JP2006336273A - 推進管の継手部 - Google Patents

Abstract

【課題】 前後の管体を曲げて推進するため、パッキンの圧縮量が変動した場合でも、確実に水密シールを可能とする。
【解決手段】 推進管の継手部は、前方の管体１の後端部から後方に延長して設けられたカラー３と、後方の管体１の前端部に設けられ、前方の管体１の前記カラー３の中に嵌合される先端継手部１２と、この先端継手部１２に嵌め込まれ、前記カラー３に圧接して管体１の内部を水密にシールする弾性を有するリング状のパッキン４とを有する。このパッキン４は、前記先端継手部１２の内周に設けた凹溝状のパッキン収納部１６に嵌め込まれて管体１の軸方向への移動が規制されると共に、中央内周部に溝１８を有し、この溝１８がパッキン収納部１６に隆起したリブ１５に嵌め込まれている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、コンクリート管を用いる推進工事において、土中を推進して地下トンネルを構築するための推進管の継手部に関し、より具体的には、前後の管体を継ぎ合わせた部分における水密シール構造を改良した推進管の継手部に関する。

遠心力鉄筋コンクリート管、いわゆるヒューム管等からなる推進管を土中に推進しながら、その先端で切り羽を掘削し、水路やケーブル敷設路等のトンネルを構築する推進掘削工法が広く採用されている。このような推進掘削工法では、立抗からトンネルを構築する地盤まで推進管を降ろし、そこから推進用の元押しジャッキや中間ジャッキ等を使用して推進管を地盤の中に押し進めながら、最も先の推進管の先端で切り羽を掘削していく。そして推進管を地盤の中に押し進めながら、順次推進管を継ぎ合わせ、継ぎ合わせられた前後の推進管の端面の突合せにより、前記ジャッキからの推進力が前方の推進管に伝達される。

このような推進掘削工法によりトンネルを掘削するに当り、掘削するトンネルにカーブの部分、いわゆるカーブ部分がある場合、そのカーブ部分では、前後の推進管を、その突き合わせた継手部分で折り曲げて推進する。このようなカーブ推進をするための推進用装置としては、例えば特開２００１−３１１８３６号公報や特開２００２−２７６２８７号公報に記載されている。これらの特許文献に記載されたように、先頭に掘削装置やカーブ造形装置を設け、その後ろに複数の比較的短い管体を継ぎ合わせることにより、或る程度の曲率半径で曲げることが出来るカーブ推進用の推進管を接続し、地下トンネルを構築していく。

この場合、カーブ推進用の推進管としては、特開２０００−３０３７７８号公報や特許第２９０２５７６号公報に記載されたように、比較的短い管体を突き合わせ、その突き合わせた端面の間に圧縮変形可能なクッション材を挿入し、このクッション材の各部位の厚さを、推進管の端面の各部位に応じて異ならせることで、推進力をクッション材の全体に分散しながら推進することが提案されている。推進管を土中を屈曲推進する際、クッション材に生じる圧縮応力を分散し、大きな応力が局所に集中することを避け、屈曲推進時の推進力を推進管を介して後方から前方へ正確に伝達することを可能とする。

このような推進管において、管体の継手部は、前方の管体から鋼製の円筒状のカラーを後方に延ばし、その中に後方の管体の先端部を差し込み、この後方の管体の先端部に嵌め込んだリング状のゴム輪からなるパッキンを前記カラーの内周面に圧接している。このパッキンによりトンネルの周囲の地山からの土砂や水の浸入を防止するものである。

しかしながら、特にカーブ推進用の推進管では、前後の管体を屈曲出来るように継ぎ合わせているため、直線推進するための推進管に比べて管体の継手の個所が多くなる。また、管体を曲げて推進するため、継手部における前方の管体のカラーと後方の管体の先端継手部との間隔が個所により不等となる。このため、パッキンの圧縮量が個所により不均一となり、これにより水密シールが難しいという課題がある。

特開２０００−２４０８６６号公報 特開２００５−５４８８３号公報 特開２００４−２８６１７４号公報 特開２００４−１８３２８９号公報 特開２００１−３４２７９５号公報 特開平９−５４７６９号公報

本発明は、前記従来の推進管の継手部における課題、特に前後の管体を曲げて推進するときのパッキンによる水密シールが難しいという課題に鑑み、パッキンの圧縮量が変動した場合でも、確実に水密シールが可能な推進管の継手部を提供することを目的とする。

本発明では、前記の目的を達成するため、後方の管体１の先端継手部１２に嵌め込まれ、前方の管体１のカラー３の内周面に圧接されるパッキン４を、単に後方の管体１の先端継手部１２に嵌め込むだけでなく、後方の管体１の先端継手部１２に設けた凹溝状のパッキン収納部１６に嵌め込み、さらにパッキン４の中央内周部に設けた溝１８を前記パッキン収納部１６に設けた隆起状のリブ１５を嵌め込んだ。

すなわち、本発明による推進管の継手部は、前方の管体１の後端部から後方に延長して設けられたカラー３と、後方の管体１の前端部に設けられ、前方の管体１の前記カラー３の中に嵌合される先端継手部１２と、この先端継手部１２に嵌め込まれ、前記カラー３に圧接して管体１の内部を水密にシールする弾性を有するリング状のパッキン４とを有し、このパッキン４は、前記先端継手部１２の内周に設けた凹溝状のパッキン収納部１６に嵌め込まれて管体１の軸方向への移動が規制されると共に、中央内周部に溝１８を有し、この溝１８がパッキン収納部１６に隆起したリブ１５に嵌め込まれたものである。

このような本発明による推進管の継手部では、前後の管体１、１に角度が付いた時に、前方の管体１のカラー３と後方の管体１の先端継手部１２との間のパッキン４は、その場所により前後に圧力の違いが生じる。このとき、パッキン４の中央内周部に設けた溝１８が前記パッキン収納部１６に設けた隆起状のリブ１５に嵌め込まれているため、パッキン４がパッキン収納部１６の中で前後にずれずに確実に保持される。さらに、パッキン４の前後に生じた圧力差は、パッキン収納部１６に設けた隆起状のリブ１５を超えて高い方から低い方へと分散されるため、リブ１５の両側のパッキン４内部の圧力差が緩和される。これにより、高い水密性を安定して確保することが出来る。

以上説明した通り、本発明による推進管の継手部では、前後の管体を曲げて推進するときのパッキン４による水密シールを安定して行うことが出来る。特に、前後の管体１、１に角度が付いてパッキン４の前後において圧縮量が変動した場合でも、圧縮力の違いを分散、緩和することが出来るので、確実に水密シールが可能となる。

本発明では、後方の管体１の先端継手部１２に嵌め込まれ、前方の管体１のカラー３の内周面に圧接されるパッキン４を、後方の管体１の先端継手部１２に設けた凹溝状のパッキン収納部１６に嵌め込み、さらにパッキン４の中央内周部に設けた溝１８を前記パッキン収納部１６に設けた隆起状のリブ１５を嵌め込んだ。
以下、本発明を実施するための最良の形態について、実施例をあげて詳細に説明する。

図１は２本の管体１、１を継ぎ合わせた推進管の半縦断側面図であり、図２はその正面図である。図１と図２に示した実施例は、比較的短い管体１、１を継ぎ合わせ、それらの管体１、１に角度を付けてカーブを推進する推進管の例である。図１ではそのうち２本の管体１、１のみを示している。

管体１、１は、管状のコンクリート躯体２の外周に鋼製の円筒状のカラー３を嵌め込んだもので、カラー３はコンクリート躯体２の後端よりさらに後方に延長されている。コンクリート躯体２の先端側は段状に細径になっており、その部分に金属カラーが嵌め込まれて先端継手部１２が形成されている。この先端継手部１２には止水のためのゴム輪等のパッキン４が嵌め込まれ、このパッキン４が嵌め込まれた先端継手部１２が、前方の管体１のカラーに差し込まれることにより、前後の管体１、１が接続される。この状態では、前記のパッキン４が前方の管体１のカラー３の内周に密接し、水密性にシールされる。この構造については、後に詳述する。
さらに、コンクリート躯体２の先端面と後端面には、それぞれ鋼製のリング状板からなる補強板９、１０が張られている。

図３と図４は、前後の管体１、１の継手部の要部断面図であり、図３は、前方の管体１のカラー３に後方の管体１の先端継手部１２を差し込む前の状態であり、図４は、前方の管体１のカラー３に後方の管体１の先端継手部１２を差し込んだ状態である。
管体１のカラー３は円筒形の鋼製のもので、その後端側は管体１のコンクリート躯体２の後端面より後方延長されている。このようなカラー３は、予め補強板１０や図示してない鉄筋を溶接しておき、管体１を遠心成型する際に、型枠の中に配置して管体１の外周に設ける。

管体１の先端継手部１２は、コンクリート躯体２の先端部の外径をカラー１を設けた他の部分より一段細くし、その部分に別の鋼製リング状のカラー１９を嵌め込んだものである。このようなカラー１９もまた、前記カラー３と同様にして予め補強板９や図示してない鉄筋を溶接しておき、管体１を遠心成形する際に、型枠の中に配置して管体１の先端外周部に設ける。
カラー１９の先端外周は、カラー１９の他の部分と補強板９より一段径が細くなっており、その部分に凹溝状のパッキン収納部１６が形成されている。さらにこのパッキン収納部１６のほぼ中央にはカラー１９の全周にわたって隆起するリブ１５が形成されている。

他方、この管体１の先端継手部１２に嵌め込まれたパッキン４は、図３に示すように、その幅、つまり図４において左右の寸法がカラー１９の凹溝状のパッキン収納部１６と同等かやや狭い程度のゴム輪である。その断面は図３に示す通りである。先端側の外径が先端にいくに従って次第に細くなるようなテーパとなっており、それより後方外周には襞状になるよう溝１４が全周にわたって３条程形成されている。内部には断面長円状の空間１７が前後２個所設けられている。さらにこのパッキン４の中央内周部には溝１８が全周にわたって形成されている。パッキン４は、前記のカラー１９のパッキン収納部１６に収納されると共に、その溝１８がパッキン収納部１６に隆起したリブ１５に嵌め込まれて管体１の先端継手部１２に取り付けられる。

図４は、前方の管体１のカラー３の中に後方の管体１の先端継手部１２を嵌め込んだ状態である。この図４に示すように、前記のパッキン４は、前方の管体１のカラー３と後方の管体１の先端継手部１２との間で圧縮され、弾力に抗して潰された状態でその外周面が管体１のカラー３の内周に圧接する。これにより、前方の管体１のカラー３と後方の管体１の先端継手部１２との間が水密にシールされる。

前述したように、カーブ推進をする推進管は、数百ｍｍ程度の比較的短い管体１、１を継ぎ合わせ、前後の管体１を曲げて推進する。すなわち、前後の管体１、１に曲がりを形成し、管体１、１を順次推進していく。
この場合は、図４に示すように、パッキン４が均等に圧縮されず、図５に示すように、パッキン４の圧縮量は前後で不均等となる。このような場合でも、パッキン４は安定して水密シール状態を確保する。またパッキン４は、地山からの水圧を受け、図４や図５において右側から水圧を受ける。この水圧に対しても、パッキン４が前記のリブ１５によりずれずに保持されるため、その水圧による圧縮力をパッキン４全体に円滑に分散することが出来る。これにより、パッキン４が安定して水密シール状態を確保する。

本発明の一実施例による継手部を備えた推進管において、２本の管体を継ぎ合わせた状態の半縦断側面図である。 同実施例による継手部を備えた推進管の正面図である。 同実施例による継手部の未接続の状態を示す要部縦断側面図とその部分拡大図である。 同実施例による継手部の接続の状態を示す要部縦断側面図とその部分拡大図である。 同実施例による継手部の接続し、前後の管体が傾斜した状態を示す要部縦断側面図とその部分拡大図である。

符号の説明

１ 管体
３ カラー
４ パッキン
１２ 先端継手部
１５ パッキン収納部のリブ
１６ パッキン収納部
１８ パッキンの溝

Claims (1)

1. 土中に推進して地下トンネルを構築するための推進管を接続する継手部において、前方の管体（１）の後端部から後方に延長して設けられたカラー（３）と、後方の管体（１）の前端部に設けられ、前方の管体（１）の前記カラー（３）の中に嵌合される先端継手部（１２）と、この先端継手部（１２）に嵌め込まれ、前記カラー（３）に圧接して管体（１）の内部を水密にシールする弾性を有するリング状のパッキン（４）とを有し、このパッキン（４）は、前記先端継手部（１２）の内周に設けた凹溝状のパッキン収納部（１６）に嵌め込まれて管体（１）の軸方向への移動が規制されると共に、中央内周部に溝（１８）を有し、この溝（１８）がパッキン収納部（１６）に隆起したリブ（１５）に嵌め込まれたことを特徴とする推進管の継手部。

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