JP2005002619A - Flexible segment and joint structure of shield tunnel using the same - Google Patents
Flexible segment and joint structure of shield tunnel using the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡易な構造のシールドトンネル施工用の可撓セグメントと、それを用いたシールドトンネルの継手構造とに関する。
【0002】
【従来の技術】
シールドトンネル70は、シールド(掘進機)72によって地中を掘削した後、セグメント71aと称する覆工材をリング状に組み立てて、こうして得られるセグメントリング71をシールド72の掘進方向に連結することによって形成される(図6参照)。このシールドトンネル70のセグメントリング71間での止水には、シール材74を介在させて圧縮する方法(図6および図7参照)や、可撓性を付与したセグメント(可撓セグメント)を配置する方法が知られている。なお、図7中、符号74aは、シール材74を設置するためにセグメント71aに設けられた溝を示す。また、図6、図7およびその他の図において、符号xはシールドトンネルの軸方向を示し、符号yはシールドトンネルの周方向を示す。
【0003】
しかしながら、前者のシール材74を用いる方法ではセグメントリング71の接続部分が剛直になることから、シールドジャッキ73からの推力を受ける上で好都合であるものの、地盤に変位が生じるとこれに追従できないことから、漏水を生じるおそれがある。
これに対し、後者の可撓セグメントを用いる方法によれば、シールドトンネルの継手構造に可撓性が付与されることから、地盤の変位への対応が可能になる。可撓セグメント75を用いた継手構造には、図8に示すように、環状の主枠76a、筒状のカラー支持部材76bおよび筒状のカラー76cを一体化してなる碇着部材76を、所定の間隔を隔ててかつ互いに対向させてセグメントリング71の側端面に固定し、一対のカラー76c間またはカラー支持部材76b間に可撓性を有する止水ゴム77を張設したものが挙げられる(特許文献1参照)。この継手構造には、一対のセグメントリング71間に推力受け材としての一対の枠78が設置されており、シールドトンネルの掘進時に一対の枠78と楔材78aとでジャッキ推力を受ける一方、ジャッキ推力がかからなくなった後には楔材78aを取り外すことによって、継手構造に可撓性を付与している。
【0004】
しかしながら、図8に示す継手構造では、碇着部材76の強度が十分ではないことから、地山側からの水圧等に十分に対抗できないという問題がある。さらには、その継手面が厚みの小さいカラー76cからなるために、一次止水用のシール材を取り付ける幅がほとんどなく、それゆえ漏水を引き起こすおそれが十分にがある。
可撓セグメントを用いた継手構造の他の例としては、図9に示すような環状体80を、所定の間隔を隔ててかつ互いに対向させて一対のセグメントリング(図示せず)間に設置したものが挙げられる(特許文献2〜5参照)。この環状体80は、周方向yに延びる主桁(外側板)81および内主桁(内側板)82と、環状体80の外周面をなすスキンプレート(外周板)83と、主桁81と内主桁82との間にあって周方向yに所定の間隔をおいて配置される縦リブ84とを備えており(図10参照)、互いに対向する環状体81間に止水部材が配置されている。また、図9に示す環状体81では、対向するスキンプレート83間に止水部材としての一次止水ゴム85を配置し、その内方に軸方向xに伸縮可能な二次止水ゴム86を張設し、さらにその内方に推力受け材87を配置している。なお、図10は、可撓セグメントを形成する環状体80のうち、その周方向に分割された分割片88の一つを示している。環状体80は、分割片88の端面板89同士をボルトによって互いに連結することによって形成される。
【0005】
この環状体80では、地山側からの水圧等に十分に対抗し得る強度を付与することや、シールドの掘進時におけるジャッキ推力を隣接するセグメントに伝達する目的で、内主桁82と縦リブ84とが配置されている。しかしながら、この内主桁82や縦リブ84を多数配置しなければならないために、コストがかかるという問題がある。
【0006】
【特許文献1】
実公昭62−27594号公報(図2,図7)
【特許文献2】
特許第3283080号公報(図1,図3,図5)
【特許文献3】
特公昭55−4919号公報(図3,図5)
【特許文献4】
特公平2−22818号公報(図2,図6)
【特許文献5】
特許第2733825号(図2,図7,図11)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、構造を簡略化したシールドトンネル施工用の可撓セグメントと、シールドトンネルの施工に要するコストの削減を達成し得る、上記可撓セグメントを用いたシールドトンネルの継手構造とを提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するための本発明に係る可撓セグメントは、一対の環状体を所定間隔離して対向させた状態で配置し、当該一対の環状体間に可撓性を有する止水部材を掛け渡してなるものであって、上記環状体が、鋼製の主桁と、当該主桁の外周面側に連設した鋼製のスキンプレートを備え、当該スキンプレートの鋼板の厚みが16mm以上であり、かつ上記止水部材が上記スキンプレート上に直接固定されてなるものであることを特徴とする。
【0009】
また、上記課題を解決するための本発明に係るシールドトンネルの継手構造は、一対のセグメントリングの側端面間に可撓セグメントを配置してなるものであって、当該可撓セグメントが、鋼製の主桁および当該主桁の外周面側に連設した鋼製のスキンプレートを備える一対の環状体と、当該一対の環状体間に掛け渡された可撓性を有する止水部材とを備え、当該スキンプレートの鋼板の厚みが16mm以上であり、かつ上記止水部材が上記スキンプレート上に直接固定されてなるものであることを特徴とする。
【0010】
従来の可撓セグメントは、図9および図10に示すように、箱型形状の枠体(分割片88)内の内主桁82等に止水部材取付用の鉄板90を溶接して、当該鉄板90に止水部材を取り付けたり、あるいは内主桁82に直接止水部材を取り付けたりしていた。従って、前述のように、内主桁が構造上必要となり、さらに分割片88自体の強度を維持する上で、縦リブ84も必要となることから、コストアップの大きな要因となっていた。
【0011】
これに対し、本発明では、可撓セグメントのスキンプレートとして、通常、厚さ3〜6mm程度の鋼板が用いられるところ、16mm以上の厚みの鋼板を用いる。これにより、(1) 左右のスキンプレート間に十分な厚みの一次止水用シール材を配置することが可能になる。可撓セグメントの一対の環状体間に掛け渡される、可撓性を有する止水部材は、通常、ジャッキ推力がかからなくなった後で、当該環状体間に配置された推力受け材を取り外してから取り付けられる。それゆえ、上記止水部材を取り付けるまでの間の漏水を防止するために、一次止水用のシール材が必要になる。この一次止水用シール材には、作用する水圧の大きさやシール材の材質により異なるものの、少なくとも16mmの厚みが必要であるところ、本発明によれば、前述のように、スキンプレートとして用いる鋼板の厚みが16mm以上であることから、少なくとも厚みが16mmである一次止水用シール材を取り付けることが可能になる。
【0012】
また、本発明によれば、上記スキンプレート用鋼板の厚みが16mm以上であることから、(2) スキンプレートに直接、二次止水用または仮止水材としての可撓性を有する止水部材を取り付けることができる。通常、かかる止水部材は、可撓性を有するゴム板を一対の環状体間に架設して、ボルトで固定されるものであって、一次止水用のシール材とは異なるものである。なお、一次止水用の部材にも、左右の枠体間を単に埋め合わせる従来のシール材に代えて、上記の可撓性を有する止水部材が用いられつつある。このような可撓性を有するゴム部材をボルトで固定しようとすると、ボルトの有効深さを確保する都合上、その取付位置に少なくとも16mm以上の厚みが求められるところ、本発明におけるスキンプレート(鋼板)の厚みは16mm以上であることから、二次止水用や仮止水用としての可撓性を有する止水部材を、当該スキンプレート上に、ボルトで直接に取り付けることが可能になる。
【0013】
さらに、本発明によれば、上記スキンプレート用鋼板の厚みが16mm以上であることから、その強度が従来のもの(厚さ3〜6mm程度)に比べて格段に大きくなり、(3) 主桁を1つとして、可撓セグメントのリングを構成する分割片の連結部分にのみ、シールドトンネルの軸方向に延びる板材(継手版)を設けたとしても、可撓セグメントとして十分な強度を得ることができる。それゆえ、内主桁や縦リブが不要になる。
【0014】
従って、本発明の可撓セグメントおよびそれを用いたシールドトンネルの継手構造によれば、シールドトンネルにおける可撓継手の強度を維持しつつ、その構造を簡略化することができ、当該継手構造を形成するのに要するコストを大幅に低減させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る可撓セグメントとそれを用いたシールドトンネルの継手構造について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明に係る可撓セグメントの一実施形態を示す縦断面図である。本発明に係る可撓セグメント10は、主桁11とスキンプレート(外周板)12とからなる一対の環状体を所定間隔離して対向させた状態で配置し、当該一対の環状体における一対のスキンプレート12間に一次止水部材14を設け、さらに一対のスキンプレート12間に可撓性を有する二次止水ゴム15を張設してなるものである。
【0016】
主桁11は、セグメントリングを形成するセグメント71aの横断面形状に応じて設計された鋼製で円弧状の板状部材であって、セグメント71aの主桁71b(セグメントリングの端面)に取り付けられて、リング間ボルト16により固定される。図1に示す可撓セグメント10では、可撓セグメント10の主桁11とセグメント71aとの間に、漏水を防止するためのパッキン17が設けられている。また、スキンプレート12の外周面には、主に一次止水部材14の近傍に、カバープレート18が設けられている。
【0017】
スキンプレート12は、可撓セグメント10の外周面をなす部分であって、主桁11に連接してなる鋼製の部材である。本発明に係る可撓セグメント10においては、スキンプレート12の厚みtが16mm以上となるように設定される。スキンプレート12の厚みtが16mmを下回ると、左右のスキンプレート12間に一次止水部材14を配置することが不可能になり、しかもシールドトンネルにおける可撓継手部分に十分な強度を付与することができなくなる。スキンプレート12の厚みtは、上記の範囲の中でも特に、22mm以上であるのが好ましく、32mm以上であるのがより好ましい。
【0018】
可撓セグメント10は、図2に示すような環状体20として、一対のセグメントリング間に配置される。この環状体20は、シールドトンネルの周方向yに複数に分割された分割片21を、その継手版(端面板)13同士で連結し、分割片間ボルト19等によって互いに固定することによって、環状に組み立てられる。図2は図1に示す可撓セグメントをA−A矢視方向に見た図(側断面図)であって、図1は図2のB−B断面図である。
【0019】
可撓セグメント10の分割片21は、図3に示すように、主桁11と、スキンプレート12と、継手板13と、からなる円弧状で、一対の略箱型部材である。図3中、符号19aは、分割片間ボルト19用のボルト孔を示す。なお、図3に示す分割片21では、一次止水部材14や二次止水ゴム15とその固定手段等を省略している。
図4は、本発明に係る可撓性セグメント10(分割片21)の連結部分における縦断面図、すなわち図2のC−C断面図である。図4に示す可撓セグメント10においては、分割片21の連結部分での止水をより一層確実なものとするために、スキンプレート12の端面にわたってパッキン17が配置されている。
【0020】
一次止水部材14は、例えばウレタン樹脂、エポキシ樹脂等からなる部材であって、一対のスキンプレート12間で止水作用を示しつつ、地盤の変位に対応してある程度の変形をなし得る部材である。
二次止水ゴム15は、可撓性を有する止水部材であって、例えばゴムからなり、地盤の大きな変位にも対応して変形をなし得る部材である。本発明に係る可撓セグメント10においては、二次止水ゴム15がスキンプレート12に直接、固定されることを特徴とする。二次止水ゴム15の固定手段には、図1に示す可撓セグメント10の場合、押さえ板22、ボルト23およびスペーサ24,25が用いられている。
【0021】
本発明の可撓セグメント10にジャッキ推力がかかるときには、例えば図5(a) に示すように、二次止水ゴム15を取り付ける前の段階で、一対の環状体における主桁11間に推力受け材26a〜26cが配置される。図5(b) は、同図(a) に示す可撓セグメント10の環状体20をD−D矢視方向に見た図(側断面図)であって、図5(a) は同図(b) のE−E断面図である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る可撓セグメントと、それを用いたシールドトンネルの継手構造との一実施形態を示す縦断面図である。
【図2】可撓セグメント10の分割片20を組み立ててなるリングの一例を示す一部欠截側面図である。
【図3】図1に示す可撓セグメント10の分割片を示す一部欠截斜視図である。
【図4】図1に示す可撓セグメント10の連結部分における縦断面図である。
【図5】(a) は、図1に示す可撓セグメント10に推力受け材26を設置した状態を示す縦断面図であって、(b) は(a) のD−D矢視図である。
【図6】シールドトンネルを概略的に示す縦断面図である。
【図7】従来のシールドトンネルの止水構造の一例を示す一部欠截斜視図である。
【図8】可撓セグメントを用いた従来の継手構造の一例を示す縦断面図である。
【図9】可撓セグメントを用いた従来の継手構造の他の例を示す縦断面図である。
【図10】図9に示す環状体80の分割片を示す一部欠截斜視図である。
【符号の説明】
10 可撓セグメント
11 主桁
12 スキンプレート
15 二次止水ゴム(可撓性止水ゴム)
20 環状体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a flexible segment for constructing a shield tunnel having a simple structure and a joint structure for a shield tunnel using the same.
[0002]
[Prior art]
The
[0003]
However, in the former method using the sealing
On the other hand, according to the latter method using the flexible segment, flexibility is imparted to the joint structure of the shield tunnel, so that it is possible to cope with the displacement of the ground. In the joint structure using the
[0004]
However, the joint structure shown in FIG. 8 has a problem that the strength of the
As another example of a joint structure using a flexible segment, an
[0005]
In the
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 62-27594 (FIGS. 2 and 7)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3283080 (FIGS. 1, 3 and 5)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 55-4919 (FIGS. 3 and 5)
[Patent Document 4]
Japanese Patent Publication No. 22-22818 (Figs. 2 and 6)
[Patent Document 5]
Japanese Patent No. 2733825 (FIGS. 2, 7, and 11)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a flexible segment for shield tunnel construction with a simplified structure, and a shield tunnel joint structure using the flexible segment, which can achieve a reduction in cost required for construction of the shield tunnel. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to solve the above problems, a flexible segment according to the present invention is arranged in a state where a pair of annular bodies are opposed to each other with a predetermined distance therebetween, and a water-stopping member having flexibility is hung between the pair of annular bodies. The annular body includes a steel main girder and a steel skin plate continuously provided on the outer peripheral surface side of the main girder, and the thickness of the steel plate of the skin plate is 16 mm or more. And the water stop member is directly fixed on the skin plate.
[0009]
Further, the joint structure of the shield tunnel according to the present invention for solving the above-mentioned problem is formed by arranging a flexible segment between the side end surfaces of a pair of segment rings, and the flexible segment is made of steel. And a pair of annular bodies provided with a steel skin plate continuously provided on the outer peripheral surface side of the main girder, and a flexible water stop member spanned between the pair of annular bodies. The thickness of the steel plate of the skin plate is 16 mm or more, and the water stop member is directly fixed on the skin plate.
[0010]
As shown in FIGS. 9 and 10, the conventional flexible segment is formed by welding an
[0011]
In contrast, in the present invention, a steel plate having a thickness of about 3 mm to 6 mm is usually used as the skin plate of the flexible segment, and a steel plate having a thickness of 16 mm or more is used. Thereby, (1) It becomes possible to arrange | position the sealing material for primary waterproofing of sufficient thickness between right-and-left skin plates. A flexible water-stopping member that is stretched between a pair of annular members of a flexible segment usually has a thrust receiving member disposed between the annular members removed after jack thrust is not applied. It is attached from. Therefore, in order to prevent water leakage until the water stop member is attached, a sealing material for primary water stop is required. The primary water-stop sealing material needs to have a thickness of at least 16 mm, although it depends on the size of the acting water pressure and the material of the sealing material. According to the present invention, as described above, the steel plate used as the skin plate Since the thickness is 16 mm or more, it is possible to attach a sealing material for primary water stop having at least a thickness of 16 mm.
[0012]
In addition, according to the present invention, since the thickness of the steel plate for skin plate is 16 mm or more, (2) the water stop having flexibility as a secondary water stop or a temporary water stop material directly on the skin plate. A member can be attached. Usually, such a water-stopping member is constructed by laying a flexible rubber plate between a pair of annular bodies and fixed with bolts, and is different from a primary water-stop sealing material. Note that the water-stopping member having the flexibility described above is being used for the primary water-stopping member instead of the conventional sealing material that simply fills the space between the left and right frames. When trying to fix such a flexible rubber member with a bolt, for the purpose of securing an effective depth of the bolt, a thickness of at least 16 mm or more is required at its mounting position. ) Is 16 mm or more, it is possible to directly attach a water-stopping member having flexibility for secondary water-stopping or temporary water-stopping with a bolt on the skin plate.
[0013]
Furthermore, according to the present invention, since the thickness of the steel plate for skin plate is 16 mm or more, the strength thereof is remarkably increased as compared with the conventional one (thickness of about 3 to 6 mm). Even if a plate material (joint plate) extending in the axial direction of the shield tunnel is provided only at the connecting portion of the split pieces constituting the ring of the flexible segment, sufficient strength as the flexible segment can be obtained. it can. Therefore, the inner main girder and the vertical rib are not required.
[0014]
Therefore, according to the flexible segment of the present invention and the joint structure of a shield tunnel using the same, the structure can be simplified while maintaining the strength of the flexible joint in the shield tunnel, and the joint structure is formed. The cost required to do so can be greatly reduced.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a flexible segment according to the present invention and a joint structure of a shield tunnel using the flexible segment will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a flexible segment according to the present invention. A
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
As shown in FIG. 3, the
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of the flexible segment 10 (divided piece 21) according to the present invention, that is, a sectional view taken along the line CC in FIG. In the
[0020]
The primary
The secondary
[0021]
When the jacking thrust is applied to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a flexible segment according to the present invention and a joint structure of a shield tunnel using the same.
FIG. 2 is a partially cutaway side view showing an example of a ring formed by assembling divided
FIG. 3 is a partially broken perspective view showing a divided piece of the
4 is a longitudinal sectional view of a connecting portion of a
5A is a longitudinal sectional view showing a state in which the thrust receiving member 26 is installed on the
FIG. 6 is a longitudinal sectional view schematically showing a shield tunnel.
FIG. 7 is a partially broken perspective view showing an example of a conventional water stop structure of a shield tunnel.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an example of a conventional joint structure using a flexible segment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing another example of a conventional joint structure using a flexible segment.
10 is a partially broken perspective view showing a divided piece of the
[Explanation of symbols]
10
20 Ring
Claims (2)
上記環状体が、鋼製の主桁と、当該主桁の外周面側に連設した鋼製のスキンプレートを備え、
当該スキンプレートの鋼板の厚みが16mm以上であり、かつ
上記止水部材が上記スキンプレート上に直接固定されてなるものであることを特徴とする可撓セグメント。A pair of annular bodies arranged in a state of being opposed to each other with a predetermined spacing, and a flexible segment formed by bridging a water-stopping member having flexibility between the pair of annular bodies,
The annular body includes a steel main girder and a steel skin plate continuously provided on the outer peripheral surface side of the main girder,
A flexible segment, wherein the thickness of the steel plate of the skin plate is 16 mm or more, and the water stop member is directly fixed on the skin plate.
当該可撓セグメントが、鋼製の主桁および当該主桁の外周面側に連設した鋼製のスキンプレートを備える一対の環状体と、当該一対の環状体間に掛け渡された可撓性を有する略筒状の止水部材とを備え、
当該スキンプレートの鋼板の厚みが16mm以上であり、かつ
上記止水部材が上記スキンプレート上に直接固定されてなることを特徴とするシールドトンネルの継手構造。A shield tunnel joint structure in which a flexible segment is disposed between side end surfaces of a pair of segment rings,
The flexible segment includes a pair of annular bodies each including a steel main girder and a steel skin plate continuously provided on the outer peripheral surface side of the main girder, and the flexibility spanned between the pair of annular bodies. A substantially cylindrical water stop member having
A shield tunnel joint structure, wherein a thickness of a steel plate of the skin plate is 16 mm or more, and the water blocking member is directly fixed on the skin plate.
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