JP3594558B2

JP3594558B2 - Multiple tunnel structure

Info

Publication number: JP3594558B2
Application number: JP2001008978A
Authority: JP
Inventors: 浩中村; 嘉博中川; 糸治山崎; 栄治岡墻; 隆三井; 勝彦向野; 勉今野; 敏行青木
Original assignee: CITY OF KYOTO; Kajima Corp; Kubota Corp
Current assignee: CITY OF KYOTO; Kajima Corp; Kubota Corp
Priority date: 2001-01-17
Filing date: 2001-01-17
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2021-01-17
Also published as: JP2002213196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製のセグメント本体を連結接続して外周面を構成したトンネルの内部空間が、前記トンネルの長手方向に並べて配置した多数の中柱で横方向に分割されてなる多連型トンネル構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の多連型トンネル構造において、トンネル内壁面を形成するセグメント本体は、その全てがトンネル長手方向における幅内の中間部でトンネル内部空間側に膨出する膨出底面部を設けたコルゲートタイプの金属製セグメント本体であったり、あるいは、その全てがトンネルの周方向に沿う複数の主桁とトンネル長手方向に沿う複数の継手板とでスキンプレートを支持した箱形に形成した桁タイプの金属製セグメント本体が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術によれば、次のような問題があった。
前記多連型トンネル構造では、トンネルの外周面にかかる土圧による圧縮力を、主セグメント本体、柱取付用セグメント本体、中柱へと伝播させて前記主セグメント本体、柱取付用セグメント本体、中柱による協働作用で土圧による圧縮力に対向するのであるが、前記多連型トンネルを形成する柱取付用セグメント本体及びその他の主セグメント本体の全てを、例えば、前記コルゲートタイプの金属製セグメント本体で形成した場合、コルゲートタイプの金属製セグメント本体は曲げに対する強度が強いため土圧による圧縮力に対するトンネル強度を向上させることが可能となるが、コルゲートタイプの金属製セグメント本体は高価であるためトンネルの形成コストが高くなってしまう問題があった。
そこで、前記多連型トンネルを形成する柱取付用セグメント本体及びその他の主セグメント本体の全てを、例えば、コルゲートタイプよりも安価な桁タイプの金属製セグメント本体で形成した場合、トンネルの形成コストを安くすることが可能となるが、コルゲートタイプに比して曲げに対する強度が劣るため、コルゲートタイプの金属製セグメント本体で形成したトンネルに比して土圧による圧縮力に対するトンネル強度が低下してしまう問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、セグメント本体の全てをコルゲートタイプで形成するものに比して、トンネルの形成コストを安くでき、且つ、土圧による圧縮力に対するトンネル強度の低下を防止できる多連型トンネル構造を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の発明の特徴構成は図９に例示するごとく、金属製のセグメント本体１を連結接続して外周面を構成したトンネルの内部空間が、前記トンネルの長手方向Ｘに並べて配置した多数の中柱で横方向に分割されてなる多連型トンネルにおいて、前記外周面を構成する複数のセグメント本体１のうち、前記中柱と連結される柱取付用セグメント本体６に、前記トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部でトンネル内部空間側に膨出する膨出底面部７を設け、前記膨出底面部７の裏面側に形成された凹部空間内にコンクリート９を充填し、その他の主セグメント本体１を、トンネルの周方向に沿う複数の主桁３とトンネル長手方向Ｘに沿う複数の継手板とでスキンプレート５を支持した箱形に形成し、前記主セグメント本体２に設けた複数の主桁３のうち、前記トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３が、前記膨出底面部７の幅内に収まるように前記膨出底面部７の幅Ｈを設定してあるところにある。
【０００６】
請求項２の発明の特徴構成は図１０，１２に例示するごとく、前記中柱２０が、互いに連結接続自在な主柱２１と補助柱２２とで構成されているところにある。
【０００７】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【０００８】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明により、前記外周面を構成する複数のセグメント本体のうち、前記中柱と連結される柱取付用セグメント本体に、前記トンネル長手方向における幅内の中間部でトンネル内部空間側に膨出する膨出底面部を設け、前記膨出底面部の裏面側に形成された凹部空間内にコンクリートを充填し、その他の主セグメント本体を、トンネルの周方向に沿う複数の主桁とトンネル長手方向に沿う複数の継手板とでスキンプレートを支持した箱形に形成し、前記主セグメント本体に設けた複数の主桁のうち、前記トンネル長手方向における幅内の中間部に設けた主桁が、前記膨出底面部の幅内に収まるように前記膨出底面部の幅を設定してあるから、トンネルの外周面にかかる土圧による圧縮力を、主セグメント本体、柱取付用セグメント本体、中柱へと確実に伝播させることができる。
つまり、例えば、柱取付用セグメント本体をコルゲートタイプで形成すると共に、その他の主セグメント本体を桁タイプで形成した場合、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力によって、主セグメント本体が周方向に広がろうとする作用力を隣接する柱取付用セグメント本体に伝播させる際に、主セグメント本体に設けた複数の主桁のうち、トンネル長手方向における幅内の中間部に設けた主桁が、コルゲートタイプの前記膨出底面部の幅よりも外方に位置するものだと柱取付用セグメント本体に主セグメント本体の中間部に設けた主桁からの力を伝播させ難くなるため、主セグメント本体にかかる土圧による圧縮力を有効に伝えることができず、土圧に対するトンネル強度が低下してしまうが、本発明のものだと前記主セグメント本体に設けた複数の主桁のうち、前記トンネル長手方向における幅内の中間部に設けた主桁が、前記膨出底面部の幅内に収まるようにその幅を設定してあるため、前記主セグメント本体に設けた主桁のうち、前記トンネル長手方向における幅内の中間部に設けた主桁を介して、前記柱取付用セグメント本体の前記膨出底面部ないしは前記膨出底面部の裏面側に形成された凹部空間内に充填されたコンクリートに対して前記作用力を確実に前記柱取付用セグメント本体並びに前記中柱に伝播させることができるようになり、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力に対して、前記主セグメント本体と前記柱取付用セグメント本体と前記中柱との協働で十分対抗することができるようになった。
その結果、セグメント本体の全てをコルゲートタイプで形成するものに比して、トンネルの形成コストを安くでき、且つ、土圧に対するトンネル強度の低下を防止できる多連型トンネル構造を提供できるようになった。
【０００９】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記中柱が、互いに連結接続自在な主柱と補助柱とで構成されているから、中柱の取り回しが容易になる。
つまり、例えば、セグメント本体を連結接続して外周面を構成したトンネルの略中央部の上下に一対設けた柱取付用セグメント本体間に亘る長さを有した中柱を使用する構成のものだと、中柱自体の長さが長いものとなるから、柱取付用セグメント本体間に中柱を取付けるための取り回しに際し、セグメント本体や既設の中柱等にぶつけてしまって破損させてしまう可能性が高くなると共に、中柱自体の重量が重くなるため、その取り回し作業が困難なものと成り易い。ところが、本発明のものだと、中柱を主柱と補助柱とで構成してあるため、前記柱取付用セグメント本体間に亘る長さを有した中柱を使用する構成のものに比して、主柱及び補助柱を短いものにできるから、柱取付用セグメント本体間に中柱を取付けるための取り回し作業に際し、セグメント本体や既設の中柱等にぶつけて破損させてしまうのを防止し易くできると共に、主柱及び補助柱の取扱い重量を軽くできるため、施工が容易となる。
その結果、中柱取付け作業の作業性を向上させることができる多連型トンネル構造を提供できるようになった。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
本発明の多連型トンネル構造は、図１に示すごとく、略矩形の筒状空間を中柱２０で区分したトンネルを対象としている。
セグメント本体１を連結接続して外周面を構成したトンネルの略中央部の上下の二箇所であって、トンネルの長手方向Ｘに連続する部位は、金属製の柱取付用セグメント本体６で構成する。
そして、前記上下の二カ所の柱取付用セグメント本体６どうしは、いわゆる中柱２０によって連結する。この中柱２０も柱取付用セグメント本体６と同様に金属製である。
前記多連型トンネル構造のうち、その他のセグメント本体は、金属製の主セグメント本体２で構成する。
【００１２】
〈主セグメント本体〉
前記主セグメント本体２は、図１〜６に示すように、トンネルの周方向Ｙに沿う複数の主桁３（本実施形態では４枚）と、セグメント本体１のトンネル周方向Ｙにおける両端部に夫々設けたトンネル長手方向Ｘに沿う複数の継手板４（本実施形態では２枚）とでトンネル外周面部を形成するスキンプレート５を支持した箱形に形成した桁タイプの金属製セグメント本体により形成されている。
また、前記主セグメント本体２の主桁３間にはトンネル長手方向Ｘに延在する複数の板状の補強リブ１９を立設してある。
そして、前記主セグメント本体２は、第１セグメント１１、第２セグメント１２、第３セグメント１３、第４セグメント１４、第５セグメント１５の５種類の形状の異なったセグメント本体１から成り、これらをトンネルの周方向Ｙ及びトンネル長手方向Ｘに並べてボルトＢで連結することにより略矩形の筒状空間を形成したトンネルリングＴＲが構築される。このトンネルリングＴＲをトンネル長手方向Ｘに連結接続することによって多連型トンネルＴを形成する。
【００１３】
前記第１セグメント１１の形状は、図２に示すように、平面視矩形形状に形成すると共に、トンネル長手方向Ｘ視で緩やかにトンネル内方側に湾曲させた形状（一例としてセグメント内径がＲ２９４００ｍｍ）に形成してあり、特に、その一端部は他の部位に比べてさらに湾曲させた形状（一例としてセグメント内径がＲ１９００ｍｍ）に形成されている。また、トンネル周方向Ｙ側における両端部に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面１１ａを、平面視でトンネル長手方向Ｘに沿った方向に夫々形成してある。
【００１４】
前記第２セグメント１２の形状は、図３に示すように、平面視矩形形状に形成すると共に、トンネル長手方向Ｘ視で緩やかにトンネル内方側に湾曲させた形状（一例としてセグメント内径Ｒ７７００ｍｍ）に形成してあり、特に、その一端部は他の部位に比べてさらに湾曲させた形状（一例としてセグメント内径Ｒ１９００ｍｍ）に形成されている。また、トンネル周方向Ｙにおける両端側に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面１２ａを、平面視でトンネル長手方向Ｘに沿わせて夫々形成してある。
第１セグメント１１との形状の違いは、トンネル長手方向Ｘ視でトンネル内方側に湾曲させた曲率半径を第１セグメント１１よりも小さくすると共に、第２セグメント１２の方が周方向Ｙにおける全長が長く成るように形成してある。但し、一端部をトンネル内方側に湾曲させた曲率は第１セグメント１１及び第２セグメント１２とも同じに形成してある。
【００１５】
第３セグメント１３の形状は、図４に示すように、平面視矩形形状に形成すると共に、トンネル長手方向Ｘ視で第１セグメント１１、第２セグメント１２よりもトンネル内方側に湾曲させた曲率半径が小さくなる湾曲形状（一例としてセグメント内径Ｒ１９００ｍｍ）に形成してあり、その一端部はわずかながらも曲率のない水平形状に形成されている。また、トンネル周方向Ｙにおける両端部に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面１３ａを、平面視でトンネル長手方向Ｘに沿わせて夫々形成してある。
【００１６】
前記第４セグメント１４の形状は、図５に示すように、トンネル長手方向Ｘ視で第１セグメント１１、第２セグメント１２よりもトンネル内方側に湾曲させた曲率半径が小さくなる湾曲形状（一例としてセグメント内径Ｒ１９００ｍｍ）に形成してあり、その一端部は曲率のない水平形状に形成されている。また、トンネル周方向Ｙにおける両端部に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面１４ａを、平面視でトンネル長手方向Ｘに沿わせて形成すると共に、他端部の突合せ面１４ｂを坑口側ほど広くなる傾斜面を有した平面視台形形状に形成してある。
さらに、第３セグメント１３との形状の違いは、水平形状に形成されている一端部のトンネル長手方向Ｘ視における長さ、及び、周方向Ｙにおける全長を、第４セグメント１４の方が長く成るように形成してある。
【００１７】
第５セグメント１５の形状は、図６に示すように、トンネル長手方向Ｘ視で第１セグメント１１よりもトンネル内方側に湾曲させた曲率半径が大きくなる湾曲形状（一例としてセグメント内径Ｒ２９４００ｍｍ）に形成されていると共に、トンネル周方向Ｙにおける両端部に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面１５ｂ夫々を、坑口側ほど狭くなる傾斜面を有した平面視台形形状に夫々形成してある。
【００１８】
（柱取付用セグメント本体）
前記柱取付用セグメント本体６は、何れも金属製であり、鋳造により、あるいは、鋼板を溶接組立てする等により構成する。本構成により、従来のコンクリートセグメント本体に対して軽量化および高強度化が図れる。
具体的には、図７（イ）（ロ）に示すごとく、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部でトンネル内部空間側に膨出する膨出底面部７を設けたコルゲートタイプのセグメント本体であり、膨出底面部７の裏面側に形成された凹部空間内にコンクリート９を充填して構成されている。さらに、膨出させた膨出底面部７には、中柱２０を構成する補助柱２２取付け用の突出部８が形成されていると共に、膨出底面部７を形成したときに、トンネル外部側面部とトンネル内部空間側に膨出する膨出底面部７とに連設する抜け勾配を有した側面部１７と、柱取付用セグメント本体６のトンネル周方向Ｙに沿う外側部を形成する桁部１８との間にトンネル長手方向Ｘに延在する複数枚の板状の補強リブ１９が立設されている。
また、トンネル長手方向Ｘ視でトンネル周方向Ｙにおける第１セグメント１１と同じトンネル内方側に湾曲させた湾曲形状（一例としてセグメント内径Ｒ２９４００ｍｍ）に形成されていると共に、トンネル周方向Ｙにおける両端部に設けた隣接するセグメント本体１と連結するための突合せ面６ａを、平面視でトンネル長手方向Ｘに沿わせて形成すると共に、他端部の突合せ面６ｂを坑口側ほど広くなる傾斜面を有した平面視台形形状に形成してある。
尚、図７（イ）は、図７（ロ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１９】
（中柱）
前記中柱２０は、図１０に示すように、互いに連結接続自在な主柱２１と補助柱２２とで構成されており、主に鋼あるいは鋳鉄等の各種の金属で構成するが、例えば図１１に示すごとくＨ型断面の部材を使用することができる。この場合には、その強軸がトンネル横断方向を向くように配置する。つまり、前記中柱２０のウェブ材の表面が前記トンネル長手方向Ｘに垂直となるように配置する。
この他、当該中柱２０は、丸形断面あるいは角形断面の鋼管柱を用いて形成してもよい。この場合には、中柱２０の四方向において弱軸・強軸の区別が生じないからトンネル構造をより強固なものにできる。
さらに、中柱２０を互いに連結接続自在な主柱２１と補助柱２２とで構成してあるため、図１２（イ）に示すように、前記柱取付用セグメント本体６間に亘る長さを有した中柱２０を使用する構成のものに比して、図１２（ロ）に示すように、主柱２１及び補助柱２２を短いものにできるから、柱取付セグメント本体６間に中柱２０を取付けるための取り回しに際し、セグメント本体１や既設の中柱２０等にぶつけて破損させてしまう可能性を低くすることができると共に、主柱２１及び補助柱２２の重量を軽くできるため、その取り回しが容易となり、中柱２０取付け作業の作業性を向上させることができる。
【００２０】
前記セグメント本体１どうしの連結は、以下のようにして行われる。
図１，８に示すように、トンネルの中央部の上下に位置するように柱取付用セグメント本体６を夫々配置し、トンネル長手方向Ｘ視でその柱取付用セグメント本体６からトンネル周方向Ｙに沿って左右夫々に、柱取付用セグメント本体６、第１セグメント１１、第３セグメント１３、第２セグメント１２、第４セグメント１４の順に配置して夫々を連結接続する。
そして、夫々の第４セグメント１４と柱取付用セグメント本体６の間に形成された空間に第５セグメント１５を嵌入して、トンネル周方向Ｙで隣接する第４セグメント１４と柱取付用セグメント本体６とを連結接続してトンネルリングＴＲを形成する。
その後、図１０に示すように、柱取付用セグメント本体６の夫々に補助柱２２を連結接続すると共に、主柱２１を、柱取付用セグメント本体６の夫々に連結接続した補助柱２２間に亘って介在させて、夫々の補助柱２２と主柱２１とを連結接続することによってトンネルリングＴＲに作用する外力に対する耐力強度を高めている。
尚、セグメント本体１どうしの連結接続は、その隣接する突合せ面夫々に設けたボルト挿通孔にボルトＢを挿通して締め付け固定することにより互いを連結する。また、補助柱２２、主柱２１の連結接続も同様に、隣接する接当端面夫々に設けたボルト挿通孔にボルトＢを挿通して締め付け固定することにより互いを連結する。
【００２１】
このとき、図９に示すように、主セグメント本体２に設けた複数の主桁３のうち、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３が（トンネル長手方向Ｘにおける外側両端部の主桁３を除く、本実施形態では２つ）、柱取付用セグメント本体６の膨出底面部７の幅内に収まるように膨出底面部７の幅Ｈを設定してあるため、多連型トンネル構造を全てコルゲートタイプの金属製のセグメント本体１等で構成しなくてもトンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力に対して十分に対抗することができる。
つまり、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力によって、主セグメント本体２が周方向Ｙに広がろうとする作用力を、主セグメント本体２から隣接する柱取付用セグメント本体６に伝播させる際に、主セグメント本体２に設けた複数の主桁３のうち、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３が、膨出底面部７の幅内に収まる位置に設定してあるため、主セグメント本体２に設けた主桁３のうち、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３を介して伝播する前記作用力が、柱取付用セグメント本体６の膨出底面部７ないしは膨出底面部７の裏面側に形成された凹部空間内に充填されたコンクリート９を介して確実に柱取付用セグメント本体６並びに中柱２０に伝播させることができるようになり、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力に対して、主セグメント本体２と柱取付用セグメント本体６と中柱２０との協働で十分対抗することができる。
尚、図９に示す柱取付け用セグメント本体６は、図７（ロ）のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
〔別実施形態〕
以下に他の実施形態を説明する。
〈１〉先の実施形態では、主セグメント本体２に設けた複数の主桁３のうち、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３が、柱取付用セグメント本体６の膨出底面部７の幅内に収まるように膨出底面部７の幅Ｈを設定した例について説明したが、図１３に示すように、膨出底面部７の幅Ｈが、前記主桁３と同一幅となるように設定してあるものであっても良い。
これだと、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力によって、主セグメント本体２が周方向Ｙに広がろうとする作用力を、主セグメント本体２から隣接する柱取付用セグメント本体６に伝播させる際に、主セグメント本体２に設けた複数の主桁のうち、トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３に接当する膨出底面部７の側面部１７を介して、確実に柱取付用セグメント本体６並びに中柱２０に伝播させることができるようになる。
〈２〉多連型トンネル構造は、先の実施形態で説明した略矩形の筒状空間を中柱で区分したトンネルに限るものではなく、図１４に示すように、例えば、水平方向に隣接する二つの円筒状空間を有するトンネルであっても良い。
具体的には、当該二つの円筒状空間の交わる上下の二箇所に、略Ｖ字状でトンネル周方向Ｙに延設する長さを異ならせて形成した第１柱取付用セグメント本体６Ａと第２柱取付用セグメント本体６Ｂの二種類の金属製セグメント本体を設け、互いに中柱２０によって連結すると共に、その他のセグメント本体を金属製の主セグメント本体２で構成する。
そして、隣接する中柱２０の上端部どうし、あるいは、下端部どうしにおいては、第１柱取付用セグメント本体６Ａと第２取付用セグメント本体６Ｂとが交互に連結接続されるように連結することによって、その他のトンネル壁面を形成する主セグメント本体２どうしの位置関係を、トンネルの長手方向Ｘに沿って千鳥状に配置することができる。
〈３〉多連型トンネル構造は、上記実施形態のものに限らず、図１５に示すように、例えば、水平方向に隣接する三つの円筒状空間を有するトンネルであっても良い。
具体的には、当該真ん中の円筒状空間と左右の円筒状空間とが交わる夫々の上下の二箇所に、略Ｖ字状でトンネル周方向Ｙに延設するセグメント本体の左右の延設長さを異ならせて形成した金属製の柱取付け用セグメント本体６Ｃを設け、互いに中柱２０によって連結すると共に、その他のセグメント本体を金属製の主セグメント本体２で構成する。
〈４〉トンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁３の数は先の実施形態で説明した２つのものに限るものではなく、例えば、１つであっても３つ以上であっても良い。要するに、主セグメント本体のトンネル長手方向Ｘにおける幅内の中間部に設けた主桁が、前記柱取付用セグメント本体の膨出底面部の幅内に収まるように前記膨出底面部の幅を設定してあれば、トンネル外壁面に作用する土圧による圧縮力によって、主セグメント本体が周方向に広がろうとするセグメント本体にかかる作用力を、主セグメント本体から隣接する柱取付用セグメント本体に伝播させる際に、前記柱取付用セグメント本体の前記膨出底面部７ないしは前記膨出底面部の裏面側に形成された凹部空間内に充填されたコンクリートを介して、確実に前記柱取付用セグメント本体並びに前記中柱に伝播させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるセグメントの多連型トンネル構造を示す説明斜視図
【図２】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図３】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図４】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図５】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図６】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図７】本発明の一実施形態によるセグメント本体を示す説明図
【図８】本発明の一実施形態によるセグメントの組み付け状態を示す説明概念図
【図９】本発明の一実施形態によるセグメントの作用説明図
【図１０】本発明の一実施形態による中柱の接続部を示す説明図
【図１１】本発明の一実施形態による中柱を示す断面図
【図１２】多連型トンネルへの中柱の組み付け状態を示す比較説明図
【図１３】別実施形態によるセグメントの作用説明図
【図１４】別実施形態の多連型トンネル構造を示す説明図
【図１５】別実施形態の多連型トンネル構造を示す説明図
【符号の説明】
１セグメント本体
２主セグメント本体
３主桁
４継手板
５スキンプレート
６柱取付用セグメント本体
７膨出底面部
９コンクリート
２０中柱
２１主柱
２２補助柱
Ｘ長手方向
Ｙ周方向
Ｈ幅[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiple tunnel in which an inner space of a tunnel having an outer peripheral surface formed by connecting and connecting metal segment bodies is laterally divided by a number of center pillars arranged in the longitudinal direction of the tunnel. Regarding the structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of multiple tunnel structure, the segment main body forming the inner wall surface of the tunnel is provided with a bulging bottom portion which bulges toward the inner space of the tunnel at an intermediate portion within the width in the longitudinal direction of the tunnel. A corrugated type metal segment body, or a box type girder formed by supporting a skin plate with multiple main girders along the circumferential direction of the tunnel and multiple joint plates along the longitudinal direction of the tunnel. Metal segment body was used.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above conventional technique, there are the following problems.
In the multiple tunnel structure, the compressive force due to the earth pressure applied to the outer peripheral surface of the tunnel is propagated to the main segment main body, the column mounting segment main body, and the center column, and the main segment main body, the column mounting segment main body, Although it is opposed to the compressive force due to earth pressure by the cooperative action of the columns, all of the column mounting segment main body and other main segment main bodies forming the multiple tunnel are, for example, the corrugated metal segment. When formed with the main body, the corrugated metal segment main body has high strength against bending, so it is possible to improve the tunnel strength against the compressive force due to earth pressure, but the corrugated metal segment main body is expensive. There was a problem that the formation cost of the tunnel was increased.
Therefore, if all of the pillar mounting segment main body and the other main segment main bodies forming the multiple tunnel are formed of, for example, a girder type metal segment main body which is cheaper than the corrugated type, the tunnel forming cost is reduced. Although it is possible to make it cheaper, the strength against bending is inferior to that of the corrugated type, so the tunnel strength against the compressive force due to earth pressure is lower than that of the tunnel formed by the corrugated type metal segment body. There was a problem.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, reduce the cost of forming a tunnel as compared with the case where all of the segment bodies are formed of a corrugated type, and reduce the tunnel strength against the compressive force due to earth pressure. It is an object of the present invention to provide a multiple tunnel structure capable of preventing the drop.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
〔Constitution〕
As shown in FIG. 9, the characteristic structure of the first aspect of the present invention is that a large number of internal spaces of a tunnel having an outer peripheral surface formed by connecting and connecting metal segment bodies 1 are arranged in the longitudinal direction X of the tunnel. In the multiple tunnel which is divided in the lateral direction by the middle pillar, of the plurality of segment bodies 1 constituting the outer peripheral surface, the pillar mounting segment body 6 connected to the middle pillar is provided with the tunnel longitudinal direction X. A swelling bottom portion 7 swelling toward the tunnel interior space at an intermediate portion within the width of, and concrete 9 is filled in a concave space formed on the back surface side of the swelling bottom portion 7 and other main segments. The main body 1 is formed in a box shape in which the skin plate 5 is supported by a plurality of main girders 3 along the circumferential direction of the tunnel and a plurality of joint plates along the longitudinal direction X of the tunnel. The width H of the bulging bottom portion 7 is set such that the main girder 3 provided in the middle portion of the spar 3 in the width in the tunnel longitudinal direction X fits within the width of the bulging bottom portion 7. There is somewhere.
[0006]
As shown in FIGS. 10 and 12, the feature of the second aspect of the present invention is that the middle pillar 20 is composed of a main pillar 21 and an auxiliary pillar 22 which can be connected and connected to each other.
[0007]
Note that, as described above, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration of the attached drawings by the entry.
[0008]
[Action and effect]
According to the invention of claim 1, of the plurality of segment main bodies constituting the outer peripheral surface, the column mounting segment main body connected to the center post is provided at the intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction at the tunnel internal space side. A bulging bottom surface portion is provided, concrete is filled in a concave space formed on the back surface side of the bulging bottom portion, and the other main segment main bodies are connected to a plurality of main girders and a tunnel along a circumferential direction of the tunnel. A main girder formed in a box shape supporting a skin plate with a plurality of joint plates along a longitudinal direction and provided at an intermediate portion within a width in the tunnel longitudinal direction among a plurality of main girder provided on the main segment main body. However, since the width of the swelling bottom portion is set so as to be within the width of the swelling bottom portion, the compressive force due to the earth pressure applied to the outer peripheral surface of the tunnel can be reduced by the main segment main body and the column mounting segment. , It can be reliably propagated to the middle pillar.
In other words, for example, when the column mounting segment main body is formed of a corrugated type and the other main segment main bodies are formed of a girder type, the main segment main body is moved in the circumferential direction by a compressive force due to earth pressure acting on the outer wall surface of the tunnel. When the action force to be spread is transmitted to the adjacent column mounting segment main body, the main girder provided at the intermediate portion within the width in the longitudinal direction of the tunnel among the plurality of main girders provided in the main segment main body is a corrugate. If it is located outside the width of the bulging bottom portion of the type, the force from the main girder provided in the middle of the main segment main body to the column mounting segment main body becomes difficult to propagate, so that the main segment main body Although the compressive force due to the earth pressure cannot be transmitted effectively, the tunnel strength with respect to the earth pressure is reduced. The width of the main girder provided at the intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction is set so as to fit within the width of the bulging bottom portion. Of the main girder provided on the segment main body, the main girder provided at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction, through the bulging bottom surface portion of the pillar mounting segment main body or the back side of the bulging bottom surface portion. The acting force can be reliably transmitted to the pillar mounting segment main body and the middle pillar with respect to the concrete filled in the recessed space formed in the recessed space, and the earth pressure acting on the tunnel outer wall surface The compression force can be sufficiently counteracted by the cooperation of the main segment main body, the column mounting segment main body, and the middle column.
As a result, a multiple tunnel structure can be provided in which the cost of forming a tunnel can be reduced and a decrease in tunnel strength against earth pressure can be prevented as compared with a case where all of the segment bodies are formed of a corrugated type. Was.
[0009]
According to the second aspect of the invention, in addition to being able to achieve the function and effect of the first aspect of the present invention, the middle pillar is constituted by the main pillar and the auxiliary pillar which can be connected and connected to each other. The handling of the center pillar becomes easy.
In other words, for example, a configuration using a middle pillar having a length extending between a pair of pillar mounting segment bodies provided above and below a substantially central portion of a tunnel having an outer peripheral surface formed by connecting and connecting the segment bodies. However, since the length of the center pillar itself is long, there is a possibility that it may be damaged by hitting the segment body or existing middle pillar etc. when laying the middle pillar between the pillar mounting segment bodies As the height increases, the weight of the center pillar itself increases, so that the handling work tends to be difficult. However, in the case of the present invention, since the middle pillar is constituted by the main pillar and the auxiliary pillar, it is compared with the structure using the middle pillar having a length extending between the pillar mounting segment bodies. The main and auxiliary pillars can be shortened to prevent them from being damaged by hitting them against the segment body or existing middle pillars, etc. The construction can be facilitated because the handling weight of the main pillar and the auxiliary pillar can be lightened while making it easier.
As a result, it has become possible to provide a multiple tunnel structure that can improve the workability of the installation work of the center pillar.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0011]
As shown in FIG. 1, the multiple tunnel structure of the present invention is intended for a tunnel in which a substantially rectangular cylindrical space is divided by a middle pillar 20.
The upper and lower two portions, approximately the center, of the tunnel having the outer peripheral surface formed by connecting and connecting the segment main bodies 1, and portions continuous in the longitudinal direction X of the tunnel are formed by metal column mounting segment main bodies 6. .
The upper and lower two pillar mounting segment bodies 6 are connected to each other by a so-called middle pillar 20. The middle pillar 20 is also made of metal, similarly to the pillar mounting segment body 6.
The other segment main bodies of the multiple tunnel structure are constituted by the main segment main bodies 2 made of metal.
[0012]
<Main segment body>
As shown in FIGS. 1 to 6, the main segment main body 2 includes a plurality of main girders 3 (four in the present embodiment) along the circumferential direction Y of the tunnel and two ends of the segment main body 1 in the tunnel circumferential direction Y. A plurality of joint plates 4 (two in the present embodiment) along the longitudinal direction X of the tunnel provided with the skin plate 5 forming the outer peripheral surface of the tunnel is formed by a box-shaped girder-type metal segment body. Have been.
A plurality of plate-shaped reinforcing ribs 19 extending in the tunnel longitudinal direction X are provided upright between the main girders 3 of the main segment body 2.
The main segment main body 2 is composed of five different types of segment main bodies 1 including a first segment 11, a second segment 12, a third segment 13, a fourth segment 14, and a fifth segment 15, which are tunneled. Are arranged in the circumferential direction Y and the tunnel longitudinal direction X and connected by bolts B to form a tunnel ring TR having a substantially rectangular cylindrical space. The tunnel ring TR is connected and connected in the tunnel longitudinal direction X to form a multiple tunnel T.
[0013]
As shown in FIG. 2, the shape of the first segment 11 is formed in a rectangular shape in a plan view, and is gently curved inward in the tunnel longitudinal direction X (for example, the segment inner diameter is R29400 mm). In particular, one end portion is formed in a shape that is more curved than other portions (for example, the segment inner diameter is R1900 mm). Also, abutting surfaces 11a for connecting to adjacent segment bodies 1 provided at both ends in the tunnel circumferential direction Y are formed in the direction along the tunnel longitudinal direction X in plan view.
[0014]
As shown in FIG. 3, the shape of the second segment 12 is formed in a rectangular shape in a plan view, and is gently curved inward in the tunnel longitudinal direction X (a segment inner diameter R7700 mm as an example). In particular, one end thereof is formed in a shape that is more curved than the other part (for example, a segment inner diameter R1900 mm). Abutting surfaces 12a for connecting to adjacent segment bodies 1 provided at both ends in the tunnel circumferential direction Y are formed along the tunnel longitudinal direction X in plan view.
The difference in shape between the first segment 11 and the first segment 11 is that the radius of curvature curved inward of the tunnel in the longitudinal direction X of the tunnel is smaller than that of the first segment 11, and the second segment 12 has a longer overall length in the circumferential direction Y. Is formed to be long. However, the curvature in which one end is curved inward of the tunnel is formed in the same manner in the first segment 11 and the second segment 12.
[0015]
As shown in FIG. 4, the shape of the third segment 13 is formed in a rectangular shape in a plan view, and is curved more inwardly than the first segment 11 and the second segment 12 in the tunnel longitudinal direction X as viewed in the tunnel. It is formed in a curved shape with a small radius (for example, a segment inner diameter R1900 mm), and one end thereof is formed in a horizontal shape with a slight but no curvature. Also, butting surfaces 13a for connecting with adjacent segment bodies 1 provided at both ends in the tunnel circumferential direction Y are formed along the tunnel longitudinal direction X in plan view.
[0016]
As shown in FIG. 5, the shape of the fourth segment 14 is a curved shape in which the radius of curvature, which is curved inward in the tunnel from the first segment 11 and the second segment 12 in the tunnel longitudinal direction X, is smaller (one example). Is formed in a segment inner diameter R1900 mm), and one end thereof is formed in a horizontal shape having no curvature. Also, abutting surfaces 14a for connecting to adjacent segment bodies 1 provided at both ends in the tunnel circumferential direction Y are formed along the tunnel longitudinal direction X in plan view, and the abutting surfaces 14b at the other end are formed. It is formed in a trapezoidal shape in plan view having an inclined surface that becomes wider toward the wellhead side.
Further, the difference in shape from the third segment 13 is that the length of one end formed in the horizontal shape in the tunnel longitudinal direction X and the total length in the circumferential direction Y are longer in the fourth segment 14. It is formed as follows.
[0017]
As shown in FIG. 6, the shape of the fifth segment 15 is a curved shape (a segment inner diameter R29400 mm as an example) in which the radius of curvature is larger than the first segment 11 inwardly in the tunnel as viewed in the tunnel longitudinal direction X. Each of the abutting surfaces 15b for connecting with the adjacent segment main bodies 1 provided at both ends in the tunnel circumferential direction Y is formed in a trapezoidal shape in plan view having an inclined surface narrowing toward the wellhead side. It is.
[0018]
(Pole mounting segment body)
Each of the column mounting segment main bodies 6 is made of metal, and is formed by casting or welding and assembling a steel plate. With this configuration, the weight and strength of the conventional concrete segment main body can be reduced.
Specifically, as shown in FIGS. 7 (a) and (b), a corrugated segment body provided with a bulging bottom portion 7 bulging toward the tunnel internal space at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X. In addition, concrete 9 is filled in a concave space formed on the back surface side of the bulging bottom surface 7. Further, the bulging bottom surface portion 7 is formed with a protruding portion 8 for attaching the auxiliary pillar 22 constituting the middle pillar 20, and when the bulging bottom surface portion 7 is formed, the outer side surface of the tunnel is formed. Side portion 17 having a draft angle connected to the portion and the bulging bottom portion 7 bulging toward the tunnel inner space side, and a girder portion forming an outer portion along the tunnel circumferential direction Y of the pillar mounting segment body 6. A plurality of plate-shaped reinforcing ribs 19 extending in the longitudinal direction X of the tunnel are provided between the reinforcing ribs 19 and 18.
In addition, it is formed in the same shape as the first segment 11 in the tunnel circumferential direction Y in the tunnel circumferential direction Y as viewed from the tunnel longitudinal direction X, and has a curved shape (for example, a segment inner diameter R29400 mm) at both ends in the tunnel circumferential direction Y. Abutment surface 6a for connecting with the adjacent segment body 1 provided along the longitudinal direction X of the tunnel in plan view, and an inclined surface whose abutment surface 6b at the other end becomes wider toward the wellhead side. It has a trapezoidal shape in plan view.
FIG. 7A is a sectional view taken along the line AA in FIG.
[0019]
(Middle pillar)
As shown in FIG. 10, the middle pillar 20 is composed of a main pillar 21 and an auxiliary pillar 22 which can be connected and connected to each other, and is mainly composed of various metals such as steel or cast iron. A member having an H-shaped cross section can be used as shown in FIG. In this case, it is arranged so that its strong axis faces the crossing direction of the tunnel. That is, the middle pillars 20 are arranged so that the surface of the web material is perpendicular to the tunnel longitudinal direction X.
In addition, the middle pillar 20 may be formed using a steel pipe pillar having a round or square cross section. In this case, since there is no distinction between the weak axis and the strong axis in the four directions of the middle pillar 20, the tunnel structure can be made stronger.
Further, since the middle pillar 20 is composed of the main pillar 21 and the auxiliary pillar 22 which can be connected and connected to each other, as shown in FIG. 12 (a), the middle pillar 20 has a length extending between the pillar mounting segment bodies 6. The main pillar 21 and the auxiliary pillar 22 can be made shorter as shown in FIG. At the time of handling for mounting, the possibility of hitting against the segment body 1 or the existing middle pillar 20 or the like can be reduced, and the weight of the main pillar 21 and the auxiliary pillar 22 can be reduced. It becomes easy and the workability of the installation work of the center pillar 20 can be improved.
[0020]
The connection of the segment bodies 1 is performed as follows.
As shown in FIGS. 1 and 8, the column mounting segment bodies 6 are respectively arranged so as to be positioned above and below the center of the tunnel, and from the column mounting segment main body 6 in the tunnel longitudinal direction X in the tunnel circumferential direction Y. Along the left and right, the column mounting segment body 6, the first segment 11, the third segment 13, the second segment 12, and the fourth segment 14 are arranged in this order and connected to each other.
Then, the fifth segments 15 are fitted into the spaces formed between the respective fourth segments 14 and the column mounting segment main bodies 6, and the fourth segments 14 and the column mounting segment main bodies 6 adjacent in the tunnel circumferential direction Y are fitted. Are connected to form a tunnel ring TR.
Thereafter, as shown in FIG. 10, the auxiliary pillars 22 are connected and connected to each of the pillar mounting segment main bodies 6, and the main pillars 21 are connected between the auxiliary pillars 22 connected and connected to the respective pillar mounting segment main bodies 6. The auxiliary pillars 22 and the main pillars 21 are connected and connected to each other to increase the strength against external force acting on the tunnel ring TR.
The connection between the segment bodies 1 is established by inserting bolts B into bolt insertion holes provided in each of the adjacent butting surfaces and tightening and fixing them. Similarly, the connecting connection between the auxiliary pillar 22 and the main pillar 21 is also performed by inserting the bolt B into the bolt insertion hole provided in each of the adjacent contact end faces and tightening and fixing the bolt B.
[0021]
At this time, as shown in FIG. 9, among the plurality of main girders 3 provided on the main segment main body 2, the main girders 3 provided at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X are located at both outer ends in the tunnel longitudinal direction X. Since the width H of the bulging bottom portion 7 is set so as to fit within the width of the bulging bottom portion 7 of the pillar mounting segment main body 6, the width H of the bulging bottom portion 7 is set. Even if the multiple tunnel structure is not entirely composed of the corrugated metal segment body 1 or the like, it is possible to sufficiently oppose the compressive force due to the earth pressure acting on the outer wall surface of the tunnel.
That is, when the action force of the main segment main body 2 trying to spread in the circumferential direction Y is transmitted from the main segment main body 2 to the adjacent column mounting segment main body 6 by the compressive force due to the earth pressure acting on the outer wall surface of the tunnel. Of the plurality of main girders 3 provided on the main segment main body 2, the main girder 3 provided at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X is set at a position that fits within the width of the bulging bottom surface portion 7. Therefore, of the main girder 3 provided on the main segment main body 2, the acting force propagating through the main girder 3 provided at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X causes the pillar mounting segment main body 6 to bulge. Through the concrete 9 filled in the concave space formed on the back surface side of the bottom surface portion 7 or the bulging bottom surface portion 7, it can be surely propagated to the column mounting segment main body 6 and the center column 20. Tonne The compression force by the earth pressure acting on the outer wall surface, can be sufficiently countered by the main segment body 2 and the bar mounting segment body 6 and center post 20 by cooperation.
9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 7B.
[0022]
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments will be described.
<1> In the above embodiment, of the plurality of main girders 3 provided on the main segment main body 2, the main girder 3 provided at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X is the expansion of the column mounting segment main body 6. Although the example in which the width H of the bulging bottom portion 7 is set so as to be within the width of the protruding bottom portion 7 has been described, as shown in FIG. They may be set to have the same width.
In this case, the action force of the main segment body 2 trying to spread in the circumferential direction Y is transmitted from the main segment body 2 to the adjacent column mounting segment body 6 by the compressive force due to the earth pressure acting on the outer wall surface of the tunnel. At this time, of the plurality of main girders provided in the main segment main body 2, via the side surface portion 17 of the bulging bottom surface portion 7 which comes into contact with the main girder 3 provided at the intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X, Propagation to the pillar mounting segment body 6 and the center pillar 20 can be ensured.
<2> The multiple tunnel structure is not limited to the tunnel in which the substantially rectangular cylindrical space described in the above embodiment is divided by the middle pillar, and for example, as shown in FIG. A tunnel having two cylindrical spaces may be used.
Specifically, a first pillar mounting segment main body 6A and a first pillar mounting segment main body 6A formed at two upper and lower locations where the two cylindrical spaces intersect with each other and having different lengths extending in the tunnel circumferential direction Y in a substantially V-shape. Two types of metal segment main bodies of a two-post mounting segment main body 6B are provided, connected to each other by a middle post 20, and the other segment main bodies are constituted by a main segment main body 2 made of metal.
By connecting the upper ends of the adjacent middle pillars 20 or the lower ends thereof, the first pillar mounting segment main body 6A and the second mounting segment main body 6B are connected alternately. The positional relationship between the main segment bodies 2 forming the other tunnel wall surfaces can be arranged in a staggered manner along the longitudinal direction X of the tunnel.
<3> The multiple tunnel structure is not limited to the one in the above embodiment, but may be a tunnel having, for example, three horizontally adjacent cylindrical spaces as shown in FIG.
Specifically, the left and right extending lengths of the segment body extending in the tunnel circumferential direction Y in a substantially V-shape are respectively provided at the upper and lower two points where the middle cylindrical space and the left and right cylindrical spaces intersect. Are provided, and a metal pillar mounting segment body 6C is formed, and is connected to each other by a middle pillar 20, and the other segment bodies are constituted by a metal main segment body 2.
<4> The number of the main girders 3 provided at the intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction X is not limited to the two described in the above embodiment. For example, even if it is one, it is three or more. There may be. In short, the width of the bulging bottom portion is set so that the main girder provided at the intermediate portion in the width of the main segment body in the tunnel longitudinal direction X falls within the width of the bulging bottom portion of the pillar mounting segment body. If so, the compressive force due to the earth pressure acting on the outer wall of the tunnel propagates the acting force on the segment body that the main segment body is about to expand in the circumferential direction from the main segment body to the adjacent column mounting segment body. At this time, the pillar-mounting segment main body is reliably inserted via the concrete filled in the bulging bottom portion 7 of the pillar-mounting segment main body or a concave space formed on the back surface side of the bulging bottom portion. In addition, it can be propagated to the center pillar.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory perspective view showing a multiple segment tunnel structure according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is an explanatory view showing a segment main body according to an embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a segment body according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a segment body according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is an embodiment of the present invention. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a segment main body according to an embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a segment main body according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is an explanatory conceptual diagram showing an assembled state of segments according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory view of an operation of a segment according to an embodiment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory view showing a connecting portion of a central pillar according to an embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view showing a central pillar according to one embodiment of the present invention. 1 FIG. 13 is a comparative explanatory view showing an assembled state of a center pillar to a multiple tunnel. FIG. 13 is an explanatory view of an operation of a segment according to another embodiment. FIG. 14 is an explanatory view showing a multiple tunnel structure of another embodiment. Explanatory drawing showing a multiple tunnel structure according to another embodiment.
Reference Signs List 1 segment main body 2 main segment main body 3 main girder 4 joint plate 5 skin plate 6 pillar mounting segment main body 7 bulging bottom surface 9 concrete 20 middle pillar 21 main pillar 22 auxiliary pillar X longitudinal direction Y circumferential direction H width

Claims

In a multiple tunnel in which an inner space of a tunnel having an outer peripheral surface formed by connecting and connecting metal segment bodies is laterally divided by a number of middle pillars arranged in the longitudinal direction of the tunnel, Of the plurality of segment bodies constituting the surface, a pillar mounting segment body connected to the middle pillar is provided with a bulging bottom portion bulging toward the tunnel internal space at an intermediate portion within the width in the tunnel longitudinal direction. Filling the concave space formed on the back side of the bulging bottom portion with concrete, and other main segment bodies, a plurality of main girders along the circumferential direction of the tunnel and a plurality of joint plates along the longitudinal direction of the tunnel. And a main girder provided at an intermediate portion within a width in the longitudinal direction of the tunnel among a plurality of main girder provided on the main segment main body. Multiple-tunnel structure is set the width of the bulging bottom portion to fit within the width of the bottom portion.

2. The multiple tunnel structure according to claim 1, wherein the middle pillar includes a main pillar and an auxiliary pillar that can be connected and connected to each other. 3.