坑口形成方法、及び、土留め壁
【課題】シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる坑口形成方法を提供する。
【解決手段】立坑２に設けられた土留め壁３にシールドマシン６の発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁３に地上１０から坑口形成部分４の位置まで延長する孔（放電用孔５４ａ；５４ｂ）を形成し、地上１０から孔を経由して土留め壁３の坑口形成部分４に圧力を加えて坑口形成部分４を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする。
【解決手段】立坑２に設けられた土留め壁３にシールドマシン６の発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁３に地上１０から坑口形成部分４の位置まで延長する孔（放電用孔５４ａ；５４ｂ）を形成し、地上１０から孔を経由して土留め壁３の坑口形成部分４に圧力を加えて坑口形成部分４を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑に設けられた土留め壁に坑口を形成する方法、坑口形成部分を備えた土留め壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法においては、立坑の土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する。従来、土留め壁の外側の地盤を改良して自立させた後に土留め壁の坑口形成部分を人力あるいは重機で壊すことにより坑口を形成していた。しかしながら、この方法では、地山の開放を伴うことから安全面に問題がある。
そこで、土留め壁の坑口形成部分をシールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成し、この坑口形成部分をシールドマシンのカッタで切削することにより坑口を形成する方法が知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開平５−３０２４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した方法では、坑口形成部分の全てをシールドマシンによって切削するため、坑口形成部分を切削するための専用の超硬カッタが必要となり、また、坑口形成部分を切削する際のシールドマシンの負担も大きい。
また、シールドマシンのカッタで坑口形成部分を切削した場合に、坑口形成部分が大きく割れてしまって割れたコンクリートの塊が大きくなってしまうことが多い。そのような大きなコンクリートの塊は、シールドマシン内で閉塞し、排土の支障となる。この場合、その大きなコンクリートの塊を人力で撤去しなければならず、作業が煩雑化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の坑口形成方法は、立坑に設けられた土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁に地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を形成し、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする。
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業と、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業とを、時間をずらして別々に行うことによって坑口を形成したことも特徴とする。
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行った後に、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行ったことも特徴とする。
電極装置の放電部を孔に入れて土留め壁の坑口形成部分に位置させた状態で放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって坑口形成部分を破砕したことも特徴とする。
本発明の土留め壁は、シールドマシンが発進又は到達する立坑に形成される土留め壁において、シールドマシンの発進又は到達用の坑口形成部分と、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔とを備えたことを特徴とする。
土留め壁が、横に並設された複数の土留め柱体によって形成され、土留め柱体が、芯柱体と止水部と孔とを備え、芯柱体が坑口形成部分を形成する坑口形成部を備え、止水部が芯柱体の周囲に形成された固化材によって形成され、孔が地上から止水部を経由して坑口形成部の位置まで延長して形成されたことも特徴とする。
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の坑口形成方法によれば、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去するため、坑口形成部分をシールドマシンで切削しないで坑口を形成できるので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分の除去作業と土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分の除去作業とを時間をずらして別々に行ったので、坑口形成部分を効率的に除去できる。
土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分を除去する作業を行った後に、土留め壁の立坑の外側の坑口形部分を除去する作業を行ったので、発進用の坑口を効率的に形成できる。
土留め壁の坑口形成部分を放電破砕によって破砕したので、坑口形成部分を細かく破砕できる。従って、破片を、シールドマシンの排土装置で効率的に排出でき、破片の排出作業の効率化が図れる。
本発明の土留め壁によれば、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を備えたので、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去できるので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
複数の土留め柱体にそれぞれ形成された孔を経由して個々の土留め柱体の坑口形成部に圧力を加えることができるので、坑口形成部を細かく破壊でき、作業の効率化が図れる。
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる土留め壁のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１乃至図７は最良の形態を示し、図１は坑口形成装置を示し、図２は坑口形成部分を備えた土留め壁を正面から見て示し、図３は土留め壁の断面を示し、図４は芯柱体を分解して示し、図５は芯柱体の接続部による接続を示し、図６は放電破砕装置を示し、図７は間隔保持材による電線間の間隔保持状態を断面で示す。
【０００７】
図１に示すように、坑口形成装置１は、立坑２の土留め壁３に設けられた坑口形成部分４、放電破砕装置５、シールドマシン６を備える。
【０００８】
図２に示すように、土留め壁３は、地盤の地山７に複数の土留め柱体５１が横に複数並設されたことによって形成される。図３に示すように、土留め柱体５１は、芯柱体５２、止水部５３、放電用孔５４を備える。放電用孔５４は、坑口形成部分４に放電による圧力を加えるために地上１０から電極４０を挿入するための孔（圧力投入孔）として機能する。止水部５３は、例えば、強度の小さいソイルセメントと呼ばれるような固化材により形成される。図４に示すように、芯柱体５２は、坑口形成部５５と鋼材５６と放電用孔形成材としての筒棒５８及び延長筒棒５８Ａとを備える。筒棒５８は後述する放電や発破で壊れる合成樹脂や紙等で形成されたものを用いる。延長筒棒５８Ａは合成樹脂や紙あるいは金属等で形成されたものを用いる。
【０００９】
坑口形成部５５は、例えば高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成される。坑口形成部５５は、上下に貫通する筒棒５８と、上下に設けられた鋼材接続用の接続部５７とを備える。このような坑口形成部５５は、筒棒５８が図外の型枠の内側を横切って型枠の両端より突出するように設置され、接続部５７の一部が図外の型枠の両端より突出するように接続部５７が型枠に設置された状態で、型枠内に固化材を充填して硬化させることによって形成できる。坑口形成部５５の上の接続部５７ａに上部鋼材５６ａが繋がれ、坑口形成部５５の下の接続部５７ｂに下部鋼材５６ｂが繋がれる。接続部５７及び鋼材５６は例えばＨ形鋼により形成される。接続部５７と鋼材５６との接続は、リベット継手、溶接、ボルト及びナット等の接続手段により接続される。例えば、図５に示すように、接続部５７と鋼材５６とがこれらボルト５９ａ及びナット５９ｂで連結された連結板６０によって互いに接続されたことによって、上部鋼材５６ａと下部鋼材５６ｂとの間に坑口形成部５５が設けられた芯柱体５２が形成される。尚、坑口形成部分４の径はシールドマシン６の外径以上に設定され、芯柱体５２の長さは地上１０から坑口形成部分４を超えた長さに形成される。芯柱体５２の上部鋼材５６ａや下部鋼材５６ｂや坑口形成部５５や筒棒５８や延長筒棒５８Ａの長さは、坑口形成部分４の場所によって各々異なる。即ち、筒棒５８は坑口形成部分４の上下長さに応じた長さのものが用いられ、上の接続部５７ａには坑口形成部分４の上端部から地上１０までの長さに合わせた長さの上部鋼材５６ａが接続され、下の接続部５７ｂには坑口形成部分４の下端部から土留め壁３の下端までの長さに合わせた長さの鋼材５６が接続され、坑口形成部５５に埋め込まれた筒棒５８の上端５８ａには坑口形成部分４の上端部から地上１０までの長さに合わせた長さの延長筒棒５８Ａが接続されることによって、芯柱体５２が形成される。尚、筒棒５８の下端５８ｂの開口は塞いでおく。
【００１０】
最良の形態の芯柱体５２によれば、坑口形成部５５が高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成されたので、従来のようにシールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成された坑口形成部分を備えた構成と比べて、芯柱体５２及びこれを用いた土留め壁３のコスト、ひいては、坑口形成作業に係るコストを削減できる。尚、この芯柱体５２によって坑口形成前の土留め壁３の強度を持たせているとともに、坑口形成部５５が後述する放電や発破で壊れやすい高強度モルタル又はコンクリートのような固化材のみにより形成されたので、坑口形成部５５を放電や発破で容易に壊せて、シールドマシン６の負担を軽減できる。
【００１１】
土留め壁３の形成方法を説明する。地上１０からアースオーガーのような掘削機械を使用して地盤の地山７を掘削して地山７の深さ方向に断面円形の孔９９（図１；３参照）を形成する。この場合、孔９９を形成しながら孔９９内に止水部５３を形成する固化材としてのセメントミルクを注入し、現位置の土砂と攪拌してソイルセメントを形成していく。孔９９を所望の深さまで形成した後に、未固結状態のソイルセメントが入った孔９９内に、芯柱体５２を下部鋼材５６ｂ側から建て込むことによって、硬化したソイルセメントが止水部５３として機能するとともに、延長筒棒５８Ａ及び筒棒５８によって土留め柱体５１に地上から坑口形成部５５よりも下方の位置まで延長する放電用孔５４が形成される。尚、土留め柱体５１に形成する放電用孔５４は、図３に示すように、土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側とにそれぞれ１つづつ形成する。即ち、土留め柱体５１は、立坑の内側に放電用孔５４ａを備えるとともに、立坑の外側に放電用孔５４ｂを備える。図２に示すように、複数の土留め柱体５１が横に複数並設されることによって、複数の土留め柱体５１の坑口形成部５５から成る坑口形成部分４を備えた土留め壁３が形成される。
尚、図２の４Ａは坑口形成部分４に形成しようとする坑口の予想線である。また、図３の左の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の上部鋼材５６ａの部分を切断した断面を図示し、図３の中央の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の坑口形成部５５の部分を切断した断面を図示し、図３の右の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の下部鋼材５６ｂの部分を切断した断面を図示した。
【００１２】
図６；７を参照し、放電破砕装置５を説明する。放電破砕装置５は、電源装置８、電極装置９を備える。
電源装置８は、昇圧装置１２、パルスパワー出力装置１３を備える。昇圧装置１２は、電源電圧入力部１４Ａ、図外の変圧器を備えた昇圧回路１５、出力部１４を備える。昇圧回路１５は、電源電圧入力部１４Ａに接続された電源ケーブル１４Ｃ経由で三相交流２００Ｖ電源電圧を入力して例えば直流２２ｋＶの電圧を生成し、直流２２ｋＶの電圧を出力部１４より出力する。出力部１４は、正極端子１４ａと負極端子１４ｂとを備える。パルスパワー出力装置１３は、入力端子１６、充電回路１７、出力部としての電極接続部１８を備える。入力端子１６は、正極端子１６ａと負極端子１６ｂとを備える。電極接続部１８は、正極端子１８ａと負極端子１８ｂとを備える。充電回路１７は、正極線１７ａ、負極線１７ｂ、コンデンサ装置１９、コンデンサ装置接続部２０、スイッチ２１；２２を備える。正極線１７ａには、スイッチ２１とスイッチ２２とが直列に接続される。正極線１７ａの一端が入力端子１６の正極端子１６ａに接続され、正極線１７ａの他端が電極接続部１８の正極端子１８ａに接続される。負極線１７ｂの一端が入力端子１６の負極端子１６ｂに接続され、負極線１７ｂの他端が電極接続部１８の負極端子１８ｂに接続される。コンデンサ装置接続部２０は、正極線１７ａにおけるスイッチ２１とスイッチ２２との間に並列に接続された複数の正極接続端子２０ａと、負極線１７ｂに並列に接続された複数の負極接続端子２０ｂとを備える。１対の正極接続端子２０ａと負極接続端子２０ｂとによりコンデンサ装置１９を１つ接続するためのコンデンサ装置接続端子２０Ａが形成される。即ち、コンデンサ装置接続部２０は、複数のコンデンサ装置接続端子２０Ａを備えるため、昇圧装置１２及び電極接続部１８に複数のコンデンサ装置１９を接続可能である。コンデンサ装置接続部２０は、例えば６個のコンデンサ装置接続端子２０Ａを備え、１個から６個までの任意の数のコンデンサ装置１９を接続可能である。即ち、コンデンサ装置１９を１個から６個まで任意に増減可能な電源装置８を得ることができる。スイッチ２１はコンデンサ装置１９に昇圧装置１２から供給された電圧を充電させるためのスイッチ、スイッチ２２はコンデンサ装置１９に充電された電荷を放電させて電極接続部１８経由で電極装置９に出力させるためのスイッチである。図示しないが、充電回路１７は接地（アース）されている。
【００１３】
電極装置９は、接続コード部３１、電極部３２を備える。接続コード部３１は、電源装置８の電極接続部１８の正極端子１８ａ及び負極端子１８ｂの各々に接続される正極端子３５ａ及び負極端子３５ｂを備えた入力側コネクタ３５と、電極部３２の電極接続コネクタ３６に接続される出力側コネクタ３７と、入力側コネクタ３５と出力側コネクタ３７とを接続する電気接続コード３８とを備える。
電極部３２は、出力側コネクタ３７と接続される電極接続コネクタ３６と、電極４０とを備える。つまり、電極部３２は、接続コード部３１の出力側コネクタ３７に着脱可能な電極接続コネクタ３６を備え、電極接続コネクタ３６が電線４３を着脱自在に接続できる図外の電線取付部を備えるため、後述するワイヤ電極４１を容易に交換できる。
【００１４】
図６に示すように、電極４０は、例えば、ワイヤ電極４１、あるいは、同軸電極４２を用いる。
ワイヤ電極４１は、電線４３が切断され、電線４３の切断面と電線４３の切断面との間が間隔保持材４５によって一定の放電間隔（ギャップ）に維持されたことによって放電部４６が形成された構成である。電線４３は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。ワイヤ電極４１は放電部４６を１つ以上備える。
【００１５】
図７に示すように、間隔保持材４５は、筒状に形成され、筒孔の両端部により形成された電線固定部６１；６２と、筒孔の中央部により形成された間隔維持部６３とを備える。電線固定部６１；６２の孔径は電線４３が嵌合する寸法の径に形成される。間隔維持部６３の孔径は電線固定部６１；６２の径よりも小さい径に形成される。電線固定部６１、電線固定部６２、間隔維持部６３の中心軸は同一である。間隔維持部６３と電線固定部６１；６２との段差部である段差面によりストッパとしての電線端面突当面６４；６５が形成される。
電線固定部６１；６２に嵌合された電線４３；４３の端面がそれぞれ電線端面突当面６４；６５に突き当てられた状態で、間隔保持材４５と電線４３とが図外の接着テープや接着剤などで互いに固定されることによって、間隔維持部６３が電線４３と電線４３との間に放電ギャップｇを形成する。即ち、間隔維持部６３が電線固定部６１；６２に固定された電線４３の端面と電線４３の端面との間に放電ギャップとしての間隔ｇを維持するので、放電部４６の放電ギャップを簡単かつ正確に設定できる。尚、絶縁ビニル粘着テープ、締結バンド、ゴムバンド、専用の接続具などを間隔保持材４５として使用してもよい。
【００１６】
図６に示すように、同軸電極４２は、例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、同軸電極４２は、複数の放電部を備える。この場合、電極部３２は、出力側コネクタ３７と接続される電極接続コネクタ３６と、同軸電極４２とを備えるので、出力側コネクタ３７に対する電極接続コネクタ３６の着脱により同軸電極４２を容易に交換できる。
【００１７】
次に坑口形成方法を説明する。土留め壁３を形成し、土留め壁３で囲まれた内側の地盤を掘削してシールドマシンの発進用の立坑２を形成し、この立坑２内にシールドマシン６を搬入する。放電破砕装置５を立坑２の近傍の地上１０に設置する。シールドマシン６の前端６ｔを立坑２に面する坑口形成部分４に接触させるとともに、電源装置８に繋がれた電極装置９の電極４０の放電部を地上１０から土留め柱体５１の立坑の内側の放電用孔５４ａに挿入して土留め柱体５１の坑口形成部５５に位置決めした後に、全ての土留め柱体５１に対して放電用孔５４ａ内に電解液やゲルのような放電破砕用充填材を充填して放電する。その後、シールドマシン６を駆動してその破砕した破片を図外のスクリューコンベアや排土ポンプ等の排土装置でシールドマシン６の後方に送って排出する。これにより、立坑の内側の坑口形成部分４が放電によって破砕され、その破片がシールドマシン６によって撤去される。その後、シールドマシン６の前端を残った坑口形成部分４に接触させるとともに、電源装置８に繋がれた電極装置９の放電部４６を地上１０から立坑の外側の放電用孔５４ｂに挿入して土留め柱体５１の坑口形成部５５に位置決めした後に、全ての土留め柱体５１に対して放電用孔５４ａ内に放電破砕用充填材を充填して放電する。その後、シールドマシン６を駆動してその破砕した破片を図外のスクリューコンベアでシールドマシン６の後方に送って排出する。これにより、立坑の外側の坑口形成部分４が破砕され、その破片がシールドマシン６によって撤去される。以上によって、発進用の坑口が形成される。尚、到達用の坑口の形成は、到達用の立孔２にシールドマシン６がまだ到達していないことから、土留め柱体５１の立坑の外側の放電用孔５４ｂでの放電を行った後に、土留め柱体５１の立坑の内側の放電用孔５４ａでの放電を行って坑口を形成する。
即ち、土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業と土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業とを時間をずらして別々に行うことで作業の効率化を図った。また、放電による破砕によって坑口形成部分４を破砕するので、坑口形成部分４を細かく破砕できる。
【００１８】
最良の形態によれば、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削するのではなく、放電により瞬間的に発生する圧力波と放電破砕用充填材の気化による体積膨張により放電用孔５４内の圧力を高めることによって破砕するので、シールドマシン６のための専用の超硬カッタが不要となってコストを低減でき、シールドマシン６の負担も低減する。即ち、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削しないで坑口を形成でき、シールドマシン６のコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
最良の形態によれば、放電破砕によって坑口形成部分４を細かく破砕でき、その破片をシールドマシン６の排土装置で効率的に排出できるので、破片の排出作業の効率化が図れる。
最良の形態によれば、土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業と土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業とを時間をずらして別々に行ったので、坑口形成部分４を効率的に除去でき、坑口を効率的に形成できる。特に土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業を行った後に、土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業を行ったので、シールドマシン６の発進時の坑口形成部分４を効率的に除去でき、発進用の坑口を効率的に形成できる。
最良の形態によれば、高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成された坑口形成部５５を備えた芯柱体５２を使用したので、芯柱体５２及びこれを用いた土留め壁３のコスト、ひいては、坑口形成作業に係るコストを削減できる。
最良の形態によれば、孔としての放電用孔５４を備えた土留め壁３を使用したので、地上１０から放電用孔５４を経由して土留め壁３の坑口形成部分４に電極４０の放電部を位置させて放電によって坑口形成部分４を破砕できるので、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削しないで坑口を形成でき、シールドマシン６のコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
放電用孔５４は、地上１０から坑口形成部５５の下端５５ａ（図４参照）の直前位置まで延長するように形成してもよい。
放電用孔５４は、次のように形成してもよい。孔９９を所望の深さまで形成した後に、未固結状態のソイルセメントが入った孔９９内に、筒棒５８及び延長筒棒５８Ａを備えない芯柱体５２を建て込むとともに、放電用孔５４を形成するための図外の孔形成棒も立て込む。この孔形成棒は、地上１０から坑口形成部５５の下端を越えた坑口形成部５５よりも下方の位置、あるいは、坑口形成部５５の下端の位置まで届く長さのものを使用する。そして、ソイルセメントが硬化した後に孔形成棒を抜くことによって、土留め柱体５１に地上から坑口形成部５５よりも下方の位置、あるいは、坑口形成部５５の下端の位置まで延長する放電用孔５４が形成される。
最良の形態では、放電用孔５４を、図３に示すように、土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側とにそれぞれ１つづつ形成した場合を説明したが、図３の土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側との間に放電用孔５４を３つ以上形成してもよい。即ち、立坑の内側から立坑の外側に向かう方向に沿って放電用孔を３個以上並べて設けても良い。例えば、図３において、土留め柱体５１の中心から立坑の外側に向けて放電用孔５４を複数個並ぶように設けるとともに、土留め柱体５１の中心から立坑の内側に向けて放電用孔を複数個並ぶように設ける。そして、例えば、土留め壁３の立坑の内側において、立坑２に近い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕と立坑２より遠い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕とを時間をずらして別々に行い、その後、土留め壁３の立坑の外側において、地山７に近い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕と地山７より遠い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕とを時間をずらして別々に行うというように作業すれば、土留め柱体５１の厚さ、即ち、土留め壁３の厚さが厚い場合でも坑口形成部分４を効率的に破砕できる。
坑口形成部分４の破壊に発破（ダイナマイト）を用いてもよい。つまり、坑口形成部分４に発破による圧力を加えるために地上１０から発破を挿入するための孔（圧力投入孔）を形成し、この孔を経由して坑口形成部分４の位置に発破を設置して坑口形成部分４を破壊してもよい。
シールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成された坑口形成部分を備えた構成の土留め壁に、地上１０から坑口形成部分の位置まで延長する孔（圧力投入孔）を形成し、孔内での放電による破砕や発破による破壊によって坑口を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】坑口形成装置を示す構成図（最良の形態）。
【図２】土留め壁の正面図（最良の形態）。
【図３】土留め壁の断面図（最良の形態）。
【図４】芯柱体の分解斜視図（最良の形態）。
【図５】芯柱体の接続部と鋼材との接続状態を示す図（最良の形態）。
【図６】放電破砕装置を示す構成図（最良の形態）。
【図７】間隔保持材を示す断面図（最良の形態）。
【符号の説明】
【００２１】
１ 坑口形成装置、２ 立坑、３ 土留め壁、４ 坑口形成部分、
５ 放電破砕装置、６ シールドマシン、７ 地山、８ 電源装置、
９ 電極装置、５１ 土留め柱体、５２ 芯柱体、５３ 止水部、
５４ 放電用孔（孔）、５５ 坑口形成部、５６ 鋼材、
５７ 接続部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑に設けられた土留め壁に坑口を形成する方法、坑口形成部分を備えた土留め壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法においては、立坑の土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する。従来、土留め壁の外側の地盤を改良して自立させた後に土留め壁の坑口形成部分を人力あるいは重機で壊すことにより坑口を形成していた。しかしながら、この方法では、地山の開放を伴うことから安全面に問題がある。
そこで、土留め壁の坑口形成部分をシールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成し、この坑口形成部分をシールドマシンのカッタで切削することにより坑口を形成する方法が知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開平５−３０２４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した方法では、坑口形成部分の全てをシールドマシンによって切削するため、坑口形成部分を切削するための専用の超硬カッタが必要となり、また、坑口形成部分を切削する際のシールドマシンの負担も大きい。
また、シールドマシンのカッタで坑口形成部分を切削した場合に、坑口形成部分が大きく割れてしまって割れたコンクリートの塊が大きくなってしまうことが多い。そのような大きなコンクリートの塊は、シールドマシン内で閉塞し、排土の支障となる。この場合、その大きなコンクリートの塊を人力で撤去しなければならず、作業が煩雑化してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の坑口形成方法は、立坑に設けられた土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁に地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を形成し、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする。
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業と、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業とを、時間をずらして別々に行うことによって坑口を形成したことも特徴とする。
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行った後に、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行ったことも特徴とする。
電極装置の放電部を孔に入れて土留め壁の坑口形成部分に位置させた状態で放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって坑口形成部分を破砕したことも特徴とする。
本発明の土留め壁は、シールドマシンが発進又は到達する立坑に形成される土留め壁において、シールドマシンの発進又は到達用の坑口形成部分と、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔とを備えたことを特徴とする。
土留め壁が、横に並設された複数の土留め柱体によって形成され、土留め柱体が、芯柱体と止水部と孔とを備え、芯柱体が坑口形成部分を形成する坑口形成部を備え、止水部が芯柱体の周囲に形成された固化材によって形成され、孔が地上から止水部を経由して坑口形成部の位置まで延長して形成されたことも特徴とする。
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の坑口形成方法によれば、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去するため、坑口形成部分をシールドマシンで切削しないで坑口を形成できるので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分の除去作業と土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分の除去作業とを時間をずらして別々に行ったので、坑口形成部分を効率的に除去できる。
土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分を除去する作業を行った後に、土留め壁の立坑の外側の坑口形部分を除去する作業を行ったので、発進用の坑口を効率的に形成できる。
土留め壁の坑口形成部分を放電破砕によって破砕したので、坑口形成部分を細かく破砕できる。従って、破片を、シールドマシンの排土装置で効率的に排出でき、破片の排出作業の効率化が図れる。
本発明の土留め壁によれば、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を備えたので、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去できるので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
複数の土留め柱体にそれぞれ形成された孔を経由して個々の土留め柱体の坑口形成部に圧力を加えることができるので、坑口形成部を細かく破壊でき、作業の効率化が図れる。
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたので、シールドマシンのコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる土留め壁のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１乃至図７は最良の形態を示し、図１は坑口形成装置を示し、図２は坑口形成部分を備えた土留め壁を正面から見て示し、図３は土留め壁の断面を示し、図４は芯柱体を分解して示し、図５は芯柱体の接続部による接続を示し、図６は放電破砕装置を示し、図７は間隔保持材による電線間の間隔保持状態を断面で示す。
【０００７】
図１に示すように、坑口形成装置１は、立坑２の土留め壁３に設けられた坑口形成部分４、放電破砕装置５、シールドマシン６を備える。
【０００８】
図２に示すように、土留め壁３は、地盤の地山７に複数の土留め柱体５１が横に複数並設されたことによって形成される。図３に示すように、土留め柱体５１は、芯柱体５２、止水部５３、放電用孔５４を備える。放電用孔５４は、坑口形成部分４に放電による圧力を加えるために地上１０から電極４０を挿入するための孔（圧力投入孔）として機能する。止水部５３は、例えば、強度の小さいソイルセメントと呼ばれるような固化材により形成される。図４に示すように、芯柱体５２は、坑口形成部５５と鋼材５６と放電用孔形成材としての筒棒５８及び延長筒棒５８Ａとを備える。筒棒５８は後述する放電や発破で壊れる合成樹脂や紙等で形成されたものを用いる。延長筒棒５８Ａは合成樹脂や紙あるいは金属等で形成されたものを用いる。
【０００９】
坑口形成部５５は、例えば高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成される。坑口形成部５５は、上下に貫通する筒棒５８と、上下に設けられた鋼材接続用の接続部５７とを備える。このような坑口形成部５５は、筒棒５８が図外の型枠の内側を横切って型枠の両端より突出するように設置され、接続部５７の一部が図外の型枠の両端より突出するように接続部５７が型枠に設置された状態で、型枠内に固化材を充填して硬化させることによって形成できる。坑口形成部５５の上の接続部５７ａに上部鋼材５６ａが繋がれ、坑口形成部５５の下の接続部５７ｂに下部鋼材５６ｂが繋がれる。接続部５７及び鋼材５６は例えばＨ形鋼により形成される。接続部５７と鋼材５６との接続は、リベット継手、溶接、ボルト及びナット等の接続手段により接続される。例えば、図５に示すように、接続部５７と鋼材５６とがこれらボルト５９ａ及びナット５９ｂで連結された連結板６０によって互いに接続されたことによって、上部鋼材５６ａと下部鋼材５６ｂとの間に坑口形成部５５が設けられた芯柱体５２が形成される。尚、坑口形成部分４の径はシールドマシン６の外径以上に設定され、芯柱体５２の長さは地上１０から坑口形成部分４を超えた長さに形成される。芯柱体５２の上部鋼材５６ａや下部鋼材５６ｂや坑口形成部５５や筒棒５８や延長筒棒５８Ａの長さは、坑口形成部分４の場所によって各々異なる。即ち、筒棒５８は坑口形成部分４の上下長さに応じた長さのものが用いられ、上の接続部５７ａには坑口形成部分４の上端部から地上１０までの長さに合わせた長さの上部鋼材５６ａが接続され、下の接続部５７ｂには坑口形成部分４の下端部から土留め壁３の下端までの長さに合わせた長さの鋼材５６が接続され、坑口形成部５５に埋め込まれた筒棒５８の上端５８ａには坑口形成部分４の上端部から地上１０までの長さに合わせた長さの延長筒棒５８Ａが接続されることによって、芯柱体５２が形成される。尚、筒棒５８の下端５８ｂの開口は塞いでおく。
【００１０】
最良の形態の芯柱体５２によれば、坑口形成部５５が高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成されたので、従来のようにシールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成された坑口形成部分を備えた構成と比べて、芯柱体５２及びこれを用いた土留め壁３のコスト、ひいては、坑口形成作業に係るコストを削減できる。尚、この芯柱体５２によって坑口形成前の土留め壁３の強度を持たせているとともに、坑口形成部５５が後述する放電や発破で壊れやすい高強度モルタル又はコンクリートのような固化材のみにより形成されたので、坑口形成部５５を放電や発破で容易に壊せて、シールドマシン６の負担を軽減できる。
【００１１】
土留め壁３の形成方法を説明する。地上１０からアースオーガーのような掘削機械を使用して地盤の地山７を掘削して地山７の深さ方向に断面円形の孔９９（図１；３参照）を形成する。この場合、孔９９を形成しながら孔９９内に止水部５３を形成する固化材としてのセメントミルクを注入し、現位置の土砂と攪拌してソイルセメントを形成していく。孔９９を所望の深さまで形成した後に、未固結状態のソイルセメントが入った孔９９内に、芯柱体５２を下部鋼材５６ｂ側から建て込むことによって、硬化したソイルセメントが止水部５３として機能するとともに、延長筒棒５８Ａ及び筒棒５８によって土留め柱体５１に地上から坑口形成部５５よりも下方の位置まで延長する放電用孔５４が形成される。尚、土留め柱体５１に形成する放電用孔５４は、図３に示すように、土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側とにそれぞれ１つづつ形成する。即ち、土留め柱体５１は、立坑の内側に放電用孔５４ａを備えるとともに、立坑の外側に放電用孔５４ｂを備える。図２に示すように、複数の土留め柱体５１が横に複数並設されることによって、複数の土留め柱体５１の坑口形成部５５から成る坑口形成部分４を備えた土留め壁３が形成される。
尚、図２の４Ａは坑口形成部分４に形成しようとする坑口の予想線である。また、図３の左の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の上部鋼材５６ａの部分を切断した断面を図示し、図３の中央の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の坑口形成部５５の部分を切断した断面を図示し、図３の右の土留め柱体５１の断面は土留め柱体５１の下部鋼材５６ｂの部分を切断した断面を図示した。
【００１２】
図６；７を参照し、放電破砕装置５を説明する。放電破砕装置５は、電源装置８、電極装置９を備える。
電源装置８は、昇圧装置１２、パルスパワー出力装置１３を備える。昇圧装置１２は、電源電圧入力部１４Ａ、図外の変圧器を備えた昇圧回路１５、出力部１４を備える。昇圧回路１５は、電源電圧入力部１４Ａに接続された電源ケーブル１４Ｃ経由で三相交流２００Ｖ電源電圧を入力して例えば直流２２ｋＶの電圧を生成し、直流２２ｋＶの電圧を出力部１４より出力する。出力部１４は、正極端子１４ａと負極端子１４ｂとを備える。パルスパワー出力装置１３は、入力端子１６、充電回路１７、出力部としての電極接続部１８を備える。入力端子１６は、正極端子１６ａと負極端子１６ｂとを備える。電極接続部１８は、正極端子１８ａと負極端子１８ｂとを備える。充電回路１７は、正極線１７ａ、負極線１７ｂ、コンデンサ装置１９、コンデンサ装置接続部２０、スイッチ２１；２２を備える。正極線１７ａには、スイッチ２１とスイッチ２２とが直列に接続される。正極線１７ａの一端が入力端子１６の正極端子１６ａに接続され、正極線１７ａの他端が電極接続部１８の正極端子１８ａに接続される。負極線１７ｂの一端が入力端子１６の負極端子１６ｂに接続され、負極線１７ｂの他端が電極接続部１８の負極端子１８ｂに接続される。コンデンサ装置接続部２０は、正極線１７ａにおけるスイッチ２１とスイッチ２２との間に並列に接続された複数の正極接続端子２０ａと、負極線１７ｂに並列に接続された複数の負極接続端子２０ｂとを備える。１対の正極接続端子２０ａと負極接続端子２０ｂとによりコンデンサ装置１９を１つ接続するためのコンデンサ装置接続端子２０Ａが形成される。即ち、コンデンサ装置接続部２０は、複数のコンデンサ装置接続端子２０Ａを備えるため、昇圧装置１２及び電極接続部１８に複数のコンデンサ装置１９を接続可能である。コンデンサ装置接続部２０は、例えば６個のコンデンサ装置接続端子２０Ａを備え、１個から６個までの任意の数のコンデンサ装置１９を接続可能である。即ち、コンデンサ装置１９を１個から６個まで任意に増減可能な電源装置８を得ることができる。スイッチ２１はコンデンサ装置１９に昇圧装置１２から供給された電圧を充電させるためのスイッチ、スイッチ２２はコンデンサ装置１９に充電された電荷を放電させて電極接続部１８経由で電極装置９に出力させるためのスイッチである。図示しないが、充電回路１７は接地（アース）されている。
【００１３】
電極装置９は、接続コード部３１、電極部３２を備える。接続コード部３１は、電源装置８の電極接続部１８の正極端子１８ａ及び負極端子１８ｂの各々に接続される正極端子３５ａ及び負極端子３５ｂを備えた入力側コネクタ３５と、電極部３２の電極接続コネクタ３６に接続される出力側コネクタ３７と、入力側コネクタ３５と出力側コネクタ３７とを接続する電気接続コード３８とを備える。
電極部３２は、出力側コネクタ３７と接続される電極接続コネクタ３６と、電極４０とを備える。つまり、電極部３２は、接続コード部３１の出力側コネクタ３７に着脱可能な電極接続コネクタ３６を備え、電極接続コネクタ３６が電線４３を着脱自在に接続できる図外の電線取付部を備えるため、後述するワイヤ電極４１を容易に交換できる。
【００１４】
図６に示すように、電極４０は、例えば、ワイヤ電極４１、あるいは、同軸電極４２を用いる。
ワイヤ電極４１は、電線４３が切断され、電線４３の切断面と電線４３の切断面との間が間隔保持材４５によって一定の放電間隔（ギャップ）に維持されたことによって放電部４６が形成された構成である。電線４３は、例えば線径２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅線のような導体線の周囲がビニル樹脂などの樹脂で被覆された線径４ｍｍ〜５ｍｍ程度の、いわゆる被覆線により形成される。ワイヤ電極４１は放電部４６を１つ以上備える。
【００１５】
図７に示すように、間隔保持材４５は、筒状に形成され、筒孔の両端部により形成された電線固定部６１；６２と、筒孔の中央部により形成された間隔維持部６３とを備える。電線固定部６１；６２の孔径は電線４３が嵌合する寸法の径に形成される。間隔維持部６３の孔径は電線固定部６１；６２の径よりも小さい径に形成される。電線固定部６１、電線固定部６２、間隔維持部６３の中心軸は同一である。間隔維持部６３と電線固定部６１；６２との段差部である段差面によりストッパとしての電線端面突当面６４；６５が形成される。
電線固定部６１；６２に嵌合された電線４３；４３の端面がそれぞれ電線端面突当面６４；６５に突き当てられた状態で、間隔保持材４５と電線４３とが図外の接着テープや接着剤などで互いに固定されることによって、間隔維持部６３が電線４３と電線４３との間に放電ギャップｇを形成する。即ち、間隔維持部６３が電線固定部６１；６２に固定された電線４３の端面と電線４３の端面との間に放電ギャップとしての間隔ｇを維持するので、放電部４６の放電ギャップを簡単かつ正確に設定できる。尚、絶縁ビニル粘着テープ、締結バンド、ゴムバンド、専用の接続具などを間隔保持材４５として使用してもよい。
【００１６】
図６に示すように、同軸電極４２は、例えば、＋電極のような一方電極としての棒状の内部導体７３と、内部導体７３の外周囲を被覆する筒状の絶縁体７４と、絶縁体７４の外周囲に設けられた−電極のような他方電極としての外部導体７５とにより構成される。外部導体７５は、内部導体７３の中心線に沿った方向に間隔を隔てて設けられた複数の浮遊電極７６を構成する。浮遊電極７６とは、電源側と電気的に絶縁された電極のことである。絶縁体７４の先端７４ｔより突出して露出する内部導体７３の先端部により形成された先端電極７３ｔとこの先端電極７３ｔに最も近い浮遊電極７６である先端側浮遊電極７６ｔとの間で先端側放電ギャップ７７が形成され、互いに対向する浮遊電極７６同士の端部７６ｓと端部７６ｓとの間で中間側放電ギャップ７８が形成される。中間側放電ギャップ７８は複数形成される。先端側放電ギャップ７７を隔てて配置された先端電極７３ｔと先端側浮遊電極７６ｔとによって放電部が形成される。中間側放電ギャップ７８を隔てて配置された浮遊電極７６と浮遊電極７６とによって放電部が形成される。即ち、同軸電極４２は、複数の放電部を備える。この場合、電極部３２は、出力側コネクタ３７と接続される電極接続コネクタ３６と、同軸電極４２とを備えるので、出力側コネクタ３７に対する電極接続コネクタ３６の着脱により同軸電極４２を容易に交換できる。
【００１７】
次に坑口形成方法を説明する。土留め壁３を形成し、土留め壁３で囲まれた内側の地盤を掘削してシールドマシンの発進用の立坑２を形成し、この立坑２内にシールドマシン６を搬入する。放電破砕装置５を立坑２の近傍の地上１０に設置する。シールドマシン６の前端６ｔを立坑２に面する坑口形成部分４に接触させるとともに、電源装置８に繋がれた電極装置９の電極４０の放電部を地上１０から土留め柱体５１の立坑の内側の放電用孔５４ａに挿入して土留め柱体５１の坑口形成部５５に位置決めした後に、全ての土留め柱体５１に対して放電用孔５４ａ内に電解液やゲルのような放電破砕用充填材を充填して放電する。その後、シールドマシン６を駆動してその破砕した破片を図外のスクリューコンベアや排土ポンプ等の排土装置でシールドマシン６の後方に送って排出する。これにより、立坑の内側の坑口形成部分４が放電によって破砕され、その破片がシールドマシン６によって撤去される。その後、シールドマシン６の前端を残った坑口形成部分４に接触させるとともに、電源装置８に繋がれた電極装置９の放電部４６を地上１０から立坑の外側の放電用孔５４ｂに挿入して土留め柱体５１の坑口形成部５５に位置決めした後に、全ての土留め柱体５１に対して放電用孔５４ａ内に放電破砕用充填材を充填して放電する。その後、シールドマシン６を駆動してその破砕した破片を図外のスクリューコンベアでシールドマシン６の後方に送って排出する。これにより、立坑の外側の坑口形成部分４が破砕され、その破片がシールドマシン６によって撤去される。以上によって、発進用の坑口が形成される。尚、到達用の坑口の形成は、到達用の立孔２にシールドマシン６がまだ到達していないことから、土留め柱体５１の立坑の外側の放電用孔５４ｂでの放電を行った後に、土留め柱体５１の立坑の内側の放電用孔５４ａでの放電を行って坑口を形成する。
即ち、土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業と土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業とを時間をずらして別々に行うことで作業の効率化を図った。また、放電による破砕によって坑口形成部分４を破砕するので、坑口形成部分４を細かく破砕できる。
【００１８】
最良の形態によれば、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削するのではなく、放電により瞬間的に発生する圧力波と放電破砕用充填材の気化による体積膨張により放電用孔５４内の圧力を高めることによって破砕するので、シールドマシン６のための専用の超硬カッタが不要となってコストを低減でき、シールドマシン６の負担も低減する。即ち、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削しないで坑口を形成でき、シールドマシン６のコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
最良の形態によれば、放電破砕によって坑口形成部分４を細かく破砕でき、その破片をシールドマシン６の排土装置で効率的に排出できるので、破片の排出作業の効率化が図れる。
最良の形態によれば、土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業と土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業とを時間をずらして別々に行ったので、坑口形成部分４を効率的に除去でき、坑口を効率的に形成できる。特に土留め壁３の立坑の内側の坑口形成部分４の除去作業を行った後に、土留め壁３の立坑の外側の坑口形成部分４の除去作業を行ったので、シールドマシン６の発進時の坑口形成部分４を効率的に除去でき、発進用の坑口を効率的に形成できる。
最良の形態によれば、高強度モルタル又はコンクリートのような固化材により形成された坑口形成部５５を備えた芯柱体５２を使用したので、芯柱体５２及びこれを用いた土留め壁３のコスト、ひいては、坑口形成作業に係るコストを削減できる。
最良の形態によれば、孔としての放電用孔５４を備えた土留め壁３を使用したので、地上１０から放電用孔５４を経由して土留め壁３の坑口形成部分４に電極４０の放電部を位置させて放電によって坑口形成部分４を破砕できるので、坑口形成部分４をシールドマシン６で切削しないで坑口を形成でき、シールドマシン６のコスト負担や作業負担をなくせ、坑口形成作業の簡単化が図れる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
放電用孔５４は、地上１０から坑口形成部５５の下端５５ａ（図４参照）の直前位置まで延長するように形成してもよい。
放電用孔５４は、次のように形成してもよい。孔９９を所望の深さまで形成した後に、未固結状態のソイルセメントが入った孔９９内に、筒棒５８及び延長筒棒５８Ａを備えない芯柱体５２を建て込むとともに、放電用孔５４を形成するための図外の孔形成棒も立て込む。この孔形成棒は、地上１０から坑口形成部５５の下端を越えた坑口形成部５５よりも下方の位置、あるいは、坑口形成部５５の下端の位置まで届く長さのものを使用する。そして、ソイルセメントが硬化した後に孔形成棒を抜くことによって、土留め柱体５１に地上から坑口形成部５５よりも下方の位置、あるいは、坑口形成部５５の下端の位置まで延長する放電用孔５４が形成される。
最良の形態では、放電用孔５４を、図３に示すように、土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側とにそれぞれ１つづつ形成した場合を説明したが、図３の土留め柱体５１の立坑の内側と立坑の外側との間に放電用孔５４を３つ以上形成してもよい。即ち、立坑の内側から立坑の外側に向かう方向に沿って放電用孔を３個以上並べて設けても良い。例えば、図３において、土留め柱体５１の中心から立坑の外側に向けて放電用孔５４を複数個並ぶように設けるとともに、土留め柱体５１の中心から立坑の内側に向けて放電用孔を複数個並ぶように設ける。そして、例えば、土留め壁３の立坑の内側において、立坑２に近い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕と立坑２より遠い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕とを時間をずらして別々に行い、その後、土留め壁３の立坑の外側において、地山７に近い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕と地山７より遠い側に設けた放電用孔５４を用いた放電破砕とを時間をずらして別々に行うというように作業すれば、土留め柱体５１の厚さ、即ち、土留め壁３の厚さが厚い場合でも坑口形成部分４を効率的に破砕できる。
坑口形成部分４の破壊に発破（ダイナマイト）を用いてもよい。つまり、坑口形成部分４に発破による圧力を加えるために地上１０から発破を挿入するための孔（圧力投入孔）を形成し、この孔を経由して坑口形成部分４の位置に発破を設置して坑口形成部分４を破壊してもよい。
シールドマシンのカッタで切削可能な炭素繊維含有コンクリートなどの材料で形成された坑口形成部分を備えた構成の土留め壁に、地上１０から坑口形成部分の位置まで延長する孔（圧力投入孔）を形成し、孔内での放電による破砕や発破による破壊によって坑口を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】坑口形成装置を示す構成図（最良の形態）。
【図２】土留め壁の正面図（最良の形態）。
【図３】土留め壁の断面図（最良の形態）。
【図４】芯柱体の分解斜視図（最良の形態）。
【図５】芯柱体の接続部と鋼材との接続状態を示す図（最良の形態）。
【図６】放電破砕装置を示す構成図（最良の形態）。
【図７】間隔保持材を示す断面図（最良の形態）。
【符号の説明】
【００２１】
１ 坑口形成装置、２ 立坑、３ 土留め壁、４ 坑口形成部分、
５ 放電破砕装置、６ シールドマシン、７ 地山、８ 電源装置、
９ 電極装置、５１ 土留め柱体、５２ 芯柱体、５３ 止水部、
５４ 放電用孔（孔）、５５ 坑口形成部、５６ 鋼材、
５７ 接続部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑に設けられた土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁に地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を形成し、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする坑口形成方法。
【請求項２】
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業と、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業とを、時間をずらして別々に行うことによって坑口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の坑口形成方法。
【請求項３】
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行った後に、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行ったことを特徴とする請求項１に記載の坑口形成方法。
【請求項４】
電極装置の放電部を孔に入れて土留め壁の坑口形成部分に位置させた状態で放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって坑口形成部分を破砕したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の坑口形成方法。
【請求項５】
シールドマシンが発進又は到達する立坑に形成される土留め壁において、シールドマシンの発進又は到達用の坑口形成部分と、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔とを備えたことを特徴とする土留め壁。
【請求項６】
土留め壁が、横に並設された複数の土留め柱体によって形成され、土留め柱体が、芯柱体と止水部と孔とを備え、芯柱体が坑口形成部分を形成する坑口形成部を備え、止水部が芯柱体の周囲に形成された固化材によって形成され、孔が地上から止水部を経由して坑口形成部の位置まで延長して形成されたことを特徴とする請求項５に記載の土留め壁。
【請求項７】
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の土留め壁。
【請求項１】
立坑に設けられた土留め壁にシールドマシンの発進又は到達用の坑口を形成する坑口形成方法において、土留め壁に地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔を形成し、地上から孔を経由して土留め壁の坑口形成部分に圧力を加えて坑口形成部分を除去することによって坑口を形成したことを特徴とする坑口形成方法。
【請求項２】
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業と、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を加えて当該坑口形部分を除去する作業とを、時間をずらして別々に行うことによって坑口を形成したことを特徴とする請求項１に記載の坑口形成方法。
【請求項３】
孔を土留め壁の立坑の内側と土留め壁の立坑の外側とに設け、立坑の内側の孔を経由して土留め壁の立坑の内側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行った後に、立坑の外側の孔を経由して土留め壁の立坑の外側の坑口形成部分に圧力を与えて当該坑口形部分を除去する作業を行ったことを特徴とする請求項１に記載の坑口形成方法。
【請求項４】
電極装置の放電部を孔に入れて土留め壁の坑口形成部分に位置させた状態で放電部の電極に電圧を印加して放電させることによって坑口形成部分を破砕したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の坑口形成方法。
【請求項５】
シールドマシンが発進又は到達する立坑に形成される土留め壁において、シールドマシンの発進又は到達用の坑口形成部分と、地上から坑口形成部分の位置まで延長する孔とを備えたことを特徴とする土留め壁。
【請求項６】
土留め壁が、横に並設された複数の土留め柱体によって形成され、土留め柱体が、芯柱体と止水部と孔とを備え、芯柱体が坑口形成部分を形成する坑口形成部を備え、止水部が芯柱体の周囲に形成された固化材によって形成され、孔が地上から止水部を経由して坑口形成部の位置まで延長して形成されたことを特徴とする請求項５に記載の土留め壁。
【請求項７】
坑口形成部分が、モルタル又はコンクリートにより形成されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の土留め壁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−１６３５６９（Ｐ２００８−１６３５６９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５１５４３（Ｐ２００６−３５１５４３）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（５０２２８１１２７）株式会社ファテック (83)
【Ｆターム（参考）】
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