(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
坑口コンクリートを経て地山に圧入された、長手方向へ伸びるスリットを有する雌形継手を備える第１の管と、該第１の管に対してこれと平行に前記地山に圧入された第２の管であって前記第１の管の雌形継手のスリットに通され該雌形継手に係合する雄形継手を有する第２の管との間に適用される止水構造であって、前記地山の外部において、互いに係合する雌雄の両継手の一部の周囲の空間と、前記雌形継手の前記一部の内部空間とを満たしかつ前記坑口コンクリートに接する止水性および弾性を有する液状樹脂の固化物を含む、止水構造。
【請求項２】
坑口コンクリートを経て地山に圧入された、長手方向へ伸びるスリットを有する雌形継手を備える第１の管と、該第１の管に対してこれと平行に前記地山に圧入された第２の管であって前記雌形継手のスリットに通され該雌形継手に係合する雄形継手を有する第２の管との間に適用される止水構造であって、前記地山の外部において、互いに係合する雌雄の両継手の一部の周囲の空間と、前記雌形継手の前記一部の内部空間と、前記第２の管の一部の周囲の空間とを満たしかつ前記坑口コンクリートに接する止水性および弾性を有する液状樹脂の固化物を含む、止水構造。
【請求項３】
前記第２の管が前記坑口コンクリートに取り付けられたエントランスパッキングを経て地山に圧入され、また、前記液状樹脂の固化物が前記エントランスパッキングに接している、請求項２に記載の止水構造。
【請求項４】
前記液状樹脂がポリウレタン樹脂からなる、請求項１または２に記載の止水構造。
【請求項５】
坑口コンクリートを経て地山に圧入された、長手方向へ伸びるスリットを有する雌形継手を備える第１の管と、該第１の管に対してこれと平行に前記地山に圧入された第２の管であって前記雌形継手のスリットに通され該雌形継手に係合する雄形継手を有する第２の管との間に止水を施す方法であって、前記地山の外部において、互いに係合する雌雄の両継手の一部の周囲に前記坑口コンクリートと共同して空間を規定する型枠を設置した後、前記型枠内と、前記雌形継手の前記一部の内部とに常温硬化性の液状樹脂であってその固化物が止水性および弾性を有する液状樹脂を流し込む、止水方法。
【請求項６】
坑口コンクリートを経て地山に圧入された、長手方向へ伸びるスリットを有する雌形継手を備える第１の管と、該第１の管に対してこれと平行に前記地山に圧入された第２の管であって前記雌形継手のスリットに通され該雌形継手に係合する雄形継手を有する第２の管との間に止水を施す方法であって、前記地山の外部において、互いに係合する雌雄の両継手の一部の周囲と前記第２の管の前記一部の周囲とに前記坑口コンクリートと共同して空間を規定する型枠を設置した後、前記型枠内と、前記雌形継手の前記一部の内部とに常温硬化性の液状樹脂であってその固化物が止水性および弾性を有する液状樹脂を流し込む、止水方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、止水や補強のための地中壁やトンネルのような地下構造物を構築するために地山に圧入される管に適用される止水構造および止水方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地下構造物を構築するためにパイプルーフ工法が用いられている。この工法では、複数の管が土留め壁およびこれに支持された坑口コンクリートを経て、互いに平行に地山に圧入されかつ互いに連結される。互いに隣接する両管は、これらの連結手段として、長手方向に伸びるスリットを有する雌形継手および長手方向へ伸びる雄形継手をそれぞれ備える。管相互の連結は、先に地山に圧入された第１の管の雌形継手のスリットに、前記第１の管と平行に圧入される第２の管の雄形継手を通しこれらを相互に係合することにより行なわれる。
【０００３】
ところで、地下水位の高い地盤では、１列目の複数の第１の管を地山に挿入した後、２列目の管を地山に挿入すると、２列目の管の雄形継手が受け入れられた１列目の管の雌形継手が導水路として発進立坑内に導かれる。この地下水は、地山から立坑内に突出する１列目のパイプの先端まで導かれることなく、前記坑口コンクリートの近傍で互いに係合する雌雄の両継手間から立坑内に噴出する。このような地下水の噴出現象は到達立坑においても生じ、また、立坑を構築することなしに坑口コンクリートから地山に管を圧入した場合にも生じる。
【０００４】
この地下水の噴出を止めるため、前記坑口コンクリートの壁面の近傍において、前記雌形継手および前記雄形継手が規定する空間に詰め物をすることが行なわれている。しかし、雌雄の両継手が規定する空間の横断面形状は複雑であることから、詰め物で前記空間を隙間なく埋めることは容易でなく、また、十分な止水効果を得ることができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、地山に互いに平行に圧入された第１および第２の両管を相互に連結する雌雄の両継手間からの地下水の漏出を止めるための止水構造および止水方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る止水構造および止水方法は、地山に圧入された、長手方向へ伸びるスリットを有する雌形継手を備える第１の管と、該第１の管に対してこれと平行に前記地山に圧入された第２の管であって前記雌形継手のスリットに通され該雌形継手に係合する雄形継手を有する第２の管との間に適用される。両管は坑口コンクリートを経て地中に推進される。
【０００７】
止水構造は、前記地山の外部において、互いに係合する雌雄の両継手の一部の周囲の空間と、前記雌形継手の前記一部の内部空間とを満たしかつ前記坑口コンクリートに接する止水性および弾性を有する液状樹脂の固化物を含む。あるいは、前記雌雄の両継手の一部の周囲の空間と、前記雌形継手の前記一部の内部空間と、前記第２の管の一部の周囲の空間とを満たしかつ前記坑口コンクリートに接する止水性および弾性を有する液状樹脂の固化物を含む。前記坑口コンクリートにエントランスパッキングが取り付けられるとき、前記液状樹脂の固化物は、前記第２の管が貫通する前記エントランスパッキングに接する。
【０００８】
前記液状樹脂はポリウレタン樹脂のような常温硬化性の液状樹脂からなり、その固化物は止水性と弾性とを有する。この液状樹脂は、前記坑口コンクリートと共同して雌雄の両継手の一部の周囲に空間を規定する型枠を設置した後、前記型枠内と、前記雌形継手の前記一部の内部とに流し込み、あるいは、前記坑口コンクリートと共同して前記雌雄の両継手の一部の周囲と前記第２の管の一部の周囲とに空間を規定する型枠を設置した後、前記型枠内と、前記雌形継手の一部の内部とに流し込む。
【０００９】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、互いに係合する雌形継手と雄形継手との間の空間および両継手の周囲の空間がこれらを満たしかつ坑口コンクリートに密接する液状樹脂の止水性の固化物で隙間なく埋められることから、両継手相互間および各継手に沿って流動する地下水を前記坑口コンクリートの壁面において確実に止めることができる。また、前記第２の管の周囲をも前記固化物で覆うことにより、前記両継手の接続箇所における地下水の流動を止めることによって生じる該地下水の前記第２の管の周囲への回り込みとこれに伴う該第２の管の周面に沿っての地下水の流出を止めることができる。さらに、前記固化物は、これが弾性を有することから、前記第２の管の地中への推進後にこれに続けてさらに推進される他の第２の管の周面の一部およびその雄形継手に密接しかつその通過を許す。これにより、複数の第２の管の推進の間、各第２の管に対する止水性が維持される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明に係る止水構造が全体を符号１０で示されている。止水構造１０は、止水用、補強用等の地中壁やトンネルのような地下構造物を構築するためのパイプルーフ工法を実施するため、地山１２（図２）に先に圧入された直列の複数の鋼製の管（第１の管）１４と、該管と平行に地山１２に圧入されかつ第１の管１４に連結される鋼製の管（第２の管）１６との間からの地下水の流出を阻止するために設けられている。
【００１１】
第１の管１４および第２の管１６は、それぞれ、矢板やコンクリート壁からなる土留め壁１８に設けられた孔２０（図２）と、土留め壁１８に支持されたブロック状の坑口コンクリート２２に設けられた発進口２４（図２）とを経て地中に伸びている。符号２５は、坑口コンクリート２２の成形のために土留め壁１８に支持された型枠を示す。
【００１２】
第１の管１４は雌形継手２６を有し、また、第２の管１６は雄形継手２８を有する。雌形継手２６は第１の管１４の側部に形成されその長手方向へ伸びるスリット３０を有する。また、雄形継手２８は、第２の管１６の側部に設けられその長手方向へ伸びる突起からなり、該突起はＴ形の横断面形状を有する。
【００１３】
第１および第２の管１４，１６は、Ｔ形の雄形継手２８のフランジ３２とこれに連なるウエブ３４の一部とが第１の管１４の内部に受け入れられかつウエブ３４がスリット３０に通された状態で互いに連結される。雄形継手２８の一部は、第２の管１６の推進の際、第１の管１４の管端からその内部に差し込まれる。
【００１４】
第１の管１４の内部にはその長手方向に伸びるチャンネル形のレール３６が取り付けられており、横断面で見てレール３６の両端部が第１の管１４の内面に固定されている。レール３６は第２の管１６の雄形継手２８のフランジ３２を管１６の軸線方向へ案内する。
【００１５】
第１の管１４に設けられる前記雌形継手は、図示の例のほか、第１の管１４の外部（外面）に取り付けられスリットを規定するものであってもよい（図５、図６および図１０参照）。また、前記雄形継手は、前記スリットを経て伸びる部分と第１の管の内部に保持される部分とを有するものであれば前記Ｔ形以外の横断面形状を有するものであってもよい。図５、図６および図１０に示す雌形継手２６は、第１の管１４の側部の外面に取り付けられその長手方向へ伸びる一対の山形鋼からなる。両山形鋼はこれらの内面２６ａが互いに相対するように互いに間隔をおいて配置され、スリット３０を規定する。また、雄形継手２８は一対の山形鋼からなる。両山形鋼はこれらの外面２８ａが互いに相対するように互いに間隔をおいて配置され、これらの一部がスリット３０を経て雌形継手２６内に伸びている。
【００１６】
図１に示す第１の管１４には、雌形継手２６が設けられた側部に相対する他の側部にさらにもう一つの雌形継手２６が設けられており、該雌形継手には後に地中に推進される他の第２の管の雄形継手が係合される。また、図１の第２の管１６には、雄形継手２８が設けられた側部に相対する他の側部に、第１の管１４における雌形継手と同様の雌形継手２６が設けられている。第２の管１６のこの雌形継手２６には、後にこれと平行に地中に推進される他の第２の管（図示せず）の雄形継手が係合される。したがって、雌形継手２６を有する図示の第２の管１６は、該雌形継手に係合される雄形継手を有する他の管に対して、第１の管となる。なお、図５〜図１０に示すように、第１の管１４は、その両側方に、それぞれ雌雄の両継手２６，２８を備えるものであってもよい。
【００１７】
第１および第２の管１４，１６は、それぞれ、立坑（図示せず）内から、例えば液圧ジャッキを含む推進装置（図示せず）を用いて、また、シールド掘進機を先頭にこれに引き続いて、地中に推進される。
【００１８】
前記シールド掘進機およびこれに引き続いて推進される第２の管１６が坑口コンクリート２２の発進口２４を通過するとき、発進口２４から前記立坑内への地下水の漏出を防ぐため、坑口コンクリート２２にゴム製の板からなるエントランスパッキング３８が取り付けられている。
【００１９】
図１に示すように、エントランスパッキング３８は全体に環状を呈し、一部が切り欠かれている。エントランスパッキング３８は発進口２４と同心に配置され、切り欠き３９を規定する両端部が第１の管１４の外周面に接している。また、エントランスパッキング３８の切り欠き３９は、第２の管の雄形継手２８の挿通を許す。
【００２０】
また、エントランスパッキング３８は、前記シールド掘進機または第２の管１６の通過を許す孔４０を有し、また、前記シールド掘進機の通過により該シールド掘進機の推進方向前方に折り曲げられる、孔４０の周りの縁部４２を有する。周縁部４２は前記シールド掘進機または第２の管１６の外周面である円筒面に接し、周縁部４２と前記円筒面との間の前記地下水および土砂の移動を阻止する。
【００２１】
エントランスパッキング３８は、その孔４０の周りに互いに間隔をおいて配置された複数の鋼製のプレート４４と円弧状の鋼製の当板４５とを介して、坑口コンクリート２２に固定されている。各プレート４４には１または２条の長穴４６が設けられている。他方、坑口コンクリート２２には複数のアンカーボルト４８が植え込まれている。各プレート４４は各長穴４６を介して各アンカーボルト４８に通され、各プレート４４が各アンカーボルト４８に螺合されたナットで締め付けられている。当て板４５は、プレート４４に先立ち、これに設けられた複数の孔を介してアンカーボルト４８に通される。また、第２の管１６の周囲を取り巻く複数のプレート４４は、前方に折り曲げられたエントランスパッキングの周縁部４２の後方にあって該周縁部が地下水圧によって反対側に折り曲げられないようにする。
【００２２】
また、エントランスパッキング３８には、前記雌形継手または前記雄形継手の通過時に該継手によりエントランスパッキング３８の周縁部４２の一部が容易に折り曲げられるように、１または複数の切り込み線５０が設けられている。
【００２３】
図１および図２、図５および図６を参照すると、止水構造１０は、互いに係合する雌雄の継手２６，２８の軸線方向に関する一部の周囲の空間である上下の空間５２と、雌形継手２６の前記一部の空間５４とを満たす液状樹脂の固化物５６からなる。固化物５６は止水性と弾性とを有する。図１および図２の雌形継手の空間５４は第１の管１４の一部とレール３６とにより規定され、また、図５および図６の雌形継手の空間は第１の管１４の一部と前記両山形鋼とにより規定されている。
【００２４】
両継手の上下の空間５２と雌形継手の一部の空間５４とは地山１２の外部にある。より詳細には、前記立坑内を坑口コンクリート２２から各管１４，１６の長手方向へ向けて伸びている。
【００２５】
液状樹脂の固化物５６は、互いに係合する雌形継手２６と雄形継手２８との間を隙間なく満たし、また、両管１４，１６の間を隙間なく満たしている。このことから、固化物５６により、両継手２６，２８の間および両継手を伝っての地下水の移動が阻止される。また、固化物５６は坑口コンクリート２２に接していることから、固化物５６と坑口コンクリート２２との間からの地下水の漏れが防止される。
【００２６】
また、固化物５６は弾性を有することから、第２の管１６の更なる推進の際の多少の振れを許容しかつ止水性を保持する。また、第２の管１６の推進後、引き続いてこれと同様の他の第２の管を推進するとき、該管およびその雄形継手の一部に接して同様の止水性を与える。
【００２７】
図１および図２に示す両継手２６，２８の上下の空間５２は、例えば、図３および図４に示す２つの型枠５８，６０を用いて規定することができる。両型枠５８，６０は最初に推進される第２の管１４を坑口コンクリート２２の発進口２４に通した後に配置する。
【００２８】
一方の型枠５８は一枚の鋼製の板部材からなり、第１および第２の管１４，１６の周面と同じ曲率を有する湾曲側部６２，６４と、幅の小さい下端部６６と、幅の大きい上端部６８とを有する。この型枠５８は第２の管１４の雄形継手２８の上方に配置され、また、他方の型枠６０は雄形継手２８の下方に配置される。
【００２９】
他方の型枠６０は全体にＬ形を呈する鋼製の板部材からなり、雄形継手２８のウエブ３４に関して一方の型枠５８と対称の形をなす一片部７０と、これに直交する他片部７２とを有する。一片部７０は実質的に型枠５８と同形であるので、一片部７０の両側部および上下両端部に、型枠５８に付したと同じ参照符号を付す。型枠６０の他片部７２は全体に矩形の平面形状を有し、一片部７０の下端部６８と同じ幅寸法を有する。
【００３０】
両型枠５８，６０は、前記最初の第２の管１６の推進の前に、坑口コンクリート２２の後方（前記推進方向に関する後方）に配置する。このとき、一方の型枠５８の下端部６６と、他方の型枠６０の上端部６６とをそれぞれ第２の管１６の雄形継手のウエブ３４からわずかに離して、各型枠５８，６０の一方の側部６２が既に推進を完了している第１の管１４の側面に溶接する。このとき、各型枠５８，６０の他方の側部６４と第２の管１６との間にわずかな隙間が生じる。これにより、両型枠に対する第２の管１６の移動可能性が確保される。また、他方の型枠６０の他片部７２の先端は坑口コンクリート２２またはエントランスパッキング３８に当接させる。これにより、空間５２が規定される。
【００３１】
これらの型枠５８，６０内、すなわち両型枠５８，６０と、両管１４，１６の周面と、坑口コンクリートまたはエントランスパッキング３８とが規定する空間５２に前記液状樹脂、すなわちポリウレタン樹脂のような常温硬化性の液状樹脂を流し込む。前記液状樹脂は、空間５２を満たす間に、第２の管の雄形継手２８のウエブ３４が貫通する第１の管のスリット３０を経て該管の雌形継手２６内に流れ、これを満たす。前記液状樹脂は経時的に固化する。前記液状樹脂が雌形継手２６をその長手方向に流れないように、エントランスパッキング３８の前方位置と、型枠５８，６０の後方位置とにおいて、雌形継手２６の内部を例えば粘土のような詰め物７４で塞ぐことが望ましい。
【００３２】
図５および図６に示す態様にあっては、図１および図２に示す態様において用いられた型枠５８，６０と同様の型枠７６，７８が用いられる。但し、一方の型枠７６と、互いに直交する一片部および他片部を有する他方の型枠７８の一片部とは、雌雄の継手の形状の相違に応じて、型枠５８，６０におけるとは異なる形状を有する。すなわち、型枠７６および型枠７８の一片部は、それぞれ、雌形継手２６の一方の前記山形鋼の外面部と雄形継手２８の一方の前記山形鋼の内面部の一部に沿ったクランク形の下端部および上端部を有する。
【００３３】
図７〜図１０を参照すると、図示の例では、前記立坑内において、互いに係合する雌雄の両継手２６，２８の前記一部の周囲のほか、第２の管１６の一部の周囲をも取り囲む型枠８０が用いられている。
【００３４】
型枠８０は、円筒部分を有する鋼製の湾曲部材８２と、湾曲部材８２の一方の開放端部に固定された、湾曲部材８２の横断面形状と同じ外縁および第２の管１６の外形よりわずかに大きい内径を有する全体に環状の鋼製の板部材８４とからなる。
【００３５】
湾曲部材８２は、第２の管１６の外径より大きい直径、好ましくは、エントランスパッキング３８の外径より大きい直径を有する。湾曲部材８２は第２の管１６の周囲を取り囲み、その他方の開放端部が鋼口コンクリート２２の型枠２５に溶接されている。湾曲部材８２の周方向に関する両端部は、第１の管１４の周面に、そのスリット３０の上方および下方の位置において、溶接されている。また、湾曲部材８２は、その頂部に設けられた前記液状樹脂投入のための開口８８を有する。
【００３６】
他方、板部材８４は、第２の管１６の雄形継手２８の貫通を許す、雄形継手２８の一部または前部の横断面形状にほぼ等しい穴９０を有する。すなわち、図７〜図９に示す態様では雄形継手２８のウエブ３４を通す直線状の穴９０であり、また、図１０に示す態様では一対の山形鋼を通す一対のアングル形状の穴９０である。
【００３７】
また、坑口コンクリート２２から突出する第１の管１４の管端からその長手方向に向けてレール３６の一部（図７〜図９）または雌形継手２６の一部（図１０）が切除されている。板部材８４はレール３６の切除端または雌形継手２６の切除端に接しかつ溶接されている。このため、この実施態様では、板部材８４が雌形継手２６内に流れ込む前記液状樹脂を堰き止めることができる。なお、前記液状樹脂が板部材８４と第２の管１６との間から漏れ出ることを防止するため、第２の管１６を取り巻きかつ板部材８４に接するリング状のシール部材９２を配置することが望ましい。なお、必要に応じて、図５に示す実施態様においても、雌形継手２６の一部を切除することができる。
【００３８】
型枠８０の開口８８から型枠８０内に前記液状樹脂を流し込むと、型枠８０が規定する第２の管１６の周囲の空間、両継手２６，２８の上方および下方の両空間および雌形継手２６の内部空間が前記液状樹脂で満たされ、該液状樹脂は経時的に固化する。前記液状樹脂は、前記したと同様、エントランスパッキング３８およびこれを支えるプレート４４に接しかつこれらを覆う。また、この態様においても、雌形継手２６内の前記液状樹脂がエントランスパッキング３８の前方域へ流れないように、該前方域に予め粘土やぼろ布のような詰め物を施しておくことが望ましい。
【００３９】
前記液状樹脂の固化物９４は第２の管１６の周囲空間をも覆うことから、互いに係合する雌雄両継手２６，２８を流れる地下水を堰き止めることによって生じる第２の管１６の周面への地下水の回り込みと、これに伴う第２の管１６の周面を伝っての地下水の前記立坑内への流出とを防止することができる。
【００４０】
前記した止水構造および止水方法は、地中を推進された管を受け入れる到達立坑における到達口と第２の管１６との間に適用することができ、また、立坑を使用することなしに地中に推進されるときの第２の管とその発進口または到達口との間に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る止水構造の概略的な正面図である。
【図２】図１の線２−２に沿って得た横断面図である。
【図３】型枠の正面図である。
【図４】図３に示す型枠の側面図である。
【図５】他の実施態様の止水構造の概略的な正面図である。
【図６】図５の線６−６に沿って得た横断面図である。
【図７】  他の実施態様の止水構造の概略的な正面図である。
【図８】図７の線８−８に沿って得た横断面図である。
【図９】図７に示す構造の平面図である。
【図１０】他の実施態様の止水構造の概略的な正面図である。
【符号の説明】
１０  止水構造
１４  土留め壁
１６，１８  第１および第２の管
２０，２２  雌形継手および雄形継手
２６  シート
２８  締具
３０  型枠
３２  コンクリートまたはモルタルの固化物
【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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