JP5681827B2 - 立坑構築方法 - Google Patents
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Description
図3(a)に示されるように、第1の工程S1では、土留壁(連壁)3(図3(b)参照)を地上2から構築する。具体的には、地上2から連壁掘削機M1によって平面視リング状で深さ約120m且つ幅1.5mの穴13を掘削し、クレーンM2を利用して鉄筋籠14を吊り込んで穴13内に設置する。その後、穴13にコンクリートを打設することで、円筒形の土留壁3が構築される。
続いて、第2の工程S2では、所定深さまでドライ掘削(図示せず)した後、図3(b)に示されるように、土留壁3に満たされた水の水位を所定高さ(例えば地下水位17)に維持しつつ、土留壁3の内側の領域を掘削して立坑下穴16を形成する。この立坑下穴16は、地上2から立坑底面1a(図1参照)までの深さがが所定深さ(例えば約120m)とされている。第2の工程S2では、立坑下穴16の深さが地下水位17よりも深くなるので、立坑下穴16を形成する掘削工程のほとんどが水中掘削である。この掘削工程では、まず、ドリル掘削機M3を利用して掘削する地盤に対して複数の細孔18を形成することにより地盤を崩しやすくする。そして、クラムシェルを有する重機M4を利用して地盤を崩しつつ、土砂を取り除く。
続いて、図4(a)及び図4(b)に示されるように、第3の工程S3では、鋼殻体11を水面19に浮かべる。この鋼殻体11は、略円盤状をなす函体である。まず、図4(a)に示されるように、立坑下穴16に隣接したドライドック21を構築し、ドライドック21内において鋼殻体11を地組みする。このドライドック21は、土留壁3と同等の直径を有する浅い穴であり、立坑下穴16とは土留壁3によって仕切られている。鋼殻体11を組み立てた後にドライドック21に注水し、ドライドック21の水位と隣接する立坑下穴16の水位とを合せた後に、立坑1とドライドック21を仕切っている土留壁3の一部を撤去する。そして、図4(b)に示されるように、鋼殻体11をクレーンM6を利用して横引きして、鋼殻体11を土留壁3の内側における水面19に浮かべる。この第3の工程S3によれば、鋼殻体11を土留壁3の内側における水面19へ容易に配置することができる。
続いて、図5(a)〜図8(a)に示されるように、第4の工程S4では、立坑本体壁4を構築する。なお、以下の説明では、完成した立坑本体壁(図1参照)を「立坑本体壁4」と称し、未完成の立坑本体壁(図5(b)等参照)を「構築途中の立坑本体壁4’」又は単に「立坑本体壁4’」と称する。
図6(a)及び図6(b)に示されるように、まず、水面19上方の大気中において鋼殻体11の円周縁部11a上に本体側壁部7Aを形成する(図6(b)参照)。そうすると、構築途中の立坑本体壁4’の重量は、鋼殻体11の重量と本体側壁部7Aの重量とを合算したものになるので、立坑本体壁4’は、重力と浮力とが釣り合う深さまで沈降する。この沈降時に、土留壁3内に満たされた水の一部が排出される。ここで、沈降した立坑本体壁4’では、鋼殻体11と本体側壁部7Aとの接続面4aが水面19よりも上方に位置している。続いて、図6(c)に示されるように、立坑本体壁4’の端部7aに対して、新たな本体側壁部7Bを継ぎ足す。立坑本体壁4’の端部7aは、本体側壁部7Aの地上2側の端面である。そうすると、立坑本体壁4’の重量は、鋼殻体11の重量と本体側壁部7A,7Bの重量とを合算したものになるので、立坑本体壁4’は、重力と浮力とが釣り合う深さまで沈降する。この場合においても、沈降した立坑本体壁4’では、本体側壁部7Aと本体側壁部7Bとの接続面4bが水面19よりも上方に位置している。
構築途中の立坑本体壁4’は、土留壁3の軸線方向に沿って沈設させる必要がある。そこで、第4の工程S4では、立坑本体壁4’を安定して沈設させるためのローラー22を、土留壁3と立坑本体壁4’との間に配置する工程を更に有している(図6(c)参照)。土留壁3と立坑本体壁4’との間には、1.0m程度の隙間が生じている。そこで、本体側壁部7Aの形成の際に、本体側壁部7Aに対してローラー22を取り付けることとしてもよい。このローラー22は、立坑1の深さ方向に沿って所定の間隔をもって配置される。このローラー22によれば、土留壁3と立坑本体壁4’との間隔が一定距離に保たれるので、立坑本体壁4’を安定して沈設させることができる。
上述した本体側壁部7を構築する工程を繰り返し実施していくと、鋼殻体11は順次立坑下穴16に沈降していく。深さが増すと、鋼殻体11に作用する水圧が増加する。従って、図5(b)に示されるように、鋼殻体11が所定の深さに到達したときに、鋼殻体11にコンクリートを充填して鋼殻体11の強度を増加させる。一例として、鋼殻体11が地上2から約50mの深さに到達したときに、鋼殻体11へコンクリートを充填する。この工程によれば、鋼殻体11にコンクリートを充填しているため、立坑本体壁4’の底部の強度が高まり高い水圧に耐えることが可能になる。その後、引き続き、図7(a)に示されるように、上述した本体側壁部7を構築する工程を繰り返し実施して、本体側壁8を構築していく。
本体側壁部7はリング状の部材であるため、立坑本体壁4’に本体側壁部7を継ぎ足した場合には、重力の増分よりも浮力の増分の方が大きくなる。従って、複数の本体側壁部7を継ぎ足していった場合に、本体側壁8の地上2側における端部が地上2の近傍に位置するように、浮力と重力とのバランスを調整する必要がある。また、浮体の安定性という理由からも、浮力中心と重力中心とのバランスを調整する必要がある。そこで、図7(b)に示されるように、コンクリートを充填した鋼殻体11上に底版コンクリート10を打設して、立坑本体壁4’全体の質量を増加させることにより、重力の不足分を補う。なお、本実施形態では、コンクリートを充填した鋼殻体11上に底版コンクリート10を打設した構造物を底版9であるとする。その後、引き続き、上述した本体側壁部7を構築する工程を繰り返し実施し、本体側壁8を構築していく。
本体側壁部7がリング状の部材であることに起因する現象は、底版コンクリート10を打設した後も本体側壁部7を継ぎ足すごとに進行するため、再び浮力と重力とのバランスを調整する必要がある。そこで、図8(a)に示されるように、立坑本体壁4’内に水24を注入して立坑本体壁4’全体の質量を増加させることにより、重力の不足分を補う。その後、引き続き、内部に水を満たした立坑本体壁4’に対して上述した本体側壁を構築する工程を繰り返し実施して、本体側壁8を構築していく。この工程によれば、本体側壁8内に水を注入しているため、立坑本体壁4’が奏する浮力と重力とのバランスを調整して、本体側壁8の地上2側における端部8aが地上2の近傍に位置するように制御することが可能になる。
なお、本実施形態においては、底版深度以深に透水性の高い地盤が分布している場合を想定し、再注水による調整を行っているが、底版深度以深に不透水性の地盤が分布している場合は、土留壁3と本体側壁8との隙間から土留壁内部の水を排出することのみによっても浮力と重力の調整を行うことは可能である。
続いて、図8(b)に示されるように、第5の工程S5では、間詰充填部6を形成する。間詰充填部6は、充填底部6aと充填側部6bとを有している。充填底部6aは、平面視で土留壁3の内側の領域において、底版9と立坑底面1aとの間に形成されている。充填底部6aは、地上2のコンクリートポンプ車M7やミキサー車M8に接続された充填材供給管26を本体側壁8内及び底版9を介して底版9と立坑底面1aとの間まで導き、底版9と立坑底面1aとの間に充填材を充填することにより形成される(工程S5a)。充填側部6bは、土留壁3の内周面と立坑本体壁4の外周面との間に形成されている。充填側部6bは、充填材供給管27を土留壁3と本体側壁8の隙間に導き、土留壁3の内周面と本体側壁8の外集面との間に充填材を充填することにより形成される(工程S5b)。この充填材には、例えば、水中不分離コンクリートが用いられる。
続いて、図9(a)に示されるように、第6の工程S6では、土留壁3と立坑本体壁4の端部同士を連結する連壁結合部12を形成する。まず、立坑本体壁4における地上2側の端部の高さに、土留壁3における地上2側の端部の高さを合せる。例えば、立坑本体壁4の端部が土留壁3の端部よりも低い場合には(図8(b)参照)、土留壁3の地上側の端部を所定長さだけ除去する。そして、平面視して、立坑本体壁4と土留壁3の端面上を覆うことが可能な幅12aを有するリング状の型枠を形成し、型枠内にコンクリートを打設する。この第6の工程S6によれば、土留壁3と立坑本体壁4の本体側壁8とを連結し、一体化しているので、立坑1の全重量は土留壁3の重量と立坑本体壁4の重量とを合計した重量になる。従って、立坑1に作用する浮力に対する浮き上がり抵抗性能を向上させることができる。
続いて、図9(b)に示されるように、第7の工程S7では、立坑本体壁4内の水を排水する。そして、立坑本体壁4の内壁面にリング梁28といった所望の構造物を構築する。以上の工程を経て、立坑1が構築される。
Claims (12)
- 立坑を構築するための立坑構築方法であって、
筒形状の土留壁を地上から構築する第1の工程と、
前記土留壁の内側における水位を所定高さに維持しながら前記土留壁の内側の領域を水中掘削して、所定深さの立坑下穴を形成する第2の工程と、
浮遊構造を有する略円盤状の鋼殻体を準備して、前記鋼殻体を前記土留壁の内側における水面に浮かべる第3の工程と、
複数の本体側壁部が前記立坑の深さ方向に連結された本体側壁と、前記鋼殻体を含み前記本体側壁の底部を塞ぐように前記本体側壁に取り付けられた底版と、を有する立坑本体壁の前記本体側壁を、前記水面の上方の大気中において前記鋼殻体の円周縁部上に前記本体側壁部を継ぎ足しつつ形成する第4の工程と、
平面視で前記土留壁の内側の領域において、前記土留壁の内面と前記立坑本体壁の外面との間を間詰充填する第5の工程と、
前記土留壁及び前記本体側壁の前記地上における端部同士を連結する第6の工程と、を備え、
前記第4の工程は、
継ぎ足した前記本体側壁部と、継ぎ足された別の前記本体側壁部との接続面が前記水面よりも上方に位置するように前記本体側壁部を継ぎ足す第1継ぎ足し工程と、
前記第1継ぎ足し工程の後に、前記鋼殻体にコンクリートを充填して前記底版を形成する工程と、
前記底版を形成する工程の後に、継ぎ足した前記本体側壁部と、継ぎ足された別の前記本体側壁部との接続面が前記水面よりも上方に位置するように前記本体側壁部を継ぎ足す第2継ぎ足し工程と、を有する、立坑構築方法。 - 前記第4の工程は、前記第2継ぎ足し工程の後に、前記本体側壁の前記地上側における端部が前記地上の近傍に位置するように、前記本体側壁内に注水する工程を有し、
前記第6の工程の後に、前記本体側壁内の水を排水する第7の工程を更に備える、請求項1に記載の立坑構築方法。 - 前記第2の工程は、
前記鋼殻体を形成する底版構造部を、前記立坑の施工現場とは異なる場所で製造する工程と、
前記底版構造部を前記立坑の施工現場に搬入する工程と、
前記立坑の施工現場に搬入された前記底版構造部を組み立てて、前記鋼殻体を形成する工程と、
前記鋼殻体を吊り上げて、前記鋼殻体を前記土留壁の内側における前記水面に浮かべる工程と、を有する、請求項1又は2に記載の立坑構築方法。 - 前記第2の工程は、
前記立坑下穴に隣接し、前記立坑下穴とは前記土留壁によって仕切られたドライドックを構築する工程と、
前記ドライドック内において前記鋼殻体を組み立てる工程と、
前記鋼殻体を組み立てた後に、前記ドライドックに注水する工程と、
前記立坑下穴と前記ドライドックとを仕切る前記土留壁の一部を撤去する工程と、
前記ドライドックから前記鋼殻体を横引きして、前記鋼殻体を前記土留壁の内側における前記水面に浮かべる工程と、を有する、請求項1又は2に記載の立坑構築方法。 - 立坑を構築するための立坑構築方法であって、
筒形状の土留壁を地上から構築する第1の工程と、
前記土留壁の内側における水位を所定高さに維持しながら前記土留壁の内側の領域を水中掘削して、所定深さの立坑下穴を形成する第2の工程と、
浮遊構造を有する略円盤状の鋼殻体を準備して、前記鋼殻体を前記土留壁の内側における水面に浮かべる第3の工程と、
複数の本体側壁部が前記立坑の深さ方向に連結された本体側壁と、前記鋼殻体を含み前記本体側壁の底部を塞ぐように前記本体側壁に取り付けられた底版と、を有する立坑本体壁の前記本体側壁を、前記水面の上方の大気中において前記鋼殻体の円周縁部上に前記本体側壁部を継ぎ足しつつ形成する第4の工程と、
平面視で前記土留壁の内側の領域において、前記土留壁の内面と前記立坑本体壁の外面との間を間詰充填する第5の工程と、
前記土留壁及び前記本体側壁の前記地上における端部同士を連結する第6の工程と、を備え、
前記第2の工程は、
前記立坑下穴に隣接し、前記立坑下穴とは前記土留壁によって仕切られたドライドックを構築する工程と、
前記ドライドック内において前記鋼殻体を組み立てる工程と、
前記鋼殻体を組み立てた後に、前記ドライドックに注水する工程と、
前記立坑下穴と前記ドライドックとを仕切る前記土留壁の一部を撤去する工程と、
前記ドライドックから前記鋼殻体を横引きして、前記鋼殻体を前記土留壁の内側における前記水面に浮かべる工程と、を有する、立坑構築方法。 - 前記第4の工程は、
継ぎ足した前記本体側壁部と、継ぎ足された別の前記本体側壁部との接続面が前記水面よりも上方に位置するように前記本体側壁部を継ぎ足す工程と、
前記鋼殻体にコンクリートを充填して前記底版を形成する工程と、
前記本体側壁の前記地上側における端部が前記地上の近傍に位置するように、前記本体側壁内に注水する工程と、を有し、
前記第6の工程の後に、前記本体側壁内の水を排水する第7の工程を更に備える、請求項5に記載の立坑構築方法。 - 前記第4の工程は、前記立坑本体壁を安定して沈設させるためのローラーを、前記土留壁と前記本体側壁との間に配置する工程を更に有する、請求項1〜6の何れか一項に記載の立坑構築方法。
- 前記第5の工程では、水中不分離コンクリートを、前記土留壁の内面と立坑本体壁の外面との間に充填する、請求項1〜7の何れか一項に記載の立坑構築方法。
- 前記第5の工程は、平面視で前記土留壁の内側の領域において、前記底版と前記立坑下穴の底面との間を間詰充填する工程を更に有する、請求項1〜8の何れか一項に記載の立坑構築方法。
- 前記第2の工程の後であって、前記第3の工程の前に、平面視で前記土留壁の内側の領域において、前記底版と前記立坑下穴の底面との間を間詰充填する工程を更に有する、請求項1〜9の何れか一項に記載の立坑構築方法。
- 前記本体側壁部は、複数の本体側壁片からなり、
前記本体側壁片は、プレキャスト材であり、
前記第4の工程では、前記プレキャスト材を前記鋼殻体の円周方向に連結することにより、前記本体側壁部を形成する、請求項1〜10の何れか一項に記載の立坑構築方法。 - 前記鋼殻体は、函体である、請求項1〜11の何れか一項に記載の立坑構築方法。
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