JP3685515B2 - パイプルーフ工法用止水装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、パイプルーフ工法における発進口および到達口等の坑口に配置される止水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中壁、補強体、止水壁、地下室等の地下構造物を構築する方法の１つとして、パイプルーフ工法がある（たとえば、特開平６−２８０４７０号公報）。このパイプルーフ工法に用いる各パイプは、筒状の主体部の外側面に該主体部の長手方向へ伸びる係合部を備えており、また隣り合うパイプ列のパイプの係合部が係合する状態に管推進工法により地中に敷設される。
【０００３】
各パイプを地中に敷設するとき、地下水がパイプの周りを経て立て坑に流出することを防止しなければならない。特に、掘削物を泥水により排出するシールド型トンネル掘削機を用いる工法においては、切羽の側に供給した泥水が切羽からパイプの周りを経て立て坑に流出することを確実に防止しなければならない。このため、従来では、エントランスパッキングのような弾性変形可能のシール部材を坑口に取り付け、シール部材を掘削機またはパイプの外周面に接触させることにより、流体が坑口から立て坑内に流出することを防止している。
【０００４】
しかし、敷設済のパイプの端部が立て坑内に突出していることと、立て坑内において敷設すべきパイプの係合部が敷設済のパイプ列のパイプの係合部に結合されていることとから、シール部材を敷設すべきパイプの周方向全体に完全に接触させることができず、その結果、坑口からの流体がシール部材とパイプとの未接触部分から立て坑内に流出し、坑口の止水性が著しく低い。
【０００５】
【解決しようとする課題】
本発明は、主体部の外側面に係合部を有するパイプであっても、坑口の止水性を高めることにある。
【０００６】
【解決手段、作用、効果】
本発明の止水装置は、筒状の主体部と、該主体部の外側面にあって該主体部の長手方向へ伸びる少なくとも１つの係合部とを備える複数のパイプを、前記主体部の半径方向に隣り合うパイプの係合部が互いに係合するように、地中に配置するパイプルーフ工法に用いられる。
【０００７】
止水装置は、敷設すべきパイプが長手方向へ通過することを許すべく長手方向の一端部において坑壁に該坑壁から立て坑内に突出する状態に取り付けられた筒状のケーシングと、該ケーシングと前記パイプとの間の止水をすべく該ケーシングの他端部に配置された止水体とを含む。前記ケーシングは隣りの敷設済のパイプに該パイプの係合部を受け入れた状態に結合されており、前記立て坑内における前記ケーシングの長さは前記立て坑内への前記パイプの突出長さより大である。
【０００８】
発進口用の止水装置の場合、敷設すべきパイプは、発進立て坑に配置された元押し装置等により、止水体およびケーシングを介して、シールド型トンネル掘削機のような掘削機の掘削跡に押し込まれる。これに対し、到達口用の止水装置の場合、最先端のパイプの先端部は、止水体およびケーシングを介して、到達用立て坑に突出される。いずれの止水装置の場合も、先導する掘削機は、止水体およびケーシングを通過する。
【０００９】
止水体は、ケーシングの他端部に配置されるから、敷設済のパイプに妨げられることなく、敷設すべきパイプの周方向全体に完全に接触する。このため、坑口から止水装置内に流入した流体は、ケーシングが坑壁に組み付けられていることと、ケーシングに組み付けられた止水体が敷設すべきパイプまたは掘削機の外側面に当接することとにより、止水装置の外に流出することを防止される。
【００１０】
本発明によれば、ケーシングが隣りの敷設済のパイプに該パイプの係合部を受け入れた状態に結合されており、前記立て坑内におけるケーシングの長さは立て坑内へのパイプの突出長さより大であり、止水体がケーシングの他端部に配置されているから、止水体を敷設すべきパイプの外周面に周方向全体にわたって当接させることができ、したがって坑口の止水性が著しく高い。
【００１１】
前記ケーシングは、前記敷設済のパイプに該パイプの係合部を受け入れるべく前記ケーシングの一端部から他端部に向けて伸びる切欠部を有しており、また前記切欠部を形成する縁部において前記敷設済のパイプに結合されていることが好ましい。これにより、敷設済のパイプおよび坑壁へのケーシングの組付け作業が容易になる。
【００１２】
前記ケーシングは、一端部において前記坑壁に取り付けられた第１の主体部と、一端部において前記第１の主体部の他端部に分離可能に結合されかつ他端部に前記止水体を有する第２の主体部とを備えることが好ましい。これにより、第１の主体部を坑壁に組み付けた後、第２の主体部を第１の主体部に結合させることにより、ケーシングを坑壁に組み付けることができるから、ケーシングの長さ寸法が大きくても、坑壁へのケーシングの組付け作業が容易になる。
【００１３】
好ましい実施例においては、前記第１および第２の主体部は、前記第１の主体部の他端部に形成されたフランジと、前記第２の主体部の一端部に形成されたフランジとにおいて分離可能に結合されている。
【００１４】
好ましい実施例においては、前記止水体は、前記パイプの外形寸法より小さい内径寸法を有する環状のパッキングと、該パッキングを前記ケーシングの他端部に取り付ける複数のねじ部材と、前記パッキングを前記ねじ部材と共同して前記ケーシングの他端部に組み付ける複数の板部材とを備える。
【００１５】
【実施例】
図１〜図３を参照するに、止水装置１０は、立て坑１２内に配置される。立て坑１２を形成する土留壁１４には、パイプ敷設用の坑口を形成するための坑口壁１６が構築されている。土留壁１４と坑口壁１６とは、図示の例では、坑壁を形成する。坑口付近の地盤は、硬化剤等のグラウチングをすることにより止水帯に維持されている。
【００１６】
パイプルーフ工法に用いる各パイプ１８は、筒状の主体部２０と、該主体部の外側面を主体部２０の一端から他端まで連続して伸びる第１および第２の係合部２２，２４とを備える。
【００１７】
第１の係合部２２は、ほぼ直角に結合された細長い２つの板部材によりＬ字状の断面形状に形成されかつ平行に伸びる一対の型材からなる。第１の係合部２２の両型材は、互いに間隔をおいて主体部２０の長手方向へ連続して伸びる状態および一方の板部材が向き合う状態に他方の板部材において主体部２０に溶接等により液密的に固定されている。
【００１８】
第２の係合部２４も、ほぼ直角に結合された細長い２つの板部材によりＬ字状の断面形状に形成されかつ平行に伸びる一対の型材からなる。第２の係合部２４の型材は、互いに間隔をおいて主体部２０の長手方向へ連続して伸びる状態および一方の板部材が互いに離れる方向へ伸びる状態に他方の板部材において主体部２０に溶接等により液密的に固定されている。
【００１９】
パイプルーフを構成する各パイプ列は、発進用立て坑から到達用立て坑にわたって直列的に順次敷設されたたとえば６ｍの長さの複数のパイプ１８により構成されている。各パイプ列の長手方向に隣り合うパイプ１８は、溶接等により液密的に結合されている。
【００２０】
敷設済の各パイプ列は、坑口壁１６および土留壁１４を貫通して地中に伸びており、また先端部および後端部をそれぞれ到達用立て坑（図示せず）および発進用立て坑１２内に突出させている。隣り合うパイプ列のパイプ１８の第１および第２の係合部２２，２４は、図２に示すように、第２の係合部２４が第１の係合部２２に受け入れられた状態に係合されている。
【００２１】
止水装置１０は、敷設すべきパイプ１８が長手方向へ通過することを許すべく長手方向の一端部において坑口壁１６に該坑口壁から立て坑１２内に突出する状態に取り付けられた筒状のケーシング３０と、該ケーシングとパイプ１８との間の止水をすべくケーシング３０の他端部に配置された止水体３２とを含む。
【００２２】
ケーシング３０は、ケーシング３０の一端部から他端部に向けて伸びる切欠部３４を有しており、また隣りの敷設済のパイプ１８の第１の係合部２２を受け入れた状態に、切欠部３４を形成する縁部において隣りの敷設済のパイプ１８に液密的に結合されているとともに、一端部において坑口壁１６に液密的に取り付けられている。ケーシング３０の立て坑１２内における長さ寸法は隣りの敷設済のパイプ１８の立て坑１２内における長さ寸法より大である。ケーシング３０の他端には、フランジ３６が形成されている。
【００２３】
ケーシング３０は、坑口壁１６および隣りの敷設済のパイプ１８に、複数のボルトおよびナットならびにシール部材を用いて組み付けてもよいし、溶接等により組み付けてもよい。
【００２４】
止水体３２は、パイプ１８の外形寸法より小さい内径寸法を有する環状の一対のパッキング４０と、両パッキング４０の間に配置された環状のスペーサ４２と、互いに間隔をおいてパッキング４０と同軸的にフランジ３６に組み付けられる複数のスライド板４４と、取付け用の複数のボルト４６およびナット４８とを備える。各パッキング４０は、ゴムのように弾性変形可能の板状の材料から制作される。
【００２５】
止水体３２は、たとえば、一方のパッキング４０、スペーサ４２、他方のパッキング４０および各スライド板４４をその順にフランジ３６にケーシング３０と同軸的に重ね、その状態でボルト４６およびナット４８によりフランジ３６に組み付けられる。
【００２６】
敷設時、まず、発進用立て坑および到達用立て坑のそれぞれに、止水装置１０が上記のように坑口壁１６と隣りの敷設済のパイプ１８とに組み付けられ、発進用立て坑の側の土留壁１４と坑口壁１６とにシールド型トンネル掘削機のような掘削機およびパイプ１８を通す穴すなわち坑口が土留壁１４と坑口壁１６とに形成される。到達用立て坑の側の坑口は、掘削機が所定の位置に達するまでに形成される。
【００２７】
坑口の形成時、止水体３２をケーシング３０から外しておくことが好ましい。このようにすれば、坑口の形成時に地下水等が流出した場合に、ケーシング３０のフランジ３６に遮蔽体を取り付けることにより、坑口から立て坑内に流出する流体を一時的に止め、坑口付近の地盤に止水のためのグラウチングをすることができる。
【００２８】
次いで、止水体３２がケーシング３０に組み付けられた状態で、敷設すべきパイプの主体部の直径寸法をほぼ同じ直径寸法を有する掘削機が止水装置１０内に通され、元押し装置により地中に押し込まれる。これにより、掘削機は、土砂を掘削しつつ前進される。
【００２９】
掘削機が所定距離掘削すると、パイプ１８が止水体１０に通され、該パイプの先端が掘削機の後端に結合される。この状態で、掘削機により土砂を掘削しつつ、掘削機とパイプとが元押し装置により前進される。これにより、敷設すべきパイプ１８は、掘削機による掘削跡に押し込まれる。
【００３０】
敷設すべきパイプ１８の第２の係合部２４は、図２に示すように、隣りの敷設済のパイプ１８の第１の係合部２２に受け入れられて、隣りの敷設済のパイプ１８の第１の係合部２２に係合されている。これにより、隣りの敷設済のパイプ１８の第１の係合部２２は、敷設すべきパイプ１８の第２の係合部２４と共同して、敷設すべきパイプ１８の前進時のガイドとして作用する。
【００３１】
パイプルーフ工法においては、１つのパイプ１８をその長さに対応する距離だけ掘削跡に押し込む作業が終了するたびに、同種の新たなパイプを敷設途中のパイプの最後部に、主体部２０同士、第１の係合部２２同士および第２の係合部２４同士をそれぞれ一致させた状態に連結し、新たなパイプを掘削跡に押し込む作業が行なわれる。
【００３２】
上記作業は、発進用立て坑から到達用立て坑まで伸びるパイプ列が構築されるまで行なわれる。到達用立て坑において、掘削機は到達用立て坑の側の止水装置を通り抜けるように到達用立て坑に押し出され、最先端のパイプは到達用立て坑の側の止水装置に押し出される。
【００３３】
各止水装置１０のパッキング４０は、これの内径寸法がパイプ１８の外径寸法より小さいから、掘削機またはパイプの移動にともなって、図１に発進用立て坑に配置されたパッキングにより代表して示すように、掘削機またはパイプの移動方向へ弾性変形される。
【００３４】
各止水装置１０の止水体３２は、また、これがケーシング３４の他端部に配置されているから、敷設済のパイプ列のパイプに妨げられることなく、敷設すべきパイプまたは掘削機の周方向全体に完全に接触する。このため、止水装置１０は、ケーシング３４が坑壁に組み付けられていることと、ケーシング３４に組み付けられた止水体３２が敷設すべきパイプまたは掘削機の外側面に当接することとにより、坑口から止水装置１０内に流入した流体が止水装置１０の外に流出することを防止する。
【００３５】
各止水装置１０は、次のパイプ列の構築のために、隣りの敷設済のパイプ列のパイプから取り外され、次いで坑壁および新たに敷設されたパイプ列のパイプに組み付けられる。到達用立て坑に押し出された掘削機は、次のパイプ列の構築のために到達用立て坑から発進用立て坑に運搬される。各止水装置１０を取り外す前に、モルタル等を坑口とパイプとの間に注入することにより、坑口とパイプとの間の止水性を維持することが好ましい。
【００３６】
上記の工程は、複数のパイプ列により形成される所定の断面形状を有する地下構造物が構築されるまで、繰り返される。このように複数のパイプ列を順次敷設することにより、多角形、円形、Ｖ字状、Ｌ字状、コ字状等の断面形状を有する地下構造物が構築される。
【００３７】
図２に示す止水装置５０においては、ケーシング３０が、一端部において坑壁に取り付けられる第１の主体部３０ａと、一端部において第１の主体部３０ａの他端部に分離可能に結合されかつ他端部に止水体３２を有する第２の主体部３０ｂとに分割されている。第１および第２の主体部３０ａ，３０ｂは、フランジ５２，５４において突き合わされて、複数のボルト５６および複数のナット５８により、同軸的におよび液密的に連結されている。
【００３８】
止水装置５０によれば、第１の主体部３０ａを坑壁および敷設済のパイプに結合した後、第２の主体部３０ｂを第１の主体部３０ａおよび敷設済のパイプに結合させることができるから、図１の実施例に比べ、ケーシングを坑壁に容易に取り付けることができ、ケーシングの長さ寸法が大きくても、坑壁へのケーシングの組付け作業が容易になる。
【００３９】
止水装置５０によれば、また、坑口を坑壁に形成した後、第２の主体部３０ｂを第１の主体部３０ａおよび敷設済のパイプに結合させることができるから、坑口を形成する作業が容易であり、また坑口の形成時に地下水等が流出した場合に、第１の主体部３０ａのフランジに遮蔽体を取り付けることにより、坑口から立て坑内に流出する流体を一時的に止め、坑口付近の地盤に止水のためのグラウチングをすることができる。
【００４０】
なお、グリース等の充填材を止水装置１０または５０のケーシング３０とパイプ１８との間の環状空間に充填することにより、土砂が坑口から前記環状空間に流出することを防止することができる。掘削機および元雄し装置としては、それぞれ、管推進工法に用いられているシールド型トンネル掘削機および元押し装置を用いることができる。
【００４１】
本発明の止水装置は、上記の実施例に示す断面形状のパイプのみならず、主体部が四角形等多角形の断面形状を有するパイプ、他の断面形状を有する第１および第２の係合部を有するパイプ等、他の断面形状を有するパイプにも用いることができる。
【００４２】
図５に示すパイプ６０のように、主体部５２にその長手方向の一端から他端まで連続する間隙６４を形成し、コ字状の断面形状を有する部材６６を、間隙６４を閉鎖するように主体部６２の内面に溶接等により取り付け、間隙６４を形成する主体部の縁部６２ａ，６２ａと部材６６とを第１の係合部として用いてもよい。
【００４３】
また、図６に示すパイプ７０のように、主体部７２にその長手方向の一端から他端まで連続する間隙７４を形成し、平板状の断面形状を有する部材７６を、間隙７４を閉鎖するように主体部７２の内面に溶接等により取り付け、間隙７４を形成する主体部の縁部７２ａ，７２ａと部材７６とを第１の係合部として用いてもよい。
【００４４】
さらに、図５および図６に示すパイプ６０，７０のように、Ｔ字状の断面形状を有する部材６８，７８を第２の係合部として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の止水装置の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の２−２線に沿って得た断面図である。
【図３】図１の止水装置の右側面図である。
【図４】止水装置の他の実施例を示す断面図である。
【図５】敷設すべきパイプの他の実施例を示す断面図である。
【図６】敷設すべきパイプのさらに他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０，５０ 止水装置
１２ 立て坑
１４ 土留壁
１６ 坑口壁
１８，６０，７０ パイプ
２０，６２，７２ パイプの主体部
２２，２４，６２ａ，６６，７２，７２ａ，７６ 係合部
３０ ケーシング
３０ａ，３０ｂ ケーシングの主体部
３２ 止水体
３４ 切欠部
３６，５２，５４ フランジ
４０ パッキング
４２ スペーサ
４４ スライド板
４６，５６ ボルト
４８，５８ ナット

Claims (3)

1. 筒状の主体部と、該主体部の外側面にあって該主体部の長手方向へ伸びる少なくとも１つの係合部とを備える複数のパイプを、前記主体部の半径方向に隣り合うパイプの係合部が互いに係合するように、地中に配置するパイプルーフ工法用の止水装置であって、敷設すべきパイプが長手方向へ通過することを許すべく長手方向の一端部において坑壁に該坑壁から立て坑内に突出する状態に取り付けられた筒状のケーシングと、該ケーシングと前記パイプとの間の止水をすべく該ケーシングの他端部に配置された止水体とを含み、前記ケーシングは隣りの敷設済のパイプに該パイプの係合部を受け入れた状態に結合されており、前記立て坑内における前記ケーシングの長さは前記立て坑内への前記パイプの突出長さより大である、パイプルーフ工法用止水装置。
2. 前記ケーシングは、前記敷設済のパイプに該パイプの係合部を受け入れるべく前記ケーシングの一端部から他端部に向けて伸びる切欠部を有しており、また前記切欠部を形成する縁部において前記敷設済のパイプに結合されている、請求項１に記載の止水装置。
3. 前記ケーシングは、一端部において前記坑壁に組み付けられた第１の主体部と、一端部において前記第１の主体部の他端部に分離可能に結合されかつ他端部に前記止水体を有する第２の主体部とを備える、請求項１または２に記載の止水装置。

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