(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルを構成し、各トンネル側に配設されるＢセグメントと、左右の該Ｂセグメントの間の隙間に挿入されて設置されるＫセグメントとを有する、ＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットであって、
前記Ｋセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Ｂセグメントにおいて、前記Ｋセグメントの前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Ｋセグメントの左右にある前記Ｂセグメントよりも該Ｋセグメントの径方向の高さが高く、
前記第二テーパー面に開設されている、前記Ｋセグメントと接続する第一セグメント継ぎボルト孔が、前記Ｂセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記第一テーパー面に、前記Ｂセグメントと接続する第二セグメント継ぎボルト孔が開設されており、
左右の前記Ｂセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔の異なる位置に前記第二セグメント継ぎボルト孔が位置決めされ、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることにより、左右の前記Ｂセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記Ｂセグメントと前記Ｋセグメントが前記切り開きトンネルの径方向の異なる位置で接合自在であることを特徴とする、ＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット。
【請求項２】
前記Ｋセグメントにおける左右の前記セグメント継手面がいずれも、前記第一テーパー面であることを特徴とする、請求項１に記載のＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット。
【請求項３】
前記Ｋセグメントの前記セグメント継手面に、第一シール材が収容される第一シール溝が設けられており、
前記Ｂセグメントのセグメント継手面に設けられている、第二シール材が収容される第二シール溝よりも前記第一シール溝の径方向の長さが長いことを特徴とする、請求項１又は２に記載のＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット。
【請求項４】
請求項３に記載の前記セグメントセットを構成する前記Ｋセグメントと、該Ｋセグメントの左右の前記第一テーパー面に対して、請求項３に記載の前記セグメントセットを構成する二つの前記Ｂセグメントの前記第二テーパー面が当接している、切り開きトンネルであって、
前記第一テーパー面に開設されている前記第二セグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔が連通し、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されており、
前記第二シール溝に前記第二シール材が収容され、前記第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い前記第一シール材が収容され、該第二シール材と該第一シール材が当接してシール構造を形成していることを特徴とする、切り開きトンネル。
【請求項５】
前記長孔に前記セグメント継ぎボルトが挿通されている際に形成される隙間に、間詰材が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の切り開きトンネル。
【請求項６】
二本のトンネルが並設して施工された後、二本の該トンネルを繋ぐ切り開きトンネルを施工する、切り開きトンネルの施工方法であって、
二本の前記トンネル側にそれぞれＢセグメントを設置する、Ｂセグメント設置工程と、
双方の前記Ｂセグメントの間にＫセグメントを径方向に挿入して設置するＫセグメント設置工程と、を有し、
前記Ｋセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Ｂセグメントにおける前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Ｋセグメントの左右にある前記Ｂセグメントよりも該Ｋセグメントの径方向の高さが高くなっており、
前記第二テーパー面において、前記Ｋセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が前記Ｂセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記Ｋセグメント設置工程において、前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通され、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることを特徴とする、切り開きトンネルの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット、切り開きトンネル及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、軟弱な地盤が分布する都市部において道路トンネルを施工する場合、開削工法の適用が一般的であるものの、開削工法は、工事中の騒音や振動、交通規制等の課題を内在している。また、都市部の道路下空間は、複数の地下鉄や共同溝等の埋設物が輻輳していることから、新たに施工しようとするトンネルの設置深度は往々にして深くなる傾向にあり、設置深度の深層化は建設費の増大に直結する。このような背景の下、道路トンネルの施工に際してシールド工法を適用するケースが増加している。ところで、この道路トンネルの施工に当たり、一般の道路トンネルの施工では、例えば一台のシールド掘進機の掘進によって断面円形の本線トンネルが施工されることで足りる。一方、道路トンネルの分合流部の施工では、本線トンネルとランプトンネルの各断面を包括する、極めて大規模な地中拡幅が必要になり、その施工方法には様々な工夫を講じる必要がある。施工方法の一例として、本線トンネルとランプトンネルの２つのトンネル間に円弧状もしくは直線状のパイプルーフを架け渡して先受け支保工を施工する方法が挙げられる。この先受け支保工を施工した後、トンネル内を支保工にて支持し、上方のパイプルーフ直下を掘削しながらトンネルの一部を撤去することにより、例えば多連円弧状の大断面空間が形成される。そして、このように形成された大断面空間において、上記する道路トンネルの分合流部等の構造物を構築することができる。
【０００３】
ここで、図１及び図２を参照して、この大断面トンネルの施工方法を詳説する。図１は、道路トンネルの分合流部の施工方法及び仮設構造を説明する縦断面図であり、図２は、図１と同様に道路トンネルの分合流部の施工方法と本設構造を説明する縦断面図である。道路トンネルの分合流部の施工方法においては、まず、地中に間隔を置いて、相対的に小断面のランプトンネル１００と、相対的に大断面の本線トンネル２００とを並設施工する。本線トンネル２００とランプトンネル１００はいずれも、シールド工法にて施工され、複数のセグメント２０がリング方向に接続されてセグメントリングを形成するとともに、複数のセグメントリングがトンネルの延伸方向に接続されることにより所定延長に亘るトンネルを形成している。各セグメント２０は、周方向に延びる湾曲した複数の主桁２１と、主桁２１の外周面に溶接にて接続されたスキンプレート２４と、主桁２１の周方向端部において当該主桁２１とスキンプレート２４に溶接にて接続された継手板２２と、主桁２１同士を繋いでセグメント２０を補強する縦リブ２３と、を有する。
次に、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の各トンネル内において、パイプルーフ３００との交差位置を起点として鉛直方向に延設する支保柱６０（鉛直支保工）を施工する。次に、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の上方において双方のトンネル間にパイプルーフ３００を架け渡す。パイプルーフ３００は、ランプトンネル１００を発進側トンネルとし、ランプトンネル１００から鋼管３０を順次推進させながら到達側トンネルである本線トンネル２００の手前まで湾曲線形を有して延設している。尚、ランプトンネル１００が到達側トンネルであり、本線トンネル２００が発進側トンネルであってもよい。また、直線状のパイプルーフが施工されてもよい。ランプトンネル１００と本線トンネル２００の下方位置においても、一点鎖線で示す下方のパイプルーフ３００Ａを必要に応じて施工する。そして、ランプトンネル１００と本線トンネル２００の下方位置には、双方のトンネル間に跨る先行仮設下部受け４００を架け渡す。尚、支保柱６０の施工は、パイプルーフ３００，３００Ａの架け渡しの後で行ってもよい。
仮設構造ではないが、ランプトンネル１００と本線トンネル２００にはそれぞれ、上方斜め支保工７０と下方斜め支保工８０を仮設段階で施工する。これらの部材はいずれも、図中の建築限界の外周側に位置しており、この建築限界の外周側に施工されるコンクリート等に埋設される部材となり得る。上方斜め支保工７０は、図中の一点鎖線で示す本設の切り開きトンネル７００（もしくは、切り拡げトンネル）の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に切り開きトンネル７００から作用する軸力を逃がす部材である。一方、下方斜め支保工８０も、図中の一点鎖線で示す本設の切り開きトンネル７００の軸線に沿う方向に延びて、本設トンネル供用後に切り開きトンネル７００から作用する軸力を逃がす部材である。
本線トンネル２００とランプトンネル１００のうち、先行仮設下部受け４００の端部が嵌め込まれる箇所には予めセグメント２０に対して凹陥部２０ａが設けられ、例えばこの凹陥部２０ａは、トンネル施工当初はコンクリート等で閉塞されている。その施工方法の詳細は省略するが、例えば、ランプトンネル１００の凹陥部２０ａ（発進部）から折れ機構を有して曲線施工対応の掘進機を発進させ、地山を掘進しながら鋼管５０の推進を実行して鋼管５０同士を繋ぐことにより、先行仮設下部受け４００が施工される。この施工において、鋼管の推進に適用された掘進機は、本線トンネル２００の凹陥部２０ａまで到達して先行仮設下部受け４００の施工を完了した後、例えば縮径して、先行仮設下部受け４００を構成する複数の鋼管５０の内部を介して発進側トンネル１００内に引き戻されて回収される。また、本線トンネル２００とランプトンネル１００において、切り開きトンネル７００の端部が接続される箇所のセグメント２０においても、それぞれ凹陥部２０ｂ，２０ｃが予め設けられている。
発進側トンネル１００側においては、パイプルーフ３００を構成する複数の鋼管３０のうち、後端に位置する鋼管３０の端部３２と、セグメント２０に固定されている鋼製の収容開口部に固定されている伝達部材１０もしくはキャップ部材１７と、鋼管３０の端部３２と伝達部材１０もしくはキャップ部材１７とを接続するコンクリート体４０と、により、パイプルーフと発進側トンネルの接続構造６００が形成される。一方、到達側トンネル２００側においては、到達側トンネル２００の手前で先端３１が止まっている鋼管３０と、セグメント２０から地山Ｇ内に突出している鋼製の突出部と、鋼管３０の先端３１と鋼製の突出部とを巻き込んで一体化しているコンクリート体４０と、により、パイプルーフと到達側トンネルの接続構造５００が形成される。
【０００４】
次に、図２に示すように、パイプルール３００，３００Ａを支保工として、パイプルール３００の下方やパイプルール３００Ａの上方を透かし掘り等して施工空間ＳＰを形成し、切り開きトンネル７００用のセグメント同士を継手部を介して接続しながら、本線トンネル２００とランプトンネル１００に掛け渡す。ここで、切り開きトンネル７００用のセグメントは、本線トンネル２００もしくはランプトンネル１００側に取り付けられるＡセグメント２０Ａ及びＢセグメント２０Ｂと、左右のＢセグメント２０Ｂのテーパー状の端面の間に、施工空間ＳＰ側からＸ方向に落とし込まれる（もしくは差し込まれる）ことにより取り付けられるＫセグメント２０Ｃとにより形成される。図２に示すようなＡセグメント２０ＡとＢセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃは相互にセグメント継手を介して接続され、切り開き区間に亘り、各セグメントがリング継手を介して接続されることにより、切り開きトンネル７００が形成される。
切り開きトンネル７００により本線トンネル２００とランプトンネル１００が繋がれた後、本線トンネル２００とランプトンネル１００双方の内側の建築限界と干渉する領域を撤去することにより、大断面トンネルが施工される。
【０００５】
ところで、図２に示す切り開きトンネル７００の施工においては、本線トンネル２００側から切り開きトンネル７００の周方向であるＹ方向にＡセグメント２０ＡとＢセグメント２０Ｂを施工し、ランプトンネル１００側から同様に周方向であるＹ方向にＢセグメント２０Ｂを施工した後、最後にＫセグメント２０Ｃを径方向であるＸ方向に落とし込む等することにより、図２に示す周方向の構造が形成される。そして、この周方向の構造が、トンネル１００，２００の延伸方向に亘り、リング継手を介して複数接続されることにより、切り開きトンネル７００が施工される。
この切り開きトンネル７００の施工において、最後に径方向にＫセグメント２０Ｃが落とし込まれる（もしくは差し込まれる）隙間が誤差のない態様で施工されている場合は、Ｋセグメント２０Ｃが隙間に速やかに落とし込まれ、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃの双方のセグメント継手面に開設されている複数組のボルト孔にボルトが挿通され、ボルト接合される。また、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃのセグメント継手面の外周側には、シール溝が開設されており、双方のシール溝にシール材が収容され、双方のシール材が相互に圧縮された態様で当接することにより、シール構造が形成される。
しかしながら、最後に径方向にＫセグメント２０Ｃが落とし込まれる隙間が誤差のある態様（隙間が周方向に短い態様、もしくは周方向に長い態様）で施工されている場合は、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃの双方のセグメント継手面において、ボルト孔が位置合わせできず、さらには、シール材同士を当接させることができない危険性がある。
【０００６】
ここで、特許文献１には、ボルト接合方式のセグメントの継手について、組立て精度の向上と、目違いの調整に適したセグメントの継手構造と目違い調整用セグメントが開示されている。具体的には、少なくとも一つの継手面に、互いに接合すべきセグメントの相対する継手面に設けられている長孔のボルト孔と交差する長孔のボルト孔が形成されている、トンネルリングの目違い調整用セグメントである。又、互いに接合すべきセグメント同士をそれぞれの継手面に設けられたボルト孔を貫通するボルトによって接合するセグメントの継手構造において、接合部における一方の継手面のボルト孔と他方の継手面のボルト孔を互いに交差する長孔とした、セグメントの継手構造である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−５６５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載のセグメントの継手構造と目違い調整用セグメントによれば、リング継手面における目違いの調整を図ることができるものの、上記するように、切り開きトンネルの周方向において施工誤差がある場合であっても、最後にＫセグメントを設置して切り開きトンネルを施工するといった課題を解消できるものではない。
【０００９】
本発明は、並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルの施工において、その周方向に施工誤差がある場合であっても、最後にＫセグメントを設置して切り開きトンネルの施工を可能とする、ＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット、切り開きトンネル及びその施工方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明によるＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットの一態様は、
並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルを構成し、各トンネル側に配設されるＢセグメントと、左右の該Ｂセグメントの間の隙間に挿入されて設置されるＫセグメントとを有する、ＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットであって、
前記Ｋセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Ｂセグメントにおいて、前記Ｋセグメントの前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Ｋセグメントの左右にある前記Ｂセグメントよりも該Ｋセグメントの径方向の高さが高く、
前記第二テーパー面に開設されている、前記Ｋセグメントと接続する第一セグメント継ぎボルト孔が、前記Ｂセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記第一テーパー面に、前記Ｂセグメントと接続する第二セグメント継ぎボルト孔が開設されており、
左右の前記Ｂセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔の異なる位置に第二セグメント継ぎボルト孔が位置決めされ、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることにより、左右の前記Ｂセグメントの間の前記隙間の相違に応じて、前記Ｂセグメントと前記Ｋセグメントが前記切り開きトンネルの径方向の異なる位置で接合自在であることを特徴とする。
【００１１】
本態様によれば、Ｋセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面が径方向に傾斜する第一テーパー面であり、かつ、Ｋセグメントの左右にあるＢセグメントよりもＫセグメントの径方向の高さが高いことにより、施工誤差により、例えば左右のＢセグメント間の隙間が長過ぎる場合には、Ｋセグメントがこの隙間に入り込んでＢセグメントとＫセグメントの双方のセグメント継手面におけるセグメント継ぎボルト孔を位置合わせすることが可能になる。
ここで、第一テーパー面が径方向に傾斜することに関し、この傾斜方向は、切り開きトンネルの内側から外側に向かって末広がりに傾斜している形態と、その逆の形態が含まれる。例えば、上記するように、上方のパイプルーフ側から下方にＫセグメントを落とし込むようにして左右のＢセグメント間の隙間にＫセグメントを設置する場合は、前者の形態が適用される。
【００１２】
また、本発明によるＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットの他の態様は、前記Ｋセグメントにおける左右の前記セグメント継手面がいずれも、前記第一テーパー面であることを特徴とする。
本態様によれば、Ｋセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも第一テーパー面であることにより（従って、左右のＢセグメントがともにＫセグメントに対応するテーパー面を有する）、左右のＢセグメントのテーパー面に対してＫセグメントの左右の第一テーパー面を係止させることができるため、施工誤差がある場合であっても効率的にＫセグメントの設置を行うことが可能になる。
【００１３】
また、本発明によるＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットの他の態様は、前記Ｋセグメントの前記セグメント継手面に、第一シール材が収容される第一シール溝が設けられており、
前記Ｂセグメントのセグメント継手面に設けられている、第二シール材が収容される第二シール溝よりも前記第一シール溝の径方向の長さが長いことを特徴とする。
本態様によれば、Ｂセグメントの有する第二シール溝よりも径方向の長さの長い第一シール溝をＫセグメントが有していることにより、第一シール溝内には、第二シール溝内に収容されるシール材よりも径方向に長いシール材を収容することが可能になる。そのため、上記する施工誤差がある場合であっても、Ｂセグメントのセグメント継手面の第二シール溝内に収容されている第二シール材に対して、Ｋセグメントのセグメント継手面の第一シール溝内に収容されている第一シール材を確実に接触させることができ、シール構造を形成することが可能になる。
【００１４】
また、本発明によるＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセットの一態様は、
前記Ｋセグメントの前記第一テーパー面と当接する第二テーパー面を備えている、Ｂセグメントであって、
前記第二テーパー面において、前記Ｋセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が開設されており、
前記セグメント継ぎボルト孔が前記Ｂセグメントの径方向に長い長孔であることを特徴とする。
本態様によれば、Ｂセグメントの第二テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔が、径方向に長い長孔であることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Ｋセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にボルトを確実に挿通させてボルト接合することができる。
【００１５】
また、本発明による切り開きトンネルの一態様は、
前記セグメントセットを構成する前記Ｋセグメントと、該Ｋセグメントの左右の前記第一テーパー面に対して、前記セグメントセットを構成する二つの前記Ｂセグメントの前記第二テーパー面が当接している、切り開きトンネルであって、
前記第一テーパー面に開設されている前記第二セグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔である前記第一セグメント継ぎボルト孔が連通し、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されており、
前記第二シール溝に前記第二シール材が収容され、前記第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い前記第一シール材が収容され、該第二シール材と該第一シール材が当接してシール構造を形成していることを特徴とする。
本態様によれば、前記Ｋセグメントと、該Ｋセグメントの左右の第一テーパー面に対して二つの前記Ｂセグメントの第二テーパー面が当接していることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、Ｋセグメントのセグメント継手面に開設されているセグメント継ぎボルト孔との位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にセグメント継ぎボルトが確実に挿通されてボルト接合された切り開きトンネルが形成される。さらに、第二シール溝に第二シール材が収容され、第一シール溝に該第二シール材よりも径方向の長さが長い第一シール材が収容されていることにより、上記するように周方向に施工誤差がある場合であっても、第二シール材と第一シール材が当接されてなるシール構造を確実に有する切り開きトンネルが形成される。
【００１６】
また、本発明による切り開きトンネルの他の態様は、前記長孔に前記ボルトが挿通されている際に形成される隙間に、間詰材が設けられていることを特徴とする。
本態様によれば、長孔にセグメント継ぎボルトが挿通されている際に形成される隙間に間詰材が設けられていることにより、長孔の隙間内におけるセグメント継ぎボルトのずれを解消することができる。ここで、間詰材としては、鋼棒や鋼線、鉄筋、無収縮モルタル等の充填材等が挙げられる。
【００１７】
また、本発明による切り開きトンネルの施工方法の一態様は、
二本のトンネルが並設して施工された後、二本の該トンネルを繋ぐ切り開きトンネルを施工する、切り開きトンネルの施工方法であって、
二本の前記トンネル側にそれぞれＢセグメントを設置する、Ｂセグメント設置工程と、
双方の前記Ｂセグメントの間にＫセグメントを径方向に挿入して設置するＫセグメント設置工程と、を有し、
前記Ｋセグメントにおける左右のセグメント継手面がいずれも、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、
前記Ｂセグメントにおける前記第一テーパー面と当接するセグメント継手面が、径方向に傾斜する第二テーパー面であり、
前記切り開きトンネルの周方向において、前記Ｋセグメントの左右にある前記Ｂセグメントよりも該Ｋセグメントの径方向の高さが高くなっており、
前記第二テーパー面において、前記Ｋセグメントと接続するセグメント継ぎボルト孔が前記Ｂセグメントの径方向に長い長孔であり、
前記Ｋセグメント設置工程において、前記第一テーパー面に開設されているセグメント継ぎボルト孔と、前記第二テーパー面に開設されている前記長孔が連通され、セグメント継ぎボルトが挿通されてボルト接合されることを特徴とする。
本態様によれば、周方向に施工誤差がある場合であっても、ＫセグメントとＢセグメントの双方のセグメント継手面に開設されている対応するセグメント継ぎボルト孔の位置合わせが可能となり、双方のセグメント継ぎボルト孔にセグメント継ぎボルトが確実に挿通されてボルト接合された切り開きトンネルを施工することができる。また、既述するように、第二シール溝に第二シール材が収容され、第一シール溝に第二シール材よりも径方向の長さが長い第一シール材が収容されていて、Ｋセグメントを落とし込む等してＫセグメントとＢセグメントの双方のセグメント継手面を当接させた際に、第二シール材と第一シール材が当接して、シール構造を確実に形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＢセグメントとＫセグメントからなるセグメントセット、切り開きトンネル及びその施工方法によれば、並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルの施工において、その周方向に施工誤差がある場合であっても、最後にＫセグメントを設置して切り開きトンネルを施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】道路トンネルの分合流部の施工方法及び仮設構造を説明する縦断面図である。
【図２】道路トンネルの分合流部の施工方法と本設構造を説明する縦断面図である。
【図３】実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。
【図４】図３のIV方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図である。
【図５】実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。
【図６】図５のVI方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を周方向の軸心に対して傾斜したテーパー面であるセグメント継手側から見た側面図である。
【図７】図５のVII方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を周方向の軸心に対して垂直なセグメント継手側から見た側面図である。
【図８】切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
【図９】切り開きトンネルの周方向に大き目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
【図１０】切り開きトンネルの周方向に小さ目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、各実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントとＢセグメント、切り開きトンネル及びその施工方法について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。
【００２１】
［実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメント］
まず、図３及び図４と図８を参照して、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントの一例について説明する。ここで、図３は、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントの一例を主桁側から見た正面図であり、図４は、図３のIV方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図である。また、図８は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。ここで、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントを説明するに当たり、実施形態に係る切り開きトンネルの一例を参照することにより、Ｋセグメントの特徴構成の理解が容易になることから、図８を適宜参照することにする。
【００２２】
Ｋセグメント２０Ｄは、図８に示すように、並設する二本のトンネル１００，２００を繋ぐ切り開きトンネル７００Ａにおいて、その周方向に配設されている左右のＢセグメント２０Ｂの間の隙間に、切り開きトンネル７００Ａの径方向に落とし込まれる（もしくは差し込まれる）セグメントである。
【００２３】
Ｋセグメント２０Ｄは、図３及び図８に示すように、周方向に延設する所定の曲率を備えた２つの鋼製の主桁２５と、２つの主桁２５の外周側（形成されるセグメントリングの外側（地山側））において主桁２５同士を繋いで周方向に延設する鋼製のスキンプレート２６と、主桁２５及びスキンプレート２６の両端部に取付けられている鋼製の継手板２７Ａ，２７Ｂ（セグメント継手面の一例）とを有する。
【００２４】
主桁２５は、その側面に複数のリング継ぎボルト孔２５ａを備えている。Ｋセグメント２０Ｄにおいて、リング継ぎボルト孔２５ａは、径方向に長い長孔として形成されている。また、２つの主桁２５の間には、これら主桁２５に亘る幅を有する鋼製の縦リブ２８が配設されており、縦リブ２８により、箱型のＫセグメント２０Ｄの剛性が高められている。
【００２５】
継手板２７Ａ，２７Ｂのうち、主桁２５の外周側には、径方向に長い、長さｔ１'の第一シール溝２７ａが形成されている。また、継手板２７Ａ，２７Ｂのうち、第一シール溝２７ａよりも主桁２５の径方向内側には、所定間隔を置いて、丸孔からなる複数のセグメント継ぎボルト孔２７ｂが開設されている。尚、図示例は、一列に四つのセグメント継ぎボルト孔２７ｂが二列設けられている形態であるが、ボルト孔の数や列には多様な形態がある。また、セグメント継ぎボルト孔は、径方向に長い長孔であってもよい。
【００２６】
Ｋセグメント２０Ｄにおいて、左右のセグメント継手面２７Ａ，２７Ｂはいずれも、外周側に向かって末広がりの第一テーパー面となっている。そして、第一テーパー面におけるテーパー方向の長さｔ１は、以下で詳説するＢセグメント２０Ｂ（図５等参照）の第二テーパー面におけるテーパー方向の長さｔ２よりも長い。ここで、図８に示すように、図示例のＫセグメント２０Ｄは、上方の施工空間ＳＰから径方向の下方に落とし込まれるようにして左右のＢセグメント２０Ｂ間の隙間に設置されることから、図３及び図８に示すように外周側に向かって末広がりの第一テーパー面となっているが、Ｋセグメントが内側から径方向の上方に差し込まれる場合は、図３とは異なり、径方向の内側に向かって末広がりのテーパー面を有する形態となる。
【００２７】
図８に示すように、Ｋセグメント２０Ｄの径方向の高さは、Ｋセグメント２０Ｄの左右にあるＢセグメント２０Ｂの径方向の高さよりも高く設定されている。最後に落とし込まれるＫセグメント２０Ｄの径方向の高さが隣接するＢセグメント２０Ｂの径方向の高さよりも高く設定されていることにより、図９及び図１０を参照して以下で詳説するように、Ｋセグメント２０Ｄを落とし込むに当たり、左右のＢセグメント２０Ｂ間の隙間が施工誤差によって周方向に大き過ぎたり、あるいは小さ過ぎる場合であっても、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄの双方のセグメント継手面において、双方のボルト孔の位置合わせを行うことができる。そのため、切り開きトンネル７００Ａの施工において、Ｋセグメント２０Ｄの設置前の施工段階で周方向に施工誤差がある場合であっても、セグメント継ぎボルトにてＢセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄをボルト接合することが可能になる。
【００２８】
［実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメント］
次に、図５乃至図７、及び図８を参照して、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例について説明する。ここで、図５は、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。また、図６は、図５のVI方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を周方向の軸心に対して傾斜したテーパー面であるセグメント継手側から見た側面図である。さらに、図７は、図５のVII方向矢視図であって、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの一例を周方向の軸心に対して垂直なセグメント継手側から見た側面図である。尚、実施形態に係るセグメントセットを構成するＢセグメントの説明においても、その理解が容易になることから、図８を適宜参照することにする。
【００２９】
Ｂセグメント２０Ｂは、図８に示すように、並設する二本のトンネル１００，２００を繋ぐ切り開きトンネル７００Ａにおいて、その周方向に最後に落とし込まれるＫセグメント２０Ｄの両側に配設されて、Ｋセグメント２０Ｄと接合されるセグメントである。
【００３０】
Ｂセグメント２０Ｂは、図５及び図８に示すように、周方向に延設する所定の曲率を備えた２つの鋼製の主桁２５Ａと、２つの主桁２５Ａの外周側において主桁２５Ａ同士を繋いで周方向に延設する鋼製のスキンプレート２６Ａと、主桁２５Ａ及びスキンプレート２６Ａの両端部に取付けられている鋼製の継手板２７Ｃ，２７Ｄ（セグメント継手面の一例）とを有する。
【００３１】
主桁２５Ａは、その側面に、丸孔からなる複数のリング継ぎボルト孔２５ｂを備えている。また、２つの主桁２５Ａの間には、これら主桁２５Ａに亘る幅を有する複数の鋼製の縦リブ２８Ａが配設されており、複数の縦リブ２８Ａにより、箱型のＢセグメント２０Ｂの剛性が高められている。
【００３２】
継手板２７Ｃのうち、主桁２５Ａの外周側には、Ｋセグメント２０Ｄの有する第一シール溝２７ａよりも径方向の長さが短い、長さｔ２'の第二シール溝２７ｃが形成されている。また、継手板２７Ｃのうち、第二シール溝２７ｃよりも主桁２５Ａの径方向内側には、所定間隔を置いて、長孔からなる複数のセグメント継ぎボルト孔２７ｄが開設されている。尚、図示例は、図４に示すＫセグメント２０Ｄの有する八つのセグメント継ぎボルト孔２７ｂに対応する位置に、同様に八つのセグメント継ぎボルト孔２７ｄが開設されている。
【００３３】
一方、継手板２７Ｄのうち、主桁２５Ａの外周側には、継手板２７Ｃと同様に径方向の長さが短い、長さｔ２'の第二シール溝２７ｃが形成されている。また、継手板２７Ｄのうち、第二シール溝２７ｃよりも主桁２５Ａの径方向内側には、所定間隔を置いて、丸孔からなる複数のセグメント継ぎボルト孔２７ｅが開設されている。
【００３４】
Ｂセグメント２０Ｂにおいて、Ｋセグメント２０Ｄと接続されるセグメント継手面２７Ｃは、Ｋセグメント２０Ｄの第一テーパー面２７Ａ，２７Ｂと当接する第二テーパー面２７Ｃを有している。そして、図５及び図６に示すように、第二テーパー面２７Ｃのテーパー方向に沿う長さｔ２は、Ｋセグメント２０Ｄの第一テーパー面２７Ａ，２７Ｂのテーパー方向に沿う長さｔ１よりも短く設定されている。
【００３５】
一方、Ｂセグメント２０Ｂにおいて、例えば、図８に示すように、Ａセグメント２０Ａの有する継手板２７Ｅに接続される継手板２７Ｄは、周方向の軸線に直交する垂直面となっており、図５及び図７に示すように、継手板２７の長さ（Ｂセグメント２０Ｂの径方向の高さ）はｔ３である。
【００３６】
［実施形態に係る切り開きトンネルとその施工方法］
次に、図８乃至図１０を参照して、実施形態に係る切り開きトンネルとその施工方法の一例について説明する。ここで、図８は、切り開きトンネルの周方向に施工誤差のない隙間に、実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。また、図９は、切り開きトンネルの周方向に大き目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。さらに、図１０は、切り開きトンネルの周方向に小さ目の施工誤差のある隙間に実施形態に係るセグメントセットを構成するＫセグメントが落とし込まれて形成された、実施形態に係る切り開きトンネルの一例の一部を説明する縦断面図である。
【００３７】
図８に示す切り開きトンネル７００Ａは、切り開きトンネル７００Ａの周方向に、施工誤差のない態様でＡセグメント２０ＡやＢセグメント２０Ｂが施工され、左右のＢセグメント２０Ｂ間の誤差のない隙間にＫセグメント２０Ｄが落とし込まれることにより、切り開きトンネル７００Ａが形成されている。
【００３８】
切り開きトンネル７００Ａは、図１に示すように、ランプトンネル１００と本線トンネル２００といった二本のトンネル１００，２００を施工した後、パイプルーフ３００直下を透かし掘り等して施工空間ＳＰを形成し、切り開きトンネル７００用の各種セグメントをトンネル１００側及びトンネル２００側からそれぞれ搬送しながら、順次設置していく。より具体的には、図２に示すように、トンネル１００，２００側（図２に示す例では、トンネル１００側）にＡセグメント２０Ａを設置し、さらに、Ａセグメント２０Ａの周方向内側にＢセグメント２０Ｂを設置するとともに、トンネル２００側においてもＢセグメントを設置する（Ｂセグメント設置工程）。尚、設置されるＡセグメント２０Ａの数に限定はなく、複数のＡセグメント２０Ａが設置されてもよいが、少なくとも、Ｋセグメント２０Ｄの左右にＢセグメント２０Ｂが設置されることを要する。
【００３９】
このＢセグメント設置工程では、図８に示すように、左右のＢセグメント２０Ｂ間にＫセグメント２０Ｄを設置するための隙間を設けておく。図８に示す例では、この隙間が施工誤差のない態様で形成されている。次に、施工空間にＫセグメント２０Ｄを搬送し、施工誤差のないＢセグメント２０Ｂ間の隙間にＫセグメント２０Ｄを径方向の下方に落とし込むことにより、Ｋセグメント２０Ｄの設置を行う（Ｋセグメント設置工程）。
【００４０】
図８に示す状態において、Ｋセグメント２０Ｄの有する第一テーパー面であるセグメント継手面２７Ａ，２７Ｂに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｂは、Ｂセグメント２０Ｂの有する第二テーパー面であるセグメント継手面２７Ｃに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｄ（長孔）と位置合わせされており、対応するセグメント継ぎボルト孔２７ｂ、２７ｄにセグメント継ぎボルト９５が挿通され、ボルト接合されている。
【００４１】
さらに、図８に示す状態において、セグメント継手面２７Ａ，２７Ｂに設けられている第一シール溝２７ａに収容されている第一シール材９１と、セグメント継手面２７Ｃに設けられている第二シール溝２７ｃに収容されている第一シール材９２が相互に圧縮された態様で当接され、シール構造が形成されている。
【００４２】
対応するセグメント継ぎボルト孔２７ｂ、２７ｄにセグメント継ぎボルト９５が挿通されている状態において、セグメント継ぎボルト孔２７ｄは長孔であることから、施工誤差のない図示例の状態では、例えば長孔２７ｄの中央位置にセグメント継ぎボルト９５が挿通され、その両側には隙間が存在する。そこで、この隙間に間詰材９６を設けることにより、長孔２７ｄの隙間内におけるセグメント継ぎボルト９５のずれを解消することができる。ここで、間詰材９６としては、鋼棒や鋼線、鉄筋、無収縮モルタル等の充填材等が挙げられる。
【００４３】
図８に示すようにして切り開きトンネル７００Ａの周方向の構造が形成され、複数の当該周方向の構造がリング継手面において相互にボルト接合されることにより、所定延長の切り開きトンネル７００Ａが形成される。より具体的には、切り開きトンネル７００Ａの延長方向に隣接するＢセグメント２０Ｂ同士の対応するリング継ぎボルト孔２５ｂにリング継ぎボルト（図示せず）が挿通され、同様に対応するＫセグメント２０Ｄ同士のリング継ぎボルト孔２５ａにリング継ぎボルト（図示せず）が挿通され、それぞれボルト接合される。ここで、Ｋセグメント２０Ｄの有するリング継ぎボルト孔２５ａは径方向に長い長孔であることから、隣接するＫセグメント２０Ｄ間に施工誤差がある場合であっても、リング継ぎボルトによるボルト接合が可能になる。
【００４４】
これに対し、図９は、切り開きトンネル７００Ａの周方向に、大き目の施工誤差のある態様でＡセグメント２０ＡやＢセグメント２０Ｂが施工され、左右のＢセグメント２０Ｂ間の大き目の誤差のある隙間にＫセグメント２０Ｄが落とし込まれることにより、切り開きトンネル７００Ａが形成されている。
【００４５】
図９に示す切り開きトンネル７００Ａでは、周方向の隙間が大き過ぎることから、Ｋセグメント２０Ｄが図８に示す誤差のない場合よりも径方向内側に落ち込んで設置される。しかしながら、Ｂセグメント２０Ｂに比べてＫセグメント２０Ｄの径方向の高さが高いことから、Ｋセグメント２０Ｄのスキンプレート２６は、左右のＢセグメント２０Ｂのスキンプレート２６Ａよりも外周に突出した態様、もしくは面一の態様で、左右のＢセグメント２０Ｂの第二テーパー面２７Ｃに対してＫセグメント２０Ｄの左右の第一テーパー面２７Ａ，２７Ｂが係止される（図９に示す例では、スキンプレート２６が若干外側に突出している）。
【００４６】
そして、図９に示す状態において、Ｂセグメント２０Ｂの有する第二シール溝２７ｃとそこに収容されている第二シール材９２に対して、Ｋセグメント２０Ｄの有する第一シール溝２７ａとそこに収容されている第一シール材９１が径方向に長いことから、第一シール材９１と第二シール材９２は相互に圧縮された態様で当接されることができ、図８に示す状態と同様にシール構造を形成することができる。具体的には、図９に示すように、第一シール材９１の上部と第二シール材９２が相互に当接して、シール構造を形成する。
【００４７】
さらに、Ｂセグメント２０Ｂのセグメント継手面２７Ｃに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｄが径方向に長い長孔であることにより、このセグメント継ぎボルト孔２７ｄと、Ｋセグメント２０Ｄのセグメント継手面２７Ａ，２７Ｂに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｂを位置合わせすることができ、対応するセグメント継ぎボルト孔２７ｂ、２７ｄにセグメント継ぎボルト９５を挿通してボルト接合することができる。図９に示す切り開きトンネル７００Ａにおいては、長孔であるセグメント継ぎボルト孔２７ｄの上方に隙間が形成されることから、この隙間に間詰材９６が設けられている。
【００４８】
このように、Ｋセグメント２０Ｄの設置前の施工段階において、周方向に大き目の施工誤差がある場合であっても、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄを適用することにより、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄのセグメント継手面において、第一シール材９１と第二シール材９２によるシール構造を形成することが保証され、かつ、セグメント継ぎボルトによるボルト接合が保証される。
【００４９】
図９に対し、図１０は、切り開きトンネル７００Ａの周方向に、小さ目の施工誤差のある態様でＡセグメント２０ＡやＢセグメント２０Ｂが施工され、左右のＢセグメント２０Ｂ間の小さ目の誤差のある隙間にＫセグメント２０Ｄが落とし込まれることにより、切り開きトンネル７００Ａが形成されている。
【００５０】
図１０に示す切り開きトンネル７００Ａでは、周方向の隙間が小さ過ぎることから、Ｋセグメント２０Ｄが図８に示す誤差のない場合よりも径方向外側に突出して設置される。しかしながら、Ｂセグメント２０Ｂに比べてＫセグメント２０Ｄの径方向の高さが高いことから、Ｋセグメント２０Ｄの下端は、左右のＢセグメント２０Ｂの下端よりも内側に突出した態様、もしくは面一の態様で、左右のＢセグメント２０Ｂの第二テーパー面２７Ｃに対してＫセグメント２０Ｄの左右の第一テーパー面２７Ａ，２７Ｂが係止される（図１０に示す例では、Ｋセグメント２０Ｄの下端が若干内側に突出している）。
【００５１】
そして、図１０に示す状態において、Ｂセグメント２０Ｂの有する第二シール溝２７ｃとそこに収容されている第二シール材９２に対して、Ｋセグメント２０Ｄの有する第一シール溝２７ａとそこに収容されている第一シール材９１が径方向に長いことから、第一シール材９１と第二シール材９２は相互に圧縮された態様で当接されることができ、図８に示す状態と同様にシール構造を形成することができる。具体的には、図１０に示すように、第一シール材９１の下部と第二シール材９２が相互に当接して、シール構造を形成する。
【００５２】
さらに、Ｂセグメント２０Ｂのセグメント継手面２７Ｃに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｄが径方向に長い長孔であることにより、このセグメント継ぎボルト孔２７ｄと、Ｋセグメント２０Ｄのセグメント継手面２７Ａ，２７Ｂに開設されているセグメント継ぎボルト孔２７ｂを位置合わせすることができ、対応するセグメント継ぎボルト孔２７ｂ、２７ｄにセグメント継ぎボルト９５を挿通してボルト接合することができる。図１０に示す切り開きトンネル７００Ａにおいては、長孔であるセグメント継ぎボルト孔２７ｄの下方に隙間が形成されることから、この隙間に間詰材９６が設けられている。
【００５３】
このように、Ｋセグメント２０Ｄの設置前の施工段階において、周方向に小さ目の施工誤差がある場合であっても、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄを適用することにより、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄのセグメント継手面において、第一シール材９１と第二シール材９２によるシール構造を形成することが保証され、かつ、セグメント継ぎボルトによるボルト接合が保証される。
【００５４】
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【００５５】
２０：セグメント
２０Ａ：Ａセグメント
２０Ｂ：Ｂセグメント
２０Ｃ，２０Ｄ：Ｋセグメント
２５，２５Ａ：主桁
２５ａ：リング継ぎボルト孔
２６，２６Ａ：スキンプレート
２７Ａ，２７Ｂ：継手板（セグメント継手面、第一テーパー面）
２７Ｃ：継手板（セグメント継手面、第二テーパー面）
２７Ｄ、２７Ｅ：継手板（セグメント継手面）
２７ａ：第一シール溝
２７ｂ：セグメント継ぎボルト孔
２７ｃ：第二シール溝
２７ｄ：セグメント継ぎボルト孔（長孔）
２７ｅ，２７ｆ：セグメント継ぎボルト孔
２８，２８Ａ：縦リブ
９１：第一シール材
９２：第二シール材
９５：セグメント継ぎボルト
９６：間詰材
１００：ランプトンネル（トンネル）
２００：本線トンネル（トンネル）
３００，３００Ａ：パイプルーフ
７００，７００Ａ：切り開きトンネル
【要約】
【課題】並設する二本のトンネルを繋ぐ切り開きトンネルの施工において、その周方向に施工誤差がある場合であっても、最後にＫセグメントを設置して切り開きトンネルの施工を可能とする、Ｋセグメント、Ｂセグメント、切り開きトンネル及びその施工方法を提供する。
【解決手段】並設する二本のトンネル１００，２００を繋ぐ切り開きトンネル７００Ａを構成する、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｄのうち、各トンネル１００，２００側に配設されるＢセグメント２０Ｂの間に挿入されて設置される、Ｋセグメント２０Ｄであり、Ｋセグメント２０Ｄの少なくとも一方のセグメント継手面２７Ａ（２７Ｂ）が、径方向に傾斜する第一テーパー面であり、切り開きトンネル７００Ａの周方向において、Ｋセグメント２０Ｄの左右にあるＢセグメント２０ＢよりもＫセグメント２０Ｄの径方向の高さが高い。
【選択図】図８【図１】
0006811299.tif 000002
【図２】
0006811299.tif 000003
【図３】
0006811299.tif 000004
【図４】
0006811299.tif 000005
【図５】
0006811299.tif 000006
【図６】
0006811299.tif 000007
【図７】
0006811299.tif 000008
【図８】
0006811299.tif 000009
【図９】
0006811299.tif 000010
【図１０】
0006811299.tif 000011