(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部にバルクヘッドを有する沈埋函と、その沈埋函外周をスライド可能で、端部にバルクヘッドを有し、かつカプラーサポートで支持されるカプラー本体及び止水機能を有するカプラー袖部からなるカプラーとを予め組み込んで製作しておき、上記カプラーを組み込んだ沈埋函を、既設沈埋函のバルクヘッドの対向位置に沈設の後、カプラー袖部に注水し、既設沈埋函へカプラーを引き寄せ、ガスケットを介して外水を遮断した状態でカプラーと既設沈埋函の各バルクヘッド間の水を排水して両者の水圧接合を行い、次に沈埋函内からカプラー戻り防止キー内にモルタルを注入し、沈埋函基礎モルタルを注入した上、カプラーと沈埋函との各バルクヘッド間の水を排水した後、カプラー本体と沈埋函との間の仕切壁を構築し、全てのバルクヘッド及び各カプラーサポートを撤去して、カプラー本体の中詰コンクリート打設並びにカプラー基礎モルタルの注入を行い、カプラー袖部の内側に下床、側壁および上床の構築を行なう沈埋函の最終継手施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海底などを掘って予め陸上で製作しておいた沈埋函を現場に曳航し次々に沈設し、連結して沈埋トンネルとする際の最終函にスランディング式カプラーを用いた沈埋函の最終施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のごとく多数の沈埋函を連結して沈設し、沈埋トンネルとする際の最終継手工法には、止水パネル工法、ターミナルブロック工法、Ｖブロック工法、水中コンクリート式工法などがあり、それぞれ一長一短があった。
例えば、水中コンクリート式工法の場合では、型枠の組立が潜水士による水中作業となり、水深が深い場合には施工性及び安全性に劣ると共に、水中コンクリートを施工時の止水材として使用するため、コンクリートの品質管理が重要課題となる。
【０００３】
一方、その作業能率や安全性における難点の実情に鑑みて提案された沈埋函の最終継手施工方法に関する特開昭５７−２４７９８の発明がなされているが、この場合は、接合端に止水バルブ室を望遠鏡筒式に水密に伸縮自在に接続した最終函を、同函に接合すべき既設函の対向位置に沈設したものであり、この発明では止水バルブ式のような２枚のバルクヘッドで囲まれた大気圧を有する空間を必要とするので、バルクヘッドの枚数が４枚必要となり、また止水パネルと最終函体との間は予め水密になるような構造であり、それだけ構造が複雑で、かつバルクヘッドのコストも嵩むことになる。
【０００４】
また、上記従来例の最終継手施工方法では、止水バルブ室を既設函側に引き寄せて既設函の接続端面に止水バルブ室の接続端面のパッキングを圧着して既設函及び止水バルブ室間のバルクヘッドチャンバを閉合し、チャンバ内の水を排出して既設函及び止水バルブ室を水圧接合することを特徴としているので、注水の作業工程を必要としている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、複数の沈埋函を次々と沈設し、連結して沈埋トンネルとする際の最終函の最終継手を任意の位置に設けることができ、しかもその構造が簡単で、作業工程が容易で経済的な沈埋函の最終継手施工方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の沈埋函の最終継手施工方法は、端部にバルクヘッドを有する沈埋函と、その沈埋函外周をスライド可能で、端部にバルクヘッドを有し、かつカプラーサポートで支持されるカプラー本体及び止水機能を有するカプラー袖部からなるカプラーとを予め組み込んで製作しておき、上記カプラーを組み込んだ沈埋函を、既設沈埋函のバルクヘッドの対向位置に沈設の後、カプラー袖部に注水し、既設沈埋函へカプラーを引き寄せ、ガスケットを介して外水を遮断した状態でカプラーと既設沈埋函との各バルクヘッド間の水を排水して両者の水圧接合を行い、次に沈埋函内からカプラー戻り防止キー内にモルタルを注入し、カプラーと既設沈埋函との各バルクヘッドに鉛直キーを取付け、沈埋函基礎モルタルを注入した上、カプラーと沈埋函との各バルクヘッド間の水を排水した後、カプラー本体と沈埋函との間の仕切壁を構築し、全てのバルクヘッド及びカプラーサポートを撤去して、カプラー本体の中詰コンクリート打設並びにカプラー基礎モルタルの注入を行い、カプラー袖部の内側に下床、側壁および上床の構築を行なうことからなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の沈埋函の最終継手施工方法を適用したスライディング式カプラーによる施工工程の一実施形態について説明する。
まず、本発明の実施形態において、最終函として沈設される図１及び図２の（Ａ）で示す沈埋函１は、その製作ヤードで予め製作されるものであるが、一方、その沈埋函１の外周をその長手方向Ｓにスライド可能なカプラー２も沈埋函１の製作時に沈埋函に組み込んで製作ヤード等で予め製作する。
【０００８】
一方、上記沈埋函１の端部にはバルクヘッド５１を有すると共に、カプラー２は、その端部にバルクヘッド５２を有し、かつカプラーサポート２４で支持されるカプラー本体２０及び沈設時にバラストタンクの機能と接合時の止水機能を有するカプラー袖部２１から構成されている。ここでカプラーサポート２１はカプラー本体２０の滑り沓１０を保持すると共に、カプラー姿勢制御装置の支持材として機能する。
【０００９】
図１において、カプラー袖部２１にはカプラー戻り防止キー２２とモルタルストッパー２３とが設けられ、カプラー２のスライド時の摩擦の低減とスムーズな移動を補助する装置である滑り沓１０がカプラー本体２０とカプラーサポート２４との間及びカプラー袖部２１と沈埋函１との間に設けられている。
また、カプラー本体２０は鋼殻構造により、下床、側壁、上床、仕切壁が全て構築されているが、カプラー袖部２１は、注水用の下床、側壁、上床のみが鋼殻構造で構築されている。
【００１０】
次に、上記のごとく予め製作されたカプラー２を組み込んだ沈埋函１を海上に引き出し、最終沈埋函として沈設する位置まで回航の上、図示されていないバラストタンクに注水し、図中（Ｂ）で示す既設沈埋函３のバルクヘッド５３の対向位置に（Ａ）で示す最終函の沈埋函１を沈設する。そして、図３のカプラー袖部２１に設けた注水口２５及び空気抜き２６を開いてカプラー袖部２１内にバラスト水を注水た後、図４に示すごとく、既設沈埋函３側に設けた引き寄せジャッキ５４によりカプラー引き寄せブラケット５５を介してカプラー２のみを、沈埋函１の外周を矢印Ｓ方向にスライドさせながら既設沈埋函３に引き寄せる。
【００１１】
なお、図中の沈埋函１の底部には１９で示す鉛直ジャッキを設けており、また、図３以降の一連の作業手順図において斜線部分は海水などの水の存在を示している。
次に、図５のごとく、既設沈埋函３の外周端に設けられたゴムなどのガスケット６を介して既設沈埋函３のバルクヘッド５３とカプラー２のバルクヘッド５２との間を外水を遮断した状態だカプラー２と既設沈埋函３との各バルクヘッド５２，５３間の水を、給気配管５６及び排水管５７を開けることで、既設沈埋函３のバラストタンクへ排水することにより、カプラー２のバルクヘッド５２に図５でその右側から水圧が作用し、カプラー２と既設沈埋函３とがガスケット６を介して水圧接合される。
【００１２】
なお、ゴムなどのガスケット６は、既設沈埋函３側ではなくカプラー２の外周端に設けることもできる。
その後、図６に示すごとく、空気抜き管２６を開けると共に、水槽２７内の水を高圧ポンプ２８及び注水管２９を介してモルタルストッパー２３内に注水して止水を行い、図７に示すごとく、モルタル注入配管５８を経由して特殊水中モルタルＭをカプラー戻り防止キー２２にカプラー戻り防止キー２２の内部の海水との置換を行ないながら注水する。
【００１３】
さらに、図８のごとく、予め工場等で製作した鉛直キー５９を現場に搬入し、バルクヘッド５２と５３の所定の位置に固定し溶接を行って両沈埋函の位置を固定する。次に図９のごとく、沈埋函１の基礎モルタルＭの注入を行った後、図１０のごとく、カプラー２のバルクヘッド５２と沈埋函１のバルクヘッド５１との間の海水を、給気配管３１と排水管３２とを開いて図示されていないバラストタンクへ排水する。
【００１４】
次に、カプラー２内の排水によるゴムのガスケット６の圧縮量の戻り防止をより確実にするため、図１１に示すごとく、カプラー２の沈埋函３側へのスライドにより生じたカプラー本体２０と沈埋函１との間に後打部仕切壁３３の築造をするため鋼材組立及びコンクリート打設を行なう。
次いで、図１２のごとく、止水鋼板３４を沈埋函１の端部外周とカプラー袖部２１の内周面に溶接した後、図１３の状態から全てのバルクヘッド５１，５２，５３を撤去し、さらにカプラーサポート２４の撤去を行う。
【００１５】
その後、図１４のごとく、カプラー本体２０に対し、打設口３５及び打設用配管３６から、アジテータ３８及びポンプ車３９により中詰コンクリートＫの打設を行なうが、図中の３７はその充填確認排出口である。
次に、図１５において、ポンプ車３９から基礎モルタル注入配管４０経由、カプラー基礎モルタルＭの注入を行なった後、図１６に示すごとく、前記のゴムなどのガスケット６の内周面に対してゴムなどの二次止水ゴム４１を取り付ける。
【００１６】
その後、図１７のごとく、既設沈埋函３と沈埋函１との間にカプラー本体２０を介した状態で連結ケーブル１２を設置すると共に、図１８にて１５で示すごとくカプラー袖部２１の内側に後打ち部下床、側壁及び上床築造のために鋼材組立て及びコンクリート打設を行う。なお、上記図１７において、地震力を考慮しない時は、連結ケーブル１２を使用せずに剛継手とすることもできる。
【００１７】
以上図３から図１８に示す各工程の施工フローを図１９のフローチャートに示しており、この発明の方法によれば、従来例として前記せる特開昭５７−２４７９８の発明に比べ、止水バルブ室のような２枚のバルクヘッドで囲まれた大気圧を有する空間を必要とせず、本発明の方が最終継手部のバルクヘッドの枚数が従来例より１枚少なくてよい。
【００１８】
また、前記従来例で、止水パネルと最終函体との間は予め水密になるような構造となっているのに対し、本発明では水密にする必要がない。
さらに、本発明の方法では、カプラー２と沈埋函１との間に注水するという作業工程は全て必要がなく、上記以外の各点でも本発明は従来例と比較してはるかに進んだ機構が取り入れられている。
【００１９】
なお、カプラー本体２０のみを鉄筋コンクリート構造ではなく鋼殻構造にしておき、接合が完了してから鋼殻内に水中コンクリートを打設するので、カプラー２を引き寄せジャッキで引き寄せる時の重量が小さいので、カプラー２が下方へ垂れ下がることを防止でき、施工精度が向上する。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した本発明の沈埋函の最終継手施工方法によれば、使用されるカプラーの構造が簡単で、作業工程が容易であり、作業の経済性を向上することができる。
特に、本発明では沈埋トンネルの最終継手部分を沈埋函のどの位置にも設定可能である。
【００２１】
さらに、カプラーとの水圧の接合は、通常の沈埋函同志の手順と変らず、また、カプラーとのゴム製などのガスケットの当り面寸法を変えることにより、３次元で発生する沈設誤差を吸収可能である。
一方、従来の沈埋トンネルの最終継手施工時においては、その最終継手の長さを施工現場で実測して、その寸法に基づいて最終継手を製作し、現場に搬入するので作業にロスタイムが発生していたのに対し、本発明ではスライディング式のカプラーを一体にした沈埋函を最終函として沈設し、カプラーをスライドして最終継手としているので、現場におけるある程度の誤差はカプラーのスライドで吸収でき、作業能率の向上をはかることができる。さらに本発明ではカプラーサポート２４を用いたので作業を正確かつ迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の施工方法に適用される既設沈埋函にスライド式のカプラーを一体にした最終函の沈埋函を沈設した一実施形態の要部側断面図である。
【図２】図１のカプラーを既設沈埋函に引き寄せ前の状態の説明用斜視図である。
【図３】図１のスライド式のカプラーを使用して最終継手を施工する工程を説明するカプラー付の沈埋函の沈設状態を示す概略要部側断面図である。
【図４】図３に続くカプラー引き寄せを示す要部側断面図である。
【図５】図４に続くカプラーの既設沈埋函への水圧接合を示す要部側断面図である。
【図６】図５に続くモルタルストッパー注水を示す要部側断面図である。
【図７】図６に続くカプラー戻り防止キーへのモルタル注入を示す要部側断面図である。
【図８】図７に続くカプラーと既設沈埋函との間に鉛直キーの取り付けを示す要部側断面図である。
【図９】図８に続く最終沈埋函基礎モルタル注入を示す要部側断面図である。
【図１０】図９に続くカプラーと最終沈埋函との間の排水を示す要部側断面図である。
【図１１】図１０に続く後打ち部仕切壁築造を示す要部側断面図である。
【図１２】図１２に続く止水鋼板溶接を示す要部側断面図である。
【図１３】図１２に続く全てのバルクヘッド及びカプラーサポート撤去を示す要部側断面図である。
【図１４】図１３に続くカプラー中詰めコンクリート打設を示す要部側断面図である。
【図１５】図１４に続くカプラー基礎モルタル注入を示す要部側断面図である。
【図１６】図１５に続くゴムの二次止水取付けを示す要部側断面図である。
【図１７】図１６に続く連結ケーブル取り付けを示す要部側断面図である。
【図１８】図１７に続くカプラー袖部内側の後打ち部の下床、側壁及び上床の築造を示す要部側断面図である。
【図１９】図３から図１８までの各工程の施工フローチャートである。
【符号の説明】
１  沈埋函                      ２  カプラー
３  既設沈埋函                  ６  ガスケット
１６  カプラー基礎モルタル      １７  中詰コンクリート
２０  カプラー本体              ２１  カプラー袖部
２２  カプラー戻り防止キー      ２４  カプラーサポート
３０  基礎モルタル              ４１  二次止水
５１  バルクヘッド              ５２  バルクヘッド
５３  バルクヘッド              ５９  鉛直キー
【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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【図１９】
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