JP2003064980A - 覆工エレメントを使用したトンネル覆工構造体の閉合部構造及び閉合方法 - Google Patents

覆工エレメントを使用したトンネル覆工構造体の閉合部構造及び閉合方法

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JP2003064980A
JP2003064980A JP2001257229A JP2001257229A JP2003064980A JP 2003064980 A JP2003064980 A JP 2003064980A JP 2001257229 A JP2001257229 A JP 2001257229A JP 2001257229 A JP2001257229 A JP 2001257229A JP 2003064980 A JP2003064980 A JP 2003064980A
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lining
tunnel
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lining elements
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JP2001257229A
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Shigetsugu Takeda
茂嗣 竹田
Motoaki Kurisu
基彰 栗栖
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Abstract

(57)【要約】 【課題】閉合部の施工を安全に行うことができ、しかも
工期の短縮、施工費用の低減を図ることができる閉合部
構造及び閉合方法を提供する。 【解決手段】トンネル内空断面の掘削に先立ち、地山に
長尺の多数の覆工エレメントを順次挿入することにより
構築される覆工構造体の閉合部構造であって、覆工エレ
メントのうち、互いに対向して地山に挿入された2つの
被閉合覆工エレメント4a,4b間に、トンネル軸方向
に間隔を置いて複数の貫入部材21が貫入配置され、貫
入部材21の両端部が被閉合覆工エレメント4a,4b
内に充填された中埋めコンクリート26に定着されてい
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、トンネル覆工構
造体の閉合部構造及び閉合方法に関し、さらに詳細に
は、覆工エレメントを用いて鉄道線路や道路の下方にト
ンネルを構築するに際しての覆工エレメント間の閉合部
構造及び閉合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道線路や道路の下方に立体交差する地
下構造物(トンネル)を構築する工法の1つとして、ト
ンネル内空断面の掘削に先立ち、長尺の多数の鋼製エレ
メントを地山に牽引(または推進)により挿入して覆工
を行うHEP&JES(High Speed Element Pull & Joi
nted Element Structure) 工法が知られている。
【0003】図9は従来の施工方法を示すトンネル軸直
角方向の断面図である。覆工エレメントは断面四角形の
基準覆工エレメント51と、この基準覆工エレメント5
1の両側部に継手を介して順次連設される断面コ字形の
一般部覆工エレメント52とからなる。施工の際は、ト
ンネル天端となる地山に基準覆工エレメント51を挿入
した後、これに連設しながら一般部覆工エレメント52
を地山に挿入し、さらに先行して地山に挿入された一般
部覆工エレメント52に後行する一般部覆工エレメント
52を順次地山に挿入する。そして、トンネル下部にお
いて、時計回りR1 に順次挿入された一般部覆工エレメ
ント52群の終端覆工エレメント52aと、反時計回り
2 に順次挿入された一般部覆工エレメント52群の終
端覆工エレメント52bとの間を、施工誤差を吸収すべ
く閉合部53により閉合して覆工構造体50を構築す
る。
【0004】従来、閉合部53の施工方法はいくつかあ
るが、例えばメッセル工法を利用した、次のような施工
方法が知られている。すなわち、終端覆工エレメント5
2a,52bを地山に挿入した後、これら終端覆工エレ
メント52a,52b間を跨ぐようにメッセル矢板54
を地山に挿入する。次に、このメッセル矢板54により
地山を保護しながら底設導坑55を掘削し、終端エレメ
ント52a,52b間にストラット56を設置する。そ
して、終端覆工エレメント52a,52b間において図
示しない鉄筋を組み立て、コンクリート57を打設して
閉合部53を構築する工法である。
【0005】しかしながら、底設導坑55の掘削は主に
人力施工に頼るところが多く、また切羽の安定を図る意
味から薬液注入工法や鏡ボルト工法などの補助工法を併
用することが多い。このため、作業の安全性の問題や、
工期の長期化、工事費の増大などの問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記のよう
な技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目
的を達成するものである。この発明の目的は、閉合部の
施工を安全に行うことができ、しかも工期の短縮、施工
費用の低減を図ることができる覆工エレメントを使用し
たトンネル覆工構造体の閉合部構造及び閉合方法を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を達
成するために、次のような手段を採用している。すなわ
ち、この発明は、トンネル内空断面の掘削に先立ち、地
山に長尺の多数の覆工エレメントを順次挿入することに
より構築される覆工構造体の閉合部構造であって、前記
覆工エレメントのうち、互いに対向して地山に挿入され
た2つの被閉合覆工エレメント間に、トンネル軸方向に
間隔を置いて複数の貫入部材が貫入配置され、前記貫入
部材の両端部が前記被閉合覆工エレメント内に充填され
た中埋めコンクリートに定着されていることを特徴とす
る覆工エレメントを使用したトンネル覆工構造体の閉合
部構造にある。
【0008】前記貫入部材の両端部には、定着部材が設
けられている。前記貫入部材は前記覆工構造体の厚み方
向に複数段に配置することもできる。この場合、複数段
に配置された貫入部材の周囲には帯筋が配置されてい
る。前記貫入部材は、鋼管等の管状部材からなる。
【0009】また、この発明は、トンネル内空断面の掘
削に先立ち、地山に長尺の多数の覆工エレメントを順次
挿入することにより構築される覆工構造体の閉合方法で
あって、前記覆工エレメントのうち、互いに対向して地
山に挿入された2つの被閉合覆工エレメント間に、トン
ネル軸方向に間隔を置いて複数の貫入部材を貫入配置し
た後、前記両被閉合覆工エレメント内に中埋めコンクリ
ートを充填して、前記貫入部材の両端部を定着させるこ
とを特徴とするトンネル覆工構造体の閉合方法にある。
【0010】この発明によれば、閉合される覆工エレメ
ント間に貫入部材を貫入配置し、その両端部を被閉合覆
工エレメント内に充填される中埋めコンクリートに定着
して閉合部が構築されるので、従来のような底設導坑の
掘削が不要である。したがって、施工を安全に行うこと
ができ、また薬液注入等の補助工法も不要であるので、
工期の短縮、施工費用の低減を図ることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図面を参
照しながら以下に説明する。図1は、この発明により施
工された円形トンネルの軸直角方向断面図である。覆工
構造体1はトンネル内空断面2の掘削に先立って構築さ
れ、この覆工構造体1は長尺の多数の鋼製覆工エレメン
ト3,4を地山に牽引(あるいは推進)挿入することに
より構築される。
【0012】覆工構造体1は、より詳細には次のように
して施工される。まず、図2を参照して覆工構造体1の
構築に使用される鋼製覆工エレメントについて説明す
る。覆工エレメントとしては、従来と同様に、1つの基
準覆工エレメント3と、多数の一般部覆工エレメント4
とが使用される。基準覆工エレメント3は、4枚のプレ
ート7によって断面四角形に形成され、各隅角部には断
面略C字形の継手8が長手方向に沿ってそれぞれ設けら
れている。また、一般部覆工エレメント4は、3枚のプ
レート9によって断面コ字形に形成され、各隅角部及び
プレート9の開放側端部には継手8と同形状の継手10
が長手方向に沿ってそれぞれ設けられている。
【0013】覆工構造体1を構築するにあたっては、ま
ずトンネル天端となる地山に基準覆工エレメント3を挿
入する。次に、基準覆工エレメント3の両側部に一般部
覆工エレメント4を挿入する。その際、図2に一方側の
みを示すように、一般部覆工エレメント4は、その開放
部側の継手10を基準覆工エレメント3の継手8に嵌合
させながら地山に挿入される。
【0014】次に、先行して地山に挿入された一般部覆
工エレメント4に隣接して、後行する一般部覆工エレメ
ント4をそれらの継手10,10を嵌合させながら地山
に挿入する。このようにして、一般部覆工エレメント4
を時計回りR1 及び反時計回りR2 に順次地山に挿入
し、時計回りR1 の一般部覆工エレメント4群の終端覆
工エレメント4aと、反時計回りR2 の一般部覆工エレ
メント4群の終端覆工エレメント4bとの間が閉合部2
0により閉合される。なお、各覆工エレメントの挿入
後、それらの内部には中埋めコンクリートが充填され
る。
【0015】図3,図4は、この発明による閉合部20
の構造を拡大して示す図であり、この閉合部20は図5
に示す手順で施工される。被閉合覆工エレメントである
終端覆工エレメント4a,4bを地山に挿入した後(図
5(a))、一方の終端覆工エレメント4aから他方の
終端覆工エレメント4bに向けて鋼管21を貫入配置す
る(図5(b),(c))。これらの鋼管21はトンネ
ル軸方向に間隔を置いて複数配置される(図4参照)。
【0016】鋼管21は、図3及び図4に示すように、
主管部22とその両端にねじ等により接合される短管部
23とからなり、短管部23にはフランジ24が設けら
れている。また、互いに対向する終端覆工エレメント4
a,4bの各プレートには、鋼管21を通すための穴2
5が予め対向して設けられている。この穴25は、終端
覆工エレメント4a,4bの地山への挿入時には、土砂
が内部に入らないように仮止めプレート等の適宜手段に
より塞がれている。
【0017】鋼管21を配置するに際しては、終端覆工
エレメント4a,4b間に穴25を介してハンドオーガ
等により削孔を形成する。そして、エレメントトの穴2
5及びこの削孔を通して、両終端覆工エレメント4a,
4b間に主管部22を貫入させ(図5(b))、その両
端部に短管部23を接合する(図5(c))。接合後、
鋼管21内にコンクリートを充填するとともに、終端覆
工エレメント4a,4b内に中埋めコンクリート26を
充填して、鋼管21の両端部を中埋めコンクリート26
に定着させる。この状態で終端覆工エレメント4a,4
b間は仮接合され、トンネル内空断面2(図1参照)の
掘削が可能となる。
【0018】次にトンネル内空断面2を掘削し、この掘
削に伴って両終端覆工エレメント4a,4b間を掘削し
て、両者間に鋼管21が露出する露出空間27を形成す
る(図5(d))。そして、図5(e)に示すように、
露出空間27にコンクリート28を打設し、このように
して閉合部20が形成される。なお、止水等の必要がな
い場合は、覆工エレメント4a,4b間を掘削しなくと
もよい。すなわち、コンクリート28を打設しなくとも
よい。
【0019】上記実施形態は覆工構造体1の厚み方向に
関して鋼管21を一段に配置したものであり、閉合部2
0はヒンジ結合と捉えることができる。図6〜図8に示
すように、鋼管21を覆工構造体1の厚み方向に関して
複数段(図示の例では2段)に貫入配置し、さらに2段
に配置された鋼管21の周囲に帯筋30を配置して、剛
結合とすることもできる。
【0020】鋼管21の両端部に設けたフランジ24は
中埋めコンクリート26に対する定着力を増大させるた
めの定着部材であるが、この定着部材としてはフランジ
24以外の構造を採用することもできる。例えば、図7
に示すように、鋼管21の両端部に定着用の籠状鉄筋2
9を設けてもよいし、また図8に示すように定着用のジ
ベル31を設けるようにしてもよい。
【0021】上記実施の形態は例示にすぎず、この発明
は種々の改変が可能である。例えば、上記実施の形態で
は閉合部を1つとした覆工構造体が示されているが、基
準覆工エレメントを複数地山に挿入して複数箇所で閉合
させる場合もあり、このような場合も本発明の概念に包
含される。また、覆工構造体は断面円形に限らず、矩形
の場合もある。さらに、貫入部材としては管状のものに
限らず、鋼棒や形鋼等を用いることができる。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、閉合
される覆工エレメント間に貫入部材を貫入配置し、その
両端部を被閉合覆工エレメント内に充填される中埋めコ
ンクリートに定着して閉合部が構築されるので、従来の
ような底設導坑の掘削が不要である。したがって、施工
を安全に行うことができ、また薬液注入等の補助工法も
不要であるので、工期の短縮、施工費用の低減を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明により施工された円形トンネルを示す
軸直角方向断面図である。
【図2】覆工構造体の構築に使用されるエレメントの一
例を示す図である。
【図3】閉合部を拡大して示す断面図である。
【図4】閉合部をトンネル軸方向に切断した断面図であ
【図5】閉合部の施工手順を示す図である。
【図6】貫入部材を2段に配置した例を示す図である。
【図7】定着部材の他の例を示す図である。
【図8】定着部材の他の例を示す図である。
【図9】従来工法による閉合部を示す図である。
【符号の説明】
1:覆工構造体 2:トンネル内空断面 3:基準覆工エレメント 4:一般部覆工エレメント 4a:終端覆工エレメント 4b:終端覆工エレメント 21:鋼管 22:主管部 23:短管部 24:フランジ 25:エレメントの穴 26:中埋めコンクリート 27:露出空間 28:コンクリート

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トンネル内空断面の掘削に先立ち、地山に
    長尺の多数の覆工エレメントを順次挿入することにより
    構築される覆工構造体の閉合部構造であって、 前記覆工エレメントのうち、互いに対向して地山に挿入
    された2つの被閉合覆工エレメント間に、トンネル軸方
    向に間隔を置いて複数の貫入部材が貫入配置され、 前記貫入部材の両端部が前記被閉合覆工エレメント内に
    充填された中埋めコンクリートに定着されていることを
    特徴とする覆工エレメントを使用したトンネル覆工構造
    体の閉合部構造。
  2. 【請求項2】前記貫入部材の両端部には、定着部材が設
    けられていることを特徴とする請求項1記載のトンネル
    覆工構造体の閉合部構造。
  3. 【請求項3】前記貫入部材は前記覆工構造体の厚み方向
    に複数段に配置されていることを特徴とする請求項1又
    は2記載のトンネル覆工構造体の閉合部構造。
  4. 【請求項4】前記複数段に配置された貫入部材の周囲に
    は帯筋が配置されていることを特徴とする請求項3記載
    のトンネル覆工構造体の閉合部構造。
  5. 【請求項5】前記貫入部材は、鋼管等の管状部材からな
    ることを特徴とする請求項1,2,3又は4記載のトン
    ネル覆工構造体の閉合部構造。
  6. 【請求項6】トンネル内空断面の掘削に先立ち、地山に
    長尺の多数の覆工エレメントを順次挿入することにより
    構築される覆工構造体の閉合方法であって、 前記覆工エレメントのうち、互いに対向して地山に挿入
    された2つの被閉合覆工エレメント間に、トンネル軸方
    向に間隔を置いて複数の貫入部材を貫入配置した後、 前記両被閉合覆工エレメント内に中埋めコンクリートを
    充填して、前記貫入部材の両端部を定着させることを特
    徴とするトンネル覆工構造体の閉合方法。
JP2001257229A 2001-08-28 2001-08-28 覆工エレメントを使用したトンネル覆工構造体の閉合部構造及び閉合方法 Withdrawn JP2003064980A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004211307A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 East Japan Railway Co 鋼製エレメント構造体、鋼製エレメント構造体の施工方法、鋼製エレメント
JP7403390B2 (ja) 2020-06-01 2023-12-22 鹿島建設株式会社 合成構造、及び合成構造の構築方法
JP7477411B2 (ja) 2020-09-23 2024-05-01 戸田建設株式会社 鋼殻エレメントの接合構造及びその施工方法

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Effective date: 20081104