(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面及び側面部が断面円弧状とされ、底面が断面直線状とされており、底面の両端に角部が形成されて、所定方向に延びる空洞構造体の内面の覆工方法であって、
前記空洞構造体内周面の角部に応じた角部を備えた断面形状を有し可撓性材料からなる筒状体を複数形成し、該複数の筒状体の開口方向が前記空洞構造体の延びる方向に沿うように、かつ、前記筒状体の角部が前記空洞構造体の角部と適合するように該複数の筒状体を前記空洞構造体内に配置する工程と、
前記空洞構造体内に配置された複数の筒状体のうちの隣接する筒状体を互いに連結する工程とを包含し、
前記筒状体は、上面及び側面部は断面円弧状をなし、底面部は断面直線状をなし、側面部と底面部の間に位置する角部は断面円弧状に形成され、
前記筒状体の角部における曲率半径は、上面及び側面部における曲率半径より小さくされることを特徴とする覆工方法。
【請求項２】
前記筒状体を形成する工程は、所定長さを有した可撓性帯板状部材を長手方向に巻回し、該帯板状部材の幅方向に沿って設けられた弱化部に沿って曲げて前記筒状体の角部を形成する工程を包含することを特徴とする請求項１に記載の覆工方法。
【請求項３】
前記帯板状部材は、該帯板状部材の長手方向に沿って延びるように並設された多数の補強用リブを有し、前記弱化部は、前記帯板状部材の幅方向に沿って該リブに設けられた単一の切り欠きにより形成されたことを特徴とする請求項２に記載の覆工方法。
【請求項４】
前記帯板状部材は、該帯板状部材の長手方向に沿って延びるように並設された多数の補強用リブを有し、前記弱化部は、前記帯板状部材の幅方向に沿って該リブに設けられた複数の切り欠きにより形成されたことを特徴とする請求項２に記載の覆工方法。
【請求項５】
前記隣接する筒状体の連結部において、該筒状体の外周面を前記空洞構造体の内周面に対して固定する工程をさらに包含することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の覆工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断面において内周面に角部を有するトンネルや管などの空洞構造体内面の覆工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法によるトンネル構築に際し、一次覆工を円環状セグメントの組立により施工する場合、トンネル壁の防水性、防食性、内面平滑性などの覆工機能を確立するために、通常、セグメント一次覆工の内側にコンクリート打設による、いわゆる二次覆工が施工されている。
【０００３】
このようなコンクリート二次覆工の施工は、型枠の組立、コンクリートの打設養生、その後の型枠の解体など施工が煩雑で、しかもコンクリートの養生硬化を待たなければ型枠を撤去できず、どうしても施工期間が長くなり、施工コスト面の負担が大きかった。
【０００４】
また、コンクリートは耐酸性に乏しく、構築されたシールドトンネルを下水道の暗渠として適用する場合には、下水から発生する酸性ガスにより冒されやすく、二次覆工の防食性が問題になることがあった。或いは、このような防食性の問題から、コンクリート二次覆工の厚さを例えば３０〜４０ｃｍと比較的厚くしなければならないことがあった。
【０００５】
上記問題を解決するために、最近、コンクリート打設による二次覆工に代え、プラスチック製円筒体の継ぎ足しにより二次覆工本体を組み立てた後に裏込めを施す、いわゆるパイプインパイプ工法適用による二次覆工の施工法が試案されている。
【０００６】
このような施工法において、一次覆工面の断面形状が円形である場合には、帯板体を巻回して短筒状のプラスチック製円筒体を作成し、これを二次覆工の本体部の構築のために利用することができる。また、下水道管等の既設管の補修や防触のためにプラスチック製ライニングを施す場合がある。この場合にも同様に、既設管の断面形状が円形である場合には、プラスチック製円筒体の継ぎ足しによりライニングを行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一次覆工や既設管の断面形状がアーチ型、馬蹄型又は矩形などの角部を有している場合には、円筒体の連結では、一次覆工や既設管の形状に合わせて、その内面に覆工を行うことはできなかった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、角部を有する空洞構造体において、筒状体を連結して空洞構造体内面を覆工し得る方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の覆工方法は、上面及び側面部が断面円弧状とされ、底面が断面直線状とされており、底面の両端に角部が形成されて、所定方向に延びる空洞構造体の内面の覆工方法であって、前記空洞構造体内周面の角部に応じた角部を備えた断面形状を有し可撓性材料からなる筒状体を複数形成し、該複数の筒状体の開口方向が前記空洞構造体の延びる方向に沿うように、かつ、前記筒状体の角部が前記空洞構造体の角部と適合するように該複数の筒状体を前記空洞構造体内に配置する工程と、前記空洞構造体内に配置された複数の筒状体のうちの隣接する筒状体を互いに連結する工程とを包含し、前記筒状体は、上面及び側面部は断面円弧状をなし、底面部は断面直線状をなし、側面部と底面部の間に位置する角部は断面円弧状に形成され、前記筒状体の角部における曲率半径は、上面及び側面部における曲率半径より小さくされ、これにより上記目的を達成する。
【００１０】
前記筒状体を形成する工程は、所定長さを有した可撓性帯板状部材を長手方向に巻回し、該帯板状部材の幅方向に沿って設けられた弱化部に沿って曲げて前記筒状体の角部を形成する工程を包含していてもよい。
【００１１】
前記帯板状部材は、該帯板状部材の長手方向に沿って延びるように並設された多数の補強用リブを有し、前記弱化部は、前記帯板状部材の幅方向に沿って該リブに設けられた単一又は複数の切り欠きにより形成されていてもよい。
【００１２】
前記隣接する筒状体の連結部において、該筒状体の外周面を前記空洞構造体の内周面に対して固定する工程をさらに包含していてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る覆工方法を添付図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
（実施形態１）
図１は、実施形態１の覆工方法において、筒状体を形成するための帯板材１０の搬入及び帯板材１０から形成された筒状体の一次覆工内での配置を示す図である。図１（ａ）は、一次覆工の縦断面を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面を示す。
【００１７】
図１（ａ）に示すように、複数の帯板材１０は、台車９０に載せられた状態で縦穴９を通して一次覆工１内に降ろされ、その後、一次覆工１内の所定の位置まで移送される。本実施形態１において、この一次覆工１内周面の断面は、図１（ｂ）に示すように円の底部を平らにしたアーチ形状をなしており、該底部の両端には角部２が形成されている。この一次覆工１の大きさは、通常、人が内部で作業できる程度の内径（例えば２ｍ程度）を有する。
【００１８】
次に、所定の位置まで運ばれた帯板材１０は巻回され、この一次覆工１の断面形状に対応する断面形状を有する筒状体２０に変形される。このようにして形成された筒状体２０は、その開口方向が一次覆工１の軸線方向（一次覆工の延びる方向）に整合するように配置される。
【００１９】
図２は、帯板材１０の斜視図を示す。図２に示すように、帯板材１０は、長手方向Ｌに沿って延びる帯板状の基部１２と、この基部１２の片側表面上において長手方向Ｌに沿って延びるように設けられた複数のリブ１４とを備える。リブ１４の断面形状は、図示するようなＬ字型以外にもＴ字型等、種々の形態とすることができる。
【００２０】
また、帯板材１０の両側縁部には、一次覆工１の軸線方向の嵌合で接合できる凸部１６ａ及び凹部１６ｂが形成されている。凸部１６ａは、先端部が矢尻状に拡径しており、凹部１６ｂは、先端部に１対の返り歯状係止片が設けられ、凸部１６ａを挿入した後は該凸部の矢尻状先端部と係合して抜け止めをなす。
【００２１】
さらに、本実施形態の帯板材１０には、幅方向Ｗに沿って延びる弱化部１８が、帯板材１０の両端寄りの２カ所において設けられている。弱化部１８は、例えば、リブ１４を横断するようにしてこれを切断し、基部１２に至る一本の切り込みで構成される。或いは、弱化部１８は、溝形状を有していても良く、帯板材幅方向に沿ってリブに設けられた種々の切り欠き形状とすることができる。なお、図２において、理解を容易にするために、弱化部１８の切り込みの幅は拡大されて示されている。
【００２２】
このように構成された帯板材１０は、内面側に平滑面が位置し、外面側にリブが位置するように長手方向に沿って巻回され、その両端部１９が熱融着或いは公知のジョイント金具などを適用して相互に接続されることによって筒状体２０を形成する。帯板材１０を巻回する際、弱化部１８によって、帯板材１０のこの部分における内面側を凹とする屈曲が容易になり、断面形状が角部を有する所望の形状の筒状体２０を形成することが可能となる。また、形成された筒状体２０の外面側に位置するリブ１４は、筒状体２０の強度を高めるとともに、一次覆工１と筒状体２０の基部との間に所定の空間を形成する役割を果たす。このようにして得られた筒状体２０は、保形性を有し、所望の形状を保持し得る。
【００２３】
上述のような帯板材１０は、好適にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック製の押し出し成形品によって形成される。ただし、覆工の形態に応じて、これら以外の種々の材料から形成された可撓性の帯板材を使用することができる。
【００２４】
また、帯板材１０の寸法は、例えば幅が約５０ｃｍとされ、長さが一次覆工の内周長よりわずかに小さい６ｍ程度とされる。基部１２の厚さは、例えば、約２ｍｍ〜約５ｍｍとされており、角部での屈曲によって帯板材１０に断列等の支障が生じないように適切な強度が確保される。また、リブの高さは、例えば、約１５ｍｍ〜約５０ｍｍとされている。
【００２５】
図３は、帯板材１０から形成された筒状体２０の一次覆工１内での配置を示す図である。図からわかるように、筒状体２０は、帯板材１０の弱化部１８を屈曲させることによって、一次覆工１内周面における角部２に対応する形状の角部２２を有するように形成されており、一次覆工１内周面に適合するように配置されている。すなわち、筒状体２０は、断面円弧状をなす一次覆工上面及び側面部に対応する部分は断面円弧状をなし、断面直線状の一次覆工底面に対応する部分は角部２２での屈曲を介して断面直線状に形成されている。なお、一次覆工１底面部には、上述のように熱融着或いは公知のジョイント金具などを適用して相互に接続された帯板材の両端部１９が位置している。
【００２６】
図４は、筒状体２０の角部２２を拡大して示す。図４に示すように、角部２２において、筒状体２０は直線的に「く」字状に屈曲されている。これにより、一次覆工１の内周面の角部２において、筒状体２０の外側面との間に望ましくない隙間が形成されることが防止される。このようにして配置された筒状体２０の内周面の形状は一次覆工１の内周面とほぼ同一の形状にされる。
【００２７】
ただし、円筒体２０の角部２２を形成するために設けた帯板材１０の弱化部１８の形態は、種々の形態とすることができ、弱化部１８の形態によって、角部２２は例えば図５（ａ）〜図５（ｃ）に示すような種々の形態とされ得る。なお、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す形態では、筒状体２０の上面及び側面部における曲率半径（すなわち、一次覆工半径Ｒ１に近い半径）に対して、角部２２は、曲率半径Ｒ２が遙かに小さくされることにより、一次覆工１の角部２に応じた形状とされている。
【００２８】
図６は、複数の筒状体２０が連結された状態を示している。上述のようにして一次覆工１内で複数の筒状体２０を形成して、これらの開口方向を一次覆工１の軸線方向に沿わせるように配置した後、隣接する筒状体２０が互いに対して連結される。この連結は、一方の筒状体に設けられた凸部１６ａ（図２に図示）と他方の筒状体に設けられた凹部１６ｂ（図２に図示）とを嵌合することによって達成される。
【００２９】
図７は、この筒状体の連結工程の一例を示す図である。図７に示す形態では、テンションリング４０と、テンションリング４０に接続された油圧シリンダ４２と、油圧シリンダ４２にワイヤを介して接続されたフック４４とを用いて筒状体が連結される。テンションリング４０は、図８に示すように、筒状体２０の内周に沿って設けられた４つのリング片４０ａと、リング片４０ａの端部に形成された内向きフランジ４０ｂとを有する。このフランジ４０ｂに形成されたボルト孔（図示せず）にボルト・ナットを螺入して、該ボルト・ナットの螺入度合を調整することで、各リング片４０ａが筒状体２０の内面を押圧し、定位置を保持することができる。こうしてテンションリング４０を筒状体２０の内面の定位置に保持させ、図９に示すようにフック４４を連結すべき筒状体２０の端面に引っかけて、油圧シリンダ４２により、ワイヤを介してフック４４をテンションリング４０の側に引き寄せることで、筒状体２０が継ぎ足される。
【００３０】
また、図３、図６及び図１０に示すように、筒状体２０の連結箇所において、例えば、アルミ、鉄、ステンレス等などからなる固定部材３０を設けて、円筒体２０を一次覆工１の内周面に対して固定してもよい。図３に示すように、例えば、固定部材３０は、一次覆工１及び筒状体２０の形状に適合するように曲面或いは平面を有する細長部材を備えており、筒状体２０の全周に亘って複数の固定部材３０が取り付けられ得る。これらの固定部材３０は、さらにボルトなどの一次覆工１内面への固定手段を備えており、細長部材が筒状体２０の外周面と接続することによって、筒状体２０の移動を阻止し得る。また、図３に示すように、固定部材３０を、筒状体２０のほぼ全周に亘って設けるようにすれば、後述する裏込め工程におけるセメントミルクの注入等によって、筒状体２０が内側へ変形してしまうことを防止するという効果も得られる。すなわち、筒状体２０の強度を高めて、その保形性を向上させることが可能である。ただし、固定部材３０は、例えば円筒体２０に加えられ得る外力の方向などに応じて、一次覆工内周の一部のみに設けられる形態であってもよく、或いは周方向の長さの短い平板状の固定部材が周方向に沿って点状に配置される形態であってもよい。
【００３１】
このような、固定部材３０の設置方法は、例えば以下のようなものとされる。すなわち、図１０に拡大して示すように、既に連結設置された筒状体２０ａの端面部におけるＬ字形リブ１４ａの内側に、固定部材３０の一方の周縁端部３０ａが配置される。次に、固定部材３０は、固定手段３２により一次覆工１の内面に固定され、これにより筒状体２０ａの内側への移動、変形が制限される。次に、さらに連結すべき別の筒状体２０ｂを設置する。このとき、固定部材３０の他方の周縁端部３０ｂは、別の筒状体２０ｂの端面部におけるリブ１４ｂの内側に配置され、これによりこの筒状体２０ｂの内側への移動、変形が制限される。このように設けられた固定部材３０は、筒状体２０ａ及び２０ｂの連結部分を跨るようにして配置され、各筒状体の内側への移動、変形を防止するとともに、この移動或いは変形によって生じ得る筒状体の連結外れも防止する。
【００３２】
固定部材３０は、好適には整列された筒状体２０の各連結部分において設けられるが、所定数の筒状体毎に設けられても良い。固定部材３０の設置形態については、筒状体２０の保形性や作業効率などを考慮して、任意の適切な形態が選択される。
【００３３】
さらに、このように筒状体を連結して構築された二次覆工（すなわち連結された複数の筒状体２０）と一次覆工１の内面との間の間隙にセメントミルクなどを充填して裏込めが施されてもよい。なお、上述のように固定部材３０を設けた場合には、裏込め材注入時の筒状体の変形や浮上を効果的に押さえることができる。これらの技術については、例えば本出願人により提案された二次覆工の施工方法（特願平１０−３１４３９１号）を利用することができる。
【００３４】
以上のように、本実施形態の覆工方法によれば、底面が平滑にされた円筒体のような角部を有する断面形状の一次覆工内においても、適切な覆工を行うことができる。
【００３５】
（実施形態２）
図１１は、本実施形態２における覆工方法において、帯板材から形成された断面が矩形状の筒状体６０が一次覆工６の内周に沿って配置されたときの断面図を示す。図に示されるように、本実施形態において一次覆工６の断面は、ほぼ正方形をなしており、筒状体６０の断面形状もこれに応じて、ほぼ正方形となるように構成されている。
【００３６】
本実施形態２においても、筒状体６０は、実施形態１と同様の弱化部を備えたプラスチック製の帯板材を巻回し、帯板材の端部同士を熱融着などにより相互に接続することによって形成される。すなわち、本実施形態２において帯板材は、基部、リブ及びリブを切断して形成された帯板材幅方向に延びる４つの弱化部を備えており、この弱化部において帯板材を屈曲させることにより断面正方形状の筒状体が形成され得る。筒状体の端面部に対応する帯板材の両側縁部には、実施形態１と同様に、隣接する筒状体同士を連結するための凸部及び凹部がそれぞれ設けられている。
【００３７】
図１２は、図１１に示した筒状体６０の角部６２を拡大して示す。筒状体６０は、角部６２において、ほぼ直角に屈曲している。ただし、角部６２を形成するための帯板材の弱化部の形態は種々の形態とすることができ、この形態により、筒状体６０の角部６２は、例えば図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すような種々の形態とされ得る。また、本実施形態のように、角部６２において筒状体６０の形成する角度が比較的小さい場合には、筒状体は角部において曲げ癖がつけられてもよい。曲げ癖は、例えば、所定の角度を有する曲げ癖付与治具を筒状体の内面の角部にあてるようにして帯板材を強制的に屈曲させることによって付与され得、これにより筒状体の保形性をより向上させることができる。
【００３８】
また、このように筒状体の角部の屈曲度が比較的大きい場合には、筒状体の端面に設けられた連結用凸部又は凹部が角部においてかなり変形してしまうことがあり、この場合に、筒状体の連結が適切に行えなくなるおそれがある。従って、このような場合には、角部において、これら連結用凸部及び／又は凹部を設けない形態とし、或いはこれらを施工時等に除去するようにしてもよい。
【００３９】
このようにして矩形状に形成された筒状体６０もまた、実施形態１において説明した方法と同様の方法によって連結され得る。また、筒状体６０の連結箇所において実施形態１と同様に固定部材６４（図１１に図示）を設けても良い。このようにして、断面矩形状の一次覆工の形状に対応した二次覆工が形成される。
【００４０】
その後、実施形態１と同様に筒状体外面と一次覆工内面との間にセメントミルクなどを注入して裏込めを行い、筒状体を一次覆工内に固定する。このようにして形成された二次覆工は、一次覆工とほぼ同形の内面を有し得る。また、裏込め材の無駄な消費を押さえることもできる。
【００４１】
なお、本発明の覆工方法は、角部を有する一次覆工、既設管等の所定方向に延びる種々の形態の空洞構造体内において、弱化部を備えた可撓性帯板材から角部を有する筒状体を形成し、これらを連結して覆工工事を行うことに適した種々の用途に対して利用することができる。例えば、本発明の覆工方法を、内周面において角部を有する既設管などの空洞構造体の内部に、筒状体の連結による覆工を行うために利用しても良い。この場合、既設管などの空洞構造体は、コンクリート、金属、プラスチック等の種々の材料からなっていて良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明の覆工方法によれば、断面において角部を有する空洞構造体において、該角部に適合する角部を有する覆工用筒状体を複数形成し、これら筒状体を連結して覆工するので、容易にかつ迅速に覆工工事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態１の覆工方法において、帯板材の搬入及び筒状体の配置を説明する図である。図１（ａ）は、一次覆工の縦断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図２】図２は、実施形態１の覆工方法において用いられる帯板材の斜視図である。
【図３】図３は、実施形態１の覆工方法において、一次覆工内に筒状体が配置されたときの断面図である。
【図４】図４は、図３の断面図において、筒状体の角部を拡大して示す部分拡大図である。
【図５】図５は、図４に示す形態と異なる形態の筒状体の角部の部分拡大図であり、図５（ａ）〜図５（ｃ）は、それぞれ別の形態の角部を示す。
【図６】図６は、実施形態１の覆工方法において、一次覆工内部で筒状体が連結された状態の一次覆工の断面図である。
【図７】図７は、実施形態１の覆工方法において、筒状体を連結する工程を示す一次覆工の断面図である。
【図８】図８は、図７に示すテンションリングの断面図である。
【図９】図９は、図７に示すフックと筒状体との接合部を拡大して示す部分拡大図である。
【図１０】図１０は、図６に示す筒状体の連結部を拡大して示す部分拡大図である。
【図１１】図１１は、実施形態２の覆工方法において、一次覆工内に筒状体が配置されたときの断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の断面図において、筒状体の角部を拡大して示す部分拡大図である。
【図１３】図１３は、図１２に示す形態と異なる形態の筒状体の角部の部分拡大図であり、図１３（ａ）〜図１３（ｃ）は、それぞれ別の形態の角部を示す。
【符号の説明】
１  一次覆工
２  一次覆工の角部
１０  帯板材
１２  基部
１４  リブ
１６ａ  連結用凸部
１６ｂ  連結用凹部
１８  弱化部
１９  両端部
２０  筒状体
２２  筒状体の角部
３０  固定部材
【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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【図１０】
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【図１１】
0004450458.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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