JP3406370B2 - 横坑施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は横坑を施工する方法に係
り、特に、大断面の横坑を施工するに好適な施工方法に
関する。 【０００２】 【従来の技術】地盤中に大径の配管工事や、地下鉄工事
用の横坑を施す場合の一例として、従来、掘削断面を多
数の区画に分割し、各区画ごとに支保工を設置しつつ先
端に向けて掘削を行う方法が知られている。図６および
図７は前記従来の横坑の施工方法を説明するためのもの
で、これらの図において、符号１は立坑を示す。この立
坑１は横坑２を施工する際に使用される作業用の立坑で
あり、横坑２の施工前に予め施工され、親杭３、矢板、
腹起こし４、切張り５等によって山止めがなされてい
る。 【０００３】前記立坑１から横坑２を施工する場合、坑
口の補強支保工６を設置した後、坑口に位置する親杭３
を切断し、図７に示すように、２４分割された各区画７
を掘削して、各区画７ごとに、支保工８を設置しつつ、
先端に向けて掘削して行く。支保工８は、区画ごとに若
干タイプが異なり、適宜、正面視ロ字状をなすもの、門
形をなすものが設置され、また、地山の壁面に対向する
面には、木矢板が設けられ、また、横坑２の長さ方向に
隣接するものどうしは、互いに支保工継手８ａによって
連結されている。なお、上記横坑２の施工の際には、設
置された支保工８…の周囲に、地山の壁面に沿って、パ
イプルーフ９を設け、地山壁面を補強して、その崩壊を
防止している。なお、図１において符号１０で示すもの
は、既設の下水管である。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上記横坑の
施工方法においては、以下に述べるような不都合があ
る。すなわち、横坑２の掘削断面を多数に分割（２４分
割）して、各区画７ごとに支保工８を設置しているの
で、つまり、支保工材が細分化されているので、支保工
８どうしを連結している支保工継手８ａの緩みが累積さ
れて、支持力が低下し易く、しかも、掘削断面が小さく
なるので、掘削勾配を安定した勾配にとりにくく、前方
の上方の支保工８の支持力低下を招くので、地盤面の沈
下を招くおそれがある。 【０００５】また、上述したように、支保工材が細分化
されているので、掘削された横坑内には支保工８…が密
集しており、このため、横坑２の内壁を鉄筋コンクリー
トで覆工する際に、長い横工鉄筋を挿入して組み立てる
のが困難であるため、横工鉄筋を短くせざるを得ず、横
工鉄筋の継手箇所が多くなってしまう。さらに、掘削さ
れた横坑内には、支保工８…が密集しているので、上記
鉄筋コンクリートによる覆工の際に、型枠組、箱抜き等
が煩雑であるばかりか、覆工以降の作業効率が著しく低
下し、工期が長期化してしまう。 【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、支保工間のスペースを広くとることができ、しか
も、支保工の支持力低下を招くことない横坑施工方法を
提供することを目的としている。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の横坑施工方法は、横坑を掘削す
る際の掘削断面を上下に分割し、まず上段の掘削断面を
掘削した後、この上部掘削坑に上部支保工を設置し、次
いで、該上部掘削坑に、前記上部支保工を支持する通し
桁を上部掘削坑の長手方向に挿通して、当該通し桁に上
部支保工を支持させ、次いで、下段の掘削断面を掘削し
た後、この下部掘削に下部支保工を設置してなり、掘削
すべき横坑の先端部に地盤面から杭を打ち込み、この杭
と横坑の基端部に設けた支持体とに、前記通し桁を支持
させることを特徴としている。 【０００８】 【０００９】 【作用】本発明の請求項１の横坑施工方法にあっては、
上部掘削坑に設置された上部支保工を、該上部掘削坑に
挿通された通し桁によって支持することにより、上部支
保工に作用する上部荷重を通し桁により受ける。これに
より、従来に比べ、支保工の数を少なくして掘削断面を
広くとるとともに、支保工の支持力低下を防止する。ま
た、支保工の数を少なくすることにより、支保工間のス
ペースが拡がるので、比較的大型の機械を導入すること
ができ、これにより作業者にかかる負担を軽減するとと
もに、工期の大幅な短縮を図る。さらに、設置する支保
工の数、間隔を少なくすることができるので、横坑の内
壁を鉄筋コンクリートにより覆工する際において、鉄筋
の組立、型枠組、箱抜き等が容易であり、作業効率が向
上する。 【００１０】また、横坑の先端部に地盤面から打ち込ま
れた杭と、横坑の基端部に設けた支持体とによって通し
桁を支持することにより、上部支保工に作用する上部荷
重を通し桁によって確実に受ける。 【００１１】 【実施例】以下、図面を参照して本発明の横坑施工方法
の一実施例を説明する。図１は、横坑２を示す側面図、
図２は図１におけるＡ−Ａ線視断面図であるこれらの図
に示す横坑２を施工するには、掘削断面を上下２段に分
割して、上方の掘削断面を掘削した後、下方の掘削断面
を掘削する。すなわち、まず、坑口上部に補強支保工１
０を設置して、上段部掘削作業ステージを組み立てる。
なお、補強支保工１０より奥側には、山止親杭１１が施
工されている。次に、坑口を正面視して、上段右側の山
止親杭１１を切断した後、支保工建て込みに必要な空間
を確保し、ミニバックホー等によって掘削を行う。この
掘削は、図２において、符号Ｐ１で示す部分を掘削す
る。そして、この掘削後、上部第１支保工ＪＳ１の右側
部分を構成する支保工材１３を建て込む。 【００１２】この支保工材１３は、図２に示すように、
鋼材１４…を門形に組んでなるもので、横坑３の壁面側
の角部は斜材１５によって補強されている。支保工材１
３を構成する鋼材１４…のうち、右側の鉛直な鋼材１４
の下端部には、図３に示すように、左側に突出する受け
材１６がボルトとナットによって固定されており、ま
た、左側の鉛直な鋼材１４の下端部には、図４に示すよ
うに、左右両側に突出する一対の受け材１６，１６がボ
ルトとナットによって固定されている。また、これら受
け材１６…は鋼材１４の高さ位置に固定されている。 【００１３】次に、上段左側の山止親杭１１を切断した
後、支保工建て込みに必要な空間を確保し、ミニバック
ホー等によって掘削を行う。この掘削は、図２におい
て、符号Ｐ２で示す部分を掘削する。そして、この掘削
後、上部第１支保工ＪＳ１の左側部分を構成する支保工
材１７を建て込む。この支保工材１７は、前記支保工材
１３と同様に、鋼材１４…を門形に組んでなるもので、
横坑３の壁面側の角部は斜材１５によって補強され、支
保工材１７を構成する２本の鉛直な鋼材１４には、支保
工材１３と同様に、受け材１６…が固定されている。 【００１４】次に、上段中央左側の山止親杭１１を切断
し、土質を確認して安定しておれば、上段中央右側の山
止親杭１１を切断して、支保工建て込みに必要な空間を
確保し、上記と同様にして切削を行う。この切削は、図
２において、符号Ｐ３，Ｐ４で示す部分を掘削する。そ
して、この掘削後、上部第１支保工ＪＳ１の中央部分を
構成する支保工材１８を建て込む。この支保工材１８
は、鋼材１４…を略Ｔ字状に組んでなるもので、その水
平な鋼材１４の両端部が、図５に示すように、前記支保
工材１３，１７のそれぞれの水平な鋼材１４と鉛直な鋼
材１４にボルトとナットによって固定されている。ま
た、支保工材１８鉛直な鋼材１４の下端部には、左右両
側に突出する一対の受け材１６，１６がボルトとナット
によって固定されている。 【００１５】このようにして、符号Ｐ１〜Ｐ４に示す部
分を掘削して、支保工材１３，１７，１８からなる上部
第１支保工ＪＳ１を建て込むことにより、横坑２の入口
の掘削断面上段の施工を行った後、同様にして、上段の
掘削を進めて上部掘削坑２０を形成しつつ、上部第２支
保工ＪＳ２〜上部第９支保工Ｓ９の建て込みを順次行っ
て、横坑２の上段の上部掘削坑２０の施工を終了する。
なお、上部第２支保工ＪＳ２〜上部第９支保工Ｓ９のそ
れぞれは、前記上部第１支保工ＪＳ１と同様の構成であ
り、鉛直な鋼材１４の下端部には受け材１６がそれぞれ
固定されている。また、横坑２の長さ方向に隣接する支
保工どうしは、交差筋かい２１によって互いに連結され
ている。 【００１６】上記のようにして、上部掘削坑２０の施工
が終了した後、この上部掘削坑２０に、８本の通し桁２
２…を該上部掘削坑２０の長手方向に挿通する。これら
通し桁２２…は、前記上部第１支保工ＪＳ１〜上部第９
支保工Ｓ９を仮受けして支持するもので、例えば、Ｈ鋼
で形成されている。通し桁２２…を挿通する場合、上部
第１支保工ＪＳ１〜上部第９支保工Ｓ９にそれぞれ固定
された前記受け材１６…の直下に挿通し、これら受け材
１６を通し桁２２…に載置することによって、上部第１
支保工ＪＳ１〜上部第９支保工Ｓ９を下方から仮支持す
る。 【００１７】前記通し桁２２…のそれぞれの左端部、つ
まり横坑２の入口側のそれぞれ端部は、図１に示すよう
に、横坑２の入口部に設けられた、鋼材を門形に組んで
形成された支持体２３により支持し、通し桁２２…のそ
れぞれのの右端部、つまり横坑２の先端側のそれぞれ端
部は、それぞれ杭２４…によって支持する。これら杭２
４…は、横坑２の先端部に地盤面から打ち込まれたもの
で、以下のようにして施工する。 【００１８】すなわち、まず、横坑２の先端部近傍の地
盤を改良する。この地盤改良は、「コラムジェットグラ
ウト工法」と称される工法にて行う。この工法は、空気
を伴った超高圧水を地盤中に回転して噴射させて地盤を
切削し、そのスライムを地表に排出させるとともに、硬
化材を同時充填させ円柱状の固結体を鉛直に造成するも
のであり、本実施例では、図１において紙面と直交する
方向に互いに若干オーバーラップして造成された多数の
固結体からなる固結体列２５を、横坑２の長さ方向に２
列若干オーバーラップして形成することによって地盤改
良を行っている。 【００１９】そして、この固結体列２５のうち、横坑２
の入口側に位置する固結体列２５に、前記杭２４…を打
ち込むか、あるいは、固結体列２５をボーリングして、
各ボーリング孔に杭２４を挿通して、さらに下方の地盤
に打ち込む。杭２４…を打ち込む場合、前記通し桁２２
…の先端が当接する位置に打ち込み、これら杭２４…に
通し桁２２…をそれぞれ連結固定する。したがって、通
し桁２２はその両端部が支持体２３と杭２４によって支
持されるので、前記上部第１支保工ＪＳ１〜上部第９支
保工Ｓ９は、通し桁２２によって確実に支持される。な
お、本実施例では地盤改良を行ってから、杭２４を打ち
込んだが、地盤が堅い場合、地盤改良を行わず、直接杭
２４を打ち込んでもよい。、また、杭２４の打ち込み時
期は、前記上部掘削坑２０の施工終了前であれば、どの
時期に行ってもよく、上部掘削坑２０の施工終了後で
も、下部掘削坑２６の施工前であれば、どの時期に行っ
てもよい。 【００２０】さて、上記のようにして、上部掘削坑２０
に建て込まれた上部第１支保工ＪＳ１〜上部第９支保工
Ｓ９が、通し桁２２によって仮支持されたならば、坑口
下部に補強支保工２７を設置して、下段部掘削作業ステ
ージを組み立て、次いで、下段右側の山止親杭１１を切
断した後、支保工建て込みに必要な空間を確保し、ミニ
バックホー等によって掘削を行う。この掘削は、図２に
おいて、符号Ｐ５で示す部分を掘削する。そして、この
掘削後、下部第１支保工ＫＳ１の右側部分を構成する支
保工材２８を建て込む。 【００２１】この支保工材２８は鋼材１４…を正面視略
ロ字状に組んでなるもので、図３および図４に示すよう
に、その鉛直な一対の鋼材１４の上端部が、前記支保工
材１３の鉛直な一対の鋼材１４の下端部端面にボルトと
ナットによって接合固定され、また、水平な上部の鋼材
１４が、支保工材１３の鉛直な一対の鋼材１４の下端部
側面にボルトとナットによって接合固定されている。 【００２２】次に、下段左側の山止親杭１１を切断した
後、支保工建て込みに必要な空間を確保し、ミニバック
ホー等によって掘削を行う。この掘削は、図２おいて、
符号Ｐ６で示す部分を掘削する。そして、この掘削後、
下部第１支保工ＫＳ１の左側部分を構成する支保工材３
０を建て込む。この支保工材３０は、前記支保工材２８
と同様に、鋼材１４…をロ字状に組んでなるもので、そ
の鉛直な一対の鋼材１４が、前記支保工材１７の鉛直な
一対の鋼材１４の下端部端面にボルトとナットによって
接合固定され、また、水平な上部の鋼材１４が、支保工
材１７の鉛直な一対の鋼材１４の下端部側面にボルトと
ナットによって接合固定されている。 【００２３】次に、下段中央左側と下段右側のそれぞれ
の山止親杭１１を切断して、支保工建て込みに必要な空
間を確保し、上記と同様にして切削を行う。この切削
は、図２において、符号Ｐ７，Ｐ８で示す部分を掘削す
る。そして、この掘削後、下部部第１支保工ＫＳ１の中
央部分を構成する支保工材３１を建て込む。この支保工
材３１は、鋼材１４…を略エ字状に組んでなるもので、
その水平な上部の鋼材１４の両端部が、前記支保工材１
３，１７のそれぞれの鉛直な鋼材１４の下端部側面にボ
ルトとナットによって固定されている。また、支保工材
３１の下部の水平な鋼材１４の両端部は、前記支保工材
２８，３０の下部の水平な鋼材１４の端部にボルトとナ
ットによって固定されている。さらに、支保工材３１の
上部の水平な鋼材１４の突き合わされた端部は、前記支
保工材１８の垂直な鋼材１４の下端部側面にボルトとナ
ットによって固定され、また、下部の水平な鋼材１４ど
うしは突き合わされたてボルトとナットによって固定さ
れている。 【００２４】このようにして、符号Ｐ５〜Ｐ８に示す部
分を掘削して、支保工材２８，３０，３１からなる下部
第１支保工ＫＳ１を建て込むことにより、横坑２の入口
の掘削断面下段の施工を行った後、同様にして、下段の
掘削を進めて下部掘削坑２６を形成しつつ、下部第２支
保工ＫＳ２〜下部第９支保工ＫＳ９の建て込みを順次行
って、横坑２の下段の下部掘削坑２６の施工を終了す
る。なお、下部第２支保工ＫＳ２〜下部第９支保工ＫＳ
９のそれぞれは、前記下部第１支保工ＫＳ１と同様の構
成であり、横坑２の長さ方向に隣接する支保工どうし
は、交差筋かい２１によって互いに連結されている。ま
た、前記上部掘削坑２０および下部掘削坑２６の施工の
際には、設置される支保工の周囲に、地山の壁面に沿っ
て、パイプルーフ９を設け、地山壁面を補強して、その
崩壊を防止している。 【００２５】その後、横坑２の内壁を鉄筋コンクリート
で覆工するが、上述したように、横坑２内に設置された
支保工は、通し桁２２によって上部第１支保工ＪＳ１〜
上部第９支保工ＪＳ９に作用する上部荷重が受けられて
いるので、従来に比べ、設置する支保工の数、間隔を少
なくすることができる。したがって、前記鉄筋コンクリ
ートによる覆工の際に、鉄筋の組立、型枠組、箱抜き等
が容易であり、作業効率が向上し、工期の短縮化を図る
ことができる。 【００２６】また、本実施例では、通し桁２２によって
上部第１支保工ＪＳ１〜上部第９支保工ＪＳ９に作用す
る上部荷重が受けられているので、従来に比べ、支保工
の数を少なくすることができ、当然、支保工どうしの継
手部分の数も少なくなり、よって、継手部分の緩みの累
積も少なくなり、しかも、支保工の数を少なくすること
によって、掘削断面を広くとることができ、掘削対象土
質に応じて安全な掘削勾配を確保できるので、支保工の
支持力低下を招くことがなく、よって、地盤面の沈下を
防止することができる。 【００２７】さらに、支保工の数を少なくすることによ
り、支保工間のスペースが拡がるので、掘削および支保
工設置のいずれにおいても、比較的大型の機械を導入す
ることができ、よって、作業者にかかる負担を軽減でき
るとともに、工期の大幅な短縮を図ることができる。 【００２８】また、横坑２の先端部に地盤面から打ち込
まれた杭２４と、横坑２の基端部に設けた支持体２３と
によって、通し桁２２を支持するようにしたので、この
通し桁２２によって上部第１支保工ＪＳ１〜上部第９支
保工ＪＳ９に作用する上部荷重を確実に受けることがで
き、よって、地盤面の沈下を確実に防止することができ
る。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の横坑施工方法によれば、上部掘削坑に設置された上部
支保工を、該上部掘削坑に挿通された通し桁によって支
持するようにしたので、上部支保工に作用する上部荷重
が通し桁により受けられる。したがって、従来に比べ、
支保工の数を少なくすることができ、当然、支保工どう
しの継手部分の数も少なくなり、よって、継手部分の緩
みの累積も少なくなり、しかも、支保工の数を少なくす
ることによって、掘削断面を広くとることができ、掘削
対象土質に応じて安全な掘削勾配を確保できるので、支
保工の支持力低下を招くことがなく、よって、地盤面の
沈下を防止することができる。 【００３０】また、支保工の数を少なくすることによ
り、支保工間のスペースが拡がるので、掘削および支保
工設置のいずれにおいても、比較的大型の機械を導入す
ることができ、よって、作業者にかかる負担を軽減でき
るとともに、工期の大幅な短縮を図ることができる。 【００３１】さらに、従来に比べ、設置する支保工の
数、間隔を少なくすることができるので、横坑の内壁を
鉄筋コンクリートにより覆工する際において、鉄筋の組
立、型枠組、箱抜き等が容易であり、作業効率が向上
し、工期の短縮化を図ることができる。 【００３２】また、横坑の先端部に地盤面から打ち込ま
れた杭と、横坑の基端部に設けた支持体とによって、通
し桁を支持するようにしたので、この通し桁によって上
部支保工に作用する上部荷重を確実に受けることがで
き、よって、地盤面の沈下を確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の横坑施工方法の一実施例を示すもの
で、横坑の側面図である。 【図２】図１におけるＡ−Ａ線視断面図である。 【図３】図２におけるＸ円部の拡大図である。 【図４】図２におけるＹ円部の拡大図である。 【図５】図２におけるＺ円部の拡大図である。 【図６】従来の横坑施工方法の一例を示すもので、横坑
の側断面図である。 【図７】同、横坑の正面図である。 【符号の説明】 ２ 横坑 ２０ 上部掘削坑 ２２ 通し桁 ２３ 支持体 ２４ 杭 ２６ 下部掘削坑 ＪＳ１〜ＪＳ９ 上部支保工 ＫＳ１〜ＫＳ９ 下部支保工

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 横坑を掘削する際の掘削断面を上下に分
   割し、まず上段の掘削断面を掘削した後、この上部掘削
   坑に上部支保工を設置し、次いで、該上部掘削坑に、前
   記上部支保工を支持する通し桁を上部掘削坑の長手方向
   に挿通して、当該通し桁に上部支保工を支持させ、次い
   で、下段の掘削断面を掘削した後、この下部掘削に下部
   支保工を設置してなり、掘削すべき横坑の先端部に地盤
   面から杭を打ち込み、この杭と横坑の基端部に設けた支
   持体とに、前記通し桁を支持させることを特徴とする横
   坑施工方法。