JP3520358B2 - 横坑構造物と立坑構造物との接続構造 - Google Patents

横坑構造物と立坑構造物との接続構造

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JP3520358B2 JP10701898A JP10701898A JP3520358B2 JP 3520358 B2 JP3520358 B2 JP 3520358B2 JP 10701898 A JP10701898 A JP 10701898A JP 10701898 A JP10701898 A JP 10701898A JP 3520358 B2 JP3520358 B2 JP 3520358B2
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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、地震等の振動によ
っても破損しにくい、横坑構造物及びこれと接続された
立坑構造物における、横坑構造物と立坑構造物との接続
構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、シールドトンネル等を構成する横
坑構造物や、該横坑構造物と接続された形で立坑構造物
が構築されている。これら構造物に関し、地震等が発生
すると、その振動によって横坑構造物と立坑構造物との
間に相対変位が生じ、これによって、横坑構造物のうち
立坑構造物との接続部には剪断力等が加わり、特に接続
部の中でも立坑構造物との接合箇所には剪断力等の応力
が集中することになる。シールドトンネル等は通常セグ
メントブロック等のコンクリート部材から形成されてい
るため、地震等により上述した接続部での剪断力等が大
きくなると、該接続部のうち応力が集中する接合箇所付
近が破損するなどの恐れがある。そのため、例えば横坑
構造物の接続部の一部を可撓セグメントで形成するとい
った方法で接続部の破損を無くす工夫をしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、可撓セグメン
トの設置には手間と時間がかかり、そのうえ可撓セグメ
ントは高価な部材であるため建設コストがかかる。
【0004】そこで本発明は上記事情に鑑み、横坑構造
物の接続部が破損しにくい構造をもち、しかも施工に手
間と時間がかからず、建設コストもかからずに済む横坑
構造物と立坑構造物との接続構造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】本発明のうち第1の発明
は、側部(2b)に横坑掘削発着部(12)が形成され
た立坑構造物(2)を有し、前記横坑掘削発着部(1
2)にソケット部材(6)を横坑構築方向に設け、前記
ソケット部材(6)に横坑構造物収容部(6b)を前記
横坑構築方向に筒状に形成し、横坑構造物(3)を、前
横坑構造物収容部(6b)内に挿嵌させて設け、前記
横杭構造物と前記横坑構造物収容部との間に第1のシー
ル材を設置し、前記横坑構造物と前記横坑掘削発着部と
の間に第2のシール材を設置し、前記第1及び第2のシ
ール材により封止された部位に緩衝材(20)を充填設
置して構成される。
【0006】また本発明のうち第2の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記緩衝材(20)はシール性能を有した材料からなって
いる。
【0007】また本発明のうち第3の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記横坑構造物(3)は、複数のセグメントブロック(3
a)を組み立てて構成されている。
【0008】また本発明のうち第4の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記横坑構造物(3)は、所定長さで筒状に形成されたコ
ンクリート管を横坑構築方向に複数直列に接続して構成
されている。
【0009】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。図1は、本発明による接続構造の一
例を適用したシールドトンネル構造物を示した側断面
図、図2は、図1に示すシールドトンネル構造物を構築
する際の一工程を示した図である。
【0011】地盤50中には、図1に示すようにシール
ドトンネル構造物1が構築されている。シールドトンネ
ル構造物1は、地盤50中に構築された立坑構造物2を
有しており、立坑構造物2は現場打ちコンクリート等に
よる板状の底部2a及び側壁部2bを有している。また
シールドトンネル構造物1は、地盤50中に略水平なト
ンネル構築方向に伸延した形で埋設されたシールドトン
ネル覆工体3を有しており、シールドトンネル覆工体3
はコンクリート材料からなる複数のセグメントブロック
3aを組み立てた形で形成されている(なお図示しない
が別の例として、シールドトンネル覆工体3のうち立坑
到達部分をシールド掘削機のスキンプレートで構成して
もよい。)。立坑構造物2の側壁部2bにはシールド発
着部12が形成されており、該シールド発着部12に
は、立坑構造物2の内外を略水平方向に貫通する形で接
続穴5が形成されている。また、立坑構造物2のシール
ド発着部12には、該シールド発着部12から外側(図
1の紙面左側)に向けて略水平なトンネル構築方向に突
出伸延した形のソケット6が一体的に固定して設けられ
ている。ソケット6には、略水平なトンネル構築方向に
伸延した中空筒状のスリーブ部6bが形成されており、
スリーブ部6bの後端部側(図1の紙面右側端部)がシ
ールド発着部12に固定された形となっている。なお、
スリーブ部6bの内部は、先端側(図1の紙面左側)に
開口していると共に、後端側(図1の紙面右側)では、
シールド発着部12に形成された接続穴5と図1の紙面
左右方向に連通接続されている。
【0012】シールドトンネル覆工体3における図1の
紙面右側端部付近である接続部9は上述したソケット6
のスリーブ部6b内に挿嵌されており、該シールドトン
ネル覆工体3の先端部3bは前記接続穴5の位置に到達
した形で配置されている。また、シールドトンネル覆工
体3の外周面とスリーブ部6bの内周面との間にはクリ
アランス空間7が環状に形成されており、このクリアラ
ンス空間7には弾性材料(例えばゴム等の低弾性部材が
好ましいが、ソケット6とシールドトンネル覆工体3の
間で応力緩衝性能を発揮する材料であれば弾性材料に限
定されない。)からなる緩衝材20が充填設置されてい
る(なお、この緩衝材20はシール性能をも兼ね備えた
材料であることが好ましい。)。本実施例では、前記緩
衝材20はスリーブ部6b内から更に接続穴5内に亙っ
て充填されている(勿論、緩衝材20はスリーブ部6b
内だけに充填してもよい。)。また、シールドトンネル
覆工体3とスリーブ部6bとの間には、前記クリアラン
ス空間7の先端部分(図1の紙面左端部分)において、
該クリアランス空間7を閉塞する形で適宜な止水材料か
らなるシール材21が設置されており、接続穴5にはシ
ールド発着部12とシールドトンネル覆工体3との間を
閉塞する形で同様のシール材21が設置されている。従
って、シールドトンネル覆工体3とスリーブ部6b等と
の間の緩衝材20は、これらシール材21、21により
封入された状態になっている。
【0013】シールドトンネル構造物1は以上のように
構成されており、このシールドトンネル構造物1を構築
するには次のように行う。まず、シールド到達用の立坑
構造物2を、図2に示すように現場打ちコンクリート等
により地盤50中に構築する。構築の際、側壁部2bに
は、中央付近がシールド到達用の仮壁10となったシー
ルド発着部12を形成しておく。次いで、側壁部2bの
外側の地盤50を開削するなどして、シールド発着部1
2に対して固定する形でソケット6を構築し、構築した
ソケット6を地盤50中に埋設する形で埋め戻しを行
う。その一方で、図示しない公知のシールド掘削機によ
り、シールドトンネル覆工体3を地盤50中に構築しな
がら、前記立坑構造物2に向けてシールド掘削を進め
る。このシールド掘削を更に進めることにより、前記図
示しないシールド掘削機をソケット6のスリーブ部6b
内に進め、更にシールド発着部12における仮壁10を
破る形で立坑構造物2内に到達させ(なお、仮壁10を
破った箇所は上述した接続穴5となる)、これによりシ
ールドトンネル覆工体3をスリーブ部6bに挿嵌させた
形で構築完成させる。次いで、シールドトンネル覆工体
3とスリーブ部6bとの間(或いは図示しないシールド
掘削機の外筒とソケット6との間)に、該スリーブ部6
bの先端部分において、シールドトンネル覆工体3とソ
ケット6との間のクリアランス空間7を閉塞する形でシ
ール材21を設置して止水する。その後、クリアランス
空間7及び接続穴5における、シールドトンネル覆工体
3の周囲(或いは図示しないシールド掘削機の外筒周
囲)の土砂を立坑構造物2側から除去する。土砂除去の
後、接続穴5において、シールドトンネル覆工体3とシ
ールド発着部12との間(或いは図示しないシールド掘
削機の外筒とシールド発着部12との間)にシール材2
1を設置する。次いで、シールドトンネル覆工体3とス
リーブ部6bとの間及び、シールドトンネル覆工体3と
シールド発着部12との間、従って前記シール材21、
21により封止された部位に、緩衝材20を充填設置す
る。以上でシールドトンネル構造物1の構築が完了す
る。
【0014】上述した説明では到達側の立坑構造物2に
ソケット6を構築してシールドトンネル構造物1を構築
したが、発進側の立坑構造物2にソケット6を構築して
シールドトンネル構造物1を構築してもよい。即ち、シ
ールド発進用の立坑構造物2を、上述したシールド到達
用の立坑構造物2の場合と同様に構築する。シールド発
着部12の中央付近はシールド発進用の仮壁10とな
る。次いで、側壁部2bの外側の地盤50を開削するな
どして、シールド発着部12に対して固定する形でソケ
ット6を構築し、構築したソケット6を地盤50中に埋
設する形で埋め戻しを行う。その後、立坑構造物2内に
図示しない公知のシールド掘削機を設置し、前記仮壁1
0を破り水平方向に進める形で発進させる。これにより
図示しないシールド掘削機は、スリーブ部6b内を通過
して地盤50中を掘削しながら進むと共に、発進した立
坑構造物2からスリーブ部6b内を通過して地盤50中
に延びる形でシールドトンネル覆工体3を構築する。そ
の後、シールドトンネル覆工体3とスリーブ部6bとの
間にシール材21を設置し、シールドトンネル覆工体3
とスリーブ部6bとの間の土砂を立坑構造物2側から除
去し、更にシールドトンネル覆工体3とシールド発着部
12との間にシール材21を設置する。その後、シール
ドトンネル覆工体3とソケット6等との間で、前記シー
ル材21、21により封止された部位に、緩衝材20を
充填する。
【0015】以上のように構築されたシールドトンネル
構造物1では、地震等が発生すると、その振動によって
シールドトンネル覆工体3と立坑構造物2との間に相対
変位が生じ、これによってシールドトンネル覆工体3の
接続部9には剪断や曲げ等の応力が加わることになる。
しかしこの応力は、シールドトンネル覆工体3に対して
立坑構造物2と一緒に相対変位するソケット6のスリー
ブ部6bから接続部9に作用することになり、しかも該
ソケット6によって接続部9を被覆している長さ全体に
亙って緩衝材20を介して作用することになる。よって
応力が分散し、局部的に集中することがないので、シー
ルドトンネル覆工体3が破損するようなことは極力防止
される。
【0016】なお上述した実施例の説明中の括弧内で述
べたように、緩衝材20がシール性能をも兼ね備えた材
料であれば、万一、シールドトンネル覆工体3の接続部
9に不用意に大きな応力が作用して、該接続部9が破損
したような場合にも、該接続部9の周囲に充填されてい
る緩衝材20により該接続部9の周囲がシールされてい
るので、シールドトンネル覆工体3内の水等が外部に漏
水したり、逆に地下水等がトンネル内に進入するような
ことはなく好都合である。
【0017】また上述した実施例では、立坑構造物2に
ソケット6構築しておいてから、該ソケット6内にシー
ルドトンネル覆工体3を構築するようにしているが、こ
れらの構築手順はその他の手順でも可能である。例え
ば、立坑構造物2に接続した形でシールドトンネル覆工
体3を構築しておいてから、該シールドトンネル覆工体
3の接続部9を被覆する形でソケット6を構築し、ソケ
ット6とシールドトンネル覆工体3との間に緩衝材20
充填するようにしてもよい。
【0018】更に上述した実施例では横坑構造物として
シールドトンネル覆工体3を例示しているが、これ以外
にも例えば横坑構造物は、コンクリート管による構造物
(図示せず)であってもよい。例えば、コンクリート管
による構造物は、所定長さで筒状に形成されたコンクリ
ート管を、略水平な方向に複数直列に接続して構成され
る。このようなコンクリート管による構造物は、例え
ば、公知の推進管工法等により構築する。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明のうち第1の
発明は、側壁部2b等の側部にシールド発着部12等の
横坑掘削発着部が形成された立坑構造物2等の立坑構造
物を有し、前記横坑掘削発着部にソケット6等のソケッ
ト部材を横坑構築方向に設け、前記ソケット部材にスリ
ーブ部6b等の横坑構造物収容部を前記横坑構築方向に
筒状に形成し、シールドトンネル覆工体3等の横坑構造
物を、前記横坑構造物収容部内に挿嵌させて設け、前記
横杭構造物と前記横坑構造物収容部との間に第1のシー
ル材を設置し、前記横坑構造物と前記横坑掘削発着部と
の間に第2のシール材を設置し、前記第1及び第2のシ
ール材により封止された部位に緩衝材20等の緩衝材を
充填設置して構成されるので、地震等が発生すると、そ
の振動によって横坑構造物と立坑構造物との間に相対変
位が生じ、これによって横坑構造物の接続部9には剪断
や曲げ等の応力が加わることになる。しかしこの応力
は、横坑構造物に対して立坑構造物と一緒に相対変位す
るソケット部材から接続部9に作用することになり、し
かも該ソケット部材によって接続部9を収容被覆してい
る範囲全体に亙って緩衝材を介して作用することにな
る。よって、応力が接合箇所P1等に集中することなく
接続部9を収容被覆している長さで分散するので横坑構
造物が破損するようなことは極力防止されている。しか
も、本発明では従来のように可撓セグメントのような複
雑で高価な部材は一切使用しなくて済むので、施工に手
間と時間がかからず、建設コストもかからずに済む。
【0020】また本発明のうち第2の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記緩衝材はシール性能を有した材料からなっているの
で、第1の発明による効果に加えて、万一、横坑構造物
のうちソケット部材により収容被覆された接続部9に不
用意に大きな応力が作用して、該接続部9が破損したよ
うな場合にも、緩衝材により接続部9の周囲がシールさ
れているので、横坑構造物内の流体が外部に漏れたり、
或いは地盤側の地下水等がトンネル内に入るようなこと
はなく好都合である。
【0021】また本発明のうち第3の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記横坑構造物は、複数のセグメントブロック3a等のセ
グメントブロックを組み立てて構成されているので、第
1の発明による効果に加えて、従来のように可撓セグメ
ントを使用しなくて済むので、施工に手間と時間がかか
らず、建設コストもかからずに済む。
【0022】また本発明のうち第4の発明は、第1の発
明の横坑構造物と立坑構造物との接続構造において、前
記横坑構造物は、所定長さで筒状に形成されたコンクリ
ート管を横坑構築方向に複数直列に接続して構成されて
いるので、第1の発明による効果に加えて、地震等によ
る横坑構造物の破損防止処置が、簡単に、しかも建設コ
ストをかけずに実現するので好都合である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による接続構造の一例を適用し
たシールドトンネル構造物を示した側断面図である。
【図2】図2は、図1に示すシールドトンネル構造物を
構築する際の一工程を示した図である。
【符号の説明】
2……立坑構造物 2a……側部(側壁部) 3……横坑構造物(シールドトンネル覆工体) 3a……セグメントブロック 6……ソケット部材(ソケット) 6b……横坑構造物収容部(スリーブ部) 7……応力分散伝達空間(クリアランス空間) 12……横坑掘削発着部(シールド発着部) 20……緩衝材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 9/06 E21D 1/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 側部に横坑掘削発着部が形成された立
    坑構造物を有し、 前記横坑掘削発着部にソケット部材を横坑構築方向に設
    け、 前記ソケット部材に横坑構造物収容部を前記横坑構築方
    向に筒状に形成し、 横坑構造物を、前記横坑構造物収容部内に挿嵌させて設
    け、 前記横杭構造物と前記横坑構造物収容部との間に第1の
    シール材を設置し、 前記横坑構造物と前記横坑掘削発着部との間に第2のシ
    ール材を設置し、 前記第1及び第2のシール材により封止された部位 に緩
    衝材を充填設置して構成した横坑構造物と立坑構造物と
    の接続構造。
  2. 【請求項2】前記緩衝材はシール性能を有した材料から
    なっていることを特徴とする請求項1記載の横坑構造物
    と立坑構造物との接続構造。
  3. 【請求項3】前記横坑構造物は、複数のセグメントブロ
    ックを組み立てて構成されていることを特徴とする請求
    項1記載の横坑構造物と立坑構造物との接続構造。
  4. 【請求項4】前記横坑構造物は、所定長さで筒状に形成
    されたコンクリート管を横坑構築方向に複数直列に接続
    して構成されていることを特徴とする請求項1記載の横
    坑構造物と立坑構造物との接続構造。
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