特開 2024-10836 インバート配管固定台車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024010836

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】インバート配管固定台車

(51)【国際特許分類】

   E21F 16/02 20060101AFI20240118BHJP

【ＦＩ】

E21F16/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022112372

(22)【出願日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】596007979

【氏名又は名称】大栄工機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】服部 泰士

(72)【発明者】

【氏名】三枝 修平

(72)【発明者】

【氏名】小林 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 猛彦

(57)【要約】

【課題】配管の位置決めと浮き上がり防止を同時に達成可能なインバート配管固定台車を提供すること。
【解決手段】本発明のインバート配管固定台車１は、前方支持台１１と後方支持台１２を有する支持部１０と、前方支持台１１と後方支持台１２の間に架け渡した架橋部２０と、架橋部２０の長手方向に沿って架橋部２０の下部に設置した複数の配管定位部３０と、を備え、配管定位部３０が、下部を硬化したコンクリートＣ内に埋設した状態から上方に抜き出し可能な形状及び／又は構造からなることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル工事においてインバートコンクリート内に配管を固定するための、インバート配管固定台車であって、
前方支持台と後方支持台を有する支持部と、
前記前方支持台と前記後方支持台の間に架け渡した架橋部と、
前記架橋部の長手方向に沿って前記架橋部の下部に設置した複数の配管定位部と、を備え、
前記配管定位部が、下部を硬化したコンクリート内に埋設した状態から上方に抜き出し可能な形状及び／又は構造からなることを特徴とする、
インバート配管固定台車。

【請求項2】

前記配管定位部が、正面視及び／又は側面視において略楔形状を呈する箱抜き型枠であることを特徴とする、請求項１に記載のインバート配管固定台車。

【請求項3】

前記配管定位部が、水平方向に分割可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバート配管固定台車。

【請求項4】

前記配管定位部が、下端部に配管の外形に対応した弧状面を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバート配管固定台車。

【請求項5】

前記配管定位部が、前記配管定位部の下端部に配管を固定する固定ワイヤを備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバート配管固定台車。

【請求項6】

前記後方支持台が、下端部に車輪を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のインバート配管固定台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバート配管固定台車に関し、特に配管の位置決めと浮き上がり防止を同時に達成可能なインバート配管固定台車に関する。

【背景技術】

【0002】

山岳トンネル工事において、地山の変位を抑制しトンネルとして必要な断面を確保するために、トンネル底部にインバートコンクリート（以下単に「インバート」という）を構築する。インバートの施工では、インバートの内部にドレーン管等の配管を埋設することがある。
特許文献１には、トンネル底部の底面インバート上にトンネル軸方向に沿って配管を設置し、底面インバート上を埋め戻し材で埋め戻すことで、インバート内に配管を埋設する工法が開示されている。
この他、トンネル底部を妻板で区画した打設空間内に、トンネル軸方向に沿って配管を設置し、打設空間内にコンクリートを打設することで、インバートの構築と同時に配管を埋設する工法が存在する。
この工法では、掘削地盤上に複数の架台（ウマ）を並列し、架台上に配管を吊り込んで位置決めする。
コンクリートの打設時には、配管には大きな浮力が働くため、浮き上がりを防止するために配管を掘削地盤上に固定する。詳細には、架台をアンカーで掘削地盤に固定しＵボルト等で配管と連結する。この際、配管への応力集中を防ぐため、配管は長さ約１ｍごとに架台と連結する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－６４８００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インバートの構築と同時に配管を埋設する従来技術では、地盤の掘削後に掘削地盤上に架台を配置し、各架台をアンカーで固定し、架台上に配管を吊り込んで位置決めし、配管を各架台へボルト留めする多数の工程が必要となる。このため、施工に手間と時間がかかり、施工効率が悪い。
また、金属製の架台をインバート内に多数残置するため、材料コストが嵩む。

【0005】

本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するためのインバート配管固定台車を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のインバート配管固定台車は、前方支持台と後方支持台を有する支持部と、前方支持台と後方支持台の間に架け渡した架橋部と、架橋部の長手方向に沿って架橋部の下部に設置した複数の配管定位部と、を備え、配管定位部が、下部を硬化したコンクリート内に埋設した状態から上方に抜き出し可能な形状及び／又は構造からなることを特徴とする。

【0007】

本発明のインバート配管固定台車は、配管定位部が、正面視及び／又は側面視において略楔形状を呈する箱抜き型枠であってもよい。
この構成によれば、硬化したコンクリート内から配管定位部を容易に抜き出すことができる。

【0008】

本発明のインバート配管固定台車は、配管定位部が、水平方向に分割可能であってもよい。
この構成によれば、硬化したコンクリート内から配管定位部を容易に抜き出すことができる。

【0009】

本発明のインバート配管固定台車は、配管定位部が、下端部に配管の外形に対応した弧状面を有していてもよい。
この構成によれば、配管を配管定位部に安定して固定することができる。

【0010】

本発明のインバート配管固定台車は、配管定位部が、配管定位部の下端部に配管を固定する固定ワイヤを備えていてもよい。
この構成によれば、配管を配管定位部に安定して固定することができる。

【0011】

本発明のインバート配管固定台車は、後方支持台が、下端部に車輪を有していてもよい。
この構成によれば、前方支持台を吊り上げ、後方支持台をインバート上に走行させることで、インバート配管固定台車を移動させることができる。

【0012】

本発明のインバート配管固定台車は、架橋部の幅方向に延在し架橋部の下部に連結した妻板を備えていてもよい。
この構成によれば、インバート配管固定台車の移動と共に妻板を搬送することができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明のインバート配管固定台車は、以上の構成を備えるため、次の効果のうち少なくとも一つを備える。
＜１＞架橋部の下部に沿って配管を固定するだけで、配管の位置決めと浮き上がり防止を同時に達成することができる。このため、施工効率が非常に高い。
＜２＞箱抜き型枠（配管定位部）を繰り返し利用できるため、無駄な材料コストがかからない。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るインバート配管固定台車の説明図。

【図2】支持部及び架橋部の説明図。

【図3】配管定位部の説明図。

【図4】施工方法の説明図（１）。

【図5】施工方法の説明図（２）。

【図6】施工方法の説明図（３）。

【図7】施工方法の説明図（４）。

【図8】施工方法の説明図（５）。

【図9】施工方法の説明図（６）。

【図10】施工方法の説明図（７）。

【図11】施工方法の説明図（８）。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しながら本発明のインバート配管固定台車について詳細に説明する。なお本発明において「前」「前方」とは坑内における切羽側（図１における手前側）を、「後」「後方」とは坑口側（図１における奥側）を意味する。

【実施例0016】

[インバート配管固定台車]
＜１＞全体の構成（図１）
本発明のインバート配管固定台車１は、インバートコンクリートの打設工程においてインバートコンクリート内に配管Ａを固定するための台車である。
インバート配管固定台車１は、前方支持台１１と、後方支持台１２と、前方支持台１１と後方支持台１２の間に架け渡した架橋部２０と、架橋部２０の下部に架橋部２０の長手方向に沿って配列置した複数の配管定位部３０と、を少なくとも備える。
インバート配管固定台車１は、コンクリートＣの打設時、複数の配管定位部３０によって、配管Ａを所定の高さに位置決めすると共に、その自重によってコンクリートＣ内における配管Ａの浮力に抵抗して、配管Ａの浮き上がりを防止する。

【0017】

＜２＞支持部（図２）
支持部１０は、架橋部２０を支持する構成要素である。
支持部１０は、架橋部２０の前方を支持する前方支持台１１と、架橋部２０の後方を支持する後方支持台１２と、を少なくとも備える。
本例では前方支持台１１及び後方支持台１２として、形鋼を組んでなる概ね門型形状の架台を採用する。
本例では後方支持台１２が、移動用の車輪１３と、高さ調整用のジャッキ１４を備える。
前方支持台１１は、供用時、掘削後の地盤上に立設する。
後方支持台１２は、供用時、前施工区間のインバート上に立設する。このため、車輪１３の下端部は、後述する配管定位部３０の下端部より上方に位置する。

【0018】

＜３＞架橋部（図２）
架橋部２０は、配管定位部３０を介して配管Ａの浮き上がりを防止する構成要素である。
架橋部２０の長さは、一施工サイクルにおけるコンクリートＣの打設スパンに対応する。すなわち、架橋部２０は少なくとも、前方支持台１１と後方支持台１２の間において、コンクリートＣの打設空間Ｓ上に架け渡し可能な長さを有する。
本例では架橋部２０として、２本の桁材２１の間に複数の梁材２２を架け渡してなる鋼製の桟橋を採用する。複数の梁材２２の上にはその長手方向にわたって歩行用の複数の足場板２３を敷設する。
架橋部２０の下部には、その長手方向に沿って複数の配管定位部３０を配列する。

【0019】

＜４＞配管定位部（図３）
配管定位部３０は、コンクリートＣ内に配管Ａを位置決めする構成要素である。
配管定位部３０は、硬化したコンクリートＣ内から上方に抜き出し可能な形状及び／又は構造を備える。ここで「形状」とは、例えば正面視や側面視において下端側の幅が狭まった形状等を意味する。また「構造」とは、例えば硬化したコンクリートＣ内で分解して取り出し可能な構造を意味する。
本例では配管定位部３０として、正面視及び側面視において略楔形状を呈する中空の箱抜き型枠を採用し、かつ配管定位部３０を幅方向に分割可能な構造とする。詳細には、対称な形状の２つの分割型枠３１をボルトで連結することで、１つの配管定位部３０を組み立てる。
本例では配管定位部３０の下端部に、配管Ａの外形に対応した弧状面３２を設ける。これによって、配管Ａのセット時、弧状面３２が配管Ａの外周に面状に接することで、配管Ａを配管定位部３０に安定して固定することができる。
また、配管定位部３０は、弧状面３２に配管Ａを固定するための固定ワイヤ３３を備えていてもよい。

【0020】

＜５＞施工方法
本発明のインバート配管固定台車１を用いて、例えば以下のような施工方法によってインバートを構築する。
前施工区間のインバートが完成した直後の状態では、架橋部２０の下部から配管定位部３０が取り外され、後方支持台１２の車輪１３が前施工区間のインバート上に載り、前方支持台１１の下端部がインバートの前方の地盤上に載っている。

【0021】

＜５．１＞地盤の掘削
地盤を掘削する。
詳細には、前施工区間で構築したインバートの前方を、コンクリートＣの打設スパンにわたって掘削する。この際、トンネル側壁沿いの一側は工事車両の通路として残し、配管Ａを配置する中央部を含んだ領域を掘削する。

【0022】

＜５．２＞インバート配管固定台車の移動
インバート配管固定台車１を移動する。
詳細には、前方支持台１１に牽引用のワイヤを連結し、ワイヤを介して重機で前方支持台１１を上方に吊り上げつつ切羽側へ牽引する。
これによって、前方支持台１１と地盤の縁が切れ、インバート配管固定台車１が、後方支持台１２の車輪１３に載って切羽側へ移動する（図４）。
移動後、桁材２１の下部に沿って複数の配管定位部３０をボルト留めする。

【0023】

＜５．３＞配管のセット
インバート配管固定台車１に配管Ａをセットする。
詳細には、まず、インバート配管固定台車１の下方に架橋部２０の長手方向に沿って配管Ａを設置し（図５）、配管Ａの後端を前施工区間の配管Ａの先端と接続する。
続いて、配管Ａの下部に固定ワイヤ３３を通して配管Ａを持ち上げ、配管Ａの上面を配管定位部３０の弧状面３２に当接させる（図６）。当接後に固定ワイヤ３３を架橋部２０に固定して、配管Ａを架橋部２０から吊り下げる。
同様の作業を全ての配管定位部３０に行って、配管Ａを架橋部２０に固定する。

【0024】

＜５．４＞型枠のセット
型枠をセットして打設空間Ｓを画設する。
詳細には、施工スパンの前端部に妻板４０を設置し、車両通路側に側板（不図示）を設置して、前施工区間のインバートと、妻板４０と、側板との間に打設空間Ｓを画設する（図７）。
ここで、妻板４０は、中央付近に配管Ａの径に対応した貫通孔４２を有し、貫通孔４２の上部は着脱可能な固定ピース４１である。このため、配管Ａを貫通孔４２内に配置し、上方から固定ピース４１で挟み込んで固定することで（図８）、配管Ａの先端を打設空間Ｓの外側に延出させることができる。
配管定位部３０の外面や側板等に離型剤を塗布する。
なお妻板４０は、架橋部２０の下部に固定して、インバート配管固定台車１の移動と同時に搬送できるようにしてもよい。

【0025】

＜５．５＞コンクリートの打設
打設空間Ｓ内にコンクリートＣを打設する。
詳細には、妻板４０や側板をサポート材（不図示）で支保して、打設空間Ｓ内にコンクリートＣを打設する（図９）。
コンクリートＣの充填に伴い、中空の配管Ａには浮力が生じる。しかし、配管Ａの上部は配管定位部３０の弧状面３２に当接しているため、インバート配管固定台車１の自重によって配管Ａの浮き上がりが阻止される。
これによって、配管Ａの上部が弧状面３２内に押し付けられて、配管Ａが設置位置に確実に位置決めされる。
なお、配管Ａに浮力が生じることによって、配管Ａを架橋部２０から吊り下げる必要がなくなる、そこで、コンクリートＣが硬化する前に、固定ワイヤ３３を引き抜いて配管Ａから取り外す（図１０）。

【0026】

＜５．６＞脱型
コンクリートＣを脱型する。
詳細には、コンクリートＣの硬化後、妻板４０と側板を取り外す。
続いて、架橋部２０と配管定位部３０の固定を解除し、コンクリートＣから配管定位部３０を引き抜く（図１１）。この際、配管定位部３０を２つの分割型枠３１に分解して、分割型枠３１を１つずつ引き抜くことで、コンクリートＣとの接触面積が小さくなると共に重量が軽くなるため、引抜き作業が楽になる。
配管定位部３０を引き抜いた箱抜き孔にコンクリートを充填して埋める。

【0027】

＜５．７＞インバート残部の構築
通路として残していた一側を掘削し、前端部に妻板を設置して打設空間を画設する。この際、工事車両は構築済みの片側インバート上を通行させる。
打設空間内にコンクリートを打設してインバートの残部を構築する。
以上によってインバートが完成する。

【実施例0028】

[インバート桟橋と組み合わせる例]
実施例１では、トンネル幅方向の一側を工事車両の通路とするため、コンクリートＣをトンネル幅方向片側ずつ打設した。
本例では、インバート配管固定台車１を公知のインバート桟橋と組み合わせて使用する。詳細には、インバート桟橋における桟橋の下方にインバート配管固定台車１を設置して施工する。
本例の場合、工事車両をインバート桟橋上に通行させることで、インバートを全断面同時に構築することができる。このため工期を更に短縮することができる。