(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
摩擦低減金属シートがロール状に巻き取られたロール状摩擦低減金属シートがユニットボックスに繰り出し可能に収容されており、
前記ユニットボックス内に、
前記ロール状摩擦低減金属シートの巻きが所定のロール径以上に緩むのを規制する開放構造の規制部と、
水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の潤滑剤と、を備え、
前記粉粒状の潤滑剤は、前記ユニットボックス内に水が入っていない状態では、当該ユニットボックス内において、前記ロール状摩擦低減金属シートよりも下方にあり、
該ユニットボックス内に水が入ることにより前記粉粒状の潤滑剤が膨潤し、当該ユニットボックス内が前記膨潤した前記潤滑剤で満たされるとともに、膨潤した前記潤滑剤が前記ロール状摩擦低減金属シートの周りに存在するように構成されていることを特徴とする、摩擦低減金属シートユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の摩擦低減金属シートユニットにおいて、
前記規制部は、前記ロール状摩擦低減金属シートの巻き取り軸方向の両端部分に設けられていることを特徴とする、摩擦低減金属シートユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の摩擦低減金属シートユニットにおいて、
前記繰り出し開口部に、前記ユニットボックス内部と連通し、前記摩擦低減金属シートの引き出し方向に延在する溝を有する溝形成部材が設けられていることを特徴とする、摩擦低減金属シートユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の摩擦低減金属シートユニットにおいて、
前記ロール状摩擦低減金属シートが巻き解かれて前記繰り出し開口部から繰り出されるまでの間に、摩擦低減金属シートの少なくとも一方の面に接するローラが設けられていることを特徴とする、摩擦低減金属シートユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の摩擦低減金属シートユニットにおいて、前記ユニットボックス内に水を注入する注入部が設けられていることを特徴とする、摩擦低減金属シートユニット。
【請求項６】
地盤に沈降または推進される構造躯体であって、
請求項１から５のいずれか一項に記載の摩擦低減金属シートユニットが、前記構造躯体を地盤に沈降または推進させるときに、当該構造躯体と地盤との間に前記摩擦低減シートが徐々に繰り出されるように配設されていることを特徴とする、構造躯体。
【請求項７】
ケーソン躯体を地中に沈降させ、ケーソン躯体の上方に後続の躯体を設置足して行くことによって所定深さのケーソン立坑を構築するケーソン工法であって、
前記請求項６に記載の構造躯体が前記ケーソン躯体として使用され、前記摩擦低減金属シートは、その繰り出し先端部を保持した状態でケーソン躯体を圧入沈降させることによって徐々に下方に繰り出されて行き、該ケーソン躯体あるいはその上方に打ち足される後続の躯体は前記摩擦低減金属シートに対して摺接することを特徴とする、構造躯体を使用したケーソン工法。
【請求項８】
函体を地中に推進させ、函体の後方に後続の函体を設置足して行くことによって所定長さのトンネル状構造物を構築するアンダーパス工法であって、
前記請求項６に記載の構造躯体が前記函体として使用され、前記摩擦低減金属シートは、その繰り出し先端部を保持した状態で函体を推進させることによって徐々に後方に繰り出されて行き、該函体あるいはその後方に推し足される後続の函体は前記摩擦低減金属シートに対して摺接することを特徴とする、構造躯体を使用したアンダーパス工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中ないし海底にケーソンやボックスカルバート等の構造躯体を沈降または推進させる際に使用される摩擦低減金属シートユニット、および該摩擦低減金属シートユニットを備えた構造躯体に関するものである。また、前記構造躯体を使用したケーソン工法およびアンダーパス工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地中や海底に橋脚を建設する場合や、シールド工事における発進ないし到達用の立坑を掘削する場合に、従来から「ケーソン」と呼ばれる先端に内刃状の刃口が形成された構造躯体を使用し、種々の圧入ケーソン工法によって前記ケーソンを地中ないし海底に所定ストローク圧入沈降させて所定深さのケーソン立坑を構築している。
【０００３】
このような圧入ケーソン工法においては、ケーソン躯体の圧入沈降時に生ずる地盤とケーソン躯体との間、あるいは地盤と後続の躯体との間に摩擦抵抗が生ずる。そのため、ケーソン躯体を地盤に沈降させるに当り、地盤とケーソン躯体との間に摩擦低減シートを繰り出して行う工法が行われている（例えば、特許文献１および特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第７８８３１４号公報
【特許文献２】特開２００７−３３２５５４号公報
【０００５】
特許文献１には、地盤と摺接するケーソンの外周面に摩擦係数の小さな摩擦低減シートをボックスに納め、前記シートの繰り出し先端部をケーソンの外周面に密着状態で取り付け、ケーソンの圧入沈降に伴って徐々に前記摩擦低減シートを地盤中に引き下げる構成が開示されている。
【０００６】
ここで、前記摩擦低減シートとしては、厚み約０．１５ｍｍ〜０．１７ｍｍの金属シートを、３０ｍ〜５０ｍ程巻き取り軸に密に巻き取ったものが一般的に用いられている。  
摩擦低減シートとして金属シートを用いる場合、密に巻き取った金属シートにはぜんまいバネのような力が働いている。このため、図１７のように、前記巻き取った金属シート７２をボックス７１に納め、当該ボックス７１から金属シート７２を引き出すときには、その巻きが緩んでぜんまいバネのように膨らみ、ボックス７１の内面に金属シート７２が押し付けられて密接する。そして、前記金属シート７２は薄いシートなので、ボックス７１の内面形状に即して変形してしまう。
【０００７】
このように金属シートがボックス内面に押し付けられて密接する状態になると、金属シート引き出し時の引き出し抵抗が増し、その引き出しが困難となる場合がある。  
更に、金属シートの形状変形により、引き出し時に巻取り状態にある金属シートのスムーズな回転ができず、回転抵抗による引き出し抵抗も増すので、前記ボックス内面に密接することによる引き出し抵抗と合わせた抵抗増大により、金属シートが破断してしまう場合がある。
【０００８】
この問題を解決するため、前記ボックスと金属シートとの空隙に、グラスウールを詰めて前記金属シートの膨らみを防ぐことが行われているが、グラスウールを前記空隙に隙間なく均等に詰めることは困難であり、そのグラスウールの不均一な充填により、金属シートの引き出し時の回転抵抗が増大することがあるため現実的ではない。
【０００９】
特許文献２に開示された摩擦低減シートユニットは、摩擦低減シートを収納する内ボックスと、摩擦低減シートユニット本体をなす外ボックスの二重構造に形成されている。摩擦低減シートは巻き取り軸に密に巻き取られて内ボックスに収納されており、当該内ボックスにわずかに開いたスリットから引き出されるが、特許文献１と同様、引き出し時にぜんまいバネのように膨らんで内ボックスの内面に、摩擦低減シートが押し付けられて密着するので、回転摩擦抵抗により引き出しが困難になる場合がある。  
尚、前記内ボックスと外ボックスとの間には、水と接触すると膨潤して止水効果を発揮する止水剤が充填されており、摩擦低減シートは内ボックスに収納されていることによって当該止水剤の影響を受けないように構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、このような背景技術及び背景技術が抱える問題点に鑑み、地中ないし海底にケーソン等の構造躯体を沈降または推進させる際に、前記構造躯体と地盤の間に摩擦低減金属シートを円滑に繰り出すことが可能な摩擦低減金属シートユニット、および該摩擦低減金属シートユニットを備えた構造躯体を提供することである。  
更に、前記構造躯体を使用したケーソン工法、および構造躯体を使用したアンダーパス工法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、摩擦低減金属シートがロール状に巻き取られたロール状摩擦低減金属シートがユニットボックスに繰り出し可能に収容されており、前記ユニットボックス内に、前記ロール状摩擦低減金属シートの巻きが所定のロール径以上に緩むのを規制する開放構造の規制部と、水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の潤滑剤とを備え、該ユニットボックス内に水が入ることにより前記粉粒状の潤滑剤が膨潤し、当該ユニットボックス内が前記膨潤した前記潤滑剤で満たされるように構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、「開放構造の規制部」とは、該規制部が特許文献２の前記内ボックスのようにロール状摩擦低減金属シートの全体を覆う構造ではなく、前記ロール状摩擦低減金属シートとの接触部分以外のほとんどが外部に通じている、即ち露呈している構造であるという意味で使われている。
【００１３】
本態様によれば、ロール状摩擦低減金属シートが収納されるユニットボックス内に設けられた開放構造の規制部は、該ロール状摩擦低減金属シートの巻きが所定のロール径以上に緩むのを規制し、ロール状摩擦低減金属シートの巻きが緩んでぜんまいバネのように膨らむことを抑制する。  
その際、前記ユニットボックス内に、水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の潤滑剤が存在するので、該ユニットボックス内に水が入ることにより前記粉粒状の潤滑剤が膨潤する。そして、当該ユニットボックス内が前記水の流入に伴って前記膨潤した前記潤滑剤で満たされるので、ロール状摩擦低減金属シートと前記規制部との間の部分や、ロール状に巻かれて重なっている摩擦低減金属シートの各巻きの重なり部分の隙間に、当該膨潤した潤滑剤が浸入することができる。更に、当該ロール状摩擦低減金属シートが当該ユニットボックス内から順次引き出される際の当該ロール状摩擦低減金属シートの回転動に基づく振動により、前記膨潤した潤滑剤の前記浸入が効果的に進み、当該金属シートの引き出し時の回転抵抗を減少させることができる。
【００１４】
加えて、本発明では、ユニットボックス内から外部に繰り出される摩擦低減金属シートの表面に前記膨潤した潤滑剤が付着して一緒に繰り出される。この膨潤した潤滑剤が付着することによって当該摩擦低減金属シートの摩擦低減効果を容易に向上させることができる。例えば、地盤中にケーソン等の構造躯体を沈降または推進させる際に、繰り出された摩擦低減金属シートに前記膨潤した潤滑剤が付着していることによって前記構造躯体を摩擦低減金属シートに対して一層抵抗少ない状態でスライドさせることができる。
【００１５】
本発明の第２の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、第１の態様において、前記粉粒状の潤滑剤は、前記ユニットボックス内において、前記ロール状摩擦低減金属シートよりも下方にあることを特徴とするものである。
【００１６】
ロール状になった摩擦低減金属シートにおいて、該摩擦低減金属シートの各巻きの重なり部分の隙間に粉粒状の潤滑剤が入り込むと、ユニットボックス内に水が入った時に、前記隙間に入り込んだ潤滑剤には水が触れ難く、膨潤もし難くなる。  
本態様によれば、ユニットボックス内に水が入っていない状態では、ロール状になった摩擦低減金属シートには粉粒状の潤滑剤は付着する虞が少なく、ユニットボックス内に水が入ったときに膨潤した潤滑剤がロール状摩擦低減金属シートの周りに存在することになるので、該膨潤した潤滑剤を摩擦低減金属シートに対して効果的に付着させることができる。
【００１７】
本発明の第３の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、第１の態様または第２の態様において、前記規制部は、前記ロール状摩擦低減金属シートの巻き取り軸方向の両端部分に設けられていることを特徴とするものである。
【００１８】
本態様によれば、構成簡単にして第１の態様または第２の態様と同様の作用効果が得られる。加えて、摩擦低減金属シートユニットを構成する部材（ユニットボックス、規制部等）は通常金属製であるが、規制部によって前記ロール状摩擦低減金属シートの巻き取り軸方向の両端部分だけを拘束すると、摩擦低減金属シートと規制部との接触部分は少なくなるので、金属同士の接触による摩擦抵抗をより少なくすることができる。以って、ロール状摩擦低減金属シートの回転抵抗を小さくすることができる。
【００１９】
本発明の第４の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、第１の態様から第３の態様のいずれか一つの態様において、前記繰り出し開口部に、前記ユニットボックス内部と連通し、前記摩擦低減金属シートの引き出し方向に延在する溝を有する溝形成部材が設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
本態様によれば、第１の態様から第３の態様のいずれかと同様の作用効果が得られる。加えて、前記摩擦低減金属シートユニットのユニットボックスから摩擦低減金属シートを繰り出す繰り出し開口部に前記溝形成部材が設けられている。従って、前記摩擦低減金属シートを繰り出し開口部から繰り出したときに、ユニットボックス内の膨潤した潤滑剤が当該溝形成部材の溝部に誘導されて摩擦低減金属シートと共に繰り出される。これにより、当該摩擦低減金属シートの摩擦低減効果を一層容易に向上させることができる。例えば、地盤中にケーソン等の構造躯体を沈降または推進させる際に、前記構造躯体を摩擦低減金属シートに対して一層抵抗少ない状態でスライドさせることができる。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、第１の態様から第４の態様のいずれか一つの態様において、前記ロール状摩擦低減金属シートが巻き解かれて前記繰り出し開口部から繰り出されるまでの間に、摩擦低減金属シートの少なくとも一方の面に当接するローラが設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
本態様によれば、第１の態様から第４の態様のいずれか一つと同様の作用効果を奏すると共に、摩擦低減金属シートが引き出される際に、前記ローラが該摩擦低減金属シートに接触して回転するので、当該ローラの回転と共に膨潤した潤滑剤を効率的に送り出すことができる。以って、潤滑剤による摩擦低減効果を効果的に得ることができる。
【００２３】
本発明の第６の態様に係る摩擦低減金属シートユニットは、第１の態様から第５の態様のいずれか一つの態様において、前記ユニットボックス内に水を注入する注入部が設けられていることを特徴とするものである。
【００２４】
本態様によれば、地盤中の地下水が少なく、摩擦低減金属シートユニットを設けた構造躯体を地盤に沈降または推進させたときに、当該摩擦低減金属シートユニットのユニットボックス内へ水が十分に流入しない場合に、前記注入部から水を注入することで、第１の態様から第５の態様のいずれかと同様の作用効果を得ることができる。
【００２５】
本発明の第７の態様に係る構造躯体は、地盤に沈降または推進される構造躯体であって、第１の態様から第６の態様のいずれか一つの態様の摩擦低減金属シートユニットが、前記構造躯体を地盤に沈降または推進させたときに、当該構造躯体と地盤との間に前記摩擦低減シートが徐々に繰り出されるように配設されていることを特徴とするものである。
【００２６】
本態様によれば、第１の態様から第６の態様のいずれかと同様の効果を得ることができる。尚、本態様において「地盤」とは、地面下に限らず海底や河川下の地盤も含む意味で用いられている。また、「沈降」は、構造躯体を地盤に圧入して地表面側から略重力方向に移動させる意味で用いられている。「推進」は、構造躯体を油圧ジャッキ等により地盤中に押し進め、地表面に対して略水平方向に移動させる意味で用いられている。
【００２７】
本発明の第８の態様に係る構造躯体を使用したケーソン工法は、ケーソン躯体を地中に沈降させ、ケーソン躯体の上方に後続の躯体を設置足して行くことによって所定深さのケーソン立坑を構築するケーソン工法であって、前記第７の態様の構造躯体が前記ケーソン躯体として使用され、前記摩擦低減金属シートは、その繰り出し先端部を保持した状態でケーソン躯体を圧入沈降させることによって徐々に下方に繰り出されて行き、該ケーソン躯体あるいはその上方に打ち足される後続の躯体は前記摩擦低減金属シートに対して摺接することを特徴とするものである。
【００２８】
本態様によれば、前記ケーソン躯体として第７の態様の構造躯体を用いるので、第１の態様から第６の態様のいずれかと同様の効果を得ることができる。
【００２９】
本発明の第９の態様に係る構造躯体を使用したアンダーパス工法は、函体を地中に推進させ、函体の後方に後続の函体を設置足して行くことによって所定長さのトンネル状構造物を構築するアンダーパス工法であって、前記第７の態様の構造躯体が前記函体として使用され、前記摩擦低減金属シートは、その繰り出し先端部を保持した状態で函体を推進させることによって徐々に後方に繰り出されて行き、該函体あるいはその後方に推し足される後続の函体は前記摩擦低減金属シートに対して摺接することを特徴とするものである。
【００３０】
本態様によれば、前記函体として第７の態様の構造躯体を用いるので、第１の態様から第６の態様のいずれかと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る摩擦低減金属シートユニットの一実施例を示す斜視断面図。
【図２】図１の摩擦低減金属シートユニットの側断面図。
【図３】図１の摩擦低減金属シートユニットを図２と交差する方向で切った側断面図。
【図４】ユニットボックス内に水が入った状態を説明する図。
【図５】本発明に係る摩擦低減金属シートユニットの他の実施例を示す側断面図。
【図６】図５に記載の溝形成部材の一例を示す要部斜視図。
【図７】図５に記載の溝形成部材の他の例を示す要部斜視図。
【図８】本発明に係る摩擦低減金属シートユニットの更に他の実施例を示す側断面図。
【図９】図８に記載のローラの一例を示す斜視図。
【図１０】本発明に係る構造躯体としてのケーソン躯体の一例を示す側断面図。
【図１１】図１０のケーソン躯体を使用した圧入ケーソン工法によって構築されたケーソン立坑の一例を示す側断面図。
【図１２】横穴を有するケーソン立坑に構造躯体を配設した状態を示す斜視図。
【図１３】図１２のケーソン立坑の構築に用いるケーソン躯体の一例を示す側断面図。
【図１４】図１３の構造の一部を変えたケーソン躯体の他の例を示す側断面図。
【図１５】構造躯体として函体を使用したアンダーパス工法を説明する図。
【図１６】本発明に係る構造躯体としての函体の一例を示す要部側断面図。
【図１７】従来の摩擦低減金属シートユニットの側断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下において、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。尚、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。以下、本願発明に係る摩擦低減金属シートユニットおよび構造躯体と、前記構造躯体を使用した圧入ケーソン工法およびアンダーパス工法について説明する。本発明は、圧入ケーソン工法だけに限定されるものではなく、オープンケーソン工法やニューマチックケーソン工法等にも適用できる。
【００３３】
［実施例１］
図１は、本発明の摩擦低減金属シートユニットの斜視断面図であり、図２は、図１の摩擦低減金属シートユニットの側断面図であり、図３は、図１の摩擦低減金属シートユニットを図２と交差する方向で切った側断面図である。
【００３４】
摩擦低減金属シートユニット１は、摩擦低減金属シート２がロール状に巻き取られたロール状摩擦低減金属シート３がユニットボックス４に繰り出し可能に収容されているものである。前記ユニットボックス４内には、開放構造の規制部５としてのサイドリング６が、前記ロール状摩擦低減金属シート３の巻き取り軸７の軸方向の両端部分に一対設けられている。該一対のサイドリング６により、該ロール状摩擦低減金属シート３の巻きが所定のロール径以上に緩むのを規制するように構成されている。
【００３５】
本発明で使用する摩擦低減金属シート２としては、厚さ０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の薄鉄板が採用でき、その表面は滑らかに加工されており、所望の摩擦低減作用と、繰り出しに耐えられるだけの機械的強度を有している。
【００３６】
更に、前記ユニットボックス４内には、水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の潤滑剤８が入れられている。該粉粒状の潤滑剤８（以下、粉粒状潤滑剤８と称する場合がある）は、ユニットボックス４内に水が入ったときに膨潤する。そして、該ユニットボックス４内に水が入ることにより前記粉粒状の潤滑剤８が膨潤し、当該ユニットボックス４内が前記膨潤した前記潤滑剤（図４における符号１０、以下、膨潤潤滑剤１０と称する場合がある）で満たされるように構成されている。即ち、当該ユニットボックス４内の、摩擦低減金属シート２の繰り出し開口部９からロール状摩擦低減金属シート３全体が覆われる範囲に、前記膨潤潤滑剤１０が充満するように構成されている。
【００３７】
ロール状摩擦低減金属シート３が収納されるユニットボックス４内に設けられた規制部５であるサイドリング６は、前述のようにロール状摩擦低減金属シート３の巻きが所定のロール径以上に緩むのを規制するものである。当該サイドリング６によって、ロール状摩擦低減金属シート３の巻きが緩んでぜんまいバネのように膨らむことを抑制する。
【００３８】
本実施例によれば、当該ユニットボックス４内に、水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の潤滑剤８が存在するので、該ユニットボックス４内に水が入ることにより前記粉粒状の潤滑剤８が膨潤する。そして、当該ユニットボックス４内が前記水の流入に伴って前記膨潤した潤滑剤１０で満たされるので、ロール状摩擦低減金属シート３と前記サイドリング６との間の部分や、ロール状に巻かれて重なっている摩擦低減金属シート２の各巻きの重なり部分の隙間に、当該膨潤潤滑剤１０が浸入することができる。更に、当該ロール状摩擦低減金属シート３が当該ユニットボックス４内から順次引き出される際の当該ロール状摩擦低減金属シート３の回転動に基づく振動により、前記膨潤潤滑剤１０の前記浸入が効果的に進み、当該金属シート２の引き出し時の回転抵抗を減少させることができる。
【００３９】
加えて、ユニットボックス４内から外部に繰り出される摩擦低減金属シート２の表面に前記膨潤潤滑剤１０が付着して一緒に繰り出される。この膨潤潤滑剤１０が付着することによって当該摩擦低減金属シート２の摩擦低減効果は容易に向上する。例えば、地盤中にケーソン等の構造躯体を沈降または推進させる際に、繰り出された摩擦低減金属シート２の表面に前記膨潤潤滑剤１０が付着していることによって前記構造躯体を摩擦低減金属シート２に対して一層抵抗少ない状態でスライドさせることができる。
【００４０】
ここで、前記粉粒状潤滑剤８は、前記ユニットボックス４内において、前記ロール状摩擦低減金属シート３よりも下方にあることが望ましい。粉粒状の潤滑剤８は、前述のように水と接触すると膨潤するが、ロール状になった摩擦低減金属シート３において、該摩擦低減金属シート２の各巻きの重なり部分の隙間に粉粒状の潤滑剤８が入り込むと、ユニットボックス４内に水が入った時に、前記隙間に入り込んだ粉粒状の潤滑剤８には水が触れ難く、膨潤もし難くなる。
【００４１】
粉粒状潤滑剤８がロール状摩擦低減金属シート３よりも下方にあると、ユニットボックス内に水が入っていない状態では、ロール状摩擦低減金属シート３には粉粒状潤滑剤８は付着する虞が少なく、ユニットボックス４内に水が入ったときに粉粒状潤滑剤８が膨潤し、膨潤潤滑剤１０がロール状摩擦低減金属シート３の周りに存在することになる。  
図４は、ユニットボックス４内に水が入り、ロール状摩擦低減金属シート３よりも下方にある粉粒状潤滑剤８が膨潤して、ロール状摩擦低減金属シート３回りには膨潤潤滑剤１０が存在している状態を示している。このことによって、膨潤潤滑剤１０を摩擦低減金属シート２に対して効果的に付着させることができる。
【００４２】
また、前記繰り出し開口部９には、ユニットボックス４の外側にゴム板１２が設けられ、シール性が高められている。ゴム板１２は、ユニットボックス４内に空洞があれば、地下水等の水が繰り出し開口部９から浸み込んで浸入することができるように設けられている。
【００４３】
ゴム板１２は、繰り出し開口部９を覆う幅と、前記ゴム板１２の厚さや高さを変えることにより、ユニットボックス４内に浸入する水（地下水等）の量を調整することができる。また、ユニットボックス４内に土砂が流入すると摩擦低減金属シート２の引き出し抵抗が増すので、土砂の流入を防止する役割も果たす。
【００４４】
ユニットボックス４内に地下水等が浸入して含水ゲル化した膨潤潤滑剤１０は、前述のように、摩擦低減金属シート２が引き出される際に当該金属シート２の表面に付着して一緒に引き出される。したがって、膨潤潤滑剤１０が引き出された分だけ、ユニットボックス４内の膨潤潤滑剤１０の存在量は減少するので該ユニットボックス４内には空洞ができる。該空洞ができると地下水等が該ユニットボックス４内に浸入する。その浸入した地下水が、残っている粉粒状潤滑剤８を膨潤させて膨潤潤滑剤１０となることで前記空洞が該膨潤潤滑剤１０で満たされることが繰り返される。
【００４５】
ユニットボックス４内に入れられる粉粒状潤滑剤８の量は、摩擦低減金属シートユニット１の使用方法、摩擦低減金属シート２が引き出される距離等によって異なるが、潤滑剤８として用いる吸水性樹脂は、後述するように、その元の体積の１０倍〜１００倍程度、あるいはそれ以上の水を吸収して膨潤するので、一般的な圧入ケーソン工法やアンダーパス工法に用いる場合には、所定の長さの摩擦低減金属シート２（ロール状摩擦低減金属シート３）が納められるユニットボックス４の容積に対して少量で足りる。  
また、ユニットボックス４内には、その内壁面に、地盤中で外部から受ける土水圧に対する耐圧強化部として、補強リブ１１が一体的に設けられていることが望ましい。
【００４６】
本実施例の規制部５としてのサイドリング６は、簡単な構造である上、特にロール状摩擦低減金属シート３と規制部５との接触部分を少なくすることができるので好ましい。通常、ユニットボックス４や規制部５等の摩擦低減金属シートユニットを構成する部材は、金属製であるため、金属同士の接触による摩擦抵抗をより少なくすることによって、ロール状摩擦低減金属シート３の回転を抵抗少なくすることができる。
【００４７】
尚、前記開放構造の規制部５は、該ロール状摩擦低減金属シート３の巻きの緩みが所定のロール径以上にならないように規制することができる形状であればよく、例えば、該ロール状摩擦低減金属シート３のほぼ全体を覆う筒状体の規制部５であってもよい。その場合には、金属同士の接触による摩擦抵抗をより少なくするため、前記筒状体にメッシュやスリットを入れた構成にすることが望ましい。前記筒状体の規制部５にメッシュやスリットが入っていると、前記膨潤潤滑剤１０が該ロール状摩擦低減金属シート３の周りに入り易い点で有利である。
【００４８】
本発明に用いられる「潤滑剤」は、水と接触すると膨潤して摩擦低減効果を発現する粉粒状の材料、すなわち、水膨潤潤滑剤であり、高吸水性樹脂（Super Absorbent Polymer:ＳＡＰ）であることが好ましい。高吸水性樹脂は、多量の水を吸水して高分子が架橋して三次元網目構造を持ち、水を吸収して膨潤はするが溶解はしない、固体と液体の中間に属する状態をとる物質となる。すなわち、含水ゲル化し、その水を保持する機能を有する高分子材料である。
【００４９】
吸水性樹脂は、吸水することによって膨潤し、且つ、自重に対するイオン交換水の吸水倍率が３倍以上（２５℃、１時間）の樹脂であれば特に限定されないが、以下に例示する水溶性親水性化合物（モノマーおよび／またはポリマー）を架橋剤で架橋させた合成吸水性樹脂は、天然水膨潤性物（ゼラチン、寒天など）よりも好ましい。
【００５０】
吸水性樹脂は、入ってきた水の体積以上には膨張することはなく、その膨潤時間は数分と短時間である。例えば、前記ユニットボックス４のような容器に粉粒状の吸水性樹脂を入れて水を前記容器一杯に満たしても、膨潤した吸水性樹脂の体積は水の体積以上には増えず、前記容器に入った水の体積そのままで含水ゲル化する。よって、容器は密閉していても、容器内には膨張圧は発生しない。したがって、ユニットボックス４内が地下水で一杯になっても、前記含水ゲルである膨張潤滑剤１０がユニットボックス４内から溢れることはない。
【００５１】
上記吸水性樹脂としては、具体的には、例えば、ポリ（メタ）アクリル酸架橋体、ポリ（メタ）アクリル酸塩架橋体、スルホン酸基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステル架橋体、ポリオキシアルキレン基を有するポリ（メタ）アクリル酸エステル架橋体、ポリ（メタ）アクリルアミド架橋体、（メタ）アクリル酸塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合架橋体、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋体、ポリジオキソラン架橋体、架橋ポリエチレンオキシド、架橋ポリビニルピロリドン、スルホン化ポリスチレン架橋体、架橋ポリビニルピリジン、デンプン−ポリ（メタ）アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物、デンプン−ポリ（メタ）アクリル酸（塩）グラフト架橋共重合体、ポリビニルアルコールと無水マレイン酸（塩）との反応生成物、架橋ポリビニルアルコールスルホン酸塩、ポリビニルアルコール−アクリル酸グラフト共重合体、ポリイソブチレンマレイン酸（塩）架橋重合体等が挙げられる。  
これら吸水性樹脂は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００５２】
本発明では、吸水性樹脂として、耐塩性吸水性樹脂を用いることが好ましい。耐塩性吸水性樹脂が好ましい理由は、耐塩性吸水性樹脂は、多価金属を含む硬水の吸水倍率が比較的高く、潤滑剤に用いた場合、土中の水質にあまり影響を受けず、その潤滑効果を発揮できるからである。
【００５３】
前記耐塩性吸水性樹脂は、人工海水での吸水倍率（２５℃、２４時間）が１０倍以上のものであれば、特に限定されないが、例えば、上記例示の吸水性樹脂のうち、ノニオン性基および／またはスルホン酸（塩）基を有するものがより好ましく、アミド基またはヒドロキシアルキル基を有するものは、さらに好ましい。  
前記のような耐塩性吸水性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル酸塩と（メタ）アクリルアミドとの共重合架橋体、（メタ）アクリル酸ヒドロキシアルキルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋体等が挙げられる。  
さらに、ポリオキシアルキレン基を有するものが特に好ましい。このような吸水性樹脂としては、例えば、メトキシポリオキシアルキレン基を有する（メタ）アクリル酸エステルと（メタ）アクリル酸塩との共重合架橋体等が挙げられる。
【００５４】
これらの耐塩性吸水性樹脂を本発明の潤滑剤８として用いる事により、土中の水の性質（軟水、硬水など）に関係なく一定倍率まで膨潤し、より確実に潤滑剤としての潤滑機能を発揮することができる。
【００５５】
さらに、潤滑剤８に使用する吸水性樹脂の製造方法は特に限定されないが、例えば、水溶性を有するエチレン性不飽和単量体と、必要に応じて架橋剤とを含む単量体成分を重合する方法が挙げられる。エチレン性不飽和単量体を（共）重合してなる吸水性樹脂は、水に対する吸水性により優れており、かつ、一般的に安価である。尚、上記の架橋剤は、特に限定されるものではない。
【００５６】
上記のエチレン性不飽和単量体としては、具体的には、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、ビニルスルホン酸、（メタ）アリルスルホン酸、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、並びに、これら単量体のアルカリ金属塩やアンモニウム塩；Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、並びに、その四級化物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン等の（メタ）アクリルアミド類、並びに、これら単量体の誘導体；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート等のヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート；ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等のポリアルキレングリコールモノ（メタ）アクリレート；Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニルスクシンイミド等のＮ−ビニル単量体；Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニル−Ｎ−メチルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド単量体；ビニルメチルエーテル；等が挙げられるが、特に限定されるものではない。これらエチレン性不飽和単量体は、一種類のみを用いてもよく、また、二種類以上を併用してもよい。
【００５７】
上記例示のエチレン性不飽和単量体のうち、ノニオン性基および／またはスルホン酸（塩）基を有するエチレン性不飽和単量体からなるものは耐塩性が高いのでより好ましい。該単量体としては、例えば、２−（メタ）アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルエタンスルホン酸、２−（メタ）アクリロイルプロパンスルホン酸、（メタ）アクリルアミド、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。さらに、ポリオキシアルキレン基を有するエチレン性不飽和単量体が特に好ましい。
【００５８】
単量体成分としてエチレン性不飽和単量体を二種類以上併用する場合における、より好ましい組み合わせとしては、例えば、アクリル酸ナトリウム等の（メタ）アクリル酸アルカリ金属塩とアクリルアミドとの組み合わせ、（メタ）アクリル酸アルカリ金属塩とメトキシポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレートとの組み合わせ等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００５９】
上記の単量体成分を重合することにより、吸水性樹脂が得られる。また、吸水性樹脂の平均分子量や形状、平均粒子径等は、摩擦低減剤用塗料の組成やバインダーの種類、物性、作業環境等に応じて設定すればよく、特に限定されるものではないが、吸水性樹脂の平均粒子径は３０〜８００μｍが好ましく、３０〜６００μｍが更に好ましく、３０〜４００μｍが最も好ましい。
【００６０】
潤滑剤に使用する吸水性樹脂の平均粒子径は８００μｍを超えると、粒子径が大き過ぎ、取扱いが困難になる場合がある。また一方、吸水性樹脂の平均粒子径が３０μｍ未満になると、微粉として飛び散り易いので好ましくない。
【００６１】
［実施例２］
次に、本発明の摩擦低減金属シートユニットの他の実施例について説明する。図５は、本実施例の摩擦低減金属シートユニット２１の側断面図である。  
図５の摩擦低減金属シートユニット２１は、摩擦低減金属シート２の繰り出し開口部９に、前記ユニットボックス４内部と連通し、前記摩擦低減金属シート２の引き出し方向に延在する溝を有する溝形成部材２２が設けられている。尚、摩擦低減金属シートユニット２１は、溝形成部材２２以外の構成は実施例１と同じであるので、同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
溝形成部材２２は、ユニットボックス４内の膨潤潤滑剤１０が摩擦低減金属シート２と共に引き出されるための溝を有する部材であり、例えば、図６に示されるように、凹状の溝２４が形成されている溝形成部材２３の他、図７のように、半円形状が並んで溝２６を形成している溝形成部材２５を用いることができる。
【００６３】
本実施例によれば、前記摩擦低減金属シートユニット２１のユニットボックス４から摩擦低減金属シート２を繰り出す繰り出し開口部９に前記溝形成部材２２が設けられているので、前記摩擦低減金属シート２を繰り出し開口部９から繰り出したときに、ユニットボックス４内の膨潤潤滑剤１０が摩擦低減金属シート２と共に繰り出される。従って、当該摩擦低減金属シート２の摩擦低減効果を一層容易に向上させることができる。例えば、地盤中にケーソン等の構造躯体を沈降または推進させる際に、前記構造躯体を摩擦低減金属シート２に対して一層抵抗少ない状態でスライドさせることができる。
【００６４】
［実施例３］
次に、本発明の摩擦低減金属シートユニットの更に他の実施例について説明する。図８は、本実施例の摩擦低減金属シートユニット３１の側断面図である。  
図８の摩擦低減金属シートユニット３１は、ユニットボックス４内の前記ロール状摩擦低減金属シート３が巻き解かれて前記繰り出し開口部９から繰り出されるまでの間に、摩擦低減金属シート２の少なくとも一方の面に接するローラ３２が設けられている。符号３５はローラ３２の回転軸である。本実施例の摩擦低減金属シートユニット３１は、ローラ３２以外の構成は実施例２と同じであるので、同一部材には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
本実施例によれば、摩擦低減金属シート２が引き出される際に、前記ローラ３２が該摩擦低減金属シート２に接触して回転するので、当該ローラ３２の回転と共に効率的に膨張潤滑剤１０を前記金属シート２の表面に付着させて送り出すことができる。以って、該潤滑剤１０による摩擦低減効果を効果的に得ることができる。
【００６６】
ここで、ローラ３２は、単なる棒状のローラでもよいが、図９に示されるように凹部３３と凸部３４を有する構成にすることが好ましい。更に、ローラ３２の凹部３３と、溝形成部材２２の溝（例えば図６における溝２４）とが摩擦低減金属シート２の同じ部分に接するように配設されることが好ましい。
【００６７】
［実施例４］
次に、本発明にかかる摩擦低減金属シートユニットを備えた構造躯体と、該構造躯体を使用した圧入ケーソン工法について説明する。  
本実施例において、摩擦低減金属シートユニットを備えた構造躯体はケーソン躯体４１である。
【００６８】
圧入ケーソン工法は、先端に内刃状をしたケーソン刃口が形成されたケーソン躯体を地中に所定ストロークずつ圧入沈降させ、ケーソン躯体の上方に後続の躯体を設置足して行くことによって所定深さのケーソン立坑を構築する工法である。圧入ケーソン工法の概要と、圧入ケーソン工法を実行する場合に必要となる機械設備については、例えば、特開２００７−３３２５５４号公報に記載されている。
【００６９】
図１０は、本発明に係る構造躯体としてのケーソン躯体の一例を示す図である。図１１は、図１０のケーソン躯体を使用した圧入ケーソン工法によって構築されたケーソン立坑の一例を示す図である。尚、図示のケーソン躯体４１は、円筒状のケーソン立坑４４を構築される場合に使用される円筒状の躯体であり、図１０および図１１はその側断面図である。
【００７０】
ケーソン躯体４１の先端に内刃状をしたケーソン刃口４２が形成されている。更に、ケーソン躯体４１の中央より幾分上方の位置の外周部には、ロール状摩擦低減金属シート３を収容した摩擦低減金属シートユニット３１が設置されている。ケーソン躯体４１の外周部において、摩擦低減金属シートユニット３１を設置するためのシート設置部としては、フリクションカット部４７を利用することができる。
【００７１】
次に、このようなケーソン躯体４１を使用することによって実行される本発明の圧入ケーソン工法について説明する。本発明の圧入ケーソン工法は、上述した本発明のケーソン躯体４１が使用され、巻き取られた状態の摩擦低減金属シート２（ロール状摩擦低減金属シート３）がケーソン躯体４１を圧入沈降させることによって徐々に下方に繰り出されて行く。該ケーソン躯体４１あるいはその上方に打ち足される後続の躯体４３は、前記摩擦低減金属シート２に対して摺接するように構成されている点に特徴を有している。符号４５は油圧ジャッキ、符号４６はアースアンカーである。  
これにより、地盤Ｇとケーソン躯体４１あるいはその上方に打ち足される後続の躯体４３との摺接を防止することができる。
【００７２】
尚、本願発明に係る構造躯体（ケーソン躯体）及び構造躯体を使用した圧入ケーソン工法は、以上述べたような構成を一例とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内の部分的な構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。例えば、前記ケーソン躯体４１の形状は、円筒形に限らず、角筒形でもよく、角筒形のケーソン躯体を使用すれば角筒形のケーソン立坑を構築することが可能である。  
また、前記ケーソン躯体４１の上に打ち足されて行く後続の躯体４３は、コンクリート製の躯体に限らずスチール製等、他の材料によって形成された躯体であっても構わない。
【００７３】
［実施例４の変形例］
実施例４の圧入ケーソン工法では、摩擦低減金属シートユニット３１はフリクションカット部４７の上部に設けられているが、例えば、ケーソン躯体５１にシールド機械等の発進用の横穴５３が設けられている場合（図１２を参照）、前記フリクションカット部４７に摩擦低減金属シートユニット３１を設けることができない場合がある。  
このような場合には、ケーソン躯体５１の外壁面の前記横穴５３の上方にシート設置部５４を設け、図１３に示すような摩擦低減金属シートユニット５０をケーソン躯体５１の外面と面一に設置することができる。符号５２はケーソン刃口である。
【００７４】
摩擦低減金属シートユニット５０は、ローラ３２によってユニットボックス４内への地下水の浸入を防止しつつ、円滑に摩擦低減金属シート２を送り出せるように構成されている。これによって、ケーソン躯体の外壁面から摩擦低減金属シートユニット５０がはみ出さず、面一になるように設置することができる。
【００７５】
図１４は、図１３に示した摩擦低減金属シートユニット５０の構造の一部を変えたケーソン躯体５１の他の例を示す。  
図１４に示したように、前記繰り出し開口部９には、ユニットボックス４の内側にゴム板１２が設けられ、シール性が高められている。該ゴム板１２は、ユニットボックス４内に空洞があれば地下水等の水が繰り出し開口部９から入り込んで浸入することができるように構成されている。
【００７６】
図１４に示した構造において、ゴム板１２は、繰り出し開口部９を覆う幅と、該ゴム板１２の厚さや高さを変えることにより、ユニットボックス４内に浸入する水（地下水等）の量を調整することが可能である。また、ユニットボックス４内に土砂が流入すると摩擦低減金属シート２の引き出し抵抗が増すので、土砂の流入を防止する役割も果たす。
【００７７】
［実施例５］
本実施例では、本発明にかかる摩擦低減金属シートユニット６０を備えた構造躯体が函体６１（ボックスカルバートとも称される）であり、構造躯体として前記函体６１を使用したアンダーパス工法について説明する。図１５は、摩擦低減金属シートユニットを備え構造躯体として函体を使用したアンダーパス工法を説明する図である。図１６は、本発明に係る構造躯体としての函体の一例を示す図である。
【００７８】
アンダーパス工法は、推進刃口６２を備えた函体６１を、推進ジャッキ６４等を用いて地中に推進させ、函体６１の後方に後続の函体６３を設置足して行くことによって所定長さのトンネル状構造物を構築する工法である。符号６５は発進立坑であり、符号６６は到達立坑であり、符号６７はストラットである。
【００７９】
本実施例のアンダーパス工法は、摩擦低減金属シートユニット６０を備えた構造躯体としての前記函体６１において、摩擦低減金属シート２が、その繰り出し先端部７０を保持した状態で函体６１を推進させることによって徐々に後方に繰り出されて行き、該函体６１あるいはその後方に推し足される後続函体６３は前記摩擦低減金属シート２に対して摺接するように構成されている点に特徴を有している。
【００８０】
函体６１の先端には推進刃口６２が形成されており、該函体６１の外周部にシート設置部６８が周方向に複数個設けられ、ロール状摩擦低減金属シート３を収容した摩擦低減金属シートユニット６０が複数個設置されている。  
摩擦低減金属シートユニット６０には、ユニットボックス４内に水を注入する注入部６９が設けられていることが望ましい。地盤中の地下水が少ない場合には、該注入部６９から水を注入することによってユニットボックス４内の粉粒状潤滑剤８を膨潤させて、ユニットボックス４内を膨潤潤滑剤１０で満たすことができる。注入部６９の構造はてユニットボックス４内に水を注入できる構造であればよく、特定の構造に限定されないが、全体に一様に水が徐々に行き渡る構造が好ましい。
【００８１】
このことによって、摩擦低減金属シートユニット６０から繰り出される摩擦低減金属シート２に膨潤潤滑剤１０が付着するので、地盤Ｇ中にボックスカルバート等の函体６１（構造躯体）を推進させる際に、地盤Ｇと函体あるいはその後方に打ち足される後続函体４３との摺接を防止し、トンネル等の構造物の円滑な施工を実現することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  摩擦低減金属シートユニット、２  摩擦低減金属シート、
３  ロール状摩擦低減金属シート、４  ユニットボックス、
５  規制部、  ６  サイドリング、７  巻き取り軸、
８  粉粒状の潤滑剤（粉粒状潤滑剤）、９  繰り出し開口部、
１０  膨潤した潤滑剤（膨潤潤滑剤）、  １１  補強リブ、  １２  ゴム板、
２１  摩擦低減金属シートユニット、  ２２  溝形成部材、２３  溝形成部材、
２４  溝、  ２５  溝形成部材、  ２６  溝、  ３１  摩擦低減金属シートユニット、
３２  ローラ、  ３３  凹部、  ３４  凸部、  ３５  回転軸、
４１  ケーソン躯体、  ４２  ケーソン刃口、  ４３  後続の躯体、
４４  ケーソン立坑、  ４５  油圧ジャッキ、  ４６  アースアンカー、
４７  フリクションカット部、  ５０  摩擦低減金属シートユニット、
５１  ケーソン躯体、  ５２  ケーソン刃口、  ５３  横穴、  ５４  シート設置部、
６０  摩擦低減金属シートユニット、  ６１  函体、  ６２  推進刃口、
６３  後続の函体、  ６４  推進ジャッキ、  ６５  発進立坑、  ６６  到達立坑、
６７  ストラット、  ６８  シート設置部、  ６９  注入部、
７０  繰り出し先端部、Ｇ  地盤
【図１】
0005986398.tif 000002
【図２】
0005986398.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005986398.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005986398.tif 000008
【図８】
0005986398.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0005986398.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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