(57)【要約】【課題】立坑１の構築完了後、立坑と地山との間の空隙にグラウト材を充填する際のパイプの配管が不要なばかりか、立坑の構築の際、セグメント同士が周方向に多少ずれても、所定のシール効果を確保でき、グラウト材の充填に支障を来たさない。【解決手段】立坑を構成するセグメントにおいて、セグメント本体１と、セグメント本体１内の軸方向に形成された少なくとも１つのグラウト材注入孔２と、グラウト材注入孔２の入口２Ａの周囲に配されたパッキングとしてのＯリング３とからなり、グラウト材注入孔２の入口は、セグメント本体１の軸方向接合面の上面１Ａに開口し、グラウト材注入孔２の出口２Ｂは、セグメント本体１の軸方向接合面の下面１Ｂに開口している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑を構成するセグメントにおいて、
セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つのグラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の下面に開口していることを特徴とする立坑用セグメント。
【請求項２】
立坑を構成するセグメントにおいて、
セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つのグラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の外周面に開口していることを特徴とする立坑用セグメント。
【請求項３】
立坑を構成するセグメントにおいて、
セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つの第１グラウト材注入孔と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つの第２グラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記第１グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記第１グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の下面に開口し、前記第２グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記第２グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の外周面に開口していることを特徴とする立坑用セグメント。
【請求項４】
前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に、前記パッキングを収容するための凹部が形成されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載の立坑用セグメント。
【請求項５】
前記グラウト材注入孔は、前記セグメント本体内に挿入されたパイプにより形成されていることを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載の立坑用セグメント。
【請求項６】
前記パッキングは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に定められたデュロメータ硬さタイプＡで１０〜３０の加硫ゴムからなっていることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載の立坑用セグメント。
【請求項７】
前記パッキングは、Ｏリングからなることを特徴とする、請求項１から６の何れか１つに記載の立坑用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、立坑用セグメント、特に、立坑を構築した後に、立坑と地山との間の空隙にグラウト材を確実に充填することができるコンクリート製等の立坑用セグメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立坑を構築する方法の１つに圧入地下沈設立坑工法が知られている。この圧入地下沈設立坑工法は、図６に示すように、立坑５を構成するコンクリートセグメント６（以下、単にセグメントという）を地上でリング状に組み立て、グラウンドアンカー７により圧入装置８を地上に固定し、圧入装置８によるセグメントリング９の圧入工程と掘削機１０によるセグメントリング９内の地盤の掘削工程とを繰り返し行う工法である。
【０００３】
上記圧入地下沈設立坑工法は、次のような利点がある。
（１）地盤掘削中の残土等は、バケットにより容易に排出できるので、地上でのセグメントリング９の組み立ての支障にならない。
（２）地盤掘削時に作業員が坑内に入らずに済むので安全である。
（３）地盤改良をせずに止水性能を確保できる。
（４）近接構造物および周辺地盤への影響が少ない。
【０００４】
上記圧入地下沈設立坑工法により立坑を構築する場合、最下段のセグメントリング９Ａには、セグメントリング９Ａの圧入を容易にするために刃口リング１１を取り付け、そして、圧入抵抗を低減するために、刃口リング１１の外側にフリクションカット１４を設ける。このために、図６に示すように、立坑５と地山との間に空隙（Ｓ）が生じる。
【０００５】
上記空隙（Ｓ）には、立坑５の水平支持力等が問題となる場合、通常、地山と同等以上の強度を有するグラウト材（Ｇ）を充填する。グラウト材（Ｇ）としては、例えば、セメントとベントナイトと水との混合物が使用される。
【０００６】
従来、上記グラウト材（Ｇ）を空隙（Ｓ）に充填するには、図７に示すように、セグメント６の内側にその高さ方向に沿ってパイプ１２を取り付けておく。そして、セグメントリング６の連結時にパイプ１２も接続し、図９に示すように、立坑５の構築完了後、１本に連結されたパイプ１２を介して、地上のポンプ１３によりグラウト材（Ｇ）を空隙（Ｓ）に充填する。
【０００７】
なお、グラウト材（Ｇ）が空隙（Ｓ）に充填される所定高さ位置のセグメント６のパイプ１２は、図８に示すように、セグメント６にその厚さ方向に形成したグラウト材注入口６Ａに接続しておく。
【０００８】
以下、上述した充填方法を従来法という。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来法によれば、立坑５の構築完了後、グラウト材（Ｇ）は、ポンプ１３によりパイプ１２を通って、所定高さ位置に配されたセグメント６のグラウト材注入口６Ａから空隙（Ｓ）に充填される。
【００１０】
しかし、数十メートルに亘る長大な空隙（Ｓ）の全てに隙間なくグラウト材（Ｇ）を充填するには、グラウト材（Ｇ）の充填高さ位置を何段かに分け、下段から上段に向かって順次、充填する必要がある。このために、段数に応じたパイプ１２の配管が必要となり、これに多大な手間と時間がかかっていた。
【００１１】
また、上下のセグメントリングに芯ずれが生じた場合、パイプ１２が外れ、その接続部分からグラウト材が漏洩したり、パイプ１２同士をカップラー等の機械的手段で接続する場合には、接続できなくなり、グラウト材の充填ができなくなる恐れがあった。
【００１２】
さらに、パイプ１２が掘削の邪魔になったり、バケットと干渉し、破損する恐れがあった。
【００１３】
しかも、グラウト材（Ｇ）の充填完了後、パイプ１２を撤去する必要があった。
【００１４】
従って、この発明の目的は、立坑５の構築完了後、立坑５と地山との間の空隙（Ｓ）にグラウト材（Ｇ）を充填する際のパイプの配管が不要なばかりか、立坑の構築の際、セグメント同士が周方向に多少ずれても、所定のシール効果を確保でき、グラウト材（Ｇ）の充填に支障を来たさない立坑用セグメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明は、上述の目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。
【００１６】
請求項１記載の発明は、立坑を構成するセグメントにおいて、セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つのグラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の下面に開口していることに特徴を有するものである。
【００１７】
請求項２記載の発明は、立坑を構成するセグメントにおいて、セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つのグラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の外周面に開口していることに特徴を有するものである。
【００１８】
請求項３記載の発明は、立坑を構成するセグメントにおいて、セグメント本体と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つの第１グラウト材注入孔と、前記セグメント本体内の軸方向に形成された少なくとも１つの第２グラウト材注入孔と、前記グラウト材注入孔の入口の周囲に配されたパッキングとからなり、前記第１グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記第１グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の下面に開口し、前記第２グラウト材注入孔の入口は、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に開口し、前記第２グラウト材注入孔の出口は、前記セグメント本体の外周面に開口していることに特徴を有するものである。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記セグメント本体の軸方向接合面の上面に、前記パッキングを収容するための凹部が形成されていることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記グラウト材注入孔は、前記セグメント本体内に挿入されたパイプにより形成されていることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記パッキングは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に定められたデュロメータ硬さタイプＡで１０〜３０の加硫ゴムからなっていることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１から６の何れか１つに記載の発明において、前記パッキングは、Ｏリングからなることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、立坑の構築完了後、立坑と地山との間の空隙（Ｓ）にグラウト材（Ｇ）を充填する際のパイプの配管が不要なばかりか、立坑の構築の際、セグメント同士が周方向に多少ずれて連結されても、所定のシール効果を確保でき、グラウト材（Ｇ）の充填に支障を来たさない。また、上下のセグメントリングがずれた場合、パイプが外れ、その接続部分からグラウト材が漏洩したり、パイプ同士をカップラー等の機械的手段で接続する必要がなく、パイプが掘削の邪魔になったり、バケットと干渉し、破損する恐れもなく、さらに、グラウト材の充填完了後、パイプを撤去する必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、この発明のコンクリートセグメントの一実施態様を、図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、この発明のコンクリートセグメントを示す斜視図、図２は、この発明の別のコンクリートセグメントを示す斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ矢視図、図４は、連結された、この発明のコンクリートセグメントを示す部分断面図、図５は、芯がずれて連結された、この発明のコンクリートセグメントを示す部分断面図である。
【００２６】
図１に示すように、この発明のコンクリートセグメントは、セグメント本体１と、セグメント本体１内にその軸方向（立坑高さ方向）に形成された、少なくとも１つ（この例では１つ）のグラウト材注入孔２と、グラウト材注入孔２の入口２Ａの周囲に配されたパッキングとしてのＯリング３とからなっている。
【００２７】
グラウト材注入孔２の入口２Ａは、セグメント本体１の軸方向接合面の上面１Ａに開口し、グラウト材注入孔２の出口２Ｂは、セグメント本体１の軸方向接合面の下面１Ｂに開口している。前記上面１Ａには、Ｏリング３が収容される凹部１Ｃが形成されている（図４、図５参照）。
【００２８】
Ｏリング３の径は、入口２Ａの径より大きく、そして、Ｏリング３は、凹部１Ｃ内に収容されているので、Ｏリング３に位置ずれが生じにくい。
【００２９】
グラウト材注入孔２の形状は、円形状以外に楕円状、矩形状等であっても良い。グラウト材注入孔２は、セグメント本体１内に挿入された合成樹脂製、塩化ビニール製あるいは鋼管等の金属製パイプ４により形成されているが、パイプ４を設けなくても良い。
【００３０】
複数枚のセグメントを組み立てて構築される立坑において、作業上、シール材は、圧縮・解放が繰り返されるために、隙間を埋めるためコーキング材等ではシール効果がない。そこで、定型の加硫ゴムの圧縮復元力により生じる面圧で止水するのが良いが、セグメントの寸法誤差、据付誤差等により、目地幅は、最大で３ｍｍ程度開く。このために、加硫ゴムの圧縮率が２０％から５０％の範囲内となるように使用する必要がある。
【００３１】
しかし、一般的な硬度（ＪＩＳ−Ｋ６２５３に定められたデュロメータ硬さタイプＡ）で４０以上のゴムで５０％圧縮させるには、大きな力が必要となるので、場合によっては、締め付け作業の妨げになり、シール性に支障を来たす恐れがある。一方、硬度が低すぎても、小さい圧縮時には、面圧不足でシール効果が小さくなる。
【００３２】
このために、この発明では、グラウト材注入孔２間の止水に用いられるＯリング３として、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に定められたデュロメータ硬さタイプＡで１０〜３０の加硫ゴムを使用する。この硬度を有するＯリング３によれば、セグメント目地部に用いられる水膨張シール材の締め付けに影響しないような比較的低い力で圧縮することができるので、所定の面圧を確保することができる。
【００３３】
空隙（Ｓ）にグラウト材（Ｇ）が充填される所定高さ位置のセグメント１のグラウト材注入孔２の出口２Ｂは、図２に示すように、セグメント本体１の外面側に開口している。
【００３４】
なお、一つのセグメント１に、図１に示すようなグラウト材注入孔２（第１グラウト材注入孔２ａ）と、図２に示すようなグラウト材注入孔２（第２グラウト材注入孔２ｂ）とを、図１中、二点鎖線で示すように、それぞれ少なくとも１つずつ形成しても良い。
【００３５】
この発明のコンクリートセグメントを使用して、上述した圧入地下沈設立坑工法により立坑を構築した後、立坑と地山との間の空隙（Ｓ）にグラウト材（Ｇ）を充填するには、上記従来法と同様に、地上のポンプによりグラウト材（Ｇ）を互いに連結されたグラウト材注入孔２に送り込めば良い。グラウト材注入孔２の連結部は、Ｏリング３によりシールされているので、グラウト材（Ｇ）の漏洩の恐れはない。
【００３６】
しかも、図５に示すように、セグメント本体１同士が周方向に多少芯ずれして結合されても、Ｏリング３がグラウト材注入孔２から外れない範囲内であれば、所定のシール性能を確保できるので、グラウト材（Ｇ）の充填に支障は来たさない。しかも、パイプ４同士をカップラー等の機械的連結手段を使用することなく連結することができる。
【００３７】
以上のように、この発明によれば、従来法のように、立坑の構築完了後、立坑と地山との間の空隙（Ｓ）にグラウト材（Ｇ）を充填する際の、立坑内へのパイプ１２の配管が不要なばかりか、立坑の構築の際、セグメント同士が周方向に多少ずれて連結されても、所定のシール効果を確保できるのでグラウト材の漏洩の恐れがなく、グラウト材（Ｇ）の充填に支障を来たさない。また、グラウト材注入孔をパイプ２で構成した場合、パイプ２同士をカップラー等の機械的手段で接続する必要がなく、パイプ２が掘削の邪魔になったり、バケットと干渉し、破損する恐れもなく、さらに、グラウト材の充填完了後のパイプ２の撤去も必要ない。
【００３８】
以上は、この発明をコンクリート製セグメントに適用した場合であるが、鋼製、鋼−コンクリート製の合成セグメント等に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明のコンクリートセグメントを示す斜視図である。
【図２】この発明の別のコンクリートセグメントを示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】連結された、この発明のコンクリートセグメントを示す部分断面図である。
【図５】芯がズレて連結された、この発明のコンクリートセグメントを示す部分断面図である。
【図６】圧入地下沈設立坑工法の説明図である。
【図７】従来法に使用するコンクリートセグメントを示す斜視図である。
【図８】従来法に使用する別のコンクリートセグメントを示す斜視図である。
【図９】従来法によるグラウト材の充填方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：セグメント本体
１Ａ：上面
１Ｂ：下面
１Ｃ：凹部
２：グラウト材注入孔
２Ａ：入口
２Ｂ：出口
２ａ：第１グラウト材注入孔
２ｂ：第２グラウト材注入孔
３：Ｏリング
４：パイプ
５：立坑
６：コンクリートセグメント
６Ａ：グラウト材注入口
７：グラウンドアンカー
８：圧入装置
９：セグメントリング
９Ａ：最下段のセグメントリング
１０：掘削機
１１：刃口リング
１２：パイプ
１３：ポンプ
１４：フリクションカット
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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