(57)【要約】【課題】  トンネルの曲線部を特別な補強措置を講ずることなく、通常のＲＣセグメントを用いてきわめて効率的にかつ経済的に構築することができるトンネル曲線部の構築工法を提供する。【解決手段】  シールドマシン１１のテール部に複数のセグメントリング１を順次継ながら設置しつつ、このセグメントリング１を推進ジャッキ１２の反力受けにシールドマシン１１を前進させてトンネルの曲線部を構築する。トンネルの曲線部の内側に複数のＰＣ鋼材２を各セグメントリング１の内側に沿わせて、複数のセグメントリング１，１間に跨って設置する。このＰＣ鋼材２によってトンネルの軸方向にプレストレスを導入する。ＰＣ鋼材２はセグメントリング１の内側に沿わせて設置する、いわゆる外ケーブル方式とする。【選択図】                  図１
2006090015.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドマシンのテール部に複数のセグメントリングを順次継ながら設置しつつ、当該セグメントリングを反力受けに前記シールドマシンを前進させてトンネルの曲線部を構築するトンネル曲線部の構築工法において、複数のＰＣ鋼材を前記セグメントリングに沿わせ、複数のセグメントリング間に設置することにより、前記トンネルの曲線部の内側に当該トンネルの軸方向にプレストレスを導入することを特徴とするトンネル曲線部の構築工法。
【請求項２】
ＰＣ鋼材はセグメントリングの内側に沿わせ、複数のセグメントリング間に設置することを特徴とする請求項１記載のトンネル曲線部の構築工法。
【請求項３】
ＰＣ鋼材の端部は、セグメントリングの側壁部に定着金具によって脱着自在に定着することを特徴とする請求項１または２記載のトンネル曲線部の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明はトンネル曲線部の構築工法に関し、特にシールドマシンのテール部に複数のセグメントリングを順次継ながら設置しつつ、当該セグメントリングを反力受けにシールドマシンを前進させてトンネルを構築するシールド工法に適用されるものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの構築工法として、シールドマシンのテール部に複数のセグメントリングを順次継ながら設置しつつ、当該セグメントリングを反力受けとしてシールドマシンを前進させてトンネルを構築するシールド工法が一般に知られている。
【０００３】
また、発進側の立坑内に設置された推進用ジャッキを用いて、複数のセグメントリングをその軸方向に順次継ぎながら地中に押し込んでトンネルを構築するトンネルの推進工法も知られている。
【特許文献１】特開２００３−３５０９６号公報
【特許文献２】特開平１１−８１８９１号公報
【特許文献３】特開平０７−１８９８４号公報
【特許文献４】特開平０８−２９１７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
いずれの工法においても、トンネルの曲線部を構築する場合、図１(ａ)に図示するように推進ジャッキによってトンネルの曲線部の外側を押してシールドに回転力を与えて推進方向を徐々に変える必要があるため、これに伴いトンネルの曲線部の内側には片押しの反力を受けて大きな引張力と偏心モーメントが発生する。
【０００５】
このため、特にトンネル曲線部を構築するためだけに、推進ジャッキの推進反力に備えて高価なスチールセグメント等といった高強度のセグメントを用いたり、あるいはセグメント継手部の構造を特別な構造にしたりする等の補強措置を講ずる必要があり、このためトンネル曲線部の施工は非常に面倒なだけでなく、コストが大幅に嵩む等の課題があった。
【０００６】
本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に推進ジャッキによる大きな引張力と偏心モーメントを低減して、トンネルの曲線部をきわめて効率的にかつ経済的に構築できるようにしたトンネル曲線部の構築工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のトンネル曲線部の構築工法は、シールドマシンのテール部に複数のセグメントリングを順次継ながら設置しつつ、当該セグメントリングを反力受けに前記シールドマシンを前進させてトンネルの曲線部を構築するトンネル曲線部の構築工法において、複数のＰＣ鋼材を前記セグメントリングに沿わせ、複数のセグメントリング間に設置することにより、前記トンネルの曲線部の内側に当該トンネルの軸方向にプレストレスを導入することを特徴とするものである。
【０００８】
本願発明は特に、トンネルの曲線部の内側にＰＣ鋼材によってトンネルの軸方向に予めプレストレスを導入しておくことで、トンネルの曲線部の外側をシールドマシンの推進ジャッキが押すことによりトンネルの曲線部の内側に発生する過大な引張力と偏心モーメントを低減できるようにしたものである。
【０００９】
また、トンネルの曲線部の内側に発生する過大な引張力と偏心モーメントを低減することが可能なことにより、トンネルの曲線部を構築するためだけに高強度のセグメントを用いたり、セグメント継手部の構造を特別に補強したりする等の措置が不要になり、トンネル曲線部を通常のＲＣセグメントを用いてきわめて効率的にかつ経済的に構築できる。
【００１０】
請求項２記載のトンネル曲線部の構築工法は、請求項１記載のトンネル曲線部の構築工法において、ＰＣ鋼材はセグメントリングの内側に沿わせ、複数のセグメントリングリング間に設置することを特徴とするものである。
【００１１】
本願発明は、特にＰＣ鋼材をセグメントリングの内側に沿わせて設置する、いわゆる外ケーブル方式とすることで、ＰＣ鋼材の盛り替えを可能にし、ＰＣ鋼材を転用しながらトンネルの曲線部をきわめて効率的に構築することができる。なお、この場合のＰＣ鋼材としては、可とう性に富むＰＣ鋼材、例えばＰＣ鋼より線が適している。
【００１２】
請求項３記載のトンネル曲線部の構築工法は、請求項１または２記載のトンネル曲線部の構築工法において、ＰＣ鋼材の端部はセグメントリングの側壁部に定着金具によって脱着自在に定着することを特徴とするものである。
【００１３】
本願発明は、特にＰＣ鋼材の端部をセグメントリングの側壁部に脱着自在に定着可能な構造にすることで、ＰＣ鋼材の盛り替えを簡単にしてＰＣ鋼材を転用しながらトンネルの曲線部をきわめて効率的に構築することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明は、トンネルの曲線部の内側に複数のＰＣ鋼材をセグメントリングに沿わせ、複数のセグメントリング間に設置して、トンネルの軸方向に予めプレストレスを導入することにより、トンネルの曲線部を構築するためだけに高強度のセグメントを用いたりする等の特別な補強措置を講ずることなく、通常のＲＣセグメントを用い、きわめて効率的にかつ経済的にトンネルの曲線部を構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１〜図５は、シールドトンネルの曲線部を示し、図において、複数のセグメントリング１がトンネルの軸方向に順次突き合わせられ、所定の曲率で配置されている。各セグメントリング１は複数のＲＣセグメントから形成され、隣接するＲＣセグメント同士およびトンネルの軸方向に隣接するセグメントリング１同士はそれぞれ複数の締結金具(図省略)によって互いに結合されている。
【００１６】
また、図２（ａ）に図示するように、トンネルの曲線部（偏向部）の内側にＰＣ鋼材２がトンネルの軸方向に沿って配置されている。ＰＣ鋼材はトンネルの円周方向に所定間隔おきに複数配置され、各ＰＣ鋼材２はセグメントリング１の内側に沿わされ、かつトンネル軸方向の複数のセグメントリング１，１間に跨って配置されている。
【００１７】
また、各ＰＣ鋼材２の切り羽側の端部２ａと坑口側の端部２ｂ（定着部）は、図２（ｂ）に図示するように、それぞれセグメントリング１の内壁部に突設された定着金具３に定着され、その中間部分（偏向部）は各セグメントリング１の内壁部にそれぞれ突設された複数の支持金具４によってトンネルの軸方向に所定間隔おきに支持されている。そして、各ＰＣ鋼材２を緊張することにより、トンネル曲線部の内側には一定量のプレストレスがトンネルの軸方向に導入されている。
【００１８】
なお、ＰＣ鋼材２には可とう性に富むもの、例えばＰＣ鋼より線などが用いられ、また定着金具３は、ＲＣセグメントの成形時にＲＣセグメントの内壁部に埋設された受けブロック５とこの受けブロック５に脱着自在に取り付けられた定着ブロック６とから形成されている。
【００１９】
受けブロック５は、トンネルの軸方向に所定間隔をおいて形成された定着穴７，７を有し、定着穴７はトンネルの円周方向に対して断面蟻溝状に形成されている。すなわち、定着穴７のトンネルの軸方向に対向する内側面７ａ，７ａは、定着穴７の深さが増すにつれて徐々に広くなるようにテーパ面状に形成されている。また、側面部には、周囲コンクリートとの一体化を高めるために必要に応じて孔開き加工が施されているか、あるいはスタッドジベルが突設されている。
【００２０】
定着ブロック６は、受けブロック５の定着穴７，７にそれぞれ脱着可能に嵌合可能な嵌合部８，８とＰＣ鋼材２の端部２ａよび２ｂを定着するための定着板部９をそれぞれ有し、各嵌合部８は定着穴７の断面形状に対応して断面略蟻形状に形成されている。すなわち、定着穴７の内側面７ａと対向する側面部８ａが定着穴７の内側面７ａに対応してテーパ面状に形成されている。
【００２１】
また定着板部９は貫通孔９ａを有し、この貫通孔９ａを各ＰＣ鋼材２の切り羽側の端部２ａと坑口側の端部２ｂがそれぞれ貫通し、かつ端部２ａと２ｂに定着ナット１０が螺合され、こうして各ＰＣ鋼材２の端部２ａと端部２ｂが定着板部９に定着されている。
【００２２】
ここで上述したように、受けブロック５の定着穴７が断面略蟻溝状に形成され、この定着穴７の断面形状に対応して、定着ブロック６の嵌合部８が断面略蟻形状に形成されていることで、ＰＣ鋼材２の緊張力は定着穴７の内側面７ａと嵌合部８の側面部８ａを介してセグメントリング１に伝達される。
【００２３】
特に、ＰＣ鋼材２に作用する緊張力によって嵌合部８が定着穴７から抜け出そうとする力に対しては、定着穴７の内側面７ａと嵌合部８の側面部８ａで発生する鉛直成分で抵抗するため、嵌合部８が定着穴７から抜けることはない。
【００２４】
また、定着ブロック６の嵌合部８，８が受けブロック５の定着穴７，７に脱着自在に嵌合されていることで、定着ブロック６は自由に盛り替えることができる。また、受けブロック５は定着穴７の内側面７ａ，７ａが上記するようなテーパ面状に形成されていることで、定着ブロック６の向きを変えるだけでＰＣ鋼材２の切り羽側および坑口側のいずれの端部をも定着可能な受けブロックとして用いることができる。
【００２５】
また、受けブロック５の側面に孔開き加工が施され、あるいはスタッドジベルが突設されていることで、受けブロック５をＲＣセグメントのコンクリート内に確実に固定することができる。
【００２６】
このようにしてトンネルの曲線部の内側に、所定量のプレストレスをトンネルの軸方向に予め導入することで、トンネルの曲線部の外側をシールドマシン１１の推進ジャッキ１２が押すことによりトンネルの曲線部の内側に発生する引張力は、前記プレストレスと相殺されるため過大になることはない。また、過大な偏心モーメントも発生しない。
【００２７】
したがって、曲線部の施工のためだけに高価なスチールセグメント等の高強度のセグメントを用いたり、セグメント継手部の構造を特別な構造にしたりする等の特別な補強措置を講ずる必要はなくなる。
【００２８】
なお、セグメントリング１に鋼製セグメントが用いられている場合、定着金具３の受けブロック５と定着ブロック６は、必ずしも上述するような形状や構造に形成されたものである必要はなく、ＰＣ鋼材２の端部を止め付けることができ、かつ鋼製セグメントに鍵やフック、あるいは締結ボルト等で固着できるものであればよく、また受けブロック５に相当するものはなくてもよい。
【００２９】
また支持金具４も、ＰＣ鋼材２の緊張力に充分に耐え、ＰＣ鋼材２の中間部分をトンネルの曲線部に沿って各セグメントリング１の内側に確実に支持でき、しかも盛り替えが可能なものであれば、定着金具３と同様に形状や構造は特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本願発明は、シールド工法、推進工法のいずれの方法によっても、特別な補強措置を講ずることなく、通常のＲＣセグメントを用いてトンネルの曲線部をきわめて効率的にかつ経済的に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】施工時のトンネルの曲線部を示し、(ａ)はその応力状態を示す概要側面図、(ｂ)はＰＣ鋼材の配置状態を示す概要側面図である。
【図２】トンネルの曲線部を示し、(ａ)はトンネルの曲線部の断面図、(ｂ)はＰＣ鋼材の定着部の断面図である。
【図３】ＰＣ鋼材の定着部を示す断面図である。
【図４】定着ブロックを示し、(ａ)は断面図、(ｂ)は平面図である。
【図５】受けブロックを示し、(ａ)は断面図、(ｂ)は平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  セグメントリング
２  ＰＣ鋼材
３  定着金具
４  支持金具
５  受けブロック
６  定着ブロック
７  定着穴
８  嵌合部
９  定着板部
１０  定着ナット
１１  シールドマシン
１２  推進ジャッキ
【図１】
2006090015.tif 000003
【図２】
2006090015.tif 000004
【図３】
2006090015.tif 000005
【図４】
2006090015.tif 000006
【図５】
2006090015.tif 000007