JP3385376B2 - 地下集水設備用セグメント及び地下集水設備施工方法 - Google Patents

地下集水設備用セグメント及び地下集水設備施工方法

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JP3385376B2 JP10608898A JP10608898A JP3385376B2 JP 3385376 B2 JP3385376 B2 JP 3385376B2 JP 10608898 A JP10608898 A JP 10608898A JP 10608898 A JP10608898 A JP 10608898A JP 3385376 B2 JP3385376 B2 JP 3385376B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、海底、河川底、湖
沼底以下の地盤中に、透水性を有する空洞状の地下集水
設備を、シールド工法により構築する地下集水設備用セ
グメントおよび地下集水設備施工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】浸透取水方式は、海底、河川底、湖沼底
以下の地盤中に、透水性を有する空洞状の地下集水設備
を構築し、地盤中に浸透した海水等を地下集水設備に集
水して、海水淡水化プラント等に供給するものである
が、一般的には、有孔塩化ビニールパイプやポーラスコ
ンクリート管からなる集水管を、開削工法により地盤中
に設置するようにして施工されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の集水管は、強度
が比較的低く、最大径は60cm程度で表面積が小さい
ため、必要集水量が大きい場合には、集水管を長く設置
する必要があるという問題があった。また、開削工法で
地盤中に集水管を設置するため、水上作業が多く、作業
効率が低いと共に、船舶の航行に支障をきたし、環境に
悪影響を与える等の問題もあった。
【0004】一方、シールド工法では、トンネルの掘進
と並行して高強度のセグメントによる覆工を構築するこ
とによって、大断面積、大表面積のトンネルを非開削で
効率的に施工することができるが、トンネルの内部で作
業を行うため、セグメントは止水性が高い必要があり、
上述の集水管とは相反する性能が要求されていた。
【0005】本発明は、海底、河川底、湖沼底以下の地
盤中に、透水性を有する空洞状の地下集水設備を、シー
ルドトンネルと同様に、大断面積で、非開削で効率的に
施工することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、地下集
水設備用セグメントであって、鋼、鉄筋コンクリート等
からなる強度、止水性が高い内面側の耐力止水部と、ポ
ーラスコンクリート等からなる透水性の高い外面側の透
水部とをもって二重構造に構成され、前記耐力止水部に
は、前記耐力止水部を貫通して前記透水部と内方空間と
を連通する取水孔が設けられ、前記取水孔には、止水蓋
内外圧差により開くように装着されるとともに、前記
止水蓋が開くことを防止する閉鎖部材が取り外し可能に
装着されたことにある。
【0007】なお、透水部を前後に仕切る板状等の仕切
部が設けられることが好ましい。また、外面側に、織布
等の透水性を有する保護シートが、透水部を覆うように
固着されることが好ましい。
【0008】また、本発明の特徴は、海底、河川底、湖
沼底以下の地盤中に、透水性を有する空洞状の地下集水
設備を構築する地下集水設備施工方法において、シール
ド工法により、前記地盤を掘削すると共に、複数の地下
集水設備用セグメントを組み立て、前記地下集水設備用
セグメントは、鋼、鉄筋コンクリート等からなる強度、
止水性が高い内面側の耐力止水部と、ポーラスコンクリ
ート等からなる透水性の高い外面側の透水部とをもって
二重構造に構成し、前記耐力止水部には、前記耐力止水
部を貫通して前記透水部と内方空間を連通する取水孔を
設け、前記取水孔には、止水蓋を内外圧差により開くよ
うに装着しておくとともに、止水蓋が開くことを防止す
る閉鎖部材を取外可能に装着しておき、前記地下集水設
備用セグメントの組立てが終了した後に内方空間の内圧
を高くした状態で前記閉鎖部材を取り外し、その後、内
圧を低下させて前記止水蓋を開き、前記取水孔を介して
前記透水部と内方空間とを連通させることにある。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態であ
って、地下集水設備用セグメント10の横断面図、図2
は、その縦断面図、図3は、内面側平面図である。そし
て、図4は、図1中の取水孔部分の拡大断面図、図5
は、図4中の取水管14、止水蓋15、閉鎖部材16の
分解斜視図である。
【0010】地下集水設備用セグメント10は、図1〜
3に示すように、略円弧形の横断面形状に形成されてお
り、多数のセグメント10、10…が、横方向(周方
向)及び縦方向(長手方向)に接合されて、略円筒状に
組み立てられるようになっている。また、セグメント1
0の前後端面には、凸状ほぞ12A、凹状ほぞ12Bが
設けられており、セグメント10、10…は、凸状ほぞ
12A、凹状ほぞ12Bを嵌合させて、継手金物、ボル
ト等の金属部材を外部に露出させずに接合されるように
なっている。
【0011】そして、セグメント10は、鉄筋コンクリ
ート(密実な普通コンクリート)等からなる強度、止水
性が高い内面側の耐力止水部11と、多孔性のポーラス
コンクリート等からなる透水性の高い外面側の透水部1
7とをもって二重構造(二層構造)に構成されており、
耐力止水部11は、内面側の全体と外面側の周縁部分
(前後端、両側端部分)とに配置され、透水部17は、
外面側の中央部分に配置されている。従って、セグメン
ト10は、耐力止水部11により、通常のシールドトン
ネル施工用セグメントと同程度の耐荷力、止水性を備え
ている。なお、耐力止水部11は、防蝕加工した鋼製、
ダグタイル鋳鉄製、鋼コンクリート複合構造としてもよ
い。
【0012】セグメント10には、耐力止水部11内
に、硬質塩化ビニール等からなる略円筒形の複数の取水
管14、14…が所定間隔で埋設されており、各取水管
14により、耐力止水部11を貫通して透水部17と内
方空間とを連通する取水孔が形成されている。なお、取
水管14の口径、設置数は、集水量に応じて調整するこ
とができる。
【0013】そして、図4、5に示すように、取水管1
4の先端部分(内面側)には、プラスチック等からなる
止水蓋(中蓋)15が、内圧が高い状態では取水管14
に密着して閉鎖し、外圧が内圧より高くなると脱落して
取水管14を開放するように、接着剤15aを介して比
較的弱く固着されている。更に、取水管14の先端部分
には、キャップ状の閉鎖部材(外蓋)16が、止水蓋1
5の不用意な脱落を防止するように、止水蓋15を覆っ
て、ネジ14a、16aを介して取外可能に比較的強固
に装着されている。
【0014】また、図1、2に示すように、セグメント
10の外面側には、止水性の板状の仕切部18が、透水
部17を前後に仕切るように設けられており、更に、セ
グメント10の外面側には、織布等の表面が円滑で透水
性を有する保護シート19が、透水部17を覆うように
固着されている。
【0015】このように構成されるセグメント10、1
0…により、海底、河川底、湖沼底以下の地盤中に、透
水性を有する空洞状の地下集水設備を構築するには、シ
ールド工法により、地盤を掘削すると共に、複数のセグ
メント10、10…を略円筒状に組み立てる。なお、こ
の状態では、セグメント10、10…は、取水管14、
14…に止水蓋15、15…、閉鎖部材16、16…が
装着されている。
【0016】従って、セグメント10、10…は耐力止
水部11、11…により十分な耐荷力、止水性を発揮
し、通常のシールドトンネルの施工と同様に、非開削で
施工することができ、作業効率が高いと共に、船舶の航
行の障害にならず、環境への悪影響も防止することがで
きる。また、深度を大きくすることができるため、最も
効率的に集水できる地層に施工することができる。ま
た、大断面積であるので、全長が短くても十分な表面積
を確保することができる。
【0017】また、セグメント10、10…の透水部1
7、17…は、板状等の仕切部18、18…により前後
に仕切られているので、透水部17の前側部分がテール
シール8の前方(シールド内)に位置し、透水部17の
後側部分がテールシール8の後方(地山側)に位置する
状態のときでも、海水等が透水部17(テールシール8
の内側)を通って地山側からシールド内に進入すること
を好適に防止することができる。また、透水部17、1
7…は、保護シート19、19…により覆われているの
で、テールシール8との摩擦が低減され、テールシール
8の磨耗、破損等を防止することができる。
【0018】そして、セグメント10、10…の組立が
終了した後に、セグメント10、10…の内方空間を圧
気して、外圧よりも内圧を高くした状態で、取水管1
4、14…の閉鎖部材16、16…を、作業員により取
り外す。そして、作業員が退避した後、セグメント1
0、10…の内方空間の内圧を低下させて、外圧により
止水蓋15、15…を脱落させて、取水管14、14…
を開放する。即ち、止水蓋15、15…を外部から操作
することができるので、密閉空間内で潜水作業等をする
ことなく、安全に取水管14、14を開くことができ
る。
【0019】こうして、セグメント10、10…の耐圧
止水部11、11…を貫通した取水管14、14…が開
くと、取水管14、14…を介して外面側の透水部1
7、17…と内方空間とが連通し、セグメント10、1
0…は透水性を発揮するようになり、透水性を有する空
洞状の地下集水設備を好適に施工することができる。そ
して、地盤中に浸透した海水等は、保護シート19、1
9…、透水部17、17…、取水管14、14…を通し
て、セグメント10、10…の内方空間に集水される。
【0020】なお、海水等を集水すると、セグメント1
0、10…は、海水等に晒されるが、凸状ほぞ12A、
凹状ほぞ12Bを嵌合して、継手金物、ボルト等の金属
部材を外部に露出させずに接合されているため、金属部
材の腐食等による接合強度の低下等を防止することがで
きる。また、透水部17、17…は、保護シート19、
19…により覆われているので、目詰りを防止すること
ができる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、地下集水設備用セグメント
を、鋼、鉄筋コンクリート等からなる強度、止水性が高
い内面側の耐力止水部と、ポーラスコンクリート等から
なる透水性の高い外面側の透水部とをもって二重構造に
構成し、耐力止水部には、耐力止水部を貫通して透水部
と内方空間とを連通する取水孔を設け、前記取水孔に
は、止水蓋を内外圧差により開くように装着しておくと
ともに、止水蓋が開くことを防止する閉鎖部材を取外可
能に装着しておき、前記地下集水設備用セグメントの組
立てが終了した後に内方空間の内圧を高くした状態で前
記閉鎖部材を取り外し、その後、内圧を低下させて前記
止水蓋を開き、前記取水孔を介して前記透水部と内方空
間とを連通させるようにして、透水性を有する空洞状の
地下集水設備を、大断面積、大表面積で、非開削で効率
的に施工することができ、潜水作業等をすることなく安
全に取水孔を開放し、取水孔を介して透水部と内方空間
とを連通させることができ、透水性を有する空洞状の地
下集水設備を好適に施工することができる。
【0022】また、地下集水設備用セグメントに、透水
部を前後に仕切る板状等の仕切部を設けることによっ
て、海水等が透水部を通って地山側からシールド内に進
入することを好適に防止することができる。
【0023】また、地下集水設備用セグメントの外面側
に、織布等の透水性を有する保護シートを、透水部を覆
うように固着することによって、透水部の目詰りを防止
することができると共に、テールシールとの摩擦を低減
し、テールシールの磨耗、破損等を防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態であって、地下集水設備
用セグメントの横断面図である。
【図2】 図1の地下集水設備用セグメントの縦断面図
である。
【図3】 図1の地下集水設備用セグメントの内面側平
面図である。
【図4】 図1中の取水孔部分の拡大断面図である。
【図5】 図4中の取水管、止水蓋、閉鎖部材の分解斜
視図である。
【符号の説明】
10 地下集水設備用セグメント 11 耐力止水部 12A 凸状ほぞ 12B 凹状ほぞ 14 取水管(取水孔) 14a 雄ネジ部 15 止水蓋 15a 接着剤 16 閉鎖部材 16a 雌ネジ部 17 透水部 18 仕切部 19 保護シート
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E03B 3/06 - 3/26 E03B 3/32 - 3/36 E02D 29/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鋼、鉄筋コンクリート等からなる強度、止
    水性が高い内面側の耐力止水部と、ポーラスコンクリー
    ト等からなる透水性の高い外面側の透水部とをもって二
    重構造に構成され、前記耐力止水部には、前記耐力止水
    部を貫通して前記透水部と内方空間とを連通する取水孔
    が設けられ、前記取水孔には、止水蓋が内外圧差により
    開くように装着されるとともに、前記止水蓋が開くこと
    を防止する閉鎖部材が取り外し可能に装着された地下集
    水設備用セグメント。
  2. 【請求項2】透水部を前後に仕切る板状等の仕切部が設
    けられた請求項に記載の地下集水設備用セグメント。
  3. 【請求項3】外面側に、織布等の透水性を有する保護シ
    ートが、透水部を覆うように固着された請求項1又は2
    に記載の地下集水設備用セグメント。
  4. 【請求項4】海底、河川底、湖沼底以下の地盤中に、透
    水性を有する空洞状の地下集水設備を構築する地下集水
    設備施工方法において、 シールド工法により、前記地盤を掘削すると共に、複数
    の地下集水設備用セグメントを組み立て、前記地下集水
    設備用セグメントは、鋼、鉄筋コンクリート等からなる
    強度、止水性が高い内面側の耐力止水部と、ポーラスコ
    ンクリート等からなる透水性の高い外面側の透水部とを
    もって二重構造に構成し、前記耐力止水部には、前記耐
    力止水部を貫通して前記透水部と内方空間を連通する取
    水孔を設け、前記取水孔には、止水蓋を内外圧差により
    開くように装着しておくとともに、止水蓋が開くことを
    防止する閉鎖部材を取外可能に装着しておき、前記地下
    集水設備用セグメントの組立てが終了した後に内方空間
    の内圧を高くした状態で前記閉鎖部材を取り外し、その
    後、内圧を低下させて前記止水蓋を開き、前記取水孔を
    介して前記透水部と内方空間とを連通させることを特徴
    とする地下集水設備施工方法。
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