シールドトンネル接続構造
【課題】立坑とシールドトンネル端部との間に介在させる弾性部材の許容変位量を増加させる。
【解決手段】立坑とシールドトンネル（３）端部とを弾性部材９を介在させて接続する構造であって、弾性部材９を複数に分断する仕切部材８を備える。具体的には、仕切部材８を複数備える。さらに、弾性部材９の両端部に接合されて立坑とシールドトンネル（３）端部とに夫々固定する一対の固定部材７と、その一対の固定部材７及びその間の仕切部材８を遊合して貫通するボルト１４と、そのボルト１４に結合するナット１５と、を備える。
【解決手段】立坑とシールドトンネル（３）端部とを弾性部材９を介在させて接続する構造であって、弾性部材９を複数に分断する仕切部材８を備える。具体的には、仕切部材８を複数備える。さらに、弾性部材９の両端部に接合されて立坑とシールドトンネル（３）端部とに夫々固定する一対の固定部材７と、その一対の固定部材７及びその間の仕切部材８を遊合して貫通するボルト１４と、そのボルト１４に結合するナット１５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑とシールドトンネル端部との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
立坑と、その立坑から延びるトンネルとでは、それぞれ地震応答特性が異なる。
このため、地震が発生すると、立坑とトンネルがそれぞれ異なる挙動をし、立坑とトンネルの接続部が破損してしまうことがあった。
そこで、立坑とシールドトンネル端部の間に弾性部材を介在させることにより、立坑とシールドトンネルのそれぞれ異なる挙動を吸収させている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１において、立坑とシールドトンネル端部を接続させるにあたり、高いシール性能と容易な施工を両立させることを課題として、立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造及び方法を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の弾性部材は、その形状を５０×５０ｍｍ までしか形成できず、このため、許容変位量が２５ｍｍ（引張、圧縮、せん断方向）と制限された形にしか対応できない。
また、弾性部材の形状が大きくなった場合には、弾性部材が土水圧を受けることになり、構造上問題が生じる。
【０００６】
本発明の課題は、立坑とシールドトンネル端部との間に介在させる弾性部材の許容変位量を増加させることである。
さらに、本発明は、弾性部材の耐荷重性能を向上させることも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造であって、前記弾性部材を複数に分断する仕切部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシールドトンネル接続構造であって、前記仕切部材を複数備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシールドトンネル接続構造であって、前記弾性部材の両端部に接合されて前記立坑とシールドトンネル端部とに夫々固定する一対の固定部材と、前記一対の固定部材及びその間の前記仕切部材を遊合して貫通するボルトと、前記ボルトに結合するナットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、立坑とシールドトンネル端部との間に介在させる弾性部材の許容変位量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用したシールドトンネル接続構造の一実施形態の構成を示すもので、シールドトンネル端部の周囲構造部を含む中央縦断面図（ａ）と、そのフレックスリングの固定部材の正面図（ｂ）である。
【図２】図１（ｂ）の矢印Ａ部の拡大詳細図である。
【図３】図１のフレックスリングの固定部材及び仕切部材の一部を拡大した正面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】図２のフレックスリングの引張変形時を示した図である。
【図５】図２のフレックスリングの圧縮変形時を示した図である。
【図６】図２のフレックスリングのせん断変形時を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１は本発明を適用したシールドトンネル接続構造の一実施形態の構成を示すもので、 １は土留め壁、２はコンクリート、３はシールドトンネル、４はセグメント、５は裏込め注入材、６はフレックスリングである。
【００１３】
図示のように、図示しないシールドマシンの発進立坑の土留め壁１には、シールドマシンの発進後において、その掘削穴の内周にコンクリート２が打設して覆工されて、シールドトンネル３のセグメント４の端部外周には裏込め注入材５が注入される。
そして、セグメント４の端部とコンクリート２とはフレックスリング６を介在させて接続される。
【００１４】
図２は図１の矢印Ａ部を拡大して詳細に示したもので、フレックスリング６は、一対の固定部材７と、その間の複数の仕切部材８と、これら固定部材７及び仕切部材８間の弾性部材９と、固定部材７をセグメント４端面に固定するボルト１１及びナット１２と、固定部材７をコンクリート２端面に固定するセラミックインサート１３と、固定部材７及び仕切部材８を貫通して結合する長ボルト１４及びナット１５と、固定部材７及び仕切部材８間に介設するスプリング１６とから構成される。
【００１５】
図示のように、フレックスリング６は、一対のステンレス鋼板による固定部材７の間に、複数（図示例では二枚）のステンレス鋼板による仕切部材８と、シリコンやポリウレタン等を主成分とするペースト状のシーリング材を硬化させて優れた変形性、対水圧性、耐久性、施工性を具備する複数（図示例では三個）の弾性部材９とをシール性接着剤の接着により交互に積層してなる。
こうして図示例において、弾性部材９は二枚の仕切部材８により三個に分断されている。
【００１６】
そして、図示左側の固定部材７は、弾性部材９より外周側において、セグメント４の端部の側面板に対しシール材によるゴム板を介装して、セラミック製のボルト１１及びナット１２で固定される。
また、図示右側の固定部材７は、弾性部材９より外周側において、コンクリート２の端面から予め鉄筋に接合して突出したセラミックインサート１３で固定される。
【００１７】
さらに、固定部材７及び仕切部材８は、弾性部材９より内周側において、長ボルト１４を挿通して遊合されるとともに、長ボルト１４の先端にナット１５を結合される。
また、固定部材７と仕切部材８とナット１５との間には、圧縮型のコイルスプリング１６がそれぞれ介設される。
なお、長ボルト１４の先端側及びナット１５の部分は、図示のように、コンクリート２の端面に形成された凹部２ａに臨んでいる。
【００１８】
以上のフレックスリング６はセグメント４の端面に対応した扇状で、シールドトンネル３を形成するセグメントリングに対応して全体としてリング状に構成される。
【００１９】
そして、リング状のフレックスリング６の弾性部材９より外周側には、コンクリート２と裏込め注入材５との間において、発泡スチロールによるバックアップ材１７が充填されている。
また、リング状のフレックスリング６の固定部材７及び仕切部材８より内周側は、コンクリート２端面の凹部２ａからセグメント４の端面板の内周において、耐火ブランケット１８で塞がれている。
【００２０】
図３はフレックスリング６の固定部材７及び仕切部材８の一部を拡大して示したもので、図示のように、固定部材７の内周側に、長ボルト１４を遊合する長穴７ａが形成されて、仕切部材８の内周側にも、長ボルト１４を遊合する長穴８ａが形成されている。
【００２１】
なお、固定部材７の外周側には、図１（ｂ）に示すように、ボルト１１またはセラミックインサート１３を通す丸穴７ｂが形成されている。
【００２２】
以上において、セグメント４端部及びコンクリート２間のフレックスリング６は、弾性部材９が具備する弾性力と、固定部材７、仕切部材８及びナット１５の間に夫々介設した圧縮型のコイルスプリング１６の付勢力とによって、通常時は図２に示すような位置関係に保持されている。
【００２３】
図４はフレックスリング６の引張変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２と間隔が拡がる時は、図示のように、水平状態の長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８が夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々引っ張られた状態に変形する。
【００２４】
図５はフレックスリング６の圧縮変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２と間隔が狭まる時は、図示のように、水平状態の長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８が夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々圧縮された状態に変形する。
【００２５】
図６はフレックスリング６のせん断変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２にせん断力が作用する拡がる時は、図示のように、長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８がその長穴７ａ・８ａによりせん断方向に夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々せん断方向に変形する。
【００２６】
このように、フレックスリング６は、地震の荷重作用方向のみ変位を許容しながら拘束することで、フレキシビリティを確保している。
【００２７】
以上のとおり、実施形態のフレックスリング６によれば、立坑の土留め壁１内周のコンクリート２とシールドトンネル３端部とに夫々固定する一対の固定部材７の間において、二枚の仕切部材８により三個の弾性部材９に分断したので、許容変位量を増加させることができる。
【００２８】
そして、一対の固定部材７及びその間の仕切部材８の長穴７ａ・８ａに夫々遊合させて挿通した長ボルト１４にナット１５を結合したので、弾性部材９の耐荷重性能を向上させることもできる。
【００２９】
（変形例）
以上の実施形態においては、発進立坑とシールドトンネルの接続構造としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、中間立坑や到達立坑との接続部に適用してもよい。
また、マンホールと下水道管の接続に用いてもよい。
【００３０】
さらに、実施形態では、固定部材及び仕切部材のボルト通し穴を長穴としたが、ボルトより大径の丸穴であってもよい。
また、トンネルの断面形状、鋼材の固定方法、セグメントの種類（鉄筋コンクリート製、鋼製等）、各部材の材質等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 土留め壁
２ コンクリート
２ａ 凹部
３ シールドトンネル
４ セグメント
５ 裏込め注入材
６ フレックスリング
７ 固定部材
７ａ 長穴
７ｂ 丸穴
８ 仕切部材
８ａ 長穴
９ 弾性部材
１１ ボルト
１２ ナット
１３ セラミックインサート
１４ ボルト
１５ ナット
１６ コイルスプリング
１７ バックアップ材
１８ 耐火ブランケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立坑とシールドトンネル端部との接続構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
立坑と、その立坑から延びるトンネルとでは、それぞれ地震応答特性が異なる。
このため、地震が発生すると、立坑とトンネルがそれぞれ異なる挙動をし、立坑とトンネルの接続部が破損してしまうことがあった。
そこで、立坑とシールドトンネル端部の間に弾性部材を介在させることにより、立坑とシールドトンネルのそれぞれ異なる挙動を吸収させている。
【０００３】
本出願人は、特許文献１において、立坑とシールドトンネル端部を接続させるにあたり、高いシール性能と容易な施工を両立させることを課題として、立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造及び方法を提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２２９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の弾性部材は、その形状を５０×５０ｍｍ までしか形成できず、このため、許容変位量が２５ｍｍ（引張、圧縮、せん断方向）と制限された形にしか対応できない。
また、弾性部材の形状が大きくなった場合には、弾性部材が土水圧を受けることになり、構造上問題が生じる。
【０００６】
本発明の課題は、立坑とシールドトンネル端部との間に介在させる弾性部材の許容変位量を増加させることである。
さらに、本発明は、弾性部材の耐荷重性能を向上させることも課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造であって、前記弾性部材を複数に分断する仕切部材を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシールドトンネル接続構造であって、前記仕切部材を複数備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のシールドトンネル接続構造であって、前記弾性部材の両端部に接合されて前記立坑とシールドトンネル端部とに夫々固定する一対の固定部材と、前記一対の固定部材及びその間の前記仕切部材を遊合して貫通するボルトと、前記ボルトに結合するナットと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、立坑とシールドトンネル端部との間に介在させる弾性部材の許容変位量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用したシールドトンネル接続構造の一実施形態の構成を示すもので、シールドトンネル端部の周囲構造部を含む中央縦断面図（ａ）と、そのフレックスリングの固定部材の正面図（ｂ）である。
【図２】図１（ｂ）の矢印Ａ部の拡大詳細図である。
【図３】図１のフレックスリングの固定部材及び仕切部材の一部を拡大した正面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】図２のフレックスリングの引張変形時を示した図である。
【図５】図２のフレックスリングの圧縮変形時を示した図である。
【図６】図２のフレックスリングのせん断変形時を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１は本発明を適用したシールドトンネル接続構造の一実施形態の構成を示すもので、 １は土留め壁、２はコンクリート、３はシールドトンネル、４はセグメント、５は裏込め注入材、６はフレックスリングである。
【００１３】
図示のように、図示しないシールドマシンの発進立坑の土留め壁１には、シールドマシンの発進後において、その掘削穴の内周にコンクリート２が打設して覆工されて、シールドトンネル３のセグメント４の端部外周には裏込め注入材５が注入される。
そして、セグメント４の端部とコンクリート２とはフレックスリング６を介在させて接続される。
【００１４】
図２は図１の矢印Ａ部を拡大して詳細に示したもので、フレックスリング６は、一対の固定部材７と、その間の複数の仕切部材８と、これら固定部材７及び仕切部材８間の弾性部材９と、固定部材７をセグメント４端面に固定するボルト１１及びナット１２と、固定部材７をコンクリート２端面に固定するセラミックインサート１３と、固定部材７及び仕切部材８を貫通して結合する長ボルト１４及びナット１５と、固定部材７及び仕切部材８間に介設するスプリング１６とから構成される。
【００１５】
図示のように、フレックスリング６は、一対のステンレス鋼板による固定部材７の間に、複数（図示例では二枚）のステンレス鋼板による仕切部材８と、シリコンやポリウレタン等を主成分とするペースト状のシーリング材を硬化させて優れた変形性、対水圧性、耐久性、施工性を具備する複数（図示例では三個）の弾性部材９とをシール性接着剤の接着により交互に積層してなる。
こうして図示例において、弾性部材９は二枚の仕切部材８により三個に分断されている。
【００１６】
そして、図示左側の固定部材７は、弾性部材９より外周側において、セグメント４の端部の側面板に対しシール材によるゴム板を介装して、セラミック製のボルト１１及びナット１２で固定される。
また、図示右側の固定部材７は、弾性部材９より外周側において、コンクリート２の端面から予め鉄筋に接合して突出したセラミックインサート１３で固定される。
【００１７】
さらに、固定部材７及び仕切部材８は、弾性部材９より内周側において、長ボルト１４を挿通して遊合されるとともに、長ボルト１４の先端にナット１５を結合される。
また、固定部材７と仕切部材８とナット１５との間には、圧縮型のコイルスプリング１６がそれぞれ介設される。
なお、長ボルト１４の先端側及びナット１５の部分は、図示のように、コンクリート２の端面に形成された凹部２ａに臨んでいる。
【００１８】
以上のフレックスリング６はセグメント４の端面に対応した扇状で、シールドトンネル３を形成するセグメントリングに対応して全体としてリング状に構成される。
【００１９】
そして、リング状のフレックスリング６の弾性部材９より外周側には、コンクリート２と裏込め注入材５との間において、発泡スチロールによるバックアップ材１７が充填されている。
また、リング状のフレックスリング６の固定部材７及び仕切部材８より内周側は、コンクリート２端面の凹部２ａからセグメント４の端面板の内周において、耐火ブランケット１８で塞がれている。
【００２０】
図３はフレックスリング６の固定部材７及び仕切部材８の一部を拡大して示したもので、図示のように、固定部材７の内周側に、長ボルト１４を遊合する長穴７ａが形成されて、仕切部材８の内周側にも、長ボルト１４を遊合する長穴８ａが形成されている。
【００２１】
なお、固定部材７の外周側には、図１（ｂ）に示すように、ボルト１１またはセラミックインサート１３を通す丸穴７ｂが形成されている。
【００２２】
以上において、セグメント４端部及びコンクリート２間のフレックスリング６は、弾性部材９が具備する弾性力と、固定部材７、仕切部材８及びナット１５の間に夫々介設した圧縮型のコイルスプリング１６の付勢力とによって、通常時は図２に示すような位置関係に保持されている。
【００２３】
図４はフレックスリング６の引張変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２と間隔が拡がる時は、図示のように、水平状態の長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８が夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々引っ張られた状態に変形する。
【００２４】
図５はフレックスリング６の圧縮変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２と間隔が狭まる時は、図示のように、水平状態の長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８が夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々圧縮された状態に変形する。
【００２５】
図６はフレックスリング６のせん断変形時を示したもので、地震によりセグメント４の端部とコンクリート２にせん断力が作用する拡がる時は、図示のように、長ボルト１４に沿って固定部材７及び仕切部材８がその長穴７ａ・８ａによりせん断方向に夫々移動するとともに、その間の弾性部材９が夫々せん断方向に変形する。
【００２６】
このように、フレックスリング６は、地震の荷重作用方向のみ変位を許容しながら拘束することで、フレキシビリティを確保している。
【００２７】
以上のとおり、実施形態のフレックスリング６によれば、立坑の土留め壁１内周のコンクリート２とシールドトンネル３端部とに夫々固定する一対の固定部材７の間において、二枚の仕切部材８により三個の弾性部材９に分断したので、許容変位量を増加させることができる。
【００２８】
そして、一対の固定部材７及びその間の仕切部材８の長穴７ａ・８ａに夫々遊合させて挿通した長ボルト１４にナット１５を結合したので、弾性部材９の耐荷重性能を向上させることもできる。
【００２９】
（変形例）
以上の実施形態においては、発進立坑とシールドトンネルの接続構造としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、中間立坑や到達立坑との接続部に適用してもよい。
また、マンホールと下水道管の接続に用いてもよい。
【００３０】
さらに、実施形態では、固定部材及び仕切部材のボルト通し穴を長穴としたが、ボルトより大径の丸穴であってもよい。
また、トンネルの断面形状、鋼材の固定方法、セグメントの種類（鉄筋コンクリート製、鋼製等）、各部材の材質等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 土留め壁
２ コンクリート
２ａ 凹部
３ シールドトンネル
４ セグメント
５ 裏込め注入材
６ フレックスリング
７ 固定部材
７ａ 長穴
７ｂ 丸穴
８ 仕切部材
８ａ 長穴
９ 弾性部材
１１ ボルト
１２ ナット
１３ セラミックインサート
１４ ボルト
１５ ナット
１６ コイルスプリング
１７ バックアップ材
１８ 耐火ブランケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造であって、
前記弾性部材を複数に分断する仕切部材を備えることを特徴とするシールドトンネル接続構造。
【請求項２】
前記仕切部材を複数備えることを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル接続構造。
【請求項３】
前記弾性部材の両端部に接合されて前記立坑とシールドトンネル端部とに夫々固定する一対の固定部材と、
前記一対の固定部材及びその間の前記仕切部材を遊合して貫通するボルトと、
前記ボルトに結合するナットと、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシールドトンネル接続構造。
【請求項１】
立坑とシールドトンネル端部とを弾性部材を介在させて接続する構造であって、
前記弾性部材を複数に分断する仕切部材を備えることを特徴とするシールドトンネル接続構造。
【請求項２】
前記仕切部材を複数備えることを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル接続構造。
【請求項３】
前記弾性部材の両端部に接合されて前記立坑とシールドトンネル端部とに夫々固定する一対の固定部材と、
前記一対の固定部材及びその間の前記仕切部材を遊合して貫通するボルトと、
前記ボルトに結合するナットと、を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のシールドトンネル接続構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１９３５５２（Ｐ２０１２−１９３５５２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５８７１６（Ｐ２０１１−５８７１６）
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００１９５９７１）西松建設株式会社 (329)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【出願人】（０００１９５９７１）西松建設株式会社 (329)
【Ｆターム（参考）】
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