JP5176514B2 - Segment, shield tunnel construction method, and shield tunnel - Google Patents

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Description

本発明は、地下水流を遮断することのないシールドトンネルを構築するにあたり、特に裏込め材を用いることなく施工可能なセグメント、それを用いたシールドトンネル施工方法及びそのシールドトンネルに関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a segment that can be constructed without using a backfilling material, a shield tunnel construction method using the same, and a shield tunnel thereof, in constructing a shield tunnel that does not block groundwater flow.

従来より、シールドトンネルを構築するにあたり、地盤中を流通する地下水流がそのシールドトンネルにより遮断されるような場合に、これを回避するための技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、セグメント背面と地山との間の隙間であるテールボイドに多孔質材料等の透水性を有する裏込め材を充填することにより、トンネルの周囲に地下水を迂回させるような流路を形成するシールドトンネルが開示されている。
特開平10−280888号公報
Conventionally, in constructing a shield tunnel, there has been proposed a technique for avoiding this when a groundwater flow flowing through the ground is blocked by the shield tunnel.
For example, in Patent Document 1, a tail void, which is a gap between a segment back surface and a natural ground, is filled with a water-permeable backfill material such as a porous material, thereby bypassing groundwater around the tunnel. A shield tunnel that forms a flow path is disclosed.
JP-A-10-280888

しかしながら、特許文献1に開示されるシールドトンネルでは、透水性を有する裏込め材を特別に調達しなければならず、手間がかかるとともに材料コストも嵩む。   However, in the shield tunnel disclosed in Patent Document 1, it is necessary to procure a backfill material having water permeability, which is troublesome and increases the material cost.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、裏込め材を用いることなく、地下水流を遮断することのないシールドトンネルを施工可能なセグメント、それを用いたシールドトンネル施工方法、及びそのシールドトンネルを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, a segment capable of constructing a shield tunnel without blocking a groundwater flow without using a backfill material, a shield tunnel construction method using the same, and The purpose is to provide the shield tunnel.

上記の目的を達成するため、本発明は、シールドトンネルの構築に用いられるセグメントであって、
セグメント本体部と、
前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、
前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、を備え
前記透水部の背面には、溶解前にテールシールを通過させない水溶性シートが設けられていることを特徴とする(第1の発明)。
To achieve the above object, the present invention provides a segment used in the construction of the of shielded tunnel,
A segment body,
A bag body provided on the back surface of the segment main body and inflated by being filled with a filler;
A water permeable portion provided on the back surface of the bag body and having water permeability ;
Wherein the back surface of the permeable portion, prior to lysis does not pass the tail sealing soluble sheet is characterized that you have provided (first invention).

本発明のセグメントによれば、このセグメントによりセグメントリングを組み立てた後、袋体に充填材を充填することにより、袋体が膨張して透水部が地山に押し付けられ、その反力により地盤中に固定される。ここで、地山と接触する透水部もリング状に構築されることから、地下水流はそのリング状の透水部の一部から流入し、リング状の透水部を周回してリング状の透水部の他部から流出することになるので、地下水流を遮断することないシールドセグメントを施工することができる。
また、セグメントを掘削したトンネル内に設置する際には、テールボイドからトンネル内に地下水が浸入しないように遮水するため、セグメントの背面とシールド式掘削機の内面との間にテールブラシが設けられるとともに、その部分にテールシール(高粘度のグリース)が供給されているが、テールシールは、透水部の空隙に浸入して、透水部内の水の流通を低下させるおそれがある。
これに対して、本発明のセグメントによれば、透水部の背面に、水溶性シートが設けられていることにより、セグメント設置の際に、テールシールが透水部内に浸入することなく、また、セグメント設置後に、地下水が水溶性シートに接触することにより、水溶性シートが溶解して、地下水によりテールシールと共に洗い流されることになるので、透水部の透水性が損なわれることはない。
According to the segment of the present invention, after assembling the segment ring with this segment, the bag body is filled with a filler, whereby the bag body expands and the water permeable portion is pressed against the ground, and the reaction force causes the ground to enter the ground. Fixed to. Here, since the water-permeable part that contacts the natural ground is also constructed in a ring shape, the groundwater flow flows in from a part of the ring-shaped water-permeable part and circulates around the ring-shaped water-permeable part. Since it flows out from the other part, the shield segment which does not interrupt | block a groundwater flow can be constructed.
In addition, when installing a segment in a tunnel that has been excavated, a tail brush is provided between the back of the segment and the inner surface of the shielded excavator to prevent water from entering the tunnel from the tail void. At the same time, a tail seal (high viscosity grease) is supplied to the portion, but the tail seal may enter the gap of the water permeable portion and reduce the flow of water in the water permeable portion.
On the other hand, according to the segment of the present invention, since the water-soluble sheet is provided on the back surface of the water permeable portion, the tail seal does not enter the water permeable portion when installing the segment. After the installation, when the groundwater comes into contact with the water-soluble sheet, the water-soluble sheet is dissolved and washed away together with the tail seal by the groundwater, so that the water permeability of the water-permeable portion is not impaired.

第2の発明は、第1の発明において、前記充填材は、前記袋体への充填時には流動性を有し、前記袋体に充填された後、時間の経過とともに硬化して所定の圧縮強度を有する硬化体になるものであることを特徴とする。
本発明のセグメントによれば、充填材は、所定の圧縮強度を有する硬化体になるので、袋体を地山に押しつけた状態で、シールドセグメントを確実に所定の位置に固定することができる。
According to a second invention, in the first invention, the filling material has fluidity when filled into the bag body, and after filling into the bag body, it hardens over time and has a predetermined compressive strength. It becomes the hardened | cured material which has this, It is characterized by the above-mentioned.
According to the segment of the present invention, since the filler becomes a cured body having a predetermined compressive strength, the shield segment can be reliably fixed at a predetermined position while the bag body is pressed against the ground.

第3の発明は、第1又は2の発明において、前記袋体は、内部に充填された前記充填材を、少なくとも前記透水部側へ漏洩させない素材からなることを特徴とする。
本発明のセグメントによれば、袋体に充填された充填材が透水部に漏洩することはないので、充填材が透水部の空隙に浸入してその空隙を封鎖することにより透水性を低下させることはない。
A third invention is characterized in that, in the first or second invention, the bag body is made of a material that does not leak at least the water filling portion side of the filling material filled therein.
According to the segment of the present invention, since the filler filled in the bag body does not leak into the water permeable portion, the filler penetrates into the gap of the water permeable portion and seals the gap, thereby reducing the water permeability. There is nothing.

第4の発明は、第1〜3の何れかの発明において、前記袋体は、その内面が、前記袋体内に前記充填材が充填される前に、前記セグメント本体部と前記透水部との間が固定されるように接着されており、前記充填材が充填されると、その充填圧により前記接着部が離脱されることを特徴とする。
本発明のセグメントによれば、セグメントを掘削したトンネル内に設置する際には、充填材が袋体に充填されない状態で、透水部がセグメント本体部に対して固定されるようになっているので、透水部を地山面に適切に設置することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects of the invention, the bag body has an inner surface between the segment main body portion and the water permeable portion before the filler is filled in the bag body. It is bonded so that the space is fixed, and when the filler is filled, the bonding portion is released by the filling pressure.
According to the segment of the present invention, when the segment is installed in the excavated tunnel, the water permeable portion is fixed to the segment main body portion without filling the bag body with the filler. The water permeable part can be appropriately installed on the ground surface.

第6の発明は、第1〜5の何れかの発明において、前記透水部は、ヘチマロン、ポーラスコンクリート、又は透水性の袋に砂や砂利を充填したもので構成されることを特徴とする。   According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the water-permeable portion is configured of hetimalon, porous concrete, or a water-permeable bag filled with sand or gravel.

第7の発明は、地下水流を遮断することのないシールドトンネルを施工する方法であって、セグメント本体部と、前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、からなるセグメントを複数用いて、前記シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメントリングを組み立てる工程と、前記袋体に前記充填材を充填することにより、前記透水部を前記地盤に押し当てる工程と、前記袋体に充填した前記充填材を養生する工程と、からなることを特徴とする。   7th invention is the method of constructing the shield tunnel which does not interrupt | block a groundwater flow, Comprising: The bag which is provided in the back surface of a segment main-body part and the said segment main-body part, and expands by being filled with a filler A plurality of segments comprising a body and a water permeable portion provided on the back surface of the bag body and having water permeability, and segmenting at a position crossing at least groundwater flowing through the ground in the construction path of the shield tunnel A step of pressing the water permeable portion against the ground by filling the bag body with the filler, and a step of curing the filler filled in the bag body. And

の発明は、第1〜の何れかの発明において、前記透水部は、ヘチマロン、ポーラスコンクリート、又は透水性の袋に砂や砂利を充填したもので構成されることを特徴とする。 A fifth invention is characterized in that, in any one of the first to fourth inventions, the water-permeable portion is composed of hetimalon, porous concrete, or a water-permeable bag filled with sand or gravel.

の発明は、地下水流を遮断することのないシールドトンネルを施工する方法であって、セグメント本体部と、前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、からなるセグメントを複数用いて、前記シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメントリングを組み立てる工程と、前記袋体に前記充填材を充填することにより、前記透水部を前記地盤に押し当てる工程と、前記袋体に充填した前記充填材を養生する工程と、からなることを特徴とする。 6th invention is the method of constructing the shield tunnel which does not interrupt | block a groundwater flow, Comprising: The bag which is provided in the back surface of a segment main-body part and the said segment main-body part, and expand | swells by being filled with a filler A plurality of segments comprising a body and a water permeable portion provided on the back surface of the bag body and having water permeability, and segmenting at a position crossing at least groundwater flowing through the ground in the construction path of the shield tunnel A step of pressing the water permeable portion against the ground by filling the bag body with the filler, and a step of curing the filler filled in the bag body. And

の発明は、地下水流を遮断することのないシールドトンネルであって、セグメント本体部と、前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、からなるセグメントを複数用いて、前記シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメントリングを組み立て、前記袋体に前記充填材を充填することにより、前記透水部を前記地盤に押し当て、前記袋体に充填した前記充填材を養生することにより構築されることを特徴とする。 The seventh invention is a shield tunnel that does not block the groundwater flow, and is provided on the back surface of the segment main body portion and the segment main body portion, and the bag body that expands by being filled with the filler, Assembling the segment ring at a position crossing at least the groundwater flowing in the ground, among the construction routes of the shield tunnel, using a plurality of segments comprising a water permeable portion provided on the back surface of the bag body and having water permeability, By filling the bag body with the filler, the water-permeable portion is pressed against the ground, and the bag is filled with the filler, which is constructed.

図1(a)及び(b)に示すように、セグメント100は、セグメント本体部110と、セグメント本体部110の背面に設けられる袋体120と、袋体120の背面に設けられる透水部130とから構成される。なお、セグメント100は、通常のセグメントと同様に、覆工体となるリング状構造物をいくつかに分割したピースとして製造され、通常のセグメントと適宜組み合わせて使用できるようになっている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the segment 100 includes a segment main body 110, a bag body 120 provided on the back surface of the segment main body 110, and a water permeable portion 130 provided on the back surface of the bag body 120. Consists of In addition, the segment 100 is manufactured as a piece obtained by dividing a ring-shaped structure serving as a covering body into several pieces in the same manner as a normal segment, and can be used in appropriate combination with a normal segment.

セグメント本体部110は、地山の崩落を防止するために地山から受ける土圧を支持する部分である。セグメント本体部110としては、通常よく使用されるセグメントの材質と同様に、鉄筋コンクリート、鋼製、ダクタイル、又はこれらを合成したものを用いることができる。   The segment main body 110 is a portion that supports earth pressure received from the natural ground in order to prevent the natural ground from collapsing. As the segment main body 110, reinforced concrete, steel, ductile, or a combination of these can be used in the same manner as a commonly used segment material.

セグメント本体部110には、トンネル内空間側から地山側に貫通孔112が形成されている。なお、通常のセグメントにも、セグメント背面と地山との間の隙間であるテールボイドに裏込め材を充填するためにこのような貫通孔が設けられているが、通常のセグメントをセグメント本体部110として用いる場合には、この貫通孔を本実施形態のセグメント100の貫通孔112としてもよい。   A through hole 112 is formed in the segment body 110 from the space in the tunnel to the ground. The normal segment is also provided with such a through hole in order to fill the tail void, which is a gap between the segment back surface and the ground, with the backfill material. When using as, this through-hole is good also as the through-hole 112 of the segment 100 of this embodiment.

また、貫通孔112には、トンネル内空間側から一旦充填された充填材が、トンネル内空間側に逆流しないように逆止弁114が設けられている。   The through-hole 112 is provided with a check valve 114 so that the filler once filled from the tunnel inner space side does not flow backward to the tunnel inner space side.

袋体120は、その内部に充填された充填材を、外部に漏洩させない不透水性を有する素材からなるもので、例えば、塩化ビニル製シートからなる。この袋体120は、その内部と貫通孔112とを連通させる開口部120aを備えており、貫通孔112のトンネル内空間側の孔口から充填材が充填されると、貫通孔112から開口部120aを介して袋体120内に充填材が導入されるようになっている。なお、袋体120の素材は、リング状に組み立てられたセグメント100を固定するような充填圧で充填材が充填された場合に、破裂しない程度の十分な強度を有する。   The bag body 120 is made of an impermeable material that does not leak the filling material filled therein, and is made of, for example, a vinyl chloride sheet. The bag body 120 includes an opening 120a that allows the inside of the bag 120 to communicate with the through hole 112. When the filler is filled from the hole on the space side in the tunnel of the through hole 112, the opening from the through hole 112 is opened. A filler is introduced into the bag body 120 via 120a. Note that the material of the bag body 120 has sufficient strength that it does not rupture when the filler is filled with a filling pressure that fixes the segment 100 assembled in a ring shape.

袋体120は、例えば、セグメント本体部110の背面に沿って設けられるように扁平形状に形成され、その内部に充填材が充填されると、その厚さが増大するように膨張する。   For example, the bag body 120 is formed in a flat shape so as to be provided along the back surface of the segment main body 110, and when the inside is filled with a filler, the bag body 120 expands to increase its thickness.

また、袋体120内に充填材が充填されない状態で、透水部130がセグメント本体部110に対して固定されるように、袋体120の内部の対向面が接着剤又はマジックテープ(登録商標)等により接着されており、透水部130を地山面に適切に設置することができるようになっている。そして、袋体120に充填材が充填されると、その充填圧により上記の接着部が離脱し、袋体120が膨張していく。   In addition, in the state where the bag body 120 is not filled with the filler, the facing surface inside the bag body 120 is adhesive or Velcro (registered trademark) so that the water permeable portion 130 is fixed to the segment main body portion 110. The water-permeable part 130 can be appropriately installed on the natural ground surface. Then, when the bag body 120 is filled with the filler, the adhesive portion is released by the filling pressure, and the bag body 120 expands.

充填材としては、例えば、通常シールドトンネルの裏込め材として使用される、セメントにベントナイトや水ガラス等を混合したものを用いることができる。なお、充填材はこれに限らず、袋体120への充填時に流動性を有し、袋体120に充填後時間の経過とともに硬化して、セグメント100を固定するために必要な圧縮強度を有する硬化体となるものであれば、どのようなものでもよい(例えば、セメントのみでもよい)。   As a filler, what mixed the bentonite, water glass, etc. with the cement normally used as a backfilling material of a shield tunnel, for example can be used. The filling material is not limited to this, and has fluidity when filled into the bag body 120, and has a compressive strength necessary for fixing the segment 100 by hardening to the bag body 120 with the passage of time after filling. Any material can be used as long as it becomes a cured body (for example, only cement may be used).

透水部130は、所定の圧縮強度と透水係数を有する素材からなる。具体的には、透水部130は、袋体120の膨張に伴う圧縮荷重が作用しても所定の厚みを保持する程度の剛性と、その状態で押し付けられた地盤に流通する地下水を導入して、内部に流通させることができる程度の透水性とを有するものであり、例えば、ヘチマロン(登録商標)やポーラスコンクリート、または透水性の袋に砂や砂利を充填したものを用いることができる。ヘチマロンとは、新光ナイロン社製のプラスチックからなる立体網状成形品である。また、これらに限らず、例えば、軽石、軽量骨材、パーライト、硬質スポンジなどの所定の透水性を有し、所定の強度を有する材料であればどのようなものを用いてもよい。   The water permeable portion 130 is made of a material having a predetermined compressive strength and a water permeability coefficient. Specifically, the water permeable part 130 introduces groundwater that circulates to the ground pressed in that state and rigidity enough to maintain a predetermined thickness even when a compressive load accompanying the expansion of the bag body 120 acts. For example, Hetimaron (registered trademark), porous concrete, or a water-permeable bag filled with sand or gravel can be used. Hetimaron is a three-dimensional reticulated molded product made of plastic manufactured by Shinko Nylon. The material is not limited to these, and any material may be used as long as it has a predetermined water permeability and a predetermined strength, such as pumice, lightweight aggregate, pearlite, and hard sponge.

また、透水部130の背面には、例えば、水溶性ポリマーや水解紙等からなる水溶性シート132が設けられている。掘削したトンネル内にセグメント100を設置する際に、テールボイドからトンネル内に地下水が浸入しないように遮水するため、セグメント100の背面とシールド式掘削機の内面との間にテールブラシが設けられ、その部分にテールシール(高粘度のグリース)が供給されるが、水溶性シート132が設けられることにより、テールシールが透水部130に浸入するのを防止できる。すなわち、テールシールが透水部130の空隙に浸入すると、透水部130の透水性が低下するが、水溶性シート132により、そのような透水性の低下を防止できるのである。なお、セグメント100設置後、水溶性シート132は、地下水と接触することにより溶解して、テールシールと共に地下水によって洗い流されることになり、その結果、地下水が透水部130内に浸入して流通できるようになる。   In addition, a water-soluble sheet 132 made of, for example, a water-soluble polymer or hydrolytic paper is provided on the back surface of the water-permeable portion 130. When installing the segment 100 in the excavated tunnel, a tail brush is provided between the back surface of the segment 100 and the inner surface of the shielded excavator to prevent groundwater from entering the tunnel from the tail void. A tail seal (high-viscosity grease) is supplied to the portion, but by providing the water-soluble sheet 132, the tail seal can be prevented from entering the water-permeable portion 130. That is, when the tail seal enters the gap of the water permeable portion 130, the water permeability of the water permeable portion 130 is reduced, but the water-soluble sheet 132 can prevent such a water permeability reduction. In addition, after the segment 100 is installed, the water-soluble sheet 132 is dissolved by contact with the groundwater and is washed away by the groundwater together with the tail seal. As a result, the groundwater can enter the permeable portion 130 and be distributed. become.

上記したセグメント100の厚さは、セグメント本体部110の厚さと、充填材が充填された袋体120の厚さと、透水部130の厚さとの和になるため、セグメント本体部110の厚さを一般的なセグメントに対して袋体120及び透水部130の厚さの分だけ小さくする必要がある。この場合、セグメント本体部110内部に設ける鉄筋の量を増加したり、高強度のコンクリートを使用したりすることにより、セグメント100の強度を低下させないような処置を講ずることが好ましい。   The thickness of the segment 100 described above is the sum of the thickness of the segment main body 110, the thickness of the bag body 120 filled with the filler, and the thickness of the water permeable portion 130. It is necessary to make it small by the thickness of the bag body 120 and the water permeable part 130 with respect to a general segment. In this case, it is preferable to take measures so as not to reduce the strength of the segment 100 by increasing the amount of reinforcing bars provided in the segment main body 110 or using high-strength concrete.

次に、セグメント100を用いたシールドトンネルの施工におけるセグメント100の設置方法について説明する。
図2は、セグメント100の設置方法を示すフローである。なお、図2は、シールド掘削機により掘削されたトンネルの壁面近傍の領域を示している。
図2に示すように、セグメント100の設置方法は、セグメントリングの組み立て工程S10と、シールド式掘削機の前進移動工程S20と、袋体120内に充填材を充填する充填材充填工程S30と、袋体120内に充填した充填材を養生する養生工程S40とからなる。
Next, the installation method of the segment 100 in the construction of the shield tunnel using the segment 100 will be described.
FIG. 2 is a flow showing a method for installing the segment 100. FIG. 2 shows an area near the wall surface of the tunnel excavated by the shield excavator.
As shown in FIG. 2, the installation method of the segment 100 includes a segment ring assembly step S10, a shield excavator forward movement step S20, a filler filling step S30 for filling the bag body 120 with a filler, This includes a curing step S40 for curing the filler filled in the bag body 120.

先ず、セグメントリングの組み立て工程S10では、シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメント100を用いてセグメントリングを組み立てる。セグメントリングの組み立て方は通常のセグメントの組み立てと同様であり、すなわち、セグメント台車等によりトンネル先端にセグメント100を運搬し、シールド式掘削機のスキンプレート50の内周面内の位置に、エレクター又は人力によりリング状になるように組み立てる。   First, in the segment ring assembling step S10, the segment ring is assembled by using the segment 100 at a position crossing at least the ground water flowing through the ground in the shield tunnel construction route. The method of assembling the segment ring is the same as the assembling of a normal segment, that is, the segment 100 is transported to the tunnel tip by a segment carriage or the like, and an erector or Assemble it like a ring by human power.

例えば、リングの下部から順次左右対称に組み立てていき、最後に最長部にキーセグメントを挿入する。これらセグメント100の組み立てを行う際には、トンネル軸方向に隣接するセグメント100(又は通常のセグメント)と、ボルト又はピン等により固定し、また継手部には止水のためのゴムや合成樹脂系のパッキンが設ける。
このようにしてセグメントリングを組み立てた後、次にシールド式掘削機の前進移動工程S20を行う。
For example, assembling is performed sequentially symmetrically from the lower part of the ring, and finally a key segment is inserted into the longest part. When assembling these segments 100, the segments 100 (or ordinary segments) adjacent in the tunnel axis direction are fixed with bolts or pins, etc., and rubber or synthetic resin for water-stopping is used for the joints. The packing is provided.
After assembling the segment ring in this manner, the shield excavator forward movement step S20 is then performed.

シールド式掘削機のスキンプレート50の内周面には、セグメント100の最背面に添わせるようにテールブラシ52が設けられるとともに、高粘度グリースであるテールシール53が供給されており、これによりシールド式掘削機の内周面とセグメント100最背面とが密閉されて、地山60側の地下水や土砂がトンネル内空間に侵入するのを防止している。なお、上記したように、セグメント100の最背面である透水部130の表面には水溶性シート132が設けられているので、透水部130内にはテールシール53が浸入しないようになっている。   A tail brush 52 is provided on the inner peripheral surface of the skin plate 50 of the shield excavator so as to follow the rearmost surface of the segment 100, and a tail seal 53, which is a high-viscosity grease, is supplied. The inner peripheral surface of the excavator and the rearmost surface of the segment 100 are sealed to prevent the underground water and earth and sand on the natural ground 60 side from entering the tunnel space. As described above, since the water-soluble sheet 132 is provided on the surface of the water permeable portion 130 which is the rearmost surface of the segment 100, the tail seal 53 does not enter the water permeable portion 130.

シールド式掘削機が前進すると、地山60とゼグメントの最背面に位置する透水部130との間に隙間(テールボイド54)が生じる。   When the shield excavator moves forward, a gap (tail void 54) is generated between the natural ground 60 and the water permeable portion 130 located on the rearmost surface of the segment.

充填材充填工程S30では、トンネル内空間側から充填材140をセグメント100の貫通孔112から充填することにより袋体120を膨張させて、テールボイド54が無くなるように透水部130を地山60に密着させる。   In the filler filling step S30, the bag body 120 is inflated by filling the filler 140 from the through space 112 of the segment 100 from the inner space side of the tunnel, and the water permeable portion 130 is brought into close contact with the natural ground 60 so that the tail void 54 is eliminated. Let

そして、養生工程S40により、袋体120に充填された充填材140を所定時間養生させて硬化させることによりセグメント100の設置が完了する。   Then, in the curing step S40, the installation of the segment 100 is completed by curing the filler 140 filled in the bag body 120 for a predetermined time.

以上説明した本実施形態に係るセグメント100によれば、セグメント本体部110と、セグメント本体部110の背面に設けられ、充填材140が充填されることにより膨張する袋体120と、袋体120の背面に設けられ、透水性を有する透水部130とからなることにより、このセグメント100によりセグメントリングを組み立てた後、袋体120に充填材140を充填することにより、袋体120が膨張して透水部130が地山に押し付けられ、その反力によりトンネル壁面に固定される。また、その後、充填材140は、所定の圧縮強度を有する硬化体になるので、袋体120を地山に押しつけた状態で、セグメント100を確実に所定の位置に固定することができる。   According to the segment 100 according to the present embodiment described above, the segment main body 110, the bag body 120 provided on the back surface of the segment main body section 110 and inflated by being filled with the filler 140, and the bag body 120 By comprising a water permeable portion 130 provided on the back surface and having water permeability, by assembling the segment ring with this segment 100 and then filling the bag body 120 with the filler 140, the bag body 120 expands and water permeability The portion 130 is pressed against the natural ground and fixed to the tunnel wall surface by the reaction force. Further, since the filler 140 becomes a cured body having a predetermined compressive strength, the segment 100 can be reliably fixed at a predetermined position while the bag body 120 is pressed against the ground.

図3は、トンネル壁面に固定された状態のセグメントリング10の、トンネル軸と直交する断面図である。
また、図3に示すように、地山と接触する透水部130もリング状に構築されることから、地下水流はそのリング状の透水部130の片側から流入し、リング状の透水部130を周回してリング状の透水部130の他側から流出することになるので、地下水流を遮断することないシールドセグメント100を施工することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the segment ring 10 fixed to the tunnel wall surface and orthogonal to the tunnel axis.
In addition, as shown in FIG. 3, the permeable portion 130 that contacts the natural ground is also formed in a ring shape, so that the groundwater flow flows from one side of the ring-shaped permeable portion 130, Since it goes around and flows out from the other side of the ring-shaped water-permeable portion 130, the shield segment 100 that does not block the groundwater flow can be constructed.

また、通常の裏込め材は、セメントにベントナイトや水ガラスを混入して遮水性を備えさせ、セグメントと地山60との間の隙間であるテールボイド54に充填されることにより、セグメント間のジョイント等から地下水がトンネル内空間に浸入することを防止する機能を有するが、特許文献1に開示されるシールドトンネルでは、透水性を有する裏込め材を用いているので、地山60からセグメント間のジョイント等通じてトンネル内空間へ地下水が浸入するおそれがある。   In addition, a normal backfill material is mixed with bentonite or water glass in cement to provide water shielding, and is filled in a tail void 54, which is a gap between the segment and the ground 60, so that a joint between the segments can be obtained. However, the shield tunnel disclosed in Patent Document 1 uses a water-permeable backfill material, so the ground 60 is connected between the segments. There is a risk of groundwater entering the tunnel space through joints.

これに対し、本実施形態に係るセグメント100では、透水部130とセグメント本体部110のとの間に、不透水性を有する素材からなる袋体120が設けられるので、地山60から地下水がトンネル内空間に浸入するのを防止できる。さらに、袋体120内部には、遮水性を備える通常の裏込め材が充填されることにより、万一、袋体120が破損した場合でも、地下水のトンネル内空間への浸入が防止される。   On the other hand, in the segment 100 according to the present embodiment, since the bag body 120 made of a material having impermeability is provided between the water permeable portion 130 and the segment main body portion 110, the groundwater is tunneled from the natural ground 60. It is possible to prevent intrusion into the inner space. Furthermore, the bag body 120 is filled with a normal backfilling material having a water-blocking property, so that even if the bag body 120 is damaged, the ground water is prevented from entering the tunnel space.

なお、本実施形態の袋体120は、内部に充填された充填材140を、外部に漏洩させない不透水性を有する素材からなるとしたが、これに限らず、内部に充填された充填材140を、少なくとも透水部130側へ漏洩させずに膨張する素材又は構造であればよい。すなわち、充填材140が透水部130へ浸出することによって、その充填材140が透水部130内で硬化して透水部130の透水性が損なわなければよい。   Note that the bag body 120 of the present embodiment is made of a material having an impermeability that does not leak the filler 140 filled in the interior to the outside. However, the present invention is not limited thereto, and the filler 140 filled in the interior is not limited to this. Any material or structure that expands without leaking to at least the water permeable portion 130 side may be used. In other words, it is sufficient that the filler 140 is leached into the water permeable portion 130 so that the filler 140 is cured in the water permeable portion 130 and the water permeability of the water permeable portion 130 is not impaired.

また、本発明に係る実施形態を次のようにしてもよい。
図4は、第二の実施形態に係るセグメント200の概略構成を示すものであり、同図(a)は斜視図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図である。
図4に示すように、第二の実施形態に係るセグメント200は、第一の実施形態に係るセグメント100と同様に、その断面構造が、セグメント本体部210と、セグメント本体部210の背面に設けられる袋体220と、袋体220の背面に設けられる透水部230とから構成されるが、鋼製で板状のリブ214が、地山方向に突出し、かつ、格子状に区画するようにセグメント本体部210の地山側に複数設けられ、そのリブ214により囲繞された領域に夫々、袋体220と透水部230とが、リブ214の先端よりも突出しないように、それら囲繞された領域に収納されるように設けられている。なお、リブ214により囲繞された領域に設けられた各透水部230の背面には水溶性シート132が設けられており、各袋体220にも、その内部に連通する貫通孔212が夫々設けられている。
Further, the embodiment according to the present invention may be as follows.
FIG. 4 shows a schematic configuration of a segment 200 according to the second embodiment. FIG. 4 (a) is a perspective view, and FIG. 4 (b) is a sectional view taken along line BB of FIG. 4 (a). .
As shown in FIG. 4, the segment 200 according to the second embodiment has a cross-sectional structure provided on the segment main body 210 and the back surface of the segment main body 210, similarly to the segment 100 according to the first embodiment. The bag body 220 and the water permeable portion 230 provided on the back surface of the bag body 220 are made of steel and plate-like ribs 214 projecting in the direction of natural ground and segmented in a lattice shape. The bag body 220 and the water permeable portion 230 are housed in the enclosed areas so that the bag body 220 and the water permeable portion 230 do not protrude from the tips of the ribs 214. It is provided to be. A water-soluble sheet 132 is provided on the back surface of each water permeable portion 230 provided in a region surrounded by the ribs 214, and each bag body 220 is also provided with a through hole 212 communicating with the inside thereof. ing.

図5は、第二の実施形態に係るセグメント200が設置されたシールドトンネルのシールド式掘削機の前進移動工程S20における動作を示す図である。
図5に示すように、このようなセグメント200の構成にすることにより、図2で説明したシールド式掘削機が前進移動するときに、リブ214が、シールド式掘削機のスキンプレート50の内周面に設けられるテールブラシ52の先端を、水溶性シート132に到達しないように屈曲させるので、テールブラシ52の先端が水溶性シート132を引掻いて損傷させることを抑制することができる。これにより、損傷した水溶性シート132からテールシール53が浸入して、透水部230の透水性を低下させることを防止できる。
また、セグメント200の透水部230には、例えば、砂利を透水性の袋に充填したものを使用する。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation in the forward movement process S20 of the shield excavator of the shield tunnel in which the segment 200 according to the second embodiment is installed.
As shown in FIG. 5, by adopting such a configuration of the segment 200, when the shield excavator described in FIG. 2 moves forward, the ribs 214 are formed on the inner periphery of the skin plate 50 of the shield excavator. Since the tip of the tail brush 52 provided on the surface is bent so as not to reach the water-soluble sheet 132, it is possible to suppress the tip of the tail brush 52 from scratching and damaging the water-soluble sheet 132. Thereby, it is possible to prevent the tail seal 53 from entering from the damaged water-soluble sheet 132 and lowering the water permeability of the water permeable portion 230.
For the water permeable portion 230 of the segment 200, for example, a gravel filled with a water permeable bag is used.

図6は、図4に示すセグメント200の袋体220内に充填材140を充填したときの断面図である。
図6に示すように、袋体220に充填材140が充填され、袋体220が膨張すると、透水部230が、囲繞されていたリブ214内から放出されることにより、地山60に押し付けられるとともに、水平方向に膨張する。これにより、セグメント200は地山60に固定され、外周に透水領域を有するシールドトンネルが構築されることになり、地下水流の遮断が回避される。
FIG. 6 is a cross-sectional view when the filling material 140 is filled in the bag body 220 of the segment 200 shown in FIG.
As shown in FIG. 6, when the bag body 220 is filled with the filler 140 and the bag body 220 expands, the water permeable portion 230 is pressed against the natural ground 60 by being discharged from the enclosed rib 214. At the same time, it expands in the horizontal direction. Thereby, the segment 200 is fixed to the natural ground 60, and the shield tunnel which has a water-permeable area | region in an outer periphery will be constructed | assembled, and interruption | blocking of a groundwater flow is avoided.

第一の実施形態に係るセグメント100の概略構成を示すものであり、同図(a)は斜視図、同図(b)は同図(a)のA−A断面図である。The schematic structure of the segment 100 which concerns on 1st embodiment is shown, The figure (a) is a perspective view, The figure (b) is AA sectional drawing of the figure (a). セグメント100の設置方法を示すフローである。It is a flow which shows the installation method of the segment 100. FIG. トンネル壁面に固定された状態のセグメントリング10の、トンネル軸と直交する断面図である。It is sectional drawing orthogonal to a tunnel axis | shaft of the segment ring 10 of the state fixed to the tunnel wall surface. 第二の実施形態に係るセグメント200の概略構成を示すものであり、同図(a)は斜視図、同図(b)は同図(a)のB−B断面図である。The schematic structure of the segment 200 which concerns on 2nd embodiment is shown, The figure (a) is a perspective view, The figure (b) is BB sectional drawing of the figure (a). 第二の実施形態に係るセグメント200が設置されたシールドトンネルのシールド式掘削機の前進移動工程S20における動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement in the forward movement process S20 of the shield type excavator of the shield tunnel in which the segment 200 which concerns on 2nd embodiment was installed. 図4に示すセグメント200の袋体220内に充填材140を充填したときの断面図である。It is sectional drawing when the filler 140 is filled in the bag body 220 of the segment 200 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 セグメントリング
50 スキンプレート
52 テールブラシ
53 テールシール
54 テールボイド
60 地山
100,200 セグメント
110,210 セグメント本体部
112,212 貫通孔
114 逆止弁
120,220 袋体
130,230 透水部
132 水溶性シート
140 充填材
214 リブ
S10 組み立て工程
S20 前進移動工程
S30 充填材充填工程
S40 養生工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Segment ring 50 Skin plate 52 Tail brush 53 Tail seal 54 Tail void 60 Ground 100,200 Segment 110,210 Segment main body part 112,212 Through hole 114 Check valve 120,220 Bag body 130,230 Water permeable part
132 Water-soluble sheet 140 Filler 214 Rib S10 Assembly process S20 Forward movement process S30 Filler filling process S40 Curing process

Claims (7)

シールドトンネルの構築に用いられるセグメントであって、
セグメント本体部と、
前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、
前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、を備え
前記透水部の背面には、溶解前にテールシールを通過させない水溶性シートが設けられていることを特徴とするセグメント。
A segment used to build a shield tunnel,
A segment body,
A bag body provided on the back surface of the segment main body and inflated by being filled with a filler;
A water permeable portion provided on the back surface of the bag body and having water permeability ;
Wherein the back surface of the permeable portion, characterized that you have a water-soluble sheet is provided which does not pass through the tail seal prior to lysis segment.
前記充填材は、前記袋体への充填時には流動性を有し、前記袋体に充填された後、時間の経過とともに硬化して所定の圧縮強度を有する硬化体になるものであることを特徴とする請求項1に記載のセグメント。   The filler has fluidity when filled into the bag body, and after being filled into the bag body, the filler is cured with the passage of time to become a cured body having a predetermined compressive strength. The segment of claim 1. 前記袋体は、内部に充填された前記充填材を、少なくとも前記透水部側へ漏洩させない素材からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のセグメント。   The segment according to claim 1, wherein the bag body is made of a material that does not allow the filler filled therein to leak at least to the water-permeable portion side. 前記袋体は、その内面が、前記袋体内に前記充填材が充填される前に、前記セグメント本体部と前記透水部との間が固定されるように接着されており、
前記充填材が充填されると、その充填圧により前記接着部が離脱されることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のセグメント。
The bag body is bonded so that the inner surface of the bag body is fixed between the segment main body portion and the water permeable portion before the bag body is filled with the filler.
The segment according to any one of claims 1 to 3, wherein when the filler is filled, the adhesive portion is released by the filling pressure.
前記透水部は、ヘチマロン、ポーラスコンクリート、又は透水性の袋に砂や砂利を充填したもので構成されることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のセグメント。 The segment according to any one of claims 1 to 4 , wherein the water permeable portion is composed of hetimalon, porous concrete, or a water permeable bag filled with sand or gravel. 地下水流を遮断することのないシールドトンネルを施工する方法であって、
セグメント本体部と、前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、からなるセグメントを複数用いて、前記シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメントリングを組み立てる工程と、
前記袋体に前記充填材を充填することにより、前記透水部を前記地盤に押し当てる工程と、
前記袋体に充填した前記充填材を養生する工程と、からなることを特徴とするシールドトンネルの施工方法。
A method of constructing a shield tunnel that does not block the groundwater flow,
A segment comprising: a segment body part; a bag body provided on the back surface of the segment body part and inflated by being filled with a filler; and a water permeable part provided on the back surface of the bag body and having water permeability. Using a plurality of steps, assembling a segment ring at a position crossing at least groundwater circulating in the ground, among the construction routes of the shield tunnel;
A step of pressing the water permeable portion against the ground by filling the bag with the filler;
A step of curing the filler filled in the bag, and a method for constructing a shield tunnel.
地下水流を遮断することのないシールドトンネルであって、
セグメント本体部と、前記セグメント本体部の背面に設けられ、充填材が充填されることにより膨張する袋体と、前記袋体の背面に設けられ、透水性を有する透水部と、からなるセグメントを複数用いて、前記シールドトンネルの施工経路のうち、少なくとも地盤中を流通する地下水を横切る位置にセグメントリングを組み立て、
前記袋体に前記充填材を充填することにより、前記透水部を前記地盤に押し当て、
前記袋体に充填した前記充填材を養生することにより構築されることを特徴とするシールドトンネル。
It is a shield tunnel that does not block the groundwater flow,
A segment comprising: a segment body part; a bag body provided on the back surface of the segment body part and inflated by being filled with a filler; and a water permeable part provided on the back surface of the bag body and having water permeability. Using multiple, assemble a segment ring at a position that crosses at least the groundwater that circulates in the ground, among the construction routes of the shield tunnel,
By filling the bag body with the filler, the water permeable portion is pressed against the ground,
A shield tunnel constructed by curing the filler filled in the bag.
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