JP2670486B2 - 掘削穴の覆工用筒状壁体の構造 - Google Patents

掘削穴の覆工用筒状壁体の構造

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は2連形の掘削穴の覆工を行うために組み立て
られる筒状壁体の構造に係わり、特に2つの掘削穴が上
下に連なる如く構成された掘削穴の覆工用筒状壁体の構
造に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、鉄道用トンネルなどの大断面トンネル構造物を
構築するための大断面シールド工法として、複円形特殊
断面シールド工法と呼ばれるものが実施されるようにな
った。この工法は、円筒状のシールド掘削機を2基連結
した構造のシールド掘削機を用いて、円が2つその一部
が重なった状態で連なる形の断面形状に、地山あるいは
地盤を掘削し、この掘削された穴の内面に、セグメント
を組み立てて筒状壁体を形成(一次覆工)し、この一次
覆工用のセグメントの背面すなわちセグメントと地山と
の間に、空隙を埋める注入材を充填した後、一次覆工の
内面にコンクリートを巻き立て(二次覆工)、それらに
よって地山を支持して所定の内空を構成するというもの
である。
従来、この種の筒状壁体としては、第9図に示すもの
が提案されていた。図において符号1は主壁部であっ
て、円弧状のPC製(プレキャストコンクリート製)のセ
グメント2が長さ方向(円弧を形成する方向)および幅
方向にボルト結合されている。セグメント2の各接合面
には継手金具3が埋設されており、これら継手金具3に
はボルトを挿通するための挿通孔3aが形成されている。
符号4,5は、左右の主壁部1を連結するため筒状壁体の
上下に配設された断面形状ほぼY形の分岐部PCセグメン
ト(分岐部セグメント)であり、これら分岐部セグメン
ト4,5の間に同じくPC製の中壁(または中柱)6が連結
されている。分岐部セグメント4,5および中壁6の各接
合面にも挿通孔3aを有した継手金具3がそれぞれ埋設さ
れている。第9図では、セグメント2、分岐部セグメン
ト4,5、中壁6の筒状壁体の軸方向から見た断面のみを
図示したものとなっているが、筒状壁体の周方向に連結
される端面にも、挿通孔3aを有した継手金具3がそれぞ
れ埋設されている。
上記は、分岐部支持体が壁(中壁6)となる場合につ
いて説明したが、分岐部支持体が壁である場合も同様で
ある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本出願人は2連形トンネルにおいて、2つの掘削穴が
第9図に示したように単に横方向に連なるもののみでな
く、あらゆる地中状況に対応すべく、2つの掘削穴が上
下に連なるもの、すなわち縦2連形の掘削穴についても
既に研究を着手している。
ところで、縦2連形の掘削穴を覆工する場合には、双
方の筒状壁体の重なり部すなわち開口部に形成される前
記中壁6が床部を形成するものとなる。そのため、横2
連形では上記中壁6は主に長さ方向の圧縮荷重を担うも
のであったが、縦2連形のものではそれら中壁が主とし
て曲げ、せん断を担うものとなり、それら中壁と筒状壁
体の主壁部との接合部をそれらに適応した構造とする必
要がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、縦
2連形の掘削穴の覆工を行うにあたり、如何にしてその
応力状態に適した筒状壁体を実現するか、ということを
課題としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記の如き掘削穴の覆工用状壁体の構造
を、上部掘削穴を覆工するための上部筒状壁体と下部掘
削穴を覆工するための下部筒状壁体とを、上下2つの掘
削穴の重なり部に水平方向に対し掘削穴の軸方向回りに
傾斜させた状態で設けられた板状セグメントを介して接
続し、この板状セグメントの少なくとも高位置側の端部
側を下部筒状壁体の開口端上に載置した構造とすること
で上記課題を解決している。
またその際、前記板状セグメントを、1つ置きにその
傾斜方向が逆になるように設けることもできる。
〔作用〕
床版として作用する板状セグメントを傾斜させ、この
傾斜させた板状セグメントを介して上部筒状壁体と下部
筒状壁体とを接続し、さらに板状セグメントの少なくと
も高位置側の端部側を下部筒状壁体の開口端上に載置さ
せたことにより、板状セグメントにかかる垂直荷重(曲
げ、およびせん断力)を下部筒状壁体へ確実に伝達させ
ることができ、また、その垂直荷重の一部を軸力に変換
して下部筒状壁体に伝達することができるようになる。
さらに、上下双方の筒状壁体を板状セグメントを介して
接続する構成とすることにより、分岐部セグメントを排
除し、構成の単純化を実現するとともに応力の伝達がよ
り確実に行なわれるものとなる。
また、板状セグメントを1つ置きに傾斜方向が逆にな
るように設けた場合には、筒状壁体全体としての耐力を
左右均等なものとすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。
第1図は本発明の第1実施例を示すもので、本発明に
係る掘削穴の覆工用筒状壁体を地盤Gと共に示す斜視断
面図である。この筒状壁体は、2つの掘削穴が共通の開
口部を介して上下にその一部を重ねられた形態で連なる
如く形成されてなる縦2連形の掘削穴を覆工するための
ものである。
符号1は主壁部で、該主壁部1は、上部掘削穴を覆工
するための上部筒状壁体11と下部掘削穴を覆工するため
の下部筒状壁体12とで構成されている。この主壁部1
は、上記第9図に示したものと同様、円弧状のPC製のセ
グメント2が長さ方向、および幅方向にボルト結合され
ることによって構成されている。
上部筒状壁体11と下部筒状壁体12とは、上下2つ掘削
穴の重なり部に設けられた板状セグメント13を介して接
続されたものとなっている。
板状セグメント13はこの場合、幅(掘削穴の奥行き方
向の寸法)、厚さとも円弧状のセグメント2とほぼ同一
に形成された板状のもので、第2図に示すように、上下
2つの掘削穴が重なることによって形成された共通の開
口部Kに、水平レベルに対して掘削穴の軸方向回りに傾
斜した状態で設けられたものとなっている。ただし、こ
の板状セグメント13は掘削穴の軸方向、すなわち自身の
幅方向には傾斜していない。この板状セグメント13にお
ける長さ方向の両端面13a,13bのうち、高位置側にある
端面13aは、ちょうど上部筒状壁体11の一方の下部開口
端11aに接合され、低位置側にある端面13bは下部筒状壁
体12の一方の上部開口端12aに接合されている。これら
板状セグメント13と、上部筒状壁体11あるいは下部筒状
壁体12との接続は、セグメント2どうしを長手方向に接
続する場合と同様のものである。すなわち板状セグメン
ト13の両端面13a,13bには、セグメント2と同様に挿通
孔3aを有した継手金具3を予め設けておき、互いの継手
金具3をボルト結合すればよい。一方、上部筒状壁体11
の他方の下部開口端11bは板状セグメント13の上面13cの
低位置側端部に接合され、下部継手壁体12の他方の上部
開口端12bは板状セグメント13の下面13dの高位置側端部
に接合されている。ここでの板状セグメント13と、上部
筒状壁体11あるいは下部筒状壁体12との接続は第3図に
拡大して示される如くなされている。すなわち、板状セ
グメント13には、セグメント2が当接する面からその反
対側に抜ける貫通孔14が予め形成されており、しかもそ
の貫通孔14のセグメント2が当接する面と反対側の開口
部にはボルトボックス15が形成されている。そして、該
ボルトボックス15と、セグメント2の端面に形成されて
いる継手金具3との間にボルト16が挿通されているので
ある。このようにして形成された筒状壁体は、ちょうど
“S"字の両端を閉じることによって形成した“8"の字状
の断面形状を呈するものとなる。
また、筒状壁体は、第2図に示した如き“8"の字状に
組まれたセグメントを1ユニットとして、順次、掘削穴
の長さ方向に沿ってつなげて行くことによって構成され
るわけであるが、本実施例のものでは第1図に示すよう
にそれら各ユニットが、1つ置きに板状セグメント13の
傾斜方向が互いに逆になるように構成されている。すな
わち板状セグメント13は、第1図にも示されるように1
つ置きにX形にクロスするものとなるわけである。これ
らクロスする板状セグメント13どうしの接続は第4図お
よび第5図に示す如くなされている。つまり、板状セグ
メント13の接合側面13eにおける、互いに十分なる重な
り代を確保できる位置には、挿通孔7aを有した継手金具
7が取り付けられており、それら継手金具7どうしが通
常のセグメント2と同様にボルト結合されている。
次に、上記の如き構成となる覆工用筒状壁体の構造の
作用について説明する。
上記の筒状壁体を組み立てるには、まず、円弧状のセ
グメント2をその長さ方向に接続することによって下部
筒状壁体12部分を形成し、次いでその両開口端12a,12b
に前記板状セグメント13を接続した後、再びセグメント
2を長さ方向に接続することにより上部筒状壁体11を形
成する。これによって“8"の字状の1ユニットが構成さ
れるから、シールド機を掘進させる毎に上記ユニットを
軸方向にボルト結合させながら筒状壁体を掘削穴の長さ
方向に延ばしてゆけばよい。そのとき、実施例のもので
は上述したようにユニットの1つ置きに板状セグメント
13クロス配置されるものであるから、その板状セグメン
ト13を交互に逆向きに設置して行く。
その後、図示は省略するが、上部筒状壁体11の床部す
なわち板状セグメント13上にコンクリートを打設して、
水平なる床部を形成すればよい。板状セグメント13の裏
面側は下部筒状壁体12の天井となる部分であるから、平
面状に仕上げる必要はない。
縦2連形の掘削穴の覆工を行うに際し、筒状壁体を上
記構造のものとすれば、2つの掘削穴が重なる開口部K
の覆工を、従来の分岐部セグメント4,5の如き複雑な形
状のものを使用せず、主壁部1を形成するセグメント2
によって行うことができ、使用セグメントの種類を減ら
してコストの低減がなされるものとなる。しかも、板状
セグメント13の一端(高位置側の一端)は下部筒状壁体
12の開口端12b上に載置される形態となり、該板状セグ
メント13にかかる水平力を確実に下部筒状壁体11に伝達
することができるものとなる。また、板状セグメント13
が傾斜していることに加え、該板状セグメント13と下部
筒状壁体12の他方の開口端12aとの接合面も鉛直面とな
らず、開口端12a上に板状セグメント13の端面13bが被さ
るテーパ面となるから、この板状セグメント13に加えら
れた垂直荷重の一部が軸力として下部筒状壁体12の一方
の開口端12aに伝達されることとなり、板状セグメント1
3と主壁部1との接合部の信頼性を向上させることがで
きる。さらに実施例のものでは、傾斜して設けられる板
状セグメント13の傾斜方向を、1つ置きにクロスされる
ように配置しているので、筒状壁体の左右の強度がバラ
ンスされ、筒状壁体全体としての強度を均一なものとす
ることができる。
次に第6図(a),(b)は本発明の第2実施例を示
すもので、上部筒状壁体11および下部筒状壁体12を構成
するセグメント2の継手金具等は省略してある。本実施
例のものは、板状セグメント13を、その両端面13a,13b
がそれぞれ上部筒状壁体11および下部筒状壁体12の一部
を構成する構造とすることにより、該板状セグメント13
の傾斜角度を前実施例のものよりも大きく設定したもの
である。
上部筒状壁体11における一方の下部開口端11aは板状
セグメント13の上面13cの高位置側端部に接合され、同
じく他方の下部開口端11bは前記上面13cの低位置側端部
近傍、つまり端部より若干内側に入り込んだ位置に接合
されている。一方、下部筒状壁体12における一方の上部
開口端12aは板状セグメント13の下面13dの低位置側端部
に接合され、他方の上部開口端12bは前記下面13dの高位
置側端部より若干内側に入り込んだ位置に接合されてい
る。さらにこの場合の板状セグメント13は、その上面13
cにおける低位置側端部および下面13dにおける高位置側
端部に、筒状壁体11,12の前記開口端11b,12bが内側に入
り込んだ位置に接合されることによって形成された余剰
端面を塞ぐべく凸部13f,13fがそれぞれ形成されたもの
となっている。凸部13fは該板状セグメント13の全幅に
わたって形成されているものである。なお図中符号2′
で示すセグメントは、上述の円弧状セグメント2と同
様、筒状壁体11,12を構成するものであるが、長さ方向
の寸法が短く、両筒状壁体11,12の一方の開口端部分に
設置される。
本実施例における筒状壁体11,12と板状セグメント13
との接続は、第6図(b)に示すように、筒状壁体12の
セグメント2,2′より板状セグメント13を貫通して筒状
壁体11のセグメント2,2′に達する長ボルト15をナット1
6によって締め付けることによりなされる。この場合、
長ボルト15の挿入側のセグメント2,2内面には長ボルト
の頭部を定着する定着孔30が形成されるとともに、ナッ
ト16を締め付ける側の内面には、ボルト操作用の開口部
31aを備えた継手金具31が埋設されている。なお、各セ
グメント2,2′,13には、前記長ボルト15の挿入孔を形成
するシース管32が埋設されていることは言うまでもな
い。また、図示例では、板状セグメント13の下面と筒状
壁体12のセグメント2の上面とが凹凸嵌合していて板状
セグメント13のずれを防止するようになっている。
本実施例のものでは、板状セグメント13の両端部13a,
13bを、それぞれ上部筒状壁体11および下部筒状壁体12
の一部を構成する構造としたので該板状セグメント13の
傾斜を急とすることができ、よって、板状セグメント13
に掛かる垂直荷重の軸力への変換をより効果的に行うこ
とができる。
次に第7図(a),(b)は本発明の第3実施例を示
すもので、本実施例のものでは、板状セグメント13の両
端部を一方側に(高位置側端部は上方に、低位置側端部
は下方に)円弧状に突出させ、該突出部13gが筒状壁体1
1,12の一部を構成する如く形成している。また、該板状
セグメント13における前記突出部13gが形成されない他
方面には、上記第2実施例(第6図)同様の凸部13fが
形成され、さらに該凸部13fの内側に同様の凸部(第2
の凸部)13hが形成され、開口端11b,12bを形成するセグ
メント2の端面がこの第2の凸部13hに当接する如く構
成されたものとなっている。つまり上記第2実施例のも
のでは、筒状壁体11,12の開口端11b,12bが板状セグメン
ト13の平面部に当接するように、この部分のセグメント
2の端部を鋭角的に形成する必要があったが、本実施例
のものでは他の部分と同じセグメントの使用が可能なも
のとなっているわけのである。
本実施例における筒状壁体11,12と板状セグメント13
との接続は第7図(b)に示すように、前記第2の凸部
13h,13hにおける開口端11b,12bが当接する部分に継手金
具31を形成し、該継手金具31に、板状セグメント13の上
面に開口する定着部30より長ボルト15′を挿入して、継
手金具31の部分で長ボルト15′をナット16により締め付
ければ良い。また、板状セグメント13の突出部13gと開
口端11a,12aとの接合は、円弧状セグメント2どうしの
接合の場合と同様である。
本実施例のものでは、第2実施例のものと同様、板状
セグメント13の傾斜を急とすることができ、それによ
り、板状セグメント13に掛かる垂直荷重の軸力への変換
をより効果的に行うことができるが、さらに、板状セグ
メント13を急傾斜とした場合でも、板状セグメント13の
突出部13gおよび第2の凸部13hの接合面の角度を適宜に
設定することで、該板状セグメント13に接合される円弧
状セグメント2として特別な端部形状を有さず他の部分
と同一形状のセグメントを使用することが可能となり効
果的である。
第8図(a),(b)は本発明の第4実施例で、本実
施例のものは、上記第3実施例(第7図に示す例)のも
のにおいて板状セグメント13に形成された前記凸部13f
を、筒状壁体11,12を形成する円弧状セグメント2の方
に凸部2aとして一体的に形成したものである。板状セグ
メント13と筒状壁体11,12との接合は、第8図(b)に
示すように、板状セグメント13の凸部13h,13hにおける
開口端11b,12bが当接する部分に継手金具31を形成し、
該継手金具31に、板状セグメント13の上面に開口する定
着部30より長ボルト15′を挿入して、継手金具31の部分
で長ボルト15′をナット16により締め付けるとともに、
セグメント2aの端面にインサート32を埋設し、このイン
サート32に板状セグメント13の上面より挿入される継手
ボルト33を螺合することによりなされる。なお、突出部
13gと開口端11a,12aとの接合は、円弧状セグメント2ど
うしの接合の場合と同様である。
本実施例のものも、前記実施例のものと同様の作用効
果を得ることができるが、本実施例に於いては、特に、
筒状壁体11,12と板状セグメント13との接合をより強固
なものとすることができるようになる。
なお、板状セグメント13の傾斜角度は図示例のものに
限られるものではなく、さらに角度を付加すること、お
よびその場合における板状セグメント13の端部をそのと
きの傾きに見合った構造とすること、などは全く任意で
ある。
〔発明の効果〕
以上説明したとおり、本発明は、断面円形の2つの掘
削穴が共通の開口部を介して上下にその一部を重ねられ
た形態で連なる如く形成されてなる縦2連形の掘削穴の
覆工用筒状壁体の構造を、上部掘削穴を覆工するための
上部筒状壁体と下部掘削穴を覆工するための下部筒状壁
体とを、上下2つの掘削穴の重なり部に水平方向に対し
傾斜させて設けた板状セグメントを介して接続した構造
とし、さらに板状セグメントの少なくとも高位置側の端
部側を下部筒状壁体の開口端上に載置させたので、床版
となる該板状セグメントに掛かる垂直荷重を確実に下部
筒状壁体に伝達し得るとともに、その垂直荷重の一部を
軸力に変換して下部筒状壁体に伝達することができるの
で、板状セグメントと主壁部との接合部の信頼性を向上
させることができるものとなる。
さらに、板状セグメントを、その傾斜方向が1つ置き
に逆向きとなるように配置した場合には、筒状壁体全体
としての左右強度をバランスさせ、上記の如き優れた応
力伝達作用を、筒状壁体の全体にわたり均一に発揮させ
ることができるものとなる、といった優れた効果を奏す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例を示すもので、掘削穴の覆
工用筒状壁体を地盤と共に示す斜視図、第2図は同実施
例による筒状壁体を示す正面図、第3図は同実施例によ
る筒状壁体における主壁部と板状セグメントとの接合部
を拡大して示す正面断面図、第4図は板状セグメントど
うしの接合状態を示す部分斜視図、第5図は第4図の正
面図、第6図(a),(b)は本発明の第2実施例を示
すもので同図(a)は同実施例による筒状壁体を示す正
面図、同図(b)は同実施例による筒状壁体における主
壁部と板状セグメントとの接合部を拡大して示す正面断
面図、第7図(a),(b)は本発明の第3実施例を示
すもので同図(a)は同実施例による筒状壁体を示す正
面図、同図(b)は同実施例による筒状壁体における主
壁部と板状セグメントとの接合部を拡大して示す正面断
面図、第8図(a),(b)は本発明の第4実施例を示
すもので同図(a)は同実施例による筒状壁体を示す正
面図、同図(b)は同実施例による筒状壁体における主
壁部と板状セグメントとの接合部を拡大して示す正面断
面図、第9図は従来の掘削穴の覆工用筒状壁体を示す正
面図である。 K……開口部、1……主壁部、2,2′……セグメント
(円弧状セグメント)、11……上部筒状壁体、11a,11b
……下部開口端、12……下部筒状壁体、12a,12b……上
部開口端、13……板状セグメント。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】断面円形の2つの掘削穴が共通の開口部を
    介して上下にその一部を重ねられた形態で連なる如く形
    成されてなる縦2連形の掘削穴の覆工用筒状壁体の構造
    であって、 上部掘削穴を覆工するための上部筒状壁体と下部掘削穴
    を覆工するための下部筒状壁体とは、上下2つの掘削穴
    の重なり部に水平方向に対し掘削穴の軸方向回りに傾斜
    させた状態で設けられた板状セグメントを介して接続さ
    れ、該板状セグメントの少なくとも高位置側の端部側が
    前記下部筒状壁体の開口端上に載置されていることを特
    徴とする掘削穴の覆工用筒状壁体の構造。
  2. 【請求項2】請求項1の掘削穴の覆工用筒状壁体の構造
    において、前記板状セグメントが、1つ置きにその傾斜
    方向が逆になるように設けられていることを特徴とする
    掘削穴の覆工用筒状壁体の構造。
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JP2632363B2 (ja) * 1988-05-20 1997-07-23 大成建設株式会社 複線型シールドトンネル用セグメント

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JPH0258699A (en) 1990-02-27

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