JP2005139690A

JP2005139690A - 推進工法用推進管

Info

Publication number: JP2005139690A
Application number: JP2003376461A
Authority: JP
Inventors: Sadahisa Nomoto; 禎久野本
Original assignee: Nippon Hume Corp
Current assignee: Nippon Hume Corp
Priority date: 2003-11-06
Filing date: 2003-11-06
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】
少ない連結部材の使用であっても円筒形に接合させた接合部分の軸方向のせん断応力を大きくすることができる分割方式の推進工法用推進管の提供。
【解決手段】
地盤中にコンクリート製の中空円筒状の管を押し出しつつトンネルを形成する推進工法に使用する中空筒状の管であって、円筒管を２つの半円筒に分割した形状の一対の半体２ａ，２ｂを互いに互いに接合させて円筒状に組み立てられるようにし、各半体２ａ，２ｂ間の接合面３に、円筒管の軸方向に向けて互いに接合される推進力伝達接合面３ｃを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は水路や道路等のトンネル構築に際し、中空円筒管からなる推進管を地中に押し出しつつ掘進する推進工法に使用する推進工法用推進管に関する。

一般にトンネルの構築には、地中で孔を掘削し、内側の地山面にモルタル等を吹き付けて覆工を施す工法や、掘削機又は人力で地中の孔を掘削しながらコンクリート又は鋼製のセグメントを円筒状に組み立てて覆工を形成するシールド工法、更には円筒形のコンクリートや鋼等の材料で成形された管を順次地中に押し込みつつその内側を掘削する推進工法がある。

シールド工法は円弧状をした多数のセグメントをリング状に組み立て覆工を形成するものであるため、大口径のトンネル構築に有利である。しかし、小口径のトンネルを構築するにはコスト高となるという問題がある。これに対し、推進工法は小口径のトンネル構築にはシールド工法に比べて低コストであるため有利であるが、これに使用する為の推進管は工場で製造される関係上、陸上輸送が必要になり、道路交通法の高さ制限を満足する大きさのものしか使用できないという問題があった。このため現在行われている推進工法に使用している推進管の最大口径は呼び径φ３０００mmであり、それ以上の口径のトンネルはシールド工法やその他の後方によらざるを得なかった。

このような問題を解決する方法として、呼び径φ３０００mm以上のトンネル構築に際しても推進工法が実施できるようにするため、道路輸送が可能な大きさに推進管を分割した形状に成形し、これを施工現場において円筒形に組み立てて使用する推進工法が提案されている（例えば特許文献１及び２）。
特開２００２−１８８７５９特開２００２−３４９７５７

上述した従来の分割した推進管を使用する推進工法では、軸方向の分割線に沿って推進管を分割形成したものをボルトやシヤコッターによって連結しているものである。推進工法は推進用ジャッキを備えた押し出し機で地中に押し出す際に生じる大きなせん断力に対抗させるために、高強度の結合が必要になり、上述した従来の分割した推進管ではボルトやシヤコッターの数を多く要することとなり、場合によっては必要なせん断応力に達しないケースが生じ、推進ができなくなる場合が生じる。

また、使用する連結具の数が多くなるためにコスト高となると同時に円筒形に組み立てる際の手間が多くかかるという問題があった。

本発明はこのような問題に鑑み、少ない連結部材の使用であっても円筒形に接合させた接合部分の軸方向のせん断応力を大きくすることができる分割方式の推進工法用推進管の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し,所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、地盤中にコンクリート製の中空円筒状の管を押し出しつつトンネルを形成する推進工法に使用する中空筒状の管であって、円筒管を２つの半円筒に分割した形状の一対の半体を互いに互いに接合させて円筒状に組み立てられるようにした推進工法用推進管において、前記両半体間の接合面に、円筒管の軸方向に向けて互いに接合される推進力伝達接合面を備えたことにある。

また、請求項２に記載の発明の特徴は、上記請求項１の構成に加え、前記両半体の接合面が、前記円筒管の円周方向に位置をずらせた一対の円周方向向き接合部と、該両円周方向向き接合部間に連続配置に備えられて表面を前記円筒管の軸方向に向けられた軸方向向き接合部とによって段状に形成され、前記軸方向向き接合部を前記推進力伝達接合面としたことにある。

また、請求項３に記載の発明の特徴は、上記請求項１の構成に加え、前記両半体の接合面の一方に、前記円筒管の円周方向に向けて突出した形状の１又は複数の凸部を有し、前記接合面の他方に、前記凸部が嵌り合うように凹ませた凹部を有し、前記凸部及び凹部の軸方向に向いた表面を推進力伝達接合面としたことにある。

また、請求項４に記載の発明の特徴は、上記請求項１,２又は３の構成に加え、１つの半体において円弧状両端の一方の接合面形状と、他方の接合面形状が互いに嵌り合う対称形に形成したことにある。

更に、請求項５に記載の発明の特徴は、上記請求項１〜３又は４の構成に加え、互いに接合される一対の半体の各接合面あって互いに対向する任意の位置に、それぞれ蟻溝状の凹溝からなる連結具嵌合溝を、その一端を前記円筒管の外周面に向けて開口させた連結具嵌合溝を備え、該連結具嵌合溝に嵌り合う蟻型部を互いに背中合わせ状に配置した連結具を備え、且つ前記連結具嵌合溝及び蟻型部を、前記連結具を前記連結具嵌合溝の円筒管外周面側端部開口から挿入することにより両接合面が互いに引き寄せられる配置のテーパ状に形成し、該連結具を両半体に跨らせて前記連結具嵌合溝に嵌合することによって該両半体が互いに結合されるようにしたことにある。

本発明においては、円筒管を２つの半円筒に分割した形状の一対の半体を互いに互いに接合させて円筒状に組み立てられるようにした推進工法用推進管の前記両半体間の接合面に、円筒管の軸方向に向けて互いに接合される推進力伝達接合面を備えたことにより、半体を円筒状に組み立てて推進管とし、これを後端側よりジャッキを利用した押し出し機により押し出す際に、推進管の半体接合部にかかる押し出し力(推進力)は、表面が軸方向に向いた接合面で受けられるため、接合面相互間に滑り方向のせん断が働かず、接合部分の連結具強度及びその数に係わることなく大きなせん断応力が得られ、全体の製造コストが削減されるとともに、半体による円筒状への組み立て作業が簡略化される。

また、本発明では前記両半体の接合面が、前記円筒管の円周方向に位置をずらせた一対の円周方向向き接合部と、該両円周方向向き接合部間に連続配置に備えられて表面を前記円筒管の軸方向に向けられた軸方向向き接合部とによって段状に形成され、前記軸方向向き接合部を前記推進力伝達接合面とすることにより、押し出し力に対するせん断応力を大きくすることができる。

更に、前記両半体の接合面の一方に、前記円筒管の円周方向に向けて突出した形状の１又は複数の凸部を有し、前記接合面の他方に、前記凸部が嵌り合うように凹ませた凹部を有し、前記凸部及び凹部の軸方向に向いた表面を推進力伝達接合面とすることにより、両半体の接合の際の位置合わせが容易となり作業性が向上する。

更に、１つの半体において円弧状両端の一方の接合面形状と、他方の接合面形状が互いに嵌り合う対称形に形成することにより、両半体を同一形状とすることができ、コンクリート型枠を使用して製造する際に、一種類の型枠によって、両半体を製造することが可能になり、方枠製造コストが削減される。

更に、互いに接合される一対の半体の各接合面あって互いに対向する任意の位置に、それぞれ蟻溝状の凹溝からなる連結具嵌合溝を、その一端を前記円筒管の外周面に向けて開口させた連結具嵌合溝を備え、該連結具嵌合溝に嵌り合う蟻型部を互いに背中合わせ状に配置した連結具を備え、該連結具を両半体に跨らせて前記連結具嵌合溝に嵌合することによって該両半体が互いに結合されるようにすることにより、連結具を蟻溝状の凹溝に挿入する作業のみによって半体の結合がなされて作業性が良い。

更にまた、前記連結具を前記連結具嵌合溝の円筒管外周面側端部開口から挿入することにより両接合面が互いに引き寄せられる配置のテーパ状に形成することにより、連結具の押し込み作業によって両半体の接合面間が互いに引き寄せられて接合されることとなり、強固な接合が少ない作業でなされる。

次に本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図６は、本発明に係る第１実施例を示しており、同図において符号１は本発明に係る推進管全体を示している。この推進管１は２つの半体２ａ，２ｂ互いに接合させることによって中空の円筒管状に組み立てられている。半体２ａ，２ｂは、円筒管を２つの半円筒に分割した形状に形成されており、両半体２ａ，２ｂ互いに対称な形状に形成されている。

各半体２ａ，２ｂは、円周方向側両端の半体間の接合面３は、図１、図３に示すように軸方向の両端部において円周方向の位置をずらせた一対の円周方向向き接合部３ａ，３ｂとその中間にこれと連続した軸方向向き接合部３ｃとによって段状に成形されている。そして、円周方向向き接合部３ａ，３ｂが半体２ａ，２ｂ間の円周方向の応力伝達を主に受け持つ円周方向応力伝達接合面となっているとともに、軸方向向き接合部３ｃが推進管を土中に押し出す際に両半体間に生じる軸方向のせん断応力を発揮させるための推進力伝達接合面となっている。

尚、この軸方向向き接合部３ｃの軸方向の向きは、必ずしも推進管１の中心軸方向と直交する角度である必要は無く、製造時の型枠の抜き勾配をもたせるための角度若しくはそれ以上の角度に傾斜させても良い。

このように構成される各半体２ａ，２ｂの円周方向が両端の両接合面３，３は互いに対称な形状に形成されており、両半体２ａ，２ｂは同一形状に成形したものを互いに対称な向きで接合させることによって円筒形に組み合わされるようになっている。

両半体２ａ，２ｂは、円筒状に組み合わせて接合させた接合面３，３間を連結手段１０によって互いに連結することにより円筒型の推進管１が形成されるようになっている。この連結手段１０は図４、図５に示すように、一対の蟻溝金具１１ａ，１１ｂとこの両方に嵌りあう蟻型部１２ａ，１２ｂを互いに背中合わせ配置に有する連結具１２から構成されている。前記各蟻溝金具１１ａ及び１１ｂは片面に奥部が拡幅された蟻溝１３ａが形成され、その溝の長さ方向の一端が蟻型挿通口１３ｂとなっている。連結具１２の両蟻型部１２ａ，１２ｂは、蟻溝１３ａの蟻型挿入口１３ｂに挿入することによって互いに密に嵌り合う形状となっている。また、連結具１２の両蟻型部１２ａ，１２ｂを両蟻溝金具１１ａ，１１ｂに嵌合させることにより、両蟻溝金具１１ａ，１１ｂが互いに引き寄せられるように蟻溝１３ａ及び蟻型部１２ａ，１２ｂがテーパ状に形成されている。

このように構成される連結手段１０は、図１に示すように互いに接合される接合面３，３の任意の対向面位置に両蟻溝金具１１ａ，１１ｂを、その蟻溝の表面側開口部を互いに対向させて接合面に開口させるとともに一端側の蟻型挿入口１３ｂ半体の円筒外面側に開口させた状態で埋め込んでおき、両半体２，２を接合させた状態で互いに対向配置の蟻溝金具の蟻溝１３ａ，１３ｂに跨らせて連結具１２を圧入することにより、両接合面３，３が互いに引き寄せられて固定されるようになっている。

このように構成される各半体２ａ，２ｂの軸方向側の一方端外周縁には、止水パッキン嵌合用の凹段部１５が形成され、他方端にはパッキン押さえ用の鋼製カラー１６が突設されている。このカラー１６は半体の２ａ，２ｂの端部外周縁と同じ半円周長さに形成されており、その突出端側のやや基端側依り外周に締め付けリング嵌合用の凹溝１７が形成されている。

そして、半体２ａ，２ｂを円筒状に組み立てた際にはカラー１６，１６の外周の凹溝１７内にワイヤー１８を巻き締めて開き止し、使用時には図６に示すように軸方向に隣り合う推進管２との間において、パッキン嵌合用の凹段部１５とカラー１６との間に止水パッキン１９を圧縮状態で介在させるようにしている。

図７、図８は本発明の第２実施例を示しており、この例では半体２ａ，２ｂの接合面の形状を、上述の如き段状に代えて、一方の接合面が凸型で他方がこれに嵌り合う凹型としている。

凹型側は、半体の一方の円周方向側接合面にその両端部側に略同一平面配置の一対の端部側円周方向向き接合部２０ａ，２０ｂを設け、それらの間の位置を窪ませて円周方向に位置をずらせた中央部円周方向向き接合部２０ｃを有し、両端側と中央側のそれらの間に円周方向に長い軸方向向き接合部２０ｄ，２０ｄを設けてこれを推進力伝達面とする。

また、半体の他方の円周方向側接合面には、前記凹型と対称な形状に一対の端部側円周方向向き接合部２１ａ，２１ｂを設け、それらの間の位置を突出させて円周方向に位置をずらせた中央部円周方向向き接合部２１ｃを有し、両端側と中央側のそれらの間に円周方向に長い軸方向向き接合部２１ｄ，２１ｄを設けてこれを推進力伝達面とする。

これらの両接合面を対称な形状に成形すること及び連結手段によって連結することは前述した第１実施例と同様であり、使用する連結手段の構造についても第１実施例と同様である。

尚、第１、第２の両実施例における蟻溝金具１１ａ，１１ｂは、コンクリート製の半体の表面に鋼殻を用いない場合の推進管１に使用する場合を示しているが、図９に示すように、推進管１の外周面を鋼殻１ａで覆った構造の推進管に用いる場合には、鋼殻１ａに蟻溝金具１１ａ，１１ｂを一体に成形しておいてもよい。

また、上述の両実施例では、連結手段に蟻溝とこれに嵌り合う蟻型部を有する連結具を使用したものを示しているが、必ずしもこれに限ることなく、図１０に示すように、接合面にコッター挿入孔２５を開けた留め金２６を露出させて固定しておき、これにコッター２７を挿入してネジ止めする構造であってもよい。

本発明の第１実施例の全体の概略を、一部を切り欠いて示す側面図である。同上の正面図である。第１実施例における半体の接合面の形状を説明するための斜視図である。第１実施例における連結手段部分を示す断面図である。同上の蟻溝金具を示す斜視図である。第１実施例の推進管を軸方向に連結した際の接合部の止水構造の概略を示す断面図である。本発明の第２実施例の全体の概略を、一部を切り欠いて示す側面図である。第２実施例における半体の接合面の形状を説明するための斜視図である。本発明に係る推進管の半体連結手段の他の例を示す断面図である。本発明に係る推進管の半体連結手段の更に他の例を示す断面図である。

符号の説明

１推進管
１ａ鋼殻
２ａ，２ｂ半体
３接合面
３ａ，３ｂ円周方向向き接合部
３ｃ軸方向向き接合部（推進力伝達接合面）
１０連結手段
１１ａ，１１ｂ蟻溝金具
１２連結具
１２ａ，１２ｂ蟻型部
１３ａ蟻溝
１３ｂ蟻型挿通口
１５凹段部
１６カラー
１７凹溝
１８ワイヤー
１９パッキン
２０ａ，２０ｂ端部側円周方向向き接合部
２０ｄ軸方向向き接合部（推進力伝達接合面）
２１ａ，２１ｂ端部側円周方向向き接合部
２１ｃ中央部円周方向向き接合部
２１ｄ軸方向向き接合部（推進力伝達接合面）
２５コッター挿入孔
２６留め金
２７コッター

Claims

地盤中にコンクリート製の中空円筒状の管を押し出しつつトンネルを形成する推進工法に使用する中空筒状の管であって、円筒管を２つの半円筒に分割した形状の一対の半体を互いに互いに接合させて円筒状に組み立てられるようにした推進工法用推進管において、
前記両半体間の接合面に、円筒管の軸方向に向けて互いに接合される推進力伝達接合面を備えたことを特徴としてなる推進工法用推進管。
前記両半体の接合面が、前記円筒管の円周方向に位置をずらせた一対の円周方向向き接合部と、該両円周方向向き接合部間に連続配置に備えられて表面を前記円筒管の軸方向に向けられた軸方向向き接合部とによって段状に形成され、前記軸方向向き接合部を前記推進力伝達接合面としてなる請求項１に記載の推進工法用推進管。
前記両半体の接合面の一方に、前記円筒管の円周方向に向けて突出した形状の１又は複数の凸部を有し、前記接合面の他方に、前記凸部が嵌り合うように凹ませた凹部を有し、前記凸部及び凹部の軸方向に向いた表面を推進力伝達接合面としてなる請求項１に記載の推進工法用推進管。
１つの半体において円弧状両端の一方の接合面形状と、他方の接合面形状が互いに嵌り合う対称形に形成してなる請求項１，２又は３に記載の推進工法用推進管。
互いに接合される一対の半体の各接合面あって互いに対向する任意の位置に、それぞれ蟻溝状の凹溝からなる連結具嵌合溝を、その一端を前記円筒管の外周面に向けて開口させた連結具嵌合溝を備え、該連結具嵌合溝に嵌り合う蟻型部を互いに背中合わせ状に配置した連結具を備え、且つ前記連結具嵌合溝及び蟻型部を、前記連結具を前記連結具嵌合溝の円筒管外周面側端部開口から挿入することにより両接合面が互いに引き寄せられる配置のテーパ状に形成し、該連結具を両半体に跨らせて前記連結具嵌合溝に嵌合することによって該両半体が互いに結合されるようにしてなる請求項１〜３又は４に記載の推進工法用推進管。