省力化軌道のリフトアップ装置及びリフトアップ方法

【目的】省力化軌道の地盤沈下修復工を掘削作業やバラストの埋め戻し作業なしで行なえるようにする。
【構成】省力化軌道をリフトアップして空隙部を生成し、該空隙部に注入材を填充する際、省力化軌道のリフトアップを、１）枕木を介して填充層に複数本のボルト材を打設し、２）省力化軌道の両側にそれぞれ複数の支持部を設置し、３）該支持部により軌道上方において反力用架台を支持し、４）反力用架台に各ボルト材と連結されて省力化軌道を引き上げる引き上げ部を取り付け、５）引き上げ部に引き上げ力を発生し、６）該引き上げ力の反力を、反力用架台を介して支持部で受け止めて省力化軌道を引き上げる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は省力化軌道のリフトアップ装置及びリフトアップ方法に係り、特に地盤上に形成された填充層を備え、該填充層に設けられた枕木によりレールを支持する省力化軌道のリフトアップ装置及びリフトアップ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バラスト軌道の上部50cm程度のバラスト（レールの下に敷き詰められている砕石）をセメント注入材で固結して填充層とした省力化軌道は、バラストの抜け出しを防ぐことができる。また、省力化軌道は、バラスト上に直接枕木を設置したバラスト軌道より道床劣化や軌道狂いが生じにくい等の利点があり、さらには、バラストの補充等の作業を低減することができる利点がある。
しかし、バラスト軌道より軌道狂いが生じにくいとはいえ、軌道下の地盤は殆どがＮ値自沈（構造物自体の重みで沈んでしまう）からＮ値が５以下程度のローム層の軟弱な盛土（軟弱地盤）となっており、列車の振動加重等で省力化軌道毎に異なる地盤沈下（不同沈下）を起こしている。
従来、レール面での許容沈下量は2cm程度であり、この許容沈下量を超えた部分では、軌道両サイドの掘削を行い、ジャッキを差し込み、省力化軌道全体をリフトアップさせ、リフトアップ状態において省力化軌道底盤部の間隙にセメント系注入材を填充材として補充し、補充後レールを許容高さに調整して列車を通している（特許文献１）。図１２は、地盤沈下対策の工程を示す断面図であり、バラスト軌道１の上部50cm程度のバラスト部分がセメント注入材で固結されて填充層２が形成されており、該填充層２上に枕木３の一部が埋設、固定され、その上にレール４ａ、４ｂが取り付けられて省力化軌道５が形成されている。
図１２（A）に示すように、沈下量が許容沈下量を超えると、図１２（B）に示すように、省力化軌道５の両サイドのバラスト部分１ａ、１ｂを掘削し、掘削部にジャッキ６a、６ｂを差し込み、省力化軌道全体を所定の高さまでリフトアップさせ、かかる状態で軌道底盤部の間隙７にセメント系注入材８を填充材として補充し（Ａ矢印参照）、補充完了後レールを許容高さに調整し、最後に図１２（C）に示すように、軌道両サイドの掘削部にバラストを埋め込んで地盤沈下対策を完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２４７３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、かかる従来方法では、１）軌道両サイドの掘削とジャッキの差込作業、２）軌道のリフトアップと填充材の注入作業、３）バラストの埋め戻しと軌道整備作業、という３つの工程が必要となり、地盤沈下対策、特にリフトアップ作業が大掛かりになると共に、修復工期が長くなる問題がある。しかも、従来方法の填充材の注入は基本的な地盤沈下対策でないため、軌道が許容沈下量を超えるたびに大掛かりなリフトアップ作業を行なわなければならない問題がある。
以上から、本発明の目的は、掘削作業やバラストの埋め戻し作業無しでレール高さを効率的に調整可能にすることである。
本願発明の別の目的は、ジャッキを用いずに省力化軌道をリフトアップしてレール高さを調整可能にすることである。
本願発明の別の目的は、地盤沈下の修復工と同時に基本的な地盤沈下対策工を行なえるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、地盤上に形成された填充層を備え、該填充層に設けられた枕木によりレールを支持する省力化軌道のリフトアップ装置および省力化軌道のリフトアップ方法である。
・省力化軌道のリフトアップ装置
本願発明の省力化軌道のリフトアップ装置は、省力化軌道の両側にそれぞれ設置される複数の支持部、該支持部により軌道上方において支持される反力用架台、該反力用架台に取り付けられると共に、前記省力化軌道の前記填充層に打設された複数本のボルト材とそれぞれ連結されて該省力化軌道を引き上げる引き上げ部を備え、前記引き上げ部に引き上げ力を発生し、該引き上げ力の反力を、前記反力用架台を介して前記支持部で受け止めて前記省力化軌道を引き上げる。
・省力化軌道のリフトアップ方法
本発明の省力化軌道のリフトアップ方法では、枕木を介して前記填充層に複数本のボルト材を打設し、省力化軌道の両側にそれぞれ複数の支持部を設置し、該支持部により軌道上方において反力用架台を支持し、前記反力用架台に前記各ボルト材と連結されて省力化軌道を引き上げる引き上げ部を取り付け、前記引き上げ部に引き上げ力を発生し、該引き上げ力の反力を、前記反力用架台を介して前記支持部で受け止めて前記省力化軌道を引き上げる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、枕木を介して前記填充層に複数本のボルト材を打設し、省力化軌道の両側にそれぞれ複数の支持部を設置し、該支持部により軌道上方において反力用架台を支持し、前記反力用架台に前記各ボルト材と連結されて省力化軌道を引き上げる引き上げ部を取り付け、前記引き上げ部に引き上げ力を発生し、該引き上げ力の反力を、前記反力用架台を介して前記支持部で受け止めて前記省力化軌道を引き上げるようにしたから、掘削作業やバラストの埋め戻し作業が不要であり、しかも、ジャッキを用いずに省力化軌道をリフトアップしてレール高さを効率的に調整することができる。
本願発明によれば、省力化軌道のリフトアップ前後に、枕木および填充層を貫通して地中に孔あき鋼管を打設する工程を容易に追加でき、該孔あき鋼管より、孔あき鋼管周囲の地中、及びリフトアップにより生じた省力化軌道との空隙部に注入材を注入することにより、地盤沈下の修復工と同時に基本的な地盤沈下対策工を行なうことできる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本願発明の省力化軌道のリフトアップ装置の構成図である。
【図２】リフトアップ装置の平面図、側面図である。
【図３】ボルト材の省力化軌道への打設説明図である。
【図４】孔あき鋼管の打設説明図である。
【図５】孔あき鋼管である注入管併用マイクロパイルを、マイクロパイル設置用削孔機を用いて打設する説明図である。
【図６】リフトアップ装置の設置説明図である。
【図７】リフトアップ装置による省力化軌道の引き上げ説明図である。
【図８】地盤強化工程説明図である。
【図９】図８の一部拡大図である。
【図１０】省力化軌道下の地盤修復工程説明図である。
【図１１】省力化軌道下の地盤修復と地盤補強完了後の断面図である。
【図１２】従来の地盤沈下対策の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【０００８】
（Ａ）省力化軌道のリフトアップ装置
図１は本発明の省力化軌道のリフトアップ装置の構成図である。
図１において、バラスト軌道１１の上部50cm程度のバラスト部分がセメント注入材で固結されて填充層１２が形成されており、該填充層１２上にコンクリート製の枕木１３が埋設、固定され、その上にレール１４ａ、１４ｂが取り付けられて省力化軌道１５が構成されている。バラスト軌道１１は路盤（地盤）１６上に設置され、省力化軌道１５を除いたバラスト部１１aは透水層を形成する。
枕木１３を介して填充層１２に複数本のボルト材１７ａ、１７ｂ、１７ｃが打設されており、また、枕木１３、填充層１２、透水層１１ａを貫通して地盤１６に２本の孔あき鋼管（注入管）１８が貫入され、注入口に防護蓋１９が設置されている。孔あき鋼管１８の周辺部の適所にはセメント系注入材を周囲の地中（地盤）１６及びリフトアップにより生じる省力化軌道１５と地盤１６間の空隙部（図示せず）に注入材を注入するための孔１８ａが多数設けられている。ボルト材１７ａ〜１７ｃや孔あき鋼管１８は予め取り付けておいてもよいし、あるいは地盤沈下修復に際して打設してもよい。
【０００９】
リフトアップ装置は省力化軌道１５の両側それぞれ２箇所ずつに設置された支持部２１ａ〜２１ｂ、該支持部により軌道上方において支持される反力用架台２２、該反力用架台の適所に固定され、後述の引き上げ部を取り付けて牽引手段となるI型鋼２３ａ〜２３ｃ、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃ、I型鋼２３ａ〜２３ｃにそれぞれ取り付けられると共に、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃを介してボルト材１７ａ〜１７ｃと接続され、油圧により省力化軌道１５を引き上げる引き上げ部２５ａ〜２５ｃを備えている。
各支持部２１ａ、２１ｂは、例えば耐力１０００ＫＮ、質量７５Ｋｇのリフト用ジャッキ（キリンジャッキ）であり、反力用架台２２は、仮設山留め材Ｈ鋼である。図２（A）、(B)の平面図、側面図に示すように反力用架台２２は、省力化軌道の周囲４箇所に設置された支持部（リフト用ジャッキ）２１ａ〜２１ｂ上にボルト止め（図示せず）により固定され、該反力用架台２２の設置高さはリフト用ジャッキ２１ａ〜２１ｂにより調整可能となっている。牽引手段としてのI型鋼２３ａ〜２３ｃは、引き上げ部２５ａ〜２５ｃがボルト材１７ａ〜１７ｃの真上になるように反力用架台２２上に万力固定される。引き上げ部２５ａ〜２５ｃは油圧センターホールジャッキであり、それぞれがボルト材１７ａ〜１７ｃの真上位置となるようにI型鋼２３ａ〜２３ｃに設置される。また、引き上げ部（油圧センターホールジャッキ）２５ａ〜２５ｃはそれぞれ引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃを介してボルト材１７ａ〜１７ｃと接続され、かつ、個別に油圧ユニット（図示せず）に接続され、油圧により引き上げ力を発生する。なお、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃの一旦にはネジ部が形成され、該ネジ部により後述するナットを介してボルト材１７ａ〜１７ｃと接続される。
リフトアップ装置は通常設置されておらず、地盤沈下により省力化軌道をリフティングする際に省力化軌道周辺に設置される。
【００１０】
（Ｂ）地盤修復工程
地盤沈下が許容沈下量を超えて地盤修復を行なうには、まず、ボルト材１７ａ〜１７ｃを打設する。なお、既にボルト材１７ａ〜１７ｃの打設がなされている場合にはこの工程は不要である。
ボルト材１７ａ〜１７ｃは例えばケミカルアンカーである。図３（Ａ）に示すように、（１）ハンマードリルにより枕木１３を介して填充層１２の所定深さまで削孔し、（２）削孔後、削孔部にボルト材１７ａ〜１７ｃを打設すると共に、各アンカー材の手元側ボルト部に接続ナット１７ｄを設置し、（３）打設後、ナット１７ｄに防護蓋１７ｅをはめ込む。図３（Ｂ）は詳細なボルト材の打設手順説明図であり、（１）枕木１３を介して填充層１２を削孔し、孔内を清掃し、（２）削孔・清掃後、削孔部に定着材カプセル
１７ｆを挿入し、（３）カプセル挿入後、手元側にネジ部を有するボルト材１７ａを挿入すると共に、該ネジ部にナット１７ｄをはめ込み、（４）最後に防護蓋１７ｅを被せる。なお、省力化軌道のリフティングに際して、（５）各ボルト材１７ａ〜１７ｃの防護蓋１７ｅを外し、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃ（図１参照）を各ボルト材１７ａ〜１７ｃに設置してあるナット１７ｄにねじ込んで、ボルト材１７ａ〜１７ｃと引き上げ部２５ａ〜２５ｃ間をそれぞれ接続する。
【００１１】
ボルト材１７ａ〜１７ｃの打設が終了すれば、地盤沈下の修復工と同時に地盤沈下対策工（地盤補強工）を行なうために、図４に示すように孔あき鋼管１８を枕木１３および填充層１２を貫通して地中１６に打設する。孔あき鋼管１８は、例えば注入管併用マイクロパイルであり、注入管併用マイクロパイルを打設するには、図５に示すように枕木１３上に削孔機用鋼製架台３１を設置し、その上に公知のマイクロパイル設置用削孔機３２を載せ、（１）該マイクロパイル設置用削孔機３２により枕木１３、填充層１２、透水層１１ａを貫通して地盤１６まで削孔し、（２）削孔完了後、注入管併用マイクロパイル１８を貫入し、その注入口に防護蓋１９を設置する。なお、打設に際して、少なくも１つの孔１８ａが、省力化軌道をリフティングすることにより発生する空隙部（図示せず）に位置するように注入管併用マイクロパイル１８を打設する必要がある。また、注入管併用マイクロパイル１８の下方には後述する布袋（図示せず）が被せられている。
孔あき鋼管（注入管併用マイクロパイル）１８の貫入が完了すれば、削孔機用鋼製架台３１およびマイクロパイル設置用削孔機３２を撤去し、リフトアップ装置をセットする。すなわち、図６に示すように、省力化軌道１５の両側４箇所にそれぞれ支持部（リフト用ジャッキ）２１ａ〜２１ｂを設置し、該支持部に反力用架台２２を載せてボルト止め固定し、架台を軌道上方に作成する。ついで、反力用架台２２に牽引手段としてのI型鋼２３ａ〜２３ｃを反力用架台２２上に万力固定し、しかる後、支持部（リフト用ジャッキ）２１ａ〜２１ｂにより反力用架台２２の設置高さを調整する。
【００１２】
設置高さの調整が完了すれば、ボルト材１７ａ〜１７ｃの防護蓋１７ｅを外し、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃの先端ネジ部をナット１７ｄにねじ込んでボルト材１７ａ〜１７ｃと接続する。ついで、ボルト材１７ａ〜１７ｃの真上位置において、各油圧センターホールジャッキ２５ａ〜２５ｃをI型鋼２３ａ〜２３ｃに万力固定すると共に、引き上げ用ＰＣ鋼材２４ａ〜２４ｃの他端をセンターホールジャッキ２５ａ〜２５ｃに設置する。また、各油圧センターホールジャッキ２５ａ〜２５ｃを個別に油圧ユニット（図示せず）に接続する。
以上により、リフトアップ装置のセットが完了し、図１に示す状態になる。
かかる状態において、油圧ユニットより引き上げ部である油圧センターホールジャッキ２５ａ〜２５ｃに省力化軌道の引き上げ力を発生すると、該引き上げ力の反力が反力用架台２２を介して支持部２１ａ、２１ｂに受け止められて、図７に示すように省力化軌道１５が引き上がり、該省力化軌道１５の底盤部と地盤間に空隙部２０が発生する。
【００１３】
ついで、一端が注入プラント（図示せず）に接続された注入パイプ４１を、図８の（１）に示すように、注入管併用マイクロパイル１８にスキングラウト用高圧パッカー４２が空隙部２０辺りに位置するまで挿入し、該パッカー４２に水圧３Ｍｐを加えて加圧膨張する。図９は図８のＡ部分の拡大図であり、４３は注入管併用マイクロパイル１８を被覆する布製パッカー４３である。
（２）かかる状態で、セメントミルク（地盤改良用グラウト）を注入パイプ４１より注入する。注入されたセメントミルクは注入管併用マイクロパイル１８に形成された多数の孔１８ａから吐き出される。この結果、注入管併用マイクロパイル１８を被覆する布製パッカー４３が吐き出されたセメントミルクにより周辺地盤１６及び透水層１１ａにおいて加圧膨張し、地盤を強化改良する。なお、注入管併用マイクロパイル１８の内部もセメントミルクで満たされる。
布製パッカー４３により、透水層１１ａへのセメントミルク（地盤改良用グラウト）の逸走が防止されて限定的な地盤改良を図ることが可能となり、より確実な地盤補強効果を得ることができる。しかし、布製パッカー４３は必須ではない。布製パッカー４３がない場合には、セメントミルクが直接注入管併用マイクロパイル１８の周辺地盤１６及び透水層１１ａに注入されてゆき地盤を強化改良する。
【００１４】
周辺地盤へのセメントミルクの注入が完了すれば、パッカー４２を収縮させ、該パッカー４２が填充部１２の中間部辺りに位置するまで引き上げ、ついで、該パッカー４２に水圧３Ｍｐを加えて加圧膨張する。この状態で、セメントミルクを注入パイプ４１より注入する。注入されたセメントミルクは、注入管併用マイクロパイル１８に形成された孔１８ａから省力化軌道１５の底盤部と地盤間に生成された空隙部２０に注入され、図１０に示すように該空隙部２０を充填する。しかる後、パッカー４２を口元まで引き上げて注入管併用マイクロパイル１８の内部をセメントミルクで満たし、注入装置やリフトアップ装置を撤去すれば、省力化軌道下の地盤修復と地盤補強が完了する。図１１は省力化軌道下の地盤修復と地盤補強完了後の断面図である。
【００１５】
以上のように、本発明によれば、リフトアップ装置により省力化軌道を引き上げるようにしているため、掘削作業やバラストの埋め戻し作業が不要となる。また、省力化軌道をリフトアップしてレール高さを効率的に調整することができる。さらに、地盤沈下の修復工と同時に基本的な地盤沈下対策工（地盤補強工）を行なうことができる。
以上の説明では、孔あき鋼管の外側を布製パッカーで覆った場合について説明したが、布製パッカーは必ずしも必要ではない。
また、以上の説明では、バラスト軌道の上部50cm程度のバラストをセメント注入材で固結して填充層とした軌道を省力化軌道として説明したが、省力化軌道は、かかる構成に限らない。例えば、幅は実施例と同等で、全深さのバラストをセメント注入材で固結して填充層とする省力化軌道のリフトアップにも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００１６】
１１バラスト軌道
１２填充層
１３枕木
１４ａ、１４ｂレール
１５省力化軌道
１６路盤（地盤）
１７ａ、１７ｂ、１７ｃボルト材
１８孔あき鋼管
２０空隙部
２１ａ〜２１ｂ支持部（リフト用ジャッキ）
２２反力用架台
２３ａ〜２３ｃ I型鋼
２４ａ〜２４ｃ引き上げ用ＰＣ鋼材
２５ａ〜２５ｃ引き上げ部（センターホールジャッキ）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤上に形成された填充層を備え、該填充層に設けられた枕木によりレールを支持する省力化軌道のリフトアップ装置において、
省力化軌道の両側にそれぞれ設置される複数の支持部、
該支持部により軌道上方において支持される反力用架台、
該反力用架台に取り付けられると共に、前記省力化軌道の前記填充層に打設された複数本のボルト材とそれぞれ連結されて該省力化軌道を引き上げる引き上げ部、
を有し、前記引き上げ部に引き上げ力を発生し、該引き上げ力の反力を、前記反力用架台を介して前記支持部で受け止めて前記省力化軌道を引き上げる、
ことを特徴とする省力化軌道のリフトアップ装置。
【請求項２】
地盤上に形成された填充層を備え、該填充層に設けられた枕木によりレールを支持する省力化軌道のリフトアップ方法において、
枕木を介して前記填充層に複数本のボルト材を打設し、
省力化軌道の両側にそれぞれ複数の支持部を設置し、
該支持部により軌道上方において反力用架台を支持し、
前記反力用架台に前記各ボルト材と連結されて省力化軌道を引き上げる引き上げ部を取り付け、
前記引き上げ部に引き上げ力を発生し、
該引き上げ力の反力を、前記反力用架台を介して前記支持部で受け止めて前記省力化軌道を引き上げる、
ことを特徴とする省力化軌道のリフトアップ方法。

【図１】