(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に延びる空洞構造体の覆工方法において、
帯板状のプラスチック成形材を３６０°巻回し、空洞構造体の内径よりも小さい外径にして接合端部に軸線方向に嵌合接続可能な凹凸部を備えたプラスチック製円筒体を用い、該円筒体を接合端部の凹凸部の軸線方向嵌合接続により順次継ぎ足すことにより覆工体を構築する施工法であって、
３６０°巻回することにより斜め裁断面を有する円筒体となるように、前記プラスチック成形材を円筒体の展開状態で裁断し、前記斜め裁断した箇所に嵌合接続用の凹凸部材を取り付けた後、該プラスチック成形材を３６０°の巻回と巻回継ぎ目のジョイントとにより斜め裁断円筒体とし、
一対の該斜め裁断円筒体の斜め裁断面同士を突き合わせ状態に接合することにより軸線方向の両端部に嵌合接続用凹凸部を備えた曲筒部材を作成し、少なくとも１つの曲筒部材を上記円筒体同士の接合端部間に凹凸部の軸線方向嵌合接続により介在させることにより、空洞構造体の中心軸線の曲がりに対応させることを特徴とする空洞構造体曲がり部の覆工施工法。
【請求項２】
円筒体の組立に、両側縁部に嵌合接続用凹凸部を有するプラスチック製帯板状成形材を使用することを特徴とする請求項１記載の覆工施工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルや管等の空洞構造体曲がり部の覆工施工法に関する。
【０００２】
【従来技術】
シールド工法によるトンネル構築に際し、一次覆工をセグメントの円環状組立により施工する場合、一次覆工の防水性,防食性,内面平滑性等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、所謂コンクリート二次覆工が施工されている。
【０００３】
コンクリート二次覆工の施工は、型枠の組立解体,コンクリートの打設養生など施工が煩雑で、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、先に、シールドトンネルの構築に於いて、セグメントによる一次覆工を施した後、二次覆工を施すに際し、一次覆工の内径よりも小さい外径のプラスチック製円筒体を一次覆工内で軸線方向に順次継ぎ足しながら二次覆工本体を組み立て、二次覆工本体と一次覆工との内,外径差に基づく隙間内に裏込めを施す二次覆工の施工法を提案した（例えば特願平１０−３１４３９１号参照）。
【０００６】
本出願人提案の上記施工法によれば、円筒体から二次覆工本体を組み立てた後に、裏込めを行うという簡単な作業によって二次覆工を構築でき、しかも二次覆工本体が裏込め材を安定確実に保持するので、裏込め材の養生硬化を待つ必要がなくなり、施工期間の短縮ひいては施工コストの引き下げが可能になる。
【０００７】
シールドトンネルひいては一次覆工は直線部が圧倒的に長いが、施工現場によっては全長の一部に曲がり部を含むことがあり、二次覆工の施工に際しても、曲がり部対策がどうしても必要になる。曲がり部対策としては、種々考えられるが、直線部の組立に使用する円筒体を利用して曲がり部を構築できれば、別途に曲がり部組立専用部材を準備する必要が無くなり、資材コストひいては施工コストの引き下げが期待できる。また資材の種類が少なくなるので、在庫管理も容易となる。
【０００８】
このような状況は、シールドトンネルにおける二次覆工の他、下水道等の新設又は既設の管のライニング施工等、種々の空洞構造体の覆工施工についても同様に当てはまる。
【０００９】
本発明は、曲がり部の構築に、直線部の組立に使用する円筒体を斜め裁断並びに裁断面接合等の簡単な付加的加工を施した状態で適用できる空洞構造体曲がり部の覆工施工法を提供することを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、所定方向に延びる空洞構造体の覆工方法において、空洞構造体の内径よりも小さい外径にして接合端部に軸線方向に嵌合接続可能な凹凸部を備えたプラスチック製円筒体を用い、該円筒体を接合端部の凹凸部の軸線方向嵌合接続により順次継ぎ足すことにより覆工体を構築する施工法であって、一対の上記円筒体の接合端部を斜め裁断し該斜め裁断面同士を突き合わせ状態に接合することにより軸線方向の両端部に嵌合接続用凹凸部を備えた曲筒部材を作成し、少なくとも１つの曲筒部材を上記円筒体同士の接合端部間に凹凸部の軸線方向嵌合接続により介在させることにより、空洞構造体の中心軸線の曲がりに対応させることを特徴とする空洞構造体曲がり部の覆工施工法を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態をシールドトンネルの二次覆工に適用した場合を例にとって添付図面に基づき説明する。本発明施工法の直線部の一施工状況が図１〜１０に概略的に示されている。二次覆工の構築には、二次覆工本体１Ａを組み立てるために、プラスチック製円筒体１（図１参照）が使用される。一次覆工ａは施工規模にもよるが、通常は、少なくとも２ｍ程度の内径を有し、したがって、円筒体１としてもかなり大口径のものを使用することが必要になり、円筒形状での施工現場への搬入は嵩張り不便である。
【００１２】
而して、円筒体１の組立は、図１に示すように、シールドトンネル坑外、例えばシールドトンネルの一端側に接続する立坑ｂ内で行なうことが便利である。立坑ｂ内には、帯板状のプラスチック成形材１ａを巻き取ったコイルＡが搬入され、該コイルＡから上記円筒体１の円周長に相当する長さの成形材１ａを切り取り、該成形材１ａを３６０°巻回した後、円周上の継ぎ目１ａ1（図２参照）を融着、その他ジョイント金具適用等の公知の適宜の手段を適用してジョイントすることにより円筒体１を組み立てることができる。このようにして組み立てられた円筒体１は保形性を有し、以後、円筒形状を保持する。
【００１３】
成形材１ａには、図３に示すように、押し出し成型時に、両側縁部に沿って嵌合接続用の凹部２と凸部３とが形成される。而して、このような成形材１ａの３６０°の巻回により円筒体１ａを組み立てることにより、図５に示すように、円筒体１の接合端部に軸方向に嵌合接続可能な凹凸部２，３を形成することができる。
【００１４】
円筒体１の外径は、一次覆工ａとの間に裏込め材の充填空間を形成するために、一次覆工ａの内径より少し小さいことが必要であり、通常は、一次覆工ａの内径の８５〜９５％程度に相当する外径に設定される。
【００１５】
立坑ｂ内で組み立てられた円筒体１は、図４に示すように、二次覆工本体１Ａの組立のために一次覆工ａ内に搬入される。一次覆工内ａへの搬入には、図４，５に示すように、転動移動手段が適用される。
【００１６】
図５は、一次覆工ａ内への円筒体１の搬入状況を示し、円筒体１は一次覆工ａ内に横向き状態、即ち一次覆工ａと開口向きを一致する正常状態より略々９０°向きを変えた状態の下におかれる。この場合、円筒体１の軸長Ｗがあまり大きすぎると、円筒体１を一次覆工ａ内に横向きに設置することが出来なくなるので、円筒体１は短筒状であることが必要であり、軸長Ｗは、例えば一次覆工ａの内径の２０〜５０％程度の範囲に設定される。因みに、円筒体１の軸長Ｗが一次覆工ａの内径の２０％に達しない場合には、円筒体１の軸長Ｗがあまりに小さくなりすぎ、一方５０％を超えると一次覆工ａとの内外径差が大きくなりすぎ、いずれも好ましくない。円筒体１の軸長Ｗは、図５に示すように、一次覆工ａ内への設置状態において、該円筒体１の上端を通る一次覆工ａの弦の長さＬより小さいことが必要である
円筒体１は一次覆工ａ内に横向き状態に設置されるので、転動移動手段の適用が可能になり、容易且つ迅速に一次覆工ａ内の所定位置まで転動搬入することができる。
【００１７】
円筒体１を一次覆工ａ内の所定部位まで搬入した後、開口の向きを略々９０°変え正常向きに戻し、先行の円筒体１′の後端側に、接合端部に形成の凹凸部２，３（図５参照）の軸線方向嵌合下に接続させることにより、二次覆工本体１Ａの組立が１ピッチ進行する。凹凸部２，３の軸線方向嵌合接続状態が図３に仮想線で示され、凹凸部２，３の軸線方向嵌合接続は、一次覆工内ａで円筒体１′に対し円筒体１を中心軸線を略々一致させた状態で、従って単に軸線方向に押し込むだけで接合するために必要である。図３に示すように、凹凸部２，３の接合に際しては、接合部の水密性向上を目的として、凹部３内にシール材１４を装入しておくことができる。シール材１４としては、例えばゴム等の弾性材からなるひも状のものを適用できる。
【００１８】
以下、同様に、立坑ｂ内での円筒体１の組立、該円筒体１の一次覆工ａ内への転動搬入及び円筒体１と先行円筒体１′との接続を順次繰り返すことにより、二次覆工本体１Ａの一スパンの組み立てを終える。
【００１９】
二次覆工本体１Ａの一スパンの組立を終えた後は、図６，７に示すように、二次覆工本体１Ａと一次覆工ａとの間の隙間４の手前側を詰め物５、例えば粘土状の急結セメント,エポキシ樹脂系パテ材等を用いて閉塞し、更に詰め物５の上端領域には、裏込め材充填用ホースの挿通口６をパイプ材等の埋め込みにより予め確保しておく。詰め物５は、裏込め材の注入充填時に於ける裏込め材の流出と比重差による二次覆工本体１Ａの浮き上がりを防止する働きをしている。浮き上がり防止には他の適宜の手段を適用できる。
【００２０】
詰め物５が硬化した後は、図８に示すように、裏込め材充填用のホース７を挿通口６から二次覆工本体１Ａと一次覆工ａ間の隙間４内に挿入し、該ホース７を通じ上記隙間４内に裏込め材８、例えばセメントミルクを充填し、充填後、挿通口６を栓体等の適宜の閉塞手段（図示せず）を適用して閉じることにより、図９，１０に示すように、一スパンの２次覆工を終える。尚、裏込め注入は、必ずしも全断面注入である必要はなく、場合によっては、下部のみの部分断面注入であってもよい。
【００２１】
次ぎに、二次覆工本体１Ａの最後尾の円筒体１′（図９参照）を基準に、先と同様の手順で一スパンの二次覆工本体１Ａを組み立て、更に裏込めを施すことにより二次覆工を更に一スパン延長することが出来る。
【００２２】
以下、同様に、二次覆工を一スパンずつ延長して行くことにより、一次覆工の全長に亘り二次覆工を施すことが出来る。
【００２３】
このようにして構築された二次覆工は、内周部を構成している二次覆工本体１Ａがプラスチック製円筒体１から構成されているので、耐酸性ひいては防食性に優れ、例えば下水道の構築に適用した場合であっても、酸性ガスに冒されるということがなくなる。
【００２４】
円筒体の組立は、図１１に示すように、立坑ｂ内に於いて、成形材１ａを３６０°を少し超えるように、例えば１０〜３０°程度の角度幅でラップ部１ｂ1が生ずるように巻回して小さい外径の予備筒１ｂを作製し、該予備筒１ｂを結束等により形状拘束した状態で一次覆工ａ内に転動移動により搬入し、しかる後、先行の円筒体１′と接続する直前で行うようにしても良い。
【００２５】
図１２に組立時の状況が示され、予備筒１ｂは形状拘束から解放して３６０°の巻回状態まで戻した後に、円周上の継ぎ目を融着手段等を適用してジョイントすることにより円筒体１が得られる。このようにすれば、外径縮小により一次覆工ａ内への転動移動搬入が容易になり、またラップ部１ｂ1を戻すことにより外径が拡大されるので、円筒体１の外径としては、図１に示す場合と実質的に変わらないか、或いは場合によれば、図１に示す場合よりも拡大された外径の円筒体１が得られる。
【００２６】
また、図１３，１４に示すように、定尺に切断された成形材１ａを帯板状のままで台車１３に積載して一次覆工ａ内に搬入し、先行の円筒体１′との接合位置で円筒体１の組立を行うようにしてもよい。
【００２７】
本発明に於いて、成形材１ａの断面形状は、接合端部に嵌合接続用の凹凸部２，３を備えた円筒体１を組み立てることができる限り特に制限されない。成形材１ａは熱可塑性プラスチック、例えばポリ塩化ビニル，ポリエチレン，ポリプロピレン等から円筒体１の軸長Ｗ（図５参照）に相当する幅で帯状長尺に成形され、円筒状巻き取りが可能な程度の可撓性と円筒状組立状態での形状保持が可能な程度の剛性を有し、コイル状に巻き取られた状態で施工現場に搬入される。
【００２８】
成形材１ａは、内面側が平滑で、外面側には長手方向に延出し幅方向に間隔を存して平行する多数本の、例えばＴ型のリブ片９（図５参照）を備え、また両側縁部には、図３に示すように、嵌合接続用の凹凸部２，３を備えている。
【００２９】
図１５の横断平面図に概略的に示すように、シールドトンネルひいては一次覆工ａは途中に曲がり部ａ1を有していることがあり、このような場合には、二次覆工本体１Ａの組立に際し、曲がり部ａ1に対する対策が必要になる。
【００３０】
図１６，１７に、曲がり部ａ1への対策が誇張して示されている。この曲がり部対策には一対の円筒体１，１が適用される。一対の円筒体１，１は、図１６に示すように、接合端部に於いて接合された状態で、破線１０に沿い斜め裁断加工が施される。このようにして得られた斜め裁断円筒体１1、１1は、裁断面１１，１１がフラットとなり、図１７に示すように、裁断面１１，１１同士を突き合わせ状態で融着手段、その他適宜のジョイント手段を適用して接合一体化することにより中心軸線ｓが屈折する曲筒部材１２が得られる。図１８は図１６に示す斜め裁断円筒体１1，１1の展開図であり、成形材１ａを展開図通り裁断し、３６０°巻回と巻回継ぎ目のジョイントを行うことにより、斜め裁断面１１を有する円筒体１1の組立が可能になる。
【００３１】
曲筒部材１２の中心軸線ｓの屈折角θ1は、円筒体１，１の裁断角θ2によって決まり、裁断角θ2を適宜選択することのより、一次覆工の曲がり部ａ1の曲線に近似する屈折角の曲筒部材１２が得られる。
【００３２】
一次覆工ａの曲がり部ａ1の曲率半径は施工現場の状況にもよるが、通常は相当大きく曲がりはごく緩やかであるので、曲筒部材１２の中心軸線ｓの屈折角θ1は１８０°にかなり近く、たとえば１６０〜１７５°程度のものであり、従って裁断角θ2は、例えば２〜１０°程度の範囲内から適宜選択すればよい。因みに図１６，１７では、説明の便宜上、θ1,θ2はともに誇張して示されている。
【００３３】
このように、円筒体１，１同士の裁断接合加工により曲筒部材１２を作成し、該曲筒部材１２を円筒体１，１同士の接合端部間に一個乃至複数個を介在させることにより、一次覆工ａの曲がり部ａ1に沿って二次覆工本体１Ａを組立てることが可能になる。この際、曲筒部材１２は接合端部に凹凸部２，３を備えているので、曲筒部材１２，１２同士の接合はもとより、曲筒部材１２と円筒体１との接合も凹凸部２，３を利用して簡単容易に行うことができる。図１５には、直線部の最後尾の円筒体１′に１つの曲筒部材１２を接続した状態が示されている。
【００３４】
曲筒部材１２の組立は、一次覆工ａの曲がり部ａ1内で行われる。たとえば一対の斜め裁断円筒体１1，１1を立坑ｂ内から一次覆工ａの曲がり部ａ1まで転動手段を適用して搬入後、裁断面１１，１１同士を突き合わせ、この突き合わせ部を融着手段を適用してジョイントすればよい。斜め裁断円筒体１1は、円筒体１の搬入の場合と同様に、円筒形状完全組立状態での搬入はもとより、図１１，１２に示すような３６０°を超える巻回状態の予備筒での転動搬入後、円筒形状に組み立てたり、更には１３，１４に示すように帯板状での搬入後、円筒形状に組み立てる等の手段を採用できる。また、図１８図に仮想線で示すように、裁断面１１、１１に工場生産時等に予め嵌合接続用の凹凸部材２′、３′を溶接手段を適用して取り付けておけば、斜め裁断円筒体１１，１１同士の接続を、溶着手段の適用無しに行うことができ、便利である。
【００３５】
以上、本発明をシールドトンネルの一次覆工に施される二次覆工を例にとって説明したが、本発明に係る覆工施工法は、この他、下水道等の新設又は既設の管のライニング施工の際にも同様にして使用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明施工法によれば、空洞構造体の直線部の組立に使用される円筒体を裁断接合加工を施して曲筒部材を作成することにより空洞構造体の曲がり部対策とすることができ、資材としては円筒体ひいては円筒体組立のための帯板状成形材を単に準備するだけでよく、資材の成形コストひいては施工コストの引き下げが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に於ける、立坑内での円筒体の組立状況を示す説明図である。
【図２】円筒体の円周上の継ぎ目のジョイント状況を示す概略説明図である。
【図３】円筒体組み立て用の帯板状成形材の断面形状を示す説明図である。
【図４】円筒体の一次覆工内への搬入状況を概略的に示す説明図である。
【図５】円筒体の転動移動状況を示す説明図である。
【図６】一次覆工と二次覆工との間の隙間を詰め物で塞いでいる状況を概略的に示す説明図である。
【図７】図６を正面側から見た図である。
【図８】裏込め作業状況を概略的に示す説明図である。
【図９】裏込め作業終了時の状況を示す説明図である。
【図１０】同，横断面図である。
【図１１】円筒体の一次覆工内への他の搬入手段を示す説明図である。
【図１２】同、一次覆工内での円筒体の組立状況を示す説明図である。
【図１３】円筒体の一次覆工内への更に他の搬入手段を示す説明図である。
【図１４】同、正面側から見た図である。
【図１５】一次覆工の曲がり部の状況を概略的に示す、上側から見た縦断面図である。
【図１６】円筒体同士を突き合わせ状態のもとに斜め裁断している状況を示す平面図である。
【図１７】同、裁断面同士を接合して得られた曲筒部材を示す平面図である。
【図１８】斜め裁断された円筒体の展開図である。
【付号の説明】
１Ａ    二次覆工本体部（覆工体）
１      円筒体
１1     斜め裁断円筒体
１ａ    帯板状成形材
１ａ1   継ぎ目
１ｂ    予備筒
２      嵌合接続用凹部
３      嵌合接続用凸部
４      隙間
５      詰め物
６      挿通口
７      ホース
８      裏込め材
９      リブ片
１０      破線
１１      裁断面
１２      曲筒部材
１３      台車
１４      シール材
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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