JP2747482B2 - 掘削穴の覆工用筒状壁体の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、掘削穴の覆工用筒状壁体の構造に係わり、
特に、断面円形の２つの掘削穴が互いにそれらの一部が
重なる如く２連形に形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行なわれるようにな
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、例えばRCセグ
メントを組み立てて筒状壁体を形成してこの筒状壁体を
穴に沿って複数連結し（一次覆工）、この一次覆工のセ
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、上記工法において構築する筒状壁体として、例
えば第11図に示すものが知られている。

この筒状壁体は、円弧板状のRC製のセグメント１を連
結して、一方の掘削穴Ｈ₁の壁面と他方の掘削穴Ｈ₂の壁
面とを覆う主壁部2,2を構築し、これら上下の主壁部２
どうしの接合部には分岐部セグメント3,3を配し、それ
ら両分岐部セグメント3,3間に分岐部支持体４を接合
し、このようにして構築した眼鏡枠状の壁体を掘削穴Ｈ
の軸方向に順次連結してなるものである。上記筒状壁体
を構成するセグメント１、分岐部セグメント３、分岐部
支持体４はボルト・ナットにより連結されており、前記
各部材にはボルト・ナットによる連結部としてボルト挿
通孔5aの形成された継手金具5,5…が埋設されている。
上記構造では、前記分岐部支持体４がいわゆる床版とし
て機能するものとなっている。

また、上記例では、２連形となる各掘削穴Ｈ₁,H₂が縦
に配された場合について説明したが、これらが横に配さ
れた場合についても同様であり、その場合、前記分岐部
支持体４は中柱あるいは中壁として機能するわけであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如き筒状壁体によれば、シールド掘削機によっ
て２連形に掘削した掘削穴Ｈの覆工を効率的かつ容易に
行うことができるが、下記の如き解決すべき問題点が残
されている。

すなわち、このような２連形のトンネルにあっても、
トンネルの途中にプラットフォーム等を形成したり、あ
るいは両トンネル部分を分岐させたりすることを要求さ
れる。その場合上記構造にあっては、分岐部支持体４
は、双方の掘削穴Ｈ₁,H₂に共有されるものであるため分
岐が難しいといった問題である。また、双方の掘削穴Ｈ
₁,H₂が完全に分岐された状態では、各掘削穴Ｈ₁,H₂はそ
れぞれ独立した完全な円断面を形成するものとなるわで
あるが、その場合の上記第11図の形状からの移行が難し
いといった問題などである。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、分岐す
る２連形の掘削穴に有効に適用することのできる、掘削
穴の覆工用筒状壁体の構造を提供することを目的とする
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、断面円形の２つの掘削穴が互いにそれらの
一部が重なる如く形成された掘削穴の覆工を行うべくセ
グメントにより構成される覆工用筒状壁体の構造であっ
て、一方の掘削穴を覆工するための第１の筒状壁体と、
他方の掘削穴を覆工するための第２の筒状壁体とに構成
され、前記第１の筒状壁体は、セグメントの１ピース分
を省かれてなる欠円部を有しかつ該欠円部を他方の掘削
穴側に位置させた円形断面状に形成される一方、前記第
２の筒状壁体は、他方の掘削穴の壁面に沿って形成され
る主壁部と、前記第１の筒状壁体の外面に沿って形成さ
れて前記欠円部を塞ぐ凹円弧部とで構成されていること
を特徴とするものである。

〔作用〕

分岐前状態では、第２の筒状壁体を構成する凹円弧部
が第１の筒状壁体の欠円部を塞ぐことにより、該凹円弧
部が応力の伝達機能を果たすと共に、双方のトンネルを
空間的に分離させるものとなる。

一方、双方のトンネルを分岐させるときには、第１の
筒状壁体の前記欠円部にセグメントを嵌める込むことに
より、２つのトンネルが完全に独立した状態となり得る
から、２つのトンネルを離間させること、すなわちトン
ネルの分岐が容易になされるものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しながら説
明する。これらの図において第７図に示したものと同じ
構成要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。
第１図において全体として符号６で示すものが本発明に
よる掘削穴の覆工用筒状壁体（以下、“筒状壁体”と略
す）である。

この筒状壁体６は、一方の掘削穴Ｈ₁を覆工するため
の第１の筒状壁体７と、他方の掘削穴Ｈ₂を覆工するた
めの第２の筒状壁体８とに構成されている。

前記第１の筒状壁体７は、セグメントの１ピース分を
省かれてなる欠円部９を有し、かつ該欠円部９を他方の
掘削穴Ｈ₂側に位置させた円形断面状に形成されてい
る。前記欠円部９は、通常の円形断面となる筒状壁体を
形成する際に本体キーセグメントが設けられる部分を省
くことによって形成されたものである。

一方、前記第２の筒状壁体８は、掘削穴Ｈ₂の壁面に
沿って形成される主壁部10と、前記第１の筒状壁体７の
外面に沿って形成されて前記欠円部９を塞ぐ凹円弧部11
とで構成されている。図中符号１′で示すものは、この
第２の筒状壁体８の主壁部10を構成するキーセグメント
である。

また、主壁部10の両下端部すなわち第１の筒状壁体７
と接する部分は、円弧版状のセグメント１と連続して掘
削穴Ｈ₂壁面に沿う円弧部分12aと、前記第１の筒状壁体
７の外面に沿って掘削穴Ｈの中心部に屈曲された屈曲部
12bとが一体に形成されてなるＬ型セグメント12A,12Bに
よって構成されている。すなわちこの場合、これらＬ型
セグメント12A,12Bの前記円弧部12a,12aが前記主壁部10
の一部を構成する一方、屈曲部12b,12bが前記凹円弧部1
1の一部を構成するものとなっているわけである。

前記両Ｌ型セグメント12A,12Bのそれぞれの屈曲部12b
間には、円弧板状セグメント13が、第１の筒状壁体７の
外面に沿う形状に設けられている。つまり、この円弧板
状セグメント13と、前記Ｌ型セグメント12A,12Bの屈曲
部12b,12bとにより第２の筒状壁体８の凹円弧部11が構
成されている。該円弧板状セグメント13は、前記欠円部
９に対して十分長寸となるものであり、これによって第
１の筒状壁体７の欠円部９が塞がれている。

また、図示は省略するが、該円弧板状セグメント13と
前記屈曲部12b,12bとは、それら互いの接合端面に前記
継手金具５と同様に構成された継手金具をボルト・ナッ
トで締結することにより結合されている。さらに、該円
弧板状セグメント13と、第１の筒状壁体７とは、第２図
および第３図に示す手段により結合されている。すなわ
ち、円弧板状セグメント13における長手方向両端部近傍
には、該円弧板状セグメント13の曲率中心に向かうボル
ト挿通孔14,14,…が該セグメント13を板厚方向に貫通し
て形成されており、一方、第１の筒状壁体７の両上端部
を構成するセグメント1,1における、前記円弧板状セグ
メント13と重畳される部分には、前記ボルト挿通孔14,1
4,…と連続するボルト挿通孔15,15,…が、上記同様板厚
方向に貫通して形成されている。そして、これらボルト
挿通孔14,15にボルト16,16,…が挿通され、その両端部
にナット17,17,…が螺着されている。符号18はナット17
を突出させないための座ぐりである。またこの場合、前
記ボルト16は第３図に示すように、円弧板状セグメント
13の幅方向に対し２列に設けられている。

次に、上記構造となる本発明の筒状壁体６の作用につ
いて説明する。

前記筒状壁体６にあっては、第１の筒状壁体７に欠円
部９が形成されるものの、該欠円部９は第２の筒状壁体
８の凹円弧部11（円弧板状セグメント13）により塞がれ
ることにより、これら第１の筒状壁体７と第２の筒状壁
体８とが一体となるから第１の筒状壁体７においても応
力伝達経路は確保され、周辺地盤の土圧に十分に対抗で
きるもの、つまり覆工体として十分に機能するものとな
る。また、第１の筒状壁体７には欠円部９が存在するも
のの、前記凹円弧部11（円弧板状セグメント13）が、第
２の筒状壁体８の床版となると共に第１の筒状壁体７の
天井をも形成するから、２つの掘削穴Ｈ₁,H₂を空間的に
独立させる上において何等問題はない。

そして、この筒状壁体６によれば、２つの掘削穴Ｈ₁,
H₂が第１に示される２連形の状態から分岐する場合にお
いては、下記の要領によりそれら分岐される掘削穴Ｈ₁,
H₂の覆工を容易に行うことができる。

すなわち、前記筒状壁体６を分岐させるには、第４図
に示す如く、第１の筒状壁体７の欠円部９に、該欠円部
９にぴったりと嵌まるキーセグメント19を取り付ける。
このキーセグメント19の取付けは、他のセグメント１同
様、該キーセグメント19の両端部19a,19aを、該キーセ
グメント19の両側に位置して欠円部９を形成していたセ
グメント1,1の端面1a,1aにそれぞれ継手金具５を介して
ボルト結合すればよい。

上記操作により、第１の筒状壁体７は第５図の如く完
全なる円形断面のものとなる。つまり、この第１の筒状
壁体７は、第１図状態では、欠円部９が第２の筒状壁体
の凹円弧部11により一体的に塞がれることによって応力
伝達機能が確保されていたわけであるが、上記キーセグ
メント19で欠円部９を塞ぐことにより、この第１の筒状
壁体７の自立が可能となるわけである。一方、第２の筒
状壁体８については、主壁部10と凹円弧部11とが元々閉
じた断面を形成しているものであるから、当然、単体で
の自立は可能である。従ってこれにより、第１の筒状壁
体７と第２の筒状壁体８とを離間・分離させること、す
なわち分岐が可能となるのである。

これら両筒状壁体7,8を第４図の状態から実際に分岐
するにあたっては図示は省略するが、下記の要領にて行
うことができる。

つまり、第１の筒状壁体７と第２の筒状壁体８とが第
５図状態から若干離間された状態では、これら両筒状壁
体7,8を上記形状のままで離間させ、離間によって生じ
たスペースには、スペーサー等の支持部材を介在させ
る。すなわち、その支持部材により両筒状壁体7,8間方
向における応力伝達機能を確保するためである。そし
て、双方の筒状壁体7,8が十分に離間された時点で、第
２の筒状壁体８を第６図に概略で示す如く、第１の筒状
壁体７と同様、円形断面のものに形成すればよい。

このように、上記筒状壁体６を上記構成とすれば、第
１の筒状壁体７と第２の筒状壁体８との分離（分岐）を
機能的、効率的に行うことができるものとなる。

続いて、本考案の他の実施例を第７図ないし第10図を
参照して説明する。なお、この実施例において、前記実
施例で説明した構成要素と同一構成要素には同一符号を
付したその説明を省略する。

本実施例が前記した実施例と異なるところは、前記実
施例ではRC製のセグメントを用いているが、ここではス
チール製のセグメントを用いた点である。

すなわち、第１の筒状壁体７は、それぞれ円弧板状に
形成された共通のスチール製セグメント20の端部同士を
ボルト・ナットで締結することにより構成されるもの
で、第２の筒状壁体８に隣接する個所にはキーセグメン
トが省かれて欠円部９が形成されている。スチール製セ
グメント20は、第８図（イ）、（ロ）に示すように、適
宜間隔をあけて配された左右の側板21と、側板21の両端
部に溶接された端板22と、側板21の外側に溶接されたス
キンプレート23と、両側板21間に架け渡された複数のリ
ブ24によって構成されている。

一方、第２の筒状壁体８は、前記した円弧板状のスチ
ール製セグメント20と、Ｌ型のスチール製セグメント26
と、第１の筒状壁体７に隣接する円弧板状のスチール製
セグメント27が互いに端部同士を接続されて成ってお
り、円弧板状のスチール製セグメント20とＬ型のスチー
ル製セグメントの円弧部26aで、掘削穴Ｈに沿う主壁部1
0が構成され、Ｌ型のスチール製セグメントの屈曲部26b
と円弧板状のスチール製セグメント27とで欠円部９を塞
ぐ凹円弧部11が構成される。

Ｌ型のスチール製セグメント26は、第９図に示すよう
に、左右のＬ字状側板28と、側板28の両端部に溶接され
た端板29と、側板28の外側に溶接されたスキンプレート
30と、両側板28間に架け渡されたリブ31によって構成さ
れている。円弧板状のスチール製セグメント27は、第10
図に示すように、前記円弧状スチール製セグメント21と
同様、左右側板32、端板33、スキンプレート34と補強用
リブ35から構成されていて、ただ、前記スチール製セグ
メント21と異なるところは、スキンプレート34を側板32
および端板29の凸部側ではなく凹部側に溶接接合させて
いる点である。

上記各セグメント20、26、27を構成する部品は主にス
チールで作られるが、強度的に支障なければ他の金属に
よって作ってもよい。

前記したように各セグメント同士の接続は、隣接する
端板同士あるいは側板同士がボルト・ナットによって締
結されることにより行われ、また、第１の筒状壁体７の
スチール製セグメント20と第２の筒状壁体８のスチール
セグメント27との接続は、第７図に示すように互いに隣
接するスキンプレート23、23同士に形成した挿通孔にボ
ルト36を通し、片側からナット37で締結することにより
行われる。なお、第７図において5aは、セグメントの側
板に設けられた連結用ボルト挿通孔である。

本実施例においても、欠円部９を凹円弧部11により塞
いでいるから周辺地盤の土圧に十分に対向できること、
掘削穴Ｈ₁、Ｈ₂が２連形の状態から分岐する場合、欠円
部９にキーセグメントを取り付け、双方の掘削穴Ｈ₁、
Ｈ₂を互いに強度的に独立させることで、機能的、効率
的に分岐が行えることといった前記同様の効果が得られ
る他、スチール製セグメント自体が軽量であることか
ら、セグメントの移送並びに組み立て作業の労力軽減が
図れる利点も得られることとなる。

なお、前記各実施例では、コンクリートセグメントの
みあるいはスチール製セグメントのみ使用した例につい
て説明したが、例えば、外部圧縮力が大きい個所はコン
クリートセグメントを用い、外部引張力が大きい個所は
スチールセグメントを用いるように、双方のセグメント
を混ぜて使用してもよい。

また、実際上、２連形トンネルを途中で分岐させる際
において、分岐されない２連形となる部分も上記のよう
な構造に構成してもよいし、あるいは、２連形部分につ
いては第11図に示した構造のものとし、分岐部に近付い
た時点で本発明による上記構造のものとしてもよい。

また、実施例では、２連形の掘削穴Ｈ₁,H₂が上下に配
されたものとして説明したが、本発明は上下方向に限ら
ず、それら掘削穴Ｈ₁,H₂が左右に配されたもの、あるい
は斜め方向に配されたものであってもよく、いずれの場
合であっても上記作用を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明に係る掘削穴の覆工用筒
状壁体の構造によれば、周辺地盤の土圧に十分に対抗
し、覆工体として十分に機能するのは勿論、欠円部に１
ピースのセグメントを取り付けるだけで、第１の筒状壁
体と第２の筒状壁体とを構造的に分離・独立させること
ができるので、分岐する２連形トンネルに極めて有効に
適用することができるものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による覆工用筒状壁体を示す
縦断面図、第２図は同実施例における第１の筒状壁体と
第２の筒状壁体との接合部を示す部分縦断面図、第３図
は第２図の平面図、第４図は一実施例による覆工用筒状
壁体を欠円部に取り付けられるセグメントと共に示す縦
断面図、第５図は欠円部にセグメントが取り付けられた
状態で示す覆工用筒状壁体の縦断面図、第６図は第１の
筒状壁体と第２の筒状壁体とを分離された状態で示す概
略縦断面図、第７図ないし第10図は本発明の他の実施例
を示す図であって、第７図は覆工用筒状壁体の縦断面
図、第８図（イ）はスチール製セグメントの斜視図、第
８図（ロ）は同スチール製セグメントを逆側から見た斜
視図、第９図はＬ型スチール製セグメントの斜視図、第
10図は欠円部を塞ぐスチール製セグメントの斜視図、第
11図は本出願人が先に出願した覆工用筒状壁体を示す縦
断面図である。 Ｈ……掘削穴、Ｈ₁……一方の掘削穴、Ｈ₂……他方の掘
削穴、１……セグメント、６……掘削穴の覆工用筒状壁
体、７……第１の筒状壁体、８……第２の筒状壁体、９
……欠円部、10……主壁部、11……凹円弧部、20、26、
27……セグメント。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面円形の２つの掘削穴が互いにそれらの
   一部が重なる如く形成された掘削穴の覆工を行うべくセ
   グメントにより構成される覆工用筒状壁体の構造であっ
   て、 一方の掘削穴を覆工するための第１の筒状壁体と、他方
   の掘削穴を覆工するための第２の筒状壁体とに構成さ
   れ、前記第１の筒状壁体は、セグメントの１ピース分を
   省かれてなる欠円部を有しかつ該欠円部を他方の掘削穴
   側に位置させた円形断面状に形成される一方、前記第２
   の筒状壁体は、他方の掘削穴の壁面に沿って形成される
   主壁部と、前記第１の筒状壁体の外面に沿って形成され
   て前記欠円部を塞ぐ凹円弧部とで構成されていることを
   特徴とする掘削穴の覆工用筒状壁体の構造。