JP6276300B2

JP6276300B2 - オープンシールド工法

Info

Publication number: JP6276300B2
Application number: JP2016009702A
Authority: JP
Inventors: 植村　誠; 誠植村; 賢治郎植村; 廣明竹川
Original assignee: 植村　誠; 誠植村; 賢治郎植村
Priority date: 2016-01-21
Filing date: 2016-01-21
Publication date: 2018-02-07
Anticipated expiration: 2036-01-21
Also published as: JP2017128943A

Description

本発明は、上下水道、共同溝、電信、電話などの付設地下道等の地下構造物をオープンシールド工法で市街地などに施工する場合のオープンシールド工法に関するものである。

推進タイプのオープンシールド工法は、通常のオープンシールド工法では、掘削・排土は地上に設置したショベル等の掘削機で行い、また、コンクリート函体のオープンシールド機のテール部へのセットも地上に設置したクローラクレーン等の揚重機で行うが、道路や橋桁や大きな配管等の構造物の直下を横切るような場合には、それがある箇所では前記掘削機や揚重機が配置できず、オープンシールド工法の施工が不可能となるのを解消するものである。

ところでこのようなオープンシールド工法によるコンクリート函体の埋設は市街地の道路下で施工されることが多く、施工中は通行止めとなるが、一日のうちの一定の時間は道路を開放して通行可能とすることが義務付けられている。

このため、オープンシールド機が発進坑から到達坑にまで到達するまでの間で、日々の施工終了後掘進を適宜中止し、オープンシールド機の上部開口すなわち道路の開削した部分に覆工板を布設して開口を一時的に閉塞し、この覆工板の上を自動車が走行し、また、人が歩行できるようにする必要がある。

この覆工板の布設は、従来、例えば、受桁を開口の側部に設置し、この上にクレーンなどで吊り上げた覆工板を一枚ずつ架け渡すようにして順次載せている。

また、覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行っている。この場合、施工場所が道路を横切るように直交するとき、道路の一方の側から他方の側に向けて覆工板を押出すようにして敷設する。

前記のような覆工板の設置方法では、手間を要してその分だけ工期が長引くだけでなく、規制される交通時間も長くなって交通に及ぼす影響が大きい。

そこで、例えば下記特許文献１に示すように、オープンシールド工法による施工に先行して覆工板を敷設して路面覆工を行い、さらに覆工板は発進坑から一方向に順次押出すことにより、交通障害を少なくする方法がある。
特開２００５−３０７５４４号公報

また、下記特許文献２は、前記特許文献１のような覆工板の設置方法では、施工場所の発進坑から一方向に覆工板を押出すものであり、夜間には両側交通とすることができても、交通量の多い昼間は片側交通となり、その分だけやはり工期が長引き、車両規制期間が長くなって交通に及ぼす影響が大きいとして、工期の短縮も図ることができる覆工板の設置方法として提案されたものである。
特開２０１０−２４２３７３号公報

この特許文献２は、オープンシールド機の前面または上面開口より前方の土砂を掘削・排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体をセットする工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、施工場所が道路と直交する方向の道路下では、道路を挟んで道路の両側に覆工板推進引込ジャッキを設置し、道路の一方の側から道路の略中央まで覆工板を推進し敷設した後、道路の他方の側から道路の略中央まで覆工板を推進し敷設することを要旨とするものである。

特許文献２の本発明によれば、道路の片側半分に覆工板を敷設した後、残りの片側半分に反対方向から覆工板を敷設するようにしたから、道路の片側半分は常に開放されており、車両はこの片側半分を走行でき、全面的に交通規制されることなく、交通障害を少なくできる。

前記特許文献１も特許文献２も覆工板を布設するものである。ちなみに、覆工板は、地下鉄工事をはじめ、地下街の建設・地下配管工事など各種路面掘削工事のほか、仮設構台・桟橋用床板として広く利用されているものである。

このように覆工板による路面覆工では、覆工板自体が幅や長さの大きな大型のものであり、受桁を開口の側部に設置し、この上にクレーンなどで吊り上げた覆工板を一枚ずつ架け渡すようにして順次載せるにしても時間と手間のかかる大仕事である。また、設置後も覆工板のガタツキをなくすための手間がかかる。

また、覆工板の撤去も布設の場合と反対の作業で行っているので同様である。

前記特許文献１や特許文献２にしても、路面覆工に覆工板を使用するので、布設の仕方に工夫を凝らしたとはいえ、幅や長さの大きな大型の部材を使用することには変わりなく、問題は同様である。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、覆工板と比べ部材幅が短いため路面覆工を行うのに、簡易かつ迅速に、工費も安く、工期も短縮できるオープンシールド工法を提供することにある。

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、オープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、コンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出す推進工程を繰り返す推進タイプのオープンシールド工法において、道路部横断箇所では、コンクリート函体通過位置の左右脇に鋼管を側方土留めのために上下列に配設し、桁材を前記鋼管を上下列に配設した鋼管列の上方で、かつ、コンクリート函体通過位置より上に地上より順次横並びで据付けて路面覆工を形成し、その下をオープンシールド機およびコンクリート函体を掘進させることを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、桁材により横並びで据付けて路面覆工を形成するので、従来の覆工板による路面覆工と比べ部材幅が短く、かつ車輛通行によるガタツキもなく、必要長さを確保でき、軽量で扱い易いものとなる。

しかも、コンクリート函体を土被りありとして施工するのに桁材をコンクリート函体より上に設置することにより、設置および撤去が容易なものである。

桁材が受ける車輌荷重は桁受け材と基礎コンクリートを介して地山に伝達され、桁材は推進コンクリート函体とは離間されるため、コンクリート函体推進時の摩擦力の影響を受けなく、よって路面の変状がなく、工事施工中の路面の保守が必要ない。

また、コンクリート函体通過位置の左右両脇に上下列に鋼管を配設することにより、側部地山の崩壊をすることができる。側部地山の崩壊防止方法としては、鋼矢板による土留めや地盤改良等があるが、これらの方法は地上からの施工となるため、施工時に車輌の通行に支障をきたしてしまう。

しかし、本発明では、コンクリート函体通過位置の左右脇に上下列に配設する鋼管は、発進立坑からオーガを備えた掘進機により水平に掘進させるので鋼管施工時に車輌の通行に支障をきたすことはない。また、鋼矢板等より剛性の高い鋼管を配設するので、鋼矢板や地盤改良等より確実に地山の崩壊防止ができる。さらに、左右上下列に鋼管があることにより、コンクリート函体の敷設に使用するシールド機は、簡易的な刃口構造で良く、シールド機のコストダウンが図れる。

以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、オープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、コンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出す推進工程を繰り返す推進タイプのオープンシールド工法において、覆工板と比べ部材幅が短いため路面覆工を行うのに、簡易かつ迅速に、工費も安く、工期も短縮でき、側部地山の崩壊防止を確実に行えるものである。

以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す縦断側面図、図２は縦断正面図で、図中８は発進立坑、１３は到達立坑で、発進立坑８は発進基地として函体の布設及びシールド機据付、組立のため設けられるもの、到達立坑１３は工事終点としてシールド機解体、撤去のため設けられるもので、これら立坑の築造のための土留工法としては、鋼矢板工法、親杭横矢板工法、ライナープレート工法等がある。

発進立坑８内にオープンシールド機の設置に先だち、道路部横断箇所αでは、コンクリート函体の通過位置の左右脇にルーフ筒体用の鋼管（パイプルーフ）３７を上下列（図示では４段）に配設して、側方土留めのための鋼管列を形成した。

この鋼管（パイプルーフ）３７の設置は図示は省略するが、オーガを備えた推進機を発進立坑８に設置し、これにより掘進させる。

発進立坑８では、元押ジャッキ２３の反力を支持するための支圧壁２２を発進立坑８の最奥部に構築し、その前面に鋼材を組んで架台を形成し、元押ジャッキ２３を設置する。

また、発進立坑８の底部では砕石３９とその上の基礎コンクリート４０とで基礎を形成し、その上にＨ鋼をレール状に並べその上の全面に鉄板を設置してシールド機の据付及び発進のための受台２５を形成する。

使用するオープンシールド機１は左右の側壁板１ａとこれら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。

該オープンシールド機１は布設するコンクリート函体４の幅とシールド機の内径の幅がほぼ同一で、前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口として形成し、また側壁板１ａの中央又は後端近くにシールドジャッキ３を後方に向け上下に並べて配設する。

発進立坑８内にオープンシールド機１を設置し、推進させ、オープンシールド機１と元押ジャッキ２３との間にコンクリート函体４を設置し、元押ジャッキ２３で推進させる。

一番先頭になるコンクリート函体４の前にプレスバー（押角）１５を介在させる。

元押ジャッキ２３の伸長幅が足りない場合は、ストラット２４を配設する。

推進は、図示の例では切羽内の地山を人力により掘削し、オープンシールド機１を推進させる。もしくは図示は省略するがショベル等の掘削機でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土してオープンシールド機１を推進させる。

このオープンシールド機１の推進は、布設したコンクリート函体４を反力にシールド機内部に装置したシールドジャッキ３により推進させる。

オープンシールド機１の推進の次に、支圧壁２２を反力に元押ジャッキ２３を使用して、布設した全てのコンクリート函体４を推進させる函体推進に移行する。

このようにして、オープンシールド機１の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削・排土する工程と、シールドジャッキ３を伸長してコンクリート函体４を反力にしてシールド機を前進させる工程と、コンクリート函体４を発進立坑８に設置した元押ジャッキ２３で押し出し、該元押ジャッキ２３と押し出したコンクリート函体４との間に新たなコンクリート函体４を配設して押し出しを繰り返す工程を繰り返して、オープンシールド機１を到達立坑１３まで到達させる。

オープンシールド工法で施工を行なうのに道路部横断箇所αでは、路面覆工を施すが、これには覆工板を用いることなく、Ｈ鋼を桁材３１として道路面に地上より据付けてフランジ３１ａ面を上にして横並びで路面覆工を形成した。

道路部横断箇所αの両側に基礎コンクリート３２を打設し、その上にＨ型鋼による桁受材３３を設置し、この桁受材３３で桁材３１の端部を支承する。また、桁材３１は前記鋼管（パイプルーフ）３７を上下列に配設してなる鋼管列の上方に位置して、順次横並びで据付けられ、その下をオープンシールド機１およびコンクリート函体４が通過できるようにする。

桁材３１であるＨ鋼は前記のようにフランジ３１ａ面を上にして横並びで順次敷設してかつ連続させるが、桁材３１はコンクリート函体４の上床板よりも上に設置するようにした。コンクリート函体４を土被りありとして施工する場合であり、桁材３１をコンクリート函体４の上床板よりも上に設置することにより、設置および撤去が容易となる。

また、桁材３１であるＨ鋼はウエブ３１ｂを中にして上下に位置するフランジ３１ａの裏面からキープレート３４をフランジ３１ａの端部よりも外側に突出するように取付け、これを隣接する桁材３１のフランジ３１ａの裏側に当接させることで、桁材３１をキープレート３４を介して相互に固定できるものとする。

桁材３１であるＨ鋼は仕切り板状のスチフナー３１ｃを有するものであり、これにより横並びにした際にフランジ３１ａ同士が上下に重なりあって、入り込むような状態はなく、フランジ３１ａが平に並ぶ状態が得られる。

このようにして道路部横断箇所αでは桁材３１を順次並べ、その端部方向には溝形鋼を上下に重ねてなる縁材３５を設置し、桁材３１の上面に仮舗装としてアスファルト舗装による舗装すり付け３６を施す。

このようにして上部荷重は桁材３１による路面覆工で受け、その下をオープンシールド機１を掘進させる。道路Ａは歩道、道路Ｂは車道で、交通が可能である。

オープンシールド機１の後にコンクリート函体４が推進してくるが、コンクリート函体４に土被りがあり、桁材３１を撤去しなくともコンクリート函体４はその下を通過可能であるが、コンクリート函体４の上部の埋め戻しの進行にともない、桁材３１を１本ずつまたは数本ずつ撤去していく。

コンクリート函体４の推進に従い、道路部横断箇所αの全ての桁材３１を撤去し、オープンシールド機１を到達立坑１３に入れて回収する。

また、コンクリート函体４による地下構造物の施工後、鋼管（パイプルーフ）３７はこれを到達立坑１３側もしくは発進立坑８に押し抜き、回収することができる。

本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す縦断側面図である。本発明のオープンシールド工法の１実施形態を示す縦断正面図である。

１…オープンシールド機１ａ…側壁板
１ｂ…底板３…シールドジャッキ
４…コンクリート函体４ａ…先頭函体
６…掘削機８…発進立坑
１３…到達立坑１５…プレスバー
２２…支圧壁２３…元押ジャッキ
２４…ストラット２５…受台
３１…桁材３１ａ…フランジ
３１ｂ…ウエブ３１ｃ…スチフナー
３２…基礎コンクリート３３…桁受材
３４…キープレート３５…縁材
３６…舗装すり付け３７…鋼管（パイプルーフ）
３９…砕石４０…基礎コンクリート

Claims

オープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長してコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、コンクリート函体を発進坑に設置した元押しジャッキで押し出し、該元押しジャッキと押し出したコンクリート函体との間に新たなコンクリート函体を配設して押し出す推進工程を繰り返す推進タイプのオープンシールド工法において、道路部横断箇所では、コンクリート函体通過位置の左右脇に鋼管を側方土留めのために上下列に配設し、桁材を前記鋼管を上下列に配設した鋼管列の上方で、かつ、コンクリート函体通過位置より上に地上より順次横並びで据付けて路面覆工を形成し、その下をオープンシールド機およびコンクリート函体を掘進させることを特徴としたオープンシールド工法。