JPH06146771A - 立坑の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コルゲートスパイラル管を構成要素とし、耐
力的に優れ、信頼性の高い立坑を、経済的かつ安全に構
築する方法を提供する。 【構成】 立坑の構成要素として、コルゲート加工によ
り高い剛性を有するコルゲートスパイラル管１を用い、
所定地盤に縦穴４を掘削し、縦穴４上でコルゲートスパ
イラル管１を成形しつつ、コルゲートスパイラル管１の
中心軸を縦穴４の中心軸に合わせ、ガイドウォール３上
に設置したガイドローラ６に沿って回転させながら、縦
穴４内に建込み、コルゲートスパイラル管１の建込み作
業に合わせて、縦穴４上では順次曲面コルゲート鋼板２
を継ぎ足し、コルゲートスパイラル管１を立坑深さ方向
に延長して行く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コルゲートスパイラル
管を構成要素とする立坑の構築方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、使用目的に応じた寸法、形態を有
する様々な立坑が、種々の工法により構築されている
が、例えば特開昭６４−４８９９２号公報に示されるよ
うに、立坑としてはコンクリート内壁を有するものを組
立型枠を用いて構築する例が多い。 図７〜図１０は、
前記従来の立坑の構築方法を示したもので、以下のよう
な手順で構築作業が行われる。 図７に示すように、地盤３１に所定寸法の縦穴３２ａ
を例えばショベル掘削装置等を用いて掘削する。 図８に示すように、分割組立式の型枠３３ａを掘削壁
面３４から離して設置し、コンクリート３６ａを型枠３
３ａに設けた注入孔３５ａから、型枠３３ａと掘削壁面
３４との間隙３７ａに充填する。 コンクリート３６ａの硬化後、図９に示すように、下
方の地盤を掘削して下段の縦穴３２ｂを形成する。 図１０に示すように、下段の型枠３３ｂを型枠３３ａ
と同様に設置し、型枠３３ｂに設けた注入孔３５ｂから
間隙３７ｂにコンクリート３６ｂを充填する。 以下、同様の作業を繰り返すことにより、所望深度の
立坑が構築される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図７〜図１０に示した
立坑は、比較的深度が浅い場合は必要な強度のものを経
済的に構築することができるが、大深度の立坑に用いる
には力学的に課題があり、構築に際しても壁面の崩壊、
土砂の排出、湧水処理等、作業の安全性についての課題
も多く、構築費用が嵩むことになる。図１１は大深度の
立坑の例として、エネルギー貯蔵施設に利用される立坑
の例を示したものである。図中、４０は立坑の坑底に設
備された圧力タンクであり、夜間や季節的に余剰電力が
発生した場合、電動機４１を運転して圧縮機４２を作動
させ、高圧空気を制御弁４３、給気管４４介して圧力タ
ンク４０に貯蔵する。電力が必要になった場合は、制御
弁４５を開いて圧力タンク４０内の高圧空気を、排気管
４８を経て空気タービン４６に送り、その空気タービン
４６を作動させるとこにより、発電機４７を運転して電
力を供給する。なお、図１１において、４９は充填コン
クリート、５０は埋め戻し土である。このようなエネル
ギー貯蔵用の立坑は、圧力タンク４０に作用する高圧
力、高熱の条件や、安全性の確保の面等から大深度のも
のが必要とされるが、従来の技術の項で述べた立坑で
は、このような機能を満足させることは困難である。ま
た、このような大深度の立坑を安全かつ高耐力のものと
して構築する手段として、鋼矢板等を利用した連続壁が
考えられるが、多大な鋼材が必要なため、大深度立坑で
は構築経費が非常に高くなるという課題がある。一方、
特公平３−７４２８７号公報には、増強杭の施工方法と
して、掘削孔上部にスパイラル鋼管成形機を設置し、現
場で帯板からスパイラル鋼管杭を成形して溶接しつつ、
掘削孔内に挿入し、スパイラル鋼管杭の内外にコンクリ
ートまたはモルタルを打設する工法が開示されている。
しかし、上記工法を杭に比べ大径となる立坑にそのまま
適用することは容易ではなく、また単なる帯板からなる
スパイラル鋼管では、剛性が足りず、地山からの土圧や
水圧に耐えられない。本発明の立坑の構築方法は、以上
述べたような背景のもとに発明されたものであり、コル
ゲートスパイラル管を構成要素とする耐力的に優れ、信
頼性の高い立坑を、経済的かつ安全に構築する方法を提
供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、コルゲートス
パイラル管を構成要素とする立坑の構築方法であり、立
坑が構築される所定地盤に縦穴を掘削し、その縦穴上で
順次コルゲートスパイラル管を成形して行く。また本発
明では、コルゲート加工を施した所定の曲率の曲面コル
ゲート鋼板を縦穴上で順次接合し、スパイラル状に円形
閉合させることでコルゲートスパイラル管を成形する。
さらにコルゲートスパイラル管は、曲面コルゲート鋼板
の接合により順次深さ方向に延長され、延長部分を順次
縦穴内に建込んで行くことで、縦穴内に立坑を構成する
長尺の一体のコルゲートスパイラル管が設置される。縦
穴の掘削は壁面の崩壊を防ぐため、泥水掘削で行う場合
が多いが、比較的深度が浅い場合は、泥水掘削でない場
合もある。また、予め所定深さまで掘削しておく場合の
他、コルゲートスパイラル管を建込みながら掘削して行
くことも考えられる。なお、コルゲートスパイラル管
は、曲面コルゲート鋼板の接合に従い、回転させながら
建込むことで、曲面コルゲート鋼板の接合を同一の場所
で行い接合作業の効率化を図ることもできる。また、建
込み等の理由から、通常、コルゲートスパイラル管の外
面と縦穴の壁面の間には間隙が生ずるが、この部分にコ
ンクリートを充填することで、間隙をなくすとともに、
コルゲートスパイラル管と充填したコンクリートによる
２重壁が形成される。また、コルゲートスパイラル管は
それ自体剛性が大きいものであるが、必要に応じコルゲ
ートスパイラル管の内面側に所定厚の内巻コンクリート
層を設け、さらに剛性を高めることもできる。また、本
発明の方法で構築される立坑は、必ずしも大径、大深度
のものに限定されず、種々の用途の立坑の構築に適用可
能である。

【０００５】

【実施例】次に、実施例について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例を示したもので、曲面コル
ゲート鋼板２を順次接合しながら、縦穴４上で成形され
たコルゲートスパイラル管１を縦穴４内に建込んで行く
様子を示したものである。施工手順としては、まず、立
坑が構築される所定地盤にショベルカー等を用いて浅く
掘削し、ガイドウォール３を設置する。続いて、このガ
イドウォール３を利用して、泥水掘削法等により縦穴４
を掘削する。また、ガイドウォール３上には支持台５を
介してピンチローラ機能を有するガイドローラ６を複数
設け、縦穴４上で成形されるコルゲートスパイラル管１
をガイドローラ６で回転自在に支持するとともに、コル
ゲートスパイラル管１をその中心軸が縦穴４の中心軸と
一致するようにして案内する。本実施例において、コル
ゲートスパイラル管１は、曲面コルゲート鋼板２どうし
を所要幅重ね合わせ、溶接、あるいはボルト接合等によ
り、順次スパイラル状に円形閉合させることにより成形
され、曲面コルゲート鋼板２の枚数に応じて立坑深さ方
向に任意の長さのコルゲートスパイラル管１を成形する
ことができる。このとき、コルゲートスパイラル管１
は、ガイドローラ６により案内されながら、順次縦穴４
内に建込まれて行くが、ガイドローラ６に沿って回転さ
せながら建込むことで、曲面コルゲート鋼板２の接合を
同一の場所で行うことができる。

【０００６】また、曲面コルゲート鋼板２は、スパイラ
ル状に接合して行くことで、例えばシールドトンネル用
セグメントのリング間継手のように接合部が同一平面内
に位置することはなく、円筒形に成形されるコルゲート
スパイラル管１における応力分布が均等になり、一体性
及び止水性に優れた円筒壁体を形成する。コルゲートス
パイラル管１の成形に用いられる曲面コルゲート鋼板２
は、予め工場等で成形したものを現場に搬入し、縦穴４
上で接合されるが、板厚自体はそれほど大きくないため
軽量であり、波形状を合わせることで、多数積み重ねて
も嵩張ることがない。また、コルゲート加工が施されて
いることで、曲げ剛性が大きく、大径の立坑にも十分適
用可能である。

【０００７】図２〜図４はコルゲートスパイラル管１の
３種類の接合手段を示したものである。図２の接合手段
は、隣り合う曲面コルゲート鋼板を所要幅重ね合わせ、
その重ね合わせ部分をボルト２１で接合したもの、図３
の接合手段は、隣り合う曲面コルゲート鋼板２の側縁ど
うしを突き合わせ、押さえ板２２を重ね合わせて、押さ
え板２２の側縁を曲面コルゲート鋼板２の表面にすみ肉
溶接２２ａし、両曲面コルゲート鋼板２どうしを接合し
たもの、図４の接合手段は、はぜ継ぎ２３であり、隣り
合う曲面コルゲート鋼板２の側縁どうしを折り返して係
合させ、かしめたものである。なお、図２〜図４におい
ては特に裏表を特定していないが、いずれの側からも接
合可能である。この他、曲面コルゲート鋼板２どうしを
重ね合わせずに、突き合わせ溶接により接合することも
可能である。

【０００８】図５は縦穴４に建込んだコルゲートスパイ
ラル管１と縦穴４の壁面との間隙にトレミー管１１を用
いてコンクリート１２を充填した場合の実施例を示した
ものである。また、図６は完成した立坑の縦断側面図で
あり、１３は底版コンクリートを示す。本実施例の立坑
は、壁面がコルゲートスパイラル管１からなる内壁とコ
ンクリート１２からなるコンクリート充填壁の２層から
形成されており、剛性が大きく、止水機能等に優れた大
深度の立坑を構成している。

【０００９】

【発明の効果】 立坑の構成要素として、コルゲートスパイラル管を用
いることで、立坑の壁体として大きな土圧、水圧に耐え
得る剛性及び止水性を確保することができる。 曲面コルゲート鋼板を現場の縦穴上で順次接合するこ
とにより、コルゲートスパイラル管を成形するため、立
坑の径に対応する任意の径で、立坑深さ方向に任意の長
さの一体的なコルゲートスパイラル管を成形することが
できる。 立坑の壁体をコルゲートスパイラル管とコンクリート
の複合構造とする場合、コルゲートスパイラル管をコン
クリート打設のための捨型枠的に用いることができ、施
工作業の効率化が図れる。 コルゲートスパイラル管を、曲面コルゲート鋼板の接
合に従い、回転させながら建込むことで、曲面コルゲー
ト鋼板の接合を同一の場所で行い接合作業の効率化を図
ることができる。 上記、に関連し、施工作業が簡略化されること
で、施工の安全性が増し、また施工コストの低減が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における立坑の構築の様子を
示す斜視図である。

【図２】コルゲートスパイラル管のボルトによる接合部
を示す縦断斜視図である。

【図３】コルゲートスパイラル管の押さえ板およびすみ
肉溶接による接合部を示す縦断斜視図である。

【図４】コルゲートスパイラル管のはぜ継ぎによる接合
部を示す縦断斜視図である。

【図５】本発明において、コルゲートスパイラル管と縦
穴壁面との間隙にコンクリートを充填する場合の施工の
様子を示す縦断側面図である。

【図６】完成した立坑を示す縦断側面図である。

【図７】従来の立坑の構築手順において地盤に第１段の
縦穴を設けた状態を示す縦断側面図である。

【図８】従来の立坑の構築手順において第１段の縦穴内
に第１段の型枠を配置してコンクリートを打設した状態
を示す縦断側面図である。

【図９】従来の立坑の構築手順において第２段の縦穴を
設けた状態を示す縦断側面図である。

【図１０】従来の立坑の構築手順において第２段の型枠
を配置してコンクリートを打設した状態を示す縦断側面
図である。

【図１１】従来のエネルギー貯蔵における立坑の利用例
を示す縦断側面図である。

【符号の説明】

１ コルゲートスパイラル管 ２ 曲面コルゲート鋼板 ３ ガイドウォール ４ 縦穴 ５ 支持台 ６ ガイドローラ １１ トレミー管 １２ コンクリート １３ 底版コンクリート ２１ ボルト ２２ 押さえ板 ２２ａ すみ肉溶接 ２３ はぜ継ぎ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立坑の径に対応する径のコルゲートスパ
   イラル管を構成要素とする立坑の構築方法であって、所
   定地盤に掘削した縦穴上で、順次曲面コルゲート鋼板を
   接合し、スパイラル状に円形閉合させてコルゲートスパ
   イラル管を成形し、該コルゲートスパイラル管を順次深
   さ方向に延長しながら前記縦穴内に建込んで行くことを
   特徴とする立坑の構築方法。
2. 【請求項２】 前記コルゲートスパイラル管は、前記曲
   面コルゲート鋼板の接合に従い、回転させながら建込む
   請求項１記載の立坑の構築方法。
3. 【請求項３】 前記縦穴の壁面と前記コルゲートスパイ
   ラル管の外面との間にコンクリートを充填する請求項１
   または２記載の立坑の構築方法。