コンクリート製管体および推進工法
【課題】一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合して形成される管体を用いる推進工法により構築された管渠において、他の管路を容易に接続できるようにする。
【解決手段】一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を接合した管体のうちの他の管路が接続される管体１０に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部１が予め形成されている。開口部１には、当該開口部１の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられている。鋼製枠体に開口部１を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられている。前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体１０において、鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続する。また、一対のコンクリートセグメント１２，１３は、鋼製枠体に接続された周方向に沿うＰＣ緊張材で締め付けて接合される。
【解決手段】一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を接合した管体のうちの他の管路が接続される管体１０に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部１が予め形成されている。開口部１には、当該開口部１の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられている。鋼製枠体に開口部１を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられている。前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体１０において、鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続する。また、一対のコンクリートセグメント１２，１３は、鋼製枠体に接続された周方向に沿うＰＣ緊張材で締め付けて接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に管渠を構築する際に用いられるコンクリート製管体および地中に管渠を構築する推進工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に管渠を構築する方法として、地中に立設した立坑から、推進菅を横方向に地中に押し込みながら掘削していく推進工法が知られている。これは、工場で所定長さに製造されたコンクリート製の管体を、先に押し込まれた推進管の後方端に接続しながら押し込んでいくことにより、必要な長さの管渠を構築していくものである。
【０００３】
このような推進工法によって構築されている管渠は、従来、径が約３ｍ以下のものがほとんどである。これは、工場で構築され、現場へ輸送される管体の径が３ｍを超えると輸送が困難になることに起因している。しかし、都市部における共同溝の普及等にともない、大口径の管渠を推進工法で構築することが求められるようになっている。そこで、管体を周方向に２つに分割した形状のコンクリートセグメントを形成し、これら２つの半割り状のコンクリートセグメントを組み立てて管体とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように分割されたコンクリートセグメントは、口径が大きなものであっても、トレーラー等で搬送することができる。
【０００４】
また、地中に構築される管渠においては、管渠の途中から他の管路を接続する必要がある場合が多いが、管渠に直接他の管路を接続することが困難なので、例えば、人孔（立孔）等の地下構造物を設け、この地下構造物を解して推進管による管渠と他の管路との接続を行うことになる。
従って、管渠と他の管路との接続には、接続用に地下構造物を設け、この地下構造物を介して接続することで、特に大口径の推進管により鋼製される管渠においては、長い施工期間と、高いコストを要するものとなっていた。
【０００５】
そこで、周面に開口を設けた管体を作成し、開口に着脱自在に蓋を取り付けた管体が管渠の分岐部分に配置されるように、施工中の推進管の後端に開口を有する管体を接続して管渠を構築する。次いで、開口を有する管体の開口の径に対応した狭い範囲を掘削し、蓋を露出させた状態で蓋を取り外して前記開口の部分に他の管路を接続することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、掘削は必要であるが、地下構築物を介さずに管渠に直接他の管路を接続可能となり、施工期間の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８３２８９号公報
【特許文献２】特開２００４−０１９４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、施工中の管体には、後方側から前方に押圧するため大きな力がかかることになるが、管体に大きな径の開口を設けた場合に、管体の強度が不足する可能性が高く、特許文献２に開示されるような工法を小口径の推進管ではなく、上述のような大口径の推進管に適用することは極めて困難である。
【０００８】
さらに、上述のように大口径の管体を複数のコンクリートセグメントから構築する場合に、管状に接続されたコンクリートセグメントの内部に周方向に沿ってＰＣ鋼材（ＰＣ緊張材）を配置して締め付けることによりコンクリートセグメント同士を強固に接続することが知られている。また、ＰＣ緊張材は、予めコンクリートセグメント内に周方向に沿って配置された管状のシース内に挿入される。また、シースおよびＰＣ緊張材は、軸方向に互いに間隔をあけて複数本配置されることになるが、強度を向上するために、比較的短い間隔で配置されている。
このような管体に開口を設けると、開口内にＰＣ緊張材が挿入されるシースが露出した状態となってしまい、開口を形成することができないか、もしくは、ＰＣ緊張材を用いた接合が困難になる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、大口径の推進管においても開口部を有するコンクリート製管体を用いることを可能とし、さらに、一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合したコンクリート製管体においても開口を形成することを可能とし、推進管への他の管路の接続を容易とするコンクリート製管体および推進工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載のコンクリート製管体は、推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法に用いられるコンクリート製管体であって、
周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、
前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、
前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明においては、コンクリート製管体に開口部を設けるものとしても、開口部に十分な強度を有する鋼製枠体を取り付けることで、開口部の形成に基づくコンクリート製管体の強度の低下を補うことができる。これにより大口径の推進管においても、予め開口部が形成された管体を用いて管体に他の管路を直接接続できることで、施工期間の短縮とコストの低減を図ることができる。
また、開口部を塞ぐ蓋も鋼製蓋セグメントとすることで、鋼製枠体に容易に着脱可能となるとともに、開口部内における強度も確保することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート製管体において、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合して形成され、
一対の前記コンクリートセグメントのうちの一方のコンクリートセグメントに前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置され、
前記鋼製枠体には、前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材の開口部側端部を定着させる定着部が開口部を挟む位置にそれぞれ設けられ、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材は、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所の定着部で前記鋼製枠体の定着部に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメントを締め付けていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明においては、コンクリート製管体が半割状の一対のコンクリートセグメントをＰＣ緊張材で接合するものとなっていても、開口部が形成可能となるとともに、鋼製枠体の強度に基づいて十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合することができる。
すなわち、開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材においては、開口部の位置で切断した状態とするとともに、開口部側端部を鋼製枠体の定着部に定着することで、開口部でＰＣ緊張材が無い状態となっていても、鋼製枠体を介して二つのコンクリートセグメントがＰＣ緊張材に締め付けられることになり、鋼製枠体が十分な強度を有するものならば、十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合できるとともに、開口部内にＰＣ緊張材やそのシースが配置されることもない。
【００１４】
請求項３に記載の推進工法は、推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法であって、
前記管体のうちの他の管路が接続される管体に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられているコンクリート製管体を用い、
前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体において、前記鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明においては、請求項１記載の発明と同様に、大口径の推進管においても、予め開口部が形成された管体を用いて管体に直接他の管路を接続できることで、施工期間の短縮とコストの低減を図ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の推進工法において、前記管体として、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に接合したコンクリート製管体を用い、
前記コンクリート製管体のうちの少なくとも一つのコンクリート製管体を構成する前記コンクリートセグメントの一つに、前記鋼製枠体を備えた前記開口部が形成され、
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合してコンクリート製管体を形成する際に、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に前記開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置されるものとし、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材の前記開口部を挟むように配置される二つの前記開口部側端部を、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所にそれぞれ定着することにより、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材を、前記鋼製枠体に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置し、前記コンクリートセグメントを締め付けることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明においては、請求項２記載の発明と同様に、コンクリート製管体が半割状の一対のコンクリートセグメントをＰＣ緊張材で接合するものとなっていても、開口部を形成可能となるとともに、鋼製枠体の強度に基づいて十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコンクリート製管体および推進工法によれば、大口径の推進管により構築された管渠に、容易に他の管路を直接接続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る推進工法に用いられるコンクリート製管体を説明する。
この推進管用のコンクリート製管体（以下、単に「管体」ともいう。）１０は、一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を接合することによって構成されているが、推進工法において使用する方法は、コンクリートによって一体に成形された管体と同様である。すなわち、管体（推進管）１０は、クレーンにより吊り上げて、地中に立設した立坑の底部に搬入され、その後横方向に押し込まれた推進管の後端に順次継ぎ足される。そして、継ぎ足された管体１０の後端をさらにジャッキ等によって押して、推進管を押し込み、これを順次延長して管渠を構築する。
【００２０】
なお、この例で説明する管体１０には、その周面に、構築された管渠に別の管路を接続するために内外に貫通する開口部１が形成されているが、通常は、開口部１および開口部１に関連する構成が設けられていない以外は、上記管体１０と同様の構成を有する管体が用いられ、上述のように管渠を構築した際に、他の管路が接続される部分にだけ開口部１を有する管体１０が用いられる。なお、本発明に係る開口部１に関連する構成は、後述するものとし、先に管体１０の通常の管体と同様の構成について説明する。
【００２１】
この管体１０には、その後端側（ジャッキ等によって押される側、図２において左側）に、端部を取り囲むカラー（鋼帯）１４が、コンクリート製の本体１０ａより所定長さだけ突きだして設けられている。一方、先端側（推進管に継ぎ足される側、図１において右側）は、外径が他より小さい小径部１６が、カラー１４の突き出し長さとほぼ同じ長さだけ形成されている。推進管の後端に管体１０を継ぎ足す際には、前側の管体１０の小径部１６と後側の管体１０のカラー１４とを嵌め合わせ、その間の隙間に充填材（グラウト材等）を充填する。
【００２２】
一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３には、以下に説明するように、接合して管体１０を構成するための構造が設けられている。
図１および図４に示すように、コンクリートセグメント１２，１３には、周方向に延び、周方向端面（接合面１８，１８）に開口する環状孔２０がシース２２によって形成されている。これにより、一対のコンクリートセグメント１２，１３を接合したときに、対応する環状孔２０が連通して、管体１０中を挿通する周回孔２４が、この例では軸方向に間隔をあけて並んだ状態で５つ形成される。周回孔２４の一部はコンクリートセグメント１３の内周面の凹部２６に開口しており、この凹部２６には、アンカー２８が設けられている。
【００２３】
なお、凹部２６およびアンカー２８は、開口部１が設けられていないほうのコンクリートセグメント１３に全て設けられるとともに、凹部２６およびアンカー２８の位置は、コンクリートセグメント１３の周方向に沿った左右の中央部から左右何れかに僅かにずらされた位置に配置されるとともに、隣り合う周回孔２４毎に前記左右の中央部から右か左か異なる配置となっている。
【００２４】
そして、コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８を合わせた後に、凹部２６から周回孔２４（環状孔２０）にＰＣ鋼材等のＰＣ緊張材３０を挿通し、ジャッキ等によって締め付けた後、アンカー２８に固定することによって、２つのコンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８間、および周方向への緊張を与える。
したがって、ＰＣ緊張材３０は、シース２２により形成された周回孔２４の配置に基づいて、軸方向に間隔をあけて並べて配置されることになる。
また、ＰＣ緊張材３０を挿通して締め付けた後に、ＰＣ緊張材３０が挿通されたシース２２内に充填材を充填する。
【００２５】
なお、後述するように、シース２２のうちのコンクリートセグメント１２の開口部１を通る配置のものについては、開口部１の周縁部でシース２２が途切れた状態となっており、シース２２によって構成される環状孔２０（周回孔２４）も開口部１の内周縁部で途切れた状態となり、後述するように開口部１の右側および左側の内周面には環状孔２０の開口部１側端部が開口した状態となっており、シース２２内に挿入されたＰＣ緊張材の端部を開口部１の内周面から露出させることができるようになっている。
【００２６】
また、ＰＣ緊張材３０も開口部１の内周縁部で途切れるようになっており、開口部１の左側の周縁部のＰＣ緊張材３０の端部と、開口部１の右側の周縁部のＰＣ緊張材の端部とが後述の鋼製枠体４０に接続され、鋼製枠体４０を介して開口部１で途切れた状態のＰＣ緊張材間でコンクリートセグメント１２，１３同士を締め付け可能となっている。
すなわち、開口部１を通る位置に配置されたＰＣ緊張材３０は、鋼製枠体４０の開口部１を挟んだ二箇所に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメント１２，１３の開口部１を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメント１２，１３を締め付けるようになっている。
【００２７】
カラー１４は、カラー１４に溶接した鉄筋をコンクリート中に埋設することによって各コンクリートセグメント１２，１３の半周を覆うように固着されている。その周方向端部はコンクリートセグメント１２，１３に凹部が設けられており、この凹部に裏当て材を配置して、カラー１４の端部を溶接することによって、カラー１４どうしが連結される。
【００２８】
コンクリートセグメント１２，１３の対向する接合面１８には、図２に示すように、剪断キー３２を収容する凹所３４がそれぞれ設けられ、これらの凹所３４に共通の剪断キー３２と接着剤とが装着されている。これらの剪断キー３２の主な目的は、管体１０を地中に推進する際に、コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８間に作用する剪断力を負荷することであり、剪断キー３２は、強度の高い素材、例えば、鋼等の金属、樹脂、セラミックス等によって、両端が先細の円錐台状のピン状に構成されている。剪断キー３２は、同時に、コンクリートセグメント１２，１３を接合する際の位置合わせにも用いられるので、先細の円錐台状とすることによって剪断キー３２が凹所３４に入りやすくなっている。
【００２９】
また、各コンクリートセグメント１２，１３には、左右の接合面１８，１８から４５度の位置で、かつ、前後二箇所にそれぞれ内外に貫通する注入孔が設けられ、推進管の圧入が終了した状態で、推進管（管体１０）内部から推進管と地盤との間に充填材（裏込め材）を注入するための注入孔が形成されている。
【００３０】
そして、図１において下側となる開口部１が形成されていないコンクリートセグメント１３は、全てのＰＣ緊張材３０のアンカー２８が形成されている以外は、基本的に他の管路が接続されることがない通常の管体のコンクリートセグメントと同様の構成となっている。
一方、図１において上側となる開口部１が形成されたコンクリートセグメント１２は、ＰＣ緊張材３０のアンカー２８が形成されていないことと、次に説明する開口部１および開口部１に係る部材が設けられていることを除いて、通常の管体のコンクリートセグメントと同様の構成となっている。
【００３１】
以下に、コンクリートセグメント１２に形成された開口部１および開口部１にかかわる部材について説明する。
コンクリートセグメント１２には、成型時にコンクリートセグメント１２（管体１０）の周方向にそった左右の中央部で、かつ、軸方向に反った前後の中央部に、他の管路を接続するために内外を連通する矩形状の開口部１が形成されている。また、開口部１は、コンクリートセグメント１２の軸方向に沿った２辺と、周方向に沿った２辺から構成されている。また、開口部１の周方向に沿った長さ（湾曲した長さ）は、例えば、コンクリートセグメント１２の周方向に沿った長さの１／３程度かそれより僅かに短い長さで、開口部１の軸方向に沿った長さは、例えば、コンクリートセグメント１２の軸方向に沿った長さの１／２かそれより僅かに長い長さとなっている。
【００３２】
開口部１の周縁部には、開口部１を構成する鋼製枠体４０がコンクリートセグメント１２の成型時に取り付けられている。なお、図１には鋼製枠体４０の図示を省略している。
鋼製枠体４０は、開口部１の上述の軸方向に沿った２辺を構成する左右の側壁４１，４１と、周方向に沿った２辺を構成する前後の側壁４２，４２とを有し、これら左右の側壁４１，４１と前後の側壁４２，４２とが矩形枠状に組まれて開口部１の内周面を構成している。なお、左右の側壁４１，４１は、管体１０の半径方向に沿うものとなっており、互いに非平行となっているのに対して前後の側壁４２，４２は、軸方向に直角となるように配置されており、互いに平行となっている。
【００３３】
また、鋼製枠体４０は、左右の側壁４１，４１および前後の側壁４２，４２の上端部および下端部から開口部１に対してそれぞれ外側に延出するようにコンクリートセグメント１２の外周面および内周面に沿って延出する上枠板部４３、下枠板部４４が設けられている。上枠板部４３（下枠板部４４）は、その内周側が開口部１の上端部内周（下端部内周）を構成する矩形状の開口となっており、この開口の周囲を囲み、かつ、円筒の外周面（内周面）に沿った額縁状に形成されている。また、上枠板部４３および下枠板部４４の４つの角部は面取りされている。
【００３４】
また、上枠板部４３および下枠板部４４は、基本的にコンクリートセグメント１２にその厚み分だけ埋め込まれた状態となっており、カラー１４と同様に、コンクリートセグメント１２の表面となるコンクリート露出面との間に段差がほとんど無い状態となっている。
また、鋼製枠体４０の各片を構成する部分の断面は、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と、上枠板部４３および下枠板部４４とからコ字状（チャネル状）となっている。また、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と、上枠板部４３および下枠板部４４とからコ字状に囲まれる部分には、上辺が上枠板部４３に接合され、下辺が下枠板部４４に接合され、開口部１側の辺が側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２に接続されるとともに、コンクリートセグメント１２（管体１０）の半径方向に沿う複数の補強リブ４５が側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２の長さ方向に沿って間隔をあけて並べて配置されている。
【００３５】
また、補強リブ４５は、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と上枠板部４３もしくは下枠板部４４とが接合された状態となる角部に１／４円状の切欠部が形成され、コンクリートセグメント１２の成型時にコンクリートが角部まで十分に回り込むようになっている。
【００３６】
また、軸方向に沿った側壁４１，４１には、それぞれ前記ＰＣ緊張材３０のうちの開口部１を通る位置に配置されるＰＣ緊張材３０の開口部１側端部が定着具（図示略）により定着される複数の定着部４７が配置される。前記ＰＣ緊張材３０は、この例では５本軸方向に並べて配置されるが、そのうちの最も前および最も後ろに配置されるＰＣ緊張材３０は、開口部１の前と後ろとを通るように配置され、残りの前後のＰＣ緊張材３０より内側の３本のＰＣ緊張材３０が開口部１を通るように配置される。
【００３７】
なお、ＰＣ緊張材３０は、開口部１で途切れた状態に配置されるので、実際に開口部１を通ることはない。また、左右の側壁４１，４１にそれぞれ定着部４７，４７が設けられることで、定着部４７，４７は開口部１を間に挟む位置に配置される。また、開口部１で途切れた状態となるＰＣ緊張材３０の開口部１側の二つの端部は、開口部１を挟む位置に配置された二つの定着部４７，４７にそれぞれ定着される。
【００３８】
そして、環状孔２０（周回孔２４）を形成するシース２２は、上述のＰＣ緊張材３０の配置に対応して配置されることになる。そして、コンクリートセグメント１２の開口部１の部分の軸方向に沿った断面図である図４に示すように、左右の軸方向に沿った側壁４１，４１には、シース２２の配置に対応して、軸方向に互いに間隔をあけて三つの定着部４７が配置される。定着部４７は、側壁４１，４１の開口部１側の側面に開口し、かつ、断面略正方形で、開口側が広くなる角錐台状の凹部として形成されるものである。そして、定着部４７は、側壁４１，４１の開口部１側側面より奥側に配置された正方形状の底板４７ａと、底板４７ａの４辺のそれぞれから開口側に向かって広がるように配置された４つの台形の側板４７ｂとから四角いカップ状に形成されている。
【００３９】
また、底板４７ａには、シース２２が溶接等により接続されるとともにシース２２内の環状孔２０に連通する穴が形成され、鋼製枠体４０の側壁４１，４１の定着部４７で環状孔２０が開口した状態となっている。この定着部４７の底板４７ａの開口から上述のようにシース２２内に挿入されたＰＣ緊張材の端部を露出させることにより、図示しない定着具でＰＣ緊張材を鋼製枠体４０に定着させることができる。
また、鋼製枠体４０の側壁４１，４１および側壁４２，４２には、図５に示す鋼製蓋セグメント５０をボルトで固定するためのねじ孔（図示略）が周方向に間隔あけて複数設けられている。
【００４０】
なお、鋼製枠体４０を構成する上述の部材は、例えば、溶接により接合されるとともに、このように鋼製された鋼製枠体４０がコンクリートセグメント１２内に配筋される鉄筋に溶接により接合されている。
このような鋼製枠体４０は、推進管を圧入するための圧縮力や、後述のように鋼製枠体４０に定着されたＰＣ緊張材３０を締め付ける際の引っ張り力に十分に対応可能な強度を有するように設計さており、開口部１を有することにより強度が低下したコンクリートセグメント１２（管体１０）を十分に補強可能なものとなっている。
【００４１】
前記鋼製蓋セグメント５０は、前記コンクリートセグメント１２に設けられた開口部１を閉塞させるためのもので、開口部１に対応した形状として全体が円弧板状となっている。
前記鋼製蓋セグメント５０は、矩形状でかつ円弧状に湾曲し、開口部１を閉塞した際に、コンクリートセグメント１２の外周面に沿った状態となる表板５１と、表板５１の軸方向に沿った左右の側縁からそれぞれ円弧（コンクリートセグメント１２）の半径方向にそって裏面側に延出する側板５２，５２と、表板５１の周方向に沿った前後の側縁からそれぞれ軸方向と直交する方向に延出する前後の側板５３，５３と、表板５１の裏面に軸方向に沿うとともに前記半径方向に沿って複数配置される補強リブ５４と、表板５１の裏面に周方向に沿うとともに軸方向に直交する方向に沿って複数配置される補強リブ５５とを備えている。
【００４２】
そして、鋼製蓋セグメント５０を開口部１に設置した場合に、鋼製枠体４０の軸方向に沿う左右の側壁４１，４１と、鋼製蓋セグメント５０の軸方向に沿う左右の側板５２，５２とが略左右に重なって当接した状態となり、鋼製枠体４０の周方向に沿う前後の側壁４２，４２と、鋼製蓋セグメント５０の周方向に沿う前後の側板５３，５３とが略前後に重なって当接した状態となる。
また、開口部１において、軸方向に沿うとともに半径方向に沿う左右の側壁４１，４１同士の間隔がコンクリートセグメント１２の内側（半径方向に沿って中心側）に向かうにつれて狭くなる鋼製となっているとともに、鋼製蓋セグメント５０の左右の側壁４２，４２同士の間隔も同様に内側に向かうにつれて狭くなっている。よって、鋼製蓋セグメント５０をコンクリートセグメント１２（管体１０）の開口部１に管体１０の外側から設置した場合に、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１に鋼製蓋セグメント５０の左右の側壁４２，４２が当接することで、鋼製蓋セグメント５０がそれ以上内側には移動できない状態となり、管体１０の開口部１に鋼製蓋セグメント５０がセットされた状態となる。
【００４３】
また、鋼製蓋セグメント５０の左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とには、管体１０の開口部１に上述のように鋼製蓋セグメント５０をセットした状態で、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１と、前後の側壁４２，４２とに形成された複数のねじ孔と重なる位置にそれぞれボルト孔５６が形成されており、鋼製蓋セグメント５０の左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とを締結できるとともに、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１と、前後の側壁４２，４２とを締結できるようになっている。
【００４４】
また、鋼製蓋セグメント５０は、上述の構成に基づいて、左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とに形成されたボルト孔５６が内側に露出した状態となるので、上述の締結は、管体１０の内側から行うことができる。
また、鋼製蓋セグメント５０を管体１０の開口部１に設置した状態では、管体１０の外周面と鋼製蓋セグメント５０の表板５１の外周面とが略連続した円弧面となる。
また、鋼製蓋セグメント５０が上述の補強リブ５４，５５等により十分な強度を有する構造となっていることから、鋼製枠体４０の内周側に鋼製蓋セグメント５０が配置されて開口部１を塞ぐことにより、上述の鋼製枠体４０による補強に加えて、管体１０の強度をさらに補強することができる。
【００４５】
次に、このコンクリート製管体１０を用いた推進工法を説明する。
まず、管体１０を構成する半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を、工場で製作し、トレーラー等で現場まで搬送する。
次に、管体１０を搬入する立坑の近くに架台を設置し、この架台上に半割り状のコンクリートセグメント１２，１３のうちの開口部１が形成されていないの一方のコンクリートセグメント１３を、凹側を上に向けて戴置する。
【００４６】
次いで、管体１０を構成する他方の開口部１を有するコンクリートセグメント１２を、凹側を下に向けた状態で吊り上げて先に戴置された一方のコンクリートセグメント１２に、その上方から載せて、両コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８を合わせる。
次いで、コンクリートセグメント１２，１３の周方向にＰＣ鋼材等のＰＣ緊張材３０を挿通する。
この際に、上述のように前後の開口部１より端側に配置されるＰＣ緊張材３０は、コンクリートセグメント１２，１３からなる管体１０を一周するように設置し、開口部１の周縁より内側に配置されるＰＣ緊張材３０は、それぞれ左右２本に分割された状態とされ、これら左右のＰＣ緊張材３０がそれぞれアンカー２８が設けられた凹部２６の左右の周回孔２４の開口から上述の鋼製枠体４０の開口部１を挟む左右の定着部４７の開口まで挿通させられる。
【００４７】
そして、鋼製枠体４０の定着部４７の開口から露出したＰＣ緊張材３０の開口部１側端部を鋼製枠体４０の定着部４７に配置する。すなわち、開口部１を通って管体１０を一周するように配置されるＰＣ緊張材３０は、開口部１で途切れた構成となることで、２本となり、それぞれの開口部１側端部が、開口部１を間に挟んだ位置で、鋼製枠体４０に定着させられる。
そして、定着部４７にＰＣ緊張材３０の端部を定着する定着具およびＰＣ緊張材３０は、凹部である定着部４７内に収納された状態となり、鋼製枠体４０の内周面側に突出しないようになっている。
【００４８】
次いで、ＰＣ緊張材３０をジャッキ等によって締め付けた後、アンカー２８に固定することによって、２つのコンクリートセグメント１２，１３を強固に一体化する。次いで、ＰＣ緊張材３０が挿通されたシース２２内に充填材を充填するとともに、凹部である定着部４７内にも充填材を充填し、定着部４７内の定着具およびＰＣ緊張材３０の端部を定着部４７内に埋めた状態とする。
次に、鋼製蓋セグメント５０を凹側を下にした状態で吊り上げて、上述のようにコンクリートセグメント１２，１３同士を接合して形成された管体１０の上側を向いた開口部１内に設置する。この際には、上述の構成により鋼製蓋セグメント５０が開口部１から管体１０内部に落ちることはなく、開口部１に設置された状態となる。
【００４９】
次に、管体１０の内側から鋼製蓋セグメント５０と鋼製枠体４０とをボルトにより締結する。
これにより、開口部１を有し、開口部１が鋼製蓋セグメント５０で閉塞された管体１０が組み立てられたことになる。なお、このコンクリートセグメント１２，１３の接合時には、剪断キーの装着やカラー１４の連結等も行われる。
【００５０】
次いで、この管体１０をクレーンにより吊り上げて、地中に立設した立坑の底部に搬入する。
次いで、管体（推進管）１０を、先に押し込まれた管体１０の後方端に接続しながら地中に押し込んでいく。この際には、管体１０が管渠の他の管路が接続される位置に配置されるように、管体１０の前後に開口部１が形成されていない通常の管体を配置することになる。
なお、管体１０は、立坑の支圧壁（反力壁）と搬入した管体１０との間に設けられたジャッキにより、地中に押し込まれるが、この際に管体１０に作用する力に対して、管体１０に開口部１が形成されていても鋼製枠体４０により補強されることで、十分に対応可能となっている。
【００５１】
また、二つのコンクリートセグメント１２，１３を複数のＰＣ緊張材で締め付けて接合するものとしても、開口部１からシース２２やＰＣ緊張材が露出することがなく、かつ、十分な強度で二つのコンクリートセグメント１２，１３同士を接合することができる。
そして、前記開口部１を有する管体１０を含む推進管による管渠を構築した後に、前記開口部１を有する管体１０の部分を地上もしくは他の地下構築物から掘削し、前記開口部１の部分を露出させ、管体１０を備える管渠内から鋼製蓋セグメント５０のボルトの締結を解除する。そして、鋼製蓋セグメント５０を取り外した後に、他の管路を管渠の開口部１部分に直接接続する。
【００５２】
これにより、他の管路の接続部に人孔等の管渠と他の管路との接続用の地下構築物を設け、該地下構築物を介して管渠と他の管路とを接続するようなことがなく、直接管渠に他の管路を接続することが可能となり、管渠に他の管路を接続する際に施工期間の短縮およびコストの低減を図ることができる。
なお、この実施形態は一例であり、管体１０に対する開口部１の大きさ等は、強度的に許される範囲ないで変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る推進工法に用いるコンクリート製管体の軸方向に直交する断面図である。
【図２】前記コンクリート製管体の側面図である。
【図３】前記コンクリート製管体の平面図である。
【図４】前記コンクリート製管体を構成する開口部を備えたコンクリートセグメントの軸方向に沿った断面図である。
【図５】前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 開口部
１０ コンクリート製管体
１２ 半割状コンクリートセグメント
１３ 半割状コンクリートセグメント
３０ ＰＣ緊張材
４０ 鋼製枠体
４７ 定着部
５０ 鋼製蓋セグメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中に管渠を構築する際に用いられるコンクリート製管体および地中に管渠を構築する推進工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に管渠を構築する方法として、地中に立設した立坑から、推進菅を横方向に地中に押し込みながら掘削していく推進工法が知られている。これは、工場で所定長さに製造されたコンクリート製の管体を、先に押し込まれた推進管の後方端に接続しながら押し込んでいくことにより、必要な長さの管渠を構築していくものである。
【０００３】
このような推進工法によって構築されている管渠は、従来、径が約３ｍ以下のものがほとんどである。これは、工場で構築され、現場へ輸送される管体の径が３ｍを超えると輸送が困難になることに起因している。しかし、都市部における共同溝の普及等にともない、大口径の管渠を推進工法で構築することが求められるようになっている。そこで、管体を周方向に２つに分割した形状のコンクリートセグメントを形成し、これら２つの半割り状のコンクリートセグメントを組み立てて管体とすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このように分割されたコンクリートセグメントは、口径が大きなものであっても、トレーラー等で搬送することができる。
【０００４】
また、地中に構築される管渠においては、管渠の途中から他の管路を接続する必要がある場合が多いが、管渠に直接他の管路を接続することが困難なので、例えば、人孔（立孔）等の地下構造物を設け、この地下構造物を解して推進管による管渠と他の管路との接続を行うことになる。
従って、管渠と他の管路との接続には、接続用に地下構造物を設け、この地下構造物を介して接続することで、特に大口径の推進管により鋼製される管渠においては、長い施工期間と、高いコストを要するものとなっていた。
【０００５】
そこで、周面に開口を設けた管体を作成し、開口に着脱自在に蓋を取り付けた管体が管渠の分岐部分に配置されるように、施工中の推進管の後端に開口を有する管体を接続して管渠を構築する。次いで、開口を有する管体の開口の径に対応した狭い範囲を掘削し、蓋を露出させた状態で蓋を取り外して前記開口の部分に他の管路を接続することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。すなわち、掘削は必要であるが、地下構築物を介さずに管渠に直接他の管路を接続可能となり、施工期間の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１８３２８９号公報
【特許文献２】特開２００４−０１９４３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、施工中の管体には、後方側から前方に押圧するため大きな力がかかることになるが、管体に大きな径の開口を設けた場合に、管体の強度が不足する可能性が高く、特許文献２に開示されるような工法を小口径の推進管ではなく、上述のような大口径の推進管に適用することは極めて困難である。
【０００８】
さらに、上述のように大口径の管体を複数のコンクリートセグメントから構築する場合に、管状に接続されたコンクリートセグメントの内部に周方向に沿ってＰＣ鋼材（ＰＣ緊張材）を配置して締め付けることによりコンクリートセグメント同士を強固に接続することが知られている。また、ＰＣ緊張材は、予めコンクリートセグメント内に周方向に沿って配置された管状のシース内に挿入される。また、シースおよびＰＣ緊張材は、軸方向に互いに間隔をあけて複数本配置されることになるが、強度を向上するために、比較的短い間隔で配置されている。
このような管体に開口を設けると、開口内にＰＣ緊張材が挿入されるシースが露出した状態となってしまい、開口を形成することができないか、もしくは、ＰＣ緊張材を用いた接合が困難になる。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、大口径の推進管においても開口部を有するコンクリート製管体を用いることを可能とし、さらに、一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合したコンクリート製管体においても開口を形成することを可能とし、推進管への他の管路の接続を容易とするコンクリート製管体および推進工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載のコンクリート製管体は、推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法に用いられるコンクリート製管体であって、
周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、
前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、
前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１記載の発明においては、コンクリート製管体に開口部を設けるものとしても、開口部に十分な強度を有する鋼製枠体を取り付けることで、開口部の形成に基づくコンクリート製管体の強度の低下を補うことができる。これにより大口径の推進管においても、予め開口部が形成された管体を用いて管体に他の管路を直接接続できることで、施工期間の短縮とコストの低減を図ることができる。
また、開口部を塞ぐ蓋も鋼製蓋セグメントとすることで、鋼製枠体に容易に着脱可能となるとともに、開口部内における強度も確保することができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコンクリート製管体において、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合して形成され、
一対の前記コンクリートセグメントのうちの一方のコンクリートセグメントに前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置され、
前記鋼製枠体には、前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材の開口部側端部を定着させる定着部が開口部を挟む位置にそれぞれ設けられ、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材は、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所の定着部で前記鋼製枠体の定着部に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメントを締め付けていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明においては、コンクリート製管体が半割状の一対のコンクリートセグメントをＰＣ緊張材で接合するものとなっていても、開口部が形成可能となるとともに、鋼製枠体の強度に基づいて十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合することができる。
すなわち、開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材においては、開口部の位置で切断した状態とするとともに、開口部側端部を鋼製枠体の定着部に定着することで、開口部でＰＣ緊張材が無い状態となっていても、鋼製枠体を介して二つのコンクリートセグメントがＰＣ緊張材に締め付けられることになり、鋼製枠体が十分な強度を有するものならば、十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合できるとともに、開口部内にＰＣ緊張材やそのシースが配置されることもない。
【００１４】
請求項３に記載の推進工法は、推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法であって、
前記管体のうちの他の管路が接続される管体に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられているコンクリート製管体を用い、
前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体において、前記鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続することを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明においては、請求項１記載の発明と同様に、大口径の推進管においても、予め開口部が形成された管体を用いて管体に直接他の管路を接続できることで、施工期間の短縮とコストの低減を図ることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の推進工法において、前記管体として、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に接合したコンクリート製管体を用い、
前記コンクリート製管体のうちの少なくとも一つのコンクリート製管体を構成する前記コンクリートセグメントの一つに、前記鋼製枠体を備えた前記開口部が形成され、
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合してコンクリート製管体を形成する際に、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に前記開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置されるものとし、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材の前記開口部を挟むように配置される二つの前記開口部側端部を、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所にそれぞれ定着することにより、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材を、前記鋼製枠体に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置し、前記コンクリートセグメントを締め付けることを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明においては、請求項２記載の発明と同様に、コンクリート製管体が半割状の一対のコンクリートセグメントをＰＣ緊張材で接合するものとなっていても、開口部を形成可能となるとともに、鋼製枠体の強度に基づいて十分な強度でコンクリートセグメント同士を接合することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のコンクリート製管体および推進工法によれば、大口径の推進管により構築された管渠に、容易に他の管路を直接接続することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る推進工法に用いられるコンクリート製管体を説明する。
この推進管用のコンクリート製管体（以下、単に「管体」ともいう。）１０は、一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を接合することによって構成されているが、推進工法において使用する方法は、コンクリートによって一体に成形された管体と同様である。すなわち、管体（推進管）１０は、クレーンにより吊り上げて、地中に立設した立坑の底部に搬入され、その後横方向に押し込まれた推進管の後端に順次継ぎ足される。そして、継ぎ足された管体１０の後端をさらにジャッキ等によって押して、推進管を押し込み、これを順次延長して管渠を構築する。
【００２０】
なお、この例で説明する管体１０には、その周面に、構築された管渠に別の管路を接続するために内外に貫通する開口部１が形成されているが、通常は、開口部１および開口部１に関連する構成が設けられていない以外は、上記管体１０と同様の構成を有する管体が用いられ、上述のように管渠を構築した際に、他の管路が接続される部分にだけ開口部１を有する管体１０が用いられる。なお、本発明に係る開口部１に関連する構成は、後述するものとし、先に管体１０の通常の管体と同様の構成について説明する。
【００２１】
この管体１０には、その後端側（ジャッキ等によって押される側、図２において左側）に、端部を取り囲むカラー（鋼帯）１４が、コンクリート製の本体１０ａより所定長さだけ突きだして設けられている。一方、先端側（推進管に継ぎ足される側、図１において右側）は、外径が他より小さい小径部１６が、カラー１４の突き出し長さとほぼ同じ長さだけ形成されている。推進管の後端に管体１０を継ぎ足す際には、前側の管体１０の小径部１６と後側の管体１０のカラー１４とを嵌め合わせ、その間の隙間に充填材（グラウト材等）を充填する。
【００２２】
一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１３には、以下に説明するように、接合して管体１０を構成するための構造が設けられている。
図１および図４に示すように、コンクリートセグメント１２，１３には、周方向に延び、周方向端面（接合面１８，１８）に開口する環状孔２０がシース２２によって形成されている。これにより、一対のコンクリートセグメント１２，１３を接合したときに、対応する環状孔２０が連通して、管体１０中を挿通する周回孔２４が、この例では軸方向に間隔をあけて並んだ状態で５つ形成される。周回孔２４の一部はコンクリートセグメント１３の内周面の凹部２６に開口しており、この凹部２６には、アンカー２８が設けられている。
【００２３】
なお、凹部２６およびアンカー２８は、開口部１が設けられていないほうのコンクリートセグメント１３に全て設けられるとともに、凹部２６およびアンカー２８の位置は、コンクリートセグメント１３の周方向に沿った左右の中央部から左右何れかに僅かにずらされた位置に配置されるとともに、隣り合う周回孔２４毎に前記左右の中央部から右か左か異なる配置となっている。
【００２４】
そして、コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８を合わせた後に、凹部２６から周回孔２４（環状孔２０）にＰＣ鋼材等のＰＣ緊張材３０を挿通し、ジャッキ等によって締め付けた後、アンカー２８に固定することによって、２つのコンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８間、および周方向への緊張を与える。
したがって、ＰＣ緊張材３０は、シース２２により形成された周回孔２４の配置に基づいて、軸方向に間隔をあけて並べて配置されることになる。
また、ＰＣ緊張材３０を挿通して締め付けた後に、ＰＣ緊張材３０が挿通されたシース２２内に充填材を充填する。
【００２５】
なお、後述するように、シース２２のうちのコンクリートセグメント１２の開口部１を通る配置のものについては、開口部１の周縁部でシース２２が途切れた状態となっており、シース２２によって構成される環状孔２０（周回孔２４）も開口部１の内周縁部で途切れた状態となり、後述するように開口部１の右側および左側の内周面には環状孔２０の開口部１側端部が開口した状態となっており、シース２２内に挿入されたＰＣ緊張材の端部を開口部１の内周面から露出させることができるようになっている。
【００２６】
また、ＰＣ緊張材３０も開口部１の内周縁部で途切れるようになっており、開口部１の左側の周縁部のＰＣ緊張材３０の端部と、開口部１の右側の周縁部のＰＣ緊張材の端部とが後述の鋼製枠体４０に接続され、鋼製枠体４０を介して開口部１で途切れた状態のＰＣ緊張材間でコンクリートセグメント１２，１３同士を締め付け可能となっている。
すなわち、開口部１を通る位置に配置されたＰＣ緊張材３０は、鋼製枠体４０の開口部１を挟んだ二箇所に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメント１２，１３の開口部１を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメント１２，１３を締め付けるようになっている。
【００２７】
カラー１４は、カラー１４に溶接した鉄筋をコンクリート中に埋設することによって各コンクリートセグメント１２，１３の半周を覆うように固着されている。その周方向端部はコンクリートセグメント１２，１３に凹部が設けられており、この凹部に裏当て材を配置して、カラー１４の端部を溶接することによって、カラー１４どうしが連結される。
【００２８】
コンクリートセグメント１２，１３の対向する接合面１８には、図２に示すように、剪断キー３２を収容する凹所３４がそれぞれ設けられ、これらの凹所３４に共通の剪断キー３２と接着剤とが装着されている。これらの剪断キー３２の主な目的は、管体１０を地中に推進する際に、コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８間に作用する剪断力を負荷することであり、剪断キー３２は、強度の高い素材、例えば、鋼等の金属、樹脂、セラミックス等によって、両端が先細の円錐台状のピン状に構成されている。剪断キー３２は、同時に、コンクリートセグメント１２，１３を接合する際の位置合わせにも用いられるので、先細の円錐台状とすることによって剪断キー３２が凹所３４に入りやすくなっている。
【００２９】
また、各コンクリートセグメント１２，１３には、左右の接合面１８，１８から４５度の位置で、かつ、前後二箇所にそれぞれ内外に貫通する注入孔が設けられ、推進管の圧入が終了した状態で、推進管（管体１０）内部から推進管と地盤との間に充填材（裏込め材）を注入するための注入孔が形成されている。
【００３０】
そして、図１において下側となる開口部１が形成されていないコンクリートセグメント１３は、全てのＰＣ緊張材３０のアンカー２８が形成されている以外は、基本的に他の管路が接続されることがない通常の管体のコンクリートセグメントと同様の構成となっている。
一方、図１において上側となる開口部１が形成されたコンクリートセグメント１２は、ＰＣ緊張材３０のアンカー２８が形成されていないことと、次に説明する開口部１および開口部１に係る部材が設けられていることを除いて、通常の管体のコンクリートセグメントと同様の構成となっている。
【００３１】
以下に、コンクリートセグメント１２に形成された開口部１および開口部１にかかわる部材について説明する。
コンクリートセグメント１２には、成型時にコンクリートセグメント１２（管体１０）の周方向にそった左右の中央部で、かつ、軸方向に反った前後の中央部に、他の管路を接続するために内外を連通する矩形状の開口部１が形成されている。また、開口部１は、コンクリートセグメント１２の軸方向に沿った２辺と、周方向に沿った２辺から構成されている。また、開口部１の周方向に沿った長さ（湾曲した長さ）は、例えば、コンクリートセグメント１２の周方向に沿った長さの１／３程度かそれより僅かに短い長さで、開口部１の軸方向に沿った長さは、例えば、コンクリートセグメント１２の軸方向に沿った長さの１／２かそれより僅かに長い長さとなっている。
【００３２】
開口部１の周縁部には、開口部１を構成する鋼製枠体４０がコンクリートセグメント１２の成型時に取り付けられている。なお、図１には鋼製枠体４０の図示を省略している。
鋼製枠体４０は、開口部１の上述の軸方向に沿った２辺を構成する左右の側壁４１，４１と、周方向に沿った２辺を構成する前後の側壁４２，４２とを有し、これら左右の側壁４１，４１と前後の側壁４２，４２とが矩形枠状に組まれて開口部１の内周面を構成している。なお、左右の側壁４１，４１は、管体１０の半径方向に沿うものとなっており、互いに非平行となっているのに対して前後の側壁４２，４２は、軸方向に直角となるように配置されており、互いに平行となっている。
【００３３】
また、鋼製枠体４０は、左右の側壁４１，４１および前後の側壁４２，４２の上端部および下端部から開口部１に対してそれぞれ外側に延出するようにコンクリートセグメント１２の外周面および内周面に沿って延出する上枠板部４３、下枠板部４４が設けられている。上枠板部４３（下枠板部４４）は、その内周側が開口部１の上端部内周（下端部内周）を構成する矩形状の開口となっており、この開口の周囲を囲み、かつ、円筒の外周面（内周面）に沿った額縁状に形成されている。また、上枠板部４３および下枠板部４４の４つの角部は面取りされている。
【００３４】
また、上枠板部４３および下枠板部４４は、基本的にコンクリートセグメント１２にその厚み分だけ埋め込まれた状態となっており、カラー１４と同様に、コンクリートセグメント１２の表面となるコンクリート露出面との間に段差がほとんど無い状態となっている。
また、鋼製枠体４０の各片を構成する部分の断面は、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と、上枠板部４３および下枠板部４４とからコ字状（チャネル状）となっている。また、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と、上枠板部４３および下枠板部４４とからコ字状に囲まれる部分には、上辺が上枠板部４３に接合され、下辺が下枠板部４４に接合され、開口部１側の辺が側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２に接続されるとともに、コンクリートセグメント１２（管体１０）の半径方向に沿う複数の補強リブ４５が側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２の長さ方向に沿って間隔をあけて並べて配置されている。
【００３５】
また、補強リブ４５は、側壁４１，４１もしくは側壁４２，４２と上枠板部４３もしくは下枠板部４４とが接合された状態となる角部に１／４円状の切欠部が形成され、コンクリートセグメント１２の成型時にコンクリートが角部まで十分に回り込むようになっている。
【００３６】
また、軸方向に沿った側壁４１，４１には、それぞれ前記ＰＣ緊張材３０のうちの開口部１を通る位置に配置されるＰＣ緊張材３０の開口部１側端部が定着具（図示略）により定着される複数の定着部４７が配置される。前記ＰＣ緊張材３０は、この例では５本軸方向に並べて配置されるが、そのうちの最も前および最も後ろに配置されるＰＣ緊張材３０は、開口部１の前と後ろとを通るように配置され、残りの前後のＰＣ緊張材３０より内側の３本のＰＣ緊張材３０が開口部１を通るように配置される。
【００３７】
なお、ＰＣ緊張材３０は、開口部１で途切れた状態に配置されるので、実際に開口部１を通ることはない。また、左右の側壁４１，４１にそれぞれ定着部４７，４７が設けられることで、定着部４７，４７は開口部１を間に挟む位置に配置される。また、開口部１で途切れた状態となるＰＣ緊張材３０の開口部１側の二つの端部は、開口部１を挟む位置に配置された二つの定着部４７，４７にそれぞれ定着される。
【００３８】
そして、環状孔２０（周回孔２４）を形成するシース２２は、上述のＰＣ緊張材３０の配置に対応して配置されることになる。そして、コンクリートセグメント１２の開口部１の部分の軸方向に沿った断面図である図４に示すように、左右の軸方向に沿った側壁４１，４１には、シース２２の配置に対応して、軸方向に互いに間隔をあけて三つの定着部４７が配置される。定着部４７は、側壁４１，４１の開口部１側の側面に開口し、かつ、断面略正方形で、開口側が広くなる角錐台状の凹部として形成されるものである。そして、定着部４７は、側壁４１，４１の開口部１側側面より奥側に配置された正方形状の底板４７ａと、底板４７ａの４辺のそれぞれから開口側に向かって広がるように配置された４つの台形の側板４７ｂとから四角いカップ状に形成されている。
【００３９】
また、底板４７ａには、シース２２が溶接等により接続されるとともにシース２２内の環状孔２０に連通する穴が形成され、鋼製枠体４０の側壁４１，４１の定着部４７で環状孔２０が開口した状態となっている。この定着部４７の底板４７ａの開口から上述のようにシース２２内に挿入されたＰＣ緊張材の端部を露出させることにより、図示しない定着具でＰＣ緊張材を鋼製枠体４０に定着させることができる。
また、鋼製枠体４０の側壁４１，４１および側壁４２，４２には、図５に示す鋼製蓋セグメント５０をボルトで固定するためのねじ孔（図示略）が周方向に間隔あけて複数設けられている。
【００４０】
なお、鋼製枠体４０を構成する上述の部材は、例えば、溶接により接合されるとともに、このように鋼製された鋼製枠体４０がコンクリートセグメント１２内に配筋される鉄筋に溶接により接合されている。
このような鋼製枠体４０は、推進管を圧入するための圧縮力や、後述のように鋼製枠体４０に定着されたＰＣ緊張材３０を締め付ける際の引っ張り力に十分に対応可能な強度を有するように設計さており、開口部１を有することにより強度が低下したコンクリートセグメント１２（管体１０）を十分に補強可能なものとなっている。
【００４１】
前記鋼製蓋セグメント５０は、前記コンクリートセグメント１２に設けられた開口部１を閉塞させるためのもので、開口部１に対応した形状として全体が円弧板状となっている。
前記鋼製蓋セグメント５０は、矩形状でかつ円弧状に湾曲し、開口部１を閉塞した際に、コンクリートセグメント１２の外周面に沿った状態となる表板５１と、表板５１の軸方向に沿った左右の側縁からそれぞれ円弧（コンクリートセグメント１２）の半径方向にそって裏面側に延出する側板５２，５２と、表板５１の周方向に沿った前後の側縁からそれぞれ軸方向と直交する方向に延出する前後の側板５３，５３と、表板５１の裏面に軸方向に沿うとともに前記半径方向に沿って複数配置される補強リブ５４と、表板５１の裏面に周方向に沿うとともに軸方向に直交する方向に沿って複数配置される補強リブ５５とを備えている。
【００４２】
そして、鋼製蓋セグメント５０を開口部１に設置した場合に、鋼製枠体４０の軸方向に沿う左右の側壁４１，４１と、鋼製蓋セグメント５０の軸方向に沿う左右の側板５２，５２とが略左右に重なって当接した状態となり、鋼製枠体４０の周方向に沿う前後の側壁４２，４２と、鋼製蓋セグメント５０の周方向に沿う前後の側板５３，５３とが略前後に重なって当接した状態となる。
また、開口部１において、軸方向に沿うとともに半径方向に沿う左右の側壁４１，４１同士の間隔がコンクリートセグメント１２の内側（半径方向に沿って中心側）に向かうにつれて狭くなる鋼製となっているとともに、鋼製蓋セグメント５０の左右の側壁４２，４２同士の間隔も同様に内側に向かうにつれて狭くなっている。よって、鋼製蓋セグメント５０をコンクリートセグメント１２（管体１０）の開口部１に管体１０の外側から設置した場合に、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１に鋼製蓋セグメント５０の左右の側壁４２，４２が当接することで、鋼製蓋セグメント５０がそれ以上内側には移動できない状態となり、管体１０の開口部１に鋼製蓋セグメント５０がセットされた状態となる。
【００４３】
また、鋼製蓋セグメント５０の左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とには、管体１０の開口部１に上述のように鋼製蓋セグメント５０をセットした状態で、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１と、前後の側壁４２，４２とに形成された複数のねじ孔と重なる位置にそれぞれボルト孔５６が形成されており、鋼製蓋セグメント５０の左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とを締結できるとともに、鋼製枠体４０の左右の側壁４１，４１と、前後の側壁４２，４２とを締結できるようになっている。
【００４４】
また、鋼製蓋セグメント５０は、上述の構成に基づいて、左右の側板５２，５２と前後の側板５３，５３とに形成されたボルト孔５６が内側に露出した状態となるので、上述の締結は、管体１０の内側から行うことができる。
また、鋼製蓋セグメント５０を管体１０の開口部１に設置した状態では、管体１０の外周面と鋼製蓋セグメント５０の表板５１の外周面とが略連続した円弧面となる。
また、鋼製蓋セグメント５０が上述の補強リブ５４，５５等により十分な強度を有する構造となっていることから、鋼製枠体４０の内周側に鋼製蓋セグメント５０が配置されて開口部１を塞ぐことにより、上述の鋼製枠体４０による補強に加えて、管体１０の強度をさらに補強することができる。
【００４５】
次に、このコンクリート製管体１０を用いた推進工法を説明する。
まず、管体１０を構成する半割り状のコンクリートセグメント１２，１３を、工場で製作し、トレーラー等で現場まで搬送する。
次に、管体１０を搬入する立坑の近くに架台を設置し、この架台上に半割り状のコンクリートセグメント１２，１３のうちの開口部１が形成されていないの一方のコンクリートセグメント１３を、凹側を上に向けて戴置する。
【００４６】
次いで、管体１０を構成する他方の開口部１を有するコンクリートセグメント１２を、凹側を下に向けた状態で吊り上げて先に戴置された一方のコンクリートセグメント１２に、その上方から載せて、両コンクリートセグメント１２，１３の接合面１８，１８を合わせる。
次いで、コンクリートセグメント１２，１３の周方向にＰＣ鋼材等のＰＣ緊張材３０を挿通する。
この際に、上述のように前後の開口部１より端側に配置されるＰＣ緊張材３０は、コンクリートセグメント１２，１３からなる管体１０を一周するように設置し、開口部１の周縁より内側に配置されるＰＣ緊張材３０は、それぞれ左右２本に分割された状態とされ、これら左右のＰＣ緊張材３０がそれぞれアンカー２８が設けられた凹部２６の左右の周回孔２４の開口から上述の鋼製枠体４０の開口部１を挟む左右の定着部４７の開口まで挿通させられる。
【００４７】
そして、鋼製枠体４０の定着部４７の開口から露出したＰＣ緊張材３０の開口部１側端部を鋼製枠体４０の定着部４７に配置する。すなわち、開口部１を通って管体１０を一周するように配置されるＰＣ緊張材３０は、開口部１で途切れた構成となることで、２本となり、それぞれの開口部１側端部が、開口部１を間に挟んだ位置で、鋼製枠体４０に定着させられる。
そして、定着部４７にＰＣ緊張材３０の端部を定着する定着具およびＰＣ緊張材３０は、凹部である定着部４７内に収納された状態となり、鋼製枠体４０の内周面側に突出しないようになっている。
【００４８】
次いで、ＰＣ緊張材３０をジャッキ等によって締め付けた後、アンカー２８に固定することによって、２つのコンクリートセグメント１２，１３を強固に一体化する。次いで、ＰＣ緊張材３０が挿通されたシース２２内に充填材を充填するとともに、凹部である定着部４７内にも充填材を充填し、定着部４７内の定着具およびＰＣ緊張材３０の端部を定着部４７内に埋めた状態とする。
次に、鋼製蓋セグメント５０を凹側を下にした状態で吊り上げて、上述のようにコンクリートセグメント１２，１３同士を接合して形成された管体１０の上側を向いた開口部１内に設置する。この際には、上述の構成により鋼製蓋セグメント５０が開口部１から管体１０内部に落ちることはなく、開口部１に設置された状態となる。
【００４９】
次に、管体１０の内側から鋼製蓋セグメント５０と鋼製枠体４０とをボルトにより締結する。
これにより、開口部１を有し、開口部１が鋼製蓋セグメント５０で閉塞された管体１０が組み立てられたことになる。なお、このコンクリートセグメント１２，１３の接合時には、剪断キーの装着やカラー１４の連結等も行われる。
【００５０】
次いで、この管体１０をクレーンにより吊り上げて、地中に立設した立坑の底部に搬入する。
次いで、管体（推進管）１０を、先に押し込まれた管体１０の後方端に接続しながら地中に押し込んでいく。この際には、管体１０が管渠の他の管路が接続される位置に配置されるように、管体１０の前後に開口部１が形成されていない通常の管体を配置することになる。
なお、管体１０は、立坑の支圧壁（反力壁）と搬入した管体１０との間に設けられたジャッキにより、地中に押し込まれるが、この際に管体１０に作用する力に対して、管体１０に開口部１が形成されていても鋼製枠体４０により補強されることで、十分に対応可能となっている。
【００５１】
また、二つのコンクリートセグメント１２，１３を複数のＰＣ緊張材で締め付けて接合するものとしても、開口部１からシース２２やＰＣ緊張材が露出することがなく、かつ、十分な強度で二つのコンクリートセグメント１２，１３同士を接合することができる。
そして、前記開口部１を有する管体１０を含む推進管による管渠を構築した後に、前記開口部１を有する管体１０の部分を地上もしくは他の地下構築物から掘削し、前記開口部１の部分を露出させ、管体１０を備える管渠内から鋼製蓋セグメント５０のボルトの締結を解除する。そして、鋼製蓋セグメント５０を取り外した後に、他の管路を管渠の開口部１部分に直接接続する。
【００５２】
これにより、他の管路の接続部に人孔等の管渠と他の管路との接続用の地下構築物を設け、該地下構築物を介して管渠と他の管路とを接続するようなことがなく、直接管渠に他の管路を接続することが可能となり、管渠に他の管路を接続する際に施工期間の短縮およびコストの低減を図ることができる。
なお、この実施形態は一例であり、管体１０に対する開口部１の大きさ等は、強度的に許される範囲ないで変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係る推進工法に用いるコンクリート製管体の軸方向に直交する断面図である。
【図２】前記コンクリート製管体の側面図である。
【図３】前記コンクリート製管体の平面図である。
【図４】前記コンクリート製管体を構成する開口部を備えたコンクリートセグメントの軸方向に沿った断面図である。
【図５】前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 開口部
１０ コンクリート製管体
１２ 半割状コンクリートセグメント
１３ 半割状コンクリートセグメント
３０ ＰＣ緊張材
４０ 鋼製枠体
４７ 定着部
５０ 鋼製蓋セグメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法に用いられるコンクリート製管体であって、
周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、
前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、
前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられていることを特徴とするコンクリート製管体。
【請求項２】
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合して形成され、
一対の前記コンクリートセグメントのうちの一方のコンクリートセグメントに前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置され、
前記鋼製枠体には、前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材の開口部側端部を定着させる定着部が開口部を挟む位置にそれぞれ設けられ、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材は、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所の定着部で前記鋼製枠体の定着部に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメントを締め付けていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製管体。
【請求項３】
推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法であって、
前記管体のうちの他の管路が接続される管体に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられているコンクリート製管体を用い、
前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体において、前記鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続することを特徴とする推進工法。
【請求項４】
前記管体として、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に接合したコンクリート製管体を用い、
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合してコンクリート製管体を形成する際に、
前記コンクリート製管体のうちの少なくとも一つのコンクリート製管体を構成する前記コンクリートセグメントの一つに、前記鋼製枠体を備えた前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に前記開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置されるものとし、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材の前記開口部を挟むように配置される二つの前記開口部側端部を、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所にそれぞれ定着することにより、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材を、前記鋼製枠体に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置し、前記コンクリートセグメントを締め付けることを特徴とする請求項３に記載の推進工法。
【請求項１】
推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法に用いられるコンクリート製管体であって、
周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、
前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、
前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられていることを特徴とするコンクリート製管体。
【請求項２】
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合して形成され、
一対の前記コンクリートセグメントのうちの一方のコンクリートセグメントに前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置され、
前記鋼製枠体には、前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材の開口部側端部を定着させる定着部が開口部を挟む位置にそれぞれ設けられ、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材は、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所の定着部で前記鋼製枠体の定着部に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置されて一対の前記コンクリートセグメントを締め付けていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート製管体。
【請求項３】
推進管を横方向に地中に押し込み、押し込まれた推進管の後方端に管体を接続して押し込む動作を繰り返すことにより、必要な長さの管渠を構築する推進工法であって、
前記管体のうちの他の管路が接続される管体に、周面に他の管路を接続するために内外を連通する開口部が形成され、前記開口部には、当該開口部の周縁部を形成する鋼製枠体が取り付けられ、前記鋼製枠体に前記開口部を閉塞する鋼製蓋セグメントが着脱自在に取り付けられているコンクリート製管体を用い、
前記管渠を構築した後に、前記開口部を有するコンクリート製管体において、前記鋼製蓋セグメントを外し他の管路を接続することを特徴とする推進工法。
【請求項４】
前記管体として、一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に接合したコンクリート製管体を用い、
一対の半割状のコンクリートセグメントを管状に合わせた状態で、一対の前記コンクリートセグメント内を周方向に沿うと共に、軸方向に間隔をあけて並べて配置された複数のＰＣ緊張材で締め付けることにより、一対の前記コンクリートセグメント同士を接合してコンクリート製管体を形成する際に、
前記コンクリート製管体のうちの少なくとも一つのコンクリート製管体を構成する前記コンクリートセグメントの一つに、前記鋼製枠体を備えた前記開口部が形成され、
前記ＰＣ緊張材のうちの前記開口部を通る位置に配置されるＰＣ緊張材は、前記開口部で周方向に前記開口部に対応する間隔をあけて離れた状態に配置されるものとし、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材の前記開口部を挟むように配置される二つの前記開口部側端部を、前記鋼製枠体の開口部を挟んだ二箇所にそれぞれ定着することにより、
前記開口部を通る位置に配置されたＰＣ緊張材を、前記鋼製枠体に定着された状態で一対の前記コンクリートセグメントの開口部を除く部分を周方向に沿って配置し、前記コンクリートセグメントを締め付けることを特徴とする請求項３に記載の推進工法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−１３８５０２（Ｐ２００７−１３８５０２Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３２４２９（Ｐ２００５−３３２４２９）
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（５９３０１２４０２）ＳＭＣコンクリート株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（５９３０１２４０２）ＳＭＣコンクリート株式会社 (16)
【Ｆターム（参考）】
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