JP4318832B2 - 取水用セグメント - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに接合されることにより、トンネル覆工体を構成するセグメントに係り、特に、周囲の地下水や海水を内周側へ取り入れて導く取水型トンネルの覆工体を構成する取水用セグメントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、地下水や海水を利用するために、周囲の地下水や海水を内周側へ取り入れて導く取水型トンネルが構築されている。
図5に示すように、この取水型トンネルを構成する筒状の覆工体1は、複数の取水用セグメント2から構成されたもので、これら複数の取水用セグメント2同士を周方向及び軸方向へ互いに接合することにより構築されている。
この取水用セグメント2は、図6及び図7にも示すように、円弧版状に形成されたもので、外周面側に凹部3が形成されたコンクリート製のセグメント本体4と、このセグメント本体4の凹部3に充填された多孔質の透水性コンクリート(ポーラスコンクリート)からなる透水層5とを有している。
コンクリート本体4には、内周面4aと凹部3の底面3aとに連通する複数の取水孔6が形成されている。また、凹部3には、その底面3aに沿って、透水性を有するフィルター7が敷き詰められている。なお、符号8は、各取水用セグメント2同士を接合させるための継手部である。
また、各取水用セグメント2の取水孔6には、予めキャップが嵌め込まれ、覆工時における覆工体1内への水の流入が防止されている。
【0003】
そして、上記構造の取水用セグメント2同士を接合させて構築された覆工体1によれば、各取水用セグメント2の取水孔6のキャップを取り外すことにより、各取水用セグメント2の透水層5に染み込んだ覆工体1の外周側の地下水や海水が、フィルター7を通過して取水孔6から内周面4a側へ導かれ、その後、覆工体1内を流されて導かれてポンプ等によって汲み上げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記取水型トンネルの覆工体1を構成する取水用セグメント2は、型枠を用いて成型されるが、複数の取水孔を有するため、型枠が複雑化してしまい設備費が嵩んでしまうという問題があった。
しかも、型枠によってコンクリート製のセグメント本体4を成型した後に、さらに透水性コンクリートを打設して透水層5を成型しなければならず、その製造作業に多大な手間を要するという問題があった。
また、この種の取水用セグメント2は、その外周面が透水性コンクリートが露出されて比較的粗面とされているので、シールドマシンによって推進して掘削する際に、透水性コンクリートが露出された外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗が著しく、その耐用年数が短くなってしまうという問題があった。
【0005】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて容易にかつ低コストにて製造することができ、しかも、シールドマシンのテールブラシの耐用年数の長期化を図ることが可能な取水用セグメントを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1記載の取水用セグメントは、互いに接合させることにより円筒状の覆工体を構成するとともに、外周側の水を内周側へ取り入れる取水用セグメントであって、
内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内を長手方向に延びる区画板によって二つの空間に区画し、一方の空間は外周面に鋼板からなる外面スキンプレートが設けられて低摩擦部とされて密閉された密閉空間部とされ、他方の空間は透水性コンクリートが充填された透水部とされ前記スキンプレートには前記透水性コンクリートに染み込んだ水を内周側へ導く取水孔である孔部が設けられてなり、シールドマシンのテールブラシを前記外面スキンプレートと密着させて摩擦抵抗を低減させるようにしたことを特徴としている。
【0007】
このように、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内に透水性コンクリートが充填されて、この透水性コンクリートに染み込んだ水をスキンプレートの取水孔から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体へ透水性コンクリートを充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
さらには、外周面の一方の空間に、鋼板からなる外面スキンプレートが設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシの耐用年数の長期化を図ることができる。
【0009】
しかも、枠体内が区画板によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレートが設けられて密閉された密閉空間部とされているので、この密閉空間部においては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体を有する取水用セグメントとすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の取水用セグメントの実施の形態例を図面を参照して説明する。
図1及び図2において、符号11は、取水用セグメントである。
この取水用セグメント11は、枠体12と、この枠体12内に打設された透水性コンクリート13とから構成された円弧版状に形成されている。
枠体12は、内周面側に設けられたスキンプレート14と、このスキンプレート14の外周側における両側部に設けられた主桁板15と、スキンプレート14の外周側における両端部に設けられた継手板16とを有している。
【0011】
また、スキンプレート14の外周側には、長手方向へわたって区画板17が設けられており、この区画板17によって枠体12内が二つの空間に区画されている。そして、この区画板17によって区画された一方の空間の外周側には、外面スキンプレート18が設けられ、これにより、この一方の空間は、スキンプレート14、主桁板15、継手板16、区画板17及び外面スキンプレート18によって閉鎖されている。
【0012】
そして、区画板17によって区画された二つの空間の内、外面スキンプレート18によって密閉された空間が密閉空間部10Aとされ、透水性コンクリート13が充填された空間が透水部10Bとされている。
枠体12内における他方側の空間である透水部10Bには、断面視L字状に形成された複数のリブ19が設けられている。これらリブ19は、主桁板15と区画板17との間にわたってそれぞれ設けられたもので、スキンプレート14の長手方向へ間隔をあけて設けられている。
【0013】
なお、これらスキンプレート14、主桁板15、継手板16、区画板17、外面スキンプレート18及びリブ19は、それぞれ鋼板から形成されたもので、互いに溶接固定されている。
【0014】
また、透水部10Bにおけるスキンプレート14には、複数の孔部21が形成されている。また、透水部10Bにおけるスキンプレート14の外周面側には、孔部21を臨む位置に、それぞれ円筒体22が孔部21と連通するように設けられており、これら円筒体22及び孔部21によって取水孔20が形成されている。
【0015】
円筒体22は、低膨張性の合成樹脂から形成されたもので、例えば、ポリエチレン樹脂によって形成されている。
図3にも示すように、円筒体22には、その外周面に、周方向へわたって定着つば部23が形成されおり、この定着つば部23によって、枠体12内に打設された透水性コンクリート13と高い定着力にて定着されている。
さらに、円筒体22には、その内周面に、台形ねじからなる雌ねじ部24が形成されており、この雌ねじ部24には、外周面に台形ねじからなる雄ねじ部25が形成されたキャップ26がねじ込まれて取り付けられるようになっている。
【0016】
そして、このキャップ26を円筒体22に取り付けることにより、円筒体22によって形成された取水孔20が閉塞されるようになっている。なお、このキャップ26も、例えばポリエチレン樹脂等の合成樹脂から形成されている。また、符号27は、キャップ16を回転させるために形成された取っ手部である。
さらに、円筒体22には、取水用セグメント11の外周側の端部の開口部分に、フィルター28が設けられている。
なお、符号29は、内周面側から外周面側へグラウト材を注入するためのグラウトホールである。
【0017】
また、主桁板15の一方には、外方へ突出する雄継手31が設けられ、主桁板15の他方には、雄継手31が挿通される挿通孔32が形成されている。また、他方の主桁板15には、その内面側に、挿通孔32を囲うように空間形成部材33が設けられており、挿通孔32に挿入される雄継手31が収納される空間が形成されている。
【0018】
つまり、一方の取水用セグメント11の雄継手31を、他方の取水用セグメント11の挿通孔32へ挿通させることにより、取水用セグメント11同士が軸方向へ互いに接合されるようになっている。
【0019】
また、継手板16には、締結用ボルトが挿通されるボルト挿通孔34が形成されており、取水用セグメント11の継手板16同士を当接させて互いのボルト挿通孔34を連通させた状態にて、内面側に形成された図示しないボルトボックスから締結用ボルトを挿通し、ナットを締結することにより、取水用セグメント11同士が周方向へ接合されるようになっている。
【0020】
そして、上記構造の取水用セグメント11を、掘削孔内にて周方向及び軸方向へそれぞれ接合することにより、筒状の覆工体1が構築される。
ここで、この取水用セグメント11には、その外周面側の一部に外面スキンプレート18が露出した部分、つまり低摩擦部が設けられて低摩擦化されているので、図4に示すように、シールドマシンMが推進する際に、取水用セグメント11の外周面と密着しながら移動するテールブラシBとの摩擦抵抗を低減させることができ、これにより、テールブラシBの摩耗が極力抑えられる。
【0021】
そして、上記のようにして覆工体1を構築したら、この覆工体1を構成するそれぞれの取水用セグメント11の円筒体22にねじ込まれたキャップ26を取り外すことにより、円筒体22及び孔部21によって形成された取水孔20から、透水性コンクリート13に染み込んだ地下水あるいは海水が取り入れられ、覆工体1内を流されてポンプ等により汲み上げられる。
【0022】
以上説明したように、この取水用セグメント11によれば、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレート14の外周側における周囲に鋼板からなる主桁板15及び継手板16が設けられた枠体12内に透水性コンクリート13が充填されて、この透水性コンクリート13に染み込んだ水を円筒体22及びスキンプレート14の孔部21からなる取水孔20から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体12へ透水性コンクリート13を充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
【0023】
さらには、外周面の一部に、鋼板からなる外面スキンプレート18が設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンMのテールブラシBの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシBの耐用年数の長期化を図ることができる。
また、枠体12内が区画板17によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレート18が設けられて密閉された密閉空間部10Aとされているので、この密閉空間部10Aにおいては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体12を有する取水用セグメント11とすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【0024】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の取水用セグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項1記載の取水用セグメントによれば、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内に透水性コンクリートが充填されて、この透水性コンクリートに染み込んだ水をスキンプレートの取水孔から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体へ透水性コンクリートを充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
さらには、外周面の一部に、鋼板からなる外面スキンプレートが設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシの耐用年数の長期化を図ることができる。
【0025】
しかも、枠体内が区画板によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレートが設けられて密閉された密閉空間部とされているので、この密閉空間部においては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体を有する取水用セグメントとすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の取水用セグメントの構成及び構造を説明する取水用セグメントの斜視図である。
【図2】 本発明の実施の形態の取水用セグメントの構成及び構造を説明する取水用セグメントの軸方向の断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態の取水用セグメントの取水孔部分の構造を説明する取水用セグメントの一部の断面図である。
【図4】 本発明の実施の形態の取水用セグメントを用いた覆工時におけるシールドマシンのテール部分における断面図である。
【図5】 取水型トンネルの覆工体の構成及び構造を説明する覆工体の概略斜視図である。
【図6】 取水型トンネルの覆工体を構成する従来の取水用セグメントの斜視図である。
【図7】 取水型トンネルの覆工体を構成する従来の取水用セグメントの断面図である。
【符号の説明】
1 覆工体
10A 密閉空間部
10B 透水部
11 取水用セグメント
12 枠体
13 透水性コンクリート
14 スキンプレート
15 主桁板
16 継手板
17 区画板
18 外面スキンプレート
20 取水孔
21 孔部
Claims (1)
- 互いに接合させることにより円筒状の覆工体を構成するとともに、外周側の水を内周側へ取り入れる取水用セグメントであって、
内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内を長手方向に延びる区画板によって二つの空間に区画し、
一方の空間は外周面に鋼板からなる外面スキンプレートが設けられて低摩擦部とされて密閉された密閉空間部とされ、
他方の空間は透水性コンクリートが充填された透水部とされ、前記スキンプレートには前記透水性コンクリートに染み込んだ水を内周側へ導く取水孔である孔部が設けられてなり、
シールドマシンのテールブラシを前記外面スキンプレートと密着させて摩擦抵抗を低減させるようにしたことを特徴とする取水用セグメント。
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