特許 5989718 オープンシールド工法に使用するコンクリート函体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5989718

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】オープンシールド工法に使用するコンクリート函体

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20160825BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20160825BHJP

   E21D 11/08 20060101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   E21D9/06 331

   E21D11/04 A

   E21D11/08

【請求項の数】2

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-143935(P2014-143935)

(22)【出願日】2014年7月14日

(65)【公開番号】特開2016-20569(P2016-20569A)

(43)【公開日】2016年2月4日

【審査請求日】2014年8月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000189903

【氏名又は名称】植村 誠

(73)【特許権者】

【識別番号】501200491

【氏名又は名称】植村 賢治郎

(74)【代理人】

【識別番号】100078695

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 司

(72)【発明者】

【氏名】植村 誠

(72)【発明者】

【氏名】植村 賢治郎

(72)【発明者】

【氏名】竹川 廣明

【審査官】 桐山 愛世

(56)【参考文献】

【文献】 実用新案登録第２５１２８９８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００５−２６４６７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０１８１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３６２０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ １１／０４

Ｅ２１Ｄ １１／０８

Ｅ０３Ｆ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【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使用するコンクリート函体であって、
コンクリート函体の接合面にガイドピン挿入孔を設け、ここにガイドピンを挿入して既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとする場合に、
ガイドピンの中央に圧縮変形する緩衝材を胴巻きに設け、
ガイドピン挿入孔には前記緩衝材がガイドピンとともに挿入されて前後位置のコンクリート函体のガイドピン挿入孔の開口内に跨がり、ガイドピン挿入孔に当接することでコンクリート函体の前後もしくは上下左右への動きに対してガイドピンを追従可能としたことを特徴とするオープンシールド工法に使用するコンクリート函体。

【請求項2】

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使用するコンクリート函体であって、
コンクリート函体の接合面にガイドピン挿入孔を設け、ここにガイドピンを挿入して既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとする場合に、
ガイドピンにガイドピンの左右に分けて圧縮変形する緩衝材を胴巻きに設け、
ガイドピン挿入孔にはガイドピンとともにそれぞれ挿入する前記緩衝材が当接することで緩衝材を介してガイドピンをコンクリート函体相互のガイドピン挿入孔同士に架け渡し、コンクリート函体の前後もしくは上下左右への動きに対してガイドピンを追従可能としたことを特徴とするオープンシールド工法に使用するコンクリート函体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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使用するコンクリート函体に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

図８、図９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。

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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。

【0007】

図中６はフロント機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。

【0008】

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。

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

そして、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。

【0014】

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定着部１０を形成していくが、完成する地下構造物として耐震性を持たせるには図１１に示すようにコンクリート函体４間にゴム等のクッション材１１を介在させて可撓継手とすることが行われている。

【0015】

図中１２は前記定着ボルト挿入用のインサート（ボルト挿入孔）、１３はゴムパッキング等によるシール材である。

【0016】

下記特許文献にもあるが、一方、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内に吊り降ろして、既設のコンクリート函体４に接続させるための位置決めとしてコンクリート函体４の接合面に断面円形のガイドピン挿入孔１５を穿設し、このガイドピン挿入孔１５に丸棒状のガイドピンを挿入し、前後位置のコンクリート函体４を相互に接続している。

【特許文献1】特開２００２−３８８８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0017】

ガイドピン挿入孔１５に挿入したガイドピンは、遊びのない固定状態で挿入されているため、コンクリート函体４の地震時の上下動や左右動に対しては対抗することとなるため、可撓継手とすることの阻害要因となってしまう。

【0018】

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、コンクリート函体間を可撓継手とする場合で、かつ、既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとするために前後のコンクリート函体をガイドピンで結合する場合でも、このガイドピンが可撓継手が許容するコンクリート函体相互の動きに追随できるので、ガイドピンの存在が可撓継手とすることの阻害要因となってしまうことがないオープンシールド工法に使用するコンクリート函体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0019】

前記目的を達成するため本発明は第１に、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使用するコンクリート函体であって、コンクリート函体の接合面にガイドピン挿入孔を設け、ここにガイドピンを挿入して既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとする場合に、ガイドピンの中央に圧縮変形する緩衝材を胴巻きに設け、前記緩衝材がガイドピンとともに挿入されて前後位置のコンクリート函体のガイドピン挿入孔の開口内に跨がり、ガイドピン挿入孔に当接することでコンクリート函体の前後もしくは上下左右への動きに対してガイドピンを追従可能としたことを要旨とするものである。

【0020】

第２に、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使用するコンクリート函体であって、コンクリート函体の接合面にガイドピン挿入孔を設け、ここにガイドピンを挿入して既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとする場合に、ガイドピンにガイドピンの左右に分けて圧縮変形する緩衝材を胴巻きに設け、ガイドピン挿入孔にはガイドピンとともにそれぞれ挿入する前記緩衝材が当接することで緩衝材を介してガイドピンをコンクリート函体相互のガイドピン挿入孔同士に架け渡し、コンクリート函体の前後もしくは上下左右への動きに対してガイドピンを追従可能としたことを要旨とするものである。

【0021】

請求項１記載の本発明によれば、オープンシールド機のテール部で既設コンクリート函体に新設のコンクリート函体を吊り降して接続するための位置決めにガイドピンを挿入して行うことができるとともに、ガイドピン挿入孔には緩衝材が当接することでコンクリート函体の上下左右への動きに対してガイドピンを追随可能となり、地震等でコンクリート函体が上下または左右に変位してもガイドピンが可撓継手の阻害になることはない。

【0022】

また、緩衝材はガイドピンの中央に胴巻きに設け、コンクリート函体相互のガイドピン挿入孔に跨らせたので、ガイドピン中心部分の緩衝材（ゴム）が変形することによって地震時の函体の挙動に追従できる。

【0023】

請求項２記載の本発明によれば、前記請求項１記載と同様であるが、緩衝材はガイドピンの左右に分けて胴巻きに設け、各コンクリート函体のガイドピン挿入孔にそれぞれ挿入することにより、緩衝材はガイドピンの両端に位置し、このガイドピン両端部分の緩衝材（ゴム）が変形することによって地震時の函体の挙動に追従できる。

【発明の効果】

【0024】

以上述べたように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は、コンクリート函体間を可撓継手とする場合で、かつ、既設コンクリート函体に吊り降すコンクリート函体を据え付ける位置決めとするために前後のコンクリート函体をガイドピンで結合する場合でも、このガイドピンが可撓継手が許容するコンクリート函体相互の動きに追随できるので、ガイドピンの存在が可撓継手とすることの阻害要因となってしまうことがないものである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

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工法において使用するコンクリート函体で第１実施形態を示す要部の縦断側面図で、ガイドピン使用時を示す。

【0026】

図中４は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であって、オープンシールド工法やこのコンクリート函体４については前記説明した通りであり、オープンシールド工法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ものである。

【0027】

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、図１１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、前後面が開口として開放されている。

【0028】

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、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シール材１３を配設している。

【0029】

本発明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に接続させるための位置決めとしてコンクリート函体４の接合面に断面円形のガイドピン挿入孔１５を穿設し、このガイドピン挿入孔１５にガイドピン１７を挿入する。

【0030】

ガイドピン挿入孔１５は、シースとして金属製円筒体のガイドピンソケット１６で形成し、コンクリート函体４の端面に開口する。

【0031】

本発明はガイドピン１７に硬質ゴムによる緩衝材１８を設け、ガイドピン挿入孔１５にはガイドピン１７を挿入する際に緩衝材１８が当接することでコンクリート函体４の前後もしくは上下左右への動きに対してガイドピンを追従可能とした。

【0032】

第１実施形態としては、ガイドピン１７は丸棒状の金属製本体部１９の緩衝材はガイドピンの中央に硬質ゴムによる緩衝材１８を胴巻きに設けた。

【0033】

ガイドピン１７の金属製本体部１９はその形状は従来と同じでよいが、図示の例は左右先端を尖り部１９ａとした直状のものである。

【0034】

緩衝材１８は横向きの円柱形で前記金属製本体部１９が長さ方向に貫通し、また外径はガイドピン挿入孔１５の内法にほぼ合致させる。さらに、長さは前後位置のコンクリート函体４のガイドピン挿入孔１５の開口内に跨るような長さを選定した。

【0035】

このようにしてガイドピン１７をガイドピン挿入孔１５に挿入する場合に緩衝材１８をガイドピン挿入孔１５内に差し入れ、この緩衝材１８を介してガイドピン１７をコンクリート函体４相互のガイドピン挿入孔１５同士に架け渡す。

【0036】

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７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。

【0037】

図２はこの抜け状態の場合で、コンクリート函体４相互が目地が開くように挙動するのに対して、緩衝材１８はコンクリート函体４のガイドピン挿入孔１５間に跨り続け、かつ、ガイドピン挿入孔１５に当接し続けるので、ガイドピン１７が抜け落ちたり、また、ガイドピン挿入孔１５にぶつかり可撓継手の阻害になることはない。

【0038】

図３は曲げ状態の場合で、こ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が、緩衝材１８が圧縮変形し、ガイドピン１７がコンクリート函体４の上下または左右に変位に追従する。

【0039】

図４は本発明の第２実施形態を示すもので、緩衝材１８はガイドピン１７の左右に分けて胴巻きに設け、これらの緩衝材１８は各コンクリート函体４のガイドピン挿入孔１５内にガイドピン１７の挿入時にそれぞれ挿入するものとする。

【0040】

緩衝材１８は硬質ゴムによる横向きの短尺円柱形で前記金属製本体部１９が長さ方向に貫通し、また外径はガイドピン挿入孔１５の内法にほぼ合致させる。

【0041】

このようにしてガイドピン１７をガイドピン挿入孔１５に挿入する場合に緩衝材１８をガイドピン挿入孔１５内に差し入れ、この緩衝材１８を介してガイドピン１７をコンクリート函体４相互のガイドピン挿入孔１５同士に架け渡す。

【0042】

図５は抜け状態の場合、図６は曲げ状態の場合で、何れの場合も緩衝材１８が圧縮変形し、ガイドピン１７がコンクリート函体４の動きに追従する。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】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実施形態でガイドピン使用時を示す要部の縦断側面図である。

【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実施形態で地震時抜け状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に使用するコンクリート函体の第１実施形態で地震時曲げ状態を示す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実施形態でガイドピン使用時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に使用するコンクリート函体の第２実施形態で地震時抜け状態を示す要部の縦断側面図である。

【図6】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実施形態で地震時曲げ状態を示す要部の縦断側面図である。

【図7】地震時のコンクリート函体の変位を示す説明図である。

【図8】オープンシールド工法の函体据付時の説明図である。

【図9】オープンシールド工法の函体接続時の説明図である。

【図10】オープンシールド工法での完成した地下構造物の側面図である。

【図11】コンクリート函体の接合面を示す斜視図である。

【符号の説明】

【0044】

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…ガイドピンソケット
１７…ガイドピン １８…緩衝材
１９…金属製本体部 １９ａ…尖り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】