JP2021080676A - Bセグメントとkセグメントからなるセグメントセット、切り開きトンネル及びその施工方法 - Google Patents
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次に、ランプトンネル100と本線トンネル200の各トンネル内において、パイプルーフ300との交差位置を起点として鉛直方向に延設する支保柱60(鉛直支保工)を施工する。次に、ランプトンネル100と本線トンネル200の上方において双方のトンネル間にパイプルーフ300を架け渡す。パイプルーフ300は、ランプトンネル100を発進側トンネルとし、ランプトンネル100から鋼管30を順次推進させながら到達側トンネルである本線トンネル200の手前まで湾曲線形を有して延設している。尚、ランプトンネル100が到達側トンネルであり、本線トンネル200が発進側トンネルであってもよい。また、直線状のパイプルーフが施工されてもよい。ランプトンネル100と本線トンネル200の下方位置においても、一点鎖線で示す下方のパイプルーフ300Aを必要に応じて施工する。そして、ランプトンネル100と本線トンネル200の下方位置には、双方のトンネル間に跨る先行仮設下部受け400を架け渡す。尚、支保柱60の施工は、パイプルーフ300,300Aの架け渡しの後で行ってもよい。
仮設構造ではないが、ランプトンネル100と本線トンネル200にはそれぞれ、上方斜め支保工70と下方斜め支保工80を仮設段階で施工する。これらの部材はいずれも、図中の建築限界の外周側に位置しており、この建築限界の外周側に施工されるコンクリート等に埋設される部材となり得る。上方斜め支保工70は、図中の一点鎖線で示す本設の切り開きトンネル700(もしくは、切り拡げトンネル)の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に切り開きトンネル700から作用する軸力を逃がす部材である。一方、下方斜め支保工80も、図中の一点鎖線で示す本設の切り開きトンネル700の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に切り開きトンネル700から作用する軸力を逃がす部材である。
本線トンネル200とランプトンネル100のうち、先行仮設下部受け400の端部が嵌め込まれる箇所には予めセグメント20に対して凹陥部20aが設けられ、例えばこの凹陥部20aは、トンネル施工当初はコンクリート等で閉塞されている。その施工方法の詳細は省略するが、例えば、ランプトンネル100の凹陥部20a(発進部)から折れ機構を有して曲線施工対応の掘進機を発進させ、地山を掘進しながら鋼管50の推進を実行して鋼管50同士を繋ぐことにより、先行仮設下部受け400が施工される。この施工において、鋼管の推進に適用された掘進機は、本線トンネル200の凹陥部20aまで到達して先行仮設下部受け400の施工を完了した後、例えば縮径して、先行仮設下部受け400を構成する複数の鋼管50の内部を介して発進側トンネル100内に引き戻されて回収される。また、本線トンネル200とランプトンネル100において、切り開きトンネル700の端部が接続される箇所のセグメント20においても、それぞれ凹陥部20b,20cが予め設けられている。
発進側トンネル100側においては、パイプルーフ300を構成する複数の鋼管30のうち、後端に位置する鋼管30の端部32と、セグメント20に固定されている鋼製の収容開口部に固定されている伝達部材10もしくはキャップ部材17と、鋼管30の端部32と伝達部材10もしくはキャップ部材17とを接続するコンクリート体40と、により、パイプルーフと発進側トンネルの接続構造600が形成される。一方、到達側トンネル200側においては、到達側トンネル200の手前で先端31が止まっている鋼管30と、セグメント20から地山G内に突出している鋼製の突出部と、鋼管30の先端31と鋼製の突出部とを巻き込んで一体化しているコンクリート体40と、により、パイプルーフと到達側トンネルの接続構造500が形成される。
切り開きトンネル700により本線トンネル200とランプトンネル100が繋がれた後、本線トンネル200とランプトンネル100双方の内側の建築限界と干渉する領域を撤去することにより、大断面トンネルが施工される。
この切り開きトンネル700の施工において、最後に径方向にKセグメント20Cが落とし込まれる(もしくは差し込まれる)隙間が誤差のない態様で施工されている場合は、Kセグメント20Cが隙間に速やかに落とし込まれ、Bセグメント20BとKセグメント20Cの双方のセグメント継手面に開設されている複数組のボルト孔にボルトが挿通され、ボルト接合される。また、Bセグメント20BとKセグメント20Cのセグメント継手面の外周側には、シール溝が開設されており、双方のシール溝にシール材が収容され、双方のシール材が相互に圧縮された態様で当接することにより、シール構造が形成される。
しかしながら、最後に径方向にKセグメント20Cが落とし込まれる隙間が誤差のある態様(隙間が周方向に短い態様、もしくは周方向に長い態様)で施工されている場合は、Bセグメント20BとKセグメント20Cの双方のセグメント継手面において、ボルト孔が位置合わせできず、さらには、シール材同士を当接させることができない危険性がある。
並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルを構成する、BセグメントとKセグメントのうち、各トンネル側に配設されるBセグメントの間に挿入されて設置される、前記Kセグメントであって、
前記Kセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Kセグメントの左右にある前記Bセグメントよりも該Kセグメントの径方向の高さが高いことを特徴とする。
ここで、第一テーパー面が径方向に傾斜することに関し、この傾斜方向は、切り開きトンネルの内側から外側に向かって末広がりに傾斜している形態と、その逆の形態が含まれる。例えば、上記するように、上方のパイプルーフ側から下方にKセグメントを落とし込むようにして左右のBセグメント間の隙間にKセグメントを設置する場合は、前者の形態が適用される。
本態様によれば、Kセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも第一テーパー面であることにより(従って、左右のBセグメントがともにKセグメントに対応するテーパー面を有する)、左右のBセグメントのテーパー面に対してKセグメントの左右の第一テーパー面を係止させることができるため、施工誤差がある場合であっても効率的にKセグメントの設置を行うことが可能になる。
前記Bセグメントのセグメント継手面に設けられている、第二シール材が収容される第二シール溝よりも前記第一シール溝の径方向の長さが長いことを特徴とする。
本態様によれば、Bセグメントの有する第二シール溝よりも径方向の長さの長い第一シール溝をKセグメントが有していることにより、第一シール溝内には、第二シール溝内に収容されるシール材よりも径方向に長いシール材を収容することが可能になる。そのため、上記する施工誤差がある場合であっても、Bセグメントのセグメント継手面の第二シール溝内に収容されている第二シール材に対して、Kセグメントのセグメント継手面の第一シール溝内に収容されている第一シール材を確実に接触させることができ、シール構造を形成することが可能になる。
前記Kセグメントの前記第一テーパー面と当接する第二テーパー面を備えている、Bセグメントであって、
前記第二テーパー面において、前記Kセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が開設されており、
前記セグメント継ぎボルト孔が前記Bセグメントの径方向に長い長孔であることを特徴とする。
本態様によれば、Bセグメントの第二テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔が、径方向に長い長孔であることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Kセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にボルトを確実に挿通させてボルト接合することができる。
前記Kセグメントと、該Kセグメントの左右の前記第一テーパー面に対して二つの前記Bセグメントの前記第二テーパー面が当接している、切り開きトンネルであって、
前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通し、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されており、
前記第二シール溝に前記第二シール材が収容され、前記第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い前記第一シール材が収容され、該第二シール材と該第一シール材が当接してシール構造を形成していることを特徴とする。
本態様によれば、前記Kセグメントと、該Kセグメントの左右の第一テーパー面に対して二つの前記Bセグメントの第二テーパー面が当接していることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Kセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にセグメント継ぎボルトが確実に挿通されてボルト接合された切り開きトンネルが形成される。さらに、第二シール溝に第二シール材が収容され、第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い第一シール材が収容されていることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、第二シール材と第一シール材が当接されてなるシール構造を確実に有する切り開きトンネルが形成される。
本態様によれば、長孔にセグメント継ぎボルトが挿通されている際に形成される隙間に間詰材が設けられていることにより、長孔の隙間内におけるセグメント継ぎボルトのずれを解消することができる。ここで、間詰材としては、鋼棒や鋼線、鉄筋、無収縮モルタル等の充填材等が挙げられる。
二本のトンネルが並設して施工された後、二本の該トンネルを繋ぐ切り開きトンネルを施工する、切り開きトンネルの施工方法であって、
二本の前記トンネル側にそれぞれBセグメントを設置する、Bセグメント設置工程と、
双方の前記Bセグメントの間にKセグメントを径方向に挿入して設置するKセグメント設置工程と、を有し、
前記Kセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Bセグメントにおける前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Kセグメントの左右にある前記Bセグメントよりも該Kセグメントの径方向の高さが高くなっており、
前記第二テーパー面において、前記Kセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が前記Bセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記Kセグメント設置工程において、前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通され、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることを特徴とする。
本態様によれば、周方向に施工誤差がある場合であっても、KセグメントとBセグメントの双方のセグメント継手面に開設されている対応するセグメント継ぎボルト孔の位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にセグメント継ぎボルトが確実に挿通されてボルト接合された切り開きトンネルを施工することができる。また、既述するように、第二シール溝に第二シール材が収容され、第一シール溝に第二シール材よりも径方向の長さが長い第一シール材が収容されていて、Kセグメントを落とし込む等してKセグメントとBセグメントの双方のセグメント継手面を当接させた際に、第二シール材と第一シール材が当接して、シール構造を確実に形成することができる。
まず、図3及び図4と図8を参照して、実施形態に係るKセグメントの一例について説明する。ここで、図3は、実施形態に係るKセグメントの一例を主桁側から見た正面図であり、図4は、図3のIV方向矢視図であって、実施形態に係るKセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図である。また、図8は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。ここで、実施形態に係るKセグメントを説明するに当たり、実施形態に係る切り開きトンネルの一例を参照することにより、Kセグメントの特徴構成の理解が容易になることから、図8を適宜参照することにする。
次に、図5乃至図7、及び図8を参照して、実施形態に係るBセグメントの一例について説明する。ここで、図5は、実施形態に係るBセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。また、図6は、図5のVI方向矢視図であって、実施形態に係るBセグメントの一例を周方向の軸心に対して傾斜したテーパー面であるセグメント継手側から見た側面図である。さらに、図7は、図5のVII方向矢視図であって、実施形態に係るBセグメントの一例を周方向の軸心に対して垂直なセグメント継手側から見た側面図である。尚、実施形態に係るBセグメントの説明においても、その理解が容易になることから、図8を適宜参照することにする。
次に、図8乃至図10を参照して、実施形態に係る切り開きトンネルとその施工方法の一例について説明する。ここで、図8は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。また、図9は、切り開きトンネルの周方向に大き目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。さらに、図10は、切り開きトンネルの周方向に小さ目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
20A:Aセグメント
20B:Bセグメント
20C,20D:Kセグメント
25,25A:主桁
25a:リング継ぎボルト孔
26,26A:スキンプレート
27A,27B:継手板(セグメント継手面、第一テーパー面)
27C:継手板(セグメント継手面、第二テーパー面)
27D、27E:継手板(セグメント継手面)
27a:第一シール溝
27b:セグメント継ぎボルト孔
27c:第二シール溝
27d:セグメント継ぎボルト孔(長孔)
27e,27f:セグメント継ぎボルト孔
28,28A:縦リブ
91:第一シール材
92:第二シール材
95:セグメント継ぎボルト
96:間詰材
100:ランプトンネル(トンネル)
200:本線トンネル(トンネル)
300,300A:パイプルーフ
700,700A:切り開きトンネル
並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルを構成し、各トンネル側に配設されるBセグメントと、左右の該Bセグメントの間の隙間に挿入されて設置されるKセグメントとを有する、BセグメントとKセグメントからなるセグメントセットであって、
前記Kセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Bセグメントにおいて、前記Kセグメントの前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Kセグメントの左右にある前記Bセグメントよりも該Kセグメントの径方向の高さが高く、
前記第二テーパー面に開設されている、前記Kセグメントと接続する第一セグメント継ぎボルト孔が、前記Bセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記第一テーパー面に、前記Bセグメントと接続する第二セグメント継ぎボルト孔が開設されており、
左右の前記Bセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔の異なる位置に第二セグメント継ぎボルト孔が位置決めされ、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることにより、左右の前記Bセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記Bセグメントと前記Kセグメントが前記切り開きトンネルの径方向の異なる位置で接合自在であることを特徴とする。
本態様によれば、Kセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも第一テーパー面であることにより(従って、左右のBセグメントがともにKセグメントに対応するテーパー面を有する)、左右のBセグメントのテーパー面に対してKセグメントの左右の第一テーパー面を係止させることができるため、施工誤差がある場合であっても効率的にKセグメントの設置を行うことが可能になる。
前記Bセグメントのセグメント継手面に設けられている、第二シール材が収容される第二シール溝よりも前記第一シール溝の径方向の長さが長いことを特徴とする。
本態様によれば、Bセグメントの有する第二シール溝よりも径方向の長さの長い第一シール溝をKセグメントが有していることにより、第一シール溝内には、第二シール溝内に収容されるシール材よりも径方向に長いシール材を収容することが可能になる。そのため、上記する施工誤差がある場合であっても、Bセグメントのセグメント継手面の第二シール溝内に収容されている第二シール材に対して、Kセグメントのセグメント継手面の第一シール溝内に収容されている第一シール材を確実に接触させることができ、シール構造を形成することが可能になる。
前記Kセグメントの前記第一テーパー面と当接する第二テーパー面を備えている、Bセグメントであって、
前記第二テーパー面において、前記Kセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が開設されており、
前記セグメント継ぎボルト孔が前記Bセグメントの径方向に長い長孔であることを特徴とする。
本態様によれば、Bセグメントの第二テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔が、径方向に長い長孔であることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Kセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にボルトを確実に挿通させてボルト接合することができる。
前記セグメントセットを構成する前記Kセグメントと、該Kセグメントの左右の前記第一テーパー面に対して、前記セグメントセットを構成する二つの前記Bセグメントの前記第二テーパー面が当接している、切り開きトンネルであって、
前記第一テーパー面に開設されている前記第二セグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔が連通し、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されており、
前記第二シール溝に前記第二シール材が収容され、前記第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い前記第一シール材が収容され、該第二シール材と該第一シール材が当接してシール構造を形成していることを特徴とする。
本態様によれば、前記Kセグメントと、該Kセグメントの左右の第一テーパー面に対して二つの前記Bセグメントの第二テーパー面が当接していることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Kセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にセグメント継ぎボルトが確実に挿通されてボルト接合された切り開きトンネルが形成される。さらに、第二シール溝に第二シール材が収容され、第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い第一シール材が収容されていることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、第二シール材と第一シール材が当接されてなるシール構造を確実に有する切り開きトンネルが形成される。
まず、図3及び図4と図8を参照して、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントの一例について説明する。ここで、図3は、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントの一例を主桁側から見た正面図であり、図4は、図3のIV方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図である。また、図8は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。ここで、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントを説明するに当たり、実施形態に係る切り開きトンネルの一例を参照することにより、Kセグメントの特徴構成の理解が容易になることから、図8を適宜参照することにする。
次に、図5乃至図7、及び図8を参照して、実施形態に係るセグメントセットを構成するBセグメントの一例について説明する。ここで、図5は、実施形態に係るセグメントセットを構成するBセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。また、図6は、図5のVI方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するBセグメントの一例を周方向の軸心に対して傾斜したテーパー面であるセグメント継手側から見た側面図である。さらに、図7は、図5のVII方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するBセグメントの一例を周方向の軸心に対して垂直なセグメント継手側から見た側面図である。尚、実施形態に係るセグメントセットを構成するBセグメントの説明においても、その理解が容易になることから、図8を適宜参照することにする。
次に、図8乃至図10を参照して、実施形態に係る切り開きトンネルとその施工方法の一例について説明する。ここで、図8は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。また、図9は、切り開きトンネルの周方向に大き目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。さらに、図10は、切り開きトンネルの周方向に小さ目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するKセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
Claims (7)
- 並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルを構成する、BセグメントとKセグメントのうち、各トンネル側に配設されるBセグメントの間に挿入されて設置される、前記Kセグメントであって、
前記Kセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Kセグメントの左右にある前記Bセグメントよりも該Kセグメントの径方向の高さが高いことを特徴とする、Kセグメント。 - 前記Kセグメントにおける左右の前記セグメント継手面がいずれも、前記第一テーパー面であることを特徴とする、請求項1に記載のKセグメント。
- 前記Kセグメントの前記セグメント継手面に、第一シール材が収容される第一シール溝が設けられており、
前記Bセグメントのセグメント継手面に設けられている、第二シール材が収容される第二シール溝よりも前記第一シール溝の径方向の長さが長いことを特徴とする、請求項1又は2に記載のKセグメント。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のKセグメントの前記第一テーパー面と当接する第二テーパー面を備えている、Bセグメントであって、
前記第二テーパー面において、前記Kセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が開設されており、
前記セグメント継ぎボルト孔が前記Bセグメントの径方向に長い長孔であることを特徴とする、Bセグメント。 - 請求項2に従属する請求項3に記載のKセグメントと、該Kセグメントの左右の前記第一テーパー面に対して請求項4に記載の二つのBセグメントの前記第二テーパー面が当接している、切り開きトンネルであって、
前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通し、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されており、
前記第二シール溝に前記第二シール材が収容され、前記第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い前記第一シール材が収容され、該第二シール材と該第一シール材が当接してシール構造を形成していることを特徴とする、切り開きトンネル。 - 前記長孔に前記セグメント継ぎボルトが挿通されている際に形成される隙間に、間詰材が設けられていることを特徴とする、請求項5に記載の切り開きトンネル。
- 二本のトンネルが並設して施工された後、二本の該トンネルを繋ぐ切り開きトンネルを施工する、切り開きトンネルの施工方法であって、
二本の前記トンネル側にそれぞれBセグメントを設置する、Bセグメント設置工程と、
双方の前記Bセグメントの間にKセグメントを径方向に挿入して設置するKセグメント設置工程と、を有し、
前記Kセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Bセグメントにおける前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Kセグメントの左右にある前記Bセグメントよりも該Kセグメントの径方向の高さが高くなっており、
前記第二テーパー面において、前記Kセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が前記Bセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記Kセグメント設置工程において、前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通され、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることを特徴とする、切り開きトンネルの施工方法。
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