JP2021156097A - 発進口の形成方法および発進口構造 - Google Patents

Abstract

【課題】地上建物や地下構造物の配置条件によらず、所望の長さの推進管を用いて、立坑と本管とを接続することができる発進口の形成方法を提供する。【解決手段】小口径の垂直鋼製立坑１０ａの側壁から、斜め下方の本管１７に向けて推進管１５を発進させるための発進口１０ｂの形成方法であって、側壁に、推進管よりも口径の大きなガイド管１１を挿入するための坑口を形成する工程と、ガイド管を、坑口から圧入させる工程と、圧入されたガイド管と坑口との隙間に、止水用の第１間詰め材１２を充填する工程と、ガイド管の内部を掘削する工程と、ガイド管の先端に、推進管を挿通させるための挿通孔１４ｃを有する止水パッキン１４を取り付ける工程と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明は、発進口の形成方法および発進口構造に関し、特に、立坑の側壁から本管に向けて推進管を発進させるための発進口の形成方法および発進口構造に関する。

上記技術分野において、特許文献１には、立坑の側壁から本管へ向けて水平に推進管を発進させる工法であって、推進管差込用空間を形成するための筒状体を地中に設置して、設置した筒状体の内部に推進管を差し込んで、推進させる工法が開示されている。

特開昭６０−１７３２９５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の工法は、推進管を立坑の底面に水平に配置して、推進させる工法であり、所定以上の長さの推進管を推進させる場合には、立坑の口径に応じた長さの複数の推進管を順次筒状体を送り込まなければならなかった。そのため、特許文献１に記載の工法では、立坑と本管との間の距離に応じた長さの推進管を用いるためには、用いられる推進管の長さに応じた口径の立坑を形成しなければならなかった。よって、地上建物や地下構造物の配置条件によっては、所望長さの推進管を用いて、立坑と本管とを接続することができなかった。

上記目的を達成するため、本発明に係る発進口の形成方法は、
小口径の垂直鋼製立坑の側壁から、斜め下方の本管に向けて推進管を発進させるための発進口の形成方法であって、
前記側壁に、前記推進管よりも口径の大きなガイド管を挿入するための坑口を形成する工程と、
前記ガイド管を、前記坑口から圧入させる工程と、
圧入された前記ガイド管と前記坑口との隙間に、止水用の第１間詰め材を充填する工程と、
前記ガイド管の内部を掘削する工程と、
前記ガイド管の先端に、前記推進管を挿通させるための挿通孔を有する止水パッキンを取り付ける工程と、
を含む。

上記目的を達成するため、本発明に係る発進口構造は、
小口径の垂直鋼製立坑の側壁から、斜め下方の本管に向けて推進管を発進させるための発進口構造であって、
前記側壁に、前記推進管よりも口径の大きなガイド管を挿入するための坑口を形成する工程と、
前記ガイド管を、前記坑口から圧入させる工程と、
圧入された前記ガイド管と前記坑口との隙間に、止水用の第１間詰め材を充填する工程と、
前記ガイド管の内部を掘削する工程と、
前記ガイド管の先端に、前記推進管を挿通させるための挿通孔を有する止水パッキンを設置する工程と、
を含む発進口の形成方法によって形成される。

本発明の発進口の形成方法によれば、地上建物や地下構造物の配置条件によらず、所望の長さの推進管を用いて、立坑と本管とを接続することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る発進口の形成方法の概要を説明するための（ａ）上面模式図、（ｂ）Ａ−Ａ’線断面模式図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る発進口の形成方法の手順を説明するための図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る発進口の形成方法に用いられる止水用パッキンの構成を説明するための図である。 本発明の好ましい一実施形態に係る発進口の形成方法により形成される発進口を説明するための斜視図である。

以下、図１〜図５を参照して、本実施形態に係る発進口の形成方法について説明する。図１を参照すると、本実施形態に係る発進口の形成方法は、地盤１０に掘削された小口径の垂直鋼製立坑１０ａの側壁１０ｃから、斜め下方に設けられた本管１７に向けて推進管１５を発進させるための発進口１０ｂの形成方法である。

発進口１０ｂから発進された推進管１５は、地盤１０の中を進み、本管１７に到達し、本管１７と垂直鋼製立坑１０ａとを連結させる。本管１７および発進口１０ｂは、地下水１９よりも低い位置にあるため、垂直鋼製立坑１０ａと本管１７との中間地点付近を、推進管１５が推進している間に地下水１９が逆流する可能性がある。そのため、発進口１０ｂの周囲の地盤１０および本管１７の周囲の地盤１０には、地盤改良剤１８が注入されている。なお、垂直鋼製立坑１０ａと本管１７との中間地点付近は、地盤改良剤１８が届かないため、改良地盤が途中で途切れている。

次に、図２（ａ）〜（ｈ）を参照して、本実施形態に係る発進口の形成方法の手順を説明する。

＜図２（ａ）＞
まず、垂直鋼製立坑１０ａの周囲の地盤１０および本管１７の推進管１５の到達部周囲の地盤１０に地盤改良剤１８を注入し、垂直鋼製立坑１０ａの側壁１０ｃを楕円形に溶断して坑口としての発進口１０ｂを形成する。なお、発進口１０ｂの長径および短径の大きさは、ガイド管１１が挿入可能な大きさとなっている。ガイド管１１の口径は、推進管１５の口径よりも大きい。ここで、ガイド管１１の口径は、φ９００であり、推進管１５の口径は、φ７００であるが、ガイド管１１および推進管１５の口径は、これらには限定されない。

側壁１０ｃを楕円形に溶断するのは、後に、円筒形状のガイド管１１を斜め下に向けて推進させるためのである。すなわち、所定長さを有するガイド管１１および推進管１５は、小口径の垂直鋼製立坑１０ａには、水平状態で入れることができない。したがって、ガイド管１１および推進管１５を、小口径の垂直鋼製立坑１０ａの中に入れるためには、斜めにした状態でしか入れられない。円筒形状のガイド管１１を斜めにした状態で、垂直鋼製立坑１０ａの側壁１０ｃから地盤１０に挿入すると、側壁１０ｃには、楕円形状の穴が開くことになる。よって、垂直鋼製立坑１０ａの側壁１０ｃに、ガイド管１１を通すための穴として、楕円形状の発進口１０ｂを予め設けている。

なお、側壁１０ｃを楕円形状にくり抜いて発進口１０ｂを設けると、発進口１０ｂは、地下水１９よりも低い位置にあるため、そのままの状態では、地下水１９が、垂直鋼製立坑１９０ａに逆流する可能性がある。よって、発進口１０ｂを設ける前に、地盤改良剤１８を地盤１０に注入して発進口１０ｂの周囲の地盤１０を改良しておく方が好ましい。同様に、本管１７も地下水１９よりも低い位置にあるため、本管１７の推進管１５の到達部周辺の地盤１０も、予め地盤改良しておかないと、推進管１５が本管１７まで貫通した際に、地下水１９が、本管１７の中に逆流する可能性がある。

＜図２（ｂ）＞
次に、ガイド管１１を、形成された発進口１０ｂから圧入させる。ガイド管１１は、斜め下に向けた状態で、発進口１０ｂに挿入され、所定長さ圧入されたところで、ガイド管１１の圧入が停止される。ガイド管１１の圧入長さは、例えば、地盤改良剤１８により地盤１０が改良されている範囲内にガイド管１１の先端部が留まる程度の長さであるが、これには限定されない。

＜図２（ｃ）＞
ガイド管１１を発進口１０ｂから圧入させたら、圧入されたガイド管１１と発進口１０ｂとの間に、止水用の間詰め材１２を充填する。間詰め材１２は、セメントおよびモルタルの少なくともいずれかを含むが、ガイド管１１と発進口１０ｂとの隙間からの地下水１９の流入を阻止できる材料であれば、いずれの材料であってもよい。なお、間詰め材１２は、部材と部材との間に充填される材料であり、ここでは、ガイド管１１と発進口１０ｂとの間に塗り込められる材料である。

＜図２（ｄ）＞
間詰め材１２の充填が終了したら、ガイド管１１の内部を掘削する。ガイド管１１の内部の掘削は、掘削機１３により行われ、圧入したままのガイド管１１の内部にある地盤１０を掘削機１３により掻き出す。掘削機１３は、例えば、スクリューオーガーであり、スクリューオーガーを電動または油圧モータなどの駆動により回転させて、スクリューオーガーの先端部で掘削した土砂を排出しながら地盤１０の掘削を進める機械である。なお、掘削機１３は、地盤１０を掘削できる機械であれば、スクリューオーガーには限定されず、例えば、手作業で掘削することもできる。

＜図２（ｅ）＞
ガイド管１１の内部の掘削が終わったら、ガイド管１１を垂直鋼製立坑１０ａの側壁面に沿って切断する。具体的には、垂直鋼製立坑１０ａの側壁面に沿って、地盤１０に圧入されたガイド管１１のうち、垂直鋼製立坑１０ａの内部に突出している突出部１１ａを切断する。ここで、突出部１１ａは、ガイド管１１のうち、地盤１０に圧入され、埋設されていない部分であり、垂直鋼製立坑１０ａの内部で露出している部分である。このように、ガイド管１１の突出部１１ａを側壁面に沿って切断することにより、推進管１５をガイド管１１の内部に挿通させる際に、スムーズに推進管１５を案内することができる。

＜図２（ｆ）＞
ガイド管１１の先端に、推進管１５を挿通させるための挿通孔１４ｃを有する止水用パッキン１４を取り付ける。推進管１５は、ガイド管１１よりも口径が小さいため、推進管１５を推進させると、ガイド管１１と推進管１５との隙間から、地下水１９が逆流する可能性がある。特に、発進口１０ｂと本管１７との中間点付近においては、地盤改良剤１８による地盤改良が不十分な区域があるためである。そのため、ガイド管１１の先端部分に止水用パッキン１４を取り付けることにより、地下水１９の流入を防止している。ここで、止水用パッキン１４は、ゴム製のパッキンであるため、推進管１５を挿通孔１４ｃに挿通させた際に、推進管１５と止水用パッキン１４とが隙間なく密着するため、地下水１９の逆流を効果的に防止できる。

＜図２（ｇ）＞
推進管１５を、挿通孔１４ｃから圧入する。推進管１５の外径と挿通孔１４ｃの径とはほぼ同じ大きさであり、推進管１５を挿通孔１４ｃに挿通すると、推進管１５と止水用パッキン１４とが密着した状態で、推進管１５が、地盤１０に圧入される。推進管１５は、推進機２３により地盤１０に圧入され、地盤１０を掘削しながら推進する。

＜図２（ｈ）＞
推進管１５を本管１７に到達するように、圧入する際に、ガイド管１１と推進管１５との隙間に間詰め材１６を充填しておくことが望ましい。つまり、推進管１５は、止水用パッキン１４の挿通孔１４ｃを挿通されるので、地下水１９の逆流が起こる可能性は低いが、間詰め材１６を充填させておくことで、止水用パッキン１４を間詰め材１６により支持できるので、防水効果がより顕著となる。そして、推進管１５が、本管１７に到達したら、推進管１５の圧入を停止する。なお、間詰め材１６は、図２（ｇ）のタイミングで充填してもよい。なお、間詰め材１６は、セメントおよびモルタルの少なくともいずれかを含むが、ガイド管１１と推進管１５との隙間からの地下水の流入を阻止できる材料であれば、いずれの材料であってもよい。

次に、図３および図４を参照して、発進口１０ｂおよび止水用パッキン１４の構造について説明する。止水用パッキン１４は、ゴムリング１４ａと金属リング１４ｂとを含んで構成されている。止水用パッキン１４は、断面で見ると、円形平板状のゴムリング１４ａの周縁部を、断面形状がコの字形状の金属リング１４ｂが、上下から挟持する形状となっている。このようにして、ゴムリング１４ａの外周部に金属リング１４ｂが取り付けられる。

金属リング１４ｂは、２枚の円環板状の金属が所定の距離をおいて向かい合わせられるように配置されている。ゴムリング１４ａは、金属リング１４ｂに嵌め込まれているが、例えば、接着剤等を追加して補強してもよい。

止水用パッキン１４は、溶接により、ガイド管１１に接合さている。つまり、ガイド管１１と止水用パッキン１４の金属リング１４ｂとが溶接により、接合部２０で接合されることにより、ガイド管１１の先端に取り付けられる。

ゴムリング１４ａは、円形板状のゴム部材であり、中央に推進管１５が挿通される挿通孔１４ｃが設けられている。挿通孔の大きさは、挿通される推進管１５の口径に応じて決定される。止水用パッキン１４は、ガイド管１１が発進口１０ｂにセットされた後に、ガイド管１１の先端部に取り付けられる。止水用パッキン１４は、金属リング１４ｂとガイド管１１とが溶接により、接合部２０で接合される。なお、金属リング１４ｂとガイド管１１との接合は、溶接には限定されない。止水用パッキン１４は、ガイド管１１の内部を掘削することにより形成される切羽面２１と平行となっている。

すなわち、本実施形態に係る発進口１０ｂの形成方法は、このような切羽面２１を形成することを可能とするものである。このような切羽面２１を形成しておけば、推進管１５を切羽面２１に対して垂直となるように圧入させれば、小口径の垂直鋼製立坑１０ａからであっても、所望長さの推進管１５を本管１７まで到達させることができる。つまり、口径が小さく、推進管１５を垂直鋼製立坑１０ａの中に水平に入れることができない場合であっても、切羽面２１を形成しておけば、推進管１５を斜めに入れることができるので、垂直鋼製立坑１０ａの口径に左右されずに推進管１５を埋設できる。

ここで、図４は、発進口１０ｂを正面から見た斜視図である。なお、図４においては、ガイド管１１の突出部１１ａは、切断されている。そして、ガイド管１１の先端には、止水用パッキン１４が取り付けられている。ゴムリング１４ａの中央には、挿通孔１４ｃが設けられている。止水用パッキン１４においては、ゴムリング１４ａの周縁部を取り囲むように金属リング１４ｂが取り付けられている。そして、挿通孔１４ｃの先には、切羽面２１が見えている。ガイド管１１は、図４の上方から下方に向かって、斜め下方向に圧入されるが、切羽面２１は、ガイド管１１が圧入された圧入方向に対して垂直な面となっている。止水用パッキン１４は、切羽面２１に対して平行となっており、推進管１５を挿通孔１４ｃに挿通させれば、推進管１５は、切羽面２１に対して垂直に推進されることとなる。なお、地盤改良剤１８は、注入口２２から注入される。

本実施形態によれば、地上建物や地下構造物の配置条件によらず、所望の長さの推進管を用いて、立坑と本管とを接続することができる。また、小口径の垂直鋼製立坑であっても、推進管を所定の位置まで案内するガイド管を挿入するための坑口を立坑の側壁に形成して、ガイド管を埋設するので、所望の長さの推進管を本管まで到達させることができる。また、ガイド管と垂直鋼製立坑との間、およびガイド管と推進管との間に間詰め材を充填するので、地下水の逆流を確実に防止できる。さらに、ガイド管の先端に止水用パッキンを取り付けるので、同様に地下水の逆流を確実に防止できる。さらにまた、立坑の周囲の地盤と本管の周囲の地盤とに地盤改良剤を注入するので、地下水の逆流を確実に防止できる。

１０ 地盤
１０ａ 垂直鋼製立坑
１０ｂ 発進口
１０ｃ 側壁
１１ ガイド管
１１ａ 突出部
１２ 間詰め材
１３ 掘削機
１４ 止水用パッキン
１４ａ ゴムリング
１４ｂ 金属リング
１４ｃ 挿通孔
１５ 推進管
１６ 間詰め材
１７ 本管
１８ 地盤改良剤
１９ 地下水
２０ 接合部
２１ 切羽面
２２ 注入口
２３ 推進機

Claims (10)

1. 小口径の垂直鋼製立坑の側壁から、斜め下方の本管に向けて推進管を発進させるための発進口の形成方法であって、
   前記側壁に、前記推進管よりも口径の大きなガイド管を挿入するための坑口を形成する工程と、
   前記ガイド管を、前記坑口から圧入させる工程と、
   圧入された前記ガイド管と前記坑口との隙間に、止水用の第１間詰め材を充填する工程と、
   前記ガイド管の内部を掘削する工程と、
   前記ガイド管の先端に、前記推進管を挿通させるための挿通孔を有する止水用パッキンを取り付ける工程と、
   を含む発進口の形成方法。
2. 圧入させた前記ガイド管を、前記垂直鋼製立坑の側壁面に沿って切断する工程をさらに含む請求項１に記載の発進口の形成方法。
3. 前記発進口の周囲の地盤および前記本管の周囲の地盤に、地盤改良剤を注入する工程をさらに含む請求項１または２に記載の発進口の形成方法。
4. 前記第１間詰め材は、セメントおよびモルタルの少なくともいずれかを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の発進口の形成方法。
5. 前記止水用パッキンは、ゴムリングを含んで構成される請求項１〜４のいずれか１項に記載の発進口の形成方法。
6. 前記推進管を、前記挿通孔から、圧入する工程をさらに含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の発進口の形成方法。
7. 前記ガイド管と前記推進管との隙間に第２間詰め材を充填する工程をさらに含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の発進口の形成方法。
8. 前記第２間詰め材は、セメントおよびモルタルの少なくともいずれかを含む請求項７に記載の発進口の形成方法。
9. 小口径の垂直鋼製立坑の側壁から、斜め下方の本管に向けて推進管を発進させるための発進口構造であって、
   前記側壁に、前記推進管よりも口径の大きなガイド管を挿入するための坑口を形成する工程と、
   前記ガイド管を、前記坑口から圧入させる工程と、
   圧入された前記ガイド管と前記坑口との隙間に、止水用の第１間詰め材を充填する工程と、
   前記ガイド管の内部を掘削する工程と、
   前記ガイド管の先端に、前記推進管を挿通させるための挿通孔を有する止水パッキンを設置する工程と、
   を含む発進口の形成方法によって形成される発進口構造。
10. 前記ガイド管の内部を掘削することによって形成される切羽面が、前記ガイド管の圧入方向に対して垂直な面となっている請求項９に記載の発進口構造。
    

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