(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に所定の間隔を置いて配置された１対のリング状の主桁と、該１対の主桁の間に配置されたゴム・合成樹脂等からなる短筒状の可撓止水部材と、該可撓止水部材の内周側の端壁間に配置された１対のリング状の可撓止水部材押え板とを備え、該１対の可撓止水部材押え板をボルト等の固定部材によりそれぞれ対応する主桁に固定するとともに、該主桁の一方の外周縁から軸方向外側に張出す短筒状のスキンプレート張出し部と、該スキンプレート張出し部から半径方向外側に張出すようにして該スキンプレートに固着されたリング状の止水板とをさらに備え、該スキンプレート張出し部をシールドトンネル立坑壁内に固定し、該主桁の他方をシールドトンネルの一般セグメントに固定したことを特徴とする暗渠の継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル、上下水道、共同溝、地下道等の暗渠の接続に用いられる可撓継手に関し、特にシールド工事の発進部および到達部におけるシールドトンネル管路と立坑の接続に使用して好適な可撓継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、地盤の不等沈下や伸縮による暗渠の破損を防止するために、複数の暗渠の対向端部どうしを伸縮可能な構造の継手によって接続している。このような継手として、たとえば図１４に部分断面図を示すシールドトンネル用の可撓継手がある。この継手Ａは１対のリング状の主桁ａ，ａを供え、これら主桁ａ，ａはそれぞれ内主桁ａ１と外主桁ａ２を短筒状の連結部材ｂにより連結してなるものである。短筒状の可撓止水部材ｃはその両端壁を万力状の押え部材ｄにより内主桁ａ１に固定されており、外主桁ａ２は隣接する一般セグメントｅの端壁にボルト止めされている。なお、ｆ、ｇはスポンジ等の目地材である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の可撓継手は上記のように１対の主桁がそれぞれ内主桁と外主桁の２枚を連結部材で連結してなる合計４枚の主桁構造である。地盤が不安定で比較的に大きな不等沈下が予想される場所では可撓継手によって接続される２つの暗渠の間の相対変位量が大きく、可撓継手の幅を充分大きくとらないとこのような大きな相対変位量に対応できないので、可撓継手の幅を大きくとり、このため土圧による大きな荷重が継手にかかるので、この荷重を支えるためにこのような４枚主桁構造が必要とされていた。
【０００４】
しかしこのような４枚主桁構造は広い設置スペースを必要とし、このためトンネル、立坑等の掘削量を増加しなければならず不経済であるばかりでなく、可撓継手の製造コストも高価であり、その上施工においても可撓止水部材の内主桁への取り付けおよび外主桁の対応する暗渠への取付を施工現場で行わなければならないので施工に手間がかかり可撓継手の施工コストも高価となるという欠点があった。
【０００５】
上記従来の可撓継手は地盤が不安定で比較的に大きな不等沈下が予測される場所ばかりでなく、比較的に地盤が安定しており大きな不等沈下は予測されない場所においても同様に使用されている。しかし、地盤が比較的に安定しており予想される暗渠間の相対変位量が比較的に小さい場合は、可撓継手にかかる土圧による荷重も比較的に小さいので、可撓継手の幅を小さくしても差し支えないものと考えられ、必ずしも従来の主桁の構造にとらわれる必要はないものと考えられる。
【０００６】
本発明は、このような視点からなされたものであって、予想される暗渠間の不等沈下による相対変位が比較的に小幅な場合に用いて好適な暗渠の継手であって従来の継手に比べて設置スペースが少なくすみ、施工も簡単で製造コストおよび施工コストを軽減できる暗渠の継手を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決する手段】
上記本発明の目的を達成する本発明の可撓継手は、軸方向に所定の間隔を置いて配置された１対のリング状の主桁と、該１対の主桁の間に配置されたゴム・合成樹脂等からなる短筒状の可撓止水部材と、該可撓止水部材の内周側の端壁間に配置された１対のリング状の可撓止水部材押え板とを備え、該１対の可撓止水部材押え板をボルト等の固定部材によりそれぞれ対応する主桁に固定し、該１対の主桁と該可撓止水部材と該可撓止水部材押え板とを１体に組立て固定するとともに、該主桁の少なくとも一方を対応する暗渠の端部にボルト等の固定部材により固定したことを特徴とする。
【０００８】
本発明の一側面において、暗渠の継手は、該主桁の一方の外周縁から軸方向外側に張出す短筒状のスキンプレート張出し部と、該スキンプレート張出し部から半径方向外側に張出すようにして該スキンプレートに固着されたリング状の止水板とをさらに備え、該スキンプレート張出し部をシールドトンネル立坑壁内に固定し、該主桁の他方をシールドトンネルの一般セグメントに固定したことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、２枚の主桁のそれぞれが、可撓止水部材押え板を固定する主桁としての機能および継手を対応する暗渠の端部に取付けるための主桁としての機能すなわち従来の継手の内主桁と外主桁の双方の機能を１本の主桁で受け持つので、従来の４枚の主桁を２枚の主桁に減少させることができる。したがって、従来の継手に比べて継手の設置スペースを節約することができ、継手の製造コストをも削減することができる。また、この構造により継手全体を工場で一体的に組立てて施工現場に搬入することが可能となるので、施工現場では継手を対応する暗渠の端部にボルト等で固定するだけの工事ですみ、施工が簡単となり、施工コストも削減することができる。
【００１０】
また、本発明の一側面においては、継手の２枚の主桁の中一方の主桁に設けたスキンプレート張出し部を立坑壁内に固定し他方の主桁をシールドトンネルの一般セグメントに接続することにより、簡単な構造でシールド工事の発進部および到達部におけるシールドトンネル管路と立坑を接続することができる。
【００１１】
【発明の実施の態様】
以下添付図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
図１〜図６は本発明にかかる継手をシールド工法によって構築されるシールドトンネルの一般セグメントどうしの接続に適用した実施態様を示すもので、図１は可撓継手の正面図、図２は図１中Ａ−Ａ線による部分断面図、図３中左半分は図１中Ａ−Ａ線による部分断面図、右半分は図１中Ｂ−Ｂ線による部分断面図、図４は可撓止水部材の断面図、図５は可撓止水部材押え板の断面図、図６は吊り金具兼幅止め材の斜視図である。
【００１２】
継手１は、軸方向に所定の間隔を置いて配置された１対のリング状の主桁２，２を備え、各主桁２には、図１から明らかなように、周方向に所定のピッチで可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３が軸方向に開設されている。可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３は、図３に示すように、ざぐり部３ａとその軸方向内側に形成されたざぐり部３ａよりも小径の挿通孔３ｂからなる。また、周方向に可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３の整数倍のピッチで一般セグメント取付けボルト用ネジ孔４が隣合う可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３の中間に位置するようにして開設されている。
【００１３】
主桁２，２間に配置される可撓止水部材５はゴム・合成樹脂等可撓性および伸縮性を有する短筒状部材からなり、軸方向中央部において厚みが小さく形成されており、軸方向両端部は内周側に延長して端壁５ａが形成されている。この端壁５ａの最内周端には軸方向内側に折曲がるようにして後述の押え板係合凹部６ｄと係合するための係合突部５ｂが端壁５ａと一体に形成されている。係合突部５ｂの内周面は、継手を組立てるとき可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３の位置よりも所定寸法だけ半径方向外側に位置するように設計されている。可撓止水部材５の内周側には補強布１５が埋設されている。
【００１４】
１対のリング状可撓止水部材押え板６は、図５に示す断面を有し、複数の円弧状の鋼材からなる部材を周方向に連続して形成される。可撓止水部材押え板６は主桁２よりも所定の寸法だけ小径に設計されている。可撓止水部材押え板６は主桁取付け部６ａとその外周側に一体的に形成された可撓止水部材係止部６ｂからなり、主桁取付け部６ａの厚みは各可撓止水部材押え板６の軸方向外側面を対応する主桁２の内側面に当接させたとき両押え板６の間に継手の許容縮小変位値に相当する所定の間隔が形成されるような値に設定される。押え板６の可撓止水部材係止部６ｂは、主桁取付け部６ａの外側面よりも軸方向内側に引っ込んだ外側面を有し可撓止水部材５の端壁５ａの内側面に当接する端壁当接部６ｃと、その半径方向内側に隣接してさらに軸方向内側に引っ込み可撓止水部材５の係合突部５ｂと係合する係合凹部６ｄからなる。
【００１５】
可撓止水部材押え板６には、図３に示すように、主桁２の各可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３に対応する位置に可撓止水部材押え板取付けボルト用ネジ孔７が開設されている。
【００１６】
可撓止水部材押え板６は可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３に挿通され可撓止水部材押え板取付けボルト用ネジ孔７にねじこまれた押え板取付けボルト８によって対応する主桁２に固定されている。またこれによって可撓止水部材５は可撓止水部材押え板６，６によって主桁２，２に対して押圧固定されている。押え板取付けボルト８のボルトヘッドは一般セグメント９の端壁９ａと干渉しないようにざぐり部３ａ内に収容されている。
【００１７】
可撓止水部材押え板６，６の間には発泡ウレタン等からなる目地材１０が介装されている。また主桁２，２に跨るようにして薄い鋼板からなるカバープレート１１が配置され、その一端部を対応する主桁２の外周面に溶接されている。
【００１８】
各主桁２に対応する一般セグメント９の端壁９ａには主桁２の一般セグメント取付けボルト用ネジ孔４に対応する位置にボルト挿通孔９ｂが開設されており、主桁２はボルト挿通孔９ｂから一般セグメント取付けボルト用ネジ孔４にねじこまれた一般セグメント取付けボルト１０によって一般セグメント９に固定されている。
【００１９】
主桁２，２の頂部には周方向の２箇所に、図６に示すような鋼製の吊り金具兼幅止め材１２が設けられている。吊り金具兼幅止め材１２は、その両端を主桁２，２に溶接された吊り金具固定部材１３，１３の内側面に溶接固定されており、中央部にロープ孔１２ａが形成されている。また主桁２，２の下部には吊り金具兼幅止め材１２と同一構成の幅止め材１４が周方向の２〜４箇所に設けられている。
【００２０】
次にこの継手１の施工方法について説明する。
工場において、１対の主桁２，２を所定の間隔に配置し、吊り金具兼幅止め材１２および幅止め材１４を所定の位置に溶接固定する。次に１対の主桁２，２間に可撓止水部材５を配置し、可撓止水部材押え板６，６をその可撓止水部材係止部６ｂの端壁当接部６ｃを可撓止水部材５の端壁５ａに当接させ、係合凹部６ｄに可撓止水部材５の係合突部５ｂを係合させるようにして可撓止水部材の内周側に配置し、可撓止水部材押え板６，６を押え板取付けボルト８によって主桁２，２に固定する。
【００２１】
こうして工場で組立てた継手１をシールドトンネル施工現場に輸送し、吊り金具兼幅止め材１２にロープをつないで立坑内に継手を吊り下ろし、シールドトンネルとの接合箇所に搬入する。次いで主桁２を対応する一般セグメント９の端壁９ａに一般セグメント取付けボルト１０によって取付け固定する。次いで吊り金具兼幅止め材１２および幅止め材１４を図６中破線で示す位置においてガス切断により切断し、継手１の伸張を可能とする。
【００２２】
次にこの継手１の動作について説明する。
セグメント９，９が変位しない平常の状態においては、可撓止水部材５は押え板６，６によって支持されており、可撓止水部材５に外周側から加わる圧力は押え板６，６によって均一に支持され、可撓止水部材５に発生する引張り応力は最小限に押えられる。セグメント９，９がその相互間の間隔が拡がる方向に相対的に変位した場合は、可撓止水部材５の中央部が伸張して継手１の伸張変位を許容する。また逆にセグメント９，９がその相互間の間隔が狭まる方向に相対的に変位した場合は、目地材１０が圧縮され継手１の圧縮変位を許容する。セグメント９，９のいずれかが不等沈下した場合も可撓止水部材押え板６のせん断変位に追従して可撓止水部材５がせん断変位する。
【００２３】
次に、本発明の他の実施態様について説明する。
図７〜図１３は本発明をシールド工事の発進部または到達部におけるシールドトンネル管路と立坑の接続に適用した実施態様を示すもので、図７は可撓継手の正面図、図８は一般セグメントを取付けた状態における図７中Ｃ−Ｃ線による部分断面図、図９は可撓止水部材の断面図、図１０は可撓止水部材押え板の断面図、図１１は一般セグメント取付け側の主桁に一般セグメントを取付けた状態を示す断面図、図１２は一般セグメント取付け側の主桁に可撓止水部材押え板を取付けた状態を示す断面図、図１３は継手の施工を完了した状態におけるＣ−Ｃ線による部分断面図である。
【００２４】
継手２０は、図８に示すように、軸方向に所定の間隔を置いて配置された１対のリング状の主桁２１、２２を備える。主桁２１は立坑壁取付け側の主桁であり、主桁２２は一般セグメント取付け側の主桁である。立坑壁取付け側主桁２１には、図７に示すように、周方向に所定のピッチで可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２４が軸方向に開設されている。また、周方向に可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２４の２倍のピッチで一般セグメント取付けボルト挿通孔２３が隣合う可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２４の中間に２つづつ入るようにして開設されている。一般セグメント取付け側の主桁２２には同様の配列で可撓止水部材押え板取付けボルト用ネジ孔２５と一般セグメント取付けボルト挿通孔２６（図１１の皿ボルト挿通孔）が開設されている。なお、この実施形態においては主桁２１には一般セグメントを固定しないので、一般セグメント取付けボルト挿通孔２３は加工されていない。
【００２５】
主桁２１、２２に跨るようにして鋼製の短筒状スキンプレート２７が配置されており、各主桁２１、２２の外周面に溶接されている。このスキンプレート２７の中央部は継手２０の伸縮変位を許容するように周方向に切取られて開口部２７ａが形成されている。また、スキンプレート２７と連続して一体的に立坑壁取付け側主桁２１の外周縁から軸方向外側に張出すようにして短筒状のスキンプレート張出し部２８が形成されている。
【００２６】
スキンプレート張出し部２８の内周面には、立坑壁取付け側主桁２１の隣合う可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２４の中間位置において補強リブ２９が溶接されている。
【００２７】
スキンプレート張出し部２８の外周面には半径方向外側に張出すようにして軸方向に延長するリング状の鋼製止水板３０が溶接されている。
【００２８】
主桁２１、２２間に配置される可撓止水部材３１はゴム・合成樹脂等可撓性および伸縮性を有する短筒状部材からなり、軸方向中央部には内周側に膨出する膨出部３１ｃが形成され、その両側には平坦部３１ｄが形成されており、軸方向両端部は内周側に延長して端壁３１ａが形成されている。この端壁３１ａの外周端内側には後述の押え板係合突部と係合するための係合凹部３１ｂ（図９）が形成されている。端壁３１ａの内周面は、継手を組立てるとき可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２３および取付けボルト用ネジ孔２５の位置よりも半径方向外側に位置するように設計されている。可撓止水部材３１内には補強布３２（図９）が埋設されている。
【００２９】
１対のリング状可撓止水部材押え板３３は、図１０に示す断面を有し、複数の円弧状の鋼材からなる部材を周方向に接合して形成される。可撓止水部材押え板３３は主桁２１、２２よりも所定の寸法だけ小径に設計されている。可撓止水部材押え板３３は主桁取付け部３４とその外周側に固定されたリング状の可撓止水部材支持係止部３５からなる。押え板３３の主桁取付け部３４の内周側の端部は軸方向外側に所定の長さだけ突出して位置決め用突出部３４ａが形成されている。押え板３３の可撓止水部材支持係止部３５は、可撓止水部材３１の平坦部３１ｄの内周面に合致する形状を有し平坦部３１ｄの内周面に当接する支持部３５ａとその軸方向外側において主桁取付け部３４の外側面から軸方向外側に突出し可撓止水部材３１の係合凹部３１ｂと係合する係合突部３５ｂからなる。
【００３０】
可撓止水部材押え板３３には、図１０に示すように、主桁２１の各可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２３および主桁２２の取付けボルト用ネジ孔２５に対応する位置に可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔３６が開設されている。
【００３１】
立坑壁取付け側主桁２１に固定される可撓止水部材押え板３３は、主桁２１の可撓止水部材押え板取付けボルト挿通孔２３および押え板３３の取付けボルト挿通孔３６に挿通された押え板取付けボルト３７にナット３８を締め込むことによって主桁２１に固定されている。また一般セグメント取付け側主桁２２に固定される可撓止水部材押え板３３は、可撓止水部材押え板３３の取付けボルト挿通孔３６に挿通され主桁２２の取付けボルト用ネジ孔２５にねじこまれた押え板取り付け用ネジボルト３９によって主桁２２に固定されている。またこれによって可撓止水部材３１は可撓止水部材押え板３３，３３によって主桁２１、２２に対して押圧固定されている。
【００３２】
可撓止水部材押え板３３，３３の間には発泡ウレタン等からなる目地材４０が介装され、その内周側および外周側の主桁２１、２２の間には同様の目地材４１、４８が介装されている。またスキンプレート２７の開口部２７ａを覆うようにして薄い鋼板からなるカバープレート４２が配置され、その一端部はスキンプレート２７の外周面に溶接されている。
【００３３】
一般セグメント接続側主桁２２に対応する一般セグメント４３の端壁４３ａには主桁２２の一般セグメント取付けボルト挿通孔２６に対応する位置にボルト挿通孔４３ｂが開設されている。主桁２２のボルト挿通孔２６は皿ボルトの形状に合致する形状に形成されており、主桁２２は、ボルト挿通孔２６から一般セグメントのボルト挿通孔４３ｂに挿通された一般セグメント取付け用皿ボルト４４にナット４５を締め込むことによって一般セグメント４３に固定されている。
【００３４】
主桁２１、２２の頂部には周方向の２箇所に、鋼製の吊り金具兼幅止め材４６が設けられている。吊り金具兼幅止め材４６は、その両端を主桁２１、２２に溶接固定されており（その部分のカバープレート４２は部分的に切欠かれている）、中央部に２つのロープ孔４６ａが形成されている。また主桁２１、２２の下部には吊り金具兼幅止め材４６と同一構成の幅止め材４７が周方向の２箇所に設けられている。
【００３５】
次にこの継手１の施工方法について説明する。
工場において、スキンプレート２７、スキンプレート張出し部２８、止水板３０、リブ２９が取付けられた１対の主桁２１、２２間に可撓止水部材３１を配置し、可撓止水部材押え板３３，３３をその可撓止水部材支持係止部３５の支持部３５ａを可撓止水部材３１の平坦部３１ｄに当接させ、係合突部３５ｂを可撓止水部材３１の係合凹部３１ｂに係合させるようにして可撓止水部材３１の内周側に配置し、可撓止水部材押え板３３，３３を押え板取付けボルト３７、３９によって主桁２１、２２に固定する。次に吊り金具兼幅止め材４６および幅止め材４７を主桁２１、２２に溶接固定する。こうして工場で組立てた継手２０をシールドトンネル施工現場に輸送する。
【００３６】
施工現場においては、立坑の孔を掘った後吊り金具兼幅止め材４６にロープをつないで孔内に継手２０を吊り下ろし、次いで主桁２２を対応する一般セグメント４３の端壁４３ａに一般セグメント取付けボルトナット４４、４５によって取付け固定する。次いで立坑の型枠を作り、生コンクリートを打設して立坑壁４９を構築することにより、図１３に示すようにスキンプレート張出し部２８および止水板３０は立坑壁４９に埋設され、立坑壁４９からトンネル内への水の廻り込みが防止される。その後吊り金具兼幅止め材４６および幅止め材４７を図１３に示すように中央部においてガス切断し、継手２０の伸張を可能とする。
【００３７】
可撓継手２０の動作は継手１の動作と同様であるので、その説明を省略する。上記各実施形態は暗渠をシールド工法により構築する場合に本発明を適用した場合のものであるが、本発明はシールド工法に限らず推進工法等他の方法により構築される暗渠の継手にも適用しうるものである。
【００３８】
【発明の効果】
以上のべたように、本発明によれば、２枚の主桁のそれぞれが、可撓止水部材押え板を固定する主桁としての機能および継手を対応する暗渠の端部に取付けるための主桁としての機能すなわち従来の継手の内主桁と外主桁の双方の機能を１本の主桁で受け持つので、従来の４枚の主桁を２枚の主桁に減少させることができる。したがって、従来の継手に比べて継手の設置スペースを節約することができ、継手の製造コストをも削減することができる。また、この構造により継手全体を工場で一体的に組立てて施工現場に搬入することが可能となるので、施工現場では継手を対応する暗渠の端部にボルト等で固定するだけの工事ですみ、施工が簡単となり、施工コストも削減することができる。
【００３９】
また、本発明の一側面においては、継手の２枚の主桁の中一方の主桁に設けたスキンプレート張出し部を立坑壁内に固定し他方の主桁をシールドトンネルの一般セグメントに接続することにより、簡単な構造でシールド工事の発進部および到達部におけるシールドトンネル管路と立坑を接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる継手をシールド工法によって構築されるシールドトンネルの一般セグメントどうしの接続に適用した実施態様における可撓継手の正面図である。
【図２】図１中Ａ−Ａ線による部分断面図である。
【図３】図中左半分は図１中Ａ−Ａ線による部分断面図、右半分は図１中Ｂ−Ｂ線による部分断面図である。
【図４】可撓止水部材の断面図である。
【図５】可撓止水部材押え板の断面図である。
【図６】吊り金具兼幅止め材の斜視図である。
【図７】本発明をシールド工事の発進部または到達部におけるシールドトンネル管路と立坑の接続に適用した実施態様における可撓継手の正面図である。
【図８】一般セグメントを取付けた状態における図７中Ｃ−Ｃ線による部分断面図である。
【図９】可撓止水部材の断面図である。
【図１０】可撓止水部材押え板の断面図である。
【図１１】一般セグメント取付け側の主桁に一般セグメントを取付けた状態を示す断面図である。
【図１２】一般セグメント取付け側の主桁に可撓止水部材押え板を取付けた状態を示す断面図である。
【図１３】継手の施工を完了した状態におけるＣ−Ｃ線による部分断面図である。
【図１４】従来の可撓継手を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１、２０          継手
２、２１、２２    主桁
３、２４          可撓止水部材押え板取付ボルト挿通孔
４                一般セグメント取付けボルト用ネジ孔
５、３１          可撓止水部材
６、３３          可撓止水部材押え板
２６              一般セグメント取付けボルト挿通孔
２８              スキンプレート張出し部
３０              止水板
４９              立坑壁
【図１】
0003745664.tif 000002
【図２】
0003745664.tif 000003
【図３】
0003745664.tif 000004
【図４】
0003745664.tif 000005
【図５】
0003745664.tif 000006
【図６】
0003745664.tif 000007
【図７】
0003745664.tif 000008
【図８】
0003745664.tif 000009
【図９】
0003745664.tif 000010
【図１０】
0003745664.tif 000011
【図１１】
0003745664.tif 000012
【図１２】
0003745664.tif 000013
【図１３】
0003745664.tif 000014
【図１４】
0003745664.tif 000015