JPH0258699A - 掘削穴の覆工用筒状壁体の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２連形の掘削穴の覆工を行うために組み立てら
れる筒状壁体の構造に係わり、特に２つの掘削穴が上下
に連なる如く構成された掘削穴の覆工用筒状壁体の構造
に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、鉄道用トンネルなとの大断面トンネル構造物を構
築するための大断面シールド工法として、後円形特殊断
面シールド工法と呼ばれるものが実施されるようになっ
た。この工法は、円筒状のシールド掘削機を２基連結し
た構造のシールド掘削機を用いて、円か２つその一部が
重なった状態で連なる形の断面形状に、地山あるいは地
盤を掘削し、この掘削された穴の内面に、セグメントを
組み立てて筒状壁体を形成（−法覆工）し、この−法覆
工用のセグメントの背面すなわちセグメントと地山との
間に、空隙を埋める注入材を充填した後、−法覆工の内
面にコンクリートを巻き立て（二次覆工）、それらによ
って地山を支持して所定の内空を構成するというもので
ある。

従来、この種の筒状壁体としては、第９図に示すものが
提案されていた。図において符号１は主壁部であって、
円弧状のＰＣ製（プレキャストコンクリート製）のセグ
メント２が長さ方向（円弧を形成する方向）および幅方
向にボルト結合されている。セグメント２の各接合面に
は継手金具３が埋設されており、これら継手金具３には
ボルトを挿通するための挿通孔３ａが形成されている。

符号４，５は、左右の主壁部１を連結するため筒状壁体
の上下に配設された断面形状はぼＹ形の分岐部ＰＣセグ
メント（分岐部セグメント）であり、これら分岐部セグ
メント４，５の間に同じ＜ＰＣ製の中壁（または中柱）
６が連結されている。分岐部セグメント４，５および中
壁６の各接合面にも挿通孔３ａを有した継手金具３がそ
れぞれ埋設されている。第９図では、セグメント２、分
岐部セグメント４，５、中壁６の筒状壁体の軸方向から
見た断面のみを図示したものとなっているが、筒状壁体
の周方向に連結される端面にも、挿通孔３ａを有した継
手金具３がそれぞれ埋設されている。

上記は、分岐部支持体が壁（中壁６）となる場合につい
て説明したか、分岐部支持体が壁である場合も同様であ
る。

〔発明か解決しようとする課題〕

本出願人は２連形トンネルにおいて、２つの掘削穴が第
９図に示したように単に横方向に連なるもののみてなく
、あらゆる地中状況に対応すへく、２つの掘削穴が−Ｌ
下に連なるもの、すなわち縦２連形の掘削穴についても
既に研究を着手している。

ところで、縦２連形の掘削穴を覆工する場合には、双方
の筒状壁体の重なり部すなわち開口部に形成される前記
中壁６か床部を形成するものとなる。そのため、横２連
形では」１記中壁６は主に長さ方向の圧縮荷重を担うも
のであったが、縦２連形のものではそれら中壁が主とし
て曲げ、せん断を担うものとなり、それら中壁と筒状壁
体の主壁部との接合部をそれらに適応した構造とする必
要がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたちので、縦２
連形の掘削穴の覆工を行うにあたり、如何にしてその応
力状態に適した筒状壁体を実現するか、ということを課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記の如き掘削穴の覆工用法壁体の構造を、
上部掘削穴を覆工するための上部筒状壁体と下部掘削穴
を覆工するための下部筒状壁体とを、上下２つ掘削穴の
重なり部に水平方向に対し傾斜させて設けた板状セグメ
ントを介して接続した構造とすることで上記課題を解決
している。

またその際、前記板状セグメントを、１つ置きにその傾
斜方向が逆になるように設けることもできる。

〔作用〕

床版として作用する板状セグメントを傾斜させることに
より、該板状セグメントに掛かる垂直力（曲げ、および
せん断力）の一部を軸力に変換して下部筒状壁体に伝達
することができるようになる。さらに、上下双方の筒状
壁体を板状セグメントを介して接続する構成とすること
により、分岐部セグメントを排除し、構成の単純化を実
現するとともに応力の伝達かより確実に行なわれるもの
となる。

また、板状セグメントを１つ置きに傾斜方向が逆になる
ように設けた場合には、筒状壁体全体としての耐力を左
右均等なものとすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示すもので、本発明に係
る掘削穴の覆工用筒状壁体を地盤Ｇと共に示す斜視断面
図である。この筒状壁体は、２つの掘削穴が共通の開口
部を介して上下にその一部を重ねられた形態で連なる如
く形成されてなる縦２連形の掘削穴を覆工するだめのも
のである。

符号１は主壁部で、該主壁部１は、上部掘削穴を覆工す
るための上部筒状壁体１１と下部掘削穴を覆工するため
の下部筒状壁体１２とで構成されている。この主壁部１
は、上記第９図に示したものと同様、円弧状のＰＣ製の
セグメンｈ　２が長さ方向、および幅方向にボルト結合
されることによって構成されている。

」二部筒状壁体１１と下部筒状壁体１２とは、上下２つ
掘削穴の重なり部に設けられた板状セグメン）１３を介
して接続されたものとなっている。

板状セグメント１３はこの場合、幅（掘削穴の奥行き方
向の寸法）、厚さとも円弧状のセグメント２とほぼ同一
に形成された板状のもので、第２図に示すように、上下
２つの掘削穴が重なることによって形成された共通の開
口部Ｋに、水平レベルに対して掘削穴の軸方向回りに傾
斜した状態で設けられたものとなっている。ただし、こ
の板状セグメント１３は掘削穴の軸方向、すなわち自身
の幅方向には傾斜していない。この板状セグメント１３
における長さ方向の両端面１３ａ、１３ｂのうち、高位
置側にある端面１３ａは、ちょうど上部筒状壁体１１の
一方の下部開口端１１ａに接合され、低位置側にある端
面１３ｂは下部筒状壁体１２の一方の上部開口端１２ａ
に接合されている。

これら板状セグメント１３と、上部筒状壁体１１あるい
は下部筒状壁体１２との接続は、セグメント２どうじを
長平方向に接続する場合と同様のものである。すなわち
板状セグメント１３の両端面１３ａ、１３ｂには、セグ
メント２と同様に挿通孔３ａを有した継手金具３を予め
設けておき、互いの継手金具３をボルト結合すればよい
。一方、上部筒状壁体１１の他方の下部開口端１１ｂは
板状セグメン１−１３の下面１３ｃの低位置側端部に接
合され、下部継手壁体１２の他方の」二部開口端１２ｂ
は板状セグメント１３の下面１３ｄの高位置側端部に接
合されている。ここでの板状セグメント１３と、上部筒
状壁体１１あるいは下部筒状壁体１２との接続は第３図
に拡大して示される如くなされている。すなわち、板状
セグメント１３には、セグメント２が当接する面からそ
の反対側に抜ける貫通孔１４か予め形成されており、し
かもその貫通孔１４のセグメント２が当接する面と反対
側の開口部にはボルトホックス１５が形成されている。

そして、該ボルトボックス１５と、セグメント２の端面
に形成されている継手金具３との間にボルト１６が挿通
されているのである。このようにして形成された筒状壁
体は、ちょうど　“Ｓ”°字の両端を閉じることによっ
て形成した“８″。

の字状の断面形状を呈するものとなる。

また、筒状壁体は、第２図に示した如き８″の字状に組
まれたセグメントをｌユニ、トとして、順次、掘削穴の
長さ方向に沿ってつなげて行くことによって構成される
わけであるが、本実施例のものでは第１図に示すように
それら各ユニットが、１つ置きに板状セグメント１３の
傾斜方向が互いに逆になるように構成されている。すな
わち板状セグメント１３は、第１図にも示されるように
１つ置きにＸ形にクロスするものとなるわけである。

これらクロスする板状セグメントＩ３どうしの接続は第
４図および第５図に示す如くなされている。

つまり、板状セグメン）１３の接合側面１３ｅにおける
、互いに十分なる重なり代を確保できる位置には、押通
孔７ａを有した継手金具７が取り付けられており、それ
ら継手金具７どうしが通常のセグメント２と同様にホル
ト結合されている。

次に、上記の如き構成となる覆工用筒状壁体の構造の作
用について説明する。

上記の筒状壁体を組み立てるには、まず、円弧状のセグ
メント２をその長さ方向に接続することによって下部筒
状壁体１２部分を形成し、次いでその両開口端１２ａ、
１２ｂに前記板状セグメントＩ３を接続した後、再びセ
グメント２を長さ方向に接続することにより上部筒状壁
体１１を形成する。これによってパ８°′の字状の１ユ
ニツトが構成されるから、シールド機を掘進させる毎に
上記ユニットを軸方向にボルト結合させながら筒状壁体
を掘削穴の長さ方向に延ばしてゆけばよい。そのとき、
実施例のものでは上述したようにユニットの１つ置きに
板状セグメント１３クロス配置されるものであるから、
その板状セグメント１３を交互に逆向きに設置して行く
。

その後、図示は省略するが、上部筒状壁体１１の床部す
なわち板状セグメント１３」二にコンクリートを打設し
て、水平なる床部を形成すればよい。

板状セグメント１３の裏面側は下部筒状壁体１２の天井
となる部分であるから、平面状に仕」二げる必要はない
。

縦２連形の掘削穴の覆工を行うに際し、筒状壁体を上記
構造のものとすれば、２つの掘削穴か重なる開口部にの
覆工を、従来の分岐部セグメント４．５の如き複雑な形
状のものを使用せず、主壁部１を形成するセグメント２
によって行うことができ、使用セグメントの種類を減ら
してコストの低減がなされるものとなる。しかも、板状
セグメント１３の一端（高位置側の一端）は下部筒状壁
体１２の開口端１２ｂＪ：に載置される形態となり、該
板状セグメント１３にかかる水平力を確実に下部筒状壁
体ＩＩに伝達することができるものとなる。また、板状
セグメント１３が傾斜していることに加え、該板状セグ
メント１３と下部筒状壁体１２の他方の開口端１２　ａ
との接合面も鉛直面とならず、開口端＋２ａ上に板状セ
グメント１３の端面１３ｂが被さるテーパ面となるから
、この板状セグメント１３に加えられた垂直荷重の一部
か軸力として下部筒状壁体１２の一方の開口端１２ａに
伝達されることとなり、板状セグメント１３と主壁部１
との接合部の信頼性を向」二さゼることかできる。さら
に実施例のものでは、傾斜して設けられる板状セグメン
ト１３の傾斜方向を、１つ置きにクロスされるように配
置しているので、筒状壁体の左右の強度かハラノスされ
、筒状壁体全体としての強度を均一なものとすることが
できる。

次に第６図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第２実施例を示
すもので、」二部筒状壁体１１および下部筒状壁体１２
を構成するセグメント２の継手金具等は省略しである。

本実施例のものは、板状セグメント１３を、その両端面
１３ａ、１３ｂがそれぞれ」一部間状壁体１１および下
部筒状壁体１２の一部を構成する構造とすることにより
、該板状セグメント１３の傾斜角度を前実施例のものよ
りも大きく設定したものである。

上部筒状壁体１１における一方の下部間口端１１ａは板
状セグメント１３の下面１３ｃの高位置側端部に接合さ
れ、同じく他方の下部間口端１１ｂは前記」二面１３ｃ
の低位置側端部近傍、つまり端部より若干内側に入り込
んだ位置に接合されている。一方、下部筒状壁体１２に
おける一方の」−部間口端１２ａは板状セグメント１３
の下面１３ｄの低位置側端部に接合され、他方の」二部
間口端１２ｂは前記下面１３ｄの高位置側端部より若干
内側に入り込んだ位置に接合されている。さらにこの場
合の板状セグメント１３は、その上面１３Ｃにおける低
位置側端部および下面＋３ｄにおける高位置側端部に、
筒状壁体１１，１２の前記開口端１１ｂ、１２ｂが内側
に入り込んだ位置に接合されることによって形成された
余剰端面を塞くべく凸部１３ｆ、１３ｆがそれぞれ形成
されたものとなっている。凸部１３ｆは該板状セグメン
ト１３の全幅にわたって形成されているものである。な
お図中符号２′で示すセグメントは、上述の円弧状セグ
メント２と同様、筒状壁体１１，１２を構成するもので
あるか、長さ方向の寸法が短く、両筒状壁体１１，１２
の一方の開口端部分に設置される。

本実施例における筒状壁体１１，１２と板状セグメント
１３との接続は、第６図（ｂ）に示すように、筒状壁体
１２のセグメンｌ−２、２’　より板状セグメント１３
を貫通して筒状壁体１１のセグメント２．２′に達１−
る長ポルト１５をナツト１６によって締めイ」けること
によりなされる。この場合、長ホルト１５の挿入側のセ
グメント２．２内面には長ボルトの頭部を定着する定着
孔３０が形成されるとともに、ナツト１６を締め付ける
側の内面には、ボルト操作用の開口部３］ａを備えた継
手金具３１が埋設されている。なお、各セグメン）２．
２’、Ｉ３には、前記長ボルト１５の挿入孔を形成する
シース管３２か埋設されていることは言うまでもない。

また、図示例では、板状セグメン１−１３の下面と筒状
壁体１２のセグメント２の上面とが凹凸嵌合していて板
状セグメント１３のずれを防止するようになっている。

本実施例のものでは、板状セグメント１３の両端部１３
ａ、１３ｂを、それぞれ」二部筒状壁体１１および下部
筒状壁体１２の一部を構成する構造としたので該板状セ
グメント１３の傾斜を急とすることかでき、よって、板
状セグメン１−１３に掛かる垂直荷重の軸力への変換を
より効果的に行うことかできる。

次に第７図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第３実施例を示
すもので、本実施例のものでは、板状セグメント１３の
両端部を一方側に（高位置側端部は」一方に、低位置側
端部は下方に）円弧状に突出さゼ、該突出部１３ｇか筒
状壁体ＩＩ、＋２の一部を構成する如く形成している。

また、該板状セグメント１３における前記突出部１３ｇ
か形成されない他方面には、」−記第２実施例（第６図
）同様の凸部１３ｒか形成され、さらに該凸部＋３ｆの
内側に同様の凸部（第２の凸部）１３ｈか形成され、開
口端１１ｂ、１２ｂを形成するセグメント２の々ＩＭ面
かこの第２の凸部＋３ｈに当接する如く構成されたもの
となっている。つまり上記第２実施例のものでは、筒状
壁体１ｍ＋２の開口端］１ｂ、１２ｂか板状セグメント
１３の平面部に当接するように、この部分のセグメント
２の端部を鋭角的に形成する必要かあったが、本実施例
のものでは他の部分と同じセグメン［・の使用か可能な
ものとなっているわけのである。

本実施例における筒状壁体１１．１２と板状セグメント
１３との接続は第７図（ｂ）に示すように、前記第２の
凸部１３ｈ、１３ｈにおける開口端１１ｂ、１２ｂか当
接する部分に継手金具３１を形成し、該継手金具３１に
、板状セグメント１３の−に面に開［１する定着部３０
より基ホルト１５′を挿入して、継手金具３１の部分て
長ポル１１５’をナツト１６により締めイ」ければ良い
。また、板状セグメント１３の突出部１．３ｇと開［１
端１］ａ、１２ａとの接合は、円弧状セグメン１へ２と
うしの接合の場合と同様である。

本実施例のものでは、第２実施例のものと同様、板状セ
グメント１３の傾斜を急とすることができ、それにより
、板状セグメント１３に掛かる垂直荷重の軸力への変換
をより効果的に行うことができるか、さらに、板状セグ
メント１３を急傾斜とした場合でも、板状セグメント１
３の突出部１３ｇおよび第２の凸部＋３ｈの接合面の角
度を適宜に設定することで、該板状セグメント１３に接
合される円弧状セグメント２として特別な端部形状を有
さず他の部分と同一形状のセグメントを使用することが
可能となり効果的である。

第８図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第４実施例で、本実
施例のものは、上記第３実施例（第７図に示す例）のも
のにおいて板状セグメント１３に形成された前記凸部１
３ｆを、筒状壁体１１．＋２を形成する円弧状セグメン
ト２の方に凸部２ａとして一体的に形成したものである
。板状セグメント１３と筒状壁体１１．、＋２との接合
は、第８図（ｂ）に示すように、板状セグメント１３の
凸部１３ｈ、１３ｈにおける開口端１１ｂ、＋２ｂが当
接する部分に継手金具３１を形成し、該継手金具３１に
、板状セグメント１３の上面に開口する定着部３０より
長ボルト１５′を挿入して、継手金具３１の部分で基ホ
ルト１５′をナツト１６により締め付けるとともに、セ
グメント２ａの端面にインサート３２を埋設し、このイ
ンサート３２に板状セグメント１３の」二面より挿入さ
れる継手ボルト３３を螺合することによりなされる。な
お、突出部１３ｇと開口端１１ａ、１２ａとの接合は、
円弧状セグメント２どうしの接合の場合と同様である。

本実施例のものも、前記実施例のものと同様の作用効果
を得ることかできるか、本実施例に於いては、特に、筒
状壁体１１．＋２と板状セグメント１３との接合をより
強固なものとすることができるようになる。

なお、板状セグメント１３の傾斜角度は図示例のものに
限られるものではなく、さらに角度をイ」加すること、
およびその場合における板状セグメント１３の端部をそ
のときの傾きに見合った構造とすること、なとは全く任
意である。

〔発明の効果〕

以上説明したとおり、本発明は、断面円形の２つの掘削
穴か共通の開口部を介して−に下にその一部を重ねられ
た形態で連なる如く形成されてなる縦２連形の掘削穴の
覆工用筒状壁体の構造を、−ｈ部掘削穴を覆工するため
の上部筒状壁体と下部掘削穴を覆工するための下部筒状
壁体とを、上下２つの掘削穴の重なり部に水平方向に対
し傾斜さゼて設けた板状セグメントを介して接続した構
造としたので、板状セグメントの少なくとも一端か下部
筒状壁体の開口端上に載置される形態となり、床版とな
る該板状セグメントに掛かる垂直荷重を確実に下部筒状
壁体に伝達し得るとともに、その垂直荷重の一部を軸力
に変換して下部筒状壁体に伝達することかできるので、
板状セグメンｉ・と主壁部との接合部の信頼性を向上さ
せることかできるものとなる。

さらに、板状セグメントを、その傾斜方向か１つ置きに
逆向きとなるように配置した場合には、筒状壁体全体と
しての左右強度をバランスさせ、上記の如き優れた応力
伝達作用を、筒状壁体の全体にわたり均一に発揮させる
ことかできるものとなる、といった優れた効果を奏する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すもので、掘削穴の覆
工用筒状壁体を地盤と共に示す斜視図、第２図は同実施
例による筒状壁体を示す正面図、第３図は同実施例によ
る筒状壁体における主壁部と板状セグメントとの接合部
を拡大して示す正面断面図、第４図は板状セグメントど
うしの接合状態を示す部分斜視図、第５図は第４図の正
面図、第６図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第２実施例を
示すもので同図（ａ）は同実施例による筒状壁体を示す
正面図、同図（ｂ）は同実施例による筒状壁体における
主壁部と板状セグメント、＝の接合部を拡大して示す正
面断面図、第７図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第３実施
例を示すもので同図（ａ）は同実施例による筒状壁体を
示す正面図、同図（ｂ）は同実施例による筒状壁体にお
ける主壁部と板状セグメントとの接合部を拡大して示す
正面断面図、第８図（ａ）、　（ｂ）は本発明の第４実
施例を示すもので同図（ａ）は同実施例による筒状壁体
を示す正面図、同図（ｂ）は同実施例による筒状壁体に
おける主壁部と板状セグメントとの接合部を拡大して示
す正面断面図、第９図は従来の掘削穴の覆工用筒状壁体
を示す正面図である。 ・開口部、　　　　　　　　ｌ　・主壁部、２′　　セ
グメント（円弧状セグメント）、上部筒状壁体、 １１ｂ　　　下部開口端、 下部筒状壁体、 ２ｂ・−・上部開口端、 板状セグメント。 １ａ １２ａ、１ １３　・ 出願人　　石川島建材工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）断面円形の２つの掘削穴が共通の開口部を介して上
   下にその一部を重ねられた形態で連なる如く形成されて
   なる縦２連形の掘削穴の覆工用筒状壁体の構造であって
   、 上部掘削穴を覆工するための上部筒状壁体と下部掘削穴
   を覆工するための下部筒状壁体とは、上下２つ掘削穴の
   重なり部に水平方向に対し掘削穴の軸方向回りに傾斜さ
   せた状態で設けられた板状セグメントを介して接続され
   ていることを特徴とする掘削穴の覆工用筒状壁体の構造
   。 ２）請求項１の掘削穴の覆工用筒状壁体の構造において
   、前記板状セグメントが、１つ置きにその傾斜方向が逆
   になるように設けられていることを特徴とする掘削穴の
   覆工用筒状壁体の構造。