JP3242293B2 - 立坑用のコルゲートパイプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、推進工法における
発進立坑，到達立坑，場所打杭及び集水井等の地中立坑
を構築するために使用する埋設用のコルゲートパイプに
係り、特にコルゲート加工及び地山の改良も同時に行え
るようにしたコルゲートパイプ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】地中立坑の施工方法として、鋼矢板を地
中に打ち込んでシールド空間を形成するものや、たとえ
ば特公昭６１−２４５１０号公報等に記載されているよ
うに、円筒状のライナプレートを順次立坑内に配列して
構築してシールド空間を形成するものが一般に行われて
いる。

【０００３】また、このような波付きパイプを用いる施
工において、コルゲート加工するための薄肉円筒を内筒
として掘削ケーシングに収納し、掘削深度まで内筒を降
下させた後に掘削ケーシングを引き上げ、薄肉円筒をコ
ルゲート化することによって、薄肉円筒の強度の向上を
図るようにしたものもある。

【０００４】薄肉円筒を地中でコルゲート化を施して立
坑を構築する工法を、本願出願人は特願平６−１２９０
８１号として既に提案した。これは、地上側に配置した
立坑構築機によって円形ケーシングを地中に圧入すると
同時に内部を掘削する工法において、下端に底盤を一体
に備えた薄肉円筒をケーシングの中に差し込み、この差
し込みのときには底盤に開けた開口から地下水を薄肉円
筒の中に導入可能とし、これによって薄肉円筒をケーシ
ングの中に沈下させるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、底盤に開け
た開口には、薄肉円筒を沈下させるときにはケーシング
内の地下水による浮力を受けないようにこの地下水を薄
肉円筒に導入できるようにし、打設後には地下水の揚水
と新たな流れ込みを防ぐために膨潤ゴムを封入してい
た。この膨潤ゴムはそのコストが高いほか、その膨張変
形が不十分であれば完全な止水ができないことにもな
り、施工の確実性の面からみて問題が残る。

【０００６】また、底盤下の空所埋め用の地盤改良のた
めにグラウトを注する作業が必要であるが、この注入作
業は薄肉円筒内の水を揚水した後でなければ行うことが
できず、施工時間が長くなりやすい。

【０００７】更に、薄肉円筒のコルゲート化のための成
形機の下端にワイヤ等で吊り下げたプレスヘッドは、薄
肉円筒の軸線方向に所定のピッチで高さを変更しながら
コルゲートを形成する必要がある。ところが。プレスヘ
ッドをワイヤで吊り下げて移動させるのでは、高さ方向
の位置の調整が煩雑になるばかりでなく、薄肉円筒のコ
ルゲートの形状も不均一となり、強度低下を招く恐れが
ある。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、コルゲ
ート化が適正に実行され且つ強度も十分なコルゲートパ
イプを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、掘削用の立坑
ケーシングの内部に二重管状に挿入され、立坑のシール
ド空間を創成する埋設用の中空円筒状のコルゲートパイ
プであって、下端部に底盤を水密状に一体接合し、前記
底盤には外部に開放して水が流通可能な開口を設けると
共に中空のガイドポールを前記コルゲートパイプとほぼ
同軸上であってその下端を前記底盤の外部に連通可能と
して配置し、前記開口には開閉操作可能な開閉弁を備え
ると共に、前記ガイドポールの下端に連通して外部に開
放する部分の前記底盤には外部からの流体の流入を阻止
する逆止弁を備えてなることを特徴とする。

【００１０】また、このようなコルゲートパイプにおい
て、ガイドポールを案内材として薄肉円筒をコルゲート
化加工するためのコルゲート成形装置をがり昇降可能に
備えたものとしてもよい

【００１１】

【発明の実施の形態】底盤付きの薄肉円筒を立坑ケーシ
ングの中に投入したときには、底盤に開けた開口を開い
ておけばこの開口から水が流入して浮力を受けることな
く着底させることができる。そして。ガイドポールを中
空状としてその下端に逆止弁を備えることによって、ガ
イドポールからグラウトを底盤下の空所や周りの地山に
行うことができ、底盤に組み込んだ逆止弁によってグラ
ウト液が固化しない前でもガイドポールを底盤から取り
外すことができる。

【００１２】また、ガイドポールをコルゲート成形装置
の案内材とするものでは、グラウトの注入用の部材と兼
用することができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明のコルゲートパイプの施工前の
状況を示す要部の縦断面図、図２はコルゲート成形機に
よる薄肉円筒のコルゲート化を示す要部の縦断面図であ
る。

【００１４】図において、地上に配置した打設機（図示
せず）によって地中に打ち込まれる立坑ケーシング１の
内部に薄肉円筒２が投入されている。この薄肉円筒２
は、従来周知の立坑掘削工法と同様に立坑ケーシング１
の打設及び内部の土砂の排出による立坑の掘削後に、立
坑ケーシング１の中に順に積層され、互いを溶接して一
体に接合され、密閉されたシールド空間を形成する。

【００１５】薄肉円筒２の下端には底盤２ａを水密状に
一体に接合する。この底盤２ａは、金属，鉄筋コンクリ
ート又は鉄筋レジンコンクリートやゴム等を素材とした
ものであり、その中心には同軸上にガイドポール３を一
体に連結し、その周りには地山に通じる複数の開口２ｂ
を開けている。そして、これらの開口２ｂには、薄肉円
筒２を立坑ケーシング１の中に落とし込むとき地下水を
導入可能な開閉弁を備える。

【００１６】図３は開閉弁の一例を示す要部の縦断面図
であり、開閉弁４は開口２ｂの中で上下に移動可能な弁
軸４ａに弁体４ｂを設け、開口２ｂには弁軸４ａを摺動
可能に支持する弁座２ｃ及び保持板２ｄを設けている。
これらの弁座２ｃ及び保持板２ｄのそれぞれには通水孔
２ｅ、２ｆを開け、スプリング４ｃを弁体４ｂと保持板
２ｄとの間に介装してこの弁体４ｂを弁座２ｃに付勢し
て閉弁状態を維持可能とする。

【００１７】このような開閉弁４では、弁体４ｂは同図
（ａ）に示すように弁体４ｂが弁座２ｃに着座して通水
孔２ｅを閉じ、薄肉円筒２内外の流路を遮断する。ま
た、この閉弁状態において底盤２ａの上端面から突き出
ている弁軸４ａの上端を薄肉円筒２内に沈めて配置され
ワイヤ（図示せず）等によって地上側から上下操作可能
な重錘４ｄを突き当てることにより、同図の（ｂ）に示
すように弁体４ｂを弁座２ｃから離して通水孔２ｅを開
くことができ、これによって薄肉円筒２内外の流路を連
通させることができる。

【００１８】図４は開閉弁の他の例を示す図であって、
この例では開閉弁５は開口２ｂ内に固定した弁座５ａの
通水孔５ｂを開閉可能な弁板５ｃを備え、この弁板５ｃ
に一体に設けた弁軸５ｄを弁座５ａに貫通させてスプリ
ング５ｅによってこの弁板５ｃを弁座５ａ方向に付勢可
能とする。そして、弁座５ａと弁板５ｃとの間には水溶
性ブロック５ｆを組み込んで、初期の状態では図示のよ
うに弁板５ｃが弁座５ａから離れて通水孔５ｂの流路を
開いた状態に設定する。

【００１９】水溶性ブロック５ｆは、たとえば飴玉等の
ように水に浸漬されて一定時間を経過した後には溶解し
てしまうものが利用でき、薄肉円筒２を立坑ケーシング
１内に差し込んでその所定の深さに沈設されるまでの時
間よりも長く固形状態を維持できるものであればよい。

【００２０】ガイドポール３は中空のパイプ等を利用し
たものであって、その下端を図５に示すように底盤２ａ
に一体に固定したソケット３ａにネジ接合によって着脱
自在に連結されたものである。ガイドポール３の軸線長
さはケーシング１のそれとほぼ同じであり、上端側には
薄肉円筒２の内周面に突き当たる複数のアームを備えた
ステー３ｂを設け、このステー３ｂによってガイドポー
ル３は薄肉円筒２とほぼ同軸配置の姿勢に保持される。

【００２１】ソケット３ａには、弁軸３ｃを一体に備え
た弁体３ｄを軸線方向に移動可能に備え、ソケット３ａ
に開けた通水孔３ｅを閉じるようにスプリング３ｆによ
って弁体３ｄを付勢している。スプリング３ｆは、グラ
ウトを注入するときの圧力によって収縮変形し、これに
よって弁軸３ｃを下に移動させて弁体３ｄを通水孔３ｅ
周りの底面から引き離して通水孔３ｅを開くことができ
る。すなわち、ソケット３ａにはガイドポール３からグ
ラウトを注入するときには流路を開き、この注入がない
ときには流路を閉じておく逆止弁の機能を持つ。

【００２２】ガイドポール３には、薄肉円筒状の薄肉円
筒２をその下端から順に波形状にコルゲート化してコル
ゲートパイプを成形していくためのコルゲート成形装置
６を連接する。このコルゲート成形装置６は、ガイドポ
ール３に沿って上下に移動可能な成形ヘッド７とこれを
昇降駆動させるための昇降駆動ユニット８とを備えたも
のである。

【００２３】図６及び図７は成形ヘッド７の詳細であっ
て、図６は成形ヘッド７が閉じているとき及び図７は拡
大しているときをそれぞれ示す。

【００２４】成形ヘッド７は、平面形状が十字状の主フ
レーム７ａを上端に備え、これらの主フレーム７ａの先
端にそれぞれ主揺動アーム７ｂを半径方向に揺動可能に
連接し、これらの主揺動アーム７ｂのそれぞれの下端に
リンクロッド７ｃをそれぞれ連接している。これらのリ
ンクロッド７ｃの上端には、ガイドポール３周りに外挿
されたベース７ｄを連接し、このベース７ｄには環状横
断面の油圧ジャッキ７ｅを一体に取り付けている。

【００２５】油圧ジャッキ７ｅの下端には、複数のブラ
ケット７ｆを放射状に連結して、これらのブラケット７
ｆにはそれぞれ四節の平行リンク機構によってプッシャ
ヘッド７ｇを連接している。これらのプッシャヘッド７
ｇはそれぞれが外側を向く端部に薄肉円筒２に内周壁に
沿って突き当たる平面形状を持ち、図６に示すように閉
じているときには、それぞれのプッシャヘッド７ｇの周
面が薄肉円筒２の内周壁に沿う円弧状の平面形状に設定
される。

【００２６】また、油圧ジャッキ７ｅは地上側の作動油
の給排路に接続され、図６に示すようにそのロッドを収
縮させたときには、ベース７ｄを主フレーム７ａ側に移
動させ、これによってプッシャヘッド７ｄを同図の姿勢
となるように設定する。また、油圧ジャッキ７ｅのロッ
ドを進出させると、図７に示すように、ベース７ｄが主
フレーム７ａから下に離れる向きに移動し、これによっ
てプッシャヘッド７ｄが半径方向に広がる姿勢に設定さ
れる。

【００２７】図８は昇降駆動ユニット８と成形ヘッド７
との間の連接構造を示す概略図である。

【００２８】昇降駆動ユニット８は、フレーム８ａに電
動チェーンブロック８ｂを取付け、この電動チェーンブ
ロック８ｂによって繰り出し及び巻き取り操作されるチ
ェーン８ｃをループ状に備えたものである。チェーン８
ｃは成形ヘッド７の主フレーム７ａに備えた担荷ローラ
８ｄ、８ｅ及び複数の橋渡しローラ８ｆに巻回され、こ
れによって電動チェーンブロック８ｂによりチェーン８
ｃが走行するときにはガイドポール３周りで主フレーム
７ａが揺動することなく常に水平な姿勢で昇降させるこ
とができる。また、チェーン８ｃの移動量を検出するた
めのエンコーダ８ｇをチェーン８ｃの走行面に沿って備
え、このエンコーダ８ｇによるチェーン８ｃの移動量を
検出することにより、成形ヘッド７の移動量を設定する
ことができる。

【００２９】以上の構成において、立坑ケーシング１を
圧入した後に薄肉円筒２を立坑に投入する。このとき、
薄肉円筒２の下端には底盤２ａの開口２ｂには、図３及
び図４に示したような開閉弁４、５を備えているので、
図３の開閉弁４であれば重錘４ｃを弁軸４ａに被せるよ
うにして押し下げると通水孔２ｅを開くことができ、図
４では水溶性ブロック５ｆの介在によって通水孔５ｂは
開放したままである。したがって、薄肉円筒２の投入作
業は、従来の下端開放型のコルゲートパイプと同様に速
やかに行われて、立坑の底に着底する。

【００３０】この着底の後には、図３の開閉弁４では重
錘４ｃを引き上げることによってこの開閉弁４を閉じる
ことができ、また図４の開閉弁５の場合では水溶性ブロ
ック５ｆが次第に溶解していって同様に閉弁させること
ができる。このような開閉弁４、５の閉弁によって、地
下水の薄肉円筒２内への流入が阻止される。

【００３１】次いで、立坑ケーシング１を少しずつ引き
上げながら、図２に示すようにコルゲート成形機によっ
て薄肉円筒２はこの場でコルゲート状に成形され、コル
ゲートパイプとなる。

【００３２】この成形では、昇降駆動ユニット８によっ
て成形ヘッドをコルゲートのピッチに対応するように間
欠的に引き上げていき、停止させている間に油圧ジャッ
キ７ｅを作動させる。この油圧ジャッキ７ｅの作動によ
って、先に説明したように、プッシャヘッド７ｇが半径
方向へ移動し、これにより薄肉円筒２には外側に膨出す
るコルゲートが形成される。このようなコルゲートの成
形においては、成形ヘッド７が主フレーム７ａを備えて
いることから、ガイドポール３に対ししてこれらの主フ
レーム７ａを常に水平姿勢に設定することができ、した
がってプッシャヘッド７ｇによる薄肉円筒２のコルゲー
トが適正に形成される。

【００３３】以上の薄肉円筒２のコルゲート化が上端ま
で施された後、立坑ケーシング１を抜き取り、次いで中
空のガイドポール３を利用して底盤２ａの周りの地山に
セメントミルク等のグラウトする。このグラウト作業
は、ガイドポール３の上端をグラウト液の供給ホース
（図示せず）に接続して行い、図５に示したガイドポー
ル３の下端に組み込んだ逆止弁の弁体３ｄはグラウト液
の注入圧によって開弁し、グラウト液が底盤２ａ周りに
注入される。そして、この注入作業の後には、グラウト
液が固化してなくても、グラウト液の注入を停止させれ
ば弁体３ｄはスプリング３ｆの付勢力によって閉弁位置
に戻る。したがって、ガイドポール３をソケット３ａか
ら取り外してもグラウト液の薄肉円筒（コルゲートパイ
プ）２内への流れ込みはなく、ガイドポール３をこれに
連接したコルゲート成形装置６と共に地上に回収するこ
とによってコルゲートを形成した薄肉円筒（コルゲート
パイプ）２による立坑が構築される。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、立坑ケーシングの中に差し
込んだ薄肉円筒のコルゲート化を確実に行うことでき、
特にコルゲート成形装置の成形ヘッドの姿勢をコルゲー
トパイプに対して適正に維持しながらの成形が可能なの
で、コルゲートを一定ピッチの一様な波形状とすること
ができ、薄肉円筒から成形されたコルゲートパイプの強
度も最適化される。

【００３５】また、中空のガイドポールを薄肉円筒の底
盤に貫通させて配置しその下端には逆止弁を備えている
ので、薄肉円筒のコルゲート化の後にはセメントミルク
のグラウトにより底盤下部の空所の充填と底盤付近の地
山改良が行われる。このように、グラウトのために別の
供給系統等を必要とせず、設備の簡略化及び作業時間の
短縮が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 薄肉円筒を立坑ケーシングに差し込んだとき
の要部の縦断面図である。

【図２】 埋設した薄肉円筒をコルゲート化していく工
程を示す要部の縦断面図である。

【図３】 コルゲートパイプの底盤の開口に備える開閉
弁の例であって、同図の（ａ）は閉弁状態を示し、同図
の（ｂ）は重錘を利用して閉弁させた状態を示す。

【図４】 底盤の開口に設ける開閉弁の別の例であっ
て、同図の（ａ）は要部の平面図、同図の（ｂ）はその
縦断面図である。

【図５】 ガイドポールの下端に組み込む逆止弁構造を
示す要部の縦断面図である。

【図６】 コルゲート成形装置の成形ヘッドであって、
同図の（ａ）はプッシャヘッドが閉じているときの部分
平面図、同図の（ｂ）は要部の縦断面図である。

【図７】 プッシャヘッドが拡大しているときの成形ヘ
ッドの要部であって、同図の（ａ）はその平面図、同図
の（ｂ）はその縦断面図である。

【図８】 コルゲート成形装置の昇降駆動ユニットの概
要を示す図である。

【符号の説明】

１：立坑ケーシング ２：コルゲートパイプ（薄肉円筒） ２ａ：底盤 ２ｂ：開口 ３：ガイドポール ３ａ：ソケット ３ｃ：弁軸 ３ｄ：弁体 ３ｅ：通水孔 ３ｆ：スプリング ４：開閉弁 ４ａ：弁軸 ４ｂ：弁体 ４ｃ：スプリング ４ｄ：重錘 ５：開閉弁 ５ａ：弁座 ５ｂ：通水孔 ５ｃ：弁板 ５ｄ：弁軸 ５ｅ：スプリング ５ｆ：水溶性ブロック ６：コルゲート成形装置 ７：成形ヘッド ７ｅ：油圧ジャッキ ７ｇ：プッシャヘッド ８：昇降駆動ユニット ８ｂ：電動チェーンブロック ８ｃ：チェーン

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−221586（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−331984（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−102875（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−146771（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−331847（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02F 9/06 E02D 5/38 E02F 5/10 E21D 5/06 F16L 1/038

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 掘削用の立坑ケーシングの内部に二重管
   状に挿入され、立坑のシールド空間を創成する埋設用の
   中空円筒状のコルゲートパイプであって、下端部に底盤
   を水密状に一体接合し、前記底盤には外部に開放して水
   が流通可能な開口を設けると共に中空のガイドポールを
   前記コルゲートパイプとほぼ同軸上であってその下端を
   前記底盤の外部に連通可能として配置し、前記開口には
   開閉操作可能な開閉弁を備えると共に、前記ガイドポー
   ルの下端に連通して外部に開放する部分の前記底盤には
   外部からの流体の流入を阻止する逆止弁を備えてなる立
   坑用のコルゲートパイプ。
2. 【請求項２】 前記ガイドポール案内材として前記コル
   ゲートパイプをコルゲート化加工するためのコルゲート
   成形装置を前記ガイドポールに沿って昇降可能に備えて
   なる請求項１記載の立坑用のコルゲートパイプ。