JP2005320702A - セグメント形立坑ケーシング - Google Patents

Abstract

【課題】大型のマンホールの施工が可能であり、安全な接続作業が可能であり、また地盤変動にも強いセグメント形立坑ケーシングを提供する。
【解決手段】全周回転または揺動により地中に圧入するコンクリート製円形ケーシング１を、縦方向の分割面により周方向に複数分割可能なセグメント１Ａ，１Ｂとし、外周を鋼板３としたセグメント形立坑ケーシング。セグメント１Ａ，１Ｂの縦方向の分割面における接続をボルト７により接合し、セグメント１Ａ，１Ｂの上下接合部に、セグメントを周方向に組み立てたときにリング状になるように止水溝８を設け、その止水溝８に止水リング９を装着して止水を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地中にマンホール等を構築する際に用いられる、コンクリート製立坑ケーシングに関し、特に周方向に分割したセグメント形立坑ケーシングに関する。

マンホールを設置する場合の工法として、仮設の鋼管立坑を設置し、その中に組立式マンホールを設置したり、鋼管立坑を形枠として現場でコンクリートを打設する方法が主に行われている。

また、最近では、鋼管立坑設置と同様な方法でコンクリート製のケーシングを立坑構築機で全周回転または揺動させて地中に圧入し、内部の土砂をバケット等で排出し、直接マンホールを設置する方法が用いられている。この方法は仮設の鋼管立坑を利用する方法よりも工程が少なく、工期が短いという特徴がある。

ただ、この方法はコンクリート製のケーシングを直接、立坑構築機のバンドで締め付け固定するために、割れや欠けが発生していた。そのため特許文献１に開示しているような、コンクリート製のケーシングの外周に鋼板を巻いたコンクリート製ケーシングも使われるようになった。

特開２００１−１３２３７９号公報 特開２００１−３４１１１５号公報 特開２００３−２１３６２５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている立抗用先端躯体は、ケーシングが一体型であるため運搬の制約があり、外径が約３０００ｍｍ以下のものしか施工が出来ないという制約がある。

また、ケーシング上下の接続がボルト接続のため、人がケーシングの中に入って接続する必要があり、立坑が深くなると危険が伴う。また、回転または揺動トルクをボルトで受けるためボルトはトルクを受けるのに十分な強度をもったものにする必要がある。

さらに、一般的に組立式マンホールは、地震や不等沈下等の地盤変化により、ケーシングにずれが生じ、止水性が保てなくなるという問題もある。

そこで本発明は、大型のマンホールの施工が可能で、安全な接続作業を行うことができ、また地盤変動にも強いセグメント形立坑ケーシングを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、全周回転または揺動により地中に圧入するコンクリート製の円形ケーシングにおいて、前記ケーシングの外周を鋼板とし、縦方向の分割面により周方向に複数分割可能なセグメントとしたセグメント形立坑ケーシングである。
この第１の構成においては、コンクリート製円形ケーシングで、外周を鋼板とし、縦方向に複数分割可能なセグメントとすることにより、分割して運搬が可能となり、外径３０００ｍｍ以上の大型のケーシングの施工も可能となる。

本発明の第２の構成は、前記セグメントの縦方向の分割面における周方向の接続をボルト接合としたものである。
この第２の構成においては、各セグメントは縦方向接合面にコーキング等の止水材を施用し、ボルトで接合することにより止水性を持った円形ケーシングとすることができる。

本発明の第３の構成は、前記セグメントの上下接合部に、前記セグメントを周方向に組み立てたときにリング状になるように止水溝を設け、接合される上下のセグメントの止水溝にわたって止水リングを設けたものである。
この第３の構成においては、セグメントの上下接合部に、セグメントを組み立てたときにリング状になるように溝を設け、上下のセグメントの溝にわたってリング状の止水リング（ゴム等）を設けることにより、重ねて設置された円形ケーシング相互間の隙間を止水リングによって容易に塞ぐことができるので、目地材などを隙間に詰め込んだりする作業を行わずに可撓性と止水性を得ることができる。また、地震等の地盤変化によるケーシングのずれが生じても、止水リングの変形により止水性を保つことができる。

本発明の第４の構成は、前記セグメントを組み立てて複数の円形のケーシングとし、その円形ケーシングの上下を、前記外周の鋼板を溶接することにより接続したものである。
本発明の第５の構成は、前記セグメントにおける前記縦方向の分割面を、前記円形ケーシングの外周の鋼板を溶接することにより接合したものである。

これらの第４および第５の構成により、組み立てた円形ケーシングの上下を、外周の鋼板を溶接して接続することで、ケーシングの外側から接合することができるため、人がケーシングの中に入る必要がなく、安全であり、外周の鋼板全体で回転または揺動のトルクを伝達することができるので、内部のコンクリートにトルクによる偏荷重がかからない。

本発明によれば、コンクリート製で外周を鋼板とし、周方向に複数分割可能なセグメントとすることにより、大型のマンホールの施工も可能となる。また、セグメントを組み立てた円形ケーシングの上下の接続は、外周の鋼板を溶接して行うことにより、接続作業も安全で、かつ内部のコンクリートに負荷をかけずにトルクの伝達ができる。また上下の接続に上下にケーシングにわたって止水リング（ゴム等）を設けることにより地盤変動にも強いマンホールとすることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
図１は本発明に係るセグメント形立坑ケーシングを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は２分割式セグメントの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。また、図３は周方向接続部の拡大図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４はノックピン取付け穴を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図５は止水リング取付け図を示すものであり、（ａ）は取付け状態の拡大断面図、（ｂ）は地盤変動時の状態を示す断面図である。図６は縦方向に立坑ケーシングを接続した状態の半断面図である。図７は止水溝と止水リングの拡大図であり、（ａ）は止水溝の断面図、（ｂ）は止水溝に止水リングを装着した状態の断面図である。図８はチュービング装置を用いて立坑を掘削する装置を示す説明図である。

本実施の形態は、２つに分割可能な半円筒状のセグメントを接合することにより、立坑ケーシングを形成するものである。図において、立坑ケーシング１は、半円筒状のセグメント１Ａおよび１Ｂにより構成され、各セグメント１Ａ，１Ｂは、半円筒状に成形されたコンクリート２と、そのコンクリート２の外周を被覆する鋼板３とを備えている。

また、縦方向の分割面には、本例では上中下の３箇所に周方向接続金具６がコンクリート２に埋設状態に固着されており、セグメント１Ａ，１Ｂは、周方向接続ボルト７により接合される（図３参照）。これにより、セグメント１Ａ，１Ｂは筒状に組み立てられ、接合面にコーキング等の止水材を施用することにより、止水作用が維持されることになる。
セグメント１Ａ，１Ｂの上下接合部には、ケーシング１として組み立てたときにリング状となる半円の止水溝８が形成されており、ここに、止水リング９が装着される（図５参照）。

また、セグメント１Ａ，１Ｂの上下接合部には、本例では円周を４分割した位置にノックピン取付け穴１０が設けられており、上下のケーシング１のノックピン取付け穴１０にまたがるようにノックピン１１が装着される。これにより、ケーシング１を縦方向に接合する際の位置決めとすることができる。

ケーシング１は、立坑掘削が進むにつれて継ぎ足されるが、継ぎ足しを行う際に、上下のケーシング１外周の鋼板３の継ぎ目を溶接し、全周溶接部１２を形成する。

上述した止水溝８は、図７に示すように、断面円形の取付け孔８ａと、この取付け孔８ａを外部に開放させるために取付け孔８ａに向かって先窄み状の開口部８ｂからなる。そして取付け孔８ａと閉口部８ｂとの境界の頭部はくびれ部８ｃとなっている。
止水溝８には、ケーシング１を重ねて設置する場合に、ケーシング１相互間の隙間を塞ぐための止水リング９の側部が挿入される。

止水リング９はゴムなどの弾性体により帯状に形成されている。この止水リング９の左右両側端には止水溝８の取付け孔８ａに挿入し接合される係合部９ａが設けられ、また開口部８ｂ内に位置される部位には開口部８ｂの内面に圧接される斜状のリップ部９ｂが複数個設けられている。更に止水リング９の中央部には、ほぼＵ字状の伸縮部９ｃが設けられ、この伸縮部９ｃが伸縮することにより、止水リング９の幅が変化する。

上下２個のケーシング１を止水リング９により接合するには、２個のケーシング１の止水溝８，８にコーキング材を注入した後、止水リング９の左右両側部の係合部９ａ，９ａを２個のケーシング１の開口部８ｂ，８ｂから取付け孔８ａ，８ａ内に挿入する。

コーキング材が硬化すると、係合部９ａがくびれ部８ｃに接合して取付け孔８ａから抜け出ないようになると共に、止水リング９は幅方向に伸縮可能であり、リップ部９ｂが開口部８ｂの内面に圧接して止水作用を果たす。

以上の構成の実施の形態に係るセグメント形立坑ケーシングを用いた立坑掘削方法について、図８を用いて説明する。図８は、チュービング装置（立坑構築機）を用いて立坑を掘削する装置を示すものである。

まず、予めセグメント１Ａ，１Ｂを接合した先端のケーシング１−１を、ベースマシン２３で固定されたチュービング装置２０に取付け、回転モータ（図示せず）および圧入シリンダ２１を用いて筒状ケーシング１−１を回転および圧入しながら、先端の掘削刃１３で掘削する。掘削した土砂は、ベースマシン２３の先端のグラブバケット２４で外部に排出する。

掘削が進んでケーシング１−１の上部がチュービング装置２０の上部近くになると、止水溝８に止水リング９を装着して次のケーシング１−２を継ぎ足し、上下のケーシング１−１と１−２の外周の鋼板２の継ぎ目を溶接して全周溶接部１２を形成する。立坑の深さに応じて筒状ケーシング１を継ぎ足し、所定の深さまで掘削を行う。

このようにして、本実施の形態のセグメント形立坑ケーシング１を用いて立坑を構築することができる。

本発明は、大型のマンホールの施工が可能であり、安全な接続作業が可能であり、また地盤変動にも強いセグメント形立坑ケーシングとして、マンホール等の立坑掘削工事の分野において利用することができる。

本発明の実施の形態に係るセグメント形立坑ケーシングを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態に係る２分割式セグメントの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態に係る周方向接続部の拡大図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態に係るノックピン取付け穴を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の実施の形態に係る止水リング取付け図を示すものであり、（ａ）は取付け状態の拡大断面図、（ｂ）は地盤変動時の状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る縦方向に立坑ケーシングを接続した状態の半断面図である。 本発明の実施の形態に係る止水溝と止水リングの拡大図であり、（ａ）は止水溝の断面図、（ｂ）は止水溝に止水リングを装着した状態の断面図である。 チュービング装置を用いて立坑を掘削する装置を示す説明図である。

符号の説明

１ 立坑ケーシング
１Ａ，１Ｂ セグメント
２ コンクリート
３ 鋼板
６ 周方向接続金具
７ 周方向接続ボルト
８ 止水溝
８ａ 取付け孔
８ｂ 開口部
８ｃ くびれ部
９ 止水リング
９ａ 係合部
９ｂ リップ部
９ｃ 伸縮部
１０ ノックピン取付け穴
１１ ノックピン
１２ 全周溶接部
１３ 刃先
２０ チュービング装置
２１ 圧入シリンダ
２３ ベースマシン
２４ グラブバケット

Claims (5)

1. 全周回転または揺動により地中に圧入するコンクリート製の円形ケーシングにおいて、前記ケーシングの外周を鋼板とし、縦方向の分割面により周方向に複数分割可能なセグメントとしたことを特徴とするセグメント形立坑ケーシング。
2. 前記セグメントの縦方向の分割面における周方向の接続をボルト接合としたことを特徴とする請求項１記載のセグメント形立坑ケーシング。
3. 前記セグメントの上下接合部に、前記セグメントを周方向に組み立てたときにリング状になるように止水溝を設け、接合される上下のセグメントの止水溝にわたって止水リングを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のセグメント形立坑ケーシング。
4. 前記セグメントを組み立てて複数の円形のケーシングとし、その円形ケーシングの上下を、前記外周の鋼板を溶接することにより接続したことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載のセグメント形立坑ケーシング。
5. 前記セグメントにおける前記縦方向の分割面を、前記円形ケーシングの外周の鋼板を溶接することにより接合したことを特徴とする請求項１から４のいずれかの項に記載のセグメント形立坑ケーシング。

Images