JPH0381421A - 立坑構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕・ 本発明は立坑構築工法の係り、特にとう道工事のための
シールド掘削機の発進箇所や到達箇所となる立坑を簡易
に構築することができるように改良した立坑構築工法に
関する。

〔従来の技術〕

最近のとう道工事は、大深度、高水圧となり、一連のと
う道工事の中では立坑施工の難易度が増すと同時に施工
条件も厳しくなっている。このような条件の下で行われ
ている従来の立坑構築工法としては、連続壁と逆巻工法
によるもの、あるいはニエーマチックケーソン工法が知
られている。

前者は地中に掘り進みながら側壁を構築するもので、最
初一定深さ掘削した後に、周壁に鉄筋の建込みをしてコ
ンクリートの打設・養生を行う工程を１工程とし、順次
掘り下げつつ前記工程を繰り返し施工して所望の深さの
立坑を築造するものである、また、後者の方法はケーソ
ン下部室に圧気を供給して地下水圧とバランスさせつつ
掘削し、ケーソンの水平状態を保持させながら所定深さ
まで沈埋させて設置し、ケーソンをそのまま立坑壁体と
して利用する。

〔発明が解決しようとする！！ｌＩＢ〕ところが、上記
従来の工法では、立坑壁体を順次下方に構築する方法で
あって鉄筋の建込みも必要とされるため、工事期間が長
期化してしまう問題がある。また、後者は圧気用コンプ
レッサの設置により騒音振動が発生してしまい周辺への
環境破壊を生じてしまうおそれがあった。しかも土質に
よっては周辺地盤が沈下してしまうおそれもあった。な
お、圧気ケーソン工法において、刃口下部の地盤改良を
なして刃口の傾き防止と自沈防止を行いつつ、掘削沈設
する方法も知られている力匁正気を利用するために、作
業効率の悪化を生じる問題は改善されていない。

本発明は、上記従来の問題点に着目し、立坑の構築のた
めの工事期間の大幅な短縮を図ることができ、また、施
工時の振動・騒音等の発生がなく、周辺地盤への悪影響
も生じない有効な立坑構築工法を提供することを目的と
する。

（Ｌ１題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明に係る立坑構築工法
は、予め泥水固化法により立坑予定部の周囲を囲む連続
土留止水壁を形威した後に、前記連続土留止水壁の内部
にオープンケーソンを構築し、前記連続土留止水壁の内
部において前記ケーソンを沈設することにより立坑を構
築するように構成した。この場合において、前記連続土
留止水壁は立坑底部より下方に突出する根切り長さを立
坑幅長さ程度に設定するようにすれば立坑予定部内に水
の回り込みが阻止され、オープンケーソン工法をそのま
ま適用できる。また、他の発明として、予め泥水固化法
により立坑予定部の周囲を囲む連続土留止水壁を形成す
るとともに、この連続土留止水壁の底部にジェットグラ
ウト等の地盤改良方法により底盤部を形威して立坑予定
部を周囲地盤から分離し、その後に、前記連続土留止水
壁の内部にオープンケーソンを構築し、前記連続土留止
水壁の内壁面に沿って前記ケーソンを沈設することによ
り立坑を構築するように構成した。

〔作用〕

上記構成によれば、最初に立坑予定部の周壁に沿って連
続土留止水壁を泥水固化法によって形成するため、鉄筋
の建込みやコンクリート打設がなく、早期硬化するため
大幅な後期短縮作用がある。

そして、連続土留止水壁の内部においてその内壁に沿っ
てオーブンケーソンを沈設するので安定した沈埋施工を
行うことができる。この場合、連続土留止水壁の内壁と
ケーソン側壁との間隔をケーソン傾斜を許容する範囲に
設定することで、沈下ガイド機能を持たせることができ
る。地盤が軟弱で高水圧である場合には、連続土留止水
壁の根切り長さをその地盤水圧や立坑断面積から水の回
り込みが発生しない程度の長さにすることにより、オー
プンケーソン工法をそのまま適用できる。また、連続土
留止水壁の下部にはジェットグラウト等の地盤改良方法
により底盤部を形威し、連続土留止水壁と相俟って周辺
地盤から立坑予定部が分離遮蔽するように構成すれば、
深い連続土留止水壁を形成するより水回りの防止効果が
得られる。

このため地下水の立坑予定部内への回り込みがなく、周
辺地盤の沈下等の悪影響を与えることもない、この囲ま
れた立坑予定部にはオープンケーソンが構築され、連続
土留止水壁の内壁に沿って沈設するので、安定した沈埋
が行われ、かつコンプレッサの使用もないので騒音や振
動、その他正気の送排気等に伴う周辺住民への影響もな
く、迅速に施工することができる。

〔実施例〕 以下に、本発明に係る立坑構築工法の具体的実施例を図
面を参照して詳細に説明する。

第１図は実施例に係る立坑構築工法による施工手順を示
す断面図である。この立坑構築工法は、立坑予定部の周
囲を囲む連続土留止水壁を最初に形威し、その根切り長
さを同辺地盤における地下水圧が連続土留止水壁により
囲まれた内部に回り込まないように設定する。その後に
、この分離された立坑予定部にオーブンケーソンを連続
土留止水壁の内壁に沿わせて沈設施工することによって
立坑を構築するものである。

まず、立坑予定部１０の周囲に連続土留止水壁１２を構
築するが、これは泥水固化法により構築するようにして
いる。すなわち、立坑予定部１０の領域の周囲に取り囲
むように溝１４をクローラパケット等により掘削する。

この溝１４はパケット幅に相当する幅で溝１４長さ２〜
３ｍ程度を一つのエレメントとして掘削する。最初の千
振の後に、泥水処理設備を設置してベントナイトを主成
分とする安定液（比重１．１５〜１．２０）を溝１４に
供給して泥水化を図りつつ、ケーソン沈埋深さより深い
位置まで掘削する。この掘削後に前記泥水をエアジュツ
トによって攪拌混合させ、泥水中にケイ酸ソーダやセメ
ント・添加剤から構成される硬化剤を注入し、硬化させ
る。このような処理を全周にわたって行い、第３Ｉ！Ｉ
に示すような連続土留止水壁１２を構築するのである（
第１図（１））、この場合に必要に応じて溝１４中に鉄
筋やプレキャスト板を挿入して補強処理を１テったｉ読
上留止水壁１２とすることができる。この連続土留止水
壁１２は後述するケーソンとの間隔を６０〜７０Ｃ１に
とり、ケーソンの傾きを一定限度で許容するとともに、
それ以上の傾斜を連続土留止水壁１２によって支承する
ものとしている。

また、前記連続土留止水壁１２は上述したようにケーソ
ンによる立坑予定深さＨより深く設定するが、特に周辺
地盤から連続土留止水壁１２によって囲まれた立坑予定
部１０内への水の回り込みを防止するのに必要な根切り
深さｈだけ深く連続土留止水壁１２を構築する。これは
周辺地盤の水圧や、立坑の断面積等を基準にして所定の
設計手順で決定すればよい。

上記めような前処理を行った後に、立坑予定部ｌＯにケ
ーソン２０を構築する。この実施例では上記のように連
続土留止水壁１２が立坑予定深さＨより周辺からの水の
回り込みがない根切り深さｈをもって構築されて止水壁
が構築されているのでオーブンケーソン工法を採用でき
、このためケーソン２０はオーブンケーソンとしいる。

まず、立坑予定部１０の地表に対し、最初ケーソン２０
の安定沈埋のために一次掘削を行う、これはバックホー
等を用い１〜２ｍ程度の深さを掘削し、ケーソン刃口２
２を据え付け、第一ロット躯体２４、を構築する（第１
図（２））、この躯体２４の構築後に刃口２２の外周囲
を埋め戻す、以後は第二ロット躯体２４雪を構築すると
ともに沈下掘削をなし、立坑設定深さ（第ｎロット蟻体
２４．）まで繰り返し施工する（第１ｒＭ（３））。

このようにしてケーソン２０の沈設が立坑予定深さＨま
で終了した後は、ケーソン２０の刃口２２部分の床面に
コンクリートを打設して床盤２６を形成することによっ
て立坑２８が構築されることになる。

上記立坑２８をシールド掘削機の発進坑とする場合には
、立坑２８の内壁にシールドエントランス３０を開口す
るが、この関口に先立ち、ケーソン２０と連続土留止水
壁１２との間の地盤が崩落するおそれがある場合には、
この壁間地盤に薬液注入をして硬化する地盤改良を施す
（第１図（４））。

これによって硬化した改良地盤３２はシールドエントラ
ンス３０を開口しても噴発することがないので、連続土
留止水壁１２内の地盤の沈下を生じることがない、この
ような処理の後に、立坑２８内にシールド掘削機３４を
降ろし、開口したシールドエントランス３０からシール
ド掘削機３４を発進し、立坑２８の後壁にバックトラス
３６、仮セグメント３８を介して改良地盤３２、連続土
留止水ｇ！１２を貫通させ、とう道を形成するのである
（第１図（５））。

このような第一実施例に係る立坑構築工法によれば、立
坑予定部１０の周囲に予め泥水固化法により連続土留止
水壁１２を構築するため、鉄筋の建込みやコンクリート
の打設がなく、しかも逆巻工法に比較しても大幅に工期
の短縮が図れる。しかも連続土留止水壁１２によって周
辺地盤と隔離した状態でのケーソン工法であることから
、立坑予定部１０内への地下水の回り込みがない上に、
ケーソン２０の沈下による周辺地盤の沈下や地中水位等
の変動を防止できる。そして、立坑予定部１０への水の
回り込みが防止されているため、圧気ケーソン工法を使
用する必要がない、これにより圧気に起因するコンプレ
ッサの使用に伴う騒音・振動がなく、周辺地下室や井戸
への影響、酸欠空気の発生、および潜函病の発生と圧気
補正による作業能率の低下の問題もなくなる。また、特
にシールド掘削機３４の発進時に連続土留止水壁１２と
ケーソン２０の壁間に形成する改良地盤３２は、拘束さ
れた空間での改良であるため、改良効果が大きく、シー
ルドエントランス３０の開口作業の安全性が向上し、経
済的でもあ・る。

第２図は第二実施例に係る立坑構築工法による施工手順
を示す断面図である。この立坑構築工法は、立坑予定部
の周囲を囲む連続土留止水壁を最初に形成するとともに
、この連続土留止水壁の下部にジェットグラウトによっ
て底盤部を形成して立坑予定部を周囲の地盤から分離す
る。その後に、この分離された立坑予定部にオープンケ
ーソンを連続土留止水壁の内壁に沿わせて沈設施工する
ことによって立坑を構築するものである。

まず、立坑予定部ｌＯの周囲に連続土留止水壁１２を構
築するが、これは前記第一実施例と同様に泥水固化法に
より構築する。すなわち、各エレメント毎に安定液を溝
１４に供給して泥水化を図りつつ、ケーソン沈埋深さよ
り若干深い位置まで掘削し、泥水をエアジェツトによっ
て攪拌混合させつつ硬化剤を注入し、硬化させる。この
ような処理を全周にわたって行い、第３図に示すような
連続土留止水壁１２を構築するのである（第２図（１）
）、この連続土留止水壁１２もケーソンとの間隔を６０
〜７０ｃｍにとり、ケーソンの傾きを一定限度で許容す
るとともに、それ以上の傾斜を連続土留止水壁１２によ
って支承するものとしている。

このような連続土留止水壁１２を構築した後に、この第
二実施例では当該連続土留止水壁１２の下部を閉塞して
周囲地盤と立坑予定部ｌＯとを分離する工程を行う、こ
れは例えばジェットグラウトにより構築するもので、立
坑予定部ｌＯの地表からパイプを連続土留止水壁１２の
下端相当深さまで挿入し、パイプ先端部分に穿設したジ
ュツトノズルからセメントミルクを地中に浸透させて硬
化させる。これによってコア１６が形成されるが、この
コア１６が連接するように一定間隔をおいて前記パイプ
を挿入してグラウチングする。このような処理によって
、第２図（２）に示すように連続土留止水壁１２の下部
に底盤部１８を構築し、立坑予定部１０内部を周辺地盤
から分離して遮水機能をもたせている。

上記のような二工程処理を行った後に、立坑予定部１０
にケーソン２０を構築する。この実施例においても連続
土留止水壁１２および底盤部１８により止水壁が構築さ
れているのでオープンケーソン工法を採用でき、このた
めケーソン２０はオープンケーソンとしいる。まず、立
坑予定部１０の地表に対し、最初ケーソン２０の安定沈
埋のために一次掘削を行う、これはバックホー等を用い
一次掘削し、ケーソン刃口２２を据え付け、第一ロット
慣体２４＋を構築する（第２図０））、この、躯体２４
の構築後に刃口２２の外周囲を埋め戻す。

以後は第二ロット躯体２４８を構築するとともに沈下掘
削をなし、立坑設定深さ（第ｎロット躯体２４、）まで
繰り返し施工する（第２図（４））。

このようにしてケーソン２０の沈設が終了した後は、ケ
ーソン２０の刃口２２は底盤部１８に当接あるいはその
近傍深さに達しており、床面にコンクリートを打設して
床盤２６を形成することによって立坑２８が構築される
ことになる。

上記立坑２８をシールド掘削機の発進坑とする場合には
、立坑２ａの内壁にシールドエントランス３０を開口す
るが、この開口に先立ち、ケーソン２０と連続土留止水
壁１２との間のｉＩ！！盤が崩落するおそれがある場合
には、この壁間地盤に薬液注入をして硬化する地盤改良
を施す（第２図（５）　）。

このような処理の後に、立坑２８内にシールド掘削機３
４を降ろし、開口したシールドエントランス３０からシ
ールド掘削機３４を発進し、立坑２８の後壁にバックト
ラス３６、仮セグメント３日を介して改良地盤３２、連
続土留止水壁１２を貫通させ、とう道を形成するのであ
る（第２図（６）　）。

第５ｙＪに上記した第二実施例の工程を説明するフロー
チャートを示す。

このような第二実施例に係る立坑構築工法によれば、第
一実施例と同様に、立坑予定部１０の周囲に予め泥水固
化法により連続土留止水壁１２を構築するため、鉄筋の
建込みやコンクリートの打設がなく、しかも逆巻工法に
比較しても大幅に工期の短縮が図れる。特にこの第二実
施例では、連続土留止水壁１２と底盤部１８によって周
辺地盤と隔離した状態でのケーソン工法であることから
、立坑予定部ｌＯ内への地下水の回り込みを完全に防止
することができ、ケーソン２０の沈下による周辺地盤の
沈下や地中水位等の変動をより確実に防止できる。そし
て、圧気ケーソン工法を使用する必要がないため、圧気
に起因するコンプレッサの使用に伴う騒音・振動がな（
、′周辺地下室や井戸への影響、酸欠空気の発生、およ
び潜函病の発生よ圧気補正による作業能率の低下の問題
もないのも第一実施例と同様である。

なお、上記第一実施例と第二実施例では、連続土留止水
壁１２の根切り深さｈを長く取るか、これを短くして地
盤改良工法により底盤部１８を構築するかで相違するが
、これは周辺地盤の現況から考慮して安定性と工費の少
ない工法を採用するようにすればよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る立坑構築工法によれ
ば、立坑予定部の周囲を囲む連続土留止水壁を予め泥水
固化法により形威し、必要に窓じて水回り込みのない根
切り深さｈとするか、あるいは連続土留止水壁の底部に
ジェットグラウト等の地盤改良工法により底盤部を形成
することにより立坑予定部を周囲地盤から分離し、その
後に、前記連続土留止水壁の内部にオーブンケーソンを
構築し、゛前記連続土留止水壁の内壁に沿って前記ケー
ソンを沈設して立坑を構築するため、立坑の構築のため
の工事期間の大幅な短縮を図ることができ、また、施工
時の振動・騒音等の発生がなく、周辺地盤への悪影響も
生じないという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）〜（５）は本発明の第一実施例に係る立坑
構築工法の作業工程を示す説明図、第２１１ｆｆｌ（１
）〜（６）は同第二実施例に係る立坑構築工法の作業工
程を示す説明図、第３図は立坑構築状態の平面図、第４
図は同縦断面図、第５図は第二実施例における立坑構築
工法の作業工程のフローチャートである。 １０・・・・・・立坑予定部、１２・・・・・・連続土
留止水壁、１８・・・・・・底盤部、２０・・・・・・
オープンケーソン、３２・・・・・・改良地盤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）、予め泥水固化法により立坑予定部の周囲を囲む
   連続土留止水壁を形成した後に、前記連続土留止水壁の
   内部にオープンケーソンを構築し、前記連続土留止水壁
   の内部において前記ケーソンを沈設することにより立坑
   を構築することを特徴とする立坑構築工法。（２）、前
   記連続土留止水壁は立坑底部より下方に突出する根切り
   長さを立坑幅長さ程度に設定したことを特徴とする請求
   項１に記載の立坑構築方法。 （３）、予め泥水固化法により立坑予定部の周囲を囲む
   連続土留止水壁を形成するとともに、この連続土留止水
   壁の底部にジェットグラウト等の地盤改良方法により底
   盤部を形成して立坑予定部を周囲地盤から分離し、その
   後に、前記連続土留止水壁の内部にオープンケーソンを
   構築し、前記連続土留止水壁の内壁に沿って前記ケーソ
   ンを沈設することにより立坑を構築することを特徴とす
   る立坑構築工法。