説明

函体構造物の設置方法

【課題】定着材を緊張するための独立した作業が不要な函体構造物の設置方法を提供する。
【解決手段】函体構造物10を推進ジャッキ30にて推進する函体構造物の設置方法であり、先に施工された先施工函体構造物10−1の後方に次に施工される次施工函体構造物10−2を設置する函体設置工程と、次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に定着させる定着材12を挿入する定着材挿入工程と、推進ジャッキ30により次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に圧接して所定の定着力を作用させる定着力作用工程と、定着材12により次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に定着させる函体定着工程とを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、函体構造物の設置方法に関し、特に、函体構造物を推進ジャッキにより推進して構築する函体推進工法における函体構造物の設置方法に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
走行する列車や車などの流れを阻害せずに、矩形断面を有する中空の函体構造物(例えば、プレキャストボックスカルバートなど)を路線下に横断して構築するためには函体推進工法(例えばR&C工法など)が用いられる。
【0003】
ここで、函体構造物の四隅には推進方向に沿って延びる定着材挿通孔が貫通して形成され、さらに当該定着材挿通孔の途中には切り欠き溝が形成されている。
【0004】
先に施工された函体構造物に次に施工される函体構造物を設置する際には、これら2つの函体構造物の定着材挿通孔を相互に連通しておいて定着材(PC鋼棒、PC鋼線など)を挿通するとともに、挿通した定着材の一方側端部を先に施工された函体構造物に固定して次に施工される函体構造物の定着材挿通孔から突出させる。そして、その突出した定着材を緊張ジャッキ(例えば、センターホールジャッキなど)に締結し、次に施工される函体構造物で反力を得ながら緊張している。
【0005】
具体的には、例えば下部に位置する2箇所の定着材挿通孔の定着材を緊張し、続いて上部に位置する2箇所の定着材挿通孔の定着材を緊張している。
【0006】
そして、4箇所の定着材の緊張が完了したならば、推進ジャッキで次に施工される函体構造物を押し、縦列配置された複数の函体構造物を推進している。
【0007】
なお、函体構造物同士が直接触れていると緊張時や推進時に毀損してしまうために、函体構造物の間には緩衝材が配置されている。
【0008】
函体構造物を設置する技術については、例えば特公昭63−31623号公報に記載されたものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特公昭63−31623号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、上述した函体構造物の設置方法では、函体構造物を推進するための推進ジャッキに加えて定着材を緊張するための緊張ジャッキが必要になるとともに、定着材を緊張するための作業が必要になって設置工数が増加することになる。
【0011】
また、別々に定着材の緊張作業を行うために、例えば下部の定着材を緊張した後に上部の定着材を緊張した場合、先行して緊張した下部の定着材が緩んでしまう。
【0012】
さらに、推進ジャッキによる函体構造物の推進力が定着材の緊張力を上回るために、定着材の緊張時に圧縮された緩衝材が函体推進時にさらに圧縮されて変形して定着材がゆるみ、所定の緊張力を確保することができない。
【0013】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、定着材を緊張するための独立した作業が不要となる函体構造物の設置方法を提供することを目的とする。
【0014】
また、本発明は、定着材の弛みの発生しない函体構造物の設置方法を提供することを目的とする。
【0015】
さらに、本発明は、定着材に対して所定の緊張力を確保することのできる函体構造物の設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の本発明の函体構造物の設置方法は、矩形断面を有する中空の函体構造物を推進ジャッキにより推進することで前記函体構造物を路線下に横断して構築する函体推進工法における函体構造物の設置方法であって、先に施工された前記函体構造物である先施工函体構造物の後方に次に施工される前記函体構造物である次施工函体構造物を設置する函体設置工程と、前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に定着させる定着材を挿入する定着材挿入工程と、前記推進ジャッキにより前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に圧接して所定の定着力を作用させる定着力作用工程と、前記定着材により前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に定着させる函体定着工程と、を有することを特徴とする。
【0017】
請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、前記定着材挿入工程に先立って、前記先施工函体構造物と前記次施工函体構造物との間に緩衝材を配置する緩衝材配置工程を有し、前記定着力作用工程に先立って、前記推進ジャッキにより前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に圧接して前記緩衝材を圧縮する緩衝材圧縮工程、および前記緩衝材圧縮工程での前記推進ジャッキによる圧縮力を除去する圧縮力除去工程を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
請求項1記載の発明によれば、函体構造物を定着する定着材の定着作業を函体構造物を推進する一連の流れの中で行えるので、定着材を緊張するための独立した作業が不要になる。また、函体構造物に挿入された全ての定着材を同一の力で均等に定着できるので、一旦定着が完了した定着材に弛みが発生しない。
【0019】
請求項2記載の発明によれば、予め緩衝材を圧縮して弾性変形させているので、函体推進時に緩衝材がさらに圧縮されて変形して定着材がゆるむことがなくなり、定着材に対して所定の緊張力を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法で用いられる函体構造物を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法で実行される推進工法の一つであるR&C工法における一部の工程を示す説明図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法で実行される推進工法の一つであるR&C工法における図2に続く工程を示す説明図である。
【図4】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法で実行される推進工法の一つであるR&C工法における図3に続く工程を示す説明図である。
【図5】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法で実行される推進工法の一つであるR&C工法における図4に続く工程を示す説明図である。
【図6】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における一部の工程を示す説明図である。
【図7】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における図6に続く工程を示す説明図である。
【図8】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における図7に続く工程を示す説明図である。
【図9】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における図8に続く工程を示す説明図である。
【図10】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における図9に続く工程を示す説明図である。
【図11】本発明の一実施の形態に係る函体構造物の設置方法における図10に続く工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0022】
本実施の形態において用いられる函体構造物は、例えば上下スラブにプレストレスを導入したPRC(Prestressed Reinforced Concrete)構造であり、図1に示すように、矩形断面を有する中空構造となっている。そして、このような函体構造物を縦列配置して地下構造物を構築することにより、下水道、導水路、道路用暗渠、地下横断歩道などとして用いられる。
【0023】
図1において、函体構造物10は、上下方向で対向した上部スラブ10aおよび下部スラブ10bと、これら上部スラブ10aおよび下部スラブ10bの両端において横方向で対向した一対の側板10c,10dとからなる。また、前後が開口10eとして開放されている。そして、開口10eを相互に連通させながら推進して複数の函体構造物10を縦列配置することにより、地下構造物が構築される。
【0024】
図示するように、函体構造物10の四隅には、推進方向に沿って延びる定着材挿通孔10fが貫通して形成され、当該定着材挿通孔10fの途中には、函体構造物10の内側に開口した切り欠き溝10gが形成されている。
【0025】
さらに、上部スラブ10a、下部スラブ10bおよび側板10c,10dの中央部には、設置後にグラウト材を注入するためのグラウトホール10hが貫通して形成されている。なお、函体構造物10には、グラウトホール10hの形成されたものと形成されていないものとの2種類があり、本実施の形態においては、グラウトホール10hの形成された函体構造物10は、3体に1体おきの割合で配置される。
【0026】
次に、このような函体構造物10を用いた地下構造物の構築について、図2〜図5を用いて説明する。なお、ここでは、軌道下を横断する地下道の構築について説明する。また、本実施の形態では、推進工法の一つであるR&C工法が用いられている。
【0027】
この地下道は、軌道20の下において、当該軌道20に対して直交して設けられる。
【0028】
このような地下道を構築するには、図2に示すように、まず、軌道20を挟んだ両側地盤に土留壁25を打ち込んで発進立坑21および到達立坑22を掘削した後、計画地下道の予定位置に発進立坑21より軌道20を横断する方向、すなわち地下道の延在方向に、断面中空矩形状のパイプ23を圧入する。なお、圧入は推進機24を用いて行われる。
【0029】
パイプ23の圧入は、函体構造物10の上部スラブ10aの配設予定位置と外面が一致して並ぶように行う。また、函体構造物10の側板10c,10dの配設予定位置にも、外面が一致して並ぶように行う。なお、多くの場合、函体構造物10は複数が縦列配置され、したがってパイプ23も函体構造物10に応じた数だけ縦列配置されることになるが、図2〜図5においては、2つが縦列配置される場合が示されている。また、これらの図面において、図面表示の煩雑さを回避するために、函体構造物10の側板10c,10dの配設予定位置に圧入されたパイプ23の図示は省略されている。
【0030】
この際、パイプ23の内部にオーガ等の掘削機(図示せず)を挿入して軌道20の地表下の地盤を掘削しながらパイプ23の後端を推進機24で押圧して到達立坑22に達するまで圧入する。このとき、掘削土砂はオーガスクリューによってパイプ23の内部を通って後方から搬出される。
【0031】
なお、函体構造物10の上部スラブ10aの配設予定位置に圧入されるパイプ23の上面には、当該パイプ23の幅および全長に略等しい帯状鋼板よりなるFC(フリクションカット)プレート26を載置し、当該FCプレート26の先端部のみをパイプ23の先端に溶接或いは螺子止め等により固定する。そして、パイプ23を圧入した後は、パイプ23との固定を解除して土留壁25に固定する。
【0032】
このような作業は、後述するようにパイプ23を推進して函体構造物10と置き換える際に、パイプ23と地盤との間に発生する摩擦をFCプレート26でなくすようにするためである。
【0033】
このようにして発進立坑21から到達立坑22まで貫通するパイプ23の圧入を終えてパイプ群を構築したならば、図3に示すように、発進立坑21内に推進台27を設置し、当該推進台27の上に、刃口28をパイプ群に向けて取り付けた函体構造物10を載置する。また、到達立坑22内には、函体構造物10と置き換えられて除去されたパイプ23を受ける受台29を設置する。なお、刃口28はパイプ23が圧入されていない地盤を切削するもので、後方から押圧されることによって地盤内を圧入切削し、切削土砂が刃口28の内部に取り込まれるように,前方が内側に傾斜している。
【0034】
上述のように函体構造物10を推進台27の上に載置したならば、函体構造物10の後端面と発進立坑21の後端壁面との間に反力壁31を設け、複数本の推進ジャッキ30を設置する。
【0035】
そして、図4に示すように、推進ジャッキ30を作動させ、刃口28により地山を掘削しながら函体構造物10を推進させると、パイプ23は到達立坑22側に押し出される。これとともに、刃口28によって函体構造物10の両側壁側の地盤が切削され、その土砂が函体構造物10内に取り込まれるので、この土砂を排除しながら推進ジャッキ30によってさらに函体構造物10を押圧する。
【0036】
このとき、FCプレート26は土留壁25に固定されているので、パイプ23が到達立坑22側に移動するにも拘わらず、表層部の土砂は移動しない。
【0037】
なお、推進ジャッキ30の最大推進ストロークでも函体構造物10が地盤内に埋没しない場合には、最大推進ストロークまで使って函体構造物10を推進させた後、一旦推進ジャッキ30を取り外して反力壁31側にストラット32を設置する。そして、図示するように、あらためてストラット32と函体構造物10との間に推進ジャッキ30を設置し、函体構造物10の推進を再開する。
【0038】
このようにして最初の函体構造物10をFCプレート26に沿って推進させ、内部土砂を切削しながら到達立坑22側に先頭のパイプ23を排出して函体構造物10と置換したならば、図5に示すように、先に施工された函体構造物10(先施工函体構造物10−1)の後方に次に施工される函体構造物10(次施工函体構造物10−2)を設置する。
【0039】
そして、先施工函体構造物10−1の場合と同様にして次施工函体構造物10−2を推進し、次のパイプ23を到達立坑22側に排出する。これを順次繰り返すことで函体構造物10を縦列配置して地下道を構築する。
【0040】
なお、上記説明においては、函体構造物10を後端側から押圧する場合について述べたが、到達立坑側から鋼線を埋設して函体構造物10を引っ張る等の方法を採用してもよく、要するに函体構造物10を推進させればよい。
【0041】
さて、縦列配置される函体構造物10は、PC鋼棒やPC鋼線などの定着材で相互に定着されることにより、函体構造物10同士のズレを防止している。この定着作業は、次施工函体構造物10−2を設置する都度、先施工函体構造物10−1との間で行われる。
【0042】
ここで、本発明の実施の形態における函体構造物10の定着について、図6〜図11を用いて説明する。
【0043】
まず、図6に示すように、先施工函体構造物10−1の後方に次施工函体構造物10−2を設置する(函体設置工程)。このとき、次施工函体構造物10−2の先施工函体構造物10−1との接続面に、例えばクロロプレン系水膨張性シール材などの緩衝材11を予め貼着しておき、次施工函体構造物10−2を設置したときに当該次施工函体構造物10−2と先施工函体構造物10−1との間に緩衝材11が配置されるようにする(緩衝材配置工程)。
【0044】
なお、緩衝材11は、函体構造物同士が直接触れていると推進時等に毀損してしまうために、これを防止する目的で用いられる。また、上述した素材は緩衝材11の一例に過ぎず、例えばベニヤ板など、他の素材のものを用いてもよい。さらに、函体構造物10の破損をある程度許容するならば、あるいは函体構造物10が破損しにくいものであれば、緩衝材11は不要である。つまり、緩衝材配置工程は省略することができる。
【0045】
ここで、本実施の形態の緩衝材配置工程は、緩衝材11を予め次施工函体構造物10−2に貼着しておくことによって函体設置工程と同時に実行されるが、先施工函体構造物10−1の後方に次施工函体構造物10−2を設置した後に、つまり函体設置工程の後に実行するようにしてもよい。但し、次に述べる定着材挿入工程を実行した後であると、定着材12が妨げになって緩衝材11を配置するのが困難になることから、定着材挿入工程に先立って実行するのがよい。
【0046】
さて、函体設置工程および緩衝材配置工程を実行したならば、図7に示すように、次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に定着させるための定着材12を挿入する(定着材挿入工程)。本実施の形態の場合、函体構造物10の四隅に定着材挿通孔10fが形成されているので、これら4つの定着材挿通孔10fに定着材12を挿入する。
【0047】
次に、図8に示すように、推進ジャッキ30により推力P1を作用させ、次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に圧接して緩衝材11を圧縮して弾性変形させる(緩衝材圧縮工程)。そして、推進ジャッキ30で緩衝材11を圧縮したならば、当該緩衝材圧縮工程での推進ジャッキ30による圧縮力を除去する(圧縮力除去工程)。
【0048】
なお、緩衝材11を用いない場合には、当然であるが、緩衝材圧縮工程および圧縮力除去工程は省略される。
【0049】
さて、圧縮力除去工程が終了したならば、あるいは緩衝材11を用いない場合には定着材挿入工程が終了したならば、図9に示すように、推進ジャッキ30により推力P2を作用させ、次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に圧接して所定の定着力を作用させる(定着力作用工程)。なお、推進ジャッキ30により推力P2は、当該推進ジャッキ30の荷重計により確認しながら行う。
【0050】
そして、図10に示すように、推力P2を作用させた状態で、定着材12により次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に定着させる(函体定着工程)。
【0051】
前述のように、函体構造物10には、推進方向に沿って定着材挿通孔10fが貫通して形成され、当該定着材挿通孔10fの途中には、函体構造物10の内側に開口した切り欠き溝10gが形成されている。そこで、函体定着工程では、先施工函体構造物10−1の切り欠き溝10gと次施工函体構造物10−2の切り欠き溝10gとから1本の定着材12の端部をそれぞれ露出させてナット等を用いて締め付けて緊張することにより、次施工函体構造物10−2が先施工函体構造物10−1に定着される。
【0052】
なお、推力P2および函体構造物10の間の必要緊張力は、函体構造物10の大きさや地下構造物の延長等によって区々で一義的に規定されるものではないが、一例を挙げると、函体構造物10の断面が幅4.7m、高さ3.44mで、地下構造物の延長が65mの場合、推力P2が12,000kN、必要緊張力が1000kN(200kN×4)である。また、他の一例を挙げると、函体構造物10の断面が幅5.56m、高さ4.15mで、地下構造物の延長が23.5mの場合、推力P2が10,000kN、必要緊張力が1240kN(310kN×4)である。
【0053】
このようにして次施工函体構造物10−2を先施工函体構造物10−1に定着したならば、図11に示すように、推進ジャッキ30により推力P2よりも大きな推力P3を作用させ、縦列配置された函体構造物10を推進させる。
【0054】
そして、図6〜図11の工程を順次繰り返すことにより、一連の函体構造物10の間は所定の緊張力で定着されることになる。
【0055】
以上に示したように、本実施の形態における函体構造物10の設置方法によれば、函体構造物10を定着する定着材12の定着作業を函体構造物10を推進する一連の流れの中で行えるので、定着材12を緊張するための独立した作業が不要になる。
【0056】
また、函体構造物10に挿入された全ての定着材12を同一の力で均等に定着できるので、一旦定着が完了した定着材12に弛みが発生しない。
【0057】
さらに、緩衝材11を用いた場合、予め緩衝材11を圧縮して弾性変形させているので、函体推進時に緩衝材11がさらに圧縮されて変形して定着材12がゆるむことがなくなり、定着材12に対して所定の緊張力を確保することができる。
【0058】
そして、定着材12を緊張ジャッキで緊張する作業が不要になることから、函体構造物10の高所での作業が減って安全性が向上する。
【0059】
以上本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0060】
以上の説明では、本発明による函体構造物の設置方法を、推進工法の一つであるR&C工法に用いた場合が示されているが、R&C工法以外にも、例えばSFT工法やFJ工法など、様々な推進工法に用いることができる。
【符号の説明】
【0061】
10 函体構造物
10−1 先施工函体構造物
10b−2 次施工函体構造物
10a 上部スラブ
10b 下部スラブ
10c,d 側板
10e 開口
10f 定着材挿通孔
10g 溝
10h グラウトホール
11 緩衝材
12 定着材
20 軌道
21 発進立坑
22 到達立坑
23 パイプ
24 推進機
25 土留壁
26 プレート
27 推進台
28 刃口
29 受台
30 推進ジャッキ
31 反力壁
32 ストラット
P1 推力
P2 推力
P3 推力

【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形断面を有する中空の函体構造物を推進ジャッキにより推進することで前記函体構造物を路線下に横断して構築する函体推進工法における函体構造物の設置方法であって、
先に施工された前記函体構造物である先施工函体構造物の後方に次に施工される前記函体構造物である次施工函体構造物を設置する函体設置工程と、
前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に定着させる定着材を挿入する定着材挿入工程と、
前記推進ジャッキにより前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に圧接して所定の定着力を作用させる定着力作用工程と、
前記定着材により前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に定着させる函体定着工程と、
を有することを特徴とする函体構造物の設置方法。
【請求項2】
前記定着材挿入工程に先立って、前記先施工函体構造物と前記次施工函体構造物との間に緩衝材を配置する緩衝材配置工程を有し、
前記定着力作用工程に先立って、前記推進ジャッキにより前記次施工函体構造物を前記先施工函体構造物に圧接して前記緩衝材を圧縮する緩衝材圧縮工程、および前記緩衝材圧縮工程での前記推進ジャッキによる圧縮力を除去する圧縮力除去工程を有する、
ことを特徴とする請求項1記載の函体構造物の設置方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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