JP4122595B2 - Internal water pressure compatible segment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルの覆工に用いられるセグメントに関し、特に内水圧が負荷されるシールドトンネルの覆工に用いられるセグメントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、一般のシールドトンネルは、シールド掘進機と呼ばれ、掘進機後部に備わるスプレッダーをセグメントに押圧して推進反力を得つつ掘進機前部がその前端に備えたカッターヘッドにより掘進を行う円筒形の掘進機を用いて掘進施工が行われることが多く、トンネル地山の支保の為に、シールド掘進機後部でブロック状のセグメント(例えば鋼製)をトンネル地山面に沿って連結させてトンネル一次覆工を行い、さらに二次覆工として一次覆工面内周に無筋コンクリートなどを打設してシールドトンネルを形成していた。
【0003】
特に導水を目的として形成されるシールドトンネルにおいては、そのトンネル内に水が充満して内水圧が負荷されることとなる為、それに対応して、一次覆工のセグメントの桁高を大きくして剛性向上を図り、さらにセグメント同士の連結構造を強化することで一次覆工を担うセグメント全体の構造強度を増大させたり、あるいは、上記二次覆工に無筋ではなく鉄筋コンクリートを打設して二次覆工の強度向上を図ったりといった措置を講じることがあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、シールドトンネルに生じる内水圧に対し、上記のうち特にセグメントの桁高を大きくして剛性向上を図ったり、セグメント同士の連結構造強化を図るといった従来の対応策によれば、セグメント単価が上昇してコスト増を招くとともに、セグメントの一個あたりの重量が増加することで運搬及び連結設置に要する各種機器の能力や配置数を増大させる必要が生じてきたり、また、一次覆工の巻き厚が厚くなってトンネル内空容積が減少するといったおそれが生じる。
【0005】
さらに、従来のセグメント同士の連結構造強化を図れば、構造の複雑化や、それに伴う施工効率の低下を招くといったおそれが生じる。
【0006】
つまり、内水圧に抗してセグメント強度を向上させるという考えのもとでは、水圧に応じて構成部材を大きく肉厚にするといったいわゆる後手に回った措置を講じることをいたずらに繰り返すこととなるのである。
【0007】
従って、上記いずれの対応策をとることとなっても、経済性と施工性の両面について著しい低下をみることとなりやすい。
【0008】
そこで、本発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、簡便な構造を有して運搬及び設置が容易で、しかもシールドトンネル内にかかる内水圧に無関係に無理なく覆工構造強度を維持することが可能であり、良好な施工性と経済性とを発現する内水圧対応型セグメントを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するためになされたもので、トンネル内部から水圧が負荷されるシールドトンネルの覆工を担う内水圧対応型セグメントであって、トンネル地山に当接されるセグメント外表面に、多孔質材料からなり水の透過及び帯水が可能な溜水層が設けられるとともに、該溜水層と、トンネル内空側に対向したセグメント内表面とを貫通して結ぶことで通水を行う通水孔が設けられることを特徴とする。
【0010】
また、前記内水圧対応型セグメントの通水孔内に、トンネル地山側からトンネル内空側への水の流入を抑止する逆止弁を設けたことを特徴とする。
【0011】
さらに、前記溜水層の外表面に、トンネル地山側からの土砂、もしくはトンネル地山とセグメントとの間に注入される裏込注入材の流入を抑止する被覆層を設けたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0013】
図1は、本発明の内水圧対応型セグメントを、滝F上流部から滝F下流部の発電施設Eに至るシールドトンネル10に用いた例を示す説明図である。
【0014】
本発明の内水圧対応型セグメント20を用いてシールドトンネル10を施工する場合、例えば本実施例の様に発電導水用のものであれば、滝F上流部の流水水位と地下水位とを勘案して掘削開始の縦坑ポイント12を決め、縦坑の開削につづいて係る縦坑にシールド掘進機を搬入する。
【0015】
搬入されたシールド掘進機は、掘進機後部に備わるスプレッダーを既設セグメントに押圧して推進反力を得つつ掘進機前部がその前端に備えたカッターヘッドにより掘進施工を行う。
【0016】
掘進中はトンネル地山11の支保の為に、シールド掘進機後部で本発明の内水圧対応型セグメント20をトンネル地山面に沿って連結させてトンネル一次覆工を行う。
【0017】
図2は、上記の内水圧対応型セグメント20を示す概略図であり、係る内水圧対応型セグメント20とは、例えば側面略台形状で鋼製の一般的なセグメント本体20aの外表面に、多孔質材料(例えばポーラスコンクリート)からなる溜水層20bが設けられるものである。
【0018】
また、上記溜水層20bと、トンネル内空側に対向したセグメント内表面とを貫通して、通水孔20cが設けられる。(本実施例中では、通水孔20cにさらに管状の通水筒を挿入したものを図示している。)
溜水層20b及び通水孔20cの機能として、トンネル地山11からの湧出水と、シールドトンネル10内の圧力水とを溜水層20b中の多孔体に適宜留めつつ相互に流通可能にすることで、地下水圧とシールドトンネル内水圧とに生じる圧力差を打ち消し合って、セグメント他トンネル構造に作用する応力を低減するのである。
【0019】
図3は図2におけるA−A線に沿った断面図であり、かかる内水圧対応型セグメント20がトンネル地山11に施工された状態を示す。
【0020】
施工が行われるトンネル地山11表面とセグメント20との間には図に示すように、まず、本発明の内水圧対応型セグメント20が一次覆工として施工された後、裏込め材30が注入される。
【0021】
この裏込め材30は、トンネル地山11表面の崩壊を防止するとともに、本発明の内水圧対応型セグメント20とトンネル地山11とを確実に結びつけ、僅かな透水性も有して、トンネル地山11からの湧出水と、シールドトンネル10内の圧力水との相互流通を可能にする。
【0022】
図4は、その通水孔20c内部に逆止弁20dを設けた内水圧対応型セグメント20の断面図である。
【0023】
図4に示す内水圧対応型セグメント20は、セグメントとしての基本的構造は上述のものと変わらないが、その通水孔20c内部に、例えば水の透過方向を一方向に限定する半透膜などにより構成された逆止弁20dが設けられており、トンネル地山11側からの水の流入を抑止する機能を備える。
【0024】
また上記とは別に、溜水層20b外表面に、トンネル地山11側からの土砂、もしくはトンネル地山11とセグメント20との間に注入される裏込め材30の流入を抑止する被覆層を設けた内水圧対応型セグメントを採用することも出来る。
【0025】
上記に関し、シールドトンネル10内の圧力水がトンネル地山11へと拡散する速度をコントロールして、含水量の増大に伴う地山崩壊や軟弱化を抑止する為、透水係数を左右する細孔径に基づいて、溜水層20bを形成する多孔質材料を適宜選択変更するといった措置が必要である。
【0026】
本実施例においては、内水圧対応型セグメント一つに対し、通水孔一つを設けた例を示したが、これに限らず、内水圧や水量などに応じて設置数を増加させることも出来る。
【0027】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の内水圧対応型セグメントによれば、一般のトンネルセグメント表面に溜水層を備え、さらに、係る溜水層とセグメント内表面とを連結するように通水孔を備えるといった比較的単純な構造であって、従来の内水圧対応型セグメントの如く、シールドトンネル内の内水圧に対抗し、桁高を大きくして剛性向上を図ったり、セグメント同士の連結構造強化を図ったりといった措置を施したセグメントではない。
【0028】
したがって、桁高の増大に伴って、セグメント単価が上昇してコスト増を招くとともに、セグメントの一個あたりの重量が増加することで運搬及び連結設置に要する各種機器の能力や配置数を増大させる必要が生じてきたり、また、一次覆工の巻き厚が厚くなってトンネル内空容積が減少するといったおそれが生じることがない上、セグメント同士の連結構造強化に伴う構造の複雑化や、それによる施工効率の低下を招くといったおそれも解消される。
【0029】
つまり、本発明の内水圧対応型セグメントは、内水圧に抗してセグメント強度を向上させるという従来の思考法から脱却し、内水圧に応じ通水孔及び溜水層を介してトンネル内部と地山とを圧力的に無理なく平衡させ、それにより覆工構造強度を容易に維持することが可能であり、上記の効果と併せて、経済性と施工性の両面についての著しい向上を図ることにつながるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の内水圧対応型セグメントを用いた、滝上流部から滝下流部の発電施設に至るシールドトンネルの施工例を示す説明図である。
【図2】本発明の内水圧対応型セグメントを示す概略図である。
【図3】図2の内水圧対応型セグメントのA−A線に沿った断面図であり、かかるセグメントがトンネル地山に施工された状態を示す。
【図4】内水圧対応型セグメントの断面図であり、通水孔内部に逆止弁が設けられた状態を示す。
【符号の説明】
11 トンネル地山
20 内水圧対応型セグメント
20b 溜水層
20c 通水孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a segment used for lining a shield tunnel, and more particularly to a segment used for lining a shield tunnel to which internal water pressure is applied.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a general shield tunnel is referred to as a shield machine, and a cylinder that performs excavation by a cutter head provided at the front end of the excavator while obtaining a propulsion reaction force by pressing the spreader provided at the rear part of the excavator against the segment. In order to support the tunnel ground, a block segment (eg steel) is connected along the tunnel ground surface at the rear of the shield machine. Tunnel primary lining was performed, and unshielded concrete was placed on the inner periphery of the primary lining as a secondary lining to form a shield tunnel.
[0003]
Especially in shield tunnels formed for the purpose of water transfer, the tunnel is filled with water and the internal water pressure is loaded, so correspondingly, the height of the primary lining segment is increased. By increasing the rigidity and strengthening the connection structure between the segments, the structural strength of the entire segment responsible for the primary lining can be increased, or reinforced concrete can be placed in the secondary lining instead of unreinforced. In some cases, measures were taken to improve the strength of the next lining.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, with respect to the internal water pressure generated in the shield tunnel, the segment unit price increases according to conventional measures such as increasing the digit height of the segments to improve the rigidity or strengthening the connection structure between the segments. As a result, the cost per unit increases and the weight per segment increases, so it becomes necessary to increase the capacity and the number of various devices required for transportation and connection installation. There is a risk that the tunnel will become thicker and the volume inside the tunnel will decrease.
[0005]
Furthermore, if the conventional connection structure between segments is strengthened, there is a risk that the structure will be complicated and the construction efficiency will be reduced.
[0006]
In other words, based on the idea of improving the segment strength against the internal water pressure, it would be unnecessarily repeated to take a so-called rear-end measure such as increasing the thickness of the component according to the water pressure. is there.
[0007]
Therefore, even if any of the above countermeasures is taken, it is likely that a significant decrease in both economic efficiency and workability is observed.
[0008]
Therefore, the present invention has been made paying attention to such a conventional problem, has a simple structure, is easy to transport and install, and can be easily covered regardless of the internal water pressure in the shield tunnel. It is possible to provide an internal water pressure compatible segment that can maintain the structural strength and exhibits good workability and economy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in order to achieve the above object, and is an internal water pressure compatible segment responsible for lining a shield tunnel in which water pressure is loaded from the inside of the tunnel, and is outside the segment abutting against the tunnel ground. The surface is provided with a reservoir layer made of a porous material and capable of permeating and aquiring water. The reservoir layer and the inner surface of the segment facing the inner side of the tunnel are passed through and connected to each other. It is characterized in that a water passage hole for performing water is provided.
[0010]
Further, the present invention is characterized in that a check valve for suppressing the inflow of water from the tunnel ground side to the tunnel interior side is provided in the water passage hole of the internal water pressure compatible segment.
[0011]
Furthermore, the outer surface of the reservoir layer is provided with a coating layer that suppresses the inflow of earth and sand from the tunnel ground or the backfill material injected between the tunnel ground and the segment. .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0013]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example in which the internal water pressure compatible segment of the present invention is used in a shield tunnel 10 that extends from an upstream portion of a waterfall F to a power generation facility E downstream of the waterfall F.
[0014]
When constructing the shield tunnel 10 using the internal water pressure-
[0015]
The shield excavator carried in performs excavation work with a cutter head provided at the front end of the excavator while pressing the spreader provided at the rear of the excavator against the existing segment to obtain a propulsion reaction force.
[0016]
During excavation, in order to support the
[0017]
FIG. 2 is a schematic view showing the internal water pressure-
[0018]
Further, a
As a function of the
[0019]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2, and shows a state in which the internal water pressure
[0020]
As shown in the figure, between the surface of the
[0021]
This
[0022]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the internal water pressure
[0023]
The internal water pressure
[0024]
In addition to the above, a coating layer that suppresses the inflow of the earth and sand from the
[0025]
In relation to the above, in order to control the speed at which the pressure water in the shield tunnel 10 diffuses into the
[0026]
In the present embodiment, an example in which one water passage hole is provided for one internal water pressure compatible segment has been shown, but this is not a limitation, and the number of installations may be increased according to the internal water pressure, the amount of water, etc. I can do it.
[0027]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the internal water pressure compatible segment of the present invention, a general tunnel segment surface is provided with a water reservoir layer, and further, the water flow is performed so as to connect the water reservoir layer and the segment inner surface. Comparing to the internal water pressure-compatible segment, it has a relatively simple structure with holes, and counteracts the internal water pressure in the shield tunnel, increasing the digit height and improving the rigidity, or connecting the segments together It is not a segment with measures such as strengthening.
[0028]
Therefore, along with the increase in digit height, the unit price of the segment will rise, leading to an increase in cost, and the weight per segment will need to increase, increasing the capacity and number of devices required for transportation and connection installation. In addition, there is no risk that the winding thickness of the primary lining will be increased and the empty volume in the tunnel will be reduced. The risk of reducing efficiency is also eliminated.
[0029]
In other words, the internal water pressure-compatible segment of the present invention is a departure from the conventional method of improving the segment strength against the internal water pressure, and the inside of the tunnel and the ground through the water holes and the reservoir layer according to the internal water pressure. It is possible to easily balance the mountain with pressure, thereby easily maintaining the strength of the lining structure, and in combination with the above effects, to achieve significant improvements in both economics and workability It is connected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a construction example of a shield tunnel from an upstream waterfall portion to a downstream power generation facility using an internal water pressure compatible segment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing an internal water pressure compatible segment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of the internal water pressure corresponding segment of FIG. 2 and shows a state in which such a segment is constructed on a tunnel ground.
FIG. 4 is a cross-sectional view of an internal water pressure compatible segment, showing a state in which a check valve is provided inside the water passage hole.
[Explanation of symbols]
Claims (3)
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Cited By (2)
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CN106320296A (en) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 广西大学 | Basalt fiber grid reinforced lining structure for high ground temperature high-pressure hydraulic tunnel |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN112253173B (en) * | 2020-10-21 | 2022-06-28 | 中国水利水电科学研究院 | Complex environment tunnel self-adaptive lining structure and construction method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104563069A (en) * | 2014-12-16 | 2015-04-29 | 成都绿迪科技有限公司 | Outflow sluice structure for diversion tunnel |
CN106320296A (en) * | 2016-11-02 | 2017-01-11 | 广西大学 | Basalt fiber grid reinforced lining structure for high ground temperature high-pressure hydraulic tunnel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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