JP6139631B2 - オープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法 - Google Patents
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Description
本発明は、市街地に上下水道、地下道等の地下構造物を施工するオープンシールド工法に使用するコンクリート函体の止水継手方法に関するものである。
オープンシールド工法に使用するコンクリート函体の止水継手に関しては下記特許文献にもその一例がある通り、帯紐状のシール材が使用される。
特開２００８−３８５２９号公報
図１３に示すように、コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製またはＰＣコンクリート製のもので、左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面が開口として開放されている。
さらに、コンクリート函体４は相互に接合する場合のインサート（ボルト挿入孔）１２を設けている。
このインサート（ボルト挿入孔）１２から先は図１４に示すようにシース孔１６として形成され、その先に定着部１０が形成されるための箱抜き穴がある。
また、コンクリート函体４は地下構造物として耐震性を持たせるため可撓継手とする場合にはコンクリート函体４間にクッション材１１を介在させ、かつ、スポンジやゴムパッキング等による帯紐状シール材１３を配設している。
クッション材１１は、コンクリート函体４の左側板４ａ、右側板４ｂの端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板である。
帯紐状シール材１３は吊り下すコンクリート函体４に予めセットされるもので、図１３に示すように相互に接続されるコンクリート函体４の一方のコンクリート函体４のみに設けられ、他方のコンクリート函体４ではこの帯紐状シール材１３を受け入れる溝を設けたりする。
次にこのようなコンクリート函体４を使用するオープンシールド工法の概要について説明すると、図１５、図１６に示すように、発進立坑内にこのオープンシールド機１を設置して、オープンシールド機１の推進ジャッキ３を伸長して発進坑内の反力壁に反力をとってオープンシールド機１を前進させ、地下構造物を形成する第１番目のコンクリート函体４をクレーン等の揚重機１４により上方から吊り降し、オープンシールド機１のテール部１ｂ内で縮めた推進ジャッキ３の後方にセットする。
ショベル等の掘削機７でオープンシールド機１の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土する。この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキ３を伸長してオープンシールド機１を前進させる。
そして前記第１番目のコンクリート函体４の前に第２番目のコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降す。以下、同様の排土工程、前進工程、コンクリート函体４のセット工程を適宜繰返して、順次コンクリート函体４をオープンシールド機１の前進に伴い縦列に地中に残置し、さらにこのコンクリート函体４の上面に埋戻しを施す。
このようにして、オープンシールド機１が到達坑まで達したならばこれを撤去して工事を完了する。図１７に完成状態を示す。
前記オープンシールド工法では、ショベル等の掘削機でオープンシールド機の前面又は上面から土砂を掘削しかつ排土し、この排土工程と同時またはその後に推進ジャッキを伸長してオープンシールド機を前進させるもので、コンクリート函体はジャッキ推力の反力を受けるため設置時にはしっかりとした締結が要求され、その後、地震時のコンクリート函体４の変位に対応してコンクリート函体同士の接続を可撓継手とすることが求められる。
地震時のコンクリート函体４の変位は、図１８に示すように、コンクリート函体４の接続時およびその後に通常時に対して地震時は曲げ状態となってコンクリート函体４相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる。
このような変化のあるコンクリート函体同士の接続状態での止水において、帯紐状シール材１３の復元力にもよるがシール効果を継続して維持することが十分に期待できないおそれがあった。
特に、帯紐状シール材１３は相互に接続されるコンクリート函体４の一方のコンクリート函体４のみに設けられるので、シール材を相手コンクリート函体に押し付けるだけではコンクリート函体同士の開きなどに対応できない。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、地震時にコンクリート函体相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる場合にも止水性を確保できるオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法を提供することにある。
前記目的を達成するため請求項１記載の本発明は、中央に空間部を有する閉鎖断面のコンクリート函体の前後方向の端面に弾性圧縮性がある帯紐状のシール材を被着させるオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手において、接合するコンクリート函体同士のシール材同士を衝合させ、また、コンクリート函体は相互に接合する場合のインサートを設け、このインサートから先はシース孔として形成され、その先に定着部が形成されるための箱抜き穴があり、シース孔に抜け出し防止用金具として定着ボルトを挿通させ、定着部において定着部プレートを介在させてナットで締結するが、掘進が終わりコンクリート函体に反力が必要なくなった時に定着ボルトを緩め、緩衝ゴムリングによる緩衝材を介在させて定着ボルトを固定し、定着部で定着ボルト端部周囲に無収縮モルタルを充填して可撓継手として形成することを要旨とするものである。
請求項１記載の本発明によれば、接合するコンクリート函体同士の双方に帯紐状のシール材を被着させ、このシール材同士を衝合させることにより、シール材は潰れて圧接し、止水が確保できる。
そして、施工完了後のコンクリート函体の供用時には可撓継手として形成するのでコンクリート函体同士は締結が少しだけ緩み、シール材は潰れた状態で衝合はしているが、圧縮率は少し減じる。
地震時では、コンクリート函体は目地が開くように挙動し、曲げ状態の場合もコンクリート函体相互が目地が開くように挙動し、シール材は潰れた状態で衝合はしているものの止水に必要な圧縮率は確保でき、止水を継続できる。すなわち、相互に圧接する帯紐状シール材は圧接する状態は多少緩んでも相互の接合が無くなることはなく、止水の確保は継続できる。
また、オープンシールド機を前進はコンクリート函体は定着ボルトでしっかりとした締結が行われ、その後、掘進が終わりコンクリート函体に反力が必要なくなった時に地震時のコンクリート函体の変位に対応してコンクリート函体同士の接続を可撓継手とすることができる。
請求項２記載の本発明はシール材は矩形断面であることを要旨とするものである。
請求項２記載の本発明によれば、衝合する面は平面同士であり、密接な接合が得られ、止水性が高い。
請求項３記載の本発明は、シール材の衝合面を接着面としたことを要旨とするものである。
請求項３記載の本発明によれば、シール材の衝合面を接着面とすることで、衝合するシール材は相互に接着して一体的になるので、より止水効果が高まる。
請求項４記載の本発明は、シール材の衝合面を嵌合面としたことを要旨とするものである。
請求項４記載の本発明によれば、シール材の衝合面を嵌合面とすることで、衝合するシール材は相互に嵌合して一体的になるので、より止水効果が高まる。
以上述べたように本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手は、地震時にコンクリート函体相互の継手に開きや圧縮が生じる場合や、抜け状態となって開きを生じる場合にも止水性を確保できるものである。
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の止水継手を備えたオープンシールド工法において使用するコンクリート函体を示すもので、前記従来例を示す図１３と同一構成要素には同一参照符号を付したものである。
従来と本発明との相違は、本発明は接合する中央に空間部を有する閉鎖断面のコンクリート函体４の端面のいずれにも弾性圧縮性がある帯紐状のシール材１３を被着させるようにしたことである。
これにより、接合するコンクリート函体４同士のシール材１３同士を衝合させるものである。
コンクリート函体４は鉄筋コンクリート製またはＰＣコンクリート製のもので、左側板４ａ、右側板４ｂと上床板４ｃと下床板４ｄとからなるもので、前後面が開口として開放されている。
さらに、コンクリート函体４は相互に接合する場合のインサート（ボルト挿入孔）１２を設けている。
このインサート（ボルト挿入孔）１２から先は図１４に示すようにシース孔１６として形成され、その先に定着部１０が形成されるための箱抜き穴がある。
また、コンクリート函体４は地下構造物として耐震性を持たせるため可撓継手とするもので、コンクリート函体４間にゴム等のクッション材１１を介在させた。
クッション材１１は、コンクリート函体４の左側板４ａ、右側板４ｂの端面を上下に沿って覆うものとして、幅広の帯板である。
かかるコンクリート函体４を使用するオープンシールド工法の概要については前記図１５、図１６について説明した通りであり、説明を省略する。
シール材１３は、図２、図３にも示すようにコンクリート函体４の端面に形成する周方向に伸びる浅い溝２０に貼設する断面矩形（２０ｍｍ×３０ｍｍ）の帯状シール材で、弾性圧縮性がある。
図２、図３の（ａ）は函体装着時、（ｂ）は推進時・供用時、（ｃ）は地震時で、函体装着時コンクリート函体４同士は離れており、シール材１３は高さＨ＝２０ｍｍ×２の状態である。また、クッション材１１も相手方コンクリート函体に接していない。
推進時（オープンシールド機の）にはコンクリート函体４同士は締結され、クッション材１１はコンクリート函体４同士の間に挟まれるととともに、シール材１３は潰れて高さＨ＝４．５ｍｍ×２の状態となる。（圧縮率７８％）
シール材１３は矩形断面なので衝合する面は平面同士であり、密接な接合となる。
施工完了後のコンクリート函体４の供用時にはコンクリート函体４同士は締結が少しだけ緩み、シール材１３は潰れた状態で衝合はしているが、高さＨ＝５．５ｍｍ×２の状態となる。（圧縮率７２％）
コンクリート函体４相互に締結については、図４に示すようにシース孔１６に抜け出し防止用金具として定着ボルト１７を挿通させ、定着部１０において定着部プレート２１を介在させてナット２２で締結するが、掘進が終わりコンクリート函体４に反力が必要なくなった時に定着ボルト１７を緩め、緩衝ゴムリングによる緩衝材１８を介在させて定着ボルト１７を固定し、定着部１０でボルト端部周囲に無収縮モルタル１９を充填して可撓継手として形成する。
地震時では、コンクリート函体４は目地が開くように挙動し、曲げ状態の場合もコンクリート函体４相互が目地が開くように挙動し、シール材１３は潰れた状態で衝合はしているものの、高さＨ＝１０．５ｍｍ×２の状態となる。（圧縮率４８％）これでも止水を継続している。
図５〜図７は本発明の第２実施形態を示すもので、シール材１３同士の衝合面を接着面とした。
図５はブチルゴム２３をもって接着する場合、図６は両面接着テープ２４をもって接着する場合、図７はエポキシ樹脂その他の接着塗料による接着材２５をもって接着する場合である。
弾性圧縮性がある帯紐状のシール材１３はコンクリート函体４の端面に被着してなるものであり、このようにシール材１３の衝合面を接着面とすることで、衝合するシール材１３は相互に接着して一体的になるので、コンクリート函体４同士は継手においてシール材１３により完全に封止される。
図５〜図７は本発明の第２実施形態を示すもので、シール材１３同士の衝合面を凹凸による嵌合面２６とした。
接合するコンクリート函体４のうち、一方のコンクリート函体４に被着するシール材１３の衝合面を凸または凹とし、他方のコンクリート函体４に被着するシール材１３の衝合面を凹または凸とすれば、特にその形状に限定はなく、図８は半円状の溝と凸条を混在させた場合、図９は全体的に大きな凸条と凹溝とした場合、図１０は矩形断面の凹溝と凸条とした場合、図１１は半円形の凹溝と凸条とした場合、図１１は段違いとした場合である。
このようにシール材１３の衝合面を嵌合面とすることで、衝合するシール材は相互に嵌合して一体的になるので、より止水効果が高まる。
なお、前記第２実施形態のシール材１３同士の衝合面を接着面とすることと、第３実施形態の嵌合面とすることを組み合わせてもよい。
１…オープンシールド機 １ａ…フロント部
１ｂ…テール部 ２…中折れ部
３…推進ジャッキ(シールドジャッキ)
４…コンクリート函体 ４ａ…左側板
４ｂ…右側板 ４ｃ…上床板
４ｄ…下床板
５…底板 ６…スライド土留板
７…掘削機 ８…プレスバー（押角）
９…裏込注入材 １０…定着部
１１…クッション材 １２…インサート（ボルト挿入孔）
１３…シール材 １４…揚重機
１５…ガイドピン挿入孔 １６…シース孔
１７…定着ボルト １８…緩衝材
１９…無収縮モルタル ２０…溝
２１…定着部プレート ２２…ナット
２３…ブチルゴム ２４…両面接着テープ
２５…接着材 ２６…嵌合面
１ｂ…テール部 ２…中折れ部
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Claims (4)
- 中央に空間部を有する閉鎖断面のコンクリート函体の前後方向の端面に弾性圧縮性がある帯紐状のシール材を被着させるオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手において、接合するコンクリート函体同士のシール材同士を衝合させ、また、コンクリート函体は相互に接合する場合のインサートを設け、このインサートから先はシース孔として形成され、その先に定着部が形成されるための箱抜き穴があり、シース孔に抜け出し防止用金具として定着ボルトを挿通させ、定着部において定着部プレートを介在させてナットで締結するが、掘進が終わりコンクリート函体に反力が必要なくなった時に定着ボルトを緩め、緩衝ゴムリングによる緩衝材を介在させて定着ボルトを固定し、定着部で定着ボルト端部周囲に無収縮モルタルを充填して可撓継手として形成することを特徴としたオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法。
- シール材は矩形断面である請求項１記載のオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法。
- シール材の衝合面を接着面とした請求項１または請求項２記載のオープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法。
- シール材の衝合面を嵌合面とした請求項１または請求項２記載オープンシールド工法用コンクリート函体の止水継手方法。
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