JP2009138387A - Segment, and construction method for widened section of tunnel - Google Patents

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雅由 中川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a segment which secures the strength of a joint section between a concrete skeleton provided in the lateral direction of a tunnel and a segment ring constituting the tunnel, for example, in the case of the widening of the tunnel, which is superior in workability and which dispenses with a meltdown operation etc., and a method for joining the segment and the concrete skeleton together. <P>SOLUTION: Side plates 5 are provided in the inward direction of the tunnel on both the long-side lateral sections of the segment 1, respectively. A perforated steel plate 9 is provided in parallel with the side plate 5. The perforated steel plate 9 is arranged in such a manner to be elongated to the inside of a stress transfer section 19. An embedded anchor 25 embedded in the concrete is provided in the stress transfer section 19. A vertical rib 7 is provided in a direction perpendicular to the side plate 5. The vertical rib 7 is made of concrete. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられる躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用されるセグメント、およびトンネル拡幅部の構築方法に関するものである。 The present invention relates to a method for constructing a segment and a tunnel widening portion, which are used at a joint portion between a casing provided on a side of a tunnel and a segment ring constituting the tunnel, for example, when widening a tunnel.

従来、トンネルを有する高速道路の合流部等の施工方法としては、シールドトンネルを設けた後、合流部のシールドトンネルに部分的な開口部を設け、当該開口部に別途コンクリート躯体を設けて、コンクリート躯体により形成される空間とトンネルを連結する方法が取られている。このようなコンクリート躯体との接合部位におけるセグメントは、コンクリート躯体との接合施工時に、セグメントの加工を行う必要がある。 Conventionally, as a method of constructing a junction of an expressway having a tunnel, after providing a shield tunnel, a partial opening is provided in the shield tunnel of the junction, and a concrete frame is separately provided in the opening, A method of connecting a space formed by a frame and a tunnel is taken. It is necessary to process the segment at the joint portion with the concrete frame at the time of the joint construction with the concrete frame.

図8は、従来使用されている鋼製のセグメント60を示す斜視図である。セグメント60は主に、スキンプレート61、側板63、縦リブ65、および継手板66等から構成される。トンネル外周面に相当するスキンプレート61は、トンネル外径に対応して湾曲した形状となっている。スキンプレート61の長辺側の両端には側板63が設けられる。また、スキンプレート61の短辺側の両端には、継手板66が設けられる。すなわち、スキンプレート61と側板63と継手板66により、箱型の形状となる。 FIG. 8 is a perspective view showing a steel segment 60 that is conventionally used. The segment 60 mainly includes a skin plate 61, side plates 63, vertical ribs 65, joint plates 66, and the like. The skin plate 61 corresponding to the outer peripheral surface of the tunnel has a curved shape corresponding to the outer diameter of the tunnel. Side plates 63 are provided at both ends on the long side of the skin plate 61. Further, joint plates 66 are provided at both ends on the short side of the skin plate 61. That is, the skin plate 61, the side plate 63, and the joint plate 66 form a box shape.

側板63と垂直方向には、一定間隔で縦リブ65が設けられる。縦リブ65は、トンネルの軸方向に配されたリブであり、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート61に作用する荷重を側板63へ伝達する役割を持つ。また、縦リブ65は、トンネル完成時において、側板63の座屈を抑止するための役割も持つ。 Vertical ribs 65 are provided at regular intervals in the direction perpendicular to the side plates 63. The vertical rib 65 is a rib arranged in the axial direction of the tunnel, and resists the thrust of the shield jack and transmits a load acting on the skin plate 61 to the side plate 63. Moreover, the vertical rib 65 also has a role for suppressing buckling of the side plate 63 when the tunnel is completed.

側板63には、トンネルの軸方向のセグメント60同士を接合するための継手穴67が設けられる。また、継手板66には、セグメント60を周方向に接合するための接合穴69が設けられる。従って、セグメント60はトンネルの周方向および軸方向にそれぞれ接続される。ここで、各部材は鋼製であり、それぞれ溶接によって接合されている。 The side plate 63 is provided with a joint hole 67 for joining the axial segments 60 of the tunnel. The joint plate 66 is provided with a joint hole 69 for joining the segment 60 in the circumferential direction. Accordingly, the segments 60 are connected to the circumferential direction and the axial direction of the tunnel, respectively. Here, each member is made of steel and joined by welding.

図9は、セグメント60が隣接するコンクリート躯体と接合される場合の加工状態を示した図である。セグメント60とコンクリート躯体とを接合するためには、まず、セグメント60のスキンプレート61を取り外す。スキンプレート61が取り外されることで、セグメント60は梯子状となり、トンネルの内外部が空間的につながる。 FIG. 9 is a view showing a processing state when the segment 60 is joined to an adjacent concrete frame. In order to join the segment 60 and the concrete frame, first, the skin plate 61 of the segment 60 is removed. By removing the skin plate 61, the segment 60 becomes a ladder shape, and the inside and outside of the tunnel are spatially connected.

また、縦リブ65の中央部(図9の斜線部)が切断される。切断は、コンクリート躯体内に埋め込まれる補強鉄筋等との干渉を避けるためである。また、この際、縦リブ65と側板63との接合部近傍の一部は切断されずに残される。この部位が、コンクリート躯体との接合時に、シアコネクタ71として機能し、コンクリート躯体とセグメント60とのせん断接合強度を保持する。 Moreover, the center part (shaded part of FIG. 9) of the vertical rib 65 is cut | disconnected. Cutting is for avoiding interference with reinforcing steel bars embedded in the concrete frame. At this time, a part of the vicinity of the joint portion between the vertical rib 65 and the side plate 63 is left without being cut. This part functions as a shear connector 71 at the time of joining with the concrete casing, and maintains the shear joint strength between the concrete casing and the segment 60.

図10は加工後のセグメント60がコンクリート躯体73に埋め込まれて接合された状態を示す図である。図10に示すように、コンクリート躯体73に埋め込まれたセグメント60は、シアコネクタ71により、セグメント60とコンクリート躯体73とのせん断方向のずれが防止され、確実に接合される。このように、コンクリート躯体73との接合部位に使用されるセグメント60は、接合強度を得るため、シアコネクタ71を設けなければならないが、縦リブ65の切断は通常溶断により行われ、シール部材等の可燃物が近傍にあるため危険であり、作業性も悪い。 FIG. 10 is a view showing a state in which the processed segment 60 is embedded and joined in the concrete casing 73. As shown in FIG. 10, the segment 60 embedded in the concrete casing 73 is prevented from being displaced in the shearing direction between the segment 60 and the concrete casing 73 by the shear connector 71 and is reliably joined. As described above, the segment 60 used for the joint portion with the concrete housing 73 must be provided with the shear connector 71 in order to obtain joint strength. However, the vertical rib 65 is normally cut by fusing, and a seal member or the like is provided. Because there are combustible materials in the vicinity, it is dangerous and workability is also poor.

このようなコンクリート躯体とセグメントとの接合部位の構造としては、この他に例えば、セグメント先端とコンクリート打設前の補強鉄筋を交差して配置するとともに、トンネルの頂版の端縁からの張り出し部補強鉄筋が、セグメントリングの頂部とセグメントリング中心を結ぶ垂直線を越えて先端がセグメントリングまで届くまで伸長配置し、セグメントとコンクリートが埋設一体化するセグメントの接合構造がある(特許文献1)。 In addition to this, as the structure of the joint part between the concrete frame and the segment, for example, the segment tip and the reinforcing reinforcing bar before placing the concrete are arranged so as to intersect with each other, and the projecting portion from the edge of the top plate of the tunnel There is a joining structure of segments in which reinforcing reinforcing bars extend and extend until they reach the segment ring beyond the vertical line connecting the top of the segment ring and the center of the segment ring (Patent Document 1).

また、鋼殻の中空部に取り付けた鉄筋継手にRC部材を形成するための鉄筋を連結し、コンクリートを打設してRC部材を形成するとともに、鋼殻の中空部にコンクリートを充填することにより、鋼殻の外側にRC部材を一体に接合した鋼殻とRC部材との接合構造がある(特許文献2)。
特開2002−188398号公報 特開2006−97317号公報
In addition, by connecting a reinforcing bar to form a RC member to a reinforcing bar joint attached to the hollow part of the steel shell, placing concrete to form the RC member, and filling the hollow part of the steel shell with concrete There is a joining structure of a steel shell and an RC member in which an RC member is integrally joined to the outside of the steel shell (Patent Document 2).
JP 2002-188398 A JP 2006-97317 A

しかし、特許文献1の接合構造では、セグメントとコンクリート躯体との接合部位を大きくすることはできるものの、セグメントとコンクリート躯体との接合強度を確保するためには、従来技術と同様に接合部位のセグメントを加工する必要があり、危険であるとともに、作業性が悪いという問題がある。また、トンネル内において補強鉄筋の施工作業等が必要となるが、トンネル内においては作業が制約される場合があるという問題がある。 However, in the joint structure of Patent Document 1, although the joint portion between the segment and the concrete frame can be enlarged, in order to ensure the joint strength between the segment and the concrete housing, the segment of the joint portion is the same as in the prior art. There is a problem that it is dangerous and workability is poor. Moreover, although the construction work of a reinforcing bar etc. is needed in a tunnel, there exists a problem that a work may be restrict | limited in a tunnel.

特許文献2の接合構造では、ウェブの内面にフランジ及び補強リブを溶接する必要があり、また、鉄筋継手を所定の間隔で取り付け、鋼殻とRC部材の補強鉄筋とを接続する必要がある。このため、構造が複雑であるとともに、作業工数を要するという問題がある。 In the joint structure of Patent Document 2, it is necessary to weld a flange and a reinforcing rib to the inner surface of the web, and it is necessary to attach a reinforcing bar joint at a predetermined interval to connect the steel shell and the reinforcing bar of the RC member. For this reason, there exists a problem that a structure is complicated and an operation man-hour is required.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位の強度を確保するとともに、作業性に優れ、溶断作業等の不要なセグメント等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and in the case of widening the tunnel, etc., while ensuring the strength of the joint portion between the concrete frame provided on the side of the tunnel and the segment ring constituting the tunnel. The purpose is to provide an excellent workability and an unnecessary segment such as a fusing operation.

前述した目的を達成するため、第1の発明は、スキンプレートと、前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、前記側板と略平行に設けられた複数の孔を有する鋼板と、を具備することを特徴とするセグメントである。 In order to achieve the above-described object, the first invention includes a skin plate, a stress transmission portion provided on the short side of the skin plate, a side plate provided on the long side of the skin plate, and the side plate. And a steel plate having a plurality of holes provided substantially in parallel with each other.

前記応力伝達部は、コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられても良く、また、前記側板と略垂直に、鉄筋コンクリート製の縦リブが設けられてもよい。 The stress transmission part may be embedded with an anchor material inside the concrete, a screw may be provided inside the anchor material, or a vertical rib made of reinforced concrete may be provided substantially perpendicular to the side plate. Good.

第1の発明によれば、複数の孔を有する鋼板が側板と垂直方向へ設けられるため、孔あき鋼板の孔とコンクリートとが一体化し、別途シアコネクタ等を設けなくてもセグメントとコンクリートとのせん断方向のずれが生じることがなく、またシアコネクタ等が不要となり、縦リブをコンクリートとすることで、セグメントとコンクリートとの接合時に縦リブの溶断作業を行う必要が無く、作業が安全であり、さらに、縦リブをコンクリート化することで、セグメントへの縦リブの設置加工の際の溶接を省略することができるため、コストが低減でき、また溶接によるセグメントの変形も生じないため寸法精度にも優れ、構造が簡易なセグメントを提供することができる。 According to the first invention, since the steel plate having a plurality of holes is provided in a direction perpendicular to the side plate, the holes of the perforated steel plate and the concrete are integrated, and the segment and the concrete can be provided without providing a separate shear connector or the like. There is no shear direction deviation, and no shear connector is required, and the vertical ribs are made of concrete, so there is no need to melt the vertical ribs when joining the segment and concrete, and the work is safe. In addition, by making the vertical ribs concrete, welding during installation of the vertical ribs on the segments can be omitted, so the cost can be reduced and the deformation of the segments due to welding does not occur, resulting in dimensional accuracy. And a segment with a simple structure can be provided.

第2の発明は、トンネル拡幅部の構築方法であって、躯体との接合予定部に請求項1から請求項3のいずれかに記載された第1のセグメントを配置するとともに、他の部位に通常の第2のセグメントを配置してセグメントリングを構築する工程と、前記第1のセグメントおよび前記第2のセグメントの外部の所定の箇所を掘削する工程と、前記掘削された区間へ前記第1のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、前記掘削された区間の前記第2のセグメントを撤去する工程と、を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法である。 2nd invention is the construction method of a tunnel widening part, Comprising: While arrange | positioning the 1st segment described in any one of Claims 1-3 in the junction plan part with a housing, it is in another site | part. Placing a normal second segment to construct a segment ring; excavating the first segment and a predetermined location outside the second segment; and entering the first segment into the excavated section. A method for constructing a tunnel widening portion, comprising: providing a frame so that the segment has an end portion; and removing the second segment of the excavated section.

第2の発明によれば、コンクリート躯体との接合部に、複数の孔を有する鋼板を有するセグメントを使用することで、孔あき鋼板の孔にコンクリートが回りこみ、セグメントとコンクリート躯体とのずれを防止するため、別途シアコネクタ等の加工を行う必要がないトンネル拡幅部の構築方法を提供することができる。 According to the second invention, by using a segment having a steel plate having a plurality of holes at the joint with the concrete frame, the concrete wraps around the hole in the perforated steel plate, and the segment and the concrete frame are displaced. In order to prevent this, it is possible to provide a method for constructing a tunnel widening portion that does not require separate processing of a shear connector or the like.

本発明によれば、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用されるセグメント等を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when expanding a tunnel etc., the segment etc. which are used for the junction part of the concrete frame provided in the tunnel side and the segment ring which comprises a tunnel can be provided.

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態に係るセグメント1を示す斜視図であり、図2はセグメント1の平面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a perspective view showing a segment 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a plan view of the segment 1.

セグメント1は、主にスキンプレート3、側板5、縦リブ7、孔あき鋼板9、継手部側板16等から構成される。
即ち、スキンプレート3に側板5、継手部側板16が立設され、側板5と平行に孔あき鋼板9が、継手部側板16と平行に縦リブ7がスキンプレート3に設けられる。スキンプレート3は、トンネル外周面に相当する部位であり、トンネル形状に応じた湾曲形状である。側板5は、セグメント1の側壁部で、トンネルに作用する外力に抵抗する主要部分を形成する。縦リブ9は、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート3に作用する荷重を側板5に伝達する。
The segment 1 is mainly composed of a skin plate 3, side plates 5, vertical ribs 7, perforated steel plates 9, joint side plates 16 and the like.
That is, the side plate 5 and the joint portion side plate 16 are erected on the skin plate 3, the perforated steel plate 9 is provided in parallel to the side plate 5, and the vertical rib 7 is provided in parallel to the joint portion side plate 16. The skin plate 3 is a portion corresponding to the outer peripheral surface of the tunnel, and has a curved shape corresponding to the tunnel shape. The side plate 5 is a side wall portion of the segment 1 and forms a main portion that resists an external force acting on the tunnel. The vertical rib 9 resists the thrust of the shield jack and transmits a load acting on the skin plate 3 to the side plate 5.

孔あき鋼板9は、複数の孔10を有する鋼板であり、コンクリート躯体との接合時においては、孔10にコンクリートが回りこみ、コンクリート躯体とのせん断ずれを防止するとともに、側板5の補強の役割も持つ。ここで、コンクリート躯体とは、例えば高速道路の合流部などのトンネルの拡幅部に設けられる躯体であり、トンネルを構築するセグメントの一部はコンクリート躯体に埋設される。 The perforated steel plate 9 is a steel plate having a plurality of holes 10, and at the time of joining with a concrete frame, concrete wraps around the hole 10, prevents shear deviation from the concrete frame, and serves to reinforce the side plate 5. Also have. Here, the concrete frame is a frame provided in a widened portion of a tunnel such as a junction of an expressway, for example, and a part of a segment constituting the tunnel is embedded in the concrete frame.

図2に示すように、セグメント1の一方の端には応力伝達部19が設けられ、応力伝達部19以外の部分が埋設部21となる。埋設部21は、コンクリート躯体との接合時に、コンクリートに埋設される部分である。トンネル周方向のセグメント同士を接合する応力伝達部19は、外部をジベル鋼板11で覆われており、内部にはコンクリート17が充填されている。なお、応力伝達部19の詳細は後述する。 As shown in FIG. 2, a stress transmission portion 19 is provided at one end of the segment 1, and a portion other than the stress transmission portion 19 becomes an embedded portion 21. The buried portion 21 is a portion buried in the concrete when joined to the concrete frame. The stress transmission part 19 that joins the segments in the circumferential direction of the tunnel is covered with the gibber steel plate 11 on the outside, and the inside is filled with concrete 17. The details of the stress transmission part 19 will be described later.

セグメント1の長辺側の両側部には側板5が設けられる。また、側板5と平行に複数の孔あき鋼板9が設けられる。孔あき鋼板9は応力伝達部19内部まで伸長配置される。側板5と垂直方向には、縦リブ7が設けられる。縦リブ7は鉄筋コンクリート製である。なお、縦リブ7の構造については後述する。 Side plates 5 are provided on both sides of the long side of the segment 1. A plurality of perforated steel plates 9 are provided in parallel with the side plates 5. The perforated steel sheet 9 is extended to the inside of the stress transmission part 19. Vertical ribs 7 are provided in the direction perpendicular to the side plates 5. The vertical ribs 7 are made of reinforced concrete. The structure of the vertical rib 7 will be described later.

応力伝達部19の端部には、継手部側板16が設けられている。継手部側板16には、貫通穴である接合穴13が設けられる。接合穴13はセグメント1をトンネル周方向に接合する際に、継手ボルト等の接合部材を取り付け時に使用される。側板5には継手穴15が設けられる。継手穴15は、トンネル軸方向のセグメント同士を接続するためのものである。また、側板5の応力伝達部19に該当する部位には、注入孔18が設けられる。注入孔18は、応力伝達部19にコンクリート17を注入するためのものである。 A joint side plate 16 is provided at the end of the stress transmission portion 19. The joint part side plate 16 is provided with a joint hole 13 which is a through hole. The joining hole 13 is used when attaching a joining member such as a joint bolt when joining the segment 1 in the circumferential direction of the tunnel. The side plate 5 is provided with a joint hole 15. The joint hole 15 is for connecting segments in the tunnel axis direction. In addition, an injection hole 18 is provided in a portion corresponding to the stress transmission portion 19 of the side plate 5. The injection hole 18 is for injecting the concrete 17 into the stress transmission part 19.

図3は、セグメント1の断面図であり、図3(a)は、図2におけるA−A断面図、図3(b)は図2におけるB−B断面図、図3(c)は図2におけるC−C断面図である。 3 is a cross-sectional view of the segment 1, FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, and FIG. It is CC sectional drawing in 2. FIG.

図2のA−A断面は、孔あき鋼板9の配置されている部位の断面である。図3(a)に示すように、応力伝達部19内にはコンクリート17が充填されている。また、応力伝達部19は、スキンプレート3、ジベル鋼板11、仕切板14および継手部側板16で囲まれており、仕切板14によって、埋設部21と区切られている。また、応力伝達部19におけるスキンプレート3の内面にはジベル24が設けられている。 2 is a cross section of a portion where the perforated steel sheet 9 is disposed. As shown in FIG. 3A, the stress transmission part 19 is filled with concrete 17. The stress transmission part 19 is surrounded by the skin plate 3, the gibber steel plate 11, the partition plate 14, and the joint part side plate 16, and is separated from the embedded part 21 by the partition plate 14. Further, a dowel 24 is provided on the inner surface of the skin plate 3 in the stress transmitting portion 19.

孔あき鋼板9は、埋設部21から仕切板14を貫通して応力伝達部19のコンクリート17内まで伸長配置されている。コンクリート17に設けられた孔あき鋼板9は、孔10内にコンクリートが回り込み固結するため、コンクリート17とすべりを生じず一体化される。このため、応力伝達部19内のコンクリート17は、スキンプレート3へはジベル24を介して応力を伝達するとともに、孔あき鋼板9に対しても応力を伝達することができる。 The perforated steel plate 9 extends from the embedded portion 21 through the partition plate 14 and extends into the concrete 17 of the stress transmission portion 19. The perforated steel sheet 9 provided in the concrete 17 is integrated with the concrete 17 without slipping because the concrete wraps around the hole 10 and solidifies. For this reason, the concrete 17 in the stress transmission part 19 can transmit stress to the skin plate 3 via the gibber 24 and also to the perforated steel sheet 9.

縦リブ7が設けられる部位は、鉄筋23が配されている。鉄筋23は、孔あき鋼板9の孔10を貫通しても良く、また、別途貫通孔を設けても良い。すなわち、縦リブ7を構成するコンクリートには、鉄筋23及び交差部位における孔あき鋼板9が埋め込まれる。 Reinforcing bars 23 are arranged in the portions where the vertical ribs 7 are provided. The reinforcing bar 23 may pass through the hole 10 of the perforated steel sheet 9 or may be provided with a separate through hole. In other words, the reinforcing bars 23 and the perforated steel plates 9 at the intersections are embedded in the concrete constituting the vertical ribs 7.

図2のB−B断面は、接合穴13が設けられている部位の断面である。図3(b)に示すように、接合穴13部位におけるコンクリート17内には、埋設アンカ25が設けられている。埋設アンカ25はコンクリート17とアンカ効果により一体化されている。 2 is a cross section of a portion where the joint hole 13 is provided. As shown in FIG. 3B, an embedded anchor 25 is provided in the concrete 17 at the joint hole 13 site. The buried anchor 25 is integrated with the concrete 17 by the anchor effect.

埋設アンカ25の端部には穴が設けられ、穴の内面には、タップ加工によりねじ27が設けられる。従って、ねじ27により、接合穴13を貫通した継手ボルト等で、隣接するセグメントと接合することができる。 A hole is provided at the end of the embedded anchor 25, and a screw 27 is provided on the inner surface of the hole by tapping. Therefore, it is possible to join the adjacent segment with the screw 27 using a joint bolt or the like penetrating the joint hole 13.

図2におけるC−C断面は、側板5が設けられた部位の断面である。側板5には、前述の通り注入孔18および継手穴15が設けられている。なお、側板5の内面には、孔あき鋼板9を溶接しても良い。この場合、コンクリート躯体に埋め込まれた状態で、側板5とコンクリート躯体とのせん断ずれを、より抑えることができる。 The CC cross section in FIG. 2 is a cross section of the site | part in which the side plate 5 was provided. As described above, the side plate 5 is provided with the injection hole 18 and the joint hole 15. A perforated steel plate 9 may be welded to the inner surface of the side plate 5. In this case, the shear shift between the side plate 5 and the concrete frame can be further suppressed while being embedded in the concrete frame.

隣接するセグメントより伝達される力は、セグメント1において以下のように伝達される。すなわち、セグメント1が隣接セグメントより引張力を受けた際には、隣接セグメントとの継手ボルトからの引張力は、埋設アンカ25およびコンクリート17を介してスキンプレート3および孔あき鋼板9へ伝達され、スキンプレート3から側板5へ伝達される。 The force transmitted from the adjacent segment is transmitted in the segment 1 as follows. That is, when the segment 1 receives a tensile force from the adjacent segment, the tensile force from the joint bolt with the adjacent segment is transmitted to the skin plate 3 and the perforated steel plate 9 through the embedded anchor 25 and the concrete 17. It is transmitted from the skin plate 3 to the side plate 5.

また、セグメント1が隣接セグメントより圧縮力を受けた際には、セグメント1と隣接セグメントとの接触面からの圧縮力は、スキンプレート3及びコンクリート17へ伝達され、孔あき鋼板9及び側板5へ伝達される。更に、セグメント1が隣接セグメントより曲げ力を受けた場合は、前述の引張および圧縮の伝達機構により応力が伝達される。 Further, when the segment 1 receives a compressive force from the adjacent segment, the compressive force from the contact surface between the segment 1 and the adjacent segment is transmitted to the skin plate 3 and the concrete 17 to the perforated steel plate 9 and the side plate 5. Communicated. Further, when the segment 1 receives a bending force from the adjacent segment, the stress is transmitted by the above-described tension and compression transmission mechanism.

次に、セグメント1の製造方法について説明する。図4、図5は、セグメント1の製造方法を示す図であり、図4(a)はスキンプレート3に側板5および孔あき鋼板9を接合した状態を示す図、図4(b)は仕切板14および埋設アンカ25を設けた状態を示す図、図4(c)はジベル鋼板11を接合した状態を示す図である。また、図5は縦リブの構築方法を示した図であり、図5(a)は鉄筋23を設けた状態を示す図、図5(b)は型枠29を設けた状態を示す図、図5(c)は型枠29内にコンクリートを充填した状態を示す図である。 Next, the manufacturing method of the segment 1 is demonstrated. 4 and 5 are diagrams showing a method for manufacturing the segment 1. FIG. 4 (a) shows a state in which the side plate 5 and the perforated steel plate 9 are joined to the skin plate 3, and FIG. 4 (b) shows a partition. The figure which shows the state which provided the board 14 and the burying anchor 25, FIG.4 (c) is a figure which shows the state which joined the jebel steel plate 11. FIG. 5 is a view showing a construction method of the vertical rib, FIG. 5 (a) is a view showing a state in which a reinforcing bar 23 is provided, and FIG. 5 (b) is a view showing a state in which a formwork 29 is provided. FIG. 5C is a view showing a state in which the mold 29 is filled with concrete.

図4(a)に示すように、スキンプレート3に側板5および孔あき鋼板9を接合する。孔あき鋼板9とスキンプレート3との接合は、簡易な点溶接や仮溶接で構わない。孔あき鋼板9がコンクリート17に埋め込まれると、孔10にコンクリート17が回り込み、コンクリート17と孔あき鋼板9との間で直接応力伝達がなされるためである。スキンプレート3の応力伝達部19に対応する部位には、複数のジベル24が接合される。 As shown in FIG. 4A, the side plate 5 and the perforated steel plate 9 are joined to the skin plate 3. The perforated steel plate 9 and the skin plate 3 may be joined by simple spot welding or temporary welding. This is because when the perforated steel sheet 9 is embedded in the concrete 17, the concrete 17 enters the hole 10, and stress is directly transmitted between the concrete 17 and the perforated steel sheet 9. A plurality of dowels 24 are joined to a portion of the skin plate 3 corresponding to the stress transmission portion 19.

次に図4(b)に示すように、仕切板14、継手部側板16をスキンプレート3又は側板5に接合する。継手部側板16には前述の通り予め接合穴13が設けられている。継手部側板16の接合穴13部位には埋設アンカ25が接合される。埋設アンカ25は、前述の通り予め穴があけられており、穴にはねじ27が設けられている。 Next, as shown in FIG. 4B, the partition plate 14 and the joint portion side plate 16 are joined to the skin plate 3 or the side plate 5. As described above, the joint hole 13 is provided in the joint side plate 16 in advance. An embedded anchor 25 is joined to the joint hole 13 portion of the joint part side plate 16. As described above, the embedded anchor 25 has a hole in advance, and a screw 27 is provided in the hole.

次に、図4(c)に示すように、スキンプレート3、側板5、仕切板14および継手部側板16で囲まれた部位にジベル鋼板11を接合する。ジベル鋼板11は、内面に複数のジベルが予め設けられる。その後、側板5に設けられた注入孔18より、スキンプレート3、側板5、仕切板14、継手部側板16およびジベル鋼板11で囲まれた空間にコンクリート17を打設する。 Next, as shown in FIG. 4 (c), the dowel steel plate 11 is joined to a portion surrounded by the skin plate 3, the side plate 5, the partition plate 14, and the joint portion side plate 16. A plurality of dowels are provided in advance on the inner surface of the dowel steel plate 11. Thereafter, concrete 17 is placed in a space surrounded by the skin plate 3, the side plate 5, the partition plate 14, the joint portion side plate 16 and the gibber steel plate 11 from the injection hole 18 provided in the side plate 5.

次に、縦リブ7の構築方法を説明する。まず、図5(a)に示すように、縦リブ7構築部位に、鉄筋23を側板5と垂直に配置する。鉄筋23は、前述の通り、孔あき鋼板9との交差部においては、孔あき鋼板9の孔10を貫通させてもよく、または、孔あき鋼板9に貫通孔を別途設けても良い。 Next, a method for constructing the vertical rib 7 will be described. First, as shown in FIG. 5A, the reinforcing bars 23 are arranged perpendicular to the side plates 5 at the construction site of the longitudinal rib 7. As described above, the reinforcing bar 23 may penetrate the hole 10 of the perforated steel sheet 9 at the intersection with the perforated steel sheet 9 or may separately provide a through hole in the perforated steel sheet 9.

次に、図5(b)に示すように、縦リブ7構築部位に型枠29を、スキンプレート3に設ける。型枠29は、薄鋼板で構わない。なお、型枠29は、縦リブ7の補強のため、縦リブ7構築後に敢えて残しても良い。 Next, as shown in FIG. 5 (b), a form frame 29 is provided on the skin plate 3 at the construction site of the vertical rib 7. The formwork 29 may be a thin steel plate. The formwork 29 may be left behind after the construction of the longitudinal rib 7 in order to reinforce the longitudinal rib 7.

次に、図5(c)に示すように、型枠29内にコンクリート8を打設する。コンクリート8により鉄筋23及び交差する部位の孔あき鋼板9が埋め込まれる。 Next, as shown in FIG. 5C, concrete 8 is placed in the mold 29. The concrete 8 embeds the reinforcing steel 23 and the perforated steel sheet 9 at the intersecting portion.

以上説明したように、本実施の形態にかかるセグメント1によれば、側板5と平行に孔あき鋼板9が設けられるため、シアコネクタ等を設けなくても、セグメント1が埋め込まれるコンクリート躯体と、セグメント1とのずれが生じることがない。すなわち、コンクリート躯体の施工時にコンクリートが孔に回り込み固結するため、コンクリート躯体とセグメント1とが容易に一体化することができる。 As described above, according to the segment 1 according to the present embodiment, since the perforated steel plate 9 is provided in parallel with the side plate 5, the concrete casing in which the segment 1 is embedded without providing a shear connector or the like, There is no deviation from segment 1. That is, since concrete wraps around the hole and solidifies when the concrete frame is constructed, the concrete frame and the segment 1 can be easily integrated.

また、縦リブ7がコンクリート製であり、シアコネクタやスタッドジベル等の加工が不要であることから、コンクリート躯体との接合部位に、縦リブの溶断等の加工を施す必要がなく、作業が安全である。また、シアコネクタやスタッドジベルが不要であることから、コンクリート躯体内に埋め込まれる補強鉄筋の施工時に干渉することがない。すなわち、孔あき鋼板9であれば、板厚部以外は補強鉄筋と干渉することがないため、作業性が良く、また、補強鉄筋施工の自由度が向上する。 Also, since the vertical ribs 7 are made of concrete and there is no need to process shear connectors, stud gibbles, etc., there is no need to perform processing such as fusing of the vertical ribs at the joints with the concrete frame, and the work is safe. It is. In addition, since no shear connector or stud gibber is required, there is no interference during the construction of the reinforcing steel bars embedded in the concrete frame. That is, the perforated steel sheet 9 does not interfere with the reinforcing reinforcing bars except for the thick part, so that the workability is good and the degree of freedom of the reinforcing reinforcing bar construction is improved.

また、コンクリート製の縦リブ7とすることで、縦リブ7と側板5及びスキンプレート3との溶接を、簡易な溶接とすることができ、これにより、セグメント1製造時における溶接に起因する変形を防止することができる。 Moreover, by using the vertical ribs 7 made of concrete, the welding between the vertical ribs 7 and the side plates 5 and the skin plate 3 can be simplified, thereby deforming due to the welding at the time of manufacturing the segment 1. Can be prevented.

また、応力伝達部19にねじ27を有する埋設アンカ25を設け、コンクリート17で一体化したことで、隣接するセグメントからの応力は埋設アンカ25およびコンクリート17を介して、スキンプレート3、側板5および孔あき鋼板9へ伝達することができる。このため、継手板等が不要となり、また、継手板をスキンプレート3等へ強固に溶接することも不要となる。よって、製造工数が削減でき、溶接に起因する変形を防止することができる。 In addition, since the embedded anchor 25 having the screw 27 is provided in the stress transmission portion 19 and integrated with the concrete 17, the stress from the adjacent segment is transferred to the skin plate 3, the side plate 5, and the embedded via the embedded anchor 25 and the concrete 17. It can be transmitted to the perforated steel sheet 9. For this reason, a joint plate or the like is not required, and it is not necessary to firmly weld the joint plate to the skin plate 3 or the like. Therefore, the number of manufacturing steps can be reduced, and deformation due to welding can be prevented.

次に、セグメント1を使用した、トンネルの拡幅工事の工程について説明する。図6(a)〜(f)は、工事の各工程を示した図である。 Next, the tunnel widening process using the segment 1 will be described. FIGS. 6A to 6F are diagrams showing each process of the construction.

まず、図6(a)に示すように、トンネル施工部の上部の地面30より、土留壁31を設けるとともに、その内部を掘削する。土留壁31内部には、必要に応じて支保工33を設ける。また、土留壁31の根入れ部には予め地盤改良35を施す。 First, as shown to Fig.6 (a), while providing the earth retaining wall 31 from the ground 30 of the upper part of a tunnel construction part, the inside is excavated. A support 33 is provided inside the retaining wall 31 as necessary. In addition, a ground improvement 35 is applied to the base of the retaining wall 31 in advance.

次に、図6(b)に示すように、シールド機によりトンネルを構築し、セグメントリング37a、37bを設ける。この際、コンクリート躯体と接合される部位のセグメントには、セグメント1を配置する。なお、その他の部位のセグメントは通常の鋼製セグメントや合成セグメントなどが使用できる。 Next, as shown in FIG. 6B, a tunnel is constructed by a shield machine, and segment rings 37a and 37b are provided. At this time, the segment 1 is arranged in the segment of the part to be joined to the concrete frame. In addition, the segment of other parts can use a normal steel segment, a synthetic segment, etc.

次に、図6(c)に示すように、セグメントリング37a、37b内に内部支保工39を設ける、セグメントリング37a、37b間の地盤を掘削する。掘削部には必要に応じて、支保工33を設ける。 Next, as shown in FIG. 6C, the ground between the segment rings 37a and 37b, in which the internal support 39 is provided in the segment rings 37a and 37b, is excavated. A support 33 is provided in the excavation part as needed.

次に、図6(d)に示すように、掘削した部位に面した位置(図中A部)のセグメントのスキンプレートを取り外す。スキンプレートを外すことで、セグメントは梯子状となり、セグメントリング37a、37b内部と掘削部とが空間的につながる。この状態で、セグメント1を埋め込むように、図示しない型枠にコンクリートを打設して、下底版41を設ける。 Next, as shown in FIG. 6 (d), the skin plate of the segment at the position facing the excavated site (part A in the figure) is removed. By removing the skin plate, the segment becomes a ladder shape, and the inside of the segment rings 37a and 37b and the excavation part are spatially connected. In this state, concrete is placed in a mold (not shown) so as to embed the segment 1, and a lower bottom plate 41 is provided.

次に、図6(e)に示すように、支保工33、内部支保工39を撤去しながら、図示しない型枠にコンクリートを打設して、側壁45および上底版43を設け、コンクリート躯体49を構築する。なお、コンクリート躯体49(下底版41、側壁45、上底版43)は、コンクリート打設前に予め補強鉄筋等が設けられ、コンクリートに埋め込まれる。また、この状態で、セグメントリング37内には、舗装57等がなされ、例えば道路等が施工される。 Next, as shown in FIG. 6 (e), while removing the support 33 and the internal support 39, concrete is placed on a mold (not shown) to provide a side wall 45 and an upper bottom plate 43, and a concrete frame 49 is provided. Build up. In addition, the concrete frame 49 (the lower bottom plate 41, the side wall 45, and the upper bottom plate 43) is provided with reinforcing reinforcing bars and the like in advance before placing the concrete and is embedded in the concrete. In this state, a pavement 57 or the like is formed in the segment ring 37, for example, a road or the like is constructed.

次に、図6(f)に示すように、セグメントリング37aとコンクリート躯体49との間のセグメントを撤去し、また、支保工33及び内部支保工39を全て撤去し、掘削部を埋め戻す。セグメントリング37a、37b内の道路工事等が終了すると、トンネルが完成する。 Next, as shown in FIG.6 (f), the segment between the segment ring 37a and the concrete frame 49 is removed, all the support works 33 and the internal support works 39 are removed, and the excavation part is backfilled. When the road works and the like in the segment rings 37a and 37b are completed, the tunnel is completed.

図7は、図6(f)のB部拡大図であり、コンクリート躯体49にセグメント1が埋め込まれた状態を示す図である。セグメント1の上方に配置された一般のセグメント51は、セグメント1の応力伝達部19と接続されている。セグメント1の埋設部21は、コンクリート躯体49に埋め込まれている。なお、前述の通り、この状態においては、セグメント1のスキンプレート3は取り外されている。セグメント1の下方には、撤去セグメント53が配置されていたが、前述の通り、コンクリート躯体49施工後に撤去される。 FIG. 7 is an enlarged view of part B of FIG. 6 (f), and shows a state in which the segment 1 is embedded in the concrete frame 49. A general segment 51 disposed above the segment 1 is connected to the stress transmission portion 19 of the segment 1. The embedded portion 21 of the segment 1 is embedded in the concrete frame 49. As described above, in this state, the skin plate 3 of the segment 1 is removed. Although the removal segment 53 was arrange | positioned under the segment 1, as above-mentioned, it is removed after concrete frame 49 construction.

以上説明したように、本実施の形態に係るセグメント1を用いたトンネルの拡幅工事によれば、セグメント1は、シアコネクタやスタッドジベルの施工など特殊な加工や工事をすることなく、容易にコンクリート躯体49と接合することができる。すなわち、埋設部21の孔あき鋼板9の孔内にコンクリートが回りこみ、固結することで、孔あき鋼板9とコンクリートとのせん断ずれが生じることがなく、また、孔あき鋼板9と応力伝達部19とが応力伝達可能であるため、セグメント1とコンクリート躯体49とは、スムーズに応力伝達することができる。 As described above, according to the tunnel widening work using the segment 1 according to the present embodiment, the segment 1 can be easily made of concrete without any special processing or construction such as construction of a shear connector or stud gibber. The housing 49 can be joined. That is, the concrete wraps around the hole of the perforated steel sheet 9 in the buried portion 21 and solidifies, so that no shear deviation occurs between the perforated steel sheet 9 and the concrete, and stress transmission between the perforated steel sheet 9 and the concrete is prevented. Since the part 19 can transmit stress, the segment 1 and the concrete frame 49 can transmit stress smoothly.

また、縦リブ7はコンクリート製であるため、セグメント1の埋設時には、コンクリート躯体と一体化し、セグメント1の縦方向の強度をも維持することができる。 Moreover, since the vertical rib 7 is made of concrete, when the segment 1 is embedded, it can be integrated with the concrete frame and the vertical strength of the segment 1 can be maintained.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば、トンネル周方向に隣接するセグメントとの接合部としての応力伝達部19には埋設アンカ25を用いたが、通常の継手板をスキンプレートへ強固に溶接して、接合部としても良い。また、応力伝達部19はセグメント1の一方の端のみではなく、両側に設けても良い。 For example, although the embedded anchor 25 is used for the stress transmission portion 19 as a joint portion with a segment adjacent in the tunnel circumferential direction, a normal joint plate may be firmly welded to the skin plate to form the joint portion. Further, the stress transmission part 19 may be provided not only on one end of the segment 1 but on both sides.

セグメント1を示す斜視図。The perspective view which shows the segment 1. FIG. セグメント1の平面図。The top view of the segment 1. FIG. セグメント1の断面図であり、(a)は図2におけるA−A断面図、(b)は図2におけるB−B断面図、(c)は図2におけるC−C断面図。It is sectional drawing of the segment 1, (a) is AA sectional drawing in FIG. 2, (b) is BB sectional drawing in FIG. 2, (c) is CC sectional drawing in FIG. セグメント1製造方法を示す図であり、(a)はスキンプレート3に側板5および孔あき鋼板9を接合した状態を示す図、(b)は仕切板14および埋設アンカ25を設けた状態を示す図、(c)はジベル鋼板11を接合した状態を示す図。It is a figure which shows the segment 1 manufacturing method, (a) is a figure which shows the state which joined the side plate 5 and the perforated steel plate 9 to the skin plate 3, (b) shows the state which provided the partition plate 14 and the embedded anchor 25. The figure which shows the state which joined FIG. セグメント1の縦リブ7の構築方法を示す図であり、(a)は鉄筋23を設けた状態を示す図、(b)は型枠29を設けた状態を示す図、(c)は型枠29内にコンクリートを充填した状態を示す図。It is a figure which shows the construction method of the vertical rib 7 of the segment 1, (a) is a figure which shows the state which provided the reinforcing bar 23, (b) is a figure which shows the state which provided the formwork 29, (c) is a formwork The figure which shows the state which filled concrete in 29. FIG. 地面を掘削し、土留壁31および地盤改良35を設けた状態を示す図。The figure which shows the state which excavated the ground and provided the earth retaining wall 31 and the ground improvement 35. FIG. シールド機によりセグメントリング37が設けられた状態を示す図。The figure which shows the state in which the segment ring 37 was provided by the shield machine. セグメントリング37内に内部支保工39を設け、セグメントリング37間を掘削した状態を示す図。The figure which shows the state which provided the internal support work 39 in the segment ring 37, and excavated between the segment rings 37. FIG. セグメントリング37を構成する一部のセグメントのスキンプレートを取り外し、下底版41を設けた状態を示す図。The figure which shows the state which removed the skin plate of the one part segment which comprises the segment ring 37, and provided the lower bottom plate 41. FIG. 側壁45および上底版43を設け、コンクリート躯体49を施工した状態を示す図。The figure which shows the state which provided the side wall 45 and the upper bottom plate 43, and constructed the concrete frame 49. FIG. 支保工を撤去し、掘削部を埋め戻した状態を示す図。The figure which shows the state which removed the support work and backfilled the excavation part. 図6(f)のB部拡大図であり、セグメント1とコンクリート躯体49とが接合された状態を示す図。It is the B section enlarged view of Drawing 6 (f), and is a figure showing the state where segment 1 and concrete frame 49 were joined. セグメント60を示す斜視図。The perspective view which shows the segment 60. FIG. コンクリート躯体と接合する部位におけるセグメント60の加工状態を示す図。The figure which shows the processing state of the segment 60 in the site | part joined with a concrete frame. セグメント60がコンクリート躯体73と接合された状態を示す図。The figure which shows the state by which the segment 60 was joined with the concrete frame 73. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1………セグメント
3………スキンプレート
5………側板
7………縦リブ
9………孔あき鋼板
10………孔
11………ジベル鋼板
13………接合穴
14………仕切板
15………継手穴
16………継手部側板
17………コンクリート
18………注入孔
19………応力伝達部
21………埋設部
23………鉄筋
24………ジベル
25………埋設アンカ
27………ねじ
29………型枠
30………地面
31………土留壁
33………支保工
35………地盤改良
37………セグメントリング
39………内部支保工
41………下底版
43………上底版
45………側壁
47………舗装
49………コンクリート躯体
51………一般セグメント
53………撤去セグメント
60………セグメント
61………スキンプレート
63………側板
65………縦リブ
66………継手板
67………継手穴
69………接合穴
71………シアコネクタ
73………コンクリート躯体
1 ... Segment 3 ... Skin plate 5 ... Side plate 7 ... Vertical rib 9 ... Perforated steel plate 10 ... Hole 11 ... Giber steel plate 13 ... Joint hole 14 ... Partition plate 15 ... Joint hole 16 ......... Joint side plate 17 ... Concrete 18 ... Injection hole 19 ... Stress transmission part 21 ... Embedded part 23 ... Reinforcing bar 24 ... ... Givel 25 ......... Embedded anchor 27 ......... Screw 29 ......... Formwork 30 ......... Ground 31 ......... Domestic wall 33 ......... Support work 35 ......... Ground improvement 37 ......... Segment ring 39 ......... Inside Supporting work 41 ………… Lower bottom plate 43 ………… Upper bottom plate 45 ……… Side wall 47 ……… Pavement 49 ……… Concrete frame 51 ……… General segment 53 ……… Removal segment 60 ……… Segment 61 …… ... Skin plate 63 ... Side plate 65 ... Vertical rib 66 ... Plate 67 ......... joint hole 69 ......... joining hole 71 ......... Shear connectors 73 ......... concrete skeleton

Claims (4)

スキンプレートと、
前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、
前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、
前記側板と略平行に設けられた複数の孔を有する鋼板と、
を具備することを特徴とするセグメント。
Skin plate,
A stress transmission part provided on the short side of the skin plate;
A side plate provided on the long side of the skin plate;
A steel plate having a plurality of holes provided substantially parallel to the side plate;
The segment characterized by comprising.
前記応力伝達部は、
コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられることを特徴とする請求項1記載のセグメント。
The stress transmission part is
The segment according to claim 1, wherein an anchor material is embedded in the concrete, and a screw is provided in the anchor material.
前記側板と略垂直に、鉄筋コンクリート製の縦リブが設けられることを特徴とする請求項1または請求項2記載のセグメント。 The segment according to claim 1 or 2, wherein longitudinal ribs made of reinforced concrete are provided substantially perpendicular to the side plate. トンネル拡幅部の構築方法であって、
躯体との接合予定部に請求項1から請求項3のいずれかに記載された第1のセグメントを配置するとともに、他の部位に通常の第2のセグメントを配置してセグメントリングを構築する工程と、
前記第1のセグメントおよび前記第2のセグメントの外部の所定の箇所を掘削する工程と、
前記掘削された区間へ前記第1のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、
前記掘削された区間の前記第2のセグメントを撤去する工程と、
を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法。
A method for constructing a tunnel widening section,
The step of arranging the first segment according to any one of claims 1 to 3 in a portion to be joined to the housing and constructing a segment ring by arranging a normal second segment in another part When,
Drilling a predetermined location outside the first segment and the second segment;
Providing a housing with an end in the first segment to the excavated section;
Removing the second segment of the excavated section;
A method for constructing a tunnel widening section, comprising:
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