(57)【要約】【課題】シールド掘進機Ｍによって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する工法において、先行トンネルＴ１のコンクリートを補強するだけでなく、後行トンネルＴ２のコンクリートも補強する工法を採用する。するとその後の工程で小口径シールドトンネルで包囲した大空間を掘削する際に偏荷重が作用しても接合部が確実に補強でき、小口径トンネル群全体として十分に耐えることができる構造と方法を提供する。【解決手段】シールド掘進機Ｍによって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する工法において、外側面にはズレ止鋼材１４を取り付けて構成した鋼製セグメント１を使用する。上記の鋼製セグメント１のスキンプレート１１の外側のズレ止鋼材１４が、小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体Ｂの内部に位置するように構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合構造において、
外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、
そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、
縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、
スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、
上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、
小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように構成したことを特徴とする、
シールドトンネルの接合構造。
【請求項２】
シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合方法において、
外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、
そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、
縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、
スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、
上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、
先行する小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように配置して行うことを特徴とする、
シールドトンネルの接合方法。
【請求項３】
前記のズレ止鋼材は、
トンネル軸方向に位置する平鋼であり、その角部は面取り加工をしてあることを特徴とする、
請求項１記載のシールドトンネルの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小口径のシールドトンネル間の接合構造と接合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市部の地下では道路などを開削せずに大規模な地下空間を構築する必要性が高まっている。
そのための方法として、例えば特許文献１に示すように、多数本の小口径のシールド掘進機によって小口径のトンネルを円環状に構築し、その円環内部を掘削して大口径の地下空間として利用する方法が存在する。
その場合に、小口径のシールドトンネルは１本おきに先行して構築し、その後に先行したシールドトンネルの一部を切削しながら、後行トンネルを構築する方法を採用している。
先行して構築するシールドトンネルは、その外周には無筋コンクリートの円筒を、円筒充填体として形成するので、後行トンネルはその円筒充填体を切削して構築することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１００８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記したような従来のシールドトンネルの接合構造にあっては次のような問題点がある。
＜１＞  前記したように後行トンネルの掘進時には、シールド掘進機によって先行トンネルの無筋コンクリートの円筒充填体を切削して掘進する。
＜２＞  そのために切削された側の先行トンネルの無筋コンクリートの円筒充填体、両側がへこんだ凹面を形成して残ることになる。
＜３＞  その際に、先行トンネルの円筒充填体を切削しながら掘進する後行トンネルは、地質などの影響で必ずしも正確に設計線上を進むとは限らないから、先行トンネルの円筒充填体に偏った外力を作用させる場合がある。
＜４＞  すると後行トンネルの切削中に、先行トンネルとの接合部にせん断力が発生して、ひび割れの発生、コンクリートの欠けが発生する可能性もある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記のような課題を解決する本発明のシールドトンネルの接合構造は、シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合構造において、外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
また本発明のシールドトンネルの接合方法は、シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合方法において、外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、先行する小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように配置して行うことを特徴とするものである。
【０００７】
また本発明のシールドトンネルの接合方法は、シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を連結して大口径のトンネルを構築する場合の、小口径シールドトンネル間の接合方法において、外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントを使用し、そのセグメントは、スキンプレートと周囲を包囲する鋼殻と、その内側の縦リブとよりなり、縦リブはトンネル軸方向に平行な鋼材であり、スキンプレートには、内側面には縦リブを、縦リブの位置の外側面にはズレ止鋼材を取り付けて構成した鋼製セグメントであって、上記の鋼製セグメントのスキンプレートの外側のズレ止鋼材が、先行する小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部、および後行の小口径トンネルの外周に形成した円筒充填体の内部に位置するように配置して行うことを特徴とするものである。
【０００８】
また前記のズレ止鋼材は、トンネル軸方向に位置する平鋼であることを特徴とするものである。
【０００９】
また前記のズレ止鋼材は、トンネル軸方向に平行に配置した丸鋼であることを特徴とするものである。
【００１０】
また前記のズレ止鋼材は、トンネル軸方向に位置する平鋼であり、その角部は面取り加工をしてあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のシールドトンネルの接合構造は以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。
＜１＞  切削される側の先行トンネルのコンクリートを補強するから、後行トンネルの切削中に、先行トンネルとの接合部にせん断力が発生しても、先行トンネルの円筒充填体にひび割れや欠けが生じることがない。
＜２＞  先行トンネルのコンクリートを補強するだけでなく、後行トンネルのコンクリートも補強する工法を採用すれば、その後の工程で小口径シールドトンネルで包囲した大空間を掘削する際に偏荷重が作用しても接合部が確実に補強されているから、小口径トンネル群全体として十分に耐えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のシールドトンネルの接合構造に使用する鋼製セグメントの実施例の説明図。
【図２】ズレ止鋼材の実施例とズレ止鋼材の他の実施例の説明図。
【図３】シールドトンネルの接合構造の実施例の断面図。
【図４】シールドトンネルの接合構造の他の実施例の断面図（追加）
【図５】小口径シールドトンネルの構築状態の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面を参照にしながら本発明のシールドトンネルの接合構造と接合方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００１４】
＜１＞前提条件
本発明のシールドトンネルの接合構造は、シールド掘進機によって平行に掘進した複数本の小口径シールドトンネル間を接合して大口径のトンネルを構築する工法において、先行する小口径シールドトンネルを、後行のシールド掘進機が切削して連結する場合に使用する鋼製セグメントである。
【００１５】
＜２＞シールドトンネルの接合
先行する小口径シールドトンネルを、後行するシールド掘進機が切削して連結する小口径トンネルは特許文献１に示すように公知であるが、簡単に説明する。
図３に示すように、先行するシールドトンネルＴ１も、後行するシールドトンネルＴ２も鋼製セグメント１を円環状に組み立ててシールドトンネルを構築する。
その場合の掘進はシールド掘進機Ｍによって行う。
ただし図５に示すように、各シールドトンネルＴ１、Ｔ２を構築するシールド掘進機Ｍの内径は、セグメント１を組み立てて構築したシールドトンネルの外径よりも十分に大きく構成してあるから、掘進後に地中にできた穴と、シールドトンネル外周面との間には大きな間隔、すなわち大きなテールボイドが発生している。
このテールボイドに、シールド掘進機Ｍ側から充填材吐出管Ｍ１を通して幕板Ｍ２の裏側へコンクリートを裏込め充填して、シールドトンネルの外径程度の大きいコンクリートの円筒充填体Ｂを構成する。
この円筒充填体Ｂを、後行するシールド掘進機Ｍが切削しつつ掘進し、やはりテールボイドのコンクリートを充填することによって先行して構築したシールドトンネルＴ１と後行のシールドトンネルＴ２とを接合するものである。
なお幕板Ｍ２とシールドトンネルの接触面にはテールブラシＭ３が取り付けてある。
【００１６】
＜３＞セグメントの構造（図１）
本発明の鋼製セグメント１は、スキンプレート１１と周囲を包囲する鋼殻１２と、その内側の縦リブ１３とより構成する。
【００１７】
＜４＞縦リブ
縦リブ１３は鋼殻１２の内側に、トンネル軸方向に平行な鋼材であり、シールド掘進機Ｍの掘進の際の反力を受ける。
【００１８】
＜５＞ズレ止鋼材
ズレ止鋼材１４は、鋼製の長尺材によって構成する。
ズレ止鋼材１４はその断面が矩形である平鋼、あるいは断面が円形である丸鋼などによって構成する。
それらのズレ止鋼材１４を、スキンプレート１１の外側に、トンネルの軸方向に平行に溶接して取り付ける。
その取り付け位置は、スキンプレート１１において、内側面に縦リブ１３を取り付けた位置に対応する外側面である。
ズレ止鋼材１４を取り付けることによって、後述するシールドトンネルの構築工程において、シールドトンネルの周囲に構築する無筋コンクリートの円筒体である円筒充填体Ｂと、シールドトンネルとの強い一体化を図ることができる。
【００１９】
＜５−１＞面取り
前記のズレ止鋼材１４として、トンネル軸方向に位置する平鋼を採用した場合には断面が矩形であるためにテールブラシによる止水性が十分に達成できない可能性がある。
そのために断面が矩形の平鋼の角部に斜面を形成して面取り加工を施すことも可能である。
【００２０】
＜６＞接合方法
次に本発明のシールドトンネル間の接合方法について説明する。
【００２１】
＜７＞先行トンネルの構築
前記したように先行するシールドトンネルＴ１をシールド掘進機Ｍの掘進によって構築する。
その際に、テールボイドが十分に大きいから、シールドトンネルの外周には大きい直径の円筒充填体Ｂを構築することができる。
【００２２】
＜８＞ズレ止鋼材の位置
先行シールドトンネルＴ１を構築する際には、前記したスキンプレート１１の外側面にズレ止鋼材１４を取り付けたセグメント１を組み立ててシールドトンネルを構成する。
このズレ止鋼材１４を取り付けたセグメント１は、シールドトンネルの全周に配置することも、あるいは後行シールドトンネルＴ２の側に向けた側だけに配置することも可能である。
セグメント１を環状に組み立ててシールドトンネルを構築すると、その外周面に沿ってテールブラシがこすってゆくことになる。
しかしスタッドボルトを立てたような構造とは異なり、外側への突出量はわずかであるから、止水性に問題が生じることはない。
【００２３】
＜９＞後行トンネルの構築
複数本の先行トンネルＴ１は離れて構築するが、その間隔は先行トンネルＴ１の円筒充填体Ｂと、後行トンネルＴ２の円筒充填体Ｂの一部が重なる距離である。
そのために後行トンネルＴ２の構築のシールド掘進機Ｍは、先行トンネルＴ１の円筒充填体Ｂの一部を切削しながら掘進する。
【００２４】
＜１０＞ズレ止鋼材の機能
前記したように先行して構築したシールドトンネルＴ１の鋼製セグメント１は、その外側面に、トンネル軸方向と平行にズレ止鋼材１４が取り付けてあり、かつその取り付け位置は、セグメント１の縦リブ１３の外側である。
そのために後行トンネルＴ２の掘進の外力が、先行トンネルＴ１の円筒充填体Ｂに偏った外力を作用させて先行トンネルＴ１との接合部にせん断力が発生しても、ひび割れの発生やコンクリートの欠けの発生を防止することができる。
【００２５】
＜１１＞後行トンネルも補強する方法（図４）
上記の実施例では、先行トンネルＴ１にズレ止鋼材１４を取り付けた鋼製セグメント１を使用した状態で後行トンネルＴ２を構築する方法であった。
しかし、後行トンネルＴ２の構築に際しても、同様にズレ止鋼材１４を取り付けた鋼製セグメント１を使用する方法を採用することもできる。
そうすると、後行トンネルＴ２側の接合部に偏った外力が作用した場合でも、後行トンネルＴ２のコンクリートにひび割れが発生したり、コンクリートが欠けたりすることを防止することができる。
さらにその後の工程で小口径シールドトンネルで包囲した大空間を掘削する際に偏荷重が作用しても十分に耐えることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１：鋼製セグメント
１１：スキンプレート
１２：鋼殻
１３：縦リブ
１４：ズレ止鋼材
Ｔ１：先行シールドトンネル
Ｔ２：後行シールドトンネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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