(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントを円周方向に組み立てたセグメントリングを軸方向に順次連結延長させて構築されたシールドトンネルの一部に、剛性材からなる一対の円弧状をした側枠材の間に可撓部材を介在させた可撓セグメントリングを組み込んでなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置において、
前記可撓部材には、その両側面にそれぞれ頭部を該可撓部材内に係止させた定着用ボルトの先端を突設し、該定着用ボルトを側枠に貫通させてネジ止めし、かつ前記両側枠材には可撓部材内面側支持用の張り出し片を互いに対向配置に突設させ、該張り出し片の外側面に前記可撓部材の内周面を当接させ、前記張り出し片よりリング中心側位置に、前記両側枠間の間隔を一定に維持させる反力受け用のスペーサを取り外し自在に設置し、かつ前記可撓セグメントリング及びその前後の複数のセグメントリング外周を、連続した筒状の防水シートで被覆したことを特徴としてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【請求項２】
前記可撓部材の弧状内側の中央に円弧方向に向けて変形用溝を備え、前記張り出し片を該可撓部材の前記変形用溝の両側内周面に当接させてなる請求項１に記載のシールドトンネルの可撓性緩衝装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルにおける地震や不等沈下に即応させるために設置するシールドトンネルの可撓性緩衝装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールド工法において、トンネルに対する地震などの振動や不等沈下による変位を吸収するために、可撓セグメントを使用した可撓セグメントリングを所定個所に設置する工法が開発されている。この種の従来の可撓セグメントは、幅方向両側の側枠間に蛇腹状等の形状をしたゴム製の可撓部材を介在させた構造のものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の従来の可撓セグメントを使用したシールドトンネルの可撓性緩衝装置は、可撓部材によって振動やセグメントリング間の変位を吸収させると同時に、トンネル内への止水性をも維持させているため、側枠と可撓部材間の止水性を確保するために高度の技術が必要となり、非常に高価なものとなっていた。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題に鑑み、構造が簡単で廉価であり、施工性が優れ、しかも振動や変位の吸収及び止水が確実になされるシールドトンネルの可撓性緩衝装置の提供を目的としてなされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、セグメントを円周方向に組み立てたセグメントリングを軸方向に順次連結延長させて構築されたシールドトンネルの一部に、剛性材からなる一対の円弧状をした側枠材の間に可撓部材を介在させた可撓セグメントを使用した可撓セグメントリングを組み込んでなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置において、前記可撓部材には、その両側面にそれぞれ頭部を該可撓部材内に係止させた定着用ボルトの先端を突設し、該定着用ボルトを側枠に貫通させてネジ止めし、かつ前記両側枠材には可撓部材内面側支持用の張り出し片を互いに対向配置に突設させ、該張り出し片の外側面に前記可撓部材の内周面を当接させ、前記張り出し片よりリング中心側位置に、前記両側枠間の間隔を一定に維持させる反力受け用のスペーサを取り外し自在に設置し、かつ前記可撓セグメントリング及びその前後の複数のセグメントリング外周を、連続した筒状の防水シートで被覆したことを特徴としてなるシールドトンネルの可撓性緩衝装置にある。
【０００６】
尚、前記可撓部材の弧状内側の中央に円弧方向に向けて変形用溝を備え、前記張り出し片を該可撓部材の前記変形用溝の両側内周面に当接させることが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【０００８】
図１は本発明に係るシールドトンネルの可撓性緩衝装置部分の断面を示しており、図２は該緩衝装置部分のシールドトンネル覆工Ａを示している。覆工Ａは、図２に示すように可撓セグメント１，１……をリング状に組み立てた可撓セグメントリングＡ１を、通常使用されている全体が剛性の普通セグメント２，２……をリング状に組み立てた普通セグメントリングＡ２の間に組み込んで緩衝装置を構成している。
【０００９】
可撓セグメント１は図１、図３に示すように、円弧状をしたゴム製の可撓部材１０と、該可撓部材１０の幅方向の両側に一体的に固着した剛性の側枠１１，１１とをもって構成されている。
【００１０】
可撓部材１０は、厚さが側枠１１の略半分程度に成形され、図４、図５に示すように、その円弧状内側の中央に円弧方向に向けて変形用溝１２が形成されて所望の変形が得られるようになっている。
【００１１】
両側枠１１，１１の対向面の中間厚さ位置には、鋼板によって成形された可撓部材内面側支持用の張り出し片１３，１３が互いに対向配置に突設され、その外側面に、前記可撓部材１０の溝１２の両側の内面が当接されるようになっている。
【００１２】
可撓部材１０の幅方向側の両端面には固定用ボルト定着溝１４が形成されている。
【００１３】
このボルト定着溝１４は、図５に示すように、ボルト貫通部１４ａの奥部に可撓部材表裏側に張り出した拡幅部１４ｂ，１４ｂが形成された断面が略Ｔ型に成形され、これに整合する形状のＴ型配置に抜け止め用張り出し部１５ａを、頭部左右に一体に有する定着用ボルト１５(図６、図７に示す)が挿入されるようになっている。
【００１４】
尚、抜け止め用張り出し部１５ａの先端には折り返し部１５ｂが一体に成形され、これがボルト定着溝１４の拡幅部先端の折り返し溝部１４ｃに整合して回り止めされるようになっている。図中１６はネジ止め用のナットである。
【００１５】
このように構成される可撓部材１０は、その断面が円周方向に一定の形状となっており、長尺に連続成形したものを必要長さに切断して使用できるようになっている。
【００１６】
各側枠１１は、鋼鈑をもって円弧状をした箱状に組み立てて全体を一体化させたものであり、その幅方向側の一方の端面には、可撓部材を固定するための複数のボルト挿通穴１７が開口され、幅方向側の他方の端面がリング間接合面１８となっており、隣り合う普通セグメントリングＡ２の普通セグメント２との間を固定するための複数のボルト挿入穴１９が開口され、更に円周方向側の両端が可撓セグメントリングＡ１を組み立てるためのセグメント間接合面２０となっており、互いに隣り合う可撓セグメント１との間を連結するためのボルト挿入穴２１が開口されている。
【００１７】
覆工Ａの外周面は、図１に示すように、可撓セグメントリングＡ１の両側に連結されたそれぞれ複数の普通セグメントリングＡ２に跨らせて水密性を持たせた筒状の止水シート３が掛けられている。また、可撓セグメントリングＡ１を構成している各可撓セグメント１の可撓部材１０の円弧状内周面側には、両側枠１１，１１間の間隔を規制するテンションバー４ａが、テンションバー貫通孔４ｂに通して設置されている。
【００１８】
このように構成される可撓性緩衝装置は、覆工Ａ内外の止水を止水シート３によって受け持たせ、可撓部材１０は専ら覆工Ａに作用する振動吸収や不等沈下を吸収する役目を受け持ち、可撓部材１０と側枠１１との接合は、両者の力学的な連結状態が維持されるための構造となっている。
【００１９】
尚、前述した止水シート３は可撓性緩衝部の前後部分のみでなく、トンネルの覆工全体に設置したものであってもよい。
【００２０】
この可撓性緩衝装置の設置に際しては、図１０〜図１４に示すようにシールド掘進機３０によって、普通セグメントリングＡ２，Ａ２……を順次延長しつつ掘進し、可撓性緩衝装置を組み込む予定位置手前の数リングから、セグメント組み立て位置のスキンプレート３１の内面に円筒状配置に止水シート３を設置し、その内側に普通セグメントリングＡ２を組み立てて掘進し、同様にして止水シート３を順次延長させながらセグメントリングＡ２を延長させつつ掘進し、予定の可撓性緩衝装置組み立て位置にて先端の普通セグメントリングＡ２に対して可撓セグメントリングＡ１を連結して組み立てる。
【００２１】
この時、各可撓セグメント１には図８、図９に示すように箱型のスペーサ５ａ，５ｂを使用し、可撓部材１０を予定の圧縮状態にして両側枠１１，１１間を固定しておく。この箱型のスペーサ５ａ，５ｂは接合面トンネル半径方向に対して同中心線方向側に傾斜させておき、トンネル軸方向の圧縮力が作用しても容易に取り外しができるようになっている。
【００２２】
このスペーサ５ａ，５ｂを止水シート３の内側にて組み立て、普通セグメントリングＡ２の先端に連結して覆工Ａを延長させ、可撓セグメントリングＡ１の１個幅分の掘進し、然る後、同様にして止水シート３を延長しつつ、可撓セグメントリングＡ１の端部に前述と同様に普通セグメントリングＡ２を複数分順次延長しつつ掘進し、所定数の普通セグメントリングＡ２の外周に止水シート３を延長させた状態で覆工Ａを構築する。
【００２３】
図１０〜図１４は、上述した組み立て工程を順に示したものであり、図１０に示すように、所望の予定位置にて普通セグメントリングＡ２の組み立て前に、その組み立て部のスキンプレート３１の内側に帯状止水シート３ａを展開させて敷設し、両端をシールして筒状にする。
【００２４】
次いでその帯状止水シート３ａの内側に、図１１に示すように、セグメント２による普通セグメントリングＡ２を組み立てる。然る後、図１２に示すように、先に敷設した帯状止水シート３ａの縁部に重ねて帯状止水シート３ｂを前述と同様に展開させて張設し、図１３に示すように溶着機３２を使用して帯状止水シート３ａ，３ｂ間を気密にシールして止水シートを延長し、図１４に示すように掘進機３０を１リング分だけ掘進させた後前述と同様に次の普通セグメントリングＡ２を組み立てる。
【００２５】
この工程を繰り返して覆工Ａの外周を止水シート３で被覆しつつ普通セグメントリングＡ２を組み立てる。
【００２６】
このようにして外面に防水シートを設置しつつ所定リング数分の掘進を行い、所定の位置で、図１５に示すように、可撓セグメントリングＡ１を組み立てる。
【００２７】
更に、これに連続して前述と同様に普通セグメントリングＡ２を組み立てつつ掘進し、可撓性セグメントリングＡ１を挟んだ前後数リング分の普通セグメントリングＡ２に跨らせて連続した防水シートを設置する。
【００２８】
そして、掘進に伴って、可撓セグメントリングＡ１にシールド掘進機３０推進に伴う反力の影響がなくなった時、可撓セグメント１の側枠１１，１１間のスペーサ５ａ，５ｂを外し、テンションバー４を設置する。
【００２９】
上述した実施例では止水シート３を可撓セグメントリングＡ１の前後の複数個分に跨らせて設置しているが、この止水シートは、トンネル覆工の外面にその全長に亘って敷設するようにしたものであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るシールドトンネルの可撓性緩衝装置は、セグメントを円周方向に組み立てたセグメントリングを軸方向に順次連結延長させて構築されたシールドトンネルの一部に、幅方向の中央に可撓部材を介在させた可撓セグメントを使用した可撓セグメントリングを組み込み、その可撓セグメントリング及びその前後の複数のセグメントリング外周を、連続した筒状の防水シートで被覆したことにより、覆工内への止水は、止水シートによってなされるため、可撓部材の組み込みは力学的な結合のみを維持させればよいこととなり、その形状が簡単なものとなり、しかも組み込み作業が単にボルト止め等の簡単な手段でよくなり、大幅にコストの削減がなされる。
【００３１】
また、上記装置において、可撓セグメントリングを、円弧状をした可撓部材の幅方向側両側部に剛性材からなる円弧状の側枠材を固定した円弧状の可撓セグメントをリング状に組み立てて構成することにより、可撓部材を有しない普通セグメントと同形に予め形成しておくことができ、覆工への組み立ては普通セグメントと同様に行うことができ、現場作業が容易である。
【００３２】
更に、可撓部材の側面に、頭部を可撓部材内に係止させた定着用ボルトの先端を突設し、該定着用ボルトを側枠に貫通させてネジ止めすることにより、各側枠と可撓部材を連結することにより、可撓部材の組み込みが簡単な構造でなされる。
【００３３】
更に、両側枠間の可撓部材のリング中心側位置に、該両側枠間の間隔を一定に維持させる反力受け用のスペーサを取り外し自在に設置可能な可撓セグメントを使用することにより、シールド掘進機の推進時の反力を可撓部材に影響させることなく、掘進させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る可撓性緩衝装置の一例の断面図である。
【図２】  同上の装置における覆工部分の斜視図である。
【図３】  同上の装置に使用する可撓セグメントの分解斜視図である。
【図４】  同可撓セグメントの切断端面図である。
【図５】  同可撓セグメントの可撓部材の切断端面図である
【図６】  同可撓部材用の定着ボルトの側面図である。
【図７】  同上の正面図である。
【図８】  図１に示す装置の組み立て時における状態を示す断面図である。
【図９】  同組み立て時に使用しているスペーサの斜視図である。
【図１０】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【図１１】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【図１２】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【図１３】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【図１４】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【図１５】  図１に示す装置の設置に際する工程を示す部分縦断側面図である。
【符号の説明】
Ａ  シールドトンネル覆工
Ａ１  可撓セグメントリング
Ａ２  普通セグメントリング
１  可撓セグメント
２  普通セグメント
３  止水シート
４ａ  テンションバー
４ｂ  テンションバー貫通孔
５ａ，５ｂ  スペーサ
１０  可撓部材
１１  側枠
１２  変形用溝
１３  張り出し片
１４  固定用ボルト定着溝
１４ａ  ボルト挿通部
１４ｂ  拡幅部
１４ｃ  折り返し溝部
１５ａ  抜け止め用張り出し部
１５ｂ  折り返し部
１５  定着用ボルト
１６  ナット
１７  ボルト挿通穴
１８  リング間接合面
１９  ボルト挿入穴
２０  セグメント間接合面
２１  ボルト挿入穴
３０  シールド掘進機
３１  スキンプレート
３２  溶着機
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003793958.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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