(57)【要約】【課題】  矩形または台形状の断面を有する地中埋設用筒体を容易に製造する。【解決手段】  ２本のＨ鋼１１，１２の上下のフランジ部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの片側をそれぞれ切断した後、上記Ｈ鋼１１の残った上フランジ部１１ａとＨ鋼１２の上フランジ部１２ａ、及び、Ｈ鋼１１の下フランジ部１１ｂとＨ鋼１２の下フランジ部１２ｂとをそれぞれ溶接して連結し、中空部１３Ｓが矩形の筒体本体１３を作製するとともに、上記Ｈ鋼１１の切断面１１ｍ，１１ｎに上記Ｈ鋼１１の延長方向に延長する円筒状の係合部材１４ａ，１４ｂを取付け、他方のＨ鋼１２の切断面１２ｍ，１２ｎに把持部材１５ａ，１５ｂを取付けて、連結部材付きの地中埋設用筒体１０を作製するようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中構造体の延長方向に延長し、上記地中構造体の延長方向を横断する断面形状に沿うように地山に挿入・埋設される地中埋設用筒体であって、少なくとも２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結して成ることを特徴とする地中埋設用筒体。
【請求項２】
上記筒体の接合された互いに対向する片の一方の長さを、他方の長さよりも短くしたことを特徴とする請求項１に記載の地中埋設用筒体。
【請求項３】
地中構造体の延長方向に延長し、上記地中構造体の延長方向を横断する断面形状に沿うように地山に挿入・埋設される地中埋設用筒体を製造する際に、少なくとも２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結して上記筒体を形成するようにしたことを特徴とする地中埋設用筒体の製造方法。
【請求項４】
上記２本のＨ鋼のうち、少なくとも一方のＨ鋼に、一方のフランジ部の長さが他方のフランジ部の長さよりも短いＨ鋼を用いたことを特徴とする請求項３に記載の地中埋設用筒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル軸方向に延長する複数の筒体を互いに連結させながら地山に挿入・埋設して構築される地中構造体に使用される地中埋設用筒体とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、トンネル坑口部や土被りが薄い場合における掘削・支保では、地山に扁平なアーチを構成する必要があることから、例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、地山５０のトンネルの軸方向に、上記扁平なアーチ部に沿って、断面が台形状の鋼製の筒体５１とこの筒体５１の両側面の上端部及び下端部からそれぞれ突出する継手５２とを備えた複数の本の継手付き鋼管５３を互いに隣接させて推進・埋設して、先行支保工５４を構築する方法が行われている。上記筒体５１は、上部板５１ａとこの上部板５１ａよりも幅の狭い下部板５１ｂとを側板５１ｃ，５１ｃにより連結したもので、上記上部板５１ａの幅と上記下部板５の幅との比を変えることで、互いに隣接する継手付き鋼管５３，５３のなす角が上記アーチ部の曲率に対応するようにしている（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＪＲ東日本パンフレット；「東北本線王子駅構内、首都高速道路新設他工事」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記方法では、４枚の鋼板の端部同士を溶接等で連結して台形状の断面を有する鋼製の筒体５１を作製しなければならないので、溶接作業が難しく作業効率が悪かった。また、上記筒体は長さ方向にも連結する必要があることから、溶接の工程が多くなってしまうといった問題点があった。
そこで、溶接の工程を少なくするため、長い筒体を準備してこれを溶接することも考えられるが、長尺状の鋼材を溶接すること自体が作業性が悪く、効率的ではない。
上記のような問題は、筒体の断面形状が矩形である場合にも発生するが、上記断面形状が台形の場合には、上記上部板５１ａ及び下部板５１ｂと側板５１ｃ，５１ｃとをそれぞれ所定の角度で溶接する必要があることから、断面形状が矩形である場合に比べて更に作業効率が悪くなる。
【０００４】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、矩形または台形状の断面を有する地中埋設用筒体を容易に製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の発明は、地中構造体の延長方向に延長し、上記地中構造体の延長方向を横断する断面形状に沿うように地山に挿入・埋設される地中埋設用筒体であって、少なくとも２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結して成ることを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の地中埋設用筒体において、  上記筒体の接合された互いに対向する片の一方の長さを、他方の長さよりも短くしたものである。
また、請求項３に記載の発明は、地中構造体の延長方向に延長し、上記地中構造体の延長方向を横断する断面形状に沿うように地山に挿入・埋設される地中埋設用筒体を製造する際に、少なくとも２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結して上記筒体を形成するようにしたことを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の地中埋設用筒体の製造方法において、上記２本のＨ鋼のうち、少なくとも一方のＨ鋼に、一方のフランジ部の長さが他方のフランジ部の長さよりも短いＨ鋼を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、地中埋設用筒体を製造する際に、２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結して上記筒体を形成するようにしたので、溶接箇所を低減できるとともに、溶接作業を容易にすることができる。また、下部のフランジ部の長さが上部のフランジ部の長さよりも短かい２本のＨ鋼の上記フランジ部をそれぞれ連結することにより、断面形状がほぼ台形の筒体を容易に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
最良の形態１．
図１は、本最良の形態１に係る地中埋設用筒体の製造手順を示す図である。
本例では、まず、図１（ａ）に示すように、２本のＨ鋼１１，１２を準備し、このＨ鋼１１，１２の上フランジ部１１ａ，１２ａ及び下フランジ部１１ｂ，１２ｂの片側をそれぞれ切断した後、図１（ｂ）に示すように、残った側の上フランジ部１１ａと上フランジ部１２ａ、及び、下フランジ部１１ｂと下フランジ部１２ｂとをそれぞれ溶接して上記２本のＨ鋼１１，１２を連結することにより、上フランジ部１１ａ，１２ａ、ウェブ部１１ｃ，１２ｃ及び下フランジ部１１ｂ，１２ｂで画成された矩形の中空部１３Ｓを有する筒体本体１３を作製する。
その後、図１（ｃ）に示すように、上記筒体本体１３を構成する一方のＨ鋼１１の切断面１１ｍ，１１ｎに上記Ｈ鋼１１の延長方向に延長する円筒状の係合部材１４ａ，１４ｂを取付けるとともに、他方のＨ鋼１２の切断面１２ｍ，１２ｎに上記Ｈ鋼１２の延長方向に延長し、上記係合部材１４ａ，１４ｂをそれぞれ挿入して把持するための、上記円筒の一部をなす凹部１５ｓを有する把持部材１５ａ，１５ｂを取付け、連結部材付きの地中埋設用筒体１０を得る。
これにより、溶接作業としては、溶接箇所が２箇所と、従来の半分になっただけでなく、断面が上フランジ部１１ａ、ウェブ部１１ｃ、下フランジ部１１ｂが一体となった略コの字状の部材を溶接することになるので、従来のような、鋼板の端部同士を溶接する作業に比べてはるかに容易である。したがって、作業効率が向上するだけでなく、溶接時間を大幅に短縮することができる。
【０００８】
この地中埋設用筒体１０を地山内に挿入・埋設する際には、上記筒体本体１３の中空部１３Ｓに、例えば、オーガー削孔推進機などの掘削手段（図示せず）を設置して、上記掘削手段により地山を掘削しながら上記掘削手段と上記地中埋設用筒体１０とを同時に地山内に推進させる。１本の地中埋設用筒体１０の埋設が完了すると、上記筒体本体１３の中空部１３Ｓから、上記掘削手段を回収した後、上記地中埋設用筒体１０に隣接する地中埋設用筒体１０を連結させながら、複数の地中埋設用筒体１０，１０，１０，‥‥を順次地山内に推進して埋設する。このとき、図２に示すように、先に埋設した地中埋設用筒体１０の把持部材１５ａ，１５ｂの凹部１５ｓ，１５ｓに、次に埋設する地中埋設用筒体１０Ａの係合部材１４ａ，１４ｂを挿入するようにして、上記地中埋設用筒体１０Ａを地山内に挿入する。これにより、断面が矩形の地中埋設用筒体１０を互いに連結させながら地山内へ埋設することが可能となる。
【０００９】
このように、本最良の形態１では、２本のＨ鋼１１，１２の上下のフランジ部１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの片側をそれぞれ切断した後、上記Ｈ鋼１１の残った上フランジ部１１ａとＨ鋼１２の上フランジ部１２ａ、及び、Ｈ鋼１１の下フランジ部１１ｂとＨ鋼１２の下フランジ部１２ｂとをそれぞれ溶接して連結し、中空部１３Ｓが矩形の筒体本体１３を作製するとともに、上記Ｈ鋼１１の切断面１１ｍ，１１ｎに上記Ｈ鋼１１の延長方向に延長する円筒状の係合部材１４ａ，１４ｂを取付け、他方のＨ鋼１２の切断面１２ｍ，１２ｎに、上記係合部材１４ａ，１４ｂを挿入して把持する把持部材１５ａ，１５ｂを取付けて、連結部材付きの地中埋設用筒体１０を作製するようにしたので、溶接箇所が２箇所で済み、溶接時間を大幅に短縮することができる。また、本例ように、断面が略コの字状の部材同士を溶接する作業は、従来の鋼板をそれぞれの端部で溶接する作業に比べて容易であるので、作業効率を大幅に向上させることができる。
【００１０】
なお、上記最良の形態１では、２本のＨ鋼１１，１２の上フランジ部１１ａ，１２ａと下フランジ部１１ｂ，１２ｂとをそれぞれ連結して筒体本体１３を形成するようにしたが、図３（ａ），（ｂ）に示すように、３本のＨ鋼１１Ｘ，１１Ｍ，１１Ｙ、あるいは４本のＨ鋼１１Ｘ，１１Ｍ，１１Ｍ，１１Ｙの上フランジ部と下フランジ部とをそれぞれ連結して、２つの中空部を有する地中埋設用筒体１０Ｐ，１０Ｑを作製することも可能である。なお、この場合には、中間に位置するＨ鋼１１Ｍは、必ずしも、フランジ部を切断する必要はない。上記のような地中埋設用筒体１０Ｐ，１０Ｑは、特に、断面形状が小さく推進が容易な筒体を埋設する際に有効である。
また、上記例では、２本のＨ鋼１１，１２を溶接して連結した後、上記円筒状の係合部材１４ａ，１４ｂ及び上記把持部材１５ａ，１５ｂを取付けるようにしたが、上フランジ部１１ａ及び下フランジ部１１ｂの片側を切断して上記係合部材１４ａ，１４ｂを取付けた第１のＨ鋼部材と、上フランジ部１２ａ及び下フランジ部１２ｂの片側を切断して上記把持部材１５ａ，１５ｂを取付けた第２のＨ鋼部材をそれぞれ準備して、上記第１のＨ鋼部材と第２のＨ鋼部材とを溶接して連結するようにしてもよい。
あるいは、先に２本のＨ鋼１１，１２を溶接して連結して筒体本体１３を形成した後、上記筒体本体１３から外側に突出している上フランジ部１１ａ，１２ａ及び下フランジ部１１ｂ，１２ｂを切断し、この切断面に上記円筒状の係合部材１４ａ，１４ｂ及び上記把持部材１５ａ，１５ｂを取付けてもよい。
【００１１】
実施の形態２．
上記最良の形態１では、断面形状が矩形である地中埋設用筒体１０を作製する場合について説明したが、図４（ａ）に示すように、下部のフランジ部２１ｂ，２２ｂの溶接する側の長さを、上部のフランジ部２１ａ，２２ａの溶接する側の長さよりも短かくした２本のＨ鋼２１，２２を準備し、このＨ鋼２１，２２を溶接にて連結すれば、図４（ｂ）に示すような、断面形状が略台形の筒体本体２３を有する地中埋設用筒体２０を作製することができる。上記地中埋設用筒体２０を作製する手順としては、Ｈ鋼２１，２２の上フランジ部２１ａ，２２ａ及び下フランジ部２１ｂ，２２ｂの片側を切断してから、その切断部にそれぞれ係合部材２４ａ，２４ｂ及び把持部材２５ａ，２５ｂなどの連結部材を取付けた第１のＨ鋼部材２１Ｈと第２のＨ鋼部材２２Ｈを予め作製し、その後、上記第１及び第２のＨ鋼部材２１Ｈ，２２Ｈを連結するようにしてもよいし、上記実施の形態１と同様に、Ｈ鋼２１，２２の上フランジ部２１ａ，２２ａ及び下フランジ部２１ｂ，２２ｂの片側を切断してから連結し、最後に係合部材２４ａ，２４ｂ及び把持部材２５ａ，２５ｂなどの連結部材を取付けるようにしてもよい。
なお、上記筒体本体２３の上部のフランジ部２１ａ，２２ａの長さと下部のフランジ部２１ｂ，２２ｂの長さの比は、上記地中埋設用筒体２０を埋設する地山のアーチ部の曲率により適宜設定されるもので、上記地中埋設用筒体２０を複数本連結しながら地山に推進・埋設することにより、例えば、図５に示すような、先行支保工のアーチ部を構築することができる。
【００１２】
このように、本最良の形態２では、２本のＨ鋼２１，２２のフランジ部をそれぞれ連結する際に、上記各Ｈ鋼２１，２２の一方のフランジ部２１ｂ，２２ｂの長さを他方のフランジ部２１ａ，２２ａの長さよりも短かくして連結し、断面形状が略台形の筒体本体２３を有する地中埋設用筒体２０を作製するようにしたので、先行支保工のアーチ部をなどに使用される地中埋設用筒体を容易に作製することができる。
【００１３】
なお、上記例では、上記下フランジ部２１ｂ，２２ｂの長さをともに短くして断面形状が略台形の筒体本体２３を有する地中埋設用筒体２０を作製したが、上記Ｈ鋼２２の下フランジ部２１ｂの上記係合部材２４ｂを取付ける側の長さ、あるいは、Ｈ鋼２２の下フランジ部２２ｂ上記把持部材２５ｂを取付ける側の長さのみを予め短くしても、略台形の筒体本体２３を実現することが可能である。
【００１４】
また、上記最良の形態１，２では、２本のＨ鋼のフランジ部の片側を切断し、上記切断面に係合部材及び把持部材を取付けて、連結部材付きの地中埋設用筒体１０，２０を作製したが、上記フランジ部の切断は必ずしも必須のものではなく、例えば、筒体本体の断面形状が矩形の場合には、図６に示すように、一方のＨ鋼１１の上フランジ部１１ａ及び下フランジ部１１ｂの溶接する側とは反対側の端面にそれぞれ係合部材１４ａ，１４ｂを取付けた第１のＨ鋼部材３１Ｈと、他方のＨ鋼１２の上フランジ部１２ａ及び下フランジ部１１ｂの溶接する側とは反対側の端面にそれぞれ把持部材１５ａ，１５ｂを取付けた第２のＨ鋼部材３２Ｈをそれぞれ準備して、上記第１のＨ鋼部材３１Ｈと第２のＨ鋼部材３２Ｈとを溶接して連結し、筒体本体３３の断面形状が矩形の地中埋設用筒体３０を作製することも可能である。
また、筒体本体の断面形状が略台形の場合には、図７に示すように、一方のＨ鋼２１の上フランジ部２１ａ及び下フランジ部２１ｂの溶接する側とは反対側の端面にそれぞれ係合部材２４ａ，２４ｂを取付けた第１のＨ鋼部材４１Ｈと、他方のＨ鋼２２の上フランジ部２２ａ及び下フランジ部２１ｂの溶接する側とは反対側の端面にそれぞれ把持部材２５ａ，２５ｂを取付けた第２のＨ鋼部材４２Ｈをそれぞれ準備して、上記第１のＨ鋼部材４１Ｈと第２のＨ鋼部材４２Ｈとを溶接して連結し、筒体本体４３の断面形状が略台形の地中埋設用筒体４０を作製する。
なお、上記係合部材１４ａ，１４ｂ（または、係合部材２４ａ，２４ｂ）及び把持部材１５ａ，１５ｂ（または、把持部材２５ａ，２５ｂ）は、２本のＨ鋼１１，１２（または、Ｈ鋼２１，２２）の連結後に取付けてもよい。
【００１５】
また、筒体本体の断面形状が矩形の地中埋設用筒体を用いて先行支保工のアーチ部などの曲線部分を構築するには、図８（ａ）に示すように、２本のＨ鋼１１，１２の下フランジ部１１ｂ，１２ｂの上記係合部材１４ｂ及び上記把持部材１５ｂを取付ける側の長さを予め短くした第１及び第２のＨ鋼部材３１Ｚ，３２Ｚを準備し、これを連結することにより、図８（ｂ）に示すような、下部の腕部３０ｂが上部の腕部３０ａよりも短い、断面形状が矩形の地中埋設用筒体３０Ｚを作製する。そして、上記地中埋設用筒体３０Ｚを複数本連結しながら地山に推進・埋設することにより図８（ｃ）に示すような、先行支保工のアーチ部を構築することができる。このとき、上記上部の腕部３０ａの長さと上部の腕部３０ｂの長さの比は、上記地中埋設用筒体３０Ｚを埋設する地山のアーチ部の曲率により適宜設定される。
なお、この場合にも、上記下フランジ部１１ｂ，１２ｂの長さをともに短くする必要はなく、Ｈ鋼１１の下フランジ部１１ｂの上記係合部材１４ｂを取付ける側の長さ、あるいは、Ｈ鋼１２の下フランジ部１２ｂ上記把持部材１５ｂを取付ける側の長さのみを予め短くしておいてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明によれば、２本のＨ鋼のフランジ部をそれぞれ連結し、地山に挿入・埋設される筒体を作製するようにしたので、溶接箇所を低減できるとともに、溶接作業が容易となるので、作業効率を大幅に改善することができる。また、下部のフランジ部の長さが上部のフランジ部の長さよりも短かい２本のＨ鋼の上記フランジ部をそれぞれ連結し、断面形状がほぼ台形の筒体を構成するようにしたので、地山のアーチ部等の曲線部分に挿入・埋設する筒体を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の最良の形態１に係る地中埋設用筒体の製造方法を示す図である。
【図２】本最良の形態１に係る地中埋設用筒体の埋設方法を示す図である。
【図３】発明による地中埋設用筒体の他の構成を示す図である。
【図４】本最良の形態２に係る地中埋設用筒体の製造方法を示す図である。
【図５】本発明による地中埋設用筒体を地中支保工のアーチ部に適用した例を示す図である。
【図６】本発明による地中埋設用筒体の他の例を示す図である。
【図７】本発明による地中埋設用筒体の他の例を示す図である。
【図８】本発明による地中埋設用筒体の他の例を示す図である。
【図９】従来の地中埋設用筒体を用いた地中支保工の構築方法を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１０  地中埋設用筒体、１１，１２  Ｈ鋼、１１ａ，１２ａ  上フランジ部、
１１ｂ，１２ｂ下フランジ部、１１ｃ，１２ｃ  ウェブ部、１３  筒体本体、
１３Ｓ  中空部、１４ａ，１４ｂ  係合部材、１５ａ，１５ｂ  把持部材。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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