JP4901640B2 - 異種断面トンネル接続部用の隔壁版およびそれを用いた止水構造 - Google Patents
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しかし、トンネル部分拡幅部、特に、褄面に配置される隔壁版の部分では、隔壁版のトンネル軸方向の片側は、地山側に面する部分となり、セグメントが存在していない部分であるので、トンネル軸方向の軸力が作用した状態でのセグメント相互の面タッチによる止水作用が機能しない部分であるので、前記定常部のトンネルセグメント間以上に、シール材による高い止水作用を要求される部分である。
前記従来の場合には、セグメントをトンネル幅方向にスライドさせる形態であるので、隔壁版側のシール材とセグメント側のシール材相互が摺擦するようになり、隔壁版およびセグメント側のシール材が損傷する恐れが高く、隔壁版の表裏に連続するシール線を確保することが困難となり、シール材が損傷した場合、シール材が不連続となるので、止水が不十分になると言う問題がある。また、セグメントをトンネル幅方向に入れ子式にスライドさせて拡幅させる場合には、トンネル軸方向でセグメント間のシール材が不連続となるので、止水が不十分になると言う問題がある。
また、隔壁版が大きくなると、現場施工が困難となるため、隔壁版を分割する必要がある。隔壁版を分割する場合には、分割ピース同士の止水構造が大きな課題となる。
なお、トンネル覆工用セグメントに設けられるシール溝およびシール材は、トンネル半径方向で同じ半径の位置に設けられるものであり、トンネル半径方向に大きく変位(例えば、セグメント高さ以上)してシール材およびシール溝を設けることはない。
一般的には、セグメント周囲の部材端面に削設したシール溝の底部に、ゴム製のシール材を設置してシール構造を形成する。このようにして止水するシール構造は、環状の連続した形態に形成し、隣接するシール材同士を当接することで、弾性体を挟むことにより水の浸入を遮断するというOリングと同じ原理を用いている。
このようなトンネル断面変化部では、セグメントで組み立てて構築されるトンネルの場合では、トンネルセグメントが、トンネル軸方向に隣接しない褄壁構造が存在し、従来の隣接するセグメント間によるシール構造は適用することができない。
トンネル部分拡幅部以外の断面が一様な部分(定常部)では、時としてシール材に対して摺擦などの過酷な負荷によってシール材の破損が発生し、たとえシール構造が完全でなくとも、シールドマシンのジャッキ推力によるトンネル軸方向の軸圧縮力が残存している状態によって、セグメント相互の面タッチが保持される。そのため一定のシール効果が発揮されることからシール材は止水の決め手となっていなかった。
しかし、拡幅部あるいは縮幅部では、ジャッキ推力等によるトンネル方向軸力が過大に負荷されることはなく、シール材を破損するような過酷な負荷が生じることはないものの、軸圧縮力によるセグメント相互の面タッチによるシール効果は全く期待できないことがわかった。
すなわち、本発明者らは、シール材を環状に張り巡らす構造こそがこの拡幅部あるいは縮幅部の隔壁版において止水の決め手となり得ることを明らかにした。
本発明は前記の課題を有利に解決するために上記の知見を基になされたものであって、その要旨は以下のとおりである。
第1発明の異種断面トンネル接続部用の隔壁版では、トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間に挟まれるように配置され、いずれか一方のセグメントリングにおけるトンネル半径方向外側に張り出す突出部の側面を塞ぐための隔壁版であって、
一方のトンネルおよびこれに接続する他方の拡幅側トンネルまたは縮幅側トンネルの前記各セグメントリングに当接する前記隔壁版のトンネル軸方向の表裏両面には、それぞれシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられるシール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする。
第2発明の異種断面トンネル接続部用の隔壁版においては、トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部に用いられ、
小径側トンネルから大径側トンネルに、トンネル半径方向外側に張り出す突出部の側面を塞ぐように前記2つのセグメントリング間に挟まれるように配置される隔壁版であって、
前記小径側トンネルおよび大径側トンネルの各セグメントリングに当接する前記隔壁版の表裏両面には、それぞれ、トンネル中心からの半径の異なる小径および大径のシール溝およびその各シール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられる前記各シール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする。
第3発明では、第1発明または第2発明の異種断面トンネル接続部用の隔壁版において、
前記隔壁版は、複数の分割形隔壁版用ピースが配置されて構成され、各分割形隔壁版用ピースのトンネル軸方向の表裏両面にシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が設けられ、前記各分割形隔壁版用ピースにおけるトンネル周方向の端面には、前記分割形隔壁版用ピースにおける表裏両面のシール溝およびシール材に接続するように、シール溝およびシール材が連設されていることで、シール材が分割形隔壁版用ピース材の表裏両面およびトンネル周方向の分割形隔壁版用ピース材の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする。
第4発明の異種断面形状トンネル接続部の止水構造においては、トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部構造において、
2つのトンネル用セグメントリング間に挟まれるように隔壁版が設けられ、
一方のトンネルおよびこれに接続する他方の拡幅側トンネルまたは縮幅側トンネルの前記各セグメントリングに当接する前記隔壁版のトンネル軸方向の表裏両面には、それぞれシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられるシール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連続するように設置されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、
トンネル軸方向に隣り合うように連なる前記2つのセグメントリングに形成されるシール材と前記隔壁版に形成されるシール材とが当接することで止水することを特徴とする。
第5発明の異種断面形状トンネル接続部の止水構造においては、トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部構造において、
小径側トンネルから大径側トンネルに張り出す突出部を塞ぐ隔壁版が前記2つのトンネル用のセグメントリング間に挟まれるように配置され、
前記隔壁版の前記小径側トンネルおよび大径側トンネルのセグメントリングに当接する表裏両面には、それぞれ、トンネル中心からの半径の異なる小径および大径のシール溝およびその各シール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
さらに前記表裏両面に形成される前記各シール溝およびシール材と連続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設されると共に前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、
トンネル軸方向に隣接する前記2つのセグメントリングに設けられるシール材と前記隔壁版に設けられるシール材とが当接することで止水することを特徴とする。
第6発明では、第4発明または第5発明の異種断面形状トンネル接続部の止水構造においては、前記隔壁版は複数の分割形隔壁版用ピースに分割して配置され、前記分割形隔壁版用ピースの表裏両面およびその分割形隔壁版用ピースにおけるトンネル周方向の端面にシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が連設されて、分割形隔壁版用ピースの表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、トンネル軸方向に隣接する前記2つのセグメントリングに形成されるシール材と前記分割形隔壁版用ピースに設けられるシール材とが当接し、かつ分割形隔壁版用ピースの前記端面に形成されるシール材同士を当接することで止水することを特徴とする。
また、隔壁版を複数の分割形隔壁版用ピースに細分化したことで、小型軽量化を図ることができると共に重機の小型化を図ることができ、搬送組み立て等の現場作業が容易となり、現場作業性の向上を図ることができる効果が得られる。
さらに、隔壁版を、複数の分割形隔壁版用ピースに細分化し、細分化した分割形隔壁版ピースの構造自体に、連続する一連のシール構造を形成したことで、分割形隔壁版用ピース間では、シール材相互が当接または圧着される止水構造が形成され、確実な止水構造とすることができる効果が得られる。
また、隔壁版自体に連続する一連のシール構造を形成したり、細分化した分割形隔壁版ピースの構造自体に連続する一連のシール構造を形成したので、トンネル軸方向の軸力が作用した状態でのセグメント相互の面タッチによる止水作用が機能しない褄面に配置される隔壁版の部分でも、トンネル軸方向の表裏両面およびトンネル周方向の端面にで止水作用を確実に発揮して止水することができる。そのため大深度トンネルの褄面に配置される隔壁版であっても確実に止水作用を発揮することができる。
また、本発明の場合は、従来のように、セグメントをトンネル幅方向に拡幅させるためにスライドさせる必要がないので、隔壁版1に設置されているシール材が損傷することはない。
図1は、一般走行部のトンネルと部分拡幅部3のトンネルを示す斜視図であり、図2(a)は、一般走行部2の道路トンネル4の断面を示し、図2(b)は拡幅されて非常駐車帯部5が形成された道路トンネル4の断面図が示されている。そして図1には、本発明の第1実施形態の隔壁版1を、トンネル断面形状の異なる隣り合うセグメントリング7,8間に設置したトンネル軸方向の部分拡幅部の斜視図が示されている。図3には、トンネルにおける部分拡幅部3付近における円形トンネル4A・拡幅トンネル3A・隔壁版1の位置関係の斜視図が示され、図4(a)(b)には、トンネル部分拡幅部における円形トンネル4A・拡幅トンネル3A・隔壁版1の位置関係の断面図が示され、図4(c)(d)には、隔壁版1を複数の分割形隔壁版用ピース6から構成する形態が示されている。
図5(a)に示すように、セグメントリング7を構成する各セグメント14には、トンネル軸方向に直角なトンネル断面に関して、これを連続して1周するシール材19を配置することで、止水効果が発揮される。また、拡幅側では、図5(c)に示すように、拡幅トンネル3におけるセグメントリング8を構成する各セグメント15には、トンネル軸方向に直角なトンネル断面に関して、これを連続して1周するシール材21を配置することで、止水効果が発揮される。前記のセグメントリング7と拡幅側のセグメントリング8間に隔壁版1を配置する形態も同様であり、本発明の隔壁版1では、図5(b)に示すように、隔壁版1のシール材20は、断面形態の異なる両トンネル断面のシール材19,21の位置に合うように、隔壁版1のトンネル軸方向の表面および裏面に、トンネル中心からの半径(または半径方向の位置)の異なるように配置されていると共にトンネル周方向の端面まで設けられ、また、隔壁版1のトンネル周方向の端面には、前記の表面側および裏面側のシール材20に接続するようにシール材20が連続するように連設されている。
前記の隔壁版1のトンネル軸方向の厚み寸法としては、例えば、12mmとした場合、2mm〜3mm程度のシール溝23を形成されていればよく、このような溝23内に水膨潤性のシール材20が嵌合配置または固着されている。
また、図6において、水膨潤性のシール材19〜21として、通常、地下水と反応して体積膨張させる水膨潤型ゴムを適用することが望ましい。
さらに、補剛板30,31および端面板28のトンネル軸方向の幅寸法を大きくして、トンネル軸方向の分割形隔壁版用ピース6の寸法を大きくして、ボルトあるいはナットを、分割形隔壁版用ピース6の内側に、容易に挿入配置して、セットし、接合可能にされている。
前記のように、三日月状の隔壁版1とする場合、例えば、図16に示すように、隔壁版1の厚み分をセグメント幅を小さくすることにより調整し、トンネル軸方向の寸法が広い広幅セグメント14Bにトンネル周方向に隣接して配置し、トンネル軸方向では、狭幅セグメント14Aと隔壁版1とのトンネル軸方向の合計寸法が前記広幅セグメント14Bとなるように組み合わせると、セグメント幅の調整、隔壁版1と隣接する両側トンネルセグメント14A,15とのボルト接合が容易になる。
このような形態の縮幅部用の隔壁版1(または分割形隔壁版用ピース6)においても、隔壁版1(または分割形隔壁版用ピース6)におけるトンネル軸方向の表面(または表面板)の外周側よりに、シール溝23Aが設けられていると共に、裏面(または裏面板)の内周側よりにシール溝23Bが設けられている。また、前記の各シール溝23A,23Bを接続するトンネル軸方向のシール溝が、前記各突出部36の先端部にトンネル軸方向に延長するように連設されている。また、前記各シール溝の部分に、連続して1周するシール材20が設置されている。
前記実施形態では、トンネル半径方向の片側に突出した突出部におけるトンネル軸方向の側面(褄面)を塞ぐようにした形態を示したが、本発明を実施する場合、トンネル半径方向に両側に突出するような場合、あるいは両側に縮幅するような場合にも、前記実施形態と同様に適用するようにしてもよい。
2 一般走行部
3 部分拡幅部
3A 拡幅トンネル
4 道路トンネル
4A 円形トンネル
5 非常駐車帯部
6 分割形隔壁版用ピース
7 セグメントリング(円形セグメントリング)
8 セグメントリング(拡幅リング)
9 車線
10 路肩
11 内側輪郭線
11A 内側の周方向半円
12 外側輪郭線
12A 外側の周方向半楕円
13 端部辺
14 セグメント
14A 狭幅セグメント
14B 広幅セグメント
15 セグメント
16 主桁
17 主桁
18 スペーサ用版体
19 シール材
20 シール材
21 シール材
22 シール溝
23 シール溝
24 シール溝
25 ボルト挿通孔
26 鋼製表面板
27 鋼製裏面板
28 トンネル周方向端部のトンネル半径方向に延長する端面板
29 トンネル半径方向外端部のトンネル周方向に延長する外周面板
30 半径方向補剛板
31 周方向補剛板
32 工具挿入用開口部
33 縮径する異形断面のトンネル(縮幅部トンネル,部分縮幅部)
34 縦壁
36 隔壁版の突出部
Claims (6)
- トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間に挟まれるように配置され、いずれか一方のセグメントリングにおけるトンネル半径方向外側に張り出す突出部の側面を塞ぐための隔壁版であって、
一方のトンネルおよびこれに接続する他方の拡幅側トンネルまたは縮幅側トンネルの前記各セグメントリングに当接する前記隔壁版のトンネル軸方向の表裏両面には、それぞれシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられるシール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする異種断面トンネル接続部用の隔壁版。 - トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部に用いられ、
小径側トンネルから大径側トンネルに、トンネル半径方向外側に張り出す突出部の側面を塞ぐように前記2つのセグメントリング間に挟まれるように配置される隔壁版であって、
前記小径側トンネルおよび大径側トンネルの各セグメントリングに当接する前記隔壁版の表裏両面には、それぞれ、トンネル中心からの半径の異なる小径および大径のシール溝およびその各シール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられる前記各シール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする異種断面トンネル接続部用の隔壁版。 - 前記隔壁版は、複数の分割形隔壁版用ピースが配置されて構成され、各分割形隔壁版用ピースのトンネル軸方向の表裏両面にシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が設けられ、前記各分割形隔壁版用ピースにおけるトンネル周方向の端面には、前記分割形隔壁版用ピースにおける表裏両面のシール溝およびシール材に接続するように、シール溝およびシール材が連設されていることで、シール材が分割形隔壁版用ピース材の表裏両面およびトンネル周方向の分割形隔壁版用ピース材の端面に連続して環状に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の異種断面トンネル接続部用の隔壁版。
- トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部構造において、
2つのトンネル用セグメントリング間に挟まれるように隔壁版が設けられ、
一方のトンネルおよびこれに接続する他方の拡幅側トンネルまたは縮幅側トンネルの前記各セグメントリングに当接する前記隔壁版のトンネル軸方向の表裏両面には、それぞれシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
前記表裏両面に設けられるシール溝に接続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設され、かつ前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連続するように設置されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、
トンネル軸方向に隣り合うように連なる前記2つのセグメントリングに形成されるシール材と前記隔壁版に形成されるシール材とが当接することで止水することを特徴とする異種断面形状トンネル接続部の止水構造。 - トンネル軸方向に連なってトンネル断面形状を異にする2つのトンネル用のセグメントリング間の接続部構造において、
小径側トンネルから大径側トンネルに張り出す突出部を塞ぐ隔壁版が前記2つのトンネル用のセグメントリング間に挟まれるように配置され、
前記隔壁版の前記小径側トンネルおよび大径側トンネルのセグメントリングに当接する表裏両面には、それぞれ、トンネル中心からの半径の異なる小径および大径のシール溝およびその各シール溝に配置されるシール材が各々設けられ、
さらに前記表裏両面に形成される前記各シール溝およびシール材と連続するように前記隔壁版のトンネル周方向の端面にシール溝が連設されると共に前記表裏両面のシール材に接続するようにトンネル周方向の前記端面のシール溝にシール材が連設されて、
シール材が隔壁版の表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、
トンネル軸方向に隣接する前記2つのセグメントリングに設けられるシール材と前記隔壁版に設けられるシール材とが当接することで止水することを特徴とする異種断面形状トンネル接続部の止水構造。 - 前記隔壁版は複数の分割形隔壁版用ピースに分割して配置され、前記分割形隔壁版用ピースの表裏両面およびその分割形隔壁版用ピースにおけるトンネル周方向の端面にシール溝およびそのシール溝に配置されるシール材が連設されて、分割形隔壁版用ピースの表裏両面およびトンネル周方向の端面に連続して環状に形成され、トンネル軸方向に隣接する前記2つのセグメントリングに形成されるシール材と前記分割形隔壁版用ピースに設けられるシール材とが当接し、かつ分割形隔壁版用ピースの前記端面に形成されるシール材同士を当接することで止水することを特徴とする請求項4または5に記載の異種断面形状トンネル接続部の止水構造。
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