JPH11210392A - シールドトンネルの構造 - Google Patents
シールドトンネルの構造Info
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- JPH11210392A JPH11210392A JP10029343A JP2934398A JPH11210392A JP H11210392 A JPH11210392 A JP H11210392A JP 10029343 A JP10029343 A JP 10029343A JP 2934398 A JP2934398 A JP 2934398A JP H11210392 A JPH11210392 A JP H11210392A
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- tunnel
- segments
- shield tunnel
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Abstract
に分割されたセグメントを螺旋状に組み立てることによ
り、セグメントの組み立て作業とトンネル掘進作業を完
全に並行して行うことを可能とする、シールドトンネル
の構造を提供する。 【解決手段】 シールドトンネルにおいて、各セグメン
トは、二組の長辺と短辺からなる矩形を基本形状とし、
その矩形形状から、その対角位置を三角形に切り取って
形成し、切り取るべき三角形は、その垂辺と底辺が各辺
の1/xおよび1/yとし、このセグメントの平行端面
を順次接続して、螺旋状に連続するセグメント群を組み
立てて構成する場合、各セグメントの弧長は、構築する
トンネル外径をセグメントの分割数である(x−1)・
(y−1)/yで割って求めることを特徴とする、シー
ルドトンネルの構造である。
Description
の構造に関する。
ことが困難となってきている。そのためにシールドトン
ネルの延長が長距離化する傾向にある。長距離化にとも
なって施工速度の向上が要求されるようになってきてい
る。施工速度の向上の障害として、セグメントの組み立
て中にはセグメントに反力を取ることができず、そのた
めに切羽を加圧して掘進する作業を中断しなければなら
ない、という問題があった。そのために、例えば図7に
示すように、平行四辺形のセグメントaを順次螺旋状に
組み立てる構成が開発されている。この構造であると、
常に一部の組み立て済みのセグメントaに反力が取れる
から、セグメントaの組み立て中にも掘削作業を平行し
て行うことができるという特徴を有する。
た平行四辺形セグメントaを用いたシールドトンネルの
構造にあっては、次のような問題がある。 <イ> ジャッキbの推進力がセグメントに直交せず、
斜めに加わることになる。 そのため、シールド掘進機
cが回転する傾向が多くなる。 <ロ> セグメントaの組み立て時に、1セグメントa
分のジャッキbを短縮し、他のジャッキbは伸長を継続
している。そのため蛇行が発生しやすく、一旦蛇行が発
生するとその修正のための方向制御が困難である。
されたもので、構築するトンネルの外径に合わせた形状
に分割されたセグメントを螺旋状に組み立てることによ
り、セグメントの組み立て作業とトンネル掘進作業を完
全に並行して行うことを可能とする、シールドトンネル
の構造を提供することにある。
ネルにおいて、各セグメントは、二組の長辺と短辺から
なる矩形を基本形状とし、その矩形形状から、その対角
位置を三角形に切り取って形成し、切り取るべき三角形
は、その垂辺と底辺が各辺の1/xおよび1/yとし、
このセグメントの平行端面を順次接続して、螺旋状に連
続するセグメント群を組み立てて構成する場合、各セグ
メントの弧長は、構築するトンネル外径をセグメントの
分割数である(x−1)・(y−1)/yで割って求め
ることを特徴とする、シールドトンネルの構造である。
造において、構築するトンネルが曲線の場合のセグメン
ト数は、x・y−1であることを特徴とする、シールド
トンネルの構造である。
セグメントは、二組の長辺と短辺からなる矩形を基本形
状とし、その矩形形状から、その対角位置を三角形に切
り取って形成し、切り取るべき三角形は、その垂辺と底
辺が各辺の1/xおよび1/yとし、このセグメントの
平行端面を順次接続して、螺旋状に連続するセグメント
群をn組組み立てて構成する場合、各セグメントの弧長
は、構築するトンネル外径をセグメントの分割数である
(n・x−1)・(y−n)/yで割って求めることを
特徴とする、シールドトンネルの構造である。
造において、構築するトンネルが曲線の場合のセグメン
ト数は、(x・y−1)nであることを特徴とする、シ
ールドトンネルの構造である。
明のシールドトンネルの構造であるセグメントを一重螺
旋状態に組み立てる一例について説明する
ント1の平面形状は基本的には、二組の長辺と短辺の平
行な辺からなる矩形である。ただし、その矩形形状か
ら、その対角位置を三角形に切り取った形状に形成す
る。本実施の形態においては、直径4.2m、セグメン
ト1の幅Bが1.0mのトンネルを構築する場合を例に
説明する。この際、シールド掘進機による掘進速度が毎
分5.0cmとすると、5分間で掘進と組み立てを同時
に行うために、セグメント1の切り欠きの幅の寸法を
5.0×5=25.0cmとする。セグメント1の幅B
は、1.0mだから、切り欠きの幅寸法25.0cm
は、セグメント1の幅Bの1/4に相当する。ここでセ
グメント1は、シールド掘進機の推進ジャッキの当たり
面を、例えば4/5程度にすると、切り欠き長さの寸法
はセグメントの弧長Lの1/5とする。 これによりセ
グメント1は、図2に示すように矩形の対角位置を三角
形に切り取った形状に形成される。
数について説明する。セグメント1の分割数は、図4に
示すようにセグメント1の幅B側および弧長L側の切り
欠き長さの寸法(1/4,1/5)を用い、セグメント
の分割数=(x−1)・(y−1)/yとして求める。
本実施の形態において、セグメント1は後述するように
螺旋状態に組み立てるから、セグメント1の分割数は、
螺旋状態のセグメント1がトンネルを1周するのに必要
なセグメントの数を示す。本実施の形態の場合、前記式
より、セグメント1の分割数は3・4/5分割となる。
また、トンネルの周長をセグメント1の分割数で割るこ
とにより、セグメント1の弧長が算出される。本実施の
形態の場合、トンネルの直径4.2mであるから、周長
は約13.2mであり、これをセグメント1の分割数で
ある3・4/5で割ると、セグメント1の弧長として
3.47mが求められる。
に、セグメント1の組み立ては、セグメント1a〜4a
・・・の順に組み立てる。セグメント1は、前記したよ
うに矩形の対角位置が欠如しているから、平行する端面
のみを接続してゆくと、徐々に位置がずれて組み立てら
れる、その結果、螺旋状態にセグメント1の組み立てが
進行してゆく。この組み立て位置のずれは、欠如してい
る寸法、すなわちトンネル軸方向であるセグメントの幅
の1/4であるから、最初の1枚の位置に対してトンネ
ル軸方向に1/4リング分だけ位置がずれることにな
る。
の内側と外側との距離の差に対応するよにセグメントの
幅長を変更する必要がある。この場合、トンネルの曲線
部分のみを前記変更したセグメントにより構成し、直線
部分では通常のセグメントに戻して組み立てを続行す
る。従ってトンネル曲線部のセグメントの数は、例えば
図3からも分かるように螺旋状態に組み立てるセグメン
トが組み始めである基端と同位置となるまでに必要なセ
グメント数を指す。セグメント数の計算方法としては、
図4に示すようにセグメントの幅側および弧長側の切り
欠き長さの寸法を用い、セグメント数=xy−1により
求まる。従って本実施の形態の場合、4(x)×5
(y)−1より、セグメント数19が求まり、図3に示
したセグメント1a〜19aの数19と一致する。
明のシールドトンネルの構造であるセグメントを二重以
上の螺旋状態に組み立てる例について説明する
を、基本的に二組の長辺と短辺の平行な辺からなる矩形
とし、その矩形形状から、その対角位置を三角形に切り
取った形状に形成することは発明の実施の形態1と同様
である。本実施の形態においては、直径8.0m、セグ
メント1の幅Bが1.2mのトンネルを構築する場合を
例に説明する。この際も実施の形態1と同様に、シール
ド掘進機による掘進速度からセグメント1の幅Bおよび
弧長Lの切り欠き寸法を求める。本実施の形態において
は、セグメント1の幅Bの1/4、弧長Lの1/3と
し、矩形の対角位置を三角形に切り取って形成する。
弧長L側の切り欠き長さの寸法を用いて求めるが、実施
の形態1とは異なり、本実施の形態においては、セグメ
ントを2組以上の螺旋状態n組でトンネルを組み立てる
ため、図4に示した、セグメントの分割数=(nx−
1)・(y−n)/yにより求める。例えばセグメント
1を2組の螺旋状態で組み立てる場合、セグメント1の
分割数=(2x−1)・(y−2)/yとなり、前記し
た数値より、本実施の形態における1組のセグメント1
の分割数は、7・1/3分割となる。また本実施の形態
の場合も、トンネルの周長をセグメント1の分割数で割
ることにより、セグメント1の弧長Lが算出される。こ
れにより本実施の形態の場合、周長は約25.12mで
あるから、セグメントの弧長Lは3.42mとなる。
旋状体につきセグメント1a〜11aの順に組み立て
る。セグメント1の組み立てに際しては、2組のセグメ
ント1a群,1b群の組み立て位置をずらして、螺旋状
態に組み立てることにより、1組の螺旋状態のセグメン
ト1a群だけでは、最初のセグメント組み立て位置と比
較して、トンネルの軸方向に対してセグメント1枚分の
間隔が開いてしまう。これにより他の1組の螺旋状態の
セグメント1b群を、前記開いてしまった間隔に配置す
ることができる。このようにして螺旋状に連続するセグ
メント1a群,1b群を2組合わせて組み立てたトンネ
ルを構築できる。
ルの曲線部を構築する場合、セグメントを曲線部の内側
と外側との距離の差に対応するよにセグメントの幅長を
変更する必要がある。このトンネル曲線部のセグメント
の数は、例えば図6からも分かるように螺旋状態に組み
立てるセグメントが組み始めである基端と同位置となる
までに必要なセグメント数を指し、セグメント数の計算
方法としては、図4に示すようにセグメントの幅側およ
び弧長側の切り欠き長さの寸法を用い、螺旋状態n組の
場合、セグメント数=(xy−1)×nにより求まる。
従って本実施の形態の場合、(4(x)×3(y)−
1)×2より、セグメント数22が求まり、図6に示し
たセグメント1a〜11aおよび1b〜11bの数22
と一致する。
は、2組の螺旋状に連続するセグメント群を組み合わせ
てトンネルを構築するための、シールドトンネルの構造
の一例について説明した。この構造によれば、2組以上
の螺旋状の組み合わせについても可能であり、大型のト
ンネルを構築する際には、多数組の螺旋状に連続するセ
グメント群を組み合わせてトンネルを構築することが可
能である。
上説明したようになるから次のような効果を得ることが
できる。 <イ> 螺旋状態で組み立てるセグメントは、構築する
トンネルの大きさに適応させて、一組以上を自由に選択
でき、セグメントの組み立て作業とトンネル掘進作業と
を並行して行うことが可能となる。 <ロ> 大きなトンネルにおいては、セグメントの2組
以上の組み立てが可能となり、さらなる高速施工を実現
できる。 <ハ> 即ち、1重・2重・3重・・・とセグメントの
螺旋状態の組み合わせを自由に選択できるため、トンネ
ル径に応じた高速施工が可能である。 <ニ> セグメントの分割数をトンネル径に応じて自由
に設定できる。 <ホ> セグメントの組み立て時間に応じて、シールド
掘進機の推進時間(ストローク)を自由に設定できる。 <ヘ> セグメントが進行方向に対して直交した状態に
位置しているため、従来の平行四辺形のセグメントを用
いた螺旋状態の組み立てのようにジャッキの反力が斜め
方向に発生することはなく、シールド掘進機のローリン
グが発生しない。 <ト> シールド掘進機の掘進速度より、セグメントの
幅長方向の切り欠き長を決定し、その後セグメントの弧
長方向の切り欠き長を決定するから、組み立て性が良好
となる切り欠きの斜辺を確保でき、かつシールド掘進機
の推進ジャッキの当たり面を充分確保することができ
る。
の説明図
図
計算表図
図
の説明図
Claims (4)
- 【請求項1】 シールドトンネルにおいて、各セグメ
ントは、二組の長辺と短辺からなる矩形を基本形状と
し、 その矩形形状から、その対角位置を三角形に切り取って
形成し、 切り取るべき三角形は、その垂辺と底辺が各辺の1/x
および1/yとし、 このセグメントの平行端面を順次接続して、螺旋状に連
続するセグメント群を組み立てて構成する場合、 各セグメントの弧長は、構築するトンネル外径をセグメ
ントの分割数である(x−1)・(y−1)/yで割っ
て求めることを特徴とする、 シールドトンネルの構造。 - 【請求項2】 請求項1に記載のシールドトンネルの
構造において、構築するトンネルが曲線の場合のセグメ
ント数は、x・y−1であることを特徴とする、シール
ドトンネルの構造。 - 【請求項3】 シールドトンネルにおいて、各セグメ
ントは、二組の長辺と短辺からなる矩形を基本形状と
し、 その矩形形状から、その対角位置を三角形に切り取って
形成し、 切り取るべき三角形は、その垂辺と底辺が各辺の1/x
および1/yとし、 このセグメントの平行端面を順次接続して、螺旋状に連
続するセグメント群をn組組み立てて構成する場合、 各セグメントの弧長は、構築するトンネル外径をセグメ
ントの分割数である(n・x−1)・(y−n)/yで
割って求めることを特徴とする、 シールドトンネルの構造。 - 【請求項4】 請求項3に記載のシールドトンネルの
構造において、構築するトンネルが曲線の場合のセグメ
ント数は、(x・y−1)nであることを特徴とする、
シールドトンネルの構造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10029343A JPH11210392A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | シールドトンネルの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10029343A JPH11210392A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | シールドトンネルの構造 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11210392A true JPH11210392A (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=12273600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10029343A Pending JPH11210392A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | シールドトンネルの構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11210392A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2230380A3 (de) * | 2009-03-19 | 2015-02-18 | Herrenknecht AG | Versteifungssegment, Versteifungssegmentanordnungen und Hohlraumauskleidung |
JP2019031861A (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-28 | 株式会社Ihi建材工業 | セグメント及びその組み立て方法 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP10029343A patent/JPH11210392A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2230380A3 (de) * | 2009-03-19 | 2015-02-18 | Herrenknecht AG | Versteifungssegment, Versteifungssegmentanordnungen und Hohlraumauskleidung |
JP2019031861A (ja) * | 2017-08-09 | 2019-02-28 | 株式会社Ihi建材工業 | セグメント及びその組み立て方法 |
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Legal Events
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A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061225 |
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A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070403 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070530 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070821 |