地下構造物の埋設方法
【課題】 軌道下の地盤を横断する方向に地下構造物を牽引することによって軌道下に地下構造物を埋設して通路を形成する際に、牽引時における地下構造物の脈動移動を抑制しながら円滑に牽引、埋設する。
【解決手段】 軌道１を挟んだ一方側を地下構造物２の発進側３として、地下構造物２を複数本の牽引ジャッキ10b によりＰＣ鋼線10a を介して牽引して軌道下の埋設計画域５に掘進、埋設する際に、これらの牽引ジャッキ10b による牽引力を地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力に略等しい力として地下構造物２に作用させながら、地下構造物２の後端両側部を補助牽引ジャッキにより、地下構造物２が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって牽引して、地下構造物２の脈動移動を抑制しながら軌道下に埋設する。
【解決手段】 軌道１を挟んだ一方側を地下構造物２の発進側３として、地下構造物２を複数本の牽引ジャッキ10b によりＰＣ鋼線10a を介して牽引して軌道下の埋設計画域５に掘進、埋設する際に、これらの牽引ジャッキ10b による牽引力を地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力に略等しい力として地下構造物２に作用させながら、地下構造物２の後端両側部を補助牽引ジャッキにより、地下構造物２が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって牽引して、地下構造物２の脈動移動を抑制しながら軌道下に埋設する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軌道下や道路下等の地盤中に、地下構造物を牽引しながらこの地盤を横断する方向に埋設する地下構造物の埋設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば軌道下の地盤中に、地下構造物を牽引しながら軌道に対して横断する方向に該地下構造物を埋設することにより地下通路を形成する方法としては、特許文献１に記載されているように、軌道を挟んでその軌道下の地下構造物埋設計画域の両側に発進坑と到達坑とを掘削すると共に到達坑側の坑壁に反力支持壁を築造し、さらに、この反力支持壁に複数本の牽引ジャッキを装着すると共に、複数本のＰＣ鋼線を発進坑と到達坑間の地下構造物埋設計画域の地盤中に貫通させてこれらのＰＣ鋼線の先端を上記各牽引ジャッキに挿通、掴持させる一方、基端部を地下構造物を貫通させてこの地下構造物の後面に定着させ、地下構造物の前方の地盤を掘削しながら牽引ジャッキの牽引力によってＰＣ鋼線を介して地下構造物を埋設計画域に牽引、埋設することが行われている。
【特許文献１】特公昭５６−１２５５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような地下構造物の埋設方法によれば、全ての牽引ジャッキを一斉に作動させて地下構造物をＰＣ鋼線を介して引っ張ると、ＰＣ鋼線がその弾性範囲内で伸長し、その引張力（牽引力）の総和が地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力を越えない範囲内においては、ＰＣ鋼線はその弾性範囲内で伸長するだけで地下構造物は前進移動しないが、さらに牽引力を大きくして上記静摩擦抵抗力を越えると、地下構造物は瞬時にある量だけ前進することになる。地下構造物が瞬時に前進するのは、地下構造物が移動をし始めると地下構造物に対する土砂等の摩擦抵抗が動摩擦抵抗、即ち、地下構造物と土砂との動摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた抵抗力に変化するからである。
【０００４】
動摩擦係数は静摩擦係数よりも小さいので動摩擦抵抗は静摩擦抵抗よりも小さくなり、そのため、地下構造物が移動し始めると地下構造物に対する抵抗は動摩擦抵抗に変化し、ＰＣ鋼線は静摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量から動摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量まで一気に収縮して地下構造物の移動は停止することになる。停止するのは、牽引ジャッキの牽引速度がＰＣ鋼線の収縮速度よりも遅いからである。この間の地下構造物の前進移動量は、静摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線の伸長量と動摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線の伸長量との差である。そして、地下構造物の移動が停止した状態からさらにＰＣ鋼線を牽引しその牽引力が再び静摩擦抵抗力に達すると、地下構造物が再度、瞬時に前進移動する。
【０００５】
このように、牽引力によってＰＣ鋼線を伸長させながら地下構造物にその牽引力を作用させて牽引力が静摩擦抵抗力に達した時に地下構造物をその牽引力によって瞬時に前進させ、この前進によってＰＣ鋼線の伸長量が減少して牽引力が低下するので、地下構造物の前進が一時的に停止し、引き続いて牽引力が増大することによりＰＣ鋼線を伸長させながら地下構造物を前進させるという動作を繰り返し行われることになる。
【０００６】
牽引力による地下構造物のこのような前進と停止との繰り返し挙動は、10cm程度の前進距離の間に多数回、断続的に行われ、これが地下構造物の脈動移動の原因となってＰＣ鋼線が長い程、大きな脈動移動が発生し、地下構造物の円滑な埋設の妨げになるばかりでなく、この脈動移動によって地下構造物の上方や周辺地盤が振動し、道床や軌道、周辺家屋などに悪影響を及ぼすという問題点が生じる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地下構造物を牽引することによって軌道下や道路下等の地盤中に埋設する際に、脈動移動を殆ど生じさせることなく円滑に且つ正確に地下構造物の埋設が行えるようにした地下構造物の埋設方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の地下構造物の埋設方法は、請求項１に記載したように、地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法であって、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設することを特徴とする。
【０００９】
上記地下構造物の埋設方法において、請求項２に係る発明は、主牽引手段と補助牽引手段とを、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとから構成し、さらに、主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成している。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、上記全ての主牽引手段による牽引力の総和を地下構造物が移動する時の動摩擦抵抗力に略相当する力として地下構造物にその牽引力を作用させる一方、補助牽引手段により地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物を牽引させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、地盤中における上記地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法において、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設していくので、一斉に作動させる全ての主牽引手段の牽引力の総和が、地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重を乗じた静摩擦抵抗力を越えない範囲内、即ち、これらの主牽引手段の牽引力だけでは地下構造物を前進移動させられない一定の牽引力として地下構造物を牽引した状態とし、この状態で補助牽引手段の牽引力の付加により上記静摩擦抵抗力に打ち勝って地下構造物を牽引、移動させるものであるから、地下構造物の前進移動によって牽引手段の伸びが瞬間的に収縮してもその収縮量は殆ど無視できる程度の極く僅かに収縮した時に、再び、補助牽引手段の牽引力によって地下構造物を前進移動させることができ、そのため、地下構造物が脈動的に前進移動するのを低減することができ、地下構造物を埋設計画域内に円滑に埋設することができて道床や軌道、周辺家屋などに悪影響を及ぼすことなく地下構造物の埋設作業を行うことができる。補助牽引手段によって地下構造物が前進移動すると主牽引手段の牽引力が低下するが、主牽引手段の牽引ジャッキで引き続き牽引しているので、主牽引手段は常に一定の牽引力で地下構造物を牽引した状態となっている。
【００１３】
さらに、請求項２に係る発明によれば、上記主牽引手段と補助牽引手段は、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとからなり、主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成しているので、地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引する複数の主牽引手段によって地下構造物全体を前方に向かって均等に牽引、移動させることができると共に、地下構造物の幅方向の下部両側部を牽引する両側の補助牽引手段によって地下構造物の方向修正も容易となって埋設計画域に正確に埋設することができる。
【００１４】
その上、補助牽引手段によって地下構造物が脈動的に移動しないので、地下構造物の移動量は補助牽引手段のＰＣ鋼線の引き出し量で把握できる。従って、地下構造物の両側部を牽引する上記両側の補助牽引手段から後方に引き出されるＰＣ鋼線によって地下構造物の牽引移動量が直接的に且つ正確に測定することができ、地下構造物の両側部の移動量の偏りも容易に知ることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明によれば、全ての主牽引手段によってこれらの主牽引手段の牽引ジャッキによってＰＣ鋼線を伸長させながら動摩擦抵抗力に略相当する牽引力を地下構造物に、常時付与した状態で補助牽引手段の牽引力の付加により全体の牽引力を静摩擦抵抗力以上にして地下構造物を静止状態から前進移動させるので、地下構造物の前進移動によって補助牽引手段のＰＣ鋼線の伸び（補助牽引手段は主牽引手段よりも小さな牽引力であるので、その伸び量は小さい）が収縮して牽引力が低下しても、主牽引手段によって常に動摩擦抵抗力相当の牽引力でもって地下構造物を牽引しておくことができるから、補助牽引手段の牽引力の付加により、直ちに静摩擦抵抗力以上の牽引力を地下構造物に作用させることになって地下構造物を円滑に且つ脈動移動を殆ど生じさせることなく連続的に前進させることができ、上方地盤に影響を及ぼすことなく地下構造物を埋設計画域に精度よく埋設することができる。
【００１６】
請求項４に記載したように、地盤中における地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設すれば、埋設計画域の上方地盤を何ら変動させることなく縁切板の下面に沿って地下構造物を正確に埋設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、軌道１の下方地盤に該軌道１を横断する方向に既製の地下構造物２を埋設する場合、まず、軌道１を挟んでその一側方に地下構造物２の発進側３を、他側方に該地下構造物２の到達側４を形成する。この場合、これらの発進側３と到達側４とは立坑を掘削することによって形成されるが、地下構造物２の配置や、軌道１の下方地盤における地下構造物２の埋設計画域５に後述するパイプルーフ形成用鋼製角パイプ6aの打設作業や撤去作業が可能の空間があれば、立坑を掘削、形成する必要はない。7a、7bは埋設計画域５における発進側３と到達側４とに面した両壁面に沿って垂直に建て込んでいる土留め矢板である。
【００１８】
上記発進側３と到達側４との作業空間の形成後、地下構造物２の埋設計画域５における地下構造物２の下床部2aの中央部と両側角部が埋設される箇所に、図２に示すように、予め、該地下構造物２の下床部2aの中央部下面を支持する上面が平滑な一定幅を有するガイド部材8aと、下床部2aの両側角部を支持する断面Ｌ字状のガイド部材8b、8bとを発進側３と到達側４間に貫通させて設けておく。これらのガイド部材8a、8bは発進側３と到達側４間に小径の導坑を掘削し、この導孔にコンクリートを打設することによって形成される。さらに、発進側３の地表面上に、これらのガイド部材8a、8bに連続するように上面が平坦なガイド部材8cを敷設している。なお、埋設計画域５の地盤が安定している場合や小規模な地下構造物の施工等のような場合には、これらのガイド部材8a、8bは必ずしも必要としない場合がある。
【００１９】
さらに、これらのガイド部材8a〜8cの形成と共に、埋設計画域５における地下構造物２の上床部2bの高さ位置、即ち、土被りの浅い該上床部2bの埋設予定位置に、上面に鋼板からなる平帯形状の縁切板９を載置してなる鋼製の角パイプ6aを、発進側３から該発進側３と到達側４とに建て込んでいる上記土留め矢板7a、7bを貫通させて多数本、並列状態に水平に圧入、埋設することにより、地下構造物２と略同幅のパイフルーフ６を形成する。なお、これらの角パイプ6aの埋設作業は、公知のように、その内部に配設したオーガスクリューによって前方の地盤を掘削しながら行われる。この際、角パイプ6a上に載置した縁切板９の前端を角パイプ6aの前端に溶接等によって一体に固着した状態で埋設し、パイプルーフ６の形成後、その固着部分を切除すると共に縁切板９の後端を発進側３の適宜不動地点に固定して該縁切板９を不動にする。また、パイプルーフ６の両端側の角パイプ6a、6aから下方地盤中に、必要に応じて埋設すべき地下構造物２の両側壁面に沿う側面土留鋼管6b、6bを縦方向に並列状態に埋設しておく。
【００２０】
このように、軌道下の地下構造物埋設計画域５における土被りの浅い地盤中にパイプルーフ６を埋設すると共にその下方の地盤中にガイド部材8a、8bを設けたのち、発進側３に敷設している上記ガイド部材8c上に既製の地下構造物２を設置し、さらに、この地下構造物２を到達側４に向かって牽引して軌道下の埋設計画域５内に埋設させる主牽引手段10と補助牽引手段11とを配設する。なお、地下構造物２は発進側３の外部から発進側３内に搬入してもよく、発進側３内で型枠を組立ててコンクリートを打設することにより築造してもよい。この地下構造物２の開口前端に前方の地盤を掘削する刃口15を装着している。
【００２１】
上記主牽引手段10は、地下構造物２の中央部と両側部とにおける上下部にそれぞれ複数本ずつ、その端部を地下構造物２に前後方向に貫通させた状態で配設されたＰＣ鋼線10a と、各ＰＣ鋼線10a を牽引するセンターホールジャッキよりなる牽引ジャッキ10b とからなり、全ての主牽引手段10のＰＣ鋼線10a を地下構造物２と埋設計画域５の地盤及び到達側４の土留め矢板7bから前方の地盤を互いに平行に貫通させてその先端を該土留め矢板7bから前方の地盤に予め掘削している溝16に突出させ、その突出端部をこの溝16の後側壁面に支圧材を介して配設している定着具12に固着、支持させることにより、該地盤を地下構造物２の牽引時における反力受け地盤としている一方、発進側３に引き出されているこれらのＰＣ鋼線10a の基端部を地下構造物２の後端面に当接させた状態で固定している支圧材13を貫通させ、該支圧材13に前端面を当接状態で装着している上記各牽引ジャッキ10b の拡縮自在な掴持部を有するロッド体（図示せず）にそれぞれ挿通させている。
【００２２】
なお、全てのＰＣ鋼線10a を地下構造物２の中空内部の上下部における中央部と両側端部に挿通させておいてもよいが、地下構造物２の壁体部を貫通させる場合には、地下構造物２の築造時に、ＰＣ鋼線10a の配設箇所にシース管を配設して壁体部に前後端面間に亘って貫通状態で埋設しておき、ＰＣ鋼線10a の張設時に該シース管にＰＣ鋼線10a を挿通させればよい。
【００２３】
一方、補助牽引手段11は、地下構造物２の下部における両側部にその基端部を挿通状態で配設しているＰＣ鋼線11a と、これらの２本のＰＣ鋼線11a 、11a をそれぞれ牽引するセンターホールジャッキよりなる２基の牽引ジャッキ11b 、11b とからなり、上記主牽引手段10と同様に、これらのＰＣ鋼線11a 、11a を地下構造物２と埋設計画域５の地盤及び到達側４の土留め矢板7bから前方の地盤を互いに平行に貫通させてその先端を到達側４に掘削している上記溝16内に突出させ、この突出端部をこの溝16の後側壁面に支圧材を介して配設している定着具12に固着、支持させていると共に発進側３に引き出されているこれらのＰＣ鋼線11a 、11a の基端部を地下構造物２の後端面に当接させた状態で固定している支圧材13を貫通させ、該支圧材13に前端面を当接状態で装着している上記両側の牽引ジャッキ11b 、11b の拡縮自在な掴持部を有するロッド体（図示せず）に挿通させている。
【００２４】
次に、発進側３側に設置した上記地下構造物２を上記主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引力によって到達側４に向かって牽引移動させて、軌道１の下方の埋設計画域５に埋設施工する方法について説明する。まず、発進側３の土留め矢板7aにおける地下構造物２の前端面に対向する部分を切除したのち、地下構造物２の上床部2bの前端面をパイプルーフ７の後端面に当接させた状態にし、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b を一斉に作動させることによって、地下構造物２にその牽引力を付与する。この場合、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b による牽引力の総和が、地下構造物と土砂との動摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた抵抗力である動摩擦抵抗力に略相当する牽引力、即ち、この動摩擦抵抗力に近い牽引力にして、この牽引力の付与にもかかわらず、地下構造物２が静止状態（停止状態）を保持するようにし、この状態から上記補助牽引手段11の牽引力を付加することによって地下構造物２を前進、移動させるようにしている。
【００２５】
これらの２基の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b による牽引力は、地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力、即ち、地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力と地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力であって、上記主牽引手段10によって地下構造物２に所定の牽引力を付加した状態でこの補助牽引手段11の牽引力を地下構造物２に付加することにより、上述したように地下構造物２を前方に移動させて埋設計画域５に埋設していくものである。なお、補助牽引手段は２基だけでなく適宜基数を増加させることができる。
【００２６】
この際、予め、地下構造物２の前端開口部に装着している刃口15で囲まれた地下構造物２の前方地盤を適宜の掘削具（図示せず）を使用して一定長さだけ掘削し、しかるのち、上記のように主牽引手段10と補助牽引手段11とによる牽引によって地下構造物２を縁切板９の下面に沿ってその掘削跡の空間部内に前進移動させる。地下構造物２が前進移動するとこの地下構造物２の前端面でパイプルーフ６が前方に押し進められるが、地下構造物２の前進によってパイプルーフ６を直接押し進めると、牽引力をそれだけ増大させなければならないので、図示していないが刃口15の上面において、地下構造物２の上床部2bの前端面とパイプルーフ６の後端面との間に複数本のパイプルーフ推進用ジャッキを並設しておき、地下構造物２を一定長さだけ前進移動させる前に、この地下構造物２の前端面に推進反力を支持させてパイプルーフ推進用ジャッキを伸長させることにより、パイプルーフ６の各パイプ6aのそれぞれを順次一定長さだけ押し進めるように構成しておくことが好ましい。
【００２７】
なお、掘削された土砂は地下構造物２の内部を通じて発進側３に排出される一方、到達側４においては、地下構造物２の前進移動に従って押し出されるパイプルーフ６を構成している角パイプ6aを切除または接続を切り離して撤去する。地下構造物２が一定長、埋設計画域５の地盤内に埋設されると、主牽引手段10及び補助牽引手段11の牽引ジャッキ10b 、11b によるＰＣ鋼線10a 、11a の掴持を解いてこれらの牽引ジャッキ10b 、11b を元の位置まで収縮させ、その位置で再びＰＣ鋼線10a 、11a を掴持させたのち、上記同様にこれらの主牽引手段10と補助牽引手段11とを作動させてその牽引力により地下構造物２を縁切板９の下面に沿ってその掘削跡の空間部内に前進移動させ、図３に示すように埋設計画域５の地盤内に埋設していく。
【００２８】
このように、パイプルーフ６を一定長さだけ押し進めると共に地下構造物２の前方地盤を一定長さだけ掘削する工程と、主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引力によって地下構造物２を一定長さだけ埋設計画域５の地盤中に前進移動させる工程とを繰り返すことによって地下構造物２を埋設計画域５内に埋設し、地下通路を築造する。この際、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b を一斉に伸長させて地下構造物２全体に左右均等に前方への牽引力を付与した状態で両側の２基の補助牽引手段11の牽引ジャッキ11b を同時に伸長させてこれらの補助牽引手段11の牽引ジャッキ11b の一回の伸長量に相当する距離だけ地下構造物２を前進移動させていくものである。
【００２９】
この地下構造物２の前進移動時の挙動を図４、図５に基づいて説明する。これらの図において、Ｘ軸は牽引時間、Ｙ軸は地下構造物２の移動量を示す。図４は、牽引ジャッキ10b の牽引力のみにより地下構造物２を牽引移動させる場合の挙動を示すもので、全ての主牽引手段11の牽引ジャッキ10b を一斉に作動（伸長）させることによってそれぞれのＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２に牽引力を付与すると、牽引ジャッキ10b の牽引力が増大するに従ってＰＣ鋼線10a がその弾性範囲内で徐々に伸長し、牽引力が地下構造物２と土砂等との静摩擦係数に地下構造物２に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力に達すると、ＰＣ鋼線10a がその時の牽引力に応じた最大量の伸びに達した状態で地下構造物２を牽引し、この状態から牽引力が静摩擦抵抗力を越えると、地下構造物２がある量だけ瞬時に前進移動する。
【００３０】
地下構造物２がこのように前進移動をし始めると、該地下構造物２に対する土砂等の摩擦抵抗が動摩擦抵抗、即ち、地下構造物２と土砂等との動摩擦係数に地下構造物２に作用荷重（主として土圧）を乗じた動摩擦抵抗力に変化し、ＰＣ鋼線10a は静摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量から動摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量まで一気に収縮して地下構造物２の移動は停止することになる。
【００３１】
この間の地下構造物２の前進移動量は、静摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線10a の伸長量と動摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線10a の伸長量との差であるが、その間においても牽引ジャッキ10b は所定の牽引力でもって連続的にＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２を牽引しており、従って、ＰＣ鋼線10a は一定量収縮した状態から再び伸長して静摩擦抵抗力を越える牽引力に達し、地下構造物２を再度、瞬時に前進移動させる。このように、牽引ジャッキ10b の一回の牽引動作中に、その牽引力によってＰＣ鋼線10a を伸長させながら地下構造物２にその牽引力を作用させて牽引力が静摩擦抵抗力を越えた時に地下構造物２をその牽引力によって瞬時に前進させる動作と、この前進によってＰＣ鋼線10a の伸長量が減少して牽引力が低下することにより地下構造物２の前進が一時的に停止する動作とが多数回繰り返されてこれが図４に階段状のジグザグな線で示すように地下構造物２の脈動移動となる。そして、この地下構造物２の脈動移動は、ＰＣ鋼線10a が長い程、大きく生じることになる。
【００３２】
なお、図４において、太線と細線は地下構造物２の幅方向の一半部と他半部、即ち、左側と右側との移動状態を示すものであり、右側の移動量が多くなったり、左側の移動量が多くなったりしながら、即ち、埋設計画域５内への地下構造物２の埋入方向の向きを左右に偏位させながら脈動移動をしている。
【００３３】
図５は本発明の上記実施の形態における主牽引ジャッキ10b と補助牽引ジャッキ11b との牽引力との併用による地下構造物２の前進移動時の挙動を示すもので、全ての主牽引手段11の牽引ジャッキ10b を一斉に作動（伸長）させることによってそれぞれのＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２に牽引力を付与すると、牽引ジャッキ10b の牽引力が増大するに従ってＰＣ鋼線10a がその弾性範囲内で徐々に伸長するが、地下構造物２に付与する牽引力の大きさが、静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力近傍部の力に達した状態になると、それ以上、牽引力を増大させることなく、その牽引力を保持しておく。
【００３４】
従って、この状態においては、主牽引手段10による牽引力のみでは地下構造物２は前進、移動することなく停止状態を維持している。この状態から地下構造物２の両側部を牽引する上記２基の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b を伸長させると、これらの補助牽引手段11、11のＰＣ鋼線11a 、11a が徐々に伸長しながら牽引ジャッキ11b による牽引力を地下構造物２に付加することになる。そして、補助牽引手段11、11による牽引力が、地下構造物２と土砂等との静摩擦係数に地下構造物２に作用する荷重を乗じた静摩擦抵抗力と、地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力に達すると、全ての主牽引手段10による牽引力と補助牽引手段11による牽引力との総和力が静摩擦抵抗力を越えて地下構造物２が移動を開始し、補助牽引手段11はその牽引力を保持しながら地下構造物２を連続的に主牽引手段10及び補助牽引手段11による一回の牽引量に相当する距離だけ連続的に前進移動させる。
【００３５】
補助牽引手段11の牽引力の付加によって地下構造物２が前進移動すると、全ての牽引手段10、11のＰＣ鋼線10a 、11a の伸びが瞬間的に収縮して地下構造物２に伝達されるこれらの牽引手段10、11の牽引力の総和力が静摩擦抵抗力以下となった場合には地下構造物２が停止しようとするが、主牽引手段10の牽引力は常に静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力近傍部の一定の牽引力を保持している状態で補助牽引手段11を静摩擦抵抗力と動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物２を牽引しているので、ＰＣ鋼線10a 、11a が収縮しても僅かに収縮するだけ（ＰＣ鋼線10a 、11a の伸長量だけ）で地下構造物２を前進移動させることができる所定の牽引力を地下構造物２に作用させながら地下構造物２を殆ど脈動移動させることなく略一定の速度でもって連続的に前進移動させ、埋設計画域５内に埋設していくことができる。
【００３６】
地下構造物２の前進移動量は、該補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b から引き出されるＰＣ鋼線11a 、11a の長さ、又は、地下構造物２の後端面両側部に連結した距離計等からリアルタイムで計測管理することができ、しかも、補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b は地下構造物２の後面における左右両側部に設けられているので、地下構造物２の左右の移動量を同時に確認することができ、地下構造物２の前進移動中に該地下構造物２が左右方向に偏位した場合には、両側の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b の牽引力を調整してその前進方向を所定の埋設方向に修正しながら地下構造物２を牽引移動させることができ、従って、図５に示すように、地下構造物２の左右両側の移動量が重なり合うようにして正確な方向に精度良く埋設することができる。
【００３７】
こうして、主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引ジャッキ10b 、11b による一回の伸長量に相当する距離だけ地下構造物２を前進移動させたのち、これらの牽引ジャッキ10b 、11b を元の位置まで収縮させ、再び、所定の牽引力となるまでそれぞれ伸長させる動作を繰り返し行って地下構造物２を埋設計画域５内に埋設していき、地下構造物２の前端が到達側４に達すると、該到達側４の土留め矢板7bを撤去し、地下構造物２内を通じて発進側３と到達側４間を連通させた通路を形成するものである。なお、地下構造物２を牽引、移動させる場合、予め、主牽引手段10により地下構造物２に静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力に略等しい牽引力を付与し、次いで、補助牽引手段11によって静摩擦抵抗力と動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物２を牽引しているが、補助牽引手段11によってこの牽引力でもって地下構造物２を牽引しながら、主牽引手段10によって上記牽引力を地下構造物２に付与して地下構造物２を牽引移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】地下構造物を埋設計画域に埋設する際の設置状態を示す簡略縦断側面図。
【図２】その地下構造物の背面側の簡略縦断面図。
【図３】地下構造物を埋設計画域内に埋設している状態を示す簡略縦断側面図。
【図４】従来の牽引力のみによる施工結果を示す線図。
【図５】主牽引手段と補助牽引手段とを併用した本発明の実施の形態による施工結果を示す線図。
【符号の説明】
【００３９】
１ 軌道
２ 地下構造物
３ 発進側
４ 到達側
５ 埋設計画域
６ パイプルーフ
９ 縁切板
10 主牽引手段
11 補助牽引手段
10a 、11a ＰＣ鋼線
10b 、11b 牽引ジャッキ
【技術分野】
【０００１】
本発明は軌道下や道路下等の地盤中に、地下構造物を牽引しながらこの地盤を横断する方向に埋設する地下構造物の埋設方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば軌道下の地盤中に、地下構造物を牽引しながら軌道に対して横断する方向に該地下構造物を埋設することにより地下通路を形成する方法としては、特許文献１に記載されているように、軌道を挟んでその軌道下の地下構造物埋設計画域の両側に発進坑と到達坑とを掘削すると共に到達坑側の坑壁に反力支持壁を築造し、さらに、この反力支持壁に複数本の牽引ジャッキを装着すると共に、複数本のＰＣ鋼線を発進坑と到達坑間の地下構造物埋設計画域の地盤中に貫通させてこれらのＰＣ鋼線の先端を上記各牽引ジャッキに挿通、掴持させる一方、基端部を地下構造物を貫通させてこの地下構造物の後面に定着させ、地下構造物の前方の地盤を掘削しながら牽引ジャッキの牽引力によってＰＣ鋼線を介して地下構造物を埋設計画域に牽引、埋設することが行われている。
【特許文献１】特公昭５６−１２５５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような地下構造物の埋設方法によれば、全ての牽引ジャッキを一斉に作動させて地下構造物をＰＣ鋼線を介して引っ張ると、ＰＣ鋼線がその弾性範囲内で伸長し、その引張力（牽引力）の総和が地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力を越えない範囲内においては、ＰＣ鋼線はその弾性範囲内で伸長するだけで地下構造物は前進移動しないが、さらに牽引力を大きくして上記静摩擦抵抗力を越えると、地下構造物は瞬時にある量だけ前進することになる。地下構造物が瞬時に前進するのは、地下構造物が移動をし始めると地下構造物に対する土砂等の摩擦抵抗が動摩擦抵抗、即ち、地下構造物と土砂との動摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた抵抗力に変化するからである。
【０００４】
動摩擦係数は静摩擦係数よりも小さいので動摩擦抵抗は静摩擦抵抗よりも小さくなり、そのため、地下構造物が移動し始めると地下構造物に対する抵抗は動摩擦抵抗に変化し、ＰＣ鋼線は静摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量から動摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量まで一気に収縮して地下構造物の移動は停止することになる。停止するのは、牽引ジャッキの牽引速度がＰＣ鋼線の収縮速度よりも遅いからである。この間の地下構造物の前進移動量は、静摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線の伸長量と動摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線の伸長量との差である。そして、地下構造物の移動が停止した状態からさらにＰＣ鋼線を牽引しその牽引力が再び静摩擦抵抗力に達すると、地下構造物が再度、瞬時に前進移動する。
【０００５】
このように、牽引力によってＰＣ鋼線を伸長させながら地下構造物にその牽引力を作用させて牽引力が静摩擦抵抗力に達した時に地下構造物をその牽引力によって瞬時に前進させ、この前進によってＰＣ鋼線の伸長量が減少して牽引力が低下するので、地下構造物の前進が一時的に停止し、引き続いて牽引力が増大することによりＰＣ鋼線を伸長させながら地下構造物を前進させるという動作を繰り返し行われることになる。
【０００６】
牽引力による地下構造物のこのような前進と停止との繰り返し挙動は、10cm程度の前進距離の間に多数回、断続的に行われ、これが地下構造物の脈動移動の原因となってＰＣ鋼線が長い程、大きな脈動移動が発生し、地下構造物の円滑な埋設の妨げになるばかりでなく、この脈動移動によって地下構造物の上方や周辺地盤が振動し、道床や軌道、周辺家屋などに悪影響を及ぼすという問題点が生じる。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、地下構造物を牽引することによって軌道下や道路下等の地盤中に埋設する際に、脈動移動を殆ど生じさせることなく円滑に且つ正確に地下構造物の埋設が行えるようにした地下構造物の埋設方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の地下構造物の埋設方法は、請求項１に記載したように、地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法であって、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設することを特徴とする。
【０００９】
上記地下構造物の埋設方法において、請求項２に係る発明は、主牽引手段と補助牽引手段とを、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとから構成し、さらに、主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成している。
【００１０】
また、請求項３に係る発明は、上記全ての主牽引手段による牽引力の総和を地下構造物が移動する時の動摩擦抵抗力に略相当する力として地下構造物にその牽引力を作用させる一方、補助牽引手段により地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物を牽引させることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、地盤中における上記地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法において、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設していくので、一斉に作動させる全ての主牽引手段の牽引力の総和が、地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重を乗じた静摩擦抵抗力を越えない範囲内、即ち、これらの主牽引手段の牽引力だけでは地下構造物を前進移動させられない一定の牽引力として地下構造物を牽引した状態とし、この状態で補助牽引手段の牽引力の付加により上記静摩擦抵抗力に打ち勝って地下構造物を牽引、移動させるものであるから、地下構造物の前進移動によって牽引手段の伸びが瞬間的に収縮してもその収縮量は殆ど無視できる程度の極く僅かに収縮した時に、再び、補助牽引手段の牽引力によって地下構造物を前進移動させることができ、そのため、地下構造物が脈動的に前進移動するのを低減することができ、地下構造物を埋設計画域内に円滑に埋設することができて道床や軌道、周辺家屋などに悪影響を及ぼすことなく地下構造物の埋設作業を行うことができる。補助牽引手段によって地下構造物が前進移動すると主牽引手段の牽引力が低下するが、主牽引手段の牽引ジャッキで引き続き牽引しているので、主牽引手段は常に一定の牽引力で地下構造物を牽引した状態となっている。
【００１３】
さらに、請求項２に係る発明によれば、上記主牽引手段と補助牽引手段は、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとからなり、主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成しているので、地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引する複数の主牽引手段によって地下構造物全体を前方に向かって均等に牽引、移動させることができると共に、地下構造物の幅方向の下部両側部を牽引する両側の補助牽引手段によって地下構造物の方向修正も容易となって埋設計画域に正確に埋設することができる。
【００１４】
その上、補助牽引手段によって地下構造物が脈動的に移動しないので、地下構造物の移動量は補助牽引手段のＰＣ鋼線の引き出し量で把握できる。従って、地下構造物の両側部を牽引する上記両側の補助牽引手段から後方に引き出されるＰＣ鋼線によって地下構造物の牽引移動量が直接的に且つ正確に測定することができ、地下構造物の両側部の移動量の偏りも容易に知ることができる。
【００１５】
また、請求項３に係る発明によれば、全ての主牽引手段によってこれらの主牽引手段の牽引ジャッキによってＰＣ鋼線を伸長させながら動摩擦抵抗力に略相当する牽引力を地下構造物に、常時付与した状態で補助牽引手段の牽引力の付加により全体の牽引力を静摩擦抵抗力以上にして地下構造物を静止状態から前進移動させるので、地下構造物の前進移動によって補助牽引手段のＰＣ鋼線の伸び（補助牽引手段は主牽引手段よりも小さな牽引力であるので、その伸び量は小さい）が収縮して牽引力が低下しても、主牽引手段によって常に動摩擦抵抗力相当の牽引力でもって地下構造物を牽引しておくことができるから、補助牽引手段の牽引力の付加により、直ちに静摩擦抵抗力以上の牽引力を地下構造物に作用させることになって地下構造物を円滑に且つ脈動移動を殆ど生じさせることなく連続的に前進させることができ、上方地盤に影響を及ぼすことなく地下構造物を埋設計画域に精度よく埋設することができる。
【００１６】
請求項４に記載したように、地盤中における地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設すれば、埋設計画域の上方地盤を何ら変動させることなく縁切板の下面に沿って地下構造物を正確に埋設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、軌道１の下方地盤に該軌道１を横断する方向に既製の地下構造物２を埋設する場合、まず、軌道１を挟んでその一側方に地下構造物２の発進側３を、他側方に該地下構造物２の到達側４を形成する。この場合、これらの発進側３と到達側４とは立坑を掘削することによって形成されるが、地下構造物２の配置や、軌道１の下方地盤における地下構造物２の埋設計画域５に後述するパイプルーフ形成用鋼製角パイプ6aの打設作業や撤去作業が可能の空間があれば、立坑を掘削、形成する必要はない。7a、7bは埋設計画域５における発進側３と到達側４とに面した両壁面に沿って垂直に建て込んでいる土留め矢板である。
【００１８】
上記発進側３と到達側４との作業空間の形成後、地下構造物２の埋設計画域５における地下構造物２の下床部2aの中央部と両側角部が埋設される箇所に、図２に示すように、予め、該地下構造物２の下床部2aの中央部下面を支持する上面が平滑な一定幅を有するガイド部材8aと、下床部2aの両側角部を支持する断面Ｌ字状のガイド部材8b、8bとを発進側３と到達側４間に貫通させて設けておく。これらのガイド部材8a、8bは発進側３と到達側４間に小径の導坑を掘削し、この導孔にコンクリートを打設することによって形成される。さらに、発進側３の地表面上に、これらのガイド部材8a、8bに連続するように上面が平坦なガイド部材8cを敷設している。なお、埋設計画域５の地盤が安定している場合や小規模な地下構造物の施工等のような場合には、これらのガイド部材8a、8bは必ずしも必要としない場合がある。
【００１９】
さらに、これらのガイド部材8a〜8cの形成と共に、埋設計画域５における地下構造物２の上床部2bの高さ位置、即ち、土被りの浅い該上床部2bの埋設予定位置に、上面に鋼板からなる平帯形状の縁切板９を載置してなる鋼製の角パイプ6aを、発進側３から該発進側３と到達側４とに建て込んでいる上記土留め矢板7a、7bを貫通させて多数本、並列状態に水平に圧入、埋設することにより、地下構造物２と略同幅のパイフルーフ６を形成する。なお、これらの角パイプ6aの埋設作業は、公知のように、その内部に配設したオーガスクリューによって前方の地盤を掘削しながら行われる。この際、角パイプ6a上に載置した縁切板９の前端を角パイプ6aの前端に溶接等によって一体に固着した状態で埋設し、パイプルーフ６の形成後、その固着部分を切除すると共に縁切板９の後端を発進側３の適宜不動地点に固定して該縁切板９を不動にする。また、パイプルーフ６の両端側の角パイプ6a、6aから下方地盤中に、必要に応じて埋設すべき地下構造物２の両側壁面に沿う側面土留鋼管6b、6bを縦方向に並列状態に埋設しておく。
【００２０】
このように、軌道下の地下構造物埋設計画域５における土被りの浅い地盤中にパイプルーフ６を埋設すると共にその下方の地盤中にガイド部材8a、8bを設けたのち、発進側３に敷設している上記ガイド部材8c上に既製の地下構造物２を設置し、さらに、この地下構造物２を到達側４に向かって牽引して軌道下の埋設計画域５内に埋設させる主牽引手段10と補助牽引手段11とを配設する。なお、地下構造物２は発進側３の外部から発進側３内に搬入してもよく、発進側３内で型枠を組立ててコンクリートを打設することにより築造してもよい。この地下構造物２の開口前端に前方の地盤を掘削する刃口15を装着している。
【００２１】
上記主牽引手段10は、地下構造物２の中央部と両側部とにおける上下部にそれぞれ複数本ずつ、その端部を地下構造物２に前後方向に貫通させた状態で配設されたＰＣ鋼線10a と、各ＰＣ鋼線10a を牽引するセンターホールジャッキよりなる牽引ジャッキ10b とからなり、全ての主牽引手段10のＰＣ鋼線10a を地下構造物２と埋設計画域５の地盤及び到達側４の土留め矢板7bから前方の地盤を互いに平行に貫通させてその先端を該土留め矢板7bから前方の地盤に予め掘削している溝16に突出させ、その突出端部をこの溝16の後側壁面に支圧材を介して配設している定着具12に固着、支持させることにより、該地盤を地下構造物２の牽引時における反力受け地盤としている一方、発進側３に引き出されているこれらのＰＣ鋼線10a の基端部を地下構造物２の後端面に当接させた状態で固定している支圧材13を貫通させ、該支圧材13に前端面を当接状態で装着している上記各牽引ジャッキ10b の拡縮自在な掴持部を有するロッド体（図示せず）にそれぞれ挿通させている。
【００２２】
なお、全てのＰＣ鋼線10a を地下構造物２の中空内部の上下部における中央部と両側端部に挿通させておいてもよいが、地下構造物２の壁体部を貫通させる場合には、地下構造物２の築造時に、ＰＣ鋼線10a の配設箇所にシース管を配設して壁体部に前後端面間に亘って貫通状態で埋設しておき、ＰＣ鋼線10a の張設時に該シース管にＰＣ鋼線10a を挿通させればよい。
【００２３】
一方、補助牽引手段11は、地下構造物２の下部における両側部にその基端部を挿通状態で配設しているＰＣ鋼線11a と、これらの２本のＰＣ鋼線11a 、11a をそれぞれ牽引するセンターホールジャッキよりなる２基の牽引ジャッキ11b 、11b とからなり、上記主牽引手段10と同様に、これらのＰＣ鋼線11a 、11a を地下構造物２と埋設計画域５の地盤及び到達側４の土留め矢板7bから前方の地盤を互いに平行に貫通させてその先端を到達側４に掘削している上記溝16内に突出させ、この突出端部をこの溝16の後側壁面に支圧材を介して配設している定着具12に固着、支持させていると共に発進側３に引き出されているこれらのＰＣ鋼線11a 、11a の基端部を地下構造物２の後端面に当接させた状態で固定している支圧材13を貫通させ、該支圧材13に前端面を当接状態で装着している上記両側の牽引ジャッキ11b 、11b の拡縮自在な掴持部を有するロッド体（図示せず）に挿通させている。
【００２４】
次に、発進側３側に設置した上記地下構造物２を上記主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引力によって到達側４に向かって牽引移動させて、軌道１の下方の埋設計画域５に埋設施工する方法について説明する。まず、発進側３の土留め矢板7aにおける地下構造物２の前端面に対向する部分を切除したのち、地下構造物２の上床部2bの前端面をパイプルーフ７の後端面に当接させた状態にし、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b を一斉に作動させることによって、地下構造物２にその牽引力を付与する。この場合、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b による牽引力の総和が、地下構造物と土砂との動摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた抵抗力である動摩擦抵抗力に略相当する牽引力、即ち、この動摩擦抵抗力に近い牽引力にして、この牽引力の付与にもかかわらず、地下構造物２が静止状態（停止状態）を保持するようにし、この状態から上記補助牽引手段11の牽引力を付加することによって地下構造物２を前進、移動させるようにしている。
【００２５】
これらの２基の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b による牽引力は、地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力、即ち、地下構造物と土砂等との静摩擦係数に地下構造物に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力と地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力であって、上記主牽引手段10によって地下構造物２に所定の牽引力を付加した状態でこの補助牽引手段11の牽引力を地下構造物２に付加することにより、上述したように地下構造物２を前方に移動させて埋設計画域５に埋設していくものである。なお、補助牽引手段は２基だけでなく適宜基数を増加させることができる。
【００２６】
この際、予め、地下構造物２の前端開口部に装着している刃口15で囲まれた地下構造物２の前方地盤を適宜の掘削具（図示せず）を使用して一定長さだけ掘削し、しかるのち、上記のように主牽引手段10と補助牽引手段11とによる牽引によって地下構造物２を縁切板９の下面に沿ってその掘削跡の空間部内に前進移動させる。地下構造物２が前進移動するとこの地下構造物２の前端面でパイプルーフ６が前方に押し進められるが、地下構造物２の前進によってパイプルーフ６を直接押し進めると、牽引力をそれだけ増大させなければならないので、図示していないが刃口15の上面において、地下構造物２の上床部2bの前端面とパイプルーフ６の後端面との間に複数本のパイプルーフ推進用ジャッキを並設しておき、地下構造物２を一定長さだけ前進移動させる前に、この地下構造物２の前端面に推進反力を支持させてパイプルーフ推進用ジャッキを伸長させることにより、パイプルーフ６の各パイプ6aのそれぞれを順次一定長さだけ押し進めるように構成しておくことが好ましい。
【００２７】
なお、掘削された土砂は地下構造物２の内部を通じて発進側３に排出される一方、到達側４においては、地下構造物２の前進移動に従って押し出されるパイプルーフ６を構成している角パイプ6aを切除または接続を切り離して撤去する。地下構造物２が一定長、埋設計画域５の地盤内に埋設されると、主牽引手段10及び補助牽引手段11の牽引ジャッキ10b 、11b によるＰＣ鋼線10a 、11a の掴持を解いてこれらの牽引ジャッキ10b 、11b を元の位置まで収縮させ、その位置で再びＰＣ鋼線10a 、11a を掴持させたのち、上記同様にこれらの主牽引手段10と補助牽引手段11とを作動させてその牽引力により地下構造物２を縁切板９の下面に沿ってその掘削跡の空間部内に前進移動させ、図３に示すように埋設計画域５の地盤内に埋設していく。
【００２８】
このように、パイプルーフ６を一定長さだけ押し進めると共に地下構造物２の前方地盤を一定長さだけ掘削する工程と、主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引力によって地下構造物２を一定長さだけ埋設計画域５の地盤中に前進移動させる工程とを繰り返すことによって地下構造物２を埋設計画域５内に埋設し、地下通路を築造する。この際、全ての主牽引手段10の牽引ジャッキ10b を一斉に伸長させて地下構造物２全体に左右均等に前方への牽引力を付与した状態で両側の２基の補助牽引手段11の牽引ジャッキ11b を同時に伸長させてこれらの補助牽引手段11の牽引ジャッキ11b の一回の伸長量に相当する距離だけ地下構造物２を前進移動させていくものである。
【００２９】
この地下構造物２の前進移動時の挙動を図４、図５に基づいて説明する。これらの図において、Ｘ軸は牽引時間、Ｙ軸は地下構造物２の移動量を示す。図４は、牽引ジャッキ10b の牽引力のみにより地下構造物２を牽引移動させる場合の挙動を示すもので、全ての主牽引手段11の牽引ジャッキ10b を一斉に作動（伸長）させることによってそれぞれのＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２に牽引力を付与すると、牽引ジャッキ10b の牽引力が増大するに従ってＰＣ鋼線10a がその弾性範囲内で徐々に伸長し、牽引力が地下構造物２と土砂等との静摩擦係数に地下構造物２に作用する荷重（主として土圧）を乗じた静摩擦抵抗力に達すると、ＰＣ鋼線10a がその時の牽引力に応じた最大量の伸びに達した状態で地下構造物２を牽引し、この状態から牽引力が静摩擦抵抗力を越えると、地下構造物２がある量だけ瞬時に前進移動する。
【００３０】
地下構造物２がこのように前進移動をし始めると、該地下構造物２に対する土砂等の摩擦抵抗が動摩擦抵抗、即ち、地下構造物２と土砂等との動摩擦係数に地下構造物２に作用荷重（主として土圧）を乗じた動摩擦抵抗力に変化し、ＰＣ鋼線10a は静摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量から動摩擦抵抗力に相当する牽引力に応じた伸長量まで一気に収縮して地下構造物２の移動は停止することになる。
【００３１】
この間の地下構造物２の前進移動量は、静摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線10a の伸長量と動摩擦抵抗時におけるＰＣ鋼線10a の伸長量との差であるが、その間においても牽引ジャッキ10b は所定の牽引力でもって連続的にＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２を牽引しており、従って、ＰＣ鋼線10a は一定量収縮した状態から再び伸長して静摩擦抵抗力を越える牽引力に達し、地下構造物２を再度、瞬時に前進移動させる。このように、牽引ジャッキ10b の一回の牽引動作中に、その牽引力によってＰＣ鋼線10a を伸長させながら地下構造物２にその牽引力を作用させて牽引力が静摩擦抵抗力を越えた時に地下構造物２をその牽引力によって瞬時に前進させる動作と、この前進によってＰＣ鋼線10a の伸長量が減少して牽引力が低下することにより地下構造物２の前進が一時的に停止する動作とが多数回繰り返されてこれが図４に階段状のジグザグな線で示すように地下構造物２の脈動移動となる。そして、この地下構造物２の脈動移動は、ＰＣ鋼線10a が長い程、大きく生じることになる。
【００３２】
なお、図４において、太線と細線は地下構造物２の幅方向の一半部と他半部、即ち、左側と右側との移動状態を示すものであり、右側の移動量が多くなったり、左側の移動量が多くなったりしながら、即ち、埋設計画域５内への地下構造物２の埋入方向の向きを左右に偏位させながら脈動移動をしている。
【００３３】
図５は本発明の上記実施の形態における主牽引ジャッキ10b と補助牽引ジャッキ11b との牽引力との併用による地下構造物２の前進移動時の挙動を示すもので、全ての主牽引手段11の牽引ジャッキ10b を一斉に作動（伸長）させることによってそれぞれのＰＣ鋼線10a を介して地下構造物２に牽引力を付与すると、牽引ジャッキ10b の牽引力が増大するに従ってＰＣ鋼線10a がその弾性範囲内で徐々に伸長するが、地下構造物２に付与する牽引力の大きさが、静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力近傍部の力に達した状態になると、それ以上、牽引力を増大させることなく、その牽引力を保持しておく。
【００３４】
従って、この状態においては、主牽引手段10による牽引力のみでは地下構造物２は前進、移動することなく停止状態を維持している。この状態から地下構造物２の両側部を牽引する上記２基の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b を伸長させると、これらの補助牽引手段11、11のＰＣ鋼線11a 、11a が徐々に伸長しながら牽引ジャッキ11b による牽引力を地下構造物２に付加することになる。そして、補助牽引手段11、11による牽引力が、地下構造物２と土砂等との静摩擦係数に地下構造物２に作用する荷重を乗じた静摩擦抵抗力と、地下構造物２が移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力に達すると、全ての主牽引手段10による牽引力と補助牽引手段11による牽引力との総和力が静摩擦抵抗力を越えて地下構造物２が移動を開始し、補助牽引手段11はその牽引力を保持しながら地下構造物２を連続的に主牽引手段10及び補助牽引手段11による一回の牽引量に相当する距離だけ連続的に前進移動させる。
【００３５】
補助牽引手段11の牽引力の付加によって地下構造物２が前進移動すると、全ての牽引手段10、11のＰＣ鋼線10a 、11a の伸びが瞬間的に収縮して地下構造物２に伝達されるこれらの牽引手段10、11の牽引力の総和力が静摩擦抵抗力以下となった場合には地下構造物２が停止しようとするが、主牽引手段10の牽引力は常に静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力近傍部の一定の牽引力を保持している状態で補助牽引手段11を静摩擦抵抗力と動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物２を牽引しているので、ＰＣ鋼線10a 、11a が収縮しても僅かに収縮するだけ（ＰＣ鋼線10a 、11a の伸長量だけ）で地下構造物２を前進移動させることができる所定の牽引力を地下構造物２に作用させながら地下構造物２を殆ど脈動移動させることなく略一定の速度でもって連続的に前進移動させ、埋設計画域５内に埋設していくことができる。
【００３６】
地下構造物２の前進移動量は、該補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b から引き出されるＰＣ鋼線11a 、11a の長さ、又は、地下構造物２の後端面両側部に連結した距離計等からリアルタイムで計測管理することができ、しかも、補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b は地下構造物２の後面における左右両側部に設けられているので、地下構造物２の左右の移動量を同時に確認することができ、地下構造物２の前進移動中に該地下構造物２が左右方向に偏位した場合には、両側の補助牽引手段11、11の牽引ジャッキ11b 、11b の牽引力を調整してその前進方向を所定の埋設方向に修正しながら地下構造物２を牽引移動させることができ、従って、図５に示すように、地下構造物２の左右両側の移動量が重なり合うようにして正確な方向に精度良く埋設することができる。
【００３７】
こうして、主牽引手段10と補助牽引手段11との牽引ジャッキ10b 、11b による一回の伸長量に相当する距離だけ地下構造物２を前進移動させたのち、これらの牽引ジャッキ10b 、11b を元の位置まで収縮させ、再び、所定の牽引力となるまでそれぞれ伸長させる動作を繰り返し行って地下構造物２を埋設計画域５内に埋設していき、地下構造物２の前端が到達側４に達すると、該到達側４の土留め矢板7bを撤去し、地下構造物２内を通じて発進側３と到達側４間を連通させた通路を形成するものである。なお、地下構造物２を牽引、移動させる場合、予め、主牽引手段10により地下構造物２に静摩擦抵抗力よりも小さい動摩擦抵抗力に略等しい牽引力を付与し、次いで、補助牽引手段11によって静摩擦抵抗力と動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物２を牽引しているが、補助牽引手段11によってこの牽引力でもって地下構造物２を牽引しながら、主牽引手段10によって上記牽引力を地下構造物２に付与して地下構造物２を牽引移動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】地下構造物を埋設計画域に埋設する際の設置状態を示す簡略縦断側面図。
【図２】その地下構造物の背面側の簡略縦断面図。
【図３】地下構造物を埋設計画域内に埋設している状態を示す簡略縦断側面図。
【図４】従来の牽引力のみによる施工結果を示す線図。
【図５】主牽引手段と補助牽引手段とを併用した本発明の実施の形態による施工結果を示す線図。
【符号の説明】
【００３９】
１ 軌道
２ 地下構造物
３ 発進側
４ 到達側
５ 埋設計画域
６ パイプルーフ
９ 縁切板
10 主牽引手段
11 補助牽引手段
10a 、11a ＰＣ鋼線
10b 、11b 牽引ジャッキ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法であって、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設することを特徴とする地下構造物の埋設方法。
【請求項２】
主牽引手段と補助牽引手段は、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとからなり、複数の主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の埋設方法。
【請求項３】
全ての主牽引手段による牽引力の総和を地下構造物が移動する時の動摩擦抵抗力に略相当する力として地下構造物にその牽引力を作用させる一方、補助牽引手段により地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物を牽引させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地下構造物の埋設方法。
【請求項４】
地盤中における地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設することを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の埋設方法。
【請求項１】
地下構造物を発進側からこの発進側と到達側とで挟まれた地盤中における埋設計画域に埋設する方法であって、上記地下構造物に複数の主牽引手段によって一定の牽引力を付与しながら補助牽引手段により該地下構造物を牽引し、この補助牽引手段の牽引力の付加によって地下構造物を到達側に向かって移動させながら埋設計画域に埋設することを特徴とする地下構造物の埋設方法。
【請求項２】
主牽引手段と補助牽引手段は、先端を到達側に固定し且つ埋設計画域の地盤および地下構造物を貫通させてその基端部を地下構造物の後端面から突出させているＰＣ鋼線と、地下構造物の後端面に装着されてこのＰＣ鋼線の突出端部を牽引する牽引ジャッキとからなり、複数の主牽引手段によって地下構造物の幅方向の中央部と両側部とにおける上下部を牽引させる一方、補助牽引手段によって地下構造物の下部両側部を牽引させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の埋設方法。
【請求項３】
全ての主牽引手段による牽引力の総和を地下構造物が移動する時の動摩擦抵抗力に略相当する力として地下構造物にその牽引力を作用させる一方、補助牽引手段により地下構造物が移動する前の静摩擦抵抗力と移動する時の動摩擦抵抗力との差以上の牽引力でもって地下構造物を牽引させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の地下構造物の埋設方法。
【請求項４】
地盤中における地下構造物の埋設計画域の上端部に、発進側から到達側に亘って上面に縁切板を配設した複数本のパイプを並列状態に圧入することによりパイプルーフを形成したのち、縁切板を残置させた状態でパイプルーフを到達側に押し出しながら地下構造物を縁切板の下面に沿って埋設計画域に埋設することを特徴とする請求項１に記載の地下構造物の埋設方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−７０５３３（Ｐ２００６−７０５３３Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５４１２６（Ｐ２００４−２５４１２６）
【出願日】平成１６年９月１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月１日（２００４．９．１）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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