特許 7225356 オープンシールド工法用プレスバーおよびストラット

(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】2023-02-10

(45)【発行日】2023-02-20

(54)【発明の名称】オープンシールド工法用プレスバーおよびストラット

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20230213BHJP

【ＦＩ】

E21D9/06 331

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2021196574

(22)【出願日】2021-12-03

(62)【分割の表示】P 2020155340の分割

【原出願日】2020-09-16

(65)【公開番号】P2022049699

(43)【公開日】2022-03-29

【審査請求日】2022-01-27

(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】竹川 廣明

(72)【発明者】

【氏名】日浦 正一

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 直雅

(72)【発明者】

【氏名】加藤 武史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 元晶

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－３０２６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６３０７１４６（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開平０４－１９４２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第２８７８２６７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１９－１１２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２１５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４０４８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オープンシールド工法用プレスバーおよびストラットであって、前記ストラットおよびプレスバーにはいずれも四角柱の形状の部材を用い、特に前記プレスバーは、左右に配置した１対の前記四角柱の形状の部材同士の下部を横材によって連結することで全体を横コ字状または矩形に枠組んだものであり、下部横材を左右の四角柱の形状の部材の転倒防止として作用させ、このプレスバーにストラットを施工延長方向で、連結金具を設け連結可能なものとし、施工延長方向に一体構造となることが可能なものであることを特徴とするオープンシールド工法用プレスバーおよびストラット。

【請求項2】

ストラット同士も施工延長方向で、連結金具を設け相互に連結し、施工延長方向に一体構造となることが可能なものとする請求項1記載のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラット。

【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で用いるプレスバーおよびストラットに関するものである。

【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１５、図１６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（図示せず）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はフロント部１ａの前端に設けたスライド土留板、１１は本発明のプレスバー（押角）である。

【0008】

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１０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】

ところで、オープンシールド工法では図２０～図２２に示すように、プレスバー（押角）１１やストラット１２が使用される。

【0014】

プレスバー１１は、推進ジャッキ(シールドジャッキ)３のジャッキ推力をコンクリート函体に分散伝達させるための部材であり、また、裏込め注入材の漏れ防止としての役割がある。

【0015】

下記特許文献は裏込め注入材の漏れ防止を行うための一例を示すもので、プレスバー（押角）を矩形枠体を構成する上下の横材の途中に拡径ジャッキを介在させて横巾を拡径可能なものとした。

【文献】特開平４－３０２６１８号公報

【0016】

ストラット１２は、推進ジャッキ（シールドジャッキ）３のジャッキストローク不足分を補うために使用するものである。オープンシールド工法において、１函体の推進に対して、ジャッキストロークが足りない場合、ストラット材を設置し、ジャッキの伸長延長を補助する。

【0017】

ストラット１２はジャッキ断面のジャッキ配置に合わせて、函体両側壁部分に、四角柱の部材を必要本数ジャッキの推進に合わせ追加設置し、１函体の推進を行う。

【0018】

オープンシールド工法においては、函体発進立坑、シールド機からの函体内への人の進入路を確保する為、前記プレスバー１１、ストラット１２は四角柱の形状が基本であり、中間部に空間を確保し、函体両側壁延長方向位置に合わせて配置する。

【0019】

なお、基本四角柱の形状の部材は左右に配置され、場合によっては下部を横材で連結したコ字状の枠体、または上部および下部を横材で連結した矩形の枠体として構成される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0020】

推進する函体断面によってはプレスバー１１、ストラット１２は高さが高い形状となり、断面方向への転倒の危険がある。

【0021】

また、転倒防止として、ストラット１２を断面方向に拡幅した場合、函体内への進入路の阻害や、部材重量が重くなり、作業性が悪くなる。

【0022】

推進ジャッキ(シールドジャッキ)３にて推進している際は、コンクリート函体４とジャッキとでプレスバー１１、ストラット１２は挟み込まれている為、延長方向への転倒の可能性は低いが、ストラット１２を追加する為に、ジャッキを縮めた状態では、ジャッキ側にプレスバー１１、ストラット１２が転倒する危険がある。

【0023】

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、転倒防止を図ることができ、設置、撤去作業時の安全性が簡易的に確保可能であるオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0024】

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、オープンシールド工法用プレスバーおよびストラットであって、前記ストラットおよびプレスバーにはいずれも四角柱の形状の部材を用い、特に前記プレスバーは、左右に配置した１対の前記四角柱の形状の部材同士の下部を横材によって連結することで全体を横コ字状または矩形に枠組んだものであり、下部横材を左右の四角柱の形状の部材の転倒防止として作用させ、このプレスバーにストラットを施工延長方向で、連結金具を設け連結可能なものとし、施工延長方向に一体構造となることが可能なものであ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、プレスバーは下部の横材が施工断面内側への張り出部となり、四角柱の形状の部材の転倒防止を図ることができる。
また、ストラットは四角柱の形状の部材であってもこれをプレスバーと連結金具により連結することで転倒防止を図ることができる。

【0026】

請求項２記載の本発明は、ストラット同士も連結金具により、施工延長方向で連結可能なものとすることを要旨とするものである。

【0027】

請求項２記載の本発明によれば、ストラット同士も施工延長方向で連結することで、プレスバーに連結しないストラットもストラット同士が延長施工延長方向に一体構造となり転倒防止を行うことができる。

【発明の効果】

【0028】

以上述べたように本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットは、転倒防止を図ることができ、設置、撤去作業時の安全性が簡易的に確保可能であるものである。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の縦断側面図である。

【図2】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の横断平面図である。

【図3】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法のプレスバー部分の縦断正面図である。

【図4】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法のストラット部分の縦断正面図である。

【図5】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の第１例を示す縦断側面図である。

【図6】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の第１例を示す横断平面図である。

【図7】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の函体支圧部の縦断正面図である。

【図8】本発明のプレスバーおよびストラットを用いたオープンシールド工法の元押しジャッキ部の縦断正面図である。

【図9】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットの第１実施形態を示す側面図である。

【図10】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットの第２実施形態を示す側面図である。

【図11】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびはストラットの第２実施形態を示す平面図である。

【図12】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびはストラットの第３実施形態を示す側面図である。

【図13】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットの第３実施形態を示す正面図である。

【図14】本発明のオープンシールド工法用プレスバーおよびストラットの第４実施形態を示す平面図である。

【図15】オープンシールド工法の概要を示すオープンシールド機前進工程の側面図である。

【図16】オープンシールド工法の概要を示すコンクリート函吊り降ろし時の側面図である。

【図17】従来例を示すプレスバー・ストラットの平面図である。

【図18】従来例を示すプレスバーの正面図である。

【図19】従来例を示すストラットの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

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。先に本発明のプレスバーおよびはストラットの第１実施形態を説明すると、プレスバーおよびストラットとはともに同じ形状のものとする場合と、形状を異ならせる場合とがある。

【0031】

図９～図１５は本発明のプレスバーおよびストラットの実施形態を示すもので、ストラット１２は単一ピースは、Ｈ形鋼や鋼管等の鋼製の四角柱の形状の縦型の部材（四角柱１３）であり、左右の配置する1対のものとして構成され、複数のピースを並べて使用される。

【0032】

Ｈ形鋼を使用する場合は図６に示すように、フランジ間の開放面を鋼板で閉塞して、管状とした。

【0033】

一方、プレスバー１１は図１～図３に示すように、Ｈ形鋼や鋼管等の鋼製の四角柱の形状の縦型の部材であり、左右の配置する前記四角柱の１対のものとして構成され、その両者間を下部において横材１１ａにおいて連結して全体を横コ字状または矩形に枠組んだ。

【0034】

プレスバー１１はコンクリート函体４の上方に上部が出るような高さであり、横材１１ａで横コ字状に枠組んだ場合は、この横材１１ａが左右に配置した四角柱１３からの施工断面内側への張り出し１４となり、これで四角柱１３の転倒防止を図ることができる。

【0035】

本発明は、プレスバー１１およびストラット１２は四角柱１３の中央部に施工延長方向で相互に連結可能なものとして連結金具２３を設けた。

【0036】

図９の例では連結金具２３は鉤状リングの掛け金具２４ａと突起２４ｂとで構成し、四角柱１３を並べた状態で、掛け金具２４ａを突起２４ｂに掛けて双方を連結するものものとした。

【0037】

図１０、図１１の例では連結金具２３は、四角柱１３の中央側部に突設するピン挿通孔を有する連結片２５ａと連結片２５ｂと、これら連結片２５ａと連結片２５ｂを結合するピン２６で構成し、四角柱１３を並べた状態で連結片２５ａと連結片２５ｂを重ね合わせ、ピン２６を差し込んで固定するものとした。

【0038】

図１２～図１４の例では連結金具２３は突起とこの突起が嵌合する凹部で構成するものとし、四角柱１３の正面表側に突起２８を例えば、上、中、下の三段に突出させ、この突起２８が嵌入する凹部２９を四角柱１３の裏側に形成した。

【0039】

突起２８が隣接する四角柱１３の凹部２９に嵌入することで、四角柱１３同士は結合され、プレスバー１１およびストラット１２は四角柱１３の中央部に施工延長方向で相互に連結可能なものとなる。

【0040】

図示の例では、突起２８は円柱状としたが特に限定されるものでなく、四角、もしくは多角形でもよく、凹部２９はこれに見合う形状のものとなる。

【0041】

なお、ストラット１２においては四角柱１３は下部に施工断面内側への転倒防止部材として張り出し１４を設けてもよい。の施工断面内側とはオープンシールド工法においてはオープンシールド機による掘進方向の断面、もしくはコンクリート函体による地下構造物の施工延長方向の断面の内側方向を示す。

【0042】

前記張り出し１４は本実施形態の場合、横材による脚体であり、これをもって四角柱１３が自立できるものとする

【0043】

四角柱１３の高さにより、もしくは必要に応じて斜材による補強部材１５を配置し、張り出し１４に組み合わせてトラスとして形成した。なお、張り出し１４を形成する横材の幅は四角柱１３の幅とほぼ同一であり、斜材による補強部材１５の板厚は張り出し１４よりも小さいものでよい。

【0044】

張り出し１４の張出し長さは、四角柱１３を左右に配置した際に張り出し１４の先端同士の間に通行できるだけの離間距離が確保できるものとする。

【0045】

次に、使用法について説明する。オープンシールド工法の一般的概要については前記図１５、図１６で説明したのと同様なので説明を省略する。

【0046】

図１～図３に示すように、オープンシールド機１を前進させる前にプレスバー１１を推進ジャッキ３とコンクリート函体４の前端との間に吊降ろして、オープンシールド機１の内周に水密に当接するように配設する。図中２７はオープンシールド機１のスライド土留板６を駆動するスライドジャキである。

【0047】

推進ジャッキ３をプレスバー１１の四角柱１３に当て、これに押圧力をわずかに加えるようにすれば、プレスバー１１はその状態で固定される。

【0048】

プレスバー１１を配置後、コンクリート函体４の周囲隙間をグラウト材（図示せず）を充填するが、プレスバー１１によりこのグラウト材のオープンシールド機１前部への流出は阻止される。

【0049】

推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１をコンクリート函体４を反力に用いて前進させる。その後、プレスバー１１を上方に引き上げる

【0050】

ちなみに、前記プレスバー１１の設置工は、テール部１ｂ内に配置したコンクリート函体４の端面に接するように、垂直に設置する作業であり、また、撤去工はとは、推進完了後にテール部１ｂよりプレスバー１１を撤去し、地上に仮置きすることである。

【0051】

さらに、詳細に説明すると、設置工は下記の手順による。
i）吊り金具、ワイヤー等の用具の点検を行い、固定状況を確認する。
ii）プレスバー１１を１本ずつ吊り上げ、所定の位置に設置する。
iii）設置後は推進ジャッキ３によりプレスバー１１を押し当て転倒防止を行うが、プレスバー１１は横材１１ａにより左右に配置した四角柱１３の施工断面内側への転倒防止が図れている。

【0052】

また、撤去工は下記の手順による。
i）推進及びクリアランス埋戻しが完了したことを確認する。
ii）吊り金具、ワイヤー等の用具の点検を行い、固定状況を確認した上で推進ジャッキ３の圧力を抜き、プレスバー１１の撤去を行う。

【0053】

さらに、ストラット１２を使用する場合は、プレスバー１１の前にこのストラット１２を設置して、推進ジャッキ３をストラット１２に当て、これに押圧力をわずかに加えるようにすれば、プレスバー１１およびストラット１２はその状態で固定される。

【0054】

このストラット１２の吊下ろし配置においても、ストラット１２は張り出し１４により自立することができ、四角柱１３の施工断面内側への転倒防止が図れる。

【0055】

ストラット１２の使用によりストラット１２の厚み分だけ、推進ジャッキ３のストロークは短くてすむ。

【0056】

また、必要に応じてストラット１２の使用の数を増していく。

【0057】

プレスバー１１もしくはストラット１２とはともに同じ形状のものとした。

【0058】

本実施形態は、オープンシールド工法において推進工法を併用するもので、橋桁や大きな配管等の構造物の直下を横切るような場合には、それがある箇所では前記掘削機９や揚重機が配置できず、オープンシールド工法の施工が不可能となるので、オープンシールド機をコンクリート函体４の後方に元押しジャッキをセットし、コンクリート函体４とともにオープンシールド機１を押し出す。

【0059】

図示の施工例は、橋梁等の構造に脇に土留め鋼矢板１６で発進坑１７を形成し、ここに支圧壁１８を設けて、元押しジャッキ１９でコンクリート函体４を推進する推進工法を行うものである。

【0060】

図中２０は基礎コンクリートの上に敷きならべるＨ形鋼材による受台工、２１は発進坑１７の側部に設け、コンクリート函体４の進行を誘導するガイド鋼材を示す

【0061】

以上のようにジャッキを縮めた際の延長方向の転倒防止として、各ストラット１２やプレスバー１１を連結金具２３で連結することで、推進延長方向に長い一体構造のストラット部材となり、転倒防止の役割を果たすことができる。

【符号の説明】

【0062】

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 ４…コンクリート函体
５…底板 ６…スライド土留板
７…掘削機 ８…中折ジャッキ
９…裏込注入材 １０…揚重機
１１…プレスバー １１ａ…横材
１２…ストラット １３…四角柱
１４…張り出し １５…補強部材
１６…土留め鋼矢板 １７…発進坑
１８…支圧壁 １９…元押しジャッキ
２０…受台工 ２１…ガイド鋼材
２３…連結金具 ２４ａ…掛け金具
２４ｂ…突起 ２５ａ…連結片
２５ｂ…連結片 ２６…ピン
２７…スライドジャッキ ２８…突起
２９…凹部

【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】

【図17】

【図18】

【図19】