JP2986791B1 - 函体ユニットの接続装置及び接続方法並びに接続構造 - Google Patents

函体ユニットの接続装置及び接続方法並びに接続構造

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Abstract

【要約】 【課題】 本発明は、肉厚が薄い地下構造物にも用いる
ことができ、且つ強度メンバーを不要にすることができ
る地下構造物の接続装置及び接続方法を提供する。 【解決手段】 図1は片方の函体Cのみに取り付けた状
態を示している。函体Cの軸方向から見ると、函体Cと
函体Cとの接続部分に所定間隔を介してボルト留めされ
ている。図1に示すように挟装部11と縁部12とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にオープンシー
ルド工法の地下構造物ユニットの接続に用いて好適な、
函体ユニットの接続装置及び接続方法並びに接続構造に
属する。
【0002】
【従来の技術】従来よりオープンシールド工法が開発さ
れ、近年、安全、確実、工期短縮、低廉性等の効果があ
ることから、特に市街地での暗渠、共同溝の構築等に用
いられることが多い。
【0003】オープンシールド工法は、開削工法(オー
プンカット工法)とシールド工法の長所を生かした工法
である。オープンシールド工法にも種々のタイプがあ
り、その1例を図10に示す。図10に示すように、ま
ず、第1工程で立坑築造・シールド機据え付ける。次い
で、第2・3工程で掘進・函体(地下構造物)を挿入す
る。第4工程でシールド機撤去、路面整地等を行う。
【0004】図11に示すようにオープンシールド工法
により設置された地下構造物Cは、所定個数毎に緊張材
により緊張され一つの剛体としての地下構造物ユニット
Uを構成する。隣接する地下構造物ユニット同士を接続
するのが耐震性の接続装置である。
【0005】図12に示すように、従来に係る接続装置
100は、地下構造物ユニットを構成する地下構造物
c,c同士を接続するもので、地下構造物c,cの内面
に水密且つ可撓に内周に連続して固定されるものであ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術には以下に掲げる問題点があった。
【0007】暗渠に接続装置100を用いるには、流体
抵抗を考慮して切欠Dを設けてその内部に納めるように
しているが、市街地での幅の小さい地下構造物では肉厚
が薄い為に切欠Dを深くすることができなかった。
【0008】他方、シールド機が掘進する際、反力を取
るために、各地下構造物ユニット間に鋼製の強度メンバ
ーを介装し、掘進後に取り去るという問題点があった。
【0009】本発明は斯かる問題点を鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、肉厚が薄い地下構
造物にも用いることができ、且つ強度メンバーを不要に
することができる函体ユニットの接続装置及び接続方法
並びに接続構造を提供する点にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
【0011】請求項1の発明の要旨は、複数の函体を連
結してなる函体ユニット同士を接続するための、函体ユ
ニットの接続装置であって、帯状をなし、取り付ける際
には幅方向中央部分の長手方向を折り目として折り曲げ
られて、前記函体と、接続すべき函体との間に挟装され
る挟装部と、前記各函体の内面に固定される縁部とを備
え、挟装する際に、折り曲げられて互いに接触すること
となる前記挟装部の面には溝が設けられていることを特
徴とする、函体ユニットの接続装置に存する。請求項2
の発明の要旨は、前記縁部の、前記函体と接触する面に
は、止水凸条が形成されていることを特徴とする請求項
1記載の、函体ユニットの接続装置に存する。請求項3
の発明の要旨は、前記挟装部と前記縁部とは予め折り曲
げられて形成されていることを特徴とする請求項1又は
2に記載の、函体ユニットの接続装置に存する。請求項
4の発明の要旨は、前記折り曲げられて形成された部分
は面取りされていることを特徴とする請求項3記載の、
函体ユニットの接続装置に存する。請求項5の発明の要
旨は、前記挟装部の折り曲げられる部分は、他の部分に
比べて薄肉になっていることを特徴とする請求項1乃至
4のいずれかに記載の、函体ユニットの接続装置に存す
る。請求項6の発明の要旨は、補強繊維が埋設されてい
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載
の、函体ユニットの接続装置に存する。請求項7の発明
の要旨は、複数の函体を連結してなる函体ユニット同士
を接続する、函体ユニットの接続方法であって、最前部
に位置することとなる最前部函体(C1)を除いた「後
ろ函体ユニット(B)」と、最後部に位置することとな
る「最後部函体(Cn)」を除いた「前函体ユニット
(F)」とを、前記「最前部函体(C1)」及び前記
「最後部函体(Cn)」の長さ分を介して設置する工程
と、前記「後ろ函体ユニット(B)」と前記「前函体ユ
ニット(F)」との間に、請求項1乃至6の何れかに記
載の接続装置により予め接続された前記「最前部函体
(C1)」と前記「最後部函体(Cn)」とを介装する工
程と、前記「後ろ函体ユニット(B)」の最前部に位置
する函体(C2)と前記「最前部函体(C1)」とを連結
・緊張する工程と、前記「前函体ユニット(F)」の最
後部に位置する函体(Cn-1)と前記「最後部函体(C
n)」とを連結・緊張する工程とを備えたことを特徴と
する、函体ユニットの接続方法に存する。請求項8の発
明の要旨は、複数の函体を連結してなる函体ユニット同
士を接続する、函体ユニットの接続方法であって、函体
を接続して函体ユニットを構築する工程と、請求項1乃
至6の何れかに記載の接続装置により、一の前記函体ユ
ニットの最前部に位置する「最前部函体(C1)」と、
他の前記函体ユニットの最後部に位置する「最後部函体
(Cn)」とを接続し函体ユニット同士を接続する工程
とを備えたことを特徴とする、函体ユニットの接続方法
に存する。請求項9の発明の要旨は、前記函体ユニット
は、オープンシールド工法により設置されたことを特徴
とする請求項7又は8に記載の、函体ユニットの接続方
法に存する。請求項10の発明の要旨は、請求項1乃至
6のいずれかに記載の接続装置が用いられた接続構造で
あって、接続されるべき前記函体ユニットの端面同士
に、前記接続装置の挟装部が挟装され、前記接続装置の
縁部が、ボルトにより固定される定着板で、前記各内周
側端面に設けられた切欠に圧着されていることを特徴と
する接続構造に存する。請求項11の発明の要旨は、前
記ボルトは皿ボルトであり、前記定着板の表面と面一と
なっていることを特徴とする請求項10に記載の接続構
造に存する。なお、本発明において「地下構造物」と
は、函体、筒状体、断面Uの字・Vの字・コの字状のブ
ロック等、本発明を実施する上で好適なものを含む。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。本実施の形態に係る接続装
置は、断面矩形の函体(地下構造物)が複数連結された
函体ユニットを接続するために用いられるもので、図1
に示すように、帯状をなして内周方向に連続するもので
ある。図1は片方の函体Cのみに取り付けた状態を示し
ている。函体Cの軸方向から見ると図2に示すように、
函体Cと函体Cとの接続部分に所定間隔を介してボルト
留めされている。図1及び図3に示すように挟装部11
と縁部12とを備えている。
【0013】図3に示すように挟装部11は、取り付け
る際に、幅方向中央部分の長手方向を折り目として折り
曲げられて、函体C,C間に挟装される。
【0014】縁部12は、各函体Cの内面にボルト固定
されると共に定着板Pにより、函体Cの切欠Dに挟着さ
れる。
【0015】縁部12の、函体Cと接触する面には、止
水凸条13が形成されている。止水凸条13は、断面台
形をなし、長手方向に連続し延在している。なお、図3
の右側では止水凸条13は突出しているが、ボルトで締
結されると図3の左側に示すように潰される。
【0016】挟装する際に、折り曲げられた際に互いに
接触することとなる挟装部11の面には溝14が設けら
れている。断面半円形をなし、長手方向に連続し延在し
ている。
【0017】図4に示すように、挟装部11と縁部12
とは予め折り曲げられて形成されており、折り曲げられ
た部分には角部15が形成されている。図3及び図4に
示すように、角部15は面取りされている。図4は取り
付けられる前の自由状態の断面を示している。
【0018】挟装部11の折り曲げられる部分は、他の
部分に比べて薄肉(薄肉部16)になっている。
【0019】補強繊維17が幅方向に亘り、且つ長手方
向に所要間隔を介して埋設されている。補強繊維17と
しては、例えば、アラミド繊維、ガラス繊維等本発明を
実施する上で好適なものにすることができる。
【0020】次に、上記の如き構成の接続装置10を用
いて函体ユニットU同士を接続する、オープンシールド
工法における函体ユニットUの接続方法を説明する。函
体ユニットUは、複数の函体Cが連結・緊張されてなる
ものである。
【0021】まず、図5に示すように、通常のオープン
シールド工法と同様に、シールド機により掘進・函体C
の設置を行う。ただし、最前部に位置することとなる
「最前部函体C1(図7に示す)」を除いた「後ろ函体
ユニットB」を設置する。すなわち、この「後ろ函体ユ
ニットB」は、函体C2が最前部に位置し、築造される
一つの函体ユニットUよりも一つ函体Cが少なくなって
いる。
【0022】次いで、図6に示すように 最後部に位置
することとなる「最後部函体Cn(図7に示す)」を除
いた「前函体ユニットF」を、「最前部函体C1」及び
「最後部函体Cn」の長さ分を介して設置する。「前函
体ユニットF」は、函体Cn-1が最後部に位置し、築造
される一つの函体ユニットUよりも一つ函体Cが少なく
なっている。なお、前函体ユニットFがさらに前の函体
ユニットUと接続される場合には、当該最前部の地函体
Cも設置しない。
【0023】次いで、図7に示すように、「後ろ函体ユ
ニットB」と「前函体ユニットF」との間に、接続装置
10により予め工場等により接続され現場に搬入された
「最前部函体C1」及び「最後部函体Cn」とを介装す
る。
【0024】次いで、図8に示すように、「後ろ函体ユ
ニットB」の最前部に位置する函体C2(築造される函
体ユニットUの前から2板目の函体C)と、「最前部函
体C1」とを連結し、緊張材Tにより緊張する。また、
「前函体ユニットF」の最後部に位置する函体Cn-1と
最後部函体Cnとを同じく連結し緊張する。なお、連結
・緊張は各函体C,C毎に行っても良い。
【0025】これら各工程により、「後ろ函体ユニット
B」と「最前部函体C1」とが一つの函体ユニットUを
構成し、「前函体ユニットF」と「最後部函体Cn」と
が一つの函体ユニットUを構成することとなる。そし
て、これら函体ユニットU同士は、最前部函体C1と最
後部函体Cnとの接続部において可撓性・耐振性・止水
性を有することとなる。
【0026】図9に示すように、以上の工程をさらに前
に位置する前函体ユニットFと行う(図8に示す前函体
ユニットFが次工程では後ろ函体ユニットB(図9)に
なる)。この工程を繰り返すことにより暗渠等が築造さ
れる。
【0027】実施の形態に係る接続装置10及び函体ユ
ニットUの接続方法は上記の如く構成されているので、
以下に掲げる効果を奏する。
【0028】函体Cの内面側に突出する長さは接続装置
10の板厚なので、肉厚が薄い函体Cにも用いることが
できる。
【0029】また、シールド機の掘進の反力を挟装部1
1が受け持つので強度メンバーを不要にすることができ
る。その結果、強度メンバーの据え付け、撤収作業も不
要にすることができ、施工時間を短縮し、ひいては施工
費用を低減することができる。
【0030】また、止水凸条13を形成したので、止水
を完全に、換言すれば弱い締結力でも止水を可能にし
た。
【0031】また、補強繊維17が埋設されているの
で、掘進による反力にも十分に対応できる。
【0032】また、オープンシールドにより築造される
暗渠・共同溝14等は地表面に近いため温度・湿度によ
る伸縮が大きいが、挟装部11分に溝14を設けている
ので変形容易となり当該伸縮に十分対応することができ
る。
【0033】また、幅方向中央における折曲部分を薄肉
(部)16にしているので折り曲げ易い。
【0034】また、挟装部11と縁部12とは予め折り
曲げられて形成されているので、取り付けを容易に行う
ことができる。
【0035】また、角部15は面取りされているので、
シールド機が掘進する為に反力を取る際等に函体C,C
の端面に押しつぶされて角部が膨らみ出す、さらにはひ
び割れる或いは裂けるのを防止することができる。
【0036】また、従来技術に用いられていた、キャビ
テーションを防止するための、図12に示すような整流
板101を取り付ける必要が無くなった。
【0037】また、本実施の形態に係る函体ユニットU
の接続方法によれば「最前部函体C1」と「最後部函体
Cn」との接続を工場・ヤード等においてできるので工
期の短縮、ひいては施工費用の軽減につながる。
【0038】また、定着板Pは、接続装置10を函体C
の切欠Dに圧着すると共に、整流板としても機能する。
【0039】なお、本実施の形態においてはオープンシ
ールド工法に適用したが、本発明はそれに限定されず、
開削工法による函体Cの接続等、トンネルセグメントの
接続等、本発明を適用する上で好適なものに適用するこ
とができる。
【0040】また、埋設される繊維は、布状のみならず
糸状であってもよい。
【0041】また、本実施の形態に係る接続装置10及
び函体ユニットUの接続方法は函体ユニットU同士の接
続に用いられたが、例えば長尺の函体C同士の接続にも
用いることもできる。
【0042】また、上記形態では予め最前部函体と最後
部函体とを工場・ヤード等において接続したが、本発明
においては限定されるものではなく、順次函体を接続し
ていき、最後部函体を設置した後、一つ前の最前部函体
に接続装置を用いて接続することができる。
【0043】また、上記構成部材の数、位置、形状等は
上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好
適な数、位置、形状等にすることができる。
【0044】また、図13に示すように六角穴付皿ボル
トをアンカーボルトに螺着することにより定着すること
もできる。係る定着板P’には、逆円錐台状のボルト孔
が形成されている。斯かる定着方法によれば、ボルトヘ
ッドの上面が、定着板P’と面一となっているので、ボ
ルトヘッドによるキャビテーションを抑制することがで
きる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号
を付している。
【0045】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、以下に掲げる効果を奏する。地下構造物の内面側に
突出する長さは接続装置の板厚なので、肉厚が薄い地下
構造物にも用いることができる。また、シールド機の掘
進の反力を挟装部分が受け持つので強度メンバーを不要
にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る接続装置が取り付け
られた状態を示す、函体の端面図である。
【図2】図1に示す接続装置の、函体内側からみた正面
図である。
【図3】図1に示す接続装置の横断面図である。
【図4】図1に示す接続装置が取り付けられる前の状態
を示す横断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る函体ユニットの接続
方法の工程図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る函体ユニットの接続
方法の工程図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る函体ユニットの接続
方法の工程図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る函体ユニットの接続
方法の工程図である。
【図9】本発明の実施の形態に係る函体ユニットの接続
方法の工程図である。
【図10】オープンシールド工法を示す概略側面図であ
る。
【図11】接続装置及び函体ユニットの位置関係を示す
概略平面図である。
【図12】従来例に係る接続装置を示す横断面図であ
る。
【図13】図3に示す接続装置のその他の定着方法を示
す横断面図である。
【符号の説明】
C 函体(地下構造物) D 切欠 U 函体ユニット(地下構造物ユニット) B 後ろ函体ユニット(後ろ地下構造物ユニット) F 前函体ユニット(前地下構造物ユニット) C1 最前部函体(最前部地下構造物) Cn 最後部函体(最後部地下構造物) P,P’ 定着板 B 六角穴付皿ボルト T 緊張材 10 接続装置(本実施の形態) 11 挟装部 12 縁部 13 止水凸条 14 溝 15 角部 16 薄肉(部) 17 補強繊維 100 接続装置(従来例) 101 整流板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−178154(JP,A) 実公 平7−30791(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 11/04 E21D 9/06 331 E03F 3/04

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の函体を連結してなる函体ユニット
    同士を接続するための、函体ユニットの接続装置であっ
    て、 帯状をなし、取り付ける際には幅方向中央部分の長手方
    向を折り目として折り曲げられて、前記函体と、接続す
    べき函体との間に挟装される挟装部と、 前記各函体の内面に固定される縁部とを備え、 挟装する際に、折り曲げられて互いに接触することとな
    る前記挟装部の面には溝が設けられていることを特徴と
    する、函体ユニットの接続装置。
  2. 【請求項2】 前記縁部の、前記函体と接触する面に
    は、止水凸条が形成されていることを特徴とする請求項
    1記載の、函体ユニットの接続装置。
  3. 【請求項3】 前記挟装部と前記縁部とは予め折り曲げ
    られて形成されていることを特徴とする請求項1又は2
    に記載の、函体ユニットの接続装置。
  4. 【請求項4】 前記折り曲げられて形成された部分は面
    取りされていることを特徴とする請求項3記載の、函体
    ユニットの接続装置。
  5. 【請求項5】 前記挟装部の折り曲げられる部分は、他
    の部分に比べて薄肉になっていることを特徴とする請求
    項1乃至4のいずれかに記載の、函体ユニットの接続装
    置。
  6. 【請求項6】 補強繊維が埋設されていることを特徴と
    する請求項1乃至5のいずれかに記載の、函体ユニット
    の接続装置。
  7. 【請求項7】 複数の函体を連結してなる函体ユニット
    同士を接続する、函体ユニットの接続方法であって、 最前部に位置することとなる最前部函体(C1)を除い
    た「後ろ函体ユニット(B)」と、最後部に位置するこ
    ととなる「最後部函体(Cn)」を除いた「前函体ユニ
    ット(F)」とを、前記「最前部函体(C1)」及び前
    記「最後部函体(Cn)」の長さ分を介して設置する工
    程と、 前記「後ろ函体ユニット(B)」と前記「前函体ユニッ
    ト(F)」との間に、請求項1乃至6の何れかに記載の
    接続装置により予め接続された前記「最前部函体(C
    1)」と前記「最後部函体(Cn)」とを介装する工程
    と、 前記「後ろ函体ユニット(B)」の最前部に位置する函
    体(C2)と前記「最前部函体(C1)」とを連結・緊張
    する工程と、 前記「前函体ユニット(F)」の最後部に位置する函体
    (Cn-1)と前記「最後部函体(Cn)」とを連結・緊張
    する工程とを備えたことを特徴とする、函体ユニットの
    接続方法。
  8. 【請求項8】 複数の函体を連結してなる函体ユニット
    同士を接続する、函体ユニットの接続方法であって、 函体を接続して函体ユニットを構築する工程と、 請求項1乃至6の何れかに記載の接続装置により、一の
    前記函体ユニットの最前部に位置する「最前部函体(C
    1)」と、他の前記函体ユニットの最後部に位置する
    「最後部函体(Cn)」とを接続し函体ユニット同士を
    接続する工程とを備えたことを特徴とする、函体ユニッ
    トの接続方法。
  9. 【請求項9】 前記函体ユニットは、オープンシールド
    工法により設置されたことを特徴とする請求項7又は8
    に記載の、函体ユニットの接続方法。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至6のいずれかに記載の接
    続装置が用いられた接続構造であって、 接続されるべき前記函体ユニットの端面同士に、前記接
    続装置の挟装部が挟装され、 前記接続装置の縁部が、ボルトにより固定される定着板
    で、前記各内周側端面に設けられた切欠に圧着されてい
    ることを特徴とする、接続構造。
  11. 【請求項11】 前記ボルトは皿ボルトであり、前記定
    着板の表面と面一となっていることを特徴とする、請求
    項10に記載の接続構造。
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