特許 7284306 地下構造物の構築法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-22

(45)【発行日】2023-05-30

(54)【発明の名称】地下構造物の構築法

(51)【国際特許分類】

   E21D 9/06 20060101AFI20230523BHJP

   E21D 9/04 20060101ALI20230523BHJP

【ＦＩ】

E21D9/06 311C

E21D9/04 F

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2022024567

(22)【出願日】2022-02-21

【審査請求日】2022-04-06

(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】丸田 新市

(72)【発明者】

【氏名】山下 康彦

(72)【発明者】

【氏名】舩越 宏治

【審査官】石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２３２５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０２０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０２０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２２９１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３５７０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－００４４７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ ９／０６

Ｅ２１Ｄ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面にフリクションカットプレートを配設した箱形ルーフを並列させて発進坑側から到達坑側へと地中に圧入し、フリクションカットプレートを地中に残置しながら箱形ルーフおよびコンクリート函体を順次推進させる地下構造物の構築法において、箱形ルーフの上側に設置するフリクションカットプレートを第１のフリクションカットプレートとしてその上に第２のフリクションカットプレートを重ね、第１、第２のフリクションカットプレートのそれぞれ先頭部同士を溶接等で固定して土中に推進して設置し、箱形ルーフ推進貫通後は、第１のフリクションカットプレートおよび第２のフリクションカットプレートの先頭部溶接等の固定を解除し、コンクリート函体後方にジャッキによる戻し装置を設け、この戻し装置を第１のフリクションカットプレート後端に接続して、コンクリート函体の推進にともない共引きされた第１のフリクションカットプレートの変位を計測して設定範囲を超えた場合に前記戻し装置で引き戻すことを特徴とした地下構造物の構築法。

【請求項2】

第２のフリクションカットプレートはその先端を到達坑に固定する請求項１記載の地下構造物の構築法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に、鉄道、道路等の下部地中の土被りの浅い位置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地下構造物の構築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、次のような工法が知られている。

【0003】

これは図８にも示すように、まず、鉄道等上部交通１の脇に土留鋼矢板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。

【0004】

箱形ルーフ６は図１０、図１１に示すように、鋼管による略正方形断面の箱形筒体であり、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、また上面に平板からなるフリクションカットプレート７を取付けている。

【0005】

かかる箱形ルーフ６は単位筒体を１本ずつ圧入するものであり、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。

【0006】

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６ｄとして、この部分において行なう。

【0007】

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コンクリート函体９に合わせて適宜選択される。

【0008】

次いで、発進坑３内に反力壁８、コンクリート函体９をセットし、反力壁８とコンクリート函体９との間には元押しジャッキ１０を設け、コンクリート函体９の先端に刃口１１を設けるとともにコンクリート函体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。

【0009】

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。

【0010】

小ジャッキ１２を伸長してコンクリート函体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、今度は元押しジャッキ１０を伸長してコンクリート函体９を掘進させる。図中１６は元押しジャッキ１０とコンクリート函体９間に介在させるストラットである。

【0011】

このようにして、箱形ルーフ６の前進とコンクリート函体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。

【0012】

そして、コンクリート函体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。

【0013】

下記特許文献は出願人がフリクションカットプレートを２重に重ねて使用することで箱形ルーフを使用せずにすむようすることで特許を取得したものである。

【文献】特許第６５１０４３２号公報

【0014】

この特許文献１は、推進しようとする函体の外形に対応するようにフリクションカットプレートを二重にして圧入または牽引により地中に下部、側部及び上部の四辺矩形配列に組み配置した後、外側のフリクションカットプレートを固定し、内側のフリクションカットプレートの端部は函体の前に配置した押角に重合させ、内側のフリクションカットプレートを押角とともに函体の推進に伴い函体前部でフリクションカットプレート内部の土砂とともに押し出す。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

前記フリクションカットプレート７は鋼板による帯状板体であり、箱形ルーフ６に載せてともに地盤に圧入するものである。

【0016】

前記のような函体推進施工または函体けん引施工（以下、函体推進法と言う）において、箱形ルーフとボックスカルバート（以下、函体と言う）を置き換えて地下構造物を構築する施工法では、函体周面に発生する摩擦抵抗による周辺地盤等への影響を遮断するため、薄鋼板であるフリクションカットプレート７を用いて周辺地盤や近接構造物への影響を抑制している。

【0017】

フリクションカットプレート７は、推進する箱形ルーフおよび函体の上面または、それらの周面において横断箇所の全長に配置する、前記施工法特有の鋼製部材である。

【0018】

フリクションカットプレート７は、箱形ルーフ６およびコンクリート函体９を推進する際、フリクションカットプレート７を固定しておくことで、フリクションカットプレート７の上面側または外周面側の、地盤の水平移動を抑制する効果が認められている。

【0019】

ただし、箱形ルーフ６およびコンクリート函体９を推進する際、その接触面において、摩擦抵抗力の発生に伴い、フリクションカットプレート７の部材の板厚や長さ、作用する力により、鋼製部材のひずみを要因とした、伸びが発生し、フリクションカットプレート７の効果を減少する事象があった。

【0020】

なお、前記特許文献１はフリクションカットプレートを二重にして用いるもののフリクションカットプレート７の効果を減少することを防止するものではない。

【0021】

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、上面にフリクションカットプレートを配設した箱形ルーフを並列させて発進坑側から到達坑側へと地中に圧入し、フリクションカットプレートを地中に残置しながら箱形ルーフおよびコンクリート函体を順次推進させる地下構造物の構築法において、フリクションカットプレートに伸びが発生しても、周辺地盤等への影響を抑制することができる地下構造物の構築法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0022】

前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、上面にフリクションカットプレートを配設した箱形ルーフを並列させて発進坑側から到達坑側へと地中に圧入し、フリクションカットプレートを地中に残置しながら箱形ルーフおよびコンクリート函体を順次推進させる地下構造物の構築法において、箱形ルーフの上側に設置するフリクションカットプレートを第１のフリクションカットプレートとしてその上に第２のフリクションカットプレートを重ね、第１、第２のフリクションカットプレートのそれぞれ先頭部同士を溶接等で固定して土中に推進して設置し、箱形ルーフ推進貫通後は、第１のフリクションカットプレートおよび第２のフリクションカットプレートの先頭部溶接等の固定を解除し、コンクリート函体後方にジャッキによる戻し装置を設け、この戻し装置を第１のフリクションカットプレート後端に接続して、コンクリート函体の推進にともない共引きされた第１のフリクションカットプレートの変位を計測して設定範囲を超えた場合に前記戻し装置で引き戻すことを要旨とするものである。

【0023】

請求項１記載の本発明によれば、第１のフリクションカットプレートの上に第２のフリクションカットプレートを重ねることで、箱形ルーフおよびコンクリート函体を推進する際に第１のフリクションカットプレートに伸びが発生しても、第２のフリクションカットプレートにはこのような伸びは発生せず、第２のフリクションカットプレートで周辺地盤等への影響を抑制することができる。

【0024】

また、第１のフリクションカットプレートは箱形ルーフおよびコンクリート函体で共引きされるが、この共引きされてのびるなどして前にずれる分は戻し装置により後端を後方へ引かれ修正される。

【0025】

請求項２の本発明は、第２のフリクションカットプレートはその先端を到達坑に固定することを要旨とするものである。

【0026】

請求項２の本発明によれば、第２のフリクションカットプレートはその先端を到達坑に固定することでより第１のフリクションカットプレートの変位の影響を受け難いものとすることができ、箱形ルーフおよびコンクリート函体の推進による周辺地盤等への影響を確実に抑制することができる。

【発明の効果】

【0027】

以上述べたように本発明の地下構造物の構築法は、上面にフリクションカットプレートを配設した箱形ルーフを並列させて発進坑側から到達坑側へと地中に圧入し、フリクションカットプレートを地中に残置しながら箱形ルーフおよびコンクリート函体を順次推進させる地下構造物の構築法において、フリクションカットプレートに伸びが発生しても、周辺地盤等への影響を抑制することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の地下構造物の構築法の第１実施形態を示す縦断側面図である。

【図2】本発明の地下構造物の構築法の第１実施形態を示す縦断正面図である。

【図3】本発明の地下構造物の構築法の第２実施形態を示す縦断側面図である。

【図4】本発明の地下構造物の構築法の第２実施形態を示す縦断正面図である。

【図5】本発明の地下構造物の構築法のフリクションカットプレート制御の工程を示す説明図である。

【図6】本発明の地下構造物の構築法のフリクションカットプレート制御のフローチャートである。

【図7】本発明の地下構造物の構築法のフリクションカットプレート制御の説明図である。

【図8】地下構造物の構築法の概要を示す前半工程の側面図である。

【図9】地下構造物の構築法の概要を示す後半工程の側面図である。

【図10】箱形ルーフの斜視図である。

【図11】箱形ルーフの正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

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は本発明の地下構造物の構築法の第１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上縦断正面図で、上面にフリクションカットプレートを配設した箱形ルーフ６を並列させて発進坑３側から到達坑４側へと地中に圧入し、フリクションカットプレートを地中に残置しながら箱形ルーフ６およびコンクリート函体９を順次推進させる地下構造物の構築法については前記図８、図９で説明した通りである。

【0030】

なお、箱形ルーフ６の推進については、前記のようにコンクリート函体９の先端と前記箱形ルーフ６との間に小ジャッキ１２を介在させて行うものでも、また、小ジャッキ１２を用いずにコンクリート函体９の推進で並べた箱形ルーフ６を全体として押し出すようにするものでもよい。

【0031】

また、図示の本実施形態はコンクリート函体９に対して門型に箱形ルーフ６を並べた場合である。

【0032】

本発明は、箱形ルーフ６の上側に設置するフリクションカットプレートを第１のフリクションカットプレート７aとしてその上に第２のフリクションカットプレート７ｂを重ね、第1、第２のフリクションカットプレート７a、７ｂのそれぞれ先頭部を溶接等で固定して土中に推進して設置する。

【0033】

なお、フリクションカットプレート７ａ、７ｂは平板鋼板からなるもので、箱形ルーフ６を１本ずつ圧入するが、端部に箱抜き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されて必要長を埋設する際に、先端以外は箱形ルーフ６の上面に重合わせるだけであり、箱形ルーフ６を１本ずつ順次接続していく時に、このフリクションカットプレート７ａ、７ｂも箱形ルーフ６の長さ分だけ溶接等でつないで長くしていく。

【0034】

また、第１、第２のフリクションカットプレート７ａ、７ｂのそれぞれ先頭部を箱形ルーフ６に固定する手段としては溶接以外にボルト・ナット止めも可能である。

【0035】

第１、第２のフリクションカットプレート７ａ、７ｂの間に潤滑剤を挿入してもよい。

【0036】

箱形ルーフ６の推進貫通後は、第１のフリクションカットプレート７aおよび第２のフリクションカットプレート７ｂの先頭部溶接等の固定を解除する。

【0037】

前記第２のフリクションカットプレート７ｂの先端は到達坑４に設けたストラット２２に溶接等で固定し、また、必要に応じて後端を発進坑３に固定する。なお、ストラット２２を設けずに、第２のフリクションカットプレート７ｂの先端を到達坑４の土留鋼矢板２（図８参照）に固定してもよい。

【0038】

コンクリート函体９の後方に引き戻しジャッキ２３による戻し装置を設け、この引き戻しジャッキ２３を引き戻し部材２４を介して第１のフリクションカットプレート７aの後端に連結した。

【0039】

第１のフリクションカットプレート７ａの先端は到達坑４側で固定せずにフリーとする。

【0040】

引き戻し部材２４にはＰＣ鋼棒によるタイロッドを利用でき、フリクションカットプレート７ａの後端には定着具を設け、この定着具とジャッキとを連結する。

【0041】

例えば引き戻しジャッキ２３にセンターホール式のジャッキやネジ式のジャッキを使用したり、タイロッドに代えてワイヤーやＰＣ鋼線等の紐部材を使用したりすることも可能である。

【0042】

このようにして、フリクションカットプレート７ａ、７ｂを残しながら、箱形ルーフ６およびコンクリート函体９を前進させるが、フリクションカットプレート７ａが箱形ルーフ６やコンクリート函体９の推進に共ない共引きされた場合は図５に示すように引き戻しジャッキ２３による制御を行う。引き戻しジャッキ２３の引き戻す量は油圧ジャッキを作動させる油圧ポンプのオイルの吐出量をコントロール（電気抵抗器による）して調整する。

【0043】

図７は制御設定範囲の説明図で、原点位置に対して、制御設定範囲は一次設定値および二次設定値を定める。

【0044】

図５（ａ）は箱形ルーフ６およびコンクリート函体９の推進前の状態を示し、引き戻しジャッキ２３は、常時は低圧力で常時引っ張り力を維持している。フリクションカットプレート７ｂは水平移動防止を施された状態である。

【0045】

箱形ルーフ６またはコンクリート函体９を推進した際に、フリクションカットプレート７ａが計測原点（ａ）の制御範囲を超えた場合、高圧力で瞬時に引き戻す。

【0046】

図５（ｂ）は箱形ルーフ６またはコンクリート函体９を１ストローク推進した状況で、引き戻しジャッキ２３は低圧力で作動している。摩擦抵抗（ａ）は発生するが、フリクションカットプレート７ａは変位していない状況を示す。

【0047】

図５（ｃ）はフリクションカットプレート７ｂは水平移動防止を施した状態で、コンクリート函体９および箱形ルーフ６を１ストローク推進した状況で、引き戻しジャッキ２３は低圧力で作動している。摩擦抵抗（ａ）の発生により、変位量（ａ）が発生し、摩擦抵抗（ａ）と共に変位量（ｂ）が発生した状況を示す。変位量（ｂ）はＦＣプレート部材の伸び量を含む。フリクションカットプレート７ｂは、水平移動が無く、計測原点（ｂ）を維持している。

【0048】

図５（ｄ）はフリクションカットプレート７ｂは図５（ｃ）の引き戻しジャッキ２３を高圧力に切換え、フリクションカットプレート７ａを引き戻した状況を示す。

【0049】

フリクションカットプレート７ａが所定位置へ戻ったら、引き戻しジャッキ２３は低圧力に切換え（戻り）で作動させる。なお、フリクションカットプレート７ｂは、水平移動が無く、計測原点（ｂ）を維持している。

【0050】

図６に前記制御のフローを示す。

【0051】

図３、図４は本発明の第２実施形態を示すもので、コンクリート函体９に対して函型に箱形ルーフ６を並べた場合で、フリクションカットプレート７a、７ｂも箱形ルーフ６の外側に函型に並ぶ。

【0052】

推進しようとするコンクリート函体９の外形に対応するように箱型ルーフ６を組み配置して、発進坑３から地中に圧入した後、前記箱型ルーフ６の端部にコンクリート函体９の先端部を配置してコンクリート函体９の推進とともに切羽部の土砂を箱型ルーフ６といっしょに到達坑４側に押し出すことができる。

【符号の説明】

【0053】

１…上部交通 ２…土留鋼矢板
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
６ｄ…箱抜き
７，７a，７ｂ…フリクションカットプレート
８…反力壁 ９…コンクリート函体
１０…元押しジャッキ 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…本体
１９…ボルト、ナット ２０…裏当板
２１…ボルト ２２…ストラット
２３…引き戻しジャッキ ２４…引き戻し部材

【要約】      （修正有）

【課題】上面にフリクションカッタープレートを配設した箱形ルーフを並列させて発進坑側から到達坑側へと地中に圧入し、フリクションカッタープレートを地中に残置しながら箱形ルーフおよびコンクリート函体を順次推進させる地下構造物の構築法において、フリクションカットプレートに伸びが発生しても、周辺地盤等への影響を抑制することができる。
【解決手段】箱形ルーフ６の上側に設置するフリクションカットプレートを第１のフリクションカットプレート７aとしてその上に第２のフリクションカットプレート７ｂを重ね、第1、第２のフリクションカットプレート７a，７ｂのそれぞれ先頭部を溶接等で固定して土中に推進して設置し、箱形ルーフ６の推進貫通後は、第１のフリクションカットプレート７aおよび第２のフリクションカットプレート７ｂの先頭部溶接等の固定を解除する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】