JP2008267119A - Segment-connecting structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a segment-connecting structure, absorbing an assembling construction error between both tunnels, while reducing the construction period. <P>SOLUTION: In a segment 2, main spars 22 adjacent to each other in the tunnel axial direction are connected to each other via an end plate 25, bearing plates 24 are provided at the tips of the main spars, and bearing flanges 23 are formed continuously in the tunnel peripheral direction on the upper and lower sides of the main spars 22. In a segment 3, main spars 22 which are adjacent to each other in the tunnel axial direction are connected to each other via an end plate 25, flange steel plates 31 are disposed to connect the upper and lower sides between the main spars 22 to form a hollow closed section, and bearing plates 24 are provided at the tips of the main spars 22. The main spars 22 of one segment 2 are loosely fitted with a gap to absorb construction errors between the main spars 22 of the segment 3. The end plates 25 of the respective segments 2, 3 are set opposite to the bearing plates 24 at the tips of the main spars 22 of the counterpart segments 3, 2. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、隣接するセグメントを互いに周方向へ連結してトンネルを構成する際に用いられるセグメントの連結構造に関し、特に2本のトンネルが分岐又は合流するトンネル分岐合流部の外周を構成する際に好適なセグメントの連結構造に関する。   The present invention relates to a connecting structure of segments used when connecting adjacent segments in the circumferential direction to form a tunnel, and particularly when forming an outer periphery of a tunnel branching junction where two tunnels branch or merge. The present invention relates to a suitable segment connection structure.

従来、シールド工法に基づいて構築されるいわゆるシールドトンネルは、構造的に安定した円形断面のトンネルが主流である。しかし、近年における都市部の地下道路網の整備が進展するにつれて、2本のトンネルが分岐又は合流するトンネル分岐合流部が必要となるケースが増加している。特にこのトンネル分岐合流部は、1本の本線トンネルに対して1本のランプトンネルを連結させるケースにおいて頻繁に利用されている。   Conventionally, the so-called shield tunnel constructed based on the shield method is mainly a tunnel with a circular cross section that is structurally stable. However, as the development of urban underground road networks in recent years has progressed, the number of cases where a tunnel branching / merging section where two tunnels branch or merge is required increases. In particular, this tunnel branching junction is frequently used in the case where one lamp tunnel is connected to one main tunnel.

従来においてトンネル分岐合流部は、地表から地面を掘り下げて施工を行う開削工法が主流であった。この開削工法では、トンネル間の地盤を取り除くために施工時にトンネルに作用する土水圧を比較的小さくすることができるという利点はある。   Conventionally, the main part of the tunnel junction is the open-cut method of construction where the ground is dug down from the ground surface. This excavation method has the advantage that the earth and water pressure acting on the tunnel during construction can be made relatively small in order to remove the ground between the tunnels.

しかしながら、この開削工法では、トンネル分岐合流部の施工箇所が地表からの開削工事ができる場所に限定されてしまう。即ち、開削工法に基づいて施工を行う場合には、トンネル分岐合流部を構築するための用地を確保しなければならないという問題点があった。また大深度地下においてこのようなトンネル分岐合流部を施工しなければならないときには、かかる開削の掘削労力が過大となり、地下水対策も含めて工費が割高になるという問題点があった。   However, in this excavation method, the construction location of the tunnel branching junction is limited to a place where excavation work from the ground surface can be performed. That is, in the case of performing construction based on the open-cut method, there is a problem that a site for constructing the tunnel branch junction must be secured. In addition, when such a tunnel branch and junction must be constructed in a deep underground, the excavation labor for such excavation becomes excessive, and the construction cost including groundwater countermeasures is expensive.

このため、用地節約の問題や、大深度のトンネル施工に適するという観点から、特に近年におけるトンネル分岐合流部の構築方法は、上述した開削工法からいわゆる非開削工法へと移行しつつある。   For this reason, from the viewpoint of land saving and suitable for deep tunnel construction, the construction method of the tunnel junction / merging section in recent years is shifting from the above-mentioned open-cut method to the so-called non-cut-open method.

この非開削工法は、図17に示すように、地表から地盤を掘削することなく、あくまで地中に開けた横穴201を利用して本線トンネル202とランプトンネル203を連結するためのトンネル分岐合流部を構築する。このとき、トンネル202、203上部の地盤204からの上載荷重が作用するために、トンネル分岐合流部の施工時に各トンネル202、203に作用する土水圧が大きく発生する。なお、この非開削工法に基づいてトンネル分岐合流部を構築する方法は、限られたスペースの中で確実にセグメント同士を現場接続可能な高耐力の連結構造が必要とされていた。   As shown in FIG. 17, this non-open-cutting method is a tunnel branching junction for connecting the main tunnel 202 and the ramp tunnel 203 by using a horizontal hole 201 opened in the ground without excavating the ground from the ground surface. Build up. At this time, since an overload from the ground 204 above the tunnels 202 and 203 acts, earth and water pressure acting on each of the tunnels 202 and 203 is greatly generated at the time of construction of the tunnel branching junction. In addition, the method of constructing a tunnel branching / merging portion based on this non-open cutting method required a high-strength linking structure that can reliably connect segments to each other in a limited space.

図18(a)は、この非開削工法に基づいて構築された、本線トンネル202とランプトンネル203とが分岐又は合流するためのトンネル分岐合流部206の完成図を示している。このトンネル分岐合流部206が、地盤204における土被りが50mを超える大深度トンネルに適用される場合には、土圧に加えて0.5MPa以上の大きな地下水圧が作用することになる。図18(b)は、トンネル分岐合流部206に作用する曲げモーメントの分布を示している。トンネル分岐合流部206は、本線トンネル202並びにランプトンネル203を包含する横長形状のトンネル断面として構成されるところ、当該横長形部に大きな正曲げが発生する。この正曲げはトンネル内空面側へ引張力が負荷される形で作用することになる。このため、トンネル分岐合流部206では、このような大きな正曲げに対抗し得る、高耐力、高剛性のセグメント間連結構造を確立する必要があり、更には高止水性能をも兼ね備えたセグメント間連結構造とする必要もあった。   FIG. 18A shows a completed view of a tunnel branching / merging portion 206 for branching or joining the main tunnel 202 and the ramp tunnel 203 constructed based on this non-cutting method. When this tunnel branching / merging portion 206 is applied to a deep tunnel in which the earth covering in the ground 204 exceeds 50 m, a large groundwater pressure of 0.5 MPa or more acts in addition to the earth pressure. FIG. 18B shows the distribution of bending moment acting on the tunnel branching junction 206. The tunnel branching / merging portion 206 is configured as a horizontally long tunnel cross section including the main tunnel 202 and the lamp tunnel 203, and a large positive bend occurs in the horizontally long portion. This positive bending acts in such a way that a tensile force is applied to the inner surface of the tunnel. For this reason, in the tunnel branching junction 206, it is necessary to establish a high-strength, high-rigidity inter-segment connection structure capable of resisting such a large positive bending, and further, between the segments having high water-stopping performance. There was also a need for a connected structure.

従来においては、鉄筋コンクリート(RC)部材からなるセグメントにより、トンネル分岐合流部206を構成する方法が提案されている。しかしながら、このRC部材により高剛性のセグメント構造を構成するためには、RC部材の桁高さを2〜3m程度としなければならず、トンネル内空の建築限界を侵す虞があった。   Conventionally, there has been proposed a method of configuring the tunnel branching / merging portion 206 with segments made of reinforced concrete (RC) members. However, in order to construct a highly rigid segment structure with this RC member, the girder height of the RC member has to be about 2 to 3 m, and there is a possibility that the building limit in the tunnel interior will be violated.

また従来においては、例えば図19に示すような本線トンネル101とランプトンネル103の接続構造119も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。本線トンネル101とランプトンネル103との間隔は、徐々に変化することになるが、この本線トンネル101を構成するセグメント125とランプトンネル103を構成するセグメント131間を、この接続構造119を介して連結していくことになる。   Conventionally, for example, a connection structure 119 of the main tunnel 101 and the lamp tunnel 103 as shown in FIG. 19 has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Although the interval between the main tunnel 101 and the ramp tunnel 103 changes gradually, the segment 125 constituting the main tunnel 101 and the segment 131 constituting the ramp tunnel 103 are connected via the connection structure 119. Will do.

図20(a)は、この図19における接合構造119のA部分の水平方向の断面図を、また図20(b)は、接合構造119のB部分の水平方向の断面図を示している。   20A shows a horizontal cross-sectional view of a portion A of the joint structure 119 in FIG. 19, and FIG. 20B shows a horizontal cross-sectional view of a B portion of the joint structure 119.

この接続構造119では、本線トンネル101のセグメント125の端面126と、ランプトンネル103のセグメント131の端面128との間に設置されるものである。また、この接続構造119は、一端がセグメント125の端面126に固定されたコマ材127を備え、このコマ材127は、セグメント125のリング間の継手面の延長上に固定される。また、このコマ材127は、例えばH形鋼の両端に継手板133を固定したものである。   In this connection structure 119, the connection structure 119 is installed between the end face 126 of the segment 125 of the main tunnel 101 and the end face 128 of the segment 131 of the lamp tunnel 103. The connection structure 119 includes a piece 127 whose one end is fixed to the end surface 126 of the segment 125, and the piece 127 is fixed on the extension of the joint surface between the rings of the segment 125. Further, this piece material 127 is obtained by fixing joint plates 133 to both ends of an H-shaped steel, for example.

ちなみに、図20(a)に示すA部分では、本線トンネル101とランプトンネル103の間隔は一定であるため、長方形状のコマ材127を介装することになる。これに対して、図20(b)に示すB部分では、本線トンネル101とランプトンネル103の間隔が拡大又は縮小することから、コマ材127を台形状に構成する。そして、コマ材127の継手板133とH形鋼129の継手板との間には、誤差吸収プレート141を挟み込む。
特開平2006−283285号公報
Incidentally, in the portion A shown in FIG. 20A, the interval between the main tunnel 101 and the lamp tunnel 103 is constant, so that a rectangular piece 127 is interposed. On the other hand, in the portion B shown in FIG. 20B, the interval between the main tunnel 101 and the lamp tunnel 103 is enlarged or reduced, so that the top member 127 is formed in a trapezoidal shape. Then, an error absorbing plate 141 is sandwiched between the joint plate 133 of the top member 127 and the joint plate of the H-shaped steel 129.
JP-A-2006-283285

ところで、シールド工法に基づいて構築されるシールドトンネルのセグメントの連結構造は、例えばシールドマシンの姿勢制御時やセグメントリングを組み立てる際の組立施工誤差が発生する場合が多い。この組立施工誤差は、トンネル軸方向、トンネル周方向に対して最大40〜50mm程度の範囲内で管理される場合が多い。特に、2本のトンネルが分岐又は合流される場合には、本線トンネル、ランプトンネルの双方に組立施工誤差が既に生じている。このため、これらを互いに分岐合流させるトンネル分岐合流部を構成するセグメントにおいては、これら本線トンネル、ランプトンネル双方の組立施工誤差を吸収する必要が出てくる。   By the way, the connecting structure of the shield tunnel segments constructed based on the shield method often causes, for example, assembly construction errors when controlling the attitude of the shield machine or assembling the segment ring. This assembly construction error is often managed within a maximum range of 40 to 50 mm with respect to the tunnel axial direction and the tunnel circumferential direction. In particular, when two tunnels are branched or merged, an assembly error has already occurred in both the main tunnel and the ramp tunnel. For this reason, it is necessary to absorb the assembly construction errors of both the main tunnel and the lamp tunnel in the segment constituting the tunnel branching / merging portion that branches and joins each other.

しかしながら、上述した従来の特許文献1の開示技術では、このような組立施工誤差を吸収するためには、接続部材としてのH形鋼129やコマ材127を、現場接続に必要な所定の寸法に切り込み、さらに接続時における部材同士の位置合わせを行うために誤差吸収プレート141を挟み込む必要がある。特にこの特許文献1の開示技術では、実際に現場において配設されたトンネル分岐合流部を構成するセグメントにおいて、現場測量に基づき組立施工誤差の詳細な寸法を調査した上で、これに見合ったコマ材127等を製作し、これを現場搬入してセグメント125のリング間の継手面の延長上に固定する必要がある。   However, in the conventional technology disclosed in Patent Document 1 described above, in order to absorb such assembling errors, the H-section steel 129 and the piece material 127 as connecting members are set to predetermined dimensions necessary for on-site connection. It is necessary to sandwich the error absorbing plate 141 in order to cut and further align the members at the time of connection. In particular, in the disclosed technique of Patent Document 1, in a segment constituting a tunnel branching / merging portion actually disposed at a site, a detailed dimension of an assembly construction error is investigated based on a field survey, and a coma commensurate with this is investigated. It is necessary to manufacture the material 127 and the like, carry it in the field, and fix it on the extension of the joint surface between the rings of the segment 125.

即ち、この特許文献1の開示技術では、このトンネル分岐合流部付近の土砂を排除し、現場測量、コマ材127等の製作に長期間を要し、その間工事を中断しなければならないという問題点があった。従って、特に近年において高まりつつある施工期間を短縮化の要請に応えることができなかった。また誤差吸収プレート141を挟む界面では、せん断伝達性能に乏しいことから、構造力学的観点から不都合が生じる可能性も高かった。   That is, in the disclosed technique of Patent Document 1, the earth and sand in the vicinity of the tunnel branch and junction are eliminated, and it takes a long period of time for on-site surveying, production of the top piece 127 and the like, and the construction must be interrupted during that time. was there. Therefore, it has not been possible to meet the demand for shortening the construction period, which has been increasing in recent years. Further, since the shear transmission performance is poor at the interface sandwiching the error absorbing plate 141, there is a high possibility that inconvenience will occur from the structural mechanical viewpoint.

また特にトンネル軸方向に直交する主桁を有するセグメントにより、本線トンネルとランプトンネルを構成する際において、上述したB部分に示すような本線トンネルとランプトンネルの間隔が拡大又は縮小する区間では、図21に示すように、本線トンネル側から延長されてくる主桁151と、ランプトンネル側から延長されてくる主桁152間で互いに異なる角度で交差することになる。このような主桁151、152間における角度のズレを解消するためには、上述の如きコマ材等を現場測量結果に基づいてその都度製作するステップを排除し、あくまで組めば即座に上記角度のズレを解消しつつ互いのセグメントを強固に連結可能な構成とすることにより、施工期間の短縮化を図る必要性もあった。   In particular, when the main tunnel and the ramp tunnel are configured by the segment having the main beam orthogonal to the tunnel axis direction, in the section in which the interval between the main tunnel and the ramp tunnel is increased or reduced as shown in the above-described part B. As shown in FIG. 21, the main beam 151 extended from the main tunnel side and the main beam 152 extended from the ramp tunnel side intersect at different angles. In order to eliminate such an angle deviation between the main girders 151 and 152, the step of manufacturing the above-described piece of material or the like on the basis of the field survey result is eliminated, and if the combination is made, the above angle There was also a need to shorten the construction period by adopting a configuration in which the segments can be firmly connected while eliminating the deviation.

そこで本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、2本のトンネルが分岐又は合流するトンネル分岐合流部の外周を構成するセグメントの連結構造において、施工期間の短縮化を図りつつ、トンネル双方の組立施工誤差を吸収可能としたセグメントの連結構造を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is in a connecting structure of segments constituting the outer periphery of a tunnel branching junction where two tunnels branch or merge. An object of the present invention is to provide a segment connecting structure that can absorb assembly construction errors of both tunnels while shortening the construction period.

上述した課題を解決するために、本発明に係るセグメントの連結構造は、トンネル軸方向に直交する複数の主桁を有するセグメントを互いに連結する際に適用されるトンネル用のセグメントの連結構造において、一のセグメントは、互いにトンネル軸方向に隣接する主桁間がエンドプレートを介して連結され、上記主桁先端に支圧プレートが設けられ、また上記主桁上下にはトンネル周方向に連続して支圧フランジが形成され、他のセグメントは、互いにトンネル軸方向に隣接する主桁間がエンドプレートを介して連結されてなるとともに、当該主桁間の上下を連続するようにフランジ鋼板が配設されて中空閉断面が形成され、上記主桁先端に支圧プレートが設けられ、上記他のセグメントの主桁間に上記一のセグメントの主桁が施工誤差を吸収可能な間隙をもって遊嵌され、上記各セグメントのエンドプレートが相手側のセグメントの主桁先端の支圧プレートに対面され、互いに遊嵌された一のセグメントの主桁と他のセグメントの主桁との間隙には、充填材が充填されていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, a segment connection structure according to the present invention is a tunnel segment connection structure applied when connecting segments having a plurality of main beams orthogonal to the tunnel axis direction to each other. In one segment, adjacent main beams adjacent to each other in the tunnel axis direction are connected via an end plate, a support plate is provided at the end of the main beam, and the upper and lower sides of the main beam are continuously connected in the tunnel circumferential direction. The bearing flange is formed, and the other segments are connected to each other between the main girders adjacent to each other in the tunnel axis direction through the end plate, and the flange steel plates are arranged so that the upper and lower sides of the main girders are continuous. A hollow closed section is formed, a support plate is provided at the tip of the main girder, and the main girder of the one segment has a construction error between the main girder of the other segments. One segment main beam and the other segment main beam are loosely fitted with a gap that can be accommodated, and the end plate of each segment faces the bearing plate at the leading end of the main beam of the other segment. The gap is filled with a filler.

上述した構成からなる本発明では、一方のセグメントの主桁間に他方のセグメントの主桁を遊嵌しているため、トンネル分岐合流部を構成する2本のトンネル双方の組立施工誤差を吸収することが可能となる。   In the present invention having the above-described configuration, the main beam of the other segment is loosely fitted between the main beams of one segment, so that it is possible to absorb assembly construction errors of both of the two tunnels constituting the tunnel branching junction. It becomes possible.

また、上述した構成からなる本発明では、負荷された軸力、曲げモーメントやせん断力を応力伝達桁や、エンドプレート等を介して伝達させることができることから、応力の伝達性能を向上させることが可能となる。   Further, in the present invention having the above-described configuration, it is possible to transmit a loaded axial force, bending moment and shearing force via a stress transmission girder, an end plate, etc., so that the stress transmission performance can be improved. It becomes possible.

さらに、本発明では、セグメントを互いに連結する際においても、従来技術の如きコマ材等を現場測量結果に基づいてその都度製作するステップを排除し、あくまで組めば即座に施工誤差を解消しつつ互いのセグメントを強固に連結することが可能となる。このため、施工期間の短縮化を図ることが可能となる。   Furthermore, in the present invention, even when segments are connected to each other, the step of manufacturing the coma material and the like as in the prior art based on the on-site survey results is eliminated, and if assembled, the construction errors are eliminated immediately while the construction errors are eliminated. It is possible to firmly connect these segments. For this reason, it becomes possible to shorten the construction period.

特に、本発明では、簡易な応力伝達構造により曲げモーメントやせん断力の伝達を可能とするものである。ちなみに曲げモーメントやせん断力の伝達可能な性能は、主桁全強度の100%程度である。   In particular, in the present invention, it is possible to transmit a bending moment and a shearing force with a simple stress transmission structure. Incidentally, the ability to transmit bending moment and shear force is about 100% of the total strength of the main girder.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、2本のトンネルが分岐又は合流するトンネル分岐合流部の外周を構成するセグメントの連結構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, as a best mode for carrying out the present invention, a connection structure of segments constituting the outer periphery of a tunnel branching / merging portion where two tunnels branch or join will be described in detail with reference to the drawings.

本発明を適用したセグメントの連結構造が適用されるトンネル分岐合流部1は、例えば図1に示すように、本線トンネル11とランプトンネル12とが合流して1本のトンネル13へと連結する。換言すれば、1本のトンネル13から本線トンネル11とランプトンネル12へ分岐する部分である。因みに、この図1(a)は、1本のトンネル13から、本線トンネル11並びにランプトンネル12へと2本に分岐するまでの構成を示しており、図1(b)は、この図1(a)におけるA−A断面図、図1(c)は、B−B断面図、図1(d)は、C−C断面図、図1(e)は、D−D断面図である。   In the tunnel branching / merging unit 1 to which the segment connection structure to which the present invention is applied is applied, for example, as shown in FIG. 1, the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 merge and connect to one tunnel 13. In other words, it is a portion that branches from one tunnel 13 to the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12. Incidentally, FIG. 1A shows a configuration from one tunnel 13 to two branches from the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12, and FIG. 1B shows the configuration shown in FIG. FIG. 1C is a cross-sectional view taken along the line BB, FIG. 1D is a cross-sectional view taken along the line CC, and FIG. 1E is a cross-sectional view taken along the line DD.

ここで、本線トンネル11とランプトンネル12とが合流して1本のトンネル13へと連結する場合を例に挙げて説明をする。本線トンネル11とランプトンネル12は、D−D断面図で示されるように、円形筒状のセグメントリングをトンネル軸方向に連続させる形で地中に埋設されている。ここで図1(a)に示す対象区間k1は、本線トンネル11並びにランプトンネル12が合流する区間である。対象区間k1に入り、トンネル11、12を互いに合流させる場合には、例えばC−C断面図(図1(d))に示すように、本線トンネル11の外周を構成していたセグメントの残置部11aと、ランプトンネル12の外周を構成していたセグメントの残置部12aとの間に、新たにセグメントを新設し、さらに仕切壁15を設けていくことになる。この新設されたセグメントが連続する領域を新設部14という。   Here, the case where the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 merge and connect to one tunnel 13 will be described as an example. The main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 are embedded in the ground in a form in which a circular cylindrical segment ring is continued in the tunnel axis direction, as shown in the DD cross-sectional view. Here, a target section k1 shown in FIG. 1A is a section where the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 merge. When entering the target section k1 and joining the tunnels 11 and 12 together, for example, as shown in the CC cross-sectional view (FIG. 1 (d)), the remaining part of the segment constituting the outer periphery of the main tunnel 11 A segment is newly provided and a partition wall 15 is further provided between 11a and the remaining portion 12a of the segment that has formed the outer periphery of the lamp tunnel 12. A region where the newly established segments are continuous is referred to as a new portion 14.

この対象区間k1においては、本線トンネル11とランプトンネル12の各中心軸が徐々に接近してゆき、これに伴って新設部14の長さは、B−B断面図(図1(c))に示すように徐々に短縮化され、また仕切壁15も取り外される。そして、最終的にA−A断面図(図1(b))に示されるような1本の円形筒状のトンネル13へと連結され、対象区間k1は終了することになる。   In this target section k1, the central axes of the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 gradually approach each other, and the length of the new section 14 is accordingly shown in the BB sectional view (FIG. 1 (c)). And the partition wall 15 is also removed. And finally it connects with the one circular cylindrical tunnel 13 as shown by AA sectional drawing (FIG.1 (b)), and the object area k1 will be complete | finished.

本発明を適用したセグメントの連結構造は、この新設部14を構成するセグメントと、本線トンネル11、ランプトンネル12を構成するセグメントの残置部11a、12aとの間で互いに隣接するセグメント周方向へ連結する際に用いられる。   The connecting structure of the segments to which the present invention is applied is connected in the circumferential direction of the segments adjacent to each other between the segment constituting the newly installed portion 14 and the remaining portions 11a and 12a of the segments constituting the main line tunnel 11 and the lamp tunnel 12. Used when

図2は、残置部11a、12aにおけるセグメント2と、新設部14におけるセグメント3との連結構造を例示したものである。セグメント2、3は、それぞれ鋼殻の内部にコンクリートを充填した合成セグメントである。また、このセグメント2は、残置部11a、12aにおける上端、下端に位置するものであり、新設部14との連結箇所に位置するセグメントである。またセグメント3は、新設部14の両端部に位置するものであり、残置部11a、12aとの連結箇所に位置するセグメントである。   FIG. 2 illustrates a connection structure between the segment 2 in the remaining portions 11 a and 12 a and the segment 3 in the newly installed portion 14. Each of the segments 2 and 3 is a synthetic segment in which the steel shell is filled with concrete. In addition, the segment 2 is located at the upper end and the lower end of the remaining portions 11 a and 12 a and is a segment located at a connection location with the newly installed portion 14. Moreover, the segment 3 is located in the both ends of the new installation part 14, and is a segment located in a connection location with the remaining parts 11a and 12a.

図3は、セグメント2の拡大斜視図を示している。ちなみに、この図3に示すセグメント2は、図2におけるH部分を構成するセグメント2を例に挙げているが、他のI,J、K部分を構成するセグメント2も同様の構成により具体化されるものとする。但し、下側のJ、K部分においては、通常のRCセグメントを用いるようにしてもよい。   FIG. 3 shows an enlarged perspective view of the segment 2. Incidentally, the segment 2 shown in FIG. 3 is exemplified by the segment 2 constituting the H portion in FIG. 2, but the segment 2 constituting the other I, J, and K portions is embodied by the same configuration. Shall. However, a normal RC segment may be used in the lower J and K portions.

セグメント2は、いわゆる雄構造部材として構成されるものであって、トンネルの軸方向に直交する主桁22と、主桁22先端に設けられた支圧プレート24と、トンネル軸方向に隣接する主桁22間を連結するエンドプレート25とを備えている。   The segment 2 is configured as a so-called male structural member, and includes a main girder 22 perpendicular to the axial direction of the tunnel, a bearing plate 24 provided at the tip of the main girder 22, and a main girder adjacent in the tunnel axial direction. An end plate 25 for connecting the beams 22 is provided.

主桁22は、図3に示す形態においては2枚で構成されているが、これに限定されるものではなく、いかなる枚数で構成されていてもよい。通常、この主桁22は、2枚乃至4枚で構成される。各主桁22は、互いに同一形状となるように成形、加工が施された鋼板で構成される。この主桁22の上下には、支圧フランジ23a、23bが設けられている。支圧フランジ23a、23bは、主桁22に対して溶接等の手段により固着されている。   In the form shown in FIG. 3, the main girder 22 is composed of two sheets, but is not limited to this, and may be composed of any number. Usually, the main girder 22 is composed of two to four. Each main girder 22 is formed of a steel plate that has been formed and processed to have the same shape. Supporting flanges 23 a and 23 b are provided above and below the main girder 22. The bearing flanges 23a and 23b are fixed to the main girder 22 by means such as welding.

主桁22、支圧フランジ23a、23bの板厚は30〜100mm程度で構成されている。ちなみに、この主桁22には、所定の間隔をおいて開口孔27が形成されていてもよい。   The main girder 22 and the supporting pressure flanges 23a and 23b have a plate thickness of about 30 to 100 mm. Incidentally, an opening hole 27 may be formed in the main beam 22 at a predetermined interval.

支圧プレート24は、主桁に対して溶接等の手段により固着されるものであり、その板厚は30〜100mm程度である。支圧プレート24からトンネル周方向に向けて主桁22側面に補剛プレート28が取り付けられている。この補剛プレート28の板厚も30〜100mm程度であり、主桁22並びに支圧プレート24に対して溶接等により固着されている。   The bearing plate 24 is fixed to the main girder by means such as welding, and the plate thickness is about 30 to 100 mm. A stiffening plate 28 is attached to the side surface of the main girder 22 from the bearing plate 24 toward the circumferential direction of the tunnel. The plate thickness of the stiffening plate 28 is also about 30 to 100 mm, and is fixed to the main girder 22 and the bearing plate 24 by welding or the like.

エンドプレート25は、主桁22に対して直交する方向、換言すればトンネル軸方向に向けて延長される形で配設され、その板厚は30〜100mm程度で構成される。また、このエンドプレート25は、主桁22間を架設するように配設され、これに溶接等により固着されている。また、エンドプレート25から後端側へ向けて主桁22側面に補剛プレート29が取り付けられている。この補剛プレート29の板厚も30〜100mm程度であり、主桁22並びに支圧プレート24に対して互いに直交する向きで溶接等により固着されている。   The end plate 25 is disposed so as to extend in a direction perpendicular to the main beam 22, in other words, in the tunnel axis direction, and has a plate thickness of about 30 to 100 mm. Further, the end plate 25 is disposed so as to bridge between the main girders 22, and is fixed to the end plate 25 by welding or the like. A stiffening plate 29 is attached to the side surface of the main girder 22 from the end plate 25 toward the rear end side. The stiffening plate 29 has a thickness of about 30 to 100 mm and is fixed to the main girder 22 and the bearing plate 24 by welding or the like in directions orthogonal to each other.

図4は、セグメント3の拡大斜視図を示している。セグメント3は、いわゆる雌構造部材として構成されるものである。この図4に示すセグメント3は、図2におけるH部分を構成するセグメント3を例に挙げているが、他のI,J、K部分を構成するセグメント3も同様の構成により具体化されるものとする。但し、下側のJ、K部分においては、通常のRCセグメントを用いるようにしてもよい。   FIG. 4 shows an enlarged perspective view of the segment 3. The segment 3 is configured as a so-called female structural member. The segment 3 shown in FIG. 4 is exemplified by the segment 3 constituting the H portion in FIG. 2, but the segments 3 constituting the other I, J, and K portions are embodied by the same configuration. And However, a normal RC segment may be used in the lower J and K portions.

セグメント3は、トンネルの軸方向に直交する主桁22と、主桁22先端に設けられた支圧プレート24と、トンネル軸方向に隣接する主桁22間を連結するエンドプレート25とを備えている。上述したセグメント2と同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。   The segment 3 includes a main girder 22 that is orthogonal to the axial direction of the tunnel, a bearing plate 24 provided at the tip of the main girder 22, and an end plate 25 that connects the main girder 22 adjacent in the tunnel axial direction. Yes. The same components and members as those of the segment 2 described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

主桁22は、図4に示す形態においては、トンネル軸方向両端に形成された外主桁と、この外主桁の中間に配設された中主桁の3枚で構成される場合を示しているが、これに限定されるものではなく、いかなる枚数で構成されていてもよい。通常、この主桁22は、2枚乃至4枚で構成される。この主桁22の上下には、当該主桁22の上下を連続するようにフランジ鋼板31が設けられている。フランジ鋼板31は、主桁22に対して溶接等の手段により固着されている。即ち、このセグメント3は、主桁22間の上下を連続するようにフランジ鋼板31が配設されて中空閉断面が形成されていることになる。フランジ鋼板31が配設されることにより、曲げモーメント並びにせん断力の伝達性能を向上させることが可能となる。   In the form shown in FIG. 4, the main girder 22 shows a case where the main girder is composed of three pieces, that is, an outer main girder formed at both ends in the tunnel axis direction and a middle main girder arranged between the outer main girder. However, the present invention is not limited to this, and any number of sheets may be used. Usually, the main girder 22 is composed of two to four. A flange steel plate 31 is provided above and below the main girder 22 so as to be continuous above and below the main girder 22. The flange steel plate 31 is fixed to the main girder 22 by means such as welding. That is, the segment 3 is provided with the flange steel plate 31 so as to be continuous between the upper and lower portions of the main girder 22 to form a hollow closed cross section. By providing the flange steel plate 31, it is possible to improve the transmission performance of the bending moment and the shearing force.

上述の如き構成からなるセグメント2、3を連結する際には、互いに連結すべき一方のセグメント2、3を構成する主桁22間に、他方のセグメント2の主桁22が施工誤差を吸収可能な間隙をもって遊嵌させることにより行う。具体的には、図5、6に示すように、セグメント2を構成する主桁22と、他方のセグメント3の主桁22との間で互いに間隙が形成される状態で、遊びを持った状態で嵌められる。このとき、一方のセグメント2を構成する主桁22と、セグメント3の主桁22との間で互いに動くことができる程度の間隙が形成されていることが必要となる。この間隙を設ける理由は、互いの施工誤差を吸収するためである。即ち、主桁22間の上下を連続するようにフランジ鋼板31が配設されて中空閉断面が形成されて、いわゆる雌構造部材となるセグメント3内に、雄構造部材としてのセグメント2を遊嵌させることを意味する。   When connecting the segments 2 and 3 having the above-described configuration, the main beam 22 of the other segment 2 can absorb construction errors between the main beams 22 constituting one segment 2 and 3 to be connected to each other. This is done by loosely fitting with a small gap. Specifically, as shown in FIGS. 5 and 6, a state in which a gap is formed between the main girder 22 constituting the segment 2 and the main girder 22 of the other segment 3, and there is play. It is fitted with. At this time, it is necessary to form a gap that can move between the main beam 22 constituting one segment 2 and the main beam 22 of the segment 3. The reason for providing this gap is to absorb mutual construction errors. That is, the flange steel plate 31 is disposed so as to be continuous between the upper and lower parts of the main girder 22 to form a hollow closed cross section, and the segment 2 as the male structural member is loosely fitted in the segment 3 as the so-called female structural member. It means that

図5、6の例では、一方のセグメント2の主桁22間のエンドプレート25が他方のセグメント3の主桁22先端の支圧プレート24に対面する形とされている。このとき、エンドプレート25と支圧プレート24との間に間隙が形成されるように調整されている。同様に、一方のセグメント2の主桁22と、他方のセグメント3の主桁22とは互いに間隙が形成されるように調整されている。このような間隙が形成されることにより、セグメント2、3間同士で、互いにトンネル軸方向、トンネル周方向、更には、内空面側から地山側へと、水平移動又は垂直移動することができる。また、とくにこのような間隙が形成されていることにより、一方のセグメント2を構成する主桁22と、他方のセグメント3を構成する主桁22とを互いに斜めに角度を持たせて配置することも可能となる。   5 and 6, the end plate 25 between the main beams 22 of one segment 2 faces the bearing plate 24 at the tip of the main beam 22 of the other segment 3. At this time, adjustment is made so that a gap is formed between the end plate 25 and the bearing plate 24. Similarly, the main beam 22 of one segment 2 and the main beam 22 of the other segment 3 are adjusted so that a gap is formed between them. By forming such a gap, the segments 2 and 3 can move horizontally or vertically between the tunnel axis direction, the tunnel circumferential direction, and further from the inner sky surface side to the ground mountain side. . In particular, since such a gap is formed, the main girder 22 constituting one segment 2 and the main girder 22 constituting the other segment 3 are arranged at an angle to each other. Is also possible.

なお、互いに遊嵌された主桁22、並びにエンドプレート25、支圧プレート24との間隙には、充填材41が充填されている。この充填材41の材料としては、例えば高強度モルタルやコンクリート等の経時固化材等が適用される。ちなみに、充填性を良好にするためには、例えばAE(Air Entrain)減水剤等の流動化剤を添加したスランプフロー50cm以上の高流動タイプのものを適用するようにしてもよい。この充填材41を充填する際には、例えば現場で型枠を設置して充填されることになる。   Note that a filler 41 is filled in the gap between the main girder 22 and the end plate 25 and the bearing plate 24 that are loosely fitted to each other. As the material of the filler 41, for example, a high-strength solidifying material such as high-strength mortar or concrete is applied. Incidentally, in order to improve the filling property, for example, a high flow type with a slump flow of 50 cm or more to which a fluidizing agent such as an AE (Air Entrain) water reducing agent is added may be applied. When filling the filling material 41, for example, a mold is installed on site to fill the filling material 41.

ちなみに、このセグメント2の連結時においては、主桁22の先端に形成された支圧プレート24と、相手側のセグメント2におけるエンドプレート25とが間隙を介して対面することになり、また、フランジ鋼板31と、支圧フランジ23a、23bとが間隙を介して対面することになり、当該間隙には、充填材41が充填される。このため、この支圧プレート24とエンドプレート25、フランジ鋼板31と、支圧フランジ23a、23bとは互いに充填材41を介して対面することになる。   Incidentally, when the segments 2 are connected, the bearing plate 24 formed at the tip of the main girder 22 and the end plate 25 in the opposite segment 2 face each other through a gap, and the flange 2 The steel plate 31 and the bearing flanges 23a and 23b face each other through a gap, and the gap 41 is filled with a filler 41. For this reason, the bearing plate 24, the end plate 25, the flange steel plate 31, and the bearing flanges 23a and 23b face each other through the filler 41.

このようにして連結されるセグメント2、3において例えば図7(a)に示すような方向で軸力Dが主桁22を介して伝わってきた場合には、支圧プレート24とエンドプレート25とを互いに向かい合わせに配置し、その間隙には充填材41を介装していることから、当該軸力Dを支圧プレート24(エンドプレート25)、充填材41、エンドプレート25(支圧プレート24)の順で伝達させることが可能となる。そして、この伝達させた軸力は、相手側のセグメント2の主桁22を介して伝達されていくことになる。   When the axial force D is transmitted through the main girder 22 in the direction as shown in FIG. 7A, for example, in the segments 2 and 3 connected in this way, the bearing plate 24 and the end plate 25 Are arranged facing each other, and the filler 41 is interposed in the gap, so that the axial force D is applied to the bearing plate 24 (end plate 25), the filler 41, and the end plate 25 (bearing plate). 24) can be transmitted in this order. The transmitted axial force is transmitted through the main beam 22 of the other segment 2.

特に上述した補剛プレート28、29を形成させておくことにより、軸力Dを支圧プレート24(エンドプレート25)、充填材41、エンドプレート25(支圧プレート24)の順で伝達させる際において、支圧プレート24、エンドプレート25の剛性を補うことが可能となる。   In particular, when the stiffening plates 28 and 29 described above are formed, the axial force D is transmitted in the order of the support plate 24 (end plate 25), the filler 41, and the end plate 25 (support plate 24). Therefore, the rigidity of the bearing plate 24 and the end plate 25 can be supplemented.

また、主桁22に対して開口孔27を設けておくことにより、当該開口孔27から充填材41を介して力を伝達させることも可能となり、軸力の伝達性能をより向上させることが可能となる。   Further, by providing the opening hole 27 for the main girder 22, it is possible to transmit a force from the opening hole 27 via the filler 41, and it is possible to further improve the transmission performance of the axial force. It becomes.

また、上述の如く連結されるセグメント2において例えば図7(b)に示すような方向で曲げモーメントEが加わった場合には、偶力が形成されてこれに基づく伝達力Fが負荷されることになる。同様にせん断力Gが加わった場合にもこれに基づく伝達力Fが負荷される。しかし、本発明では、セグメント2、3の連結時に、フランジ鋼板31と、支圧フランジ23a、23bとは互いに充填材41を介して上下方向に近接又は接触することになるため、内空面側から地山側、或いは地山側から内空面側へと伝達してくる伝達力Fは、この上下方向に配列したフランジ鋼板31と、支圧フランジ23a、23bとを介してそれぞれ上下方向へと伝達させることが可能となる。なお、主桁22に対して開口孔27を設けておくことにより、当該開口孔27から充填材41を介して力を伝達させることも可能となり、曲げ応力の伝達性能をより向上させることが可能となる。   In addition, when a bending moment E is applied in the direction as shown in FIG. 7B, for example, in the segments 2 connected as described above, a couple is formed and the transmission force F based on this is loaded. become. Similarly, when a shearing force G is applied, a transmission force F based thereon is applied. However, in the present invention, when the segments 2 and 3 are connected, the flange steel plate 31 and the bearing flanges 23a and 23b are close to or in contact with each other in the vertical direction via the filler 41. The transmission force F transmitted from the natural ground side to the natural ground side or from the natural ground side to the inner air surface side is transmitted in the vertical direction through the flange steel plates 31 arranged in the vertical direction and the bearing flanges 23a and 23b. It becomes possible to make it. In addition, by providing the opening hole 27 with respect to the main girder 22, it is also possible to transmit a force from the opening hole 27 through the filler 41, and it is possible to further improve the bending stress transmission performance. It becomes.

なお、このフランジ鋼板31と、支圧フランジ23a、23bと間における応力の伝達においては、図7(b)に示すように先端側から後端側にかけての中央部において負荷される応力は小さくなる。この伝達すべき応力の大小に応じてフランジ鋼板31や支圧フランジ23a、23bの形状を異ならせる等の設計変更を加えてもよいことは勿論である。   In the transmission of stress between the flange steel plate 31 and the bearing flanges 23a and 23b, as shown in FIG. 7B, the stress applied at the central portion from the front end side to the rear end side is reduced. . It goes without saying that design changes such as changing the shapes of the flange steel plate 31 and the bearing flanges 23a and 23b according to the magnitude of the stress to be transmitted may be made.

本発明を適用したセグメントの連結構造は、例えば図8に示すような形態に適用することも可能である。   The segment connection structure to which the present invention is applied can also be applied to a form as shown in FIG. 8, for example.

この図8に示す形態において上述した図3〜5に示す形態と同一の構成要素、部材に関しては同一の符号を付すことにより、以下での説明を省略する。   In the embodiment shown in FIG. 8, the same components and members as those in the embodiment shown in FIGS.

このセグメント2には、地山側から内空面側にかけて縦リブ30が所定の間隔をおいて設けられている。セグメント2においては、図中紙面奥行き方向に相当するトンネル軸方向に向けてリングボルト孔62がそれぞれ縦リブ30の間に設けられている。このリングボルト孔62はトンネル軸方向に隣接する他のセグメントと連結する際に用いられるものである。また、セグメント2には、周方向に隣接する残置部11aにおける他のセグメントと連結可能とするための図示しないセグメントボルト孔が穿設された継手板23がさらに設けられている。さらにセグメント2,3における少なくとも地山側においてはスキンプレート32が配設されている。   In this segment 2, vertical ribs 30 are provided at a predetermined interval from the natural mountain side to the inner sky surface side. In the segment 2, ring bolt holes 62 are provided between the vertical ribs 30 in the tunnel axis direction corresponding to the depth direction in the drawing. The ring bolt hole 62 is used when connecting to another segment adjacent in the tunnel axial direction. Further, the segment 2 is further provided with a joint plate 23 in which a segment bolt hole (not shown) is formed so as to be connectable with other segments in the remaining portion 11a adjacent in the circumferential direction. Further, a skin plate 32 is disposed at least on the natural ground side in the segments 2 and 3.

本発明を適用したセグメントの連結構造は、例えば図9に示すように、新設部14から延長されてくるセグメント3について、新設部14の一部を構成する立ち上がり部30を形成するようにしてもよい。この立ち上がり部30においても縦リブ30やリングボルト孔62を設けるようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 9, the segment connection structure to which the present invention is applied may be configured to form a rising portion 30 that constitutes a part of the new portion 14 for the segment 3 extended from the new portion 14. Good. The vertical rib 30 and the ring bolt hole 62 may be provided also in the rising portion 30.

次に、本発明を適用したセグメント連結構造の施工方法について図面を参照しながら詳細に説明をする。   Next, the construction method of the segment connection structure to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、トンネル分岐合流部を構成する本線トンネル11とランプトンネル12について、残置部11a、12aと新設部14との連結部位に相当する箇所について図10に示すような仮設用セグメント4を仕込んでおく。この仮設用セグメント4は、地山側から内空面側にかけて縦リブ51が所定の間隔をおいて設けられている。仮設用セグメント4においては、図中紙面奥行き方向に相当するトンネル軸方向に向けてリングボルト孔53がそれぞれ縦リブ51の間に設けられ、土砂の侵入を防止すべく地山側においてスキンプレート52が配設されている。このリングボルト孔53はトンネル軸方向に隣接する他のセグメントと連結する際に用いられるものである。また、仮設用セグメント4には、周方向に隣接する撤去部5における他のセグメントにおける継手板61と連結可能とするためのエンドプレート55を備え、これに対してさらに補剛プレート56が固着されている。また、この仮設用セグメント4においては、水平方向に支圧フランジ57が設けられている。   First, with respect to the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 constituting the tunnel branching / merging portion, a temporary segment 4 as shown in FIG. 10 is prepared at a portion corresponding to a connecting portion between the remaining portions 11a and 12a and the new portion 14. . In the temporary segment 4, vertical ribs 51 are provided at predetermined intervals from the natural mountain side to the inner sky surface side. In the temporary segment 4, ring bolt holes 53 are respectively provided between the vertical ribs 51 in the tunnel axis direction corresponding to the depth direction of the paper surface in the figure, and the skin plate 52 is provided on the ground mountain side to prevent intrusion of earth and sand. It is arranged. The ring bolt hole 53 is used when connecting to another segment adjacent in the tunnel axis direction. Further, the temporary segment 4 is provided with an end plate 55 for enabling connection with a joint plate 61 in another segment in the removal portion 5 adjacent in the circumferential direction, and a stiffening plate 56 is further fixed thereto. ing. Further, in the temporary segment 4, a supporting flange 57 is provided in the horizontal direction.

この段階においては、本線トンネル11、ランプトンネル12において、今後撤去すべき撤去部5を構成するセグメントが連結されたままの状態にある。   At this stage, in the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12, the segments constituting the removal portion 5 to be removed in the future remain connected.

次に、トンネル周囲の地盤等を凍結させて補強した後、本線トンネル11とランプトンネル12間の土砂を掘削する。   Next, after the ground around the tunnel is frozen and reinforced, the soil between the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 is excavated.

次に仮設用セグメント4の縦リブとスキンプレート等を除去して、セグメント2の構成に成形する。   Next, the vertical ribs and skin plate of the temporary segment 4 are removed and the segment 2 is formed.

次に、図12に示すように、新設部14を構成する。このとき、残置部11a、12aから延長されてきたセグメント2と、新設部14から延長されてきたセグメント3とを互いに遊嵌させる。このとき、互いの施工誤差を吸収するように位置調整行う。ちなみに、この新設部14のセグメントを構成する際には、重機を用いて実行することになるが、かかる段階において施工誤差が具体的にどれくらい発生しているかが比較的明るみに出てくる場合もあるため、互いのセグメント2の位置合わせをその段階において実行することが望ましい。また、この段階においては、撤去部5を構成するセグメントを除去する。このとき撤去部5を構成するセグメントをトンネル軸方向に引き抜くことにより除去することになる。   Next, as shown in FIG. At this time, the segment 2 extended from the remaining portions 11a and 12a and the segment 3 extended from the newly installed portion 14 are loosely fitted to each other. At this time, position adjustment is performed so as to absorb mutual construction errors. By the way, when constructing the segment of this newly installed part 14, it is executed using heavy equipment, but it may be relatively bright how much construction error has occurred at this stage. For this reason, it is desirable to perform the alignment of the segments 2 with each other at that stage. At this stage, the segment constituting the removal unit 5 is removed. At this time, the segment constituting the removal portion 5 is removed by pulling out in the tunnel axis direction.

次に、図13(a)に示すように、互いに連結すべきセグメント2、3の主桁22、支圧プレート24、エンドプレート25の間隙に充填材41を充填する。上述の如くセグメント2間は互いに施工誤差が吸収された状態にあり、かかる状態においてこれらを固定するために充填材41を充填することになる。この充填材41を隙間なく充填させることにより、止水性をも確保することが可能となる。   Next, as shown in FIG. 13A, a filler 41 is filled in the gaps between the main beam 22, the bearing plate 24, and the end plate 25 of the segments 2 and 3 to be connected to each other. As described above, the construction errors are absorbed between the segments 2, and in this state, the filler 41 is filled to fix them. By filling the filler 41 without gaps, it is possible to ensure water-stopping.

図13(b)は、新設部14において鋼製部材の周囲を鉄筋コンクリート121で覆い鉄骨鉄筋コンクリート構造断面を構成する例を示している。本構成は新設部14を構成する鋼製部材の現場組立が完了した後に、その周囲に図示しない鉄筋および型枠を設置し型枠の内部にコンクリートを充填することで完成させることができる。この鉄筋コンクリート121で覆う構成により新設部14の部材耐力および剛性が高められ、トンネル分岐合流部断面の変形抑制などの効果を得ることが可能となる。なお、この鉄筋コンクリート121で覆う構成は連結部の構成には拘わらないため、本発明の効果とするところの連結構造の性能には影響はない。   FIG. 13 (b) shows an example in which the steel member is covered with reinforced concrete 121 in the newly installed portion 14 to form a steel reinforced concrete structure cross section. This configuration can be completed by completing the on-site assembly of the steel members constituting the newly installed portion 14 and installing a reinforcing bar and a mold (not shown) around it and filling the mold with concrete. By the structure covered with the reinforced concrete 121, the member yield strength and rigidity of the newly-installed portion 14 are increased, and it is possible to obtain effects such as deformation suppression of the tunnel branching junction cross section. In addition, since the structure covered with this reinforced concrete 121 is not concerned with the structure of a connection part, the performance of the connection structure made into the effect of this invention is not influenced.

図14は、互いにトンネル軸方向に隣接するセグメント2、3をトンネル軸方向に連結させた例を示している。この例では、各セグメント2、3は、それぞれ3本の主桁22により構成され、各セグメント2、3における軸方向端部に位置する主桁を互いに接合することにより、軸方向への連結を成り立たせている。そして、この接合された主桁22が他方のセグメント2、3の主桁22間にそれぞれ遊嵌される。   FIG. 14 shows an example in which segments 2 and 3 adjacent to each other in the tunnel axis direction are connected in the tunnel axis direction. In this example, each segment 2, 3 is composed of three main girders 22, and the main girders located at the axial ends of each segment 2, 3 are joined together to connect in the axial direction. It is established. The joined main beams 22 are loosely fitted between the main beams 22 of the other segments 2 and 3 respectively.

上述の如き本発明を適用したセグメント連結構造の施工方法では、従来技術の如きコマ材等を現場測量結果に基づいてその都度製作するステップを排除し、あくまで組めば即座に施工誤差を解消しつつ互いのセグメントを強固に連結することが可能となる。このため、施工期間の短縮化を図ることが可能となる。また、誤差吸収プレートを配設する必要性も無くなることから、工期をさらに短縮化することができる。   In the construction method of the segment connection structure to which the present invention is applied as described above, the step of manufacturing the top material, etc. as in the prior art each time based on the field survey result is eliminated, and the construction error is solved immediately if it is assembled to the last. It becomes possible to strongly connect each other's segments. For this reason, it becomes possible to shorten the construction period. Further, since it is not necessary to dispose the error absorbing plate, the construction period can be further shortened.

ちなみに本発明を適用したセグメントの連結構造は、この新設部14を構成するセグメントと、本線トンネル11、ランプトンネル12を構成するセグメントの残置部11a、12aとの間で互いに周方向へ連結する際に用いられる場合に限定されるものではなく、例えば図15に示すように、新設部14を構成するセグメント間においても適用可能である。   By the way, the segment connection structure to which the present invention is applied is the case where the segments constituting the newly installed portion 14 and the remaining portions 11a and 12a of the segments constituting the main line tunnel 11 and the lamp tunnel 12 are connected in the circumferential direction. For example, as shown in FIG. 15, the present invention can also be applied between segments constituting the newly installed portion 14.

この図15に示す形態では、ランプトンネル12側から延長されてきた新設部14においてセグメント2を設け、また本線トンネル11側から延長されてきた新設部14においてセグメント3を設ける。そして、これらセグメント2、3間を上述した方法と同様に連結させる。このとき、この新設部14の中央付近にこのセグメント2、3の連結構造を1箇所設けることが望ましい。その理由として、ランプトンネル12側から延長されてきた新設部14のセグメントを構成する主桁22と、本線トンネル11側から延長されてきた新設部14のセグメントを構成する主桁22は、特に本線トンネル11とランプトンネル12の間隔が拡大又は縮小する区間において互いに異なる角度で交差することになる。このような主桁間の角度のズレを解消するためには、角度のズレを解消しつつ互いのセグメントを強固に連結可能な本発明をこの新設部14の中央付近に設けることにより対処することが可能となるためである。   In the form shown in FIG. 15, the segment 2 is provided in the new part 14 extended from the lamp tunnel 12 side, and the segment 3 is provided in the new part 14 extended from the main tunnel 11 side. And these segments 2 and 3 are connected like the method mentioned above. At this time, it is desirable to provide one connecting structure for the segments 2 and 3 in the vicinity of the center of the new portion 14. The reason for this is that the main girder 22 constituting the segment of the newly installed portion 14 extended from the ramp tunnel 12 side and the main girder 22 constituting the segment of the newly installed portion 14 extended from the main tunnel 11 side are in particular the main line. In the section where the distance between the tunnel 11 and the ramp tunnel 12 is enlarged or reduced, the two intersect each other at different angles. In order to eliminate such an angle shift between the main girders, the present invention capable of firmly connecting the segments to each other while eliminating the angle shift should be dealt with by providing the present invention in the vicinity of the center of the newly installed portion 14. This is because it becomes possible.

トンネル分岐合流部1の仕様としては、本線トンネル11の外径が12.3m、ランプトンネル12の外径が9.9m、双方のトンネル11、12の中心間の距離が9.4m、セグメント2を構成する主桁22の設計断面力は、軸力が5500kN、曲げが1500kNm、せん断力3000kNである。   The specifications of the tunnel junction 1 are as follows: the outer diameter of the main tunnel 11 is 12.3 m, the outer diameter of the ramp tunnel 12 is 9.9 m, the distance between the centers of both tunnels 11 and 12 is 9.4 m, the segment 2 The design cross-sectional force of the main girder 22 that constitutes is an axial force of 5500 kN, a bending of 1500 kNm, and a shearing force of 3000 kN.

本発明を適用した場合に、本線トンネル11、ランプトンネル12のセグメントの桁高は700mm、接続部材の桁高が600mmであるのに対して、接続部材をRC構造とした場合に、本線トンネル11、ランプトンネル12のセグメントの桁高は700mm、接続部材の桁高が4000mmとなり、トンネル必要内空を侵すことが判明した。   When the present invention is applied, the girder height of the segments of the main tunnel 11 and the ramp tunnel 12 is 700 mm and the girder height of the connecting member is 600 mm, whereas when the connecting member has an RC structure, the main tunnel 11 The height of the segment of the lamp tunnel 12 is 700 mm, and the height of the connecting member is 4000 mm.

また、セグメント2の間隙を図16(a),(b)に示すサイズで設定をする。即ち、図中に示す座標系においてX方向には±100mm移動可能とし、Z方向には±70mm移動可能とし、紙面奥行き方向(Y方向)には、±50mm移動可能としている。また図16(c)中、角度θyは、±3.0°変動可能としている。   Further, the gap between the segments 2 is set to the size shown in FIGS. 16 (a) and 16 (b). In other words, in the coordinate system shown in the figure, ± 100 mm is movable in the X direction, ± 70 mm is movable in the Z direction, and ± 50 mm is movable in the depth direction (Y direction). Further, in FIG. 16C, the angle θy can be varied by ± 3.0 °.

本発明を適用したセグメントの連結構造が適用されるトンネル分岐合流部を示す図である。It is a figure which shows the tunnel branch merge part to which the connection structure of the segment to which this invention is applied is applied. 残置部におけるセグメントと、新設部におけるセグメントとの連結構造を例示した図である。It is the figure which illustrated the connection structure of the segment in a remaining part, and the segment in a new installation part. 雄構造部材が形成されているセグメントの拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the segment in which the male structural member is formed. 雌構造部材が形成されているセグメントの拡大斜視図である。It is an expansion perspective view of the segment in which the female structural member is formed. セグメントを互いに遊嵌させることにより連結する例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example connected by making a segment fit loosely. セグメントを互いに遊嵌させることにより連結する例を示す平面図である。It is a top view which shows the example connected by making a segment fit loosely. 各応力の伝達メカニズムについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating the transmission mechanism of each stress. さらに補剛プレートや縦リブを設けたセグメントの連結構造を示す図である。Furthermore, it is a figure which shows the connection structure of the segment which provided the stiffening plate and the vertical rib. 新設部の一部を構成する立ち上がり部を形成した例を示す図である。It is a figure which shows the example which formed the rising part which comprises a part of new installation part. 残置部と新設部との連結部位に相当する箇所について仕込む仮設用セグメントの構成図である。It is a block diagram of the segment for temporary arrangement | working about the location corresponded to the connection part of a remaining part and a new installation part. 本発明を適用したセグメントの連結構造の施工方法について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the construction method of the connection structure of the segment to which this invention is applied. 本発明を適用したセグメントの連結構造の施工方法について説明するための他の図である。It is another figure for demonstrating the construction method of the connection structure of the segment to which this invention is applied. (a)は、本発明を適用したセグメントの連結構造の施工方法において、充填材を充填する工程について説明するための図であり、(b)は、新設部を鉄骨鉄筋コンクリート部材として構成した図である。(a) is a diagram for explaining the process of filling the filler in the construction method of the segment connection structure to which the present invention is applied, and (b) is a diagram in which the newly installed portion is configured as a steel reinforced concrete member. is there. 互いにトンネル軸方向に隣接するセグメントをトンネル軸方向に連結させた例を示す図である。It is a figure which shows the example which connected the segment adjacent to a tunnel axial direction mutually in the tunnel axial direction. 新設部を構成するセグメント間において本発明を適用する例を示す図である。It is a figure which shows the example which applies this invention between the segments which comprise a newly installed part. 本発明を適用したセグメントの連結構造の実施例について示す図である。It is a figure shown about the Example of the connection structure of the segment to which this invention is applied. 非開削工法の従来例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the prior art example of a non-cutting method. 非開削工法に基づいて構築された本線トンネルとランプトンネルとのトンネル分岐合流部の完成図を示す図である。It is a figure which shows the completion figure of the tunnel branch merge part of the main line tunnel and the ramp tunnel constructed | assembled based on the non-open cutting method. 従来における本線トンネルとランプトンネルの接続構造を示す図である。It is a figure which shows the connection structure of the main line tunnel and the lamp tunnel in the past. (a)は、図32における接合構造のA部分の水平方向の断面図であり、(b)は、接合構造のB部分の水平方向の断面図である。(a) is a horizontal cross-sectional view of a portion A of the joint structure in FIG. 32, and (b) is a horizontal cross-sectional view of a B portion of the joint structure. 本線トンネル側から延長されてくる主桁と、ランプトンネル側から延長されてくる主桁間で互いに異なる角度で交差する例を示す図である。It is a figure which shows the example which cross | intersects at a mutually different angle between the main girder extended from the main line tunnel side and the main girder extended from the ramp tunnel side.

符号の説明Explanation of symbols

1 トンネル分岐合流部
2、3 セグメント
4 仮設用セグメント
5 撤去部
11 本線トンネル
12 ランプトンネル
13 トンネル
14 新設部
15 仕切壁
22 主桁
23 支圧フランジ
24 支圧プレート
25 エンドプレート
27 開口孔
28、29 補剛プレート
31 フランジ鋼板
41 充填材
51 縦リブ
52 スキンプレート
53 リングボルト孔
55 エンドプレート
56 補剛プレート
57 支圧フランジ
61 リングボルト孔
62 継手板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel branch merge part 2, 3 Segment 4 Temporary segment 5 Removal part 11 Main line tunnel 12 Lamp tunnel 13 Tunnel 14 New part 15 Partition wall 22 Main girder 23 Bearing flange 24 Bearing plate 25 End plate 27 Opening holes 28, 29 Stiffening plate 31 Flange steel plate 41 Filler 51 Vertical rib 52 Skin plate 53 Ring bolt hole 55 End plate 56 Stiffening plate 57 Bearing flange 61 Ring bolt hole 62 Joint plate

Claims (5)

トンネル軸方向に直交する複数の主桁を有するセグメントを互いに連結する際に適用されるトンネル用のセグメントの連結構造において、
一のセグメントは、互いにトンネル軸方向に隣接する主桁間がエンドプレートを介して連結され、上記主桁先端に支圧プレートが設けられ、また上記主桁上下にはトンネル周方向に連続して支圧フランジが形成され、
他のセグメントは、互いにトンネル軸方向に隣接する主桁間がエンドプレートを介して連結されてなるとともに、当該主桁間の上下を連続するようにフランジ鋼板が配設されて中空閉断面が形成され、上記主桁先端に支圧プレートが設けられ、
上記他のセグメントの主桁間に上記一のセグメントの主桁が施工誤差を吸収可能な間隙をもって遊嵌され、上記各セグメントのエンドプレートが相手側のセグメントの主桁先端の支圧プレートに対面され、
互いに遊嵌された一のセグメントの主桁と他のセグメントの主桁との間隙には、充填材が充填されていること
を特徴とするセグメントの連結構造。
In the connecting structure of tunnel segments applied when connecting segments having a plurality of main beams orthogonal to the tunnel axis direction to each other,
In one segment, adjacent main beams adjacent to each other in the tunnel axis direction are connected via an end plate, a support plate is provided at the end of the main beam, and the upper and lower sides of the main beam are continuously connected in the tunnel circumferential direction. A bearing flange is formed,
In the other segments, the main girders adjacent to each other in the tunnel axis direction are connected via an end plate, and flange steel plates are arranged so that the upper and lower sides between the main girders are continuous to form a hollow closed section. A support plate is provided at the tip of the main girder,
The main beam of the one segment is loosely fitted between the main beams of the other segment with a gap capable of absorbing construction errors, and the end plate of each segment faces the bearing plate at the tip of the main beam of the other segment. And
A connecting structure of segments, wherein a filler is filled in a gap between a main beam of one segment loosely fitted to the main beam of another segment.
互いにトンネル軸方向に隣接する各セグメントにおける軸方向端部に位置する主桁は、接合されてなり、
この接合された主桁が相手側のセグメントの主桁間に遊嵌されること
を特徴とする請求項1記載のセグメントの連結構造。
The main girders located at the axial ends of the segments adjacent to each other in the tunnel axial direction are joined,
The segment connecting structure according to claim 1, wherein the joined main beams are loosely fitted between the main beams of the other segment.
上記エンドプレートの背面において補剛プレートが配設されていること
を特徴とする請求項1又は2記載のセグメントの連結構造。
The segment connection structure according to claim 1, wherein a stiffening plate is disposed on a back surface of the end plate.
上記支圧プレートの背面において補剛プレートが配設されていること
を特徴とする請求項1〜3のうち何れか1項記載のセグメントの連結構造。
The segment connection structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a stiffening plate is disposed on a back surface of the bearing plate.
上記各セグメントの主桁は、少なくとも上記充填材と接する区間において開口孔が形成されてなること
を特徴とする請求項1〜4のうち何れか1項記載のセグメントの連結構造。
The segment connecting structure according to any one of claims 1 to 4, wherein the main girder of each segment is formed with an opening hole at least in a section in contact with the filler.
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