(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の矢板同士の間を掘削して立坑を設け、該立坑内に複数の管を配置し、該管同士又は該管と立坑壁面から横穴式に掘り進んだトンネル内の埋設管とを接続し、接続後に該管の外周にエキスパンドポリスチロール又は天然ゴムシート又は合成ゴムシートのいずれかからなる緩衝材を介して２次履工を被覆し、上記接続部は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持するような接続構造とされて配管構造が完成され、配管構造完成後に立坑内に土砂を埋め戻して矢板を引き抜くことを特徴とする配管敷設方法。
【請求項２】
地中に埋設された複数の管を２次履工によって被覆した配管構造において、管の接続構造は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持し、管の底部側に円弧状の踏板を配置し、管と踏板との間に緩衝材を介在させたことを特徴とする配管構造。
【請求項３】
一対の矢板同士の間を掘削して立坑を設け、該立坑内に複数の管を配置し、該管同士又は該管と立坑壁面から横穴式に掘り進んだトンネル内の埋設管とを接続し、接続後に上記それぞれの管の外周にそれぞれ２次覆工を被覆し、該２次履工同士が、複数の管の継ぎ目個所の少なくとも２次履工天部側に、天然ゴムシート又は合成ゴムシート又は塩化ビニル樹脂製止水板のいずれかからなる変位を吸収する目地を介在されて被覆され、上記接続部は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持するような接続構造とされて配管構造が完成され、配管構造完成後に立坑内に土砂を埋め戻して矢板を引き抜くことを特徴とする配管敷設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法における立坑内に敷設する管を２次履工によって被覆する配管敷設方法及び配管構造に関し、詳しくは、配管構造が沈下しても、管の連結部が剪断破壊することがないようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
都市流域の下水道に使用される管の埋設工事においては、一般に管路の予定地に埋設溝を掘削する開削工法が採用されている。開削工法においては埋設溝を掘削するに際して、予め設定した管路の予定地を挟んだ両側に一対の矢板を打ち込み、土砂が崩れないようにした状態で、矢板間の土砂を掘削して埋設溝を構築する。そして、埋設溝内に管を敷設した後、埋設溝を土砂で埋め戻し、矢板を土中から引き抜く。
【０００３】
このような開削工法において使用する矢板は、強度や施工性を向上させるために、板厚が厚いものであったり、あるいは「〔」形状と「〕」形状とを直列に連続させた折版である。したがって、矢板の板厚のために、あるいは「〔」形状の凹部に土が付着しやすいために、矢板を地中から引き抜いた跡に、空間が生じてしまう。矢板は管を埋設する埋設溝よりも深く打ち込まれているため、埋設溝よりも下側の土砂がこの空間内に砂が流れ込み、管が沈下してしまうといった不具合があった。
【０００４】
このような不具合に鑑み、矢板を引き抜いた跡に生じる空間内に砂が流入しないようにした管の布設工法が、特開昭５６−１２２４３３号公報に開示されている。この管の布設工法は、管の両側に流動防護塀を立て、この流動防護塀の杭を深く打ち込むことを特徴とするものである。この流動防護塀によって、矢板を引き抜いた跡に生じる空間内に、土砂が流れ込むことを防止する。
【０００５】
また、矢板の凹部に付着した土砂が抜き取られないようにした管の埋設施工方法が、特開昭６０−１７５６２８号公報に開示されている。この管の埋設施工方法は、矢板の凹部と適合する凸部を形成した掻き落とし具を、埋設溝内の底部に設置して、埋設溝を埋め戻し、矢板を土中から引き抜くことを特徴とするものである。矢板を土中から引き抜いても、凹部に付着した土砂は、掻き落とし具によって掻き落とされるため、矢板を引き抜いた跡に、空間が生じることがなくなる。
【０００６】
以上のような開削工法は管の外径よりも大きな間隔で矢板を土中に打ち込まなければならない。したがって、民家が密集して道路幅員が狭い場合など、作業面積が狭い場所においては、矢板を打ち込むことが困難である。また、地下埋設物が輻輳している場所においては、地下埋設物よりも深く、土砂を掘削することが困難である。このような開削工法を採用できないような場所においては、シールド工法が採用される。
【０００７】
シールド工法はシールド機械が管路の予定地を横穴式に掘り進み、同時に掘った部分をコンクリートや鋼製のセグメントによって内側を覆ってトンネルを完成させる方法である。シールド機械は、ある程度のスペースを確保できる場所に構築した立坑から堀り進める。立坑は図５に示すように矢板１（簡単のため折版状に図示せず）によって土留めし、シールド機械（図示せず）が堀り進む面に立坑壁面２を形成する。立坑壁面２の底部からシールド機械が横穴式に掘り進み、セグメント３で覆われたトンネル４内には、管１０はスペーサ５によって保持された状態で挿通される。
【０００８】
トンネル４内の管１０は、立坑Ａ内に立設するマンホール２０と管１１によって連結する。この立坑Ａ内の管１１の外周が２次履工３０によって被覆されると、配管構造が完成する。２次履工は、トンネル４内を覆ったものと同じセグメント３を３６０  °巻装するか、あるいは図６に示すように、矢板１との間に隙間を空けたコンクリートによって全周、被覆したものである。このようにしてマンホール２０とトンネル４内の管１０とを連結した管１１に２次履工３０を被覆して、配管構造が完成した後、立坑Ａ内に土が埋め戻され、矢板１が土中から引き抜かれると、工事が完了する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
シールド工法においても開削工法と同様、立坑Ａを土砂によって埋め戻した後、矢板１を土中から引き抜く。すると、矢板１を引き抜いた跡に生じる空間内に土砂が流れ込み、管１１の外周に２次履工３０を被覆した配管構造が没下してしまう。
【００１０】
２次履工３０がセグメント３を巻装したものであると、２次履工３０と管１１との間に空間がある。したがって、配管構造が沈下しても、２次履工３０のみ沈下し、管１１は沈下しないため、特に立坑壁面２の部分でトンネル４内の管１０と連結している部分に剪断力が加えられることがなく、その連結部の管１１は破壊されない。しかし、セグメント３を巻装するには、トンネル４内では周囲の土砂に押し当てることによって、比較的容易に組み立てることができるが、立坑Ａ内では保持されるものがないため、大変、面倒な作業となる。
【００１１】
他方、２次履工３０として施工性に優れたコンクリートを使用すると、２次履工３０と管１１とが一体化される。すると、矢板１を土中から引き抜いた跡に生じる空間内に砂が流れ込み、管１１を２次履工３０によって被覆した配管構造が沈下した際に、２次履工３０とともに管１１も沈下する。この管１１はトンネル４内に挿通されている管１０と連結されているため、その連結部において剪断力が生じ、２次履工３０が破損されることがあった。
【００１２】
管１１の外周にコンクリート製の２次履工３０を被覆した配管構造が沈下しないようにするため、開削工法において開示された特開昭５６−１２２４３３号公報に開示された手段、すなわちコンクリートを被覆した管の両側に、流動防護塀を構築し、矢板１を引き抜いた跡に生じる空間内に土砂が流れ込まないようにすることも考えられる。しかし、開削工法における流動防護塀は、コンクリートによって被覆していない管の両側に構築するものであり、シールド工法のように管１１の外周をコンクリートによって被覆する立坑Ａ内では、流動防護塀を構築する余分のスペースがない。したがって、シールド工法を採用する場合の立坑に特開昭５６−１２２４３３号公報に開示された手段を使用することは困難である。
【００１３】
また、矢板１を引き抜いた跡に空間が生じないように、特開昭６０−１７５６２８号公報に開示された手段、すなわち「〔」形状の凹部と適合する凸部を形成した掻き落とし具を使用することも考えられる。しかし、掻き落とし具は矢板１の方へ傾斜するように設置しても、完全に凹部内に付着した土を完全に掻き落とすことは不可能であった。すなわち、掻き落とし具を使用しても、矢板１を引き抜いた跡には空間が生じてしまい、配管構造は立坑Ａ内で沈下してしまうといった不具合があった。
【００１４】
そこで本発明は、管を２次履工によって被覆した配管構造が立坑内で沈下しても、管の連結部に加えられる剪断力が弱くなるようにした配管敷設方法及び配管構造を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための第１の手段は、一対の矢板同士の間を掘削して立坑を設け、該立坑内に複数の管を配置し、該管同士又は該管と立坑壁面から横穴式に掘り進んだトンネル内の埋設管とを接続し、接続後に該管の外周にエキスパンドポリスチロール又は天然ゴムシート又は合成ゴムシートのいずれかからなる緩衝材を介して２次履工を被覆し、上記接続部は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持するような接続構造とされて配管構造が完成され、配管構造完成後に立坑内に土砂を埋め戻して矢板を引き抜くことを特徴とする配管敷設方法である。
【００１６】
上記第１の手段によれば、配管構造が沈下しても、管の接続構造は２次履工内で変位できるため、管と２次履工内との間に介在させた緩衝材が変形して、管は２次履工内で撓んだ状態に沈下する。したがって、管の連結部を折れ曲げるような剪断力が弱められる配管敷設方法となるのである。
【００１７】
上記目的を達成するための第２の手段は、地中に埋設された複数の管を２次履工によって被覆した配管構造において、管の接続構造は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持し、管の底部側に円弧状の踏板を配置し、管と踏板との間に緩衝材を介在させたことを特徴とする配管構造である。
【００１８】
上記第２の手段によれば、配管構造が沈下しても、管の接続構造は２次履工内で変位できるため、管は２次履工内で撓んだ状態に変位する。管の変位量は、管と踏板との間に介在させた緩衝材によって、２次履工の沈下量よりも小さくなるため、管の連結部を折り曲げるような剪断力が弱められる配管構造となるのである。
【００１９】
上記目的を達成するための第３の手段は、一対の矢板同士の間を掘削して立坑を設け、該立坑内に複数の管を配置し、該管同士又は該管と立坑壁面から横穴式に掘り進んだトンネル内の埋設管とを接続し、接続後に上記それぞれの管の外周にそれぞれ２次覆工を被覆し、該２次履工同士が、複数の管の継ぎ目個所の少なくとも２次履工天部側に、天然ゴムシート又は合成ゴムシート又は塩化ビニル樹脂製止水板のいずれかからなる変位を吸収する目地を介在されて被覆され、上記接続部は２次履工内で変位を許容しつつ水密性を保持するような接続構造とされて配管構造が完成され、配管構造完成後に立坑内に土砂を埋め戻して矢板を引き抜くことを特徴とする配管敷設方法である。
【００２０】
上記第３の手段によれば、配管構造が沈下しても、管の接続構造は２次履工内で変位可能で、しかも管の継ぎ目の箇所であって、少なくとも２次履工の天部側に変位を吸収する目地を介在させたことにより、管は２次履工と一体に撓むことが可能となるため、管の連結部を折り曲げるような剪断力が弱められる配管敷設方法となるのである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る実施の形態を図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明に係る実施の形態１を示す地中の正面断面図である。図２は、本発明に係る実施の形態２を示す地中の正面断面図である。図３は、同じく本発明に係る実施の形態２を示す地中の側面断面図である。図４は、本発明に係る実施の形態３を示す地中の正面断面図である。なお、従来と同一部分は同一符号を付して、その説明は省略する。
【００２２】
（実施の形態１）
実施の形態１は、一対の矢板（図示せず）の間を掘削して設けられた立坑Ａ内に敷設した複数の管１１と、この管１１の外周を被覆するコンクリート製の２次履工３０との間に緩衝材３１を介在させ、管１１が２次履工３０内で変位することができるようにしたことを特徴とするものである。この管１１は、管同士、又は立坑壁面２から横穴式に掘り込んだトンネル４内の管１０と、又は立坑Ａ内に立設したマンホール２０とに連結する。管１１と立坑壁面２との境界部、及び管１１とマンホール２０との境界部の接続構造１２は、継手の内側にゴム輪をシールしたものとする。ゴム輪をシールしたものとすることにより、管１１の連結部は水密性が確保されるとともに、ゴム輪の弾性によって管１１が撓んで、２次履工３０内で変位することができる。管１１及び接続構造１２の材質は、物理的特性や耐腐蝕性などが優れたＦＲＰＭとすることが望ましい。
【００２３】
ただし、管１１の連結部が撓むことができるようにすることにより、管１１はコンクリート製であっても差し支えない。管１１の連結部が撓みやすいようにするため、マンホールと立坑壁面２との間隔が３ｍ以上の場合は、ＦＲＰＭ管の通常定尺が４ｍであるが、管１１の長さは２ｍ以下とする。また管１１は２％管を標準として使用する。
【００２４】
このような管１１の外周を被覆する２次履工３０と管１１との間に介在させる緩衝材３１としては、ＥＰＳ（Ｅｘｐａｎｄｅｄ  Ｐｏｌｙｓｔｙｒｏｌ）  、天然ゴムシートや合成ゴムシートなどを使用する。緩衝材３１を巻き付けた管１１は接続構造１２によって、立坑壁面２から構築されたトンネル４内に挿通されている管１０と、マンホール２０とに連結する。立坑壁面２とマンホール２０との間隔が３ｍ以上の場合は、複数の管１１を連結するが、この連結部にも接続構造１２を接続し、管１１が撓むことができるようにする。このようにして立坑Ａ内に管１１を敷設した後、管１１の外周をコンクリートの２次履工３０によって被覆すると、配管構造が完成する。２次履工３０はコンクリートの代替としてＥＰＳを用いることもできる。
【００２５】
管１１の外周に２次履工３０を被覆した配管構造が完成した後、立坑Ａ内に土砂を埋め戻し、矢板１を土中から引き抜く。矢板１が引き抜かれた跡に空間が生じ、この空間内に土砂が流れ込むと、管１１の外周に２次履工３０を被覆した配管構造が沈下する。しかし、管１１と２次履工３０との間には緩衝材３１が介在しており、しかも立坑Ａ内には複数の管１１が連結されて撓むことができるため、管１１の天側の緩衝材３１が圧縮され、管１１の底側の緩衝材３１が引っ張られる状態となる。したがって、管１１の沈下量は２次履工３０の沈下量よりも小さくなるため、管１１とトンネル４内の管との連結部に加えられる剪断力が小さくなり、管１１の連結部が損傷することを防止できる。
【００２６】
（実施の形態２）
実施の形態２は立坑Ａ内に敷設した管１１と、この管１１の外周を被覆するコンクリート製の２次履工３０の底部内に、側面形状が円弧状の踏板３２を配置し、さらに管１１と踏板３２との間に緩衝材３１を介在させ、管１１が２次履工３０内で変位することができるようにしたことを特徴とするものである。踏板３２はシールド工法によって施工されたトンネル４内を覆うセグメント３と同様、円弧状のチップを組み立てたものとすることができる。したがって、踏板３２はトンネル４内のセグメント３の底部を延長させるようにする。踏板３２は立坑Ａの底面から保持して組み立てる。踏板３２は管１１の全周ではなく、底部のみ配置するため、容易に組み立てることができる。その踏板３２の上面には緩衝材３１を載置する。この緩衝材３１は実施の形態１と同じく、ＥＰＳ、天然ゴムシート、合成ゴムシートなどを用いる。管１１の材質や長さは実施の形態１と同じである。
【００２７】
したがって、立坑壁面２とマンホール２０との間隔が３ｍ以上の場合は、接続構造１２によって複数の管１１を連結する。複数の管１１を連結する場合は、立坑壁面２側の管１１の底部側にのみ踏板３２を配置し、その踏板３２と管１１との間に緩衝材３１を配置する。このような管１１と立坑壁面２から構築したトンネル４内に挿通している管１０及びマンホール２０とを接続構造１２によって連結した後、管１１の外周をコンクリート又はＥＰＳの２次履工３０によって被覆すると配管構造が完成する。
【００２８】
そして、立坑Ａ内に土砂を埋め戻し、矢板１を引き抜いた跡に生じる空間内に土砂が流れ込むと、管１１の底部側に踏板３２と緩衝材３１を介在させ、外周に２次履工３０を被覆した配管構造が沈下する。しかし、管１１は緩衝材３１を介在して踏板３２によって支えられているため、管１１の沈下量は２次履工３０の沈下量よりも小さくなる。しかも、トンネル４内の管１０と連結している管１１は、ゴム輪シール型の接続構造１２によって撓むことができるため、管１１の連結部に加えられる剪断力が弱められ、管１１の連結部が損傷することを防止することができる。
【００２９】
（実施の形態３）
実施の形態３は立坑Ａ内に敷設した複数の管１１の継ぎ目であって、管１１の外周を被覆する少なくとも２次履工３０の天部側に、変位を吸収する目地３３を介在させたことを特徴とするものである。目地３３の材質としては、天然ゴムシート、合成ゴムシートあるいは塩化ビニル製止水板などを使用する。管１１の長さや材質及び接続構造１２については、実施の形態１や実施の形態２と同じとする。
【００３０】
立坑Ａ内に敷設する複数本の管１１は、立坑壁面２から構築したトンネル４内に挿通している管１０及びマンホール２０と連結する。そして、管１１の継ぎ目であって管１１の外周を被覆する少なくとも２次履工３０の天部側に変位を吸収する目地３３を介在するように、管１１の外周を２次履工３０で被覆すると配管構造が完成する。そして、立坑Ａ内に土砂を埋め戻し、矢板１を引き抜いた跡に生じる空間内に土砂が流れ込むと、管１１の外周を２次履工３０で被覆した配管構造が沈下する。しかし、２次履工３０は目地３３の部分でズレが生じるため、複数の管１１が折れ曲がった状態となる。したがって、トンネル４内に挿通している管１０と連結している管１１に加えられる剪断力が弱められ、管１１が損傷することを防止できる。
【００３１】
なお、本発明は上記３つの実施の形態に限定することなく、本発明の要旨内において設計変更することができる。例えば、管と２次履工との間に緩衝材を介在させるとともに、管の継ぎ目部の箇所の少なくとも２次履工の天部側に、変位を吸収する目地を介在させることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、配管構造が沈下しても、管の連結部が撓むことができるため、管の連結部に加えられる剪断力が弱められる。したがって、管の損傷を防止することができ、この結果、修復工事などを少なくすることができる。しかも本発明は手間をかけずに施工することができるため、施工費を上昇させるといった不具合もない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１を示す地中の正面断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態２を示す地中の正面断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態２を示す地中の側面断面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態３を示す地中の正面断面図である。
【図５】シールド工法の立坑部分の斜視図である。
【図６】従来のシールド工法の立坑部分の正面断面図である。
【符号の説明】
Ａ    立坑
１１    管
１２    接続構造
３０    ２次履工
３１    緩衝材
３２    踏板
３３    目地
【図１】
0003615594.tif 000002
【図２】
0003615594.tif 000003
【図３】
0003615594.tif 000004
【図４】
0003615594.tif 000005
【図５】
0003615594.tif 000006
【図６】
0003615594.tif 000007