JP2014231694A - シールドトンネルの接合構造と接合方法 - Google Patents
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Abstract
Description
そのための方法として、例えば特許文献1に示すように、多数本の小口径のシールド掘進機によって小口径のトンネルを円環状に構築し、その円環内部を掘削して大口径の地下空間として利用する方法が存在する。
その場合に、小口径のシールドトンネルは1本おきに先行して構築し、その後に先行したシールドトンネルの一部を切削しながら、後行トンネルを構築する方法を採用している。
先行して構築するシールドトンネルは、その外周には無筋コンクリートの円筒を、円筒充填体として形成するので、後行トンネルはその円筒充填体を切削して構築することになる。
<1> 前記したように後行トンネルの掘進時には、シールド掘進機によって先行トンネルの無筋コンクリートの円筒充填体を切削して掘進する。
<2> そのために切削された側の先行トンネルの無筋コンクリートの円筒充填体、両側がへこんだ凹面を形成して残ることになる。
<3> その際に、先行トンネルの円筒充填体を切削しながら掘進する後行トンネルは、地質などの影響で必ずしも正確に設計線上を進むとは限らないから、先行トンネルの円筒充填体に偏った外力を作用させる場合がある。
<4> すると後行トンネルの切削中に、先行トンネルとの接合部にせん断力が発生して、ひび割れの発生、コンクリートの欠けが発生する可能性もある。
<1> 切削される側の先行トンネルのコンクリートを補強するから、後行トンネルの切削中に、先行トンネルとの接合部にせん断力が発生しても、先行トンネルの円筒充填体にひび割れや欠けが生じることがない。
<2> 先行トンネルのコンクリートを補強するだけでなく、後行トンネルのコンクリートも補強する工法を採用すれば、その後の工程で小口径シールドトンネルで包囲した大空間を掘削する際に偏荷重が作用しても接合部が確実に補強されているから、小口径トンネル群全体として十分に耐えることができる。
本発明のシールドトンネルの接合構造は、シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を接合して大口径のトンネルを構築する工法において、先行する小口径シールドトンネルを、後行のシールド掘進機が切削して連結する場合に使用する鋼製セグメントである。
先行する小口径シールドトンネルを、後行するシールド掘進機が切削して連結する小口径トンネルは特許文献1に示すように公知であるが、簡単に説明する。
図3に示すように、先行するシールドトンネルT1も、後行するシールドトンネルT2も鋼製セグメント1を円環状に組み立ててシールドトンネルを構築する。
その場合の掘進はシールド掘進機Mによって行う。
ただし図5に示すように、各シールドトンネルT1、T2を構築するシールド掘進機Mの内径は、セグメント1を組み立てて構築したシールドトンネルの外径よりも十分に大きく構成してあるから、掘進後に地中にできた穴と、シールドトンネル外周面との間には大きな間隔、すなわち大きなテールボイドが発生している。
このテールボイドに、シールド掘進機M側から充填材吐出管M1を通して幕板M2の裏側へコンクリートを裏込め充填して、シールドトンネルの外径程度の大きいコンクリートの円筒充填体Bを構成する。
この円筒充填体Bを、後行するシールド掘進機Mが切削しつつ掘進し、やはりテールボイドのコンクリートを充填することによって先行して構築したシールドトンネルT1と後行のシールドトンネルT2とを接合するものである。
なお幕板M2とシールドトンネルの接触面にはテールブラシM3が取り付けてある。
本発明の鋼製セグメント1は、スキンプレート11と周囲を包囲する鋼殻12と、その内側の縦リブ13とより構成する。
縦リブ13は鋼殻12の内側に、トンネル軸方向に平行な鋼材であり、シールド掘進機Mの掘進の際の反力を受ける。
ズレ止鋼材14は、鋼製の長尺材によって構成する。
ズレ止鋼材14はその断面が矩形である平鋼、あるいは断面が円形である丸鋼などによって構成する。
それらのズレ止鋼材14を、スキンプレート11の外側に、トンネルの軸方向に平行に溶接して取り付ける。
その取り付け位置は、スキンプレート11において、内側面に縦リブ13を取り付けた位置に対応する外側面である。
ズレ止鋼材14を取り付けることによって、後述するシールドトンネルの構築工程において、シールドトンネルの周囲に構築する無筋コンクリートの円筒体である円筒充填体Bと、シールドトンネルとの強い一体化を図ることができる。
前記のズレ止鋼材14として、トンネル軸方向に位置する平鋼を採用した場合には断面が矩形であるためにテールブラシによる止水性が十分に達成できない可能性がある。
そのために断面が矩形の平鋼の角部に斜面を形成して面取り加工を施すことも可能である。
次に本発明のシールドトンネル間の接合方法について説明する。
前記したように先行するシールドトンネルT1をシールド掘進機Mの掘進によって構築する。
その際に、テールボイドが十分に大きいから、シールドトンネルの外周には大きい直径の円筒充填体Bを構築することができる。
先行シールドトンネルT1を構築する際には、前記したスキンプレート11の外側面にズレ止鋼材14を取り付けたセグメント1を組み立ててシールドトンネルを構成する。
このズレ止鋼材14を取り付けたセグメント1は、シールドトンネルの全周に配置することも、あるいは後行シールドトンネルT2の側に向けた側だけに配置することも可能である。
セグメント1を環状に組み立ててシールドトンネルを構築すると、その外周面に沿ってテールブラシがこすってゆくことになる。
しかしスタッドボルトを立てたような構造とは異なり、外側への突出量はわずかであるから、止水性に問題が生じることはない。
複数本の先行トンネルT1は離れて構築するが、その間隔は先行トンネルT1の円筒充填体Bと、後行トンネルT2の円筒充填体Bの一部が重なる距離である。
そのために後行トンネルT2の構築のシールド掘進機Mは、先行トンネルT1の円筒充填体Bの一部を切削しながら掘進する。
前記したように先行して構築したシールドトンネルT1の鋼製セグメント1は、その外側面に、トンネル軸方向と平行にズレ止鋼材14が取り付けてあり、かつその取り付け位置は、セグメント1の縦リブ13の外側である。
そのために後行トンネルT2の掘進の外力が、先行トンネルT1の円筒充填体Bに偏った外力を作用させて先行トンネルT1との接合部にせん断力が発生しても、ひび割れの発生やコンクリートの欠けの発生を防止することができる。
上記の実施例では、先行トンネルT1にズレ止鋼材14を取り付けた鋼製セグメント1を使用した状態で後行トンネルT2を構築する方法であった。
しかし、後行トンネルT2の構築に際しても、同様にズレ止鋼材14を取り付けた鋼製セグメント1を使用する方法を採用することもできる。
そうすると、後行トンネルT2側の接合部に偏った外力が作用した場合でも、後行トンネルT2のコンクリートにひび割れが発生したり、コンクリートが欠けたりすることを防止することができる。
さらにその後の工程で小口径シールドトンネルで包囲した大空間を掘削する際に偏荷重が作用しても十分に耐えることができる。
11:スキンプレート
12:鋼殻
13:縦リブ
14:ズレ止鋼材
T1:先行シールドトンネル
T2:後行シールドトンネル
Claims (3)
- シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合構造において、
外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、
そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、
縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、
スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、
上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、
小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように構成したことを特徴とする、
シールドトンネルの接合構造。 - シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合方法において、
外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、
そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、
縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、
スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、
上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、
先行する小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように配置して行うことを特徴とする、
シールドトンネルの接合方法。 - 前記のズレ止鋼材は、
トンネル軸方向に位置する平鋼であり、その角部は面取り加工をしてあることを特徴とする、
請求項1記載のシールドトンネルの接合構造。
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