JP5188871B2 - 栓、栓装置、及び、セグメント - Google Patents

Description

本発明は、セグメントに形成された孔に対する係止部と、前記孔を閉塞可能な蓋部とを備えた栓、並びに、その栓を備えた栓装置、及び、その栓を取り付けてあるセグメントに関する。

かかる栓は、例えば、セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に並べ、セグメントに形成された孔の一例としてのグラウト注入用孔からモルタルをセグメントの外側面とトンネルの掘削面との間の空隙に注入したのちに、前記栓をグラウト注入用孔に取り付けて閉塞したり、エレクターのアームに設けられた雄ネジをセグメントに形成された孔の一例としてのセグメント把持用穴に設けられた雌ねじ構造の把持金具に螺合してセグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に並べたのちに、前記栓をセグメント把持用穴に取り付けて閉塞するようにしたものである。
従来、この種の栓では、単に、係止部にてセグメントに形成されたグラウト注入用孔に係止し、蓋部にてグラウト注入用孔を閉塞するものがあった（例えば、特許文献１、２参照。）。

実公平６−２４４７８号公報 実開平２−１１８９６号公報

ところで、例えば、コンクリート製のセグメントを組み立てて道路トンネルや貯水槽を構築するときにおいて、栓が金属製である場合には、道路内で車両火災が発生して栓が変形したり、貯水槽に水を貯留するときに栓が錆びたりしないように、充填材としてのモルタルにて蓋部とグラウト注入用孔とで囲まれる空間を充填して栓がトンネル空間内や貯水空間内に露出しないようにすることが考えられる。

しかしながら、従来の栓をグラウト注入用孔に取り付けて、栓の蓋部とグラウト注入用孔とで囲まれる空間にモルタルを充填するだけでは、モルタルが脱落する虞があり、改善の余地があった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、充填材が脱落する虞を防止できる栓、並びに、その栓を備えた栓装置、及び、その栓を取り付けてあるセグメントを提供する点にある。

本発明の栓は、セグメントに形成された孔の内周面に対する係止部と、前記孔を閉塞可能な蓋部とを備えた栓であって、前記蓋部の外周部に径方向外方側に向かって延びる鍔部が径方向に間隔を隔てる状態で複数個設けられることで自己と前記孔とで囲まれる空間に充填される充填材を係止する充填材係止部を形成してある点にある。

すなわち、前記蓋部に、自己と前記孔とで囲まれる空間に充填される充填材を係止する充填材係止部を形成してあるので、充填材係止部の係止により充填材が前記空間から脱落する虞を防止できる。
また、前記充填材係止部を構成するに、前記蓋部の外周部に径方向外方側に向かって延びる鍔部を設けてあるので、蓋部の外周部に鍔部を設けるだけの簡単な構造で充填材係止部を構成することができる。

本発明の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記孔がグラウト注入用孔又はセグメント把持用穴である点を特徴とする。

すなわち、前記孔がグラウト注入用孔又はセグメント把持用穴であるので、例えば、コンクリート製のセグメントを組み立てて道路トンネルや貯水槽を構築するときにおいて、充填材がトンネル空間内や貯水空間内に脱落する虞を防止することができる。特に、トンネルが道路トンネルの場合には、充填材が道路に落下して交通に支障が出ることを防止することができる。

本発明の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記充填材係止部が、前記充填材に埋設される鉄筋を係止する鉄筋係止部を兼ねるものである点を特徴とする。

すなわち、前記充填材係止部が、前記充填材に埋設される鉄筋を係止する鉄筋係止部を兼ねるものであるので、鉄筋係止部にて充填材に埋設される鉄筋を係止することにより、充填材の補強を図ることができ、充填材が脱落する虞を一層防止できながらも、鉄筋係止部を別に設けることを不要にできる等、構成の簡素化を図ることができる。

本発明の栓装置の第４特徴構成は、上記第３又は第４特徴構成に記載の栓と前記鉄筋係止部に係止される前記鉄筋とを備えた点を特徴とする。

すなわち、栓装置が、栓と鉄筋係止部に係止される鉄筋とを備えるものであるので、セグメントの設置箇所で鉄筋係止部にて鉄筋を係止することを不要にできる等、現地施工の簡略化を図ることができる。

本発明の栓装置の第５特徴構成は、上記第４特徴構成に加えて、前記鉄筋は、矩形枠状の鉄筋の長辺部分の両端を折り曲げて略コ字状の折り曲げ部が形成されるとともに、前記折り曲げ部で前記鉄筋係止部に係止される点にある。
本発明のセグメントの第６特徴構成は、上記第１〜第３特徴構成のいずれかに記載の栓を前記グラウト注入用孔又はセグメント把持用穴に取り付けてある点を特徴とする。

すなわち、セグメントが、栓をグラウト注入用孔又はセグメント把持用穴に取り付けたものであるので、上述の作用効果に加えて、例えば、コンクリート製のセグメントを組み立てて道路トンネルや貯水槽を構築するときにおいて、充填材としてのモルタルにて蓋部とグラウト注入用孔又はセグメント把持用穴とで囲まれる空間を充填することにより、栓が金属製であっても、道路内で車両火災が発生して栓が変形したり、貯水槽に水を貯留するときに栓が錆びたりすることを防止できる。

〔第１実施の形態〕
以下、本発明に係る栓について説明する。
図１〜図４に示すように、本発明の栓Ａは、セグメントＢに形成された孔Ｃの一例としてのグラウト注入用孔１に取り付けられるものであって、グラウト注入用孔１に対する係止部２と、グラウト注入用孔１を閉塞可能な蓋部３とを備えている。

具体的には、図１に示すように、コンクリート製のセグメントＢは、湾曲した矩形板状に形成され、セグメントＢの略中央部においてそのセグメントＢの内側面１３に開口状態で孔Ｃの一例としてのセグメント把持用穴１１が形成されるとともに、セグメントＢの略中央部から端部寄りの箇所においてそのセグメントＢの厚み方向に貫通する状態でグラウト注入用孔１が形成されている。グラウト注入用孔１は、セグメントＢの外側面１２に開口しかつセグメントＢの内部側に向かうほど径が小さくなる截頭円錐状の第１孔部分１ａと、セグメントＢの内側面１３に開口しかつセグメントＢの内部側に向かうほど径が小さくなる截頭円錐状の第３孔部分１ｃと、それら第１孔部分１ａの端部と第３孔部分１ｃの端部とを接続する円柱状の第２孔部分１ｂとを備えている。そして、第２孔部１ｂの内周面に略円筒状で鋼鉄製のソケット４が固定され、そのソケット４の内周面に雌ねじ部４ａが形成されている。

図２〜図４に示すように、鋳鉄製の栓Ａの係止部２における外周面には、ソケット４の雌ねじ部４ａに螺合される雄ねじ部２ａが形成されている。係止部２の内側（トンネル内方側）の端部に略円盤状の蓋部３が接続されている。蓋部３における内側の面に四角穴３ａが形成され、外周部に周方向に沿う凹溝３ｂが形成され、その凹溝３ｂにリング状のゴム製のシール材５が装着されている。そして、ソケット４の雌ねじ部４ａに係止部２の雄ねじ部２ａを螺着する際に、ソケット４と蓋部３にてシール材５が挟持されることにより、地下水等がトンネル空間内に侵入することを阻止できる。
尚、シール材５の材質としては、止水性の観点から、クロロプレンゴム等の水膨張性ゴムであることが好ましい。

そして、蓋部３に、自己とグラウト注入用孔１とで囲まれる空間に充填される充填材としての耐火モルタル６を係止する充填材係止部７を形成してあり、充填材係止部７が、耐火モルタル６に埋設される鉄筋８を係止する鉄筋係止部を兼ねるものである。そして、充填材係止部７を構成するに、蓋部３の外周部に径方向外方側に向かって延びる鍔部７ｂを設けてある。

具体的には、図２〜図４に示すように、充填材係止部７は、グラウト注入用孔１の軸芯１ｄを挟む状態で２つ設けられている。充填材係止部７は、蓋部３における内側の面から内側に突出する突出部７ａと、その端部から径方向外方側に向かって延びる鍔部７ｂとを備えて、断面形状が略Ｌ字状に構成されている。

矩形枠状の鉄筋をその長辺部分における一端側の夫々を直角に折り曲げて、略コ字状の一方側の折り曲げ部８ａが形成されるとともに、その長辺部分における他端側の夫々を一方側の折り曲げ部８ａの折り曲げ方向に沿って直角に折り曲げて、略コ字状の他方側の折り曲げ部８ａが形成されている。そして、一方側の鍔部７ｂに一方側の折り曲げ部８ａが係止されるとともに、他方側の鍔部７ｂに他方側の折り曲げ部８ａが係止されている。そして、栓Ａと鉄筋係止部に係止される鉄筋８とを備えて栓装置が構成されている。

次に、セグメントに形成されたグラウト注入用孔に栓を取り付ける手順について説明する。
予め工場等において蓋部３の充填材係止部７に鉄筋８を係止して栓装置を製作しておく。そして、セグメントＢをトンネル周方向及びトンネル長手方向に並べ、セグメントＢのグラウト注入用孔１からモルタル１４をセグメントＢの外側面１２とトンネルの掘削面１５との間に形成された空隙に裏込め注入してセグメントＢを固定し、蓋部３の四角穴３ａに図示しない回転操作具を挿入し、回転操作具を回転操作してソケット４の雌ねじ部４ａに係止部２の雄ねじ部２ａを螺合することにより栓装置をセグメントＢに形成されたグラウト注入用孔１に取り付けて閉塞し、蓋部３における内側の面と第３孔部分１ｃとで囲まれる截頭円錐状の空間に耐火モルタル６を充填して固化させる。これにより、耐火モルタル６内に鉄筋８が埋設されることで耐火モルタル６の補強を図ることができ、充填材係止部７が耐火モルタル６だけでなく耐火モルタル６に埋設される鉄筋８をも係止することで耐火モルタル６が脱落する虞を一層防止できながらも、鉄筋係止部を別に設けることを不要にできる等、構成の簡素化を図ることができる。

〔第２実施の形態〕
この実施形態では、第１実施形態の構成と異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
以下、本発明に係る栓について説明する。
図５、図６に示すように、蓋部３における内側の面に四角ボス部３ｃが内側に突設されている。そして、蓋部３に、充填材係止部７としての蓋部３における内側の面から内側に延びるほど径方向外方側に拡がる拡径部７ｃが形成されている。したがって、拡径部７ｃが鍔部７ｂを構成する。

〔別実施の形態〕
（１）上記各実施形態では、栓ＡがセグメントＢに形成されたグラウト注入用孔１に取り付けられる構成を例示したが、これに限られるものではなく、栓がセグメントＢに形成されたセグメント把持用穴１１に取り付けられる構成でもよい。

（２）上記各実施形態では、蓋部３の外周部に径方向外方側に向かって延びる鍔部７ｂを設ける構成を例示したが、これに限られるものではなく、図７に示すように、蓋部３の外周部に径方向内方側に向かって延びる鍔部７ｂを設けたり、蓋部の外周部に径方向外方側及び内方側に向かって延びる鍔部を設ける構成でもよい。さらに、図８に示すように、蓋部３の四角穴３ａに充填材係止部７としての陥没部３ｄを形成する構成や、図９に示すように、蓋部３における内側の面から内側に突出する台形状の板状部材９を２つ設け、その板状部材９の夫々に充填材係止部７としての穴９ａを形成する構成や、図１０に示すように、蓋部３及びその蓋部３の周縁から内側に突出する略円筒状の起立縁１６の外周面を波状に形成して充填材係止部７を構成したり、図１１に示すように、蓋部３における内側の面の中央部から内側に突出する矩形状の板状部材１０を１つ設け、その板状部材に充填材係止部７としての穴１０ａを形成する構成としてもよい。

（３）上記各実施形態では、蓋部３の外周部に２つの鍔部７ｂを設ける構成を例示したが、これに限られるものではなく、複数の鍔部を周方向に間隔を隔てる状態で設けてもよい。さらに、１つの鍔部を蓋部３の外周部の全周に亘って設けてもよい。

（４）上記各実施形態では、充填材係止部７が鉄筋係止部を兼ねる構成を例示したが、これに限られるものではなく、鉄筋係止部を充填材係止部とは別に設けてもよい。具体的には、蓋部の外周面に鉄筋挿入用穴を形成して、鉄筋を係止する鉄筋係止部を構成してもよい。

（５）上記各実施形態では、コンクリート製のセグメントＢである構成を例示したが、これに限られるものではなく、ダクタイルセグメントやスチールセグメントであってもよい。

（６）上記各実施形態では、充填材が耐火モルタル６である構成を例示したが、これに限られるものではなく、通常のモルタル、コンクリート、及び、それらに合成樹脂を混在したものであってもよい。

（７）上記各実施形態では、栓Ａは鋳鉄製である構成を例示したが、これに限られるものではなく、鋼鉄製であってもよく、あるいは、合成樹脂製であってもよい。

（８）上記各実施形態では、ソケット４は鋼鉄製である構成を例示したが、これに限られるものではなく、鋳鉄製であってもよく、あるいは、合成樹脂製であってもよい。

（９）上記各実施形態では、予め工場等において蓋部３の充填材係止部７に鉄筋８を係止して栓装置を製作したのちに、栓装置をセグメントＢに形成されたグラウト注入用孔１に取り付ける構成を例示したが、栓ＡをセグメントＢに形成されたグラウト注入用孔１に取り付けたのちに、蓋部３の充填材係止部７に鉄筋８を係止してもよい。又、鉄筋８に限られるものではなく、針金などの線材や樹脂であってもよい。

（１０）上記各実施形態では、折り曲げ部８ａが略コ字状である構成を例示したが、略コ字状でなくてもよい。

セグメントの側面図及び正面図 第１実施形態におけるセグメントに栓を取り付けた状態を示す図 第１実施形態における栓の断面側面図 第１実施形態における栓の背面図 第２実施形態における栓の断面側面図 第２実施形態における栓の背面図 別実施形態における栓の断面側面図 別実施形態における栓の断面側面図 別実施形態における栓の断面側面図 別実施形態における栓の断面側面図 別実施形態における栓の断面側面図

１ グラウト注入用孔
２ 係止部
３ 蓋部
６ 充填材
７ 充填材係止部
Ａ 栓
Ｂ セグメント
Ｃ 孔

Claims (6)

1. セグメントに形成された孔の内周面に対する係止部と、
   前記孔を閉塞可能な蓋部とを備えた栓であって、
   前記蓋部の外周部に径方向外方側に向かって延びる鍔部が径方向に間隔を隔てる状態で複数個設けられることで自己と前記孔とで囲まれる空間に充填される充填材を係止する充填材係止部を形成してある栓。
2. 前記孔がグラウト注入用孔又はセグメント把持用穴である請求項１に記載の栓。
3. 前記充填材係止部が、前記充填材に埋設される鉄筋を係止する鉄筋係止部を兼ねるものである請求項１又は２に記載の栓。
4. 請求項３に記載の栓と前記鉄筋係止部に係止される前記鉄筋とを備えた栓装置。
5. 前記鉄筋は、
   矩形枠状の鉄筋の長辺部分の両端を折り曲げて略コ字状の折り曲げ部が形成されるとともに、
   前記折り曲げ部で前記鉄筋係止部に係止される請求項４に記載の栓装置。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の栓を前記孔に取り付けてあるセグメント。

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