JP4050882B2 - Segment ring structure - Google Patents

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JP4050882B2
JP4050882B2 JP2001227991A JP2001227991A JP4050882B2 JP 4050882 B2 JP4050882 B2 JP 4050882B2 JP 2001227991 A JP2001227991 A JP 2001227991A JP 2001227991 A JP2001227991 A JP 2001227991A JP 4050882 B2 JP4050882 B2 JP 4050882B2
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接する既設トンネルセグメント構造の間に内部空間を構築し、既設トンネルセグメント構造の内部空間に面するセグメントを撤去し、内部空間に構築した内部構造と既設トンネルセグメントとを接合することでトンネル断面を拡大する際のトンネル拡幅部のセグメントリング構造に関する技術である。
【0002】
【従来の技術】
図1に示すような隣接する2つ以上の既設トンネル断面を拡幅して、図4に示すような拡幅部トンネル断面を完成させる場合、以下の工程で行われる。
【0003】
(1)複数の既設セグメントトンネル6の間に新たに空間9を構築する。
既設トンネルセグメント6間の空間9の構築は、図2に示すように、地表面より鋼矢板等の土留め壁7と支保工材8aおよび腹起こし材8bを構築しながら既設トンネルセグメント6で挟まれた部分の土砂を排除し掘り下げる開削工法や、図3に示すように、既設トンネルセグメント6内より構築しようとする空間9を囲むように凍結管を地中に挿入して、周辺の地盤を凍土10としておき、囲まれた土砂を排除する非開削工法などが一般的である。
【0004】
(2)構築した空間に面する既設トンネルセグメント6の撤去部セグメント1を撤去する。その場合、残置部セグメント2には内部空間構築による偏荷重が作用するため、予めトンネル内に支保工(図示を省略する)を配置するなど残置部セグメント2を補強する措置を施しておく。
【0005】
(3)そして、構築した内部空間に鉄筋コンクリート製あるいは鋼製あるいは鉄骨鉄筋コンクリート製等の床4aおよび中柱4b等よりなる内部構造4を構築するとともに、残置部セグメント2と内部構造4とを連結部3にて確実に接合することで図4に示すような拡幅部トンネル断面が完成する。
【0006】
ここで、既設トンネルセグメント6に使用するセグメントは、通常、セグメントの現場組立管理を簡略化するため、セグメント構造およびセグメント仕様を同一セグメントリング内の部位に拘わらず統一している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
隣接する2つ以上の既設トンネル断面の拡幅は、地表面あるいはトンネル断面内より既設トンネルセグメント6間の地盤を掘削し、内部構造4を新たに形成するとともに、内部構造4に面する撤去部セグメント1を撤去し、内部構造4と残置部セグメント2とを相互に連結することによって行う。従って、施工面・性能面の観点から撤去部のセグメント構造としてはセグメント解体が容易であり製品重量が軽い鋼製セグメントが適している。
【0008】
ところが、上記した一般的なセグメントリング構造では、同一セグメントリング内においてセグメント構造およびセグメント仕様の統一化を図ることから、トンネル拡幅部セグメントは全て鋼製セグメントにてリングを構成するとともにトンネル断面において最も厳しい設計条件でセグメント仕様を決定することとなる。
【0009】
そのため、通常ではトンネル断面に発生する断面力はトンネル部位によって異なるにもかかわらず、本手法によってセグメント構造および仕様を決定すれば、部位によっては必要耐力を上回るセグメント構造および仕様となるセグメントが発生し不合理あるいは不経済な設計となる。
例えば、撤去部セグメント1は撤去作業に適したセグメント構造が要求されるし、残置部セグメント2はトンネル拡幅時および拡幅後に渡って安全でありかつ経済的なセグメント構造が望ましい。
【0010】
一方、特開平9−317392号公報にトンネル断面における中柱部のトンネル軸方向に対する開口を広くすることを目的として、中柱部およびそれに連接するセグメント部を耐力の大きい鋼製とし、それ以外のセグメント部はコンクリート製とした、多連型トンネル構造についての記載がある。
この特開平9−317392号公報の方法は、複数のトンネルセグメントを連結部セグメントと中柱によって接合し、あくまでも完成トンネル断面外周部はセグメントのみで構成されるトンネル断面であって、連結用セグメントと中柱を金属製で、それ以外のセグメントをコンクリート製とすることを特徴としている。
【0011】
上記公報の場合は、一般的にはシールド掘進と並行して予め連結部を含めたトンネル連結構造を構築する場合を対象としている。したがって、複数のトンネルセグメントを構築した後、既設トンネルセグメントの一部を別途撤去し、別途構築した内部構造と接合することで拡幅部トンネル断面を構築する場合には、前提条件が異なるため上記公報の技術を適用することは困難である。
【0012】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、トンネル拡幅部の施工を妨げることなくトンネル各部位の必要性能を満足させるとともに、経済的なトンネル覆工用セグメントリング構造を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、第1に請求項1に記載しているように、隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントがコンクリート中詰め鉄系セグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、主桁板厚を厚肉化すること又は主桁鋼板強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、主桁板厚の薄肉化すること又は主桁鋼板強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とする点である。
【0014】
本発明の要旨の第2は、請求項2に記載しているように、隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントが鉄筋コンクリートセグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、使用鉄筋径を太くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、使用鉄筋径を細くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とする点である。ここで、鉄系セグメントとは、鋼板を溶接組立するか、あるいは鋳造等により製造する金属製セグメントを指す。
【0015】
本発明の要旨の第3は、請求項3に記載しているように、隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントが鋼コンクリート合成構造セグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、主桁板厚を厚肉化すること又は主桁鋼板強度を高くすること、あるいは、使用鉄筋径を太くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、主桁板厚の薄肉化すること又は主桁鋼板強度を低くすること、あるいは、使用鉄筋径を細くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とする点である。
【0016】
【発明の実施の形態】
トンネル断面に発生する断面力は、一般的にトンネル周方向部位によって大きく異なる。特にトンネル拡幅部のような大断面では、部位による発生断面力の差が顕著となる傾向にある。そのため、本発明は、同一セグメントリング内にてセグメント仕様を統一せず、撤去部と残置部とでセグメントの構造を変えるとともに、残置部においてはトンネル拡幅時のトンネル各部位における断面力を反映した個々のセグメントを使用する。
【0017】
図5に本発明による拡幅部のセグメントリング構造例を示す。
撤去部セグメント1は、既設トンネル内あるいは内部空間で解体され、解体されたセグメントは地上へ搬出する。所定の撤去部に該当するセグメントの解体は、締結したセグメント間の継手ボルト14,15を外すとともに、セグメントを所定位置にて切断すること等にて行うため、現場作業の点から鉄系セグメントが適している。つまり、コンクリート中詰めセグメントや鉄筋コンクリート製セグメントの解体作業を行う場合には、事前にコンクリートを取り除き、その後、鋼板あるいは鉄筋を切断することとなるため、現場作業が煩雑となり撤去部には適さない。また、現場ハンドリングや地上搬出の点からも、重量が嵩張るコンクリートは撤去作業の弊害となる。
【0018】
それに対して残置部セグメント2は、撤去の対象とはならないので、コンクリートは施工上の弊害とならない。むしろ、特に鉄系セグメントでは2次覆工を行う場合はセグメント組立後に現場にてコンクリートを打設することになり、現場作業の点からは中詰めコンクリートを事前にセグメント覆工内部に充填したコンクリート中詰めセグメントが工期短縮面で有利となる。
また、残置部セグメント2をコンクリート中詰めセグメントとすると、道路トンネル等における防食・耐火対策をコンクリートで対処する設計手法への対応が可能となる。
さらに、残置部セグメント2に中詰めコンクリートを充填することでセグメントの主桁等の鋼重軽減が図れる。鉄系セグメントの主桁等の鋼板は面外座屈の影響を考慮して設計され、そのため所定の幅厚比を満足する様に鋼板の板厚を設計するので、幅寸法の大きな鋼板は板厚を厚くする必要がある。しかし、鉄系セグメントに中詰めコンクリートを充填することで鋼板の面外座屈が抑制されるので、面外座屈を考慮することなく鋼板の設計ができ、鋼板の薄肉化が図れる。
【0019】
また、トンネル部位に応じた必要耐力を満足する様にセグメント仕様を決定することによって、図6に示すように拡幅部および残置部の主桁板厚等セグメント仕様を適切に変化させることが可能となる。撤去部の鉄系セグメント11はトンネル拡幅時段階までに必要となるセグメント耐力によって主桁板厚等を決定する。また、拡幅部断面では内部構造4と残置部セグメント2との連結部20,21の近傍(16,17)における断面力が大きく、その他のトンネル部位においては発生断面力が小さい。従って、残置部セグメント2の内部構造4との連結部20,21近傍のセグメント16,17はセグメント耐力の大きい厚肉主桁等とするが、その他のセグメント18は薄肉主桁等のセグメント仕様とすることができる。
【0020】
【実施例】
図5に本発明による拡幅部のセグメントリング構造の実施例を示す。
撤去部セグメント1は鉄系セグメント11とし、残置部セグメント2にはコンクリート中詰め鉄系セグメント12、あるいは鉄筋コンクリートセグメント、あるいは鋼コンクリート合成セグメントとすることができる。
ここで鉄系セグメントとは、鋼板を溶接組立するか、あるいは鋳造等により製造する一般的な金属製セグメントを指す。
【0021】
上記のようにトンネル部位に応じた必要耐力を満足する様にセグメント仕様を決定することができるので、図6に示すように、内部構造と残置部セグメントとの接合部近傍は断面力が大きく、トンネル部位16,17は主桁板厚を厚くあるいは主桁鋼板強度を高める等で対処し、逆に上記接合部近傍以外のトンネル部位18では断面力は小さいため、主桁板厚の薄肉化あるいは主桁鋼板強度を低くする等を行うことができる。同様に残置部セグメント2として鉄筋コンクリートセグメントを用いる場合は、使用鉄筋径あるいは鉄筋強度あるいはコンクリート強度等を所定の適切な強度を有するように選定する。
【0022】
図5に示すように、撤去部セグメント1と残置部セグメント2の境界部14近傍には、撤去作業が容易に行えるように、図7および図8に示すようなセグメント継手24を設けてある。撤去部セグメント1の撤去時は、セグメント継手ボルト孔26およびリング継手ボルト孔25のボルトを外すことでセグメントの解体ができ、撤去作業が容易となる。
【0023】
図7に撤去部用の鉄系セグメント11を、図8に残置部用のコンクリート中詰め鉄系セグメント12の実施例を示す。
撤去部用の鉄系セグメント11は、シールド掘進時のシールドマシン推進反力に耐えられるように適切な枚数の縦リブ23を設置する。また、主桁22の板厚はトンネル拡幅時までの荷重に耐えられるように設計する。
【0024】
残置部用のコンクリート中詰め鉄系セグメント12には、中詰めコンクリート27がセグメント主桁高さを覆う高さ以上充填してある。シールド掘進時のシールドマシン推進反力は中詰めコンクリート27にて伝達するので、鉄系セグメントとした場合に比べて縦リブ枚数を少なくするかあるいは板厚を薄くすることができる。
【0025】
なお、本発明を実施する場合、従来のセグメント組立管理と異なり、各トンネル部位に対して適切な仕様のセグメントを選定して確実に所定の部位に設置するようにしなければならない。そのため、トンネル各部位とセグメント仕様種類をセグメント製品に明記し、現場で適切に組立管理を行う等の簡便な工夫が望まれる。
【0026】
【発明の効果】
本発明によって、トンネル拡幅部の施工を妨げることなく、セグメントリング構造をトンネル部位によって必要とされる要求性能を満足させかつ、セグメントリングにおいて構成されるセグメント構造を異なる構成としたことと、各トンネル部位に応じたセグメント仕様とすることでセグメントリング構造の鋼重軽減が図れることとなり、トンネル全体構築費削減の効果が現れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トンネル拡幅部の断面図である。
【図2】トンネル拡幅部の開削工法による施工図である。
【図3】トンネル拡幅部の非開削工法による施工図である。
【図4】トンネル拡幅部の完成図である。
【図5】トンネル拡幅部のセグメントリング構造の実施例を示す図である。
【図6】トンネル拡幅部のセグメントリング構造の実施例を示す図である。
【図7】鉄系セグメントの構造を示す図である。
【図8】コンクリート中詰め鉄系セグメントの構造を示す図である。
【符号の説明】
1 撤去部セグメント
2 残置部セグメント
3 連結部
4 内部構造
4a 床
4b 中柱
6 既設トンネルセグメント
7 土留め材
8a 支保工材
8b 腹起こし材
9 空間(内部空間)
10 凍土
11 鉄系セグメント
12 コンクリート中詰め鉄系セグメント
14 撤去部および残置部セグメント間継手
15 セグメント間継手
16 上部残置部厚肉主桁コンクリート中詰め鉄系セグメント
17 下部残置部厚肉主桁コンクリート中詰め鉄系セグメント
18 残置部薄肉主桁コンクリート中詰め鉄系セグメント
20 上部連結部セグメント
21 下部連結部セグメント
22 主桁
23 縦リブ
24 セグメント継手
25 リング継手ボルト孔
26 セグメント継手ボルト孔
27 中詰めコンクリート
28 網状鉄筋
29 継手ボルトボックス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention constructs an internal space between adjacent existing tunnel segment structures, removes a segment facing the internal space of the existing tunnel segment structure, and joins the internal structure built in the internal space and the existing tunnel segment This is a technique related to the segment ring structure of the tunnel widening portion when the tunnel cross section is enlarged.
[0002]
[Prior art]
When two or more adjacent existing tunnel cross sections as shown in FIG. 1 are widened to complete the wide section tunnel cross section as shown in FIG. 4, the following steps are performed.
[0003]
(1) A new space 9 is constructed between a plurality of existing segment tunnels 6.
As shown in FIG. 2, the space 9 between the existing tunnel segments 6 is sandwiched between the existing tunnel segments 6 while constructing a retaining wall 7 such as a steel sheet pile, a supporting material 8a, and an erection material 8b from the ground surface. The excavation method that removes and removes the earth and sand in the area, and as shown in FIG. 3, the freezing pipe is inserted into the ground so as to surround the space 9 to be constructed from the existing tunnel segment 6, and the surrounding ground is A non-open-cutting method or the like that leaves the frozen soil 10 and excludes the enclosed earth and sand is common.
[0004]
(2) The removal part segment 1 of the existing tunnel segment 6 facing the constructed space is removed. In that case, since a partial load due to the construction of the internal space acts on the remaining segment 2, measures are taken to reinforce the remaining segment 2 such as placing a support (not shown) in the tunnel in advance.
[0005]
(3) And, in the constructed internal space, the internal structure 4 including the floor 4a and the middle pillar 4b made of reinforced concrete, steel, or steel reinforced concrete is constructed, and the remaining portion segment 2 and the internal structure 4 are connected to each other. As a result, the wide section tunnel cross section as shown in FIG. 4 is completed.
[0006]
Here, in order to simplify the on-site assembly management of the segment, the segment used for the existing tunnel segment 6 is generally unified in the segment structure and the segment specification regardless of the part in the same segment ring.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Two or more adjacent existing tunnel sections are widened by excavating the ground between the existing tunnel segments 6 from the ground surface or from within the tunnel section to form a new internal structure 4 and a removal segment facing the internal structure 4 1 is removed, and the internal structure 4 and the remaining segment 2 are connected to each other. Therefore, from the viewpoint of construction and performance, a steel segment that is easy to disassemble and has a light product weight is suitable as the segment structure of the removal portion.
[0008]
However, in the general segment ring structure described above, since the segment structure and the segment specifications are unified in the same segment ring, all of the tunnel widening section segments are formed of steel segments and the most in the tunnel cross section. Segment specifications will be determined under strict design conditions.
[0009]
Therefore, even though the cross-sectional force normally generated in the tunnel cross section varies depending on the tunnel part, if the segment structure and specifications are determined by this method, a segment with a segment structure and specifications exceeding the required proof stress will occur depending on the part. The design is irrational or uneconomical.
For example, the removal portion segment 1 is required to have a segment structure suitable for the removal operation, and the remaining portion segment 2 is desirably a safe and economical segment structure during and after the tunnel widening.
[0010]
On the other hand, for the purpose of widening the opening in the tunnel cross section in the tunnel axis direction in the tunnel cross section in JP-A-9-317392, the middle column portion and the segment portion connected to the middle column portion are made of steel having a high yield strength, There is a description of a multiple tunnel structure in which the segment is made of concrete.
In this method of Japanese Patent Laid-Open No. 9-317392, a plurality of tunnel segments are joined by a connecting portion segment and a middle pillar, and the completed tunnel cross-section outer peripheral portion is a tunnel cross-section composed only of segments, The middle pillar is made of metal and the other segments are made of concrete.
[0011]
In the case of the above publication, generally, a case where a tunnel connection structure including a connection portion is constructed in advance in parallel with shield excavation is targeted. Therefore, after constructing a plurality of tunnel segments, when removing a part of the existing tunnel segment and constructing the wide section tunnel cross-section by joining with the separately constructed internal structure, the preconditions differ, so It is difficult to apply this technology.
[0012]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an economical segment lining structure for tunnel lining while satisfying the required performance of each part of the tunnel without obstructing the construction of the tunnel widening portion. This is the issue.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention is that an internal structure formed between two existing tunnel segments by removing a part of two or more adjacent existing tunnel segments facing each other as described in claim 1. A segment ring structure used for a tunnel widening portion when expanding a tunnel cross section by interconnecting with existing tunnel segments,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is an iron-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a concrete-filled iron-based segment,
When the segment ring is formed , the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure has a large thickness of the main girder so that each remaining segment has an appropriate yield strength according to the tunnel part during and after widening. By increasing the strength of the main girder steel plate or by increasing the strength of the main girder steel plate, the remaining segment of the tunnel part other than the vicinity of the connecting portion is reduced in thickness of the main girder plate thickness or the strength of the main girder steel plate. By making it low, the segment yield strength is set smaller than that of the remaining segment in the vicinity of the connecting portion .
[0014]
A second aspect of the present invention is an internal structure formed between existing tunnel segments by removing a part of two or more adjacent existing tunnel segments facing each other as described in claim 2. A segment ring structure used for a tunnel widening portion when expanding a tunnel cross section by interconnecting with existing tunnel segments,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is an iron-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a reinforced concrete segment,
At the time of widening and after widening, the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure increases the diameter of the reinforcing bar so that each remaining segment has an appropriate strength corresponding to the tunnel part. Or by increasing the reinforcing bar strength or concrete strength, the segment strength is set to be large, and the remaining part segment of the tunnel part other than the vicinity of the connecting part is to reduce the reinforcing bar diameter or reduce the reinforcing bar strength or concrete strength. Therefore, the segment yield strength is set smaller than that of the remaining portion segment in the vicinity of the connecting portion . Here, the iron-based segment refers to a metal segment manufactured by welding and assembling a steel plate or casting.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, as described in claim 3, an internal structure formed between existing tunnel segments by removing a part of two or more adjacent existing tunnel segments facing each other. A segment ring structure used for a tunnel widening portion when expanding a tunnel cross section by interconnecting with existing tunnel segments,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is an iron-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a steel concrete composite structure segment,
When the segment ring is formed, the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure has a large thickness of the main girder so that each remaining segment has an appropriate yield strength according to the tunnel part during and after widening. By increasing the strength of the main girder steel plate, increasing the strength of the reinforcing bar, or increasing the strength of the reinforcing bar or concrete, the segment strength is set large. The remaining part segment is left in the vicinity of the connecting part by reducing the thickness of the main girder plate or lowering the strength of the main girder steel sheet, or reducing the diameter of the reinforcing bar used or reducing the strength of the reinforcing bar or concrete. The segment proof stress is set to be smaller than that of the partial segment .
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The cross-sectional force generated in the tunnel cross section generally varies greatly depending on the tunnel circumferential direction portion. In particular, in a large cross section such as a tunnel widened portion, the difference in generated cross-sectional force depending on the region tends to be significant. Therefore, the present invention does not unify the segment specifications within the same segment ring, changes the segment structure between the removal part and the remaining part, and reflects the cross-sectional force at each part of the tunnel when the tunnel is widened in the remaining part. Use individual segments.
[0017]
FIG. 5 shows an example of the segment ring structure of the widened portion according to the present invention.
The removal section segment 1 is dismantled in the existing tunnel or in the internal space, and the dismantled segment is carried out to the ground. The disassembly of the segment corresponding to the predetermined removal part is performed by removing the joint bolts 14 and 15 between the fastened segments and cutting the segment at a predetermined position. Is suitable. That is, when disassembling a concrete filling segment or a reinforced concrete segment, the concrete is removed in advance, and then the steel plate or the reinforcing bar is cut. Therefore, the field work becomes complicated and is not suitable for the removal portion. Also, from the viewpoint of on-site handling and carrying out on the ground, concrete that is heavy in weight is an adverse effect of the removal work.
[0018]
On the other hand, the remaining segment 2 is not an object to be removed, so that concrete does not cause any adverse effects on construction. Rather, in the case of secondary lining, especially in iron-based segments, concrete will be placed on site after segment assembly. From the point of field work, concrete filled with segmented concrete in advance is filled inside the segment lining. The filling segment is advantageous in terms of shortening the construction period.
Further, if the remaining portion segment 2 is a concrete filling segment, it is possible to cope with a design method in which the anticorrosion / fire resistance measures in a road tunnel or the like are dealt with by concrete.
Furthermore, by filling the remaining portion segment 2 with filling concrete, the steel weight of the main girder of the segment can be reduced. Steel sheets such as main girders of iron-based segments are designed in consideration of the influence of out-of-plane buckling, and therefore the steel sheet thickness is designed to satisfy a predetermined width-thickness ratio. It is necessary to increase the thickness. However, since the out-of-plane buckling of the steel sheet is suppressed by filling the iron-based segment with the inside-filled concrete, the steel sheet can be designed without considering the out-of-plane buckling, and the steel sheet can be thinned.
[0019]
In addition, by determining the segment specifications so as to satisfy the required proof strength according to the tunnel site, it is possible to appropriately change the segment specifications such as the main girder plate thickness of the widened portion and the remaining portion as shown in FIG. Become. The iron-based segment 11 of the removed portion determines the main girder plate thickness and the like according to the segment strength required until the tunnel widening stage. Further, in the cross section of the widened portion, the cross-sectional force in the vicinity (16, 17) of the connecting portions 20 and 21 between the internal structure 4 and the remaining segment 2 is large, and the generated cross-sectional force is small in the other tunnel portions. Accordingly, the segments 16 and 17 in the vicinity of the connecting portions 20 and 21 of the remaining portion segment 2 with the internal structure 4 are thick main girders having a large segment strength, while the other segments 18 are segment specifications such as thin main girders. can do.
[0020]
【Example】
FIG. 5 shows an embodiment of the segment ring structure of the widened portion according to the present invention.
The removal part segment 1 can be an iron-based segment 11, and the remaining part segment 2 can be a concrete-filled iron-based segment 12, a reinforced concrete segment, or a steel-concrete composite segment.
Here, the iron-based segment refers to a general metal segment manufactured by welding or assembling a steel plate or casting.
[0021]
Since the segment specifications can be determined so as to satisfy the required proof stress according to the tunnel site as described above, as shown in FIG. 6, the cross-sectional force is large in the vicinity of the junction between the internal structure and the remaining segment, The tunnel parts 16 and 17 are dealt with by increasing the thickness of the main girder plate or increasing the strength of the main girder steel sheet, and conversely, since the cross-sectional force is small at the tunnel part 18 other than the vicinity of the joint, the thickness of the main girder plate is reduced. The strength of the main girder steel plate can be reduced. Similarly, when a reinforced concrete segment is used as the remaining segment 2, the used reinforcing bar diameter, reinforcing bar strength, concrete strength, or the like is selected to have a predetermined appropriate strength.
[0022]
As shown in FIG. 5, a segment joint 24 as shown in FIGS. 7 and 8 is provided in the vicinity of the boundary portion 14 between the removal portion segment 1 and the remaining portion segment 2 so that the removal operation can be easily performed. When the removal portion segment 1 is removed, the segments can be disassembled by removing the bolts of the segment joint bolt hole 26 and the ring joint bolt hole 25, and the removal work becomes easy.
[0023]
FIG. 7 shows an example of the iron-based segment 11 for the removal portion, and FIG. 8 shows an embodiment of the concrete-filled iron-based segment 12 for the remaining portion.
The iron-based segment 11 for the removal portion is provided with an appropriate number of vertical ribs 23 so as to withstand the shield machine propulsion reaction force during shield excavation. The plate thickness of the main girder 22 is designed to withstand the load up to the time of tunnel widening.
[0024]
The concrete-filled iron segment 12 for the remaining portion is filled with a medium-filled concrete 27 at a height that covers the height of the segment main girder. Since the shield machine propulsion reaction force at the time of shield excavation is transmitted by the filling concrete 27, the number of longitudinal ribs can be reduced or the plate thickness can be reduced as compared with the case of using an iron-based segment.
[0025]
When implementing the present invention, unlike the conventional segment assembly management, it is necessary to select a segment having an appropriate specification for each tunnel part and ensure that it is installed at a predetermined part. For this reason, simple devices such as clearly specifying each part of the tunnel and the type of segment specification in the segment product and appropriately performing assembly management at the site are desired.
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, the segment ring structure satisfies the required performance required by the tunnel part without interfering with the construction of the widened portion of the tunnel, and the segment structure configured in the segment ring is configured differently. By making the segment specification according to the part, the steel weight of the segment ring structure can be reduced, and the effect of reducing the overall construction cost of the tunnel appears.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a tunnel widening portion.
FIG. 2 is a construction drawing of a tunnel widening portion by an excavation method.
FIG. 3 is a construction drawing of a tunnel widening portion by a non-opening method.
FIG. 4 is a completed view of a tunnel widening portion.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of a segment ring structure of a tunnel widening portion.
FIG. 6 is a diagram showing an example of a segment ring structure of a tunnel widening portion.
FIG. 7 is a diagram showing a structure of an iron-based segment.
FIG. 8 is a view showing the structure of a concrete-filled iron-based segment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Removal part segment 2 Remaining part segment 3 Connection part 4 Internal structure 4a Floor 4b Middle pillar 6 Existing tunnel segment 7 Earth retaining material 8a Support material 8b Raising material 9 Space (internal space)
10 Frozen earth 11 Iron-based segment 12 Concrete-filled iron-based segment 14 Removal / remaining portion inter-segment joint 15 Inter-segment joint 16 Upper remnant thick-walled main girder concrete Stuffed iron-based segment 17 Lower remnant-thick main girder concrete Stuffed iron-based segment 18 Remaining thin-walled main girder concrete Filled iron-based segment 20 Upper connecting segment 21 Lower connecting segment 22 Main girder 23 Vertical rib 24 Segment joint 25 Ring joint bolt hole 26 Segment joint bolt hole 27 Filled concrete 28 Reinforcing bar 29 Joint bolt box

Claims (3)

隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントがコンクリート中詰め鉄系セグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、主桁板厚を厚肉化すること又は主桁鋼板強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、主桁板厚の薄肉化すること又は主桁鋼板強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とするセグメントリング構造。
Tunnel widening when the tunnel cross-section is expanded by removing the mutually facing part of two or more existing tunnel segments and interconnecting the internal structure formed between the existing tunnel segments and the existing tunnel segments A segment ring structure used for a part,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is an iron-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a concrete-filled iron-based segment,
When the segment ring is formed , the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure has a large thickness of the main girder so that each remaining segment has an appropriate yield strength according to the tunnel part during and after widening. By increasing the strength of the main girder steel plate or by increasing the strength of the main girder steel plate, the remaining segment of the tunnel part other than the vicinity of the connecting portion is reduced in thickness of the main girder plate thickness or the strength of the main girder steel plate. The segment ring structure is characterized in that the segment proof strength is set to be smaller than that of the remaining portion segment in the vicinity of the connecting portion by lowering .
隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントが鉄筋コンクリートセグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、使用鉄筋径を太くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、使用鉄筋径を細くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とするセグメントリング構造。
Tunnel widening when the tunnel cross-section is expanded by removing the mutually facing part of two or more existing tunnel segments and interconnecting the internal structure formed between the existing tunnel segments and the existing tunnel segments A segment ring structure used for a part,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is a steel-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a reinforced concrete segment,
At the time of widening and after widening, the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure increases the diameter of the reinforcing bar so that each remaining segment has an appropriate strength corresponding to the tunnel part. Or by increasing the reinforcing bar strength or concrete strength, the segment strength is set to be large, and the remaining part segment of the tunnel part other than the vicinity of the connecting part is to reduce the reinforcing bar diameter or reduce the reinforcing bar strength or concrete strength. The segment ring structure is characterized in that the segment yield strength is set smaller than that of the remaining portion segment in the vicinity of the connecting portion .
隣接する2つ以上の既設トンネルセグメントの相互に面する一部を撤去し、既設トンネルセグメント間に形成した内部構造と既設トンネルセグメントとを相互に連結することによりトンネル断面を拡大する際にトンネル拡幅部に使用されるセグメントリング構造であって、
前記セグメントリング構造が同一セグメントリング内において複数のセグメントから構成され、
拡幅時に撤去される撤去部セグメントが鉄系セグメントであり、前記トンネル拡幅部に残置される残置部セグメントが鋼コンクリート合成構造セグメントであり、
拡幅時及び拡幅後において各残置部セグメントがトンネル部位に応じた適切な耐力を有するように、セグメントリングの形成時に、前記内部構造との連結部近傍の残置部セグメントは、主桁板厚を厚肉化すること又は主桁鋼板強度を高くすること、あるいは、使用鉄筋径を太くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を高くすることによってセグメント耐力が大きく設定され、前記連結部近傍以外のトンネル部位の残置部セグメントは、主桁板厚の薄肉化すること又は主桁鋼板強度を低くすること、あるいは、使用鉄筋径を細くすること又は鉄筋強度若しくはコンクリート強度を低くすることによって前記連結部近傍の残置部セグメントに比べてセグメント耐力が小さく設定されていることを特徴とするセグメントリング構造。
Tunnel widening when the tunnel cross-section is expanded by removing the mutually facing part of two or more existing tunnel segments and interconnecting the internal structure formed between the existing tunnel segments and the existing tunnel segments A segment ring structure used for a part,
The segment ring structure is composed of a plurality of segments in the same segment ring,
The removal part segment removed at the time of widening is an iron-based segment, and the remaining part segment left in the tunnel widening part is a steel concrete composite structure segment,
When the segment ring is formed , the remaining segment in the vicinity of the connecting portion with the internal structure has a large thickness of the main girder so that each remaining segment has an appropriate yield strength according to the tunnel part during and after widening. By increasing the strength of the main girder steel plate, increasing the strength of the reinforcing bar, or increasing the strength of the reinforcing bar or concrete, the segment strength is set large. The remaining part segment is left in the vicinity of the connecting part by reducing the thickness of the main girder plate or lowering the strength of the main girder steel sheet, or by reducing the diameter of the reinforcing bar or reducing the strength of the reinforcing bar or concrete. Segment ring structure characterized in that the segment strength is set smaller than that of the segment .
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