JP3174028U - Seismic reinforcement structure for tunnels - Google Patents
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Abstract
【課題】樹脂コンクリートパネルを用いたトンネルの覆工コンクリート内面内巻補強であって、トンネルの耐震強度をレベル2基準までに向上させた耐震補強構造を提供する。
【解決手段】トンネル覆工コンクリート内面にH型鋼製支保工2を設置し、該支保工2の平行方向に沿って周方向補強鉄筋3を配筋すると共に、トンネルの軸方向に沿って軸方向補強鉄筋4を配筋し、該周方向および軸方向補強鉄筋とを交差部にて相互に結束し、さらにトンネルの軸方向に沿って補強鋼板5を設置する。次いで前記支保工2の表面全体に、背面に付着力を高めるために砂付加工したパネル背面にパネル固定用インサート金具10を装着した樹脂コンクリートパネル1を固定し、該パネル裏面と既設覆工コンクリート7との間隙に高強度微粒子グラウトモルタル6を充填し、前記支保工2、周方向および軸方向補強鉄筋3,4、補強鋼板5ならびに前記パネル1を一体化する。
【選択図】図1To provide a seismic reinforcement structure for improving the inner strength of a tunnel lining concrete using a resin concrete panel and improving the seismic strength of the tunnel to a level 2 standard.
An H-shaped steel support 2 is installed on the inner surface of the tunnel lining concrete, and circumferential reinforcing reinforcing bars 3 are arranged along the parallel direction of the support 2, and the axis along the axial direction of the tunnel is provided. The directional reinforcing bars 4 are arranged, the circumferential direction and the axial direction reinforcing bars are bound to each other at an intersection, and a reinforcing steel plate 5 is installed along the axial direction of the tunnel. Next, a resin concrete panel 1 having a panel fixing insert 10 attached to the back surface of the panel that has been sanded to increase adhesion to the back surface is fixed to the entire surface of the support 2, and the back surface of the panel and the existing lining concrete are fixed. 7 is filled with high-strength fine particle grout mortar 6, and the support 2, the circumferential and axial reinforcing bars 3 and 4, the reinforcing steel plate 5 and the panel 1 are integrated.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、トンネル覆工コンクリートの補強や補修による覆工内巻補強工構造に関し、特に耐震補強を目的としたトンネル内巻補強覆工構造に関する。 The present invention relates to a lining inner winding reinforcement structure by reinforcing and repairing tunnel lining concrete, and more particularly to a tunnel inner winding reinforcement lining structure for the purpose of seismic reinforcement.
トンネルの内巻補強覆工に際して、トンネル覆工コンクリート内面に沿ってH型鋼製支保工を設置し、この支保工に覆工用樹脂コンクリートパネルを固定する工法が採用されることが多くなっている。この工法は、トンネル内に設置された複数の支保工に樹脂コンクリートパネルを固定して、内巻補強用充填材の型枠を兼ねてトンネル内面を覆い、パネルと既設コンクリート面の間に補強材を充填し、樹脂コンクリートパネルと補強充填材とを一体化してトンネル内面を内巻覆工することで行われる。そして、支保工とパネルとの固定方法もコストの低減や作業の効率化を目的とした資材や工法も提案されている。そのため、トンネルの補修や補強だけでなく、トンネルの新設に際しても、この工法の採用検討が増加している。 In tunnel inner lining reinforcement lining, an H-shaped steel support is installed along the inner surface of the tunnel lining concrete, and a method of fixing a resin concrete panel for lining to this support is often adopted. Yes. In this method, resin concrete panels are fixed to a plurality of supporters installed in the tunnel, and the tunnel inner surface is covered with the inner volume reinforcing filler, and the reinforcing material is provided between the panels and the existing concrete surface. Is carried out by integrating the resin concrete panel and the reinforcing filler and lining the inner surface of the tunnel. Also, materials and methods for fixing the support work and the panel have been proposed for the purpose of reducing costs and improving work efficiency. For this reason, not only the repair and reinforcement of tunnels but also the establishment of new tunnels, the adoption of this method is increasing.
特許文献1には、トンネル補修板をH型鋼製支保工に支持するための支持部材が示されており、補修板を隣接する支保工のフランジ部に簡単な作業で取り付けることのできる支持部材が示されている。そして特許文献2にも、内面覆工用樹脂コンクリートパネルを効率よく支保工に固定することのできる固定材が示されている。
一方、大震災もあり、トンネルに対しても耐震補強の要求は大きく、樹脂コンクリートパネルを用いた内面覆工においても耐震構造とすることが必要であり、耐震補強に向けた強度の向上が望まれている。しかし、特許文献1や2に示されている資材や工法は内面覆工を効率よく、低コストで行うことができ一定の補強効果を有するものではあるが、レベル2基準までの耐震補強構造は示されていない。
On the other hand, due to the great earthquake, there is a great demand for earthquake-resistant reinforcement for tunnels, and it is necessary to provide an earthquake-resistant structure for inner surface lining using resin concrete panels, and it is desirable to improve the strength for earthquake-resistant reinforcement. ing. However, although the materials and methods shown in
本考案の課題は、樹脂コンクリートパネルを使用して補強材としてH型鋼製支保工と組合せ鉄筋を用いた構造に、補強鋼板を加えたトンネルの耐震内巻補強覆工であって、トンネルの耐震強度をレベル2基準までに向上させた耐震構造を提供することである。
The subject of the present invention is an earthquake resistant inner volume reinforcement lining of a tunnel in which a reinforcing steel plate is added to a structure using a plastic steel panel and a reinforcing bar combined with an H-shaped steel support as a reinforcing material. It is to provide a seismic structure with improved seismic strength up to
本考案の耐震構造は、トンネルコンクリート覆工内面にH型鋼製支保工を設置し、該支保工の平行方向に沿って周方向補強鉄筋を機械式継手組合せにて配筋すると共に、トンネルの軸方向に沿ってフック式組合せ鉄筋を配筋し、該軸方向鉄筋および周方向主鉄筋とを交差部にて相互に結束し、さらにトンネルの軸方向に沿ってせん断補強鋼板を支保工間に設置し、次いで前記支保工の表面全体に、背面にパネル固定用インサート金具を装着した樹脂コンクリートパネルを仮固定し、該パネル背面と既設覆工コンクリートとの間隙に高強度微粒子グラウトモルタルを充填し、前記支保工、周方向および軸方向の補強鉄筋、補強鋼板ならびに前記パネルが一体化されていることを特徴とするトンネルの耐震補強構造である。 The seismic structure of the present invention has an H-shaped steel support on the inner surface of the tunnel concrete lining, and a circumferential reinforcing bar is arranged along the parallel direction of the support by a mechanical joint combination. Hook-type combined rebars are arranged along the axial direction, the axial rebars and the circumferential main rebar are bound together at the intersection, and a shear-reinforced steel plate is installed between the support works along the axial direction of the tunnel. Installed, and then temporarily fixed a resin concrete panel with a panel fixing insert fitting on the back surface over the entire surface of the support, and filled the high-strength fine grain grout mortar in the gap between the panel back surface and the existing lining concrete. An anti-seismic reinforcement structure for a tunnel, characterized in that the supporting work, the reinforcing bars in the circumferential direction and the axial direction, the reinforcing steel plate and the panel are integrated.
また上記構造において、トンネルの軸方向に沿って配筋される補強鉄筋は、フック式組合せ鉄筋継手を用いて、隣接する前記支保工の対面するウェブに設けたスリーブに両端部のフックを挿入して配筋し、トンネルの軸方向に設置される補強鋼板は、隣接する前記支保工の対面するフランジに設けた端部受金具に両端部を挿入して設置することも特徴とする。 Further, in the above structure, reinforcing reinforcing bars arranged along the axial direction of the tunnel are inserted into hooks on both ends of the sleeves provided on the facing webs of the adjacent support works using hook type combined reinforcing bar joints. The reinforcing steel plate installed in the axial direction of the tunnel is also characterized in that it is installed by inserting both ends into an end receiving bracket provided on the flange facing the adjacent support work.
これらの構造では、支保工と平行方向であるトンネルの周方向に沿って配筋される補強鉄筋が主筋となり、トンネルの軸方向に沿って配筋される補強鉄筋が配力筋となり、これらの補強鉄筋は、交差する箇所で相互に結束され、鋼製支保工と共に内巻補強構造となっている。同じくトンネルの軸方向で支保工間に設置される補強鋼板は、せん断補強用として設置されている。支保工に仮固定される樹脂コンクリートパネルは、装着したパネル固定用インサート金具が高強度微粒子グラウトモルタルに埋設固定され、パネル背面の砂付加工による付着力と組み合されることでより強固に固定される。 In these structures, reinforcing bars that are arranged along the circumferential direction of the tunnel, which is parallel to the support work, are the main reinforcing bars, and reinforcing bars that are arranged along the axial direction of the tunnel are the reinforcing bars. Reinforcing bars are bound to each other at crossing points, and have an internal winding reinforcement structure together with a steel support. Similarly, the reinforcing steel plate installed between the support works in the axial direction of the tunnel is installed for shear reinforcement. Resin concrete panels that are temporarily fixed to the support are fixed more firmly by attaching the mounting brackets for panel mounting embedded in high-strength fine grain grout mortar and combining with the adhesive force by sanding on the back of the panel .
また、主補強鉄筋の継手としては、簡易な作業で取り付けられ接続強度も大きい機械式継手を用い、補強充填モルタルとしては長距離圧送打設の場合は高強度微粒子グラウトモルタルを用いることが好ましい。 Moreover, it is preferable to use a mechanical joint that is attached by a simple operation and has high connection strength as the joint of the main reinforcing reinforcing bar, and as the reinforcing filling mortar, a high-strength fine particle grout mortar is used in the case of long-distance feeding.
本考案の構造に補強されたトンネルは、主筋である周方向補強鉄筋と配力筋である軸方向補強鉄筋による補強だけでなく、設置された補強鋼板が地震の振動により発生するせん断力に対して補強効果を発揮し、優れた耐震補強構造となる。さらに、樹脂コンクリートパネルは固定用インサート金具を装着しており、充填された高強度微粒子グラウトモルタルにより、支保工、鉄筋や鋼板などの補強用鋼材ともに埋設され緊密に一体化する。そのため、地震に際しても、分離したり、脱落したりすることなく優れた耐震補強効果を発揮し、レベル2基準までの耐震構造となる。
The tunnel reinforced with the structure of the present invention is not only reinforced by the circumferential reinforcing bars that are the main bars and the axial reinforcing bars that are the distribution bars, but also by the installed reinforcing steel plate against the shear force generated by the vibration of the earthquake. Reinforces the structure and provides an excellent seismic reinforcement structure. Furthermore, the resin concrete panel is fitted with a fixing insert metal fitting, and is embedded with a reinforcing steel material such as a support, a reinforcing bar and a steel plate by a high-strength fine particle grout mortar filled and closely integrated. Therefore, even in the event of an earthquake, it exhibits an excellent seismic strengthening effect without being separated or dropped off, resulting in an earthquake resistant structure up to
また本構造では、鉄筋や鋼板などの補強用鋼材の設置を、支保工に設置したスリーブや端部受金具に各補強材の端部を挿入し支保工に固定して一体化する構造とすることで、高強度微粒子グラウトモルタルを充填し補強用鋼材を確実に定着固定することができ、さらに効率化された作業にて構築することができる。 In this structure, reinforcing steel materials such as reinforcing bars and steel plates are installed in such a way that the ends of each reinforcing material are inserted into sleeves and end brackets installed in the support and fixed to the support. Thus, it is possible to reliably fix and fix the reinforcing steel material by filling the high-strength fine particle grout mortar, and it is possible to construct it by more efficient work.
以下本考案の詳細を実施例図に基づき説明する。 Details of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、内面覆工を本考案の耐震補強構造としたトンネルの断面説明図であり、トンネルの既設覆工コンクリート7を削ったトンネル内面に、トンネルの周方向に沿って複数のH型鋼製支保工2を設置し、この支保工2の平行方向に沿って主筋である周方向補強鉄筋3が配筋され、トンネルの軸方向(図1においては図の垂直方向)に沿って配力筋である軸方向補強鉄筋4が配筋されている。この周方向補強鉄筋3と軸方向補強鉄筋4とは相互に結束され、トンネル内面に沿って格子状に配筋されている。さらにトンネルの軸方向に沿って複数の補強鋼板5がせん断補強用に設置されている。そして、前記支保工2の表面全体には、背面が砂付加工されたパネルの背面にパネル固定用インサート金具10を装着した樹脂コンクリートパネル1が仮固定され、この樹脂コンクリートパネル1の背面と既設覆工コンクリート7との間隙に高強度微粒子グラウトモルタル6が充填され、前記支保工2、周方向補強鉄筋3および軸方向補強鉄筋4、補強鋼板5ならびに前記パネル1とが一体化して埋設固定されている。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a tunnel in which the inner lining is the seismic reinforcement structure of the present invention. A plurality of H-shaped steels are formed along the circumferential direction of the tunnel on the inner surface of the tunnel where the existing
図1に示すトンネルの周方向に沿って設置されるH型鋼製支保工2は、トンネル天頂部にて継手板23により連結され、天井のアーチ部から側壁部にかけて設置され、底板24にてトンネル底部に固定されている一対の支保工と、トンネル底部にてこの一対の支保工に連結される支保工とにより構成されている。周方向補強鉄筋3は、主筋としてH型鋼製支保工2に沿った方向に配筋され、鉄筋の接続は機械式継手31により行われている。軸方向補強鉄筋4はH型鋼製支保工2に設けたスリーブ8に両端部のフックを挿入することにより、隣接する支保工間に配筋されている。また、補強鋼板5はH型鋼製支保工2に設けた端部受金具9に両端部を挿入することにより、隣接する支保工間に設置されている。そして、樹脂コンクリートパネル1は天井のアーチ部、側壁部、底部(インバート部)の表面全体に設置されている。
The H-
図2は図1におけるA部の詳細説明図であり、各鉄筋の配筋状態を示し、(A1)はトンネルの上方からみた平面図、(A2)は側面図である。トンネルの軸方向に沿って配筋される軸方向補強鉄筋4はフック式組合せ継手鉄筋であって、両端部が90度折り曲げたフック41となっている。隣接するH型鋼製支保工2の対面するウェブ21に設けたスリーブ8に両端部のフック41を挿入することで配筋される。そして、主筋である周方向補強鉄筋3と配力筋である軸方向補強鉄筋4とは、交差部42にて相互に結束されている。
FIG. 2 is a detailed explanatory view of a portion A in FIG. 1, showing a bar arrangement state of each reinforcing bar, (A1) is a plan view seen from above the tunnel, and (A2) is a side view. The axial reinforcing reinforcing
図3は図1におけるB部の詳細説明図であり、補強鋼板5の設置状態を示し、(B1)はトンネルの上方から見た平面図、(B2)はトンネルの軸方向の側面図、(B3)は壁側方向から見た側面図である。トンネルの軸方向に沿って設置される補強鋼板5は、隣接するH型鋼製支保工2の対面するフランジ22に設けたL字状の端部受金具9に両端部を挿入して、隣接する支保工間に設置される。
3 is a detailed explanatory view of a portion B in FIG. 1, showing an installation state of the reinforcing
図4は樹脂コンクリートパネル1の固定状態を示す上四半部の断面説明図であり、このパネル1は周方向補強鉄筋3や軸方向補強鉄筋4などが設置されたH型鋼製支保工2の表面に固定されている。樹脂コンクリートパネル1の背面は砂付加工され、その背面にはパネル固定用インサート金具10が装着されており、充填される高強度微粒子グラウトモルタルにより、周方向補強鉄筋3や軸方向補強鉄筋4などと共に埋設され一体化し、樹脂コンクリートパネル1はH型鋼製支保工2に対して仮固定され、高強度微粒子グラウトモルタルが固結後はインサート金具と共に強固に固定される。図5はパネル固定用インサート金具10を装着した樹脂コンクリートパネル1の平面説明図であり、背面にパネル固定用インサート金具10が4個装着されている。この樹脂コンクリートパネル1にはH型鋼製支保工2に仮固定を行うための取り付け部11が設けられており、この取り付け部11を利用してボルトなどによりH鋼製支保工2に仮固定することができる。樹脂コンクリートパネル1は、トンネル内で固定される場所に応じた曲面と大きさを持つ複数の種類のパネルが用いられる。複数の種類のパネルを用いて、天井のアーチ部、側壁部、インバート部などトンネルの内面全体を覆工すべく、H型鋼製支保工2の表面全体に取り付け固定する。図1に示されるように、仮固定された樹脂コンクリートパネル1は、背面に装着したパネル固定用インサート金具10が高強度微粒子グラウトモルタル6に埋設され、補強用鋼材などと一体化されることで、H型鋼製支保工2と共に高強度微粒子グラウトモルタルに強固に固定することができ、耐震構造とすることができる。
FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view of the upper quadrant showing the fixed state of the
図6は図4におけるC部の詳細説明図であり、樹脂コンクリートパネル1へのパネル固定用インサート金具10の装着説明図である。図7は装着に使用する部材の説明図である。図6と図7とに示されるように、パネル固定用インサート金具10はボルト13にねじ込まれて、樹脂コンクリートパネル1に固定装着される。先ずボルト穴12を貫通させたボルト13をワッシャー14とナット15により、樹脂コンクリートパネル1に固定し、次いで固定したボルト13の先端にインサート金具10をねじ込み取り付けることで、インサート金具をパネルに固定装着できる。
FIG. 6 is a detailed explanatory view of a portion C in FIG. 4, and is an explanatory view of mounting the panel fixing insert fitting 10 to the resin
図8は、図1に断面図が示されている耐震補強されたトンネルの上方から見た部分断面平面説明図であり、隣接するH型鋼製支保工の間(8−1)〜(8−5)が、トンネルの天井アーチ部分の各補強材やパネルなどの設置説明図となっている。 8 is a partial cross-sectional plan view seen from above the tunnel reinforced with earthquake resistance whose cross-sectional view is shown in FIG. 1, and between adjacent H-shaped steel support works (8-1) to (8 -5) is an explanatory diagram of the installation of the reinforcing members and panels at the ceiling arch of the tunnel.
(8−1)は、H型鋼製支保工2に設けたスリーブ8に端部のフックを挿入して配筋された軸方向補強鉄筋4を示している。(8−2)では周方向補強鉄筋3がH型鋼製支保工2と平行に配筋され、軸方向補強鉄筋4との交差部42にて結束され、両補強鉄筋が格子状に配筋されていることを示している。(8−3)にはパネル固定用インサート金具10を装着した樹脂コンクリートパネル1が示され、(8−4)には配置された樹脂コンクリートパネル1の天頂部および支保工部でのつなぎ目に目地工16が施されていることを示している。(8−5)には樹脂コンクリートパネル1と既設覆工コンクリート7との間隙に高強度微粒子グラウトモルタル6が充填されている状態であって、本考案の構造により耐震補強されたトンネルの内面覆工構造を示している。
(8-1) shows an axial reinforcing
本考案に用いられる樹脂コンクリートパネルは、不飽和ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂に珪砂、炭酸カルシウムなどの細骨材やガラス繊維などを混合し、加熱しながら高圧力にてプレス成形したパネルが最適であり、非常に緊密で硬く、安定した化学的性質を持ったものである。そのため、強度的にも優れ、厚さ10mm程度でも十分に覆工用プレキャストパネルとして使用されているものであり、耐震補強用材料として好ましいものである。 Resin concrete panels used in the present invention are mixed with thermosetting resin such as unsaturated polyester resin and epoxy resin with fine aggregates such as silica sand and calcium carbonate, glass fiber, etc., and press molded at high pressure while heating. Panel is optimal, very tight, hard and has stable chemistry. Therefore, it is excellent in strength, and is sufficiently used as a precast panel for lining even with a thickness of about 10 mm, and is preferable as a material for seismic reinforcement.
裏込モルタルとしては、セメントに微粒子混和材を加えた高強度微粒子グラウトモルタルが好ましく用いられる。微粒子グラウトモルタルは長距離圧送性に優れ、特殊添加剤によりブリーディングが少なく、長期耐久性にも優れており、好ましく用いられる。 As the back-filling mortar, a high-strength fine particle grout mortar obtained by adding a fine particle admixture to cement is preferably used. Fine grain grout mortar is preferably used because it has excellent long-distance pumpability, little bleeding due to special additives, and excellent long-term durability.
また、パネル固定用インサート金具として、面積に対して外周が短く角部がないため装着に際して、補強鉄筋と交錯することが少なく作業性のよい円板状のインサートを示したが、この形状は特に限定されることなく、ほかの形状のものでも使用できる。 In addition, as a panel fixing insert metal fitting, the outer periphery is short with respect to the area and there are no corners. Without limitation, other shapes can also be used.
本考案の構造は、既設トンネルを補強して、耐震補強構造とするのに適しているが、トンネルの新設の内面覆工構造としても応用できる。 The structure of the present invention is suitable for reinforcing an existing tunnel to provide a seismic reinforcement structure, but can also be applied as a new inner surface lining structure for a tunnel.
1 樹脂コンクリートパネル
2 H型鋼製支保工
21 ウェブ
22 フランジ
3 周方向補強鉄筋
31 機械式継手
4 軸方向補強鉄筋
41 フック
42 交差部
5 補強鋼板
6 高強度微粒子グラウトモルタル(裏込モルタル)
7 既設覆工コンクリート
8 スリーブ
9 端部受金具
10 パネル固定用インサート金具
11 取り付け部
12 ボルト穴
13 ボルト
14 ワッシャー
15 ナット
16 目地工
DESCRIPTION OF
7 Existing lining concrete 8
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