JPH10227194A - 立坑の構築工法 - Google Patents
立坑の構築工法Info
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Abstract
たされている土水圧対抗用の外水10上に浮上設置され
る。この箱状鋼製セグメント14は、底盤Aと環状躯体
Bの複数段の下端部の外殻を一体的に画成するものであ
り、内部が中空に形成されている。次いで、この状態で
立坑の底盤と分割した環状躯体とを現場打設により形成
する。環状躯体の形成段階に対応して、構築途中の立坑
内に浮力対抗用の内水を注入して、底盤を縦孔内に着定
させた後に、内水の排除と縦孔と躯体との間に裏込め材
を置換充填する。
Description
関し、特に、大深度および大口径の立坑の構築に適した
工法に関するものである。
れる地下空間を画成する際や、シールド掘進機の発進な
いしは到達用などに採用されている。この種の立坑の構
築工法としては、地上から土留め壁を構築し、土留め壁
で囲繞した内部を根切り掘削して、土留め壁の内側に底
盤と環状躯体とを一体的に形成する方法が一般的に採用
されている。
する立坑が大口径または大深度になるほど、土留め壁の
壁厚を厚くする必要がある上に、内部を根切り掘削する
際に、土留め壁の支保用切梁の設置が必要となり、しか
も、盤膨れ対策なども施さなければならず、経済性や施
工能率面での改善が要請されていた。
例えば、特開平6−33679号公報には、孔内安定液
が満たされた掘削溝内に立坑を構築する大深度立坑の構
築工法が提案されている。この公報に開示されている立
坑の構築工法では、環状躯体を複数に分割するととも
に、分割した第1段目の環状躯体の下端に、水密構造の
底盤を形成し、これを浮力により安定液中に浮上状態に
設置する。
順次分割した環状躯体を積層接合して、浮力に対抗する
積載荷重を載加して沈設作業を行うことを要旨としてい
る。この公報に開示されている構築工法によれば、土留
め壁の厚みの低減が可能となり、切梁の設置も不要にな
るなどの長所があるものの、このような大深度立坑の構
築工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
開示されている立坑の構築工法では、施工の初期に、第
1段目の環状躯体の下端に、水密構造の底盤を形成し、
これを浮力により安定液中に浮上状態に設置することに
なるが、例えば、口径が20m程度の大深度立坑におい
て、底盤を鉄筋コンクリートで構築するとすれば、その
重量が数千トンにもなり、これを浮力により浮上させる
ことが非常に難しい。
成した環状躯体の第1段目を予め形成した場合には、こ
れを吊り上げて縦孔内に設置する重機も非常に大規模な
ものを必要とする上に、大規模な重機により大重量の部
材を吊り上げようとすると、吊り架台の設置個所の地盤
改良なども必要となり、このような施工方法を具体化す
る際には、解決すべき問題が数多く存在していた。
れたものであって、その目的とするところは、大口径か
つ大深度立坑を構築することができる具体的な工法を提
供することにある。
に、本発明は、複数ロットで分割形成される環状躯体
と、この環状躯体の下端を閉塞する底盤とを備えた立坑
を地盤中に構築する際に、土水圧対抗用の外水が満たさ
れた縦孔を地盤中に形成する第1工程と、前記底盤と前
記環状躯体の下端部との外殻を一体的に画成する中空箱
状鋼製セグメントを前記外水上に浮上させ、この状態で
前記底盤と分割した前記環状躯体とを現場打設により形
成する第2工程と、形成された前記立坑内に浮力対抗用
の内水を注入して前記底盤を前記縦孔内に着定させた後
に、前記内水の排除と前記縦孔と前記躯体との間に裏込
め材を置換充填する第3工程とを含むように構成した。
このように構成された立坑の構築工法によれば、外水上
には、底盤と環状躯体の下端部との外殻を一体的に画成
する中空箱状鋼製セグメントを浮上させるので、外水上
に吊り下げ設置する重量が軽量化されるとともに、十分
な浮力が得られ、浮上状態で底盤形成用コンクリートお
よび環状躯体形成用のコンクリートの打設が可能にな
る。前記鋼製セグメントは、前記底盤の底面を画成する
底板と、前記底盤の側面および前記環状躯体の下端部の
側面を画成する側壁とを有し、前記底板を同心円状に分
割するとともに、前記側壁を周方向に分割した複数の箱
状ユニットから構成することができる。この構成による
と、鋼製セグメントが複数の箱状ユニットに分割されて
いるので、吊り上げ用重機の規模をより一層小さくする
ことができる。前記内水は、型枠を設置して前記環状躯
体の上部側のロットをコンクリートの打設により形成す
る際に、構築途中の立坑の上端側が前記外水の水面上か
ら上方に略一定量突出するように導入することができ
る。この構成によれば、環状躯体の各ロットを形成する
際に、型枠設置用などに用いられる作業架台の高さを一
定にすることができる。前記底盤は、前記底板上にコン
クリートを打設して前記第2工程の初期に形成すること
ができる。この構成によれば、鋼製セグメントの重心位
置が低くなるので、鋼製セグメントを安定した状態で浮
上支持することができる。前記コンクリートの打設によ
り前記環状躯体の各ロットおよび底盤を形成する際に、
前記鋼製セグメントないしは構築途中の立坑の姿勢を、
姿勢制御装置により所定の状態に維持することができ
る。この構成によれば、コンクリート打設に伴ない偏荷
重が作用しても構築と途中の立坑の傾きなどが防止さ
れ、コンクリートの打設作業を安定した状態で行える。
について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図1
から図7は、本発明にかかる立坑の構築工法の一実施例
を示している。図1には、本発明の構築工法で構築され
る立坑Aの全体断面が示されている。
〜第9ロット)に分割形成される環状躯体Bと、こ
の環状躯体Bの下端を閉塞するようにして一体に形成さ
れる底盤Cとを備えている。
は、まず、図2に示すように、地盤中に土水圧対抗用の
外水10が満たされた縦孔12が形成される。この縦孔
12は、鋼矢板などの止水性を備えた簡易型土留め壁1
3を地上から所定深度まで打設した後に、土留め壁13
で囲繞された内部を掘削することにより形成される。
Aの直径よりもやや大きく、かつ、立坑Aの全長よりも
若干深い深度まで形成される(第1工程)。縦孔12の
形成が終了すると、立坑Aの躯体部分(底盤C,環状躯
体B)の構築が行われる(第2工程)。
14が、図3(A)に示すように、縦孔12内の外水1
0上に浮上設置される。この箱状鋼製セグメント14
は、底盤Aと環状躯体Bの複数段の下端部、例えば、第
2ロットの外殻を一体的に画成するものであり、内部
が中空に形成されている。
している。同図に示す箱状鋼製セグメント14は、底盤
Aの底面を画成する底板14aと、底盤Aと環状躯体B
の複数段の下端部の側面を画成する側壁14bとを有し
ている。
ト14は、上端が開口した1つの円筒箱状ユニット14
0と、同様に上端が開口した4個の扇形箱状ユニット1
41とから構成されていて、底板14aを同心円状に2
分割するとともに、外周側の環状部分の底板14aを周
方向に4分割した形態になっている。
0aと、この円形底板140aの外周縁に立設されたリ
ング板140bとを有している。各扇形ユニット141
は、扇形底板141aと、この底板141aの周方向の
側縁に立設された一対の接合フランジ板141bと、底
板141aの内外周縁にそれぞれ立設された内,外曲面
板141c,141dとを有している。
外周に接合されるものであり、外曲面板141dは、側
壁14bの一部を構成し、扇型箱状ユニット141を周
方向に連結すると環状の側壁14bが形成される。
b,内曲面板141cは、底盤C内に収まる高さに設定
されている。なお、図6(A),(B)に符号142で
示したものは、後述する外水位10を調整する際や、裏
込め材を注入する際に使用する貫通孔であり、底盤Cを
形成するまでは、この貫通孔142は、閉塞されてい
る。
る際には、円筒箱状ユニット140および扇形箱状ユニ
ット141をそれぞれ吊り上げて外水10上に浮上させ
て組立てる。この組立の際には、円筒箱状ユニット14
0を中央に配置し、その外周側に扇形箱状ユニット14
1がこれを取り巻くように配置して、図6(C)に示す
ように、リング板140bと内曲面板141bとの間,
接合フランジ板141b同士の間にそれぞれ水密パッキ
ン143を介装してボルトナットでこれらを締結するこ
とにより行われる。
14の浮上設置状態を図3(A)に示している。ここ
で、いま例えば、構築しようとする立坑Aの寸方形状が
図1に示すように、直径が16mの円形断面で、高さが
36.8mであって、底盤Bの厚みが2m、環状躯体B
の第1ロット〜第8ロットまでの高さがそれぞれ4
m、第9ロットの高さが2.8mであり、 鋼製セグ
メント14の底板14aの厚みが2cm,比重が7.8
5、側壁14bの単位長さ当たりの重量が16t/mで
あり、第2ロットまでの部分を鋼製セグメント14に
含ませるとすると、鋼製セグメント14の全高は、10
mとなる。
4×162×0.02×7.85=31.55tとな
る。一方、側壁14bの重量W0’は、16t/m×1
0=160tとなり、この段階における鋼製セグメント
14の合計重量W1は、31.5+160=191.5
5tとなり、外水10の比重を1とすると、鋼製セグメ
ント14を浮上させた際に、鋼製セグメント14が外水
10の水面上に突出する高さは、10− W1/(π/4
×162)=9.05mとなる。
クリートを打設して、図3(B)に示すように、底盤C
を形成する。底盤Cは、その厚みが2mで、コンクリー
トの比重を2.4とすると、底盤Cのコンクリートの重
量が、π/4×162×2×2.4=965tとなり、
底盤Cの形成段階における合計重量W2は、 W1+96
5=1157tとなる。
0の水面上に突出する高さは、10− W2/(π/4×
162)=4.2mとなる。なお、底盤Cの形成用コン
クリートを打設する際には、底板14aに設けられてい
る貫通孔142に連通する位置にパイプ144を設置
し、このパイプ144には、外水10の抜出し用ホース
(図示省略)を接続しておく。
示すように、環状躯体Bの第3ロットが鋼製セグメン
ト14の上端側に形成される。第3ロットを形成する
際には、その形成型枠16を鋼製セグメント14の上端
上に設置することになるが、型枠16の高さが4mあ
り、型枠16の設置前の鋼製セグメント14の上端は、
外水10の水面上に4.2m突出しているので、そのま
ま設置すると、型枠16の上端は、水面上8.2m突出
することになり、作業用架台の高さが大きくなり過ぎ、
コンクリートの打設作業などにも支障を来たす。
の突出高さがほぼ一定(例えば、1つのロットにほぼ対
応させた5m程度)になるように、鋼製セグメント14
内に浮力対抗用の内水18を導入するようにした。この
内水18の導入状態を図7に示している。
には、型枠16の組立状態に対応させて、徐々にその量
を漸次増加させる。また、型枠16を設置して、その内
部にコンクリートを打設する際には、打設量の偏在など
により、鋼製セグメント14が傾くことが予測されると
ともに、コンクリートの打設に伴って、鋼製セグメント
14が徐々に沈下することも予測され、コンクリートの
打設作業に支障を来す恐れがある。
一例を示すように、コンクリートを打設して、脱型を行
うまでは、鋼製セグメント14や構築途中の立坑Aの姿
勢を一定に保つ姿勢制御装置20を用いるようにした。
ウインチ20aおよび油圧ジッャキ20bを備えてい
る。ウインチ20aは、構築しようとする立坑Aを周方
向にそって、等角度間隔で4分割ないしは3分割した位
置に設置され、地盤中に一部が埋設された架台20c上
に固定設置されている。各ウインチ20aに捲回された
ワイヤ20dの一端は、適宜ガイドローラを設置して、
鋼製セグメント14の底面に結合されている。
面に当接する当接プレートが先端側に設けられ、鋼製セ
グメント14の側面に段上に設置されている。
は、水平方向に関して、油圧ジッャキ20bを伸縮制御
することで行われる。また、鉛直方向の姿勢制御は、内
水18が導入されない初期段階においては、コンクリー
トの打設時に鋼製セグメント14が沈み込まないよう
に、ウインチ20aにより支持する。
は、コンクリート打設時に、内水18を適宜排出するこ
とによりバランスさせる。 なお、このような姿勢制御
装置20による姿勢制御は、コンクリートを打設して底
盤Cを形成する際にも行われる。
の厚みが1.2mなので、第3ロットの重量は、π/4
×(162−13.62)×4.0×2.4=536tと
なり、第3ロット形成終了時点での合計重量W3は、
W2+536=1693tとなり、外水10の水面上に
突出する高さは、14− W3/(π/4×162)=
5.5mとなる。
示すように、環状躯体Bの第1ロットが形成される。
第1ロットを形成する際には、側壁14bの内面側に
内型枠を設置してコンクリートの打設が行われる。この
第1ロットを打設形成する際には、外水10上の突出
高さが5.5mあっても、その上部に型枠を設置しない
ので、内水18の導入は行わず、姿勢制御装置20によ
る姿勢制御だけが行われる。第1ロットの形成終了時
点での合計重量W4は、第1ロット〜第8ロットま
での重量が同じなので、 W3+536=2229tとな
り、外水10の水面上に突出する高さは、18− W4/
(π/4×162)=3.9mとなる。
に、図4(A)に示すように、第4ロットの打設形成
が行われる。第4ロットを形成する際には、第3ロッ
ト上に型枠16を設置する必要があるので、これの打
設形成に先立って、第3ロットの場合と同様に、内水
18の導入および姿勢制御が行われる。
W5は、 W4+536=2765tとなり、外水10の
水面上に突出する高さは、22− W5/(π/4×16
2)=4.2mとなる。
ロットの打設形成が行われる。第5ロットを形成す
る際には、第4ロット上に型枠16を設置する必要が
あるので、これの打設形成に先立って、第3,4ロット
,の場合と同様に、内水18の導入および姿勢制御
が行われる。
W6は、 W5+536=3301tとなり、外水10の
水面上に突出する高さは、26− W6/(π/4×16
2)=5.5mとなる。
トが打設形成される。第2ロットを形成する際に
は、第1ロットを打設形成する際と同様に、内水18
の導入は行わず、姿勢制御装置20による姿勢制御だけ
が行われる。
W7は、 W6+536=3837tとなり、外水10の
水面上に突出する高さは、30− W6/(π/4×16
2)=2.8mとなる。
(C)に示すように、順次第6ロツト〜第9ロット
までが積み上げ形成される。これらの各ロットを打設形
成する際には、第3ロットと同様に内水18の導入,
排出および姿勢制御が行われる。各ロットの形成終了段
階における外水10の水面上の突出高さは、4.2m,
5.5m,6.8m,7.7mになる。
と、形成された立坑A内に沈設用の内水18を導入し
て、底盤Bの下面を縦孔12の底面に着定させた後に、
底盤Cに設けられているパイプ144を介してモルタル
などの裏込め材が、立坑Aの外周と縦孔12間に、外水
10と置換するようにして充填され、裏込め材が硬化す
ると、立坑Aの構築が完了する(第3工程)。
の構築工法によれば、外水10上には、底盤Cと環状躯
体Bの下端部との外殻を一体的に画成する中空箱状鋼製
セグメント14を浮上させるので、外水10上に吊り下
げ設置する重量が軽量化されるとともに、十分な浮力が
得られ、浮上状態で底盤形成用コンクリートおよび環状
躯体形成用のコンクリートの打設が可能になる。
ト14は、底盤Cの底面を画成する底板14aと、底盤
Cの側面および環状躯体Bの下端部の側面を画成する側
壁14bとを有し、底板14aを同心円状に分割すると
ともに、側壁14bを周方向に分割した複数の箱状ユニ
ット140から構成しているので、吊り上げ用重機の規
模をより一層小さくすることができる。
6を設置して環状躯体Bの上部側のロットをコンクリー
トの打設により形成する際に、構築途中の立坑Aの上端
側が外水10の水面上から上方に一定量突出するように
導入するので、各ロットを形成する際に、型枠設置用の
作業台の高さを一定にすることができ、作業台の高さ調
整が不要となって急こう能率が向上する。
ートを打設して第2工程の初期に形成するので、鋼製セ
グメント14の重心が低くなり、鋼製セグメント14を
安定した状態で浮上支持することができる。
Bの各ロットおよび底盤Cを形成する際に、鋼製セグメ
ント14ないしは構築途中の立坑Aの姿勢を、姿勢制御
装置20により所定の状態に維持するので、コンクリー
ト打設に伴ない偏荷重が作用しても構築途中の立坑Aの
傾きなどが防止され、コンクリートの打設作業を安定し
た状態で行える。
にロットに分割した場合を例示したが、分割数は、これ
に限られることはない。また、上記実施例では、鋼製セ
グメント14に環状躯体Bの2ロットを含ませ場合を示
したが、その個数もこれに限られることはない。
本発明にかかる立坑の構築工法によれば、大重量となる
底盤を浮上支持したセグメント上で、現場打設により形
成するので、大規模な吊り上げ設備や地盤改良などの付
帯工事を伴うことなく、大口径かつ大深度立坑の構築が
具体的に可能になる。
を示す縦断面図である。
示す断面説明図である。
である。
である。
である。
セグメントの平面図,断面図および拡大断面図である。
制御装置の一例を示す説明図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数ロットで分割形成される環状躯体
と、この環状躯体の下端を閉塞する底盤とを備えた立坑
を構築する際に、土水圧対抗用の外水が満たされた縦孔
を地盤中に形成する第1工程と、 前記底盤と前記環状躯体の下端部との外殻を一体的に画
成する中空箱状鋼製セグメントを前記外水上に浮上さ
せ、この状態で前記底盤と分割した前記環状躯体とを現
場打設により形成する第2工程と、 形成された立坑内に浮力対抗用の内水を注入して前記底
盤を前記縦孔内に着定させた後に、前記内水の排除と前
記縦孔と前記躯体との間に裏込め材を置換充填する第3
工程とを含むことを特徴とする立坑の構築工法。 - 【請求項2】 前記鋼製セグメントは、前記底盤の底面
を画成する底板と、前記底盤の側面および前記環状躯体
の下端部の側面を画成する側壁とを有し、 前記底板を同心円状に分割するとともに、前記側壁を周
方向に分割した複数の箱状ユニットから構成したことを
特徴とする請求項1記載の立坑の構築工法。 - 【請求項3】 前記内水は、型枠を設置して前記環状躯
体の上部側のロットをコンクリートの打設により形成す
る際に、構築途中の立坑の上端側が前記外水の水面上か
ら上方に略一定量突出するように導入することを特徴と
する請求項1記載の立坑の構築工法。 - 【請求項4】 前記底盤は、前記底板上にコンクリート
を打設して前記第2工程の初期に形成することを特徴と
する請求項2記載の立坑の構築工法。 - 【請求項5】 前記コンクリートの打設により前記環状
躯体の各ロットおよび底盤を形成する際に、前記鋼製セ
グメントないしは構築途中の立坑の姿勢を、姿勢制御装
置により所定の状態に維持することを特徴とする請求項
3または4記載の立坑の構築工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03211797A JP3791092B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 立坑の構築工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03211797A JP3791092B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 立坑の構築工法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10227194A true JPH10227194A (ja) | 1998-08-25 |
| JP3791092B2 JP3791092B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03211797A Expired - Fee Related JP3791092B2 (ja) | 1997-02-17 | 1997-02-17 | 立坑の構築工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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1997
- 1997-02-17 JP JP03211797A patent/JP3791092B2/ja not_active Expired - Fee Related
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