(57)【要約】【課題】  底版コンクリートの押し抜き防止および地下水の坑内への漏水防止を確実に行うことができる沈設構造体を提供する。【解決手段】  地下に沈設される分割構造の筒状構造体であり、該筒状構造体は複数のＲＣセグメント１を互いに周方向および上下方向に連結することにより構成され、最下段は前記セグメント１をリング状に連結した刃口リング２となっており、前記筒状構造体の底部には底版コンクリート２０が打設され、さらに前記刃口リング２またはその上に設置される２段目リング９のいずれか一方または両方が、前記底版コンクリート２０の打設範囲内に、内側にフランジ状に突出した鍔部８を有するものとする。【選択図】    図３
2006161434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下に沈設される分割構造の筒状構造体であり、該筒状構造体は複数のセグメントを互いに周方向および上下方向に連結することにより構成され、最下段は前記セグメントをリング状に連結した刃口リングとなっており、前記筒状構造体の底部には底版コンクリートが打設され、さらに前記刃口リングまたはその上に設置される２段目リングのいずれか一方または両方が、前記底版コンクリートの打設範囲内に、内側にフランジ状に突出した鍔部を有することを特徴とする沈設構造体。
【請求項２】
前記鍔部は、コンクリートまたは鋼により構成されていることを特徴とする請求項１記載の沈設構造体。
【請求項３】
前記鍔部は、前記刃口リングと前記２段目リングの間に挟み込まれるように設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の沈設構造体。
【請求項４】
前記鍔部は、内周側の先端部に少なくとも下向きの垂直片を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の沈設構造体。
【請求項５】
前記刃口リングは、鉄筋コンクリートまたは鋼により構成されていることを特徴とする請求項１記載の沈設構造体。
【請求項６】
前記刃口セグメントは、鉄筋コンクリートからなり、先端のテーパー部に鋼製の刃口部を有することを特徴とする請求項１記載の沈設構造体。
【請求項７】
前記刃口リングの外径と内径は、ともに、前記２段目リングの外径と内径よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１、５または６記載の沈設構造体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の刃口リングを形成することを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下に立坑を構築するための沈設構造体に関し、特に沈設構造体の最下段に配置される刃口リングの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド推進用の立坑や集水井などを地下に構築するための従来の沈設構造体は、鋼製あるいはコンクリート製のセグメントが使用され、複数のセグメントを互いに周方向および上下方向に連結することにより構成されている。また、この沈設構造体の底部に打設された底版コンクリートが、地下水の揚水圧により、いわゆる押し抜きと呼ばれる破壊現象を防止するために、厚さを刃口リングのセグメント（刃口セグメント）は薄く、その上に設置される２段目リングのセグメントは厚くして厚さの差を設けることでオーバーハング状の段差部を設ける構成としたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３６７５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、用途によっては鋼製のセグメントでは耐食性や劣化などの耐久性が問題になることもあり、特に沈設深さの深い集水井筒などを施工する場合には耐食性のみならず刃口セグメントの厚さを薄くすることによる強度上の懸念も生じる。また、底版コンクリートの押し抜き防止のためのオーバーハング状の段差部が２段目の鋼製セグメントとの連結部に限定されるため、沈設深さが深くなると刃口セグメントの高さを高くすることができないという問題もある。そのため、鋼製セグメントと底版コンクリートの接合面の距離が短くなり、地下水が沈設構造体の内部へ漏水するのを防止することができない事態も生じる。
また、コンクリート製のセグメント自体は公知であるが、底版コンクリートの押し抜き防止対策並びに地下水の漏水防止対策を講じたものは知られていない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、底版コンクリートの押し抜き防止および地下水の坑内への漏水防止を確実に行うことができる沈設構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明に係る沈設構造体は、地下に沈設される分割構造の筒状構造体であり、該筒状構造体は複数のセグメントを互いに周方向および上下方向に連結することにより構成され、最下段は前記セグメントをリング状に連結した刃口リングとなっており、前記筒状構造体の底部には底版コンクリートが打設され、さらに前記刃口リングまたはその上に設置される２段目リングのいずれか一方または両方が、前記底版コンクリートの打設範囲内に、内側にフランジ状に突出した鍔部を有することを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の沈設構造体は、前記鍔部が、コンクリートまたは鋼により構成されている。
【０００８】
また、前記鍔部は、前記刃口リングと前記２段目リングの間に挟み込まれるように設置されていてもよいものである。
【０００９】
また、前記鍔部は、内周側の先端部に少なくとも下向きの垂直片を有するものとするのが好ましい。
【００１０】
また、前記刃口リングは、鉄筋コンクリートまたは鋼により構成されているものである。
【００１１】
また、前記刃口セグメントは、鉄筋コンクリートからなり、先端のテーパー部に鋼製の刃口部を有するものとするのがよい。
【００１２】
また、前記刃口リングの外径と内径は、ともに、前記２段目リングの外径と内径よりも大きくしてもよい。
【００１３】
また、本発明は、以上の刃口リングを形成することを特徴とするセグメントである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の沈設構造体は、刃口リングまたはその上に設置される２段目リングのいずれか一方または両方が、底版コンクリートの打設範囲内に、内側にフランジ状に突出した鍔部を有するものであるため、このフランジ状（リング状）に形成された鍔部が、打設された底版コンクリートの内部に食い込み、底版コンクリートとの結合強度が高いものとなる。したがって、底版コンクリートの押し抜き防止を確実に行うことができるとともに、刃口リングの先端から鍔部までの底版コンクリートとの接合界面の距離が長くなるので、地下水の坑内への漏水防止を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明では本発明の沈設構造体を構成するセグメントは鉄筋コンクリート製として説明するが、鋼製のセグメントの場合でも同様の構成とすることができるものである。
図１は本発明の沈設構造体に適用される刃口セグメントの一例を示す斜視図、図２は本発明の要部を示す部分断面図で、沈設構造体の底部に底版コンクリートを打設した状態の刃口セグメント部分を示す断面図、図３は本発明の沈設構造体の一例を示す概略の断面正面図である。
【００１６】
この沈設構造体１０は、図３に示すように、例えば圧入工法により地下に沈設される分割構造の筒状構造体であり、複数の鉄筋コンクリートからなるセグメント（以下、ＲＣセグメントという）１を後述するように、互いに周方向及び上下方向に連結することにより構成される。また、沈設構造体１０の最下段はＲＣセグメントをリング状に連結した刃口リング２となっている。そして、ここでは、刃口リング２を構成するＲＣセグメントを特に刃口セグメントと称するものとする。
さらに、この沈設構造体１０の底部には底版コンクリート２０が所要の厚さで打設されている。
【００１７】
上記刃口リング２を構成する鉄筋コンクリート製の各刃口セグメント３は、図２に示すように、縦断面形状において、先端部は鋭角なテーパー部３ａとなっており、内面は外面と平行な直線部３ｂとなっている。また、先端部のテーパー部３ａは欠けやすいためテーパー部３ａを保護するために、略Ｖ字状断面の鋼製刃口４が棒鋼４ａを介して内部の鉄筋５に溶接されて一体に接合されている。鋼製刃口４は、ケーソンでシューと呼ぶものと同じである。そしてさらに、刃口セグメント３の上端部には、例えば、鋼製のフランジ７が棒鋼７ａを介して内部の鉄筋５に溶接されて一体に接合されている。この鋼製のフランジ７は、刃口セグメント３の内側にフランジ状に突出して鍔部８を構成している。鍔部８の内側への突出量は、底版コンクリート２０との結合力と、内部の掘削時の破損や、掘削作業への妨害などから決められるが、一般に２〜５ｃｍ程度の突出量とされる。鍔部８は、刃口リング２として形成されたときにはリング状に形成され、かつ、底版コンクリート２０を打設したときその内部に埋没するようになっている。すなわち、鍔部８は、底版コンクリート２０の打設範囲内に設けられる。好ましくは、刃口セグメント３の中間部より上部に設けるのがよい。なお、図２において、９は刃口リング２の上に、ＲＣセグメント１を周方向および上下方向に連結して設置された２段目リングである。
【００１８】
上記刃口セグメント３は、周方向の端部に、隣り合う刃口セグメント３と連結するための複数の周方向継手部１１と、上端部にその上の２段目ＲＣセグメント１と連結するための上下方向継手部１２とを有する。これらの継手部１１、１２は、基本的に同じ構成であり、ボルト孔１３が設けられた鋼製の取付板１４を上述した鋼製フランジ７や鋼製刃口４等の取付の場合と同様に、図示しない棒鋼を介して内部の鉄筋と溶接されている。また、１５はボルト取付用の凹部である。但し、刃口セグメント３の上下方向継手部１２において、上述の鋼製フランジ７が上端に固着されている場合には、鋼製フランジ７が上記取付板の代用となるため、直接鋼製フランジ７にボルト孔１３があけられる。
また、２段目以降のＲＣセグメント１には、左右、上下の各端部に、上述の周方向継手部１１と上下方向継手部１２が設けられる。
【００１９】
上述の沈設構造体１０を構築するにあたっては、前記特許文献１に記載するように圧入工法により施工される。この際、まず、構築しようとする地所にて、複数の刃口セグメント３を周方向継手部１１により周方向に連結してリング状の刃口リング２を組み立てる。隣り合う刃口セグメント３どうしは、双方の端面に設けられている取付板１４のボルト孔１３にボルトを通し、ナットにて締め付けることにより連結することができる。
次に、リング状に組み立てられた刃口リング２をあらかじめ設置してある圧入沈設装置により上から加圧して地下に圧入する。圧入沈設の仕方は、沈設構造体上部への載荷など、通常の方法が用いられる。
次に、刃口リング２内部の土砂を、例えば掘削機のバケット等により掘削する。
次に、刃口リング２の上に２段目のＲＣセグメント１を載置し、上下方向継手部１２により刃口リング２と連結するとともに、周方向継手部１１により隣り合うＲＣセグメント１を周方向にも連結して、２段目リング９（図３参照）を組み立てる。なお、刃口セグメント３と２段目リング９のＲＣセグメント１とは周方向に継ぎ目が上下方向に直線状にならないように互い違いに連結するが、必要に応じて前記継ぎ目が上下方向に直線状になってもよい。
次に、この２段目リング９を圧入沈設装置により上から加圧してさらに地下に圧入し、内部の土砂を上記掘削機のバケット等により掘削する。
３段目以降のリングについては、各段のリング毎に、上記のリングの組立、地下への圧入、内部土砂の掘削を繰り返し行い、所定の沈設深さまで沈設し、最後に底版コンクリート２０を打設して立坑の沈設構造体１０を構築する（図３参照）。
【００２０】
本実施の形態の沈設構造体１０によれば、内側にフランジ状に突出しリング状に形成される鍔部８が、打設された底版コンクリート２０の内部に食い込むため、底版コンクリート２０との結合強度が高くなる。そのため、揚水圧による底版コンクリート２０の押し抜き破壊を確実に防止することができる。
また、刃口リング２の先端から鍔部８までの底版コンクリート２０との接合界面がオーバーハング状に折れ曲がって距離が長くなっているため、底版コンクリート２０と刃口リング２の間の隙間から坑内に地下水が漏水することを確実に防止することができる。
さらに、沈設構造体１０が鉄筋コンクリート製のセグメント１で構成されている場合には、耐食性や耐久性に優れ、かつ高強度にすることができる。したがって、軟弱地盤に集水井筒などの深い立坑を構築する場合には、鉄筋コンクリート製のセグメント１で沈設構造体１０を構成することにより、施工コストも安価に、かつ信頼性の高い立坑を構築することができる。
【００２１】
図４は、本発明における鍔部８の各種の態様を示す図である。なお、図４の各図において、左側がリングの外周側、右側がリングの内周側である。
上記の実施の形態では、鍔部８を刃口セグメント３の上端部に固着した鋼製フランジ７により構成したが、鋼製フランジ７は、図４（ａ）のように、２段目リング９のＲＣセグメント１の下端部に固着してもよいものである。また、図示は省略するが、刃口リング２と２段目リング９の間に鋼製フランジを挟み込むように設置することもできる。
【００２２】
図４（ｂ）は鋼製フランジ７をＬ型断面に構成したものであり、図４（ｃ）は鋼製フランジ７をＴ型断面に構成したものである。いずれも、鍔部８の内周側先端部に下向きの垂直片８ａが設けられているため、底版コンクリート２０との結合強度をさらに強固にすることができ、そのため底版コンクリートの押し抜き防止および坑内への地下水の漏水防止をより確実なものとすることができる。
【００２３】
図４（ｄ）から（ｆ）は、鍔部８をコンクリートでＲＣセグメントと一体に形成したものである。鍔部８の位置は、特に限定されるものではないが、刃口セグメント３の場合では中間部より上部、２段目のＲＣセグメント１の場合では中間部より下部の間が好ましい。これにより、押し抜き防止および漏水防止を確保したうえで、底版コンクリート２０の打設厚さを所定の強度を維持した上で、なるべく薄くすることによりコスト低減が可能になるからである。
さらに、コンクリート製の鍔部８の場合には、図４（ｆ）のように鍔部８を複数段にわたって設けることも容易にできる。また鍔部８の形状も容易に変更することができる。したがって、底版コンクリートの押し抜き防止および坑内への地下水の漏水防止をより確実なものとすることができる。
【００２４】
なお、図１、図４では、鍔部８は連続した形で示されているが、内周面が断続した形でも良いものである。断続的な鍔部とすることにより、底版コンクリート２０の打設時、エアーを抜くことができる。
【００２５】
図５は、本発明における刃口リング２と２段目リング９の内外径の関係を示す図である。これまでに述べた実施の形態は、最下段（１段目）の刃口リング２と２段目のリング９の厚さ（セグメント厚さ）、したがって内外径もほぼ同等の場合であったが、本実施の形態では、刃口リング２の外径をＤ１、内径をｄ１、２段目リング９の外径Ｄ２、内径をｄ２とするとき、
Ｄ１＞Ｄ２、ｄ１＞ｄ２
とするものである。
これにより、刃口リング２の外径の大きい分（外径寸法差Ｄ１−Ｄ２）は、沈設工程においてフリクションカットとして働き、周面摩擦を低減することができる。また、内径の大きい分（内径寸法差ｄ１−ｄ２）は、図５のように特別に鍔部８を設けなくても、２段目リング９との内径寸法差が、底版コンクリートの押し抜き防止と、刃口リングと底版コンクリートの間の隙間からの地下水の坑内へ漏水防止とをするものである。
【００２６】
本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではない。本沈設構造体の形状、サイズ等についても任意に変更が可能である。例えば、本沈設構造体は上から見て円形や小判型（楕円形、長円形）にすることができる。また、本沈設構造体を構成するセグメントについても当然に形状、サイズ等の変更が可能である。特に、本発明の要部である鍔部の形状、設置位置について図４のものに限定されるものではない。例えば、鍔部は、図１のように内周面を連続しなくても良く、間隔をあけて断続的に形成してあっても良い。また、鍔部をもつ刃口セグメントと鍔部をもたない刃口セグメントの組み合わせで断続的な鍔部をもつ刃口リングとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の沈設構造体に適用される刃口セグメントの一例を示す斜視図。
【図２】本発明の要部を示す部分断面図で、沈設構造体の底部に底版コンクリートを打設した状態の刃口セグメント部分を示す断面図。
【図３】本発明の沈設構造体の一例を示す概略の断面正面図。
【図４】本発明における鍔部の各種の態様を示す図。
【図５】本発明における刃口リングと２段目リングの内外径の関係を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＲＣセグメント、２  刃口リング、３  刃口セグメント、４  鋼製刃口、７  鋼製フランジ、８  鍔部、８ａ  垂直片、９  ２段目リング、１０  沈設構造体、１１  周方向継手部、１２  上下方向継手部、２０  底版コンクリート。
【図１】
2006161434.tif 000003
【図２】
2006161434.tif 000004
【図３】
2006161434.tif 000005
【図４】
2006161434.tif 000006
【図５】
2006161434.tif 000007