JP3194192B2 - オープンシールド工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【従来の技術】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
性に富む工法である。図６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。

【０００３】該オープンシールド機１は前記側壁板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推進ジャッキ２を後方に向け上下
に並べて配設する。

【０００４】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の推
進ジャッキ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
し、オープンシールド機１のテール部１ｃ内で縮めた推
進ジャッキ２の後方にセットする。推進ジャッキ２と反
力壁の間にはストラットを配設して適宜間隔調整をす
る。

【０００５】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等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。

【０００６】ショベル等の掘削機９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又は
型鋼を用いた枠体よりなる押角８を配設する。

【０００７】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１ｃ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５を施す。

【０００８】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。

【０００９】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。

【００１０】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は、オープンシールド機
１のテール部内に吊り降され、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
くものである。そして、コンクリート函体４は鉄筋コン
クリート製のもので、図７に示すように左側壁板４ａ，
右側壁板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10として開放されている。

【００１１】ところでコンクリート函体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、長ボルト等の締結をもって縦列に並ぶものを剛
に接続していく。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、地下構造物と
して縦列にコンクリート函体４は、地震や軟弱地盤を原
因とする地盤の不等沈下等の影響で変位を受けることが
あり、ボルト等で剛に接続されたものでは、この変位に
対応できず継手部の破壊をもたらすおそれがある。

【００１３】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、地盤の不等沈下等の影響での変位に対応できるオー
プンシールド工法およびそれに使用するコンクリート函
体を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、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、通常のコンクリート函体の間に、
前後で２分割し、対向する分割体相互隙間の外周面を予
め第１の可撓性輪状シール材で閉塞し、さらに、分割体
相互に間隔保持材を配設した状態でシールド機のテール
部内に吊り降し、これがオープンシールド機の推進ジャ
ッキからの力を受けない状態になった時点で、間隔保持
材を撤去して函体内部から内周面を第２の可撓性輪状シ
ール材で閉塞した変位吸収コンクリート函体を適宜間隔
で配置することを要旨とするものである。

【００１５】本発明によれば、縦列に接続する地下構造
物用コンクリート函体において、通常のコンクリート函
体の間で適宜間隔で配置する変位吸収コンクリート函体
は、可撓性輪状シール材で対向する分割体相互の隙間が
閉塞され、この部分で止水性を保ちながら変位可能とな
るので、他の部分に影響を及ぼさずに地盤の不等沈下等
の影響での変位に対応できる。

【００１６】そして、分割体相互の隙間はその内外周面
の両方ともに、第１、第２に可撓性輪状シール材で閉塞
され、第１の可撓性輪状シール材は外圧用として外の水
が内部に入るのを防止でき、第２の可撓性輪状シール材
は内圧用として地下構造物を水路として構成する場合な
どに内部の水が外に洩れないようにすることができる。

【００１７】また、可撓性輪状シール材で内外周の閉塞
を行うのに、第１の可撓性輪状シール材を先付けとし、
第２の可撓性輪状シール材を後付けとすることで、分割
体相互に間隔保持材を介在させ、これでオープンシール
ド機の推進ジャッキからの力を受けるように一時的には
変位のない剛なコンクリート函体として構成することが
できる。

【００１８】さらに、請求項２記載の本発明によれば、
可撓性輪状シール材は分割体端の継手金物に水密にボル
ト止めするものであるが、この継手金物は水膨潤性止水
材を介在させてコンクリート函体に取付けるので、可撓
性輪状シール材の結合部のみならず、コンクリート函体
と継手金物間でも完全な止水性が確保できる。

【００１９】請求項３記載の本発明によれば、分割体相
互の隙間はその外周面のみを可撓性輪状シール材で閉塞
しているが、内側を閉塞するものではないので、早い時
期にこの可撓性輪状シール材を先付けして、さらに、分
割体相互に間隔保持材を介在させ、これでオープンシー
ルド機の推進ジャッキからの力を受けるように一時的に
は変位のない剛なコンクリート函体として構成すること
ができ、この間隔保持材を撤去するのに、前記可撓性輪
状シール材の存在が邪魔になることもない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
形態を詳細に説明する。先に本発明の変位吸収コンクリ
ート函体11について説明すると、前記図７に示すような
通常のコンクリート函体と全体形状は同じであり、図示
は省略するが左側壁板、右側壁板、上床板と下床板とか
らなるもので前後面が開口となる。

【００２１】ただし、通常のコンクリート函体４とは相
違し、この通常のコンクリート函体を前後で２分割し、
対向する分割体11Ａ，11Ｂの相互に隙間12を確保するも
のとした。

【００２２】各分割体11Ａ，11Ｂは端部に継手金物13を
配設するが、この継手金物13は分割体11Ａ，11Ｂの端面
との間に水膨潤性止水材14を介在させた。かかる水膨潤
性止水材14は、液状ゴムとウレタンポリマーの混練によ
る膨潤性止水材や、ゴム物質、水膨潤性物質および吸水
性物質を配合した均質混和組成物を主成分とする膨潤性
止水材である。

【００２３】継手金物13は図示のようにアンカー15を介
して分割体11Ａ，11Ｂの成形時に同時にセットできるよ
うにしたり、図示は省略するがナットを分割体11Ａ，11
Ｂの端面に埋込んでおき、ボルト等で固定する方法もあ
る。

【００２４】なお、分割体11Ａ，11Ｂの対向する端部
は、箱抜きとなるような凹部16として形成しておく。

【００２５】図中17ａ，17ｂは前記分割体11Ａ，11Ｂの
隙間12の外周面を閉塞する第１の可撓性輪状シール材
と、内周面を閉塞する第２の可撓性輪状シール材で、耐
候性、耐水性に優れたゴムに補強繊維層を挟んだ三層構
造からなるもの、または、ナイロン基布を埋層し、その
外側に耐候性の良いクロロプレン系のゴムでカバーした
ものなどで、強力な補強繊維層で外水圧を受け止め、ま
た、山形もしくは蛇行させた形状で変位に対してスムー
ズに対応できるものとする。

【００２６】第１の可撓性輪状シール材17ａ、第２の可
撓性輪状シール材17ｂともに、端部を継手金物13に水密
にボルト止めした。

【００２７】このような変位吸収コンクリート函体11
は、通常のコンクリート函体４の間に、適宜間隔で配置
するが、コンクリート函体４との接合は、コンクリート
函体４同士の接合と同じく、コーナー部に前後方向の貫
通孔を設け、長ボルト等の締結をもって縦列に並ぶもの
を剛に接続していく方法などが採用できる。

【００２８】次に、このような変位吸収コンクリート函
体11を使用する本発明のオープンシールド工法について
説明するが、工法の全体の概要としては前記図６に示す
通りで詳細説明は省略するが、オープンシールド機１で
の掘進及びコンクリート函体４のセット工程を繰返し
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５を施す。

【００２９】図１、図３に示すようにその場合に、オー
プンシールド機１のテール部１ｃ内に吊り下ろすコンク
リート函体４以外の変位吸収コンクリート函体11は、分
割体11Ａ，11Ｂの相互間に鋼材による厚板の間隔保持材
18を配設して一体化し、この間隔保持材18が配置された
隙間12の外周面を予め第１の可撓性輪状シール材17ａで
閉塞したものである。

【００３０】分割体11Ａ，11Ｂは間隔保持材18により連
結され一体的になるので、両方揃ってオープンシールド
機１内に吊り下ろすことができ、これら分割体11Ａ，11
Ｂは、先に順次オープンシールド機１の前進に伴い縦列
に残置したコンクリート函体４に長ボルト等の締結をも
って剛に接続し、その後ではオープンシールド機１を掘
進させ、新たなコンクリート函体４をオープンシールド
機１内に吊り下ろして同様に分割体11Ａ，11Ｂに長ボル
ト等の締結をもって剛に接続する。

【００３１】前記オープンシールド機１を掘進は、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する。この排土工程と同時ま
たはその後に推進ジャッキ２を伸長してオープンシール
ド機１を前進させる。図示は省略するがこの前進工程の
場合、コンクリート函体４もしくは分割体11Ａ，11Ｂの
前にはボックス鋼材又は型鋼を用いた枠体よりなる押角
を配設する。

【００３２】推進ジャッキ２の推力を受け、反力受け体
となる分割体11Ａ，11Ｂは間隔保持材18により連結され
一体的になっているので、そのまま後方に推進ジャッキ
２の推力を伝えることができる。

【００３３】このようにしてかなり後方になり、オープ
ンシールド機１の推進ジャッキ２からの力を受けない状
態になった時点で、間隔保持材18をそのまま内側に引き
抜くことで撤去して、函体内部から隙間12の内周面に第
２の可撓性輪状シール材17ｂを取り付け、これで閉塞す
る。

【００３４】図４は本発明の第２実施形態を示すもの
で、間隔保持材18はジャッキ等で伸縮出来るものとし、
これを撤去する際には縮小させて抜けるようにした。こ
のようにすれば隙間12の幅を大きく確保することがで
き、大きな変位に対応できるものとなる。また、第１の
可撓性輪状シール材17ａも蛇行させた変位量の多いもの
とし、図５に示すように第２の可撓性輪状シール材17ｂ
も蛇行させた変位量の多いものとする。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように本発明のオープンシー
ルド工法は、変位吸収コンクリート函体を適宜間隔で配
置することで、地盤の不等沈下等の影響での変位に対応
できるものである。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】本発明のオープンシールド工法に使用するコン
クリート函体の第１実施形態を示す要部の縦断側面図で
ある。

【図３】本発明のオープンシールド工法の第１実施形態
を示す前段階でのコンクリート函体の要部の縦断側面図
である。

【図４】本発明のオープンシールド工法に使用するコン
クリート函体の第２実施形態を示す要部の縦断側面図で
ある。

【図５】本発明のオープンシールド工法の第２実施形態
を示す前段階でのコンクリート函体の要部の縦断側面図
である。

【図６】オープンシールド工法の概要を示す縦断側面図
である。

【図７】通常のコンクリート函体の斜視図である。

【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…推進ジャッキ ３…隔壁 ４…コンクリート函体 ４ａ…左側壁板 ４ｂ…右側壁板 ４ｃ…上床板 ４ｄ…下床板 ５…埋戻し ６…グラウト材 ７…高さ調整材 ８…押角 ９…掘削機 10…開口 11…変位吸収コ
ンクリート函体 11Ａ，11Ｂ…分割体 12…隙間 13…継手金物 14…水膨潤性止
水材 15…アンカー 16…凹部 17ａ…第１の可撓性輪状シール材 17ｂ…第２の可
撓性輪状シール材 18…間隔保持材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/06 331 E21D 11/04 E21D 11/38 E03F 3/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、通常のコンクリート函体の間
   に、前後で２分割し、対向する分割体相互隙間の外周面
   を予め第１の可撓性輪状シール材で閉塞し、さらに、分
   割体相互に間隔保持材を配設した状態でシールド機のテ
   ール部内に吊り降し、これがオープンシールド機の推進
   ジャッキからの力を受けない状態になった時点で、間隔
   保持材を撤去して函体内部から内周面を第２の可撓性輪
   状シール材で閉塞した変位吸収コンクリート函体を適宜
   間隔で配置することを特徴とするオープンシールド工
   法。