説明

地山補強用鋼管および地山補強用鋼管の製造方法

【課題】製造が簡単で低コスト生産が可能な地山補強用鋼管を提供する。
【解決手段】別部材からなるリング3を鋼管1の外周に固着して、鋼管1の外周に凸条を形成する。鋼管1の外周には凹溝10を形成し、この凹溝10にリング3を嵌合させるか、又はリング3を鋼管1に溶接することにより、凸条を形成する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地山を補強するための地山補強用鋼管および地山補強用鋼管の製造方法に関し、特に、トンネル工事などの掘削において軟弱な地山をセメントミルクなどを注入して補強するための地山補強用鋼管および地山補強用鋼管の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、トンネル掘削工事において切羽面(鏡面)の緩みを防止するために、あらかじめ切羽面の掘削進行方向に向けて地山補強用鋼管を施工し、この鋼管からセメントミルクや薬液などを注入して切羽面を補強する鏡部補強工法が用いられている。このような地山補強用鋼管として、鋼管の外周に肉盛り溶接によりらせん状の凸条を形成し、この凸条の間に注入材を流出させるための通孔を設けた地盤強化用鋼管が開示されている(例えば特許文献1を参照)。
また、補強管に形成した吐出孔の近傍に、補強管の外方に突出する突部を一体に設けたもの開示されている(例えば特許文献2を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−22501号公報
【特許文献2】特開2009−249983号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載されているような、鋼管に肉盛り溶接により凸条を形成する方法は、溶接装置などの設備コストおよび作業コストが高く、その結果地山補強用鋼管のコストが高くなるという問題があった。
【0005】
また、特許文献2に記載されているような、吐出孔の近傍に管の外方に突出する突部を形成する方法は、吐出孔ごとに突部を設ける必要があるため、多数の吐出孔がある場合やはり製造コストが高くなるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記課題を解決したもので、製造が簡単で低コスト生産が可能な地山補強用鋼管および地山補強用鋼管の製造方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】
【0007】
上記目的を達成するため、請求項1記載の地山補強用鋼管は、鋼管の外周に複数の凸条が設けられた、地山を補強するための地山補強用鋼管であって、前記凸条は別部材からなるリングを前記鋼管の外周に固着したものであることを特徴とする。
【0008】
請求項2記載の地山補強用鋼管は、請求項1記載の地山補強用鋼管であって、前記凸条は、前記鋼管の外周に形成された凹溝に前記リングを嵌合させて構成されたものであることを特徴とする。
【0009】
請求項3記載の地山補強用鋼管は、請求項1又は2記載の地山補強用鋼管前記リングは、前記鋼管の全周に連続する全周リングで構成されたものであることを特徴とする。
【0010】
請求項4記載の地山補強用鋼管は、請求項1又は2記載の地山補強用鋼管前記リングは、前記鋼管の全周に連続する全周リングであり、該全周リングの1箇所に切離し部が形成された、弾性を有する金属材で構成されたものであることを特徴とする。
【0011】
請求項5記載の地山補強用鋼管は、請求項1又は2記載の地山補強用鋼管であって、前記凸条は、鋼管の外周に不連続で形成された分割リングで構成されたことを特徴とする。
【0012】
請求項6記載の地山補強用鋼管は、請求項1ないし5のいずれかに記載の地山補強用鋼管であって、前記凸条は、前記鋼管の中心線に対して直角又は傾斜させて構成されたことを特徴とする。
【0013】
請求項7記載の地山補強用鋼管は、請求項1ないし6のいずれかに記載の地山補強用鋼管であって、前記リングの内周に突起が形成され、該突起を前記鋼管の外周に係止させたことを特徴とする。
【0014】
請求項8記載の地山補強用鋼管は、鋼管の外周に、所定の間隔を置いて凹溝を形成し、1箇所に切離し部が形成された、弾性を有する金属材で形成された全周リングを、該切離し部から広げた状態で前記凹溝に位置させ、該全周リングの弾性を利用して該凹溝に嵌合させることにより凸条を形成することを特徴とする地山補強用鋼管の製造方法。
【0015】
請求項9記載の地山補強用鋼管は、全周リング又は分割リングを、所定の間隔を置いて鋼管の外周に溶接することにより凸条を形成したことを特徴とする地山補強用鋼管の製造方法。
【0016】
請求項10記載の地山補強用鋼管は、請求項9記載の地山補強用鋼管の製造方法であって、全周リング又は分割リングを、前記鋼管の中心線に対して直角又は傾斜させて溶接することにより凸条を形成したことを特徴とする。
【0017】
請求項11記載の地山補強用鋼管は、請求項8ないし10のいずれかに記載の地山補強用鋼管の製造方法であって、前記リングの内面に多数の突起を形成し、該突起を前記鋼管の表面に係止させることを特徴とする。
【0018】
請求項12記載の地山補強用鋼管は、請求項11記載の地山補強用鋼管の製造方法であって、前記突起を利用してプロジェクション溶接により前記リングを前記鋼管に固着することを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、別部材のリングを鋼管に固着して凸条を形成するので、部品コストおよび製造コストが安くなり、低コストで地山補強用鋼管を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】本発明の地山補強用鋼管の第1実施形態を示す分解斜視図である。
【図2】第1実施形態の地山補強用鋼管の分解側面図である。
【図3】第1実施形態の地山補強用鋼管の側面図である。
【図4】(a)、(b)、(c)は、本発明に係る地山補強用鋼管の第2、第3、第4の実施形態を示す側面図、(a1)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)、(c3)は、各々A−A線、B1−B1線、B2−B2線、C1−C1線、C2−C2線、C3−C3線断面図である。
【図5】第2実施形態の地山補強用鋼管の製造工程を示す斜視図である。
【図6】(a)、(b)、(c)は、本発明に係る地山補強用鋼管の第5、第6、第7の実施形態を示す側面図、(a1)、(b1)、(b2)、(c1)、(c2)、(c3)は、各々A−A線、B1−B1線、B2−B2線、C1−C1線、C2−C2線、C3−C3線断面図である。
【図7】第5実施形態の地山補強用鋼管を製造する工程を示す側面図および断面図である。
【図8】本発明に係る地山補強用鋼管の第8実施形態の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図3は、本発明の地山補強用鋼管の第1実施形態を示している。
鋼管1の外周には、所定の間隔を置いて全周にわたって凹溝10が形成されている。リング3は、鋼管1の全周にわたる全周リングであって、このリング3には、1箇所に切離し部3aが形成されている。このリング(全周リング)3は、ある程度の弾性を有しており、少し径を広げた状態で鋼管1にスライド挿入し、凹溝10の位置で元に戻すことにより、リング3は凹溝10に弾性的に嵌合し、図7に示すように、凸条2が形成される。あるいはまた、リング3をねじることにより切離し部3aを大きく広げて凹溝10に直接嵌め込むようにしてもよい。リング3はその弾性力により、凹溝10に嵌合固着され、溶接なしでも凸条2としての機能を果たすが、必要に応じて溶接により固着力を強化することも可能である。
【0022】
図4(a)〜(c)は、本発明に係る地山補強用鋼管の第2〜第4の実施形態であって、凸条2を鋼管1に溶接するタイプのもので、かつ鋼管1の中心線に対して直角をなして形成されるタイプのものを示している。
【0023】
図4(a)に示す、第2実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、全周に連続する全周リング3Aからなる凸条2が設けられている。
【0024】
図4(b)に示す、第3実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、2分割(半周)リング3Bからなり、円周方向に180度ずつ角度を変えた位置に凸条2が設けられている。
【0025】
図4(c)に示す、第4実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、3分割(1/3周)リング3Cからなり、円周方向に120度ずつ角度を変えた位置に凸条2が設けられている。
【0026】
図5は、第2実施形態の地山補強用鋼管の製造工程を示している。鉄などの金属からなる全周に連続する全周リング3Aを作成する。この全周リング3Aは鋼管1に挿入されてスライドし得る程度の内径のものである。この全周リング3Aを鋼管1の外周に挿入し、スライドさせて所定の位置(正確な位置決め精度は要求されない)で溶接して、鋼管1にこの全周リング3Aを固定することにより、図1(a)に示すような全周に連続する凸条2を形成する。なお、この全周リング3Aは、第1実施形態に示す切離し部3aは設けていないが、切離し部3aを設けることも可能である。
【0027】
図4(b)に示す地山補強用鋼管では、2分割(半周)のリング3B(以下、分割リングと称す)を鋼管1の所定の位置に当てて溶接し、鋼管1にこの分割リング3Bを固定することにより、図1(b)に示すような2分割された凸条2を形成する。この実施形態では2分割リング3Bを鋼管1に挿入してスライドさせなくてもよい。
【0028】
図4(c)に示す地山補強用鋼管では、3分割(1/3周)のリング3C(以下、分割リングと称す)を鋼管1の所定の位置に当てて溶接し、鋼管1にこの分割リング3Cを固定することにより、図4(c)に示すような3分割された凸条2を形成する。この実施形態でも3分割リング3Cを鋼管1に挿入してスライドさせなくてもよい。
【0029】
図6(a)〜(c)は、本発明に係る地山補強用鋼管の第5〜第7の実施形態であって、凸条2が鋼管1の中心線に対して任意の角度傾斜したタイプのものを示している。
【0030】
図6(a)に示す、第5実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、全周に連続するリング状の凸条2´が傾斜して設けられている。
【0031】
図6(b)に示す、第6実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、2分割(半周)リングからなり、円周方向に180度ずつ角度を変えた位置に凸条2´が傾斜して設けられている。
【0032】
図6(c)に示す、第7実施形態では、鋼管1の外周に所定の間隔を置いて、3分割(1/3周)リングからなり、円周方向に120度ずつ角度を変えた位置に凸条2´が傾斜して設けられている。
【0033】
第5〜第7の実施形態の凸条2´は、全周リング、2分割リング又は3分割リングを傾斜(傾斜角度は任意である)させて鋼管1に溶接する点のみ、第2〜第4の実施形態と異なり、その他の構成は第2〜第4の実施形態と同一である。
【0034】
図7(a)(b)は、図6(a)の第5実施形態の地山補強用鋼管を製造する工程を示している。図7(a)では、全周リング3Aの内径は鋼管1の外径より若干大きくなっており、全周リング3Aを鋼管1に嵌め込んだ後、傾斜させて溶接する。また、図7(b)では、鋼管1の表面に対して平行をなす内周面4に対して側面5が所定角度傾斜した全周リング3Aを用いることにより、内周面4を鋼管1の外周に密着させて固定することが可能となる。
【0035】
なお、図5および図6(a)、(b)に示す全周リング3Aは、第1実施形態に示したような切離し部3aを設けた構成のものでもよい。
また、第3、第4、第6および第7実施形態では、2分割および3分割リングを示しているが、分割数は任意であり、図示の分割数は単なる例示である。
【0036】
図8は、地山補強用鋼管の第8実施形態であって、リング3は切離し部3aを有する全周リングであり、このリング3の内面に突起11を形成し、リング3の弾性を利用して突起11を鋼管1に係止させる。突起11と鋼管1の摩擦力で固着力が強くなるので、溶接箇所を少なくすることができる。また、この突起11を利用してプロジェクション溶接(突起に大電流を流す抵抗溶接)を行うことも可能となる。
【0037】
以上のように、本発明の地山補強用鋼管およびこの地山補強用鋼管の製造方法によれば、別部材のリング3、3A、3B、3Cを用いて鋼管1の表面に凸条2を形成するので、従来の肉盛り溶接に比べて、設備コスト、作業コストともに低減させることが可能となる。
【符号の説明】
【0038】
1 鋼管
2、2´ 凸条
3 リング
3A 全周リング
3B、3C 分割リング
10 凹溝
11 突起

【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋼管の外周に間隔を置いて複数の凸条が設けられた、地山を補強するための地山補強用鋼管であって、
前記凸条は別部材からなるリングを前記鋼管の外周に固着したものであることを特徴とする地山補強用鋼管。
【請求項2】
前記凸条は、前記鋼管の外周に形成された凹溝に前記リングを嵌合させて構成されたものであることを特徴とする請求項1記載の地山補強用鋼管。
【請求項3】
前記リングは、前記鋼管の全周に連続する全周リングで構成されたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の地山補強用鋼管。
【請求項4】
前記リングは、前記鋼管の全周に連続する全周リングであり、該全周リングの1箇所に切離し部が形成された、弾性を有する金属材で構成されたものであることを特徴とする請求項1又は2記載の地山補強用鋼管。
【請求項5】
前記凸条は、鋼管の外周に不連続で形成された分割リングで構成されたことを特徴とする請求項1又は2記載の地山補強用鋼管。
【請求項6】
前記凸条は、前記鋼管の中心線に対して直角又は傾斜させて構成されたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の地山補強用鋼管。
【請求項7】
前記リングの内周に突起が形成され、該突起を前記鋼管の外周に係止させたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の地山補強用鋼管。
【請求項8】
鋼管の外周に、所定の間隔を置いて凹溝を形成し、1箇所に切離し部が形成された、弾性を有する金属材で形成された全周リングを、該切離し部から広げた状態で前記凹溝に位置させ、該全周リングの弾性を利用して該凹溝に嵌合させることにより凸条を形成することを特徴とする地山補強用鋼管の製造方法。
【請求項9】
全周リング又は分割リングを、所定の間隔を置いて鋼管の外周に溶接することにより凸条を形成したことを特徴とする地山補強用鋼管の製造方法。
【請求項10】
全周リング又は分割リングを、前記鋼管の中心線に対して直角又は傾斜させて溶接することにより凸条を形成したことを特徴とする請求項9記載の地山補強用鋼管の製造方法。
【請求項11】
前記リングの内面に多数の突起を形成し、該突起を前記鋼管の表面に係止させることを特徴とする請求項8ないし10のいずれかに記載の地山補強用鋼管の製造方法。
【請求項12】
前記突起を利用してプロジェクション溶接により前記リングを前記鋼管に固着することを特徴とする請求項11記載の地山補強用鋼管の製造方法。



【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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