JP4108232B2 - 二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば下水道などの地中に掘削埋設される管路を構築するに際し、二次覆工に採用される複合管体に対して中詰め充填材（裏込め材）を能率よく充填できるように、所要の区間を区切るための二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、下水道の幹線管路などを構築するには、シールド工法などで掘削された掘削隧道内壁を一次覆工材（セグメント）によって覆工され、その内側にコンクリートで内巻して二次覆工されて仕上げられている。しかしながら、このような二次覆工された管路では、先の阪神淡路大震災のような大規模な地震が発生した場合、その内壁面が著しく破壊されて使用できない事態となることが判明した。
【０００３】
このようなことから、二次覆工に耐衝撃性を備えて、しかも内面の平活度に優れる繊維強化プラスチック製（ＦＲＰ）の複合管を採用することが実現されつつある。このＦＲＰ製の管体を一次覆工された隧道内に挿入して設置するには、当然のことながら一次覆工のセグメントとそのＦＲＰ管体との間に充填物を注入して固定する必要がある。その充填物としては、一般に緩衝機能に富んで流動性の高い物性のモルタルのような材料を注入して空間を埋める（中詰め）手段が採用されている。
【０００４】
このような隧道（管路）の一次覆工面と二次覆工用管体との間に充填材を注入するには、構造上一定の距離を設定して間仕切りを設け、その仕切られた空間部に充填材を注入するような方法が必要となる。そのために、従来はその間仕切りをブロックや土嚢などを積み上げて構築し、仕切られた区間の空間部に充填材を裏込め注入して固定する方法が採られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような間仕切りの構築手段ではブロックや土嚢を坑内に運び込むのに多くの労力を必要とし、また積み上げ作業にも人手を要するので作業性が低く、工費がかさむという問題点がある。
【０００６】
このようなことから、間仕切りとして、ドーナツ状に形成されたエアバッグを二次覆工管体の端部に被嵌させて組付けて、所定の状態にその二次覆工管体を配置したる後、エアバッグを膨張させて一次覆工面と二次覆工管体表面との間隙を塞ぐようにするものが提案されている。
【０００７】
しかしながら、前述のようなドーナツ状のエアバッグを使用する方式では、理論的に有効ではあるが、何分にも口径の大きい管体の外周に沿って装着する必要上、全体的に頑丈に製作する必要があるため自重が大きくて管体に装着するのに、一次覆工壁と二次覆工管体の表面との間隙が大きく取れないので、狭いスペースでの取付作業に多くの困難が伴なうという問題点がある。しかも、自重量が大きいと装着後においてもその上半部の重量によって管体の軸心が沈み、一次覆工された隧道の軸心と管体の軸心を合致させることができず、裏込め材の充填が平均的に行えないという問題が生じる。また、仕切り体を膨張させるために作業現場に小型とはいえコンプレッサーを持ち込む必要がある。その上、仕切り体（エアバッグ）の製品コストも高くなるという問題点がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、仕切り位置で二次覆工管の外周面に布製の環状バッグを固縛定着させて、この布製環状バッグ内に中詰め充填材と同様のモルタルを充填して仕切り体を構築し、一次覆工壁と二次覆工管との間隙に対する充填材の注入を迅速に施工できる二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、本発明による二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構は、
二次覆工に使用される二次覆工管体に対して中詰め充填材で所要の区間を区切るための二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構であって、
比較的厚手の布で形成されて、前記二次覆工管体の外周面に被嵌定着される軸線方向に所要長さのベース部とこのベース部に基端を縫着されて環状に形成され充填材注入口を備える所要ボリュームの環状袋体とでなる環状バッグ、および前記環状バッグのベース部を前記環状袋体の前後で前記二次覆工管体に対して固縛定着する固縛手段を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
このように構成される本発明の堰き止め機構は、装着する二次覆工管体の端部外周に、その管体外径寸法よりやや大きい直径寸法にされた環状バッグを、そのベース部を被嵌して、全幅（軸線方向の長さ寸法）が拡張する状態に広げて固縛手段によって管体に固定させる。その後に環状袋体内に、充填材注入口に充填材供給管を差込んで充填材を注入することにより、管体に固定されたベース部の表面側で環状袋体が充填材の充満によって膨れ上がり、一次覆工壁にその環状袋体の周面部を膨らみによって押し付けることができ、環状袋体内に充填された充填材が固化するとそのまま固定されて仕切りが構築される。
【００１３】
こうすることで、使用前は布製であるから嵩張らず取扱いが容易であり、管体に装着する際も、ベース部を管体端部外周に被嵌するとともに固縛手段でそのベース部を固縛すれば、環状袋体はその膨出機能を全く損なわれずに管体に取付けられ、その後における充填材の注入による膨れ出しによって一次覆工壁との接触膨張で環状の間隙部を閉鎖することができ、至極簡単に仕切りを構築できるという効果を奏するのである。特に、環状袋体は比較的厚手の布製であるから、充填材の注入充填に際し、過剰な水や圧送気体が織目を通じて外部に排出され、充填層中に大きな遊離水泡や気泡が生じての障害などの発生がなく、中詰め作業の継続によって仕切り体がそのまま埋め込まれても以後において障害となることなく目的を達成できるのである。また、この堰き止め機構は複雑な構成を要しないので従来のものに比べてコストも低減でき、作業性もよいので工費を大幅に削減できるという効果を奏する。
【００１４】
前記環状袋体は、断面台形となるようにして基部が前記ベース部に縫着され、装着時における上側位置に前記充填材注入口を有しているのがよい。また、前記充填材注入口と繋がるチューブが設けられ、このチューブの適所に縛止用の紐が付されているのがよい。こうすることにより、環状袋体を縫製によって形成するに際して、比較的厚手の布を用いているにもかかわらず、環状の袋を形成する作業を容易にし、その縫合部での縫目も確実で堅牢に仕上げられ、充填材の注入によって袋を膨らませるのに無理のない、かつ充填材の漏出が生じないものを製作できるという効果を奏する。しかも、環状袋体の外周部が平面にされることから一次覆工壁に対する接触面として広い幅で接触でき、凹凸に対する順応性も確保できて仕切り効果を確かなものとすることができる。また、袋体内への充填材の注入口を上部位置に設けることにより、充填材を注入したときに底部側から充填して袋を膨らませることで、装着される管体端部を保持するようにして充填膨出させるので、軸心を狂わせることなく全体の膨出固定が確実に行える。そして、充填材の注入後は充填材注入口と繋がるチューブを紐で縛ることにより注入圧で外部に溢れ出すのを簡単に防止でき、構造的に簡単で確実な閉止が行えるという利点がある。なお、前記充填材注入口と繋がるチューブを適宜長さ環状袋体の内部に延長しておけば、充填材を注入充填後に供給管を外すと充填膨出される充填材の圧力でそのチューブが袋体内で押し曲げられて、逆止弁の働きをなし、袋体外部への充填材の漏出を防止して作業性を向上させる効果がある。
【００１５】
本発明において、前記環状バッグのベース部は、前記二次覆工管体に装着する前側端部に、装着時における押し込み棒材先端を受け入れる複数個のポケットを有しているのがよい。こうすると、環状バッグを二次覆工管体の端部外周面に取り付けるに際し、ベース部の表面前側端部に設けられたポケットに押し込み棒の先端をあてがって管体に沿わせて押すことで、その管体外周に対して適度な余裕のある直径に形成されている柔軟なベース部を嵌めるのに、移動させる操作を容易にして効率よく装着させることができる。
【００１６】
また、前記固縛手段は、強靭なベルトを前記ベース部の表面に一部遊離させた状態で縫着されてなり、そのベルトの遊離部にはベルト締付具が付設されているのがよい。こうすると、固縛手段のベルトは、環状バッグのベース部上でその管体に対する装着時にベース部の展開とともにベルトも移動して所定の位置に配置されることになり、次の固縛操作を容易にするという利点がある。また、固縛に際しては、ベルトの一部をベース部から遊離させて設けてあるので、当該遊離部に付されている締付具をそのまま作動させることにより、ベルトを緊張させてベース部を管体に対して確実に固縛させることができるのである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１に本実施例のＦＲＰ製管体で二次覆工を行う管路の構築工事における二次覆工中詰め充填材の仕切り構築方法の態様説明図が、図２に仕切り構築部の拡大詳細図が、図３に堰き止め機構を構成する環状バッグの一部切断外形図が示されている。
【００１９】
これらの図によって示されるように、本実施例の二次覆工中詰め充填材の仕切り構築方法に使用される堰き止め機構５としては、布製の環状バッグ１０と、この環状バッグ１０を二次覆工管体１（ＦＲＰ製管体）の端部外周に装着して固定させる固縛手段２０と、によって構成されている。
【００２０】
布製の環状バッグ１０は、形成する布として非吸水性もしくは吸水機能の低い合成繊維（例えばポリアミド系繊維、ポリプロピレンなど）で織成された比較的厚手の織物を用い、使用対象となる前記二次覆工管体の外径寸法よりやや大きい直径となる筒状のベース部１１と、このベース部１１に基端部を縫着されて断面台形の環状に形成される環状袋体１５とで構成される。
【００２１】
前記ベース部１１は、装着する二次覆工管体１の軸線方向に所要幅（軸線方向の長さに対応）で筒状にされ、その両縁部１２，１２′は一方の縁部１２（使用時挿入前方側）を袋折して内側にゴムベルト１４を縫い込み、装着に際して管体外面に沿うように絞縮する機能が発揮できるようにされている。また、その一方の縁部１２外周部には適宜割り振りで複数個所に軸線反対方向に開く押し棒端受入れのポケット１３が設けられている。
【００２２】
前記環状袋体１５は、前記ベース部１１の幅方向における両縁部１２，１２′から適宜寸法中央寄りに基端部１５ａ，１５ａ（縫着基部）を縫着されて断面台形となる形状に縫製されている。したがって、袋体の外周面部１５ｂは所要の幅で平坦にされ、縦面形成部と縁で縫合されている。この環状袋体１５の手前側（前記押し棒端受入れのポケット１３形成部と反対）の面における上部（使用時における）位置に複数の充填材注入口１６となるチューブ１７が付設されている。これらのチューブ１７は充填材の注入ホース端部が挿入されて注入時に漏液しない程度の長さを有し、環状袋体１５の内部に適宜長さ延長して取付けられ、その内端部１７′には軸線方向に中間を縫合されて流入速度を早められるようにされ、その外部における中間部に充填後固縛できるように紐１７ａが付されている。また、袋を構成するための縫い合わせ部には、図示省略するが、スポンジもしくはとも生地を縫い合わせてミシン目からの漏水を防止するようにされる。
【００２３】
また、この環状袋体１５は、それを二次覆工管体１に取付けて膨らませた状態で、一次覆工壁２の内径（鋼製セグメントの場合の補強リブを除いた覆工板内径）よりやや大きい直径となるように外周面形成部の寸法を設定されている。
【００２４】
一方、固縛手段２０は、前記環状バッグ１０におけるベース部１１の表面に、環状袋体１５の縫着基部１５ａと縁部１２との中間位置で、強靭なベルト２１を一部を遊離させて縫着されている。そして、そのベルト２１の遊離部にベルト締付具２３が組み付けられている。そのベルト締付具２３としては、例えばラチエット機構を備えてレバー操作によってラチエット機構を介して次第に締まるように構成されるものが用いられる。なお、そのベルト締付具２３としては公知の例えばベルト式荷締め機などに使用されるものでよい。また、この固縛手段２０における前記ベルト締付具２３の取付位置は、前述の環状袋体１５に付設される充填材注入用のチューブ取付け側でベース部１１上に位置するように設けられる。
【００２５】
このように構成された堰き止め機構５を使用して中詰め充填材Ａの注入に際して仕切りを構築するには、予め施工される隧道の一次覆工壁２の口径、および二次覆工管体１の外径寸法に基づいて環状バッグ１０の寸法を設定製作する。この際、ベース部１１の幅寸法については、環状袋体１５が最大に膨出した状態で安定する寸法に設定される。その一例を示せば、環状袋体１５の基部幅寸法４００ｍｍ、高さ３５０ｍｍにおいてベース部１１の幅寸法が５６０ｍｍとされ、そのベース部の内径寸法１４５０ｍｍのものを、ＦＲＰ管の継手部外径１４１０ｍｍ、幅２５０ｍｍ、管部外径１３８３ｍｍのものに使用した。
【００２６】
このような堰き止め機構５は、まず管路構築現場において、環状バッグ１０を広げてベース部１１を二次覆工管体１の接続部（継手部）１ａの外周に被嵌させる。なお、二次覆工管体１は、一次覆工された隧道内において適宜木材などで軸心を一致させるようにサポートしておく。また、その二次覆工管体１の開口端部では万一の過負荷などに備えて内部にサポートを施し、保形するように養生するのが好ましい。また、この堰き止め機構５を配置する箇所としては、一次覆工セグメントの継ぎ手部３（フランジ部分）を覆うようにして設けるのが全体的な閉じ込め効果を得るのに好ましい。ただし、それに限定されるものではない。なお、図２では環状袋体１５の充填材注入による展開状態を明確にするために継ぎ手部３を離れた位置で表している。
【００２７】
前記環状バッグ１０を二次覆工管体１の外周部に被嵌させるには、まずベース部１１のゴムベルトを縫い込んだ縁部１２側をその二次覆工管体１の端部外周に外被させ、環状袋体１５を平均するようにさばいて、図４に例示するように、作業者がベース部１１の縁部１２表面に設けられたポケット１３部に長い押し棒Ｂの先端を差込んで管体外面に沿うようにして押し込む。この操作を複数箇所に設けられているポケット部１３で押し棒先端を当てがって、ベース部１１が順次全周において管体外周で、その幅寸法以上に管端から先に送り込まれて展開するように操作される。
【００２８】
こうしてベース部１１が管体の外周面に沿って所定の幅で展開して被嵌できれば、接続側（管端面側）の固縛手段２０におけるベルト締付具２３を操作してベルト２１を締め付けることにより、そのベルト２１の遊離部が引き寄せられて、その他の縫着されているベース部１１が二次覆工管体１の外周面に対して固縛定着される。なお、このベルト締付具２３による固縛力を受けない操作位置から見て奥に位置するベース部１１の縁部１２は、ゴムベルト１４の組み込みによる絞縮力で定置されている。
【００２９】
このような要領で堰き止め機構５を二次覆工管体１の接続部側管端外面部に装着固定したならば、掘削隧道坑外に設置されている中詰め充填材の調製プラント（図示せず）から隧道内に導入された充填材供給配管６端からその充填材Ａの供給ホース７を環状バッグ１０の充填材注入口１６と繋がるチューブ１７に挿入して、バルブを開いて環状袋体１５内に充填材Ａを注入する。
【００３０】
ここで使用される充填材には、中詰め充填材に使用されるフロー値が高くて低強度のモルタルを用いる。このような充填材の一例を示せば、モンモリロナイトを含む粘土を骨材として、これにベントナイトを加えたものと、セメントとを主材として、これに起泡剤を添加して水和混練するとともにエアーを混入させてなる気泡モルタルが用いられる。
【００３１】
このような充填材を環状バッグ１０内に充填すると、その環状袋体１５は前述のように広い表面積のベース部１１に対して基端部を所要の間隔を置いて縫着されて断面台形となる構造であるから、充填材の注入につれて次第に膨れ出し、まず環状下半部から充填されてその環状袋体１５の外周面１５ｂ部が一次覆工壁２に接触される。
【００３２】
この状態で一次覆工壁２に接触する環状袋体１５の外周面１５ｂは、厚手の布製であるからその一次覆工壁２（鋼製セグメント）のリブなどによる凹凸に対しても充填される充填材による充填圧で次第になじみ、順次充填材の袋内への注入によって、環状袋体１５が全周にわたり膨れ出すことにより当該位置での全壁面に密接して空間が閉鎖される。この際、充填材に含まれる過剰なエアや水分はその環状袋体１５が織成品であるから、織目を通じて適度に放出され、内部には大きな気泡や水溜まりのような強度的欠陥部が発生することはない。
【００３３】
しかも、充填材を注入して膨出された環状袋体１５は、その基部１５ａが幅広いベース部１１を管体に対して固縛されているので、膨出時に位置ずれを起こすことはなく、また外周面部が平坦面に形成されているので一次覆工壁２に対しての接触幅を広く取って凹凸に対するなじみ性を確保できる。したがって、仕切りとして空隙が発生することなく閉鎖できる。同時に充填された前記組成の充填材が硬化することにより、強固な仕切りが構築されることになる。
【００３４】
このようにして堰き止め機構５を固定化すると、例えば前記環状バッグ１０の膨出過程における終盤において、中詰め充填材の注入管を環状バッグ１０の環状袋体と一次覆工壁２面との間に介在させてセットすることで、特別に配管を施すことなく中詰め充填の準備を行うことができる。こうして、堰き止め機構５が機能する状態に達すると、環状袋体１５内への充填材の注入操作を停止する。その後、充填材注入口１６と繋がるチューブ１７に挿入していた充填材Ａの供給ホース７を抜き取る。こうすることにより、チューブ１７は環状袋体１５内に延長された内端部１７′部分が供給ホース７による保形を断たれることによって充填材Ａにより押されて折り曲げられ、自動的に逆止弁の働きをなし、供給ホース７をチューブ１７から抜き取っても充填材が即逆流するのを防止できる。したがって、供給ホース７をチューブ１７から抜き取った後に付属する紐１７ａで、そのチューブ１７を縛って充填材の硬化までに確実に逆流を防止できるのである。なお、前記チューブ１７から充填材の供給ホース７を抜き取る際に、そのチューブ１７の内端部１７′では一部を軸線上で縫合されているので、供給ホース７の抜き取りに伴なう逆折返し現象の発生もない。
【００３５】
こうして仕切りが出来上がれば、セットした注入管に中詰め充填材の供給管６を接続して中詰め充填材を２次覆工管体１と一次覆工壁２との間隙部に充填することができ、漏液することもない。
【００３６】
以上の説明では、管路が水平状態の場合を前提にして説明したが、堰き止め機構５は、前述のように使用前比較的軽量でかさ低いものであるから、例えば斜坑のように水平管路に比べて条件の悪い場合であっても、前記要領で管体に被嵌装着することと、充填材の注入固化の作用によって、それ以後に行われる流動性の良好な充填材の使用で簡単確実に中詰め充填操作ができ、作業能率を高めて短工期でＦＲＰ製管体を使用して覆工された管路の構築が経済的に実施できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施例のＦＲＰ製管体で二次覆工を行う管路の構築工事における二次覆工中詰め充填材の仕切り構築方法の態様説明図である。
【図２】図２は、仕切り構築部の拡大詳細図である。
【図３】図３は、堰き止め機構を構成する環状バッグの一部切断外形図である。
【図４】図４は、環状バッグを二次覆工管体の端部外周に装着する態様を表す図である。
【符号の説明】
１ 二次覆工管体
２ 一次覆工壁
５ 堰き止め機構
７ 充填材の供給ホース
１０ 環状バッグ
１１ ベース部
１２，１２′ 縁部
１３ ポケット
１４ ゴムバンド
１５ 環状袋体
１５ａ 環状袋体の基端部
１５ｂ 環状袋体の外周面部
１６ 充填材注入口
１７ チューブ
１７′ チューブの内端部
１７ａ 紐
２０ 固縛手段
２１ ベルト
２３ ベルト締付具
Ａ 充填材（中詰め充填材）

Claims (5)

1. 二次覆工に使用される二次覆工管体に対して中詰め充填材で所要の区間を区切るための二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構であって、
   比較的厚手の布で形成されて、前記二次覆工管体の外周面に被嵌定着される軸線方向に所要長さのベース部とこのベース部に基端を縫着されて環状に形成され充填材注入口を備える所要ボリュームの環状袋体とでなる環状バッグ、および前記環状バッグのベース部を前記環状袋体の前後で前記二次覆工管体に対して固縛定着する固縛手段を含むことを特徴とする二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構。
2. 前記環状袋体は、断面台形となるようにして基部が前記ベース部に縫着され、装着時における上側位置に前記充填材注入口を有している請求項１に記載の二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構。
3. 前記充填材注入口と繋がるチューブが設けられ、このチューブの適所に縛止用の紐が付されている請求項１または２に記載の二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構。
4. 前記環状バッグのベース部は、前記二次覆工管体に装着する前側端部に、装着時における押し込み棒材先端を受け入れる複数個のポケットを有している請求項１に記載の二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構。
5. 前記固縛手段は、強靭なベルトを前記ベース部の表面に一部遊離させた状態で縫着されてなり、そのベルトの遊離部にはベルト締付具が付設されている請求項１に記載の二次覆工中詰め充填材の仕切り堰き止め機構。

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