JP7517010B2 - Connection structure, connection method, and segment - Google Patents
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Description
本開示は、接続構造、接続方法及び、セグメントに関し、特に、本坑と横坑との接続に好適な技術に関するものである。 This disclosure relates to a connection structure, a connection method, and a segment, and in particular to a technology suitable for connecting a main tunnel and an adit.
従来、本坑と横坑とを接続する工法が種々提案されている(例えば、特許文献1,2等参照)。これら従来工法では、シールド工法によって構築された本坑の既設セグメントの一部を熱切断(溶断)によって撤去し、既設セグメントに形成した開口と横坑の覆工体とを止水鋼板等によって溶接で連結することにより、止水性を確保するようになっている。
Various methods have been proposed for connecting the main tunnel and the adit (see, for example,
上述の従来工法では、本坑と横坑との接続に、既設セグメントの溶断や止水鋼板の溶接を行う必要があり、施工に手間が掛かるといった課題がある。また、溶断時や溶接時の受熱によって既設セグメントのシール材が損傷することで、止水性を十分に担保できないといった課題もある。 In the conventional construction method described above, connecting the main tunnel and the adit requires melting the existing segments and welding the water-stopping steel plates, which is a time-consuming process. Another issue is that the sealant of the existing segments can be damaged by the heat received during melting and welding, making it difficult to ensure sufficient water-stopping performance.
本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本坑と横坑との接続に関し、施工性の向上を図ることを目的とする。 The technology disclosed herein has been developed in light of the above circumstances, and aims to improve the ease of construction when connecting the main tunnel and the adit.
本開示の接続構造は、本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びて前記横坑の覆工体に固定される筒体部を含む連結枠体と、を備えることを特徴とする。 The connection structure disclosed herein is characterized by comprising a plurality of connection segments that form part of the lining of the main tunnel and define a communication opening with the side tunnel, a plate member that is provided on the plurality of connection segments and defines the opening periphery of the communication opening, and a connecting frame body that includes an annular fixed flange fixed to the plate member and a cylindrical portion that extends from the periphery of the fixed flange and is fixed to the lining of the side tunnel.
また、前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に介装される止水部材をさらに備えることが好ましい。 It is also preferable to further include a water-stopping member interposed between the plate member and the fixed flange.
また、前記接続用セグメントは、地山側にスキンプレートを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、前記連通口は、前記スキンプレートの少なくとも一部を切り欠くと共に、該切り欠いた部位の端縁に前記プレート部材が接合されてフランジをなすことにより所定形状に開口することが好ましい。 The connection segment is preferably a steel segment or a composite segment having a skin plate on the ground side, and the communication opening is preferably formed by cutting out at least a portion of the skin plate and joining the plate member to the edge of the cutout portion to form a flange, thereby opening in a predetermined shape.
また、前記接続用セグメントは、互いに対向する一対の主桁と、互いに対向する一対の継手板と、前記主桁及び前記継手板の地山側の周縁に取り付けられるスキンプレートとを有する鋼製セグメント又は合成セグメントであり、前記連通口は、縦方向の開口縁を前記主桁によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記継手板によって区画される矩形状に開口し、前記プレート部材は、前記主桁の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記継手板の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジの前記本坑内に臨む面に固定され、前記筒体部は、前記被固定フランジの内周縁から前記横坑に向けて延設されていることが好ましい。 The connecting segment is a steel segment or a composite segment having a pair of opposing main girders, a pair of opposing joint plates, and a skin plate attached to the periphery of the main girders and the joint plates on the ground side, and the communication opening is opened in a rectangular shape with the vertical opening edge defined by the main girders and the horizontal opening edge defined by the joint plates, and the plate member has a vertical flange provided on the edge of the main girders opposite the skin plate and extending vertically from the opening edge of the communication opening, and a horizontal flange provided on the edge of the joint plate opposite the skin plate and extending horizontally from the opening edge of the communication opening, and the fixed flange is formed in a rectangular frame shape and fixed to the surfaces of the vertical flange and the horizontal flange facing the main tunnel, and the cylindrical portion is preferably extended from the inner peripheral edge of the fixed flange toward the cross tunnel.
また、前記接続用セグメントは、コンクリートで形成されたRCセグメントであり、前記連通口は、縦方向の開口縁を前記RCセグメントの坑周方向に延びる縁部によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記RCセグメントの坑軸方向に延びる縁部によって区画される矩形状に開口し、前記プレート部材は、前記RCセグメントの坑周方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記RCセグメントの坑軸方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジに固定されることが好ましい。 The connection segment is an RC segment made of concrete, and the communication opening has a rectangular opening whose vertical opening edge is defined by an edge portion extending in the circumferential direction of the RC segment and whose horizontal opening edge is defined by an edge portion extending in the axial direction of the RC segment, and the plate member has a vertical flange embedded along the edge portion extending in the circumferential direction of the RC segment and extending vertically from the opening edge of the communication opening, and a horizontal flange embedded along the edge portion extending in the axial direction of the RC segment and extending horizontally from the opening edge of the communication opening, and the fixed flange is preferably formed in a rectangular frame shape and fixed to the vertical flange and the horizontal flange.
また、互いに接合される一対の前記接続用セグメントの対向側面間を縦方向に延びる第1シール部材と、前記対向側面間を前記第1シール部材から前記固定フランジの端縁に亘って延びる第2シール部材と、をさらに備えることが好ましい。 It is also preferable to further include a first seal member extending vertically between the opposing side surfaces of the pair of connecting segments to be joined together, and a second seal member extending between the opposing side surfaces from the first seal member to the edge of the fixing flange.
また、前記連結枠体の前記筒体部に、該筒体部の筒内を閉塞する止水壁が設置可能に構成されていることが好ましい。 It is also preferable that the cylindrical portion of the connecting frame is configured so that a water blocking wall can be installed to close the inside of the cylindrical portion.
本開示の接続方法は、本坑の覆工体の一部を構成すると共に、横坑との連通口を区画する複数の接続用セグメントと、複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、該被固定フランジの周縁から延びる筒体部を有する連結枠体と、を用いて前記本坑と前記横坑とを接続する接続方法であって、複数の前記接続用セグメントから前記連通口を閉塞するパネルを撤去する撤去工程と、前記連通口から前記本坑の周辺地山を掘削する掘削工程と、前記連結枠体の少なくとも前記筒体部を前記連通口に挿入し、前記被固定フランジを前記プレート部材に固定する本坑接続工程と、前記連結枠体の前記筒体部を前記横坑の覆工体に固定する横坑接続工程と、を有することを特徴とする。 The connection method disclosed herein is a method for connecting the main tunnel and the adit using a plurality of connection segments that form part of the lining of the main tunnel and define the communication opening with the adit, a plate member that is provided on the plurality of connection segments and defines the opening periphery of the communication opening, and a connecting frame body having an annular fixed flange fixed to the plate member and a cylindrical portion extending from the periphery of the fixed flange, and is characterized by having a removal process for removing a panel that blocks the communication opening from the plurality of connection segments, an excavation process for excavating the surrounding ground of the main tunnel from the communication opening, a main tunnel connection process for inserting at least the cylindrical portion of the connecting frame body into the communication opening and fixing the fixed flange to the plate member, and an adit connection process for fixing the cylindrical portion of the connecting frame body to the lining of the adit.
また、前記本坑接続工程よりも前に、前記プレート部材と前記被固定フランジとの間に止水部材を介装する工程をさらに有することが好ましい。 It is also preferable to further include a step of interposing a water-stopping member between the plate member and the fixed flange prior to the main tunnel connection step.
本開示のセグメントは、前記接続用セグメントであることを特徴とする。 The segments of the present disclosure are characterized as being connection segments.
本開示の技術によれば、本坑と横坑との接続に関し、施工性の向上を図ることができる。 The technology disclosed herein can improve workability when connecting the main tunnel and the adit.
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る接続構造、接続方法及び、セグメントについて説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 The connection structure, connection method, and segments according to this embodiment will be described below with reference to the attached drawings. The same components are given the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係る本坑100と横坑200との接続構造1を示す模式的な縦断面図であり、図2は、本実施形態に係る接続構造1を本坑100の坑内側から視た模式図である。
[overall structure]
Figure 1 is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a
[本坑]
本坑100は、例えばシールド工法により構築されたものである。具体的には、本坑100は、図1に示すように、複数のセグメント10をトンネル周方向に接合して1リング分の覆工体を形成し、該覆工体に対して次の1リング分を、図2に示すように、トンネル軸方向に順次接合することにより覆工体全体が構築されている。トンネル軸方向に互いに隣接する各セグメント10同士は、好ましくはトンネル周方向に所定量オフセットした状態で接合されている。
[Main tunnel]
The
本坑100のセグメント10のうち、少なくとも本坑100と横坑200との連通口300をなす部分(セグメント10A,10B)は鋼製セグメントとなっている。本坑100の他の部分のセグメント10は、特に制限されず、鋼製セグメント、RCセグメント、合成セグメントの何れであってもよい。また、本坑100の断面形状は、図示例の円形状に限定されず、楕円状や矩形状等、他の形状であってもよい。なお、以下において、各セグメント10のうち、連通口300をなす部分のセグメント10A,10Bを単に接続用セグメントと称する。
Of the
[横坑]
横坑200は、本坑100のトンネル軸方向に対して異なる方向(例えば、直交方向)に構築される。横坑200の施工方法は、特に限定されず、推進工法等により構築することができる。横坑200は、本坑100と他の坑(不図示)とを接続する連絡抗であってもよく、或いは、本坑100から掘進した器材坑等であってもよい。横坑200が連絡坑の場合には、本坑100側から発進してもよく、或いは、他の坑側から発進してもよい。また、横坑200の断面形状も特に限定されず、矩形状や円形状、或いは、楕円状であってもよい。なお、図1において、符号210は横坑200の覆工体の一部を示している。
[Advance]
The
[接続構造]
接続構造1は、複数の接続用セグメント10A,10Bと、連結枠体30とを備えている。各セグメント10A,10Bのうち、接続用セグメント10Aは、連通口300のトンネル軸方向(横方向)に延びる開口縁を区画し、接続用セグメント10Bは、連通口300のトンネル周方向(縦方向)に延びる開口縁を区画する。連結枠体30は、接続用セグメント10A,10Bによって画定される連通口300の開口周縁と横坑200の覆工体210とを互いに接続し、これらの間からの水の浸入を防止するように機能する。
[Connection structure]
The
本実施形態において、連通口300は、接続用セグメント10A,10Bによって略矩形状に開口するものとして説明するが、円形状や楕円形状等、他の形状に開口してもよい。また、連結枠体30の本坑100側の形状は、図示例の矩形枠状に限定されず、連通口300が円形穴であれば、円環状に形成してもよい。また、連結枠体30の横坑200側の形状も特に限定されず、横坑200の覆工体210の形状に応じて適宜に設定することができる。
In this embodiment, the communication opening 300 is described as being opened in a substantially rectangular shape by the
[接続用セグメント]
図3は、本実施形態に係る接続用セグメント10A,10Bを示す模式的な斜視図である。接続用セグメント10A,10Bは、一対の主桁11A,11Bと、一対の継手板12A,12Bと、スキンプレート13と、複数の縦リブ14と、固定フランジ15,16とを備えている。
[Connection segment]
3 is a schematic perspective view showing the
各主桁11A,11Bは、トンネル周方向に略平行に延びる円弧板状に形成されており、互いにトンネル軸方向に離間して対向配置されている。なお、本坑100(図1参照)の断面が矩形状であれば、主桁11A,11Bは矩形板状に形成すればよい。
Each of the
主桁11A,11Bの所定部位には、トンネル軸方向に貫通する複数の貫通孔18が周方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔18には、トンネル軸方向に隣接するセグメン同士を固定するための不図示のボルトが挿入される。なお、主桁11A,11Bのうち、図3(B)に示す固定フランジ16が設けられる主桁11Aの貫通孔18には、後述する撤去パネル40(図7参照)を固定するための不図示のボルトが挿入される。
At predetermined locations on the
各継手板12A,12Bは、主桁11A,11Bの端部間をトンネル軸方向に延びる矩形板状に形成されており、互いにトンネル周方向に離間して対向配置されている。継手板12A,12Bの軸方向端部と、主桁11A,11Bの周方向端部とは、互いに溶接等によって接合されている。
Each
継手板12A,12Bの所定部位には、トンネル周方向に貫通する複数の貫通孔19が軸方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔19には、トンネル周方向に隣接するセグメン同士を固定するための不図示のボルトが挿入される。なお、継手板12A,12Bのうち、図3(A)に示す固定フランジ15が設けられる継手板12Aの貫通孔19には、後述する撤去パネル40(図7参照)を固定するための不図示のボルトが挿入される。
A number of through
スキンプレート13は、主桁11A,11Bの円弧外周と同曲率で湾曲するプレート状に形成されている。スキンプレート13は、主桁11A,11Bの円弧外側(地山側)において、主桁11A,11B及び継手板12A,12Bの端縁に溶接等で接合されている。なお、本坑100(図1参照)の断面が矩形状であれば、スキンプレート13は略平坦なプレート状に形成すればよい。
The
複数の縦リブ14は、主桁11A,11Bの間をトンネル軸方向に架け渡されており、トンネル周方向に所定間隔をおいて配置されている。縦リブ14のトンネル軸方向の端部は、好ましくは主桁11A,11Bの対向側面にそれぞれ溶接等で接合されている。
The multiple
[シール部材]
各主桁11A,11Bの外側面(対向側面の背面)には、貫通孔18を挟んでトンネル周方向に略平行に延びる2本の周方向シール部材20A,20B(本開示の第1シール部材)が設けられている。この周方向シール部材20A,20Bは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、主桁11A,11Bの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。
[Sealing member]
Two
各継手板12A,12Bの外側面(対向側面の背面)には、貫通孔19を挟んでトンネル軸方向に略平行に延びる2本の軸方向シール部材21A,21Bが設けられている。この軸方向シール部材21A,21Bは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、継手板12A,12Bの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。
Two
周方向シール部材20A,20B及び、軸方向シール部材21A,21Bは、対応する端部同士をそれぞれ結合させている。すなわち、これらシール部材20A,20B,21A,21Bによって主桁11A,11B及び継手板12A,12Bの外側面を環状に連続する二重のシール構造が形成されている。
The
各セグメント10を互いに接合すると、一方のセグメント10の周方向シール部材20A,20Bがトンネル軸方向に接合される他方のセグメント10の周方向シール部材20A,20Bに圧接され、一方のセグメント10の軸方向シール部材21A,21Bがトンネル周方向に接合される他方のセグメント10の軸方向シール部材21A,21Bに圧接されることにより、地山側から各セグメント10の隙間を流れようとする水の浸入を効果的に防止できるようになっている。
When the
各主桁11A,11Bの外側面には、2本の径方向シール部材23A,23Bが設けられている。より詳しくは、図3(A)に示す接続用セグメント10Aには、各主桁11A,11Bのトンネル周方向の端部のうち、後述する固定フランジ15が設けられる継手板12Aと隣接する一端部に、2本の径方向シール部材23A,23Bがそれぞれ設けられている。また、図3(B)に示す接続用セグメント10Bには、各主桁11A,11Bのうち、後述する固定フランジ16が設けられる主桁11Aの周方向の両端部に、2本の径方向シール部材23A,23Bがそれぞれ設けられている。
Two
これら径方向シール部材23A,23Bは、例えば、膨潤性の樹脂材等で形成されており、好ましくは、主桁11A,11Bの外側面に凹設された不図示の溝部に嵌め込まれることにより取り付けられている。接続用セグメント10A及び接続用セグメント10Bを、各固定フランジ15,16の端部同士が一致するように接合すると、接続用セグメント10Aの径方向シール部材23A,23Bと、接続用セグメント10Bの径方向シール部材23A,23Bとが互いに圧接するようになっている。
These
本実施形態において、径方向シール部材23A,23Bは、地山側の周方向シール部材20Bから坑内側の周方向シール部材20Aに亘って延びる第1径方向シール部材23A_1,23B_1と、坑内側の周方向シール部材20Aから各フランジ15,16の端縁に亘って延びる第2径方向シール部材23A_2,23B_2(本開示の第2シール部材)とを備えている。このうち、第2径方向シール部材23A_2,23B_2は、地山側から後述する連結枠体30の筒体部35(図5参照)と継手板12Aとの隙間を通過し、各主桁11A,11Bの間を周方向に流れようとする水の浸入を防止するように機能する。
In this embodiment, the
[フランジ]
図3(A)に示す接続用セグメント10Aには、トンネル軸方向(横方向)に延びる第1固定フランジ15(横フランジ)が設けられている。具体的には、第1固定フランジ15は、継手板12A,12Bのトンネル軸方向の長さと略同等の長板状に形成されており、各継手板12A,12Bのうち何れか一方(図示例では継手板12A)に設けられている。第1固定フランジ15は、継手板12Aと略L字状をなすように、継手板12Aの坑内側(スキンプレート13とは反対側)の端縁から各継手板12A,12Bの対向方向に向けて突設されている。
[Flange]
The
第1固定フランジ15のトンネル周方向の長さ(フランジ幅)は特に制限されず、後述する連結枠体30の第1被固定フランジ32(図5参照)の大きさ等に応じて適宜に設定することができる。また、第1固定フランジ15と継手板12Aとの接続方法も特に制限されず、それらの周縁を互いに溶接等で接合してもよく、或いは、継手板12Aを延長して略L字状に屈曲させることにより、これらを一体に形成することもできる。
The length of the first fixing
第1固定フランジ15の所定部位には、トンネル径方向に貫通する複数の貫通孔15Eがトンネル軸方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔15Eには、連結枠体30の第1被固定フランジ32(図5参照)を固定するための不図示のボルトが挿入される。
A number of through
第1固定フランジ15のフランジ面(スキンプレート13との対向面とは反対側の面)には、貫通孔15Eを挟んでトンネル軸方向に略平行に延びる2本の軸方向凹溝15A,15Bが凹設されている。軸方向凹溝15A,15Bの端部は、前述の第2径方向シール部材23A_2、23B_2を嵌め込む不図示の凹溝とそれぞれ連続する。この軸方向凹溝15A,15Bには、後述する環状シール部材25A,25B(図8参照)がそれぞれ嵌め込まれて取り付けられるようになっている。
Two
図3(B)に示す接続用セグメント10Bには、トンネル周方向(縦方向)に延びる第2固定フランジ16(縦フランジ)が設けられている。具体的には、第2固定フランジ16は、主桁11A,11Bの円弧内周と同曲率で湾曲する帯板状に形成されており、各主桁11A,11Bのうち何れか一方(図示例では主桁11A)に設けられている。第2固定フランジ16は、主桁11Aと略L字状をなすように、主桁11Aの円弧内周側(スキンプレート13とは反対側)の端縁から各主桁11A,11Bの対向方向に向けて突設されている。
The connecting
第2固定フランジ16のトンネル周方向の長さは特に制限されず、連通口300(図1,2参照)の開口寸法に応じて適宜の長さとすることができる。第2固定フランジ16のトンネル軸方向の長さ(フランジ幅)も特に制限されず、後述する連結枠体30の第2被固定フランジ33(図5参照)の大きさ等に応じて適宜に設定することができる。また、第2固定フランジ16と主桁11Aとの接続方法も特に制限されず、それらの周縁を互いに溶接等で接合してもよく、或いは、主桁11Aを延長して略L字状に屈曲させることにより、これらを一体に形成することもできる。
The length of the
第2固定フランジ16の所定部位には、トンネル径方向に貫通する複数の貫通孔16Eがトンネル周方向に所定間隔で設けられている。この貫通孔16Eには、連結枠体30の第2被固定フランジ33(図5参照)を固定するための不図示のボルトが挿入される。
A number of through
第2固定フランジ16のフランジ面(スキンプレート13との対向面とは反対側の面)には、貫通孔16Eを挟んでトンネル周方向に略平行に延びる2本の周方向凹溝16A,16Bが凹設されている。また、第2固定フランジ16のフランジ面には、周方向凹溝16A,16Bの両端部から主桁11Aの外側面に亘ってトンネル軸方向に延びる2本の軸方向凹溝16C,16Dがそれぞれ凹設されている。軸方向凹溝16C,16Dの端部は、前述の第2径方向シール部材23A_2、23B_2を嵌め込む不図示の凹溝と連続する。
Two
第2固定フランジ16の軸方向凹溝16C,16Dの端部は、接続用セグメント10A,10Bを互いに接合すると、第1固定フランジ15の軸方向凹溝15A,15Bとそれぞれ連続する。これら軸方向凹溝15A,15B,16C,16D及び、周方向凹溝16A,16Bには、後述する環状シール部材25A,25B(図8参照)がそれぞれ嵌め込まれて取り付けられるようになっている。この環状シール部材25A,25Bは、膨潤性の樹脂材等で形成されており、固定フランジ15,16と被固定フランジ32,33(図5参照)との隙間を封止する。
When the
なお、図3(B)では、1個の接続用セグメント10Bによって連通口300のトンネル周方向(縦方向)の開口縁を構成する例を示しているが、2個の接続用セグメント10Bをトンネル周方向に接合して用いることもできる。この場合は、図4に示すように、第2固定フランジ16の一端を継手板12A,12B(図示例では継手板12A)まで延長し、径方向シール部材23A,23Bを継手板12Aの外側面に設ければよい。
In addition, while FIG. 3(B) shows an example in which one
[連結枠]
図5は、本実施形態に係る連結枠体30を示す模式的な斜視図である。
[Connected frame]
FIG. 5 is a schematic perspective view showing the connecting
連結枠体30は、矩形枠状の被固定フランジ31と、被固定フランジ31の内周縁から延びる筒体部35とを備えている。
The connecting
筒体部35は、連通口300よりも小径の角筒状に形成されている。筒体部35の先端部35Aは、横坑200の覆工体210(図1参照)に固定される。筒体部35の筒軸方向の長さは特に制限されず、連通口300と覆工体210との距離に応じて適宜の長さとすることができる。また、筒体部35の先端部35Aと覆工体210との固定手法も、特に限定されず、ボルト締結、或いは、溶接等で接合してもよい。先端部35Aと覆工体210とをボルト締結する場合には、これらの間にシール部材を介装することが好ましい。
The
被固定フランジ31は、筒体部35の基端から外側に向けて延びており、トンネル軸方向に延びる一対の第1被固定フランジ32と、トンネル周方向に延びる一対の第2被固定フランジ33とを備えている。
The fixed
一対の第1被固定フランジ32は、連通口300の開口高さ分だけトンネル周方向に離間して配置され、一対の第2被固定フランジ33は、連通口300の開口幅分だけトンネル軸方向に離間して配置されており、これら第1被固定フランジ32及び、第2被固定フランジ33によって連通口300と略同形の矩形状に開口する被固定フランジ31が形成されている。
The pair of first
第1被固定フランジ32には、前述の第1固定フランジ15の貫通孔15E(図3(A)参照)と対応する部位に、不図示のボルトを挿入するための複数の挿入孔37が設けられている。第2被固定フランジ33には、前述の第2固定フランジ16の貫通孔16E(図3(B)参照)と対応する部位に、不図示のボルトを挿入するための複数の挿入孔38が設けられている。すなわち、第1被固定フランジ32を第1固定フランジ15に、第2被固定フランジ33を第2固定フランジ16に、それぞれボルト締結することにより、連結枠体30を本坑100側の各セグメント10A,10Bに接続できるように構成されている。
The first fixed
本実施形態において、連結枠体30には、図6に示す止水壁50を設置できるようになっている。止水壁50は、例えば、図6(A)に示すように、連結枠体30の底面から複数枚の鋼板51を積み上げるものでもよく、或いは、図6(B)に示すように、連結枠体30を閉塞する鋼板52に開口54を設けると共に、該開口54を開閉可能な鉄扉53を設けることにより構成してもよい。
In this embodiment, the connecting
[接続方法]
次に、図7~12に基づいて、本実施形態に係る接続方法の詳細について説明する。
[Connection method]
Next, the connection method according to this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.
第1工程(本開示の撤去工程)では、図7に示すように、本坑100の各接続用セグメント10A,10Bに撤去パネル40が取り付けられた状態で、薬液注入等による周辺地山の地盤改良を行う。地盤改良を行ったならば、撤去パネル40を取り外して撤去し、連通口300から周辺地山を所定量(例えば、連結枠体30の筒体部35を受容可能な空間)を掘削する。なお、地盤改良は、周辺地山の状況に応じて、地山が十分な強度を有している場合には省略してもよい。
In the first step (the removal step of the present disclosure), as shown in FIG. 7, with the
ここで、撤去パネル40は、各接続用セグメント10A,10Bによって画定される連通口300を閉塞するもので、本坑100の覆工体の一部を構成する。撤去パネル40は、例えば、各セグメント10A,10Bと略同曲率で湾曲する円弧板状に形成されており、その周縁を不図示のボルト等によって、接続用セグメント10Aの継手板12A及び、接続用セグメント10Bの主桁11Aにそれぞれ固定されている。撤去パネル40は、図示例のような複数枚で構成してもよく、或いは、1枚で構成してもよい。撤去パネル40の具体的な枚数や形状は、連通口300の大きさや形状に応じて適宜に設定すればよい。
Here, the
このように、本坑100の覆工体のうち、横坑200との接続が予定されている箇所に、接続用セグメント10A,10Bで連通口300を区画し、該連通口300を撤去パネル40によって閉鎖することで、撤去パネル40を取り外すのみで横坑200の接続工事を開始できるようになっている。これにより、従来工法で行っていた、セグメント溶断等による開口作業が不要となり、施工性を確実に向上することが可能となる。また、溶断による既設セグメント10A,10Bのシール部材20A,20B,21A,21B(図3参照)の劣化や損傷も効果的に防止することが可能となる。
In this way, the connecting
第2工程では、図8に示すように、接続用セグメント10A,10Bの固定フランジ15,16に環状シール部材25A,25B(本開示の止水部材の一例)を取り付ける。環状シール部材25A,25Bは、固定フランジ15,16の凹溝に嵌め込むことにより取り付けてもよく、或いは、固定フランジ15,16のフランジ面に接着剤等で取り付けてもよい。この際、固定フランジ15,16のフランジ面は本坑100の坑内側に露出しているため、地山側の土砂等が付着し難く、作業者はフランジ面の清掃等を行うことなく、環状シール部材25A,25Bの取り付け作業を容易、且つ、短時間に行うことができる。環状シール部材25A,25Bを取り付けたならば、第3工程へと移行する。
In the second step, as shown in FIG. 8,
なお、環状シール部材25A,25Bの本数は、図示例の2本に限定されず、1本、或いは、3本以上であってもよい。また、止水部材は、環状シール部材25A,25Bに限定されず、コーキングにより施工することも可能である。コーキングを用いる場合は、環状シール部材25A,25Bを省略してもよく、或いは、コーキングと環状シール部材25A,25Bとを併用してもよい。
The number of
第3工程(本開示の本坑接続工程)では、図9に示すように、本坑100の坑内側から連結枠体30の筒体部35を連通口300内に挿入し、被固定フランジ31を固定フランジ15,16に当接させる。次いで、図10に示すように、被固定フランジ31及び、固定フランジ15,16をボルト締結することにより固定し、本坑100のセグメント10A,10Bと連結枠体30の接続作業を終了する。このように、本坑100と連結枠体30との接続を各フランジ15,16,31のボルト締結により行うことで、従来工法のようなセグメントと止水板との溶接作業が不要となり、施工性を確実に向上することができる。また、溶接の熱によるシール部材の破損も効果的に防止することが可能となる。
In the third step (the main tunnel connection step of the present disclosure), as shown in FIG. 9, the
ここで、図11に示すように、被固定フランジ31を固定フランジ15(16)に固定すると、これらの対向空間には環状シール部材25A,25Bが圧接状態で介在することとなる。また、主桁11A,11Bに設けられた坑内側の周方向シール部材20Aと、被固定フランジ31の背面との隙間には、該周方向シール部材20Aと環状シール部材25A,25Bとを接続する第2径方向シール部材23A_2,23B_2が介在することとなる。
Here, as shown in Fig. 11, when the fixed
すなわち、筒体部35と各セグメント10A,10Bとの隙間を通過して、被固定フランジ31と固定フランジ15(16)との間に流れ込む水(図11の破線矢印W1参照)が、2本の環状シール部材25A,25Bによって二重に止水され、さらには隣接する各主桁11A,11Bの隙間に流れ込む水(図11の破線矢印W2参照)が、2本の第2径方向シール部材23A_2,23B_2によって二重に止水されるようになっている。これにより、地山側から本坑100内への水の浸入を確実に防止することが可能となる。また、被固定フランジ31と固定フランジ15(16)との接合箇所が本坑100の坑内に露出するため、施工後に水漏れ等の不具合が発生した場合には、当該箇所のコーキング作業等をスペースの広い本坑100側から行うことが可能となる。
That is, water that passes through the gap between the
最後に、第4工程では、連結枠体30の先端部35Aと横坑200の覆工体210とを接続し、本坑100と横坑200との接続工事を終了する。先端部35Aと横坑200の覆工体210との接続は、これらが略同一形状であればボルト締結により行ってもよく、或いは、先端部35Aと覆工体210との形状が異なる場合には、これらの間にフランジ(図示せず)を介装し、該フランジを溶接等で接合することにより行ってもよい。
Finally, in the fourth step, the
連結枠体30の接続を終了したならば、図12に示すように、連結枠体30の筒体部35に、止水壁50の設置が可能となる。このように、連結枠体30を接続した後、止水壁50を早期に設置すれば、以降、横坑200の掘進に伴い浸水等が発生した場合の安全性を確実に確保することが可能となる。また、連結枠体30に止水壁50を設置可能とすることで、例えば、本坑100の坑径が大きく、止水壁50を本坑100側に設置できないような場合においても、安全性を担保することが可能となる。
Once the connection of the connecting
以上詳述した本実施形態の接続構造1によれば、本坑100の覆工体の一部を構成すると共に、横坑200との連通口300を区画する複数の接続用セグメント10A,10Bと、接続用セグメント10A,10Bに設けられると共に、連通口300の開口周縁を囲う固定フランジ15,16と、固定フランジ15,16に固定される被固定フランジ31及び、被固定フランジ31の周縁から延びる筒体部35を有する連結枠体30とを備えている。
The
本坑100と横坑200とを接続する際は、接続用セグメント10A,10Bから撤去パネル40を取り外して周辺地山を掘削し、連結枠体30の筒体部35を連通口300に挿入して、被固定フランジ31を固定フランジ15,16に固定し、筒体部35の先端部35Aを横坑200の覆工体210に固定することで、本坑100と横坑200との接続工事を終了できるように構成されている。
When connecting the
これにより、従来工法で行っていた既設セグメントの溶断や止水鋼板の溶接が不要となり、施工性を確実に向上しつつ、工期も確実に短縮することが可能となる。また、溶断や溶接の熱に伴うシール部材の破損を防止することができ、止水性を確実に向上することも可能となる。また、連結枠体30に止水壁50を設置することで、安全性の向上を図ることも可能となる。
This eliminates the need to melt-cut existing segments or weld water-stopping steel plates, which was previously required, and ensures that construction work can be completed more efficiently while also shortening construction time. It also prevents damage to sealing materials caused by heat from melt-cutting and welding, and ensures improved water-stopping performance. Furthermore, installing a water-stopping
[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
[others]
The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure.
例えば、上記実施形態において、環状シール部材25A,25Bは、セグメント10A,10B側の固定フランジ15,16に取り付けられるものとして説明したが、環状シール部材25A,25Bを連結枠体30の被固定フランジ31側に予め取り付けておくことも可能である。
For example, in the above embodiment, the
また、シール部材20A,20B,21A,23A,23B,25A,25Bの本数は、それぞれ2本ずつ設けられるものとして説明したが、1本でもよく、或いは、3本以上であってもよい。
In addition, the number of sealing
また、被固定フランジ31は、本坑100の坑内側に露出する固定フランジ15,16に取り付けられるものとして説明したが、図13に示すように、本坑100の外周側(地山側)に取り付けるように構成することもできる。この場合は、被固定フランジ31を筒体部35から内側に折り曲げて形成すると共に、該被固定フランジ31を接続用セグメント10A,10Bのスキンプレート13に固定すればよい。図14に示すように、スキンプレート13には、ボルトを挿通する貫通孔13Aを穿設し、該貫通孔13Aの裏面(坑内側の面)には、予めナット13Nを溶接等で固定しておくことが望ましい。
Although the fixed
また、上記実施形態では、固定フランジ15,16と被固定フランジ31とをボルト締結により固定するものとして説明したが、これらを溶接により接合することも可能である。この場合も、各フランジ同士を直線的に溶接することができ、既設セグメントの溶断箇所に止水鋼板を溶接する従来工法に比べ、施工性の向上を図ることが可能となる。
In the above embodiment, the fixing
また、接続用セグメント10A,10Bは、鋼製セグメントに限定されず、RCセグメントを用いることもできる。RCセグメントとする場合には、図15(A),(B)に示すように、コンクリートCに固定フランジ16(15)を埋設すればよい。ここで、図15(A)は、被固定フランジ31を坑内側から取り付ける例であり、図15(B)は、被固定フランジ31を坑外側から取り付ける例である。固定フランジ16(15)をコンクリートCに埋設する場合には、図16に示すように、固定フランジ16の貫通孔16E(図15参照)の裏面にナット16Nを溶接等で取り付けると共に、該ナット16Nから延びるアンカー16Hを設ければよい。
The connecting
また、接続用セグメント10A,10Bは、鋼製セグメントやRCセグメントに限定されず、合成セグメントを用いることもできる。合成セグメントにおいて、被固定フランジ31を坑内側から取り付ける場合には、図17(A)に示すように、貫通孔16Eの裏面に図示しないナットが設けられた固定フランジ16(15)を主桁11A(又は、継手板12A)に取り付けると共に、該固定フランジ16(15)をコンクリートCと略同一面となるように埋設すればよい。また、被固定フランジ31を坑外側から取り付ける場合には、図17(B)に示すように、スキンプレート13の貫通孔13Aの裏面にナット13N及びアンカー13Hを設けてコンクリートCに埋設すればよい。
The connecting
また、連通口300の形状は、上記実施形態の矩形状に限定されず、図18に示すような円形状や、図19に示すような多角形状としてもよい。図18のような円形状とする場合には、固定フランジ15(16)を半円弧上に形成すると共に、撤去パネル40を半円形状に形成すればよい。また、図19のような多角形状とする場合には、固定フランジ15(16)及び、撤去パネル40も多角形状に形成すればよい。
The shape of the
1 接続構造
10 セグメント
10A,10B 接続用セグメント
11A,11B 主桁
12A,12B 継手板
13 スキンプレート
14 縦リブ
15,16 固定フランジ
20A,20B 周方向シール部材(第1シール部材)
21A,21B 軸方向シール部材
23A,23B 径方向シール部材
23A_1,23B_1 第1径方向シール部材
23A_2,23B_2 第2径方向シール部材(第2シール部材)
25A,25B 環状シール部材
30 連結枠体
31 被固定フランジ
32 第1被固定フランジ
33 第2被固定フランジ
35 筒体部
40 撤去パネル
50 止水壁
100 本坑
200 横坑
300 連通口
REFERENCE SIGNS
21A, 21B
25A, 25B
Claims (10)
複数の前記接続用セグメントに設けられると共に、前記連通口の開口周縁を区画するプレート部材と、
前記連通口の開口周縁をなす前記プレート部材に固定される環状の被固定フランジ及び、基端を前記被固定フランジの周縁に固定されるとともに、先端側を前記横坑の覆工体に固定される筒体部を含む連結枠体と、を備える
ことを特徴とする接続構造。 A plurality of connection segments that constitute a part of the lining of the main tunnel and are constructed in a different direction from the tunnel axis direction of the main tunnel to define a communication opening with a side tunnel that forms a connecting tunnel or equipment tunnel;
a plate member provided on the plurality of connection segments and defining an opening periphery of the communication port;
A connection structure comprising: an annular fixed flange fixed to the plate member forming the opening periphery of the communication port; and a connecting frame body including a cylindrical portion whose base end is fixed to the periphery of the fixed flange and whose tip side is fixed to the lining of the cross tunnel.
請求項1に記載の接続構造。 The connection structure according to claim 1 , further comprising a water-stopping member interposed between the plate member and the fixed flange.
前記連通口は、前記スキンプレートの少なくとも一部を切り欠くと共に、該切り欠いた部位の端縁に前記プレート部材が接合されてフランジをなすことにより所定形状に開口する
請求項1又は2に記載の接続構造。 The connection segment is a steel segment or a composite segment having a skin plate on the ground side,
The connection structure according to claim 1 or 2, wherein the communication opening is formed by cutting out at least a portion of the skin plate and joining the plate member to an edge of the cut-out portion to form a flange, thereby opening in a predetermined shape.
前記連通口は、縦方向の開口縁を前記主桁によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記継手板によって区画される矩形状に開口し、
前記プレート部材は、前記主桁の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記継手板の前記スキンプレートとは反対側の端縁に設けられて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、
前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジの前記本坑内に臨む面に固定され、
前記筒体部は、前記被固定フランジの内周縁から前記横坑に向けて延設されている
請求項1又は2に記載の接続構造。 The connection segment is a steel segment or a composite segment having a pair of main girders facing each other, a pair of joint plates facing each other, and a skin plate attached to the peripheral edges of the main girders and the joint plates on the ground side,
The communication port has a vertical opening edge defined by the main girder and a horizontal opening edge defined by the joint plate, and opens in a rectangular shape,
the plate member has a vertical flange provided on an edge of the main girder opposite to the skin plate and extending vertically along an opening edge of the communication port, and a horizontal flange provided on an edge of the joint plate opposite to the skin plate and extending horizontally along an opening edge of the communication port,
The fixed flange is formed in a rectangular frame shape and is fixed to the surfaces of the vertical flange and the horizontal flange facing the main tunnel,
The connection structure according to claim 1 or 2, wherein the cylindrical portion extends from an inner peripheral edge of the fixed flange toward the adit.
前記連通口は、縦方向の開口縁を前記RCセグメントの坑周方向に延びる縁部によって区画されると共に、横方向の開口縁を前記RCセグメントの坑軸方向に延びる縁部によって区画される矩形状に開口し、
前記プレート部材は、前記RCセグメントの坑周方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を縦方向に延びる縦フランジと、前記RCセグメントの坑軸方向に延びる縁部に沿って埋設されて前記連通口の開口縁を横方向に延びる横フランジとを有しており、
前記被固定フランジは、矩形枠状に形成されて前記縦フランジ及び前記横フランジに固定される
請求項1又は2に記載の接続構造。 The connection segment is an RC segment made of concrete,
The communication port has a vertical opening edge defined by an edge portion of the RC segment extending in the circumferential direction of the well, and a horizontal opening edge defined by an edge portion of the RC segment extending in the well axis direction, and opens in a rectangular shape;
The plate member has a vertical flange embedded along an edge of the RC segment extending in a circumferential direction of the well and extending vertically along an opening edge of the communication port, and a horizontal flange embedded along an edge of the RC segment extending in a axial direction of the well and extending horizontally along an opening edge of the communication port,
The connection structure according to claim 1 or 2, wherein the fixed flange is formed in a rectangular frame shape and is fixed to the vertical flange and the horizontal flange.
前記対向側面間を前記第1シール部材から前記固定フランジの端縁に亘って延びる第2シール部材と、をさらに備える
請求項1から5の何れか一項に記載の接続構造。 a first seal member extending vertically between opposing side surfaces of the pair of connecting segments to be joined together;
The connection structure according to claim 1 , further comprising: a second seal member extending between the opposing side surfaces from the first seal member to an edge of the fixing flange.
請求項1から6の何れか一項に記載の接続構造。 The connection structure according to claim 1 , wherein a water blocking wall that blocks an interior of the cylindrical portion of the connecting frame body is configured to be able to be installed in the cylindrical portion of the connecting frame body.
複数の前記接続用セグメントから前記連通口を閉塞するパネルを撤去する撤去工程と、
前記連通口から前記本坑の周辺地山を掘削する掘削工程と、
前記連結枠体の少なくとも前記筒体部を前記連通口に挿入し、前記被固定フランジを前記プレート部材に固定する本坑接続工程と、
前記連結枠体の前記筒体部の先端側を前記横坑の覆工体に固定する横坑接続工程と、を有する
ことを特徴とする接続方法。 A connection method for connecting the main tunnel and the adit tunnel using a plurality of connection segments which form part of the lining of the main tunnel and which define a communication opening with an adit tunnel which is constructed in a different direction from the tunnel axis direction of the main tunnel and which forms a connecting tunnel or equipment tunnel, a plate member which is provided on the plurality of connection segments and which defines the opening periphery of the communication opening , an annular fixed flange which is fixed to the plate member which forms the opening periphery of the communication opening, and a connecting frame body which has a cylindrical portion whose base end is fixed to the periphery of the fixed flange and which extends from the periphery ,
a removal process of removing a panel that closes the communication opening from the plurality of connection segments;
an excavation step of excavating surrounding natural ground of the main tunnel from the communication port;
a main tunnel connecting step of inserting at least the cylindrical portion of the connecting frame body into the communication port and fixing the fixed flange to the plate member;
and an adit connecting step of fixing a tip side of the cylindrical portion of the connecting frame body to a lining body of the adit.
請求項8に記載の接続方法。 The connection method according to claim 8, further comprising a step of interposing a water-stopping member between the plate member and the fixed flange prior to the main tunnel connection step.
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