(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに接合させることにより円筒状の覆工体を構成するとともに、外周側の水を内周側へ取り入れる取水用セグメントであって、
内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内を長手方向に延びる区画板によって二つの空間に区画し、
一方の空間は外周面に鋼板からなる外面スキンプレートが設けられて低摩擦部とされて密閉された密閉空間部とされ、
他方の空間は透水性コンクリートが充填された透水部とされ、前記スキンプレートには前記透水性コンクリートに染み込んだ水を内周側へ導く取水孔である孔部が設けられてなり、
シールドマシンのテールブラシを前記外面スキンプレートと密着させて摩擦抵抗を低減させるようにしたことを特徴とする取水用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、互いに接合されることにより、トンネル覆工体を構成するセグメントに係り、特に、周囲の地下水や海水を内周側へ取り入れて導く取水型トンネルの覆工体を構成する取水用セグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、地下水や海水を利用するために、周囲の地下水や海水を内周側へ取り入れて導く取水型トンネルが構築されている。
図５に示すように、この取水型トンネルを構成する筒状の覆工体１は、複数の取水用セグメント２から構成されたもので、これら複数の取水用セグメント２同士を周方向及び軸方向へ互いに接合することにより構築されている。
この取水用セグメント２は、図６及び図７にも示すように、円弧版状に形成されたもので、外周面側に凹部３が形成されたコンクリート製のセグメント本体４と、このセグメント本体４の凹部３に充填された多孔質の透水性コンクリート（ポーラスコンクリート）からなる透水層５とを有している。
コンクリート本体４には、内周面４ａと凹部３の底面３ａとに連通する複数の取水孔６が形成されている。また、凹部３には、その底面３ａに沿って、透水性を有するフィルター７が敷き詰められている。なお、符号８は、各取水用セグメント２同士を接合させるための継手部である。
また、各取水用セグメント２の取水孔６には、予めキャップが嵌め込まれ、覆工時における覆工体１内への水の流入が防止されている。
【０００３】
そして、上記構造の取水用セグメント２同士を接合させて構築された覆工体１によれば、各取水用セグメント２の取水孔６のキャップを取り外すことにより、各取水用セグメント２の透水層５に染み込んだ覆工体１の外周側の地下水や海水が、フィルター７を通過して取水孔６から内周面４ａ側へ導かれ、その後、覆工体１内を流されて導かれてポンプ等によって汲み上げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記取水型トンネルの覆工体１を構成する取水用セグメント２は、型枠を用いて成型されるが、複数の取水孔を有するため、型枠が複雑化してしまい設備費が嵩んでしまうという問題があった。
しかも、型枠によってコンクリート製のセグメント本体４を成型した後に、さらに透水性コンクリートを打設して透水層５を成型しなければならず、その製造作業に多大な手間を要するという問題があった。
また、この種の取水用セグメント２は、その外周面が透水性コンクリートが露出されて比較的粗面とされているので、シールドマシンによって推進して掘削する際に、透水性コンクリートが露出された外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗が著しく、その耐用年数が短くなってしまうという問題があった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて容易にかつ低コストにて製造することができ、しかも、シールドマシンのテールブラシの耐用年数の長期化を図ることが可能な取水用セグメントを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の取水用セグメントは、互いに接合させることにより円筒状の覆工体を構成するとともに、外周側の水を内周側へ取り入れる取水用セグメントであって、
内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内を長手方向に延びる区画板によって二つの空間に区画し、一方の空間は外周面に鋼板からなる外面スキンプレートが設けられて低摩擦部とされて密閉された密閉空間部とされ、他方の空間は透水性コンクリートが充填された透水部とされ前記スキンプレートには前記透水性コンクリートに染み込んだ水を内周側へ導く取水孔である孔部が設けられてなり、シールドマシンのテールブラシを前記外面スキンプレートと密着させて摩擦抵抗を低減させるようにしたことを特徴としている。
【０００７】
このように、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内に透水性コンクリートが充填されて、この透水性コンクリートに染み込んだ水をスキンプレートの取水孔から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体へ透水性コンクリートを充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
さらには、外周面の一方の空間に、鋼板からなる外面スキンプレートが設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシの耐用年数の長期化を図ることができる。
【０００９】
しかも、枠体内が区画板によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレートが設けられて密閉された密閉空間部とされているので、この密閉空間部においては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体を有する取水用セグメントとすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の取水用セグメントの実施の形態例を図面を参照して説明する。
図１及び図２において、符号１１は、取水用セグメントである。
この取水用セグメント１１は、枠体１２と、この枠体１２内に打設された透水性コンクリート１３とから構成された円弧版状に形成されている。
枠体１２は、内周面側に設けられたスキンプレート１４と、このスキンプレート１４の外周側における両側部に設けられた主桁板１５と、スキンプレート１４の外周側における両端部に設けられた継手板１６とを有している。
【００１１】
また、スキンプレート１４の外周側には、長手方向へわたって区画板１７が設けられており、この区画板１７によって枠体１２内が二つの空間に区画されている。そして、この区画板１７によって区画された一方の空間の外周側には、外面スキンプレート１８が設けられ、これにより、この一方の空間は、スキンプレート１４、主桁板１５、継手板１６、区画板１７及び外面スキンプレート１８によって閉鎖されている。
【００１２】
そして、区画板１７によって区画された二つの空間の内、外面スキンプレート１８によって密閉された空間が密閉空間部１０Ａとされ、透水性コンクリート１３が充填された空間が透水部１０Ｂとされている。
枠体１２内における他方側の空間である透水部１０Ｂには、断面視Ｌ字状に形成された複数のリブ１９が設けられている。これらリブ１９は、主桁板１５と区画板１７との間にわたってそれぞれ設けられたもので、スキンプレート１４の長手方向へ間隔をあけて設けられている。
【００１３】
なお、これらスキンプレート１４、主桁板１５、継手板１６、区画板１７、外面スキンプレート１８及びリブ１９は、それぞれ鋼板から形成されたもので、互いに溶接固定されている。
【００１４】
また、透水部１０Ｂにおけるスキンプレート１４には、複数の孔部２１が形成されている。また、透水部１０Ｂにおけるスキンプレート１４の外周面側には、孔部２１を臨む位置に、それぞれ円筒体２２が孔部２１と連通するように設けられており、これら円筒体２２及び孔部２１によって取水孔２０が形成されている。
【００１５】
円筒体２２は、低膨張性の合成樹脂から形成されたもので、例えば、ポリエチレン樹脂によって形成されている。
図３にも示すように、円筒体２２には、その外周面に、周方向へわたって定着つば部２３が形成されおり、この定着つば部２３によって、枠体１２内に打設された透水性コンクリート１３と高い定着力にて定着されている。
さらに、円筒体２２には、その内周面に、台形ねじからなる雌ねじ部２４が形成されており、この雌ねじ部２４には、外周面に台形ねじからなる雄ねじ部２５が形成されたキャップ２６がねじ込まれて取り付けられるようになっている。
【００１６】
そして、このキャップ２６を円筒体２２に取り付けることにより、円筒体２２によって形成された取水孔２０が閉塞されるようになっている。なお、このキャップ２６も、例えばポリエチレン樹脂等の合成樹脂から形成されている。また、符号２７は、キャップ１６を回転させるために形成された取っ手部である。
さらに、円筒体２２には、取水用セグメント１１の外周側の端部の開口部分に、フィルター２８が設けられている。
なお、符号２９は、内周面側から外周面側へグラウト材を注入するためのグラウトホールである。
【００１７】
また、主桁板１５の一方には、外方へ突出する雄継手３１が設けられ、主桁板１５の他方には、雄継手３１が挿通される挿通孔３２が形成されている。また、他方の主桁板１５には、その内面側に、挿通孔３２を囲うように空間形成部材３３が設けられており、挿通孔３２に挿入される雄継手３１が収納される空間が形成されている。
【００１８】
つまり、一方の取水用セグメント１１の雄継手３１を、他方の取水用セグメント１１の挿通孔３２へ挿通させることにより、取水用セグメント１１同士が軸方向へ互いに接合されるようになっている。
【００１９】
また、継手板１６には、締結用ボルトが挿通されるボルト挿通孔３４が形成されており、取水用セグメント１１の継手板１６同士を当接させて互いのボルト挿通孔３４を連通させた状態にて、内面側に形成された図示しないボルトボックスから締結用ボルトを挿通し、ナットを締結することにより、取水用セグメント１１同士が周方向へ接合されるようになっている。
【００２０】
そして、上記構造の取水用セグメント１１を、掘削孔内にて周方向及び軸方向へそれぞれ接合することにより、筒状の覆工体１が構築される。
ここで、この取水用セグメント１１には、その外周面側の一部に外面スキンプレート１８が露出した部分、つまり低摩擦部が設けられて低摩擦化されているので、図４に示すように、シールドマシンＭが推進する際に、取水用セグメント１１の外周面と密着しながら移動するテールブラシＢとの摩擦抵抗を低減させることができ、これにより、テールブラシＢの摩耗が極力抑えられる。
【００２１】
そして、上記のようにして覆工体１を構築したら、この覆工体１を構成するそれぞれの取水用セグメント１１の円筒体２２にねじ込まれたキャップ２６を取り外すことにより、円筒体２２及び孔部２１によって形成された取水孔２０から、透水性コンクリート１３に染み込んだ地下水あるいは海水が取り入れられ、覆工体１内を流されてポンプ等により汲み上げられる。
【００２２】
以上説明したように、この取水用セグメント１１によれば、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレート１４の外周側における周囲に鋼板からなる主桁板１５及び継手板１６が設けられた枠体１２内に透水性コンクリート１３が充填されて、この透水性コンクリート１３に染み込んだ水を円筒体２２及びスキンプレート１４の孔部２１からなる取水孔２０から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体１２へ透水性コンクリート１３を充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
【００２３】
さらには、外周面の一部に、鋼板からなる外面スキンプレート１８が設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンＭのテールブラシＢの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシＢの耐用年数の長期化を図ることができる。
また、枠体１２内が区画板１７によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレート１８が設けられて密閉された密閉空間部１０Ａとされているので、この密閉空間部１０Ａにおいては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体１２を有する取水用セグメント１１とすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の取水用セグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の取水用セグメントによれば、内周面を形成する鋼板からなるスキンプレートの外周側における周囲に鋼板からなる主桁板及び継手板が設けられた枠体内に透水性コンクリートが充填されて、この透水性コンクリートに染み込んだ水をスキンプレートの取水孔から内面側へ導くものであるので、コンクリート製のセグメントの外周側に透水層を設けた場合のように、複雑な構造の型枠を用いて成型する必要がなく、設備費を大幅に低減させることができる。また、枠体へ透水性コンクリートを充填するだけで良いので、コンクリート製のセグメント本体を成型した後に、透水性コンクリートを打設して製造する場合と比較して、コンクリートの打設・養生にかかる時間及び手間を大幅に削減させることができる。
さらには、外周面の一部に、鋼板からなる外面スキンプレートが設けられた低摩擦部を有するので、推進時に外周面と接触するシールドマシンのテールブラシの摩耗を大幅に低減させることができ、テールブラシの耐用年数の長期化を図ることができる。
【００２５】
しかも、枠体内が区画板によって二つの空間に区画され、一方側の空間が、その外周側に外面スキンプレートが設けられて密閉された密閉空間部とされているので、この密閉空間部においては、海水や地下水などの水と接触する箇所を片面側だけにすることができ、これにより、腐食部分が低減された鋼製の枠体を有する取水用セグメントとすることができ、自身の耐用年数の長期化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の取水用セグメントの構成及び構造を説明する取水用セグメントの斜視図である。
【図２】  本発明の実施の形態の取水用セグメントの構成及び構造を説明する取水用セグメントの軸方向の断面図である。
【図３】  本発明の実施の形態の取水用セグメントの取水孔部分の構造を説明する取水用セグメントの一部の断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態の取水用セグメントを用いた覆工時におけるシールドマシンのテール部分における断面図である。
【図５】  取水型トンネルの覆工体の構成及び構造を説明する覆工体の概略斜視図である。
【図６】  取水型トンネルの覆工体を構成する従来の取水用セグメントの斜視図である。
【図７】  取水型トンネルの覆工体を構成する従来の取水用セグメントの断面図である。
【符号の説明】
１  覆工体
１０Ａ  密閉空間部
１０Ｂ  透水部
１１  取水用セグメント
１２  枠体
１３  透水性コンクリート
１４  スキンプレート
１５  主桁板
１６  継手板
１７  区画板
１８  外面スキンプレート
２０  取水孔
２１  孔部
【図１】
0004318832.tif 000002
【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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