地下構造物の施工法
【課題】箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体の推進とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法(SFT工法)において、築堤部で立坑を不要とし、また、横断箇所前面の土留め壁を不要とする。
【解決手段】推進しようとするコンクリート函体5の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ4端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに切羽部の土砂11aを箱形ルーフ4と一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ4の下段を事前に設置し、箱形ルーフ4の下段上で箱形ルーフ4の長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ4の上段を支持する支保工12を組み立て、箱形ルーフ4の側部及び上段を設置し、コンクリート函体5の推進や牽引とともに箱形ルーフ4内の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す。
【解決手段】推進しようとするコンクリート函体5の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ4端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに切羽部の土砂11aを箱形ルーフ4と一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ4の下段を事前に設置し、箱形ルーフ4の下段上で箱形ルーフ4の長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ4の上段を支持する支保工12を組み立て、箱形ルーフ4の側部及び上段を設置し、コンクリート函体5の推進や牽引とともに箱形ルーフ4内の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる地下構造物の施工法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどがあげられる。
【0003】
しかし、先に別工事としてパイプルーフを形成し、その下や中を掘削して地下構造物を構築したり、また地下構造物をパイプルーフ下を掘進させるようにしたのでは、このパイプルーフが存在する分だけ土被りが厚くなる。しかも、パイプルーフ施工の防護工が地下構造物埋設の本工事と別工事となり、工費、工期が大である。
【0004】
かかる不都合を解消するものとして、本発明者等は、下記特許文献に示すように箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに切羽部の土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない地下構造物の施工法を出願し、特許権を取得した。
【特許文献1】特許第4134089号公報
【特許文献2】特許第4317843号公報
【0005】
この工法はSFT工法と名付けられ、下記非特許文献1にも掲載されている。なお、SFT工法は、(Simple and Face-Less Method of Construction of Tunnel)は、「シンプルで切羽の無いトンネルの構築工法」の略称である。
【非特許文献1】インターネットウエブサイトの植村技研工業株式会社のホームページ http://www.uemuragiken.co.jp/tech/sft.html
【0006】
SFT工法は、第1工程として図15に示すように鉄道などの上部交通(図示は省略した)の脇にシートパイル等の土留鋼矢板からなる仮土留杭1を打設して、発進坑2と到達坑3を築造し、前記発進坑2内に推進機を設置してこれでルーフ用筒体である箱形ルーフ4を到達坑3に向けて圧入させる。図16は圧入が完了し、コンクリート函体5を設置した段階である。
【0007】
箱形ルーフ4は、略正方形断面の鋼製筒体であり、側面に鉤状の継手を長手方向に連続して形成し、また、上面に鋼製板によるフリクションカッタープレートを取り付けている。箱形ルーフ4は、長さ方向に順次接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手を介して縦横方向に連続しながら並列させる。
【0008】
前記箱形ルーフ4は図18に示すように推進させようとするコンクリート函体5の外形に対応するように四角形状に配置し、箱形ルーフ4で囲まれた切羽部には土留部材6を配設する。この土留部材6は、腹起こし材7および発進坑2側の仮土留杭1と到達坑3側の仮土留杭1とを結合するタイロッド材8で固定してなる。なお、仮土留杭1は、これを鏡切りして土留鋼矢板10として使用する。
【0009】
図16示すように発進坑2に発進台9を形成し、コンクリート函体5を発進坑2の発進台9に設置し、次に先行して押出した箱形ルーフ4の後端にコンクリート函体5の先端を接合し、または当接させる。
【0010】
コンクリート函体5は、推進や牽引させるものであり、コンクリート函体5の推進や牽引と同時に箱形ルーフ4も押出し、さらに切羽部の掘削は行わず、箱形ルーフ4を押出すときに同時に箱形ルーフ4で囲まれた部分に配設し、タイロット材7で相互に結合して固定された土留鋼矢板10を押出すことによりその前方の土砂も同時に押出す。
【0011】
このようにして第4工程として図17に示すように箱形ルーフ4とこの箱形ルーフ4に囲まれて同時に押出された土砂が到達坑3に到達したならば、到達坑3で箱形ルーフ4を撤去すると同時に、土砂を掘削して排土する。
【0012】
なお、図示は省略するが、前記コンクリート函体5の推進や牽引で、推進は、函体の後部と函体の後方の反力壁との間に推進設備として元押しジャッキ、ストラットを配設し、元押しジャッキの推力で行い、牽引は、函体の前方反力壁を設け、函体の後部に定着装置または牽引ジャッキを取り付け、この定着装置または牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した牽引ジャッキまたは定着装置に定着し、牽引ジャッキの牽引で行う。コンクリート函体5の推進や牽引は、いずれか一方を、もしくは、推進と牽引の両方を併用して行ってもよい。
【0013】
また、箱形ルーフ4の上面または側面にフリクションカッタープレートを重ねた場合には、フリクションカッタープレートはコンクリート函体5の推進や牽引と同時に箱形ルーフ4を押出す際に坑口付近に端部を止め、これを残置することで、箱形ルーフ4やコンクリート函体5と周辺土砂との縁切りを行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
このようにSFT工法は、施工区間の地山土砂は、箱形ルーフおよび立坑両妻部材で閉塞した状態で押し出すものであり、函体推進時に於いて、切羽での地山掘削を行わない事を最大の特徴としている。
【0015】
しかし、この工法では、土留鋼矢板からなる仮土留杭1を打設して、作業基地としての発進坑2と到達坑3を築造するもので、横断箇所前面に土留め壁を必要としていた。
【0016】
本発明の目的は、箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない地下構造物の施工法(SFT工法)を更に進化させ、築堤部でのSFT工事に於いて、立坑を不要とするものであり、従来工法では、横断箇所の両側に作業基地を設置する際、横断箇所前面に土留め壁を必要としていたが、その前面土留めを無くす事を可能とした地下構造物の施工法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は前記目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ下段を事前に設置し、箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、箱形ルーフの側部及び上段を設置し、函体の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを要旨とするものである。
【0018】
請求項2記載の本発明は、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ下段と側部を事前に設置し、箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、箱形ルーフ上段を設置し、函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを要旨とするものである。
【0019】
請求項3記載の本発明は、上載荷重は、上段の箱形ルーフで支持し、上段の箱形ルーフは、既地盤及び箱形ルーフ長さ方向の両端の支保工で支持し、支保工は、下段の箱形ルーフで支持することを要旨とするものである。
【0020】
本発明によれば、まず、従来の地下構造物の施工法(SFT工法)の特徴として、切羽部の土砂を箱形ルーフとともに函体の先端で押し出すから、箱形ルーフの推進と函体の推進および牽引とが同時に行え、箱形ルーフの推進と函体の推進との工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れる。また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上する。
【0021】
また、函体の推進および牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、函体の推進のみ、もしくは牽引のみの場合と比較して、函体を移動させるための反力抵抗を分散させることができ、一箇所における反力体が小規模でよい。これにより、抵抗土圧が足りない場合に必要とされる地盤改良などの補助工法も不要であり、補助工法を行うための費用と施工日数が少なくてすむ。
【0022】
これに加えて、立坑を不要とし、立坑前面の仮土留杭打設を不要とすることができ、また、立坑土留を抑えるタイロッド工が不要となり、立坑内、掘削作業が不要となる。
【発明の効果】
【0023】
以上述べたように本発明の地下構造物の施工法は、箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としないことに加えて、立坑を不要とし、仮土留設置などによる地盤の緩みを抑える必要がなく、工期短縮、コスト縮減が実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図1〜図7は本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す各工程の側面図で、前記従来例を示す図15〜図17と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。
【0025】
図中11は築堤であり、図示は省略するが、鉄道や道路などの上部交通が上に設けられており、その直下を横切るようにトンネル等の地下構造物を施工する場合である。
【0026】
先に設備について説明する。図中1は仮土留杭で、これは必要に応じて打設するもので、道路計画断面によっては不要である。
【0027】
本発明は、前記従来例のような発進坑2や到達坑3を築造することを省略する。図中4は箱形ルーフであり、これは略正方形断面の鋼製の箱形筒体である。箱形ルーフ4は、前後端に接合フランジを形成して長さ方向に順次ボルト止めにより接続して必要長を得るが、側面に鉤状の継手を長手方向に連続して形成し、並列させた際に継手を介して連結させることもできる。
【0028】
コンクリート函体5はこれを適宜数縦列させ、長ボルト等の接合手段で締結して連続することができるもので、鉄筋コンクリートの下床版、左右側版、上床版で矩形筒体として、隅角部はハンチとして形成した。
【0029】
前記箱形ルーフ4は図9、図14に示すようにコンクリート函体5の外形に対応するように、下段α、左右の側部β、上段γの四角形状に配置する。
【0030】
図中12はH形鋼等の鋼材を用いた支保工で、図8に示すように、鉛直部材としての柱材12aと水平部材としての梁材12bとをボルト等の締結で、枠組んでなる。また、梁材12bは図9に示すように、端部を切断するなどして短くすることも可能である。
【0031】
次に、本発明の地下構造物の施工法について説明する。図1に示すように、必要に応じて仮土留杭1を打設するが、これは道路計画断面によっては不要である。
【0032】
先に述べたように本発明は、従来の発進坑や到達坑を築造することを省略するもので、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置することで事前に設置する。
【0033】
前記箱形ルーフ4の設置は、発進台9を形成し、ここに推進機(図示せず)を設置してこれでルーフ用筒体である箱形ルーフ4を圧入させ、築堤11中を貫通させて、先端を築堤11の反対側に突出させるものである。
【0034】
前記箱形ルーフ4の下段α上で箱形ルーフ4の長さ方向の両端付近(築堤11から出ている部分)に、支保工12を組み立て、この支保工12でその後に配置する箱形ルーフ4の上段γを支える。
【0035】
箱形ルーフ4の上段γも箱形ルーフ4の下段αと同じく発進台9に推進機を設置してこれで圧入させる。
【0036】
箱形ルーフ4の左右の側部βに関しては、下記の3通りの設置方法が可能であり、いずれでもよい。
【0037】
まず、図14に示すように第1案として、箱形ルーフ4下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置して、支保工12を組む前に、箱形ルーフ4の左右の側部βを配置し、その後に、箱形ルーフ4下段α部分と箱形ルーフ4の左右の側部β部分で囲まれた内方に支保工12を設置し、最後に、支保工12で支承して箱形ルーフ4の上段γを設置する方法である。
【0038】
第2案として、図8、図9に示すように、箱形ルーフ4を下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置して、支保工12を組み、箱形ルーフ4の上段γを支保工12で支承して設置し、その後に、箱形ルーフ4の左右の側部βを配置する方法である。
【0039】
第3案として、箱形ルーフ4下段αを事前に設置し、箱形ルーフ下段α上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工12を組み立て、箱形ルーフの側部β及び上段γを設置する方法である。
【0040】
いずれの場合でも、上載荷重は、上段γの箱形ルーフ4で支持し、上段γの箱形ルーフ4は、既地盤及び箱形ルーフ4の長さ方向の両端の支保工12で支持し、支保工12は、下段αの箱形ルーフ4で支持することになる。
【0041】
このように推進しようとするコンクリート函体5の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段α、側部β及び上段γの矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ4の端部にコンクリート函体5の先端部を配置してコンクリート函体5の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す。
【0042】
コンクリート函体5の推進や牽引は、推進の場合は推進設備としては、発進台9の上でコンクリート函体5の後方に元押しジャッキ、ストラットを配設する。
【0043】
牽引の場合は、反力壁に牽引ジャッキを設け、この牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端をコンクリート函体5の後部に取り付ける定着装置に定着する。牽引ジャッキにはセンターホールジャッキが利用でき、定着装置はコーンと定着板からなる。なお、牽引ジャッキと定着装置を入れ換え、コンクリート函体5の後部に牽引ジャッキを取り付け、この牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した定着装置に定着するようにしてもよい。
【0044】
図4、図5は前記コンクリート函体5の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す工程を示すもので、築堤11の箱形ルーフ4で囲まれた土砂11aは、箱形ルーフ4や支保工12とともに移動する。
【0045】
築堤11の反対側(到達作業ヤード側)に突き出ていく箱形ルーフ4は、順次切断して撤去・回収するが、支保工12は内側に盛り替える。なお、到達作業ヤードの制約の有無により、箱形ルーフ4の途中撤去の有無が選択される。
【0046】
このようにして、図6に示すように、コンクリート函体5を築堤11下に掘進させたなら、図7に示すように、押し出された土砂11aとともに、箱形ルーフ4や支保工12を撤去し、取付部13や擁壁を築造して施工を完了する。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第1工程の側面図である。
【図2】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第2工程の側面図である。
【図3】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第3工程の側面図である。
【図4】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第4工程の側面図である。
【図5】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第5工程の側面図である。
【図6】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第6工程の側面図である。
【図7】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第7工程の側面図である。
【図8】図2のC−C線断面である。
【図9】図3のD−D線断面である。
【図10】図4のE−E線断面である。
【図11】図5のF−F線断面である。
【図12】図6のG−G線断面である。
【図13】図7のH−H線断面である。
【図14】本発明の地下構造物の施工法の施工順序の一例を示す説明図である。
【図15】従来例の第1工程を示す側面図である。
【図16】従来例の第2工程を示す側面図である。
【図17】従来例の第3工程を示す側面図である。
【図18】図16のA−A線断面である。
【図19】図17のB−B線断面である。
【符号の説明】
【0048】
1 仮土留杭 2 発進坑
3 到達坑 4 箱形ルーフ
5 コンクリート函体 6 土留部材
7 腹起こし材 8 タイロッド材
9 発進台 10 土留鋼矢板
11 築堤 11a 土砂
12 支保工 12a 柱材
12b 梁材 13 取付部
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる地下構造物の施工法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどがあげられる。
【0003】
しかし、先に別工事としてパイプルーフを形成し、その下や中を掘削して地下構造物を構築したり、また地下構造物をパイプルーフ下を掘進させるようにしたのでは、このパイプルーフが存在する分だけ土被りが厚くなる。しかも、パイプルーフ施工の防護工が地下構造物埋設の本工事と別工事となり、工費、工期が大である。
【0004】
かかる不都合を解消するものとして、本発明者等は、下記特許文献に示すように箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに切羽部の土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない地下構造物の施工法を出願し、特許権を取得した。
【特許文献1】特許第4134089号公報
【特許文献2】特許第4317843号公報
【0005】
この工法はSFT工法と名付けられ、下記非特許文献1にも掲載されている。なお、SFT工法は、(Simple and Face-Less Method of Construction of Tunnel)は、「シンプルで切羽の無いトンネルの構築工法」の略称である。
【非特許文献1】インターネットウエブサイトの植村技研工業株式会社のホームページ http://www.uemuragiken.co.jp/tech/sft.html
【0006】
SFT工法は、第1工程として図15に示すように鉄道などの上部交通(図示は省略した)の脇にシートパイル等の土留鋼矢板からなる仮土留杭1を打設して、発進坑2と到達坑3を築造し、前記発進坑2内に推進機を設置してこれでルーフ用筒体である箱形ルーフ4を到達坑3に向けて圧入させる。図16は圧入が完了し、コンクリート函体5を設置した段階である。
【0007】
箱形ルーフ4は、略正方形断面の鋼製筒体であり、側面に鉤状の継手を長手方向に連続して形成し、また、上面に鋼製板によるフリクションカッタープレートを取り付けている。箱形ルーフ4は、長さ方向に順次接続して必要長を埋設することができ、さらに鉤状の継手を介して縦横方向に連続しながら並列させる。
【0008】
前記箱形ルーフ4は図18に示すように推進させようとするコンクリート函体5の外形に対応するように四角形状に配置し、箱形ルーフ4で囲まれた切羽部には土留部材6を配設する。この土留部材6は、腹起こし材7および発進坑2側の仮土留杭1と到達坑3側の仮土留杭1とを結合するタイロッド材8で固定してなる。なお、仮土留杭1は、これを鏡切りして土留鋼矢板10として使用する。
【0009】
図16示すように発進坑2に発進台9を形成し、コンクリート函体5を発進坑2の発進台9に設置し、次に先行して押出した箱形ルーフ4の後端にコンクリート函体5の先端を接合し、または当接させる。
【0010】
コンクリート函体5は、推進や牽引させるものであり、コンクリート函体5の推進や牽引と同時に箱形ルーフ4も押出し、さらに切羽部の掘削は行わず、箱形ルーフ4を押出すときに同時に箱形ルーフ4で囲まれた部分に配設し、タイロット材7で相互に結合して固定された土留鋼矢板10を押出すことによりその前方の土砂も同時に押出す。
【0011】
このようにして第4工程として図17に示すように箱形ルーフ4とこの箱形ルーフ4に囲まれて同時に押出された土砂が到達坑3に到達したならば、到達坑3で箱形ルーフ4を撤去すると同時に、土砂を掘削して排土する。
【0012】
なお、図示は省略するが、前記コンクリート函体5の推進や牽引で、推進は、函体の後部と函体の後方の反力壁との間に推進設備として元押しジャッキ、ストラットを配設し、元押しジャッキの推力で行い、牽引は、函体の前方反力壁を設け、函体の後部に定着装置または牽引ジャッキを取り付け、この定着装置または牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した牽引ジャッキまたは定着装置に定着し、牽引ジャッキの牽引で行う。コンクリート函体5の推進や牽引は、いずれか一方を、もしくは、推進と牽引の両方を併用して行ってもよい。
【0013】
また、箱形ルーフ4の上面または側面にフリクションカッタープレートを重ねた場合には、フリクションカッタープレートはコンクリート函体5の推進や牽引と同時に箱形ルーフ4を押出す際に坑口付近に端部を止め、これを残置することで、箱形ルーフ4やコンクリート函体5と周辺土砂との縁切りを行うことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
このようにSFT工法は、施工区間の地山土砂は、箱形ルーフおよび立坑両妻部材で閉塞した状態で押し出すものであり、函体推進時に於いて、切羽での地山掘削を行わない事を最大の特徴としている。
【0015】
しかし、この工法では、土留鋼矢板からなる仮土留杭1を打設して、作業基地としての発進坑2と到達坑3を築造するもので、横断箇所前面に土留め壁を必要としていた。
【0016】
本発明の目的は、箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としない地下構造物の施工法(SFT工法)を更に進化させ、築堤部でのSFT工事に於いて、立坑を不要とするものであり、従来工法では、横断箇所の両側に作業基地を設置する際、横断箇所前面に土留め壁を必要としていたが、その前面土留めを無くす事を可能とした地下構造物の施工法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は前記目的を達成するため、請求項1記載の本発明は、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ下段を事前に設置し、箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、箱形ルーフの側部及び上段を設置し、函体の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを要旨とするものである。
【0018】
請求項2記載の本発明は、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、箱形ルーフ下段と側部を事前に設置し、箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、箱形ルーフ上段を設置し、函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを要旨とするものである。
【0019】
請求項3記載の本発明は、上載荷重は、上段の箱形ルーフで支持し、上段の箱形ルーフは、既地盤及び箱形ルーフ長さ方向の両端の支保工で支持し、支保工は、下段の箱形ルーフで支持することを要旨とするものである。
【0020】
本発明によれば、まず、従来の地下構造物の施工法(SFT工法)の特徴として、切羽部の土砂を箱形ルーフとともに函体の先端で押し出すから、箱形ルーフの推進と函体の推進および牽引とが同時に行え、箱形ルーフの推進と函体の推進との工程の間に従来存在した切羽部の掘削工程を省くことができ、工費削減と工期短縮が図れる。また、危険を伴う切羽部の掘削作業がなくなることで施工の安全性が向上する。
【0021】
また、函体の推進および牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、函体の推進のみ、もしくは牽引のみの場合と比較して、函体を移動させるための反力抵抗を分散させることができ、一箇所における反力体が小規模でよい。これにより、抵抗土圧が足りない場合に必要とされる地盤改良などの補助工法も不要であり、補助工法を行うための費用と施工日数が少なくてすむ。
【0022】
これに加えて、立坑を不要とし、立坑前面の仮土留杭打設を不要とすることができ、また、立坑土留を抑えるタイロッド工が不要となり、立坑内、掘削作業が不要となる。
【発明の効果】
【0023】
以上述べたように本発明の地下構造物の施工法は、箱形ルーフを圧入後、コンクリート函体を推進させる場合、函体の推進とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すので、切羽部を掘削する作業を別途必要とせず、コスト削減と工期短縮を図ることができ、また、危険を伴う切羽部の掘削作業を省くことで安全性も向上でき、しかも、函体を推進するための反力抵抗を分散することで、大掛かりな設備を必要としないことに加えて、立坑を不要とし、仮土留設置などによる地盤の緩みを抑える必要がなく、工期短縮、コスト縮減が実現できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図1〜図7は本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す各工程の側面図で、前記従来例を示す図15〜図17と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。
【0025】
図中11は築堤であり、図示は省略するが、鉄道や道路などの上部交通が上に設けられており、その直下を横切るようにトンネル等の地下構造物を施工する場合である。
【0026】
先に設備について説明する。図中1は仮土留杭で、これは必要に応じて打設するもので、道路計画断面によっては不要である。
【0027】
本発明は、前記従来例のような発進坑2や到達坑3を築造することを省略する。図中4は箱形ルーフであり、これは略正方形断面の鋼製の箱形筒体である。箱形ルーフ4は、前後端に接合フランジを形成して長さ方向に順次ボルト止めにより接続して必要長を得るが、側面に鉤状の継手を長手方向に連続して形成し、並列させた際に継手を介して連結させることもできる。
【0028】
コンクリート函体5はこれを適宜数縦列させ、長ボルト等の接合手段で締結して連続することができるもので、鉄筋コンクリートの下床版、左右側版、上床版で矩形筒体として、隅角部はハンチとして形成した。
【0029】
前記箱形ルーフ4は図9、図14に示すようにコンクリート函体5の外形に対応するように、下段α、左右の側部β、上段γの四角形状に配置する。
【0030】
図中12はH形鋼等の鋼材を用いた支保工で、図8に示すように、鉛直部材としての柱材12aと水平部材としての梁材12bとをボルト等の締結で、枠組んでなる。また、梁材12bは図9に示すように、端部を切断するなどして短くすることも可能である。
【0031】
次に、本発明の地下構造物の施工法について説明する。図1に示すように、必要に応じて仮土留杭1を打設するが、これは道路計画断面によっては不要である。
【0032】
先に述べたように本発明は、従来の発進坑や到達坑を築造することを省略するもので、推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置することで事前に設置する。
【0033】
前記箱形ルーフ4の設置は、発進台9を形成し、ここに推進機(図示せず)を設置してこれでルーフ用筒体である箱形ルーフ4を圧入させ、築堤11中を貫通させて、先端を築堤11の反対側に突出させるものである。
【0034】
前記箱形ルーフ4の下段α上で箱形ルーフ4の長さ方向の両端付近(築堤11から出ている部分)に、支保工12を組み立て、この支保工12でその後に配置する箱形ルーフ4の上段γを支える。
【0035】
箱形ルーフ4の上段γも箱形ルーフ4の下段αと同じく発進台9に推進機を設置してこれで圧入させる。
【0036】
箱形ルーフ4の左右の側部βに関しては、下記の3通りの設置方法が可能であり、いずれでもよい。
【0037】
まず、図14に示すように第1案として、箱形ルーフ4下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置して、支保工12を組む前に、箱形ルーフ4の左右の側部βを配置し、その後に、箱形ルーフ4下段α部分と箱形ルーフ4の左右の側部β部分で囲まれた内方に支保工12を設置し、最後に、支保工12で支承して箱形ルーフ4の上段γを設置する方法である。
【0038】
第2案として、図8、図9に示すように、箱形ルーフ4を下段α部分を該箱形ルーフ4を横並びに配置して、支保工12を組み、箱形ルーフ4の上段γを支保工12で支承して設置し、その後に、箱形ルーフ4の左右の側部βを配置する方法である。
【0039】
第3案として、箱形ルーフ4下段αを事前に設置し、箱形ルーフ下段α上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工12を組み立て、箱形ルーフの側部β及び上段γを設置する方法である。
【0040】
いずれの場合でも、上載荷重は、上段γの箱形ルーフ4で支持し、上段γの箱形ルーフ4は、既地盤及び箱形ルーフ4の長さ方向の両端の支保工12で支持し、支保工12は、下段αの箱形ルーフ4で支持することになる。
【0041】
このように推進しようとするコンクリート函体5の外形に対応するように箱形ルーフ4を下段α、側部β及び上段γの矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ4の端部にコンクリート函体5の先端部を配置してコンクリート函体5の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す。
【0042】
コンクリート函体5の推進や牽引は、推進の場合は推進設備としては、発進台9の上でコンクリート函体5の後方に元押しジャッキ、ストラットを配設する。
【0043】
牽引の場合は、反力壁に牽引ジャッキを設け、この牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端をコンクリート函体5の後部に取り付ける定着装置に定着する。牽引ジャッキにはセンターホールジャッキが利用でき、定着装置はコーンと定着板からなる。なお、牽引ジャッキと定着装置を入れ換え、コンクリート函体5の後部に牽引ジャッキを取り付け、この牽引ジャッキに一端を取り付けた牽引ケーブルの他端を、反力壁に固定した定着装置に定着するようにしてもよい。
【0044】
図4、図5は前記コンクリート函体5の推進や牽引とともに切羽部の土砂を箱形ルーフ4と一緒に押し出す工程を示すもので、築堤11の箱形ルーフ4で囲まれた土砂11aは、箱形ルーフ4や支保工12とともに移動する。
【0045】
築堤11の反対側(到達作業ヤード側)に突き出ていく箱形ルーフ4は、順次切断して撤去・回収するが、支保工12は内側に盛り替える。なお、到達作業ヤードの制約の有無により、箱形ルーフ4の途中撤去の有無が選択される。
【0046】
このようにして、図6に示すように、コンクリート函体5を築堤11下に掘進させたなら、図7に示すように、押し出された土砂11aとともに、箱形ルーフ4や支保工12を撤去し、取付部13や擁壁を築造して施工を完了する。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第1工程の側面図である。
【図2】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第2工程の側面図である。
【図3】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第3工程の側面図である。
【図4】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第4工程の側面図である。
【図5】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第5工程の側面図である。
【図6】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第6工程の側面図である。
【図7】本発明の地下構造物の施工法の1実施形態を示す第7工程の側面図である。
【図8】図2のC−C線断面である。
【図9】図3のD−D線断面である。
【図10】図4のE−E線断面である。
【図11】図5のF−F線断面である。
【図12】図6のG−G線断面である。
【図13】図7のH−H線断面である。
【図14】本発明の地下構造物の施工法の施工順序の一例を示す説明図である。
【図15】従来例の第1工程を示す側面図である。
【図16】従来例の第2工程を示す側面図である。
【図17】従来例の第3工程を示す側面図である。
【図18】図16のA−A線断面である。
【図19】図17のB−B線断面である。
【符号の説明】
【0048】
1 仮土留杭 2 発進坑
3 到達坑 4 箱形ルーフ
5 コンクリート函体 6 土留部材
7 腹起こし材 8 タイロッド材
9 発進台 10 土留鋼矢板
11 築堤 11a 土砂
12 支保工 12a 柱材
12b 梁材 13 取付部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、
箱形ルーフ下段を事前に設置し、
箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、
箱形ルーフの側部及び上段を設置し、
函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを特徴とする地下構造物の施工法。
【請求項2】
推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、
箱形ルーフ下段と側部を事前に設置し、
箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、
箱形ルーフ上段を設置し、
函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを特徴とする地下構造物の施工法。
【請求項3】
上載荷重は、上段の箱形ルーフで支持し、
上段の箱形ルーフは、既地盤及び箱形ルーフ長さ方向の両端の支保工で支持し、
支保工は、下段の箱形ルーフで支持する請求項1または請求項2記載の地下構造物の施工法。
【請求項1】
推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、
箱形ルーフ下段を事前に設置し、
箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、
箱形ルーフの側部及び上段を設置し、
函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを特徴とする地下構造物の施工法。
【請求項2】
推進しようとする函体の外形に対応するように箱形ルーフを下段、側部及び上段の矩形配列に組み配置して、地中に圧入した後、前記箱形ルーフ端部に函体の先端部を配置して函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出す地下構造物の施工法において、
箱形ルーフ下段と側部を事前に設置し、
箱形ルーフ下段上で箱形ルーフ長さ方向の両端付近に、箱形ルーフ上段を支持する支保工を組み立て、
箱形ルーフ上段を設置し、
函体の推進や牽引とともに土砂を箱形ルーフと一緒に押し出すことを特徴とする地下構造物の施工法。
【請求項3】
上載荷重は、上段の箱形ルーフで支持し、
上段の箱形ルーフは、既地盤及び箱形ルーフ長さ方向の両端の支保工で支持し、
支保工は、下段の箱形ルーフで支持する請求項1または請求項2記載の地下構造物の施工法。
【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】
【公開番号】特開2012−26112(P2012−26112A)
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−163843(P2010−163843)
【出願日】平成22年7月21日(2010.7.21)
【出願人】(000189903)
【出願人】(501200491)
【出願人】(000140292)株式会社奥村組 (469)
【出願人】(000163110)極東鋼弦コンクリート振興株式会社 (29)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年2月9日(2012.2.9)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年7月21日(2010.7.21)
【出願人】(000189903)
【出願人】(501200491)
【出願人】(000140292)株式会社奥村組 (469)
【出願人】(000163110)極東鋼弦コンクリート振興株式会社 (29)
【Fターム(参考)】
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