JP2022048819A

JP2022048819A - 接続構造、接続方法及び、セグメント

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Publication number: JP2022048819A
Application number: JP2020154853A
Authority: JP
Inventors: 忠彦辻; Tadahiko Tsuji; 季伸川上; Toshinobu Kawakami
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2020-09-15
Filing date: 2020-09-15
Publication date: 2022-03-28
Anticipated expiration: 2040-09-15
Also published as: JP7517010B2

Abstract

【課題】本坑と横坑との接続において、既設セグメントの溶断や止水鋼板の溶接の不要な、施工性の向上した接続構造を提供する。【解決手段】本坑１００の覆工体の一部を構成すると共に、横坑２００との連通口３００を区画する複数の接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂと、複数の接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂに設けられると共に、連通口３００の開口周縁を囲う環状の固定フランジと、固定フランジに固定される環状の被固定フランジ及び、被固定フランジの周縁から延びて横坑２００の覆工体２１０に固定される筒体部を含む連結枠体３０とを備えた。【選択図】図１

Description

本開示は、接続構造、接続方法及び、セグメントに関し、特に、本坑と横坑との接続に好適な技術に関するものである。

従来、本坑と横坑とを接続する工法が種々提案されている（例えば、特許文献１，２等参照）。これら従来工法では、シールド工法によって構築された本坑の既設セグメントの一部を熱切断（溶断）によって撤去し、既設セグメントに形成した開口と横坑の覆工体とを止水鋼板等によって溶接で連結することにより、止水性を確保するようになっている。

特開２０１３－０７２２００号公報特開２０００－２９１３７４号公報

上述の従来工法では、本坑と横坑との接続に、既設セグメントの溶断や止水鋼板の溶接を行う必要があり、施工に手間が掛かるといった課題がある。また、溶断時や溶接時の受熱によって既設セグメントのシール材が損傷することで、止水性を十分に担保できないといった課題もある。

本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本坑と横坑との接続に関し、施工性の向上を図ることを目的とする。

本開示の接続構造は、本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びて前記横坑の覆工体に固定される筒体部を含む連結枠体と、を備えることを特徴とする。

また、前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に介装される止水部材をさらに備えることが好ましい。

また、前記接続用セグメントは、地山側にスキンプレートを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、前記連通口は、前記スキンプレートの少なくとも一部を切り欠くと共に、該切り欠いた部位の端縁に前記プレート部材が接合されてフランジをなすことにより所定形状に開口することが好ましい。

また、前記接続用セグメントは、互いに対向する一対の主桁と、互いに対向する一対の継手板と、前記主桁及び前記継手板の地山側の周縁に取り付けられるスキンプレートとを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、前記連通口は、縦方向の開口縁を前記主桁によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記継手板によって区画される矩形状に開口し、前記プレート部材は、前記主桁の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記継手板の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジの前記本坑内に臨む面に固定され、前記筒体部は、前記被固定フランジの内周縁から前記横坑に向けて延設されていることが好ましい。

また、前記接続用セグメントは、コンクリートで形成されたＲＣセグメントであり、前記連通口は、縦方向の開口縁を前記ＲＣセグメントの坑周方向に延びる縁部によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記ＲＣセグメントの坑軸方向に延びる縁部によって区画される矩形状に開口し、前記プレート部材は、前記ＲＣセグメントの坑周方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記ＲＣセグメントの坑軸方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジに固定されることが好ましい。

また、互いに接合される一対の前記接続用セグメントの対向側面間を縦方向に延びる第１シール部材と、前記対向側面間を前記第１シール部材から前記固定フランジの端縁に亘って延びる第２シール部材と、をさらに備えることが好ましい。

また、前記連結枠体の前記筒体部に、該筒体部の筒内を閉塞する止水壁が設置可能に構成されていることが好ましい。

本開示の接続方法は、本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びる筒体部を有する連結枠体と、を用いて前記本坑と前記横坑とを接続する接続方法であって、複数の前記接続用セグメントから前記連通口を閉塞するパネルを撤去する撤去工程と、前記連通口から前記本坑の周辺地山を掘削する掘削工程と、前記連結枠体の少なくとも前記筒体部を前記連通口に挿入し、前記被固定フランジを前記プレート部材に固定する本坑接続工程と、前記連結枠体の前記筒体部を前記横坑の覆工体に固定する横坑接続工程と、を有することを特徴とする。

また、前記本坑接続工程よりも前に、前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に止水部材を介装する工程をさらに有することが好ましい。

本開示のセグメントは、前記接続用セグメントであることを特徴とする。

本開示の技術によれば、本坑と横坑との接続に関し、施工性の向上を図ることができる。

本実施形態に係る本坑と横坑との接続構造を示す模式的な縦断面図である。本実施形態に係る接続構造を本坑の坑内側から視た模式図である。本実施形態に係る接続用セグメントを示す模式的な斜視図である。他の実施形態に係る接続用セグメントを示す模式的な斜視図である。本実施形態に係る連結枠体を示す模式的な斜視図である。本実施形態に係る止水壁を示す模式図である。本実施形態に係る接続方法を説明する模式図である。本実施形態に係る接続方法を説明する模式図である。本実施形態に係る接続方法を説明する模式図である。本実施形態に係る接続方法を説明する模式図である。本実施形態に係るシール部材の作用を説明する模式図である。本実施形態に係る接続方法を説明する模式図である。他の実施形態に係る接続構造を示す模式図である。他の実施形態に係る接続構造の一部を示す模式的な断面図である。他の実施形態に係る接続用セグメントを示す模式的な斜視図である。他の実施形態に係る固定フランジを示す模式的な斜視図である。他の実施形態に係る接続用セグメントを示す模式図である。他の実施形態に係る接続用セグメント及び、撤去パネルを示す模式的な斜視図である。他の実施形態に係る接続用セグメント及び、撤去パネルを示す模式的な斜視図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る接続構造、接続方法及び、セグメントについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

［全体構成］
図１は、本実施形態に係る本坑１００と横坑２００との接続構造１を示す模式的な縦断面図であり、図２は、本実施形態に係る接続構造１を本坑１００の坑内側から視た模式図である。

［本坑］
本坑１００は、例えばシールド工法により構築されたものである。具体的には、本坑１００は、図１に示すように、複数のセグメント１０をトンネル周方向に接合して１リング分の覆工体を形成し、該覆工体に対して次の１リング分を、図２に示すように、トンネル軸方向に順次接合することにより覆工体全体が構築されている。トンネル軸方向に互いに隣接する各セグメント１０同士は、好ましくはトンネル周方向に所定量オフセットした状態で接合されている。

本坑１００のセグメント１０のうち、少なくとも本坑１００と横坑２００との連通口３００をなす部分（セグメント１０Ａ，１０Ｂ）は鋼製セグメントとなっている。本坑１００の他の部分のセグメント１０は、特に制限されず、鋼製セグメント、ＲＣセグメント、合成セグメントの何れであってもよい。また、本坑１００の断面形状は、図示例の円形状に限定されず、楕円状や矩形状等、他の形状であってもよい。なお、以下において、各セグメント１０のうち、連通口３００をなす部分のセグメント１０Ａ，１０Ｂを単に接続用セグメントと称する。

［横坑］
横坑２００は、本坑１００のトンネル軸方向に対して異なる方向（例えば、直交方向）に構築される。横坑２００の施工方法は、特に限定されず、推進工法等により構築することができる。横坑２００は、本坑１００と他の坑（不図示）とを接続する連絡抗であってもよく、或いは、本坑１００から掘進した器材坑等であってもよい。横坑２００が連絡坑の場合には、本坑１００側から発進してもよく、或いは、他の坑側から発進してもよい。また、横坑２００の断面形状も特に限定されず、矩形状や円形状、或いは、楕円状であってもよい。なお、図１において、符号２１０は横坑２００の覆工体の一部を示している。

［接続構造］
接続構造１は、複数の接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂと、連結枠体３０とを備えている。各セグメント１０Ａ，１０Ｂのうち、接続用セグメント１０Ａは、連通口３００のトンネル軸方向（横方向）に延びる開口縁を区画し、接続用セグメント１０Ｂは、連通口３００のトンネル周方向（縦方向）に延びる開口縁を区画する。連結枠体３０は、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂによって画定される連通口３００の開口周縁と横坑２００の覆工体２１０とを互いに接続し、これらの間からの水の浸入を防止するように機能する。

本実施形態において、連通口３００は、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂによって略矩形状に開口するものとして説明するが、円形状や楕円形状等、他の形状に開口してもよい。また、連結枠体３０の本坑１００側の形状は、図示例の矩形枠状に限定されず、連通口３００が円形穴であれば、円環状に形成してもよい。また、連結枠体３０の横坑２００側の形状も特に限定されず、横坑２００の覆工体２１０の形状に応じて適宜に設定することができる。

［接続用セグメント］
図３は、本実施形態に係る接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂを示す模式的な斜視図である。接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂは、一対の主桁１１Ａ，１１Ｂと、一対の継手板１２Ａ，１２Ｂと、スキンプレート１３と、複数の縦リブ１４と、固定フランジ１５，１６とを備えている。

各主桁１１Ａ，１１Ｂは、トンネル周方向に略平行に延びる円弧板状に形成されており、互いにトンネル軸方向に離間して対向配置されている。なお、本坑１００（図１参照）の断面が矩形状であれば、主桁１１Ａ，１１Ｂは矩形板状に形成すればよい。

主桁１１Ａ，１１Ｂの所定部位には、トンネル軸方向に貫通する複数の貫通孔１８が周方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔１８には、トンネル軸方向に隣接するセグメン同士を固定するための不図示のボルトが挿入される。なお、主桁１１Ａ，１１Ｂのうち、図３（Ｂ）に示す固定フランジ１６が設けられる主桁１１Ａの貫通孔１８には、後述する撤去パネル４０（図７参照）を固定するための不図示のボルトが挿入される。

各継手板１２Ａ，１２Ｂは、主桁１１Ａ，１１Ｂの端部間をトンネル軸方向に延びる矩形板状に形成されており、互いにトンネル周方向に離間して対向配置されている。継手板１２Ａ，１２Ｂの軸方向端部と、主桁１１Ａ，１１Ｂの周方向端部とは、互いに溶接等によって接合されている。

継手板１２Ａ，１２Ｂの所定部位には、トンネル周方向に貫通する複数の貫通孔１９が軸方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔１９には、トンネル周方向に隣接するセグメン同士を固定するための不図示のボルトが挿入される。なお、継手板１２Ａ，１２Ｂのうち、図３（Ａ）に示す固定フランジ１５が設けられる継手板１２Ａの貫通孔１９には、後述する撤去パネル４０（図７参照）を固定するための不図示のボルトが挿入される。

スキンプレート１３は、主桁１１Ａ，１１Ｂの円弧外周と同曲率で湾曲するプレート状に形成されている。スキンプレート１３は、主桁１１Ａ，１１Ｂの円弧外側（地山側）において、主桁１１Ａ，１１Ｂ及び継手板１２Ａ，１２Ｂの端縁に溶接等で接合されている。なお、本坑１００（図１参照）の断面が矩形状であれば、スキンプレート１３は略平坦なプレート状に形成すればよい。

複数の縦リブ１４は、主桁１１Ａ，１１Ｂの間をトンネル軸方向に架け渡されており、トンネル周方向に所定間隔をおいて配置されている。縦リブ１４のトンネル軸方向の端部は、好ましくは主桁１１Ａ，１１Ｂの対向側面にそれぞれ溶接等で接合されている。

［シール部材］
各主桁１１Ａ，１１Ｂの外側面（対向側面の背面）には、貫通孔１８を挟んでトンネル周方向に略平行に延びる２本の周方向シール部材２０Ａ，２０Ｂ（本開示の第１シール部材）が設けられている。この周方向シール部材２０Ａ，２０Ｂは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、主桁１１Ａ，１１Ｂの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。

各継手板１２Ａ，１２Ｂの外側面（対向側面の背面）には、貫通孔１９を挟んでトンネル軸方向に略平行に延びる２本の軸方向シール部材２１Ａ，２１Ｂが設けられている。この軸方向シール部材２１Ａ，２１Ｂは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、継手板１２Ａ，１２Ｂの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。

周方向シール部材２０Ａ，２０Ｂ及び、軸方向シール部材２１Ａ，２１Ｂは、対応する端部同士をそれぞれ結合させている。すなわち、これらシール部材２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂによって主桁１１Ａ，１１Ｂ及び継手板１２Ａ，１２Ｂの外側面を環状に連続する二重のシール構造が形成されている。

各セグメント１０を互いに接合すると、一方のセグメント１０の周方向シール部材２０Ａ，２０Ｂがトンネル軸方向に接合される他方のセグメント１０の周方向シール部材２０Ａ，２０Ｂに圧接され、一方のセグメント１０の軸方向シール部材２１Ａ，２１Ｂがトンネル周方向に接合される他方のセグメント１０の軸方向シール部材２１Ａ，２１Ｂに圧接されることにより、地山側から各セグメント１０の隙間を流れようとする水の浸入を効果的に防止できるようになっている。

各主桁１１Ａ，１１Ｂの外側面には、２本の径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂが設けられている。より詳しくは、図３（Ａ）に示す接続用セグメント１０Ａには、各主桁１１Ａ，１１Ｂのトンネル周方向の端部のうち、後述する固定フランジ１５が設けられる継手板１２Ａと隣接する一端部に、２本の径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂがそれぞれ設けられている。また、図３（Ｂ）に示す接続用セグメント１０Ｂには、各主桁１１Ａ，１１Ｂのうち、後述する固定フランジ１６が設けられる主桁１１Ａの周方向の両端部に、２本の径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂがそれぞれ設けられている。

これら径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、主桁１１Ａ，１１Ｂの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。接続用セグメント１０Ａ及び接続用セグメント１０Ｂを、各固定フランジ１５，１６の端部同士が一致するように接合すると、接続用セグメント１０Ａの径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂと、接続用セグメント１０Ｂの径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂとが互いに圧接するようになっている。

本実施形態において、径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂは、地山側の周方向シール部材２０Ｂから坑内側の周方向シール部材２０Ａに亘って延びる第１径方向シール部材２３Ａ_＿１，２３Ｂ_＿１と、坑内側の周方向シール部材２０Ａから各フランジ１５，１６の端縁に亘って延びる第２径方向シール部材２３Ａ_＿２，２３Ｂ_＿２（本開示の第２シール部材）とを備えている。このうち、第２径方向シール部材２３Ａ_＿２，２３Ｂ_＿２は、地山側から後述する連結枠体３０の筒体部３５（図５参照）と継手板１２Ａとの隙間を通過し、各主桁１１Ａ，１１Ｂの間を周方向に流れようとする水の浸入を防止するように機能する。

［フランジ］
図３（Ａ）に示す接続用セグメント１０Ａには、トンネル軸方向（横方向）に延びる第１固定フランジ１５（横フランジ）が設けられている。具体的には、第１固定フランジ１５は、継手板１２Ａ，１２Ｂのトンネル軸方向の長さと略同等の長板状に形成されており、各継手板１２Ａ，１２Ｂのうち何れか一方（図示例では継手板１２Ａ）に設けられている。第１固定フランジ１５は、継手板１２Ａと略Ｌ字状をなすように、継手板１２Ａの坑内側（スキンプレート１３とは反対側）の端縁から各継手板１２Ａ，１２Ｂの対向方向に向けて突設されている。

第１固定フランジ１５のトンネル周方向の長さ（フランジ幅）は特に制限されず、後述する連結枠体３０の第１被固定フランジ３２（図５参照）の大きさ等に応じて適宜に設定することができる。また、第１固定フランジ１５と継手板１２Ａとの接続方法も特に制限されず、それらの周縁を互いに溶接等で接合してもよく、或いは、継手板１２Ａを延長して略Ｌ字状に屈曲させることにより、これらを一体に形成することもできる。

第１固定フランジ１５の所定部位には、トンネル径方向に貫通する複数の貫通孔１５Ｅがトンネル軸方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔１５Ｅには、連結枠体３０の第１被固定フランジ３２（図５参照）を固定するための不図示のボルトが挿入される。

第１固定フランジ１５のフランジ面（スキンプレート１３との対向面とは反対側の面）には、貫通孔１５Ｅを挟んでトンネル軸方向に略平行に延びる２本の軸方向凹溝１５Ａ，１５Ｂが凹設されている。軸方向凹溝１５Ａ，１５Ｂの端部は、前述の第２径方向シール部材２３Ａ_＿２、２３Ｂ_＿２を嵌め込む不図示の凹溝とそれぞれ連続する。この軸方向凹溝１５Ａ，１５Ｂには、後述する環状シール部材２５Ａ，２５Ｂ（図８参照）がそれぞれ嵌め込まれて取り付けられるようになっている。

図３（Ｂ）に示す接続用セグメント１０Ｂには、トンネル周方向（縦方向）に延びる第２固定フランジ１６（縦フランジ）が設けられている。具体的には、第２固定フランジ１６は、主桁１１Ａ，１１Ｂの円弧内周と同曲率で湾曲する帯板状に形成されており、各主桁１１Ａ，１１Ｂのうち何れか一方（図示例では主桁１１Ａ）に設けられている。第２固定フランジ１６は、主桁１１Ａと略Ｌ字状をなすように、主桁１１Ａの円弧内周側（スキンプレート１３とは反対側）の端縁から各主桁１１Ａ，１１Ｂの対向方向に向けて突設されている。

第２固定フランジ１６のトンネル周方向の長さは特に制限されず、連通口３００（図１，２参照）の開口寸法に応じて適宜の長さとすることができる。第２固定フランジ１６のトンネル軸方向の長さ（フランジ幅）も特に制限されず、後述する連結枠体３０の第２被固定フランジ３３（図５参照）の大きさ等に応じて適宜に設定することができる。また、第２固定フランジ１６と主桁１１Ａとの接続方法も特に制限されず、それらの周縁を互いに溶接等で接合してもよく、或いは、主桁１１Ａを延長して略Ｌ字状に屈曲させることにより、これらを一体に形成することもできる。

第２固定フランジ１６の所定部位には、トンネル径方向に貫通する複数の貫通孔１６Ｅがトンネル周方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔１６Ｅには、連結枠体３０の第２被固定フランジ３３（図５参照）を固定するための不図示のボルトが挿入される。

第２固定フランジ１６のフランジ面（スキンプレート１３との対向面とは反対側の面）には、貫通孔１６Ｅを挟んでトンネル周方向に略平行に延びる２本の周方向凹溝１６Ａ，１６Ｂが凹設されている。また、第２固定フランジ１６のフランジ面には、周方向凹溝１６Ａ，１６Ｂの両端部から主桁１１Ａの外側面に亘ってトンネル軸方向に延びる２本の軸方向凹溝１６Ｃ，１６Ｄがそれぞれ凹設されている。軸方向凹溝１６Ｃ，１６Ｄの端部は、前述の第２径方向シール部材２３Ａ_＿２、２３Ｂ_＿２を嵌め込む不図示の凹溝と連続する。

第２固定フランジ１６の軸方向凹溝１６Ｃ，１６Ｄの端部は、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂを互いに接合すると、第１固定フランジ１５の軸方向凹溝１５Ａ，１５Ｂとそれぞれ連続する。これら軸方向凹溝１５Ａ，１５Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ及び、周方向凹溝１６Ａ，１６Ｂには、後述する環状シール部材２５Ａ，２５Ｂ（図８参照）がそれぞれ嵌め込まれて取り付けられるようになっている。この環状シール部材２５Ａ，２５Ｂは、膨潤性の樹脂材等で形成されており、固定フランジ１５，１６と被固定フランジ３２，３３（図５参照）との隙間を封止する。

なお、図３（Ｂ）では、１個の接続用セグメント１０Ｂによって連通口３００のトンネル周方向（縦方向）の開口縁を構成する例を示しているが、２個の接続用セグメント１０Ｂをトンネル周方向に接合して用いることもできる。この場合は、図４に示すように、第２固定フランジ１６の一端を継手板１２Ａ，１２Ｂ（図示例では継手板１２Ａ）まで延長し、径方向シール部材２３Ａ，２３Ｂを継手板１２Ａの外側面に設ければよい。

［連結枠］
図５は、本実施形態に係る連結枠体３０を示す模式的な斜視図である。

連結枠体３０は、矩形枠状の被固定フランジ３１と、被固定フランジ３１の内周縁から延びる筒体部３５とを備えている。

筒体部３５は、連通口３００よりも小径の角筒状に形成されている。筒体部３５の先端部３５Ａは、横坑２００の覆工体２１０（図１参照）に固定される。筒体部３５の筒軸方向の長さは特に制限されず、連通口３００と覆工体２１０との距離に応じて適宜の長さとすることができる。また、筒体部３５の先端部３５Ａと覆工体２１０との固定手法も、特に限定されず、ボルト締結、或いは、溶接等で接合してもよい。先端部３５Ａと覆工体２１０とをボルト締結する場合には、これらの間にシール部材を介装することが好ましい。

被固定フランジ３１は、筒体部３５の基端から外側に向けて延びており、トンネル軸方向に延びる一対の第１被固定フランジ３２と、トンネル周方向に延びる一対の第２被固定フランジ３３とを備えている。

一対の第１被固定フランジ３２は、連通口３００の開口高さ分だけトンネル周方向に離間して配置され、一対の第２被固定フランジ３３は、連通口３００の開口幅分だけトンネル軸方向に離間して配置されており、これら第１被固定フランジ３２及び、第２被固定フランジ３３によって連通口３００と略同形の矩形状に開口する被固定フランジ３１が形成されている。

第１被固定フランジ３２には、前述の第１固定フランジ１５の貫通孔１５Ｅ（図３（Ａ）参照）と対応する部位に、不図示のボルトを挿入するための複数の挿入孔３７が設けられている。第２被固定フランジ３３には、前述の第２固定フランジ１６の貫通孔１６Ｅ（図３（Ｂ）参照）と対応する部位に、不図示のボルトを挿入するための複数の挿入孔３８が設けられている。すなわち、第１被固定フランジ３２を第１固定フランジ１５に、第２被固定フランジ３３を第２固定フランジ１６に、それぞれボルト締結することにより、連結枠体３０を本坑１００側の各セグメント１０Ａ，１０Ｂに接続できるように構成されている。

本実施形態において、連結枠体３０には、図６に示す止水壁５０を設置できるようになっている。止水壁５０は、例えば、図６（Ａ）に示すように、連結枠体３０の底面から複数枚の鋼板５１を積み上げるものでもよく、或いは、図６（Ｂ）に示すように、連結枠体３０を閉塞する鋼板５２に開口５４を設けると共に、該開口５４を開閉可能な鉄扉５３を設けることにより構成してもよい。

［接続方法］
次に、図７～１２に基づいて、本実施形態に係る接続方法の詳細について説明する。

第１工程（本開示の撤去工程）では、図７に示すように、本坑１００の各接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂに撤去パネル４０が取り付けられた状態で、薬液注入等による周辺地山の地盤改良を行う。地盤改良を行ったならば、撤去パネル４０を取り外して撤去し、連通口３００から周辺地山を所定量（例えば、連結枠体３０の筒体部３５を受容可能な空間）を掘削する。なお、地盤改良は、周辺地山の状況に応じて、地山が十分な強度を有している場合には省略してもよい。

ここで、撤去パネル４０は、各接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂによって画定される連通口３００を閉塞するもので、本坑１００の覆工体の一部を構成する。撤去パネル４０は、例えば、各セグメント１０Ａ，１０Ｂと略同曲率で湾曲する円弧板状に形成されており、その周縁を不図示のボルト等によって、接続用セグメント１０Ａの継手板１２Ａ及び、接続用セグメント１０Ｂの主桁１１Ａにそれぞれ固定されている。撤去パネル４０は、図示例のような複数枚で構成してもよく、或いは、１枚で構成してもよい。撤去パネル４０の具体的な枚数や形状は、連通口３００の大きさや形状に応じて適宜に設定すればよい。

このように、本坑１００の覆工体のうち、横坑２００との接続が予定されている箇所に、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂで連通口３００を区画し、該連通口３００を撤去パネル４０によって閉鎖することで、撤去パネル４０を取り外すのみで横坑２００の接続工事を開始できるようになっている。これにより、従来工法で行っていた、セグメント溶断等による開口作業が不要となり、施工性を確実に向上することが可能となる。また、溶断による既設セグメント１０Ａ，１０Ｂのシール部材２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂ（図３参照）の劣化や損傷も効果的に防止することが可能となる。

第２工程では、図８に示すように、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂの固定フランジ１５，１６に環状シール部材２５Ａ，２５Ｂ（本開示の止水部材の一例）を取り付ける。環状シール部材２５Ａ，２５Ｂは、固定フランジ１５，１６の凹溝に嵌め込むことにより取り付けてもよく、或いは、固定フランジ１５，１６のフランジ面に接着剤等で取り付けてもよい。この際、固定フランジ１５，１６のフランジ面は本坑１００の坑内側に露出しているため、地山側の土砂等が付着し難く、作業者はフランジ面の清掃等を行うことなく、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂの取り付け作業を容易、且つ、短時間に行うことができる。環状シール部材２５Ａ，２５Ｂを取り付けたならば、第３工程へと移行する。

なお、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂの本数は、図示例の２本に限定されず、１本、或いは、３本以上であってもよい。また、止水部材は、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂに限定されず、コーキングにより施工することも可能である。コーキングを用いる場合は、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂを省略してもよく、或いは、コーキングと環状シール部材２５Ａ，２５Ｂとを併用してもよい。

第３工程（本開示の本坑接続工程）では、図９に示すように、本坑１００の坑内側から連結枠体３０の筒体部３５を連通口３００内に挿入し、被固定フランジ３１を固定フランジ１５，１６に当接させる。次いで、図１０に示すように、被固定フランジ３１及び、固定フランジ１５，１６をボルト締結することにより固定し、本坑１００のセグメント１０Ａ，１０Ｂと連結枠体３０の接続作業を終了する。このように、本坑１００と連結枠体３０との接続を各フランジ１５，１６，３１のボルト締結により行うことで、従来工法のようなセグメントと止水板との溶接作業が不要となり、施工性を確実に向上することができる。また、溶接の熱によるシール部材の破損も効果的に防止することが可能となる。

ここで、図１１に示すように、被固定フランジ３１を固定フランジ１５（１６）に固定すると、これらの対向空間には環状シール部材２５Ａ，２５Ｂが圧接状態で介在することとなる。また、主桁１１Ａ，１１Ｂに設けられた坑内側の周方向シール部材２０Ａと、被固定フランジ３１の背面との隙間には、該周方向シール部材２０Ａと環状シール部材２５Ａ，２５Ｂとを接続する第２径方向シール部材２３Ａ_＿２，２３Ｂ_＿２が介在することとなる。

すなわち、筒体部３５と各セグメント１０Ａ，１０Ｂとの隙間を通過して、被固定フランジ３１と固定フランジ１５（１６）との間に流れ込む水（図１１の破線矢印Ｗ１参照）が、２本の環状シール部材２５Ａ，２５Ｂによって二重に止水され、さらには隣接する各主桁１１Ａ，１１Ｂの隙間に流れ込む水（図１１の破線矢印Ｗ２参照）が、２本の第２径方向シール部材２３Ａ_＿２，２３Ｂ_＿２によって二重に止水されるようになっている。これにより、地山側から本坑１００内への水の浸入を確実に防止することが可能となる。また、被固定フランジ３１と固定フランジ１５（１６）との接合箇所が本坑１００の坑内に露出するため、施工後に水漏れ等の不具合が発生した場合には、当該箇所のコーキング作業等をスペースの広い本坑１００側から行うことが可能となる。

最後に、第４工程では、連結枠体３０の先端部３５Ａと横坑２００の覆工体２１０とを接続し、本坑１００と横坑２００との接続工事を終了する。先端部３５Ａと横坑２００の覆工体２１０との接続は、これらが略同一形状であればボルト締結により行ってもよく、或いは、先端部３５Ａと覆工体２１０との形状が異なる場合には、これらの間にフランジ（図示せず）を介装し、該フランジを溶接等で接合することにより行ってもよい。

連結枠体３０の接続を終了したならば、図１２に示すように、連結枠体３０の筒体部３５に、止水壁５０の設置が可能となる。このように、連結枠体３０を接続した後、止水壁５０を早期に設置すれば、以降、横坑２００の掘進に伴い浸水等が発生した場合の安全性を確実に確保することが可能となる。また、連結枠体３０に止水壁５０を設置可能とすることで、例えば、本坑１００の坑径が大きく、止水壁５０を本坑１００側に設置できないような場合においても、安全性を担保することが可能となる。

以上詳述した本実施形態の接続構造１によれば、本坑１００の覆工体の一部を構成すると共に、横坑２００との連通口３００を区画する複数の接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂと、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂに設けられると共に、連通口３００の開口周縁を囲う固定フランジ１５，１６と、固定フランジ１５，１６に固定される被固定フランジ３１及び、被固定フランジ３１の周縁から延びる筒体部３５を有する連結枠体３０とを備えている。

本坑１００と横坑２００とを接続する際は、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂから撤去パネル４０を取り外して周辺地山を掘削し、連結枠体３０の筒体部３５を連通口３００に挿入して、被固定フランジ３１を固定フランジ１５，１６に固定し、筒体部３５の先端部３５Ａを横坑２００の覆工体２１０に固定することで、本坑１００と横坑２００との接続工事を終了できるように構成されている。

これにより、従来工法で行っていた既設セグメントの溶断や止水鋼板の溶接が不要となり、施工性を確実に向上しつつ、工期も確実に短縮することが可能となる。また、溶断や溶接の熱に伴うシール部材の破損を防止することができ、止水性を確実に向上することも可能となる。また、連結枠体３０に止水壁５０を設置することで、安全性の向上を図ることも可能となる。

［その他］
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態において、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂは、セグメント１０Ａ，１０Ｂ側の固定フランジ１５，１６に取り付けられるものとして説明したが、環状シール部材２５Ａ，２５Ｂを連結枠体３０の被固定フランジ３１側に予め取り付けておくことも可能である。

また、シール部材２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２３Ａ，２３Ｂ，２５Ａ，２５Ｂの本数は、それぞれ２本ずつ設けられるものとして説明したが、１本でもよく、或いは、３本以上であってもよい。

また、被固定フランジ３１は、本坑１００の坑内側に露出する固定フランジ１５，１６に取り付けられるものとして説明したが、図１３に示すように、本坑１００の外周側（地山側）に取り付けるように構成することもできる。この場合は、被固定フランジ３１を筒体部３５から内側に折り曲げて形成すると共に、該被固定フランジ３１を接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂのスキンプレート１３に固定すればよい。図１４に示すように、スキンプレート１３には、ボルトを挿通する貫通孔１３Ａを穿設し、該貫通孔１３Ａの裏面（坑内側の面）には、予めナット１３Ｎを溶接等で固定しておくことが望ましい。

また、上記実施形態では、固定フランジ１５，１６と被固定フランジ３１とをボルト締結により固定するものとして説明したが、これらを溶接により接合することも可能である。この場合も、各フランジ同士を直線的に溶接することができ、既設セグメントの溶断箇所に止水鋼板を溶接する従来工法に比べ、施工性の向上を図ることが可能となる。

また、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂは、鋼製セグメントに限定されず、ＲＣセグメントを用いることもできる。ＲＣセグメントとする場合には、図１５（Ａ），（Ｂ）に示すように、コンクリートＣに固定フランジ１６（１５）を埋設すればよい。ここで、図１５（Ａ）は、被固定フランジ３１を坑内側から取り付ける例であり、図１５（Ｂ）は、被固定フランジ３１を坑外側から取り付ける例である。固定フランジ１６（１５）をコンクリートＣに埋設する場合には、図１６に示すように、固定フランジ１６の貫通孔１６Ｅ（図１５参照）の裏面にナット１６Ｎを溶接等で取り付けると共に、該ナット１６Ｎから延びるアンカー１６Ｈを設ければよい。

また、接続用セグメント１０Ａ，１０Ｂは、鋼製セグメントやＲＣセグメントに限定されず、合成セグメントを用いることもできる。合成セグメントにおいて、被固定フランジ３１を坑内側から取り付ける場合には、図１７（Ａ）に示すように、貫通孔１６Ｅの裏面に図示しないナットが設けられた固定フランジ１６（１５）を主桁１１Ａ（又は、継手板１２Ａ）に取り付けると共に、該固定フランジ１６（１５）をコンクリートＣと略同一面となるように埋設すればよい。また、被固定フランジ３１を坑外側から取り付ける場合には、図１７（Ｂ）に示すように、スキンプレート１３の貫通孔１３Ａの裏面にナット１３Ｎ及びアンカー１３Ｈを設けてコンクリートＣに埋設すればよい。

また、連通口３００の形状は、上記実施形態の矩形状に限定されず、図１８に示すような円形状や、図１９に示すような多角形状としてもよい。図１８のような円形状とする場合には、固定フランジ１５（１６）を半円弧上に形成すると共に、撤去パネル４０を半円形状に形成すればよい。また、図１９のような多角形状とする場合には、固定フランジ１５（１６）及び、撤去パネル４０も多角形状に形成すればよい。

１接続構造
１０セグメント
１０Ａ，１０Ｂ接続用セグメント
１１Ａ，１１Ｂ主桁
１２Ａ，１２Ｂ継手板
１３スキンプレート
１４縦リブ
１５，１６固定フランジ
２０Ａ，２０Ｂ周方向シール部材（第１シール部材）
２１Ａ，２１Ｂ軸方向シール部材
２３Ａ，２３Ｂ径方向シール部材
２３Ａ_＿１，２３Ｂ_＿１第１径方向シール部材
２３Ａ_＿２，２３Ｂ_＿２第２径方向シール部材（第２シール部材）
２５Ａ，２５Ｂ環状シール部材
３０連結枠体
３１被固定フランジ
３２第１被固定フランジ
３３第２被固定フランジ
３５筒体部
４０撤去パネル
５０止水壁
１００本坑
２００横坑
３００連通口

Claims

本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、
複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、
前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びて前記横坑の覆工体に固定される筒体部を含む連結枠体と、を備える
ことを特徴とする接続構造。
前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に介装される止水部材をさらに備える
請求項１に記載の接続構造。
前記接続用セグメントは、地山側にスキンプレートを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、
前記連通口は、前記スキンプレートの少なくとも一部を切り欠くと共に、該切り欠いた部位の端縁に前記プレート部材が接合されてフランジをなすことにより所定形状に開口する
請求項１又は２に記載の接続構造。
前記接続用セグメントは、互いに対向する一対の主桁と、互いに対向する一対の継手板と、前記主桁及び前記継手板の地山側の周縁に取り付けられるスキンプレートとを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、
前記連通口は、縦方向の開口縁を前記主桁によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記継手板によって区画される矩形状に開口し、
前記プレート部材は、前記主桁の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記継手板の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、
前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジの前記本坑内に臨む面に固定され、
前記筒体部は、前記被固定フランジの内周縁から前記横坑に向けて延設されている
請求項１又は２に記載の接続構造。
前記接続用セグメントは、コンクリートで形成されたＲＣセグメントであり、
前記連通口は、縦方向の開口縁を前記ＲＣセグメントの坑周方向に延びる縁部によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記ＲＣセグメントの坑軸方向に延びる縁部によって区画される矩形状に開口し、
前記プレート部材は、前記ＲＣセグメントの坑周方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記ＲＣセグメントの坑軸方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、
前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジに固定される
請求項１又は２に記載の接続構造。
互いに接合される一対の前記接続用セグメントの対向側面間を縦方向に延びる第１シール部材と、
前記対向側面間を前記第１シール部材から前記固定フランジの端縁に亘って延びる第２シール部材と、をさらに備える
請求項１から５の何れか一項に記載の接続構造。
前記連結枠体の前記筒体部に、該筒体部の筒内を閉塞する止水壁が設置可能に構成されている
請求項１から６の何れか一項に記載の接続構造。
本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びる筒体部を有する連結枠体と、を用いて前記本坑と前記横坑とを接続する接続方法であって、
複数の前記接続用セグメントから前記連通口を閉塞するパネルを撤去する撤去工程と、
前記連通口から前記本坑の周辺地山を掘削する掘削工程と、
前記連結枠体の少なくとも前記筒体部を前記連通口に挿入し、前記被固定フランジを前記プレート部材に固定する本坑接続工程と、
前記連結枠体の前記筒体部を前記横坑の覆工体に固定する横坑接続工程と、を有する
ことを特徴とする接続方法。
前記本坑接続工程よりも前に、前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に止水部材を介装する工程をさらに有する
請求項８に記載の接続方法。
請求項１から７の何れか一項に記載の接続用セグメント。