(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼枠内に推力伝達リブを設けているが鋼枠内にコンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメントにてシールドトンネルの一部分を構成する一方、その周囲を鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメントにて構成して覆工した後、開口形成領域内に存在する鋼枠のみの嵌合継手セグメントを、開口形成領域に沿って分割し、その分割部分を緊締具で接合して覆工した後、その接合を解除して前記開口形成領域内の鋼枠のみの嵌合継手セグメントを撤去することにより、シールドトンネルの一部に開口部を形成し、その開口の周縁に開口補強用横桁を付設した後、開口部形成後に残った鋼枠のみの嵌合継手セグメントの鋼枠内にコンクリートを充填することを特徴とするシールドトンネルの開口方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルの一部のセグメントを撤去して開口部を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地中に構築した既設のシールドトンネルに、枝線や立坑などを接合するため、シールドトンネルに部分的に開口部を設ける場合、例えば図１に示すように既設シールドトンネル１に枝線となる新設トンネル２を接合する場合、既設シールドトンネル１に作用している土水圧などのバランスが部分的に崩れ、その偏圧によりトンネルに大きな断面力が生ずる。
【０００３】
一般に、このような大きな断面力に抵抗するため、従来は、図２に示すように既設シールドトンネル１の内周を鋼材等による補強部材３にて補強したり（更に、必要に応じて二次覆工を施す）、開口部用のセグメントとして、鋼製セグメントやタグタイルセグメントなどの高耐力のセグメントを使用し、また開口に当たってはトンネル内面に、図２に示すように仮設支保工４を組み立てて補強していた。更に、開口に当たっては、鋼製セグメントをガスによって溶断していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の方法では、既設シールドトンネル１の内周に対して頑強な補強作業が必要であるとか、二次覆工が省略されたシールドトンネルにおいても、図２のような補強に加え、開口部及びその前後付近に、主として鋼材の防食を目的としたコンクリートによる部分的な二次覆工作業が必要で、トンネル内部での作業及び使用資材が多く、工期が長くなり、コスト高になる問題があった。また、仮設支保工のトンネル内施工のため、トンネル内空が制限されるという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、従来のこのような問題に鑑み、既設シールドトンネルに開口部を形成するに当たり、トンネル内部の補強工事、開口部のセグメントの二次覆工及び仮設支保工を従来に比べ大幅に低減でき、また開口部を容易に形成できるシールドトンネルの開口方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、鋼枠内に推力伝達リブを設けているが鋼枠内にコンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメントと、鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメントとを使用する。
【０００７】
そして、鋼枠のみの嵌合継手セグメントにてシールドトンネルの一部分を構成する一方、その周囲を鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメントにて構成して覆工した後、開口形成領域内に存在する鋼枠のみの嵌合継手セグメントを、開口形成領域に沿って分割し、その分割部分を緊締具で接合して覆工した後、その接合を解除して開口形成領域内の鋼枠のみの嵌合継手セグメントを撤去することにより、シールドトンネルの一部に開口部を形成する。
【０００８】
次に、その開口の周縁に開口補強用横桁を付設した後、開口部形成後に残った鋼枠のみの嵌合継手セグメントの鋼枠内にコンクリートを充填する。
【０００９】
開口形成領域の周囲に補強用支保工を設置してから、開口形成領域内の鋼枠のみの嵌合継手セグメントを撤去すると、安全である。
【００１０】
開口部形成後に残っている鋼枠のみの嵌合継手セグメントについては、その鋼枠内にコンクリートを充填することで、そのままトンネルの一部として使用できる。
【００１１】
コンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメントの鋼枠内に推力伝達リブを設けると、コンクリート充填していなくとも、この推力伝達リブが推力伝達機能をはたす。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００１３】
本発明の実施例では、図３に示すようにコンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメント（以下、鋼枠セグメントという）１０と、図４に示すように鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメント（以下、鋼枠コンクリートセグメントという）１１とを使用する。これらセグメント１０・１１の鋼枠１２は同じ構造で、全体がトンネル周方向に湾曲しており、その外面を鋼板（スキンプレート）１３にて覆い、また内外のフランジ１４・１５とウエブ１６とによる溝状部１７を四辺のそれぞれに形成するとともに、フランジ１４・１５の外周縁に、互いに対称の段をなす嵌合継手部１８・１９を形成している。
【００１４】
鋼枠セグメント１０は、鋼枠１２内にコンクリートを充填しないで、鋼枠１１内部に、鋼板による推力伝達リブ２０を設けただけであるが、鋼枠コンクリートセグメント１１は、鋼枠１２内にコンクリート２１を充填している。
【００１５】
このようなセグメント１０・１１を使用してシールドトンネルの一部を覆工し、その覆工部分に開口部を施工する本発明の方法の一例について説明する。
【００１６】
図５において、シールドトンネルＡに立坑Ｂへ通ずる開口部を施工する場合、シールドトンネルＡの１セグメントリングにおいて、開口部となる部分のセグメントには鋼枠セグメント１０を使用し、矢印の範囲で示したその他の部分は鋼枠コンクリートセグメント１１を使用して、これらセグメントの嵌合継手部１８・１９を互いに嵌合させて組み立てる。開口部となる部分の周囲及び換気坑Ｂの土留め壁２２の下端部の周囲に地盤改良２３を施す。
【００１７】
図９はシールドトンネルＡの平面図で、この図の例では、Ｌで示す範囲に鋼枠コンクリートセグメント１１を使用し、そのうちの斜線で囲む一部についてだけ鋼枠セグメント１０を使用し、範囲Ｌ以外は通常のＲＣ構造セグメントを使用している。
【００１８】
図１０は図９の範囲Ｌの一部を拡大して示し、矩形の領域Ｅが実際に開口させるところ（以下、開口形成領域という）である。この開口形成領域Ｅにかかる鋼枠セグメント１０については、予め鋼枠セグメント１０を開口形成領域Ｅに沿って切断して分割し、それぞれの分割部分の両側に鋼板による継手板２４・２５を設けておき、これを緊締具であるボルト２６とナット２７とにて緊締接合する。このような接合をトンネル軸方向とトンネル周方向の両方向にて行う。
【００１９】
次に、図６に示すように、シールドトンネルＡ内において開口形成領域Ｅの周囲に補強用支保工２８を設置してから、ボルト２６とナット２７を外して開口形成領域Ｅの鋼枠セグメント１０を撤去し、開口２９を形成する。
【００２０】
次いで、図７に示すように、形成された開口２９の周縁に開口補強用横桁３０を設置し、これをボルトにて仮止めした後、開口２９の全周について溶接する。
【００２１】
最後に、図８に示すように、補強用支保工２８を撤去してから、シールドトンネルＡの一部として残っている鋼枠セグメント１０の鋼枠１２内にコンクリートを打設する。
【００２２】
なお、上記の実施例は、シールドトンネルＡに立坑Ｂへ通ずる開口部を施工する場合であるが、本発明は、図１に示したような枝線となる新設トンネルへの開口部を施工するなど、シールドトンネルの一部を撤去する場合に広範に適用できる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、シールドトンネルの一部のセグメントを撤去して開口部を形成するような場合に、補強作業や二次覆工作業が簡略化できるため、コストの低減が図れる。従って、二次覆工を省略したシールドトンネルにおける開口に適している。
【００２４】
また、仮設支保工を省略できるため、トンネル内空を十分確保しながら作業ができ、作業性が向上する。
【００２５】
更に、開口に伴う作業が従来に比べ大幅に簡略化されるので、工期短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】既設シールドトンネルに枝線となる新設トンネルを接合するため開口部を施工する従来例の断面図である。
【図２】同上において、既設シールドトンネル内に仮設支保工した断面図である。
【図３】本発明において使用する、コンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメントの一部分の簡略断面図である。
【図４】同じく鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメントの簡略断面図である。
【図５】本発明の施工例の第１手順を示す断面図である。
【図６】第２手順を示す断面図である。
【図７】第３手順を示す断面図である。
【図８】最終手順を示す断面図である。
【図９】上記施工例におけるシールドトンネルの平面図である。
【図１０】同上の一部拡大図である。
【図１１】図１０におけるＸ−Ｘ線の断面図である。
【図１２】鋼枠のみの嵌合継手セグメントを分割し、その分割部分を接合した状態を示す簡略断面図である。
【図１３】図１２の状態から分割した部分断面図である。
【符号の説明】
１０    コンクリート充填していない鋼枠のみの嵌合継手セグメント（鋼枠セグメント）
１１    鋼枠内にコンクリート充填した嵌合継手セグメント（鋼枠コンクリートセグメント）
１２    鋼枠
１３    鋼板
１４・１５    フランジ
１６    ウエブ
１７    溝状部
１８・１９    嵌合継手部
２０    推力伝達リブ
２１    コンクリート
２２    土留め壁
２３    地盤改良
２４・２５    継手板
２６    ボルト
２７    ナット
２８    補強用支保工
２９    開口
３０    開口補強用横桁
【図１】
0004104777.tif 000002
【図２】
0004104777.tif 000003
【図３】
0004104777.tif 000004
【図４】
0004104777.tif 000005
【図５】
0004104777.tif 000006
【図６】
0004104777.tif 000007
【図７】
0004104777.tif 000008
【図８】
0004104777.tif 000009
【図９】
0004104777.tif 000010
【図１０】
0004104777.tif 000011
【図１１】
0004104777.tif 000012
【図１２】
0004104777.tif 000013
【図１３】
0004104777.tif 000014