JP2006022520A - グラウト注入孔用閉塞具及びグラウト注入孔閉塞構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 セグメントの内周面の平滑化を低コストで、かつ容易に図ることができるグラウト注入孔用閉塞具を提供する。
【解決手段】 グラウト注入孔用閉塞具４を、セグメント２のグラウト注入孔３の内周面に形成した雌ネジ部８に対応する雄ネジ部１１と、この雄ネジ部１１の軸方向一方側に一体的に設けた頭部１２と、から構成し、頭部１２を、グラウト注入孔３のトンネル内側端部の内周面に形成した、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部７とほぼ等しい外周面を有して構成するとともに、この外周面がテーパ状部７に接触するまで雄ネジ部１１を雌ネジ部８にねじ込んでグラウト注入孔３に嵌め付けた際に、軸方向一端面１３がセグメント２の内周面１４とほぼ同一面となるように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明はグラウト注入孔用閉塞具及びグラウト注入孔閉塞構造に関する。

シールド工法によって通水路などのトンネルを構築する場合には、シールド機によって地下に掘削坑を形成しながら、この掘削坑内にセグメントを管状または函状に組み立てていく。
セグメントを組み立てた後には、地盤沈下防止などの理由により、セグメントの外周面と掘削坑の壁面との間にセメントミルクやモルタル等の裏込め材を充填注入する。
このため、セグメントには通常、厚み方向に、裏込め材を注入するためのグラウト注入孔が設けられる。
また、グラウト注入孔は、組み立て時にセグメントを搬送するための吊り具との固定にも利用される。

したがって、図３に示すように、グラウト注入孔ａは一般的に、内周面に吊り具を固定するための雌ネジ部ｂを有し、トンネル内側端部の内周面に、例えば吊り具を挿入しやすいように、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部ｃを有して形成される。
そして、裏込め材ｅの注入後には、閉塞具ｄを嵌め付けてグラウト注入孔ａを閉塞し、グラウト注入孔ａからの裏込め材ｅの漏出を防止している。
閉塞具ｄは一般的に、雄ネジ部ｆ及びこの雄ネジ部ｆの軸方向一方側に一体的に設けた頭部ｇを備え、頭部ｇを回転操作して雄ネジ部ｆを雌ネジ部ｂにねじ込むことによりグラウト注入孔ａに嵌め付けられる（例えば特許文献１参照）。
この際に、頭部ｇは、テーパ状部ｃ内に入り込むこととなる。
なお、符号ｈは、裏込め材ｅのセグメント内側への逆流を防止または抑制するための逆止弁である。

特開平９−６０４８９号公報（第３頁、図２）

ところで、上記のようなグラウト注入孔の閉塞具及び閉塞構造には、次のような問題点がある。
＜１＞テーパ状部と頭部との隙間によってセグメント、すなわちトンネルの内周面に凹部が生じるため、トンネル内の流体や流体中の塵等が滞留しないように、凹部、すなわちテーパ状部を充填材で孔埋めしたり、セグメントの内周全体を二次覆工したりして内周面を平滑にする必要がある。
このため、施工コストがかさむ上、工期の長期化につながってしまう。
＜２＞特に、閉塞具の頭部をトンネル内に露出した状態にしておくと、地下水は場所によって強酸性または強アルカリ性であったりするため、閉塞具が材質によっては早期に傷んでしまうといった可能性がある。

本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、セグメントの内周面の平滑化を低コストで、かつ容易に図ることができ、しかも、耐久性に優れたグラウト注入孔用閉塞具、及びこのようなグラウト注入孔用閉塞具を用いてグラウト注入孔を閉塞するグラウト注入孔閉塞構造の提供を目的とする。

上記のような目的を達成するための本発明のグラウト注入孔用閉塞具は、トンネルを構成するセグメントの厚み方向に設けたグラウト注入孔を閉塞するグラウト注入孔用閉塞具であって、グラウト注入孔の内周面に形成した雌ネジ部に対応する雄ネジ部と、この雄ネジ部の軸方向一方側に一体的に設けた頭部と、を備え、トンネルの内側から、頭部の回転操作によって雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれることにより、グラウト注入孔に嵌め付けられてこのグラウト注入孔を閉塞するように構成し、頭部を、グラウト注入孔のトンネル内側端部の内周面に形成した、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部とほぼ等しい外周面を有して構成するとともに、この外周面がテーパ状部に接触するまで雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込んだ際に、軸方向一端面がセグメントの内周面とほぼ同一面となるように構成したものである。

さらに本発明は、前記のグラウト注入孔用閉塞具であって、セメント材料及び微細カーボン繊維から成形した高弾性セメント材料であることを特徴とするものである。

また、本発明は、トンネルを構成するセグメントの厚み方向に設けたグラウト注入孔と、このグラウト注入孔の内周面に形成した雌ネジ部に対応する雄ネジ部及びこの雄ネジ部の軸方向一方側に一体的に設けた頭部を有するグラウト注入孔用閉塞具と、を備え、トンネルの内側から、頭部の回転操作によって雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれることにより、グラウト注入孔用閉塞具がグラウト注入孔に嵌め付けられてこのグラウト注入孔を閉塞するグラウト注入孔閉塞構造であって、グラウト注入孔用閉塞具の頭部を、グラウト注入孔のトンネル内側端部の内周面に形成した、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部とほぼ等しい外周面を有して構成するとともに、この外周面がテーパ状部に接触するまで雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込んだ際に、軸方向一端面がセグメントの内周面とほぼ同一面となるように構成したものである。

以上説明したように、本発明のグラウト注入孔用閉塞具及びグラウト注入孔閉塞構造は、次のような効果を得ることができる。
＜１＞グラウト注入孔用閉塞具の頭部が、グラウト注入孔のテーパ状部とほぼ等しい形状を有しているため、グラウト注入孔用閉塞具をグラウト注入孔に嵌め付けるだけの簡単な作業でセグメントの内周面を平滑にすることが可能となる。
したがって、二次覆工作業や充填材によるグラウト注入孔の孔埋め作業などが必要なくなるため、シールド工法の工期短縮及び費用低減につながる。
＜２＞グラウト注入孔用閉塞具を、セメント材料及び微細カーボン繊維から成形した高弾性セメント材料製とすることにより、止水性も損なわれない上に、カーボン繊維の特性によって強酸性及び強アルカリ性にも耐えうることが可能となる。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

＜１＞グラウト注入孔
グラウト注入孔閉塞構造１は、厚み方向に延びるように、あるいは厚み方向に貫通するようにセグメント２に設けたグラウト注入孔３と、このグラウト注入孔３を閉塞するためのグラウト注入孔用閉塞具４と、を備えている。
例えばコンクリート製のセグメント２は、シールド工法により、シールド機（図示せず）内で組み立てられ、このシールド機で掘削した掘削坑５内にトンネルを構成する。
グラウト注入孔３は、セグメント２に埋設固定した、例えば金属製の筒状部材６の内周面と、この筒状部材６の内周面と連通するようにセグメント２のトンネル内側端部に設けたテーパ状部７と、から構成してある。
筒状部材６の内周面には、雌ネジ部８が設けてある。
テーパ状部７は、トンネル内側に向かって拡径するように形成してある。
すなわち、グラウト注入孔３の内周面は、雌ネジ部８及びテーパ状部７を有している。
グラウト注入孔３のトンネル外側部には、逆止弁９が嵌め付けられる。
逆止弁９は、外周面に設けた雄ネジ状部１０を雌ネジ部８にねじ込むことにより、グラウト注入孔３に嵌め付けられる。

＜２＞グラウト注入孔用閉塞具
グラウト注入孔用閉塞具４は、弾性材料性、ここではセメント材料に微細カーボン繊維を例えば混入することにより成形した高弾性セメント材料（商品名：フリーボード）製である。
したがって、グラウト注入孔用閉塞具４は、セメント及びカーボンの特性を有するとともに、繊維補強作用により引張強度にも優れ、なおかつ、弾性変形可能である。
グラウト注入孔用閉塞具４は、グラウト注入孔３に嵌め付けてこのグラウト注入孔３を閉塞するものであり、雄ネジ部１１及びこの雄ネジ部１１の軸方向一方側または軸方向一端に一体的に設けた頭部１２を備えている。
雄ネジ部１１は、グラウト注入孔３の雌ネジ部８と対応あるいは螺合するように形成してある。
頭部１２は、軸方向一方側に向かって拡径する、グラウト注入孔３のテーパ状部７とほぼ等しい形状の外周面を有している。
すなわち、頭部１２は、雄ネジ部１１をグラウト注入孔３の雌ネジ部８に軸方向一端部までねじ込んだ際に、外周面が全周またはほぼ全周にわたってテーパ状部７に接触し、この際に、多少弾性変形して密着するように構成してある。
また、頭部１２の軸方向一端面１３は、平面状に形成され、雄ネジ部１１をグラウト注入孔３の雌ネジ部８に軸方向一端部までねじ込んだ際に、セグメント２の内周面１４とほぼ同一面となるように構成してある。
すなわち、頭部１２は、グラウト注入孔３のテーパ状部７によって形成された凹部とほぼ等しい形状を有している。

＜３＞グラウト注入孔用閉塞具のグラウト注入孔への嵌め付け
シールド工法により、セグメント２を組み立てたら、トンネルの内側からグラウト注入孔３内に注入具（図示せず）を挿入して嵌め付ける。
そして、この注入具によってセグメント２の外周面と地山の掘削面との間の掘削坑５内にモルタル等の裏込め材１５を充填する。
グラウト注入孔３に設けた逆止弁９により、裏込め材１５のセグメント２の内側への逆流が防止または抑制される。
掘削坑５内に裏込め材１５を充填したら、トンネルの内側から、グラウト注入孔用閉塞具４の雄ネジ部１１をグラウト注入孔３内に挿入し、頭部１２を回転操作して雄ネジ部１１を軸方向一端部まで雌ネジ部８にねじ込んで、グラウト注入孔用閉塞具４をグラウト注入孔３に嵌め付ける。
頭部１２の回転操作は、手作業で行うように構成してもよく、レンチ等の回転操作具によって行うように構成してもよい。
手作業の場合には、例えば、頭部１２の軸方向一端面１３に指などを接触させ、摩擦によって頭部１２を回す。
回転操作具による場合には、頭部１２の軸方向一端面１３に、レンチ等の操作具を係合させるための係合孔または係合溝（図示せず）を設けておく。
頭部１２は、外周面が全周またはほぼ全周にわたってテーパ状部７に接触する、例えば、多少弾性変形して密着するため、グラウト注入孔３はグラウト注入孔用閉塞具４によって密封的に閉塞される。
このため、グラウト注入孔用閉塞具４とグラウト注入孔３との間には、Ｏリング等のシール手段を配置する必要がない。
そして、この際に、頭部１２の軸方向一端面１３は、セグメント２の内周面１４とほぼ同一面となる。
すなわち、頭部１２は、テーパ状部７によって形成された凹部をほぼ完全に埋める。
ここで、セグメント２の内周面１４は、平面状に形成してある場合には、頭部１２の軸方向一端面１３と完全に同一面となるように構成することもできるが、例えば、長さ方向断面または軸方向断面が円弧状に形成してある場合には、頭部１２の軸方向一端面１３と実際に同一面とはならない。
しかしながら、頭部１２の軸方向一端面１３は、セグメント２の内周面１４に比べてきわめて小さく、しかも、セグメント２の内周面の曲率半径はきわめて大きいため、セグメント２の内周面と頭部１２の軸方向一端面１３と間に実質的な段差は生じない。
したがって、グラウト注入孔用閉塞具４をグラウト注入孔３に嵌め付けるだけで、グラウト注入孔３が確実に閉塞されるとともに、セグメント、すなわちトンネルの内周面の平滑化が図れる。
なお、本発明のグラウト注入孔用閉塞具及びグラウト注入孔閉塞構造は、推進工法において、推進函体に設けたグラウト注入孔にも適用することができる。

本発明のグラウト注入孔用閉塞具及びグラウト注入孔を説明するための図である。 本発明のグラウト注入孔閉塞構造を示す図である。 従来のグラウト注入孔閉塞構造を示す図である。

符号の説明

１・・・・・・・グラウト注入孔閉塞構造
２・・・・・・・セグメント
３・・・・・・・グラウト注入孔
４・・・・・・・グラウト注入孔用閉塞具
６・・・・・・・セグメント
７・・・・・・・テーパ状部
８・・・・・・・雌ネジ部
１１・・・・・・雄ネジ部
１２・・・・・・頭部
１３・・・・・・軸方向一端面
１４・・・・・・内周面

Claims (3)

1. トンネルを構成するセグメントの厚み方向に設けたグラウト注入孔を閉塞するグラウト注入孔用閉塞具であって、
   グラウト注入孔の内周面に形成した雌ネジ部に対応する雄ネジ部と、
   この雄ネジ部の軸方向一方側に一体的に設けた頭部と、を備え、
   トンネルの内側から、頭部の回転操作によって雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれることにより、グラウト注入孔に嵌め付けられてこのグラウト注入孔を閉塞するように構成し、
   頭部を、グラウト注入孔のトンネル内側端部の内周面に形成した、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部とほぼ等しい外周面を有して構成するとともに、この外周面がテーパ状部に接触するまで雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込んだ際に、軸方向一端面がセグメントの内周面とほぼ同一面となるように構成したことを特徴とする、
   グラウト注入孔用閉塞具。
2. セメント材料及び微細カーボン繊維から成形した高弾性セメント材料であることを特徴とする、請求項１に記載のグラウト注入孔用閉塞具。
3. トンネルを構成するセグメントの厚み方向に設けたグラウト注入孔と、
   このグラウト注入孔の内周面に形成した雌ネジ部に対応する雄ネジ部及びこの雄ネジ部の軸方向一方側に一体的に設けた頭部を有するグラウト注入孔用閉塞具と、を備え、
   トンネルの内側から、頭部の回転操作によって雄ネジ部が雌ネジ部にねじ込まれることにより、グラウト注入孔用閉塞具がグラウト注入孔に嵌め付けられてこのグラウト注入孔を閉塞するグラウト注入孔閉塞構であって、
   グラウト注入孔用閉塞具の頭部を、グラウト注入孔のトンネル内側端部の内周面に形成した、トンネル内側に向かって拡径するテーパ状部とほぼ等しい外周面を有して構成するとともに、この外周面がテーパ状部に接触するまで雄ネジ部を雌ネジ部にねじ込んだ際に、軸方向一端面がセグメントの内周面とほぼ同一面となるように構成したことを特徴とする、
   グラウト注入孔閉塞構造。
   

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