JP2005089999A - トンネル用セグメント - Google Patents
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Abstract
【課題】 セグメント厚さを特に厚くすることなく、通水部端部における通水量を多くすることができる上、機械式連結部の連結強度も、突合せ部のシール性も確保し易くする。【解決手段】 トンネル外周側の地下水が流出入自在な通水部１０をトンネル周方向に沿わせて一連に設け、通水部端部１０ａをトンネル周方向端部ａに臨ませ、セグメントＡのトンネル周方向端部どうしを突き合わせて、通水部端部どうしが連通するように、互いに連結可能な機械式連結部１２を設けてあるトンネル用セグメントであって、機械式連結部と通水部端部とをトンネル長手方向に位置をずらせてトンネル周方向端部に設け、トンネル周方向端部どうしの突合せ部をシールするシール材１８を、機械式連結部のトンネル外周側と通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてある。
【選択図】 図２
【選択図】 図２
Description
本発明は、トンネル外周側の地下水が流出入自在な通水部をトンネル周方向に沿わせて一連に設けるとともに、その通水部端部をトンネル周方向端部に臨ませ、トンネル周方向で隣り合うセグメントの前記トンネル周方向端部どうしを突き合わせて、前記通水部端部どうしが連通するように、互いに連結可能な機械式連結部を設けてあるトンネル用セグメントに関する。
上記トンネル用セグメントは、透水性土壌層に埋設しても、地下水流の遮断を防止できるように、トンネル外周側の地下水が流出入自在な通水部をトンネル周方向に沿わせて一連に設けてあり、トンネル周方向で隣り合うセグメントに亘って地下水が通水できるように、通水部端部をトンネル周方向端部に臨ませて、突き合わせたトンネル周方向端部どうしを、通水部端部どうしが連通するように、互いに連結可能な機械式連結部を設けてあるが、従来、機械式連結部と通水部端部とをセグメント厚さ方向に重複するように、トンネル周方向端部に配置している（例えば、特許文献１参照）。
トンネル用セグメントは、トンネル周方向で隣り合うセグメントのトンネル周方向端部どうしを突き合わせて互いに連結したときに、地下水などが突合せ部を通して機械式連結部側やトンネル内側に流入しないように、トンネル周方向端部の機械式連結部よりもトンネル外周側にそれらの突合せ部をシールするシール材を一連に装着する必要があるが、従来の上記トンネル用セグメントによれば、機械式連結部と通水部端部とをセグメント厚さ方向に重複するように配置してあるので、シール材をトンネル周方向端部に一連に装着するには、シール材と機械式連結部と通水部端部とがセグメント厚さ方向に並んで重複する状態で装着する必要がある。
このため、通水部端部における通水量が多くなるように、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくすると、機械式連結部をトンネル内周側に偏らせて設けて、その機械式連結部と通水部端部との間にシール材を装着する必要があるので、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅が狭くなって、シール性を確保しにくい欠点があるとともに、トンネル周方向で隣り合うセグメントの突合せ部に、その突合せ部におけるトンネル内周側端部を支点にして、トンネル外周側端部どうしの間隔を拡げる方向のモーメントが作用したときに、トンネル内周側に偏らせて設けた機械式連結部に大きな引っ張り力が作用するおそれがあり、連結強度を確保しにくい欠点がある。
また、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置し、シール性も確保し易いように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅を大きくすると、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法が小さくなって、通水部端部における通水量が少なくなる欠点がある。
更に、通水部端部における通水量が多くなるように、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくし、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置し、シール性も確保し易いように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅も大きくすると、セグメント厚さが極厚になって、セグメントが大型化するとともに、トンネル外径が大きくなって地中掘削量が増大するなどの欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、セグメント厚さを特に厚くすることなく、通水部端部における通水量を多くすることができる上、機械式連結部の連結強度も、突合せ部のシール性も確保し易いトンネル用セグメントを提供することを目的とする。
このため、通水部端部における通水量が多くなるように、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくすると、機械式連結部をトンネル内周側に偏らせて設けて、その機械式連結部と通水部端部との間にシール材を装着する必要があるので、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅が狭くなって、シール性を確保しにくい欠点があるとともに、トンネル周方向で隣り合うセグメントの突合せ部に、その突合せ部におけるトンネル内周側端部を支点にして、トンネル外周側端部どうしの間隔を拡げる方向のモーメントが作用したときに、トンネル内周側に偏らせて設けた機械式連結部に大きな引っ張り力が作用するおそれがあり、連結強度を確保しにくい欠点がある。
また、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置し、シール性も確保し易いように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅を大きくすると、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法が小さくなって、通水部端部における通水量が少なくなる欠点がある。
更に、通水部端部における通水量が多くなるように、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくし、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置し、シール性も確保し易いように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅も大きくすると、セグメント厚さが極厚になって、セグメントが大型化するとともに、トンネル外径が大きくなって地中掘削量が増大するなどの欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、セグメント厚さを特に厚くすることなく、通水部端部における通水量を多くすることができる上、機械式連結部の連結強度も、突合せ部のシール性も確保し易いトンネル用セグメントを提供することを目的とする。
本発明の第１特徴構成は、トンネル外周側の地下水が流出入自在な通水部をトンネル周方向に沿わせて一連に設けるとともに、その通水部端部をトンネル周方向端部に臨ませ、トンネル周方向で隣り合うセグメントの前記トンネル周方向端部どうしを突き合わせて、前記通水部端部どうしが連通するように、互いに連結可能な機械式連結部を設けてあるトンネル用セグメントであって、前記機械式連結部と前記通水部端部とをトンネル長手方向に位置をずらせて前記トンネル周方向端部に設け、前記トンネル周方向端部どうしの突合せ部をシールするシール材を、前記機械式連結部のトンネル外周側と前記通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてある点にある。
〔作用及び効果〕
機械式連結部と通水部端部とをトンネル長手方向に位置をずらせてトンネル周方向端部に設けて、トンネル周方向端部どうしの突合せ部をシールするシール材を一連に装着可能に設けてあるので、シール材と機械式連結部とがセグメント厚さ方向に並んで重複する部分と、シール材と通水部端部とがセグメント厚さ方向に並んで重複する部分とをトンネル長手方向に並べた状態で、シール材をトンネル周方向端部に一連に装着することができ、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置しても、また、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくしても、セグメント厚さが厚くならないように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅を大きくすることができる。
また、シール材を、機械式連結部のトンネル外周側と通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてあるので、地下水などの機械式連結部側への流入を防止できる。
従って、セグメント厚さを特に厚くすることなく、通水部端部における通水量を多くすることができる上、機械式連結部の連結強度も、突合せ部のシール性も確保し易く、機械式連結部の耐久性も向上させることができる。
機械式連結部と通水部端部とをトンネル長手方向に位置をずらせてトンネル周方向端部に設けて、トンネル周方向端部どうしの突合せ部をシールするシール材を一連に装着可能に設けてあるので、シール材と機械式連結部とがセグメント厚さ方向に並んで重複する部分と、シール材と通水部端部とがセグメント厚さ方向に並んで重複する部分とをトンネル長手方向に並べた状態で、シール材をトンネル周方向端部に一連に装着することができ、機械式連結部に大きな引っ張り力が作用しても連結強度を確保できるように、機械式連結部をセグメント厚さ方向に並べて配置したり、大型の機械式連結部を配置しても、また、通水部端部のセグメント厚さ方向の寸法を大きくしても、セグメント厚さが厚くならないように、シール材のセグメント厚さ方向での装着幅を大きくすることができる。
また、シール材を、機械式連結部のトンネル外周側と通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてあるので、地下水などの機械式連結部側への流入を防止できる。
従って、セグメント厚さを特に厚くすることなく、通水部端部における通水量を多くすることができる上、機械式連結部の連結強度も、突合せ部のシール性も確保し易く、機械式連結部の耐久性も向上させることができる。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図３は、ダクタイル鋳鉄製の本発明によるトンネル用セグメントＡを示し、トンネル周方向端部ａを形成する二枚の端板１と、トンネル長手方向端部ｂを形成する二枚の側板２とで、平面視で略矩形、かつ、トンネル長手方向視で円弧状の枠体３を一体形成し、その枠体３の内側に、トンネル内側に向けて開口させる内向き凹溝部４をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成してトンネル長手方向の両側に位置するように一体に設けるとともに、トンネル外側に向けて開口させる外向き凹溝部５をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成して両内向き凹溝部４間に一体に設けてある、いわゆるコルゲート型に形成し、内向き凹溝部４と外向き凹溝部５との各々に、多数の縦リブ６ａ，６ｂをトンネル長手方向に沿わせるように一体に設けてある。
図１〜図３は、ダクタイル鋳鉄製の本発明によるトンネル用セグメントＡを示し、トンネル周方向端部ａを形成する二枚の端板１と、トンネル長手方向端部ｂを形成する二枚の側板２とで、平面視で略矩形、かつ、トンネル長手方向視で円弧状の枠体３を一体形成し、その枠体３の内側に、トンネル内側に向けて開口させる内向き凹溝部４をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成してトンネル長手方向の両側に位置するように一体に設けるとともに、トンネル外側に向けて開口させる外向き凹溝部５をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成して両内向き凹溝部４間に一体に設けてある、いわゆるコルゲート型に形成し、内向き凹溝部４と外向き凹溝部５との各々に、多数の縦リブ６ａ，６ｂをトンネル長手方向に沿わせるように一体に設けてある。
前記外向き凹溝部５の各縦リブ６ａと、外向き凹溝部５をトンネル周方向両端から挟んでいる端板部分１ａとに矩形の貫通孔７，８を形成し、その外向き凹溝部５内に充填したポーラスコンクリート（透水性材料の一例）９でトンネル周方向に沿って通水可能な多数の空隙部を連続的に形成して、トンネル外周側の地下水Ｗなどが流出入自在な通水部１０をトンネル周方向に沿わせて一連に設けるとともに、その通水部端部１０ａをトンネル周方向端部ａに臨ませてある。
前記各端板１のうちの内向き凹溝部４をトンネル周方向両端から挟んでいる端板部分１ｂの夫々に、複数（本実施形態では４つ）のボルト孔１１をトンネル長手方向とセグメント厚さ方向とに並設して、図４に示すように、トンネル周方向で隣り合うセグメントＡの端板（トンネル周方向端部ａ）１どうしを突き合わせて、通水部端部１０ａどうしが連通するように、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト１３で互いに連結可能なボルト式の複数のトンネル周方向連結部（機械式連結部の一例）１２を構成し、それらのトンネル周方向連結部１２と通水部端部１０ａとをトンネル長手方向に位置をずらせて設けてある。
また、側板２の夫々にも、複数（本実施形態では７つ）のボルト孔１１をトンネル周方向に並設して、トンネル長手方向で隣り合うセグメントＡの側板２どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト１３で互いに連結可能なボルト式の複数のトンネル前後方向連結部（機械式連結部の一例）１４を設けてある。
前記端板１と側板２の各ボルト孔１１をセグメント厚み方向から挟む両側には、枠体３の全周に亘って一連のコーキング溝１５と、枠体３の全周に亘って一連のシール溝１６とを設け、コーキング溝１５はトンネル径方向内方側に位置させる端部に沿って形成し、シール溝１６は各ボルト孔１１よりもトンネル径方向外方側に形成し、コーキング溝１５に充填したコーキング材１７と、シール溝１６に装着した帯状シール材１８とで、セグメントＡどうしの突合せ部を通したトンネル外周側の地下水Ｗなどの漏水を防止できるように構成してある。
前記シール溝１６は、各端板１のトンネル周方向連結部１２のトンネル外周側と通水部端部１０ａのトンネル内周側とに沿った鈎状に設けて、トンネル周方向端部ａどうしの突合せ部をシールする帯状シール材１８を、トンネル周方向連結部１２のトンネル外周側と通水部端部１０ａのトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてある。
そして、図５に示すように、キーセグメントＡ１を含む複数のセグメントＡをトンネル周方向にボルト連結して構成したトンネルＢを、非透水性土壌層Ｃで上下から挟まれている透水性土壌層Ｄに、透水性土壌層Ｄにおける地下水Ｗの流れを遮断するように埋設した場合に、地下水Ｗの流れを各セグメントＡに設けた通水部１０を通して確保できるようにしてある。
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネル用セグメントは、桁板を溶接や鋳造で格子状に設けた、いわゆる主桁型のセグメントや角筒状のいわゆるボックス型のセグメント、或いは、コンクリート製のセグメント、或いは、鋼とコンクリートとの合成セグメントであっても良い。
２．本発明によるトンネル用セグメントは、道路や鉄道用のトンネルを構築するために使用するもの以外に、上下水道や地下河川などの導水用や貯水用の空間，共同溝などを地中に構築するために使用するものであっても良い。
３．本発明によるトンネル用セグメントは、空洞状の通水部を設けてあっても良い。
４．本発明によるトンネル用セグメントは、砂や砂利，多孔質の硬質材，パイプ状の金属材料，繊維などの透水性材料を充填してある通水部を設けてあっても良い。
５．本発明によるトンネル用セグメントは、トンネル周方向で隣り合うセグメントの各トンネル周方向端部に設けた蟻溝に亘って嵌合する連結部材でトンネル周方向端部どうしを互いに連結可能な機械式連結部や、トンネル周方向で隣り合うセグメントの一方のトンネル周方向端部に設けた凹部に、他方のトンネル周方向端部に設けた凸部を嵌合してトンネル周方向端部どうしを互いに連結可能な機械式連結部を設けてあっても良い。
６．本発明によるトンネル用セグメントは、樹脂またはゴム系のペースト状のコーキング材（シーリング材）等のシール材を、機械式連結部のトンネル外周側と通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてあっても良い。
１．本発明によるトンネル用セグメントは、桁板を溶接や鋳造で格子状に設けた、いわゆる主桁型のセグメントや角筒状のいわゆるボックス型のセグメント、或いは、コンクリート製のセグメント、或いは、鋼とコンクリートとの合成セグメントであっても良い。
２．本発明によるトンネル用セグメントは、道路や鉄道用のトンネルを構築するために使用するもの以外に、上下水道や地下河川などの導水用や貯水用の空間，共同溝などを地中に構築するために使用するものであっても良い。
３．本発明によるトンネル用セグメントは、空洞状の通水部を設けてあっても良い。
４．本発明によるトンネル用セグメントは、砂や砂利，多孔質の硬質材，パイプ状の金属材料，繊維などの透水性材料を充填してある通水部を設けてあっても良い。
５．本発明によるトンネル用セグメントは、トンネル周方向で隣り合うセグメントの各トンネル周方向端部に設けた蟻溝に亘って嵌合する連結部材でトンネル周方向端部どうしを互いに連結可能な機械式連結部や、トンネル周方向で隣り合うセグメントの一方のトンネル周方向端部に設けた凹部に、他方のトンネル周方向端部に設けた凸部を嵌合してトンネル周方向端部どうしを互いに連結可能な機械式連結部を設けてあっても良い。
６．本発明によるトンネル用セグメントは、樹脂またはゴム系のペースト状のコーキング材（シーリング材）等のシール材を、機械式連結部のトンネル外周側と通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてあっても良い。
１０ 通水部
１０ａ 通水部端部
１２ 機械式連結部
１８ シール材
Ａ セグメント
ａ トンネル周方向端部
Ｗ 地下水
１０ａ 通水部端部
１２ 機械式連結部
１８ シール材
Ａ セグメント
ａ トンネル周方向端部
Ｗ 地下水
Claims (1)
- トンネル外周側の地下水が流出入自在な通水部をトンネル周方向に沿わせて一連に設けるとともに、その通水部端部をトンネル周方向端部に臨ませ、
トンネル周方向で隣り合うセグメントの前記トンネル周方向端部どうしを突き合わせて、前記通水部端部どうしが連通するように、互いに連結可能な機械式連結部を設けてあるトンネル用セグメントであって、
前記機械式連結部と前記通水部端部とをトンネル長手方向に位置をずらせて前記トンネル周方向端部に設け、
前記トンネル周方向端部どうしの突合せ部をシールするシール材を、前記機械式連結部のトンネル外周側と前記通水部端部のトンネル内周側とに沿って一連に装着可能に設けてあるトンネル用セグメント。
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| CN104989432A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-10-21 | 上海隧道工程有限公司 | 开口型钢灌浆加固隧道的施工方法 |
| CN110397456A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-01 | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 | 一种适应盾构隧道管片张开或错位的接缝防水密封结构 |
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2003
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| CN110397456A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-11-01 | 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 | 一种适应盾构隧道管片张开或错位的接缝防水密封结构 |
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