JP4722820B2 - セグメント - Google Patents

Description

この発明は、セグメント、特に、例えば、立坑構築時のセグメント結合用ボルトの締結作業がコンクリートセグメント本体の外側から行え、そして、立坑構築後のセグメント結合用ボルトの増し締め作業がコンクリートセグメント本体の内側から行えるコンクリートセグメントに関するものである。

立坑を構築する方法の１つに、特許文献１（特開２００１−２０２９４号公報）に開示されている圧入地下沈設立坑工法が知られている。

この圧入地下沈設立坑工法は、図５に示すように、立坑２１を構成するコンクリートセグメント２２を地上でリング状（セグメントリング）に組み立て、グラウンドアンカー２３により圧入装置２４を地上に固定し、圧入装置２４によるセグメントリング２５の圧入工程と掘削機２６によるセグメントリング２５内の地盤の掘削工程とを繰り返し行う工法である。

上記圧入地下沈設立坑工法は、次のような利点がある。

（１）地盤掘削中の残土等は、バケットにより容易に排出できるので、地上でのセグメントリング２５の組み立ての支障にならない。
（２）地盤掘削時に作業員が坑内に入らずに済むので安全である。
（３）地盤改良をせずに止水性能を確保できる。
（４）近接構造物および周辺地盤への影響が少ない。

上記圧入地下沈設立坑工法により立坑を構築する場合、セグメントリング２５の内側に作業床を組み立て、この作業床上でコンクリートセグメント２２の軸方向および周方向の結合作業を全て行っていた。

しかし、上記作業床は、セグメントリング２５毎に構築する必要があるので、容易に着脱可能な構造でそれほど強固な構造ではなく、仮の足場ようになものであった。しかも、この作業床の下は、既に掘削が終了した何十メートルもの立穴であるので、作業床上でのコンクリートセグメント２２の結合作業は、安全面で問題があった。

上記問題は、コンクリートセグメント２２の結合作業を地上で行えるようにすれば、解決することができる。

特許文献２（実公昭６３−４３２７４号公報）には、図６に示すようなコンクリートセグメントが開示されている。以下、このコンクリートセグメントを従来セグメントという。

従来セグメントは、セグメント本体２７の継手金具のボルト操作用の一方の空所２８をセグメント本体２７の外側に形成し、セグメント本体２７の継手金具のボルト操作用の他方の空所２９をセグメント本体２７の内側に形成したものである。

従来セグメントによれば、潜函工法から深礎工法への切り替えが可能となる。

潜函工法とは、予め地上に構築した構築物をその下部の土を掘り取って、構築物の重量で地中に沈ませて所定の地中深度に設置する工法である。この工法は、構築中の立坑があまり進行せず、立坑が比較的浅い内に採用される。この工法では、コンクリートセグメントを地上で組み立てるので、この結合作業は、安全面から見てもコンクリートセグメントの外側から行えるようにするのが好ましい。

一方、深礎工法とは、周辺地山を鋼板で土留めしながら縦穴を掘削する工法である。この工法は、潜函工法による立坑の構築が進行するにつれて、大きな土圧を受けてセグメントリングの沈下が不能となった場合に採用される。この工法では、コンクリートセグメントの結合作業は、立坑内で行わねばならない。

従来セグメントによれば、継手金具のボルト操作用の一方の空所２８がセグメント本体２７の外側に形成され、継手金具のボルト操作用の他方の空所２９がセグメント本体２７の内側に形成されているので、図７に示すように、潜函工法から深礎工法への切り替えが可能となる。

特開２００１−２０２９４号公報 実公昭６３−４３２７４号公報

上記圧入地下沈設立坑工法により立坑を構築する場合、コンクリートセグメントの結合作業は、安全面から見てもコンクリートセグメントの外側から行えるようにするのが好ましい。また、立坑構築後のセグメント結合用ボルトの増締作業は、立坑の外側からは不可能であるので、立坑の内側から行わねばならない。

しかし、上記従来セグメントは、潜函工法から深礎工法への切り替えを可能とするコンクリートセグメントであるので、立坑構築時のセグメント結合用ボルトの締結作業がセグメント本体の外側から行え、そして、立坑構築後のセグメント結合用ボルトの増し締め作業がセグメント本体の内側から行えるといったことは一切できない。

従って、この発明の目的は、例えば、立坑構築時のセグメント結合用ボルトの締結作業は、コンクリートセグメント本体の外側から行え、そして、立坑構築後のセグメント結合用ボルトの増し締め作業は、コンクリートセグメント本体の内側から行えるコンクリートセグメントを提供することにある。

この発明は、上述の目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

請求項１記載の発明は、立坑等の地下構造物を構成するセグメントにおいて、セグメント本体と、前記セグメント本体の軸方向の一方端部に、前記セグメント本体の厚さ方向に貫通して形成された、ボルト挿通孔が形成された軸方向結合ボルト用貫通孔と、前記セグメント本体の周方向の一方端部に、前記セグメント本体の厚さ方向に貫通して形成された、ボルト挿通孔が形成された周方向結合ボルト用貫通孔と、前記セグメント本体の軸方向の他方端部に設けられた軸方向結合ボルト用受け入れ手段と、前記セグメント本体の周方向の他方端部に設けられた周方向結合ボルト用受け入れ手段とを備えていることに特徴を有するものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記軸方向結合ボルト用受け入れ手段および前記周方向結合ボルト用受け入れ手段は、雌ねじからなっていることに特徴を有するものである。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記軸方向結合ボルト用受け入れ手段は、前記軸方向結合ボルト用貫通孔と同一構造であり、前記周方向結合ボルト用受け入れ手段は、前記周方向結合ボルト用貫通孔と同一構造であることに特徴を有するものである。

請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔は、結合ボルトの締め付け工具を使用できる空間を有していることに特徴を有するものである。

請求項５記載の発明は、請求項１から４の何れか１つに記載の発明において、前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔の外側開口部を塞ぐ外側キャップ、および、前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔の内側開口部を塞ぐ内側キャップの内の少なくとも前記外側キャップを有することに特徴を有するものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５の何れか１つに記載の発明において、前記セグメント本体は、コンクリート製であることに特徴を有するものである。

この発明によれば、例えば、立坑構築時のセグメント結合用ボルトの締結作業は、コンクリートセグメント本体の外側から行え、そして、立坑構築後のセグメント結合用ボルトの増し締め作業は、コンクリートセグメント本体の内側から行える。しかも、コンクリートセグメント本体に形成した軸方向結合ボルト用貫通孔および周方向結合ボルト用貫通孔から立坑構築中に土や水等が入り込むことがない。

次に、この発明をコンクリートセグメントに適用した場合の一実施態様を、図面を参照しながら説明する。

図１は、この発明のコンクリートセグメントを示す断面図、図２は、この発明のコンクリートセグメントの軸方向結合ボルト用貫通孔部分の拡大断面図、図３は、この発明のコンクリートセグメント本体以外の構成をセグメントの内側から見た図である。

図１から図３において、１は、コンクリートセグメント本体、２は、ボルト挿通孔２Ａが形成された軸方向結合ボルト用貫通孔であり、コンクリートセグメント本体１の軸方向の一方端部にコンクリートセグメント本体１の厚さ方向に貫通して形成されている。軸方向結合ボルト用貫通孔２は、軸方向結合ボルトの締め付け工具（Ｔ）を使用できる空間を有している。ボルト挿通孔２Ａは、コンクリートセグメント本体１の軸方向の一方端面Ｓ１まで延びている。軸方向結合ボルト用貫通孔２は、アンカー鉄筋３により固定された円形鋼管４から形成されている。なお、円形鋼管４以外に角形鋼管等であっても良く、また、コンクリートセグメント本体１に直接形成しても良い。

５は、軸方向結合ボルト用受け入れ手段としての雌ねじであり、コンクリートセグメント本体１の軸方向の他方端部に形成されていて、セグメント結合時において、隣接する他のコンクリートセグメントの後述する軸方向結合ボルト１３がねじ込まれる。

６は、ボルト挿通孔６Ａが形成された周方向結合ボルト用貫通孔であり、コンクリートセグメント本体１の周方向の一方端部にコンクリートセグメント本体１の厚さ方向に貫通して形成されている。周方向結合ボルト用貫通孔６も周方向結合ボルトの締め付け工具（Ｔ）を使用できる空間を有している。ボルト挿通孔６Ａは、コンクリートセグメント本体１の周方向の一方端面Ｓ２まで延びている。周方向結合ボルト用貫通孔６も軸方向結合ボルト用貫通孔２と同様に、アンカー鉄筋７により固定された円形鋼管８から形成されている。なお、円形鋼管８以外に角形鋼管等であっても良く、また、コンクリートセグメント本体１に直接形成しても良い。

９は、周方向結合ボルト用受け入れ手段としての雌ねじであり、コンクリートセグメント本体１の周方向の他方端部に形成されていて、セグメント結合時において、隣接する他のコンクリートセグメントの後述する周方向結合ボルトがねじ込まれる。

１０は、軸方向結合ボルト用貫通孔２および周方向結合ボルト用貫通孔６の外側開口部を塞ぐ外側キャップであり、１１は、軸方向結合ボルト用貫通孔２および周方向結合ボルト用貫通孔６の内側開口部を塞ぐ内側キャップである。外側および内側キャップ１０、１１は、図２に示すように、Ｏリング等のパッキング１２を介してシールされ、土や水が立坑内に入り込まないようになっている。何れのキャップ１０、１１も取っ手１０Ａ、１１Ａにより手で着脱できるようになっている。なお、外側キャップ１０のみを設けても良い。何れのキャップ１０、１１も嵌め込み式、あるいは、ねじ込み式により貫通孔２、６に着脱可能に取り付けられる。キャップ１０、１１の材質は、鋼製、樹脂製、鋳鉄製等、特に限定されない。

このように構成されている、この発明のコンクリートセグメントによれば、上述した圧入地下沈設立坑工法により以下のようにして、立坑を構築することができる。

地上でのコンクリートセグメント本体１の軸方向および周方向の結合作業は、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２、６がコンクリートセグメント本体１を貫通して形成されているので、何れの結合作業もコンクリートセグメント本体１の外側から行える。

すなわち、コンクリートセグメント本体１同士を軸方向に結合するには、コンクリートセグメント本体１の外側から軸方向結合ボルト用貫通孔２内に軸方向結合ボルト１３を入れ、これを軸方向に隣接する他のコンクリートセグメント本体１の雌ねじ５にねじ込む。軸方向結合ボルト１３の締め付けは、レンチ等の締め付け工具（Ｔ）により行うが、この作業は、軸方向結合ボルト用貫通孔２の空間が締め付け工具（Ｔ）を操作するに十分な大きさを有しているので容易に行える。

コンクリートセグメント本体１同士を周方向に結合するには、コンクリートセグメント本体１の外側から周方向結合ボルト用貫通孔６内に周方向結合ボルト１４を入れ、これを周方向に隣接する他のコンクリートセグメント本体１の雌ねじ９にねじ込む。周方向結合ボルト１４の締め付けは、締め付け工具（Ｔ）を周方向結合ボルト用貫通孔６内に差し込むことによって行う。この作業も周方向結合ボルト用貫通孔６の空間が締め付け工具（Ｔ）を操作するに十分な大きさを有しているので容易に行える。

このようにして、地上でのセグメントリングの組み立てが完了したら、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２、６に外側および内側キャップ１０、１１を被せて貫通孔２、６を閉塞する。この後、セグメントリングの圧入工程と掘削機によるセグメントリング内の地盤の掘削工程とを繰り返し行う。この際、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２、６は、何れも、外側および内側キャップ１０、１１により閉塞されているので、立坑内に土や水等が入り込むことはない。

このようにして、立坑が構築されるが、立坑構築後に行う軸方向および周方向結合ボルト１３、１４の増し締め作業は、内側キャップ１１を外すことによって、立坑内で行うことができる。

以上のように、この発明のコンクリートセグメントによれば、地上でのコンクリートセグメント本体１の軸方向および周方向の結合作業は、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２、６がコンクリートセグメント本体１を貫通して形成されているので、何れもコンクリートセグメント本体１の外側から行える。従って、地上でのセグメントリングの組み立て作業が安全に行える。しかも、立坑構築後に行う軸方向および周方向結合ボルト１３、１４の増し締め作業が内側キャップ１１を外すことによって、立坑内で行うことができる。さらに、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２、６は、何れも、外側および内側キャップ１０、１１により閉塞されているので、立坑内に土や水等が入り込むことはない。

上記実施例は、軸方向および周方向結合ボルト用受け入れ手段を雌ねじ５および９とした場合であるが、図４に示すように、軸方向および周方向結合ボルト用受け入れ手段を、軸方向および周方向結合ボルト用貫通孔２および６と同一構造のものとしても良い。

この場合、セグメント同士の軸方向の結合は、相対する貫通孔２のボルト挿通孔２Ａ内に軸方向結合ボルト１３を挿通し、ナット止めする。セグメント同士の周方向の結合は、相対する貫通孔６のボルト挿通孔６Ａ内に周方向結合ボルト１４を挿通し、ナット止めする。

以上は、この発明のコンクリートセグメントにより立坑を構築する場合であるが、横坑の構築にも適用できる。

また、コンクリートセグメント以外に、鋼製セグメント、鋼−コンクリート合成セグメント、鋳鉄製セグメント等にも適用可能である。

この発明のコンクリートセグメントを示す断面図である。 この発明のコンクリートセグメントの軸方向結合ボルト用貫通孔部分の拡大断面図である。 この発明のコンクリートセグメント本体以外の構成をセグメントの内側から見た図である。 他の発明のコンクリートセグメント本体以外の構成をセグメントの内側から見た図である。 圧入地下沈設立坑工法の説明図である。 従来セグメントを示す斜視図である。 従来セグメントによる立坑の構築方法を示す断面図である。

符号の説明

１：コンクリートセグメント本体
２：軸方向結合ボルト用貫通孔
２Ａ：ボルト挿通孔
３：アンカー鉄筋
４：円形鋼管
５：雌ねじ
６：周方向結合ボルト用貫通孔
６Ａ：ボルト挿通孔
７：アンカー鉄筋
８：円形鋼管
９：雌ねじ
１０：外側キャップ
１０Ａ：取手
１１：内側キャップ
１１Ａ：取手
１２：パッキング
１３：軸方向結合ボルト
１４：周方向結合ボルト
２１：立坑
２２：コンクリートセグメント
２３：グラウンドアンカー
２４：圧入装置
２５：セグメントリング
２６：掘削機
２７：セグメント本体
２８：一方の空所
２９：他方の空所

Claims (6)

1. 立坑等の地下構造物を構成するセグメントにおいて、
   セグメント本体と、
   前記セグメント本体の軸方向の一方端部に、前記セグメント本体の厚さ方向に貫通して形成された、ボルト挿通孔が形成された軸方向結合ボルト用貫通孔と、
   前記セグメント本体の周方向の一方端部に、前記セグメント本体の厚さ方向に貫通して形成された、ボルト挿通孔が形成された周方向結合ボルト用貫通孔と、
   前記セグメント本体の軸方向の他方端部に設けられた軸方向結合ボルト用受け入れ手段と、
   前記セグメント本体の周方向の他方端部に設けられた周方向結合ボルト用受け入れ手段と
   を備えていることを特徴とするセグメント。
2. 前記軸方向結合ボルト用受け入れ手段および前記周方向結合ボルト用受け入れ手段は、雌ねじからなっていることを特徴とする、請求項１記載のセグメント。
3. 前記軸方向結合ボルト用受け入れ手段は、前記軸方向結合ボルト用貫通孔と同一構造であり、前記周方向結合ボルト用受け入れ手段は、前記周方向結合ボルト用貫通孔と同一構造であることを特徴とする、請求項１記載のセグメント。
4. 前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔は、結合ボルトの締め付け工具を使用できる空間を有していることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のセグメント。
5. 前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔の外側開口部を塞ぐ外側キャップ、および、前記軸方向結合ボルト用貫通孔および前記周方向結合ボルト用貫通孔の内側開口部を塞ぐ内側キャップの内の少なくとも前記外側キャップを有することを特徴とする、請求項１から４の何れか１つに記載のセグメント。
6. 前記セグメント本体は、コンクリート製であることを特徴とする、請求項１から５の何れか１つに記載のセグメント。

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