JPH0444075B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜＞ 産業上の利用分野 本発明はセグメント覆工法による海底トンネル
等の偏平トンネルの施工方法に関するものであ
る。

＜＞ 従来の技術 従来港湾や河川下の海底トンネル等を施工する
にあたつては断面円型シールドによるシールド工
法が行なわれている。

一般にトンネルの断面は掘削地盤の上下左右か
らの大きな土圧に耐えるために円形または円形に
近い形とする。

特に海底下等の場合は周囲からの土圧に充分耐
えうるためにその断面は円形とするのが普通であ
る。

近来、自動車トンネルでは車線幅の広いトンネ
ルが望まれており、車線幅の大きさに従いその円
形の断面が非常に大きなものとなつているのが現
状である。

＜＞ 本発明が解決しようとする問題点 上記のような従来の大断面円型シールドによる
トンネルには次のような問題点が存在する。

(イ) 大断面シールドによる円形のトンネルは、そ
の上部に余分な空間ができることにより浅部等
での浮力が大きくなり、そのため荷重を大きく
しなければならない。

(ロ) 第１０図に示すように道路縦断線形ａが浅い
と水面下部分以外の取付け道路ｂ部分の距離が
短く、トンネル延長ｄも短くなるのに対して、
大断面円型シールドによるトンネルでは道路縦
断線形Ａが深くなつてしまう。

したがつて水面下部分以外の取付け道路Ｂ部
分の距離が長くなりトンネル延長Ｄが長くなつ
てしまう。（第９図） 本発明は以上のような問題点を解決するために
成されたもので、偏平な断面でかつ土圧に耐えう
るトンネルを施工することにより、トンネルに浮
力を与える余分な空間を減少させることができ、
その結果トンネルの荷重を低くおさえ、さらに道
路縦断線形を浅くできることによりトンネル延長
を短くすることのできる、海底トンネル等の偏平
トンネルの施工方法を提供することを目的とす
る。

＜＞ 問題点を解決しようとする手段 本発明では、公知のシールド工法におけるセグ
メント覆工法において、偏平な断面でかつ大きな
土圧に耐えうる偏平トンネルを施工するために、
セグメントの円周方向にプレストレスを導入する
方法を採用した。

すなわち各セグメントの円周方向の各接続部
分、もしくは各セグメントの中央部分の円周方向
にPCケーブルを嵌合できる円周方向溝を設ける。

そして、可撓性を有する材質による鞘材にPC
ケーブルを通し、これを上記の円周方向溝に嵌合
する。

各PCケーブルは基端をセグメントの一部に固
定し自由端をセグメント内に露出する等してセグ
メントの組立て終了後、軸方向にプレストレスを
導入した後に、一部のセグメントの内壁に露出し
たPCケーブルによつて円周方向にプレストレス
を与える。

＜＞ 作用 上記したように各セグメントの円周方向に設け
た円周方向溝にPCケーブルを通した鞘材を設置
し、このPCケーブルにプレストレスを導入する
ことにより各セグメントの円周方向の結合を強化
する。

さらに円周方向の接続部分に設けた円周方向溝
にPCケーブルを嵌合した場合は可撓性を有する
鞘材が円周方向溝内に圧迫され各セグメント間の
境界線を閉塞し軸方向にならぶ境界線部分の止水
性を高めることができる。

＜＞ 実施例 次に本発明の偏平トンネルの施工方法を図面に
もとづいて説明する。

本実施例は公知のシールド工法におけるセグメ
ント覆工法において、２種類のPCケーブル１，
２に可撓性を有する鞘材３を環装し、偏平に組立
てたセグメントの円周方向にプレストレスを与え
るように構成する。

(イ) PCケーブル 本実施例では、両端を緊張端部１１と定着端１
２とで構成する２本のPCケーブル１と、両端を
緊張端部２１とする１本のPCケーブル２を使用
する。

すなわち偏平に組立てられた複数の各セグメン
トによる隣接する部分を緊張端部１１と定着端１
２とで構成する２本のPCケーブル１で締結し、
残りの部分を、両端を緊張端部２１とする１本の
PCケーブル２で締結する。

そして各部分の隣接するセグメントが互いに緊
結するよう各PCケーブル１，２を交差して配置
する。

(ロ) 鞘材（第４〜７図） 鞘材３はゼグメントの軸方向の結合によつて各
セグメントの境界部分にできる後述の円周方向溝
４に嵌合する複数の棒状の部材である。

そして鞘材３は可撓性を有し、それぞれは各セ
グメントと同じ曲率をもつており、長手方向に
PCケーブル１，２を２本内挿できるPCケーブル
孔３１を開設する。（第４図） 但し、各部分の隣接するセグメントが互いに緊
結するよう各PCケーブル１，２を交差するため
に各PCケーブル１，２が二重に位置する部分に
は、鞘材３を長手方向に二つに分割し分割鞘材３
２とし、それぞれにPCケーブル孔３１を開設す
る。（第５図） そして、分割の割合は第５図に示すようにその
断面において均等に二分割するのではなく、その
分割線が中央から変位するように構成する。

すなわち分割鞘材３２を、後述する半溝４１を
有するセグメントを接続して形成した円周方向溝
４に嵌合した時、両セグメントの境界線上に分割
鞘材３２の分割線が重ならないように構成するの
である。

なお鞘材３を分割せずにPCケーブル孔３１を
大きく開設して二本のPCケーブルが内挿できる
よう構成することも考えられる。

さらに後述するように二つの締結部ゼグメント
６の結合によりできた円周方向溝４部分に嵌合す
る鞘材は、第６〜７図に示すような形状に構成す
る。

すなわち分割鞘材３２の下部にはPCケーブル
をセグメントの内部に引込むための引き込み部３
３を突設してPCケーブル孔３１に連続した孔を
開設して各PCケーブルの緊張端部１１，２１を
外部に露出するよう構成したものを使用する。

(ハ) セグメント（第２，３，８図） 本実施例では複数のセグメントを組合せて偏平
な断面のセグメントリングを形成するため、第１
図に示すように各セグメント全体の形状、その曲
率等はそれぞれ異なるがその機能から以下説明す
る２種類のセグメントを使用する。

なお各セグメントの結合は従来どおり軸方向、
円周方向の取付けボルトによつてなされる。また
軸方向にプレストレスを導入するための軸方向
PCケーブル孔Ｊを開設するのも従来どおりであ
る。

［一般セグメント］（第２図） 一般セグメント５は従来のセグメントをトンネ
ルの軸方向に接続した時にその境界線部分にＵ字
状等の円周方向溝４ができるよう形成したもので
ある。

すなわち短辺５１と長辺５２とで囲まれた長方
形の板体の長辺方向に一定の曲率を与えた従来の
セグメントの外周側の長辺５２を切り欠いて半溝
４１を形成する。

また一般セグメント５の一部にはPCケーブル
１の定着端１２をセグメントに定着させる定着部
５３部分を設ける。

［締結部セグメント］（第３，８図） 締結部セグメント６は、PCケーブル１，２を
セグメントの裏面に露出させるために半溝４１か
らセグメントの裏面に向けて、分割鞘材３２の引
き込み部３３を挿入する窓部６１を開設した部材
である。

そしてセグメントの裏面にはPCケーブルを締
結する締結用切欠部６２を形成し、窓部６１と締
結用切欠部６２をPCケーブルを通す貫道６３で
接続する。

窓部６１及び締結用切欠部６２はセグメントの
片側の半溝４１のみに設置しても両方の半溝４１
に設置してもよい。

次に上記の各部材を使用しての偏平トンネルの
施工方法を説明する。

(イ) 堀削 本実施例においてはトンネルの堀削工事自体は
従来のシールド工法におけるセグメント覆工法に
よる。

(ロ) PCケーブルへの鞘材の環装 PCケーブル１，２にそれぞれ鞘材３を環装す
る。

すなわち、各PCケーブル１の緊張端部１１に
引き込み部３３を有する分割鞘材３２のどちらか
一方を環装する。

さらに定着端部１２部分には引き込み部３３を
有さない分割鞘材３２のどちらか一方を環装す
る。

さらに定着端１２部分に隣接する部分は、PC
ケーブル２と二重になる部分であるから分割鞘材
３２のどちらか一方を環装する。

PCケーブルの他の部分は分割していない鞘材
３を環装する。

一方両端が緊張端部２１であるPCケーブル２
はその緊張端部２１側に引き込み部３３を有する
分割鞘材３２のどちらか一方を環装し、さらに隣
接する部分には引き込み部３３をゆうさない分割
鞘材３２のどちらか一方を環装する。

このときの分割鞘材３２は上記したPCケーブ
ル１の分割鞘材３２とで、分割されない鞘材３の
形状になるものを使用する。

以上のようにして各鞘材を環装した３本のPC
ケーブルが構成される。

このとき各鞘材群が１つの弧状になるよう各鞘
材は同じ方向に湾曲するように構成する。

(ハ) 各セグメントの組立て（第１図） シールドマシンのテール内の空間で各セグメン
トを接続して偏平なセグメントリングに組立て
る。

すなわち複数の一般セグメント５を接続した
後、その両端に、定着部５３を有する一般セグメ
ント５をそれぞれ接続する。

そしてさらにその両端に、二つの締結部セグメ
ント６の窓部６１側を接続する。

次に上記の２つの締結部セグメント６の締結用
切欠部６２側から、複数の一般セグメント５を連
続して接続し、円環状の覆工を閉じる部分のセグ
メントに締結部セグメント６を配置しその窓部６
１側を接続する。

上記のようにしてできた覆工はその断面を露出
した形で位置する。

すなわち偏平に組立てられた各セグメントはそ
の外周部分に半溝４１が位置し、締結部セグメン
ト６部分では内周側に向かつて斜めに窓部６１が
刻設されている。

(ニ) PCケーブルの装着 露出した半溝４１に、各部所に対応した、鞘材
３を環装した各PCケーブル１，２を位置させる。

すなわち２本のPCケーブル１の定着端１２を
一般セグメント５の定着部５３に固定し、各緊張
端部１１を、互いに交差させて分割鞘材３２の引
き込み部３３を締結部セグメント６の各窓部６１
に挿入する。

一方両端が緊張端部２１であるPCケーブル２
が環装した分割鞘材３２の引き込み部３３を、定
着部５３を有する一般セグメント５に隣接する締
結部セグメント６の窓部６１に挿入する。

そして各緊張端部１１，２１を締結用切欠部６
２内に位置させる。

(ホ) プレストレスの導入 PCケーブル１，２の各部所を各セグメントの
所定の箇所に設置したら、第８図に示すように各
PCケーブルに対応する新たなセグメントを軸方
向に接続する。

軸方向のセグメントの接続が終了したら、軸方
向PCケーブル孔Ｊ内の軸方向PCケーブルＪ１に
よつて軸方向にプレストレスを導入する。

その後各PCケーブル１，２の緊張端部１１，
２１に緊張力を与えてセグメントの円周方向にプ
レストレスを導入する。

なお上記実施例では３本のPCケーブルを使用
してプレストレスを導入したが本実施例での本数
や配置方法に限定されないことは勿論である。

要はすべてのセグメントをその円周方向に緊結
するプレストレスをセグメントの内側から導入で
きればよいのである。

(ヘ) 海底トンネルの構築 以上のようにセグメントの円周方向にプレスト
レスを与える工程を繰返してトンネルの全長を施
工することによつて、断面が偏平なトンネルを構
築する。

＜＞ 発明の効果 本発明は以上説明したようになるので次のよう
な効果を期待することができる。

(イ) 覆工に円周方向のプレストレスを導入したの
で、断面が円形でなく偏平な断面でも土圧に充
分耐えることができ、靱性、耐震性の高いトン
ネルを施工することができる。

(ロ) 偏平な断面のトンネルを施工できる結果、ト
ンネルに浮力を与える余分な空間を減少させ、
その結果トンネルの荷重を低くおさえることが
できる。

(ハ) トンネル断面の高さを低く押えることができ
るのでトンネル全体の道路縦断線形を浅くでき
る。

したがつて水面下以外の取付け道路部分を短
くすることができ、全体のトンネル延長を短く
することができる。

(ニ) 覆工の円周方向にプレストレスを導入するこ
とによつてトンネルの止水性を高めることがで
きる。

特に、各セグメントが軸方向に接続する境界
線部分に円周方向溝を設け、可撓性の鞘材が環
装してあるPCケーブルを介してプレストレス
を導入した時、鞘材が溝内に密着するので、セ
グメントの軸方向の接続部分では止水性をおお
いに高めることができる。

(ホ) セグメント端面の外円周方向に刻設した溝
に、可撓性の鞘材が環装してあるPCケーブル
を勘合する工程を取ることにより、 従来、ケーブルが堅いために、曲率のある穴
に挿入することが困難で作業能率が悪かつたの
に対し、本発明においては、可撓性の鞘材が環
装してあるケーブルを表面の溝に勘合するとい
う簡単な作業を行うだけで良く、作業能率が向
上した。

更に、溝がセグメントの端にあるため、可撓
性のある鞘材が環装してあるケーブルを単にセ
グメントの間に勘合するだけで良く、更に作業
効率が向上した。

また、ケーブルを鞘材に挿入する際、鞘材が
複数に分割されていて短いので、ケーブルを簡
単に挿入できる。

また、プレストレスを導入すると、鞘材が可
撓性を有しているので、鞘材がセグメントに密
着して、セグメントが均等に押圧される。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明による、断面を偏平に組立てた
セグメントリングの説明図、第２図：本発明に使
用する一般セグメントの説明図、第３図：本発明
に使用する締結部セグメントの説明図、第４〜７
図：本発明に使用する鞘材の説明図、第８図：締
結部セグメントが隣接している部分の説明図、第
９図：道路縦断線形が深い場合の海底トンネルの
説明図、第１０図：道路縦断線形が浅い場合の海
底トンネルの説明図。 １，２……PCケーブル、３……鞘材、４……
円周方向溝、５……一般セグメント、６……締結
部セグメント、Ａ……道路縦断線形、Ｂ……取付
け道路、Ｄ……トンネル延長。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シールド工法において、 セグメントを偏平な断面に組立て、 セグメント端面の外円周方向に刻設した溝に、
   可撓性の鞘材が環装してあるPCケーブルを嵌合
   し、 セグメントの内側からプレストレスを導入して
   形成することを特徴とする。 偏平トンネルの施工方法。