米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 固定構造物 -> 積水化学工業株式会社

発明の名称 地中壁、シールド工法用壁部材、並びに、シールド工法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−154475(P2007−154475A)
公開日 平成19年6月21日(2007.6.21)
出願番号 特願2005−349137(P2005−349137)
出願日 平成17年12月2日(2005.12.2)
代理人 【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
発明者 谷口 良一 / 岡本 亮太
要約 課題
シールド掘削機によって掘削可能であり、地中壁を補強することが可能なシールド工法用壁部材を提供する。

解決手段
本発明のシールド工法用壁部材10は、切削可能化部材40と連結部材41とを有している。切削可能化部材40は、シールド掘削機によって切削が可能な材質であり、両端に位置する厚肉部42と、厚肉部42同士の間には位置する薄肉部43とを有し、凹部43aが形成されている。そして、シールド工法用壁部材10は、コンクリート部12に埋設されて地中壁1が形成される。
特許請求の範囲
【請求項1】
周方向、厚み方向及び幅方向を有する湾曲棒状である切削可能化部材を有し、切削可能化部材の周方向が湾曲するものであり、周方向の両端には厚肉部が形成され、厚肉部同士の間には厚肉部よりも厚み方向に薄い薄肉部が形成され、薄肉部によって湾曲の内側には凹部が形成されており、
切削可能化部材を凹部が内側となるように地中壁の切削可能化領域に配置して、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行うことができることを特徴とするシールド工法用壁部材。
【請求項2】
厚み方向に積層される積層板を用いて形成されるものであり、厚肉部は薄肉部に対して積層される積層板の枚数を多くして形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のシールド工法用壁部材。
【請求項3】
積層板は長繊維補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体が用いられ、前記繊維は周方向に配向していることを特徴とする請求項2に記載のシールド工法用壁部材。
【請求項4】
地中壁の切削可能化領域以外の領域は補強部材によって補強されるものであり、切削可能化部材の周方向の両端には補強部材に連結するための連結部材が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシールド工法用壁部材。
【請求項5】
所定の方向に配向するように長繊維補強された樹脂成形体であって繊維の配向方向に長い切削可能化部材と、切削可能化部材の両端に設けられる連結部材とを有し、切削可能化部材には厚肉部と、厚肉部同士の間には厚肉部よりも厚み方向に薄い薄肉部が形成され、薄肉部によって凹部が形成されており、
切削可能化部材を凹部が内側となるように地中壁の切削可能化領域に配置して、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行うことができることを特徴とするシールド工法用壁部材。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載のシールド工法用壁部材を用いて形成されたことを特徴とする地中壁。
【請求項7】
請求項6に記載の地中壁を形成し、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行うことを特徴とするシールド工法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、シールド工法に用いられる地中壁、及びその壁に使用されるシールド工法用壁部材、さらに、これら用いて行われるシールド工法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、トンネル等を形成するのに、シールド掘削機を使用するシールド工法が用いられている。
このシールド工法は、まず出発点となる場所に発進立坑を形成して、地上からトンネルを形成する深さまで垂直に掘る。そして、そこにシールド掘削機を降ろし、シールド掘削機を用いて水平にトンネルを掘り進んでいく。また、トンネルの終点や所定の中間地点に、発進立坑と同様な到着立坑を設けて、その立坑にシールド掘削機を到着させて行われる。
【0003】
発進立坑などの立坑には、地下水の噴出や地盤の崩れ等が発生しないように地中壁が形成されている。この地中壁は、内側にかかる圧力を受けるものであるが、シールド掘削機の発進時や到達時には、掘削できるようにしなければならない。
また、トンネルに分岐を形成する場合も、トンネルの壁の内側から外側に、又は、外側から内側に掘り進むため、シールド掘削機の掘削ができるようにしなければならない。
そして、このような地中壁を形成する技術が特許文献1などに開示されている。
【特許文献1】特開2005−23737号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような地中壁が、鉄筋で補強したコンクリートである鉄筋コンクリートなどで形成したものを用いられる場合がある。そして、シールド掘削機が通過する領域である発進到達領域には、鉄筋などを用いて補強することができないので、かかる領域に高強度であって掘削可能な材料を用いて補強される。
高強度であって掘削可能な材料としては、特許文献1などに記載された繊維強化樹脂などを用いることができる。
【0005】
発進到達領域はシールド掘削機が通過する領域であるので、ある程度広い面積となる。そしてかかる領域に長尺状の部材を用い、この長尺状の部材の両端を鉄筋などと連結して固定することとなる。したがって、この長尺状の部材は梁のような設置状態で補強される。
【0006】
上記のような地中壁の場合、コンクリート部分と長尺状の部材との間でずれを防止することが望ましい。このため、長尺状の部材の表面を凹凸状としたり、段部を形成する方法がある。しかし、表面を凹凸状とする方法では加工が複雑になりやすく、また、段部を設けると部分的に厚みが変化して、曲げやせん断によって材料が受ける応力が変化し、大きな応力がかかる部分の強度が低下するおそれがあった。
【0007】
また、繊維強化樹脂等を用いた場合には、繊維の配向方向には他の方向よりも補強効果が特に大きいので、曲げ強さをより大きくすることができる。そのため、厚みが一様である板状のものなどを用いたのでは、せん断力が小さい部分の厚みを、大きなせん断力がかかる部分に合わせることになり、全体が大きくなってしまう。
【0008】
そこで、本発明は、シールド掘削機によって掘削可能であり、地中壁を補強することが可能なシールド工法用壁部材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記した目的を達成するための請求項1に記載の発明は、周方向、厚み方向及び幅方向を有する湾曲棒状である切削可能化部材を有し、切削可能化部材の周方向が湾曲するものであり、周方向の両端には厚肉部が形成され、厚肉部同士の間には厚肉部よりも厚み方向に薄い薄肉部が形成され、薄肉部によって湾曲の内側には凹部が形成されており、切削可能化部材を凹部が内側となるように地中壁の切削可能化領域に配置して、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行うことができることを特徴とするシールド工法用壁部材である。
【0010】
請求項1に記載の発明によれば、厚肉部と薄肉部とが設けられ、凹部が形成された切削可能化部材を有し、切削可能化部材を凹部が内側となるように地中壁の切削可能化領域に配置されるものであるので、シールド掘削機によって掘削可能であり、地中壁を補強することが可能である。
【0011】
請求項2に記載の発明は、厚み方向に積層される積層板を用いて形成されるものであり、厚肉部は薄肉部に対して積層される積層板の枚数を多くして形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載のシールド工法用壁部材である。
【0012】
請求項2に記載の発明によれば、厚み方向に積層される積層板を用いて形成されるものであり、厚肉部は薄肉部に対して積層される積層板の枚数を多くして形成されたものであるので、厚肉部や薄肉部の形成を容易に行うことができる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、積層板は長繊維補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体が用いられ、前記繊維は周方向に配向していることを特徴とする請求項2に記載のシールド工法用壁部材である。
【0014】
請求項3に記載の発明によれば、積層板は長繊維補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体が用いられ、前記繊維は周方向に配向しているので、より高強度としながら、シールド掘削機による地中壁の貫通を行うことが可能である。
【0015】
請求項4に記載の発明は、地中壁の切削可能化領域以外の領域は補強部材によって補強されるものであり、切削可能化部材の周方向の両端には補強部材に連結するための連結部材が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシールド工法用壁部材である。
【0016】
請求項4に記載の発明によれば、切削可能化部材の周方向の両端には補強部材に連結するための連結部材が設けられているので、シールド工法用壁部材と補強部材との連結を容易に行うことができる。
【0017】
本発明は湾曲していない切削可能化部材にも適用することができる。
すなわち、請求項5に記載されている発明のように、所定の方向に配向するように長繊維補強された樹脂成形体であって繊維の配向方向に長い切削可能化部材と、切削可能化部材の両端に設けられる連結部材とを有し、切削可能化部材には厚肉部と、厚肉部同士の間には厚肉部よりも厚み方向に薄い薄肉部が形成され、薄肉部によって凹部が形成されており、切削可能化部材を凹部が内側となるように地中壁の切削可能化領域に配置して、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行うことができることを特徴とするシールド工法用壁部材を用いることができる。
【0018】
そして、上記した請求項1〜5のいずれかに記載のシールド工法用壁部材を用いて地中壁を形成することができる(請求項6)。
また、請求項6に記載の地中壁を形成し、シールド掘進機が地中壁の切削可能化領域を貫通して発進又は到達を行い、シールド工法を行うことができる(請求項7)。
【発明の効果】
【0019】
本発明のシールド工法用壁部材によれば、シールド掘削機によって掘削可能であり、地中壁を補強することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態における地中壁を示した斜視図である。図2は、本発明の地中壁を用いてシールド工法により、トンネルを形成する方法を示した模式図である。図3は、図1のA−A断面図である。図4は、本発明のシールド工法用壁部材を示した斜視図である。図5は、図1に示す地中壁の断面斜視図である。
【0021】
本発明の第1の実施形態における地中壁1は、図1に示されている。そして、地中壁1は地中に設けられる壁であり、シールド工法に用いる際に形成される立坑の壁となるものである。地中壁1は、地面91に設けられて地下に位置している。また、地中壁1の内側には空間92が設けられている。
【0022】
そして、地中壁1を用いてシールド工法により、トンネル90を形成することができる。これは、図2に示されるように、この地中壁1をトンネル90の出発点と到着点に設け、シールド掘削機95を出発点側の地中壁1内の空間92に降ろし、シールド掘削機95で掘削しながら、到着点側の地中壁1までトンネル90を形成するものである。
【0023】
地中壁1は、コンクリート製であり、図3に示されるように、コンクリート部12が強度部13によって補強されている。強度部13はシールド工法用壁部材10と鉄筋である補強部材11とからなり、シールド工法用壁部材10と補強部材11とは地中壁1の内部に配置している。
また、地中壁1は円筒形状であり、空間92の断面形状は円形であり、地中壁1の上方は開口94が形成され、他の部分は土砂97によって囲まれている。
【0024】
また、図1などに示されるように、地中壁1にはシールド工法の際に発進又は到達する位置である発進到達部96を有しているが、この位置は、後述するように、切削可能化領域20に合わせられている。また、この切削可能化領域20の外径は、シールド掘削機95の外径より大きく、シールド掘削機95が掘削する範囲より大きく、はみ出ない大きさである。
【0025】
地中壁1は、シールド工法用壁部材10及び補強部材11を、コンクリートに埋設して形成されるが、後述するシールド工法用壁部材10の切削可能化部材40が配置される領域である切削可能化領域20は、ほぼ円形の形状となっている。
【0026】
図4に示されるように、シールド工法用壁部材10には、切削可能化部材40と連結部材41が設けられている。
切削可能化部材40は、積層板40bを積層して形成されるものである。そして、この積層板40bはシールド掘削機95で掘削できる材質であり、切削可能化部材40が配置されていてもシールド掘削機95が通過することができる。積層板40bの具体的な材質は、長繊維強化ポリウレタン発泡樹脂であり、強度に優れるものである。
また、積層板40bは、周方向Rに長く、厚み方向Tに薄い長尺板であり、積層板40bの積層方向が厚み方向Tとなるように積層されている。
【0027】
切削可能化部材40は湾曲している湾曲棒状で周方向Rに長く、また、その曲率は、図3に示されるように、地中壁1の円筒形状に合わせられている。そして、切削可能化部材40は周方向R、厚み方向T、幅方向Wを有しており、周方向Rが湾曲する形状となっており、湾曲の内外が厚み方向Tとなっている。
【0028】
切削可能化部材40の周方向Rの両端付近には、厚肉部42が形成されている。厚肉部42は他の部分よりも厚み方向Tに厚くなっている部分である。そして、厚肉部42の間には、厚肉部42よりも薄い薄肉部43が形成されている。
この厚肉部42は、薄肉部43に対して、積層される積層板40bの枚数を多くして形成されるものである。そして、厚肉部42の積層板40bは、薄肉部43よりも湾曲の内側に多く積層されて厚肉部42の内側が突出して突出部42aが形成され、また、薄肉部43の湾曲の内側に凹部43aが形成される。
【0029】
そして、切削可能化部材40には、湾曲の外側と内側に位置する面である外側面50、内側面51、周方向Rの両端に位置する端面52、53、幅方向Wの両側に位置する面である側面54、55が形成され、また、厚肉部42と薄肉部43の境界に位置する段状部56、57と、段状部56、57と端面52、53の間に位置する突出面58、59が形成されている。
【0030】
厚肉部42の積層板40bは、突出面58、59側ほど周方向Rの長さが短くなっており、段状部56、57は傾斜状となっている。そのため、強度部13を配置した後に、コンクリートを流し込む際に、段状部56、57付近へ流れ込みやすくすることができ、また、地中壁1の外側から圧力がかかった場合に、段状部56、57での応力集中の発生を低減させることができる。
【0031】
厚み方向Tの任意の位置の層は、1枚の積層板40bによって構成してもよく、複数の積層板40bによって構成してもよい。なお、複数の積層板40bを用いた場合、隣接する層との間で、境界部分の位置を互い違いにするなどして、他の層の境界部分の位置と異なるようにすることにより、強度低下を防止することができる。
【0032】
また、長繊維強化ポリウレタン発泡樹脂である積層板40bの繊維の配向方向は、周方向Rである。そのため、周方向Rの曲率を変える方向に曲げ応力が作用した場合にも強度が高い。
そして、切削可能化部材40を製造する場合、連続成形で平板状のものを製造した後、これを所定の長さに切断して、積層板40bを製作し、さらにこれを湾曲状態となるようにしながら積層板40b同士を接着するなどして固定して行われる。
【0033】
連結部材41は、切削可能化部材40の周方向Rの端部に固定されている金属製の棒状の部分である。そして、連結部材41は切削可能化部材40の両端にそれぞれ設けられ、切削可能化部材40の端面52、53から突出している。
そして、連結部材41は、補強部材11と固定され、シールド工法用壁部材10と補強部材11とが一体状となって地中壁1の補強が行われる。この固定は、現場で溶接などにより行われる。
なお、連結部材41の切削可能化部材40への固定は特に限定されるものでないが、端面52、53に形成された穴に挿入して行うことができる。
【0034】
地中壁1は、シールド工法用壁部材10を、コンクリートに埋設して形成される。このシールド工法用壁部材10の厚み方向の位置は、図3に示されるように、地中壁1の外側寄りである。
そして、図5に示されるように、シールド掘削機95が通過する領域である切削可能化領域20には、強度部13の内、シールド工法用壁部材10の切削可能化部材40が配置される。この切削可能化領域20は、シールド掘削機95に合わせられてほぼ円形の形状である。
【0035】
シールド工法用壁部材10の配置は、外側面50を外側に、内側面51を内側(空間92側)にして、側面54が上に配置されるようにして行われる。そして、複数のシールド工法用壁部材10を上下方向に配列して、切削可能化領域20を形成する。切削可能化領域20には、連結部材41や補強部材11が配置しないようにすればよいので、本実施形態の切削可能化領域20のように、円形状である場合には、最上部や最下部に配置されるシールド工法用壁部材10を他のものよりもやや短くすることができる。
【0036】
また、連結部材41は切削可能化部材40の両端にのみ設けられて、補強部材11と固定され、切削可能化部材40は、連結部材41を介して補強部材11と連結されているので、地中壁1に外側から力が作用した場合、切削可能化部材40には均等荷重を両端で支える梁に近い状態の応力状態となる。そして、このような応力状態の場合、端面52、53から少し離れたところに曲げ応力が0となる所があるが、段状部56、57がその近傍に配置するようにすることにより、段状部56、57における変形を小さくすることが可能である。
【0037】
そして、シールド工法用壁部材10と補強部材11からなる強度部13は、図3に示されるように、地中壁1の周方向Rを一周しており、また、地中壁1の上から下まで全体を補強している。
また、強度部13の厚み方向Tの位置は外側寄りであり、コンクリート部12は、強度部13の外側よりも内側の方が厚い状態となっている。
【0038】
なお、強度部13の補強部材11の形状などの構造は、鉄筋コンクリートに用いられる公知のものを用いることができる。また、シールド工法用壁部材10の連結部材41との固定も公知の方法を用いることができる。
【0039】
地中壁1の形成は、地中に円筒状の穴を形成し、この穴にシールド工法用壁部材10を配置した後、コンクリートを充填して固化させ、コンクリート部12を形成することにより行われる。さらに、地中壁1の内側を掘削して空間92を形成して立坑となる。
【0040】
地中壁1を形成する際の強度部13の配置の方法は、シールド工法用壁部材10と補強部材11とを全て組み立てた状態で円筒状の穴に進入させることもできるが、下側に配置される部分から徐々に組立ながら、進入させることもできる。
【0041】
そして、完成した地中壁1は、強度部13によって補強されているので、強度が高い。また、凹部43aにコンクリート部12が入り込んで、シールド工法用壁部材10とコンクリート部12とのずれが発生しにくい。さらに、切削可能化部材40の両端に厚肉部42が形成されているので、大きなせん断力が発生する端面54、55付近の強度を確保することができる。
【0042】
上記した地中壁1を用いて、シールド工法により、トンネル90を形成する場合、シールド掘削機95を地中壁1の空間92に降ろし、発進到達部96からトンネル90を掘り進む。発進到達部96は地中壁1の切削可能化領域20であるので、そのまま、シールド掘削機95によって掘り進むことができる。
【0043】
発進到達部96からトンネル90を掘り進むが、トンネル90の終点にも、図2に示すように、地中壁1が形成されている。終点側の地中壁1にも切削可能化領域20が形成されており、ここをシールド掘削機95が地中壁1を貫通して地中壁1の内部に移動し、トンネル90が完成する。
【0044】
このように、本実施形態のシールド工法用壁部材10を用いた地中壁1を用いて、シールド工法を行うことにより、シールド掘削機95によって掘削可能としながら、地中壁1を補強することができる。
【0045】
上記したシールド工法用壁部材10の切削可能化部材40は湾曲したものであったが、湾曲していないものでも良く、直線状である棒状のものであっても良い。なお、この場合、上記した実施形態と同様に、長繊維補強されたポリウレタン発泡樹脂成形体を用いることができ、繊維の配向方向に長いものとし、その両端に連結部材41を設ける。そして、切削可能化部材40には厚肉部42と、厚肉部42同士の間には厚肉部42よりも厚み方向に薄い薄肉部43が形成して凹部43aを設け、切削可能化部材40を凹部43aが内側となるように地中壁1の切削可能化領域20に配置する。
【0046】
上記した実施形態の地中壁1では、コンクリートで形成されるコンクリート部12を有しているが、モルタルなどを用いることができる。
また、上記した実施形態のシールド工法用壁部材10の補強部材11には鉄筋が用いられていたが鉄骨などの他のものを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明の第1の実施形態における地中壁を示した斜視図である。
【図2】本発明の地中壁を用いてシールド工法により、トンネルを形成する方法を示した模式図である。
【図3】図1のA−A断面図である。
【図4】本発明のシールド工法用壁部材を示した斜視図である。
【図5】図1に示す地中壁の断面斜視図である。
【符号の説明】
【0048】
1 地中壁
10 シールド工法用壁部材
11 補強部材
13 強度部
20 切削可能化領域
40 切削可能化部材
40b 積層板
42 厚肉部
43 薄肉部
43a 凹部
95 シールド掘削機
R 周方向
T 厚み方向




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013