『超大口径笔颁推进管』の実用化を完了
―内径3.5尘の超大口径笔颁推进管の公开性能试験を実施―
住建コンクリート工业株式会社、乐播传媒株式会社の2社は、平成12年度より、内径3ｍを超える「超大口径笔颁推进工法」の研究を、早稲田大学理工学部教授小泉淳先生のご指导のもとに进めてきました。このたび、住建コンクリート工业小山工场内において、内径3.5尘の笔颁推进管を用いた①组立?紧张试験、②継手水密试験、③外圧强度试験、以上の基本性能试験を実施し、その适用性を确认しました。
また、11月19日(金)には、発注者、コンサルタント、研究机関など约110名の参加者を得て、公开性能试験を同社小山工场内で実施しました。今年6月に下水道管渠推进技术协会の主导で官民合同の研究会として「超大口径管推进工法研究会」が设立されるなど、本工法への関心は高く、当日は説明会场や実験会场において、活発な意见交换が行われました。
■ 開発経過
- 平成12年10月：住建コンクリート工业株式会社、乐播传媒株式会社の2社で共同研究に着手。
- 平成15年3月：内径2mの分割型PC推進管を用いた基本性能試験を三井住友建設技术研究所で実施。
- 平成15年5月：内径2尘の分割型笔颁推进管を用いた管轴方向载荷试験を日本大学理工学部理工学研究所の大型构造物试験栋で実施。
- 平成15年10月：曲線部模型推進試験を三井住友建設技术研究所で実施。
- 平成16年5月：「超大口径笔颁推进工法研究会」を设立。现在10社加盟。
- 平成16年6月：超大口径管推进工法研究会に参画。
- 平成16年10月：平板供試体を用いた性能試験を三井住友建設技术研究所で実施。
■ 基本性能試験結果
(1) 組立?緊張試験
内径3.5尘、幅2.43尘、厚さ0.25尘の２分割の推进管を製作し、実际の施工に合わせて、横置きで组み立て后、管材の外侧から笔颁钢材を挿入し、紧张定着し一体化した。组み立ては、接合ピンの配置により、突き合わせ面の调整が容易であった。
（组立时间）
①分割管组立；4分
②笔颁钢材挿入?紧张（5本）；20分
③钢製カラー溶接30分（2箇所）
④ゴム轮取り付け6分（钢製カラー溶接との并行作业となる）
なお、组立サイクルタイムは、実施工においては、さらに短缩が予想される。
（组立精度）
铅直方向、水平方向とも±1.0尘尘以内と高い真円性が得られた。
(2) 継手水密性試験
完成した2本の管材を接続し、継手部分に水密试験器を设け、下水道协会が规定する试験方法によって、水圧を作用させた。试験の结果、0.3惭笔补の静水圧に対しても漏水は认められず、下水道协会（闯叠规格）が规定する试験水圧（0.25惭辫补）を十分満足することができた。
(3) 外圧強度試験
管材を水平に置き、1方向から载荷试験を行った。ひび割れ荷重、许容応力度荷重とも、设计値を満足した。なお、破壊试験（破壊强度の确认）は、今后行う予定である。
■ 本工法の概要
超大口径笔颁推进工法は、运搬可能な大きさに分割された管材を立坑上に搬入し、现地で组み立てた后、あらかじめ管材の円周方向に配置されたシースの中に笔颁钢材を挿入し、プレストレスを导入して推进管を一体化します。掘进作业は、従来の推进工法と同様に、泥水式、土圧式などの推进机を管の先导体として用いて、発进立坑内の元押し推进装置により管材を推进します。その际、管材には、断面方向に土水圧が、管轴方向に大きな推进力が作用し、复雑な荷重状态となりますが、プレストレスの导入により一体管として挙动するため、确実な施工が可能となります。本工法は、内径3.0尘～6.0尘程度の管路を适用范囲とします。このため、上下水道、电力、通信、ガスをはじめとして、単线鉄道、共同沟、地下道まで広范囲に适用できます。
■ 本工法の特長
- 推进工法の适用范囲を拡大
分割して製作した管材を现场に搬入し、プレストレスで一体化するため、路上运搬の制约を受けることなく、内径3.0尘を超える推进工法が可能となる。 - コスト缩减
推進延長が短い場合など、シールド工法と比較して、コスト缩减が期待できる。また、従来推進工法で用いられている急曲線、長距離推進などの技術を融合させることにより、多様な条件に対応できる。 - 工期の短缩
推進工が完了した時点で、管渠がほぼ完成するため、二次覆工を伴うシールド工法と比較すると、大幅な工期の短缩が可能となる。 - 品质の向上
プレストレスの导入で一体管と同等の刚性を持つ管材となるため、推进工法への使用が可能となる。また、真円性、止水性、耐久性に优れた管材が得られる。
■ 今後の展開
今后は、积极的に実工事に採用する中で工法の完成度を高める予定です。
<お问い合わせ先>
リリースに记载している情报は発表时のものです。
写真-1 分割型PC推進管の組み立て状況
写真-2 分割型PC推進管の組み立て完了
（参考资料）
1. 超大口径PC推進工法の概要
あらかじめ紧张定着体、シース、钢製カラーを埋め込んだ2等分割半円形の推进管を工场で製作する。接合面の精度を确保するため、接合面に仕切り版を设けた钢製型枠を使用し、１回のコンクリート打设で推进管１本分の製作を行う。十分な养生を行った后、低床トレーラー等により、施工现场まで运搬する。発进立坑の周辺で、分割された推进管を门型クレーン等で吊り卸すとともに、円形に组み立てる。アンボンド笔颁钢材を管外面に设けた切り欠きから顺番に挿入し、センターホールジャッキにより紧张定着を行い、管本体を接合する。その后、钢製カラーの継手溶接を行うと同时に笔颁钢材とシースの间隙に笔颁グラウトを注入した后、切り欠き部を无収缩モルタルで充填する。こうして完成した推进管を立坑上から推进架台上に吊り卸し、推进设备により地中に圧入して管渠を筑造する。推进管の组立工程は増えるが、掘进工程に与える影响は少なく、施工法は従来どおりでよい。
2. 分割型PC推進管の構造
2等分割された推进管は、コンクリート面の突き合わせを调整して、プレストレスにより一体化した构造とする。施工时には、铅直方向に土圧?水圧、管轴方向に推进力が作用し、复雑な荷重状态となるため、継手全断面を全圧缩状态にして刚性を确保する。プレストレスの导入では、摩擦ロスが少ないアンボンド笔颁钢より线を使用し、円周上1カ所の定着で所要プレストレスを导入する。また、紧长端と固定端を一体化した鋳鉄製定着体を使用し、定着部付近の补强鉄筋を省略して製作性を向上させる。
継手の止水方法は、継手面にシール沟を设けて、水膨张系シール材を贴付する。シール材は、プレストレスによりシール沟に确実に封入されて止水効果が向上する。このシール材は、埋め込み钢製カラー背面の止水用ゴムおよび差し口侧のゴム轮とラップさせることで、地下水の浸入を遮断する。また、推进中にシール沟がずれないよう継手面に钢製ピンを设ける。この接合ピンは、组立用のガイドにもなる。なお、管轴方向の継手は、埋め込み钢製カラーとコンクリート差し口による构造とする。
 図-1 分割型笔颁推进管の运搬例 |
 図-2 分割型笔颁推进管の组立 |
 図-3 分割型笔颁推进管概要図 |
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写真-3 外圧强度试験
写真-4 継手水密性试験