JP2021110137A - シールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】接着剤塗布後に発生していた水平度調整をなくすことができ、かつ接着剤可使時間内で作業を完了させること。【解決手段】架台50は、芯材1が上側に設置される架台本体2と、架台本体2を下側から支持し、かつ、高さ調整可能な補助架台3と、を備え、接続方法は、2つの架台50それぞれの架台本体2の高さを、補助架台3を用いて調整する高さ調整工程と、高さ調整工程の後、2つの架台50それぞれの上側に2つの芯材1を設置し、2つの芯材1の接続用端部を互いに対向させる芯材1設置工程と、芯材1設置工程の後、2つの架台50の少なくとも一方の架台50の上側で、芯材1をスライド移動させることで、2つの芯材1を接近させ、2つの芯材1の接続用端部同士を噛み合わせる噛み合わせ工程と、を含む、芯材1の接続方法。【選択図】図3

Description

本発明は、シールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法に関する。
近年、シールドトンネルの大口径化に伴い、土留め壁向け芯材の長尺化が進み、施工現場で接続する案件が増加している。生産上の制約、輸送上の制約から、芯材の長さが7〜8m以上の場合に接続を伴う場合が多い。施工現場での接続は、櫛形状の芯材の櫛面に接着剤を塗布し、櫛同士を嵌合し、固定圧着することで行う。接着剤を使った作業は、接着剤グレード毎に定められた可使時間内(ゲル化するまでの時間)に完了する必要がある。 そして、このような芯材の接続方法には、車輪付き架台が用いられてきた。複数の車輪付き架台の上に芯材を載せた状態で、芯材同士を引き寄せ、全ての車輪付き架台上でスペーサーによる水平度調整を行った上で接続作業を実施していた。(例えば、特許文献1参照)。
特開平8−303178号公報
しかしながら、このような芯材の接続方法にあっては、現場毎に異なる不陸レベルの影響を受けやすく、さらには接着剤を櫛面に塗布した後に水平度調整を行うため、水平度が確保できない(1/1250程度で管理せざるを得ない)という課題がある。また、及び限られた接着剤可使時間(例:60分)内に所定の水平度まで調整を行い、接続作業を完了することができないという課題もあった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、接着剤塗布後に発生していた水平度調整をなくすことができ、かつ接着剤可使時間内で作業を完了させることができるシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用している。
すなわち、本発明の一態様に係るシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法は、シールドトンネルの土留め壁に用いられる2つの芯材を、前記2つの芯材それぞれに対応して設けられた2つの架台上で接続させる芯材の接続方法であって、前記芯材は、板状の複合材が積層方向に積層されることで形成され、かつ、前記積層方向に交差する長手方向に長尺であり、前記芯材のうち、前記長手方向の端部は、前記複合材の前記長手方向の長さが異なることで櫛歯状に形成された接続用端部であり、前記架台は、前記芯材が上側に設置される架台本体と、前記架台本体を下側から支持し、かつ、高さ調整可能な補助架台と、を備え、前記接続方法は、前記2つの架台それぞれの前記架台本体の高さを、前記補助架台を用いて調整する高さ調整工程と、前記高さ調整工程の後、前記2つの架台それぞれの上側に前記2つの芯材を設置し、前記2つの芯材の前記接続用端部を互いに対向させる芯材設置工程と、前記芯材設置工程の後、前記2つの架台の少なくとも一方の前記架台の上側で、前記芯材をスライド移動させることで、前記2つの芯材を接近させ、前記2つの芯材の前記接続用端部同士を噛み合わせる噛み合わせ工程と、を含むことを特徴とする。
この方法によれば、不陸調整を行った補助架台の上面に架台を設置し、さらにその上に芯材を設置することで、芯材を同じ高さで接近させることができる。これにより、従来手法で接着剤塗布後に発生していた水平度調整をなくすことができ、かつ接着剤可使時間内で作業を完了させることができる。
また、上記のシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法は、前記2つの架台のうちの第1架台は、前記架台本体の上面に設置された回転部材を更に備え、前記2つの架台のうちの第2架台は、前記架台本体の上面に接地された固定用の部材を更に備え、前記芯材設置工程では、前記第1架台の前記回転部材上に前記芯材を設置し、かつ、前記第2架台の前記固定用の部材上に前記芯材を設置し、前記噛み合わせ工程では、前記回転部材を回転させることにより、前記芯材を前記第1架台の上側でスライド移動させてもよい。
この工程によれば、架台の一方の上面が、固定用の鋼材を備え、もう一方の架台の上面に備わっている回転部材がスライド移動することで、芯材を同じ高さで容易に接近させることができる。
また、上記のシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法は、前記回転部材が、コロコン、丸棒、ローラー付き治具の少なくとも1種から選択されてもよい。
この工程によれば、回転部材の構造を簡素化することができる。
また、上記のシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法は、前記補助架台は複数設置され、前記高さ調整工程では、複数の前記補助架台を用いて前記架台本体の高さを調整してもよい。
この工程によれば、架台本体の局所的な高さを調整することで、例えば、架台本体の全体の高さ位置だけでなく、傾きも調整すること等ができる。
本発明のシールドトンネル用土留め壁向け長尺芯材の接続方法によれば、不陸のある施工現場であっても、接着剤塗布後に発生していた水平度調整をなくすことができ、かつ接着剤可使時間内で作業を完了させることができる。
芯材の斜視図である。 芯材の平面図である。 本発明の実施形態を示す図であって、芯材と回転部材とH鋼架台とアジャスター付きH鋼土台を具備する斜視図である。 図3に示すH鋼架台とアジャスター付きH鋼土台の斜視図である。 本発明の接続方法を示す図であって、芯材と回転部材とH鋼架台とアジャスター付きH鋼土台を具備する斜視図である。 図5に示す芯材がそれぞれ接続した直後の斜視図である。 本発明の実施形態のH鋼架台の測定箇所を示す斜視図である。 本発明の実施形態の芯材の測定箇所を示す斜視図である。 本発明の実施形態のフローチャートである。 従来の接続方法を示す図であって、芯材と車輪付き架台を具備する斜視図である。 図10に示す芯材がそれぞれ接続した直後の斜視図である。
以下に、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。 本実施形態では、シールドトンネルの土留め壁に用いられる2つの芯材を接続する方法(以下、接続方法という)について説明する。
接続方法の説明にあたり、まず、芯材について説明する。
(芯材)
図1、図2に示すように、芯材1a、1bは、板状の複合材30が積層方向に積層されることで形成されている。芯材1a、1bは、積層方向に直交(交差)する長手方向に長尺である。なお以下では便宜上、積層方向を前後方向D3とし、長手方向を左右方向D1とし、積層方向および長手方向の両方向に直交する方向を上下方向D2という。板状の複合材30は上下方向D2よりも左右方向D1に長い平面視長方形状に形成されている。
また、複合材30は、プラスチック発泡体を無機繊維で補強してなる。例えば、プラスチック発泡体は、硬質ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂の発泡体である。無機繊維は、ガラス長繊維等である。複合材30は、エスロンネオランバーFFU(登録商標、積水化学工業株式会社製)で形成することが好ましい。
図1及び図2に示すように、芯材1a、1bの端部10a、10bは、1枚1枚の複合材30の左右方向D1の長さが異なる櫛歯状に形成されている。
図2に示すように、前後方向D3の前方向から見て、芯材1aの一番手前の複合材30は芯材1bの一番手前の複合材30よりも左右方向D1に長い。これにより、芯材1aと芯材1bの端部10a、10b(接続用端部)が互いに噛み合わせることができる。
図1に示すように、これらの2つの芯材1a、1bは、端部10a、10bが噛み合わされた状態で接着されることで、接続済みの芯材1を形成する。芯材1は長尺であり、一般的に、接続後の長さが左右方向D1に沿って6m以上である。
なお、芯材1は、本実施形態の形態に限定されるものではなく、芯材1bの一番手前の複合材30が芯材1aの一番手前の複合材30よりも左右方向D1に長くてもよい。
(架台)
ここで前記接続方法では、2つの芯材1a、1bの接続にあたり、2つの芯材1a、1bそれぞれに対応して設けられた2つの架台50a、50b上で接続させる。
図3に示すように、本実施形態の架台50は、H鋼架台(本発明に係る架台本体)2と、アジャスター6が付属されたH鋼土台(本発明に係る補助架台)3と、固定用の部材4と、回転部材5を具備する。
H鋼土台3a、3bはその下面に、アジャスター6a、6bを付属している。H鋼土台3a、3bの上面には、H鋼架台2a、2bが設置されている。H鋼架台2aの上面には、固定用の部材4が設置され、その上面に芯材1aが設置されている。H鋼架台2bの上面には、回転部材5が設置され、その上面に芯材1bが設置されている。
(H鋼架台)
図3、図5、図6に示すように、H鋼架台2a、2bは、芯材1a、1bのそれぞれの下面に設置され、H鋼土台3a、3bのそれぞれの上面に設置されている。
H鋼架台2は、上下方向D2よりも左右方向D1に長く、前後方向D3から見て、Hの文字が横倒しになっているように設置される。また、前後方向D3の前方向と後ろ方向から見て、H鋼架台2は、上板7(上フランジ)と底板8(下フランジ)の間に内部空間を有する。
また、一般的にH鋼架台2は、芯材1を支えられるものであれば、材料は特に限定する必要はない。
なお、H鋼架台2の形状は、本実施形態の形態に限定されるものではなく、形状を(例えば内部空間を有さない四角形状であるなど)、適宜変更して構わない。すなわち、本実施形態では、H鋼架台2が、いわゆるH形鋼によって形成されているが、例えば棒鋼や鋼管などによって形成されていてもよい。
(回転部材)
図3、図5、図6に示すように、H鋼架台2bの上面には、回転部材5が設置されている。
回転部材5は、円柱状であり、前後方向D3の前方向と後ろ方向から見て端部が円形状であってもよい。その場合、回転部材5として、コロコン又は丸棒が用いられる。コロコンとは、骨組みに、複数のローラーが固定されたものである。丸棒とは、断面が円形で細長い棒状のものである。また、図示の例では、丸棒が用いられている。
また、円柱状でなくとも、適切な水平度でスライド移動ができるものであれば、ローラー付き治具のような、下面に運動部を設けるもの(下面に車輪を有する台車のような構成)であってもよい。すなわち、図示の例では、回転部材5が左右方向D1に間隔をあけて複数設けられ、各回転部材5が、左右方向D1に回転するが、回転部材5の構成はこれに限られない。
また、図3、図5、図6には回転部材5が2つ設けられているが、適切な水平度でスライド移動ができれば、2つ以上であっても構わない。
また、図3、図5、図6には回転部材5がH鋼架台2bの上面に設置されているが、H鋼架台2aの上面に設置されていても構わない。また、H鋼架台2a、2bの両方の上面に設置されていても構わない。ただし本実施形態では、H鋼架台2aの上面に、固定用の部材4を設置する。
(固定用の部材)
固定用の部材4は、芯材1とH鋼架台2の間を固定できるものであれば、材料は特に限定する必要はない。また、図3、図5、図6には固定用の部材4が2つ設けられているが、2つ以上であっても構わない。図示の例では、固定用の部材4として、四角柱状の鋼材や木材を採用している。
(H鋼土台)
図3、図4、図5、図6に示すように、H鋼土台3a、3bは、H鋼架台2a、2bの下面に、それぞれを支えるように設置されている。H鋼土台3a、3bは、それぞれ不陸に対応できる高さ調整機能付きのアジャスター6a、6bを備えている。
図示の例では、H鋼土台3a側がH鋼土台3b側より陸面Fが高くなっている不陸を示しているが、陸面Fの形態はこれに限らず、H鋼土台3b側がH鋼土台3a側より陸面Fが高くなっても良いし、不陸でなくても構わない。
本実施形態では、H鋼土台3a、3bは、左右方向D1よりも前後方向D3に長い複数の土台部材20a、20bによって形成されている。土台部材20a、20bは、いわゆるH形鋼によって形成されている。土台部材20a、20bは、左右方向D1に間隔をあけて配置されている。アジャスター6a、6bは、各土台部材20a、20bに2つずつ設けられている。
図3、図4、図5、図6に示すように、各H鋼土台3a、3bには、土台部材20a、20bが2つずつ設けられ、アジャスター6a、6bがそれぞれ4つずつ設けられているが、H鋼架台2a、2bを支えることができ、H鋼架台2a、2bの高さを適切に調整することができれば、アジャスター6a、6bが3つ以下や4つ以上であっても構わない。また、アジャスター6の形態は、公知の構成を適宜採用することができる。
また、H鋼土台3の形状は、本実施形態の形態に限定されるものではなく、形状を(例えば内部空間を有さない四角形状であるなど)、適宜変更して構わない。
また、一般的にH鋼土台3は、芯材1とH鋼架台2を支えられるものであれば、材料は特に限定する必要はない。
(接続方法)
次に、図9に示す、実際に施工現場で接続する際の方法を説明する。
第1工程S1として、アジャスター6a、6bが設けられたH鋼土台3a、3bを、陸面F上に設置する。
第2工程S2として、陸面Fが不陸であっても、H鋼土台3a、3bの上下方向D2に沿った高さレベルが互いに同じになるようにアジャスター6a、6bを用いて高さを調整する。
第3工程S3として、アジャスター6a、6bが設けられたH鋼土台3a、3bの上面に、H鋼架台2a、2bが支えられるようにそれぞれ設置し、H鋼土台3a、3bと、H鋼架台2a、2bが重なり合う面をボルトにて締結する。この時、H鋼架台2を持ち上げたり移動させたりするときは、横吊り用イーグルクランプを使用する。
第4工程S4として、図7に示すように、左右方向D1に沿って、H鋼架台2aのA点(左方向端部)、B点(中心部)、C点(右方向端部)と、H鋼架台2bのD点(左方向端部)、E点(中心部)、F点(右方向端部)を規定する。A点を基点として、B点〜F点のそれぞれと、上下方向D2に沿った高さレベルに差異が生じていないか測定を行い、確認する。表1に示すように、A点〜F点のそれぞれの高さレベルに差異が生じてない場合(±0の場合)のみ、第5工程S5に進む。高さレベルに差異が生じている場合は、第2工程と同様に、アジャスター6a、6bを用いて、H鋼架台2a、2bの高さレベルを調整する。
以上の第1工程S1〜第4工程S4を実施することで、高さ調整工程が完了する。高さ調整工程とは、H鋼架台2a、2bの高さを、H鋼土台3a、3bを用いて調整する工程である。
Figure 2021110137
第5工程S5として、H鋼架台2a、2bの上面の少なくともどちらか一方に回転部材5を設置する。H鋼架台2a、2bの片方にのみ回転部材5が設置された場合、もう片方には固定用の部材4を設置する。
第6工程S6として、回転部材5、或いは固定用の部材4の上面に芯材1a、1bを設置する。この時、どちらか一方の芯材の一番手前の複合材30(前後方向D3の前方)がどちらか一方の芯材の一番手前の複合材30よりも左右方向D1に長く、端部10a、10bが互いに噛み合わせられるものであるかどうか確認する。
以上の第5工程S5、第6工程S6を実施することで、芯材設置工程が完了する。芯材設置工程とは、高さ調整工程の後、架台50a、50bそれぞれの上側に芯材1a、1bを設置し、芯材1a、1bの端部10a、10bを互いに対向させる工程である。
第7工程S7として、芯材1a、芯材1bの複合材30の端部10a、10bにそれぞれ接着剤を塗布する。接着剤は、芯材1同士が接着するものであれば、材料は特に限定する必要はない。
また、接着剤を塗布した芯材1a、芯材1bを上下方向D2に沿って同じ高さでそれぞれ引き寄せる。この時、回転部材5を用いて、左右方向D1に沿って、向かい合う芯材1に向けてスライド移動させることで引き寄せる。H鋼架台2a、2bの片方の上面に回転部材5を設ける場合、片方の回転部材5のみを用いて、左右方向D1に沿って、向かい合う固定用の部材4が設置された芯材1の方向にスライド移動させることで引き寄せる。
図1、図2、図6に示すように、引き寄せは、芯材1a、芯材1bの複合材30の端部10a、10bのそれぞれが、互いに隙間なく噛み合うように接着するまで行う。
また、この時、芯材1が倒れたりしないよう、L−アングルや溝形鋼で芯材1を挟み込む。
また、引き寄せる芯材1a、芯材1bが回転部材5から脱輪しないように、H鋼架台2a、2bの上面にL−アングルを取り付けたガイドレールを備えてもよい。
その後、ボルトを用いて芯材1aと芯材1bの固定圧着を行う。なお、ボルトは、芯材1aと芯材1bが互いに隙間なく接着できるものであり、接着面積に応じたボルト本数とする。
第8工程S8として、図8に示すように、左右方向D1に沿って、芯材1aのa点(左方向端部)、b点(右方向端部)と、芯材1bのc点(左方向端部)、d点(右方向端部)を規定する。a点を基点として、b点〜d点のそれぞれと、上下方向D2に沿った高さレベルの差異が±5mm以内であるか測定を行い、確認する。
仮に規格外であった場合、適宜修正を行う。
以上の第7工程S7、第8工程S8を実施することで、噛み合わせ工程が完了する。噛み合わせ工程とは、芯材設置工程の後、少なくとも一方の架台50の上側で、芯材1a、1bをスライド移動させることで、芯材1a、1bを接近させ、芯材1a、1bの端部10a、10b同士を噛み合わせる工程である。
(接続方法の作用)
次に、上述のように構成された芯材1a、1bの接続方法を利用する場合について説明する。
先に述べたように、H鋼架台2a、2bは、上下方向D2に沿った高さレベルの差異が±0であるため、陸面Fが不陸であっても、適切な水平度を保っている。上記工程の後に、芯材1がそれぞれのH鋼架台2a、2bに設置され、接着剤が塗布され、上下方向D2に沿って同じ高さで接着されるため、従来の接着剤塗布後に発生していた芯材1a、1bの高さのずれを直すための水平度調整をなくすことができる。また、従来は該水平度調整のため、芯材1a、1bに接着剤を塗布した後、接着剤可使時間内(ゲル化するまでの時間)に作業が終わらず、水平度の管理幅を大きく設定せざるを得なかったが、本発明は接着剤を塗布してからの水平度調整がない為、接着剤可使時間内(ゲル化するまでの時間)に作業を終わらせることができ、水平度の管理幅を小さく設定することができ、直線性に優れた芯材1をシールドトンネルに用いることができる。
すなわち、従来は図10、図11に示すように、複数の車輪付き架台の上に芯材を載せた状態で、芯材同士を引き寄せ、接着剤を塗布した後に水平度調整を行い、接続作業を実施していた。そのため、従来では、限られた接着剤可使時間内に所定の水平度まで調整を行い、接続作業を完了することができないことがあった。本発明はこの様なことがない。
さらに、接続方法には回転部材5を用いているため、左右方向D1に沿ってスライド移動を行うだけで、芯材1a、1bが互いに噛み合うように接着させることができる。
さらに、H鋼土台3a、3bは不陸に対応できる高さ調整機能付きのアジャスター6a、6bを複数備えているため、芯材1a、1bをそれぞれH鋼架台2a、2bの上面に設置させる前に、H鋼架台2a、2bの水平度調整を行うことができる。これにより、上述のような効果が得られる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形例には、例えば当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、均等の範囲のものなどが含まれる。
例えば、これまで芯材1a、1bの2ピースの芯材1を接着する実施形態について説明してきたが、芯材1は2ピース以上であってもよい。
F…陸面
D1…左右方向
D2…上下方向
D3…前後方向
1…芯材
2…H鋼架台(架台本体)、
3…H鋼土台(補助架台)
4…固定用の部材
5…回転部材
6…アジャスター
7…上板
8…底板
10…端部
20a、20b…土台部材
30…複合材
50…架台

Claims (4)

  1. シールドトンネルの土留め壁に用いられる2つの芯材を、前記2つの芯材それぞれに対応して設けられた2つの架台上で接続させる芯材の接続方法であって、
    前記芯材は、板状の複合材が積層方向に積層されることで形成され、かつ、前記積層方向に交差する長手方向に長尺であり、
    前記芯材のうち、前記長手方向の端部は、前記複合材の前記長手方向の長さが異なることで櫛歯状に形成された接続用端部であり、
    前記架台は、
    前記芯材が上側に設置される架台本体と、
    前記架台本体を下側から支持し、かつ、高さ調整可能な補助架台と、を備え、
    前記接続方法は、
    前記2つの架台それぞれの前記架台本体の高さを、前記補助架台を用いて調整する高さ調整工程と、
    前記高さ調整工程の後、前記2つの架台それぞれの上側に前記2つの芯材を設置し、前記2つの芯材の前記接続用端部を互いに対向させる芯材設置工程と、
    前記芯材設置工程の後、前記2つの架台の少なくとも一方の前記架台の上側で、前記芯材をスライド移動させることで、前記2つの芯材を接近させ、前記2つの芯材の前記接続用端部同士を噛み合わせる噛み合わせ工程と、を含む、芯材の接続方法。
  2. 前記2つの架台のうちの第1架台は、前記架台本体の上面に設置された回転部材を更に備え、
    前記2つの架台のうちの第2架台は、前記架台本体の上面に設置された固定用の部材を更に備え、
    前記芯材設置工程では、前記第1架台の前記回転部材上に前記芯材を設置し、かつ、前記第2架台の前記固定用の部材上に前記芯材を設置し、
    前記噛み合わせ工程では、前記回転部材を回転させることにより、前記芯材を前記第1架台の上側でスライド移動させる、
    請求項1に記載の芯材の接続方法。
  3. 前記回転部材が、コロコン、丸棒、ローラー付き治具の少なくとも1種から選択される請求項2に記載の芯材の接続方法。
  4. 前記補助架台は複数設置され、
    前記高さ調整工程では、複数の前記補助架台を用いて前記架台本体の高さを調整する、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の芯材の接続方法。





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