特開 2022-36318 メッセルシールド装置およびそれを用いたオープンピット工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022036318

(43)【公開日】2022-03-07

(54)【発明の名称】メッセルシールド装置およびそれを用いたオープンピット工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20220228BHJP

【ＦＩ】

E21D9/06 321

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021014045

(22)【出願日】2021-01-30

(62)【分割の表示】P 2020140521の分割

【原出願日】2020-08-22

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-08-11

(71)【出願人】

【識別番号】506343704

【氏名又は名称】株式会社トーメック

(74)【代理人】

【識別番号】100130144

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健壱

(72)【発明者】

【氏名】植野 進一

(72)【発明者】

【氏名】上田 竜生

【テーマコード（参考）】

2D054

【Ｆターム（参考）】

2D054AA01

2D054AB05

2D054AC13

2D054GA06

2D054GA15

2D054GA63

(57)【要約】      （修正有）

【課題】従来のメッセルシールド装置では、圧入ジャッキによりフロントメッセルを前方方向に移動させる際に、フロントメッセルの先方方向に大きな岩があれば、その岩とフロントメッセルが衝突することにより、メッセルシールド装置が計画と異なった方向に移動することになるという問題を有していた。
【解決手段】本発明は、フロントメッセル４０が地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、油圧センサーによりフロントメッセル４０を前方方向へ押圧する押圧力が測定され、その油圧センサーにより測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、フロントメッセル４０の前方方向の移動駆動を停止させるので、フロントメッセルの先方方向に大きな岩が存在していても、その大きな岩等に衝突することによるメッセルシールド装置の進行方向の曲がりを防止することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置であって、
前記フロントフレームの左右両側にそれぞれ上下方向に複数個設けられたフロントメッセルと、
複数個設けられた前記フロントメッセルのそれぞれに対応して設けられ、該フロントメッセルを前後方向に移動させる圧入ジャッキと、
前記フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、前記フロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力を前記フロントメッセルの個々に測定する押圧力測定手段と、
前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、前記フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させることより進行方向の曲がりを防止することができるメッセルシールド装置。

【請求項2】

前記フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、上方または下方から順次前方方向に移動させることを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項3】

前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに発光する異常発光ランプを、更に有することを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項4】

前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに音を発する異常ブザーを、更に有することを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項5】

前記押圧力測定手段は、前記フロントメッセルを前方方向へ押圧する油圧力が測定されることを特徴とする請求項２記載のメッセルシールド装置。

【請求項6】

前記テールフレームの左右両側に前記フロントメッセルとそれぞれ同一高さで上下方向に複数個設けられたテールメッセルを、更に有することを特徴とする請求項５記載のメッセルシールド装置。

【請求項7】

前記フロントメッセルが上方または下方から順次前方方向に移動されることにより、該フロントメッセルが前方の地山に順次貫入されるフロントメッセル地山貫入工程と、
該フロントメッセル地山貫入工程の実行中に、前記フロントメッセルが押圧される油圧力が測定されるフロントメッセル押圧力測定工程と、
該フロントメッセル押圧力測定工程により測定された油圧力が所定の油圧力以上の場合に、前記フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるフロントメッセル移動停止工程と、を有する請求項６記載のメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置およびそれを用いたオープンピット工法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置が知られている。この種のメッセルシールド装置１００として、複数の縦材と横材よりなる枠体の間に、複数の切梁を配設した剛構造のフロントフレーム１１１とテールフレーム１１２が備えられている（図１０、図１１参照）。そして、フロントフレーム１１１とテールフレーム１１２の両側に複数のフロントメッセル１１３及びテールメッセル１１４が摺動自在に配列され、そのフロントフレーム１１１と各フロントメッセル１１２間には圧入ジャッキ１１５が配設されている。そして、圧入ジャッキ１１８が伸長操作されることにより、フロントメッセル１１３及びテールメッセル１１４が掘進方向の地山へ貫入し、すべての圧入ジャッキ１１８が収縮操作されることによりフロントフレーム１１１が掘進方向に掘進される。そして、中間ジャッキ１１６の収縮操作により、テールフレーム１１２がフロントフレーム１１１側に引き寄せられるというものであった（たとえば、特許文献１）。ここで、図１０は従来のメッセルシールド装置の平面図であり、図１１は図１０のＡ－Ａ図である。

【0003】

【特許文献1】特開２００１－２８８９８５号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のメッセルシールド装置１００では、圧入ジャッキ１１５によりフロントメッセル１１３を前方方向に移動させる際に、フロントメッセル１１３の先方方向に大きな岩等があれば、その岩等とフロントメッセル１１３が衝突し、その岩等に衝突したフロントメッセル１１３を先方方向に移動させることができなくなる。このように、その岩等に衝突してフロントメッセル１１３が先方方向に移動できない場合には、岩等に衝突していない他のフロントメッセル１１３が先方方向に移動するため、メッセルシールド装置１００が計画と異なった方向に移動することになるという問題が生じていた。このように、メッセルシールド装置１００が計画と異なった方向に進んでしまうと、メッセルシールド装置１００を計画進行方向に修正するために、工事を長期間中止せざるを得ないという問題が生じるものであった。

【0005】

また、前方方向に移動させたフロントメッセル１１３の先方方向に水道管やガス管（以下、「水道管等」という。）が存在する場合、フロントメッセル１１３を前方方向に移動させることにより、その水道管等が破壊される可能性があった。このように、フロントメッセル１１３により水道管が破壊されると、地下埋設構造物を埋設するために掘削された穴に破壊された水道管から水が溢れだし、その水道管から溢れだした水を穴から排出等させる必要があるために、工事を長期間中止せざるを得なくなるとともに、近隣が断水状態になり近隣住民に迷惑をかけるという問題が生じる。また、フロントメッセル１１３によりカス管が破壊されると、そのガス管から溢れ出されたガスに火が引火すると、ガス爆発を生じる危険性を有するものであった。

【0006】

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、メッセルシールド装置が計画と異なった方向に進むことによる地下埋設構造物の埋設工事の長期化を防止することができるとともに、フロントメッセルにより水道管等が破壊されず地下埋設構造物の埋設工事の安全性を確保できるメッセルシールド装置およびそれを用いたオープンピット工法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置であって、フロントフレームの左右両側にそれぞれ上下方向に複数個設けられたフロントメッセルと、複数個設けられたフロントメッセルのそれぞれに対応して設けられ、フロントメッセルを前後方向に移動させる圧入ジャッキと、フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、フロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力をフロントメッセルの個々に測定する押圧力測定手段と、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させることより進行方向の曲がりを防止することができるものである。

【0008】

本発明によれば、フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、押圧力測定手段によりフロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力が測定され、その押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるので、フロントメッセルの先方方向に大きな岩等が存在していても、その大きな岩等に衝突することによるメッセルシールド装置の進行方向の曲がりを防止することができるとともに、フロントメッセルの先方方向に水道管やガス管が存在していても、その水道管やガス管を破壊することをなく安全性を高めることができる。

【0009】

本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、上方または下方から順次前方方向に移動させることを特徴とするものである。

【0010】

本発明によれば、フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、上方または下方から順次前方方向に移動させるので、フロントメッセルが岩や水道管やガス管などに衝突した場合に、衝突したフロントメッセルを調べることにより、衝突した岩や水道管やガス管などの高さ位置を正確に知ることができる。

【0011】

本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに発光する異常発光ランプを、更に有することを特徴とするものである。

【0012】

本発明によれば、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに発光する異常発光ランプを有しているので、異常発光ランプが発光することにより、フロントメッセルが岩や水道管やガス管などに衝突したことを知らせることができる。

【0013】

本発明のうち第４の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに音を発する異常ブザーを、更に有することを特徴とするものである。

【0014】

本発明によれば、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに音を発する異常ブザーを有しているので、異常ブザーが音を発することにより、フロントメッセルが岩や水道管やガス管などに衝突したことを知らせることができる。

【0015】

本発明のうち第５の態様に係るものは、第２の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段は、フロントメッセルを前方方向へ押圧する油圧力が測定されることを特徴とするものである。

【0016】

本発明のうち第６の態様に係るものは、第５の態様に係るメッセルシールド装置であって、テールフレームの左右両側にフロントメッセルとそれぞれ同一高さで上下方向に複数個設けられたテールメッセルを、更に有することを特徴とするものである。

【0017】

本発明のうち第７の態様に係るものは、第６の態様に係るメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法であって、フロントメッセルが上方または下方から順次前方方向に移動されることにより、該フロントメッセルが前方の地山に順次貫入されるフロントメッセル地山貫入工程と、フロントメッセル地山貫入工程の実行中に、フロントメッセルが押圧される油圧力が測定されるフロントメッセル押圧力測定工程と、フロントメッセル押圧力測定工程により測定された油圧力が所定の油圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるフロントメッセル移動停止工程と、を有するものである。

【0018】

本発明によれば、フロントメッセル押圧力測定工程により測定された油圧力が所定の油圧力以上の場合に、フロントメッセル移動停止工程によりフロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるので、フロントメッセルの先方方向に大きな岩等が存在していても、その大きな岩等に衝突することによるメッセルシールド装置の進行方向の曲がりを防止することができるとともに、フロントメッセルの先方方向に水道管やガス管が存在していても、その水道管やガス管を破壊することをなく安全性を高めることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、メッセルシールド装置が計画と異なった方向に進むことによる地下埋設構造物の埋設工事の長期化を防止することができるとともに、フロントメッセルにより水道管等が破壊されず地下埋設構造物の埋設工事の安全性を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置の施工状況を示す概略図である。

【図2】同メッセルシールド装置の斜視図である。

【図3】同メッセルシールド装置の平面図である。

【図4】（ａ）同メッセルシールド装置の前面図である。（ｂ）同メッセルシールド装置の後面図である。

【図5】図４（ａ）のＢ－Ｂ断面図ある。

【図6】本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置のシステム構成図である。

【図7】同メッセルシールド装置を用いたオープンピット工法のフローチャートである。

【図8】同オープンピット工法のメッセルシールド装置前方移動工程のフローチャートである。

【図9】本発明の第２実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法のメッセルシールド装置前方移動工程のフローチャートである。

【図10】従来のメッセルシールド装置の平面図である。

【図11】図１０のＡ－Ａ図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置について、図面を参照にしながら説明する。ここで、図１は本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置の施工状況を示す概略図である。なお、本実施形態では、地下埋設構造物としてボックスカルバート２を布設する場合について説明するが、地下埋設構造物はボックスカルバート２に限定されず、他の地下埋設構造物であってもよい。ここで、ボックスカルバート２は、道路下に埋設され、下水道や雨水排水管などに使用される構造物である。

【0022】

図１に示すように、地盤が掘削され、その掘削された地盤の底面が固められ、その固められた地盤上に、自走機能を持つメッセルシールド装置１を用いて、ボックスカルバート２などの地下埋設構造物を布設される。そして、ボックスカルバート２が布設された後は、その掘削された地盤を埋めてもとの状態に戻される。

【0023】

次に、本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置について、図２～図５を参照にしながら説明する。ここで、図２は本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置の斜視図であり、図３は同メッセルシールド装置の平面図であり、図４（ａ）は同メッセルシールド装置の前面図であり、図４（ｂ）は同メッセルシールド装置の後面図であり、図５は図４（ａ）のＢ－Ｂ断面図である。

【0024】

メッセルシールド装置１は、フロントフレーム１０とテールフレーム２０との間に中間ジャッキ３０が連結され、ボックスカルバート２を埋設するものである（図５参照）。このフロントフレーム１０は、縦柱材１１と横補強材１２とから一体構成された左右の枠体の間に切梁１３が配設されている（図３、図５参照）。また、テールフレーム２０の前方に延設された水平梁２１は、フロントフレーム１０の後方に延設された支持梁１４に載置され、テールフレーム２０が沈降するのを抑止する構成になっている。フロントフレーム１０とテールフレーム２０の両側には、フロントメッセル４０とテールメッセル４１が摺動自在に配列され、フロントメッセル４０とテールメッセル４１の間はピンで連結されている。このフロントメッセル４０は、フロントフレーム１０の左右両側にそれぞれ上下方向に４個設けられている。具体的には、左右両側に設けられたフロントメッセル４０は、左右の上下方向の高さが同じで、上下方向に４個設けられている。また、テールメッセル４１についても、テールフレーム２０の左右両側に４個のフロントメッセル４０とそれぞれ同一高さで上下方向に４個設けられている。なお、本実施形態では、フロントメッセル４０（テールメッセル４１も同様）を左右それぞれに上下方向に４個設けたが、これに限らず、左右それぞれに上下方向に３個～６個（好ましくは、４個～５個）などの複数個設けるようにしてもよい。

【0025】

フロントフレーム１０とそれぞれのフロントメッセル４０間は圧入ジャッキ１５で連結されている（図５参照）。この圧入ジャッキ１５は、左右それぞれに４個設けられたフロントメッセル４０のそれぞれに対応して設けられ、フロントメッセル４０を前後方向に移動させることができる。具体的には、この左右の圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）には、油圧ポンプ３１（３１ａ、３１ｂ）により送油され、左右の圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）がそれぞれ操作されることにより、左右のフロントメッセル４０を前後方向に移動させることができる（図６参照）。この油圧ポンプ３１（３１ａ、３１ｂ）は、モータ３４（３４ａ、３４ｂ）により作動される。ここで、図６では、右側に「ａ」を付し、左側に「ｂ」を付して、区別して表示させている。また、圧入ジャッキ１５には、通常時において、油圧ポンプ３１から１５ＭＰａの油圧力で送油されている。このように、圧入ジャッキ１５は、通常時において、フロントメッセル４０を１５ＭＰａの油圧力で押圧している。また、左右の油圧ポンプ３１（３１ａ、３１ｂ）と圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）の間には、手動切換弁３２（３２ａ、３２ｂ）が設けられ、作業者により手動切換弁３２が操作されることにより、圧入ジャッキ１５の押引（押付または引込）の切り替えが可能となる。すなわち、圧入ジャッキ１５が押し付けられる方向に手動切換弁３２が操作されることにより、フロントフレーム１０が前方方向に押し付けられる。また、圧入ジャッキ１５が引き込まれる方向に手動切換弁３２が操作されることにより、フロントフレーム１０が後方方向に引き込まれる。この圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）および手動切換弁３２の操作は、後述する制御ユニット１８（制御手段）の上部に設置された操作板（図示略）により行われる。また、左右のそれぞれの圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）と油圧ポンプ３１（３１ａ、３１ｂ）の間には、圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）に送られる油圧力を測定する油圧センサー３３（押圧力測定手段）が備えられている。このように、油圧センサー３３は、圧入ジャッキ１５に送られる油圧力を測定することにより、フロントメッセル４０を前方方向に押圧する押圧力をそれぞれのフロントメッセル４０について測定することができる。なお、本実施形態では、油圧センサー３３により、フロントメッセル４０が前方方向に押圧する押圧力を測定したが、これに限らず、油圧センサー以外の押圧力測定手段を用いて、フロントメッセル４０を前方方向に押圧する押圧力を測定してもよい。また、本実施形態では、圧入ジャッキ１５をフロントメッセル４０に対応して４個設けたが、これに限らず、フロントメッセル４０が４個以外の複数個設けられる場合は、圧入ジャッキ１５もフロントメッセル４０と同数の複数個設けられる。ここで、図６は、本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置のシステム構成図である。

【0026】

フロントフレーム１０の底部には、ボトムジャッキ１６を介してボトムメッセル１７が摺動自在に配されている（図５参照）。さらに、テールフレーム２０の底部には、そり体２２が配されている。ここで、ボトムジャッキ１６（１６ａ、１６ｂ）も油圧ポンプ（３１ａ、３１ｂ）により送油され、作業者により手動切換弁３２（３２ａ、３２ｂ）が操作されることにより、ボトムジャッキ１６（１６ａ、１６ｂ）の押引（押付または引込）の切り替えが可能となる。

【0027】

圧入ジャッキ１５が操作されることによりフロントメッセル４０が開削方向へ掘進され、ボトムジャッキ１６が操作されることによりボトムメッセル１７が開削方向へ掘進され、中間ジャッキ３０の収縮によりテールフレーム２０がフロントフレーム１０方向に引き寄せられる。また、フロントメッセル４０が前方方向に移動することにより、フロントメッセル４０とピンで結合されたテールメッセル４１も前方方向に移動される。

【0028】

圧入ジャッキ１５、ボトムジャッキ１６、および中間ジャッキ３０などの制御は、フロントフレーム１０上部に搭載された制御ユニット１８（制御手段）により行われる。

【0029】

テールフレーム２０は、縦柱材２３と横補強材２４とから一体構成された枠体２５にテールメッセル４１が支持され、枠体２５の前方には平面コ字形の切梁２６が横補強材２４に合わせて多段構成として配され、切梁２６と横補強材２４の接合部には補強材２８が設けられている（図３、図５参照）。対向する枠体２５の間にはボックスカルバート２を吊り込むための吊込空間２７が形成されている（図３参照）。この吊込空間２７は空間の上方および後方が開放されている。

【0030】

次に、メッセルシールド装置１の動作作用について説明する。

【0031】

メッセルシールド装置のフロントメッセル４０の始動時には、油圧ポンプ３１から送られてきた１５ＭＰａの油圧力で圧入ジャッキ１５が駆動され、その圧入ジャッキ１５によりフロントメッセル４０が前方方向に移動される。具体的には、メッセルシールド装置１を前方方向に真っすぐ移動させる場合は、左右それぞれ上下方向に４個設けられたフロントフレーム４１の左右上端のフロントメッセル４０から左右の同一高さのフロントメッセル４０が同時に駆動され、地山を貫入しながら前方方向に左右同一長さ移動させる。そして、フロントフレーム１０が前方方向に移動駆動されているときには、左右の油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により、フロントメッセル４０を駆動させる圧入ジャッキ１５に送られる油圧ポンプ３１からの油圧力が測定される。この油圧センサー３３により測定された油圧ポンプ３１から送られる油圧力は、圧入ジャッキ１５によりフロントメッセル４０を前方方向へ押圧する押圧力となる。なお、本実施形態では、メッセルシールド装置１を前方方向に真っすぐ移動させたが、これに限らず、メッセルシールド装置１を右方向または左方向に曲がるように移動させてもよい。この場合は、フロントフレーム４１の左右上端のフロントフレーム４１から左右の同一高さのフロントメッセル４０が駆動され、そして、左右のフロントメッセル４０は前方方向に異なる長さ移動することとなる。また、本実施形態では、左右上端のフロントメッセル４０から駆動させたが、これに限らず、左右下端のフロントメッセル４０から左右の同一高さのフロントメッセル４０を駆動させるようにしてもよい。

【0032】

メッセルシールド装置１の最上段から２段目のフロントメッセル４０の先方方向に岩が存在する場合に、最上段から２段目のフロントメッセル４０の前方方向に移動させると、その最上段から２段目のフロントメッセル４０が前方方向に移動され、そして、最上段から２段目のフロントメッセル４０が岩と衝突することになる。このように、フロントメッセル４０が岩と衝突すると、油圧センサー３３により測定される油圧ポンプ３１から送られる油圧力が増大することになる。すなわち、フロントメッセル４０は岩が存在するために前方方向に移動させることができず、そのフロントメッセル４０が強く押圧することになるので、そのフロントメッセル４０に駆動力を与える圧入ジャッキ１５に油圧ポンプ３１から送られる油圧力が増大することになる。そして、油圧ポンプ３１から圧入ジャッキ１５に送られた油圧力が１８ＭＰａ以上であると油圧センサー３３により測定されると、その信号が油圧センサー１５から制御ユニット１８（制御手段）に送信され、制御ユニット１８（制御手段）によりフロントメッセル４０の前方方向の移動駆動が停止される。これにより、油圧ポンプ３１から圧入ジャッキ１５に送油されなくなり、フロントメッセル４０が前方方向に移動しなくなる。そして、油圧センサー３３により測定された油圧力が１８ＭＰａ以上になったときには、制御ユニット１８（制御手段）の上部に設置された異常発光ランプ（図示略）が発光するとともに、異常ブザー（図示略）により音が発せられる。これにより、フロントメッセル４０が岩などに衝突したことを作業者に知らせることができる。なお、本実施形態では、油圧ポンプ３１から圧入ジャッキ１５に送られた油圧力が１８ＭＰａ以上であると油圧センサー３３により測定された場合に、フロントメッセル４０の前方方向の移動駆動が停止されるようにしたが、これに限らず、圧力ポンプ１５ａから圧入ジャッキ１５に送られた油圧力が所定の押圧力以上であると油圧センサー３３により測定された場合に、フロントメッセル４０の前方方向の移動駆動を停止させるようにしてもよい。また、本実施形態では、異常発光ランプ（図示略）および異常ブザー（図示略）を制御ユニット１８（制御手段）の上部に設置されたが、これに限らず、メッセルシールド装置１の前方または後方の４つのいずれかの角部など目立つところに設置してもよい。

【0033】

次に、本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法の施工手順について図７を用いて説明する。図７は本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法のフローチャートである。

【0034】

まずＳ１において、掘削工程が実施される。この掘削工程では、これからボックスカルバ―ト２（地下埋設構造物）が埋設されるための穴をバックフォーを用いて掘削され、そして、その掘削された地盤の底面が固められ、その固められた地盤上まで、自走機能を持つメッセルシールド装置１を移動させる。そして、Ｓ２に進む。

【0035】

Ｓ２において、メッセルシールド装置前方移動工程が実施される。このメッセルシールド装置前方移動工程では、メッセルシールド装置が前方方向に移動される。具体的には、次のＳ２１～Ｓ２８の各工程が実施される（図８参照）ここで、図８は、本発明の第１実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法のメッセルシールド装置前方移動工程のフローチャートである。

【0036】

Ｓ２１において、フロントメッセル地山貫入工程が実施される。このフロントメッセル地山貫入工程では、圧入ジャッキ１５が操作されることにより、フロントメッセル４０が上方から順次前方方向に移動され、フロントメッセル４０が前方の地山に順次貫入される。具体的には、上下４段からなるフロントメッセル４０の上方から左右同時に順次、１段目→２段目→３段目→４段目とそれぞれ左右のフロントメッセル４０が上方から順次前方方向に移動される。ここで、フロントメッセル４０が前方方向に移動することにより、フロントメッセル４０とピンで結合されたテールメッセル４１も前方方向に移動される。なお、本実施形態では、フロントメッセル４０が上方から順次前方方向に移動されたが、これに限らず、フロントメッセル４０を下方から順次前方方向に移動させてもよい。そして、Ｓ２２に進む。

【0037】

Ｓ２２において、フロントメッセル押圧力測定工程が実施される。このフロントメッセル押圧力測定工程では、フロントメッセル前方移動工程の実施中に、フロントメッセル４０が押圧される油圧力が測定される。具体的には、油圧ポンプ３１（３１ａ、３１ｂ）から圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）にそれぞれ送油される油圧力が油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により測定される。ここで、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）は、左右の圧入ジャッキ１５（１５ａ、１５ｂ）にそれぞれ送油される油圧力が左右の個別に測定される。そして、Ｓ２３に進む。

【0038】

Ｓ２３において、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により検出された油圧力が１８ＭＰａ以上かが判断される。そして、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により検出された油圧力が１８ＭＰａ以上でないと判断された場合はＳ２６に進み、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により検出された油圧力が１８ＭＰａ以上と判断された場合はＳ２４に進む。この油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）の油圧力が１８ＭＰａ以上になった場合というのは、左右の少なくとも１つの油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）の油圧力が１８ＭＰａ以上になった場合のことである。なお、本実施形態では、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により検出された油圧力が１８ＭＰａ以上と判断したが、これに限らず、上述したように、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）により検出された油圧力が所定の油圧力以上と判断してもよい。本実施形態では、以下において、２段目のフロントメッセル４０が岩に衝突することにより、油圧センサー３３の油圧力が１８ＭＰａ以上になった場合について説明する。

【0039】

Ｓ２４において、フロントメッセル移動停止工程が実施される。このフロントメッセル移動停止工程では、油圧センサー３３（３３ａ、３３ｂ）の油圧力が１８ＭＰａ以上になった場合に、前方方向に移動駆動されているフロントメッセル４０の前方方向の移動駆動を停止させる。具体的には、前方方向に移動駆動されている２段目のフロントメッセル４０の移動駆動が停止される。このように、その岩に衝突して２段目のフロントメッセル４０が先方方向に移動できない場合には、岩に衝突していない他の２段目のフロントメッセル４０が先方方向に移動することにより、メッセルシールド装置１が計画と異なった方向に移動することになるが、上記のように、前方方向に移動駆動されている２段目のフロントメッセル４０の移動駆動が停止されるので、その岩に衝突することによるメッセルシールド装置１の進行方向の曲がりを防止することができる。なお、本実施形態では、岩に衝突した２段目の左右のフロントメッセル４０の移動駆動が停止されるとしたが、２段目のフロントメッセル４０の移動駆動が停止された後に、前方方向に移動駆動されているフロントメッセル４０をすべて後方に移動させてもよい。そして、Ｓ２５に進む。

【0040】

Ｓ２５において、岩破壊工程が実施される。この岩破壊工程では、フロントメッセル４０が衝突した岩が破壊される。このように、フロントメッセル４０が衝突した岩が破壊されることにより、メッセルシールド装置１の前方方向の移動の障害がなくなり、メッセルシールド装置１を前方方向の計画通りの方向に移動させることができる。なお、岩破壊工程が完了すると、フロントメッセル地山貫入工程（Ｓ２１）が再開されるが、図８では図示を省略している。そして、Ｓ２６に進む。

【0041】

Ｓ２６において、フロントメッセル前方移動工程が完了したかが判断される。このフロントメッセル前方移動工程が完了したかは、上下４段のすべてのフロントメッセル４０が前方方向に移動することにより完了と判断される。そして、Ｓ２６において、「Ｎｏ」と判断された場合は、「ＹｅＳ」と判断されるまでＳ２１→Ｓ２２→・・→Ｓ２６の処理が行われ、「Ｙｅｓ」と判断された場合は、Ｓ２７に進む。

【0042】

Ｓ２７において、ボトムメッセル地山貫入工程が実施される。このボトムメッセル地山貫入工程では、ボトムジャッキ１６が操作されることにより、ボトムメッセル１７が左右から順次前方方向に移動され、ボトムメッセル１７が前方の地山に順次貫入される。具体的には、左右３個からなるボトムメッセル１７の左右両端から左右同時に順次、左右両端１個目→２個目→３個目とそれぞれ左右のボトムメッセル１７が左右両端から順次前方方向に移動される。そして、Ｓ２８にすすむ。

【0043】

Ｓ２８において、中間ジャッキ収縮工程が実施される。この中間ジャッキ収縮工程では、フロントフレーム１０とテールフレーム２０の間の中間ジャッキ３０が収縮されることにより、テールフレーム２０がフロントフレーム１０方向に引き寄せられる。これにより、メッセルシールド装置前方移動工程が終了する。そして、Ｓ３に進む。

【0044】

Ｓ３において、ボックスカルバート設置工程が実施される。このボックスカルバート設置工程では、ボックスカルバート２が設置される。具体的には、クレーン５１にボックスカルバート２が吊り下げられ、ボックスカルバート２が設置される（図１参照）。また、既にボックスカルバート２が設置される場合は、既に設置されているボックスカルバート２の端部と係合結合させて、ボックスカルバート２が設置される。そして、Ｓ４に進む。

【0045】

Ｓ４において、すべてのボックスカルバート２が設置されたかが判断される。そして、Ｓ４において、「Ｎｏ」と判断された場合は、Ｓ５に進み、「ＹｅＳ」と判断されるまでＳ５→Ｓ２→Ｓ３→Ｓ４の処理が行われ、「ＹｅＳ」と判断された場合は、Ｓ６に進む。

【0046】

Ｓ５において、前方掘削工程が実施される。この前方掘削工程では、ボックスカルバ―ト２（地下埋設構造物）の前方をバックフォーを用いて掘削される。そして、Ｓ２に進む。なお、本実施形態では、前方掘削工程（Ｓ５）がメッセルシールド装置前方移動工程（Ｓ２）と別々に実施されるように説明したが、これに限らず、メッセルシールド装置前方移動工程が実施されながら、前方掘削工程を実施してもよい。

【0047】

Ｓ６において、地盤埋設工程が実施される。この地盤埋設工程では、ボックスカルバート２の上部から周辺に土が流し込まれるとともに、その掘削された地盤を埋めてもとの状態に戻される。これにより、オープンピット工法は終了する。

【0048】

以上説明したように、フロントメッセル押圧力測定工程（Ｓ２２）により測定された油圧力が１８ＭＰ以上の場合に、フロントメッセル移動停止工程（Ｓ２４）によりフロントメッセル４０の前方方向の移動駆動を停止させるので、フロントメッセル４０の先方方向に大きな岩が存在していても、その大きな岩に衝突することによるメッセルシールド装置の進行方向の曲がりを防止することができるとともに、フロントメッセル４０が衝突した岩が破壊されることにより、メッセルシールド装置１を前方方向の計画通りの方向に移動させることができる。

【0049】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態におけるメッセルシールド装置について、図面を省略して説明する。ここで、本発明の第１実施形態のメッセルシールド装置１では、フロントメッセル４０の高さ毎にフロントフレーム１０とテールフレーム２０を分割できない構造であったが、第２実施形態のメッセルシールド装置（図示略）では、フロントメッセル４０の高さ毎にフロントフレーム１０とテールフレーム２０を分割できる構造にしたところが異なる。以下においては、第１実施形態の同様の内容については省略して説明する。

【0050】

左右両側に設けられたフロントメッセルは、左右の上下方向の高さが同じで、上下方向に４個設けられている。そして、フロントフレームとテールフレームは、それぞれのフロントメッセルの高さの位置で分割でき、その分割されたところはボルトで結合されている。そして、そのボルトを外すことによりそれぞれのフロントメッセルの高さの位置でフロントフレームとテールフレームを分割することができる。具体的には、最上段から２段目のフロントメッセルの高さで分割する際は、最上段から２段目のフロントメッセル下部の第２段のフロントフレームと第３段のフロントフレームおよび第２段のテールフレームと第３段のテールフレームの接合部分の結合ボルトが外されることにより、最上段から２段目のフロントメッセルの高さ以上のフロントメッセルおよびフロントフレームとともに、テールメッセルおよびテールフレームが取り外すことができる。そして、最上段から２段目のフロントメッセルの高さ以上のフロントメッセルおよびフロントフレーム、テールメッセルおよびテールフレームが取り外された後に、最上段のフロントフレームの上部に搭載されていた制御ユニット１８（制御手段）などが三段目のフロントフレームの上部に載置される。すなわち、各段のフロントフレームの上部には、平面形状の床板が設置され、その床板の上部に制御ユニット１８（制御手段）など載置される。

【0051】

次に、本発明の第２実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法の施工手順について図９を用いて説明する。図９は、本発明の第２実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法のメッセルシールド装置前方移動工程のフローチャートである。なお、本発明の第２実施形態におけるメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法は、第１実施形態におけるオープンピット工法では「岩破壊工程（Ｓ２５）」を実施したところを、「メッセルシールド装置上部取外工程（Ｓ３５）」にしたところが異なる。その他については、第１実施形態と同様であるので、説明は省略する。本実施形態では、最上段から２段目のフロントメッセルが水道管に衝突することにより、油圧センサーの油圧力が１８ＭＰａ以上になった場合について説明する。

【0052】

Ｓ３５において、メッセルシールド装置上部取外工程が実施される。このメッセルシールド装置上部取外工程では、フロントメッセル移動停止工程（Ｓ２４）によりフロントメッセルが停止された後に、その停止された２段目のフロントメッセルの高さ以上のフロントメッセルおよびフロントフレームとともに、テールメッセルおよびテールフレームが取り外される。なお、本実施形態では、第１実施形態同様、油圧ポンプ３１から圧入ジャッキ１５に送られた油圧力が１８ＭＰａ以上であると油圧センサー３３により測定された場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動が停止されるようにしたが、これに限らず、圧力ポンプ１５ａから圧入ジャッキ１５に送られた油圧力が所定の押圧力以上であると油圧センサー３３により測定された場合に、フロントメッセル４０の前方方向の移動駆動を停止させるようにしてもよい。

【0053】

このように、フロントメッセルが水道管またはガス管に衝突することにより、フロントメッセルの押圧力が１．８ＭＰａ以上になった場合に、その水道管またはガス管に衝突したフロントメッセルの高さ以上のフロントメッセルおよびフロントフレームとともに、テールメッセルおよびテールフレームが取り外されるので、水道管やガス管に衝突したフロントメッセルより下部のメッセルシールド装置を水道管やガス管の下部を前方方向に進行させることができ、地下埋設構造物の埋設工事を中断することなく、続行させることができる。

【0054】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

１ メッセルシールド装置
２ ボックスカルバート
１０ フロントフレーム
１１ 縦柱材
１２ 横補強材
１３ 切梁
１４ 支持梁
１５ 圧入ジャッキ
１６ ボトムジャッキ
１７ ボトムメッセル
１８ 制御ユニット
２０ テールフレーム
２１ 水平梁
２２ そり体
２３ 縦柱材
２４ 横補強材
２５ 枠体
２６ 切梁
２７ 吊込空間
２８ 補強材
３０ 中間ジャッキ
３１ 油圧ポンプ
３２ 手動切換弁
３３ 油圧センサー
４０ フロントメッセル
４１ テールメッセル
５１ クレーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2021-04-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置であって、
前記フロントフレームの左右両側にそれぞれ上下方向に複数個設けられたフロントメッセルと、
複数個設けられた前記フロントメッセルのそれぞれに対応して設けられ、該フロントメッセルを前後方向に移動させる圧入ジャッキと、
前記フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、前記フロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力を前記フロントメッセルの個々に測定する押圧力測定手段と、を有し、
前記フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、下方から順次前方方向に移動され、
前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、前記フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させることより進行方向の曲がりを防止することができるメッセルシールド装置。

【請求項2】

前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに発光する異常発光ランプを、更に有することを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項3】

前記押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに音を発する異常ブザーを、更に有することを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項4】

前記押圧力測定手段は、前記フロントメッセルを前方方向へ押圧する油圧力が測定されることを特徴とする請求項１記載のメッセルシールド装置。

【請求項5】

前記テールフレームの左右両側に前記フロントメッセルとそれぞれ同一高さで上下方向に複数個設けられたテールメッセルを、更に有することを特徴とする請求項４記載のメッセルシールド装置。

【請求項6】

前記フロントメッセルが下方から順次前方方向に移動されることにより、該フロントメッセルが前方の地山に順次貫入されるフロントメッセル地山貫入工程と、
該フロントメッセル地山貫入工程の実行中に、前記フロントメッセルが押圧される油圧力が測定されるフロントメッセル押圧力測定工程と、
該フロントメッセル押圧力測定工程により測定された油圧力が所定の油圧力以上の場合に、前記フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるフロントメッセル移動停止工程と、を有する請求項５記載のメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0007】

上記課題を解決し上記目的を達成するために、本発明のうち第１の態様に係るものは、フロントフレームとテールフレームとの間に中間ジャッキが連結され、ボックスカルバート等の地下埋設構造物を埋設するメッセルシールド装置であって、
前記フロントフレームの左右両側にそれぞれ上下方向に複数個設けられたフロントメッセルと、複数個設けられたフロントメッセルのそれぞれに対応して設けられ、フロントメッセルを前後方向に移動させる圧入ジャッキと、フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、フロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力をフロントメッセルの個々に測定する押圧力測定手段と、を有し、前記フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、下方から順次前方方向に移動され、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させることより進行方向の曲がりを防止することができるものである。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0008】

本発明によれば、フロントメッセルが地山を貫入しながら前方方向に移動される際に、押圧力測定手段によりフロントメッセルを前方方向へ押圧する押圧力が測定され、その押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるので、フロントメッセルの先方方向に大きな岩等が存在していても、その大きな岩等に衝突することによるメッセルシールド装置の進行方向の曲がりを防止することができるとともに、フロントメッセルの先方方向に水道管やガス管が存在していても、その水道管やガス管を破壊することをなく安全性を高めることができる。また、フロントメッセルは、左右同一高さで上下方向に複数個有し、下方から順次前方方向に移動させるので、フロントメッセルが岩や水道管やガス管などに衝突した場合に、衝突したフロントメッセルを調べることにより、衝突した岩や水道管やガス管などの高さ位置を正確に知ることができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0011】

本発明のうち第２の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに発光する異常発光ランプを、更に有することを特徴とするものである。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0013】

本発明のうち第３の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段により測定された押圧力が所定の押圧力以上になったときに音を発する異常ブザーを、更に有することを特徴とするものである。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

本発明のうち第４の態様に係るものは、第１の態様に係るメッセルシールド装置であって、押圧力測定手段は、フロントメッセルを前方方向へ押圧する油圧力が測定されることを特徴とするものである。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0016】

本発明のうち第５の態様に係るものは、第４の態様に係るメッセルシールド装置であって、テールフレームの左右両側にフロントメッセルとそれぞれ同一高さで上下方向に複数個設けられたテールメッセルを、更に有することを特徴とするものである。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0017】

本発明のうち第６の態様に係るものは、第５の態様に係るメッセルシールド装置を用いたオープンピット工法であって、フロントメッセルが下方から順次前方方向に移動されることにより、該フロントメッセルが前方の地山に順次貫入されるフロントメッセル地山貫入工程と、フロントメッセル地山貫入工程の実行中に、フロントメッセルが押圧される油圧力が測定されるフロントメッセル押圧力測定工程と、フロントメッセル押圧力測定工程により測定された油圧力が所定の油圧力以上の場合に、フロントメッセルの前方方向の移動駆動を停止させるフロントメッセル移動停止工程と、を有するものである。