JP2010203128A - 管 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る管は、トンネル空洞部の切羽から地山に管を設置して管の周囲の地山を補強する先受工法において使用する上記管(ガイド管11)であって、複数の単位管11Aが長手方向に接続されてそれぞれ分離可能とされたことを特徴とする。単位管11Aが単位管11Aの中心線Gに沿った分割面11Cにより単位管11Aの径方向に複数に分離可能に構成されたことも特徴とする。
【選択図】図1
Description
長尺管53を設置する際には、図17(a)に示すように、管52内に、先端部に削孔用の拡径ビット13aを備えたロッド13を挿入し、このロッド13の他端側を掘削機60のガイドセル62に搭載された削岩機61に接続し、地山50を削孔しながら管52を地山50内へ挿入する。このとき、3m程度の長さの管52を順次継ぎ足して長尺管53を設置する。また、支保工51を延長して構築するためには、管52の支保工51から下の部分を撤去する必要があることから、撤去作業を容易にするため、図17(b)に示すように、長尺管53の最後端部の管54を、管52に代えて、塩化ビニル管などの破砕し易い樹脂製の管としている(例えば、特許文献1,2参照)。
上述した注入式長尺先受工法では、複数本の管52を継ぎ足して長尺管53としているため、所望の設置角度が得られないなど、長尺管53を精度良く地山50に設置することが困難であるだけでなく、管52,52の接続作業に時間と手間がかかるので、作業効率が悪いといった問題があった。そこで、予め9m程度の長尺管53を準備し、これを地山50内に挿入することも考えられるが、この場合には、長尺管53を地山50に設置するためにストロークの大きな大型の掘削機を準備する必要がある。しかしながら、大型の掘削機は装置が高価で、装備に時間や手間がかかるだけでなく、大型の削岩機を用いて、トンネル空洞部70の横断面となる切羽天端部に沿って長尺管53を多数打設することは、トンネル空洞部70の径がかなり大きな場合を除いては現実的には困難である。
そこで、大型の掘削機を用いることなく、長尺管53を地山50に精度良く設置できるようにするため、本出願人により、トンネル空洞部の切羽とトンネル空洞部の内壁面との境界付近の切羽からトンネル掘削方向に向けて斜め前方にガイド管を設置した後に、ガイド管よりも長尺でかつ径の小さい鋼製の長尺管をガイド管内経由で地山に設置し、ガイド管の内部及び長尺管の内部からガイド管及び長尺管の周囲の地山に注入剤を注入してガイド管及び長尺管の周囲の地山を補強する長尺先受工法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、先受工法において再利用(使い回し)できる管などとして使用可能な管を提供することを目的とする。
単位管が単位管の中心線に沿った分割面により単位管の径方向に複数に分離可能に構成されたので、単位管を径方向に分離しやすく、単位管内の内容物を取り出しやすくなる。
単位管は、径方向に複数に分離された複数の分離部材と、互いに対向する分離部材の分割面間に介在されたパッキンとにより形成されたので、一対の分離部材の分割面と分割面との密封性能が高まるので、分離部材の分割面と分割面との間から内容物が漏れるのを防止できる。
単位管の端部同士が結束バンドにより接続されたので、単位管同士を簡単に分離でき、回収作業を容易にできる。
トンネル空洞部の切羽とトンネル空洞部の内壁面との境界付近の切羽からトンネル掘削方向に向けて斜め上前方にガイド管を設置した後に、ガイド管よりも長尺でかつ径の小さい長尺管をガイド管内経由で地山に設置し、地山に設置されたガイド管の内部及び長尺管の内部からガイド管及び長尺管の周囲の地山に注入剤を注入してガイド管及び長尺管の周囲の地山を補強する長尺先受工法において、上記ガイド管として使用されるので、上記効果を奏するガイド管を提供できる。
図1、図2に示すように、本形態1による管11は、鋼管のような金属製の円筒管である。管11は、複数の単位管11Aが長手方向に接続されてそれぞれ分離可能に繋ぎ合わせた構成である。図2に示すように、単位管11Aは、単位管11Aを円筒の中心軸に沿って縦割りして2分割した形状の2つの半割部材11B;11Bにより形成される。単位管11Aが分離された分離部材としての半割部材11Bは、長手方向に直交する断面が半円弧形状である樋形状に形成される。単位管11Aは、2つの半割部材11B;11Bの分割面11C;11C(半割部材の周に沿った方向の両端面)同士が突き合わされて円筒管に形成されたものである。単位管11Aの壁には、単位管11Aの内外に貫通する孔11Dが設けられる。この孔11Dに逆止弁11Eが取付けられる。逆止弁11Eは、単位管11Aの内側から単位管11Aの外側への流体の流れのみを許容し、単位管11Aの外側から単位管11Aの内側への流体の流れを阻止する構造である。
管11は、単位管11Aの管の端面11F(管の中心軸に沿った方向の端面)同士が突き合わされ、当該突き合せ部11Gを覆うように、2つの単位管11A;11Aの端部の外周面11Hが接続具としての金属製品の結束バンド11Jで締め付けられることによって、2つの単位管11A;11A同士が長手方向に結合されるとともに、管11の中央部に位置される単位管11Aを形成する2つの半割部材11B;11B同士も結合される。また、管11の両端部に位置される単位管11Aの一端部の外周面11Hが結束バンド11Jで締め付けられることで、管11の両端部を形成する単位管11Aの半割部材11Bの端部同士も結合される。以上により、単位管11Aの長手方向の端部同士が結束バンド11Jで結合され、管11の端部を形成する単位管11Aの半割部材11B;11B同士が結束バンド11Jで結合された構成の管11が形成される。即ち、管11は、複数の単位管11Aが長手方向に接続されてそれぞれ分離可能とされ、かつ、単位管11Aが単位管11Aの中心線Gに沿った分割面により単位管11Aの径方向に複数に分離可能に構成される。換言すれば、管11は、管の長手方向に沿って所定間隔で複数に分割可能で、かつ、管の長手方向において分割された単位管11Aが管の径方向に沿って所定間隔で複数に分割可能な構成を備える。
管11は、単位管11Aの端部同士が結束バンド11Jにより接続されたことで、単位管11A同士を簡単に分離でき、回収作業を容易にできる。
長尺先受工法は、削孔装置20、ガイド管11、長尺管12、短尺管18、押管16を用いる。
図5に示すように、削孔装置20は、削岩機21と、ロッド13と、ロッド13の先端に設けられた拡径ビット(削孔刃)13aと、ロッド13の後端と削岩機21の出力軸21aとを接続するカップリング14と、ガイドセル22と、スライドセントライザー23;24と、ガイドセル22の上下位置を変更させるガイドセル位置可変機構26と、削岩機21の上面に設けられて長尺管12を保持する保持部材25とを備える。
拡径ビット13aは、掘削時に拡径して回収時に縮径する回収式ビットである。
スライドセントライザー23;24は、それぞれ個々に、昇降手段23m;24mと、長尺管12を把持する把持部23n;24nとを備える。ガイドセル22は、削岩機21及び昇降手段23m;24mを切羽71に対して前後に移動させるためのレールを有する。即ち、削岩機21及び昇降手段23m;24mは、切羽71に対して前後移動可能なようにガイドセル22に取付けられる。昇降手段23m;24mは伸縮するアーム23r;24rを有する。ガイドセル位置可変機構26がガイドセル22の位置を変更することで昇降手段23m;24mのアーム23r;24rが伸縮し、把持部23n;24nとガイドセル22との距離が変わる。
図4(a)に示す短尺管18は、ガイド管11を地山50に設置するためのものであるため、例えば、長尺管12よりも短くガイド管11よりも長い3m強程度の鋼管のような金属製の円筒管が用いられる。
図6に示す押管16は、長尺管12の後端をガイド管内の所定の位置まで押すものであるため、例えば、ガイド管11よりも短い3m弱程度の鋼管のような金属製の円筒管が用いられる。
ガイド管11を地山50に設置した後に、拡径ビット13aの径を縮小して、削岩機21を後方にスライドさせて、ロッド13及び拡径ビット13aを短尺管18の管内から引き抜いて、押圧体15をロッド13から取外し、ロッド13及び拡径ビット13aを回収する。そして、短尺管18をガイド管11の管内から引き抜いて回収する。
なお、上記作業中には、長尺管12に余分な力がかからないように、把持部23n,24nとガイドセル22との距離が縮まる速度を、ガイドセル22の上昇速度に同調させるようにする必要がある。これにより、長尺管12の挿入角度を保持したまま、長尺管12と削岩機21とを確実に接続することができる。
尚、押管16は、長尺管12と径寸法が同じである。押管16の先端16tと長尺管12の後端12eとが例えば嵌合構造により接続されたことで、押管16の内周面と長尺管12の内周面とが同径及び同軸で押管16の内周面と長尺管12の内周面との間が隙間なく繋がれた円管面が形成され、この円管面に形成された管内に後述するダブルパッカー30をスムーズに挿入できる。また、押管16を引き抜くことで、押管16の先端16tと長尺管12の後端12eとの嵌合が容易に解除されるので、押管16の回収作業が容易となる。
また、押管16と長尺管12とが接続され、押管16と継ぎ足しロッド13Dとが連結されていることで、掘削時の長尺管12の軸ぶれを防止でき、長尺管12を地山50にスムーズに押し込めるようになる。
そして、長尺管12内及びガイド管11内にセメントミルクや水ガラス等の地盤固化剤のような注入剤を注入する。
図7(a)〜(c)は、本例の注入剤注入方法の詳細を示す図である。まず、図7(a)に示すように、押管16内経由で長尺管12と押管16との境界部に注入用のダブルパッカー30を設置し、上記境界部に注入剤を注入して、長尺管12とガイド管11との間の空隙に注入剤を充填することによって、長尺管12とガイド管11との間を経由する土砂や水の浸入を防ぐ処理を行う。その後、図7(b)に示すように、ダブルパッカー30を長尺管12内に移動して、注入剤を長尺管12の内側から長尺管12の壁面に設けられた逆止弁12h経由で長尺管12の周囲の地山50に浸透注入して、地山50を補強する。そして、押管16と長尺管12との接続を解除して、押管16をガイド管11内から抜き取った後に、ダブルパッカー30をガイド管11内に設置し、注入剤をガイド管11の内側から逆止弁11E経由でガイド管11の周囲の地山50に浸透注入して、地山50を補強する。
その後、ダブルパッカー30を回収し、図7(c)に示すように、鋼管内充填用の塩化ビニル管87を用いて、上記長尺管12内及びガイド管11内に注入剤を注入する。
尚、単位管11Aを分離した後に結束バンド11Jを外して2つの半割部材11B;11Bに分離してもよいし、結束バンド11Jを外して2つの半割部材11B;11Bに分離してもよい。
単位管11Aが単位管11Aの中心線Gに沿った分割面11C;11Cにより単位管11Aの径方向に複数に分離可能に構成されたので、単位管11Aを径方向に分離しやすく、単位管11A内の内容物である注入剤を取り出しやすくなるので、簡単に再利用可能な単位管11Aとできる。
単位管11Aの端部同士が結束バンド11Jにより接続されたので、単位管11A同士を簡単に分離でき、回収作業を容易にできる。
また、押管16を用いて、長尺管12の後端12aがガイド管11の先端11Tの近傍にくるまで長尺管12を押し込むようにしているので、長尺管12の全長を有効利用できるようになる。
単位管11Aが、径方向に複数に分離された複数の分離部材としての2つの半割部材11B;11Bと、互いに対向する2つの半割部材11B;11Bの分割面11C;11C間に介在されたパッキンとにより形成された構成としてもよい。
即ち、図9に示すように、単位管11Aを形成する一対の半割部材11Bの分割面11Cと分割面11Cとの間にパッキン33を介在させた構成とすれば、一対の半割部材11Bの分割面11Cと分割面11Cとの密封性能が高まるので、半割部材11Bの分割面11Cと分割面11Cとの間から注入剤が漏れるのを防止できる。
単位管11Aの管の端面の形状は、図10に示すように凹凸形状に形成され、単位管11Aの管の端面11F;11F同士が凹凸係合で突き合わされる結合部32を構成すれば、単位管11Aの端面11F;11F同士の位置合わせを行い易くなるので、ガイド管11の組立作業を容易にできる。
単位管11Aの管の端面の形状は、図11に示すように、結合部32における単位管11Aの径方向で互いに対向する面32aと面32bとの間にパッキン34を介在させた構成とすれば、長手方向に接続された単位管11Aの管の端部同士の密封性能が高まるので、ガイド管11の単位管11Aの管の端部と端部との間から注入剤が漏れるのを防止できる。
半割部材11B;11Bの分割面11Cの形状は、図12に示すように凹凸形状に形成され、単位管11Aを形成する一対の半割部材11B;11Bの分割面11C;11C同士が凹凸係合で突き合わされる結合部31を構成すれば、一対の半割部材11B;11Bの分割面同士を位置決めしやすくなるので、ガイド管11の作成作業を容易にできる。また、一対の半割部材11B;11Bの分割面同士の結合面積が増えるので、流体が、一対の半割部材11B;11Bの分割面11Cと分割面11Cとの間の隙間を介して単位管11Aの内側から単位管11Aの外側に漏れるのを少なくできる。また、図12に示すように、凹凸による結合部31を備えた一対の半割部材11B;11Bを同じ形状に形成すれば、半割部材11Bの製造コストを削減でき、かつ、単位管11Aの組立が容易となる。
図13に示すように、形態3;5の結合部31;32の構成を備えたガイド管11としてもよい。
形態6において、図14(a);(b)に示すように、単位管11Aの半割部材11B;11B同士の分割面11Cと分割面11Cとの間にパッキン33を介在させるとともに、結合部32における単位管11Aの径方向で互いに対向する面32aと面32bとの間にパッキン34を介在させた構成とすれば、結合部31;32を経由するガイド管11内から外部への流体の漏れを少なくできて、好ましい。
単位管11Aの長手方向の端部同士を結束バンド11Jで結合するだけでなく、図15に示すように、単位管11Aの端部以外の部分においても半割部材11B;11B同士を結束バンド11Jで結合することで、ガイド管11の強度を補強できる。
71 切羽、72 内壁面、11A 単位管、11B 半割部材(分離部材)、
11C 分割面、11J 結束バンド。
Claims (5)
- トンネル空洞部の切羽から地山に管を設置して管の周囲の地山を補強し、かつ、トンネル空洞部に露出した管を撤去する先受工法において使用する上記管であって、複数の単位管が長手方向に接続されてそれぞれ分離可能とされたことを特徴とする管。
- 単位管が単位管の中心線に沿った分割面により単位管の径方向に複数に分離可能に構成されたことを特徴とする請求項1に記載の管。
- 単位管は、径方向に複数に分離された複数の分離部材と、互いに対向する分離部材の分割面間に介在されたパッキンとにより形成されたことを特徴とする請求項2に記載の管。
- 単位管の端部同士が結束バンドにより接続されたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の管。
- トンネル空洞部の切羽とトンネル空洞部の内壁面との境界付近の切羽からトンネル掘削方向に向けて斜め上前方にガイド管を設置した後に、ガイド管よりも径の小さい長尺管をガイド管内経由で地山に設置して地山を補強する長尺先受工法において、上記ガイド管として使用されることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の管。
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