(57)【要約】【課題】パイプルーフの各鋼管継手部の止水を確実かつきわめて合理的に行うことができるパイプルーフの止水方法および本工法で用いられる止水治具を提供する。【解決手段】側部に雄継手４と雌継手５を有する複数の鋼管３ａを、雄継手４と雌継手５どうしを互いに接合しつつ並列に設置して山止め工をなすパイプルーフを施工する。雄継手４および雌継手５の固定部４ａと５ａに不凍液を循環させる循環路７を設け、当該循環路７に不凍液ａを循環させる。循環路７は固定部４ａと５ａにそれぞれ止水治具６を挿入することにより形成する。止水治具６は鋼板などから断面略溝状に形成された循環路形成部６ａと断熱材充填部６ｂとから形成する。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してなるパイプルーフの止水工法において、前記継手内に不凍液の循環路を設け、当該循環路に不凍液を循環させることを特徴とするパイプルーフの止水工法。
【請求項２】
不凍液の循環路は鋼管の軸方向に連続して設けることを特徴とする請求項１記載のパイプルーフの止水工法。
【請求項３】
隣接する循環路どうしを接続する循環路接続パイプを鋼管内に設けることを特徴とする請求項１または２記載のパイプルーフの止水工法。
【請求項４】
側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してなるパイプルーフにおいて、前記継手内に不凍液を循環させる循環路を設けてなることをを特徴とするパイプルーフ。
【請求項５】
継手内に凍結状況を把握する温度計を設けてなることを特徴とする請求項４記載のパイプルーフ。
【請求項６】
側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してなるパイプルーフにおいて、前記鋼管内に不凍液の循環路を、前記継手内に凍結状況を把握する温度計をそれぞれ設けてなることを特徴とするパイプルーフ。
【請求項７】
側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してパイプルーフを施工する際に、前記継手内に不凍液を循環させる循環路を形成する止水治具であり、不凍液を循環させる循環路形成部と断熱材充填部とから形成されてなることを特徴とする止水治具。
【請求項８】
断熱材充填部に断熱材が充填されてなることを特徴とする請求項７記載の止水治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明はパイプルーフ、その止水工法および本工法で用いられる止水治具に関し、例えば並行に掘進したトンネルとトンネルとの間に複数の鋼管からなるパイプルーフを山止め工として施工し、その下側を掘削してトンネル間に拡幅部を構築する際に前記鋼管どうしの接続部を止水する目的で実施される。
【０００２】
【従来の技術】
非開削工法による地下構造物の構築工法として、例えば図６（ａ），（ｂ）に図示するように、シールド掘削機（図省略）を地中に押し進めて円形または矩形断面のトンネル１０，１０を並行に掘進した後、その間に山止め工として複数の鋼管１１を並列に架け渡してアーチ状のパイプルーフ１２を設置し、このパイプルーフ１２の下側を掘削して拡幅する、いわゆるパイプルーフ工法が知られている（特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
この場合、隣接する鋼管１１どうしは、双方の側部に突設された継手１３と１４とを互いに係合させて接合されている。継手１３と継手１４はそれぞれ、例えば図示するような鋼管とＴ形鋼から形成され、また継手１３内に止水用のモルタル１５を充填することにより継手部の止水がなされている。
【０００４】
【特許文献１】
特公平６−１０２９５５号公報
【特許文献２】
特公平７−７６５０７号公報
【特許文献３】
特開平７−８１４８６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した止水方法では、継手１３内にその全長に渡ってモルタル１５を確実に充填することがきわめて困難である。このため、パイプルーフを山止めにして内部（下側）を掘削する際、坑内に地下水が漏れてしまうおそれがあり、別に導水や止水処理を行う必要があった。
【０００６】
また、パイプルーフの上側にピート層などのように地下水が抜けると地盤沈下を引き起こすような地盤の下での施工は困難であった。
【０００７】
本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、パイプルーフの各鋼管継手部の止水を確実かつきわめて合理的に行うことができるパイプルーフ、その止水方法および本工法で用いられる止水治具を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のパイプルーフの止水工法は、側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置して山止め工とするパイプルーフの止水工法において、前記継手に不凍液（ブライン）の循環路を設け、この循環路に不凍液を循環させることを特徴とするものである。
【０００９】
本願発明は、各鋼管の側部に突設された継手内に鋼管の軸方向に連続する不凍液の循環路を設け、この循環路に不凍液を循環させて継手周囲の地盤を一定範囲に渡って凍結させることで各鋼管継手部の止水を図るものである。
【００１０】
特に、不凍液の循環路を継手内に設けることにより継手に土圧を負担させることができるため、土圧によるきれつが凍結部に発生するおそれがない。このため、薄い凍土によって確実に止水を行うことができ、凍上や凍解沈下を未然に防止することができる。また、継手の周辺部に別途凍結管を配管する必要がなく、施工の省力化が図れる。
【００１１】
この場合の循環路は鋼管パイプによって形成することができ、不凍液には例えば塩化カルシウム等を用いることができ、また鋼管には角形鋼管や円形鋼管、あるいは楕円形や多角形などの鋼管を用いることができる。角形鋼管を採用した場合には、同一断面であれば曲げ剛性が大きい分鋼材量を低減できるため、コスト面でも有利である。
【００１２】
なお、必要に応じて各鋼管相互間に土留め止水用の止水プレートを取り付けることによりパイプルーフの止水をより確実なものとすることができる。また、この場合のトンネルがシールド工法によって施工された場合には、トンネルの覆工材には鋼殻セグメント、ＲＣセグメント、あるいはＰＣセグメント等を用いることができる。また、鋼管は推進工法によってトンネル間に設置することができる。
【００１３】
請求項２記載のパイプルーフの止水工法は、請求項１記載のパイプルーフの止水工法において、不凍液の循環路は鋼管の軸方向に連続して設けることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３記載のパイプルーフの止水工法は、請求項１または２記載のパイプルーフの止水工法において、隣接する循環路どうしを接続する循環路接続パイプを鋼管内に設けることを特徴とするものである。隣接する循環路どうしを循環路接続パイプによって鋼管の軸方向に所定間隔おきに接続して、循環路を鋼管の軸方向に複数にグループ分けし、各グループごとに不凍液を循環させることで、全長に渡り均一の凍結温度を保つことができる。
【００１５】
請求項４記載のパイプルーフは、側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してなるパイプルーフにおいて、前記継手に不凍液を循環させる循環路を設けてなることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項５記載のパイプルーフは、請求項４記載のパイプルーフにおいて、継手内に凍結状況を把握するための温度計が設けられていることを特徴とするものである。本願発明は継手内に温度計を挿入して設置することで、温度計を設置するためのボーリングを改めて必要とせず、施工の省力化が図れる等の効果を有するものである。
【００１７】
この場合、凍結状況を把握するための温度計は一方の継手内に挿入して設け、他方の継手内に不凍液を循環させる循環路を設ければよい。
【００１８】
請求項６記載のパイプルーフは、側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してなるパイプルーフにおいて、前記鋼管内に不凍液の循環路を、前記継手内に凍結状況を把握するための温度計を設けてなることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項７記載の止水治具は、側部に継手を有する複数の鋼管を、前記継手どうしを互いに接合しつつ並列に設置してパイプルーフ（山止め工）を施工する際に、前記継手内に不凍液の循環路を形成するために用いられる止水治具であり、不凍液を循環させる循環路形成部と断熱材充填部とから形成されてなることを特徴とするものである。
【００２０】
本願発明は、各鋼管の側部に突設された継手内に挿入するだけで各鋼管の軸方向に連続する不凍液の循環路を簡単に形成することができるもので、鋼板などから形成され、板ばねの働きにより継手内に簡単に固定できるものである。
【００２１】
また、特に循環路形成部の断面形状としては、継手内に不凍液を漏れることなくスムーズに循環させることができる形状であればよく、特に限定されるものではない。さらに、本願発明の止水治具は、鋼管の軸方向に連続する溝状部または孔を有する継手であれば、特に継手の形状を問わず用いることができる。
【００２２】
請求項８記載の止水治具は、請求項７記載の止水治具において、断熱材充填部に断熱材が充填されてなることを特徴とするものである。このような構成とすることで鋼管の内側に作業の妨げとなるような結露の発生を未然に防止することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、併設されたトンネルとトンネルとの間に山止め工として施工されたパイプルーフの一例を示し、図において隣接するトンネル１とトンネル２との間に、複数の鋼管３ａからるパイプルーフ３がアーチ状に構築されている。
【００２４】
各鋼管３ａの一方の側面部に雄継手４が、他方の側面部に雌継手５がそれぞれ鋼管３ａの軸方向に連続して突設されている。雄継手４は固定部４ａと係合突部４ｂとから形成され、雌継手５は固定部５ａと係合溝部５ｂとから形成されている。
【００２５】
雄継手４の固定部４ａと雌継手５の固定部５ａは共に鋼管３ａ側に開口する断面ほぼＵ字状に形成され、また係合突部４ｂは断面略Ｔ字状に、係合溝部５ｂは断面ほぼリップ溝形状に形成され、かつそれぞれ固定部４ａと５ａの先端部に突設されている。
【００２６】
そして、雄継手４と雌継手５はそれぞれ、固定部４ａと５ａを鋼管３ａの側面部に溶接することにより突設されている。また、係合突部４ｂと係合溝部５ｂとを互いに係合することで隣接する鋼管３ａどうしが互いに接合されている。
【００２７】
こうして接合された雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内に止水治具６がそれぞれ挿入されている。止水治具６は鋼板などから雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ内接可能な断面ほぼ半円形状（実施例ではかまぼこ形状であるが、特に形状にはこだわらない）に形成され、かつ先端が開口した循環路形成部６ａと断熱材充填部６ｂとから形成されている。
【００２８】
循環路形成部６ａは固定部４ａ内と固定部５ａ内でそれぞれ、固定部の内壁面に密着して先端の開口部が閉塞されていることで、鋼管３ａの軸方向に連続する循環路７を形成している。また、断熱材充填部６ｂは鋼管３ａ側に断面ほぼ溝形状に形成され、その中に断熱材８が充填されている。
【００２９】
また各鋼管３ａ内には、例えば図５（ａ）に図示するように各鋼管３ａの両側に設けられた循環路７，７どうしを接続するための循環路接続パイプ９が鋼管３ａの軸方向に所定間隔おきに取り付けられている。さらに、図３（ａ），（ｂ）に図示するように、雄継手４の固定部４ａ内または雌継手５の固定部５ａ内には、凍結状況を把握するための温度計１０が挿入して設置されている。
【００３０】
なお、例えば図４に図示するようにパイプルーフ３の各鋼管３ａ，３ａ内に循環路７として凍結管が設置され、雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ温度計１０が設置されていてもよい。
【００３１】
このような構成において、各循環路７に不凍液ａを循環させて継手周囲の地盤を凍結することにより各継手部の止水を確実かつきわめて合理的に行うことができる。
【００３２】
また、各循環路７を鋼管３ａの軸方向に複数にグループ分けし、各グループごとに隣接する循環路７，７どうしを循環路接続パイプ９によって接続し、各グループごとに不凍液ａを循環させることで、各鋼管３ａの全長に渡って均一な凍結温度に保持することができる。
【００３３】
図２（ａ）〜（ｄ）はいずれも、鋼板などから形成された止水治具の変形例を示し、図２（ａ）に図示する止水治具１１は雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ内接可能な断面ほぼ半円形状（かまぼこ形状）に形成された循環路形成部１１ａとその側部に形成された断熱材充填部１１ｂとから形成され、また図２（ｂ）に図示する止水治具１１は雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ内接可能な断面ほぼ半円形状（かまぼこ形状）に形成され、かつ先端が開口した循環路形成部１１ａとその側部に形成された断熱材充填部１１ｂとから形成され、かつ循環路形成部１１ａの開口端部がゴム等からなる弾性材１１ｃによって閉塞されている。
【００３４】
さらに、図２（ｃ），（ｄ）に図示する止水治具１１は雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ内接可能な断面ほぼ円形状に形成された循環路形成部１１ａとその側部に突設されたばね部１１ｄとから形成され、特に図２（ｄ）に図示する止水治具１１の場合、循環路形成部１１ａの側部に二枚のばね部１１ｄ，１１ｄは二股に突設されている。
【００３５】
このような構成において、いずれの止水治具１１も循環路形成部１１ａが閉塞断面形に形成されていることで、循環路形成部１１ａがそのまま不凍液を循環させるための循環路７として利用することができる。
【００３６】
また、図２（ｃ），（ｄ）に図示する止水治具１１は、ばね部１１ａの弾発力（ばねの力）によって雄継手４の固定部４ａ内と雌継手５の固定部５ａ内にそれぞれ固定することができる。
【００３７】
【発明の効果】
本願発明は以上説明したとおりであり、特に継手内に設けられた循環路に不凍液を循環させるだけで、周囲の地盤を一定範囲に渡り凍結させることにより継手部の止水を確実にかつきわめて合理的に行うことができる。
【００３８】
また、継手内に温度計を挿入して設置できるので、凍結の運転管理を確実に行うことができるだけでなく、温度計を設置するためのボーリングを省略できる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明のパイプルーフの施工方法の一例を示し、（ａ）は地下構造物の断面図，（ｂ），（ｃ）は（ａ）におけるイ−イ線拡大断面図、（ｄ）は止水治具の一例を示す斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は止水治具の変形例を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図１（ａ）におけるイ−イ線拡大断面図である。
【図４】図１（ａ）におけるイ−イ線拡大断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ），（ｃ）は図１（ａ）におけるイ−イ線拡大断面図である。
【図６】従来のパイプルーフの施工方法の一例を示し、（ａ）は地下構造物の断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線拡大断面図である。
【符号の説明】
１  トンネル
２  トンネル
３  パイプルーフ
３ａ  鋼管
４  雄継手
４ａ  固定部
４ｂ  係合突部
５  雌継手
５ａ  固定部
５ｂ  係合溝部
６  止水治具
６ａ  循環路形成部
６ｂ  断熱材充填部
７  循環路
８  断熱材
９  循環路接続パイプ
１０  温度計
１１  止水治具
１１ａ  循環路形成部
１１ｂ  断熱材充填部
１１ｃ  弾性材
１１ｄ  ばね部
【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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