JP3980222B2 - Flexible segment joining structure - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造に関し、さらに詳しくは、トンネル周方向の接合部での止水性を向上するようにした可撓性セグメントの接合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、トンネルの掘削作業においては、シールド掘進機によってトンネルを掘り進む際に、トンネル内面に沿って複数個のセグメントからなる環状支持体をトンネル掘進方向に順次組み立てて行くことによりトンネル内面を支持するようにしている。
【0003】
また、トンネルは周辺地盤が不等沈下や地震動などによって変動する際に、その変形に追従して変位する必要がある。そのため、トンネルの大きな変位が想定される部位には可撓性セグメントからなる環状支持体を挿入し、これら可撓性セグメントによってトンネルの捻じれや剪断変形等の変位を吸収するようにしている。
【0004】
上記可撓性セグメントは一対の鋼製の枠セグメントの間にゴムブロックを介装し、該ゴムブロックを枠セグメントに対して加硫接着やボルト締めなどの手段で密着させた構造になっている。
【0005】
このように構成される可撓性セグメントは、ゴムブロックの変形によりトンネルの変位を吸収可能であるものの、ゴムブロックが大きく変形するとトンネル周方向の接合面における面圧が低下するため、たとえ接合面に止水材を介在させたとしても漏水を生じる虞がある。そのため、従来の可撓性セグメントではゴムブロックの接合面にトンネル周方向に突出する凸部を形成したり、或いは施工前にゴムブロックを枠セグメント間で圧縮状態にすることでゴムブロックの接合面をトンネル周方向に膨出させている。
【0006】
しかしながら、上述のようにゴムブロックの接合面を単に突出させたのでは依然として止水効果の著しい向上はできなかった。また、ゴムブロック接合面の突出量を大きくすれば止水性を向上することが可能であるものの、この突出量を大きくすると施工時にゴムブロックの接合面や該接合面に配置した止水材を損傷しやすくなり、しかも環状支持体を完成するための最後の可撓性セグメントを挿入する際に接合面の凸部が干渉することにより施工作業が困難になってしまう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、トンネル周方向のセグメント接合部での止水性を向上することを可能にした可撓性セグメントの接合構造を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の可撓性セグメントの接合構造は、円弧状に形成された一対の枠セグメントの間にゴムブロックを介装した複数個の可撓性セグメントをトンネル周方向に連結して環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造において、前記ゴムブロックのトンネル周方向の接合面に対角線方向に延長しながら交差する突条を配置したことを特徴とするものである。
【0009】
本発明者等は、枠セグメント間のゴムブロックに剪断変形を与えた状態でトンネル周方向の接合面における面圧分布をFEM解析により求めたところ、ゴムブロックの接合面の対角部に面圧低下を生じ易く、その対角線に沿って漏水し易いことを知見した。
【0010】
そこで、上述のようにゴムブロックのトンネル周方向の接合面に対角線方向に延長しながら交差する突条を配置することにより、トンネル周方向のセグメント接合部での止水性を大幅に向上することができる。また、前記突条は接合面における面圧低下を効果的に補うので、その突出量を小さくし、可撓性セグメントの施工作業を簡単に行うことが可能になる。
【0011】
一方、本発明の他の可撓性セグメントの接合構造は、円弧状に形成された一対の枠セグメントの間にゴムブロックを介装した複数個の可撓性セグメントをトンネル周方向に連結して環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造において、少なくとも一方の端部を前記ゴムブロックに挿入したステープル状連結具を介して隣り合う可撓性セグメントを互いに結合させたことを特徴とするものである。
【0012】
このように少なくとも一端をゴムブロックに挿入したステープル状連結具を介して隣り合う可撓性セグメントを互いに結合させることにより、隣り合うゴムブロックの接触面圧を増加させるので、トンネル周方向のセグメント接合部での止水性を大幅に向上することができる。また、ステープル状連結具によりゴムブロックの接触面圧を増加させるので、施工時における接合面の突出量を小さくし、可撓性セグメントの施工作業を簡単に行うことが可能になる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【0014】
図1は環状支持体を設けたトンネル構造を例示するものである。図1に示すように、トンネルの掘削作業においては、シールド堀進機によってトンネルを掘り進む際に、トンネル内面に沿って複数個の剛性セグメントS’からなる環状支持体R’をトンネル堀進方向に順次組み立てて行くことによりトンネル内面を支持する。そして、トンネルの大きな変位が想定される部位には、トンネル内面に沿って可撓性セグメントSからなる環状支持体Rを挿入し、これら可撓性セグメントSによってトンネルの捻じれや剪断変形等の変位を吸収する。
【0015】
図2は可撓性セグメントを例示するものである。図2に示すように、可撓性セグメントSは、円弧状に形成された一対の鋼製の枠セグメント1,1の間にゴムブロック2を介装し、該ゴムブロック2を枠セグメント1に対して加硫接着やボルト締めなどの手段で密着させた構造になっている。枠セグメント1は内側板1a及び外側板1bを有し、これら内側板1aと外側板1bとの間に複数枚の桁板1cが設けられている。
【0016】
また、可撓性セグメントSには枠セグメント1の内側板1aとゴムブロック2を貫通しながらトンネル軸方向に延長する複数本の推力ロッド3が設けられている。この推力ロッド3の端部と枠セグメント1の外側板1bとの間にロッド受け部材4を挿入することにより、これら推力ロッド3がシールド堀進機の推力を支持するようになっている。一方、ロッド受け部材4の非装着状態においては、枠セグメント1,1の相互間隔が可変となる。また、推力ロッド3にはナット5が外挿され、該ナット5を推力ロッド3の外周面に設けた雄ねじ部に締め付けることにより、枠セグメント1,1の相互間隔を狭めてゴムブロック2を圧縮状態に保持するようになっている。
【0017】
図3(a),(b)は本発明の第1実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造を示すものである。本実施形態において、図1及び図2と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
【0018】
図3(a),(b)に示すように、ゴムブロック2のトンネル周方向の接合面には対角線方向に延長しながら交差する突条6が一体に形成されている。この突条6はゴムブロック2の一方の接合面に設けても良く、或いは両方の接合面に設けても良い。即ち、隣り合う可撓性セグメントS,Sの連結構造において、ゴムブロック2,2間に少なくとも1つの十字状の突条6が存在していれば良い。
【0019】
また、図4(a),(b)に示すように、突条6をゴムブロック2とは別体で形成しても良い。この場合、突条6は必ずしもゴム組成物から構成する必要はなく、吸水性樹脂等からなる止水材から構成しても良い。突条6をゴムブロック2とは別体にする場合、ゴムブロック2の接合面に突条6の平面形状に一致し、かつ突条6の高さよりも浅い凹部を設け、この凹部に突条6を嵌め込むようにすると良い。このように突条6をゴムブロック2の接合面に嵌め込むことにより、ゴムブロック2とは別体の突条6を用いても可撓性セグメントSの施工作業性を阻害することはない。
【0020】
更に、突条6はゴムブロック2の接合面の一方の対角線に沿って延長する部分と他方の対角線に沿って延長する部分とに分割して構成しても良い。この場合も、突条6の分割片をゴムブロック2に対して一体に形成しても良く、或いはゴムブロック2とは別体で形成しても良い。
【0021】
突条6の断面形状は特に限定されるものではなく、種々の形状にすることができる。例えば、図5(a)〜(d)に示すように、突条6の断面形状を三角形、台形、長方形、或いは長方形の上面を滑らかにした蒲鉾形状などにすることが可能である。
【0022】
図6はゴムブロック2の接合面に突条6を設けていない場合において、枠セグメント1,1間のゴムブロック2に剪断変形を与えたときのトンネル周方向の接合面における面圧分布をFEM解析により求めた結果を示すものである。但し、図において、ドットが濃いほど圧力が高いことを示す。この図6から判るように、剪断変形時にはゴムブロック2の接合面の対角部において面圧低下を生じるため、対角線Xに沿って漏水し易い。また、図とは逆方向の剪断変形を与えた場合には対角線Xに交差する対角線に沿って漏水し易くなる。
【0023】
上記実施形態からなる可撓性セグメントの接合構造では、ゴムブロック2のトンネル周方向の接合面に対角線方向に延長しながら交差する突条6を配置することにより、突条6が接合面における面圧低下を効果的に補うので、可撓性セグメントSのトンネル周方向の接合部での止水性を従来に比べて向上することができる。
【0024】
また、突条6は接合面における面圧低下を効果的に補うので、その突出量を小さくすることができる。そのため、環状支持体Rを完成するための最後の可撓性セグメントSを挿入する際に接合面の突条6が殆ど干渉しないので、可撓性セグメントSの施工作業を簡単に行うことができる。この突条6の接合面からの高さは3〜20mmの範囲にすることが好ましい。この高さが3mm未満であると止水性の向上効果が不十分になり、逆に20mmを超えると施工作業が困難になる。
【0025】
図7は本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造を示すものである。本実施形態において、図1及び図2と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
【0026】
図7に示すように、ゴムブロック2のトンネル周方向の端部にはそれぞれ複数のステープル挿入孔7が設けられている。これらステープル挿入孔7に挿入するためのステープル状連結具8としては、図9(a)〜(d)に示すようなものを用いることができる。即ち、ステープル状連結具8は中間部8aに対して両端部8b,8bを同一方向に屈曲させた構造になっている。このステープル状連結具8の材料としては、ゴムブロック2よりも弾性率が高い鋼線等の高弾性材料を使用することができる。中間部8aは種々の形状に成形可能であり、その形状に基づいてステープル状連結具8の弾性力を任意に設定することが可能である。
【0027】
施工前において、ゴムブロック2は未圧縮状態になっている。このゴムブロック2は施工前の厚さがT1 であり、しかも未圧縮状態ではトンネル周方向の接合面が可撓性セグメントSの端面から突出しないように設計されている。
【0028】
可撓性セグメントSを施工する場合、先ず、図7に示すように、ゴムブロック2を未圧縮状態にしたまま可撓性セグメントSをトンネル周方向に連結して環状支持体Rを形成する。次いで、図8に示すように、ナット5の締付によりゴムブロック2を圧縮状態にし、その厚さをT2 とする。このとき、隣り合うゴムブロック2,2の接合面における圧力は上昇するものの、施工後にトンネルが大きく変位してトンネル軸方向に引張力が作用した場合、その引張力に抵抗することができない。
【0029】
そこで、ステープル状連結具8を用いて隣り合う可撓性セグメントS,Sを互いに結合し、隣り合うゴムブロック2,2の密着性を予め補強しておく。この補強は図10〜図12のような種々の形態で行うことができる。図10において、ステープル状連結具8は両端部8b,8bがそれぞれ隣り合うゴムブロック2,2に挿入されている。図11において、ステープル状連結具8は一方の端部8bがゴムブロック2に挿入され、他方の端部8bが枠セグメント1に取り付けられている。
【0030】
図12において、ステープル状連結具8は一方の端部8bがゴムブロック2に挿入され、他方の端部8bが枠セグメント1に取り付けられており、しかも隣り合う可撓性セグメントS,S間でステープル状連結具8がたすき掛けされている。このように隣り合う可撓性セグメントS,Sをステープル状連結具8を介して結合させる場合、ステープル状連結具8の少なくとも一方の端部8bをゴムブロック2に挿入してあれば良い。
【0031】
高弾性材料からなるステープル状連結具8の装着において、ステープル状連結具8の両端部8b,8bを広げた状態で隣り合う可撓性セグメントS,Sに装着し、このステープル状連結具8の復元力に基づいて隣り合うゴムブロック2,2の接触面圧を増加させることが好ましい。このように高弾性材料からなるステープル状連結具8の復元力を利用することにより、隣り合うゴムブロック2,2の接触面圧を更に向上することができる。
【0032】
なお、図1に示すトンネル掘削作業において、剛性セグメントS’からなる環状支持体R’の間に可撓性セグメントSからなる環状支持体Rを組み立て、シールド堀進機の推力が可撓性セグメントSに伝達されない程度に安定してから、圧縮状態のゴムブロック2の伸び変形を許容するように推力ロッド3のナット5を緩めて施工を完了する。施工後、ゴムブロック2は所定の圧縮量を保持し、トンネルに変位が生じた際にその変位を吸収するように伸長する。
【0033】
上記実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造では、少なくとも一方の端部8bをゴムブロック2に挿入したステープル状連結具8を介して隣り合う可撓性セグメントS,Sを互いに結合させることにより、隣り合うゴムブロック2,2の接触面圧を増加させるので、可撓性セグメントSのトンネル周方向の接合部での止水性を従来に比べて向上することができる。特に、施工後に地震等によりトンネル軸方向の引張力が作用しても、ステープル状連結具8の復元力により上記引張力に抗することができる。しかも、ゴムブロック2の面圧はステープル状連結具8の機械的作用により得られているので、時間経過に伴う面圧分布変化が極めて少ない。
【0034】
また、ステープル状連結具8によりゴムブロック2の接触面圧を増加させるので、ゴムブロック2の接合面に凸部を設けたり、施工時にゴムブロック2を圧縮状態にしてその接合面をトンネル周方向に膨出させる必要がない。そのため、環状支持体Rを完成するための最後の可撓性セグメントSを簡単に挿入することができる。しかも、可撓性セグメントSの挿入に際してゴムブロック2の接合面が擦れないので、その接合面に配置した止水材が施工時に剥離することはない。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、円弧状に形成された一対の枠セグメントの間にゴムブロックを介装した複数個の可撓性セグメントをトンネル周方向に連結して環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造において、前記ゴムブロックのトンネル周方向の接合面に対角線方向に延長しながら交差する突条を配置し、或いはステープル状連結具を介して隣り合う可撓性セグメントを互いに結合させたことにより、トンネル周方向のセグメント接合部での止水性を向上することができる。
また、本発明によれば施工時におけるゴムブロック接合面の突出量を小さくし、可撓性セグメントの施工作業を簡単に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】環状支持体を設けたトンネル構造を例示する一部切欠き斜視図である。
【図2】可撓性セグメントを例示する斜視図である。
【図3】本発明の第1実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図4】本発明の第1実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造の変形例を示すものであり、(a)は平面図、(b)は側面図である。
【図5】本発明の第1実施形態に用いる突条を示し、(a)〜(d)はそれぞれ断面図である。
【図6】ゴムブロックの接合面に突条を設けていない場合に、ゴムブロックに剪断変形を与えたときのトンネル周方向の接合面における面圧分布をFEM解析により求めた結果を示す圧力分布図である。
【図7】本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造(施工前)を示す断面図である。
【図8】本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造(施工後)を示す断面図である。
【図9】本発明の第2実施形態に用いる各種のステープル状連結具を示し、(a)〜(d)はそれぞれ斜視図である。
【図10】本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造(補強後)を示す断面図である。
【図11】本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造(補強後)の変形例を示す断面図である。
【図12】本発明の第2実施形態からなる可撓性セグメントの連結構造(補強後)の更なる変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 枠セグメント
2 ゴムブロック
3 推力ロッド
4 ロッド受け部材
5 ナット
6 突条
7 ステープル挿入孔
8 ステープル状連結具
S 可撓性セグメント
R 環状支持体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joining structure of flexible segments constituting an annular support body of a tunnel, and more particularly, to a joining structure of flexible segments so as to improve water stoppage at a joining portion in a circumferential direction of the tunnel.
[0002]
[Prior art]
In general, in tunnel excavation work, when a tunnel is dug by a shield machine, an annular support composed of a plurality of segments is sequentially assembled along the tunnel inner surface so as to support the tunnel inner surface. I have to.
[0003]
Also, when the surrounding ground fluctuates due to unequal subsidence or earthquake motion, it is necessary to displace the tunnel following the deformation. Therefore, an annular support made of a flexible segment is inserted into a portion where a large displacement of the tunnel is assumed, and the flexible segment absorbs displacement such as twisting or shearing deformation of the tunnel.
[0004]
The flexible segment has a structure in which a rubber block is interposed between a pair of steel frame segments, and the rubber block is in close contact with the frame segment by means such as vulcanization and bolting. .
[0005]
Although the flexible segment configured as described above can absorb the displacement of the tunnel due to deformation of the rubber block, if the rubber block is greatly deformed, the surface pressure at the bonding surface in the circumferential direction of the tunnel is reduced. Even if a water-stopping material is interposed, there is a risk of water leakage. Therefore, in the conventional flexible segment, the rubber block joint surface is formed on the joint surface of the rubber block by projecting in the circumferential direction of the tunnel, or the rubber block is compressed between the frame segments before construction. Bulges in the tunnel circumferential direction.
[0006]
However, if the joint surface of the rubber block is simply protruded as described above, the water-stopping effect cannot be significantly improved. In addition, if the protruding amount of the rubber block joint surface is increased, the water stoppage can be improved. However, if this protrusion amount is increased, the rubber block joint surface and the water stop material placed on the joint surface will be damaged during construction. In addition, when the final flexible segment for completing the annular support is inserted, the projecting portion of the joint surface interferes with the construction work.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a flexible segment joining structure that can improve the water-stopping property at a segment joint in the circumferential direction of the tunnel.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the flexible segment joining structure of the present invention comprises a plurality of flexible segments having a rubber block interposed between a pair of frame segments formed in an arc shape in the circumferential direction of the tunnel. In the joining structure of the flexible segments that are connected to form an annular support, protrusions that intersect while extending in a diagonal direction are arranged on the joining surface in the tunnel circumferential direction of the rubber block. .
[0009]
The present inventors obtained the surface pressure distribution on the joint surface in the circumferential direction of the tunnel with shear deformation applied to the rubber blocks between the frame segments by FEM analysis. It has been found that it tends to cause a drop and easily leaks along its diagonal.
[0010]
Therefore, as described above, by disposing the protruding ridges that extend in the diagonal direction on the joint surface in the tunnel circumferential direction of the rubber block, it is possible to greatly improve the water stoppage at the segment joint portion in the tunnel circumferential direction. it can. Moreover, since the said protrusion effectively compensates the surface pressure fall in a joint surface, it becomes possible to make the amount of protrusion small and to perform the construction work of a flexible segment easily.
[0011]
On the other hand, another flexible segment joining structure of the present invention is formed by connecting a plurality of flexible segments with rubber blocks interposed between a pair of frame segments formed in an arc shape in the tunnel circumferential direction. In the joining structure of the flexible segments constituting the annular support, the adjacent flexible segments are coupled to each other via a staple-like connector having at least one end inserted into the rubber block. Is.
[0012]
By joining adjacent flexible segments to each other through the staple-like connector having at least one end inserted into the rubber block in this way, the contact surface pressure of the adjacent rubber blocks is increased, so that the segment joining in the circumferential direction of the tunnel It is possible to greatly improve the water stoppage at the part. Further, since the contact surface pressure of the rubber block is increased by the staple-like connecting tool, it is possible to reduce the projecting amount of the joining surface at the time of construction and easily perform the construction work of the flexible segment.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0014]
FIG. 1 illustrates a tunnel structure provided with an annular support. As shown in FIG. 1, in excavation work of a tunnel, when a tunnel is dug by a shield excavator, an annular support R ′ composed of a plurality of rigid segments S ′ is arranged in the tunnel excavation direction along the tunnel inner surface. The tunnel inner surface is supported by assembling sequentially. An annular support R made of a flexible segment S is inserted along the inner surface of the tunnel into a portion where a large displacement of the tunnel is assumed, and the flexible segment S can cause twisting or shear deformation of the tunnel. Absorbs displacement.
[0015]
FIG. 2 illustrates a flexible segment. As shown in FIG. 2, the flexible segment S has a rubber block 2 interposed between a pair of steel frame segments 1, 1 formed in an arc shape, and the rubber block 2 is attached to the frame segment 1. On the other hand, it has a structure in which it is brought into close contact by means such as vulcanization and bolting. The frame segment 1 has an inner plate 1a and an outer plate 1b, and a plurality of girders 1c are provided between the inner plate 1a and the outer plate 1b.
[0016]
The flexible segment S is provided with a plurality of thrust rods 3 extending in the tunnel axis direction while penetrating the inner plate 1a and the rubber block 2 of the frame segment 1. By inserting the rod receiving member 4 between the end of the thrust rod 3 and the outer plate 1b of the frame segment 1, these thrust rods 3 support the thrust of the shield machine. On the other hand, when the rod receiving member 4 is not attached, the mutual interval between the frame segments 1 and 1 is variable. Further, a nut 5 is extrapolated to the thrust rod 3, and the nut 5 is tightened to a male thread portion provided on the outer peripheral surface of the thrust rod 3, thereby compressing the rubber block 2 by narrowing the mutual interval between the frame segments 1, 1. It is designed to hold the state.
[0017]
FIGS. 3A and 3B show a connecting structure of flexible segments according to the first embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0018]
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), on the joining surface in the circumferential direction of the tunnel of the rubber block 2, the protruding ridges 6 that intersect with each other while extending in the diagonal direction are integrally formed. The protrusion 6 may be provided on one joining surface of the rubber block 2 or may be provided on both joining surfaces. That is, it is only necessary that at least one cross-shaped protrusion 6 exists between the rubber blocks 2 and 2 in the connecting structure of the adjacent flexible segments S and S.
[0019]
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the protrusion 6 may be formed separately from the rubber block 2. In this case, the protrusion 6 does not necessarily need to be made of a rubber composition, and may be made of a water stop material made of a water absorbent resin or the like. When the ridge 6 is separated from the rubber block 2, a concave portion that matches the planar shape of the ridge 6 and is shallower than the height of the ridge 6 is provided on the joint surface of the rubber block 2. 6 should be fitted. By fitting the protrusion 6 into the joint surface of the rubber block 2 as described above, the workability of the flexible segment S is not hindered even when the protrusion 6 separate from the rubber block 2 is used.
[0020]
Further, the protrusion 6 may be divided into a portion extending along one diagonal line of the joint surface of the rubber block 2 and a portion extending along the other diagonal line. Also in this case, the split piece of the protrusion 6 may be formed integrally with the rubber block 2 or may be formed separately from the rubber block 2.
[0021]
The cross-sectional shape of the protrusion 6 is not particularly limited, and can be various shapes. For example, as shown in FIGS. 5A to 5D, the cross-sectional shape of the protrusion 6 can be a triangle, a trapezoid, a rectangle, or a bowl shape with a smooth top surface of the rectangle.
[0022]
FIG. 6 shows the surface pressure distribution at the joint surface in the circumferential direction of the tunnel when the rubber block 2 between the frame segments 1 and 1 is subjected to shear deformation in the case where no protrusion 6 is provided on the joint surface of the rubber block 2. The result obtained by analysis is shown. However, in the figure, the darker the dots, the higher the pressure. As can be seen from FIG. 6, since the surface pressure is reduced at the diagonal portion of the joint surface of the rubber block 2 during shear deformation, water leakage is likely to occur along the diagonal line X. In addition, when shear deformation in the direction opposite to the figure is given, water leakage is likely to occur along the diagonal line intersecting the diagonal line X.
[0023]
In the flexible segment joining structure according to the above-described embodiment, the protrusion 6 intersects the joint surface of the rubber block 2 in the tunnel circumferential direction while extending diagonally, so that the protrusion 6 is a surface on the joint surface. Since the pressure drop is effectively compensated for, the water stoppage at the junction of the flexible segment S in the tunnel circumferential direction can be improved as compared with the conventional case.
[0024]
Moreover, since the protrusion 6 effectively compensates for the decrease in surface pressure at the joint surface, the protrusion amount can be reduced. Therefore, when the last flexible segment S for completing the annular support R is inserted, the protrusion 6 on the joining surface hardly interferes, so that the construction work of the flexible segment S can be easily performed. . The height of the protrusion 6 from the joint surface is preferably in the range of 3 to 20 mm. If this height is less than 3 mm, the effect of improving the water-stopping property becomes insufficient, and conversely if it exceeds 20 mm, the construction work becomes difficult.
[0025]
FIG. 7 shows a connecting structure of flexible segments according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0026]
As shown in FIG. 7, a plurality of staple insertion holes 7 are provided at the ends of the rubber block 2 in the circumferential direction of the tunnel. As the staple-like coupler 8 for inserting into the staple insertion hole 7, those shown in FIGS. 9A to 9D can be used. That is, the staple connector 8 has a structure in which both end portions 8b and 8b are bent in the same direction with respect to the intermediate portion 8a. As the material of the staple-like connector 8, a highly elastic material such as a steel wire having a higher elastic modulus than the rubber block 2 can be used. The intermediate portion 8a can be formed into various shapes, and the elastic force of the staple-like coupler 8 can be arbitrarily set based on the shape.
[0027]
Before construction, the rubber block 2 is in an uncompressed state. The rubber block 2 has a thickness T 1 before construction, and is designed so that the joint surface in the circumferential direction of the tunnel does not protrude from the end surface of the flexible segment S in an uncompressed state.
[0028]
When constructing the flexible segment S, first, as shown in FIG. 7, the annular support R is formed by connecting the flexible segment S in the tunnel circumferential direction with the rubber block 2 in an uncompressed state. Then, as shown in FIG. 8, a rubber block 2 is in a compressed state by tightening the nut 5, its thickness and T 2. At this time, although the pressure at the joint surface between the adjacent rubber blocks 2 and 2 increases, if the tunnel is greatly displaced after construction and a tensile force acts in the tunnel axis direction, the tensile force cannot be resisted.
[0029]
Therefore, the adjacent flexible segments S, S are connected to each other by using the staple-like connector 8, and the adhesion between the adjacent rubber blocks 2, 2 is reinforced in advance. This reinforcement can be performed in various forms as shown in FIGS. In FIG. 10, both ends 8b and 8b of the staple-like connector 8 are inserted into adjacent rubber blocks 2 and 2, respectively. In FIG. 11, the staple-like connector 8 has one end 8 b inserted into the rubber block 2 and the other end 8 b attached to the frame segment 1.
[0030]
In FIG. 12, the staple-like coupler 8 has one end 8b inserted into the rubber block 2 and the other end 8b attached to the frame segment 1, and between the adjacent flexible segments S, S. A staple-like connector 8 is overlaid. Thus, when adjoining flexible segments S and S are combined via the staple-like connector 8, at least one end 8b of the staple-like connector 8 may be inserted into the rubber block 2.
[0031]
When attaching the staple-like connector 8 made of a highly elastic material, both ends 8b, 8b of the staple-like connector 8 are attached to the adjacent flexible segments S, S in an expanded state. It is preferable to increase the contact surface pressure between the adjacent rubber blocks 2 and 2 based on the restoring force. Thus, by utilizing the restoring force of the staple-like coupler 8 made of a highly elastic material, the contact pressure between the adjacent rubber blocks 2 and 2 can be further improved.
[0032]
In the tunnel excavation work shown in FIG. 1, the annular support R made of the flexible segment S is assembled between the annular support R ′ made of the rigid segment S ′, and the thrust of the shield machine advances the flexible segment. After being stabilized to the extent that it is not transmitted to S, the nut 5 of the thrust rod 3 is loosened so as to allow the deformation of the rubber block 2 in the compressed state to complete the construction. After the construction, the rubber block 2 maintains a predetermined compression amount, and expands so as to absorb the displacement when the displacement occurs in the tunnel.
[0033]
In the flexible segment connecting structure according to the above embodiment, the adjacent flexible segments S and S are coupled to each other via the staple-like connecting tool 8 having at least one end 8b inserted into the rubber block 2. Since the contact surface pressure between the adjacent rubber blocks 2 and 2 is increased, the water stoppage at the junction of the flexible segment S in the tunnel circumferential direction can be improved as compared with the conventional case. In particular, even if a tensile force in the tunnel axis direction acts due to an earthquake or the like after construction, the tensile force can be resisted by the restoring force of the staple-like connector 8. In addition, since the surface pressure of the rubber block 2 is obtained by the mechanical action of the staple-like connector 8, there is very little change in the surface pressure distribution over time.
[0034]
Further, since the contact surface pressure of the rubber block 2 is increased by the staple-like connector 8, a convex portion is provided on the joint surface of the rubber block 2, or the rubber block 2 is compressed during construction so that the joint surface is in the tunnel circumferential direction. There is no need to bulge. Therefore, the last flexible segment S for completing the annular support R can be easily inserted. Moreover, since the joint surface of the rubber block 2 is not rubbed when the flexible segment S is inserted, the water stop material arranged on the joint surface does not peel off during construction.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of flexible segments having rubber blocks interposed between a pair of frame segments formed in an arc shape are connected in the circumferential direction of the tunnel to form an annular support. In the flexible segment joining structure, the protruding ridges intersecting while extending in the diagonal direction are arranged on the joint surface in the circumferential direction of the tunnel of the rubber block, or adjacent flexible segments are connected via a staple-like connector. By being coupled to each other, the water stoppage at the segment joint portion in the tunnel circumferential direction can be improved.
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the protruding amount of the rubber block joint surface at the time of construction, and to easily perform the construction work of the flexible segment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view illustrating a tunnel structure provided with an annular support.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a flexible segment.
FIGS. 3A and 3B show a connecting structure of flexible segments according to the first embodiment of the present invention, wherein FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a side view.
4A and 4B show a modification of the connecting structure of flexible segments according to the first embodiment of the present invention, where FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a side view.
FIGS. 5A and 5B show protrusions used in the first embodiment of the present invention, and FIGS.
FIG. 6 is a pressure distribution showing a result obtained by FEM analysis of a surface pressure distribution on the joint surface in the circumferential direction of the tunnel when shear deformation is applied to the rubber block when no protrusion is provided on the joint surface of the rubber block. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a flexible segment connecting structure (before construction) according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a flexible segment connecting structure (after construction) according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 shows various staple-like couplers used in the second embodiment of the present invention, and (a) to (d) are perspective views, respectively.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a flexible segment connecting structure (after reinforcement) according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a modification of the flexible segment connecting structure (after reinforcement) according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a further modification of the flexible segment connecting structure (after reinforcement) according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frame segment 2 Rubber block 3 Thrust rod 4 Rod receiving member 5 Nut 6 Projection 7 Staple insertion hole 8 Staple-like connection tool S Flexible segment R Annular support

Claims (5)

円弧状に形成された一対の枠セグメントの間にゴムブロックを介装した複数個の可撓性セグメントをトンネル周方向に連結して環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造において、前記ゴムブロックのトンネル周方向の接合面に対角線方向に延長しながら交差する突条を配置した可撓性セグメントの接合構造。In the joint structure of flexible segments, in which a plurality of flexible segments having rubber blocks interposed between a pair of frame segments formed in an arc shape are connected in the circumferential direction of the tunnel to constitute an annular support. A flexible segment joint structure in which protrusions that intersect while extending in a diagonal direction are arranged on a joint surface in a circumferential direction of a tunnel of a rubber block. 前記突条を前記ゴムブロックの接合面に一体に形成した請求項1に記載の可撓性セグメントの接合構造。The flexible segment joining structure according to claim 1, wherein the protrusion is integrally formed on a joining surface of the rubber block. 前記突条を前記ゴムブロックとは別体に形成した請求項1に記載の可撓性セグメントの接合構造。The flexible segment joining structure according to claim 1, wherein the protrusion is formed separately from the rubber block. 円弧状に形成された一対の枠セグメントの間にゴムブロックを介装した複数個の可撓性セグメントをトンネル周方向に連結して環状支持体を構成する可撓性セグメントの接合構造において、少なくとも一方の端部を前記ゴムブロックに挿入したステープル状連結具を介して隣り合う可撓性セグメントを互いに結合させた可撓性セグメントの接合構造。In the joining structure of the flexible segments, in which a plurality of flexible segments with rubber blocks interposed between a pair of frame segments formed in an arc shape are connected in the circumferential direction of the tunnel to form an annular support body. A joining structure of flexible segments in which adjacent flexible segments are coupled to each other via a staple-like connector having one end inserted into the rubber block. 前記ステープル状連結具を高弾性材料から構成し、該ステープル状連結具の両端を広げた状態で隣り合う可撓性セグメントに装着し、該ステープル状連結具の復元力に基づいて隣り合うゴムブロックの接触面圧を増加させた請求項4に記載の可撓性セグメントの接合構造。The staple-like connector is made of a highly elastic material, attached to adjacent flexible segments in a state where both ends of the staple-like connector are spread out, and adjacent rubber blocks based on the restoring force of the staple-like connector The joint structure of the flexible segment according to claim 4, wherein the contact surface pressure is increased.
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