(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】
(24)【登録日】2022-10-11
(45)【発行日】2022-10-19
(54)【発明の名称】箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法
(51)【国際特許分類】
E21D 9/04 20060101AFI20221012BHJP
E21D 9/06 20060101ALI20221012BHJP
【ＦＩ】
E21D9/04 F
E21D9/06 301L
E21D9/06 331
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021031625
(22)【出願日】2021-03-01
(65)【公開番号】P2022132901
(43)【公開日】2022-09-13
【審査請求日】2021-04-15
(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
(74)【代理人】
【識別番号】100186864
【弁理士】
【氏名又は名称】尾関 眞里子
(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】中村 智哉
【審査官】石川 信也
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１１５４９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２２３３９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１２１２２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０４８６０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０３３７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０２－２７２１９２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｄ ９／０４
Ｅ２１Ｄ ９／０６
Ｅ２１Ｄ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、先頭を上床面端が下床面端よりも張出すように開口面を傾斜させた刃口とした箱形ルーフにおいて、上床面に前記刃口よりも前方に突き出し可能なスライド板を載置し、このスライド板の可動ジャッキを箱形筒体内に設け、また、前記可動ジャッキの後方にロール鋼板の引き出し送給部を箱形筒体内に設け、該送給部から引き出すロール鋼板を箱形筒体の上に敷設することを特徴とした箱形ルーフ。
【請求項2】
スライド板は箱形筒体の左右側面上部に支持部を設け、この左右の支持部に側部が載置するような幅であり、箱形筒体の上床面よりも幅広である請求項１記載の箱形ルーフ。
【請求項3】
箱形筒体は、スライド板を載置した後方では、上床面上にフリクションカットプレートが載置され、引き出し可能なロール鋼板をその上に敷設する請求項１または請求項２記載の箱形ルーフ。
【請求項4】
スライド板とフリクションカットプレートとは同幅である請求項３に記載の箱形ルーフ。
【請求項5】
地下構造物として設置するコンクリート函体の推進の際の防護工として、設置する予定のコンクリート函体の外縁に合致するように、鋼管による略正方形断面の箱形筒体である箱形ルーフを配列し、この箱形ルーフはあらかじめ横断区間の全長である発進立坑と到達立坑間に押入れて貫通させ、その後方にコンクリート函体を据え付けて、箱形ルーフを押し出すと共にコンクリート函体を推進させ、箱形ルーフとコンクリート函体を置換設置する箱形ルーフ工法において、箱形ルーフは、上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、先頭を上床面端が下床面端よりも張出すように傾斜させた箱形ルーフにおいて、上床面に前方に突き出し可能なスライド板を載置し、このスライド板の可動ジャッキを箱形筒体内に設け、また、前記可動ジャッキの後方にロール鋼板の引き出し送給部を箱形筒体内に設け、該送給部からの引き出すロール鋼板を箱形筒体の上床面に載置するフリクションカットプレートの上に敷き出すもので、箱形ルーフを押し出す際に残置するフリクションカットプレートの上にロール鋼板を引き出し敷設することを特徴とした箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鉄道、道路などの下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進建設する際に上部交通に支障を与えることなく施工することができる防護工としての箱形ルーフおよびそれを用いた箱形ルーフ工法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
鉄道、道路等の下部地中に大幅員の地下構造物を横断方向に掘進させるには、上部交通を支承するための防護工が必要となり、かかる防護工として従来鋼管等を水平に並列させるパイプルーフを設けることなどが挙げられるが、地中に掘進させる地下構造物の防護工を別工事として施工することなく、地下構造物の掘進と同時に行うので安全かつ確実に、しかも安価に工事ができ、また土被りも浅く施工できるものとして、次のような箱形ルーフ工法が知られている。
【0003】
先に箱形ルーフ６について説明すると、円形鋼管によるパイプルーフに代わるものとしての仮設防護工用矩形鋼管であり、単位ピースを長さ方向に接続してボルト、ナットで締結することにより必要長を確保するものである。
【0004】
概要を示すと図１４、図１５に示すように、単位ピースとして矩形鋼管は上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、端部にボルト接合用の継手フランジ６ｃを形成し、この継手フランジ６ｃ同士をボルト・ナット１９で締結することにより１ピースずつ長さ方向に継ぎ足して埋設に必要な長を確保する。
【0005】
ボルト・ナット１９での締結は、箱形ルーフ６の端部隅角を外向き開放の箱抜き２０として、この部分において行なう。
【0006】
なお、側面に鉤状の構成部材が外向きに並ぶ雄型継手６ａと、内向きに並ぶ雌型継手６ｂを長手方向に連続して形成し、これで並列する箱形ルーフ６同士を係止することもできる。
【0007】
箱形ルーフ６は上面に鋼製平板からなるフリクションカットプレート７を載置している。このフリクションカットプレート７は箱形ルーフ６上に拘束せずに載置しただけのものであり、ただ、箱形ルーフ６とともに地中に挿入するため、先端のみを箱形ルーフ６の先頭に溶接等で仮止めする。
【0008】
また、フリクションカットプレート７は箱形ルーフ６が単位ピースを長さ方向に接続してボルト、ナットで締結することにより必要長を確保するのに応じて単位ピースを順次溶接で接続して伸長し、必要長を確保する。
【0009】
次に、このような箱形ルーフ６を用いた箱形ルーフ工法について説明すると、図１１にも示すように、まず、鉄道等上部交通１の脇に土留め鋼矢板２を打設して、発進坑３と到達坑４を築造し、該発進坑３内に圧入機５を設置してこれで箱形ルーフ６を到達坑４に向けて圧入させる。
【0010】
かかる箱形ルーフ６の箱形ルーフは単位筒体を１本ずつ圧入するものであり、端部をボルト、ナット１９で締結することにより１ピースずつ長さ方向に継ぎ足して必要長を埋設し、さらに継手６ａ，６ｂを介して横方向に連続させながら並列させる。
【0011】
箱形ルーフ６の並べ方は一文字型、門型、函型などで配設する地下構造物９に合わせて適宜選択される。
【0012】
次いで、図１２に示すように、発進坑３内に反力壁８、コンクリート函体による地下構造物９をセットし、反力壁８と地下構造物９との間には元押しの推進ジャッキ１０を設け、地下構造物９の先端に刃口１１を設けるとともに地下構造物９の先端と前記箱形ルーフ６との間に小ジャッキ１２を介在させる。
【0013】
図中１３は箱形ルーフ６の支持材、１４はフリクションカットプレート７の止め部材でこれらは発進坑３側に設け、一方、到達坑４側に受台１５を設ける。
【0014】
図１３に示すように、小ジャッキ１２を伸長して地下構造物９を反力としてフリクションカットプレート７を残しながら箱形ルーフ６を１本ずつ順次押し進め、一通り箱形ルーフ６が前進したならば、小ジャッキ１２を縮め、今度は推進ジャッキ１０を伸長して地下構造物９を掘進させる。図中１６は推進ジャッキ１０と地下構造物９間に介在させるストラットである。
【0015】
このようにして、箱形ルーフ６の前進と地下構造物９の前進とを交互に繰り返しながら、到達坑４に出た箱形ルーフ６は順次撤去する。
【0016】
そして、地下構造物９の先端が到達坑４に達したならば、刃口１１等を撤去し適宜裏込めグラウトを行って施工を完了する。
【0017】
箱形ルーフ６は管内で人力作業ができるように８００ｍｍを標準とし、切羽の掘削を人力で行う。
【0018】
箱形ルーフ６は図１６に示すように先頭を上床面端が下床面端よりも張出すように傾斜させた刃口管６eを有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
しかし、低土被りの現場においては摩擦により土砂が影響を受けやすく刃口管６eの刃口部において土砂の崩壊を生じやすい。
【0020】
また、低土被りの現場においては箱形ルーフ６の刃口部よりも後方においても、上載土砂がフリクションカットプレート７の摩擦による影響を受けやすい。
【0021】
このような上載土砂への影響は上部交通に支障を与えることにもなる。
【0022】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、低土被りの現場においても箱形ルーフの刃口部の崩壊を防止し、また、フリクションカットプレートの摩擦による影響を受けることがないようにすることができる箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0023】
前記目的を達成するため本発明は箱形ルーフとしては、第１に、上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、先頭を上床面端が下床面端よりも張出すように開口面を傾斜させた刃口とした箱形ルーフにおいて、上床面に前記刃口よりも前方に突き出し可能なスライド板を載置し、このスライド板の可動ジャッキを箱形筒体内に設け、また、前記可動ジャッキの後方にロール鋼板の引き出し送給部を箱形筒体内に設け、該送給部から引き出すロール鋼板を箱形筒体の上に敷設すること、第２に、スライド板は箱形筒体の左右側面上部に支持部を設け、この左右の支持部に側部が載置するような幅であり、箱形筒体の上床面よりも幅広であること、第３に、箱形筒体は、スライド板を載置した後方では、上床面上にフリクションカットプレートが載置され、引き出し可能なロール鋼板をその上に敷設すること、第４に、スライド板とフリクションカットプレートとは同幅であることを要旨とするものである。
【0024】
箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法としては、地下構造物として設置するコンクリート函体の推進の際の防護工として、設置する予定のコンクリート函体の外縁に合致するように、鋼管による略正方形断面の箱形筒体である箱形ルーフを配列し、この箱形ルーフはあらかじめ横断区間の全長である発進立坑と到達立坑間に押入れて貫通させ、その後方にコンクリート函体を据え付けて、箱形ルーフを押し出すと共にコンクリート函体を推進させ、箱形ルーフとコンクリート函体を置換設置する箱形ルーフ工法において、箱形ルーフは、上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、先頭を上床面端が下床面端よりも張出すように傾斜させた箱形ルーフにおいて、上床面に前方に突き出し可能なスライド板を載置し、このスライド板の可動ジャッキを箱形筒体内に設け、また、前記可動ジャッキの後方にロール鋼板の引き出し送給部を箱形筒体内に設け、該送給部からの引き出すロール鋼板を箱形筒体の上床面に載置するフリクションカットプレートの上に敷き出すもので、箱形ルーフを押し出す際に残置するフリクションカットプレートの上にロール鋼板を引き出し敷設することを要旨とするものである。
【0025】
請求項１記載の本発明によれば、箱形筒体内に設けた可動ジャッキによりスライド板を刃口よりも前方に突き出せば、このスライド板が地盤に食い込み、刃口部の土砂が崩落するのを防ぐ庇となる。また、送給部からロール鋼板を引き出しながら箱形ルーフを掘進させることで、箱形ルーフと地盤との摩擦を断ち切ることができ、その結果、上載土砂が箱形ルーフの摩擦による影響を受けることはなくなる。
【0026】
請求項２記載の本発明によれば、スライド板は箱形筒体の上床面よりも幅広であることにより、スライド板の庇効果はより十分に発揮できる。
【0027】
請求項３記載の本発明によれば、ロール鋼板を箱形筒体の上に敷設するのにフリクションカットプレートの上に特定するものであり、特に、フリクションカットプレートが箱形ルーフとともに前進する際に摩擦による上載土砂への影響をロール鋼板を介在させることで無くすことができる。
【0028】
請求項４記載の本発明によれば、スライド板とフリクションカットプレートとはこれらを同幅とすることで、箱形ルーフからの張出し分を同じくして安定した掘削推進を可能とすることができる。
【0029】
請求項５記載の本発明によれば、スライド板が地盤に食い込み、刃口部の土砂が崩落するのを防ぐ庇として低土被りの現場においても箱形ルーフの刃口部の崩壊を防止できるし、また、ロール鋼板を引き出しながら箱形ルーフを掘進させることで、箱形ルーフと地盤との摩擦を断ち切ることができ、その結果、上載土砂が箱形ルーフの摩擦による影響を受けることはなくなる。
【発明の効果】
【0030】
以上述べたように本発明の箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法は、低土被りの現場においても箱形ルーフの刃口部の崩壊を防止し、また、フリクションカットプレートの摩擦による影響を受けることがないようにすることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法の１実施形態を示す箱形ルーフ部分の縦断側面図である。
【図2】本発明の箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法の１実施形態を示す箱形ルーフ部分の横断平面図である。
【図3】本発明の箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法の１実施形態を示す箱形ルーフ部分の縦断正面図である。
【図4】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の第１工程を示す側面図である。
【図5】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の第２工程を示す側面図である。
【図6】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の第３工程を示す側面図である。
【図7】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の箱形ルーフ刃口部の第1工程を示す側面図である。
【図8】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の箱形ルーフ刃口部の第２工程を示す側面図である。
【図9】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の箱形ルーフ刃口部の第３工程を示す側面図である。
【図10】本発明の箱形ルーフを使用した箱形ルーフ工法の箱形ルーフ刃口部の第４工程を示す側面図である。
【図11】箱形ルーフ工法による地下構造物の構築方法の箱形ルーフ設置工程を示す側面図である。
【図12】箱形ルーフ工法による地下構造物の構築方法の前半工程を示す側面図である。
【図13】箱形ルーフ工法による地下構造物の構築方法の後半工程を示す側面図である。
【図14】箱形ルーフの斜視図である。
【図15】箱形ルーフの正面図である。
【図16】箱形ルーフ全体の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
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は本発明の箱形ルーフおよびそれを使用した箱形ルーフ工法の１実施形態を示す箱形ルーフ部分の縦断側面図、図２は同上横断平面図、図３は縦断正面図で、図中６は箱形ルーフを示す。
【0033】
箱形ルーフ６は先に述べたように、単位ピースとしての矩形鋼管は上床面、下床面、左右側面からなる鋼管による略正方形断面の箱形筒体で、端部にボルト接合用の継手フランジを形成し、この継手フランジ同士をボルト、ナットで締結することにより１ピースずつ長さ方向に継ぎ足して埋設に必要な長を確保するものである。
【0034】
箱形ルーフ６は断面形状が1,000×1,000（mm）もしくは800×800（mm）、長さ3,000（mm）、もしくは、長さ6,000（mm）で、側面の鉤状の構成部材である雄型継手と雌型継手はある場合と無い場合とがある。
【0035】
また、箱形ルーフ６は上面に鋼製平板からなるフリクションカットプレート７を載置している。（図４参照）このフリクションカットプレート７は箱形ルーフ６上に拘束せずに載置しただけのものであり、ただ、箱形ルーフ６とともに地中に挿入するため、先端のみを箱形ルーフ６に溶接等で仮止めする。
【0036】
さらに、箱形ルーフ６は先頭部を刃口を形成するものとして、図１５に示すように上床面端が下床面端よりも張出すように傾斜させた刃口管６eを有する。
【0037】
本発明は、箱形ルーフ６の上床面に前記刃口よりも前方に突き出し可能なスライド板１７を載置し、このスライド板１７の可動ジャッキ１８を箱形筒体内、刃口管６もしくはその後方の接続管（ジャッキ設置管）に設けた。
【0038】
スライド板１７は箱形筒体の左右側面上部にアングル材による支持部２１を設け、この左右の支持部２１に側部が載置するような幅とした。また、このスライド板１７の幅は前記フリクションカットプレート７の幅とは同幅である。
【0039】
図１３に示すように、フリクションカットプレート７の幅は箱形ルーフ６の幅より大きく、箱形ルーフ６の上床面より左右に張り出すものであり、隣り合う箱形ルーフ６上のフリクションカットプレート７はその端部が重なり合う。
【0040】
可動ジャッキ１８は棚に３０ｔジャッキをロッドの先端を逆向きになるように直列させてなり、一方のロッドの先端はスライド板１７に結合させてスリットを介して箱形ルーフ６内に出る押圧フランジ２２に当接させ、他の一方の先端は箱形ルーフ６内に設けた支圧フランジ２３に当接させる。
【0041】
また、箱形ルーフ６の箱形筒体内で前記スライド板１７の可動ジャッキ１８の後方にロール鋼板２４の引き出し送給部２５を設ける。
【0042】
送給部２５は巻取り器であり、ロール鋼板２４は亜鉛メッキ鋼板で、支軸に巻いた状態で送給部２５に収められる。また、この送給部２５を設ける箱形筒体は短尺な箱形ルーフによる薄板供給管２６として構成した。
【0043】
送給部２５の送り出し用開口には、ガイドローラ２７を設置する。
【0044】
次に使用法について説明するが、箱形ルーフ６を用いた箱形ルーフ工法については、前記図１１～図１３で説明した通りで、地下構造物として設置するコンクリート函体の推進の際の防護工として、設置する予定のコンクリート函体の外縁に合致するように、鋼管による略正方形断面の箱形筒体である箱形ルーフを配列し、この箱形ルーフはあらかじめ横断区間の全長である発進立坑と到達立坑間に押入れて貫通させ、その後方にコンクリート函体を据え付けて、箱形ルーフを押し出すと共にコンクリート函体を推進させ、箱形ルーフとコンクリート函体を置換設置する。
【0045】
箱形ルーフはあらかじめ横断区間の全長である発進立坑と到達立坑間に押入れて貫通させるため、箱形ルーフ６を掘進させるときには、図７の状態から図８の状態に示すように、可動ジャッキ１８のうち、後方のジャッキを伸長して、前方のジャッキとともに押圧フランジ２２を介してスライド板１７を前方に押し出す。
【0046】
これによりスライド板１７は１５０mmほど前方に突き出され、これにより庇となるので、刃口管６eの内部の人間は崩壊のおそれがなく、刃口面の土砂を掘削できる。
【0047】
掘削が終了したならば、図９に示すようにロッドを伸ばした後方のジャッキを縮め、図１０に示すように前方のジャッキのロッドを伸ばして後方のジャッキを支圧フランジ２３に押し、さらに、伸ばしたロッドを縮めればスライド板１７は１５０mmほど元に戻る。
【0048】
このようにしてスライド板１７を引っ込めたならば、掘削分だけ箱形ルーフ６を押し出すが、その際、送給部２５より引き出したロール鋼板２４をフリクションカットプレート７の上に敷設していけば、前方に移動するフリクションカットプレート７および箱形ルーフ６に対してロール鋼板２４は移動せず、フリクションカットプレート７の摩擦をロール鋼板２４が受け、上載土砂への影響を軽減できる。
【0049】
なお、ロール鋼板２４の一端は図４に示すように、推進ガイド鋼２８に固定し、そのままロール鋼板２４を引き出すようにすれば、安定してロール鋼板２４を引き出すことができる。
【符号の説明】
【0050】
１…上部交通 ２…土留め鋼矢板
３…発進坑 ４…到達坑
５…圧入機 ６…箱形ルーフ
６ａ、６ｂ…継手 ６ｃ…継手フランジ
６ｅ…刃口管 ７…フリクションカットプレート
８…反力壁 ９…地下構造物
１０…推進ジャッキ １１…刃口
１２…小ジャッキ １３…支持材
１４…止め部材 １５…受台
１６…ストラット １７…スライド板
１８…可動ジャッキ １９…ボルト・ナット
２０…箱抜き ２１…支持部
２２…押圧フランジ ２３…支圧フランジ
２４…ロール鋼板 ２５…送給部
２６…薄板供給管 ２７…ガイドローラ
２８…推進ガイド鋼
３…発進坑 ４…到達坑
５…圧入機 ６…箱形ルーフ
６ａ、６ｂ…継手 ６ｃ…継手フランジ
６ｅ…刃口管 ７…フリクションカットプレート
８…反力壁 ９…地下構造物
１０…推進ジャッキ １１…刃口
１２…小ジャッキ １３…支持材
１４…止め部材 １５…受台
１６…ストラット １７…スライド板
１８…可動ジャッキ １９…ボルト・ナット
２０…箱抜き ２１…支持部
２２…押圧フランジ ２３…支圧フランジ
２４…ロール鋼板 ２５…送給部
２６…薄板供給管 ２７…ガイドローラ
２８…推進ガイド鋼
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】