JPH03110298A - Tunnel - Google Patents

Tunnel

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JPH03110298A
JPH03110298A JP1248612A JP24861289A JPH03110298A JP H03110298 A JPH03110298 A JP H03110298A JP 1248612 A JP1248612 A JP 1248612A JP 24861289 A JP24861289 A JP 24861289A JP H03110298 A JPH03110298 A JP H03110298A
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corner
segments
tunnel
corners
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Yutaka Kashima
豊 加島
Norio Kondo
紀夫 近藤
Tsutomu Tomizawa
勉 富沢
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Daiho Construction Co Ltd
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Daiho Construction Co Ltd
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the amounts of reinforcing bars and concrete as well as reduce the bending moments and shearing force of corners by a method in which arched bent inner and outer corners are formed partly in parts to make up the corners of a tunnel constructed under the ground. CONSTITUTION:Linear segments 2 and B-segments 5 are provided for the bottom face side of a shield tunnel, and corner segments 3 are assembled for both corners. Linear segments 2 to be left-and right-side plates and an upper corner segment 3 are set, linear segment 2 for upside and B-segment 5 are set, and finally a key segment 4 is fitted to form a segment ring A1 closed. Segment rings A2 and A3 are orderly set staggeringly in close contact with the segment ring A1. The adjacent segment rings are connected with bolts, thereby easing stress concentration on the corners.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はシールド工法、推進工法、山岳トンネル等にお
けるトンネルに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to tunnels in shield construction methods, propulsion construction methods, mountain tunnels, and the like.

(従来の技術) シールドトンネルの断面形状には円形、楕円形、馬蹄形
、長方形等の各種が使用されている。
(Prior Art) Various cross-sectional shapes of shield tunnels are used, such as circular, oval, horseshoe, and rectangular shapes.

従来、地下鉄等の建設を行う場合、複線区間や地下駅部
分を従来の円形断面のシールド工法により建設していた
が、最近では地下空間の有効利用を目的に長方形、馬蹄
形等異形断面のトンネルの開発も進められている。
Traditionally, when constructing subways, etc., double-track sections and underground station sections were constructed using the conventional shield construction method with a circular cross section, but recently, tunnels with irregular cross sections such as rectangular and horseshoe shapes have been constructed with the aim of effectively utilizing underground space. Development is also underway.

第15図は従来の長方形シールドトンネルの断面図であ
る。この長方形シールドトンネル101はシールド掘削
機(図示せず)により掘削された横坑内に、底面側の例
えば左隅部分に直角部分を有する隅部セグメント103
を配設し、次に長方体の直線セグメント102を並設し
、所定位置には前記セグメントの一方側に1頃斜部分を
有するBセグメント105を設けてお(0次に底面側の
右隅部分に隅部セグメント103を設け、この隅部セグ
メント103と前記Bセグメント105の傾斜部分に嵌
入されるキーセグメント104を挿入して底面側を形成
する。以下、左右隅部の隅部セグメント103上に直線
セグメント102を設け、この上辺側に隅部セグメン目
03を設け、天井部分に直線セグメント102、Bセグ
メント105を配設してキーセグメント104で固定し
、1つのセグメントリング101′を形成していた。そ
して、掘削の進行にしたがいこのセグメント101゛ 
の奥側に次のセグメントリングを配設し、これらのセグ
メントリングは互いにセグメントに設けられたリング継
手106を介してボルト等に締着していた。
FIG. 15 is a sectional view of a conventional rectangular shield tunnel. This rectangular shield tunnel 101 has a corner segment 103 having a right-angled portion at the bottom side, for example, at the left corner, in a horizontal shaft excavated by a shield excavator (not shown).
Next, a rectangular rectangular straight segment 102 is arranged in parallel, and a B segment 105 having an oblique part around 1 is provided at a predetermined position on one side of the segment. Corner segments 103 are provided at the corners, and key segments 104 fitted into the corner segments 103 and the inclined portions of the B segments 105 are inserted to form the bottom side.Hereinafter, the corner segments 103 at the left and right corners will be described. A straight line segment 102 is provided on the top, a corner segment 03 is provided on the upper side, and a straight line segment 102 and a B segment 105 are placed on the ceiling and fixed with a key segment 104 to form one segment ring 101'. As the excavation progressed, this segment 101゛
The next segment ring was arranged on the back side of the segment ring, and these segment rings were fastened to bolts or the like through ring joints 106 provided on the segments.

このような長方形シールドトンネル101において、構
造軸の横幅7m、高さ5m、セグメントの断面厚0.5
5m、同断面2次モーメント0.01857m、ヤング
係数3.6xlO”t/イとし、第1表 上記第1表に示した土中に配設すると、第16図に示す
ような圧力が加わる。この条件で「トンネル標準示方書
(シールド編)」に基づき慣用計算法で断面力を算定す
ると、図の節点番号3′4″の部分においては最大31
.3t −mの曲げモーメントが発生し、節点番号3゛
〜4′間の曲げモーメントは中央で最大27.Ot−m
の正の曲げモーメントが発生することになる。これを図
に示すと第17図のように表わされる。
In such a rectangular shield tunnel 101, the width of the structural axis is 7 m, the height is 5 m, and the cross-sectional thickness of the segment is 0.5 m.
5 m, the moment of inertia of the area is 0.01857 m, and the Young's modulus is 3.6xlO''t/i, and when it is placed in the soil shown in Table 1 above, the pressure shown in FIG. 16 is applied. Under these conditions, when calculating the cross-sectional force using the conventional calculation method based on the "Tunnel Standard Specifications (Shield Edition)", the maximum sectional force at the node number 3'4'' in the figure is
.. A bending moment of 3t-m occurs, and the bending moment between node numbers 3' and 4' reaches a maximum of 27. Ot-m
A positive bending moment will occur. This is illustrated as shown in FIG. 17.

また、剪断力図は第18図に示すように節点番号3′、
4°の部分において最大33.3tが発生し、軸力図は
第19図に示すように縦部材で33.3 tの圧縮軸力
が発生し横部材では27.OLの圧縮軸力が発生する。
In addition, the shear force diagram is as shown in Fig. 18, with node numbers 3',
A maximum of 33.3 t is generated at the 4° portion, and the axial force diagram is shown in Fig. 19, where a compressive axial force of 33.3 t is generated in the vertical member and 27.3 t in the horizontal member. Compressive axial force of OL is generated.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように、従来の長方形シールドトンネルにおい
ては隅部に曲げモーメントが大きく作用するため、隅部
には第15図に示すハンチ103”を設けて大きな強度
をもたせるように考慮されており、例えば鉄筋コンクリ
ートセグメントを用いるには、前記ハンチ部に配筋量を
多くして大きな強度を得るようになっていた。 このた
め、鉄筋量およびコンクリート量も多くなり不経済であ
るばかりか、自重も増大するという課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in a conventional rectangular shield tunnel, a large bending moment acts on the corners, so haunches 103" shown in FIG. 15 are provided at the corners to increase strength. For example, in order to use a reinforced concrete segment, a large amount of reinforcement was placed in the haunch section to obtain a large amount of strength.For this reason, the amount of reinforcement and concrete also increased, making it uneconomical. Not only that, but there was also the problem of increased dead weight.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは隅部への集中応力を減少させ、経済的な
トンネルを提案しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the concentrated stress at the corners and to propose an economical tunnel.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、地中に構築した隅部
をもつ多角形・馬蹄形等の形状をなすトンネルにおいて
、前記隅部を構成する部材の少なくともその一部に内側
および外側とも孤状形の弯曲部を形成したことを特徴と
するトンネルである。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a tunnel constructed underground in the shape of a polygon, a horseshoe, etc. with a corner, at least one of the members constituting the corner. This tunnel is characterized by having arc-shaped curved parts formed on both the inside and outside.

(作用) 本発明では、隅部の一部に設けた孤状形の弯曲部により
、隅部に加わる集中応力を分散させることが可能となり
、隅部において曲げモーメント、剪断力が小さくなり鉄
筋量およびコンクリート量を減少させることができる。
(Function) In the present invention, the arc-shaped curved portion provided at a part of the corner makes it possible to disperse the concentrated stress applied to the corner, reducing the bending moment and shearing force at the corner, and reducing the amount of reinforcing steel. and the amount of concrete can be reduced.

(実施例1) 以下本発明の実施例1を第1図ないし第9図により詳細
に説明する。
(Example 1) Example 1 of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 9.

第1図は本発明のシールドトンネルの断面図で、第2図
は同側面図、第3図は同上面図であり、図中AI、A2
、A3はそれぞれ第11第2、第3のセグメントリング
である。第1のセグメントリングA1は厚さの等しい平
板状の直線セグメント2と、少なくとも一部に内側およ
び外径に同曲率をもたせた厚みの等しい弯曲部と直線部
分からなる隅部セグメント3とを備え、かつセグメント
リングを組合わせるにあたり片側に傾斜部をもつキーセ
グメント4、このキーセグメント4と彫金する傾斜部を
もつBセグメント5等により構成されている。
FIG. 1 is a sectional view of the shield tunnel of the present invention, FIG. 2 is a side view of the same, and FIG. 3 is a top view of the same.
, A3 are the eleventh second and third segment rings, respectively. The first segment ring A1 includes a flat straight line segment 2 of equal thickness, and a corner segment 3 consisting of a curved part and a straight part of equal thickness and having the same curvature on the inner and outer diameters at least in part. , and a key segment 4 having a sloped portion on one side when combining the segment rings, and a B segment 5 having a sloped portion to be carved with the key segment 4.

このセグメントリングA1を組合わせるには、底面側の
直線部を構成する直線セグメント2およびBセグメント
5を配設し、また、両隅部にそれぞれ隅部セグメント3
を組み、次に左右側板となる直線セグメント2、上部の
隅部セグメント3をそれぞれ配設し、上面側に直線セグ
メント2、Bセグメント5を配して最後にキーセグメン
ト4を最大してセグメントリングAIを閉合形成する。
In order to combine this segment ring A1, straight line segments 2 and B segments 5 forming the straight parts on the bottom side are arranged, and corner segments 3 are placed at both corners.
Next, arrange the straight segment 2 that will become the left and right side plates and the upper corner segment 3, respectively, arrange the straight segment 2 and B segment 5 on the top side, and finally maximize the key segment 4 to form a segment ring. Close and form AI.

次に掘進状態に応じて第2図および第3図に示すように
セグメントリングA1に密接し、かつ略同様にそれぞれ
セグメントリングA2およびA3を順次組立てていく。
Next, depending on the state of excavation, as shown in FIGS. 2 and 3, segment rings A2 and A3 are sequentially assembled in close proximity to segment ring A1 and in substantially the same manner.

この場合、第2のセグメントリングA2は第1のセグメ
ントリングAIの各セグメントの接合位置がズレるよう
に配設するほうが強度的にも望ましい、したがって、第
3のセグメントリングA3は11のセグメントリングA
1と同じように組合わされ、各セグメントの接合位置は
千鳥状に配設される。そして、このトンネル方向への千
鳥状の配設により応力の分散を図ることができる。 上
述した各セグメントには隣接して突合される端面部と隣
接する各セグメントリングの接合面とには、それぞれ調
板が埋設してあって、この綱仮に設けられたボルト孔を
介して隣接するセグメント同士および隣接するセグメン
トリング同士は互いに締着される構造になっている。
In this case, it is preferable in terms of strength that the second segment ring A2 is arranged so that the joint positions of the respective segments of the first segment ring AI are shifted. Therefore, the third segment ring A3 is the eleventh segment ring A.
The segments are combined in the same manner as 1, and the joining positions of each segment are arranged in a staggered manner. By arranging them in a staggered manner in the direction of the tunnel, stress can be distributed. Adjustment plates are embedded in the end faces of each of the above-mentioned segments that are abutted adjacent to each other, and in the joint surfaces of the adjacent segment rings. The segments and adjacent segment rings are fastened to each other.

以下その状態を第4図および第5図によって説明する。The state will be explained below with reference to FIGS. 4 and 5.

第4図は直線セグメント2で、(a)は平面図、(b)
は右側面図、(c)は上面図である。第4図(a)にお
いて直方体にて構成された直線セグメント2は内部に鉄
筋を長手方向及び短手方向に複数本通し、この鉄筋の周
囲をコンクリート等で固築したもので、内周面2aの面
外側となる図の上下面2bで、前記内周面2aと交わる
稜線近傍には所定間隔で配置されたポケット状の箱抜部
6aが設けである。この箱抜部6aの上面2b側には鋼
板6bがそれぞれ埋設してあり、この鋼板6bの中心に
はボルト孔6Cが設けてあって、隣接されるセグメント
リングを組合せるトンネル方向継手金具7を構成しであ
る。このトンネル方向継手金具7は第4図(a)の裏側
面にも同様に設けである。
Figure 4 shows straight line segment 2, (a) is a plan view, (b)
is a right side view, and (c) is a top view. In FIG. 4(a), the straight line segment 2, which is made up of a rectangular parallelepiped, has a plurality of reinforcing bars passed through it in the longitudinal direction and the transverse direction, and the periphery of the reinforcing bars is solidified with concrete, etc., and the inner circumferential surface 2a Pocket-shaped box cutouts 6a are provided at predetermined intervals on the upper and lower surfaces 2b in the figure, which are outside the surface, near the ridge line that intersects with the inner circumferential surface 2a. A steel plate 6b is buried in the upper surface 2b side of the box-opening portion 6a, and a bolt hole 6C is provided in the center of the steel plate 6b, and a tunnel direction joint fitting 7 for assembling adjacent segment rings is provided. It is composed. This tunnel direction joint fitting 7 is similarly provided on the back side of FIG. 4(a).

この直線セグメント2の長手方向の端面2C上で内周面
2a近傍にも箱抜部6a、綱板6b、ボルト孔6Cから
なるセグメント継手金具8が複数箇所設けてあって、こ
の上面2bに突合される他のセグメントとのボルト等に
よる締着が行なわれる構造になっている。したがって直
線セグメント2を内周面2a側から見ると第4図(c)
に示す形状になる。すなわち、直線セグメント2の長手
方向左右面にはトンネル方間継手金具7が所定間隔で配
設され、直線セグメント2の短手方向面にはセグメント
継手金具8が配設されである。そして、これらのトンネ
ル方向継手金具7およびセグメント継手金具8の数、位
置等はトンネルの大きさや地盤等によって適宜増減する
ことが可能である。なお、第4図(c)に示す直線セグ
メント2の中央に示した小孔9は、裏込め相性入孔であ
り、運搬時の吊り手としても使用できる。
On the longitudinal end surface 2C of this straight segment 2, near the inner circumferential surface 2a, segment joint fittings 8 consisting of a box cutout 6a, a rope plate 6b, and a bolt hole 6C are provided at a plurality of locations, and are butted against the upper surface 2b. The structure is such that it can be fastened to other segments using bolts or the like. Therefore, when the straight line segment 2 is viewed from the inner circumferential surface 2a side, FIG. 4(c)
The shape will be as shown in . That is, tunnel joint fittings 7 are arranged at predetermined intervals on the left and right surfaces in the longitudinal direction of the straight segment 2, and segment coupling fittings 8 are arranged on the lateral surface of the straight segment 2. The number, position, etc. of these tunnel direction joint fittings 7 and segment joint fittings 8 can be increased or decreased as appropriate depending on the size of the tunnel, the ground, etc. Note that the small hole 9 shown in the center of the straight line segment 2 shown in FIG. 4(c) is a hole compatible with backfilling, and can also be used as a hanger during transportation.

第5図は隅部セグメント3で、(a)は平面図、(b)
は右側面図、(c)は下面図である。第5図(a)にお
いて、隅部セグメント3は互いに直交する2つの直線セ
グメントの交点を、所定半径(トンネルの大きさにより
設定する)の円弧で接続し、少くとも一部の内外面に孤
状形の弯曲部を有する一本のセグメントに形成したもの
である。
FIG. 5 shows corner segment 3, (a) is a plan view, (b)
is a right side view, and (c) is a bottom view. In FIG. 5(a), the corner segment 3 connects the intersection points of two straight line segments perpendicular to each other with a circular arc of a predetermined radius (set according to the size of the tunnel), and forms an arc on at least part of the inner and outer surfaces. It is formed into a single segment having a curved portion in the shape of a shape.

したがって隅部セグメントの内側と外側とは互に平行曲
線で形成されてあって、平面図上の幅は全てが一定とな
っている。この隅部セグメントの内部には鉄筋が数本押
通されており、この鉄筋を内蔵して外周部はセメント等
により固築されである。
Therefore, the inside and outside of the corner segments are formed by parallel curves, and the widths in plan view are all constant. Several reinforcing bars are pushed through the interior of this corner segment, and the outer periphery of the corner segment is hardened with cement or the like.

このような隅部セグメント3の内周面に沿った上面3a
(下面も同様)には、前記直線セグメント2に設けたも
のと同様の箱抜部6aが所定間隔に配設され、この箱抜
部6aの上面側に埋設された鋼板6bと、この鋼板6b
に設けられたボルト孔6cとによってトンネル方向継手
金具7が形成されである。そして隅部セグメント3の上
方右側の端面3bおよび下方の端面3Cには上記と同し
構成になるセグメント継手金具8が複数個設けである(
第5図(b)、(c)参照)。
The upper surface 3a along the inner circumferential surface of such a corner segment 3
(The same applies to the lower surface), box cutouts 6a similar to those provided in the straight line segment 2 are arranged at predetermined intervals, and a steel plate 6b buried in the upper surface side of the box cutout 6a and a steel plate 6b
A tunnel direction joint fitting 7 is formed by the bolt hole 6c provided in the tunnel direction joint fitting 7. A plurality of segment joint fittings 8 having the same configuration as above are provided on the upper right end surface 3b and the lower end surface 3C of the corner segment 3 (
(See Figures 5(b) and (c)).

また、図中9で示された小孔は裏込め相性入孔であり、
運搬時の吊り手として使用することもできる。
In addition, the small hole indicated by 9 in the figure is a backfill compatible hole,
It can also be used as a hanger during transportation.

以下、図には示していないがBセグメント5およびキー
セグメント4は直線セグメント2と同様の構成であり詳
細は省略する。このBセグメント5とキーセグメント4
とには一方の端面が互いに重なり合う傾斜部があって、
セグメントングA1を組合せるとき最後にキーセグメン
ト4によって嵌閉合するようになっている。
Hereinafter, although not shown in the drawings, the B segment 5 and the key segment 4 have the same configuration as the straight line segment 2, and the details will be omitted. This B segment 5 and key segment 4
has an inclined part where one end surface overlaps with the other,
When the segmenting A1 is assembled, the key segments 4 are finally fitted and closed.

上記構成になる直線セグメント2、隅部セグメント3、
キーセグメント4、Bセグメント5は次のように組合さ
れる。 トンネルの外径よりわずかに大きな内径をもっ
た強固な鋼製の筒(シールド)を地中に推進させ、シー
ルドの切羽(前端)で掘削を行ない、シールド後部のテ
ール内で覆工を行なうが、このテール内での覆工築造の
際床面上に必要な直線セグメント2をトンネルの掘削方
向に対して直角方向に配設する。そして各直線セグメン
ト2の隣接部分は互いにセグメント継手金具8を介して
ボルト等により締着する。この締着された直線セグメン
ト2の一方の端に隅部セグメント3を固定し、他端側は
Bセグメント5を取り付け、キーセグメント4の取り付
は分を明けて隅部セグメント3を配設し、キーセグメン
ト4によって隅部セグメント3とBセグメント5とを結
び締着する。
A straight line segment 2 having the above configuration, a corner segment 3,
Key segment 4 and B segment 5 are combined as follows. A strong steel tube (shield) with an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the tunnel is propelled underground, excavation is performed using the face (front end) of the shield, and lining is carried out within the tail at the rear of the shield. During the construction of the lining within this tail, the necessary straight line segments 2 are arranged on the floor surface in a direction perpendicular to the excavation direction of the tunnel. Adjacent portions of each linear segment 2 are fastened to each other via segment joint fittings 8 with bolts or the like. The corner segment 3 is fixed to one end of this tightened straight segment 2, the B segment 5 is attached to the other end, and the key segment 4 is attached by placing the corner segment 3 after a minute. , the corner segment 3 and the B segment 5 are connected and fastened by the key segment 4.

次に床面上に配された左右両端の隅部セグメント3の上
方端面上に直線セグメント2をそれぞれ立設し締着する
。この立設された直線セグメント2上にはそれぞれ隅部
セグメント3を取り付は締着する。そして、この隅部セ
グメント3の一方側より直線セグメント2を取り付け、
以下、床面作業と同様にBセグメント5およびキーセグ
メント4により第1のセグメントリングA1を組み上が
る。
Next, the straight line segments 2 are respectively erected and fastened on the upper end faces of the corner segments 3 at both left and right ends arranged on the floor surface. Corner segments 3 are attached and fastened onto each of the straight line segments 2 erected. Then, attach the straight segment 2 from one side of this corner segment 3,
Thereafter, the first segment ring A1 is assembled using the B segment 5 and the key segment 4 in the same way as the floor work.

このようにして第1のセグメントA1が組み上がると、
トンネル方向の隣接部へ第2のセグメントリングA2を
組立てる。この第2のセグメントリングA2は第1の場
合と同様であるが、第2の場合は各セグメントの突合せ
位置が第1のものの突合せ位置とズレるように組合せ、
組立った第2のセグメントリングA2は第1のものとも
接触面に設けられたトンネル方向継手金具7を介して締
着される。
When the first segment A1 is assembled in this way,
Assemble the second segment ring A2 to the adjacent part in the tunnel direction. This second segment ring A2 is similar to the first case, but in the second case, each segment is assembled so that the abutting position of each segment is shifted from the abutting position of the first one,
The assembled second segment ring A2 is fastened to the first one via a tunnel direction joint fitting 7 provided on the contact surface.

次に第3のセグメントリングA3は前記第1の場合と全
く同様に組立られ、第4は第2と同様にすることから以
下シールドトンネル1の内外周面には継手部が千鳥状に
なり、各セグメントリングへの集中応力は分散される。
Next, the third segment ring A3 is assembled in exactly the same manner as in the first case, and the fourth segment ring is assembled in the same manner as the second, so that the joint parts are staggered on the inner and outer peripheral surfaces of the shield tunnel 1. The concentrated stress on each segment ring is dispersed.

このようにして組立てられたシールドトンネル1への圧
力分布は第6図に示されるものとなる0図において、1
゛〜16”はセグメントリングの節点番号を表す、この
ような圧力分布において、前述した従来例と同様の大き
さ(Ii7.0m、高さ5.0m )を想定し、このシ
ールドトンネル1の設置位置は前記した第1表に示した
地中とし、「トンネル標準木方言」に基づく慣用計算法
により曲げモーメント、剪断力、軸力等を求めると次の
ようであった。また、セグメントの断面諸量は従来例の
ものと同一条件のものを用いた。
The pressure distribution in the shield tunnel 1 assembled in this way is shown in FIG.
"~16" represents the node number of the segment ring.In such a pressure distribution, assuming the same size as the conventional example described above (Ii 7.0 m, height 5.0 m), the installation of this shield tunnel 1 The location was underground as shown in Table 1 above, and the bending moment, shear force, axial force, etc. were calculated using the conventional calculation method based on the "Tunnel Standard Wood Dialect" and were as follows. Furthermore, the cross-sectional dimensions of the segments were the same as those of the conventional example.

(1)曲げモーメントにおいては、従来例の節点番号3
”、4′において最大31.3t −mの負の曲げモー
メントが、本発明のシールドトンネルにおいて、節点番
号7”、12″の隅部において最大17゜9 t −m
の負の曲げモーメントとなり、約43%の低減がみられ
た。また、直線部においては従来例の節点番号3′〜4
′間が中央で最大27.Ot −mの正の曲げモーメン
トであったのに対し、本発明の節号番号9゛〜10′ 
の中央で最大23.4t −mの正の曲げモーメントと
なり、約13%低減される。
(1) For bending moment, node number 3 in the conventional example
A negative bending moment of up to 31.3 t-m at the corners of node numbers 7", 4' and a maximum of 17°9 t-m at the corners of node numbers 7" and 12" in the shielded tunnel of the invention
This resulted in a negative bending moment of approximately 43%. In addition, in the straight part, node numbers 3' to 4 of the conventional example
The maximum is 27. While the positive bending moment of Ot −m was the positive bending moment of the present invention, the
The maximum positive bending moment is 23.4 t-m at the center, which is reduced by about 13%.

これを図に表すと第7図のようになる。This can be represented in a diagram as shown in Fig. 7.

(2)剪断力は従来例が節点番号3’ 、4’において
最大33.3tであったのに対し、本発明のものでは第
8図に示すような形態となり、節点番号1’、2’、9
’、10’ で最大が23.8 tで約29%程剪断力
が低減される。
(2) The maximum shearing force was 33.3 t at node numbers 3' and 4' in the conventional example, whereas the shearing force in the present invention is as shown in FIG. , 9
', 10', the maximum shear force is 23.8 t, and the shear force is reduced by about 29%.

(3)軸力は隅部において比較すると、従来例が縦部材
で最大33.3tの圧縮軸力であったのに対し、本発明
のものは第9図に示すように節点番号6″13′で最大
41.Otとなり約23%増大することが分る。また直
線部では節点番号3′〜4°で27.OLであるのに対
し、本発明では節点番号9゛〜10゛間において34.
Otとなり約26%増大することが判明した。
(3) Comparing the axial force at the corner, the conventional example had a maximum compressive axial force of 33.3 t in the vertical member, whereas the one of the present invention has a node number of 6″13 as shown in Figure 9. It can be seen that the maximum value is 41.Ot at 0, which is an increase of about 23%.Also, in the straight section, it is 27.Ot at node numbers 3' to 4 degrees, whereas in the present invention, it is 27.Ot at node numbers 9 to 10 degrees. 34.
It was found that the amount increased by approximately 26%.

以上の結果から本発明のシールドトンネル1は第15図
に示した従来例の長方形シールドトンネル101に比較
し、隅部における曲げモーメントや剪断力が減少し、逆
に軸力が増大することから設計上で鉄筋量を少なくする
ことができ、さらにセグメントの厚さも薄くすることが
可能となり、より経済的な断面が得られる。以下、上述
の考慮に基づくシールドトンネルの各種実施例を説明す
る。
From the above results, the shield tunnel 1 of the present invention is designed so that the bending moment and shear force at the corners are reduced, and the axial force is increased, compared to the conventional rectangular shield tunnel 101 shown in FIG. The amount of reinforcing bars can be reduced at the top, and the thickness of the segment can also be reduced, resulting in a more economical cross section. Various embodiments of shield tunnels based on the above considerations will be described below.

実施例2は縦方向のセグメントを細くしたものであり、
実施例3は馬蹄形シールドトンネルである。
Example 2 has thinner vertical segments,
Example 3 is a horseshoe-shaped shield tunnel.

(実施例2) 本発明の実施例2を第10図および第11図によって説
明する。第10図は変断面シールドトンネルのセグメン
トリングで、第11図は同隅部セグメントの(a)は平
面図、(b)は右側面図、(c)は下面図である。
(Example 2) Example 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows a segment ring of a variable cross-section shield tunnel, and FIG. 11 shows a corner segment in which (a) is a plan view, (b) is a right side view, and (c) is a bottom view.

この変断面シールドトンネル10のセグメントリング1
0′ は、隅部セグメント11の一端が中挟の変断面形
をしているものである。この変断面隅部セグメント11
は第11図に示すように、直交する2つの直線セグメン
トの一方側を太くし他方側を細くしたもので、内周側の
半径と外周側の半径とをそれぞれ変えるとともに、その
中心位置を偏心させて孤状形に弯曲させたものである。
Segment ring 1 of this variable cross-section shield tunnel 10
0' means that one end of the corner segment 11 has a modified cross-sectional shape with an intermediate shape. This modified cross-section corner segment 11
As shown in Figure 11, is two orthogonal straight line segments with one side thicker and the other side thinner, with the inner radius and outer radius changed respectively, and the center position eccentrically set. It is curved into an arc shape.

そしてこの太い端面側をシールドトンネルの天井側と床
面側とに配設し、縦方向の縦直線セグメン目2を実施例
1に示した直線セグメント2より細く形成したものであ
る。したがって第10図に示したセグメントリング10
’においては、直線セグメント2、Bセグメント5、キ
ーセグメント4にて天井側および床面側を組合せ、縦直
線セグメント12によって側面部を接続したものである
。この構造によりシールドトンネルの重量を軽減させる
ことができるとともに、構造解析上からも安全性をもっ
てシールドトンネルを形成することができる。
The thick end faces are disposed on the ceiling and floor sides of the shield tunnel, and the vertical straight segments 2 in the vertical direction are formed to be thinner than the straight segments 2 shown in the first embodiment. Therefore, the segment ring 10 shown in FIG.
In ', the ceiling side and the floor side are combined by the straight line segment 2, B segment 5, and key segment 4, and the side parts are connected by the vertical straight segment 12. With this structure, the weight of the shield tunnel can be reduced, and the shield tunnel can be formed with safety from a structural analysis point of view.

なお、図中7は前述したトンネル方向継手金具、8はセ
グメント継手金具、9は裏込め相性入孔である。この変
断面シールドトンネル10のセグメントリングlO゛の
組立はでは実施例Iと略同様で直線セグメント2と変断
面隅部セグメント11とを組合せて床面側の一方の隅部
に配設し、Bセグメント5と変断面隅部セグメン目1と
を組合せて床面側の他の隅部に配設して、この画部分を
キーセグメント4で接続して床面側を形成する0次に縦
直線セグメント12を取付は天井側の各種セグメントを
組合わせることにより組立られる。
In the figure, 7 is the aforementioned tunnel direction joint fitting, 8 is a segment joint fitting, and 9 is a back-fill compatible opening. The assembly of the segment ring lO' of this variable cross-section shield tunnel 10 is substantially the same as in Example I, in which the straight segment 2 and the variable cross-section corner segment 11 are combined and arranged at one corner on the floor side, and B Segment 5 and variable cross-section corner segment 1 are combined and arranged at another corner on the floor side, and this image part is connected with key segment 4 to form the floor side. The segments 12 are assembled by combining various segments on the ceiling side.

この組立られた第1のセグメントリング10′ に対し
てトンネル方向側(図の奥側)に第2、第3・・・・の
セグメントリングを組立てることにより変断面シールド
トンネル10が形成されるが、第2のセグメントリング
は第1のセグメントリング10”を紙面の裏側から見た
状態で組立ることにより、変断面シールドトンネル10
の外周面は千鳥形に形成され、構造解析上からも十分に
安全性は期待できる。
A variable cross-section shield tunnel 10 is formed by assembling second, third, etc. segment rings on the tunnel direction side (inner side in the figure) with respect to the assembled first segment ring 10'. , the second segment ring is assembled with the first segment ring 10'' when viewed from the back side of the page, thereby forming the variable cross-section shield tunnel 10.
The outer circumferential surface is formed in a staggered shape, and from a structural analysis perspective, sufficient safety can be expected.

(実施例3) 本発明の実施例3を第12図ないし第14図によって説
明する。第12図は馬蹄形シールドトンネルのセグメン
トリングで、第13図は曲線部セグメントで(a)は平
面図、(b)は右側面図、(C)は下面図である。また
、第14図は円弧上セグメントで(a)は平面図、(b
)は下面図、(c)は側面図である。
(Embodiment 3) Embodiment 3 of the present invention will be explained with reference to FIGS. 12 to 14. FIG. 12 shows a segment ring of a horseshoe-shaped shield tunnel, and FIG. 13 shows a curved segment, in which (a) is a plan view, (b) is a right side view, and (C) is a bottom view. In addition, Fig. 14 shows segments on a circular arc, (a) is a plan view, (b)
) is a bottom view, and (c) is a side view.

この馬蹄形シールドトンネル13のセグメントリング1
3゛ は、直線セグメント2、隅部セグメント3、一部
が曲線となった曲線セグメント14、円弧状セグメント
15、円弧状Bセグメン目6、円弧状キーセグメント1
7とにより構成されている。
Segment ring 1 of this horseshoe-shaped shield tunnel 13
3゛ is a straight line segment 2, a corner segment 3, a partially curved curved segment 14, an arc-shaped segment 15, an arc-shaped B segment 6, an arc-shaped key segment 1
7.

この構成部材のうち直線セグメント2と隅部セグメント
3は実施例1と同じものであり、これによって床面側と
側面とを形成させ、曲線部セグメン目4、円弧状セグメ
ント15、円弧状BセグメンH6、円弧状セグメント7
等により馬蹄形の天井側をシールドすることができる。
Among these structural members, the straight line segment 2 and the corner segment 3 are the same as in Example 1, and thereby form the floor side and the side surface, and the curved segment 4, the arcuate segment 15, and the arcuate B segment. H6, arcuate segment 7
etc., it is possible to shield the ceiling side of the horseshoe shape.

曲線部セグメント14は第13図に示すように、端側か
直線でその他端側は馬蹄形の内周に相等す曲線で形成さ
れ、外周は内周と平行する線で形成されており厚さは一
定のものである。そして内周面近傍の外端面上には所定
間隔でトンネル方向継手金具7が設けてあり、長平方向
の両端面にはそれぞれセグメント継手金具8が設けであ
る。なお、図中9は裏込め相性入孔である。
As shown in FIG. 13, the curved segment 14 is formed with one end being a straight line, the other end being a curved line equivalent to the inner periphery of the horseshoe shape, and the outer periphery being formed by a line parallel to the inner periphery. It is a constant thing. Tunnel joint fittings 7 are provided at predetermined intervals on the outer end surface near the inner circumferential surface, and segment joint fittings 8 are provided on both end surfaces in the longitudinal direction. Note that 9 in the figure is a backfill compatible hole.

また、円弧状セグメント15は第14図に示すように、
内周側は馬蹄形天井に組合される円弧に合わせて形成さ
れ、外周側も一定の厚さを有する円弧で作られたセグメ
ントである。この円弧状セグメント15の内周近傍の端
面上には所定間隔をおいてトンネル方向継手金具7が設
けてあり、円弧状の長手方向の両端面内にはセグメント
継手金具8が設けである。
Further, as shown in FIG. 14, the arcuate segment 15 is
The inner circumferential side is formed in accordance with a circular arc to be combined with the horseshoe-shaped ceiling, and the outer circumferential side is also a segment made of a circular arc having a constant thickness. Tunnel joint fittings 7 are provided at predetermined intervals on the end surface near the inner periphery of the arc-shaped segment 15, and segment joint fittings 8 are provided on both end surfaces of the arc shape in the longitudinal direction.

また、円弧状Bセグメント16と円弧状キーセグメント
17とは、ともに前記円弧状セグメント15の曲率を有
する円弧で形成され、一方の端面にはそれぞれ向きの異
なる傾斜部が設けてあって、セグメントリング組立の際
には最後に締着されるようになっている。
Further, both the arc-shaped B segment 16 and the arc-shaped key segment 17 are formed of circular arcs having the curvature of the arc-shaped segment 15, and one end face is provided with an inclined portion in a different direction, so that the segment ring It is designed to be tightened last during assembly.

このような馬蹄形セグメントリング13”は天張り床面
側から組合され円弧状キーセグメント17の締着によっ
て組立完了となる。そして、第2の馬蹄形セグメントリ
ングは第12図のセグメントリングを紙面の裏側から見
た形で組合され千鳥形の外周面を形成することができる
。また、馬蹄形セグメントリングを用いたシールドトン
ネルにあっては、実施例1のものより直線セグメント2
(縦の部分)を細く形成することも可能である。この場
合、隅部セグメント3を変断面隅部セグメント11に変
更すればよい。
Such a horseshoe-shaped segment ring 13'' is assembled from the ceiling floor side and the assembly is completed by tightening the arcuate key segment 17.Then, the second horseshoe-shaped segment ring is assembled by attaching the segment ring of FIG. In addition, in the shield tunnel using horseshoe-shaped segment rings, the linear segments 2
It is also possible to form the (vertical portion) thin. In this case, the corner segment 3 may be changed to a corner segment 11 with a modified cross section.

上述した各実施例の工法はシールド工法を主たるものと
して説明したが、本発明のトンネルは推進工法、山岳ト
ンネルにも適用することができる。
Although the construction methods of each of the above-mentioned embodiments have been explained mainly using the shield construction method, the tunnel of the present invention can also be applied to the propulsion construction method and mountain tunnels.

(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明のトンネルは隅部を
構成する部材の少なくともその一部に内側および外側と
も孤状形の弯曲部を形成したもので、隅部に発生する応
力集中を緩和させることが可能となり、鉄筋量、コンク
リート量を減少させ経済的なトンネルを作ることができ
る。
(Effects of the Invention) As explained in detail above, the tunnel of the present invention has an arc-shaped curved portion formed on at least a part of the member constituting the corner, both inside and outside. This makes it possible to reduce stress concentration, reduce the amount of reinforcing bars and concrete, and create economical tunnels.

また、トンネルの利用目的に応じた最適なトンネル形状
を選択できる利点がある。
Another advantage is that the optimum tunnel shape can be selected depending on the purpose of use of the tunnel.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図ないし第9図は本発明の実施例1で、第1図はシ
ールドトンネルのセグメントリングの断面方向の平面図
、第2図は同側面図、第3図は同上面図、第4図はセグ
メントリングを構成する直線セグメントで、(a)は平
面図、(b)は右側面図、(c)は上面図、第5図は隅
部セグメントで(a)は平面図、(b)は右側面図、(
C)は下面図、第6図はセグメントに加わる荷重分布図
、第7図はセグメントリングの曲げモーメント図、第8
図はセグメントリングの剪断力図、第9図はセグメント
リングの軸力図。 第10図および第11図は本発明の実施例2で、第10
図は変断面シールドトンネルのセグメントリングの断面
方向の平面図、第11図は変断面形陽部セグメントで、
(a)は平面図、(b)は右側面図、(c)は下面図。 第12図ないし第14図は本発明の実施例3で、第12
図は馬蹄形シールドトンネルのセグメントリングの断面
方向の平面図、第13図は曲線セグメントリングで(a
)は平面図、(b)は右側面図、(c)は下面図、第1
4図は円弧状セグメントで(a)は平面図、(b)は下
面図、(c)は側面図、第15図ないし第19図は従来
例で、第15図は長方形シールドトンネルのセグメント
リングの平面図、第16図は同セグメントリングへの荷
重分布図、第17図は同セグメントリングの曲げモーメ
ント図、第18図は同セグメントリングの剪断力図、第
19図は同セグメントリングの軸力図である。 シールドトンネル 第1のセグメントリング 隅部セグメント 変断面隅部セグメント 円弧状セグメント 曲線セグメント 第2図 第 ] 図 箪 図 (C) 第 図 第 図 第 図 ど6″′″1)D 第 図 第 図 の Oフ 第15区 第19図 ρ
Embodiment 1 of the present invention is shown in FIGS. 1 to 9, in which FIG. 1 is a plan view in the cross-sectional direction of a segment ring of a shield tunnel, FIG. 2 is a side view of the same, FIG. 3 is a top view of the same, and FIG. The figures show the straight line segments that make up the segment ring, (a) is a plan view, (b) is a right side view, (c) is a top view, and Figure 5 is a corner segment, (a) is a plan view, (b) ) is the right side view, (
C) is a bottom view, Figure 6 is a load distribution diagram applied to the segment, Figure 7 is a bending moment diagram of the segment ring, and Figure 8 is a diagram of the bending moment of the segment ring.
The figure is a shear force diagram of the segment ring, and FIG. 9 is an axial force diagram of the segment ring. FIG. 10 and FIG. 11 show Example 2 of the present invention;
The figure is a plan view in the cross-sectional direction of the segment ring of the variable cross-section shield tunnel, and Fig. 11 shows the variable cross-section positive segment.
(a) is a plan view, (b) is a right side view, and (c) is a bottom view. Embodiment 3 of the present invention is shown in FIGS. 12 to 14.
The figure is a plan view in the cross-sectional direction of the segment ring of the horseshoe-shaped shield tunnel, and Figure 13 is a curved segment ring (a
) is a plan view, (b) is a right side view, (c) is a bottom view,
Figure 4 shows arcuate segments, (a) is a plan view, (b) is a bottom view, (c) is a side view, Figures 15 to 19 are conventional examples, and Figure 15 is a segment ring of a rectangular shield tunnel. Fig. 16 is a load distribution diagram on the segment ring, Fig. 17 is a bending moment diagram of the segment ring, Fig. 18 is a shear force diagram of the segment ring, and Fig. 19 is the axis of the segment ring. This is a power diagram. Shield Tunnel 1st Segment Ring Corner Segment Varied Section Corner Segment Arc-shaped Segment Curve Segment OF 15th Ward Figure 19 ρ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 地中に構築した隅部をもつ多角形・馬蹄形等の形状をな
すトンネルにおいて、 前記隅部を構成する部材の少なくともその一部に内側お
よび外側とも孤状形の弯曲部を形成したことを特徴とす
るトンネル。
[Scope of Claims] In a tunnel constructed underground and having a polygonal or horseshoe shape with a corner, at least a part of the member constituting the corner has an arc-shaped curved part on both the inside and outside. A tunnel characterized by the formation of
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