特許ウォッチ

公開番号2025077496
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-19
出願番号2023189725
出願日2023-11-07
発明の名称立坑覆工構造および立坑施工方法
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類E21D 5/04 20060101AFI20250512BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】覆工コンクリートに生じる応力を低減し、構造物の安定性の向上を確保できる立坑覆工構造およびこの立坑覆工構造を利用した立坑施工方法を提案する。
【解決手段】コンクリートの硬化体からなるリング状の本体部3と、本体部3と地山面との間に介設された可縮部4と、地山に打ち付けられたアンカー5とからなる立坑覆工構造2と、この立坑覆工構造2を用いた立坑施工方法である。可縮部4は、本体部3よりも剛性が低い材料で構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
コンクリートの硬化体からなるリング状の本体部と、
前記本体部と地山面との間に介設された可縮部と、からなる立坑覆工構造であって、
前記可縮部は、前記本体部よりも剛性が低い材料で構成されていることを特徴とする、立坑覆工構造。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
前記可縮部は、セメントと、多孔質材と、水とを含むセメント系材料を前記地山面に吹付けた硬化体であることを特徴とする、請求項１に記載の立坑覆工構造。
【請求項３】
前記可縮部は、前記地山面に貼設された樹脂製シートであることを特徴とする、請求項１に記載の立坑覆工構造。
【請求項４】
前記地山面に打ち付けられたアンカーをさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の立坑覆工構造。
【請求項５】
地山を下向きに掘削する掘削工程と、
地山の掘削により露出した地山面に可縮材を設置する可縮部形成工程と、
前記可縮材の内側にリング状の型枠を設置する型枠設置工程と、
前記型枠と前記可縮材との間にコンクリートを打設する打設工程と、備えていることを特徴とする、立坑施工方法。
【請求項６】
前記可縮部形成工程では、前記地山面に可縮材を吹き付けるとともに、前記地山面にアンカーを打ち付けることを特徴とする、請求項５に記載の立坑施工方法。
【請求項７】
前記可縮部形成工程では、前記地山面に樹脂製シートを貼設するとともに、前記地山面にアンカーを打ち付けることを特徴とする、請求項５に記載の立坑施工方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑覆工構造および立坑施工方法に関する。
続きを表示（約 2,900 文字）【背景技術】
【０００２】
大深度の立坑を施工する場合に、所定深度毎に掘削と覆工コンクリートの打設を繰り返すショートステップ工法を採用する場合がある。
地下構造物の施工において、地山を掘削すると、地山に変形が生じる。地山に変形が生じると、変形に伴う押出力によって、覆工コンクリートに大きな応力が作用するおそれがある。
トンネルの施工では、地山の押出が作用することで支保工に座屈などが生じるおそれがあるため、支保工の一部を変形させることで、地山の変形（押出）を吸収する場合がある。例えば、特許文献１には、アーチ状のトンネル支保工を横断するように、トンネル支保工に可縮部材を介設することで、地山の変形が生じた場合であっても、可縮部材により変形を吸収することで、支保工に座屈などが生じることを抑制する支保構造が開示されている。
なお、トンネルの施工では、掘削により露出した地山を支保工により早期に閉塞して、地山の変形が落ち着いた段階で、スライドセントル等の型枠を後追いで設置して覆工コンクリートを打設するのが一般的である。
一方、地山の掘削と覆工コンクリートの打設を繰り返すショートステップ工法を採用する立坑の施工では、地山の変形が落ち着く前に型枠の設置および覆工コンクリートの打設を行う必要があるが、型枠や覆工コンクリートは大きな変形を許容できない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６７６９７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、立坑の覆工コンクリートに生じる応力を低減し、構造物の安定性の向上を確保できる立坑覆工構造およびこの立坑覆工構造を用いた立坑施工方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の立坑覆工構造は、コンクリートの硬化体からなる本体部と、前記本体部と地山面との間に介設された可縮部とからなる。前記可縮部は、前記本体部よりも剛性が低い材料（変形し易い材料）で構成されている。
また、本発明の立坑施工方法は、地山を下向きに掘削する掘削工程と、地山の掘削により露出した地山面に可縮材を設置する可縮部形成工程と、前記可縮材の内側にリング状の型枠を設置する型枠設置工程と、前記型枠と前記可縮材との間にコンクリートを打設する打設工程とを備えている。
かかる立坑覆工構造および立坑施工方法によれば、本体部（覆工コンクリート）よりも剛性が低い材料（圧縮降伏強度が本体部と同等以下で、塑性域での剛性（変形係数）が本体部よりも低くなる材料も含む）からなる可縮部を備えているため、コンクリート打設後に地山が変形することで立坑覆工構造に押出力が作用した場合であっても、可縮部により吸収することで、覆工コンクリートに作用する応力を低減できる。そのため、立坑の安定性を確保できる。また、覆工コンクリートに発生する応力を低減することにより、型枠の脱型時期を早めることができ、ひいては、施工サイクルの高速化が可能となる。また、応力低減によって、覆工厚さの低減に伴うコストの低減化を図ることができる。
【０００６】
前記可縮部は、セメントと多孔質材と水とを含むセメント系材料や樹脂系材料を前記地山面に吹付けた硬化体であってもよいし、前記地山面に貼設された樹脂製シートであってもよい。材料の吹付けや、シート材の貼設により可縮部を形成すれば、早期施工が可能となる。
また、立坑覆工構造は、前記地山面に打ち付けられたアンカーをさらに備えていれば、地山との一体化を図ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の立坑覆工構造および立坑施工方法によれば、覆工コンクリートに生じる応力を低減し、構造物の安定性の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本実施形態の立坑を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
覆工構造を示す拡大断面図である。
掘削工程を示す断面図である。
可縮部形成工程を示す断面図である。
型枠設置工程を示す断面図である。
打設工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、立坑１を形成する場合について説明する。図１に立坑１を示す。本実施形態の立坑１は、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、平面視円形を呈している。立坑１は、地盤（地山Ｇ）を下方向に掘削し、掘削により露出した地山面をリング状に形成された立坑覆工構造２により閉塞している。立坑覆工構造２は、上下に連続して複数段形成されている。立坑１の底部には、必要に応じてベースコンクリートを打設する。
図２に立坑覆工構造２を示す。立坑覆工構造２は、図２に示すように、本体部３と可縮部４とが積層されてなる。
本体部３は、リング状のコンクリート硬化体からなる。本体部３は、長方形断面の一般部３１と、一般部３１の下側に形成された縮厚部３２とを備えている。縮厚部３２は、下に行くに従って厚さが縮小する断面形状を備えていて、一般部３１と縮厚部３２とが連結されてなる本体部３は、五角形断面を呈している。なお、本体部３の断面形状は、五角形に限定されるものではない。
【００１０】
可縮部４は、本体部３と地山面との間に介設されている。可縮部４は、本体部３よりも剛性が低い材料（変形しやすい材料）で構成されている。本実施形態の可縮部４は、地山面に貼設された複数の短冊状の樹脂製シート４１からなる。地山Ｇを掘削すると、掘削により形成された空間の中心側に向かって地山Ｇが押し出される。可縮部４は、地山Ｇの変形に起因する押出力を吸収する緩衝材として機能する。可縮部４の厚さは、可縮部４を構成する材料（本実施形態では樹脂製シート４１）の強度や、想定される地山Ｇの押出力等に応じて適宜決定すればよい。樹脂製シート４１は、周方向に連続して地山面に貼設されている。樹脂製シート４１は、地山面に打ち付けられたアンカー５により固定されている。樹脂製シート４１の圧縮剛性は、脱型時のコンクリート硬化体の圧縮剛性（変形係数）の１／１００～１／１０程度であり、圧縮降伏強度は脱型時のコンクリート硬化体の圧縮強度と同等であることが好ましい。樹脂製シート４１を構成する材料は限定されるものではないが、例えば、高強度ポリスチレン樹脂からなる。
アンカー５は、軸部５１と、軸部５１よりも大きな外形の頭部５２とを有している。アンカー５は、樹脂製シート４１の表面に頭部５２を係止させた状態で、地山Ｇに打ち付けられている。
なお、樹脂製シート４１の固定方法は限定されるものではなく、例えば、ピン等で固定してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許