JP2007154571A - パイプルーフ用パイプ - Google Patents

Abstract

【課題】 軌道下を横断する地下通路となる既製の地下構造物を埋設する際のガイドとなるパイプルーフ用パイプであって、上方の地盤の崩壊による地盤沈下を防止しながらパイプルーフの計画埋設位置に能率よく正確に推進、埋設できるようにする。
【解決手段】 パイプ本体１の前端開口部における上端に、先端を尖鋭に形成している棒状突入部材２を、大径の礫やバラス等を通過させない間隔毎に幅方向に櫛歯状に突設し、これらの棒状突入部材２によって上方の地盤を支持させながら、該棒状突入部材２をパイプ本体１に先行させて地中に突入させ、棒状突入部材２後続するようにして前方の地盤を掘削しながらパイプ本体１を推進、埋設し、軌道下に埋設パイプ列からなるパイプルーフを形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、軌道下や道路下に、これらの軌道や道路を横断する地下構造物を埋設するに際して、予め、該地下構造物の上床部に相当する位置に圧入、埋設しておくパイプルーフ用パイプに関するものである。

従来から、軌道や道路の直下に地下道等の通路を築造するには、特許文献１や特許文献２に記載されているように、築造すべき通路を挟んで発進立坑と到達立坑を掘削し、発進立坑から到達立坑に向かって上面に縁切板を敷設している断面矩形状のパイプを複数本、並列状態に圧入、埋設して築造すべき通路幅に略等しい幅を有するパイプルーフを形成し、しかるのち、上記縁切板の後端を発進立坑側に固定すると共に縁切板とパイプとの先端部同士の連結を解いたのち、このパイプルーフの後端面に通路となる既製の地下構造物の上床部の前端面を当接させた状態にして前方の地盤を掘削、除去しながら該地下構造物を縁切板の下面に沿って推進させ、この推進に伴って到達立坑側に押し出されるパイプルーフを切除してパイプルーフと地下構造物とを置換させることにより地下通路を築造する方法が開発されている。

このような地下通路の築造方法において、パイプルーフを形成するための上記断面矩形状のパイプを軌道や道路下の埋設計画域に推進、埋設するには、先端にオーガヘッドを装着しているスクリューオーガを該パイプ内に挿入して、このスクリューオーガにより前方の地盤を掘削しながら推進、埋設を行っている
特開平１１−１３１９６９号公報 特開２００２−３５７０７９号公報

しかしながら、従来からの上記のような方法によれば、パイプの埋設作業時において、スクリューオーガでは掘削することができないパイプの開口端前方の地盤が、該断面矩形状のパイプの開口前端面に圧入時の抵抗力として直接、全面的に作用することになり、そのため、大きな推進力を必要とするばかりでなく作業能率が低下する虞れがある。特に、前方の地盤に礫や玉石、バラス等が多数存在する場合は、推進不能となる場合が多い。その上、スクリューオーガによってパイプの開口端から切羽地盤を掘削しながらパイプ内に取り込むと、パイプの開口端上方の地盤中に存在する礫や玉石、バラス等が自重によってパイプの開口端内に流入し、特に、土被りが浅い軌道下等においては上方の地盤が緩んで地盤沈下が生じるといった問題点があった。

これに対し、パイプの埋設時の圧入抵抗を減少させると共にパイプを所定の方向に推進させるために、上記スクリューオーガをパイプの開口端から前方に突出させて地盤の先掘りを行うことも考えられるが、そうすると、パイプの前方に無支保の空間部を発生させることになり、特に、礫、玉石、バラス等が多数存在する地盤においては、上方の地盤が崩落して空洞が発生し、地盤沈下等が一層発生しやすくなるといった問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、軌道下や道路下等の埋設計画位置に断面矩形状のパイプを推進、埋設させる際に、切羽地盤を安定させながら且つパイプの開口端上方の地盤が崩壊するのを防止しながら埋設計画位置に能率よく埋設させることができるパイプルーフ用パイプを提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明のパイプルーフ用パイプは、請求項１に記載したように、パイプ本体の前端開口部における上端に、先端を尖鋭な刃先部に形成している一定長さの棒状突入部材を該パイプ本体の幅方向に一定間隔毎に前方に向かって櫛歯状に突設した構造としている。

このように構成したパイプルーフ用パイプにおいて、請求項２に係る発明は、パイプ本体の前端開口部における両側端面にも棒状突入部材を上下方向に一定間隔毎に前方に向かって突設していることを特徴とする。

また、請求項３に係る発明は、パイプ本体の前端面に対する上記棒状突入部材の装着構造であって、パイプ本体の前端面に一定間隔毎に、棒状突入部材の基端部を着脱自在に挿嵌させる筒部を一体に設けていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、パイプ本体の前端開口部における上端に、先端を尖鋭な刃先部に形成している一定長さの棒状突入部材を該パイプ本体の幅方向に一定間隔毎に前方に向かって櫛歯状に突設しているので、軌道下や道路下等の埋設計画位置に断面矩形状のパイプを推進、埋設させる際に、これらの棒状突入部材をパイプ本体に先行して前方の地盤に突入させることができ、従って、パイプ本体の推進時における切羽地盤に対する圧入抵抗を減少させながら所定の方向に能率よく正確に掘進、埋設させることができると共に、パイプ本体の開口端から前方における上方地盤が櫛歯状に並設しているこれらの棒状突入部材によって支持されるので、掘削すべきパイプ本体の前端開口部の切羽地盤を極めて安定した状態に保持しながら効率よく確実に掘進することができるばかりでなく、大径の礫や玉石、バラス等がパイプ本体内に流入するのを防止して上方の地盤に空洞が生じたり地盤の緩みによる崩壊が生じたりするのを防止しながら円滑にパイプ本体の推進、埋設作業を行うことができる。

その上、パイプ本体の前方地盤をスクリューオーガによって先掘しても、その上方地盤が棒状突入部材によって支持されているから、土被りが浅い軌道下等にパイプ本体を埋設させる際においても、地盤の弛緩による地盤沈下の発生を防止することができると共に、礫等の落入によるスクリューオーガの破損を防止しながら一層能率よく安定的にパイプ本体を推進、埋設させることができる。なお、本発明においては、地盤の掘削はスクリューオーガ等の機械掘りによることなく手掘りを採用してもよい。

また、請求項２に係る発明によれば、パイプ本体の前端開口部における両側端面にも上記棒状突入部材を上下方向に一定間隔毎に前方に向かって突設しているので、パイプ本体の推進時に、該パイプ本体パイプ本体の開口端に作用する地盤側からの圧入抵抗をより減少させることができて、小規模な推進手段で確実にパイプ本体を埋設することができると共に、パイプ本体の開口端における上端面から両側端面に亘って棒状突入部材を前方に向かって突設しているので、掘削すべきパイプ本体前方の切羽地盤がこれらの棒状突入部材で囲まれた状態となってパイプ本体の外周方の地盤の安定化を図りながら該切羽地盤を集中的に能率よく掘削することができ、パイプ本体の埋設作業をより円滑に行うことができる。

従って、軌道下や道路下に、これらの軌道や道路を横断する地下構造物を埋設するに際して、予め、該地下構造物の上床部に相当する位置に圧入、埋設しておくパイプルーフを正確に且つ能率よく形成することができ、地下構造物による通路の築造作業を短期間で行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、パイプ本体の前端面に一定間隔毎に、棒状突入部材の基端部を着脱自在に挿嵌させる筒部を設けているので、パイプルーフの施工前においてはパイプ本体とこれらの棒状突入部材とを別々にして安全に且つ容易に運搬等の取り扱いが可能となるばかりでなく、パイプ本体を地中における埋設計画位置に埋設してパイプルーフを形成する際に、現場においてパイプルーフの前端面に設けている各筒部に所望長さの棒状突入部材の基端部を挿嵌、支持させることによって簡単に埋設作業の順次を行うことができ、その上、推進、埋設時には筒部によって棒状突入部材を前方に向けた状態に確実に保持しながら掘進させることができるものであり、また、使用後においては、パイプ本体と棒状突入部材とを分離させて次のパイプルーフの施工に使用することができると共に棒状突入部材に破損や変形等が生じた場合には、その棒状突入部材のみの交換が可能となって経済的に使用することができる。

本発明の実施の形態を実施例を示す図面について説明すると、図１は軌道下や道路下の地中（図７に示す）に、これらの軌道や道路（以下、軌道Ａとする）を横断する地下通路を既製の地下構造物Ｂの埋設によって築造する際に、該地下構造物Ｂの上床部ｂに相当する位置に圧入、埋設しておくパイプルーフ形成用の鋼製パイプの斜視図であって、１は断面矩形状のパイプ本体で、その前端開口部における上端に、先端を尖鋭な刃先部2aに形成している一定長さの鋼製棒材からなる棒状突入部材２を複数本、このパイプ本体１の幅方向に一定間隔毎に前方に向かって櫛歯状に突設していると共に、該パイプ本体１の両側端面にも、同様に、先端を尖鋭な刃先部2aに形成している複数本の棒状突入部材2'を上下方向に一定間隔毎に前方に向かって突設することによって、パイプルーフ用パイプを構成している。

棒状突入部材２、2'は、その長さ方向をパイプ本体１の軸芯と平行する方向に向けた状態にしてその基端部をパイプ本体１の開口端面における上端部と両側端部とに周方向に一定間隔毎に溶接等によって固着しておいてもよいが、図２、図３に示すように、パイプ本体１の前端開口部における上端部と両側端部とに、該パイプ本体１の軸芯と平行するように前方に向かって開口している筒部３を固着し、これらの筒部３にその基端部を着脱自在に挿嵌させている。

具体的には、パイプ本体１の前端開口部に、周方向に一定間隔毎に上記筒部３が介入可能なスリット状の切除部を設け、これらの各切除部に筒部３をその先端面がパイプ本体１の前端面と面一状に連続するように介入させて溶接により一体に固着している。一方、棒状突入部材２、2'は筒部３の内径に略等しい径に形成されていてその基端部を筒部３に挿嵌、支持させるようにしているが、各棒状突入部材２、2'における基部には、基端面から先端に向かって上記筒部３の長さに相当する部分に筒部３の内径よりも大径の鍔部2bを一体に設けていて、この鍔部2bが筒部３の前端面に当接するまで該基部を筒部３に挿入することにより、パイプ本体１の前端開口部における上端から前方に向かって突設した複数本の棒状突入部材２の先端を同じ突出長に達した位置で幅方向に引き揃えた状態で櫛歯状に並列させるように構成している。

なお、パイプ本体１の両側端面は、前端面から垂直下方に屈折した垂直面に形成して、これらの垂直面に上下方向に一定間隔毎に設けている筒部３に一定長さを有する棒状突入部材2'を挿嵌、支持させた時に、パイプ本体１の幅方向に並設している上記複数本の棒状突入部材２と同様に、全ての棒状突入部材2'の尖鋭な先端を同一突出長に達した位置で上下方向に揃えた状態で装着するよう構成しておいてもよいが、図においては、このパイプ本体１の両側端面を上端から下端に向かって斜め後方に傾斜した傾斜端面に形成し、この傾斜端面に上下方向に一定間隔毎に筒部３を固着し、これらの筒部３に同一長さを有する棒状突入部材2'の基端部を挿嵌、支持させることにより、これらの棒状突入部材2'の先端を両側の傾斜前端面と平行状態に並列させるように構成している。

また、地中へのパイプ本体１の推進、埋設時において、パイプ本体１の前端開口部の切羽地盤を掘削、除去した際には、パイプ本体１の開口端に対して上方からパイプ本体１内に地盤が崩落しながら入ろうとする現象が大きく生じるが、下方にゆくに従ってその現象が小さくなるので、パイプ本体１の両側端面から前方に突出している上記棒状突入部材2'の長さは上端部前端面から前方に突出している上記棒状突入部材２の長さよりも短い長さのものを使用していると共に、両側端面の下端部には棒状突入部材2'を設けていない構造としている。

さらに、隣接する棒状突入部材２、２間、及び棒状突入部材2'、2'間に形成される隙間は、大径の礫や玉石、バラス等を通過させない幅に形成されている。具体的にはその隙間を50mmの幅に形成しているが、40mm〜60mmの隙間幅に形成しておけば、本発明を満足させることができる。なお、パイプ本体１の上下端面間の寸法（太さ）は築造すべき地下通路を形成する既製の地下構造物Ｂの上床部ｂの厚みよりも大きい寸法に形成されている。

また、築造すべき地下通路の長さが長い場合には、前端開口部から前方に向かって棒状突入部材２、2'を突設している上記パイプ本体１を先頭管として図４に示すように、このパイプ本体１に順次、該パイプ本体１と同一大きさの断面矩形状の短尺のパイプ1'（このパイプ1'には棒状突入部材は突設していない）を継ぎ足して一本の長尺の埋設パイプｐを形成する。

次に、上記のように構成したパイプを使用して、軌道下の地中に築造すべき地下通路を形成する地下構造物Ｂの上床部ｂと同一幅を有するパイプルーフＰを形成するには、図７に示すように、軌道Ａを挟むようにしてこの軌道Ａの両側方に発進立坑Ｃと到達立坑Ｄを掘削、形成したのち、発進立坑Ｃ側から地下構造物Ｂの上床部ｂの埋設計画位置に上記パイプ本体１を推進、圧入する。この際、図４に示すように、該パイプ本体１の上面に該上面の幅と長さに等しい幅と長さを有する長方形状の平帯鋼板からなる縁切板４を載置し、この縁切板４の前端部のみ、パイプ本体１の前端部上面にボルト又はスポット溶接等によって固着しておく。

発進立坑Ｃから到達立坑Ｄにパイプｐを埋設する作業は、図６に示すように、パイプ本体１内にスクリューオーガ５を挿入して発進立坑Ｃ内に設置したスクリューオーガ５の回転駆動手段（図示せず）により該スクリューオーガ５を回転させながらパイプ本体１の前端開口部前方の切羽地盤を掘削すると共に、発進立坑Ｃ内に推進ジャッキからなる推進手段を設置してこの推進手段によってパイプ本体１の後端面を回転駆動手段と共に押し進めることによって行われる。

推進手段によって地中に圧入されたパイプ本体１は、その前端開口部から前方に突設している複数本の棒状突入部材２、2'をパイプ本体１に先行して計画埋設位置の地盤中に突入させ、該パイプ本体１の開口上端から櫛歯状に突設している複数本の棒状突入部材２によって上方地盤を支持すると共に、突入時にこれらの棒状突入部材２の先端側に大径の礫等の大塊物が存在している場合には、その大塊物を隣接する棒状突入部材２、２間上に架設状態に受止させてスクリューオーガ５によりパイプ本体１の前方の切羽地盤を掘削した際における該大塊物のパイプ本体１内への落入するのを防止しながら、パイプ本体１を掘進させることができ、さらに、スクリューオーガ５によって棒状突入部材２列下方の切羽地盤を先掘しても、これらの棒状突入部材２によって上方の地盤の弛緩による地盤沈下の発生を防止しながら且つ切羽地盤を安定させながら能率よく正確にパイプ本体１の推進、埋設作業を行うことができる。

また、パイプ本体１の前端開口部の両側端面から突設している複数本の棒状突入部材2'によって、パイプ本体１が左右方向に妄動するのを防止すると共に、側方の地盤を押さえて側方から礫等がパイプ本体１の開口端内に入るのを防止しながら、パイプ本体１を円滑に推進、埋設させることができる。

上述したように築造すべき地下通路の長さがこのパイプ本体１よりも長い場合には該パイプ本体１の推進、埋設後、パイプ本体１の後端に一定長さのパイプ1'の前端を接合してその対向する四隅部間をボルト（図示せず）により連結すると共に、このパイプ1'に載せている縁切板4'の前端面を上記パイプ本体１上の縁切板４の後端面に溶接等によって一体に接続し、さらに、スクリューオーガを継ぎ足したのち、到達立坑Ｄに向かって推進、圧入する。

先端に棒状突入部材を突設していない上記一定長さのパイプ1'を継ぎ足しながら、上記同様に地中に推進、埋設して先頭のパイプ本体１が到達立坑Ｄに貫通した状態で到達した一本の長尺な埋設パイプｐが施工されると、パイプ本体１を先頭管とする次の埋設パイプｐを同様にして埋設、施工し、これを繰り返すことによって発進立坑Ｃと到達立坑Ｄ間に複数本の埋設パイプｐを並設してなるパイプルーフＰを形成する。この際、先に埋設した長尺の埋設パイプｐに次の埋設パイプｐを推進、埋設するには、先に埋設したパイプｐの側面に突設している断面Ｌ字状の係止部材６（図５に示す）に、次のパイプｐの対向側面に突設している同じく断面Ｌ字状の係止部材７を係止させながらこれらの係止部材６、７をガイドとし推進させる。なお、係止部材６、７は、図４においては、パイプ本体１以外のパイプ1'の両側面に全長に亘って長さ方向に平行に設けているが、パイプ本体１の両側面にもこれらの係止部材６、７に連続する係止部材を設けておいてもよい。なお、パイプ本体１の前方の切羽地盤の掘削は、スクリューオーガ５によって行っているが、その他の掘削手段を採用してもよく、さらには手掘りであってもよい。

こうして、軌道Ａ下の地中に、該軌道Ａを横断する方向にパイプルーフＰを施工したのち、到達立坑Ｄ側に達しているパイプルーフＰの各埋設パイプｐにおける先頭のパイプ本体１の上面先端から縁切板４の先端を切り離すと共に発進立坑Ｃ側において各埋設パイプｐの後端部上の縁切板４の後端を図７に示すようにワイヤー等の固定手段８により発進立坑立坑Ｃの適所に固定する。

しかるのち、前端開口部にパイプルーフＰの下面側地盤を掘削する刃口９を装着した断面矩形状の既製の地下構造物Ｂの上床部ｂの前端面を該上床部ｂの上面がパイプルーフＰに上載している縁切板４の下面に接するようにパイプルーフＰの後端面に突き合わせ状態に接合すると共にこの地下構造物Ｂの後端と発進立坑Ｃの後壁面間に複数本の推進ジャッキ10を介在させる。

この状態にして上記推進ジャッキ10のピストンロッドを伸長させると、刃口９によって前方地盤を掘削しながら地下構造物Ｂは一定長前進し、この前進によってパイプルーフＰも到達立坑Ｄ側に押し進められる。この時、縁切板４は地中に固定された状態を維持して該縁切板４により上方地盤の移動を防止すると共にこれらの縁切板４の下面に沿ってパイプルーフＰ及び地下構造物Ｂを前進させる。

地下構造物Ｂの前端開口部から前方地盤は刃口９によって掘削されると共にこの刃口９によって囲まれた前方地盤を適宜な掘削具により掘削して刃口９によって掘削された土砂と共に地下構造物Ｂ内を通じて発進立坑Ｃ側に排出、除去する一方、この地下構造物Ｂの推進に従ってパイプルーフＰが到達立坑Ｂ側に一定長、突出すると、まず、最初に突出したパイプ本体１を後続するパイプｐの前端から切り離して到達立坑Ｄ内で回収、撤去し、次いで、このパイプ本体１に後続するパイプｐを順次、互いの結合を解いて回収、撤去する。

築造すべき地下通路の長さが長い場合には、該通路長を複数分割した形状の既製地下構造物Ｂを用いて、前端開口部に刃口９を装着している先頭側の地下構造物体Ｂを推進ジャッキ10により地中に推進したのち、該地下構造物Ｂの後端に次の地下構造物Ｂを接合、連結させて地中に推進し、この作業を順次繰り返し行ってパイプルーフＰの埋設跡に地下構造物Ｂを置換した状態に埋設して両立坑Ｃ、Ｄ間に貫通する地下通路を築造するものである。

なお、以上の実施の形態においては、パイプ本体１は断面矩形状のものを使用しているが、本発明はこれに限定されることなく、断面円形状、その他、種々の形態を採用することができる。

さらに、以上の説明において、パイプ本体１の上面に縁切板４を載置しておき、この縁切板４とパイプ本体１とを一緒に地盤中に推進、埋設し、その後、縁切板４を残置させつつパイプ本体１と築造すべき地下構造物Ｂの上床部ｂとを置換するようにしているが、本発明はこのような場合の使用に限るものではなく、例えば、パイプｐ上に縁切板を載置することなくパイプルーフを施工し、当該パイプルーフの各パイプ内にコンクリートを打設してこれを地下構造物の上床部としたり、或いは、パイプルーフを残置したままでその直下に地下構造物の上床部を築造する、等の場合でも好適に用いられるものである。

パイプルーフ用のパイプの斜視図。 その縦断側面図。 パイプ本体に棒状突入部材を装着する状態を示す斜視図。 一本の長尺な埋設パイプに形成した状態の斜視図。 その縦断正面図。 パイプを推進、埋設している状態の簡略縦断側面図。 軌道下に地下構造物を推進、埋設している状態の簡略縦断側面図。 到達立坑側から見た簡略正面図。

符号の説明

１ パイプ本体
２ 棒状突入部材
2a 刃先部
３ 筒部
４ 縁切板
Ａ 軌道
Ｂ 地下構造物
Ｐ パイプルーフ

Claims (3)

1. パイプ本体の前端開口部における上端に、先端を尖鋭な刃先部に形成している一定長さの棒状突入部材を該パイプ本体の幅方向に一定間隔毎に前方に向かって櫛歯状に突設していることを特徴とするパイプルーフ用パイプ。
2. パイプ本体の前端開口部における両側端面に棒状突入部材を上下方向に一定間隔毎に前方に向かって突設していることを特徴とする請求項１に記載のパイプルーフ用パイプ。
3. パイプ本体の前端面に一定間隔毎に棒状突入部材の基端部を着脱自在に挿嵌させる筒部を一体に設けていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパイプルーフ用パイプ。

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