JP2005139887A - コンクリート管およびその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 外殻間の連結性および止水性を改善し、搬送性、取扱性及び経済性に優れたコンクリート管を提供すること。
【解決手段】 両端に継手を形成した筒状のコンクリート管１０であって、軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体１０ａ，１０ｂよりなり、分割円弧体１０ａ，１０ｂが円弧形のコンクリート躯体本体と、コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻１３と、筒状に組み立てた複数の分割円弧体１０ａ，１０ｂの外殻１３，１３間に跨って接続する連結止水板４０とにより構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は組立式の大径コンクリート管に関し、より詳細には連結部の止水性と組立性を改善した高耐力のコンクリート管およびその組立方法に関するものである。

鉄筋コンクリート製のコンクリート管は、その両端にオス形とメス形の継手を形成していて、各コンクリート管の継手を相互に嵌合させて接合している。
主に小口径（口径が３ｍ未満）のコンクリート管の止水性は、何れか一方または両方の継手に環状のシール材を設けることで対処し、また継手部の圧縮や曲げに対する強度はコンクリート管のメス形継手の外周面にカラーと呼ばれるシームレス鋼管を外装した鋼とコンクリートの合成構造体とすることで対処している。

従来のコンクリート管にはつぎのような解決すべき点がある。
＜１＞特開平４−６４６９７号公報に開示されている如く、二本の先進坑の間をルーフ状にパイプ支保工で接続し、支保工の下部の地山を掘削して地下プラットホーム、地下街、地下貯液施設等の大断面の地下構造物を構築する技術において、先進坑の構築にコンクリート管を用いた推進工法の採用が理論上は可能である。
しかしながら現実的には道路事情や車載寸法から陸送可能なコンクリート管の口径は約３ｍが限界であり、これ以上の大口径になると現場への搬送が不可能となるか、或いは高い搬送コストの負担を強いられる。
また搬送の問題を解消するため大口径のコンクリート管を現場で製作する方法も考えられるが、製作場所の確保が困難であることや、十分な品質管理ができないため強度面で不安が残る。

＜２＞図１３に示すようにコンクリート管本体９１にスリット９２を設け、このスリット９２に嵌着可能な蓋体９３を嵌め込み、ボルトで結合した分割式構造のコンクリート管９０が特開２０００−２５６７９２号公報に開示されている。
このコンクリート管９０にあっては、コンクリート管本体９１と蓋体９３の両連結面（軸方向と平行な面）に夫々設けた断面略クランク形を呈する段差付き側板９１ａ，９３ａを嵌合させると共に、連結部に形成された略クランク形の隙間にシール剤９４を充填して止水性を確保する構造になっている。

このコンクリート管９０にあっては、連結部の形状・構造が複雑となり加工費が嵩むことや、連結部の止水性能が低い問題があるだけでなく、メス形継手９５の外周面に装着した鋼管９５ａ，９５ｂがコンクリート管本体９１と蓋体９３とで分断されるために合成構造体としての機能が著しく低減するといった多くの問題がある。
仮に鋼管９５ａ，９５ｂの間を溶接しても、溶接作業に労力を要し、しかも溶接不良による強度不足とシール性の不安や、溶接時の高温に起因したコンクリートの爆裂の問題が常に残る。

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、つぎの何れかひとつのコンクリート管およびその組立方法を提供することにある。
（１）外殻間の連結性および止水性を改善すること。
（２）大口径コンクリート管への適用が可能であること。
（３）推進工法に最適なコンクリート管であること。

本発明は、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管であって、軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体よりなり、前記分割円弧体が円弧形のコンクリート躯体本体と、前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻と、筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間に跨って接続する連結止水板とにより構成することを特徴とするものである。
さらに本発明は、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管において、筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間を、該外殻の軸方向の全長のうち、分割円弧体の躯体の外装範囲を外殻間に跨って連結止水板で連結すると共に、分割円弧体の躯体から張り出た範囲を固着部により固定したことを特徴とするものである。
さらに本発明は、軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体により、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管を組み立てる方法であって、前記分割円弧体は円弧形のコンクリート躯体本体と、前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻とよりなり、筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間に跨って連結止水板を設置し、連結止水板をボルト止めおよび／または接着により外殻間を接続したことを特徴とするものである。
さらに本発明は、軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体により、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管を組み立てる方法であって、前記分割円弧体は円弧形のコンクリート躯体本体と、前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻とよりなり、前記複数の分割円弧体を筒状に組み立て、前記複数の分割円弧体の外殻間を、該外殻の軸方向の全長のうち、分割円弧体の躯体の外装範囲を外殻間に跨って連結止水板を設置して連結すると共に、分割円弧体の躯体から張り出た範囲を固着部により固定し外殻間を接続したことを特徴とするものである。

本発明は次のいずれかひとつの効果を得ることができる。
＜１＞複数の分割円弧板を筒状に組み立てて隣接させた外殻と外殻の間に跨って配置した連結止水板をボルト止めおよび／または接着により外殻間を一体に接続できるので、分割式のコンクリート管でありながら、耐力面で優れた合成構造のコンクリート管を得ることができる。
＜２＞連結止水板は連結材として機能するだけではなく、連結止水板の裏面全面が外殻と接面することになって、外殻間の止水性能が格段に向上する。
＜３＞外殻間を連結止水板で接続するので、溶接不良の心配やコンクリートの爆裂の問題から開放される。
＜４＞複数の分割円弧体の外殻間を接続するにあたり、連結止水板と固着部を組み合わせて接続することで、分割円弧体の端面全面を押圧面として活用できて分割円弧体の躯体厚を薄くできると共に、連結部の高い止水性と強固な連結強度の確保を図ることができる。
＜５＞複数の分割円弧体の形態で搬送して現場等で筒状に組立てできるので、コンクリート管が大口径であっても現場への搬入が可能であり、搬送性、取扱性及び経済性に優れた一体もののコンクリート管が得られる。
＜６＞コンクリート管は大口径推進工事だけでなく通常の埋設用途のコンクリート管にも適用でき、汎用性に富む。

以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

＜１＞コンクリート管の全体構成
図１にコンクリート管１０の全体を示し、図２にその側面図を示す。
コンクリート管１０は筒体を縦断方向に沿って分割した複数の分割円弧体１０ａ，１０ｂよりなる。
コンクリート管１０の分割数は図示した２組に限定されず、３組以上であってもよく、要は分割後の各分割円弧体１０ａ，１０ｂを搬送可能な大きさとなるようにコンクリート管１０の口径に応じた適宜の分割数であればよい。

コンクリート管１０の両端部には、相互に嵌合可能なオス型継手２０とメス型継手３０とが形成されている。
図示した継手について説明すると、コンクリート管１０の右端に形成したオス型継手２０は、コンクリート管１０より外径を小さく形成したコンクリート躯体本体１１で構成し、またコンクリート管１０の左端のメス型継手３０はコンクリート管１０本体の内径より内径を大きく形成し、コンクリート躯体本体から軸方向に突出させて一体に形成した張出部１２と、この張出部１２のコンクリート躯体本体に外装した外殻１３とにより構成されている。
外殻１３の軸方向の長さは張出部１２の突出長より長い寸法に設定してあって、張出部１２の内方（オス型継手２０側）から張出部１２の端部までの区間に外装される。

オス型継手２０の外周面には、単数又は複数のシール材１４を取り付け（図６参照）、他のメス型継手３０に嵌合したときに両継手２０，３０間で良好な止水性を確保し得るようになっている。
継手は図示した形態に限定されるものではなく、公知の各種継手構造を適用できることは勿論である。

また両分割円弧体１０ａ，１０ｂの軸方向と平行な側端面１５には、複数の連結ボックス１８が形成されていて、これらの対向する一対の連結ボックス１８，１８間を例えばハイテンションボルトで締結するか、或いはコッタ継手（楔式継手）等の公知のジョイント具を使用して連結する。
本発明は両分割円弧体１０ａ，１０ｂ本体相互間の連結に改良を加えたものではなく、以降に説明するようにメス型継手３０の連結に改良を加えたものである。

＜２＞分割円弧体
各分割円弧体１０ａ，１０ｂは同一形状でかつ同一構造であり、以降にその一方の分割円弧体１０ａについて説明する。
図３に示すように分割円弧体１０ａは断面形状が円弧形を呈し、内部に鉄筋などの各種補強材が埋設されている。またその素材はコンクリートであるが、コンクリート以外にレジンコンクリート、硬質樹脂、各種産廃物の焼結体を使用してもよく、これらの素材を振動や遠心力を利用して所定の形状に成形する。

分割円弧体１０ａの外殻１３はコンクリート躯体本体との付着強度を高めるため外殻１３の裏面にジベル又は同機能部材を突設して強固に接合され、その外周面は分割円弧体１０ａの躯体の外周面と段差のない平滑面として形成されている。

分割円弧体１０ａの側端面１５に近い外殻１３の円周方向の両端部には、分割円弧体１０ａの側端面１５から一定の幅に亘って凹部１６，１６を形成し、各凹部１６の露出面にはインサート等を埋設して複数のボルト穴１７を形成しておく。

＜３＞連結止水板
本発明では突き合わせた各分割円弧体１０ａ，１０ｂにおいて、外殻１３，１３の間に連結止水板４０を配置して連結することで外殻１３，１３に連続性と高い止水性を付与し得るようになっている。すなわち本発明では溶接によらないで突き合わせた外殻１３，１３の間を連結するものである。
図４に示すように連結止水板４０は前記した凹部１６，１６に跨って収容可能な湾曲した板体で、外殻１３と同じ鋼板で形成し、その板面には前記ボルト穴１７と対応する位置に複数の透孔４１を穿設している。

＜４＞組立方法
つぎに本発明に係るコンクリート管１０の組立方法について説明する。

既述した複数の分割円弧体１０ａ，１０ｂを現場へ搬入する。
これまで口径が３ｍ以上のコンクリート管は陸上輸送が困難であったが、本発明はコンクリート管１０を複数に分割した分割円弧体１０ａ，１０ｂの形態であるため、口径が３ｍ以上の大口径であっても現場への搬入を容易に行える。
また搬入対象の各分割円弧体１０ａ，１０ｂは製造環境の整った工場で予め高品質に製造できる。

敷設現場に到着したら、両分割円弧体１０ａ，１０ｂの側端面１５を相互に当接させて筒状に組み立てる。
両分割円弧体１０ａ，１０ｂの躯体の間はハイテンションボルトやコッタ継手を介して締結する。

次に図４に示すように隣接させた外殻１３，１３を突合せてできる凹部１６，１６間に連結止水板４０を収容して設置した後、図５に示すように複数の取付ボルト４３を締結して連結止水板４０を一体に固定する。

両外殻１３，１３の凹部１６，１６に跨って連結止水板４０を設置したことにより、溶接によらないで両外殻１３，１３間を一体化して連続性を付与することができる。
また連結止水板４０の板厚と分割円弧体１０ａ，１０ｂの凹部１６，１６の窪み量をほぼ等しく形成することで、連結止水板４０の突出を避け、外殻１３，１３や分割円弧体１０ａ，１０ｂの外周面と一致させることができる。
さらに、図５に示すように連結止水板４０と両分割円弧体１０ａ，１０ｂの接合部の断面形状が略Ｔ字形（略クランク形）を呈することになって、シール面積を広く確保できるので接合部に良好な止水性を確保できる。
さらにまた、連結止水板４０の裏面や分割円弧体１０ａ，１０ｂの側端面１５の全域、またはメス型継手の形成範囲に亘って予めエポキシ樹脂等のシール機能を有する被膜を形成しておけば、接合部の止水性がさらに良くなる。

以上説明した組立作業を行って筒状のコンクリート管１０を製作し、例えば開削溝へ吊り降ろして埋設するか、或いは推進用途に供する。

図６はコンクリート管１０，１０のオス型継手２０とメス型継手３０を相互に嵌合した嵌合部の縦断面図である。
符号５０はコンクリート管１０，１０の端面間に介在させたクッション材で、省略する場合がある。
図５に示す如く、メス型継手３０はコンクリート躯体本体から軸方向に突出させて一体に形成した張出部１２と、外殻１３と、外殻１３，１３間を連結した連結止水板４０とにより合成（複合）構造体として構成できるので、コンクリート管１０に軸線方向へ向けた圧縮力（推進力）が作用したり、ローリングやピッチングによりコンクリート躯体本体の張出部１２に曲げが作用しても、コンクリート躯体本体の圧潰や曲げ破壊を回避できて、コンクリート管１０の継手部の耐力を増強し得る。

＜５＞その他の形態１
以降に他の形態について説明するが、その説明に際し、前記した形態と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

前記した形態は、コンクリート管１０の一端にコンクリート躯体本体を軸方向に突出させて形成した張出部１２と外殻１３とによりメス型継手３０を形成した場合について説明したが、図７に示すように張出部１２をなくし、コンクリート躯体本体の端部から外殻１３のみを張り出してメス型継手３０を形成しても良い。
本例の場合も、付き合わせた外殻１３，１３の凹部１６，１６間を連結止水板４０で連結することは、先の形態と同様である。

＜６＞その他の形態２
図７では外殻１３，１３の軸方向の全長に亘って連結止水板４０を取り付けた場合を示したが、図８〜１２に示すように、外殻１３，１３の軸方向の全長のうち、分割円弧体１０ａ，１０ｂのコンクリート躯体の外装範囲は連結止水板４０で連結し、コンクリート躯体から張り出た範囲は溶接や接着等を行って形成した固着部４４により、両外殻１３，１３間を一体化して連続性を付与してもよい。
すなわち、両外殻１３，１３を隣接させた箇所を、連結止水板４０と固着部４４とによって一体化するものである。
組み立てに当たっては、連結止水板４０を先行して取り付けた後に、固着部４４を形成するとよい。
また固着部４４は間欠的ではなく、連続性を持たせて形成する。

本例の場合、図９に示すように分割円弧体１０ａ，１０ｂの側端面１５に近い外殻１３の円周方向の両端部に、連結止水板４０を跨って設置可能な凹部１６，１６を形成すると共に、各凹部１６の露出面にインサート等を埋設して複数のボルト穴１７を形成しておく。
各凹部１６は厚さの均一な鋼板を絞り加工して形成することの他に、厚さの均一な鋼板を切削加工してその外周面の段差面を凹部１６として形成してもよい。

またコンクリート躯体は溶接時の高温に起因して爆裂する弱点がある。そのため、固着部４４を溶接により形成する場合は、分割円弧体１０ａ，１０ｂのコンクリート躯体から５ｍｍ〜１０ｍｍほど離れた位置から溶接ができるように、分割円弧体１０ａ，１０ｂの端面を僅かに越える位置まで、両凹部１６，１６を軸方向に長く形成することが望ましい。

本例にあってはつぎの複数の利点を統括的に得ることができる。
１．図１２に示す如く、推進力を伝達し得る分割円弧体１０ａ，１０ｂの端面全面を押圧面として活用できるので、図６の構造と比較して分割円弧体１０ａ，１０ｂの躯体厚を薄く設計することができる。
２．連結止水板４０で連結した範囲は、両外殻１３，１３の接合部の断面形状が略Ｔ字形（略クランク形）を呈することになって、シール面積を広く確保できるので接合部に良好な止水性と連結強度を確保でき、また固着部４４で連結した範囲も高いシール性と連結強度を確保することができる。
３．金属製の外殻１３，１３は水を浸透させないので、ゴムリングによるシール性が向上すると共に、金属製の外殻１３，１３は伸びが大きいので、ローリングピッチングなどの無理な力が加わっても追随性がよくなる。

＜７＞その他の形態３
また以上はコンクリート管１０を構成する各分割円弧体１０ａ，１０ｂのメス型継手３０の形成範囲に亘って外殻１３を被覆した場合について説明したが、外殻１３は各分割円弧体１０ａ，１０ｂの外周全面を覆って形成しても良い。
各分割円弧体１０ａ，１０ｂの外周全面を外殻１３で覆う場合、外殻１３の円周方向の両端部に形成する凹部１６，１６は、各分割円弧体１０ａ，１０ｂの軸方向に沿って連続して形成する必要がある。
連結止水板４０も上記した凹部１６，１６の寸法に合わせて横長のものを使用する。

＜８＞その他の形態４
また隣接させた外殻１３，１３の間に配置した連結止水板４０の固定手段としては、接着剤を塗布して接着してもよい。
望ましくはボルトと接着剤を併用するとよい。
接着剤としては、耐候性に優れ、高接着性の公知の接着剤を使用できる。

本発明に係るコンクリート管の組立斜視図。 組み立てを完了したコンクリート管の側面図。 図１におけるIII−IIIの断面図。 分割円弧体の外殻間に連結止水板を組み付ける直前の説明図。 分割円弧体の外殻間に連結止水板を組み付けた後の説明図。 継手を介して嵌合させたコンクリート管の嵌合部の縦断面図。 他の嵌合形態を説明するためのコンクリート管の嵌合部の縦断面図。 外殻を接合する他の形態を説明するためのコンクリート管の側面図。 外殻を接合する前の分割円弧体の分解図。 図８におけるＸ−Ｘの縦断面図。 図８におけるＸＩ−ＸＩの縦断面図。 嵌合形態を説明するためのコンクリート管の嵌合部の縦断面図。 本発明が前提とするコンクリート管の説明図で、（ａ）はコンクリート管の斜視図、（ｂ）は蓋体をコンクリート管本体に嵌め込むときの説明図、（ｃ）は蓋体とコンクリート管本体の接合部の拡大断面図。

符号の説明

１０ コンクリート管
１０ａ，１０ｂ 分割円弧体
１１ コンクリート躯体本体
１２ 張出部
１３，１３ 外殻
２０ オス型継手
３０ メス型継手
４０ 連結止水板
４３ 取付ボルト

Claims (9)

1. 両端に継手を形成した筒状のコンクリート管であって、
   軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体よりなり、
   前記分割円弧体が円弧形のコンクリート躯体本体と、
   前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻と、
   筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間に跨って接続する連結止水板とにより構成することを特徴とする、
   コンクリート管。
2. 請求項１において、コンクリート躯体本体の外周面であって、メス型継手の形成範囲に亘り外殻を被覆したことを特徴とする、コンクリート管。
3. 請求項１において、コンクリート躯体本体の外周全面に亘り外殻を被覆したことを特徴とする、コンクリート管。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、複数の分割円弧体の外殻間に跨って設置した連結止水板をボルト止めおよび／または接着により固定したことを特徴とする、コンクリート管。
5. 請求項１乃至４の何れかにおいて、筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間を、該外殻の軸方向の全長のうち、分割円弧体の躯体の外装範囲を外殻間に跨って連結止水板で連結すると共に、分割円弧体の躯体から張り出た範囲を固着部により固定したことを特徴とする、コンクリート管。
6. 請求項１乃至請求項４の何れかにおいて、外殻と、コンクリート躯体の一端部を軸方向に突出させて一体に形成した張出部とによりメス型継手を構成することを特徴とする、コンクリート管。
7. 請求項６において、分割円弧体の側端面であって、少なくともメス型継手を形成する範囲の側端面に亘ってシール機能を有する被膜を形成したことを特徴とする、コンクリート管。
8. 軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体により、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管を組み立てる方法であって、
   前記分割円弧体は円弧形のコンクリート躯体本体と、
   前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻とよりなり、
   筒状に組み立てた前記複数の分割円弧体の外殻間に跨って連結止水板を設置し、
   連結止水板をボルト止めおよび／または接着により外殻間を接続したことを特徴とする、
   コンクリート管の組立方法。
9. 軸方向に沿って分割した複数の分割円弧体により、両端に継手を形成した筒状のコンクリート管を組み立てる方法であって、
   前記分割円弧体は円弧形のコンクリート躯体本体と、
   前記コンクリート躯体本体の外周面を被覆する外殻とよりなり、
   前記複数の分割円弧体を筒状に組み立て、
   前記複数の分割円弧体の外殻間を、該外殻の軸方向の全長のうち、分割円弧体の躯体の外装範囲を外殻間に跨って連結止水板を設置して連結すると共に、
   分割円弧体の躯体から張り出た範囲を固着部により固定し外殻間を接続したことを特徴とする、
   コンクリート管の組立方法。

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