JP5944970B2 - Open shield method - Google Patents
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Description
本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法に関する。 The present invention relates to an open shield method for constructing underground structures such as water and sewage systems and underground passages in an urban area.
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生かした合理性に富む工法で、上部開放型シールド機（オープンシールド機）を使用して推進させ土砂崩壊を防ぎながら、その内部で函体布設を行う工法である。 The open shield method is a rational method that makes use of the advantages of the open cut method (open cut method) and the shield method, and is promoted using an upper open type shield machine (open shield machine) while preventing sediment collapse. This is a method of laying a box inside.
図９、図１０にその概略を示すと、図中１はオープンシールド機で、これは左右の側壁板とこれら側壁板に連結する底板とからなる前面、後面及び上面を開口したシールド機である。 9 and 10, the outline is shown in FIG. 9. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes an open shield machine, which is a shield machine having left, right and left side walls and bottom plates connected to the side walls, with front, rear and top surfaces opened. .
該オープンシールド機１は、機体を前後方向で複数に分割し、フロント部１ａとしての前方の機体の後端にテール部１ｂとしての後方の機体の前端が嵌入して、相互の嵌合部で中折れ部２を形成して屈曲可能としている。
The open shield machine 1 is divided into a plurality of bodies in the front-rear direction, and the front end of the rear body as the tail portion 1b is fitted into the rear end of the front body as the
フロント部１ａは主として掘削を行うもので、前端と上面を開放面としてあり、機体内で後部に後方へ向けて中折ジャッキを左右によせて、また上下複数段に配設した。
The
これに対してテール部１ｂはコンクリート函体４の設置を行うもので、底板５を有し、機体内で前部に後方へ向けて推進ジャッキ(シールドジャッキ)３を左右によせて、また上下複数段に配設している。
On the other hand, the tail portion 1b is used to install the
図中６はフロント部１ａの前端に設けたスライド土留板、８はプレスバー（押角）である。
In the figure, 6 is a slide earth retaining plate provided at the front end of the
次に、このようなオープンシールド機１を用いたオープンシールド工法について説明すると、図示は省略するが、発進立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の推進ジャッキ３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をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール１ｂ部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。
Next, an open shield construction method using such an open shield machine 1 will be described. Although illustration is omitted, the open shield machine 1 is installed in the start shaft and the
ショベル等の掘削機７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する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。
The
そして前記第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１ｂ内に吊り降す。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の上面に埋戻しを施す。
Then, the
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１ｂ内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｂ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙に瞬結性グラウト材を用いた裏込注入材９を充填して一次注入を行い、さらに、オープンシールド機１の前進後、二次注入として、コンクリート函体４の内側からグラウトホールにより、外側に裏込注入材９を注入する。
When the
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。 In this way, if the open shield machine 1 reaches the reaching mine, it is removed and the construction is completed.
ところで、地中に縦列に埋設されるコンクリート函体４は、既設のコンクリート函体４に対して新たなコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降した際に定着ボルトで締結していき、定着部１０が形成される。
By the way, the
定着部１０を形成するコンクリート函体４同士の接続は、図示は省略するがコーナー部に前後方向の貫通孔を設け、長ボルト等のＰＣ鋼棒の緊結をもって縦列に並ぶものを接続していく。
The
また、カラーと称せられるリング状で断面Ｔ字形の継手を前後位置のコンクリート函体４，４の間に介装し、このカラーで前後のコンクリート函体４を接続することもある。
Further, a ring-shaped joint having a T-shaped cross section called a collar may be interposed between the
ところで、かかるコンクリート函体４による地中構造物では、地震等の耐震対策や軟弱地盤における地盤沈対策として、コンクリート函体４同士の接続を可撓継手とすることが要求される。
By the way, in the underground structure by such a
かかるコンクリート函体の可撓継手に関しては例えば、下記特許文献のようなものがある。
前記特許文献１は、中央に空間部を有する閉鎖断面のボックスカルバートを多数連結して設置することで、共同溝や下水道等を構築する時において、前記各ボックスカルバートの連結部に用いる可撓性連結構造であり、前記各ボックスカルバートの空間部周囲における各ボックスカルバートどうしの連結部には止水板が設けられていると共に、各ボックスカルバートの連結はＰＣ鋼棒によって行われており、前記止水板は、設置地盤の軟弱化および地震等で生じる、前記各ボックスカルバートの設置位置の変位に対して、前記連結部の止水効果を維持しながら追従できるように構成されており、前記ＰＣ鋼棒は、前記止水板の設計変位量を越えた場合に、その変位を抑えて前記止水板の破損を防ぐことができると共に、自身の定着状態も前記止水板の設計変位に追従可能な定着部によって維持できるように構成されていることを特徴とするボックスカルバートにおける可撓性連結構造である。 Patent Document 1 discloses a flexible structure that is used for connecting portions of the box culverts when constructing joint grooves and sewers by connecting and installing a large number of closed cross-section box culverts having a space in the center. The box culvert is provided with a water stop plate at the connection portion between the box culverts around the space of the box culverts, and the box culverts are connected by a PC steel rod. The water plate is configured to follow the displacement of the installation position of each box culvert that occurs due to softening of the installation ground, earthquake, etc., while maintaining the water stop effect of the connecting portion, and the PC When the steel rod exceeds the design displacement amount of the water stop plate, the steel bar can suppress the displacement and prevent the water stop plate from being damaged. It is flexible coupling structure in box culvert, characterized in that is configured to be maintained by the fixing portion capable of following the design displacement water plate.
特許文献２は、一対のコンクリート函体と、このコンクリート函体の各接合端面同士を接続した接合部からなるプレキャストカルバートの可撓継手構造において、前記接合部は、前記各接合端面の内部に各端部が埋設された固体型可撓性連結部材と、前記各接合端面同士の隙間に充填された可撓性部材と、前記一対のコンクリート函体の接合部の外周面および／または内周面に形成された凹部に充填された、充填時に液状で硬化後にゴム弾性機能を持つ充填型可撓性部材とから構成されていることを特徴とするプレキャストカルバートの可撓継手構造である。
オープンシールド工法では、ショベル等の掘削機でオープンシールド機の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土し、この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキを伸長してオープンシールド機を前進させるもので、コンクリート函体はジャッキ推力の反力を受けるため設置時にはしっかりとした締結が要求され、その後、コンクリート函体４同士の接続を可撓継手とすることが求められる。
In the open shield method, excavator such as excavator excavates and removes soil from the front or top surface of the open shield machine, and advances the open shield machine by extending the propulsion jack at the same time or after this earth removal process. Thus, since the concrete box receives a reaction force of the jack thrust, a firm fastening is required at the time of installation, and thereafter, the connection between the
本発明の目的はこのようなオープンシールド工法の特殊性を考慮して、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて可撓継手とすることができるとともに、止水性はいずれの場合でも確保できるオープンシールド工法を提供することにある。 The purpose of the present invention is to consider the special characteristics of the open shield method, and when fixing the open shield method (when installing the box), the fixing bolt can be fastened and fixed to prevent the box and box from slipping, It is an object of the present invention to provide an open shield method that can loosen a bolt fixing portion when a reaction force is no longer needed on a box to make a flexible joint and ensure water-stopping in any case.
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口した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左右側板と上床板と下床板とからなる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して既設コンクリート函体に接合する据え付け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、コンクリート函体は相互に接合する場合のインサートを設け、インサートから先はシース孔として形成され、その先に定着部が形成されるための箱抜き穴があり、既設のコンクリート函体に対して新たなコンクリート函体をオープンシールド機のテール部内に吊り降して接続する際に、コンクリート函体の内方端面に目地溝が形成され、また、コンクリート函体間にコンクリート函体の左側板、右側板の端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板であるゴム等のクッション材を介在させ、シース孔に抜け出し防止用金具として定着ボルトを挿通させ、定着部において定着部プレートを介在させてナットで締結し、コンクリート函体相互で形成する合体目地溝内に充填時に液状で硬化後弾性状となる目地材を充填するのに、合体目地溝の底部にはそれぞれのコンクリート函体の目地溝に跨らせてバックアップ材を配設し、目地材はそれぞれのコンクリート函体の目地溝の側面を中心に接着させることを要旨とするものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a propulsion jack is disposed inside the right and left side wall plates, and excavated earth and sand ahead of the front or top opening of the open shield machine having the front, rear and top surfaces opened. The process of earth removal, the process of extending the propulsion jack and advancing the shield machine with the reaction of the concrete box consisting of the left and right side panels, the upper floor board and the lower floor board, and the propulsion jack shrunk in the tail part of the shield machine In the open shield construction method in which concrete boxes are buried in series in sequence by repeatedly repeating the installation process of hanging a new concrete box from above and joining to an existing concrete box, the concrete boxes are joined together. In the case, the tip of the insert is formed as a sheath hole, and there is a box opening hole for forming a fixing part at the tip. When a new concrete box is suspended from and connected to the tail part of an open shield machine, a joint groove is formed on the inner end face of the concrete box. Cushioning material such as rubber, which is a wide strip, is interposed between the left and right side plates of the concrete box, and the fixing bolt is inserted through the sheath hole as a metal fitting to prevent it from slipping out. the fixing plate is interposed and fastened with nuts in part, to fill the joint member to be cured after the elastic-like in liquid form at the time of filling in the coalescence th graben forming concrete box-body mutually, at the bottom of the coalescing th graben that is by straddle eyes graben each concrete box-body is disposed a backup member, joint material to adhere around the sides of the eyes graben each concrete box-body It is an effect.
本発明によれば、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は定着ボルトを締付定着することで、ジャッキ推力の反力を受けても函体と函体のずれ防止を行うことができ、しかも、コンクリート函体の接続部の止水に関しては、コンクリート函体相互で形成する合体目地溝内に充填した目地材で止水が確保できる。 According to the present invention, during the construction of the open shield method (when the box is installed), the fixing bolt is tightened and fixed, so that the box and box can be prevented from slipping even when the reaction force of the jack thrust is received. In addition, with respect to the water stoppage of the connecting portion of the concrete box, the water stoppage can be secured by the joint material filled in the joint joint groove formed between the concrete boxes.
一方、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて、コンクリート函体の挙動に追従できる可撓継手とする場合に合体目地溝内に充填した目地材は硬化後ゴム弾性状となるものなのでコンクリート函体が変位しても伸展し、止水の確保は継続できる。 On the other hand, when the reaction force on the box is no longer needed, the bolt fixing part is loosened and the joint material filled in the joint joint groove is made into a rubber elastic after curing when making a flexible joint that can follow the behavior of the concrete box. Therefore, even if the concrete box is displaced, it will extend and the water stoppage can be secured.
さらに、目地材の接着面は合体目地溝のそれぞれのコンクリート函体の目地溝の面になるが、合体目地溝の底部を形成するそれぞれのコンクリート函体の目地溝の面にはバックアップ材を介在しているため接触せず、地震時の函体変位に追従しやすいものとなる。 Furthermore, the joint surface of the joint material becomes the joint groove surface of each concrete box of the united joint groove, but a backup material is interposed on the joint groove surface of each concrete box forming the bottom of the united joint groove. Therefore, it will not contact and will easily follow the box displacement during an earthquake.
以上述べたように本発明のオープンシールド工法は、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて可撓継手とすることができるとともに、止水性はいずれの場合でも確保できるものである。 As described above, the open shield method of the present invention can fix the fixing bolt to prevent the box from slipping when the open shield method is installed (when the box is installed). When it is no longer needed, the bolt fixing part can be loosened to make a flexible joint, and water-stopping can be ensured in any case.
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６は本発明のオープンシールド工法において使用するコンクリート函体を示すもので、コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製またはＰＣコンクリート製のもので、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、前後面が開口として開放されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 6 shows a concrete box used in the open shield method of the present invention. The
さらに、コンクリート函体４は相互に接合する場合のインサート（ボルト挿入孔）１２を設けている。
Furthermore, the
このインサート（ボルト挿入孔）１２から先は図７に示すようにシース孔１６として形成され、その先に定着部１０が形成されるための箱抜き穴がある。
The tip of the insert (bolt insertion hole) 12 is formed as a
また、コンクリート函体４は地下構造物として耐震性を持たせるため可撓継手とするもので、本発明は、コンクリート函体４間にゴム等のクッション材１１を介在させ、かつ、ゴムパッキング等による帯状シール材１３を配設している。
Moreover, the
クッション材１１は、コンクリート函体４の左側板４ａ、右側板４ｂの端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板である。
The
シール材１３は、コンクリート函体４の端面に形成する周方向に伸びる浅い溝に貼設する断面矩形（２０ｍｍ×３０ｍｍ）の帯状シール材で、弾性圧縮性がある。
The sealing
また、図１に示すようにコンクリート函体４の内方端面に目地溝２０ａを形成し、コンクリート函体４が相互に接続する際にはこれら目地溝２０ａ同士で合体目地溝２０が形成されるようにした。
Further, as shown in FIG. 1, a
目地溝２０ａはコンクリート函体４の接合面の内周縁に形成する凹溝であり、側壁面Ａと底部面Ｂがある２面開放の溝である。
The
この目地溝２０ａ同士が合わさって形成される合体目地溝２０は一面のみが開放面となる断面コ字形の溝となる。
The
なお、オープンシールド工法の概要については、前記図９、図１０で説明した通りであり、発進立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の推進ジャッキ３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をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール１ｂ部内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。
The outline of the open shield construction method is as described with reference to FIGS. 9 and 10. The open shield machine 1 is installed in the start shaft, and the
ショベル等の掘削機７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する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。
The
そして前記第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１ｂ内に吊り降す。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の上面に埋戻しを施す。
Then, the second
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。 In this way, if the open shield machine 1 reaches the reaching mine, it is removed and the construction is completed.
本発明のオープンシールド工法も新たなコンクリート函体４をオープンシールド機のテール部内に吊り降ろして、既設のコンクリート函体４に接続させるもので、位置決めとしてガイドピン挿入孔１５にガイドピン（図示せず）を挿入する。
The open shield method of the present invention also suspends a new
また、シース孔１６に抜け出し防止用金具として定着ボルトを挿通させ、定着部において定着部プレートを介在させてナットで締結する。
Further, a fixing bolt is inserted into the
さらに、コンクリート函体４の接続の際には、合体目地溝２０内にバックアップ材２３と弾性目地材２４を充填してシールする。
Further, when the
弾性目地材２４としては、例えば、伸縮性・耐久性を有する変成シリコーン樹脂とエポキシ樹脂の２液を混合させ、硬化後弾性状となり、目地の動きに追従し、かつ止水性を発揮できる目地材を使用するが、目地部への接着性と、充填後地震時のコンクリート函体の変位に追従性を有するものであれば、他の目地材でも良い。
As the elastic
弾性目地材２４は一例としてセメダイン株式会社の商品名｛PM７００LM｝が好適である。
As an example of the elastic
バックアップ材２３は弾性目地材２４の三面接着を防止するものであり、合体目地溝２０の底部にそれぞれのコンクリート函体４の目地溝２０ａに跨らせて配設し、弾性目地材２４はそれぞれのコンクリート函体４の目地溝２０ａの側面を中心に接着させる。
The
図２〜図４は、コンクリート函体４の内方端面に目地溝２０ａおよびコンクリート函体４が相互に接続する際の合体目地溝２０の各種形状と、バックアップ材２３の配置の各種例を示したものである。
2 to 4 show various shapes of the
掘進時としてナットを仮締めすると、既設のコンクリート函体４に貼り付けてあるクッション材１１はコンクリート函体４同士で挟着される。
When the nut is temporarily tightened during excavation, the
掘進が終わりコンクリート函体４に反力が必要なくなった時に定着ボルトを緩め、可撓継手として形成する。
When the excavation is finished and the reaction force is no longer necessary for the
次に、地震時のコンクリート函体４の変位について説明すると、図８に示すように、コンクリート函体４の接続時およびその後に通常時に対して地震時は曲げ状態となってコンクリート函体４相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる場合がある。
Next, the displacement of the
抜け状態の場合は、コンクリート函体４相互が目地が開くように挙動し、曲げ状態の場合もコンクリート函体４相互が目地が開くように挙動する。
In the detached state, the
弾性目地材２４は硬化後ゴム弾性状となるものなので図５に示すように、コンクリート函体が変位し、目地間隔が広がった場合でも伸展して隙間に追従し、止水の確保は継続できる。
Since the elastic
１…オープンシールド機 １ａ…フロント部
１ｂ…テール部 ２…中折れ部
３…推進ジャッキ(シールドジャッキ)
４…コンクリート函体 ４ａ…左側板
４ｂ…右側板 ４ｃ…上床板
４ｄ…下床板
５…底板 ６…スライド土留板
７…掘削機 ８…プレスバー（押角）
９…裏込注入材 １０…定着部
１１…クッション材 １２…インサート（ボルト挿入孔）
１３…シール材 １４…揚重機
１５…ガイドピン挿入孔 １６…シース孔
１７…定着ボルト １８…緩衝材
１９…無収縮モルタル ２０…合体目地溝
２０ａ…目地溝
２１…定着部プレート ２２…ナット
２３…バックアップ材 ２４…弾性目地材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
4 ...
9 ... Back
DESCRIPTION OF
Claims (1)
コンクリート函体は相互に接合する場合のインサートを設け、インサートから先はシース孔として形成され、その先に定着部が形成されるための箱抜き穴があり、
既設のコンクリート函体に対して新たなコンクリート函体をオープンシールド機のテール部内に吊り降して接続する際に、コンクリート函体の内方端面に目地溝が形成され、
また、コンクリート函体間にコンクリート函体の左側板、右側板の端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板であるゴム等のクッション材を介在させ、
シース孔に抜け出し防止用金具として定着ボルトを挿通させ、定着部において定着部プレートを介在させてナットで締結し、
コンクリート函体相互で形成する合体目地溝内に充填時に液状で硬化後弾性状となる目地材を充填するのに、
合体目地溝の底部にはそれぞれのコンクリート函体の目地溝に跨らせてバックアップ材を配設し、目地材はそれぞれのコンクリート函体の目地溝の側面を中心に接着させることを特徴としたオープンシールド工法。 Protrusion jacks are disposed inside the left and right side wall plates, and a step of excavating and discharging the earth and sand ahead of the front or upper surface opening of the open shield machine having the front, rear and upper surfaces opened, The process of advancing the shield machine with the reaction of the concrete box composed of the upper floor board and the lower floor board, and a new concrete box hung from the upper side behind the propulsion jack shrunk in the tail part of the shield machine. In the open shield method of burying concrete boxes in tandem in sequence by repeating the installation process of joining to the concrete box as appropriate,
The concrete box is provided with an insert for joining together, the tip from the insert is formed as a sheath hole, and there is a box opening hole for forming a fixing part at the tip,
When a new concrete box is hung in the tail part of an open shield machine and connected to an existing concrete box, a joint groove is formed on the inner end face of the concrete box,
In addition, as a cover that covers the end face of the left and right side plates of the concrete box along the top and bottom between the concrete boxes, a cushion material such as rubber that is a wide strip is interposed,
Insert a fixing bolt as a metal fitting to prevent the sheath hole from coming out, and fasten it with a nut with a fixing part plate interposed in the fixing part.
To fill the joint joint groove formed between the concrete boxes with a joint material that is liquid and elastic after hardening ,
A backup material is arranged at the bottom of the coalesced joint groove across the joint groove of each concrete box, and the joint material is bonded around the side of the joint groove of each concrete box . Open shield method.
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