JP6433570B2 - 接合構造及び接合方法 - Google Patents

Description

本発明は、仕切り壁の上部を固定するための接合構造及び接合方法に関する。

道路トンネル等では、仕切り壁を設けることで内部空間を分割して、避難通路等を形成する場合がある。
仕切り壁は、複数のプレキャスト部材をトンネル縦断方向に並設することにより形成する。

仕切り壁を構成するプレキャスト部材は、床版等に治具等を介して下端を固定するとともに、トンネル内壁（セグメントや二次覆工等）に接合部材を介して上端を固定することにより配設する。

接合部材１００には、図６の（ａ）に示すように、ベースプレート１０１と取付プレート１０２とが一体に形成されたものを使用するのが一般的である。
ベースプレート１０１は、トンネル内壁にアンカーボルト１０３を介して固定される部分である。ベースプレート１０１に形成されたアンカーボルト１０３用のボルト孔１０４は、トンネル軸方向のずれを修正するために長孔となっている。

一方、取付プレート１０２は、プレキャスト部材に固定ボルト１０５を介して固定される部分である。取付プレート１０２に形成された固定ボルト１０５用のボルト孔１０６は、トンネル内壁面の凹凸等により生じるトンネル幅方向のずれを修正するために長孔となっている。

ところが、トンネル内壁面は、施工誤差などにより道路線形と一致していない場合がある。特に、シールドトンネルは、限られたパターンのテーパセグメントを基に形成するため、トンネル縦断線形と道路線形との間にずれが生じてしまう。一方、仕切り壁は道路線形に沿って形成するため、トンネル内壁面と仕切り壁との接合部の形状は一定とはならない。
そのため、前記従来の接合部材では、各接合部の変化に対応することができない場合があった。

特許文献１には、図６の（ｂ）に示すように、トンネルと仕切り壁との接合部の形状の変化に対応することが可能な接合部材２００として、トンネル軸方向に沿って所定の間隔毎に立設されて壁パネルを保持する支柱２０１と、支柱２０１の上端部に上下に摺動可能に設けられた高さ調整部材２０２と、トンネル内壁（天井）に固定されるとともに高さ調整部材２０２に対して回転可能に設けられた角度調整部材２０３とを備えたものが開示されている。

特開２００６−３４２５６７号公報

特許文献１に記載の接合部材２００は、トンネル軸方向に沿って多数の支柱２０１を配設する必要があるため、鋼材量が増加し、不経済であった。また、特許文献１の接合部材２００は、壁面に金属製の支柱２０１が露出するため、火災等に弱く、避難用通路の仕切り壁に採用するためには、別途防火処理を行う必要がある。
さらに、支柱２０１、壁パネル、高さ調整部材２０２及び角度調整部材２０３と、部材点数が多く、仕切り壁の施工に手間がかかってしまう。

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであって、経済的で、施工性に優れた仕切り壁用の接合構造及び接合方法を提案することを課題とする。

前記の課題を解決するために、本発明の接合構造は、シールド工法で施工された道路トンネルのセグメント内壁面に固定される固定部材と、プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材に固定される取付部材とを三次元方向に調整可能に接合する接合構造であって、前記固定部材にはトンネル軸方向に形成された長孔のアンカー挿通孔と、高さ方向および／又はトンネル半径方向に形成された長孔の第一連結具挿通用孔とを有しており、 前記取付部材には高さ方向および／又はトンネル半径方向に形成された長孔の第二連結具挿通用孔と、トンネル軸方向に形成された長孔の固定具挿通用孔とを有しており、前記アンカー挿通孔には前記セグメントのボルト孔に固定されるアンカーが挿通され、前記第一連結具挿通用孔および前記第二連結具挿通用孔とを貫通して連結する連結具が挿通され、 前記固定具挿通用孔には前記壁部材の逆Ｌ字形上部端部のボルト孔に固定する固定具が挿通され、前記第一連結具挿通用孔および前記第二連結具挿通用孔によって高さ方向およびトンネル幅方向のずれを修正されることを特徴としている。

かかる接合構造を使用すれば、プレキャスト部材の下端部を所定の治具により固定するとともに、上端部をトンネル内壁面に接合構造を介して固定するのみで仕切り壁を形成することができるため、施工性に優れている。
また、固定部材と取付部材とが、トンネル幅方向および高さ方向での調整が可能に連結されているため、道路線形とトンネル内壁面の形状との間にずれがあったとしても、そのずれを吸収することができる。

固定部材のアンカー挿通用孔が長孔であるため、アンカーの位置を、トンネル覆工（セグメントや二次覆工等）の鉄筋等との干渉を避けるために、ずらした場合であっても、対応することが可能である。
また、取付部材の固定具挿通用孔が長孔であるため、プレキャスト部材のトンネル軸方向のずれを吸収することができる。

また、前記第一連結具挿通用孔が、下に向かうに従って前記取付部材に近づくように形成された斜め方向長孔であれば、トンネル周方向のずれが生じた場合であっても、修正が容易である。

接合構造は、前記固定部材は、前記トンネル内壁面に固定される固定板と、前記固定板に立設された第一連結板とを備えており、前記取付部材は、前記プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材に固定される取付板と、前記取付板に立設された第二連結板とを備えており、前記第一連結板と前記第二連結板とが重ね合わされたものであってもよい。
また、前記取付板が、断面Ｔ字状または断面Ｌ字状であってもよい。

さらに、本発明の接合方法は、シールド工法で施工された道路トンネルのセグメント内壁面に、プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材を複数併設することにより避難通路用の仕切り壁を形成するために用いられる請求項１乃至３に記載の接合構造を用いた接合方法であって、前記接合方法は前記セグメント内壁面にアンカーを固定した後、該アンカーに固定部材を固定する固定部材設置工程と、前記壁部材の前記逆Ｌ字形上部端部に固定具によって取付部材を固定する取付部材設置工程と、前記壁部材を所定の位置に立設させるともに前記固定部材と前記取付部材とを連結具によって連結する連結工程と、からなることを特徴とする。

本発明の接合構造及び接合方法によれば、トンネル内に形成する仕切り壁を、簡易かつ安価に構築することが可能となる。

本実施形態の接合構造を示す斜視図である。 プレキャスト部材を示す斜視図である。 図１に示す接合構造の分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１に示す接合構造及び接合方法の施工手順を示す斜視図である。 （ａ）および（ｂ）は、図４の（ｃ）に続く接合構造及び接合方法の施工手順を示す斜視図である。 （ａ）は従来の接合構造を示す斜視図、（ｂ）は他の従来の接合構造を示す側面図である。

本実施形態では、図１に示すように、トンネル内にプレキャスト製の壁部材（プレキャスト部材Ｐ）を設置することにより、避難通路用の仕切り壁を形成する場合について説明する。

本実施形態のプレキャスト部材Ｐは、図２に示すように、トンネル床版に立設された縦壁部Ｐ１と、縦壁部Ｐ１の上端から横方向に延びる横壁部Ｐ２とにより、断面視逆Ｌ字状を呈している。なお、プレキャスト部材Ｐの形状は限定されず、例えば、仕切り壁の出入り口用の開口に対応して、縦壁部Ｐ１の下端と床版との間に隙間（開口）が形成されていてもよいし、施工性の観点から、縦壁部Ｐ１が複数に分割されていてもよい。

プレキャスト部材Ｐは、隣接する他のプレキャスト部材Ｐに連結されているとともに、縦壁部Ｐ１の下端部がトンネルの床版に治具Ｐ３を介して固定されている。なお、治具Ｐ３の構成は限定されない。また、仕切り壁の開口に対応する位置に配設されたプレキャスト部材Ｐの縦壁部Ｐ１の下端部は、床版とは固定されていない。

プレキャスト部材Ｐの横壁部Ｐ２の先端部は、図１に示すように、接合構造１によりトンネルのセグメント（内壁面）Ｓに固定されている。

横壁部Ｐ２の端面と下面との角部には、接合構造１を固定するためのボルト孔Ｐ４が形成されている（図４の（ｃ）参照）。本実施形態では、横壁部Ｐ２の端面および下面にそれぞれボルト孔Ｐ４が１か所ずつ形成されているが、ボルト孔Ｐ４の配置や数は限定されない。

本実施形態の接合構造１は、固定部材２と、取付部材３と、連結具４と、アンカー５と、固定具６とを備えている。
本実施形態では、１つのプレキャスト部材Ｐに対して、１つの接合構造１が構成されているが、接合構造１の数や配置は限定されない。

固定部材２は、セグメントＳにアンカー５を介して固定されている。
固定部材２は、図３に示すように、セグメントＳに固定される固定板２１と、固定板２１に立設された第一連結板２２とを備えている。

固定板２１は、矩形状の鋼板であって、一方の面をセグメントの表面に当接させた状態で固定されている。
固定板２１には、アンカー５が挿通されるアンカー挿通用孔２３が形成されている。なお、固定部材２１の形状は限定されない。

アンカー挿通用孔２３は、トンネル軸方向に延在する長孔であって、トンネル軸方向のずれを修正することが可能に形成されている。
本実施形態では、アンカー挿通用孔２３が上下に二か所に形成されているが、アンカー挿通用孔２３の数は限定されない。なお、上下のアンカー挿通用孔２３，２３は、平行である。

第一連結板２２は鋼板からなる。第一連結板２２には、連結具４が挿通される第一連結具挿通用孔２４が形成されている。
本実施形態では、固定板２１のトンネル軸方向両縁部に、それぞれ第一連結板２２が立設されている。つまり、第一連結板２２同士は、トンネル軸方向に間隔をあけて対向している。そのため、固定部材２は、固定板２１と第一連結板２２により平面視コ字状を呈している。

本実施形態では、第一連結板２２同士の間隔を保持するための保持金物２５が、両第一連結板２２，２２に跨って配設されている。
なお、保持金物２５は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。また、固定部材２の形状も限定されるものではない。

第一連結具挿通用孔２４は、下に向かうに従ってセグメントＳから離れるように（すなわち、取付部材３に近づくように）形成された斜め方向長孔である。第一連結具挿通用孔２４は、高さ方向およびセグメントＳの周方向のずれを修正する。

取付部材３は、プレキャスト部材Ｐに固定されている（図１参照）。
取付部材３は、プレキャスト部材Ｐに固定される取付板３１と、取付板３１に立設された第二連結板３２とを備えている。

取付板３１は、鋼板からなり、プレキャスト部材Ｐの横壁部Ｐ２の端面および下面の角部に沿って配設されている。本実施形態の取付板３１は、横壁部Ｐ２の下面に配設される横板３３と、横板３３に立設されて横壁部Ｐ２の端面に配設される縦板３４とを組み合わせることにより、断面逆Ｔ字状に形成されている。
なお、取付板３１の形状は、断面逆Ｔ字状（断面Ｔ字状も含む）に限定されるものではなく、例えば、断面Ｌ字状であってもよい。

横板３３は、固定部材２の第一連結板２２同士の間隔よりも小さい幅を有しており、固定部材２と取付部材３とを連結させた状態で、第一連結板２２同士の間に挿入される形状を有している。

本実施形態では、横板３３の下面に沿ってリブ材３５が固定されている。本実施形態では、２枚のリブ材３５，３５が横板３３の下面縁部に固定されているが、リブ材３５の数および配置は限定されない。また、リブ材３５は必要に応じて配設すればよく、省略してもよい。

横板３３および縦板３４には、それぞれ固定具６が挿通される固定具挿通用孔３６が形成されている。
固定具挿通用孔３６は、トンネル軸方向に延在する長孔であって、トンネル軸方向のずれを修正する。

第二連結板３２は、鋼板からなる。第二連結板３２には、連結具４が挿通される第二連結具挿通用孔３７が形成されている。本実施形態では、取付板３１のトンネル軸方向両縁部に、それぞれ第二連結板３２が立設されている。第二連結板３２は、縦板３４のセグメント側（プレキャスト部材Ｐと反対側）であって、横板３３の上面と縦板３４とに固定されている。

第二連結具挿通用孔３７は、トンネル幅方向（第一連結具挿通用孔２４と交差する方向）に延在する長孔であって、トンネル幅方向のずれを修正する。

固定部材２と取付部材３は、第一連結板２２と第二連結板３２とを重ね合わせた状態で、第一連結具挿通用孔２４および第二連結具挿通用孔３７に挿通された連結具４を介して連結される。このとき、第二連結板３２，３２は、第一連結板２２，２２間に位置している。

連結具４は、第一連結具挿通用孔２４および第二連結具挿通用孔３７を貫通した軸部にナットＮを締着することにより固定部材２と取付部材３とを連結する。

アンカー５は、固定部材２をセグメントＳに固定する。
アンカー５は、図４の（ａ）に示すように、軸部５１を突出させた状態で、セグメントＳに打ち込まれている。固定部材２は、アンカー挿通用孔２３を貫通したアンカー５の軸部５１に、ナットＮを締着することによりトンネル内壁面に固定される。なお、図面において、符号Ｗはワッシャーである。

固定具６は、取付部材３をプレキャスト部材Ｐに固定する（図５参照）。
固定具６は、図４の（ｃ）に示すように、取付部材３の固定具挿通用孔３６を貫通して、プレキャスト部材Ｐのボルト孔Ｐ４に螺合される。取付部材３は、ボルト孔Ｐ４に締着された固定具６によりプレキャスト部材Ｐに固定される。

次に、接合構造１によるプレキャスト部材Ｐの固定方法について説明する。
まず、図４の（ａ）に示すように、セグメントＳにアンカー５を打設する。アンカー５は、軸部５１がセグメントＳの表面から突出するように打設する。

次に、図４の（ｂ）に示すように、アンカー挿通用孔２３にアンカー５の軸部５１を挿通させた状態でナットＮを締着することにより、固定部材２をセグメントＳに固定する。

また、図４の（ｃ）に示すように、固定具挿通用孔３６に挿通した固定具６をプレキャスト部材Ｐに螺合することで、取付部材３をプレキャスト部材Ｐに固定する。

次に、プレキャスト部材Ｐを床版の所定の位置に立設させるとともに、図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、固定部材２と取付部材３とを連結する。

なお、固定部材２と取付部材３との位置関係に、トンネル軸方向のずれが生じている場合は、アンカー５および固定具６の少なくとも一方のナットＮを緩めて、トンネル軸方向のずれに応じて固定部材２および取付部材３の位置を修正する。固定部材２および取付部材３の位置を修正したら、ナットＮを締め付ける。

固定部材２と取付部材３との位置関係に、トンネル周方向またはトンネル幅方向のずれが生じている場合には、連結具４を緩めて、第一連結具挿通用孔２４および第二連結具挿通用孔３７によりずれを修正する。

本実施形態の接合構造１によれば、固定部材２と取付部材３とに２分割されているため、プレキャスト部材Ｐの施工において生じる三次元的な相対誤差に対応することが可能となる。そのため、施工誤差や部材長変化等の修正に伴う手間を大幅に削減することができ、施工性に優れている。

また、道路線形とセグメントＳの形状（トンネル線形）との間にずれがあったとしても、接合構造１によりそのずれを吸収することができるため、高品質に施工を行うことができる。

プレキャスト部材Ｐとアンカー５との位置関係にずれが生じていた場合であっても、そのずれを吸収することができる。
例えば、第一連結具挿通用孔２４が斜め方向の長孔であるため、トンネル幅方向およびトンネル周方向の誤差を吸収することができる。

また、固定部材２のアンカー挿通用孔２３は、トンネル軸方向に沿った長孔であるため、セグメント内部の鉄筋に干渉することがないように、アンカー５の打設位置を変更することが可能となる。

また、トンネル軸方向のずれが生じている場合には、トンネル軸方向に長い長孔であるアンカー挿通用孔２３および固定具挿通用孔３６により固定部材２または取付部材３のトンネル軸方向の位置をずらすことで、トンネル軸方向のずれを吸収することができる。

また、プレキャスト部材の下端部を所定の治具により固定するとともに、上端部をトンネル内壁面に接合構造を介して固定するのみで仕切り壁を形成することができるため、施工性に優れている。

仕切り壁により避難用通路等を構築することで、道路トンネル等において、道路面の下側に避難用通路を形成する必要がなくなり、簡易かつ経済的に避難用通路を構築することが可能となる。

予め取付部材３をプレキャスト部材Ｐに設置しておくことで、現場内での揚重作業を軽減することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、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。
例えば、プレキャスト部材Ｐの構造、形状および用途は限定されるものではない。

トンネルのセグメントは、ＲＣセグメントであってもよいし、鋼製セグメントや合成セグメントであってもよく、その構成は限定されない。
また、前記実施形態では、セグメントにより形成されたトンネルに接合構造を採用して仕切り壁を形成する場合について説明したが、トンネル構造は限定されるものではない。例えば、二次覆工コンクリートが巻き立てられた山岳トンネル等であってもよい。

前記実施形態では、接合構造がプレキャスト部材から横方向（トンネル幅方向）に延びてトンネル壁面に固定される場合について説明したが、接合構造は、プレキャスト部材の上端から上方に延びてトンネル天井面に固定されてもよい。

前記実施形態では、第一連結具挿通用孔が斜め方向の長孔で第二連結具挿通用孔が横方向の長孔であったが、第二連結具挿通用孔が斜め方向の長孔で第一連結具挿通用孔が横方向の長孔であってもよい。
また、第一連結具挿通用孔は、必ずしも斜め方向の長孔である必要はなく、縦方向または横方向に長い長孔であってもよい。また、第二連結具挿通用孔は、斜め方向の長孔であってもよいし、縦方向に長い長孔であってもよい。

１ 接合構造
２ 固定部材
２１ 固定板
２２ 第一連結板
２３ アンカー挿通用孔
２４ 第一連結具挿通用孔
３ 取付部材
３１ 取付板
３２ 第二連結板
３６ 固定具挿通用孔
３７ 第二連結具挿通用孔
４ 連結具
５ アンカー
６ 固定具
Ｐ プレキャスト部材

Claims (4)

1. シールド工法で施工された道路トンネルのセグメント内壁面に固定される固定部材と、プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材に固定される取付部材とを三次元方向に調整可能に接合する接合構造であって、
   前記固定部材にはトンネル軸方向に形成された長孔のアンカー挿通孔と、高さ方向および／又はトンネル半径方向に形成された長孔の第一連結具挿通用孔とを有しており、
   前記取付部材には高さ方向および／又はトンネル半径方向に形成された長孔の第二連結具挿通用孔と、トンネル軸方向に形成された長孔の固定具挿通用孔とを有しており、
   前記アンカー挿通孔には前記セグメントのボルト孔に固定されるアンカーが挿通され、
   前記第一連結具挿通用孔および前記第二連結具挿通用孔とを貫通して連結する連結具が挿通され、
   前記固定具挿通用孔には前記壁部材の逆Ｌ字形上部端部のボルト孔に固定する固定具が挿通され、
   前記第一連結具挿通用孔および前記第二連結具挿通用孔によって高さ方向およびトンネル幅方向のずれを修正されることを特徴とする、接合構造。
2. 前記第一連結具挿通用孔が、下に向かうに従って前記取付部材に近づくように形成された斜め方向長孔であることを特徴とする、請求項１に記載の接合構造。
3. 前記固定部材は、前記トンネル内壁面に固定される固定板と、前記固定板に立設された第一連結板とを備えており、
   前記取付部材は、前記プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材に固定される取付板と、前記取付板に立設された第二連結板とを備えており、
   前記第一連結板と前記第二連結板とが重ね合わされていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の接合構造。
4. シールド工法で施工された道路トンネルのセグメント内壁面に、プレキャスト製のトンネル断面視逆Ｌ字形の壁部材を複数併設することにより避難通路用の仕切り壁を形成するために用いられる請求項１乃至３に記載の接合構造を用いた接合方法であって、
   前記接合方法は前記セグメント内壁面にアンカーを固定した後、該アンカーに固定部材を固定する固定部材設置工程と、
   前記壁部材の前記逆Ｌ字形上部端部に固定具によって取付部材を固定する取付部材設置工程と、
   前記壁部材を所定の位置に立設させるともに前記固定部材と前記取付部材とを連結具によって連結する連結工程と、
   からなることを特徴とする接合方法。

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