(57)【要約】【課題】親トンネルから分岐トンネルを施工する際に、分岐トンネルの施工効率を高める上で有利な分岐トンネル施工用セグメントを提供すること。【解決手段】セグメントＳは、セグメント本体１２と、複数の貫通孔１４と、第１のキャップ１６とを含んで構成されている。貫通孔１４は、セグメント本体１２の互いに離れた箇所に厚さ方向に貫通して複数設けられている。貫通孔１４は、セグメント本体１２に埋め込まれたパイプ２６の内周面で形成されている。第１のキャップ１６はセグメント本体１２の外周面２４で貫通孔１４を閉塞している。第１のキャップ１６は、削孔兼薬液注入用ロッド５２により破砕し易い材料で形成されている。あるいは、第１のキャップ１６は、貫通孔１４から地山Ｇに削孔兼薬液注入用ロッド５２を押し込む際に、セグメント本体１２の半径方向外方に取り外し可能に設けられている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内で新たなトンネルを分岐施工する箇所に設置される分岐トンネル施工用セグメントであって、
厚さ方向の一方の面がトンネルに臨む内周面とされ、厚さ方向の他方の面が地山に臨む外周面とされるセグメント本体と、
前記セグメント本体の互いに離れた箇所で厚さ方向に貫通形成され削孔兼薬液注入用ロッドの挿通を可能とした複数の貫通孔と、
前記各貫通孔を閉塞する複数の第１のキャップとを備え、
前記第１のキャップは、破砕し易い材料で形成され、あるいは、前記貫通孔から取り外し可能に設けられている、
ことを特徴とする分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項２】
前記第１のキャップは、前記セグメント本体の外周面に設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項３】
前記貫通孔の内周面に、前記貫通孔への削孔兼薬液注入用ロッドの挿通を可能とし、かつ、挿通される削孔兼薬液注入用ロッドの外周面に接触して前記貫通孔の内周面と前記削孔兼薬液注入用ロッドの外周面との間の環状の隙間を通り前記外周面から前記内周面に向かう水の流れを止める弁が設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項４】
前記セグメント本体の内周面に、前記貫通孔を閉塞し破砕し易い材料で形成されたあるいは取り外し可能な第２のキャップが設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項５】
前記セグメント本体の厚さ方向に貫通させて複数のパイプが埋め込まれており、
前記貫通孔は前記パイプの内周面で形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項６】
前記貫通孔の内周面に、前記貫通孔への削孔兼薬液注入用ロッドの挿通を可能とし、かつ、挿通される削孔兼薬液注入用ロッドの外周面に接触して前記貫通孔の内周面と前記削孔兼薬液注入用ロッドの外周面との間の環状の隙間を通り前記外周面から前記内周面に向かう水の流れを止める弁が設けられ、
前記セグメント本体の厚さ方向に貫通させて複数のパイプが埋め込まれており、
前記貫通孔は前記パイプの内周面で形成され、
前記弁は前記パイプに取着されている、
ことを特徴とする請求項１記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【請求項７】
前記パイプは合成樹脂製である、
ことを特徴とする請求項５または６記載の分岐トンネル施工用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親トンネルから分岐させる形で新たなトンネルを構築する場合に、効率的な
施工を行なう上で有利な分岐トンネル施工用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、既に構築された親トンネル内で、新たなトンネルを分岐施工するための掘削機械を組み立てて地山中に押し出し、新たなトンネルを分岐施工することが近年行なわれている。
この方法では、既に設置されたトンネルの覆工のうち、新たなトンネルを発進させる部分の覆工を切削可能な材料としておくことで施工の効率化をはかることが多い（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−２５３９９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一方、親トンネルから新たなトンネルを分岐施工する場合、地下水のトンネル内への流入を阻止する観点や地山の崩壊防止の観点などから、図１に示すように、新たなトンネルＴ１が施工される周囲の地盤Ｇに薬液を注入し、斜線で示すように地盤改良を施す必要がある。
この場合、分岐施工する箇所に位置するセグメントＳの複数箇所に、削孔兼薬液注入用ロッド５２をトンネル５４外に突出させるためのロッド挿通用孔５６を貫通形成しなければならない。
しかしながら、分岐施工する箇所に位置するセグメントＳが、シールド機により切削可能な材料で形成されているものの、セグメントＳは硬いため、ロッド挿通用孔５６の孔あけ作業に時間がかかり、また、クラックが生じないように慎重に行う必要があり、さらに狭い場所での作業となることから、セグメントＳに対しての孔あけ作業は困難な作業となっている。
実際には、地盤改良を所定の範囲にわたって行なうにはこの困難なロッド挿通用孔５６を、複数のセグメントＳに対して合計で３０〜４０程度設ける必要がある。
そして、一つの孔あけに１時間程度かかることから、地盤改良のためのセグメントＳの孔あけのみに３０〜４０時間を費やしているのが現状であり、分岐トンネルの施工効率を高め、コストダウンを図る上で何らかの改善が望まれていた。
【０００４】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、親トンネルから分岐トンネルを施工する際に、分岐トンネルの施工効率を高める上で有利な分岐トンネル施工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】
【０００５】
前記目的を達成するため本発明は、トンネル内で新たなトンネルを分岐施工する箇所に設置される分岐トンネル施工用セグメントであって、厚さ方向の一方の面がトンネルに臨む内周面とされ、厚さ方向の他方の面が地山に臨む外周面とされるセグメント本体と、前記セグメント本体の互いに離れた箇所で厚さ方向に貫通形成され削孔兼薬液注入用ロッドの挿通を可能とした複数の貫通孔と、前記各貫通孔を閉塞する複数の第１のキャップとを備え、前記第１のキャップは、破砕し易い材料で形成され、あるいは、前記貫通孔から取り外し可能に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、地盤改良を施す際の、セグメント本体の厚さ方向に貫通する複数の貫通孔を瞬時に得ることができ、セグメントに対しての困難な削孔兼薬液注入ロッドによる孔あけ作業を省ける。したがって、新たなトンネルを分岐施工する際の薬液による地盤改良作業を効率よく行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
図２はキャップを取り外した状態のセグメントの斜視図、図３は貫通孔部分のセグメントの断面図、図４はパイプと第１、第２のキャップと弁との関係図、図５は削孔兼薬液注入ロッドの地山への進出時の説明図、図６は削孔兼薬液注入ロッドを貫通孔から抜き出した状態の説明図を示す。
本実施の形態に係るセグメントＳは、親トンネルから新たなトンネルを分岐施工する際に、分岐施工する箇所に複数設置されるものであり、本実施の形態では、トンネルは下水道用のものである。
【０００８】
図２乃至図３に示すように、セグメントＳは、セグメント本体１２と、複数の貫通孔１４と、第１のキャップ１６と、第２のキャップ１８と、弁２０とを含んで構成されている。
セグメント本体１２は、板状で円弧状に延在し、新たなトンネルを分岐施工する際にシールド機により切削可能な素材で形成されている。なお、トンネル断面が矩形の場合には、セグメント本体は、平坦な板状やＬ字状を呈することになる。
セグメント本体１２は、その厚さ方向の一方の面がトンネル坑内に臨む内周面２２とされ、厚さ方向の他方の面が地山Ｇに臨む外周面２４とされ、それら内周面２２と外周面２４はそれぞれ円筒面で形成されている。
なお、図面では省略されているが、セグメント本体１２の周方向の端面や、幅方向の端面には、隣に設置されるセグメント本体１２に連結するための従来公知の継ぎ手が設けられている。
【０００９】
貫通孔１４は、セグメント本体１２の互いに離れた箇所に厚さ方向に貫通して複数設けられている。
貫通孔１４は、削孔兼薬液注入用ロッド５２が挿通される内径で形成されている。
本実施の形態では、セグメント本体１２の製造時に、型内に複数のパイプ２６が設置されたのち、型内にコンクリートが打ち込まれてセグメント本体１２が製造されており、セグメント本体１２には予め複数のパイプ２６が埋め込まれている。
そして、貫通孔１４は、それらパイプ２６の内周面で形成されている。
パイプ２６は、新たなトンネルを分岐施工する際にシールド機により切削可能な素材で形成され、このような材料として、例えば、塩化ビニルなどの合成樹脂が採用できる。
【００１０】
第１のキャップ１６はセグメント本体１２の外周面２４で貫通孔１４を閉塞している。
第１のキャップ１６は、セグメントＳの組み立て時に、湧き水などが貫通孔１４を通ってトンネル坑内に侵入することを阻止するものである。
第１のキャップ１６は、例えば、パイプ２６の端部の外周面に嵌合される筒部１６０２と、筒部の端部１６０２において筒部１６０２の内側を閉塞する端面部１６０４とで構成されている。
本実施の形態では、セグメント本体１２の製造時に、型内に、パイプ２６の端部に嵌合されて設置されたのち、型内にコンクリートが打ち込まれてセグメント本体１２が製造されており、セグメント本体１２には予め複数のパイプ２６と共に第１のキャップ１６が埋め込まれている。
第１のキャップ１６は、削孔兼薬液注入用ロッド５２により破砕し易い材料で形成されている。このような材料として、例えば、塩化ビニルなどの合成樹脂が採用できる。
あるいは、第１のキャップ１６は、貫通孔１４から地山Ｇに削孔兼薬液注入用ロッド５２を押し込む際に地山側に外れるように、セグメント本体１２の半径方向外方に取り外し可能に設けられている。このような第１のキャップ１６は、例えば、貫通孔１４の内部に嵌合される円柱部と、この円柱部の端部に設けられセグメント本体１２の外周面に臨む前記円柱部よりも大きな径のつば部などで構成することができる。
【００１１】
第２のキャップ１８はセグメント本体１２の内周面２２で貫通孔１４を閉塞している。
第２のキャップ１８は、例えば、パイプ２６の端部の内周面に嵌合される円柱部１８０２と、この円柱部１８０２の端部に設けられセグメント本体１２の内周面２２に臨む前記円柱部１８０２よりも大きな径のつば部１８０４などで構成することができる。
第２のキャップ１８は、セグメント本体１２の製造時に、型内に、パイプ２６、第１のキャップ１６と共に設置し、型内にコンクリートを打ち込んでセグメント本体１２を製造してもよく、あるいは、セグメント本体１２の製造後に、パイプ２６に嵌合させてもよい。
第２のキャップ１８は、パイプ２６、第１のキャップ１６と同様に、例えば、塩化ビニルなどの合成樹脂で形成されている。
【００１２】
弁２０は、貫通孔１４の内周面に設けられている。
弁２０は、貫通孔１４に挿通される削孔兼薬液注入用ロッド５２の外周面に接触して貫通孔１４の内周面と削孔兼薬液注入用ロッド５２の外周面との間の環状の隙間を通りセグメント本体１２の外周面２から内周面２２に向かう湧き水などの流れを止めるものである。
本実施の形態では、弁２０は、パイプ２６の長手方向の中間部にパイプ２６の長手方向に間隔をおいて複数設けられている。
本実施の形態では、弁２０は、ゴムなどのような弾性変形可能な材料で形成された環板状のパッキン２０Ａで構成され、複数の環板状のパッキン２０Ａの外周部がパイプ２６の内周面に取着されている。また、パッキン２０Ａの中央孔２００２は、削孔兼薬液注入用ロッド５２が挿通可能な内径で形成されている。
したがって、弁２０は、セグメント本体１２の製造時にパイプ２６と共に型内に組み込まれ、セグメント本体１２に予め組み込まれている。
【００１３】
以上の構成からなるセグメントＳは、親トンネルから新たなトンネルを分岐施工する際に、分岐施工する親トンネルの箇所に複数設置される。
そして、新たなトンネルを分岐施工する際に、地下水のトンネル内への流入を阻止する観点や地山の崩壊防止の観点などから、図１に示すように、それらセグメントＳを介して新たなトンネルＴ１が施工される周囲の地盤Ｇに薬液を注入し、斜線で示すように地盤改良を施す。
すなわち、図５に示すように、第２のキャップ１８を取り外し、パッキン２０Ａの中央孔２００２を通して削孔兼薬液注入ロッド５２を貫通孔１４に挿入する。
削孔兼薬液注入ロッド５２が貫通孔１４の端部に位置したならば、削孔兼薬液注入ロッド５２を回転駆動し、第１のキャップ１６を破砕する。そして、削孔兼薬液注入ロッド５２を推し進め、地盤に削孔兼薬液注入用ロッド５２を進出させていき、薬液を注入する。
【００１４】
薬液の注入後、削孔兼薬液注入用ロッド５２を貫通孔１４から抜き出す。
削孔兼薬液注入用ロッド５２を貫通孔１４から抜き出した状態で、貫通孔１４から湧き水などがトンネル内に流入してこない場合や、湧き水などが流入してもその量が少なくトンネル内の作業に支障を来たさない場合には、貫通孔１４をそのままの状態に存置する。
また、湧き水などが流入してトンネル内の作業に支障を来たす場合には、図６に示すように貫通孔１４にモルタルなどの間詰め材３０を充填し、第２のキャップ１８を取り付ける。
このような作業を、複数のセグメントＳの各貫通孔１４毎に行い、図１に斜線で示すように新たなトンネルＴ１が施工される周囲の地盤に地盤改良を施す。
そして、地盤改良後、新たなトンネルを分岐施工するための掘削機械によりそれら複数のセグメントＳを削孔しつつ地山中に押し出し、新たなトンネルを分岐施工する。
【００１５】
したがって、本実施の形態のセグメントＳを用いると、セグメント本体１２の厚さ方向に貫通する複数の貫通孔１４を瞬時に得ることができ、地盤改良を施す際の、セグメントＳに対しての困難な削孔兼薬液注入ロッド５２による孔あけ作業を省くことが可能となる。
したがって、削孔兼薬液注入用ロッド５２を用いた地盤改良作業を効率よく行なえる。
また、本実施の形態では、弁２０を設けたので、削孔兼薬液注入ロッド５２による地盤の削孔時や薬液の地盤への浸透時に、湧き水などが貫通孔１４を通ってトンネル坑内に流出することが阻止され、削孔兼薬液注入用ロッド５２を用いた地盤改良作業を効率よく行なえる。
したがって、本実施の形態のセグメントＳによれば、分岐トンネルの施工効率を高め、コストダウンを図る上で極めて有利となる。
【００１６】
なお、第１のキャップ１６を設ける箇所は、セグメント本体１２の外周面２４に限らず任意であり、貫通孔１４を閉塞し、削孔兼薬液注入用ロッド５２の挿入の際に、破砕し易い材料で形成され、あるいは、貫通孔１４から取り外し可能に設けられていればよいが、実施の形態のように、第１のキャップ１６を、セグメント本体１２の外周面２４に設けると、貫通孔１４内に弁２０などを配置するスペースを確保でき有利となる。
また、弁２０は省略可能であり、その場合には、削孔兼薬液注入ロッド５２の外周面に、弁２０と同様なパッキンなどを設ければよいが、実施の形態のように貫通孔１４内に弁２０を設けると、削孔兼薬液注入ロッド５２の挿入を簡単に行え、削孔兼薬液注入用ロッド５２を用いた地盤改良作業を効率よく行う上で有利となる。
また、第２のキャップ１８は省略可能であるが、実施の形態のよう第２のキャップ１８を設けると、貫通孔１４が閉塞されセグメントＳの取り扱いを簡単に行う上で有利となり、また、削孔兼薬液注入用ロッド５２を貫通孔１４から抜き出した際に貫通孔１４を簡単に閉塞する上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】地盤改良の説明図である。
【図２】キャップを取り外した状態のセグメントの斜視図である。
【図３】貫通孔部分のセグメントの断面図である。
【図４】パイプと第１、第２のキャップと弁との関係図である。
【図５】削孔兼薬液注入ロッドの地山への進出時の説明図である。
【図６】削孔兼薬液注入ロッドを貫通孔から抜き出した状態の説明図である。
【符号の説明】
【００１８】
１２……セグメント本体、１４……貫通孔、１６……第１のキャップ、１８……第２のキャップ、２０……弁、２６……パイプ、Ｓ……セグメント。
【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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