(57)【要約】【課題】劣悪環境での作業の排除。【解決手段】鋼管１０は、両端に継手部１２が設けられていて、この継手部１２を介しながら、横方向に連結して、地盤に埋設され、継手部１２には、止水材１４が注入される。筒部１８の上面側側方には、止水材１４の注入用管体２２が添設されている。管体２２と筒部１８との間は、連通管２４で連通接続されている。止水材１４を筒部１８内に充填注入する際には、注入管３０が注入用管体２２内に挿入され、パッカー３２が、管体２２の内面に密着固定される。管体２２内には、一対のパッカー３２で区切られた注入空間２８が隔成される。このような状態で、ポンプ３９を介して、止水材１４を注入管本体３４内に送り込むと、止水材１４は、排出孔３７を介して、注入空間２８に排出され、その後、逆止弁２６を開弁させて、筒部１８内に注入される。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に設けられた継手部を介して、横方向に連結しながら、ほぼ水平方向を指向して地盤中に複数の鋼管を埋設した際に、前記継手部にモルタルなどの高粘性止水材を注入して、前記鋼管間の止水性を確保する鋼管継手部の止水材注入方法において、
前記継手部は、前記鋼管の一端側に突設された突起部と、
前記鋼管の他端側内面に設けられ、前記突起部の軸方向の挿通が可能で、当該突起部の挿通後に連結方向への離脱が不能になる筒部とを備え、
前記筒部の側方に、前記止水材の注入用管体を添設し、前記筒部と前記注入用管体とを、長手軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設ける連通管を介して連通するとともに、
前記注入用管体内に、流体注入により拡径，収縮する一対のパッカーを備えた前記止水材の注入管を設置し、
各連通管を挟んで、その前後に前記一対のパッカーを配置した状態でこれを拡径させて、前記パッカーで区切られた注入空間を隔成し、前記注入空間を介して、前記筒部内に前記止水材を充填注入することを特徴とする鋼管継手部の止水材注入方法。
【請求項２】
前記止水材は、前記連通管の設置間隔を同一とし、前記注入空間内に、前記筒部の容積に応じた一定量を注入することを特徴とする請求項１記載の鋼管継手部の止水材注入方法。
【請求項３】
前記連通管内には、前記注入空間から前記筒部への前記止水材の流入を許容し、前記筒部に充填された前記止水材が前記管体側へ流出するのを阻止する逆止弁を設置したことを特徴とする請求項１または２記載の鋼管継手部の止水材注入方法。
【請求項４】
前記突起部は、Ｔ字形形状に形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の鋼管継手部の止水材注入方法。
【請求項５】
前記筒部は、角形断面に形成し、前記突起部の挿入が可能なスリット孔を長手軸方向に沿って形成したことを特徴とする請求項４記載の鋼管継手部の止水材注入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼管継手部の止水材注入方法に関し、特に、ほぼ水平方向を指向して地盤中に埋設される鋼管の継手部の止水材注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルないしは地下構造物を構築する際の補助工法の一種として、トンネル掘削に先立ち、掘削断面外周に沿って、鋼管を挿入設置して、掘削断面形状に合わせたルーフを形成し、このルーフを支保工で直接支承して、掘削に伴う、地山の緩みや変形を抑止するパイプルーフ工法が知られている。
【０００３】
このようなパイプルーフ工法において、止水性が要請される場合には、両端に設けられた継手部を介して、横方向に連結しながら、ほぼ水平方向を指向して地盤中に複数の鋼管を埋設してルーフを形成した際に、継手部にモルタルなどの高粘性止水材を注入して、鋼管間の止水性を確保することになる。
【０００４】
この場合、特許文献ないしは非特許文献に開示されているか否かは不明であるが、実際の施工現場では、以下の方法が採用されていた。第１の方法は、継手部に止水材の注入孔を所定ピッチで貫通形成しておき、鋼管を埋設した後にその内部に作業員が入り込んで、注入孔から止水材を継手部内に充填注入する方法である。
【０００５】
また、第２の方法は、継手部などに特別な手段を講じることなく、鋼管を埋設した後に、継手部の一端側から止水材を充填注入する方法である。
【０００６】
しかしながら、このような従来の鋼管継手部の止水材注入方法には、以下に説明する課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、第１の方法では、作業員が鋼管の内部に入って、止水材を注入するが、鋼管の径が小さい場合には、狭い空間での作業となり、作業環境が劣悪になるという問題があった。
【０００８】
また、第２の方法では、継手部の一端側から、止水材を一度に注入するため、完全な止水性を得ることが、非常に難しく、殆ど不可能であった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、劣悪な環境での作業を排除し、かつ、ほぼ完全な止水性が得られる鋼管継手部の止水材注入方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、両端に設けられた継手部を介して、横方向に連結しながら、ほぼ水平方向を指向して地盤中に複数の鋼管を埋設した際に、前記継手部にモルタルなどの高粘性止水材を注入して、前記鋼管間の止水性を確保する鋼管継手部の止水材注入方法において、前記継手部は、前記鋼管の一端側に突設された突起部と、前記鋼管の他端側内面に設けられ、前記突起部の軸方向の挿通が可能で、当該突起部の挿通後に連結方向への離脱が不能になる筒部とを備え、前記筒部の側方に、前記止水材の注入用管体を添設し、前記筒部と前記注入用管体とを、長手軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設ける連通管を介して連通するとともに、前記注入用管体内に、流体注入により拡径，収縮する一対のパッカーを備えた前記止水材の注入管を設置し、各連通管を挟んで、その前後に前記一対のパッカーを配置した状態でこれを拡径させて、前記パッカーで区切られた注入空間を隔成し、前記注入空間を介して、前記筒部内に前記止水材を充填注入するようにした。
【００１１】
このように構成した鋼管継手部の止水材注入方法によれば、鋼管継手部の筒部の側方に、止水材の注入用管体を添設し、筒部と注入用管体とを、長手軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設ける連通管を介して連通するとともに、注入用管体内に、流体注入により拡径，収縮する一対のパッカーを備えた止水材の注入管を設置し、各連通管を挟んで、その前後に一対のパッカーを配置した状態でこれを拡径させて、パッカーで区切られた注入空間を隔成し、注入空間を介して、筒部内に止水材を充填注入するので、作業員が作業環境の劣悪な鋼管の内部に入って注入作業をする必要がなくなる。
【００１２】
この場合、止水材は、パッカーで区切られた注入空間を隔成し、注入空間を介して、筒部内に止水材を充填注入するので、一度に止水材を注入する場合よりも、きめ細かい注入が行え、施工管理も容易になる。
【００１３】
前記止水材は、前記連通管の設置間隔を同一とし、前記注入空間内に、前記筒部の容積に応じた一定量を注入することができる。
【００１４】
この構成によれば、止水材の注入量を測定すると、その測定値から空洞の有無などを予測することができる。
【００１５】
前記連通管内には、前記注入空間から前記筒部への前記止水材の流入を許容し、前記筒部に充填された前記止水材が前記管体側へ流出するのを阻止する逆止弁を設置することができる。
【００１６】
前記突起部は、Ｔ字形形状に形成することができる。
前記筒部は、角形断面に形成し、前記突起部の挿入が可能なスリット孔を長手軸方向に沿って形成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる鋼管継手部の止水材注入方法の一実施例を示している。
【００１８】
これらの図に示した注入方法は、図１に示すように、角形断面のトンネルＴを構築する際に本発明を適用した場合を例示している。同図に示した例では、トンネル掘削に先立ち、掘削断面外周に沿って、鋼管１０を挿入設置して、掘削断面形状に合わせたルーフを形成し、このルーフを支保工で直接支承して、掘削に伴う、地山の緩みや変形を抑止するパイプルーフ工法に適用した場合を例示している。
【００１９】
鋼管１０は、両端に継手部１２が設けられていて、この継手部１２を介しながら、横方向に順次連結して、地盤に埋設される。この際に、各鋼管１０は、ほぼ水平方向を指向するように、地盤中に埋設され、各継手部１２には、鋼管１０間の止水性を確保するための止水材１４が注入される。
【００２０】
この場合に用いる止水材１４は、例えば、所定配合のモルタルなどの高粘性物質が用いられる。図２には、鋼管１０の継手部１２の詳細が示されている。本実施例の場合、鋼管１０は、ほぼ円形断面の筒体であって、その両端に継手部１２が配置されている。
【００２１】
継手部１２は、Ｔ字形の突起部１６と、角形の筒部１８とから構成されている。Ｔ字形の突起部１６は、相互に連結される一方の鋼管１０の外周面に突設されていて、鋼管１０の全長に亘る長さを備えている。
【００２２】
筒部１８は、他方の鋼管１０の内面側に接するように、その全長に亘って形成されていて、その一面側には、突起部１６の挿通可能なスリット孔２０が、その全長に亘って形成されている。
【００２３】
なお、図２に示した例では、一方の鋼管１０の突起部１６を、他方の鋼管１０の筒部１８内に挿通させて、一対の鋼管１０を連結した状態を示しているが、１つの鋼管１０に着目すると、鋼管１０の一端側に突起部１６が突設され、他端側内面に筒部１８が設けられている。
【００２４】
この場合、筒部１８は、スリット孔２０を形成することで、突起部１６の軸方向の挿通が可能で、当該突起部１６を挿通させた後には、突起部１６が連結方向に離脱することが不能になっている。
【００２５】
また、本実施例の場合には、筒部１８の上面側側方には、止水材１４の注入用管体２２が添設されている。この注入用管体２２は、中空円筒状のものであって、筒部１８と平行に延びている。
【００２６】
注入用管体２２と筒部１８との間は、連通管２４で連通接続されている。連通管２４は、本実施例の場合には、管体２２ないしは筒部１８の長手方向に沿って、一定の等間隔（ピッチＰ）で複数が設けられている。
【００２７】
連通管２４内には、逆止弁２６がそれぞれ配置されている。逆止弁２６は、後述する注入空間２８から筒部１８側への止水材１４の流入を許可する一方で、筒部１８内に充填注入された止水材１４が、注入管体２２側に流出するのを阻止する機能を有している。
【００２８】
止水材１４を継手部１２の筒部１８内に充填注入する際には、図３に示すような、注入管３０が注入用管体２２内に挿入される。図３に示した注入管３０は、一対のパッカー３２と、注入管本体３４と、パッカー３２に連通する空気供給管３６とをなえている。
【００２９】
パッカー３２は、拡径，収縮自在な袋状体であって、空気供給管３６から圧縮空気を注入すると、注入用管体２２の内面に密着するように拡径し、圧縮空気を抜き出すと、注入用管体２２の内面から離間する。
【００３０】
パッカー３２を注入用管体２２の内面から離間させると、注入管３０は、管体２２の長手方向に移動させることができるとともに、パッカー３２を拡径させて、注入用管体２２の内面に密着させることで、管体２２内の任意の位置に固定することができる。
【００３１】
なお、パッカー３２の拡径，収縮手段は、圧縮空気に限ることなく、例えば、水などの液体を注入，排除して、拡径，収縮させてもよい。注入管本体３４には、止水材１４を外部に排出する排出孔３７が、パッカー３２で挟まれた区間に複数個貫通形成されている。
【００３２】
筒部１８内に止水材１４を充填注入する際には、まず、止水材１４を収容したホッパ３８にポンプ３９を介して、注入管３０の本体３４が接続されると共に、空気供給管３６にコンプレッサ４０が接続される。
【００３３】
そして、この状態で注入管３０を管体２２内に挿入して、筒部１８の奥側から止水材１４を充填注入する。なお、この場合、筒部１８の最奥部は、端板で閉塞されている。
【００３４】
止水材１４をポンプ３９により圧送する際には、パッカー３２が、図３に示す位置にセットされる。すなわち、一対のパッカー３２は、１つの連通管２４を中心にしてこれを挟んで、その両側に等間隔になる位置にセットして、圧縮空気を供給して、その位置で拡径されて、管体２２の内面に密着固定される。
【００３５】
このような位置にパッカー３２を固定すると、注入用管体２２内には、一対のパッカー３２で区切られた注入空間２８が隔成される。このような状態で、ポンプ３９を介して、止水材１４を注入管本体３４内に送り込むと、止水材１４は、排出孔３７を介して、注入空間２８に排出され、その後、逆止弁２６を開弁させて、筒部１８内に注入される。
【００３６】
この場合、本実施例では、連通管２４の設置間隔が等間隔になっていて、１つの連通管２４を介して、筒部１８内に充填注入する止水材１４の容量は、連通管２４の設置間隔（ピッチＰ）と筒部１８の直径から予め求めることができるので、予め算定した容積と同じ量の止水材１４を各連通管２４を介して、充填注入することが望ましい。
【００３７】
このような充填注入方法を採用すると、ポンプ３９を介して、送出する止水材１４の量を測定しておくと、例えば、その量が少ない場合には、筒部１８内に空洞が発生していることが予測できるとともに、設定した量が充填注入された場合には、空洞が発生していないことが確認できる。
【００３８】
なお、本実施例で採用する止水材１４は、前述したようにモルタルなどの高粘性物質なので、筒部１８内にこれを充填注入した際には、筒部１８の長手方向に長く流れ出す状態にならず、広い範囲に流動しない。
【００３９】
従って、連通管２４を介して、筒部１８内に注入した止水材１４は、連通管２４を中心として、その両側にほぼ等量ずつ充填され、このような充填状態になることから、前述した筒部１８内の容積と注入量との関係が成立する。
【００４０】
以上のようにして、ポンプ３９を介して、一定量の止水材１４が送出されて、これが筒部１８内に充填注入されると、ポンプ３９による止水材１４の供給を停止し、パッカー３２内の圧縮空気を抜き出して、パッカー３２を収縮させた後に、図３に矢印方向に注入管３０を移動させる。
【００４１】
そして、右側の連通管２４を中心としてその両側にパッカー３２を配置した状態で、上記したのと同じ操作を繰り返すことで、注入空間２８を介して、止水材１４を筒部１８内に注入充填し、このような操作を順次繰り返すことで、筒部１８内の全長に止水材１４が充填注入され、止水材１４が固化することにより、鋼管１０間の止水性が確保される。
【００４２】
この場合、前の工程で筒部１８内に注入充填されていて止水材１４は、新たに筒部１８内に注入充填される止水材１４の圧力を受けるが、連通管２４には、逆止弁２６が設けられているので、止水材１４が注入用管体２２側に逆流することが防止される。
【００４３】
このようにして止水材１４の逆流が防止されると、筒部１８内に充填注入された止水材１４の量が減少しないし、また、管体２２内に止水材１４が残存することも防止することができる。
【００４４】
また、本実施例の場合には、筒部１８の全長に亘って、止水材１４を充填注入した場合に、止水材１４が完全に固化する前に、例えば、筒部１８の側面に、非破壊式の検査装置、例えば、ラジオアイソトープの照射により空洞を検出する検査装置を設置し、筒部１８内に止水材１４の未充填部である空洞部の有無を検出し、空洞部が発見された場合には、再び注入管３０を管体２２内に挿入して、空洞発生個所に止水材１４を充填注入することもできる。
【００４５】
このような止水材１４の二次充填注入は、前述した逆止弁２６による逆流防止と、注入管３０を引き抜くことで、パッカー３２間に残存していて止水材１４を除去することができるので可能になる。
【００４６】
さて、以上のように構成した鋼管継手部の止水材注入方法によれば、鋼管継手部１２の筒部１８の側方に、止水材１４の注入用管体２２を添設し、筒部１８と注入用管体２２とを、長手軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設ける連通管２４を介して連通するとともに、注入用管体２２内に、流体注入により拡径，収縮する一対のパッカー３２を備えた止水材１４の注入管３０を設置し、各連通管２４を挟んで、その前後に一対のパッカー３２を配置した状態でこれを拡径させて、パッカー３２で区切られた注入空間２８を隔成し、注入空間２８を介して、筒部１８内に止水材１４を充填注入するので、作業員が作業環境の劣悪な鋼管の内部に入って注入作業をする必要がなくなる。
【００４７】
この場合、止水材１４は、パッカーで区切られた注入空間２７を隔成し、注入空間２８を介して、筒部１８内に止水材１４を充填注入するので、一度に止水材１４を注入する場合よりも、きめ細かい注入が行え、施工管理も容易になり、その結果、ほぼ完全な止水性を得ることができる。
【００４８】
なお、上記実施例では、Ｔ字形突起部１６と角形筒部１８とで構成した継手部１２を備えた鋼管１０に本発明を適用した場合を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、他の継手構造であってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる鋼管継手部の止水材注入方法によれば、劣悪な環境での作業を排除し、かつ、ほぼ完全な止水性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる鋼管継手部の止水材注入方法が適用されるパイプルーフ工法の説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１に示した鋼管の継手部に止水材を充填注入する際の説明図である。
【符号の説明】
１０        鋼管
１２        継手部
１４        止水材
１６        突起部
１８        筒部
２０        スリット孔
２２        注入用管体
２４        連通管
２６        逆止弁
２８        注入空間
３０        注入管
３２        パッカー
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004190238.tif 000005