JP2006226039A - 補修ボードの取り付け具とシールドトンネルの補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントに削孔などを行わないで、セグメント間の継ぎ手ボルトを利用して、内側に補修ボードを取り付ける方法である。
【解決手段】角穴筒と、外筒とアンカーボルトよりなる取り付け具を使用する。この取り付け具を、シールドトンネルのセグメント間の連結ボルトのボルト頭部やナットに取り付け、取り付け具を介して補修用ボードをシールドトンネルの内面に取り付ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、補修ボードの取り付け具とシールドトンネルの補修方法に関するものである。
なお本特許出願でいう「補修」とは、劣化していない箇所を結果的に「補強」する場合を含むものである。

シールドトンネルは一般にコンクリートが二重になっていないから、セグメントの継手の隙間から漏水が発生しやすい。
漏水が発生すると、それにともなってセグメントが劣化する。
さらに流出した漏水をくみ上げるためのポンプの維持費用などの補修費、管理費が増大する。
そのような問題はシールドトンネルに限らず一般のトンネルにおいても同様であり、その補修のために、軽く高強度、高剛性のセメントパネルをトンネルの内面に貼り付けて行う補修方法が採用されている。

特開２００２−２５６７０８号公報

前記した従来の軽いセメントパネルをトンネルの内面に貼り付けて行う補修方法では、セグメントに穴を開けてアンカーを取り付ける必要がある。
そのため、アンカー孔を削孔する手数を要し、さらにセグメント内の鉄筋を切断する可能性があり、その場合にはセグメントの強度に影響を与える。

上記のような課題を解決するために、本発明の補修ボードの取り付け具とシールドトンネルの補修方法は、シールドトンネルのセグメント間の連結ボルトのボルト頭部やナットに取り付ける取り付け具であって、角穴筒と、外筒とよりなり、角穴筒は円盤の内部に、角穴を開口した円盤であり、かつ、この角穴はセグメントの連結ボルトの頭部、あるいはナットの外形と等しい外形の多角形状の穴によって構成し、角穴筒の外周に嵌合する外筒は、内部に角穴筒の外形と等しい貫通孔を開口した円筒体であり、外筒には、筒の中心から放射する方向にアンカーボルトをネジ止で取り付けて構成した補修用ボードの取り付け具を特徴としたものである。
また本発明の補修方法は、前記の取り付け具を利用する補修方法であって、セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、アンカーボルトの露出端を、補修ボードの貫通穴に貫通させ、外側からナットを締め付けることによって、補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定する、シールドトンネルの補修方法を特徴としたものである。
また本発明の補修方法は、前記の取り付け具を利用する補修方法であって、セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、セグメントの内面に沿って導水シートを取り付けるに際して、アンカーボルトの位置では導水シートを貫通させ、アンカーボルトの端を導水シートの外側に露出させ、アンカーボルトの露出端を、補修ボードの貫通穴に貫通させ、外側からナットを締め付けることによって、補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定する、シールドトンネルの補修方法を特徴とするものである。
また本発明の補修方法は、前記の取り付け具を利用する補修方法であって、セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、アンカーボルトの露出端を、内側補修ボードの貫通穴に貫通させ、外側からナットを締め付けることによって、内側補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定し、さらにアンカーボルトを介して、内側補修ボードの外側に、内側補修ボードと平行に外側補修ボードをとりつけ、内外２枚の補修ボードを取り付けた後、内側補修ボードと外側補修ボードとの間にモルタルを充填する、シールドトンネルの補修方法を特徴とするものである。
また本発明の補修方法は、前記の取り付け具を利用する補修方法であって、セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、アンカーボルトの露出端を、シールドトンネルの縦断方向の内側面に沿って取り付ける鋼材の貫通穴に貫通させ、外側からナットの締め付けによって、鋼材をセグメントの内面に押し付けて、シールドトンネルの内面に縦断方向に、複数本の鋼材を平行に取り付けたら、この鋼材間にボルトによって補修ボードを取り付けるシールドトンネルの補修方法を特徴とするものである。
また本発明の補修方法は、前記の取り付け具を利用する補修方法であって、セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、アンカーボルトの露出端を、シールドトンネルの縦断方向の内側面に沿って取り付けるＨ型鋼のセグメント側のフランジの貫通穴に、アンカーボルトを貫通させ、このアンカーボルトの露出端をさらに内側補修ボードの貫通穴に貫通させて、外側からナットを締め付けることによって、Ｈ型鋼のセグメント側のフランジと、内側補修ボードとを固定し、Ｈ型鋼のトンネル内側のフランジの間にボルトによって外側補修ボードを取り付ける、シールドトンネルの補修方法を特徴とするものである。

本発明の補修方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜１＞ セグメントに削孔などを行わないで、セグメント間の継ぎ手ボルトを利用して、内側に補修ボードを取り付ける方法である。
＜２＞ したがってセグメントへの削孔作業が不要で、セグメント内の鉄筋を切断するような問題がない。
＜３＞ 漏水を防止することによってセグメントの劣化を阻止できる。
＜４＞ Ｈ型鋼を使用する工法や、補修ボードを二重に設置する工法では、漏水の防止だけではなく、トンネル自体を補強する効果もある。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞前提条件
本発明の補修方法は、図１に示すようなシールドトンネルにおいて行う方法である。
シールドトンネルは、セグメント群をリング状に組み立てて構築したトンネルであるが、セグメントＡとセグメントＡの間は、連結ボルトＢと連結ナットＤの組み合わせによって連結している。
本発明では、このセグメントＡ間を連結するボルトの頭部Ｃと、連結ナットＤとを利用する。
ただしボルトＢもナットＤも年数を経過しているために、一般にはナットを回して解体することは不可能である。
そのために、現状のままのボルト頭部Ｃ、ナットＤを利用する。

＜２＞取り付け具１
まず本発明の補強方法に使用する取り付け具１について説明する。
本発明の取り付け具１は、図２に示すように、角穴筒１１と外筒１３と、アンカーボルト１４とによって構成する。
角穴筒１１は、円盤の内部に、角穴１２を開口した円盤である。
この角穴１２は、セグメントＡの連結ボルトＢの頭部Ｃ、あるいはナットの外形と等しい外形の多角形状の穴である。
通常はボルトの頭部Ｃもナットも六角形であるから、角穴１２の形状も六角形となる。
外筒１３は、角穴筒１１の外周に外筒１３を嵌合する。
この外筒１３は、内部に、前記の角穴筒１１の外形と等しい貫通孔を開口した円筒体である。
この外筒１３には、ナットを取り付け、このナットには筒の中心から外周に放射する方向にアンカーボルト１４をネジ止で取り付けてある。
このアンカーボルト１４を回すことによって、アンカーボルト１４は外筒１３の円心方向に進入し、あるいは筒の中心から放射する方向に向けて離れる方向に移動する。

＜３＞実施例１（図３）
次に上記の取り付け具１を使用したシールドトンネルの補強方法について説明する。

＜４＞角穴筒１１の取り付け
前記したように、本発明の方法はセグメントＡ間の連結ボルトＢのボルト頭部Ｃとナットを利用する。
連結ボルトＢの頭部Ｃ、およびナットに取り付け具１の角穴筒１１の角穴１２を嵌合する。
連結ボルトＢは長い年月の間、固定した状態であるから、これを解体することは困難であり、現状のまま利用する。

＜５＞外筒１３の取り付け
角穴筒１１の外周に、外筒１３を嵌合する。
そして外筒１３にナットを介してとりつけてあるアンカーボルト１４を、セグメントＡから直角方向へ離れる方向へ向ける。
その状態でアンカーボルト１４を回転し、外筒１３の内側へネジ込んで、外筒１３と角穴筒１１とを強固に定着する。

＜６＞導水シート２の取り付け
次に、セグメントＡの内面に沿って導水シート２を取り付ける。
その場合に、セグメントＡの表面からはほぼ直立する状態でアンカーボルト１４が突設しているから、そのアンカーボルト１４の位置では導水シート２を貫通させ、アンカーボルト１４の端を導水シート２の外側に露出させる。
導水シート２とは、水を導くことができるシートであり、例えば不透水性のシートの表面に一定の厚さのある繊維マットを取り付けたものなど、市販のものを採用することができる。
この導水シートの下端は、シールドトンネルの側溝などに案内して排水を行う。
なお、以上は導水シートを取り付ける実施例であるが、導水シートを取り付けず、直接、後述する補修ボードを取り付けることも可能である。

＜７＞補修ボード３の取り付け
事前に市販の補修ボード３を用意する。
この補修ボード３は、例えば繊維を挟み込んだセメントのパネルを使用することができる。
あるいは一定値以上の曲げ強度を有するスレートボードの両面に高弾性繊維のファブリックを貼り付けて、湾曲が可能にしたパネルなど、各種の市販の軽量パネルを採用することができる。
このような湾曲が可能な補修ボード３に貫通穴を開口する。
貫通穴の開口位置は、前記したアンカーボルト１４の間隔に応じた位置に開設する。
次に、アンカーボルト１４の露出端を、補修ボード３の貫通穴に貫通させ、外側からナットをねじ込む。
ナットの締め付けによって、補修ボード３を、導水シート２を介在させた状態でセグメントＡの内面に押し付けて固定する。
こうして、セグメントＡに削孔するような作業を行うことなく、シールドトンネルの内面に簡単に補修ボード３を取り付けることができる。
なお、図の実施例はシールドトンネルの進行方向、すなわち縦断方向にボード３を取り付ける例を示したが、トンネルの進行方向を横断する方向に取り付けることもできる。

＜８＞実施例２（図４）
次に補修と補強を兼ねた他の実施例について説明する。
導水シート２の取り付けまでは前記した実施例１と同じ作業を行う。

＜９＞内側補修ボード３の取り付け
この実施例では内外2枚の補修ボード３を使用する。
まず、アンカーボルト１４の露出端を、内側補修ボード３の貫通穴に貫通させ、外側からナットをねじ込む。ナットの締め付けによって、内側補修ボード３をセグメントＡの内面に押し付けて固定する。

＜１０＞外側補修ボード３の取り付け
次に、アンカーボルト１４を介して、内側補修ボード３の外側（シールドトンネルの中心側）に、内側補修ボード３と平行に外側補修ボード３をとりつける。
外側補修ボード３をアンカーボルト１４に取り付けるに際して、両側からナットで位置決めすれば、内外の補修ボード３の間に一定の間隔を介在させることができる。
なお、アンカーボルト１４は１本のものに限らず、継ぎ手を介して継ぎ足して利用することもできる。
こうしてセグメントＡに削孔するような作業を行うことなく、シールドトンネルの内面にアンカーボルト１４を介して内外２枚の補修ボード３を取り付けることができる。

＜１１＞モルタルの充填
内側補修ボード３と外側補修ボード３との間に間隔があるから、その内部にモルタル４を充填する。

＜１２＞他の実施例３（図５）
次に補修と補強を兼ねた他の実施例について説明する。
導水シート２の取り付けまでは実施例１と同じ作業を行う。
その後に、シールドトンネルの縦断方向の内側面に沿って取り付ける鋼材５を使用する。
この鋼材５は例えばＨ型鋼を使用し、そのフランジには取り付ける前にアンカーボルト１４の配置に応じて貫通穴を開口しておく。

＜１３＞鋼材５の取り付け
アンカーボルト１４の露出端を、鋼材５の貫通穴に貫通させ、外側からナットをねじ込む。
ナットの締め付けによって、鋼材５を、導水シート２を介在させた状態で、セグメントＡの内面に押し付けて固定する。
こうして、シールドトンネルの内面に縦断方向に、複数本の鋼材５を平行に取り付ける。

＜１４＞補修ボード３の取り付け
複数本の鋼材５の間に、ボルトによって補修ボード３を取り付ける。
鋼材５をトンネルの縦断方向に平行に配置すれば、その後に鋼材５の間に補修ボード３を取り付ける方法は従来と同様である。

＜１５＞他の実施例４（図６）
次に補修と補強を兼ねた、さらに他の実施例について説明する。
鋼材５群を、トンネルの縦断方向に平行の取り付ける作業までは実施例３と同じである。
この実施例では、特に鋼材５は断面がＨ型のＨ型鋼６を使用する。
Ｈ型鋼６は２枚のフランジを備えているが、両フランジにボルト穴を開口する。

＜１６＞Ｈ型鋼６の取り付け
Ｈ型鋼６のセグメントＡ側のフランジの貫通穴に、アンカーボルト１４を貫通させて外側からナットをねじ込む。
ナットの締め付けによって、Ｈ型鋼６を導水シート２を介在させてセグメントＡの内面に押し付けて固定する。
このようにしてＨ型鋼６をシールドトンネルの内面に縦断方向に、複数本を平行に取り付ける。

＜１７＞内側補修ボード３の取り付け
Ｈ型鋼６のセグメントＡ側のフランジの貫通穴に貫通させたアンカーボルト１４の露出端をさらに内側補修ボード３の貫通穴に貫通させる。
そして外側からナットを締め付けることによって、Ｈ型鋼６のセグメントＡ側のフランジと、内側補修ボード３とを固定する。

＜１８＞外側補修ボード３の取り付け
Ｈ型鋼６のトンネル内側のフランジの間にボルトによって外側補修ボード３を取り付ける。
こうして、Ｈ型鋼６を介して内外２枚の補修ボード３を取り付けることができる。

＜１９＞補助工法（図７）
上記の実施例では補修ボード３の端部を各種の方法によってセグメントＡに間接的に取り付けた。
この取り付けるアンカーボルト１４の間隔が広い場合、あるいは補修ボード３の厚さが薄い場合などに、補修ボード３の中間位置を保持すればその取り付けはより確実、強固なものになる。
そこでいずれかの工法によって補修ボード３を取り付けた、セグメントＡのグラウトホールにブッシング７を取り付ける。
このブッシング７の外側にボルト７１を固定しておく。
このブッシングへ取り付けたボルト７１を、補修ボード３の中間位置に開口した貫通穴に貫通し、ナットを締め付ける。
ナットの反対側が空間であっては強固に固定することができないから、セグメントＡの内側との間に筒体をスペーサ７２として配置しておけば、補修ボード３はこのスペーサ７２の端面に押し付けられて、補修ボード３をトンネルの中心側から押さえることができる。
なお、補修ボード３の貫通穴を貫通して露出したボルトの先端によってパイプや長い鋼材を固定することもできる。
このパイプなどは、トンネルの延長方向に配置する。
するとパイプなどによって補修ボード３をトンネルの中心側から押さえることができる。

本発明の補修ボードを取り付けるシールドトンネルの形状の説明図。 補修ボードの取り付け具の実施例の説明図。 シールドトンネルの補修方法の実施例の説明図。 他の補修方法の実施例の説明図。 他の補修方法の実施例の説明図。 他の補修方法の実施例の説明図。 追加して補修する方法の実施例の説明図。

符号の説明

１：取り付け具
１１：角穴筒
１３：外筒
１４：アンカーボルト
２：導水シート
３：補修ボード
４：モルタル
５：鋼材
６：Ｈ型鋼

Claims (6)

1. シールドトンネルのセグメント間の連結ボルトのボルト頭部やナットに取り付ける取り付け具であって、
   角穴筒と、外筒とよりなり、
   角穴筒は円盤の内部に、角穴を開口した円盤であり、
   かつ、この角穴はセグメントの連結ボルトの頭部、あるいはナットの外形と等しい外形の多角形状の穴によって構成し、
   角穴筒の外周に嵌合する外筒は、
   内部に角穴筒の外形と等しい貫通孔を開口した円筒体であり、
   外筒には、筒の中心から放射する方向にアンカーボルトをネジ止で取り付けて構成した、
   補修用ボードの取り付け具。
   
2. 請求項１記載の取り付け具を利用する補修方法であって、
   セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、
   角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、
   外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、
   アンカーボルトの露出端を、補修ボードの貫通穴に貫通させ、
   外側からナットを締め付けることによって、
   補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定する、
   シールドトンネルの補修方法。
   
3. 請求項１記載の取り付け具を利用する補修方法であって、
   セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、
   角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、
   外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、
   セグメントの内面に沿って導水シートを取り付けるに際して、
   アンカーボルトの位置では導水シートを貫通させ、アンカーボルトの端を導水シートの外側に露出させ、
   アンカーボルトの露出端を、補修ボードの貫通穴に貫通させ、
   外側からナットを締め付けることによって、
   補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定する、
   シールドトンネルの補修方法。
   
4. 請求項１記載の取り付け具を利用する補修方法であって、
   セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、
   角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、
   外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、
   アンカーボルトの露出端を、内側補修ボードの貫通穴に貫通させ、
   外側からナットを締め付けることによって、内側補修ボードをセグメントの内面に押し付けて固定し、
   さらにアンカーボルトを介して、内側補修ボードの外側に、内側補修ボードと平行に外側補修ボードをとりつけ、
   内外２枚の補修ボードを取り付けた後、
   内側補修ボードと外側補修ボードとの間にモルタルを充填する、
   シールドトンネルの補修方法。
   
5. 請求項１記載の取り付け具を利用する補修方法であって、
   セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、
   角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、
   外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、
   アンカーボルトの露出端を、シールドトンネルの縦断方向の内側面に沿って取り付ける鋼材の貫通穴に貫通させ、
   外側からナットの締め付けによって、鋼材をセグメントの内面に押し付けて、シールドトンネルの内面に縦断方向に、複数本の鋼材を平行に取り付けたら、
   この鋼材間にボルトによって補修ボードを取り付ける、
   シールドトンネルの補修方法。
   
6. 請求項１記載の取り付け具を利用する補修方法であって、
   セグメント間の連結ボルトのボルト頭部、およびナットに角穴筒の角穴を嵌合し、
   角穴筒の外周に、外筒を嵌合し、
   外筒に取り付けたアンカーボルトを、セグメントから離れる方向へ向けて位置させ、
   アンカーボルトの露出端を、シールドトンネルの縦断方向の内側面に沿って取り付けるＨ型鋼のセグメント側のフランジの貫通穴に、アンカーボルトを貫通させ、
   このアンカーボルトの露出端をさらに内側補修ボードの貫通穴に貫通させて、外側からナットを締め付けることによって、Ｈ型鋼のセグメント側のフランジと、内側補修ボードとを固定し、
   Ｈ型鋼のトンネル内側のフランジの間にボルトによって外側補修ボードを取り付ける、
   シールドトンネルの補修方法。

Images