JP2741368B2 - 可撓性接合によるトンネル覆工工法とその接合部材 - Google Patents

可撓性接合によるトンネル覆工工法とその接合部材

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JP2741368B2
JP2741368B2 JP8145170A JP14517096A JP2741368B2 JP 2741368 B2 JP2741368 B2 JP 2741368B2 JP 8145170 A JP8145170 A JP 8145170A JP 14517096 A JP14517096 A JP 14517096A JP 2741368 B2 JP2741368 B2 JP 2741368B2
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淳 東田
道男 近藤
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洋 吉村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震や地盤の不等
変位等により、下水道、鉄道、道路等のトンネル(本明
細書において、単に「トンネル」という。)の二次覆工
に亀裂等の損傷が発生するのを防止するための可撓性接
合によるトンネル覆工工法とその接合部材に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、下水道、鉄道、道路等のトンネル
を構築する場合、掘削したトンネル内周壁面に沿って覆
工用セグメントを組み立てることにより一次覆工を構築
した後、所定厚の二次巻きコンクリートを打設すること
により二次覆工を構築するようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
して構築されるトンネルは、予想される地震や地盤の不
等変位等に耐える強度を有するようにして設計されるこ
とから、トンネル自体が地震や地盤の不等変位等によっ
て、致命的な損傷を受けることはないが、一次覆工と二
次覆工が一体化された構造であるため、例えば、地震等
の動的な外力が加わった場合、応力が局所的に集中し、
剪断波により二次覆工にトンネルの軸方向に沿って直線
状の亀裂等の損傷が、また、疎密波により二次覆工、特
に、二次覆工の二次巻きコンクリートの継目に、トンネ
ルの円周方向に沿ってリング状の亀裂等の損傷が、それ
ぞれ発生し、これにより、漏水を引き起こしたり、トン
ネルの耐久性を低下させるという問題点を有していた。
なお、従来、二次覆工の二次巻きコンクリートの継目か
らの漏水を防止するために、二次巻きコンクリートの継
目に二次巻きコンクリートの厚みよりはるかに薄い厚み
のゴム板又は鉄板からなる止水板を配設することが提案
され、実用化されているが、この止水板は、地震等の動
的な外力が加わった場合に二次巻きコンクリートに発生
する衝撃力(歪)を吸収するものではなく、むしろ、止
水板を配設した二次巻きコンクリートの継目部の強度を
低下させるという問題点を有していた。
【0004】本発明は、上記従来のトンネルの有する問
題点を解決し、地震や地盤の不等変位等により、トンネ
ルの二次覆工に亀裂等の損傷が発生するのを未然に防止
するようにした可撓性接合によるトンネル覆工工法とそ
の接合部材を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の可撓性接合によるトンネル覆工工法は、掘
削したトンネル内周壁面に沿って覆工用セグメントを組
み立てることにより一次覆工を構築した後、所定厚の二
次巻きコンクリートを打設することにより二次覆工を構
築するトンネル覆工工法において、二次巻きコンクリー
トを打設するために使用するセントルの背面に、中央部
に二次巻きコンクリートの打設厚さと略同一厚さを有す
る本体片を形成するとともに、該本体片の両端部に二次
巻きコンクリート中に埋設される埋設片を形成した合成
樹脂製の接合部材を設置し、この状態でセントルの背面
に二次巻きコンクリートを打設することを特徴とする。
【0006】セントルの背面に、中央部に二次巻きコン
クリートの打設厚さと略同一厚さを有する本体片を形成
するとともに、本体片の両端部に二次巻きコンクリート
中に埋設される埋設片を形成した合成樹脂製の接合部材
を設置し、この状態でセントルの背面に二次巻きコンク
リートを打設することにより、地震や地盤の不等変位等
に対して有効に機能する接合部材を、二次覆工の二次巻
きコンクリートの継目に簡易かつ高精度に配設すること
ができる。
【0007】この場合において、掘削したトンネル内周
壁面に沿って、予め内面側に合成樹脂製の緩衝材層を形
成した覆工用セグメントを組み立てることにより一次覆
工を構築することができる。
【0008】予め内面側に合成樹脂製の緩衝材層を形成
した覆工用セグメントを組み立てることにより、地震や
地盤の不等変位等に対して有効に機能する緩衝材層を一
次覆工と二次覆工の間に簡易かつ高精度に配設すること
ができる。
【0009】また、本発明のトンネル覆工用接合部材
は、二次巻きコンクリートの円周方向に配設され、中央
部に二次巻きコンクリートの打設厚さと略同一厚さを有
する本体片を形成するとともに、該本体片の両端部に二
次巻きコンクリート中に埋設される埋設片を形成したこ
とを特徴とする。
【0010】接合部材の中央部を二次巻きコンクリート
の打設厚さと略同一厚さを有するように形成することに
より、この接合部材により二次巻きコンクリートをトン
ネルの軸方向で確実に分断して、一次覆工に作用するト
ンネルの軸方向の圧縮、引張力が二次覆工に伝達された
時に発生する衝撃力を、この接合部材において吸収する
ことができる。
【0011】この場合において、本体片を、その両端部
に形成した埋設片と一体に形成した非発泡合成樹脂製の
中空部材と、該中空部材の中空部に充填した発泡合成樹
脂製の充填部材とで構成することができる。また、本体
片の中空部材の内外表面を蛇腹状に形成することができ
る。
【0012】これにより、接合部材の強度を保持しなが
ら、柔軟性を高めることができ、地震等の動的な外力に
対する追従性を向上することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の可撓性接合による
トンネル覆工工法とその接合部材の実施の形態を図面に
基づいて説明する。
【0014】図1に、本発明の可撓性接合によるトンネ
ル覆工工法を用いて構築したトンネルを示す。このトン
ネルは、公知のシールド掘進機により、掘削したトンネ
ル内周壁面に沿って組み立てられた覆工用セグメント1
0からなる一次覆工1と、一次覆工1を構築した後、所
定厚の二次巻きコンクリートを打設することにより構築
された二次覆工2と、一次覆工1と二次覆工2の間に配
設された合成樹脂製の緩衝材層3と、二次覆工1の二次
巻きコンクリートの継目に、その円周方向に配設された
合成樹脂製の接合部材4とからなる。
【0015】この場合において、一次覆工1に用いる覆
工用セグメント10は、鋼製又はコンクリート製の覆工
用セグメントの内面側に合成樹脂製の緩衝材層3を予め
形成したものを使用することが望ましい。なお、鋼製の
覆工用セグメントを用いる場合には、図2に示すよう
に、鋼製の覆工用セグメントの主桁11、継手板12及
び補強リブ13により区画された内部にコンクリート等
の充填材14を充填した状態で、合成樹脂製の緩衝材層
3を形成するようにする。
【0016】緩衝材層3は、ポリエチレン、ウレタンゴ
ム、シリコンゴム等の衝撃的な外力に対して高い耐久性
を有するとともに、伸縮性に富んだ合成樹脂材料を以て
構成する。なお、図2に示す例においては、ポリエチレ
ン製の合成樹脂シートを鋼製の覆工用セグメント10に
充填した充填材14の表面に貼付することにより緩衝材
層3を形成するようにしているが、緩衝材層3の形成方
法は、これに限定されず、例えば、充填材14の表面に
液状の合成樹脂材料を塗布すること等により緩衝材層を
形成することができる。また、一次覆工を一次巻きコン
クリートを打設することにより構築する場合等には、現
場施工により、一次覆工の内面側に合成樹脂シートを貼
付又は液状の合成樹脂材料を塗布すること等により緩衝
材層を形成することができる。
【0017】接合部材4は、図3に詳示するように、中
央部に二次巻きコンクリートの打設厚さと略同一厚さを
有する本体片41を形成するとともに、本体片41の両
端部に二次巻きコンクリート中に埋設される埋設片4
2,43を形成して構成する。このうち、本体片41
は、両端部に形成した埋設片42,43と一体に形成さ
れるポリエチレン、ウレタンゴム、シリコンゴム等の衝
撃的な外力に対して高い耐久性を有するとともに、伸縮
性に富んだ非発泡合成樹脂材料を以て構成した中空部材
41aと、中空部材41aの中空部に充填した発泡ウレ
タンゴム、発泡シリコンゴム等のきわめて伸縮性に富ん
だ発泡合成樹脂材料を以て構成した充填部材41bとで
構成することが望ましい。また、中空部材41aの内外
表面は、蛇腹状に形成することにより、伸縮性に富んだ
構造にするとともに、蛇腹状に形成した中空部材41a
の外表面のうち、少なくとも、二次巻きコンクリートの
打設時にコンクリートが入り込むおそれのある部分に
は、発泡ウレタンゴム、発泡シリコンゴム等のきわめて
伸縮性に富んだ発泡合成樹脂材料を以て構成した充填層
41cを形成することが望ましい。この場合において、
構築するトンネルの用途が下水道の場合には、トンネル
の内周壁面の一部を構成することになるに中空部材41
aの内側の外表面に充填層41cを形成して、トンネル
の内周壁面が滑らかになるようにする。また、埋設片4
2,43には、埋設片42,43と二次巻きコンクリー
トとの付着力を高めるために、突条42a,43aを一
体に形成するようにする。
【0018】次に、本発明の可撓性接合によるトンネル
覆工工法の工程について説明する。まず、シールド掘進
機により、掘削したトンネル内周壁面に沿って、予め内
面側に合成樹脂製の緩衝材層3を形成した覆工用セグメ
ント10を組み立てることにより一次覆工1を構築す
る。この場合において、必要に応じて、隣接する覆工用
セグメント10同士の緩衝材層3の隙間に、緩衝材層3
を構成する合成樹脂材料と同種又は異種の液状の合成樹
脂材料を塗布又は注入することにより、隙間をシール
し、緩衝材層3に止水効果を併せ持たせることができ
る。次に、所定厚の二次巻きコンクリートを打設するこ
とにより二次覆工2を構築するが、このとき、図4に示
すように、二次巻きコンクリートを打設するために使用
するセントル5の背面に妻型枠51に沿って、合成樹脂
製の接合部材4を設置し、この状態でセントル5の背面
に二次巻きコンクリートを打設する。この場合、セント
ル5の妻型枠51と接合部材4の間及び一次覆工1と接
合部材4の間に間詰め材52を配設し、二次巻きコンク
リート打設時に接合部材4にかかる圧力を支持するとと
もに、二次巻きコンクリートの打設時に接合部材4の中
空部材41aの位置にコンクリートが入り込むことを防
止する。なお、セントル5の妻型枠51に沿って配設し
た接合部材4と、前工程において構築した二次覆工2’
の端部に配設した接合部材4’との距離は、二次巻きコ
ンクリートの1打設工程の長さを調節することにより、
適宜変更することができる。
【0019】
【発明の効果】本発明の可撓性接合によるトンネル覆工
工法によれば、地震や地盤の不等変位等に対して有効に
機能する接合部材を、二次覆工の二次巻きコンクリート
の継目に簡易かつ高精度に配設することができる。そし
て、このようにして構築されたトンネルは、接合部材に
よって二次巻きコンクリートがトンネルの軸方向で確実
に分断されるため、一次覆工に作用するトンネルの軸方
向の圧縮、引張力が二次覆工に伝達された時に発生する
衝撃力を吸収することができ、二次覆工の二次巻きコン
クリートの継目に、トンネルの円周方向に沿ってリング
状の亀裂等の損傷が発生することを有効に防止できると
ともに、この接合部材自体が併せ持つ止水効果によっ
て、水密性の高いトンネルを構築することができる。
【0020】また、予め内面側に合成樹脂製の緩衝材層
を形成した覆工用セグメントを組み立てることにより、
地震や地盤の不等変位等に対して有効に機能する緩衝材
層を一次覆工と二次覆工の間に簡易かつ高精度に配設す
ることができる。そして、このようにして構築されたト
ンネルは、緩衝材層によって一次覆工と二次覆工とを確
実に分断して、二次覆工のトンネルの軸方向と直角方向
の断面に発生する曲げ引張力を吸収することができ、二
次覆工にトンネルの軸方向に沿って直線状の亀裂等の損
傷が発生することを有効に防止でき、接合部材との相乗
効果により、耐久性のきわめて高いトンネルを構築する
ことができる。
【0021】また、接合部材の本体片を、その両端部に
形成した埋設片と一体に形成した非発泡合成樹脂製の中
空部材と、中空部材の中空部に充填した発泡合成樹脂製
の充填部材とで構成したり、本体片の中空部材の内外表
面を蛇腹状に形成することにより、接合部材の強度を保
持しながら、柔軟性を高め、これにより、地震等の動的
な外力に対する追従性の高い接合部材を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の可撓性接合によるトンネル覆工工法を
用いて構築したトンネルの構造の一例を示し、(a)は
トンネルの縦断面図、(b)は(a)のA−A線断面図
である。
【図2】本発明の可撓性接合によるトンネル覆工工法に
用いる覆工用セグメントの一例を示す斜視図である。
【図3】本発明のトンネル覆工用接合部材の一例を示す
断面図である。
【図4】本発明の可撓性接合によるトンネル覆工工法の
工程説明図である。
【符号の説明】
1 一次覆工 2 二次覆工 3 緩衝材層 4 接合部材 41 本体片 41a 中空部材 41b 充填部材 41c 充填層 42 埋設片 43 埋設片 5 セントル 10 覆工用セグメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 洋 大阪府大阪市此花区伝法4丁目3番55号 株式会社鴻池組内 (72)発明者 木佐 一伸 大阪府大阪市此花区伝法4丁目3番55号 株式会社鴻池組内 (56)参考文献 特開 昭61−250300(JP,A)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 掘削したトンネル内周壁面に沿って覆工
    用セグメントを組み立てることにより一次覆工を構築し
    た後、所定厚の二次巻きコンクリートを打設することに
    より二次覆工を構築するトンネル覆工工法において、二
    次巻きコンクリートを打設するために使用するセントル
    の背面に、中央部に二次巻きコンクリートの打設厚さと
    略同一厚さを有する本体片を形成するとともに、該本体
    片の両端部に二次巻きコンクリート中に埋設される埋設
    片を形成した合成樹脂製の接合部材を設置し、この状態
    でセントルの背面に二次巻きコンクリートを打設するこ
    とを特徴とする可撓性接合によるトンネル覆工工法。
  2. 【請求項2】 掘削したトンネル内周壁面に沿って、予
    め内面側に合成樹脂製の緩衝材層を形成した覆工用セグ
    メントを組み立てることにより一次覆工を構築すること
    を特徴とする請求項1記載の可撓性接合によるトンネル
    覆工工法。
  3. 【請求項3】 二次巻きコンクリートの円周方向に配設
    され、中央部に二次巻きコンクリートの打設厚さと略同
    一厚さを有する本体片を形成するとともに、該本体片の
    両端部に二次巻きコンクリート中に埋設される埋設片を
    形成したことを特徴とするトンネル覆工用接合部材。
  4. 【請求項4】 本体片を、両端部に形成した埋設片と一
    体に形成した非発泡合成樹脂製の中空部材と、該中空部
    材の中空部に充填した発泡合成樹脂製の充填部材とで構
    成したことを特徴とする請求項3記載のトンネル覆工用
    接合部材。
  5. 【請求項5】 本体片の中空部材の内外表面を蛇腹状に
    形成したことを特徴とする請求項4記載のトンネル覆工
    用接合部材。
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