JP2000204894A - トンネル構造 - Google Patents

トンネル構造

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JP2000204894A
JP2000204894A JP11009777A JP977799A JP2000204894A JP 2000204894 A JP2000204894 A JP 2000204894A JP 11009777 A JP11009777 A JP 11009777A JP 977799 A JP977799 A JP 977799A JP 2000204894 A JP2000204894 A JP 2000204894A
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JP
Japan
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segment
tunnel
segments
bending moment
constructed
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Pending
Application number
JP11009777A
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English (en)
Inventor
Munetaka Ozeki
宗孝 大関
Yasuyuki Matsunami
康行 松浪
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Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd
Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
Original Assignee
Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd
Ishikawajima Construction Materials Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 開削工法によって構築されるトンネルの構築
作業の容易化及び低コスト化を図る。 【解決手段】 地盤上に構築された底版12の上部に天
井部13を構築して、トンネル11を構成する。天井部
13を複数のセグメント14から構成する。トンネル1
1に作用する曲げモーメントの内の正の曲げモーメント
が作用する部分のセグメント14として、内周面側に凹
部15が形成された正曲げ対応セグメント14Aを用い
る。負の曲げモーメントが作用する部分のセグメント1
4として、外周面側に凹部16が形成された負曲げ対応
セグメント14Bを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、開削工法によっ
て地盤中に構築されるトンネル構造に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】トンネルの構築方法の一つとして、地盤
を開削し、この開削した部分に、図11に示すように、
現場打ちにて構築した底版1の両端部に、プレキャスト
製のセグメント2を周方向へ接合してトンネル3を完成
させ、その後、このトンネル3を埋め戻す開削工法が知
られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のト
ンネル3には、一般に、図12に示すように、周方向に
沿って、トンネル内側へ向かう正の曲げモーメント及び
トンネル外側へ向かう負の曲げモーメントが入り組んだ
状態に分布している。したがって、トンネル3を構成す
るセグメント2としては、厚さを厚くして、正負両方の
曲げモーメントに耐え得るものとしなければならず、こ
のため、セグメント2の重量化を招き、このセグメント
2の運搬、設置等の取り扱い性が悪いばかりか、セグメ
ント2自体が高コストなものとなっていた。
【0004】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、低コスト化及び軽量化が図られかつ取り扱い性に
優れたセグメントを用いて極めて容易に構築することが
可能なトンネル構造を提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載のトンネル構造は、開削した地盤上に
て構築された底版上に、複数のセグメントを互いに接合
させた天井部を組み付けることにより構築され、その後
埋め戻される開削工法によって構築されるトンネル構造
であって、前記天井部は、正の曲げモーメントが作用す
る部分に、内周面に凹部が形成されたセグメントが用い
られ、負の曲げモーメントが作用する部分に、外周面に
凹部が形成されたセグメントが用いられていることを特
徴としている。
【0006】このように、天井部を構成するセグメント
として、正の曲げモーメントが作用する部分のセグメン
トの内周面側に凹部が形成され、負の曲げモーメントが
作用する部分のセグメントの外周面側に凹部が形成され
てそれぞれ軽量化されているので、構築作業の容易化を
図ることができ、また、コストの低減を図ることができ
る。
【0007】請求項2記載のトンネル構造は、開削した
地盤上にて構築された底版上に、複数のセグメントを互
いに接合させた天井部を組み付けることにより構築さ
れ、その後埋め戻される開削工法によって構築されるト
ンネル構造であって、前記セグメントは、作用する正負
の曲げモーメントに耐え得る厚みを残して、外周面側及
び内周面側に、凹部が形成されていることを特徴として
いる。
【0008】つまり、天井部を構成するセグメントとし
て、作用する曲げモーメントに耐え得る厚みを残して、
外周面側及び内周面側に凹部が形成されて軽量化された
セグメントを用いるものであるので、構築作業の容易化
を図ることができ、また、コストの低減を図ることがで
きる。
【0009】請求項3記載のトンネル構造は、請求項1
または請求項2記載のトンネル構造において、前記セグ
メントと底版及び前記セグメント同士が、曲げモーメン
トが作用することによる引っ張り側にて、互いに接合さ
れていることを特徴としている。
【0010】このように、セグメントと底版及びセグメ
ント同士が、曲げモーメントが作用することによる引っ
張り側にて、互いに接合されているので、曲げモーメン
トに十分耐え得る接合箇所を有したトンネル構造とする
ことができる。つまり、曲げモーメントによって接合箇
所が目開きするような不都合のないトンネル構造とする
ことができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明のトンネル構造の実
施の形態例を図によって説明する。図1及び図2におい
て、符号11は、トンネルである。このトンネル11
は、現場打ちにて構築された底版12と、この底版12
の上部に組み付けられた天井部13とから構成されてい
る。天井部13は、周方向及び軸方向に分割された複数
のセグメント14から構成されている。この天井部13
を構成するセグメント14は、正の曲げモーメントが加
わる部分には、正曲げ対応セグメント14Aが用いら
れ、負の曲げモーメントが加わる部分には、負曲げ対応
セグメント14Bが用いられており、これらが互いに接
合されている。
【0012】正曲げ対応セグメント14Aは、図3及び
図4に示すように、その内周面側に凹部15が形成され
ており、負曲げ対応セグメント14Bは、図5及び図6
に示すように、その外周面側に凹部16が形成されてい
る。そして、これら正曲げ対応セグメント14A及び負
曲げ対応セグメント14Bは、それぞれトンネル軸方向
及びトンネル周方向へ接合するためのボルト19が挿通
されるボルト挿通孔17が形成されている。つまり、こ
のボルト挿通孔17へ接合用ボルト19を挿通してナッ
ト20を締結固定することにより、セグメント14同士
が互いに接合されて、天井部13を構成するようになっ
ている。
【0013】また、底版部12と天井部13との連結部
分では、底版部12に予め突設されたスタッドボルト1
9aがセグメント14のボルト挿通孔17へ挿通され、
このスタッドボルト19aへナット20を締結固定する
ことにより、天井部13が底版部12に接合されるよう
になっている。また、図7に示すように、正曲げ対応セ
グメント14Aと負曲げ対応セグメント14Bとの接合
箇所においては、ボルト挿通孔17が斜めに形成されて
いる。つまり、このボルト挿通孔17は、正曲げ対応セ
グメント14Aの凹部15を形成する内側面と負曲げ対
応セグメント14Bの凹部16を形成する内側面とに連
通するように形成されている。なお、図中符号18は、
セグメント14の内部に配設された鉄筋である。
【0014】また、正曲げ対応セグメント14Aは、ト
ンネル周方向へ向かう長さが異なるものがトンネル11
の左右に配設されており、この長さの異なる正曲げ対応
セグメント14Aが、トンネル軸方向へ交互に配置され
ている。これにより、各セグメント14は、千鳥組とさ
れて、トンネル周方向への接合箇所が、トンネル軸方向
にて互い違いにされている。
【0015】上記セグメント14からなる天井部13を
有するトンネル11によれば、天井部13を構成するセ
グメント14として、正の曲げモーメントが作用する部
分には、内周側に凹部15が形成されて軽量化された正
曲げ対応セグメント14Aを用い、負の曲げモーメント
が作用する部分には、外周側に凹部16が形成されて軽
量化された負曲げ対応セグメント14Bを用いるもので
あるので、構築作業の容易化を図ることができ、また、
コストの低減を図ることができる。
【0016】また、図8に示すものは、他の構造のセグ
メント21を用いたトンネル11である。これらセグメ
ント21は、底版12と接合される下方側セグメント2
1Aと、これら下方側のセグメント21Aに接合されて
互いに突き合わされて接合される上方側セグメント21
Bとから構成されている。これらセグメント21は、内
周面側及び外周面側に凹部22、23が形成されてい
る。
【0017】図9及び図10に示すように、これらセグ
メント21には、トンネル軸方向へ連通する複数のボル
ト挿通孔24が形成されており、これらボルト挿通孔2
4へ締結用ボルト19を挿通し、ナット20を締結固定
することにより、これらセグメント21同士がトンネル
軸方向へ接合されるようになっている。また、これらセ
グメント21には、トンネル周方向へ連通するボルト挿
通孔25が形成されている。これらボルト挿通孔25
は、内周側に形成されて凹部22を形成する側面に開口
した内周側ボルト挿通孔25aと、外周側に形成されて
凹部23を形成する側面に開口した外周側ボルト挿通孔
25bとから構成されている。なお、図10中符号26
は、セグメント21の内部に配設された鉄筋である。
【0018】また、底版12と接合される下方側セグメ
ント21Aは、トンネル周方向へ向かう長さが異なるも
のがトンネル11の左右に配設されており、この長さの
異なる下方側セグメント21Aが、トンネル軸方向へ交
互に配置されている。これにより、各セグメント21
は、千鳥組とされて、トンネル周方向への接合箇所が、
トンネル軸方向にて互い違いにされている。
【0019】底版12の端部に設けられたスタッドボル
ト19aは、下方側セグメント21Aの内周側ボルト挿
通孔25aに挿通され、この挿通されたスタッドボルト
19aにナット20を締結することにより、底版12と
下方側セグメント21Aとが互いに接合されている。つ
まり、この接合箇所においては、正の曲げモーメントが
作用するため、内周側ボルト挿通孔25aを用いて接合
している。そして、下方側セグメント21Aの内の長さ
の短い下方側セグメント21A(図8における紙面左側
の下方側セグメント21A)と上方側セグメント21B
との接合箇所においては、正の曲げモーメントが作用す
るため、互いに連通された内周側ボルト挿通孔25aに
接合用ボルト19を挿通し、この接合用ボルト19にナ
ット20を締結することにより接合されている。
【0020】また、下方側セグメント21Aの内の長さ
の長い下方側セグメント21A(図8における紙面右側
の下方側セグメント21A)と上方側セグメント21B
との接合箇所においては、負の曲げモーメントが作用す
るため、互いに連通された外周側ボルト挿通孔25bに
接合用ボルト19を挿通し、この接合用ボルト19にナ
ット20を締結することにより接合されている。さら
に、上方側セグメント21B同士の接合箇所において
は、正の曲げモーメントが作用するため、互いに連通さ
れた内周側ボルト挿通孔25aに接合用ボルト19を挿
通し、この接合用ボルト19にナット20を締結するこ
とにより接合されている。
【0021】そして、このトンネル11によれば、天井
部13を構成するセグメント21として、作用する正負
の曲げモーメントに耐え得る厚みを残して、外周面側及
び内周面側に凹部22、23が形成されて軽量化された
セグメント21を用いるものであるので、構築作業の容
易化を図ることができ、また、コストの低減を図ること
ができる。
【0022】しかも、セグメント21と底版12及びセ
グメント21同士が、曲げモーメントが作用することに
よる引っ張り側にて、ボルト挿通孔25へ接合用ボルト
19及びナット20によって互いに接合されているの
で、曲げモーメントに十分耐え得る接合箇所を有したト
ンネル11とすることができる。つまり、曲げモーメン
トによって接合箇所が目開きするような不都合のないト
ンネル11とすることができる。
【0023】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のトンネ
ル構造によれば、下記の効果を得ることができる。請求
項1記載のトンネル構造によれば、天井部を構成するセ
グメントとして、正の曲げモーメントが作用する部分の
セグメントの内周面側に凹部が形成され、負の曲げモー
メントが作用する部分のセグメントの外周面側に凹部が
形成されてそれぞれ軽量化されているので、構築作業の
容易化を図ることができ、また、コストの低減を図るこ
とができる。
【0024】請求項2記載のトンネル構造によれば、天
井部を構成するセグメントとして、作用する曲げモーメ
ントに耐え得る厚みを残して、外周面側及び内周面側に
凹部が形成されて軽量化されたセグメントを用いるもの
であるので、構築作業の容易化を図ることができ、ま
た、コストの低減を図ることができる。
【0025】請求項3記載のトンネル構造によれば、セ
グメントと底版及びセグメント同士が、曲げモーメント
が作用することによる引っ張り側にて、互いに接合され
ているので、曲げモーメントに十分耐え得る接合箇所を
有したトンネル構造とすることができる。つまり、曲げ
モーメントによって接合箇所が目開きするような不都合
のないトンネル構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルの斜視図である。
【図2】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルの断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルを構成するセグメントの斜視図である。
【図4】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルを構成するセグメントの断面図である。
【図5】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルを構成するセグメントの斜視図である。
【図6】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るトンネルを構成するセグメントの断面図である。
【図7】 本発明の実施の形態のトンネル構造を説明す
るセグメント同士の接合箇所の断面図である。
【図8】 本発明の他の実施の形態のトンネル構造を説
明するトンネルの断面図である。
【図9】 本発明の他の実施の形態のトンネル構造を説
明するトンネルを構成するセグメントの一部を断面視し
た斜視図である。
【図10】 本発明の他の実施の形態のトンネル構造を
説明するトンネルを構成するセグメントの断面図であ
る。
【図11】 開削工法によって構築されるトンネルの例
を説明するトンネルの断面図である。
【図12】 開削工法によって構築されたトンネルに作
用する曲げモーメントを説明するモーメント線図であ
る。
【符号の説明】
11 トンネル 12 底版 14、21 セグメント 15、16、22、23 凹部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開削した地盤上にて構築された底版上
    に、複数のセグメントを互いに接合させた天井部を組み
    付けることにより構築され、その後埋め戻される開削工
    法によって構築されるトンネル構造であって、 前記天井部は、正の曲げモーメントが作用する部分に、
    内周面に凹部が形成されたセグメントが用いられ、負の
    曲げモーメントが作用する部分に、外周面に凹部が形成
    されたセグメントが用いられていることを特徴とするト
    ンネル構造。
  2. 【請求項2】 開削した地盤上にて構築された底版上
    に、複数のセグメントを互いに接合させた天井部を組み
    付けることにより構築され、その後埋め戻される開削工
    法によって構築されるトンネル構造であって、 前記セグメントは、作用する正負の曲げモーメントに耐
    え得る厚みを残して、外周面側及び内周面側に、凹部が
    形成されていることを特徴とするトンネル構造。
  3. 【請求項3】 前記セグメントと底版及び前記セグメン
    ト同士は、曲げモーメントが作用することによる引っ張
    り側にて、互いに接合されていることを特徴とする請求
    項1または請求項2記載のトンネル構造。
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