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た管体を用いる推進工法において、簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる推進工法を提供する。
【解決手段】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１０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、架台５０上で一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１２を接合することにより管体１０を構成した後、この管体１０の外周面と架台５０の支持面５３との間に低摩擦材５５を介在させて管体１０を周方向に回転させることにより管体１０の接合部５７の周方向位置を変化させ、その後この管体１０を吊り上げて推進管の後方端に搬入し推進管に接続する。

【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推進工法に係り、特に一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合することにより構成される管体を用い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、特許文献１には、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、これらの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開示されている。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】
【特許文献１】特開２００４−１８３２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような半割り状のコンクリートセグメントは、工場で製作され、トレーラー等で現場まで搬送された後、現場において、図１８に示すように、管体１を構成する半割り状のコンクリートセグメント２の一方を、開口側を上側にして置いた上に、もう１つのコンクリートセグメント２を開口側を下側にして上方から載せて、両者が接合されることにより、組み立てられる。このようにして組み立てられた管体１の接合部３は、地面に水平に位置している。この管体１をこのままの状態で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し、横方向に押し込むと、管体１の接合部３は地面に水平に位置したままとなる。
【０００６】
ところが、この管体１は、地中に埋設されたときには、地面に対して略４５度の角度の位置に接合部３が位置するようにするのが、管体１の耐力上好ましいので、管体１を組み立てた後、クレーンで吊り上げる前に周方向に４５度回転させる必要がある。しかしながら、この管体１は、例えば、２０トンにも達する大重量のコンクリート製品であるので、この回転作業は容易なものではない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合した管体を用いる推進工法において、簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる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】
【０００８】
請求項１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、架台上で一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合することにより管体を構成した後、この管体の外周面と前記架台の支持面との間に低摩擦材を介在させて該管体を周方向に回転させることにより該管体の接合部の周方向位置を変化させ、その後この管体を吊り上げて推進管の後方端に搬入し推進管に接続することを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明においては、管体の外周面と架台の支持面との間に低摩擦材を介在させて管体を周方向に回転させるので、大口径の大重量の管体であっても、簡単な装置構成で容易に管体を所定角度回転させることができる。これにより、大口径のコンクリート製管体を用いた推進工法を施工することが可能になる。
【００１０】
請求項２に記載の推進工法は、請求項１に記載の発明において、前記一対の半割り状のコンクリートセグメントをその接合部が水平に位置するように接合して管体を構成した後、この管体を周方向に４５度回転させることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明においては、一対の半割り状のコンクリートセグメントをその接合部が水平に位置するように接合して管体を構成するので、接合作業を安定して容易に行うことができる。そして、管体の外周面と架台の支持面との間に低摩擦材を介在させて管体を周方向に４５度回転させるので、大口径の大重量の管体であっても、簡単な装置構成で容易に管体を所定角度回転させることができる。その後、この接合部が４５度の位置になっている管体をそのまま吊り上げて立坑の底部に搬入し、地中に押し込むことができ、これにより地中に埋設された管体の耐力が高まる。
【００１２】
請求項３に記載の推進工法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記低摩擦材が管体の外周面と架台の支持面との間に挟まれたテープ状のものであるとともに、前記架台の支持面が低摩擦面とされていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明においては、管体の外周面と架台の支持面との間に低摩擦材が挟まれており、管体を周方向に回転させると、架台の支持面が低摩擦面とされていてすべり易い一方、コンクリート製の管体の外周面はすべり難いので、テープ状の低摩擦材が支持面上を滑って移動して行き、この低摩擦材の移動に伴って、低摩擦材と管体の外周面との間の摩擦力により、管体に回転力が与えられる。したがって、管体が大口径の大重量物であっても、小さな力で管体が回転する。このように、簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる。
【００１４】
請求項４に記載の推進工法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記低摩擦材は、架台の支持面に固定されているものであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明においては、架台の支持面に低摩擦材を固定するだけの簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる。
【００１６】
請求項５に記載の推進工法は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記低摩擦材が管体の外周面に設けられた水分を吸収するとゲル化するポリマーを含むものであるとともに、前記架台の支持面が平滑面とされていることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明においては、このような低摩擦材を用いる場合には、この低摩擦材に水分を与えゲル化すると低摩擦材の摩擦力が低減するので、管体が大口径の大重量物であっても、小さな力で管体が回転する。このように、簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる。
【００１８】
請求項６に記載の推進工法は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発明において、前記架台の支持面は、互いに間隔をおいて管体の軸線に沿って直線状に延びる２つの面であることを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明においては、管体を架台の支持面で２点支持するので、一対のコンクリートセグメントを接合して組み立てる際にも、管体を安定して支持できるとともに、管体を周方向に回転させる際にも、安定して支持することができる。
２つの支持面は、互いに対向する側に傾斜していることが好ましく、さらには２つの支持面と直交する線がなす角度が７０度程度の鋭角であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の推進工法によれば、架台と低摩擦材を用いた簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体の回転作業を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面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１２，１２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。
【００２２】
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１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を充填する。
【００２３】
一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１２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２に示すように、コンクリートセグメント１２，１２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１２，１２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４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１２，１２の外周面の凹部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。そして、コンクリートセグメント１２，１２の接合面１８，１８を合わせた後に、凹部２６から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１２，１２の接合面１８，１８間、および周方向への緊張を与える。
【００２４】
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１２，１２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１２，１２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。
【００２５】
コンクリートセグメント１２，１２の対向する周方向端面１８には、図３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１２，１２の接合面１８間に作用する剪断力を負荷することであり、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、図４に示すように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１２，１２を接合する際の位置合わせにも用いられるので、先細のテーパ３６によって剪断キー３２が凹所３４に入りやすくなっている。剪断キー３２は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、長さの異なるものが用意されており、状況に応じて選択することができる。例えば、位置合わせの際に最初に位置決めする箇所の凹所３４に長いものを、他の凹所３４に短いものを配置し、順次位置決めすることで、作業を円滑に進めることができる。
【００２６】
剪断キー３２を収容する凹所３４は、コンクリートセグメント１２，１２の周方向端面１８においてコンクリート中に埋設されたキー受け部材３８に形成されている。すなわち、このキー受け部材３８には、剪断キー３２の端部と同じテーパを持つ円錐面４０と、剪断キー３２の中間の筒状部を収容する円筒面４２が形成された凹所３４が形成されている。剪断キー３２とキー受け部材３８の凹所３４の寸法差は、この実施の形態においては０．１ｍｍ以下に設定されており、接合面１８間に剪断力が作用した時に、剪断キー３２に剪断力のみが作用するようになっている。このキー受け部材３８の凹所３４の底部にはねじ穴４４が形成されている。キー受け部材３８は、そのコンクリートに埋設される側の端部に拡径部４６が形成され、剪断方向あるいは引き抜き方向に作用する力に抵抗できるようになっており、また、受圧面積の増加も図られている。キー受け部材３８も、金属、樹脂、セラミックス等の適宜の素材によって作製可能である。
【００２７】
次に、このコンクリート製管体１０を用いた推進工法を、図５ないし図１７を参照して説明する。なお、これらの図において、管体１０は簡略化して図示されている。
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を、工場で製作し、トレーラー等で現場まで搬送する。
【００２８】
次いで、現場において、一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１２を接合して、管体１０を形成し、その後この管体１０を周方向に４５度回転させる。以下、これについて詳しく説明する。
図５および図６は、管体１０の組み立ておよび回転に用いる架台を示す図であって、図５は正面図であり、図６は側面図である。この架台５０は、基台５１と、この基台５１上に固定された２つの支持部５２とを備えている。両支持部５２は、レール状に形成されており、間隔をおいて平行に配置されている。両支持部５２の上部にはそれぞれ、傾斜した平面からなる支持面５３が間隔をおいて平行に直線状に延びており、これらの２つの支持面５３により管体１０が支持される。これらの支持面５３と直交する線がなす角度αは鋭角であり、例えば７０度程度に設定されている。なお、支持部５２および支持面５３は、連続的に延びるのではなく、間に空間をおいて飛び飛びになっていてもよい。
【００２９】
まず、図７に示すように、管体１０を搬入する立坑の近くに架台５０を設置する。
次いで、図８に示すように、架台５０の各支持面５３上にそれぞれ、トタン板等からなる表面が平滑な平滑板５４を接着剤などを用いて固定し、この平滑板５４の表面にグリースを塗布して、低摩擦面にする。
次いで、各支持面５３上に、図９に示すように、テフロン（登録商標）等の摩擦係数が低い材料からなるテープ状の低摩擦材５５の一端部を載せる。この低摩擦材５５は、管体１０の周方向に延びるように設けられる。また、この低摩擦材５５は、管体１０の軸線方向に間隔をおいて複数個が配置される。低摩擦材５５の幅は、例えば、３０〜６０ｃｍ程度に設定される。
次いで、図１０に示すように、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の一方を、開口側を上側にして、架台５０の支持面５３上に置く。このようにすると、支持面５３上の平滑板５４とコンクリートセグメント１２の外周面との間に、低摩擦材５５の一端部が介在される。
【００３０】
次いで、図１１に示すように、管体１０を構成するもう１つのコンクリートセグメント１２を、開口側を下側にして上方から載せて、両コンクリートセグメント１２，１２の接合面１８，１８を合わせる。
次いで、図１２に矢印で示すように、コンクリートセグメント１２，１２の周方向にＰＣ鋼材等のＰＣ緊張材を挿通し、図１３に示すように、このＰＣ緊張材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１２，１２を強固に一体化する。なお、このコンクリートセグメント１２，１２の接合時には、剪断キーの装着やカラーの連結等も行われる。このようにして組み立てられた管体１０の接合部５７は、地面に水平に位置している。
【００３１】
次いで、図１４および図１５に示すように、小型揚重機６０のチェーン６１の両端をそれぞれ、管体１０の外周面および架台５０の基台５１に固定し、両固定部の距離を縮めることにより、管体１０を矢印で示す周方向に４５度回転させる。このとき、架台５０の各支持面５３の各平滑板５４と管体１０の外周面との間にそれぞれ、低摩擦材５５が介在されているが、平滑板５４の表面にはグリースが塗布されて低摩擦面とされていてすべり易い一方、コンクリート製の管体１０の外周面はすべり難いので、テープ状の低摩擦材５５が支持面５３の平滑板５４上を滑って移動して行き、この低摩擦材５５の移動に伴って、低摩擦材５５と管体１０の外周面との間の摩擦力により、管体１０に回転力が与えられる。したがって、管体１０が例えば２０トン程度の重量物であっても、小さな力で管体１０が回転する。なお、小型揚重機６０の代わりに、クレーンを用いて管体１０を周方向に回転させるようにしてもよい。すなわち、クレーンのワイヤを管体１０の外周面に固定して、このワイヤを回転方向に引くことにより、管体１０を回転させる。
【００３２】
次いで、図１６に示すように、この管体１０をこのままの状態で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、図１７に示すように、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７０に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。管体１０は、立坑７１の支圧壁（反力壁）７２と搬入した管体１０との間に設けられたジャッキ７３により、地中７０に水平に押し込まれる。このように地中に埋設された管体１０は、地面に対して略４５度の角度の位置に接合部が位置する。なお、管体１０は、接合部が管体１０の軸線方向に連続しないように、交互に反対方向に４５度回転させて、立坑７１に搬入するようにする。
【００３３】
このような推進工法にあっては、一対の半割り状のコンクリートセグメント１２，１２をその接合部５７が水平に位置するように接合して管体１０を構成するので、接合作業を安定して容易に行うことができる。そして、管体１０の外周面と架台の支持面５３上の平滑面５４との間にテープ状の低摩擦材５５が挟まれており、架台１０の平滑面５４が低摩擦面とされていてすべり易い一方、コンクリート製の管体１０の外周面はすべり難いので、低摩擦材５５が平滑面５４上を滑って移動して行き、この低摩擦材５５の移動に伴って、低摩擦材５５と管体１０の外周面との間の摩擦力により、管体１０に回転力が与えられる。したがって、管体１０が大口径の大重量物であっても、小さな力で管体１０が周方向に４５度回転する。このように、架台５０と低摩擦材５５とを用いた簡単な装置構成により、重量物である接合後の管体１０の回転作業を容易に行なうことができる。その後、この接合部５７が４５度の位置になっている管体１０をそのまま吊り上げて立坑の底部に搬入し、地中に押し込むことができ、これにより地中に埋設された管体１０の耐力が高まる。
【００３４】
また、架台５０の支持面５３が互いに間隔をおいて管体の軸線に沿って直線状に延びる２つの面で構成されているので、管体１０が２点支持されるため、一対のコンクリートセグメント１２，２１を接合して組み立てる際にも、管体１０を安定して支持できるとともに、管体１０を周方向に回転させる際にも、安定して支持することができる。さらに、２つの支持面５３，５３が互いに対向する側に傾斜しているので、管体１０をより安定して支持できるとともに、回転させることができる。さらには、２つの支持面５３，５３と直交する線がなす角度が７０度程度の鋭角をなすように設定されているので、管体１０を４５度周方向に回転させたときに、接合部５７が支持部５３に接触しないようにすることが可能である。
【００３５】
なお、上述の実施の形態では、管体１０の外周面と架台５０の支持面５３との間にテープ状の低摩擦材５５を挟むとともに、支持面５３を低摩擦面として、管体１０を回転させるようにしたが、これに代えて、テフロン（登録商標）等の摩擦係数が低い材料からなる低摩擦材を、単に架台５０の支持面５３上に固定し、管体１０を回転させるようにしてもよい。
【００３６】
あるいは、管体１０の外周面に水分を吸収するとゲル化するポリマーを含む低摩擦材を設けるとともに、トタン板等の表面が平滑な平滑板５４を架台５０の支持面５３に設けるなどして、支持面５３を平滑面とし、管体１０を回転させるようにしてもよい。このような低摩擦材を用いる場合には、噴霧機などによって散水して、この低摩擦材に水分を与えゲル化すると低摩擦材の摩擦力が低減するので、管体１０を容易に回転させることができる。ここで、「水分を吸収するとゲル化するポリマー」とは、水分を吸収するとゲル化する高分子化合物などをいい、例えば、架橋ポリアクリル酸塩の高分子化合物などを含む。そして、この「低摩擦材」は、水分を吸収するとゲル化するポリマーが、不織布、布、繊維、ゴム、紙あるいは発砲ウレタンなどに混ぜられて形成されているものである。このような低摩擦材は、例えば、管体１０の外周面の支持面５３に接触する範囲に、管体１０の周方向に帯状に延びるようにして、管体１０の軸線方向に間隔をおいて複数列が貼り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】剪断キーおよびキー受け部材を示す断面図であり、（ａ）は長尺の剪断キー、(ｂ)は短尺の剪断キーを示す。
【図５】本発明の実施の形態に係る推進工法に用いる架台を示す図であって、正面図である。
【図６】同、側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る推進工法を説明するための図であって、架台設置工程を示す正面図である。
【図８】同、平滑板の設置工程を示す支持部の正面図である。
【図９】同、低摩擦材の設置工程を示す正面図である。
【図１０】同、一方のコンクリートセグメントの載置工程を示す正面図である。
【図１１】同、他方のコンクリートセグメントの載置工程を示す正面図である。
【図１２】同、コンクリートセグメントへのＰＣ緊張材の挿通工程を示す正面図である。
【図１３】同、コンクリートセグメント中のＰＣ緊張材の締め付け工程を示す正面図である。
【図１４】同、管体の回転工程を示す正面図である。
【図１５】同、管体の回転工程を示す側面図である。
【図１６】同、管体の吊り上げ工程を示す正面図である。
【図１７】同、管体の押し込み工程を示す側面である。
【図１８】管体の組み立て状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０コンクリート製管体
１２半割り状コンクリートセグメント
５０架台
５３支持面
５７接合部

【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であって、
架台上で一対の半割り状のコンクリートセグメントを接合することにより管体を構成した後、この管体の外周面と前記架台の支持面との間に低摩擦材を介在させて該管体を周方向に回転させることにより該管体の接合部の周方向位置を変化させ、その後この管体を吊り上げて推進管の後方端に搬入し推進管に接続することを特徴とする推進工法。
【請求項２】
前記一対の半割り状のコンクリートセグメントをその接合部が水平に位置するように接合して管体を構成した後、この管体を周方向に４５度回転させることを特徴とする請求項１に記載の推進工法。
【請求項３】
前記低摩擦材が管体の外周面と架台の支持面との間に挟まれたテープ状のものであるとともに、前記架台の支持面が低摩擦面とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の推進工法。
【請求項４】
前記低摩擦材は、架台の支持面に固定されているものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の推進工法。
【請求項５】
前記低摩擦材が管体の外周面に設けられた水分を吸収するとゲル化するポリマーを含むものであるとともに、前記架台の支持面が平滑面とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の推進工法。
【請求項６】
前記架台の支持面は、互いに間隔をおいて管体の軸線に沿って直線状に延びる２つの面であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の推進工法。

【図１】