JP5271212B2 - Construction method of large section tunnel and large section tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大断面トンネルの構築方法および大断面トンネルに関する。 The present invention relates to a method for constructing a large section tunnel and a large section tunnel.
大断面トンネルを構築する場合において、掘削土量の低減化を目的として、トンネルの断面形状を矩形状にする場合がある(例えば特許文献1参照)。
ところが、矩形トンネルは、一般的に部材仕様が大規模となり、不経済となる場合が多い。
When constructing a large cross-section tunnel, the cross-sectional shape of the tunnel may be rectangular for the purpose of reducing the amount of excavated soil (see, for example, Patent Document 1).
However, rectangular tunnels are generally uneconomical because they generally have large-scale member specifications.
そのため、矩形トンネルの覆工の部材仕様の低減化を目的として、頂版部分、底版部分および左右の側壁部分のそれぞれに複数の緊張材を配設し、プレストレスを導入する場合がある(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, for the purpose of reducing the material specifications of the lining of the rectangular tunnel, there are cases where a plurality of tension members are disposed on each of the top plate portion, the bottom plate portion, and the left and right side wall portions to introduce prestress (for example, , See Patent Document 2).
ところが、前記従来のトンネルは、トンネル覆工全体に亘って緊張材を配設し、一体にプレストレスを導入しているためや、地山により側壁が拘束されているために、プレストレスを導入する際に、側壁の抵抗力により、プレストレスを有効に導入することができない場合があった。 However, the conventional tunnel introduces prestress because tension material is arranged throughout the tunnel lining and prestress is introduced integrally, or because the side walls are constrained by natural ground. In some cases, prestress cannot be effectively introduced due to the resistance of the side wall.
そのため、本発明は、地中内においてトンネルの頂版および底版にプレストレスを有効に導入することができ、これにより部材使用の低減および緊張材の合理化を図ることを可能とした大断面トンネルの構築方法および大断面トンネルを提案することを課題とする。 Therefore, the present invention can effectively introduce prestress into the top and bottom plates of the tunnel in the ground, thereby reducing the use of members and rationalizing the tension members. It is an object to propose a construction method and a large section tunnel.
前記課題を解決するために、本発明は、複数本の小断面トンネル同士を連結することで頂版、底版および左右の側壁を形成し、前記頂版および前記底版のみに緊張材を配設する大断面トンネルの構築方法であって、トンネル軸方向に沿って鋼殻を推進工法により連設して前記小断面トンネルを構築する工程と、隣り合う前記各小断面トンネルの鋼殻のうち、他の前記小断面トンネルに面する部分の外殻を撤去する工程と、前記頂版または前記底版に対応する複数本の前記小断面トンネルに跨って緊張材を配設する工程と、緊張材が配設された前記複数本の小断面トンネル内にコンクリートを充填する工程と、前記緊張材に緊張力を導入する工程と、緊張力が導入された前記頂版および前記底版を前記側壁に連結する工程と、を備え、前記頂版および前記底版の一方の端部に配設される小断面トンネルの少なくとも一部を、一方の前記側壁よりも外側に張り出すように配設し、前記小断面トンネルの張り出し部分を利用して、その内部空間において前記緊張材に緊張力を導入することを特徴としている。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms a top plate, a bottom plate, and left and right side walls by connecting a plurality of small-section tunnels, and a tension material is disposed only on the top plate and the bottom plate. A method for constructing a large cross-section tunnel, the step of constructing the small cross-section tunnel by connecting steel shells along the tunnel axis direction by a propulsion method, and the other of the steel shells of each adjacent small cross-section tunnel, Removing the outer shell of the portion facing the small cross-section tunnel, arranging the tension material across the plurality of small cross-section tunnels corresponding to the top plate or the bottom plate, and arranging the tension material A step of filling concrete in the plurality of small-section tunnels provided; a step of introducing a tension force into the tension material; and a step of connecting the top plate and the bottom plate into which the tension force is introduced to the side wall. And the top plate And at least part of the small cross-sectional tunnel disposed at one end of the bottom plate is disposed so as to project outward from the one side wall, and using the projecting portion of the small cross-sectional tunnel, It is characterized in that a tension force is introduced into the tension material in the internal space.
かかる大断面トンネル構築方法によれば、プレストレス導入時に側壁からの拘束力を受けることがないため、頂版および底版に有効にプレストレスを導入することが可能となる。これにより、外殻の部材厚の低減化を図ることが可能となり、施工費用の低減化を図ることができる。
また、小断面トンネルの張り出し部分を利用して緊張材に緊張力を導入するため、施工性に優れている。
According to such a large-section tunnel construction method, it is possible to effectively introduce prestress into the top plate and the bottom plate because the restraint force from the side wall is not received when the prestress is introduced. As a result, it is possible to reduce the thickness of the outer shell member, thereby reducing the construction cost.
Moreover, since the tension | tensile_strength is introduce | transduced into a tension material using the overhang | projection part of a small cross-section tunnel, it is excellent in workability.
前記鋼殻が断面長方形であって、前記頂版または前記底版に対応する小断面トンネルは横長断面に形成し、前記左右の側壁に対応する小断面トンネルは縦長断面に形成してもよい。 The steel shell may have a rectangular cross section, the small cross section tunnel corresponding to the top plate or the bottom plate may be formed in a horizontally long cross section, and the small cross section tunnel corresponding to the left and right side walls may be formed in a vertically long cross section.
また、本発明の大断面トンネルは、頂版、底版および左右の側壁を備えてなる大断面トンネルであって、前記頂版および前記底版は複数の小断面トンネルを並設して構成したものであり、前記頂版および前記底版のみに、前記複数本の小断面トンネルに跨って配設された緊張材を介して緊張力が導入されていることを特徴としている。 The large cross section tunnel of the present invention is a large cross section tunnel having a top plate, a bottom plate, and left and right side walls, and the top plate and the bottom plate are configured by arranging a plurality of small cross section tunnels in parallel. In addition, a tension force is introduced into only the top plate and the bottom plate via a tension material disposed across the plurality of small cross-section tunnels.
かかる大断面トンネルは、頂版および底版に、プレストレスが有効に導入されているため、部材厚の低減化を実現することができる。 In such a large-section tunnel, prestress is effectively introduced into the top plate and the bottom plate, so that the thickness of the member can be reduced.
また、前記大断面トンネルにおいて、前記頂版または前記底版を構成する小断面トンネルの一部が、一方の前記側壁よりも外側に張り出していれば、この張り出し部分にプレストレスを導入するための装置等を配置することができるため、地中での作業でありながらも、作業性に優れている。 Further, in the large-section tunnel, if a part of the small-section tunnel constituting the top plate or the bottom plate protrudes outside the one side wall, an apparatus for introducing prestress into the overhanging portion Etc. can be arranged, so that it is excellent in workability even though it is work in the ground.
また、前記緊張材が、前記頂版または前記底版の端部において地山側に配置されており、前記頂版または前記底版の中央部において内空側に配置されていれば、大断面トンネルに作用する応力に対して、効果的にプレストレスを導入することができる。 In addition, if the tension material is disposed on the natural mountain side at the end of the top plate or the bottom plate, and is disposed on the inner side in the central portion of the top plate or the bottom plate, it acts on a large-section tunnel. Prestress can be effectively introduced with respect to the stress to be applied.
前記小断面トンネルが、トンネル軸方向に沿って連接された複数の鋼殻により形成されており、前記鋼殻は、前記頂版、前記底版または前記側壁に作用する応力が引張りとなる部分に配置される増強部と、圧縮となる部分に配置される一般部と、を備えており、前記増強部の断面積が前記一般部の断面積よりも大きくなるように、前記増強部の鋼材量が前記一般部の鋼材量よりも多く配分されていれば、鋼材量の低減化が可能となり、経済的である。 The small cross-sectional tunnel is formed by a plurality of steel shells connected along the tunnel axial direction, and the steel shell is disposed in a portion where stress acting on the top plate, the bottom plate, or the side wall becomes tensile. And the general part disposed in the portion to be compressed, and the amount of steel of the reinforcing part is such that the cross-sectional area of the general part is larger than the cross-sectional area of the general part. If it is distributed more than the amount of steel in the general part, the amount of steel can be reduced, which is economical.
隣り合う前記小断面トンネル同士の接合部の地山側に、止水部材が配置されていれば、接合部に対応する地山への薬液注入等の止水工を省略することが可能となり、施工性、経済性に優れている。 If a water-stopping member is arranged on the natural ground side of the joint between adjacent small-section tunnels, it is possible to omit water-stopping work such as chemical injection into the natural ground corresponding to the joint. Excellent in both cost and economy.
前記止水部材は、一方の前記小断面トンネルに固定された断面V字状の止水板と、他方の前記小断面トンネルの前記止水板に対応する位置に固定された止水ブロックと、により構成されており、前記止水板と前記止水ブロックとが互いに当接しているものであってもよい。 The water stop member includes a V-shaped water stop plate fixed to one of the small cross section tunnels, and a water stop block fixed to a position corresponding to the water stop plate of the other small cross section tunnel, The water stop plate and the water stop block may be in contact with each other.
また、前記側壁の地山側の接合部に、前記小断面同士を接合する接合部材が配置されており、前記接合部材が、前記小断面トンネル同士の境界に跨って配設された接続鉄筋と、前記接続鉄筋の両端部において互いに対峙するように各小断面トンネルに固定されたエンドプレートと、を備えていてもよい。 In addition, a joining member that joins the small cross-sections is arranged in the joint portion on the ground mountain side of the side wall, and the joining member is disposed over the boundary between the small cross-sectional tunnels, and You may provide the end plate fixed to each small cross-section tunnel so that it may mutually oppose at the both ends of the said connection reinforcing bar.
本発明の大断面トンネルの構築方法および大断面トンネルによれば、地中内においてトンネルの頂版および底版にプレストレスを有効に導入することができ、これにより部材使用の低減および緊張材の合理化を図ることが可能となる。 According to the method for constructing a large section tunnel and the large section tunnel of the present invention, prestress can be effectively introduced into the top and bottom plates of the tunnel in the ground, thereby reducing the use of members and rationalizing the tension members. Can be achieved.
以下に本発明の好適な実施形態について説明する。
本実施形態では、図1に示すように、頂版2、底版3および左右の側壁4,4を備えてなる断面矩形の大断面トンネル1について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a large-
頂版2は、横方向(左右方向)に並設された5本の小断面トンネル10,10,…を連結し、内部にコンクリート20を充填することにより構成されている。なお、頂版2を構成する小断面トンネル10の本数は限定されるものではなく、計画された大断面トンネル1の大きさに応じて適宜設定することが可能である。
The
頂版2には、横方向に並設された小断面トンネル10,10,…に跨って配設された緊張材30,30,…を介して緊張力が導入されている。なお、本実施形態では、緊張材30として、PC鋼線を使用するものとするが、緊張材30を構成する材料は限定されるものではない。
A tension force is introduced into the
緊張材30は、頂版2の端部において地山G側(上側)に配置されており、頂版2の中央部において大断面トンネル1の内空側(下側)に配置されることで、下向きに凸となるように弧状に配置されている。
The
頂版2を構成する小断面トンネル10のうち、一方の端部(図1では右端)に配設された小断面トンネル10’は、その一部が側壁4よりも地山側(右側)に張り出した状態で形成されている。つまり、頂版2を構成する複数の小断面トンネル10,10,…の全幅は、完成時の頂版2の幅(一方の側壁4の外面から他方の側壁4の外面までの幅)よりも大きく、小断面トンネル10’の一部が頂版2から張り出している。
Among the
小断面トンネル10’の張り出し部分は、コンクリート20を充填することなく、空間5を確保しておくことで、緊張材30に緊張力を導入する際の作業空間として使用する。
The overhanging portion of the small-
小断面トンネル10は、断面長方形の鋼殻11をトンネル軸方向に沿って連設することにより構築されている。
The small
鋼殻11は、鋼製部材を組み合わせることにより角筒状に形成された部材である。本実施形態の鋼殻11は、図2および図3に示すように、トンネル軸方向に所定の間隔をあけて並設された複数の主桁12,12,12と、隣り合う主桁12,12同士の間においてトンネル軸方向に沿って配置された複数の縦リブ13と、主桁12,12,12および縦リブ13,13,…の外周囲を覆う外殻14と、主桁補強部材15とを備えて構成されている。
The
主桁12は、鋼材を矩形状に組み合わせることにより枠状に形成されており、地中に配置された状態で、小断面トンネル10に作用する外力(土圧、地下水圧等)に対して十分な耐力を有している。本実施形態では、1体の鋼殻11に対して3つの主桁12,12,12を配置するが、主桁12の数量は限定されるものではない。また、主桁12を形成する鋼材は限定されるものではなく、H形鋼、L形鋼、溝形鋼、鋼管等が使用することが可能であるが、本実施形態では、鋼板を使用するものとする。また、本実施形態では、鋼材を組み合わせることにより矩形状の主桁12を形成するものとしたが、その形成方法は限定されるものではない。
The
縦リブ13は、隣り合う主桁12,12の間に配置されて、主桁12同士の間隔を保持するとともに、推進時に作用する軸力に対して、十分な耐力を発現するように構成されている。
なお、本実施形態では、縦リブ13として、主桁12と同種の鋼板を使用するが、縦リブ13を構成する材料は限定されるものではなく、H形鋼、L形鋼、溝形鋼、鋼管等、適宜他の鋼材を使用することが可能である。また、縦リブ13の数量は限定されるものではない。
The
In the present embodiment, a steel plate of the same type as the
外殻14は、複数の主桁12,12,12を覆うように各筒状に形成されており、複数枚のスキンプレートを溶接により接合することで形成されている。
The
主桁補強部材15は、鋼殻11の前後に配設された主桁12,12に固定された溝型鋼であって、断面長方形状の小断面トンネル10に作用する外力に対して、主桁12を補強することが可能となるように配置されている。
The main
主桁補強部材15は、主桁12の上下の長辺12a,12aに跨って配置されている。本実施形態では、主桁12に対して2本ずつ主桁補強部材15を配置するが、主桁補強部材15の本数は限定されるものではない。また、主桁補強部材15を構成する材料は限定されるものではなく、適宜公知の鋼材の中から選定して使用することが可能である。また、主桁補強部材15は、必要に応じて配置すればよく、省略することも可能である。
The main
底版3は、横方向(左右方向)に並設された5本の小断面トンネル10,10,…を連結し、内部にコンクリート20を充填することにより構成されている。なお、底版3を構成する小断面トンネル10の本数は限定されるものではなく、計画された大断面トンネル1の大きさに応じて適宜設定することが可能である。
The
底版3には、横方向に並設された小断面トンネル10,10,…に跨って配設された緊張材30,30,…を介して緊張力が導入されている。
Tension force is introduced into the
緊張材30は、底版3の端部において地山G側(下側)に配置されており、底版3の中央部において大断面トンネル1の内空側(上側)に配置されることで、上向きに凸となるように弧状に配置されている。
The
底版3を構成する小断面トンネル10のうち、一方の端部(図1では右端)に配設された小断面トンネル10’は、その一部が側壁4よりも地山側(右側)に張り出した状態で形成されている。つまり、底版3を構成する複数の小断面トンネル10,10,…の全幅は、完成時の底版3の幅(一方の側壁4の外面から他方の側壁4の外面までの幅)よりも大きく、小断面トンネル10’の一部が底版3から張り出している。
Among the
小断面トンネル10’の張り出し部分は、コンクリート20を充填することなく、空間5を確保しておくことで、緊張材30に緊張力を導入する際の作業空間として使用する。
The overhanging portion of the small-
側壁4は、頂版2と底版3との間に配置された小断面トンネル10の内部にコンクリート20を充填することにより構成されている。なお、側壁4は、縦方向(上下方向)に並設された複数本の小断面トンネル10を連結することにより構成してもよい。
The
頂版2または底版3と側壁4との接合部は、図1に示すように、接合部材40および追加鉄筋45を介して一体に接合されている。なお、頂版2および底版3を構成する小断面トンネル10同士の接合部についても接合部材40を介して接合してもよい。
As shown in FIG. 1, the joint between the
本実施形態では、側壁4の引張側(側壁4の地山側)に支圧式の接合部材40を配設し、圧縮側(側壁4の内空側)には追加鉄筋45を配筋する。
In the present embodiment, a bearing-
接合部材40は、図4に示すように、隣り合う小断面トンネル10同士の境界に跨って配設された接続鉄筋41,41,…と、接続鉄筋41,41,…の両端部を巻きたてるように配設された複数本のフープ筋42,42,…と、主桁13に固定されたエンドプレート43,43と、主桁13に固定されてエンドプレート43の固定度を補強する支持板44,44,…と、を備えている。
なお、接合部材40の構成は限定されるものではなく適宜設定することが可能である。
As shown in FIG. 4, the joining
In addition, the structure of the joining
追加鉄筋45は、側壁4と頂版2または底版3との間に跨って配筋された鉄筋であって、頂版2および底版3において十分な定着長が確保できるように側壁4の上端および下端から突出した状態で配筋されている。
The additional reinforcing
また、各小断面トンネル10同士の接合部には、止水部材50がトンネル軸方向に沿って配設されており、隣り合う鋼殻11,11の隙間から、地下水や土砂が流入することが防止されている。
Moreover, the
本実施形態では、止水部材50として、断面V字状の止水板51を一方の鋼殻11の地山側角部に配設し、他方の鋼殻11の止水板51に対応する位置に止水ブロック52を配設している。止水板51は、その一部が鋼殻11の側面から突出した状態で鋼殻11に固定されており、隣接する小断面トンネル10の鋼殻11に埋設された止水ブロック52に止水板51の突出部分が密着していることで、接合部における止水性を維持している。
なお、止水部材50の構成は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。また、本実施形態では止水板51および止水ブロック52として、クロロブレン系の止水ゴムを採用するが、高水圧下に耐えうる止水性を発現することができれば、止水板51および止水ブロック52を構成する材料は限定されるものではない。
In the present embodiment, as the
In addition, the structure of the
本実施形態では、鋼殻11を構成する鋼材を大断面トンネル構造の鋼材として使用する。そして、大断面トンネル構造に作用する応力に対して、圧縮側よりも引張り側の断面を厚く(すなわち鋼材量を多く)し、大断面トンネル1の本体(鋼殻11内)に配筋する引張り側の鉄筋の本数(鉄筋量)を減らしている。鉄筋量を減らすことで、施工時の内部作業空間をより大きく確保することが可能となり、作業性が向上するとともに、安全性が向上する。
すなわち、小断面トンネル10を構成する鋼殻11について、頂版2、底版3または側壁4,4に作用する応力が引張りとなる部分に配置される増強部に対して、応力が圧縮となる部分に配置される一般部よりも鋼材量を多く配分させる。
なお、増強部における鋼材量の増加方法は、例えば、縦リブ13の本数の増加、外殻14の部材厚を増加、主桁12や縦リブ13の断面積を大きくしたり、補助的に鋼材量を増加させたりするなど、限定されるものではない。
In this embodiment, the steel material which comprises the
That is, for the
Note that the method of increasing the amount of steel material in the reinforcing portion is, for example, increasing the number of the
次に、本実施形態に係る大断面トンネル1の構築方法について説明する。
かかる大断面トンネルの構築方法は、小断面トンネル構築工程と、小断面トンネル連結工程と、緊張材配設工程と、コンクリート打設工程と、緊張力導入工程と、側壁連結工程と、内部掘削工程と、を備えている。
Next, the construction method of the
Such a large-section tunnel construction method includes a small-section tunnel construction process, a small-section tunnel connection process, a tension material placement process, a concrete placing process, a tension force introduction process, a side wall connection process, and an internal excavation process. And.
小断面トンネル構築工程は、図5(a)に示すように、複数本の小断面トンネル10,10,…を地中に形成する工程である。本実施形態では、断面長方形の鋼殻11を推進工法によりトンネル軸方向に沿って連設することで各小断面トンネル10を形成する。
小断面トンネル10,10,…は、大断面トンネル1の内空となる領域(地山G’)を囲むように配置する。
As shown in FIG. 5 (a), the small section tunnel construction process is a process of forming a plurality of
The small
本実施形態では、まず、底版3の中央部に配設される第一小断面トンネル10aを形成する。第一小断面トンネル10aの施工が終了或いは所定延長進行したら、第一小断面トンネル10aに隣接する第二小断面トンネル10bおよび第三小断面トンネル10cを形成する。次に、第四小断面トンネル10d、第五小断面トンネル10eを形成する。ここで、第二小断面トンネル10bと第三小断面トンネル10cの施工および第四小断面トンネル10dと第五小断面トンネル10eの施工は、同時に行ってもよいし、いずれか一方を先行して行ってもよい。
なお、底版3に対応する小断面トンネル10a〜10eは、断面長方形の鋼殻11により横長断面に形成する。
In the present embodiment, first, the first small
In addition, the small
次に、側壁4,4に対応する小断面トンネル10,10のうち、第六小断面トンネル10fおよび第七小断面トンネル10gの施工を行う。なお、側壁4部分に対応する小断面トンネル10の施工は、右側の小断面トンネル10fを先行してもよいし、左側の小断面トンネル10gを先行してもよい。このとき、第七小断面トンネル10gは、第五小断面トンネル10eの上面中央部に沿って形成されており、第五小断面トンネル10eの地山側端部(第三小断面トンネル10cと反対側の端部)が突出するように構築する。
なお、側壁4に対応する小断面トンネル10f、10gは、断面長方形の鋼殻11により縦長断面に形成する。
Next, among the
In addition, the small
側壁4に対応する小断面トンネル10f,10gの施工が完了したら(或いは小断面トンネル10f,10gの施工が所定延長進行したら)頂版2に対応する小断面トンネル10の施工を開始する。本実施形態では、頂版2の他方の端部の第八小断面トンネル10hから順に小断面トンネル10i〜10lの施工を行うものとする。このとき、第十二小断面トンネル10lは、その地山側端部(第十一小断面トンネル10kと反対側の端部)が第七小断面トンネル10gの外面よりも突出するように構築する。頂版2に対応する小断面トンネル10h〜10lは、断面長方形の鋼殻11により横長断面に形成する。
なお、側壁4に対応する小断面トンネル10と、頂版2または底版3に対応する小断面トンネル10とは、この段階においては未連結とする。
When the construction of the
Note that the small-
後行して構築される小断面トンネル10は、先行して構築された隣接するトンネル10に接した状態、或いはわずかな隙間を有した状態で並設する。このとき、頂版2および底版3を構成する小断面トンネル10は、必要に応じて仮止めを行うが、隣接する他の小断面トンネル10と固定することなく、配設する(図5(b)参照)。
小断面トンネル10の構築に伴い、鋼殻11の周囲に充填される裏込め材として、周辺地盤Gの粘着力よりも粘着力が低い材料を使用するものとし、緊張力導入工程において緊張力を導入する際に滑剤として機能させるものとする。
The small
Along with the construction of the small-
小断面トンネル連結工程は、頂版2および底版3に対応する位置に配設された小断面トンネル10同士を連結する工程である。
小断面トンネル10同士の連結は、各小断面トンネル10の鋼殻11のうち、他の小断面トンネル10に面する部分の外殻14を撤去することにより行う。
これにより、頂版2および底版3に対応する複数の小断面トンネル10,10,…により連続した空間が形成される。
The small cross-section tunnel connection step is a step of connecting the
The small-
As a result, a continuous space is formed by the plurality of small
緊張材配設工程は、底版に対応する小断面トンネル10a〜10eの構築後、および、頂版に対応する小断面トンネル10h〜10lの構築後に、図5(b)に示すように、小断面トンネル10a〜10eおよび小断面トンネル10h〜10lに跨ってそれぞれ緊張材30,30,…を配設する工程である。
As shown in FIG. 5 (b), the tension material disposing step is performed after the construction of the small-
緊張材30,30,…は、複数の小断面トンネル10,10,…により形成された空間を横断するように配設するものとし、両端部が地山側、中央部が内空側となるように弧状に配設する。なお、鋼殻11の縦リブ13に、予め緊張材30のシース用の孔を設けておくことで、緊張材30の配置作業をより容易に行うものとしてもよい。また、必要に応じて補強用の鋼材を配設してもよい。
The
本実施形態では、緊張材30の一端は第四小断面トンネル10dまたは第八小断面トンネル10hにおいて定着されており、他端は第五小断面トンネル10eまたは第十二小断面トンネル10lに配設されている。
なお、本実施形態では緊張材30をシース管(図示省略)に収容した状態で配置するものとするが、シース管は必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。
In this embodiment, one end of the
In the present embodiment, the
コンクリート打設工程は、図6(a)に示すように、緊張材が配設された複数本の小断面トンネル10,10,…内にコンクリート20を充填する工程である。
このとき、第五小断面トンネル10eおよび第十二小断面トンネル10lの地山側端部の突出部分には、コンクリートを充填せずに、空間5を確保しておく。
As shown in FIG. 6 (a), the concrete placing step is a step of filling
At this time, the
本実施形態では、高強度コンクリートを充填するものとする。また、本実施形態では、鋼殻11を構成する主桁12や縦リブ13等を本体利用することで、圧縮鉄筋および引張鉄筋の削減を図るものとする。
In this embodiment, high strength concrete is filled. Moreover, in this embodiment, the
緊張力導入工程は、頂版2および底版3に充填されたコンクリート20に強度が発現した後、頂版2および底版3に配設された緊張材30,30,…に緊張力を導入する工程である(図6(a)参照)。
In the tension introducing step, after the strength is developed in the concrete 20 filled in the
緊張材30への緊張力の導入は、空間5に配設された治具やジャッキ等を利用して行う。緊張力の導入後、空間5に面する緊張材30の定着部の防錆処理作業を行う。
The tension force is introduced into the
側壁連結工程は、図6(a)に示すように、緊張力が導入された頂版2および底版3を側壁4,4に連結して、一体に連結された大断面トンネル1の外殻を構築する工程である。
In the side wall connecting step, as shown in FIG. 6 (a), the
本実施形態では、頂版2と側壁4との接合、および底版3と側壁4との接合を、接合部材40および追加鉄筋45を介して行うものとする。接合部材40および追加鉄筋45の配設作業は、側壁4側の小断面トンネル10から行うものとする。
In the present embodiment, the joining of the
頂版2および底版3と側壁4,4との連結が完了したら、側壁4,4内へのコンクリートの充填を行う。なお、側壁4へのコンクリートの充填は、コンクリート打設工程において、頂版2および底版3へのコンクリート充填を行う際に行ってもよい。
When the
内部掘削工程は、図6(b)に示すように、頂版2、底版3および側壁4,4に囲まれた大断面トンネル1の内部空間の地山G’を掘削する工程である。
The internal excavation step is a step of excavating a natural ground G ′ in the internal space of the large-
以上、本実施形態の大断面トンネル1およびその構築方法によれば、頂版2および底版3と側壁4との接合を、プレストレス(緊張力)導入後に行うため、プレストレス導入時に側壁4と内部土砂の抵抗力が作用することがない。そのため、プレストレスの損失が少なく、有効にプレストレスを導入することができる。
As described above, according to the large-
また、頂版2および頂版3にプレストレスを導入することで、大深度、高水圧下に大断面トンネルを構築する場合であっても、作用応力に対して十分な耐力を発現することができる。
また、プレストレスを導入することで頂版2および底版3の耐力を増加させることが可能となるため、頂版2および底版3の部材使用の低減化が可能となる。
In addition, by introducing prestress to the
Moreover, since the proof stress of the
また、各小断面トンネル10を構成する鋼殻11を本体構造として見込むことが可能なため、鉄筋量の大幅な削減が可能となり、費用の削減が可能となるとともに、配筋作業に要する手間を削減することが可能となる。
In addition, since the
頂版2および底版3の端部に沿って空間5,5を形成しているため、地中において頂版2および底版3にプレストレスを導入することが可能となる。また、大断面トンネル構築後は、点検通路として利用することができる。
Since the
また、裏込め材として、周辺地盤の粘着力よりも粘着力が低い材料を採用しているため、プレストレス導入時に、摩擦抵抗により発生するプレストレスの損失を少なくすることが可能となる。 In addition, since a material having a lower adhesive strength than that of the surrounding ground is used as the backfill material, it is possible to reduce the loss of prestress caused by frictional resistance when prestress is introduced.
また、止水部材50として、断面V字状の止水板51と止水ブロック52とを組み合わせて使用しているため、小断面トンネル10同士の接合部における止水性に優れている。そのため、周辺地山への薬液注入等の補助的な止水工事を省略することも可能である。また、施工誤差により小断面トンネル10同士の間隔が開いたり狭まったりしても、断面V状の止水板51が追従することが可能である。
Moreover, since the
また、接続鉄筋41を断続的に配筋しているため、鉄筋使用量の大幅な削減が可能となる。接続鉄筋41とエンドプレート43との組み合わせにより、応力の伝達性に優れているため、小断面トンネル10同士が一体に固定される。
Moreover, since the connecting reinforcing
以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、前記実施形態では、小断面トンネルを長方形断面の鋼殻により構築する場合について説明したが、鋼殻の断面形状は限定されるものではなく、例えば正方形であってもよい。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that the above-described constituent elements can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the case where the small-section tunnel is constructed by a steel shell having a rectangular cross section has been described. However, the cross-sectional shape of the steel shell is not limited and may be, for example, a square.
また、前記実施形態では、端部に配設された小断面トンネル10の一部が側壁4から突出するように構築することで、空間5を形成する場合について説明したが、空間5は必要に応じて形成すればよく、必ずしも形成する必要はない。
また、頂版2および底版3の両端にそれぞれ空間5を形成することで、両側から緊張力を導入する構成としてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
Moreover, it is good also as a structure which introduces tension | tensile_strength from both sides by forming the
小断面トンネル10の本数や配置は限定されるものではなく、計画された大断面トンネルの形状に応じて適宜設定すればよい。
また、小断面トンネル10の施工順序は前記の順番に限定されるものではない。
The number and arrangement of the
Moreover, the construction order of the
また、複数の小断面トンネル10,10,…の施工は、複数の掘削機械を用いて同時に行ってもよいし、1台の掘削機械を利用して順番に行ってもよい。
In addition, the construction of the plurality of small
また、前記実施形態では、コンクリート打設後にプレストレスを導入する場合について説明したが、プレストレスの導入はコンクリート打設前に行ってもよい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where prestress was introduce | transduced after concrete placement, you may perform prestress introduction before concrete placement.
また、前記実施形態では、側壁4の引張側に接続部材40を配設し、圧縮側に追加鉄筋45を配筋することにより、頂版2および底版3と側壁4,4との接続を行うものとしたが、図7に示すように、圧縮側にも接続部材40を配設してもよく、その接続方法は限定されるものではない。
Moreover, in the said embodiment, the
1 大断面トンネル
2 頂版
3 底版
4 側壁
5 空間
10 小断面トンネル
11 鋼殻
20 コンクリート
30 緊張材
40 接合部材
41 接続鉄筋
43 エンドプレート
50 止水部材
51 止水板
52 止水ブロック
G 地山
DESCRIPTION OF
Claims (9)
トンネル軸方向に沿って鋼殻を推進工法により連設して前記小断面トンネルを構築する工程と、
隣り合う前記各小断面トンネルの鋼殻のうち、他の前記小断面トンネルに面する部分の外殻を撤去する工程と、
前記頂版または前記底版に対応する複数本の前記小断面トンネルに跨って緊張材を配設する工程と、
緊張材が配設された前記複数本の小断面トンネル内にコンクリートを充填する工程と、
前記緊張材に緊張力を導入する工程と、
緊張力が導入された前記頂版および前記底版を前記側壁に連結する工程と、を備え、
前記頂版および前記底版の一方の端部に配設される小断面トンネルの少なくとも一部を、一方の前記側壁よりも外側に張り出すように配設し、前記小断面トンネルの張り出し部分を利用して、その内部空間において前記緊張材に緊張力を導入することを特徴とする、大断面トンネルの構築方法。 A method for constructing a large-section tunnel in which a plurality of small-section tunnels are connected to each other to form a top plate, a bottom plate, and left and right side walls, and a tension member is disposed only on the top plate and the bottom plate,
A step of constructing the small cross-section tunnel by connecting steel shells along the tunnel axis direction by a propulsion method; and
Removing the outer shell of the portion facing the other small-section tunnel among the steel shells of the adjacent small-section tunnels;
Disposing a tension material across a plurality of the small-section tunnels corresponding to the top plate or the bottom plate;
Filling the concrete into the plurality of small-section tunnels provided with tendons;
Introducing tension to the tendon;
Connecting the top plate and the bottom plate to which tension is introduced, to the side wall, and
At least part of the small cross-sectional tunnel disposed at one end of the top plate and the bottom plate is disposed so as to project outward from the one side wall, and the projecting portion of the small cross-sectional tunnel is used. And the construction method of the large section tunnel characterized by introduce | transducing tension | tensile_strength to the said tension | tensile_strength in the interior space.
前記左右の側壁に対応する小断面トンネルは縦長断面に形成することを特徴とする、請求項1に記載の大断面トンネルの構築方法。 The steel shell is rectangular in cross section, and the small cross section tunnel corresponding to the top plate or the bottom plate is formed in a horizontally long cross section,
The method for constructing a large-section tunnel according to claim 1, wherein the small-section tunnel corresponding to the left and right side walls is formed in a vertically long section.
前記頂版および前記底版は複数の小断面トンネルを並設して構成したものであり、
前記頂版および前記底版のみに、前記複数本の小断面トンネルに跨って配設された緊張材を介して緊張力が導入されていることを特徴とする大断面トンネル。 A large-section tunnel comprising a top plate, a bottom plate, and left and right side walls,
The top plate and the bottom plate are configured by arranging a plurality of small-section tunnels in parallel,
A large cross-section tunnel, wherein a tension force is introduced to only the top plate and the bottom plate via a tension material disposed across the plurality of small cross-section tunnels.
前記鋼殻は、前記頂版、前記底版または前記側壁に作用する応力が引張りとなる部分に配置される増強部と、圧縮となる部分に配置される一般部と、を備えており、前記増強部の断面積が前記一般部の断面積よりも大きくなるように、前記増強部の鋼材量が前記一般部の鋼材量よりも多く配分されていることを特徴とする、請求項3乃至請求項5のいずれか1項に記載の大断面トンネル。 The small-section tunnel is formed by a plurality of steel shells connected along the tunnel axis direction;
The steel shell includes a reinforcing portion disposed in a portion where a stress acting on the top plate, the bottom plate, or the side wall becomes tensile, and a general portion disposed in a portion serving as compression, and the strengthening The amount of the steel material of the strengthening part is distributed more than the amount of steel material of the general part so that the cross-sectional area of the part is larger than the cross-sectional area of the general part. The large-section tunnel according to any one of 5.
他方の前記小断面トンネルの前記止水板に対応する位置に固定された止水ブロックと、により構成されており、
前記止水板と前記止水ブロックとが互いに当接していることを特徴とする、請求項7に記載の大断面トンネル。 The water stop member has a V-shaped water stop plate fixed to one of the small cross-section tunnels,
A water stop block fixed at a position corresponding to the water stop plate of the other small cross-section tunnel, and
The large cross-section tunnel according to claim 7, wherein the water stop plate and the water stop block are in contact with each other.
前記接合部材が、前記小断面トンネル同士の境界に跨って配設された接続鉄筋と、前記接続鉄筋の両端部において互いに対峙するように各小断面トンネルに固定されたエンドプレートと、を備えることを特徴とする、請求項3乃至請求項8のいずれか1項に記載の大断面トンネル。 A joining member that joins the small cross-sections to each other on the ground-side joining portion of the side wall is disposed,
The joining member includes a connection reinforcing bar disposed across a boundary between the small cross-section tunnels, and an end plate fixed to each small cross-section tunnel so as to face each other at both ends of the connection reinforcing bar. The large-section tunnel according to any one of claims 3 to 8, characterized by:
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