JP6737851B2 - 箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法 - Google Patents

Description

本発明は、施工横断部に既設トンネル構造物が障害物として存在する場合にその障害物撤去を行い、新設トンネル構造物に置換する既設トンネル構造物の拡幅工法に関するものである。

軌条下や道路下を横断するように設けられている既設の地下道等の地下構造物に対して新設の地下構造物を置き換えるように施工するには、従来の工法においては、支持杭や仮受桁（工事桁）で仮受けするとともに既設の撤去は、手斫り等による撤去方法が一般的に用いられる。

この場合、既設構造物撤去に多くの時間がかかるため工期が延びてしまうといった問題があった。

下記特許文献１は仮受桁等を全く必要としないものとして提案されたもので、上床と側壁とからなり、少なくとも上床と側壁との縁が切れている既設構造物において、少なくとも上床の上面に複数の鋼板を該既設構造物の長さ方向に並列に敷設すると共にこれらの鋼板の端部を不動個所に固定し、前記既設構造物の後端側に既製構造物の前端をその天端を一致させた状態に後続させたのち、既設構造物の側壁を破壊等の適宜な手段により撤去しながら既製構造物を既設構造物の上床と共に前記並列鋼板の下面をガイド面として前進させて既設構造物と既製構造物とを置換する。
特公平０６−１０５０２５号公報

下記特許文献２は前記特許文献１のレールを省けるものとして提案されたものである。
特開２００８−２３１８６３号公報

この特許文献２は、図１６に示すように、既設構造物１が軌条３の下方の地中に築造されていて、既設構造物１の下床版１１を両側壁１ｂ、１ｂから切り離した状態にすると共にこの下床版１１上に仮設支保工８を設置して該仮設支保工８により上床版１ａを支持した状態で該上床版１ａを両側壁１ｂ、１ｂから切り離し、この状態にして既設構造物１にこの既設構造物１よりも幅広い函体２を突き合わせ状に後続させ、この函体２側から前記両側壁１ｂ、１ｂを破壊しながら函体２を推進させると共に、前記上下床版１ａ、１１と仮設支保工８とを一体的に前進移動させて軌条下の埋設位置から除去することにより既設構造物１を函体２に置換して拡幅された構造物とするものである。

既設構造物１の上床版１ａの上面に鋼板によるフリクションカッタープレート６、６、６・・・６を互いにその長さ方向の両側端面同士が接した状態で並列に敷設している。

さらに、この既設構造物１の上床版１ａの両側方における該上床版１ａと同じ高さ位置に、フリクションカッタープレート６を載置した箱形ルーフ７を並列状態に打設して横方向に連なった並列パイプを形成すると共に、この並列パイプの両側端から下方に向かって箱形ルーフ７を打設することにより、一列状に積み重なった並列パイプを形成する。

並列パイプ上の全てのフリクションカッタープレート６の前端を箱形ルーフ７から切り離したのち、これらの互いに横一列に並んでいる全てのフリクションカッタープレート６の前端と縦方向に並んでいる全てのフリクションカッタープレート６の前端とをこれらのフリクションカッタープレート６が突出した地盤の側面に密着、支持させている定着枠に溶接等によって一体に固着させる。

一方、発進側４においては後方に突出している全てのフリクションカッタープレート６をこれらの鋼板上に直交して配設したＨ形鋼等よりなる連結部材を全てのフリクションカッタープレート６に溶接等によって固着することにより一体に連結する。

また、前記既設構造物１の両側壁１ｂ、１ｂの下端部間における床面に下床版１１を既設構造物１の長さ方向に摺動移動自在に敷設する。

この際、摺動面材９を下床版１１の略全幅に亘って敷設、固定し、この摺動面材９上に下床版１１を長さ方向に摺動自在に敷設している。

既設構造物１の下端部間に前記下床版１１を敷設したのち、この下床版１１上に仮設支保工８を設置し、この仮設支保工８によって上床版１ａを支持した状態で既設構造物１の上床版１ａと両側壁１ｂ、１ｂとを切り離す。

このように、両側壁１ｂ、１ｂの上端から切り離された上床版１ａを仮設支保工８によって支持させたのち、この既設構造物１の後方の発進側４上に函体２を設置して既設構造物１に後続させ、反力受止壁部材の前面に装着した推進（元押し）ジャッキ１７と函体２の後端面間にストラット１８を介在させる。

函体２の前端面に刃口枠を装着し、さらに、この刃口枠の前端面に複数本の中押しジャッキ１５を装着している。

このように函体２や反力受止壁部材等を発進側４に配設したのち、前記中押しジャッキ１５を伸長させると、既設構造物１の上床版１ａと並列箱形ルーフ７、７は、定着枠や連結部材等によって不動状態に固定されているフリクションカッタープレート６をガイドとしてその対向面に摺接しながら一定長、到達側５に向かって前進すると共にこの既設構造物１の下床版１１も摺動面材９上を摺動して前記上床版１ａと一体的に同時に一定長、前進する。

この際、上床版１ａを支持している仮設支保工８も上床版１ａを一定の高さ位置に保持しながら上下床版１ａ、１１と共に前進移動する。

既設構造物１の上下床版１ａ、１１と並列箱形ルーフ７、７とを一体に一定長、到達側５に推進させたのち、その推進によって露出した既設構造物１の後部を破壊、撤去する。

下記特許文献は、図１７に示すように既設構造物１に対してこの既設構造物１を撤去し、既設構造物１を拡幅してなる新設構造物を構築する場合において、新設構造物の構築は、施工区間の防護工として両側に設置した立坑より、箱形ルーフ７を新設構造物の外縁に合致する位置に、全周および全長に貫通して設置し、発進側４の立坑内で新設構造物用の函体２を築造し、箱形ルーフ７および内部地山と函体２とを一体として、到達側へ押し出すもので、既設構造物１の撤去は、既設構造物１を新設構造物外縁に合せて切断分離させ、箱形ルーフ列を押し出すことでこの箱形ルーフ列で囲む既設構造物１を内部地山とともに到達側５へ押し抜き、解体するものである。
特開２０１６−２３４３０号公報

前記特許文献１や特許文献２の従来方法は、鋼板製細長板によるフリクションカッタープレート６、６、６・・・６により既設構造物の地盤との摩擦をカットしながら既設構造物を到達側５に推進させたのち、その推進によって露出した既設構造物を破壊、撤去するものである。

既設地下構造物１の上床版１ａの上面に複数枚のフリクションカッタープレート６、６、６・・・６を互いにその長さ方向の両側端面同士が接した状態で並列に敷設するという作業が必要となる。

このフリクションカッタープレート６の敷設作業は、軌条３下の地盤を掘削して既設地下構造物１の上床版１ａを露出させ、この上床版１ａ上に敷き並べたのち、地盤を埋め戻すことにより行うか、又、地盤をそのままにして既設地下構造物１の上床版１ａ上に発進側４から到達側５に向かって貫通させるようにフリクションカッタープレート６を圧入、又は、到達側５からワイヤ等で牽引することにより行わなければならない。

前記特許文献３は、既設構造物１の撤去は、既設構造物１を新設構造物外縁に合せて切断分離させ、箱形ルーフ列を押し出すことで、この箱形ルーフ列で囲む既設構造物１を内部地山とともに到達側５へ押し抜き、解体するもので、箱形ルーフ７を新設構造物の外縁に合致する位置に、全周および全長に貫通して設置して、箱形ルーフ７で土砂を取り囲むようにしなければならない。

すなわち、数多くの箱形ルーフ７の配設を必要とする。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、既設トンネル構造物に対してこの既設トンネル構造物を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物を構築する場合において、箱形ルーフ工法の箱形ルーフの押出しを利用して、少ない工程で既設トンネル構造物を安全かつじん速に撤去でき、施工速度等の改善を図ることができる箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法を提供することにある。

前記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、既設トンネル構造物に対してこの既設トンネル構造物を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物を構築する場合において、新設トンネル構造物の構築は、施工区間の防護工として両側に設置した発進側、到達側より、箱形ルーフを新設トンネル構造物の外縁に合致する位置に施工区間に貫通して設置し、発進側で新設トンネル構造物用の函体を築造し、箱形ルーフと函体と到達側へ押し出すもので、既設トンネル構造物の撤去は、既設トンネル構造物を切断分離させ、箱形ルーフ下方の既設トンネル構造物の切断分離部分はローラー付きの支保工で仮受し、さらに、箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分を係止させ、既設トンネル構造物の切断分離部分を箱形ルーフおよび新設トンネル構造物用の函体とともに押し出すことで、到達側へ押し抜き、解体することを要旨とするものである。

請求項１記載の本発明によれば、既設トンネル構造物の切断分離部分はローラー付きの支保工で仮受して、箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分を係止することで、既設トンネル構造物の切断分離部分を箱形ルーフおよび新設トンネル構造物用の函体とともに押し出すことができ、到達側へ押し抜いて解体することができる。

その場合、箱形ルーフは横一列の配置でよく、数多くの箱形ルーフの配設を必要としない。

請求項２記載の本発明は、箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分の係止は、ブラケットにより固定することを要旨とするものである。

請求項２記載の本発明によれば、ブラケットにより箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分は、確実に固定係止することができる。

請求項３記載の本発明は、既設トンネル構造物の空隙部に中詰め充填工を行い、充填材でローラー付きの支保工のレール敷設用地盤を造成することを要旨とするものである。

請求項３記載の本発明によれば、ローラー付きの支保工はそのレール敷設用地盤を既設トンネル構造物の空隙部に中詰め充填工を行って形成することができ、安定した状態でレールを敷設し、支保工を移動できる。

以上述べたように本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法は、既設トンネル構造物に対してこの既設トンネル構造物を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物を構築する場合において、箱形ルーフ工法の箱形ルーフの押出しを利用して、少ない工程で既設トンネル構造物を安全かつじん速に撤去でき、施工速度等の改善を図ることができるものである。

本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す横断平面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第１工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第２工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第３工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第４工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第５工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第６工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第７工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第８工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第９工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第１０工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第１１工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第１２工程の縦断側面図である。 本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す第１３工程の縦断側面図である。 従来例を示す一部切り欠いた側面図である。 他の従来例を示す縦断側面図である。

以下、図面について本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法の１実施形態を示す縦断側面図、図２は同上横断平面図で、前記従来例を示す図１６、図１７と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。

図中１´は既設トンネル構造物を示し、全長に亘って一定幅と一定厚みを有する上床版、下床版と、この上床版、下床版の両側端の下面に上下端面を一体に連設している一定高さの両側壁とからなる断面矩形のコンクリート製構造物である。

既設トンネル構造物１´を、この既設トンネル構造物１´と断面径の異なる小さな新設トンネル構造物Ａを置き換えて構築する場合で既設トンネル構造物に対してこの既設トンネル構造物を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物を構築する場合で、既設トンネル構造物１´に対してこの既設トンネル構造物１´を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物Ａを構築する。

函体２を発進させる側を発進側４とし、既設構造物１の一部を押し出す側を到達側５として、シートパイル等で仮土留め部材２１を設置する。

新設トンネル構造物Ａの構築は、施工区間の防護工として両側に設置した立坑発進側４、到達側５のうち発進側４より、箱形ルーフ７を新設トンネル構造物Ａの外縁に合致する位置に施工区間に貫通して設置する。

箱形ルーフ７には、薄い鋼板であるフリクションカッタープレート６を重ねて配置してある。フリクションカッタープレート６は函体２の推進またはけん引時における摩擦抵抗の低減と周辺地盤との縁切りを図るものである。

フリクションカッタープレート６を載置した複数本の断面矩形状の鋼製箱形ルーフ７を並列状態に打設して一列状に積み重なった並列箱形ルーフを形成する。

フリクションカッタープレート６の前端は箱形ルーフ７の先端に切り離し可能に固着してあり、各箱形ルーフ７を地中に打設するには箱形ルーフ７内にオーガー（図示せず）を挿入して前方の地盤を掘削しながら到達側５から発進側４に向かって推進させることにより行われる。

図示の例では箱形ルーフ７を到達側５から発進側４に向かって挿入したが、この逆に発進側４から到達側５へ向けて挿入してもよい。

既設トンネル構造物１´をワイヤーソー（カッター）等で切断分離させ、新設トンネル構造物Ａに重なる部分１ｄを他から切り離す。

また、既設構造物１の内空部に中詰め充填工２４を行って地盤を形成し、この地盤上にレール２５を敷設して、その上をローラー（車輪）付きの支保工２６を走行可能に設置する。

該ローラー付きの支保工２６は前記新設トンネル構造物Ａに重なる部分１ａを支承する。

さらに、箱形ルーフ７の下側と既設トンネル構造物１´の切断分離部分をブラケット２７で係止させ、この切断分離部分１ｄを箱形ルーフおよび新設トンネル構造物用の函体とともに押し出すことで、到達側５へ押し抜き、解体する。

図３〜図１５は以上の工程の詳細を示すもので、第１工程として、図３に示すように発進側４の施工で、仮設準備を行い、仮土留を打設し、水路構造物支障部を撤去工、覆工板の布設工を行う。

第２工程として図４に示すように、発進側４の施工として、地盤改良（鉛直施工）、地盤改良（水平施工）、水路構造物内を清掃し、反力体コンクリート２８の築造を行い、既設構造物１の内空部に中詰め充填工２４を行って地盤を形成し、この地盤上にレール２５を敷設する。

なお、本実施形態は地盤改良としての薬液注入２９を追加でおこなった。

到達側５側の施工として、仮土留を打設し、水路構造物の支障部し、水路構造物内の清掃を行う。

第３工程として図５に示すように、箱形ルーフ７の推進準備として、ルーフ推進架台３０を築造し、推進ジャッキ３１、反力材３２を設置する。

第４工程として図６に示すように、パイプルーフ３３の推進準備を行い、推進ジャッキ３１、反力材３２等によりパイプルーフ３３を推進させる。このパイプルーフ３３は横並びに配置する箱形ルーフ７の左右端に、安全柵として配置するものである。

第５工程として図７に示すように、発進側４において井桁枠３４を築造し、推進（元押し）ジャッキ１７、およびスペーサー３５を配置する。

図中３６は函体の先頭にもうける刃口で、この刃口３６の搬入、据え付けを行う。また、箱形ルーフ７の後端に小ジャッキを収納したジャッキ収納管３７を取り付け、フリクションカットプレート６の固定工３８を設ける。

また、既設トンネル構造物１´をワイヤーソー（カッター）等で切断分離させ、新設トンネル構造物Ａに重なる部分１ｄを他から切り離し、ローラー付きの支保工２６で支承する。

ローラー付きの支保工２６は中詰め充填材２４による地盤上に敷設したレール２５に走行可能に設置される。

第６工程として図８に示すように、箱形ルーフ７の空押し（縁切り）を行い、新設トンネル構造物１´に重なる部分１ｄとともに箱形ルーフ７を到達側５に押し出す準備を行う。

第７工程として図９に示すように、スペーサー３５を撤去し、第１の函体２を搬入、据付け、押角２３を設置し、第１の函体２を空押しする。

第８工程として図１０に示すように、第１の函体２が所定位置に到達後、推進設備の推進設備一部撤去を行い、第２の函体２を搬入、据付け、これら第１の函体２、第２の函体２を推進させる。

第９工程として図１１に示すように、同様の工程を繰り返して、第１〜第９の函体２を推進させ、スカート３９、中押しジャッキ１５を搬入、据付け、函体２を推進に伴い、 箱形ルーフ７および既設トンネル構造物１´の切断分離部分１ｄを到達側５側に押出し、解体、撤去する。

第１０工程として図１２に示すように、前記工程を繰り返して、第１〜第１８の函体２を推進させ、第１〜第１８の函体２の所定位置到達後、推進設備を一部撤去し、スカート３９、中押しジャッキ１５を搬入し、第１〜第１８の函体２を推進させる。

第１１工程として図１３に示すように、推進に伴い、箱形ルーフ７の押出し撤去を行い、前記工程を繰り返して第１〜第２２の函体２を推進させる。第１〜第２２の函体２の所定位置到達後、刃口３６と推進設備の一部撤去を行う。

第１２工程として図１４に示すように、前記工程を繰り返して、第１〜第２６の函体２を推進させ、第１〜第２６の函体２の到達後、スカート３９、中押しジャッキ１５を撤去し、第１〜第２６の函体２を接合し、スペーサー（反力材）３５を設置して推進させ、推進を完了させる。

第１３工程として図１５に示すように、推進設備を撤去し、函体２の外周に裏込グラウトを注入し、パイプルーフ内に中詰めグラウトを注入する。

１ 既設構造物
１´ 既設トンネル構造物
１ａ 上床版
１ｂ 側壁
１ｃ 下床版
１ｄ 新設トンネル構造物に重なる部分
２ 函体
３ 軌条
４ 発進側
５ 到達側
６ フリクションカッタープレート
７ 箱形ルーフ
８ 仮設支保工
９ 摺動面材
１１ 下床版
１５ 中押しジャッキ
１７ 推進（元押し）ジャッキ
１８ ストラット
２０ 充填工
２１ 仮土留め部材
２３ 押角工
２４ 中詰め充填工
２５ レール
２６ ローラー付きの支保工
２７ ブラケット
２８ 反力体コンクリート
２９ 薬液注入
３０ ルーフ推進架台
３１ 推進ジャッキ
３２ 反力材
３３ パイプルーフ
３４ 井桁枠
３５ スペーサー
３６ 刃口
３７ ジャッキ収納管
３８ 固定工
３９ スカート

Claims (3)

1. 既設トンネル構造物に対してこの既設トンネル構造物を部分的に撤去し、その後に新設トンネル構造物を構築する場合において、新設トンネル構造物の構築は、施工区間の防護工として両側に設置した発進側、到達側より、箱形ルーフを新設トンネル構造物の外縁に合致する位置に施工区間に貫通して設置し、発進側で新設トンネル構造物用の函体を築造し、箱形ルーフと函体と到達側へ押し出すもので、既設トンネル構造物の撤去は、既設トンネル構造物を切断分離させ、箱形ルーフ下方の既設トンネル構造物の切断分離部分はローラー付きの支保工で仮受し、さらに、箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分を係止させ、既設トンネル構造物の切断分離部分を箱形ルーフおよび新設トンネル構造物用の函体とともに押し出すことで、到達側へ押し抜き、解体することを特徴とした箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法。
2. 箱形ルーフ下側と既設トンネル構造物の切断分離部分の係止は、ブラケットにより固定する請求項１記載の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法。
3. 既設トンネル構造物の空隙部に中詰め充填材を充填して該充填材でローラー付きの支保工のレール敷設用地盤を造成する請求項１または請求項２記載の箱形ルーフ工法による既設トンネル構造物の撤去工法。

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