JP6979417B2

JP6979417B2 - オープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法

Info

Publication number: JP6979417B2
Application number: JP2019075514A
Authority: JP
Inventors: 誠植村; 賢治郎植村; 正一日浦
Original assignee: 誠植村; 賢治郎植村
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2019-04-11
Publication date: 2021-12-15
Anticipated expiration: 2039-04-11
Also published as: JP2020172800A

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用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法に関する。

最近、大地震による側方流動のような地盤変動から生ずる地盤ひずみに対応してボックス・カルバート、側溝等のコンクリート函体の地下構造物の耐震性を保持するのには、地下構造物の剛性を低下させ、なるべく柔軟構造として地盤変形を吸収する方法が得策であることが判ってきた。この場合、地下埋設構造物相互の接続部位が大きく変動しても充分に止水性を確保する必要がある。

下記特許文献は、地震や振動等の外力に対する追従性と伸長度とが良く、止水性と強度に優れ、さらには部品点数が少なく製作および設計が容易であり、製作費、工事費、資材費を安価にするコンクリート製接合物の止水用接合部材として提案されたものである。
特許第３９５４６７３号公報

コンクリート製接合物の接合時に衝合可能になる接合面に設けるものとして、ゴムまたは合成樹脂よりなる弾性材にて正面略環状に形成される接合部材本体は開列用空間部を複数個形成して、大きな地震または振動等の外力による引張力や圧縮力がコンクリート製接合物の接合部に加わると、開列用空間部は左右方向に開離されることにより接合部材本体は蛇腹状になる。

前記特許文献１の接合方法では、接合部材本体はその両側端に設けた突状部を接合面に設けた開口部からその奥に設けた取付孔内に挿入し、その後、グラウト材を充填、固化するものであり、取り付けが面倒であるとともに、コンクリート製接合物を接合する前に取り付ける必要があり、しかも、グラウト材を充填し、その固化を待って固定するものであるので取り付けに時間と手間がかかる。

また、接合部材本体６が蛇腹状になることで大きな地震または振動等の外力による引張力や圧縮力がコンクリート製接合物の接合部に加わることに対応するが、開くことに限界がある。

本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、シール材は弾性ヒンジを設けて折り畳んだ状態から幅方向に大きく開き可能とするので、コンクリート函体相互の継手に大きな開きやずれが生じる場合でも対応でき、しかも、取り付けも簡単で、設置に手間がかからないオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長して左右側板と上床板と下床板とからなるコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、既設のコンクリート函体に対して新たなコンクリート函体をオープンシールド機のテール部内に吊り降して接続する際に、コンクリート函体相互を定着ボルトで締結してシール材相互を押圧させ、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て可撓継手として形成するオープンシールド工法用コンクリート函体の接合面に貼設する帯状シール材は、非可撓板体による細長片部材の縁同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して折り畳んだ状態から開き可能とし、コンクリート函体の端面に板体による細長片部材の一端を係止し、コンクリート函体同士を接合する際に、板体による細長片部材の反対側の一端同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して開き可能として、コンクリート函体を対向させ、折り畳んだ状態の板体による細長片部材の他端を他方コンクリート函体に貼設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、帯状シール材は板体による細長片部材の縁同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して開き可能に形成したものであり、ヒンジは弾性体により伸びで細長片部材同士の開きを許容できる。

そして、ヒンジ部分は帯状シール材の設置現場で板体による細長片部材の縁同士に弾性接着剤を塗布することで形成できるので、シール材の完成品を持ちまずともすむ。

さらに、細長片部材となる板体は非弾性板体でよく、非透水性であれば硬質ゴム、合成樹脂、木材、金属等種々のものから選定できる。

また、接合するコンクリート函体の接合面それぞれ板体による細長片部材の縁同士を弾性接着剤によるヒンジ結合しておき、コンクリート函体を接合する際に反対側の一端同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して開き可能とすることができる。

これに加えて、折り畳んだ状態の板体による細長片部材の一端を一方のコンクリート函体に貼設し、コンクリート函体を対向させ、折り畳んだ状態の板体による細長片部材の他端を他方コンクリート函体に貼設することでコンクリート函体を接合する際に開き可能とすることができる。

また、オープンシールド工法の施工時（函体据付時）は函体と函体のずれ防止用に定着ボルトを締付定着でき、函体に反力が必要なくなったときにボルト定着部を緩めて可撓継手とすることができるとともに、帯状シール材は板体による細長片部材の縁同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して開き可能に形成することで止水性はいずれの場合でも確保できるものとして、より確実に止水効果を発揮するように、止水性能を向上させることができる

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可撓継手用シール材の配設方法は、シール材は弾性ヒンジを設けて折り畳んだ状態から幅方向に大きく開き可能とするので、コンクリート函体相互の継手に大きな開きやずれが生じる場合でも対応でき、しかも、取り付けも簡単で、設置に手間がかからないものである。

本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第１実施例の第１工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第１実施例の第２工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第１実施例の第３工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第２実施例の第１工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第２実施例の第２工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第２実施例の第３工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第２実施例の第４工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第３実施例の第１工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の配設方法の第３実施例の第２工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第３実施例の第３工程の側面図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法で使用する可撓継手用シール材の目地伸張前の要部の説明図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法で使用する可撓継手用シール材の目地伸張後の要部の説明図である。本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法で使用する可撓継手用シール材を設置したコンクリート函体の斜視図である。コンクリート函体の斜視図である。コンクリート函体の状態に応じた変化を示す説明図である。定着部の函体状態に応じた変化を示す説明図である。コンクリート函体の側面図である。地震時のコンクリート函体の変位を示す説明図である。オープンシールド工法の函体据付時の説明図である。オープンシールド工法の函体接続時の説明図である。オープンシールド工法での完成した地下構造物の側面図である。

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、本発明のオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法の第１実施例の第１工程の側面図、図２は第２工程の側面図、図３は第３工程の側面図で、図中４は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の１部を示すもので、コンクリート函体４は図１４に示すように鉄筋コンクリート製またはＰＣコンクリート製で、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１７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、かっ、ゴムパッキング等による１次止水材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。

１次止水材１３は、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に貼設する断面矩形の帯状シール材で、弾性圧縮性がある。

また、コンクリ一ト函体４の内方端面に目地溝２８を形成し、コンクリート函体４が相互に接続する際にはこれら目地溝２８同士で合体した目地溝が形成されるようにした。この目地溝２８同士が合わさって形成される合体目地溝は一面のみが開放面となる断面コ字形の溝となる。

前記目地溝２８同士で合体目地溝は、コンクリート函体は内方端面に開口拡径部を有する。この開口拡径部を含む目地溝はコンクリート函体４の接合面の内周縁に形成する凹溝であり、側壁面Ａと底部面Ｂがある２面開放の溝である。

本発明は図１３に示すようにこの１次止水材１３に加えて帯状シール材２５を貼設した。

コンクリート函体の接合面に貼設する帯状シール材２５は、コンクリート函体４の端面に形成する周方向に伸びる目地溝２８に貼設する。

前記帯状シール材２５は、板体による細長片部材２６の縁同士を弾性接着剤２７によるヒンジ結合して折り畳んだ状態から開き可能としたものである。

板体による細長片部材２６は、非可撓板体でよく、非透水性であれば硬質ゴム、合成樹脂、木材、金属等種々のものから選定できる。特に、プラスチック板が好適である。

また、弾性接着剤２７には常温反応硬化型の２成分形ポリウレタン系弾性シーリング材を使用することができる。一例としてコニシ株式会社の商品名「ボンドＵＰシール＃７００グレー」が好適である。

コンクリート函体４の端面に貼設する前記帯状シール材２５はコンクリート函体４のコーナー部ではＲ形状に湾曲させるがこの湾曲においては板体における細長片部材２６を弾性接着剤２７で継いで一体に連続するものする。

オープンシールド工法の概要については、図２０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。

なお、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内に吊り降す際には、コンクリートブロック等による高さ調整材をコンクリート函体４下に配設し、このテール部１ｂ内でコンクリート函体４の左右および下部の空隙に瞬結性グラウト材を用いた裏込注入材９を充填して一次注入を行い、さらに、オープンシールド機１の前進後、二次注入として、コンクリート函体４の内側からグラウトホールにより、外側に裏込注入材９を注入する。

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。

第１実施形態として図１〜図３に示すように、コンクリート函体４の端面に板体による細長片部材２６の一端を弾性接着剤２７で係止し、図２に示すように、コンクリート函体４同士を接合する際に、板体による細長片部材２６の反対側の一端同士を弾性接着剤２７によるヒンジ結合して開き可能とする。

または、第２実施形態として図４〜図７に示すように、板体による細長片部材２６の縁同士を弾性接着剤２７によるヒンジ結合して折り畳んだ状態の帯状シール材２５を一方のコンクリート函体４に貼設しておく。

コンクリート函体４同士を対向させ、折り畳んだ状態の板体による細長片部材２７の帯状シール材２５の他端を他方コンクリート函体４に貼設する。この貼設は後施工の弾性接着剤３０で行う。

第２実施形態として図８〜図１０に示すように、板体による細長片部材２６の縁同士を弾性接着剤２７によるヒンジ結合して折り畳んだ状態の帯状シール材２５はコンクリ一ト函体４の内方端面に形成した目地溝２８ではなく、端面の中央部に貼り付けるようにしてもよい。

図中２９は貼付け用の溝で、この場合は１次止水材１３は不要となる。

ところで、地中に縦列に埋設されるコンクリート函体４は、既設のコンクリート函体４に対して新たなコンクリート函体４をオープンシールド機１のテール部１ｂ内に吊り降した際に定着ボルトで締結していき、定着部１０が形成される。

定着部１０を形成するコンクリート函体４同士の接続は、図示は省略するがコーナー部に前後方向の貫通孔を設け、ボルト等のＰＣ鋼棒の緊結をもって縦列に並ぶものを接続していく。

コンクリート函体４による地中構造物では、地震等の耐震対策や軟弱地盤における地盤沈対策として、コンクリート函体４同士の接続を可撓継手とすることが要求される。

新たなコンクリート函体４を設置するまでは１次止水材１３同士は潰れていないが、掘進時として図１６の（ａ）にナット２２を仮締めする。

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。

次に、地震時のコンクリート函体４の変位について説明すると、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場合がある。

抜け状態の場合は、コンクリート函体４相互が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するが、定着ボルト１７が抜け出し防止金具として作用し、コンクリート函体４の変化に追随する。

また、この時帯状シール材２５は弾性接着剤２７によるヒンジ結合により板体による細長片部材２６同士が折り畳んだ状態から開き、コンクリート函体４の目地の開きに追随して止水性は確保される。

１…オープンシールド機
１ｂ…テール部
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…接合部材本体
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…１次止水材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２１…定着部プレート
２２…ナット２５…帯状シール材
２６…板体による細長片部材２７…弾性接着剤
２８…目地溝２９…溝
３０…弾性接着剤

Claims

左右側壁板の内側に推進ジャッキを配設し、前面、後面及び上面を開口したオープンシールド機の前面又は上面開口より前方の土砂を掘削排土する工程と、推進ジャッキを伸長して左右側板と上床板と下床板とからなるコンクリート函体を反力にしてシールド機を前進させる工程と、シールド機のテール部内で縮めた推進ジャッキの後方に新たなコンクリート函体を上方から吊り降して既設コンクリート函体に接合する据え付け工程とを適宜繰り返して順次コンクリート函体を縦列に埋設するオープンシールド工法において、既設のコンクリート函体に対して新たなコンクリート函体をオープンシールド機のテール部内に吊り降して接続する際に、コンクリート函体相互を定着ボルトで締結してシール材相互を押圧させ、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て可撓継手として形成するオープンシールド工法用コンクリート函体の接合面に貼設する帯状シール材は、非可撓板体による細長片部材の縁同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して折り畳んだ状態から開き可能とし、コンクリート函体の端面に板体による細長片部材の一端を係止し、コンクリート函体同士を接合する際に、板体による細長片部材の反対側の一端同士を弾性接着剤によるヒンジ結合して開き可能として、コンクリート函体を対向させ、折り畳んだ状態の板体による細長片部材の他端を他方コンクリート函体に貼設することを特徴とするオープンシールド工法用コンクリート函体の可撓継手用シール材の配設方法。