(57)【要約】【課題】推進時におけるトンネル地山の状況を確実に観察し、その結果に基づき過不足のない滑材注入による推進力の低減を図るとともに構造が簡単、かつ、段取り作業が容易である。【解決手段】滑材の注入孔を有する推進用コンクリート管Ｐの管壁１に、その内面から外面に向けて地山観察孔５を形成し、この地山観察孔５に、上記管壁１の外面に臨む透明板１０を設け、上記地山観察孔５内に向けた照明具１１により、上記透明板１０越しにその外側のトンネル地山状況、すなわち上記管Ｐとトンネル地山の隙間１８への滑材充填状態を目視により容易かつ確実に観察することができる。また、上記観察により、上記隙間１８への滑材の充填が不充分であると、その状態に応じて推進用コンクリート管Ｐの注入孔４から滑材を注入して上記隙間に充填することで、推進力の低減につながる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑材及び／又は裏込め材の注入孔４を有する推進用コンクリート管において、その管壁１にその内面から外面に向けて地山観察孔５を形成し、この地山観察孔５に上記管壁１の外面に臨む透明板１０を設けたことを特徴とする推進用コンクリート管。
【請求項２】
上記地山観察孔５に筒状ソケット７を埋設し、この筒状ソケット７に上記管壁１の外面に臨む透明板１０をねじ込んだことを特徴とする請求項１に記載の推進用コンクリート管。
【請求項３】
上記地山観察孔５を含む管壁１の外周面に鋼製リング３０を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の推進用コンクリート管。
【請求項４】
上記筒状ソケット７に筒状体９を着脱自在に設けるともに、上記筒状体９に上記管壁１の外面に臨む透明板１０をねじ込んでなることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の推進用コンクリート管。
【請求項５】
上記透明板１０を、上記地山観察孔５の上記管壁１の外面から凹んだ内面位置に設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の推進用コンクリート管。
【請求項６】
上記透明板１０の外方に形成される凹部１２に一端を開口し、他端を管壁１の内面に開口する洗浄水供給路１３を形成したことを特徴とする請求項５に記載の推進用コンクリート管。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の推進用コンクリート管を推進工法により地中に埋設するとともに、上記地山観察孔５内を照明具１１により照らして上記透明板１０を通してトンネル地山の状況を観察するようにしたことを特徴とする推進用コンクリート管の推進工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル地山の観察が可能な推進用コンクリート管およびその推進工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンクリート管路の敷設は、都市道路事情による制約から開削工事が困難な場合が多いため、推進用コンクリート管を使用した推進工法が多用されている。この推進工法は、推進用コンクリート管を図示しない発進立坑に吊り降ろし、常法のセミシールドマシン工法により土砂を掘削しながら、上記推進用コンクリート管を推進と接続を繰り返して推進管路を敷設するものである。
【０００３】
上記工法に使用される推進用コンクリート管は、この発明の実施形態である図１に示すように、推進用コンクリート管Ｐの管壁１を貫通して形成した注入孔４を具え、長手方向に間隔をあけて少なくとも２ヵ所形成されたものである。
推進管路の構築は、まず、推進用コンクリート管Ｐを２ヵ所の注入孔４を利用して吊り上げ、発進立坑へ吊り降す。ついで、常法により土砂を掘削しながら、推進用コンクリート管Ｐの推進と接続を繰り返す。推進の過程で、所定の推進用コンクリート管Ｐの注入孔４を利用して滑剤を推進用コンクリート管Ｐの外周に注入して推進力を低減する。
推進終了後、注入孔４からモルタルを上記滑剤と同様にトンネル地山と推進用コンクリート管Ｐとの隙間に充填して地表の地盤沈下を防止する。
【０００４】
なお、推進用コンクリート管Ｐの圧入に必要な推力の大きさは、推進用コンクリート管Ｐの外周面とトンネル地山（トンネル内周面）との接触による摩擦抵抗力の大きさにより決まるが、最近では、推進管路が長距離化および曲線化する傾向にある。このように推進管路が長距離化すれば、推進管列全体とトンネル地山の接触面積が増大するだけ、摩擦抵抗が大きくなり、必要な元押し推力が大きくなってしまう。
そこで、推進工法においては、通常、摩擦抵抗を低減するために、推進管外周とトンネル地山間に滑材を注入する処理が行なわれる。
ところが、このような滑材注入処理を推進用コンクリート管Ｐとトンネル地山間の全域に行なったのでは大量の滑材が必要となり、不経済である。
このため、このような滑材注入を推進管とトンネル地山間の摩擦抵抗力が特に大きいと思われる場所に重点的に行なうことが試みられてきた。
【０００５】
ところが、従来の施工管理においては、推進管とトンネル地山との摩擦抵抗力が特に大きくなる場所の把握は十分になされていたとは言えず、前述の様な滑材の注入が合理的に行なわれているとは言えなかった。これを改良する推進装置が提案されている。
すなわち、この装置は、図１１、１２に示すように、推進用コンクリート管Ｐ列の所定位置（接続部）に応力緩衝層４２を介して挟み込まれた計測層４１の３重層とこの計測層４１の内周側に取り付けられた複数の歪み検出手段（歪みゲージ）４３とを備えた応力計測手段４０を推進管列の長さ方向に適切な間隔で複数個配置し、これらの応力計測手段４０の歪みゲージ４３により計測層４１の各点における観測応力を検出し、この計測された推進用コンクリート管Ｐに作用する応力に基づいて、各応力計測手段４０の設置部分において、推進用コンクリート管Ｐに作用する推力（各計測断面における作用推力）を演算する演算手段４４を備えたものである。これによって、観測応力のデータから決まる応力平面（回帰平面）に基づいて、応力計測断面の各点における計算応力を算出するものである。なお、４５はシールド式推進機、４６は元押しジャッキおよび４７は中押しジャッキである。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１６０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、観測応力データから応力計算断面の各点における計算応力を算出してその応力が所定値以上であれば、滑材を注入することになるが、その応力値では、その隙間が小さいためなのか、隙間に滑材が行き渡っていない（または注入不足）ためなのかを判断することがはなはだ困難である。したがって、滑材の重点注入箇所が決定されたとして、上記のことから、無駄に滑材を注入したり、また推進力の低減につながらなかったりするという問題が生じる場合がある。
また、計測層４１に多数の歪み検出手段４３を配設してなるので、構造が複雑であるとともに、その配設や取り外しのための作業が煩雑となる問題がある。
【０００７】
この発明は、推進時におけるトンネル地山の状況を確実に観察し、その結果に基づき過不足のない滑材の注入によって推進力の低減を図るとともに、構造が簡単、かつ、段取り作業が容易であることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、滑材及び／又は裏込め材の注入孔を有する推進用コンクリート管において、その管壁に、その内面から外面に向けて地山観察孔を形成し、上記地山観察孔に、上記管壁の外面に臨む透明板を設けた構成を採用したのである。
この構成によれば、上記地山観察孔から上記透明板越しにトンネル地山状況、すなわち、推進用コンクリート管とトンネル地山の隙間への滑材充填状態を上記透明板越しに目視により容易かつ確実に観察することができる。その結果、上記隙間が狭かったり、滑材の充填が不充分であると、その状態に応じて上記注入孔から滑材を充填することによって、推進力が低減される。しかも、上記隙間への滑材注入状態を観察孔により確認もできるから、過不足のない滑材の注入が可能となり、注入量の節約になる。
また、上記管壁に上記地山観察孔を形成し、上記地山観察孔に透明板を設けた構成であるから、シンプルな構造であり、かつ、地山観察のための段取り作業が容易である。
【０００９】
また、上記地山観察孔に筒状ソケットを埋設し、この筒状ソケットに上記管壁の外面に臨む透明板をねじ込んだ構成を採用したのである。この構成によれば、推進完了後、上記透明板を筒状ソケットからねじり戻し、再利用できる。
また、上記地山観察孔を含む管壁の外周面に鋼製リングを設けた構成を採用したのである。この構成によれば、この鋼製リングにより、上記地山観察孔の形成に伴う管壁の強度低下が補強される。
また、上記筒状ソケットに筒状体を着脱自在に設けるとともに、上記筒状体に上記管壁の外面に臨む透明板をねじ込んでなる構成を採用したのである。この構成によれば、推進完了後、透明板を含む内筒を筒状ソケットから取外して再利用できる。
また、上記透明板を、上記地山観察孔の上記管壁の外面から凹んだ内面位置に設けた構成を採用したのである。この構成によれば、上記透明板は、推進時におけるトンネル地山との接触（摺接）に伴うその透明板外表面の摩耗や傷つきが軽減される。
【００１０】
また、上記透明板の外方に形成される凹部に一端を開口し、他端を管壁の内面に開口する洗浄水供給路を形成した構成を採用したのである。この構成によれば、推進時中に、透明板の外側の凹部に溜まった土砂を、上記洗浄水供給路から開口を経て噴出する洗浄水により洗浄することで、透明板越しのトンネル地山の状況を正確に観察できる。
【００１１】
また、上記管壁に上記地山観察孔を形成し、上記地山観察孔に透明板を設けてなる推進用コンクリート管を推進工法により地中埋設するとともに、上記地山観察孔に向けて照明具を照らして上記透明板を通してトンネル地山の状況を観察するようにした構成を採用したのである。この構成によれば、上記照明具によりトンネル地中を照らすことで、上記透明板を通してトンネル地山の状況を（目視により）より確実に観察できる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は、以上のように、推進用コンクリート管の管壁に、その内面から外面に向けて地山観察孔を形成し、上記地山観察孔に、上記管壁の外面に臨む透明板を設けたので、上記透明板の外側のトンネル地山状況、すなわち推進用コンクリート管とトンネル地山の隙間の大きさやその隙間の滑材充填状態を容易かつ確実に観察することができる。その結果、上記隙間に滑材を充填することで、推進力が低減され、一層の長距離推進が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付の図面に基づいて説明する。図１〜４は第１の実施形態を示し、推進用コンクリート管Ｐは、管壁１の一端に固着したカラー２ａにより形成した受口２と、他端に周溝３ａを形成した挿し口３とを備え、さらに管壁１を貫通して形成した滑材及び裏込め材の注入孔４を有するものである。そして、一方の管Ｐの受口２に他方の管Ｐの挿し口３を周溝３ａに嵌装した止水ゴム（図示省略）を介装して接続する。
５は推進用コンクリート管Ｐの管壁１に、その内面から外面を貫通して形成した地山観察孔で、管壁１に内面から外面にかけて凹所６およびめねじ７ａが切られた筒状ソケット７を同心状に配置したものである。地山観察孔５は推進用コンクリート管Ｐの円周方向上下および左右の４ヵ所に形成する。
９はおねじ９ａとめねじ９ｂを形成した筒状体で、その筒状体９のおねじ９ｂを筒状ソケット７のめねじ７ａにねじ込んで着脱自在に固定したものである。
【００１４】
１０は地山観察孔５の管壁１の外面に臨む透明板で、その透明板のおねじ１０ａを筒状体９のめねじ９ａにねじ込んで固定する。透明板１０は、好ましくは管壁１の外面から少し凹んだ内面位置に配置して、透明板１０の外側に凹部１２を形成する。１１は照明具で、例えば人が透明板１０に向けて照らす電燈である。
１３は管壁１に形成した洗浄水供給路、例えば、洗浄水供給パイプで、その一端を管壁１の内面に開口（給水口１４）し、その他端を凹部１２の側面に開口（洗浄口１５）する。給水口１４には洗浄水用ホース（図示省略）を接続したり、洗浄後は止水用プラグ（図示省略）をねじ込んで外水の止水をする。
１６，１７は筒状ソケット７の下端面と筒状体９のフランジ部９ｃとの間および筒状体９と透明板１０との間にそれぞれ介装したシール材である。
【００１５】
上記推進用コンクリート管Ｐを用いて推進するには、図１０に示すように、先ず、トンネル地山Ｒの所定位置に設けた発進立坑Ｑに推進用コンクリート管Ｐを吊り降す。次いで、常法の推進工法、すなわち、セミシールドマシンＳで土砂を掘削しながら推進用コンクリート管Ｐを推進ジャッキＴで推進し、順次、管Ｐ1、Ｐ2、Ｐ3、Ｐｎの接続を繰り返して推進管路を敷設するのである。
この推進中に、注入孔４を利用して滑剤Ｋを推進用コンクリート管Ｐの外周とトンネル地山Ｒの隙間１８に注入して、推進用コンクリート管Ｐの推進力を低減しながら、推進管路を形成する。
また、透明板１０は、管壁１の外面から凹んだ位置にあるから、推進時におけるトンネル地山Ｒとの接触（摺接）に伴うその外表面の摩耗や傷つきが少ない。
【００１６】
そして、上記推進中において、推進用コンクリート管Ｐの地山観察孔５の内側から、手に持った照明具１１を透明板１０に向けて照らして透明板１０外周のトンネル地山Ｒの状況、すなわち、推進用コンクリート管Ｐとトンネル地山Ｒの隙間１８の大きさや隙間１８への滑材充填状態を目視により観察する。
地山観察孔５からの観察に当り、透明板１０の外面に土砂が付着して汚れているため、洗浄用水を、洗浄水供給パイプ１３を経て凹部１２内に噴出して、透明板１０の外面を洗浄することで、透明板１０越しのトンネル地山Ｒ（の隙間１８）の状況をより確実に観察できる。この観察の結果、隙間１８が狭かったり、滑材Ｋの充填が不充分であると、推進用コンクリート管Ｐの注入孔４から滑材Ｋを充填する。すなわち、この場合、隙間１８が狭い場合は滑材Ｋを多く注入しても無駄になり、また、所定の隙間１８はあるが、滑材Ｋがほとんど注入されていない場合には多くの滑材Ｋを充填してその隙間１８を埋める。これによって、過不足のない滑材Ｋの注入が行なわれて推進力が低減される。しかも隙間１８への充填状態は地山観察孔５から確認できて注入量の節約になる。なお、洗浄後、給水口１４を閉栓して地中からの管Ｐ内への水の浸入を防ぐ。
【００１７】
推進の終了後、裏込め材、例えばモルタルＭを注入孔４からトンネル地山Ｒと推進用コンクリート管Ｐとの隙間１８に充填し、次いで、透明板１０を含む筒状体９を取外した後、地山観察孔５および凹所６内にもモルタルｍを充填すれば、推進工事が完了する。
なお、上記透明板１０を含む筒状体９は、それを筒状ソケット７から取り外すことにより、再使用できる。
【００１８】
セミシールドマシンＳの外径は、これに接続される推進用コンクリート管Ｐの外径よりも１０〜８０ｍｍ程度大きく設定される。このため、セミシールドマシンＳに接続される先頭の推進用コンクリート管Ｐの先端部は、セミシールドマシンＳと同心状に接続（支持）され、先頭の推進用コンクリート管Ｐの外周とトンネル地山Ｒとの隙間１８はほぼ均等となる。したがって、推進用コンクリート管Ｐの円周４ヵ所の観察孔５からトンネル地山Ｒの観察が可能である。一方、この先頭の推進用コンクリート管Ｐから数本あとの推進用コンクリート管Ｐはその自重などにより、その下面がトンネル底部に接触して（掘削された地面に接して）観察が不可能になるから、その後に接続される推進用コンクリート管Ｐの観察孔５は、下部を除いた上部および左右の３ヵ所であってもよい。また、掘削されるトンネル地山Ｒ周辺の土質の変動が少ない場合には、観察孔は１ヵ所でもよい。
後続する推進用コンクリート管Ｐは、通常の推進管が使用され、５０〜１００ｍ毎に観察孔付きの推進用コンクリート管Ｐが接続され、観察孔５から滑剤の充填状況を観察する。
【００１９】
図５は第２の実施形態を示し、この実施形態は、第１の実施形態の筒状体９に透明な密閉板２０を着脱自在にセットしたものである。この場合、密閉板２０のおねじ２０ａを筒状体９のめねじ９ｂにねじ込んで固定するとともに筒状体９の端面と密閉板２０のフランジ２０ｂとの間にシール材２２を介装する。そして、筒状体９と透明板１０および密閉板２０とにより形成される密閉空間に、水を、ホース２１を経て注入口２０ｃから注入して満水にする。これにより、透明板１０内面の結露を防ぎ、トンネル地山Ｒの状況をより確実に観察できる。
【００２０】
図６(ａ)は、第３の実施形態を示し、この実施形態は、第１の実施形態における筒状体９を省略して筒状ソケット７に透明板２５を管壁１の外面に臨ませてセットしたものである。この場合、透明板２５のおねじ２５ａを筒状ソケット７のめねじ７ａにねじ込んで固定する。なお、透明板２５は推進後、地山観察孔５内にモルタルｍを充填するに当り、そのまま残してもよいし、取り除いてもよい。
【００２１】
図６(ｂ)は第４の実施形態を示し、この実施形態は、第３の実施形態と同様に筒状体９を省略して筒状ソケット２６に透明板２７を管壁１の外面に臨ませてセットしたものである。この場合、透明板２７のおねじ２７ａを筒状ソケット２６のめねじ２６ａにねじ込んで固定するとともに筒状ソケット２６と透明板２７の段部にシール材２８を介装する。
【００２２】
図７および図８は第５の実施形態を示し、この実施形態は、筒状ソケット７に透明板２５をセットした第３の実施形態（図６(ａ)参照）のものに、鋼板を円弧曲げして形成した鋼製リング３０を管壁１の外周面に一体的に設けたもので、この鋼製リング３０に形成した円周４ヵ所の貫通孔３１に同心状に筒状ソケット７を溶接により一体化して観察孔５を形成したものである。この鋼製リング３０により、地山観察孔５の形成に伴う管壁１の強度低下を補強するものである。この場合、透明板２５のおねじ２５ａを筒状ソケット７のめねじ７ａにねじ込んで固定する。鋼製リング３０の両端側には、内向きリブ３２が全周にわたって形成される。このリブ３２により、鋼製リング３０の剛性を高め、管壁１と強固に一体化する。３３は埋込用止水材である。
なお、透明板２５は推進後、地山観察孔５内にモルタルを充填するに当り、そのまま残してもよいし、取り外してもよい。
上記第５の実施の形態は、第３の実施形態のものに鋼製リング３０を組み込んだものとしたが、上記他の実施形態のものにも鋼製リング３０を適用できる。
【００２３】
地山観察孔５の形成は次の順序で行う。図９において、遠心力成形用円筒型枠３６に地山観察孔成形用型３７をセットする。地山観察孔形成用型３７は型枠兼用の筒状ソケット７と上型３７ａと円錐形の下型３７ｂとからなり、筒状ソケット７のめねじ７ａに上型３７ａのおねじをねじ込んで組立て、型枠３６の内壁にあてがい、筒状ソケット７に下型３７ｂを嵌め、その下型３７ｂに型枠３６の外側から固定ボルト３８をねじ込んで型枠３６に固定する。地山観察孔形成用型３７が型枠３６にセットされた状態で、常法により図示しない遠心鋳造機上で回転する型枠３６内にコンクリートを流し込んで推進用コンクリート管を遠心力成形する。製管後、型枠３６とともにスチーム養生を行い、コンクリートの硬化後、固定ボルト３８を取外して下型３７ｂを取り除く。次いで、管Ｐを型枠３６から脱型して養生後、上型３７ａを筒状ソケット７から取り外すと地山観察孔５が形成された推進用コンクリート管Ｐが得られる。したがって、地山観察孔５は、管壁１にその管壁１の内面から外面にかけて凹所６と埋設された筒状ソケット７により形成される。なお、筒状ソケット７は、アンカー３９によりコンクリート層の管壁１に埋設されて一体化する。
【００２４】
なお、筒状ソケット７と筒状体９の間にシール材１６，１７、筒状体９と密閉板２０の間にシール材２２、筒状ソケット２６と透明板２７との間にシール材２８を介装して、止水性を高め、推進時における外水の管Ｐ内への流入を防止する。
また、上記の実施形態では、管壁１の地山観察孔５を管壁１に内面から外面にかけて凹所６、筒状ソケット７を連設したものとしたが、筒状ソケット７を、その端部を管壁１の内面まで延ばして凹所６を省略することもできる。
また、筒状ソケット７の材質を不錆鋼とすることで、管Ｐ内を流れる下水等の流体による腐食が大幅に軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る推進用コンクリート管を示し、（ａ）は一部切欠正面図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視図
【図２】第２の実施形態における地山観察孔を示す部分拡大断面図
【図３】図２のＢ−Ｂ線矢視図
【図４】本発明の第１の実施形態における地山観察孔にモルタル注入後の状態を示す部分断面図
【図５】本発明の第２の実施形態における地山観察孔を示す部分拡大断面図
【図６】本発明の実施形態における地山観察孔を示し、（ａ）は第３の実施形態の部分拡大断面図、（ｂ）は第４の実施形態の部分拡大断面図
【図７】本発明の第５の実施形態に係る推進用コンクリート管を示す一部切欠正面図
【図８】本発明の第５の実施形態における地山観察孔を示し、（ａ）は部分拡大断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線矢視図
【図９】本発明の第１の実施形態に係る地山観察孔形成用型を型枠に取付けた状態の部分断面図
【図１０】本発明に係る推進工法の全体構成図
【図１１】従来例の推力監視装置の全体構成図
【図１２】従来例に係る応力計測装置を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線矢視図
【符号の説明】
【００２６】
Ｐ  推進用コンクリート管
Ｋ  滑材
１  管壁（コンクリート層）
２  受口
３  挿し口
４  注入孔
５  地山観察孔
６  凹所
６ａ  段部
７  筒状ソケット（外筒）
７ａ  めねじ
９  筒状体（内筒）
９ａ  おねじ
９ｂ  めねじ
９ｃ  フランジ部
１０  透明板
１０ａ  おねじ
１１  照明具（光源）
１２  凹部
１３  洗浄水供給パイプ
１４  給水口
１５  洗浄口
１６，１７  シール材
１８  隙間
２０  密閉板
２１  注水ホース
２５  透明板
２６  筒状ソケット
２７  透明板
３０  鋼製リング
３１  貫通孔
【図１】
2005240515.tif 000003
【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】
2005240515.tif 000009
【図８】
2005240515.tif 000010
【図９】
2005240515.tif 000011
【図１０】
2005240515.tif 000012
【図１１】
2005240515.tif 000013
【図１２】
2005240515.tif 000014