(57)【要約】【課題】ＲＣセグメントを用いたシールドトンネルにおいて、出水及び漏水することなくチェックボーリング及びコアボーリングを行う。【解決手段】トンネルの覆工に用いられるＲＣセグメント（セグメント３）において、前記ＲＣセグメントの内側及び外側を連通するように埋設されたチェックボーリングのケーシング（第３ケーシング１２）と連通する観測孔５ａを有する鋼製管５と、前記鋼製管５が有する観測孔内５ａに着脱可能に設けられた注入孔を有する注入金物と、前記注入金物が有する注入孔内に着脱可能に設けられた注入金物プラグと、記鋼製管５の周囲に配筋された補強鉄筋とを備える。そして、地表から貫入するケーシングの先端部を前記ＲＣセグメントの外面に食い込ませ、ケーシング下端部内部に注入材を注入した後、観測孔５ａのトンネル坑内側から削孔を行い、観測孔５ａとケーシングを連通させた後に測量を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの覆工に用いられるＲＣセグメントにおいて、
前記ＲＣセグメントの内側及び外側を連通するように埋設され、チェックボーリング用のケーシングと連通する観測孔を有する鋼製管と、
前記鋼製管が有する観測孔内に着脱可能に設けられた注入孔を有する注入金物と、
前記注入金物が有する注入孔内に着脱可能に設けられた注入金物プラグと、
前記鋼製管の周囲に配筋された補強鉄筋とを備えることを特徴とするＲＣセグメント。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＣセグメントを用いたトンネルの線形確認のためのチェックボーリング方法であって、
地表から貫入するケーシングの先端部を前記ＲＣセグメントに食い込ませ、
その後、前記ケーシングの下端部内部に注入材を注入し、
前記鋼製管が有する観測孔のトンネル坑内側より削孔を行い、観測孔とケーシング内部を連通させた後に測量を行うことを特徴とするチェックボーリング方法。
【請求項３】
前記ケーシングは上端部及び下端部が回転動作により分離可能に接続されており、
測量が終わった後、貫入したケーシングの上端部を地中より引き抜くことを特徴とする請求項２に記載のチェックボーリング方法。
【請求項４】
地表から第１のケーシングを貫入し、
その中に小径且つ長尺の第２以降のケーシングを貫入していき、
最後のケーシングを前記ＲＣセグメントへと到達させることを特徴とする請求項２又は３に記載のチェックボーリング方法。
【請求項５】
請求項１に記載のＲＣセグメントを用いたトンネルの裏込注入厚確認のためのコアボーリング方法であって、
前記注入金物を取り外した後、前記鋼製管が有する観測孔にバルブを取り付け、前記バルブの下に止水器を取り付けサンプラーを貫入して試料を採取することを特徴とするコアボーリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェックボーリング用のＲＣセグメントと、セグメントリングを組み立てた後にそのチェックボーリング用のＲＣセグメントに対して行うチェックボーリング方法と、そのＲＣセグメントを用いて行うコアボーリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市部等のトンネル工事において、シールド工法が用いられる。このシールド工法とは、シールド掘削機が、既設のセグメントから反力を取りつつカッタヘッドによって地山を掘削すると同時に、シールド掘削機のテール部で覆工体を組み立てて地下坑を覆工していくものである。この覆工体には、耐久性や価格を考慮してＲＣセグメントが多く用いられる。
【０００３】
シールド工法では、坑内でセグメントが組み立てられた後、コアボーリング等による裏込注入厚の確認や、チェックボーリング等によるトンネルの線形確認をする必要がある。従来、裏込注入厚確認のためのコアボーリングは、トンネル坑内から、セグメントに設けられた裏込注入孔からコアボーリングを行い、試料を採取している。また、トンネルの線形確認のためのチェックボーリングは、地表から貫入させたケーシングをセグメントに貫通させるか（例えば、特許文献１参照）、セグメントの注入孔を目掛けてボーリングを行った後、地表よりトンネル坑内に下げ振りを挿通させて行っている。
【特許文献１】特公平０４−３５６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の注入孔を利用してコアボーリングを行うと、トンネル坑内へサンプラー貫通時に出水及び貫通後に漏水するという問題があった。また、ケーシングをセグメントに貫通させてチェックボーリングを行うと、ケーシングによってＲＣセグメントの鉄筋が切断されてＲＣセグメントの強度が低下したり、トンネル坑内へ貫通時に出水及び貫通後に漏水するという問題がある上、セグメントを完全に貫通したケーシングが引き抜くことができない場合は、後行シールド掘削の障害となる。さらに、従来の注入孔を利用してチェックボーリングを行うと、ボーリング位置が限定される上、口径が小さい注入孔では下げ振りを通すことが難しいという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、ＲＣセグメントを用いたシールドトンネルにおいて、出水及び漏水することなくチェックボーリング及びコアボーリングを行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１から図５に示すように、トンネルの覆工に用いられるＲＣセグメント（例えば、セグメント３）において、
前記ＲＣセグメントの内側及び外側を連通するように埋設され、チェックボーリング用のケーシング（例えば、第３ケーシング１２）と連通する観測孔５ａを有する鋼製管５と、
前記鋼製管５が有する観測孔５ａ内に着脱可能に設けられた注入孔６ａを有する注入金物６と、
前記注入金物６が有する注入孔６ａ内に着脱可能に設けられた注入金物プラグ７と、
前記鋼製管５の周囲に配筋された補強鉄筋８ａとを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、ＲＣセグメントに埋設した鋼製管が有する観測孔には注入金物が着脱できるようになっており、その注入金物が有する注入孔には注入金物プラグが着脱できるようになっているため、注入金物プラグを取り付けることによって注入孔からの漏水を防止することができる。
また、鋼製管から注入金物を取り外すことによって、チェックボーリング後に測量のため地表から吊るす下げ振りの挿通孔が大きくなり、下げ振りを容易にトンネル坑内へと挿通させることができる。
さらに、ＲＣセグメント成形時に、チェックボーリング用のケーシングに対応して、セグメントリング組み立て後の鋼製管の位置及び角度を自由に調整することができるため、チェックボーリングの位置選定の自由度が向上する。
また、チェックボーリング用のケーシングがＲＣセグメントに到達し、ＲＣセグメントに衝撃を与えたり貫通したりしても、ケーシング到達個所の周囲に配筋された補強鉄筋によって、ＲＣセグメントの強度低下を防止することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、例えば図６に示すように、請求項１に記載のＲＣセグメントを用いたトンネルの線形確認のためのチェックボーリング方法であって、
地表から貫入するケーシング（例えば、第３ケーシング１２）の先端部を前記ＲＣセグメントに食い込ませ、
その後、前記ケーシングの下端部１２ｂ内部に注入材（例えば、セメント１３）を注入し、
前記鋼製管５が有する観測孔５ａのトンネル坑内側より削孔を行い、観測孔５ａとケーシング内部を連通させた後に測量を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、チェックボーリング用のケーシングは、ＲＣセグメントに貫通させずにその外面に食い込ませた後、ケーシング下端部内部に注入材を注入して止水性を確保し、トンネル坑内からの削孔によってケーシングとトンネル坑内を連通させるため、ＲＣセグメントからの坑内への出水及び漏水を防止することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、例えば図６に示すように、請求項２に記載のチェックボーリング方法であって、前記ケーシングは上端部１２ａ及び下端部１２ｂが回転動作により分離可能に接続されており、
測量が終わった後、貫入したケーシングの上端部１２ａを地中より引き抜くことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、ケーシングの上端部及び下端部は回転動作により分離可能となっているため、トンネルの測量終了後に、ケーシングの上端部を下端部から取り外し、上端部を地中から引き抜くことができる。従って、ケーシングが、鋼製管上方の地中を通過する後行シールドの障害となることを防止することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、例えば図６に示すように、請求項２又は３に記載のチェックボーリング方法であって、地表から第１のケーシング（例えば、第１ケーシング１０）を貫入し、
その中に小径且つ長尺の第２以降のケーシング（例えば、第２ケーシング１１）を貫入していき、
最後のケーシング（例えば、第３ケーシング１２）を前記ＲＣセグメントへと到達させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、地表より第１のケーシングを鉛直方向に貫入した後は、その中に小径且つ長尺の第２以降のケーシングを鉛直方向に貫入していくため、既に貫入されたケーシングは後から貫入するケーシングのガイドとなり、ケーシングを所定方向へと正確に貫入することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は，例えば図１及び図６に示すように、請求項１に記載のＲＣセグメントを用いたトンネルの裏込注入厚確認のためのコアボーリング方法であって、
前記注入金物６を取り外した後、前記鋼製管５が有する観測孔５ａにバルブ１５を取り付け、前記バルブ１５の下に止水器１６を取り付けサンプラー９ｂを貫入して試料を採取することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、チェックボーリング及びコアボーリングをＲＣセグメントの同一個所で行うことができる。従って、ＲＣセグメントに設ける孔の数を最小限にすることができるため、ＲＣセグメントに孔を設ける作業を行う必要がない上、ＲＣセグメントの強度低下を防ぐことができる。
また、鋼製管が有する観測孔にバルブを取り付け、そのバルブに止水器を取り付けてサンプラーを貫入するため、コアボーリングによる出水を防止することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ＲＣセグメントに埋設された鋼製管が有する観測孔には注入金物が着脱できるようになっており、その注入金物が有する注入孔には注入金物プラグが着脱できるようになっているため、注入孔からの出水及び漏水を防止することができる。また、チェックボーリング用のケーシングは、ＲＣセグメントに貫通させずにその外面に食い込ませるため、ＲＣセグメントの出水及び漏水を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、本実施例におけるシールドトンネルのセグメントリング１は、３つのＡ型セグメント２と、２つのＢ型セグメント３と、１つのＫ型セグメント４を組み合わせて構成される。セグメントリング１の中心線上には水道及びガスの埋設管があるため、鋼製管５はＢ型セグメント３の一方に埋設され、鋼製管５が埋設されないＢ型セグメント３をＢ１型セグメント３ａ、鋼製管５が埋設されるＢ型セグメント３をＢ２型セグメント３ｂとする。
【００１８】
図２から図５に示すように、本発明に係るＢ２型セグメント３ｂは、鋼製管５と、注入金物６と、注入金物プラグ７と、補強鉄筋８ａとを有している。
【００１９】
図１及び図２（ａ）に示すように、円筒状の鋼製管５は、セグメントリング１を組み立てた時に第３ケーシング１２が到達する個所に、鉛直方向となるように埋設され、その中腹の外周には、止水用の環状のゴムパッキン５ｂが固設されている。また、図３に示すように、鋼製管５は観測孔５ａを有しており、その観測孔５ａの内面の一端側には、螺旋状にネジ溝が形成されている。
【００２０】
図４に示すように、注入金物６は、鋼鉄から成形されており、注入孔６ａを有している。また、注入金物６の外周には、螺旋状にネジ溝が形成されており、鋼製管５と注入金物６は、回転動作によって着脱可能となっている。さらに、注入孔６ａの内面にも、螺旋状にネジ溝が形成されている。
【００２１】
図５に示すように、注入金物プラグ７は、合成樹脂から成形されており、円柱状のネジ部７ｂと、その一端面にネジ部７ｂより大径で扁平な蓋部７ｃを有している。ネジ部７ｂの外周には、螺旋状にネジ溝が形成されており、注入金物６と注入金物プラグ７は、回転動作によって着脱可能となっている。さらに、ネジ部７ｂと蓋部７ｃの境界部には、止水用の環状のゴムパッキン７ａが嵌合されている。
【００２２】
鋼製管５が埋設されたＢ２型セグメント３ｂが成形される際、鋼製蓋６ｂを載せた注入金物６が鋼製管５に螺合されており、注入金物プラグ７が注入金物６に螺合されている。また、図３に示すように、裏込注入される注入材が、鋼製管５が有する観測孔５ａ内に浸入するのを防ぐために、鋼製管５の観測孔５ａにはモルタル１７が中詰されており、さらに、このモルタル１７が注入金物６の注入孔６ａ内に浸入するのを防ぐために、鋼製蓋５が注入金物６に載せられている。
【００２３】
また、図２（ｃ）に示すように、補強鉄筋８ａは、観測孔５ａを中心に長方形及び菱形を形成するように配筋され、従来の鉄筋８を補強している。
【００２４】
次に、以上のように構成されるＢ２型セグメント３ｂを用いたチェックボーリング方法及びコアボーリング方法について説明する。
【００２５】
まず、シールド掘削機によってトンネル掘削をし、図１に示すように、セグメントリング１を組み立てる。本実施例においては、セグメントリング１中心線上に埋設管があるため、第３ケーシング１２はセグメントリング１中心から少しずらした個所に到達することになり、これに対応した位置に鉛直方向に鋼製管５を埋設する。
【００２６】
セグメントリング１組み立て時は、鋼製蓋６ｂを載せた注入金物６が鋼製管５に螺合され、注入金物プラグ７が注入金物６に螺合されており、さらに鋼製管５が有する観測孔５ａ内にはモルタル１７が中詰されている。そして、このモルタル１７が、トンネル掘削と同時に裏込注入された注入材が観測孔５ａ内に浸入するのを防ぐ。
【００２７】
セグメントリング１が組み立てられた後、観測孔５ａから注入金物６及び鋼製蓋６ｂを取り外し、観測孔５ａのネジ部５ｃに鋼製からなる直線形状のバルブ１５の一端を螺合させ、そのバルブ１５の他端には、止水器１６を螺合させる。その後、図６（ａ）に示すように、小型削孔機９の先端にサンプラー９ａを取り付け、バルブ１５及び止水器１６を通してコアボーリングを行い、採取した試料から裏込注入厚の確認をする。試料採取後は、バルブ１５は存置し、止水器１６はバルブ１５から取り外す。
【００２８】
なお、トンネル坑内からコアボーリング及び削孔を行う際には、小型削孔機９の下方に例えばズリトロ１４等の廃土搬送機を設置してもよい。
【００２９】
次に、図６（ｂ）に示すように、ロータリーボーリングマシーン（図示せず）により、先端縁部に掘削ビット（図示せず）が設けられた第１ケーシング１０を地表より貫入する。貫入は、チューブ（図示せず）よりベントナイト等の地盤安定剤を注入しつつ行う。
【００３０】
次に、図６（ｃ）に示すように、第１ケーシング１０よりも小径且つ長尺な第２ケーシング１１を、第１ケーシング１０の中にロータリーボーリングマシーンによって地表より貫入する。第２ケーシング１１の先端縁部には掘削ビットが設けられており、貫入は、チューブよりベントナイト等の地盤安定剤を注入しつつ行う。
【００３１】
図６（ｄ）に示すように、第２ケーシング１１よりも小径且つ長尺で、上端部１２ａ及び下端部１２ｂがネジ機構によって分離可能となっている第３ケーシング１２を、第２ケーシング１１の中にロータリーボーリングマシーンによって地表より貫入する。第３ケーシング１２の先端縁部には掘削ビットが設けられており、貫入は、チューブよりベントナイト等の地盤安定剤を注入しつつ行う。そして、第３ケーシング１２がＢ２型セグメント３ｂに到達した後、第３ケーシング１２の先端部をＢ２型セグメント３ｂ外面に食い込ませる。
【００３２】
その後、図６（ｅ）に示すように、ポンプ（図示せず）に接続されたチューブ（図示せず）よりセメント１３を圧送し、第３ケーシング１２下端部１２ｂの内部とＢ２型セグメント３ｂに囲まれた部分で固結させる。
【００３３】
セメント１３が十分固結したら、図６（ｆ）に示すように、バルブ１５に止水器１６を螺合し、小型削孔機９の先端に削孔ロッド９ｂを取り付け、バルブ１５及び止水器１６を通してセメント１３を削孔し、第３ケーシング１２とトンネル坑内を連通させる。
【００３４】
そして、バルブ１５及び止水器１６から削孔ロッド９ｂ及び小型削孔機９を引き抜いた後、観測孔５ａからバルブ１５及び止水器１６を取り外し、地表から下げ振り（図示せず）を吊るし、トンネル坑内に基準点を設けて測量を行った後、下げ振りを戻す。その後、即座に観測孔５ａに注入金物６を取り付け、注入金物６に注入金物プラグ７を螺合する。
なお、チェックボーリング終了後に漏水がある場合は、注入孔６ａから注入金物プラグ７を取り外し、注入材を注入して止水してもよい。
【００３５】
そして、第３ケーシング１２の上端部１２ａを、回転動作によって下端部１２ｂから取り外した後、下端部１２ｂを地中に埋設したまま、上端部１２ａのみをモルタルを充填しながら引き抜く。その後、第２ケーシング１１をモルタル充填をしながら引き抜き、同様に第１ケーシング１０もモルタル充填をしながら引き抜く。
【００３６】
以上の実施形態によれば、Ｂ２型セグメント３ｂに埋設した鋼製管５が有する観測孔５ａには注入金物６が着脱できるようになっており、その注入金物６が有する注入孔６ａには注入金物プラグ７が着脱できるようになっているため、注入金物プラグ７を取り付けることによって注入孔６ａからの漏水を防止することができる。
【００３７】
Ｂ２型セグメント３ｂ成形時に、第３ケーシング１２に対応して、セグメントリング１組み立て後の鋼製管５の位置及び角度を自由に調整することができるため、チェックボーリングの位置選定の自由度が向上する。
また、鋼製管５が有する観測孔５ａにバルブ１５を取り付け、そのバルブ１５に止水器１６を取り付けてサンプラー９ａを貫入するため、コアボーリングによる出水及び漏水を防止することができる。
【００３８】
地表より第１ケーシング１０を鉛直方向に貫入した後に、前記第１ケーシング１０よりも小径且つ長尺の第２ケーシング１１を第１ケーシング１０の中に鉛直方向に貫入し、その後第２ケーシング１１よりも小径且つ長尺の第３ケーシング１２を第２ケーシング１１の中に鉛直方向に貫入する。従って、第１ケーシング１０は第２ケーシング１１の、第２ケーシング１１は第３ケーシング１２の貫入時のガイドとなり、第３ケーシング１２を所定方向へと確実に貫入できる。
また、第３ケーシング１２は、Ｂ２型セグメント３ｂに貫通させずにその外面に食い込ませた後、第３ケーシング１２下端部１２ｂ内部にセメント１３を注入して止水性を確保し、トンネル坑内からの削孔によって第３ケーシング１２とトンネル坑内を連通させるため、Ｂ２型セグメント３ｂからの坑内への出水及び漏水を防止することができる。
【００３９】
第３ケーシング１２がＢ２型セグメント３ｂに到達し、Ｂ２型セグメント３ｂに衝撃を与えたり貫通したりしても、第３ケーシング１２到達個所の周囲に配筋された補強鉄筋８ａによって、Ｂ２型セグメント３ｂの強度低下を防止することができる。
また、第３ケーシング１２の上端部１２ａ及び下端部１２ｂはネジ機構により分離可能となっているため、トンネルの測量終了後に、上端部１２ａを地中から引き抜くことができる。従って、第１ケーシング１０、第２ケーシング１１、第３ケーシング１２上端部１２ｂが、鋼製管５上方の地中を通過する後行シールドの障害となることを防止することができる。
【００４０】
鋼製管５から注入金物６を取り外すことによって、チェックボーリング後に測量のため地表から吊るす下げ振りの挿通孔が大きくなり、下げ振りを容易に挿通させることができる。
また、チェックボーリング及び裏込注入厚確認のコアボーリングをＢ２型セグメント３ｂの同一個所で行うことができる。従って、Ｂ２型セグメント３ｂに設ける孔の数を最小限にすることができるため、Ｂ２型セグメント３ｂに孔を設ける作業を行う必要がない上、Ｂ２型セグメント３ｂの強度低下を防ぐことができる。
【００４１】
なお、以上の実施形態においては、Ｂ型セグメントに鋼製管を埋設したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ａ型セグメントもしくはＫ型セグメントに埋設しても良い。
また、ケーシングの本数、注入材の種類、補強鉄筋の配筋構造等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るＲＣセグメントによるセグメントリングを示す概略断面図である。
【図２】本発明に係るＲＣセグメントを示す概略構造図で、横断面構造図（ａ）、上半分が外径側で下半分が内径側の断面構造図（ｂ）、外径側の断面構造図（ｃ）である。
【図３】本発明に係るＲＣセグメントの鋼製管を示す断面図である。
【図４】本発明に係るＲＣセグメントの注入金物を示す断面図である。
【図５】本発明に係るＲＣセグメントの注入金物プラグを示す断面図である。
【図６】本発明に係るチェックボーリングの作業過程を示す概略断面図で、注入孔厚確認のためのコアボーリング時（ａ）、第１ケーシング貫入時（ｂ）、第２ケーシング貫入時（ｃ）、第３ケーシング貫入時（ｄ）、セメント圧送時（ｅ）、セメント削孔時（ｆ）である。
【符号の説明】
【００４３】
１  セグメントリング
２  Ａ型セグメント
３  Ｂ型セグメント
３ａ  Ｂ１型セグメント
３ｂ  Ｂ２型セグメント
４  Ｋ型セグメント
５  鋼製管
５ａ  観測孔
５ｂ  ゴムパッキン
５ｃ  ネジ部
６  注入金物
６ａ  注入孔
６ｂ  鋼製蓋
７  注入金物プラグ
７ａ  ゴムパッキン
７ｂ  ネジ部
７ｃ  蓋部
８  鉄筋
８ａ  補強鉄筋
９  小型削孔機
９ａ  サンプラー
９ｂ  削孔ロッド
１０  第１ケーシング
１１  第２ケーシング
１２  第３ケーシング
１２ａ  上端部
１２ｂ  下端部
１２ｃ  開口範囲
１３  セメント
１４  ズリトロ
１５  バルブ
１６  止水器
１７  モルタル
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006057277.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2006057277.tif 000008