JP3554698B2

JP3554698B2 - 管渠底版のグラウト方法及びチューブ型枠

Info

Publication number: JP3554698B2
Application number: JP2000276357A
Authority: JP
Inventors: 能成野々田; 全弘澤田; 龍介相; 敬一渡辺; 裕士下川; 禎市郎岩崎; 裕介海野
Original assignee: 安藤建設株式会社; ジオスター株式会社
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2020-09-12
Also published as: JP2002088889A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は管渠底版のグラウト方法及びチューブ型枠に係り、特にプレキャストコンクリート製ボックスカルバートを所定連結位置まで横引きし、複数基を連結させ管渠を構築し、定置された管渠安定のために行う管渠底版のグラウト方法及びグラウト工の範囲を規定するチューブ型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人の一は、都市部等における狭隘な道路下に建設される下水幹線等に用いられるプレキャストコンクリート製の管渠の合理的な布設方法として、摩擦低減手段としてのベアリングボールを利用した横引き工法を開発している（特許第２８７９０２１号参照）。本工法によれば、開削トンネル部の構築後に、地上のわずかなスペースに単位管体としてのボックスカルバートの搬入部を設け、そこから搬入されたボックスカルバートを所定連結位置まで横引きし、これらを連結した管渠を迅速に構築することができる。
【０００３】
図８は、この管渠の布設方法における横引き作業状態を示した概略側面図である。同図に示したように、開削トンネル１００内に施工された基礎コンクリート１０１上にはボックスカルバート１０２の延長方向に沿って横引き用レール１０３が布設されている。横引き用レール１０３としては、図９に示したように横置きの細幅系Ｈ形鋼が使用されている。この細幅系Ｈ形鋼は、そのほとんどの部分が基礎コンクリート１０１内に埋設された埋設された状態にあり、ウェブ１０３ａの片面がレール面となり、わずかに端部が露出したフランジ１０３ｂが側壁となっている。さらに、レール面上には摩擦低減を図る球状体としてのベアリングボール１０４が適当に分散するように配置されている。たとえば、ベアリングボール１０４にはφ１１ｍｍ程度の鋼球が使用されている。これらのベアリングボール１０４の上には、底面に板厚鋼板からなるガイドプレート１０５が固着されたボックスカルバート１０２が載置されている。ボックスカルバート１０２は、ガイドプレート１０５を介して多数のベアリングボール１０４に点支持されるようになっている。
【０００４】
ボックスカルバート１０２の移送に際し、図８に示したように、ボックスカルバート１０２が図示しないウインチ等の横引き（牽引）装置により矢印方向へ牽引されるのに伴い、ボックスカルバート１０２を支持するベアリングボール１０４は転動する。これによりガイドプレート１０５とレール１０３間の動摩擦が大幅に低減される。実験によれば動摩擦係数はそり等の横引き工法の場合に比べて１／４まで低減される。なお、図８，９においてベアリングボール１０４は説明のために拡大して示している。
【０００５】
以上に述べたように、連結位置まで移送されたボックスカルバート１０２は、所定の基数ごとに順次、公知の連結手段により管渠縦断方向に連結される。この連結作業が完了した状態では、一体化したボックスカルバート１０２はレール１０３上に摩擦低減手段であるベアリングボール１０４上に載置された状態であり、基礎コンクリート１０１とボックスカルバート１０２の底面１０２ａ間には隙間１０６があいたままになっている。
【０００６】
そこで、この隙間１０６を閉塞するためにグラウト工が行われている。横引き工法でない従来の管渠布設方法の場合は、ボックスカルバートの布設では、カルバートのレベル及び勾配を調整した後にその底面と基礎コンクリートとの間に敷きモルタルを打設し、その上に載置していた。これに対して上述の横引き工法では管渠がレール上に載置されているので、図１０に示したように、ボックスカルバート１０２の底版１０２Ａに設けられたグラウト孔１０７を用いたグラウト工を行っている。このグラウト孔１０７は、ボックスカルバート１０２の奥行き（１ｍ）のほぼ中央位置に、幅方向に所定の離れをとって２個設けられている。
【０００７】
グラウト工では図１０に示したように、ボックスカルバート１０２の設置位置でグラウト孔１０７に接続されたグラウトホース（図示せず）を介してポンプから圧送されたグラウト材１０９を充填する。グラウト材１０９は高い流動性を有しているため、基礎コンクリート１０１上を流れるように広がる。グラウト材１０９はレール１０３で一旦せき止められるが、さらに充填が進むとレール１０３上面を越え、ベアリングボール１０４の間を通り抜けていく。グラウト材１０９の充填範囲は最終的に同図に示したように、ボックスカルバート１０２の側壁１０２ｂの外側の山留め壁１２０との間のクリアランス１２１の底部の一部まで広がり、その一部１０９ａがクリアランス１２１に堆積する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述した管渠底版のグラウト方法では、使用するグラウト材の流動性が高いため、底版と基礎コンクリートとの間に充填されたグラウト材の一部が山留め壁側まで広がる。このため、基礎コンクリートと管渠の底版との間を確実に充填するためには、大量のグラウト材が必要になる。また、注入するグラウト材に十分な注入圧が加えられないので、基礎コンクリートと底版下面との密着性も確保できないおそれもある。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、ベアリングボールを用いた横引き工法により所定位置まで搬入され連結されたボックスカルバートを基礎コンクリート上に確実に定置させるようにした管渠底版のグラウト方法及びグラウト工に用いられるチューブ型枠を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は複数基を連結して管渠を構成する単位管体を山留め空間内に搬入し、該山留め空間内の基礎コンクリート上に敷設されたレール面に球状体を分散して配置し、前記単位管体を前記球状体で支持した状態で、管体の連結位置まで移送し、前記連結位置で一体的に管渠延長方向に連結された管渠の底版と前記基礎コンクリートとの隙間を注入グラウト材で閉塞する管渠底版のグラウト方法において、前記山留め空間を画成する山留め壁下端に、前記管渠の延長方向に沿って、膨張可能な筒状チューブ内に延長方向に沿ってワイヤが、端部での気密性を保持して挿通された、チューブ型枠を配置し、搬入された前記単位管体を所定連結位置まで移送して所定長さの管渠として連結し、前記チューブ型枠を前記管渠の延長方向に沿って筒状に膨張させて前記管渠底版の両側方から前記基礎コンクリートとの隙間を閉塞し、この隙間にグラウト材を注入し、該グラウト材の硬化後に前記チューブ型枠を、脱気後に前記ワイヤを巻き取ることにより前記設置位置から回収するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
管渠が延長方向に沿って連結設置される山留め空間を画成する山留め壁の下端に、その延長方向に沿って配置され、筒状に膨張して前記管渠底版の側方から、管渠底版と前記基礎コンクリートとの隙間を閉塞する、膨張可能な筒状のチューブ内に、その延長方向に沿って、前記配置位置からの回収用ワイヤが、チューブ端での気密性を保持して挿通されたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の管渠底版のグラウト方法及びチューブ型枠の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１は、根切り工により構築された山留め空間１の底盤の基礎コンクリート２に、上述した横引き工法により所定位置まで搬入されたボックスカルバート３の下半断面と、ボックスカルバート３の側壁と山留め壁７との間のクリアランス８の底部に設けられたチューブ型枠１０とを示している。
【００１５】
同図に示したように、山留め空間１の基礎コンクリート２上の所定位置にはＨ形鋼を横置きしてなるガイドレール４が敷設されている。このガイドレール４は、Ｈ形鋼のウェブを底面とする凹状溝内に多数のベアリングボール５が敷き並べられ、このベアリングボール５上にボックスカルバート３が、底面に取り付けられたガイドプレート９を介して載置されるようになっている。この状態では、前述したように、各ボックスカルバート３の底面３ｂと基礎コンクリート２との間には隙間６があいている。また、ボックスカルバート３は管渠延長方向に複数基が連結され、全体としては安定した状態にあるが、実際には転動可能なベアリングボール５上に載置されているので、固定的に支持された状態にはない。そこで、次工程としてグラウト工を行い、隙間６にグラウト材を充填し、硬化させることによりボックスカルバート３の自重及び上載荷重を基礎コンクリート２に直接支持させるようにしている。グラウト工に際し、ボックスカルバート３の両側の側壁下端の山留め壁７とのクリアランス８に、図示したような膨張させて使用するチューブ型枠１０を備えることにより、注入されたグラウト材がボックスカルバート３の底面の隙間のみに確実に行き渡るようにすることができる。
【００１６】
このチューブ型枠１０の全体構成について、図２，図３を参照して説明する。図２は、所定基数のボックスカルバート３が連結され、チューブ型枠１０にエアが供給された状態を模式的に示した管渠全体縦断図である。チューブ型枠１０は、本実施の形態では全長約５０ｍの長い筒状をなし、この区間に布設された複数基のボックスカルバート３の底版と基礎コンクリート２との隙間のグラウト工が一挙に行われる。このチューブ型枠１０の長さは、予定している範囲の管渠のグラウト範囲に合わせて適宜設定することができる。チューブ型枠１０のエアチューブには、坑内に設置されたエアコンプレッサ４５から圧縮空気が供給され、図３（ｂ）にあるような断面形状に膨張可能となっている。同図には、グラウトポンプ４３からボックスカルバート３の底版に設けられたグラウト孔４２にグラウト材を供給するグラウト材供給ライン４０も示されている。なお、チューブ型枠１０は空気が抜けた状態では扁平形状の状態で山留め壁７側に寄せられている（図３（ａ）参照）。このため、ボックスカルバート３の横引き作業において障害とならない。
【００１７】
エアチューブ１１の膨張時の断面形状としては、一般的な円形断面の他、ボックスカルバート３と山留め壁７間のクリアランス８の幅におおよそ相当する底面幅を有する馬蹄形断面チューブ（図３（ｃ）参照）等を採用することができる。円形断面の場合、エアチューブ１１が膨張した際、側部１１ａがボックスカルバート３と山留め壁７との間に挟まれ、図３（ｂ）に示したように全体形状が縦長の長円形状なる。このため、後述するように、グラウト材が隙間に注入されて端部に達した状態で、グラウト材はエアチューブ１１の下側に潜り込み、グラウト圧がエアチューブ１１に上向きに作用することが予想される。しかし、エアチューブ１１はボックスカルバート３と山留め壁７との間に生じる摩擦抵抗により図示した位置に保持される。このため、ボックスカルバート３の底版と基礎コンクリート２との間に注入されたグラウト材はチューブ型枠１０の下側でせき止められ、山留め壁７との間のクリアランス８まで回り込まない。図３（ｂ）に示したような底部１１ｂが平らな馬蹄形状のエアチューブ１１によれば、グラウト圧はエアチューブ１１に側圧としてのみ作用し、浮き上がりが生じない。エアチューブ１１は確実に据え付け位置に保持される。
【００１８】
チューブ型枠１０の一実施の形態における詳細構成について図４を参照して説明する。チューブ型枠１０は所定長さの円筒形状のエアチューブ１１と、エアチューブ１１の両端を気密構造とするための口金１２，１３と、エアチューブ１１内に圧縮空気を供給するエア供給ホース１４と、チューブ型枠１０の撤去用のワイヤ１５とから構成されている。エアチューブ１１の材質としては、本実施の形態では合成ゴムホースが用いられているが、合成ゴムホースの他、樹脂ホース、樹脂被覆された織布ホース等を用いることができる。通常はホース全体断面は扁平形状をなし、空気送気時に所定断面を構成するようになっている（図３（ａ），（ｂ）参照）。エアチューブ１１内には樹脂被覆されたワイヤ１５が挿通されており、エアチューブ１１の先端はワイヤ１５に固着された緊結口金１２Ａと緊結リング１２Ｂとを介して気密を保持するように封止されている。エアチューブ１１の口元端には注入口金１３が嵌着されている。この注入口金１３にエア供給ホース１４の先端が取着されている。注入口金１３は図示したように、ボス１３ａによってワイヤ１５の所定位置に位置保持され、ボス１３ａと外側リング１３ｂを連結するウェブ１３ｃにエア供給ホース１４が固着されている。エアチューブ１１の端部１１ｃはボス１３ａと外側リング１３ｂとの間の凹所に気密性を保持するように、収容され定着されている。エア供給ホース１４から供給される圧縮空気によりエアチューブ１１を所定形状に膨張させることができる
【００１９】
図５，図６はチューブ型枠１０の変形例を示した構成と、この変形例におけるチューブ型枠１０の撤去時のエアチューブ１１の回収方法を示した断面図である。本変形例ではホース端口金２０Ａ，２０Ｂは両端同形で、それぞれのホース端口金の外側端にエア供給ホース２１あるいはワイヤカップラ３２のいずれかを螺着するかでその用途を異ならせることができる。
ホース端口金２０Ａの構成について、図５（ａ）を参照して説明する。ホース端口金２０Ａは内周面がねじ切りされた外筒２３と、この外筒２３の内部に螺合して収容されるバルブ内筒２４とからなり、バルブ内筒２４の内面に形成された外側ネジ部２４ａにはエア供給ホース２１の口金２８が螺着されている。バルブ内筒２４内には圧縮スプリング２６の作用により常閉となる逆止バルブ２７が組み込まれている。この逆止バルブ２７は、図５（ａ）に示したように、バルブ内筒２４にエア供給ホース２１の口金２８が螺合されると、口金２８によりロッド２７ａが押し縮められ、連通路２９が開状態となる。この結果、圧縮空気はバルブを通過してエアチューブ１１内に導かれる。
【００２０】
一方、バルブ内筒２４のエアチューブ１１内の内周面に形成された内側ネジ部には図５（ａ）に示したように、内側ワイヤ３５が取着されたワイヤカップラ３１が螺着されている。このワイヤカップラ３１は外周がネジ切りされたカップ状をなし、プレート３１ａの中央部分に内側ワイヤ３５の端部が定着されている。また、プレート３１ａには多数の通気孔３３が形成されており、バルブを通過した圧縮空気は、通気孔３３を通ってエアチューブ１１内に供給される。
【００２１】
ホース先端側のホース端口金２０Ｂにも上述と同様の逆止バルブ２７の構成が組み込まれている。バルブ内筒２４の内面に形成された外側ネジ部２４ａには外側ワイヤ３６を接続するためのワイヤカップラ３２が螺着されている。このワイヤカップラ３２もカップ状をなし、凹所部分にバルブ２７のロッド２７ａが干渉しないで入り込むようになっている。バルブ内筒２４のエアチューブ１１の内側ネジ部には、ホース端口金２０Ａと同形のワイヤカップラ３１が螺着され、ワイヤカップラ３１にはホース端口金２０Ａ側から延びた内側ワイヤ３５が定着されている。
【００２２】
図５（ｂ）は、エアチューブ１１が完全に膨張した状態を示した断面図である。同図に示したように、エアチューブ１１が膨張した段階でエア供給ホース１４の口金２８を取り外し、その代わりに反対側の外側ワイヤ３６の定着端としてのワイヤカップラ３２を螺着するようになっている。
【００２３】
次に、このチューブ型枠１０を撤去する際のエアチューブ１１の回収方法について図６を参照して説明する。まず、口元側のホース端口金２０Ａの外筒２３に螺合しているバルブ内筒２４を外筒２３から取り外す。このときエアチューブ１１内の内側ワイヤ３５が他方のホース端口金２０Ｂに連結されているため、ホース端口金２０Ａの内筒２３に接続されている外側ワイヤ３６を巻き取ることにより、他端のホース端口金２０Ｂがエアチューブ１１内に入り込む。この結果、エアチューブ１１の全長を短縮させてチューブ型枠の設置位置から順次回収することができる。
【００２４】
図７各図を参照して本発明による管渠底版のグラウト方法について、その施工手順について説明する。
上述したボックスカルバート３の横引き工法により所定基数が配置された状態で各ボックスカルバート３は、ＰＣ鋼棒等の緊結手段（図示せず）によって管渠縦断方向が一体的に連結される。この横引き作業の間、チューブ型枠１０は空気が供給されない扁平状態（図３（ａ）参照）にあり、山留め壁７側に沿って配置されている。ボックスカルバート３が縦断方向に連結された状態でチューブ型枠１０のエアチューブ１１を膨張させる。エアチューブ１１を十分膨張させることでエアチューブ１１の両側面がボックスカルバート３の側面と山留め壁７とに十分密着する（図３（ｂ）参照）。この状態でボックスカルバート３の底版に形成されているグラウト孔４２を利用してボックスカルバート３と基礎コンクリート２との間の隙間６を完全に閉塞することができる。グラウト材４１にはセメントモルタル等の充填材が好適である。この場合、アルミニウム粉末等の発泡剤を添加して充填効果を高めることも好ましい。充填用のセメントモルタルはコンクリートミキサー車で供給できる。ミキサー車から充填位置まではグラウトポンプ４３（図２参照）を用いて容易に圧送すればよい。このときグラウト材４１は、ボックスカルバート３の底面３ｂの側方のクリアランス８のの底部に設けられたチューブ型枠１０によってボックスカルバート３の底面３ｂの範囲に所定のグラウト圧を保持したまま充填される。縦断方向前方にある他のグラウト孔４０からグラウト材４１が流出する（戻り）のを確認して次区間のグラウト工を順次行うようにする。
【００２５】
図７（ｂ）は、グラウト工が完了し、所定の養生期間を経てチューブ型枠１０が撤去された状態を示している。同図に示したように、グラウト材４１をボックスカルバート３の底面と基礎コンクリート２との隙間のみに確実に充填することができる。
【００２６】
図７（ｃ）は、山留め壁７との間のクリアランス８を埋め戻した後の管渠の完成状態を示した断面図である。同図に示したように、山留め壁７を構成する親杭や鋼矢板等にグラウト材４１が付着することがないので、親杭や鋼矢板等の仮設部材の撤去も容易に行える。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、管渠安定のために行う管渠底版のグラウトを効率よく、またグラウト工のためのコストを大幅に低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による管渠底版のグラウト方法の一実施の形態としてチューブ型枠の設置状態を示した部分正面図。
【図２】チューブ型枠がセットされた状態を模式的に示した管渠全体縦断図。
【図３】チューブ型枠のエアチューブ断面形状を示した部分拡大断面図。
【図４】チューブ型枠の一実施の形態による内部構成を示した縦断面図。
【図５】チューブ型枠の他の実施の形態による内部構成を示した縦断面図。
【図６】図５に示したチューブ型枠の回収時の構成を示した縦断面図。
【図７】管渠底版のグラウト工の手順を示した施工順序図。
【図８】ボックスカルバート横引き工法による管渠布設工の一例を示した側面図。
【図９】図８に示した管渠布設工における摩擦低減手段の一例を示した部分正面図。
【図１０】図９に示した管渠の底面グラウト工の状態を示した部分正面図。
【符号の説明】
１山留め空間
２基礎コンクリート
３ボックスカルバート
５ベアリングボール
６隙間
７山留め壁
８クリアランス
１０チューブ型枠
１１エアチューブ
１２緊結口金
１３注入口金
１４エア供給ホース
２０，２０Ａ，２０Ｂホース端口金
３５内側ワイヤ
３６外側ワイヤ

Claims

複数基を連結して管渠を構成する単位管体を山留め空間内に搬入し、該山留め空間内の基礎コンクリート上に敷設されたレール面に球状体を分散して配置し、前記単位管体を前記球状体で支持した状態で、管体の連結位置まで移送し、前記連結位置で一体的に管渠延長方向に連結された管渠の底版と前記基礎コンクリートとの隙間を注入グラウト材で閉塞する管渠底版のグラウト方法において、前記山留め空間を画成する山留め壁下端に、前記管渠の延長方向に沿って、膨張可能な筒状チューブ内に延長方向に沿ってワイヤが、端部での気密性を保持して挿通された、チューブ型枠を配置し、搬入された前記単位管体を所定連結位置まで移送して所定長さの管渠として連結し、前記チューブ型枠を前記管渠の延長方向に沿って筒状に膨張させて前記管渠底版の両側方から前記基礎コンクリートとの隙間を閉塞し、この隙間にグラウト材を注入し、該グラウト材の硬化後に前記チューブ型枠を、脱気後に前記ワイヤを巻き取ることにより前記設置位置から回収するようにしたことを特徴とする管渠底版のグラウト方法。
管渠が延長方向に沿って連結設置される山留め空間を画成する山留め壁の下端に、その延長方向に沿って配置され、筒状に膨張して前記管渠底版の側方から、管渠底版と前記基礎コンクリートとの隙間を閉塞する、膨張可能な筒状のチューブ内に、その延長方向に沿って、前記配置位置からの回収用ワイヤが、チューブ端での気密性を保持して挿通されたことを特徴とするチューブ型枠。