説明

円形立坑施工方法およびそれに用いる拡径シリンダ装置

【課題】法規上の理由により一般道路を運搬できない大径の円形ケーシングを用いた立坑掘削工法の施工を、短い工期で、かつ低コストで可能とする技術を提供する。
【解決手段】鋼板を円筒形に成型しながら、渦巻き状に巻き、外径を規定の径よりも小さくした状態の円形ケーシング1Bを車両10に搭載して運搬し、施工現場で規定の径の円筒形に成型して円形ケーシングとし、立坑を構築することを特徴とする円形立坑施工方法。また、油圧シリンダ本体と、その両端に設けられ、拡径すべき円形ケーシングの内周面に接する円弧面を有する楯板とを備えた拡径シリンダ装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、下水道工事、地下構造物建設工事、井戸掘削工事、場所打杭工事等において施工される、円形ケーシングを用いた円形立坑施工方法およびそれに用いる拡径シリンダ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
円形ケーシングを用いる立坑掘削機は特許文献1で開示されているが、これは鋼板製の円筒型のケーシングに往復回転運動を与えて地山に圧入しながら、内部の土砂をグラブバケットで掘削排出して立坑を築造するものである。立坑完成後は円形ケーシングを抜去して反復使用するか、埋めたままにして仮設土留め壁とするかの2通りがある。
【0003】
一方、道路通行車両の制限で、積載物を含めた車両の寸法は、幅2.5m以内、高さ3.8m以内という制限がある。そのため、車両の荷台の高さが例えば1.0mの場合、円形ケーシングの外径が呼び径でφ2500mm(外径φ2590mm)より大きい径の円形ケーシングでは、そのままでは公道での運搬ができない。
そのため、円形ケーシングを、円筒の中心軸に平行に複数に分割して運搬し、施工現場で溶接して組み立てる方法が行われている。
【0004】
特許文献2には、円形ケーシングを分割して運搬し、現場で組立てる方法が開示され、特許文献3には、円形ケーシングを折り畳んで運搬する方法が開示されている。しかしいずれも構造が複雑で手間がかかり高価であるため、回収せずに埋めたままにして放置することは難しい。
【0005】
特許文献4には、横断面形状がU字形の2個の部材の端部を突き合わせ互いに接合して横断面形状が長円形の筒状体を形成し、前記筒状体に塑性加工を施してその横断面形状を長円形から円形へ変形させることを特徴とする円筒ケーシングの成型方法が開示されている。
【0006】
特許文献5には、円形ケーシングを縦に4乃至10分割し、ケーシングの内側から分割部にあて金をあて、あて金の一方を分割片と溶接結合し、あて金の他方を分割片と隣り合う分割片にボルト結合した縦分割の円形ケーシングが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特公平04−047733号公報
【特許文献2】特開平11−294064号公報
【特許文献3】特開2000−096975号公報
【特許文献4】特開2001−259740号公報
【特許文献5】特開2000−297591号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前掲の特許文献5に開示されているように、円形ケーシングを分割する方法では溶接での接合面が2箇所以上になり、溶接のためのコストと時間がかかり、その分全体の施工時間が長くなり、また施工コストも高くなっていた。
【0009】
特許文献4に開示されているように、横断面形状を長円形から円形へ変形させる方法では、現場での作業で溶接作業がないために施工時間が短くなっているが、ケーシングが長円のためにスペースを取り、運搬車両に乗せる量に制限があった。
【0010】
本発明は、法規上の理由により一般道路を運搬できない大径の円形ケーシングを用いた立坑掘削工法の施工を、短い工期で、かつ低コストで可能とする技術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】
【0011】
前記課題を解決するため、本発明の第1の構成は、鋼板を円筒形に成型しながら、渦巻き状に巻き、外径を規定の径よりも小さくした状態で車両に搭載して運搬し、施工現場で規定の径の円筒形に成型して円形ケーシングとし、立坑を構築することを特徴とする円形立坑施工方法である。
また、本発明の第2の構成は、前記鋼板を規定の径よりも小さくした状態を保持する拘束バーを用いることを特徴とする円形立坑施工方法である。
本発明の第3の構成は、油圧シリンダ本体と、その両端に設けられ、拡径すべき円形ケーシングの内周面に接する円弧面を有する楯板とを備えた拡径シリンダ装置である。
本発明の第4の構成は、前記楯板のうち少なくとも一方の楯板には、円形ケーシングの内周面との摩擦を低減するローラが設けられている拡径シリンダ装置である。
【発明の効果】
【0012】
従来のケーシングを分割して運搬する方法では接合面が最少で2箇所、ケーシングの外径が大きくなれば分割面が増えて溶接に時間とコストが多くかかるが、本発明によれば、外径が大きい円形ケーシングでも接合面は1箇所であり溶接に時間とコストがかからないため、全体の施工時間を短くし工期短縮が図れると同時に、施工コストも削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施の形態により縮径された円形ケーシングと現場で拡径された円形ケーシングを示す平面図である。
【図2】本発明の実施の形態により縮径された円形ケーシングを車両に搭載した状態を示す側面図である。
【図3】径を縮径している状態の説明図である。
【図4】本発明の実施の形態により小径にされた円形ケーシングを示す平面図である。
【図5】本発明の実施の形態により小径にする際の方法を示す平面図である。
【図6】本発明の実施の形態により小径にする際に使用するレバーブロックを示すもので、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る施工方法を実施するために円形ケーシングに設けるアイピースを示すもので、(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は正面図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る施工方法によって拡径された円形ケーシングの端部の嵌合部を示すもので、(a)は接合前の状態を示す要部平面図、(b)は接合後の状態を示す要部平面図、(c)は接合後の状態を示す内面図である。
【図9】本発明の実施の形態に用いる油圧シリンダ装置を示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図10】本発明の実施の形態により現場で規定の径にする前の円形ケーシングを示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【図11】本発明の実施の形態により油圧シリンダ装置で拡径された円形ケーシングを示すもので、(a)は正面図、(b)は平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態では、図1(a)に示すように、設置状態では車載時に高さが3.8m以上になる外径、例えば3.6m(車両の荷台の高さが1.0mとする。)の円形ケーシング1Aを、図1(b)の1Bに示すように外径を例えば2.8mまで絞る。このとき、円形ケーシング1Bの絞った分の長さは約2.5mとなる。
【0015】
その状態で、図2に示すように円形ケーシング1Bを車両10の荷台に乗せ、荷物の高さ3.8mで運搬する。現場では、外径を3.6mに戻して、円形ケーシングとして円形立坑設置方法を施工する。
【0016】
このように外径が小さくなるように絞ることで、運搬時には小径とし、現場で元の径に戻して通常の円形立坑工事用の円形ケーシングとすることができる。
【0017】
次に、本実施の形態の円形ケーシングの具体的な成型手順について、図3〜図11を用いて説明する。
【0018】
A.工場での円形ケーシングの製作
(1)例えば長さ11.3m、幅2.3m、厚さ22mmの鋼板Sを、図3(a)に示すように、ベンディングローラ11を用いて略円筒に成型しながら、図3(b)に示すようにそれを渦巻き状に巻き外径を小さくする。ここでは、鋼板Sの端部のラップ代の2500mmの1/2である1250mmまで曲げ加工を行う。
(2)図4に示すように、小径の円形ケーシング1Bの端部に、嵌合部フランジ2を溶接で取り付ける。
【0019】
(3)図5,図7に示すように、円形ケーシング1Bの両端部付近の内周の2箇所にアイピース4,4を取り付ける。アイピース4,4は、本例では、図7に示すようにL状に折曲した本体4aと、補強のために本体4aに溶接された補強板4bと、本体4aの裏面に補強板4dで溶接されたボルト固定板4cと、ボルト固定板4cに設けられた雌ネジに螺合するボルト4eとを有し、円形ケーシング1Bの端部にボルト4eを締め付けることで固定される。本体4aには、後述のレバーブロック5のフック5d,5eを掛けるフック穴4fと、その下部に後述の拘束バー3両端のボルト3aを嵌合するボルト穴4gが設けられている。
【0020】
(4)図5に示すように、アイピース4、4間に例えばレバーブロック5を用いて円形ケーシング1Bをさらにラップ代2500mmまで絞り込む。レバーブロック5は、図6に示すように、ギヤボックスを有する本体5aにチェーン5bが巻装されており、レバー5cによりチェーン5bを巻き取ることが出来るようになっている。本体5aとチェーン5bの端部にはそれぞれフック5d,5eが設けられている。このフック5d,5eをアイピース4、4のフック穴4fに掛けてレバー5cを巻き上げることにより円形ケーシング1Bは絞り込まれる。
【0021】
(5)規定のラップ代まで円形ケーシング1Bを絞り込んだら、規定長の拘束バー3の両端に設けられたボルト3aをアイピース4,4のボルト穴4gに装着してボルト締めで固定しレバーブロック5を撤去する。
(6)図2に示した車両10の荷台に小径の円形ケーシング1Bを3本、横向きで積載した状態で幅2.5m以内、高さ3.8m以内になるようにして施工現場へ運搬する。
【0022】
B.現場復元
(1)ケーシングの拡張は、図9に示す油圧シリンダ装置7を使用する。この油圧シリンダ装置7は、油圧シリンダ本体7aと、その両端に設けられた円弧面を有する楯板7b、7cとを有している。一方の楯板7cには、円形ケーシング1Bの内周面との摩擦を低減するためにローラ7dが設けられている。また、楯板7b、7cの上部にはアイピース7eが溶接等で固定されている。
小径の円形ケーシング1Bの内側に油圧シリンダ装置7を油圧シリンダ本体7aを縮めた状態で円形ケーシング1Bの内部に装着し、図10に示すように水平をとるためにアイピース7eに下端を結合した吊りフック8を円形ケーシング1Bの上壁に係合させ、拘束バー3を撤去する。
【0023】
(2)油圧シリンダ装置7を用いて円形ケーシング1Bを拡径し、図11に示すように規定の径の円形ケーシング1Aになったところで、図8(a),(b)に示すように嵌合部フランジ2の部分で端部どうしを嵌合する。円形ケーシング1Bの拡径時には、円形ケーシング1Bの内周に、楯板7cに設けたローラ7dが回転自在に当たるので、円形ケーシング1Bの円周方向の移動を円滑に行うことができる。
(3)嵌合部フランジ2の部分をボルト9で接続した後、ケーシング端面の溶接接合を行う。これにより、図1(a)に示すように規定の径の円形ケーシング1Aが出来上がる。
【0024】
以上のようにして、外径が大きい円形ケーシングでも渦巻き状に径を小さくすることにより法規上の寸法で一般道路を運搬することができ、現場においては規定の径に拡大して1箇所の接合面を溶接することで円形ケーシングが出来上がる。このように、拡径のための溶接に時間とコストがかからないため、全体の施工時間が短くなり、工期短縮が図れると同時に、施工コストも削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0025】
本発明は、全体の施工時間を短くし工期短縮が図れると同時に、施工コストも削減することができる円形立坑施工方法として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【0026】
1A 円形ケーシング(規定径)
1B 円形ケーシング(小径)
2 嵌合部フランジ
3 拘束バー
3a ボルト
4 アイピース
4a 本体
4b 補強板
4c ボルト固定板
4d 補強板
4e ボルト
4f フック穴
4g ボルト穴
5 レバーブロック
5a 本体
5b チェーン
5c レバー
5d,5e フック
7 油圧シリンダ装置
7a 油圧シリンダ本体
7b,7c 楯板
7d ローラ
7e アイピース
8 吊りフック
9 ボルト
10 車両
11 ベンディングローラ
S 鋼板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼板を円筒形に成型しながら、渦巻き状に巻き、外径を規定の径よりも小さくした状態で車両に搭載して運搬し、施工現場で規定の径の円筒形に成型して円形ケーシングとし、立坑を構築することを特徴とする円形立坑施工方法。
【請求項2】
前記鋼板を規定の径よりも小さくした状態を保持する拘束バーを用いることを特徴とする請求項1記載の円形立坑施工方法。
【請求項3】
油圧シリンダ本体と、その両端に設けられ、拡径すべき円形ケーシングの内周面に接する円弧面を有する楯板とを備えた拡径シリンダ装置。
【請求項4】
前記楯板のうち少なくとも一方の楯板には、円形ケーシングの内周面との摩擦を低減するローラが設けられている請求項3記載の拡径シリンダ装置。

【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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