(57)【要約】【課題】地震の際の、立坑のコンクリート土留め壁の振動モードとトンネル壁体の振動モードとの違いを免震層で吸収させる従来のシールドトンネルによれば、ゴム状止水部材や止水部を設ける作業が必要となり、作業が煩雑である。【解決手段】立坑１の土留め壁２に形成された坑口３と、坑口３の内側に形成されたシールドトンネルの筒状の壁体（トンネル壁体６）と、坑口の内周面と壁体の外周面との間を塞ぐ弾性手段９とを備え、弾性手段９は、坑口の内周面と壁体の外周面と間に設置された袋１２と、袋１２内に充填された弾性材１３とにより形成されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑の土留め壁に形成された坑口と、坑口の内側に形成されたシールドトンネルの筒状の壁体と、坑口の内周面と壁体の外周面との間を塞ぐ弾性手段とを備え、弾性手段は、坑口の内周面と壁体の外周面と間に設置された袋と、袋内に充填された弾性材とにより形成されたことを特徴とするシールドトンネル。
【請求項２】
壁体は、筒の中心軸を基準として坑口の内周面の方向に揺動可能なように、立坑側に位置する一端部が連結手段によって立坑の土留め壁に連結されたことを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル。
【請求項３】
連結手段が、壁体の揺動を可能とする弾性部材を備えたことを特徴とする請求項２に記載のシールドトンネル。
【請求項４】
連結手段が、壁体の揺動を可能とするヒンジを備えたことを特徴とする請求項２に記載のシールドトンネル。
【請求項５】
立坑の土留め壁に形成された坑口の内周面と坑口の内側に形成されたシールドトンネルの筒状の壁体の外周面との間に袋を設け、この袋内に弾性材を充填することによって坑口の内周面と壁体の外周面との間を弾性材の充填された袋で塞いだことを特徴とするシールドトンネルの壁体と坑口との接合方法。
【請求項６】
坑口の内側に形成された壁体の外周面を形成する複数のセグメントの外面に袋を取付けておき、袋付きの複数のセグメントにより壁体を形成した後に、壁体の外周面を形成する複数のセグメントの外面の袋内に弾性材を充填したことを特徴とする請求項５に記載のシールドトンネルの壁体と坑口との接合方法。
【請求項７】
坑口の内側に形成されるシールドトンネルの筒状の壁体の外周面を形成する外面に弾性材を充填するための袋を備えたことを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル、特に、シールドトンネルの壁体（以下、トンネル壁体という）と坑口との接合部の構造や接合方法、これらに用いるセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
立坑の坑口の内周面を形成するコンクリート面とコンクリート製のセグメントにより形成されたトンネル壁体とがコンクリートにより接合されている場合、地震の際の、立坑のコンクリート土留め壁の振動モードとトンネル壁体の振動モードとが異なるため、トンネル壁体が破損するという問題点があった。
上記問題点を解消するために、坑口の内側に位置するトンネル壁体の外周面と坑口の内周面との間に免震層を設け、地震の際の、立坑のコンクリート土留め壁の振動モードとトンネル壁体の振動モードとの違いを免震層で吸収させることによって、トンネル壁体の破損を防止したシールドトンネルが知られている。
【特許文献１】特許第３３７３７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のシールドトンネルによれば、トンネル壁体の外周面と坑口の内周面との間に免震材を注入するために、立坑の坑口における立坑側の開口の全周縁部に渡ってゴム状止水部材を設けて坑口の内周面とトンネル壁体の外周面との間を塞ぐ必要がある。また、坑口の内周面とトンネル壁体の外周面との間に注入される免震材によってゴム状止水部材の止水性が劣化することを補うために、立坑側にさらなる止水部を設ける必要がある。即ち、ゴム状止水部材や止水部を設ける作業が必要となり、作業が煩雑である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のシールドトンネルは、立坑の土留め壁に形成された坑口と、坑口の内側に形成されたシールドトンネルの筒状のトンネル壁体と、坑口の内周面とトンネル壁体の外周面との間を塞ぐ弾性手段とを備え、弾性手段は、坑口の内周面とトンネル壁体の外周面と間に設置された袋と、袋内に充填された弾性材とにより形成されたことを特徴とする。
トンネル壁体は、筒の中心軸を基準として坑口の内周面の方向に揺動可能なように、立坑側に位置する一端部が連結手段によって立坑の土留め壁に連結されたことも特徴とする。
連結手段が、トンネル壁体の揺動を可能とする弾性部材を備えたことも特徴とする。
連結手段が、トンネル壁体の揺動を可能とするヒンジを備えたことも特徴とする。
本発明のシールドトンネルのトンネル壁体と坑口との接合方法は、立坑の土留め壁に形成された坑口の内周面と坑口の内側に形成されたシールドトンネルの筒状のトンネル壁体の外周面との間に袋を設け、この袋内に弾性材を充填することによって坑口の内周面とトンネル壁体の外周面との間を弾性材の充填された袋で塞いだことを特徴とする。
坑口の内側に形成されたトンネル壁体の外周面を形成する複数のセグメントの外面に袋を取付けておき、袋付きの複数のセグメントによりトンネル壁体を形成した後に、トンネル壁体の外周面を形成する複数のセグメントの外面の袋内に弾性材を充填したことも特徴とする。
本発明のセグメントは、坑口の内側に形成されるシールドトンネルの筒状のトンネル壁体の外周面を形成する外面に弾性材を充填するための袋を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、弾性手段が、弾性材の充填された袋により構成されたので、袋内に弾性材を充填するだけの簡単な施工によって、トンネル壁体の外周面と坑口の内周面とが弾性手段により弾性的に支持された構造、即ち、トンネル壁体の破損を防止できる構造が得られる。
トンネル壁体の立坑側に位置する一端部が連結手段によって立坑の土留め壁に連結されたので、トンネル壁体の破損防止効果に加え、トンネル壁体の坑口からの脱落を防止できる。
連結手段が、トンネル壁体の揺動を可能とする弾性部材を備えたことで、トンネル壁体の破損防止効果に加え、トンネル壁体の筒の中心軸に沿った方向への移動が許容されるとともにトンネル壁体の坑口からの脱落を防止できる。
連結手段が、トンネル壁体の揺動を可能とするヒンジを備えたので、簡単な構成の連結手段により、トンネル壁体の破損防止効果に加え、トンネル壁体の坑口からの脱落を防止できる。
本発明のシールドトンネルのトンネル壁体と坑口との接合方法によれば、トンネル壁体の外周面と坑口の内周面とが弾性手段により弾性的に支持されて、トンネル壁体の破損を防止できる構造を簡単な施工で得ることができる。
坑口の内側に形成されたトンネル壁体の外周面を形成する複数のセグメントの外面に予め袋を取付けておくことで、袋を設置する作業が不要とでき、施工をより簡単にできる。
本発明のセグメントによれば、トンネル壁体の外周面を形成する外面に弾性材を充填するための袋を備えたので、トンネル壁体の破損を防止できる構造を得るための施工を簡単にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図３は最良の形態１を示し、図１はトンネル壁体と坑口との接合部の構造を縦断面で示し、図２はトンネル壁体と坑口との接合部の構造を横断面で示し、図３はトンネル壁体を形成する袋付きのセグメントを示す。
【０００７】
一般に、シールドトンネル工事は、地面より地中に向けて形成されたシールドマシンの発進用の立坑の土留め壁にシールドマシンの発進口となる坑口を形成し、坑口から到達用の立坑の坑口に向けてシールドマシンを推進させるとともにシールドマシンの後方にセグメントを組み立てていってシールドトンネルの円筒状のトンネル壁体を構築していく。
セグメントは、上記円筒状のトンネル壁体の中心線を基準として所定の角度間隔で分割した円筒周面の一部に相当する弧形状に形成された板状の所定厚さのコンクリート板材により形成される。
【０００８】
図１を参照し、シールドトンネルの構造を説明する。
シールドトンネルは、シールドマシン（図示せず）の発進用の立坑１のコンクリート土留め壁２に形成された発進用の坑口３と、シールドマシンの到達用の立坑（図示せず）の土留め壁に形成された到達用の坑口と、発進用の坑口３より発進するシールドマシンの後方に複数のセグメント４が組み立てられていくことにより発進用の坑口３と到達用の坑口との間の地盤５を貫通して構築されるシールドトンネルの円筒状のトンネル壁体６と、坑口３の内側に構築されたコンクリートのトンネル壁体６の外周面７と坑口３のコンクリートの内周面８との間に設けられた弾性手段９とを備える。トンネル壁体６は、複数のセグメント４により形成されたセグメントリング１０がシールドマシンの進行方向に沿って複数接合されて形成される。１８は裏込材である。
【０００９】
弾性手段９は、トンネル壁体６の外周面７を形成する複数のセグメント４のそれぞれの外面１１に接着剤、固定具などで取付けられた袋１２と、この袋１２内に充填された弾性材１３とにより形成される。
袋１２の弾性材充填口１４は、セグメント４の外面１１と内面１１ａとに貫通する貫通孔に繋げられ、これにより、セグメントリング１０の内側から袋１２内に弾性材１３を充填できる。
弾性材１３は、例えば、ウレタン、シリコン、液状ゴム、固形ゴム、アスファルトである。
袋１２は、伸縮性に優れ、破れにくい材料で形成される。例えば、袋１２はゴム袋、布袋、樹脂袋により形成される。
【００１０】
即ち、坑口３の内側に設置されるトンネル壁体６の外周面１１を形成するセグメント４は、図３に示すように、外面１１に弾性材充填用の袋１２を備えた構成である。
袋１２は、個々のセグメント４の外面１１におけるトンネル壁体６の周方向に沿った長さ方向の一端１５と他端１６とに跨って延長する大きさである。
【００１１】
最良の形態１では、坑口３の内側において複数のセグメント４により形成されたセグメントリング１０によりトンネル壁体６の外周面７を構築した後に、セグメントリング１０を形成した各セグメント４の外面１１に設けられている袋１２内に弾性材充填口１４から弾性材１３を充填することによって、袋１２内に充填された弾性材１３の圧力で坑口３の内周面８とに接触する袋１２により坑口３の内周面８とトンネル壁体６の外周面７との間が塞がれる。
【００１２】
即ち、図２に示すように、坑口３の内周面８と坑口３の内側に形成されたトンネル壁体６の外周面７との間に設置された袋１２内に弾性材１３が充填されたことによって坑口３の内周面８とトンネル壁体６の外周面７との間が弾性材１３の充填された袋１２で塞がれ、トンネル壁体６が弾性材１３の充填された袋１２により形成された弾性手段９によって、坑口３の内周面８に弾性的に支持されたトンネル壁体６と坑口３との接合構造が得られる。このような接合構造を備えたことにより、地震時における、立坑１のコンクリート土留め壁２の振動モードとトンネル壁体６の振動モードとの違いを弾性手段９によって吸収できるので、トンネル壁体６の破損を防止できる。
【００１３】
最良の形態１によれば、坑口３の内側において複数のセグメント４により形成されたセグメントリング１０によりトンネル壁体６の外周面７を構築した後に、セグメントリング１０を形成した各セグメント４の外面１１に設けられている袋１２内に弾性材充填口１４から弾性材１３を充填するだけの簡単な施工によって、トンネル壁体６の外周面７と坑口３の内周面８とが弾性手段９により弾性的に支持された構造、即ち、トンネル壁体６の破損を防止できる構造が得られる。
【００１４】
最良の形態１によれば、坑口３の内側に形成されたトンネル壁体６の外周面７を形成する複数のセグメント４の外面に袋１２を個々に取付けておき、この袋１２付きの複数のセグメント４によって坑口３の内側にトンネル壁体８を形成した後に、トンネル壁体６の外周面７を形成する複数のセグメント４の外面１１に設けられた個々の袋１２内に弾性材１３を充填したので、袋１２を設置する作業が不要となり、施工をより簡単にできる。
【００１５】
最良の形態２
図４に示すように、最良の形態１の構成に加えて、トンネル壁体６が、トンネル壁体６の筒の中心軸を基準として坑口３の内周面８の方向に揺動可能なように、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とが弾性部材２１を備えた連結手段２５によって接続された構成のシールドトンネルとした。
最良の形態２のシールドトンネルにおける、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とを連結する連結手段２５の具体的構成を図４を参照して説明する。
連結部２５は、トンネル壁体６の内周径よりも大きい径の貫通孔２６を備えてアンカーのような固定具２７によって立坑１の内面２０に固定された立坑側プレート２８と、トンネル壁体６の立坑１側に位置するリング状の一端面２９に図外のアンカーのような固定具によって固定されたリング状の壁体側プレート３０と、壁体側プレート３０の外面において周方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた複数の壁体側取付部３１と、壁体側取付部３１と対向するように立坑側プレート２８の貫通孔２６の周りの内面に設けられた複数の立坑側取付部３２と、対応する１対の壁体側取付部３１と立坑側取付部３２とにより形成された弾性取付部３３が複数個と、１つ１つの弾性取付部３３に個々に取り付けられた弾性部材２１が複数個とを備える。
弾性部材２１は、例えば、ゴムやばねを使用すればよい。
最良の形態２のシールドトンネルによれば、最良の形態１で説明した効果に加え、トンネル壁体６の揺動を可能とする弾性部材２１を備えた連結手段２５によって、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とが連結されたことによって、トンネル壁体６の筒の中心軸に沿った方向への移動が許容されるとともにトンネル壁体６の坑口３からの脱落を防止できるという効果が得られる。
【００１６】
最良の形態３
図５に示すように、最良の形態１の構成に加えて、トンネル壁体６が、トンネル壁体６の筒の中心軸を基準として坑口３の内周面８の方向に揺動可能なように、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とがヒンジ４０を備えた連結手段３５によって連結された構成のシールドトンネルとした。
最良の形態３のシールドトンネルにおける、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とを連結する連結手段３５の具体的構成を図５を参照して説明する。
連結部３５は、トンネル壁体６の内周径よりも大きい径の貫通孔２６を備えてアンカーのような固定具２７によって立坑１の内面２０に固定された立坑側プレート２８と、トンネル壁体６の立坑１側に位置するリング状の一端面２９に図外のアンカーのような固定具によって固定されたリング状の壁体側プレート３０と、壁体側プレート３０の外面より突出するように設けられた揺動アーム４１と、立坑側プレート２８の内面より突出するように設けられた固定アーム４２と、揺動アーム４１を固定アーム４２に対して回転可能に取付けるピン４３とを備える。ピン４３と、揺動アーム４１が固定アーム４２に対して回転可能なようにピン４３が挿入された揺動アーム４１と固定アーム４２とに形成されたピン止め孔４４とによってヒンジ４０が構成される。
最良の形態３のシールドトンネルによれば、最良の形態１で説明した効果に加え、トンネル壁体６の揺動を可能とするヒンジ４０を備えた連結手段３５によって、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とが連結されたことによって、トンネル壁体６の坑口３からの脱落を防止できるという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
立坑１の土留め壁２に形成された坑口３の内側に、袋１２を備えないセグメント４を用いてトンネル壁体６を形成した後に、坑口３の内周面８のトンネル壁体６の外周面７との間に袋１２を設置し、この袋１２内に弾性材１３を充填し、充填された弾性材１３の圧力で袋１２の外面を坑口３の内周面６とトンネル壁体６の外周面７とに接触させることによって弾性材１３の充填された袋１２で坑口３の内周面８とトンネル壁体６の外周面７との間を塞ぐようにしてもよい。このようにしても、坑口３の内周面８とトンネル壁体６の外周面７とを弾性材１３の充填された袋１２、即ち、弾性手段９で弾性的に支持でき、最良の形態１の効果を得ることができる。
トンネル壁体６が円筒状以外の筒状である場合でも本発明を適用できる。
トンネル壁体６が、トンネル壁体６の筒の中心軸を基準として坑口３の内周面８の方向に揺動可能なように、トンネル壁体６の立坑１側に位置する一端部と立坑１の土留め壁２の内面２０とが自在継手を備えた連結手段によって連結された構成としてもよい。
尚、シールドマシンの発進用の立坑１の坑口２とトンネル壁体６との接合について説明したが、本発明によれば、シールドマシンの到達用の立坑の坑口とトンネル壁体との接合についても、同様に構成でき、同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】トンネル壁体と坑口との接合部を示す縦断面（最良の形態１）。
【図２】トンネル壁体と坑口との接合部を示す横断面（最良の形態１）。
【図３】袋付きのセグメントを示す図（最良の形態１）。
【図４】トンネル壁体と坑口との接合部を示す縦断面（最良の形態２）。
【図５】トンネル壁体と坑口との接合部を示す縦断面（最良の形態３）。
【符号の説明】
【００１９】
１  立坑、２  土留め壁、３  坑口、４  セグメント、
６  トンネル壁体（壁体）、７  トンネル壁体の外周面、８  坑口の内周面、
９  弾性手段、１１  セグメントの外面、１２  袋、１３  弾性材、
２１  弾性部材、２５；３５  連結手段、４０  ヒンジ。
【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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