(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洞道内にパイプラインとなる配管を敷設するための構造であって、上記洞道内に、その延長方向に沿って複数箇所に保持部材を設け、その保持部材に中詰め流出部材を挿通支持し、中詰め流出部材の流出口から中詰め材を充填して上記配管を浮上させた状態で敷設するようにした洞道内配管の敷設工法において、
上記中詰め流出部材は、上記洞道内への配管敷設後、該配管を浮上させるに足る量の中詰め材を同時に流出し、流出した中詰め材が硬化した後に再度、上記洞道内全域に上記中詰め材を流出して充填する流出順序が設定されていることを特徴とする洞道内配管の敷設工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シールドトンネルのような洞道内にパイプラインとなる配管を敷設するための洞道内配管の敷設工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市ガス事業等の基幹をなす輸送用パイプラインは、公道下等への埋設が一般的であるが、敷設環境によっては、河川や港湾等の横断部に設けたシールドトンネルのような洞道内にパイプラインとなる配管を敷設する場合があり、また、共同溝内配管の場合にも共用する共同溝躯体（トンネル）内にガス，電気，電話等の異種のパイプライン管路を敷設する事例が存在する。
【０００３】
このような洞道内配管に関しては、従来、例えば特開平６−１０１７８３号公報，特開平６−２６５０４９号公報等に記載されている配管方法が知られており、また本出願人においても、先に、特開平７−２０８６４６号公報および特開平７−２０８６４７号公報に記載された配管敷設システムを提案している。
これらの先行技術に見られるように、洞道内に配管を敷設する場合、洞道内に管体を設置して溶接した後に、洞道内にモルタル等の中詰め材を充填するようにしている。
【０００４】
ところで、配管敷設に先だって敷設されるシールドトンネルのような洞道は、その地質等からある程度蛇行してしまうことがある。そのため、洞道内に敷設される配管も、ある程度蛇行して敷設されることになり、配管にある程度の応力が発生してしまう。特に配管敷設距離が長距離に亘る場合には、この傾向が顕著に見られる。
【０００５】
このように敷設段階で、ある程度蛇行して配管に応力が発生した場合、敷設後に車両通過，地震等に起因する地盤変化で、その応力がさらに大きくなり、最悪の場合、配管が挫屈してしまうといった問題点が派生する。
そこで、従来では、上記公報に見られるように、配管の周囲をモルタル等の中詰め材によって覆うことでその中詰め材を応力緩衝材として用いるようにしたり、あるいは、配管の下部に予め配管設置のための基床となるインサートを打設しておき、配管を載置して支持するための支持台をインサートの上面に設けた構造が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら敷設構造では、次のような問題があった。
つまり、配管周囲にモルタル等の中詰め材を充填する構造においては、洞道が狭い場合、洞道の蛇行量によっては配管側に向けて湾曲する部分が配管ときわめて近いことがあり、これによって洞道に作用する負荷の大きさによっては配管に応力が発生することがある。
また、洞道内下部にインサートを打設する構造では、インサートが占める範囲を確保する必要があることから、洞道の空間断面積を大きくしなければならず、必要以上に大規模な洞道を構成しなければならない。これにより、洞道の掘削作業を始めとする作業コストが嵩むことになる。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来の洞道内配管の敷設構造における問題に鑑み、配管への応力の発生を確実に防止すると共に、このためのコストを上昇させないようにすることができる洞道内配管の敷設工法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明は、洞道内にパイプラインとなる配管を敷設するための構造であって、上記洞道内に、その延長方向に沿って複数箇所に保持部材を設け、その保持部材に中詰め流出部材を挿通支持し、中詰め流出部材の流出口から中詰め材を充填して上記配管を浮上させた状態で敷設するようにした洞道内配管の敷設工法において、上記中詰め流出部材は、上記洞道内への配管敷設後、該配管を浮上させるに足る量の中詰め材を同時に流出し、流出した中詰め材が硬化した後に再度、上記洞道内全域に上記中詰め材を流出して充填する流出順序が設定されていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
本発明では、保持部材に挿通支持されている中詰め流出部材の流出口から中詰め材が流出されることにより配管が浮上させられる。これにより、洞道が蛇行して敷設されていても中詰め材を流出させるだけで配管が直線状態に維持され、応力の発生を抑制された状態とされる。
【００１３】
また、本発明では、流出された中詰め材が洞道内の下部に均等に溜まるので、配管を均等に直線状態に維持させることができる。
【００１４】
そして、本発明では、配管を浮上させる量の中詰め材が流出された後に再度洞道内空間全域を充填できる中詰め材を流出させることにより、最初の中詰め材の流出によって浮上し、直線状態にされた配管をその状態が維持されたまま洞道内へ埋設することができる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図１は本発明による洞道内配管の敷設構造の要部を模式的に示す斜視図であり、同図に示すように、シールド１内の上部内壁面には、配管の敷設方向で複数箇所に、シールド１の内壁面に沿って円弧形状をなす保持部材２が固定されている。
保持部材２は、その形状に沿って多数の孔が形成されており、その孔には後述する中詰め材流出部材（図２において、符号Ａ乃至Ｌで示す）が挿通されるようになっている。
【００１６】
図２は、シールド１に取り付けられている保持部材２とこれに挿通されている中詰め流出部材Ａ乃至Ｌとの関係を示す（図２の左側の図）とともに、シールド１の軸方向において保持部材２に挿通されている中詰め流出部材Ａ乃至Ｌを平面的に展開して示した（図２の右側の図）ものであり、同図において、中詰め流出部材Ａ乃至Ｌは、鞘管あるいは鋼管等のパイプ材が用いられ、その延長方向の長さがそれぞれ異なっている。なお、図２において、符号Ｐは、ＡＢＦ管および集気管を示している。
つまり、各中詰め流出部材Ａ乃至Ｌは、一端が図示されない中詰め材供給装置に接続され、他端の開口が相当する中詰め流出口の位置が４０ｍ毎の所定間隔を設定されて位置決めされている。
【００１７】
中詰め流出部材Ａ乃至Ｌによって流出される中詰め材は、本実施例の場合、ベントナイトとセメントと水とを混合したものが用いられ、さらにこれら成分に加えて硬化遅延材を含有させて構成されている。本実施例では、ベントナイト：セメント：水の配合割合が１：４：１２に設定されたものが用いられている。
中詰め材は、中詰め材供給装置から各中詰め流出部材Ａ乃至Ｌに送り出され、中詰め流出部材Ａ乃至Ｌの中詰め流出口から同時に流出されることにより、シールド１内で打設される。
【００１８】
中詰め流出部材Ａ乃至Ｌは、中詰め流出口からの中詰め材の流出順序が次の要に設定されている。
まず、配管３の敷設後、配管３を浮き上がらせるに足る量の中詰め材を各中詰め流出口から同時に流出させ、流出した中詰め材が硬化した後、再度、各中詰め流出口から同時に流出させる順序とされ、再度の流出時には、シールド１内全域に中詰め材が充填されるまで流出が継続される。
【００１９】
本実施例は以上のような構成であるから、以下、シールド１内への配管の敷設手順に従ってその作用を説明すると、次の通りである。
まず、シールド１が構築されると、その内壁面の上部に保持部材２が取り付けられ、さらに保持部材２に対して中詰め流出部材Ａ乃至ＬおよびＡＦＢ管、集気管Ｐが挿通される。中詰め流出部材Ａ乃至Ｌは、その延長方向の一端が中詰め材供給装置に接続され、中詰め流出口から同時に中詰め材を流出させる準備が行われる。
【００２０】
シールド１内に配管３が敷設されると、第１段階として、図３に示すように、シールド１内の上部位置から所定量の中詰め材が充填される。
中詰め材の充填は、中詰め流出部材Ａ乃至Ｌの中詰め流出口から同時に行われ、さらに、その時の中詰め材の充填量は、配管をシールド１内である程度浮き上がらせることができる量とされる。これにより、中詰め材は、図４において符号Ｍで示すように、配管３の下方に溜まることで配管３を押上げて配管３を浮上させる。
中詰め材の充填によって浮上した配管３は、中詰め材が配管３の下周面で均等に行き渡ることで、図４に示すように、直線状態となる。
中詰め流出口から落下して流れ出る中詰め材は、硬化遅延材を含有しているので配管３が浮上するまでの間、硬化が遅延されるが、中詰め流出口の直下から周辺に流れる関係上、中詰め流出口直下に最も多く残積するので、図２に示すようにその部分が盛り上がり（安息角）、周辺との間で高低差が生じた状態で硬化する。高低差は大きい程、配管３の直線状態を阻害してしまい、結果として配管３の蛇行を解消できなくなる。
そこで本実施例では、中詰め流出部材Ａ乃至Ｌにおける中詰め流出口の位置が４０ｍ間隔で位置決めされて中詰め材が略均等に行き渡るようにすることで、高低差が極端に大きくならないようにしてある。
本発明者は、上記中詰め流出口の配置間隔での中詰め材の高低差を実験により求めたところ、１２ｃｍという値が得られ、この値では、配管３の直線状態が損われないという結果を得た。
【００２１】
一方、第１段階において、配管３を浮上させるに足る量の中詰め材が充填されると、その中詰め材が硬化した後、第２段階として、図５に示すように、シールド１内の全域に中詰め材が充填される。
第２段階での中詰め材の充填は、第１段階で中詰め材が充填された範囲を除くシールド１内での残りの空間の全部が対象となり、中詰め流出部材Ａ乃至ＬおよびＡＦＢ管、集気管Ｐも含めて全てが中詰め材内に埋め込まれる。
第２段階での中詰め材の充填により、配管３は、シールド１の蛇行に拘らず、直線状態でシールド１内に埋設されることになる。これにより、シールド１の蛇行による配管３への応力の付加が殆どない状態に維持されることになる。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、保持部材に挿通支持されている中詰め流出部材の流出口から中詰め材が流出されることにより配管が浮上させられる。これにより、洞道が蛇行して敷設されていても中詰め材を流出させるだけで配管が直線状態に維持され、応力の発生を抑制された状態とされる。従って、従来の敷設構造と違って、インサートを設置する場合のように洞道を大規模なものにしなくても、単に、中詰め材の流出部材を配置して配管を浮上させるようにするだけの簡単でかつ低コストの構造により応力の発生が殆どない配管の敷設が可能になる。
【００２３】
また、本発明によれば、流出された中詰め材が洞道内の下部に均等に溜まるので、配管を均等に直線状態に維持させることができる。これにより、配管を浮上させるだけの簡単な操作によって配管への応力の発生を防止することが可能になる。
【００２４】
そして、本発明によれば、配管を浮上させる量の中詰め材が流出された後に再度洞道内空間全域を充填できる中詰め材を流出させることにより、最初の中詰め材の流出によって浮上し、直線状態にされた配管をその状態が維持されたまま洞道内へ埋設することができる。これにより、中詰め材の流出態位を設定するだけの簡単な作業とすることができる構成によって配管への応力発生を完全になくすことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による敷設構造の要部構成を説明するための模式的な斜視図である。
【図２】本発明による敷設構造に用いられる主要構成の一部の関係およびその一部を平面的に展開して示す図である。
【図３】本発明による敷設構造の実施例での一態様を説明するための断面図である。
【図４】図３に示した一態様により得られた状態を示す断面図である。
【図５】本発明による敷設構造の実施例での他の態様を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１      シールド
２      保持部材
３      配管
Ａ〜Ｌ  中詰め流出部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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