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項９】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行く二重鋼矢板の打設工法であって、
前記二重鋼矢板は凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成されており、
前記内側鋼矢板と外側鋼矢板を二枚同時に打設する場合には、両端部では鋼矢板の内天面ないし内底面に全長に亘って平行に延びる全長ガイドジョイントが形成された端部鋼矢板が使用され、中間部では鋼矢板の水平張出し部の先端に連結ジョイントのみが形成された中間鋼矢板が使用されるものであって、
一方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して一枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で一方の端部鋼矢板と一枚目の中間鋼矢板とを同時に打設する始端同時打設工程と、上記一方の端部鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して二枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、一枚目の中間鋼矢板における連結伸張側の連結ジョイントに対して三枚目の中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で二枚目と三枚目の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設し、更に同様に後続の中間鋼矢板を二枚ずつ同時に打設して行く中間同時打設工程と、上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントと終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントと全長ガイドジョイントをそれぞれ係合させて当該他方の端部鋼矢板を互い違いに半ピッチずらした状態で打設する終端打設工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項１０】
請求項９において、前記中間打設工程によって打設した終端に位置する中間鋼矢板と他方の端部鋼矢板との間に中間鋼矢板をもう一枚打設したい場合には、上記終端打設工程に代えて上記中間打設工程によって打設した終端から二番目に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して、追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させると共に、終端に位置する中間鋼矢板の連結伸張側の連結ジョイントに対して他方の端部鋼矢板における連結側の連結ジョイントを係合させ、他方の端部鋼矢板における全長ガイドジョイントに対して追加する中間鋼矢板における連結側の連結ジョイントを予め係合させ、互い違いに半ピッチずらして重ね合わせた状態で他方の端部鋼矢板と追加する中間鋼矢板とを同時に打設する終端同時打設工程を備えるようにしたことを特徴とする二重鋼矢板の打設工法。
【請求項１１】
複数枚の鋼矢板を連結しながら内外に重ね合わせて地盤中に打設して行くことによって形成される発進用の立坑からシールドマシンを発進させ、あるいは同様の構成の到達用の立坑に対してシールドマシンを到達させるシールドマシンの発進到達工法であって、
前記発進用の立坑ないし到達用の立坑を構成する連結された鋼矢板のうち少なくともシールドマシンの発進到達部位に存する鋼矢板には凸字状ないし凹字状に折り曲げられた折曲げ成形部と、当該折曲げ成形部の両端を水平に張り出させ、先端に連結ジョイントが設けられた水平張出し部とをそれぞれ有する内側鋼矢板と外側鋼矢板が密接状態で配置される２種類の鋼矢板によって構成される二重鋼矢板が設けられており、当該二重鋼矢板とシールドマシンの切羽圧とによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜き、切羽を開放しないで、直接シールドマシンを発進到達させるようにしたことを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記シールドマシンの発進到達工法によってシールドマシンを発進用の立坑から発進させる場合には、シールドマシンの発進部位の周囲に坑口コンクリートを打設し、養生、固化後において坑口コンクリートの端面にパッキンを設置し、更にシールドマシンの発進部位に存する支保工を撤去した後シールドマシンを投入するシールドマシン投入工程と、発進部位に存する内側鋼矢板を溶断によって鏡切りして切除する内側鋼矢板切除工程と、内側鋼矢板とシールドマシンの切羽圧及び坑口コンクリートとパッキンとによって側圧のバランスを確保した状態で外側鋼矢板を引き抜く外側鋼矢板引抜き工程と、シールドマシンを作動させて発進立坑から発進させるシールドマシン発進工程とを備えていることを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【請求項１３】
請求項１１または１２において、前記シールドマシンの発進到達部位に存する内側鋼矢板の鏡切り想定円と交わる連結ジョイントの部位には複数の溶断用切欠部が設けられており、当該一つの溶断用切欠部から内側鋼矢板の水平張出し部に沿う方向に炎を当てて途中他の溶断用切欠部を通過させながら上記鏡切り想定円上を溶断するようにしたことを特徴とする二重鋼矢板を使用したシールドマシンの発進到達工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００６−２５７８２６（Ｐ２００６−２５７８２６Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７９９５７（Ｐ２００５−７９９５７）
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００１４８３４６）株式会社錢高組 (67)
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１８日（２００５．３．１８）
【出願人】（０００１４８３４６）株式会社錢高組 (67)
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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