(57)【要約】【課題】大規模な地盤改良を必要とせず、施工コストの削減、施工の省力化および工期の短縮化等を可能にした推進管の発進・到達工法および発進・到達部のセグメントを提供する。【解決手段】推進管３の発進部に設置された鋼殻セグメント４に開口部１０を設ける。開口部１０に固化材からなる外殻１２を形成する。外殻１２の内側にエントランスパイプ（ガイド管）１４を突設する。エントランスパイプ１４に推進管３を挿通させる。続いて外殻１２に推進管３を貫通させる。外殻１２は推進管３の端部が貫通する際、推進管３の先端に設置された推進機１３によって切削が容易なように繊維補強コンクリート等の固化材を所定の厚さに充填して形成する。また、外殻１２の内側は、セグメントカバー１１を取り外し、エントランスパイプ１４を取り付けられるように形成する。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進管の発進部または到達部に設置されたセグメントに開口部を設け、当該開口部に固化材からなる外殻を形成し、当該外殻に推進管を貫通させ、推進させることを特徴とする推進管の発進・到達工法。
【請求項２】
外殻の内側にエントランスパイプを突設し、当該エントランスパイプに推進管を貫通させ、推進させることを特徴とする請求項１記載の推進管の発進・到達工法。
【請求項３】
エントランスパイプの内側に止水パッキンを取り付けることを特徴とする請求項１または２記載の推進管の発進・到達工法。
【請求項４】
エントランスパイプの内側に冷却管をコイル状に設置し、当該冷却管にブラインを循環させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の推進管の発進・到達工法。
【請求項５】
推進管の発進部または到達部に設置されるセグメントにおいて、前記推進管が貫通する部分に開口部が形成され、当該開口部にセグメントカバーが着脱自在に取り付けられ、かつその地山側に固化材からなる外殻が形成されてなることを特徴とする発進・到達部のセグメント。
【請求項６】
固化材として繊維補強コンクリートが用いられていることを特徴とする請求項５記載の発進・到達部のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、推進管の発進・到達工法および発進・到達部のセグメントに関し、例えばパイプルーフ工法によって大断面トンネルを構築するに際し、並行に掘進されたシールド孔の間に山止め工として設置する推進管（鋼管）の施工などで用いられるものである。
【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１１に図示するように、シールド（シールド機）を地中に押し進めて円形または矩形断面のシールド孔３０，３１を並行に掘進した後、このシールド孔３０と３１間に中間部の山止め工として複数の推進管（鋼管）３２をに架け渡し、その内側を掘削して中間部を拡幅する、いわゆるパイプルーフ工法が知られている（例えば特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
本工法において、推進管３２は先端に推進機を備え、一方のシールド孔３０側から他方のシールド孔３１側に推進させてシールド孔３０と３１間に設置し、推進管３２の両端は発進側および到達側の両方においてシールド孔３０と３１にそれぞれ貫通させている。
【０００４】
この場合、シールド孔３０および３１のセグメントを推進機によって直接切削することはできないことから、セグメントの一部を撤去してシールド孔３０と３１の側部に孔を設け、そこに推進管３２の端部をそれぞれ貫通させている。
【０００５】
【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
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このため、推進管の発進部と到達部の施工に際しては、セグメントを一部撤去しても周囲の土砂や地下水がシールド孔内に流入するのを防止し、安定した状態で施工できるように周囲の地山を予め地盤改良する必要があった。
【０００７】
従来、この種の地盤改良には高圧噴射攪拌工法や凍結工法などが用いられているが、特に高圧噴射攪拌工法は地上から行う必要があるため、工事が大規模になりやすい等の問題があった。
【０００８】
また、凍結工法はシールド孔の内側からも施工は可能であるが、特に粘性土地盤の場合、凍上・解凍沈下および凍結による膨張圧がシールド孔のセグメントに悪影響を及ぼすおそれがあった。また、いずれの方法も、工期の長期化が免れず、しかも工事費が嵩む等の課題があった。
【０００９】
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、特に大規模な地盤改良を必要とせず、施工コストの削減、施工の省力化および工期の短縮化等を可能にした推進管の発進・到達工法および発進・到達部のセグメントを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の推進管の発進・到達工法は、推進管の発進部または到達部に設置されたセグメントに開口部を設け、当該開口部に固化材からなる外殻を形成し、当該外殻に推進管を貫通させ、推進させることを特徴とするものである。
【００１１】
本願発明は、推進管の発進側または到達側において、シールド孔のセグメントを推進機で直接切削しながら推進管をセグメントに貫通させることを可能にしたことにより、これまで必要とされた大規模な地盤改良を省略して施工の大幅な省力化と施工コストの削減等を図ることができるものである。
【００１２】
この場合、推進管の発進部または到達部に設置されるセグメントは、鋼殻セグメント、合成セグメント、ＲＣセグメントまたはＰＣセグメント等、いずれのセグメントでもよいが、製作上や施工上の観点すら鋼殻セグメントが望ましい。
【００１３】
また固化材には、推進機による切削が容易なように、例えばＦＲＰまたはファイバーモルタル、あるいはファイバーコンクリート等を用いるのがよい。
【００１４】
請求項２記載の推進管の発進・到達工法は、請求項１記載の推進管の発進・到達工法において、外殻の内側にエントランスパイプを突設し、当該エントランスパイプに推進管を貫通させ、推進させることを特徴とするものである。
【００１５】
本願発明は、外殻の内側に取り付けられたエントランスパイプに推進管を通すことで、外殻を貫通する推進管の周囲（推進管と貫通孔との間）からシールド孔内に流れ込む地下水や土砂の流入を阻止することができるものである。この場合、通常の鋼管をエントランスパイプとして用いることができる。
【００１６】
請求項３記載の推進管の発進・到達工法は、請求項１または２記載の推進管の発進・到達工法において、エントランスパイプの内側に止水パッキンを取り付けることを特徴とするものである。
【００１７】
本願発明は、エントランスパイプと推進管との隙間を流入する地下水や土砂を止水パッキンによって確実に阻止することができる。この場合、止水パッキンは所定間隔おきに複数取り付けることで、地下水や土砂の流入をより確実に阻止することができる。
【００１８】
請求項４記載の推進管の発進・到達工法は、請求項１〜３のいずれかに記載の推進管の発進・到達工法において、エントランスパイプの内側に冷却管をコイル状に取り付け、当該冷却管にブラインを循環させることを特徴とするものである。
【００１９】
本願発明は、特にエントランスパイプと推進管との隙間を流入する地下水や土砂を凍結することで、地下水や土砂の流入をより確実に阻止することができるものである。この場合、流入する地下水や土砂の量に応じて、コイル部分の長さを適当に調節することにより凍結能力（止水能力）を高めることができる。
【００２０】
請求項５記載の推進管の発進・到達部のセグメントは、推進管の発進部または到達部に設置されるセグメントにおいて、前記推進管が貫通する部分に開口部が形成され、当該開口部にセグメントカバーが着脱自在に取り付けられ、かつその地山側に固化材からなる外殻が形成されてなることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項６記載の推進管の発進・到達部のセグメントは、請求項５記載の推進管の発進・到達部のセグメントにおいて、固化材として繊維補強コンクリートが用いられてなることを特徴とするものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１，２はそれぞれ、並行に掘進されたシールド孔の間にパイプルーフとして設置された推進管の発進部と到達部を示し、図において、シールド孔１の地山は複数の鋼殻セグメント２によって覆工され、特に推進管３の発進部と到達部は、例えば図４に図示するような鋼殻セグメント４によって覆工されている。
【００２３】
いずれの鋼殻セグメント２と４にも中詰めとしてコンクリート５が充填され、コンクリート５は推進管３の中にもその全長にわたって充填されている。
【００２４】
また、推進管３の両端部は鋼殻セグメント４に接続金具６と連結ピン７によってピン接合されていることで、推進管３に発生した曲げモーメントの鋼殻セグメント４側への伝達が軽減されるようになっている。
【００２５】
この場合、推進管３側に突設された接続金具６が連結ピン７を軸に回転することから、推進管３の端部が接続金具６の回転に追従して回転が可能なように、推進管３の端部に鋼管中折れ機構を備えた接続部３ａが設けられている。この場合の鋼管中折れ機構としては、例えば鋼管の端部どうしを鞘管方式で接続し、その接続部にベアリングを介在することにより、鋼管の接続部が一定量折れるようにする方法がある。
【００２６】
また、鋼殻セグメント４の上に受け台８が取り付けられ、受け台８にシールド孔１内に立設された補強用の支柱９の端部が接続されている。なお、推進管３の発進部と到達部は下側と上側の両側に上下対称に設置されているが、図においては下側についてのみ図示され、上側は省略されている。
【００２７】
鋼殻セグメント４は、シールド孔１の円周方向に平行に設置された複数の主桁４ａ，４ａとこの主桁４ａ，４ａ間にシールド孔１の軸方向に平行に設置された複数の縦リブ４ｂ，４ｂとこれら主桁４ａおよび縦リブ４ｂとからなる枠体の地山側に取り付けられたスキンプレート４ｃとから形成されている。
【００２８】
また、各鋼殻セグメント４の推進管３の貫通する部分には、スキンプレート４ｃとコンクリート５はなく、開口部１０が矩形状に形成され、開口部１０の内周に主桁４ａ，４ａと縦リブ４ｂ，４ｂとからなる開口枠が形成されている。
【００２９】
そして、開口部１０にセグメントカバー１１が着脱自在に取り付けられ、その地山側に固化材からなる外殻１２が所定の厚さに形成されている。
【００３０】
セグメントカバー１１は、シールド孔１の円周方向に平行に設置された複数の主桁１１ａ，１１ａとこの主桁１１ａ，１１ａ間にシールド孔１の軸方向に平行に設置された複数の縦リブ１１ｂ，１１ｂとこれら主桁１１ａおよび縦リブ１１ｂとからなる枠体の地山側に取り付けられたスキンプレート１１ｃとら形成されている。
【００３１】
また、セグメントカバー１１は開口部１０内に着脱自在にはめ込まれ、かつ両側の主桁１１ａ，１１ａとその両端側の縦リブ１１ｂ，１１ｂを開口枠の主桁４ａ，４ａと縦リブ４ｂ，４ｂにそれぞれボルト止めすることにより着脱自在に取り付けられている。
【００３２】
外殻１２は、推進管３の端部が貫通する際、推進管３の先端に設置された推進機１３によって切削が容易なように繊維補強コンクリート等の固化材を所定の厚さに充填して形成されている。
【００３３】
また、外殻１２の内側は、セグメントカバー１１を取り外し、エントランスパイプ（ガイド管）１４が取り付けられるように形成されている。エントランスパイプ１４は推進管３が外殻１２を先端の推進機１３で切削しながら貫通し、さらに地中を推進する際、地下水や土砂が推進管３の周囲（推進機１３によって外殻１２に形成された貫通孔）からシールド孔１内に流入するのを阻止するために設置されるものである。
【００３４】
地下水や土砂の流入をより確実に阻止するために、エントランスパイプ１４の先端部と外殻１２との接続部に水膨潤性のチューブシール１５がリング状に取り付けられ、またエントランスパイプ１４の内側には止水パッキン１６がリング状に複数段取り付けられている。
【００３５】
さらに、エントランスパイプ１４の内側に冷却管（図省略）をコイル状に設置し、この冷却管にブラインを循環させてエントランスパイプ１４の内側に流入した地下水や注入された滑り材を凍結させることによっても止水が図れるようになっている。
【００３６】
なお、推進管３の到達部は、上述するような発進部と同じ構造にすることで、到達部と同じ機能をうることができるが、到達した推進管３とエントランスパイプ１４との誤差が避けられないことから、止水パッキン１６等による止水は現実てきでない場合がある。
【００３７】
そこで、図示するように先端が閉合されたエントランスパイプ１７内に貧配合モルタルや発泡モルタル等の固化材１８を充填し、到達後、滑り材の固化あるいは裏込め材の充填による止水を行った後、エントランスパイプ１７を除去する構造としてもよい。
【００３８】
このような構成において、次にパイプルーフ工法における推進管の発進部の施工方法について説明する。
【００３９】
▲１▼  最初に、シールド孔１，１を並行に掘進し、特に推進管３の発進部と到達部には鋼殻セグメント４をそれぞれ組み込む。そして、各鋼殻セグメント２と４の内側に中詰めとしてコンクリート５をそれぞれ打設する。
なお、コンクリート５を打設する場合、例えば鋼殻セグメント４の周縁部と開口部１０の周縁部には高強度のコンクリート５を主桁４ａおよび縦リブ４ｂに沿って枠状に打設し、その内側には低強度のコンクリートを打設することにより合理的かつ経済的な施工を行うことができる。
【００４０】
▲２▼  次に、鋼殻セグメント４のセグメントカバー１１を一時撤去する。そして、外殻１２の内側にエントランスパイプ１４を取り付ける。また、エントランス１４と外殻１２との接続部にチューブシール１５を取り付ける。さらに、エントランスパイプ１４の内側に止水パッキン１６を取り付ける。
【００４１】
▲３▼  次に、エントランスパイプ１４の先端部分に中詰め材１９を充填し、続いて推進機１３をセットする。そして、推進機１３によって中詰材１９、外殻１２を順に切削しながら推進管３を鋼殻セグメント４に貫通させ、地中内を反対側のシールド孔１まで推進させる。
この場合、特にエントランスパイプ１４と外殻１２との接続部にチューブシール１５を取り付け、さらにエントランスパイプ１４の内側に止水パッキン１６を取り付けておくことで、推進管３が外殻１２を貫通しても、推進管３の周囲（推進機１３によって外殻１２に形成された貫通孔）からシールド孔１内に地下水や土砂が流入することはない。
【００４２】
▲４▼  次に、推進管３を反対側のシールド孔１まで達進させ、推進管３の施工が完了したら推進機１３を引っ張って回収する。また、チューブシール１５を膨張させ、かつ推進管３と外殻１２との間にグラウト材２０を注入して推進管３と外殻１２との間をシールする。
【００４３】
▲５▼  次に、エントランスパイプ１４を撤去する。また、推進管３の余分な部分（鋼殻セグメント４の内側に突出した部分）を外殻１２の底面部から切断して除去する。
【００４４】
▲６▼  次に、推進管３内にその全長にわたって中詰めコンクリート５を充填し、端部に接続金具６を挿入して取り付ける。
【００４５】
▲７▼  次に、開口部１０にセグメントカバー１１を再び取り付け、かつセグメントカバー１１に突設したブラケット２１と接続金具６とを連結ピン７によって接合する。また、推進管３の端部に鋼管中折れ機構を備えた接続部３ａを設ける。また、推進管３端部の空隙２２にグラウト材２０を充填する。
【００４６】
▲８▼  次に、セグメントカバー１１内に中詰めとしてコンクリート５を打設し、続いてセグメントカバー１１の上に台座８を取り付け、その上に補強用の支柱９を立設する。
【００４７】
なお、推進管３の到達部の施工に際しては、上述するような発進部と同じ方法によって施工は可能であるが、到達した推進管３とエントランスパイプ１７との誤差が避けられないことから、止水パッキン等による止水は現実てきでない場合がある。
【００４８】
そこで、図示するように先端が閉合されたエントランスパイプ１７内に貧配合モルタルや発泡モルタル等の固化材２３を充填し、到達後、滑り材の固化あるいは裏込め材の充填による止水を行った後、エントランスパイプ１７を除去する方法としてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本願発明は以上説明した通りであり、特に推進管の発進・到達部に設置されたセグメントに開口部を設け、当該開口部に固化材からなる外殻を形成し、当該外殻に推進管を貫通させ、推進させるこことで、これまで必要とされた発進・到達部の大規模な地盤改良は不要となり、大幅な施工の省力化および工期の短縮化、さらには建設コストの大幅な削減等を図ることができる。
【００５０】
また、外殻部の内側にセグメントカバーが着脱自在に取り付けられているので、推進機によって直接切削することが可能であるとともに、推進管の発進・到達部のセグメントとしての安定な構造と本設として満足しうる止水構造を得ることができる等の効果がある。
【００５１】
さらに、セグメントカバーと外殻との間にフレキシブルな材料を介在することで、推進管を介してセグメントに作用する軸力とせん断力を低減することができ、さらに地震時の過大な荷重も吸収することができる等の効果もあり、これに伴ってセグメントの補強の軽減効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】推進管の発進部の構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】推進管の到達部の構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）はその平面図である。
【図３】並行に掘進されたシールド孔およびシールド孔間にパイプルーフとして設置された推進管を示す断面図である。
【図４】推進管の発進・到達部に設置される鋼殻セグメントの一例を示す斜視図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は推進管の発進部の施工方法を示す断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は推進管の到達部の施工方法を示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ），（ｃ）は推進管の到達部の施工方法を示す断面図である。
【図１０】パイプルーフ工法を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シールド孔
２  鋼殻セグメント
３  推進管
４  鋼殻セグメント
５  中詰めのコンクリート
６  接続金具
７  連結ピン
８  受け台
９  支柱
１０  開口部
１１  セグメントカバー
１２  外殻
１３  推進機
１４  エントランスパイプ（ガイド管）
１５  チューブシール
１６  止水パッキン
１７  エントランスパイプ
１８  固化材
１９  中詰材
２０  グラウト材
２１  ブラケット
２２  空隙
２３  固化材
【図１】
2004353377.tif 000003
【図２】
2004353377.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004353377.tif 000008
【図７】
2004353377.tif 000009
【図８】
2004353377.tif 000010
【図９】
2004353377.tif 000011
【図１０】
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