JP3923973B2 - オープンシールド機 - Google Patents

Description

この発明は、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市街地などの施工に使用するオープンシールド機に関するものである。

オープンシールド工法は開削工法（オープンカット工法）とシールド工法の長所を活かした合理性に富む工法であり、このオープンシールド工法で使用するオープンシールド機１の概略は図５に示すように左右の側壁板１ａと、これら側壁板１ａに連結する底板１ｂとからなる前面、後面および上面を開口したもので、前記側壁板１ａと底板１ｂの先端を刃口１１として形成し、また側壁板１ａの中央または後端近くにシールドジャッキ２を後方に向け上下に並べて配設する。図中３は隔壁を示す。

かかるオープンシールド機１を使用して施工するオープンシールド工法は、図示は省略するが、発進坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１のシールドジャッキ２を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４を上方から吊り降ろし、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めたシールドジャッキ２の後方にセットする。シールドジャッキ２と反力壁との間にはストラットを配設して適宜間隔調整をする。

また、発進坑は土留壁で構成し、オープンシールド機１を発進させるにはこの土留壁を一部鏡切りするが、必要に応じて薬液注入などで発進坑の前方部分に地盤改良を施しておくこともある。

ショベル等の掘削機９でオープンシールド機１の前面または上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後にシールドジャッキ２を伸長してオープンシールド機１を前進させる。この前進工程の場合、コンクリート函体４の前にはボックス鋼材または型鋼を用いた枠体よりなる押角８を配設し、オープンシールド機１は後方にセットされたコンクリート函体４から反力をとる。

そして第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内で吊り降ろす。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰り返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻土５を入れる。

なお、コンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り降ろす際には、コンクリートブロック等による高さ調整材７をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｃ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙にグラウト材６を充填する。

このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。

このようなオープンシールド工法では、前記のごとくコンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、コンクリート函体４は、オープンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り降ろされ、オープンシールド機１の前進とともに該テール部１ｃから出て地中に残されていくものであり、オープンシールド機１はこのように地中に残置したコンクリート函体４に反力をとって前進する。

コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製で、図６に示すように左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面を開口１０として開放されている。

ところで、図４に示すように先端の刃口１１を上下の水平方向に複数に分割し、スライドジャッキ１３で前方に突出するスライド土留板１２を設けたものがあり、このスライド土留め板１２を前方にスライドさせ左右の側壁板１ａから突出することにより、前側方の地山の崩壊を防ぐようにしたものがある。

前記先行技術は当業者間で一般的に行なわれているものであり、文献公知発明にかかるものではない。

前記スライド土留板１２の後方位置のオープンシールド機１の本体側には、図７、図８に示すように左右の側壁板１ａのうち前方に突出しない固定部分が配置されているが、この側壁板１ａも上下で複数に分割されており、これらの分割体をボルト１４で結合する必要がある。

そして、この結合作業は、図８からもわかるように左右の側壁板１ａの側部は上下の側壁板１ａの外板が近接して上下の側壁板１ａ間に隙間がないため、上下間に隙間のある、側壁板１ａの前方から手を差し入れて行うものとなり（図７において紙面の左方向から右方向に向けて、また、図８においては紙面の手前から奥の方向に向けて手を差し入れる）、側壁板１ａのさらに前方に配置されているスライド土留板１２は、作業空間を確保するため上下間に隙間１５を確保しておく必要がある。

この隙間１５は例えば３０ｃｍ程度の大きなものであり、その結果、この隙間１５からオープンシールド機１内に側方の地山からの土砂が侵入し、土留の役割を十分にはたすことが困難になっている。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、上下に複数に分割されたスライド土留板を前方に突出させてオープンシールド機を前進させるとき、前側方の地山からの土砂がオープンシールド機内に侵入することを確実に防止でき、しかもそのための設備は既存のオープンシールド機に対しても容易に付設できるオープンシールド機を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、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上方から吊り降ろして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使用され、左右側壁板を水平方向で複数に分割して先端を分割刃口とし、この分割刃口の後部に位置する左右側壁板で上下に分割された固定部分をボルトで固定し、前記分割刃口の先端にスライド土留板を設けたオープンシールド機において、上下に配列される前記スライド土留板間に形成される隙間に向けて、該スライド土留板から前記隙間を閉塞する塞ぎ板を突出させた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、上下に配置されるスライド土留板間の隙間には、塞ぎ板が突出するから、この塞ぎ板で隙間が閉塞され、側方の地山からの土砂がこの隙間を通ってオープンシールド機内に侵入することを確実に防止でき、スライド土留板を設けたことの実効性が確保できる。

請求項２記載の発明は、前記塞ぎ板は、上下のスライド土留板の対向位置から隙間の方向に向けて突き合わさるように突出することを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、塞ぎ板は上下両方から突出するから、上下のスライド土留板がずれた状態にあっても効率よく土砂の浸入を防止できる。

請求項３記載の発明は、前記塞ぎ板は、スライド土留板の外板を延長して形成することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、塞ぎ板はスライド土留板の外板を延長するだけのものであるから、既存のオープンシールド機に対しても簡単に加工できる。また、隙間に突出する分はスライド土留板の外面の延長線上で外板の厚み分だけであるから、隙間の空間はほとんどそのまま残せる。よって、左右の側面板のボルト固定のための作業空間はそのまま確保でき、固定作業に支障は生じない。

請求項４記載の発明は、前記塞ぎ板は、内側に補強部材を備えることを要旨とするものである。

請求項４記載の本発明によれば、補強部材を設けることで側方の地山からの土圧にも十分対向できる。

以上述べたように本発明のオープンシールド機は、上下に複数に分割されたスライド土留板を前方に突出させてオープンシールド機を前進させるとき、スライド土留板間の隙間を通って前側方の地山からの土砂がオープンシールド機内に侵入することを確実に防止できてスライド土留板を実効的なものにでき、しかもそのための設備、すなわち土砂侵入防止のための設備としてのスライド土留板間に配設する塞ぎ板は上下に分割されたスライド土留板を備えた既存のオープンシールド機に対してもスライド土留板の外板を延長するだけでよいから容易に付設できるものである。

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機の要部であるスライド土留板の部分の側面図、図２は同上縦断正面図、図３はオープンシールド機の縦断側面で、本発明のオープンシールド機１も全体構成として、図５に示した従来例と基本構造は同様であるから同一の参照符号を付してここでの詳細な説明は省略する。

図３に示すように本発明のオープンシールド機１は刃口１１を上下に複数に分割した分割刃口とし、それぞれの分割刃口が単独で前方に突出するタイプのものであり、各分割刃口の先端にスライドジャッキ１３で前方に突出するスライド土留板１２を設けた。

このスライド土留板１２は、従来と同様に側壁板１ａのボルト１４による結合の作業空間となる隙間１５が、上下に位置するものの間に形成されるが、この隙間１５の外側の開口を閉塞するように、塞ぎ板１６を上下のスライド土留板１２から対向させて垂直に突設する。

この塞ぎ板１６は、スライド土留板１２の外板１２ａの上下端を隙間１５の方向に延長して形成するもので、上下から突出して対向する塞ぎ板１６の延長端間には、僅かな（例えば４０ｍｍ前後）隙間を残しておき、上下のスライド土留板１２が前進の際、干渉しないように構成する。

また、塞ぎ板１６の前端は、テーパー部１６ａに形成してスライド土留板１２の前進の抵抗にならないように構成する。

さらに、塞ぎ板１６の内側で、隙間１５内に補強部材１７としてアーム状部材を斜めに取り付ける。

このようにして上下のスライド土留板１２間に形成される隙間１５位置で、その外側の開口部が僅かな隙間を残して塞ぎ板１６で閉塞される。

次に作用について説明する。オープンシールド機１を前進させる際、スライドジャッキ１３により上下に分割された刃口１１およびスライド土留板１２が前進するが、分割されているスライド土留板１２間の隙間１５は外側の開口が塞ぎ板１６でほとんどが閉塞されている。よって、側方の地山からの土砂はこの塞ぎ板１６によりオープンシールド機１内に侵入することを阻止され、スライド土留板１２を実効的なものにできる。

また、隙間１５が塞ぎ板１６で塞がれても、塞ぎ板１６は隙間１５の外側の開口を塞ぐだけのものであるから、その内側の隙間空間は確保される。よって、ボルト１４による側壁板１ａの結合作業のための空間は確保でき、この作業に支障が生じることはない。

さらに、塞ぎ板１６はスライド土留板１２の外板１２ａを延長して形成するから、構造簡単で既存のオープンシールド機１にも容易に対応できる。

そして、塞ぎ板１６の内側には補強部材１７を設けたから、外側の地山からの土圧にも十分抵抗できる。

本発明のオープンシールド機の実施形態を示す要部の側面図である。 本発明のオープンシールド機の実施形態を示す要部の縦断正面図である。 本発明のオープンシールド機の実施形態を示す縦断側面図である。 従来のオープンシールド機の斜視図である。 オープンシールド工法の概略を示す縦断側面図である。 コンクリート函体の斜視図である。 従来のオープンシールド機の要部の側面図である。 従来のオープンシールド機の要部の縦断正面図である。

符号の説明

１ オープンシールド機 １ａ 側壁板
１ｂ 底板 １ｃ テール部
２ シールドジャッキ ３ 隔壁
４ コンクリート函体
４ａ 左側板 ４ｂ 右側板
４ｃ 上床板 ４ｃ 下床板
５ 埋戻土 ６ グラウト材
７ 高さ調整材 ８ 押角
９ 掘削機
１０ 開口 １１ 刃口
１２ スライド土留板 １２ａ 外板
１３ スライドジャッキ １４ ボルト
１５ 隙間 １６ 塞ぎ板
１６ａ テーパー部 １７ 補強部材

Claims (4)

1. 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上方から吊り降ろして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使用され、左右側壁板を水平方向で複数に分割して先端を分割刃口とし、この分割刃口の後部に位置する左右側壁板で上下に分割された固定部分をボルトで固定し、前記分割刃口の先端にスライド土留板を設けたオープンシールド機において、上下に配列される前記スライド土留板間に形成される隙間に向けて、該スライド土留板から前記隙間を閉塞する塞ぎ板を突出させたことを特徴とするオープンシールド機。
2. 前記塞ぎ板は、上下のスライド土留板の対向位置から隙間の方向に向けて突き合わさるように突出することを特徴とする請求項１記載のオープンシールド機。
3. 前記塞ぎ板は、スライド土留板の外板を延長して形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のオープンシールド機。
4. 前記塞ぎ板は、内側に補強部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のオープンシールド機。

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