支持部材、およびトンネル拡幅部の構築方法
【課題】トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位の強度を確保するとともに、作業性に優れ、溶断作業等の不要なセグメント及びセグメントとコンクリート躯体との接合方法を提供する。
【解決手段】セグメント１はトンネル施工時にはスキンプレート５を有した状態で使用される。コンクリート躯体の構築時には、スキンプレート５が撤去され孔３５、孔３７を有する鋼板３１が設けられ、支持部材３０が構築される。孔３５、孔３７は、セグメント１を貫通して設けられ、コンクリート躯体との接合時に、コンクリート躯体の補強鉄筋等が貫通して設けられる。
【解決手段】セグメント１はトンネル施工時にはスキンプレート５を有した状態で使用される。コンクリート躯体の構築時には、スキンプレート５が撤去され孔３５、孔３７を有する鋼板３１が設けられ、支持部材３０が構築される。孔３５、孔３７は、セグメント１を貫通して設けられ、コンクリート躯体との接合時に、コンクリート躯体の補強鉄筋等が貫通して設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用される支持部材、およびトンネル拡幅部の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルを有する高速道路の合流部等の施工方法としては、シールドトンネルを設けた後、合流部のシールドトンネルに部分的な開口部を設け、当該開口部に別途コンクリート躯体を設けて、コンクリート躯体により形成される空間とトンネルを連結する方法が取られている。このようなコンクリート躯体との接合部位におけるセグメントは、コンクリート躯体との接合施工時に、セグメントの加工を行う必要がある。
【０００３】
図８は、従来使用されている鋼製のセグメント７０を示す斜視図である。セグメント７０は主に、スキンプレート７１、側板７３、縦リブ７５、および継手板７９等から構成される。トンネル外周面に相当するスキンプレート７１は、トンネル外径に対応して湾曲した形状となっている。スキンプレート７１の長辺側の両端には側板７３が設けられる。また、スキンプレート７１の短辺側の両端には、継手板７９が設けられる。すなわち、スキンプレート７１と側板７３と継手板７９により、箱型の形状となる。
【０００４】
側板７３と垂直方向には、一定間隔で縦リブ７５が設けられる。縦リブ７５は、トンネルの軸方向に配されたリブであり、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート７１に作用する荷重を側板７３へ伝達する役割を持つ。また、縦リブ７５は、トンネル完成時において、側板７３の座屈を抑止するための役割も持つ。
【０００５】
側板７３には、トンネルの軸方向のセグメント７０同士を接合するための継手穴７７が設けられる。また、継手板７９には、セグメント７０を周方向に接合するための接合穴８１が設けられる。従って、セグメント７０はトンネルの周方向および軸方向にそれぞれ接続される。ここで、各部材は鋼製であり、それぞれ溶接によって接合されている。
【０００６】
図９は、セグメント７０が隣接するコンクリート躯体と接合される場合の加工状態を示した図である。セグメント７０とコンクリート躯体とを接合するためには、まず、セグメント７０のスキンプレート７１を取り外す。スキンプレート７１が取り外されることで、セグメント７０は梯子状となり、トンネルの内外部が空間的につながる。
【０００７】
また、縦リブ７５の中央部（図９の斜線部）が切断される。切断は、コンクリート躯体内に埋め込まれる補強鉄筋等との干渉を避けるためである。また、この際、縦リブ７５と側板７３との接合部近傍の一部は切断されずに残される。この部位が、コンクリート躯体との接合時に、シアコネクタ８３として機能し、コンクリート躯体とセグメント７０とのせん断接合強度を保持する。
【０００８】
図１０は加工後のセグメント７０がコンクリート躯体８５に埋め込まれて接合された状態を示す図である。図１０に示すように、コンクリート躯体８５に埋め込まれたセグメント７０は、シアコネクタ８５により、セグメント７０とコンクリート躯体８５とのせん断方向のずれが防止され、確実に接合される。このように、コンクリート躯体８５との接合部位に使用されるセグメント７０は、接合強度を得るため、シアコネクタ８５を設けなければならないが、縦リブ７５の切断は通常溶断により行われ、シール部材等の可燃物が近傍にあるため危険であり、作業性も悪い。
【０００９】
このようなコンクリート躯体とセグメントとの接合部位の構造としては、この他に例えば、セグメント先端とコンクリート打設前の補強鉄筋を交差して配置するとともに、トンネルの頂版の端縁からの張り出し部補強鉄筋が、セグメントリングの頂部とセグメントリング中心を結ぶ垂直線を越えて先端がセグメントリングまで届くまで伸長配置し、セグメントとコンクリートが埋設一体化するセグメントの接合構造がある（特許文献１）。
【００１０】
また、鋼殻の中空部に取り付けた鉄筋継手にＲＣ部材を形成するための鉄筋を連結し、コンクリートを打設してＲＣ部材を形成するとともに、鋼殻の中空部にコンクリートを充填することにより、鋼殻の外側にＲＣ部材を一体に接合した鋼殻とＲＣ部材との接合構造がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１８８３９８号公報
【特許文献２】特開２００６−９７３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の接合構造では、セグメントとコンクリート躯体との接合部位を大きくすることはできるものの、セグメントとコンクリート躯体との接合強度を確保するためには、従来技術と同様に接合部位のセグメントを加工する必要があり、危険であるとともに、作業性が悪いという問題がある。また、トンネル内において補強鉄筋の施工作業等が必要となるが、トンネル内においては作業が制約される場合があるという問題がある。
【００１２】
特許文献２の接合構造では、ウェブの内面にフランジ及び補強リブを溶接する必要があり、また、鉄筋継手を所定の間隔で取り付け、鋼殻とＲＣ部材の補強鉄筋とを接続する必要がある。このため、構造が複雑であるとともに、作業工数を要するという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位の強度を確保するとともに、作業性に優れ、溶断作業等の不要な支持部材等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、スキンプレートと、前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、を具備するセグメントの前記スキンプレートを取り外し、複数の孔を有する鋼板を設け、前記孔が支持部材を貫通することを特徴とする支持部材である。ここで支持部材とは、セグメントからスキンプレートを撤去し、スキンプレートに代えて孔を有する鋼板が設けられ、コンクリート躯体等との接合部に用いられる部材をいう。
【００１５】
前記応力伝達部は、コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられてもよく、前記鋼板は、前記支持部材の両面に設けられてもよい。
【００１６】
第１の発明によれば、セグメントリング構築時には、セグメントはスキンプレートを有するため、外部より水の浸入はないが、躯体構築時には、スキンプレートに代えて複数の貫通孔を有する鋼板を用いるため、孔を貫通するように躯体の補強鉄筋等を設けることができ、このため、支持部材と補強鉄筋との応力伝達がスムーズに行われ、孔を含めて支持部材内部にコンクリートが打設されるため、別途シアコネクタ等を設けなくても支持部材と躯体とのせん断ずれを防止することができ、また、支持部材とコンクリートとの接合時に縦リブの溶断作業を行う必要が無いため、作業が安全で、かつ、コストが低減でき、構造が簡易な支持部材を提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、トンネル拡幅部の構築方法であって、
シールド機によりセグメントリングを設ける工程と、前記セグメントリングの外部の所定の箇所を掘削する工程と、前記セグメントリングの躯体との接合予定部に設けられた第１のセグメントのスキンプレートを取りはずし、前記第１のセグメントへ複数の孔を有する鋼板を設置する工程と、前記孔にコンクリート躯体用の補強部材を配置する工程と、前記掘削された区間へ前記第１のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、前記セグメントリングの掘削された区間の第２のセグメントを撤去する工程と、を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法である。
【００１８】
前記補強部材は、鉄筋および／または鉄骨であってもよい。
【００１９】
第２の発明によれば、セグメントリング構築時には、通常のスキンプレートを有するため外部より水の浸入がないが、躯体構築時には、当該スキンプレートを複数の孔を有する鋼板と容易に交換することができ、また、孔を貫通するように躯体の補強鉄筋等を設けることができるため、複数の孔を有する鋼板が設けられたセグメント（支持部材）と鉄筋との応力伝達がスムーズに行われ、また、孔を含めて支持部材内部にコンクリートが打設されるため、別途シアコネクタ等を設けなくてもセグメントと躯体とのせん断ずれを防止することができ、支持部材とコンクリートとの接合時に縦リブの溶断作業を行う必要が無いため、作業が安全で、かつ、コストが低減できるトンネル拡幅部の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用される支持部材等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、セグメント１を示す図であり、図１（ａ）はセグメント１の斜視図、図１（ｂ）はセグメント１の平面図である。
【００２２】
セグメント１は、主にスキンプレート５、側板３、継手部側板９等から構成される。スキンプレート５の長辺側には、側板３が設けられ、短辺側には継手部側板９が設けられる。また、スキンプレート５には、側板３と略垂直に縦リブ７が設けられる。スキンプレート５は、トンネル外周面に相当する部位であり、スキンプレート５はトンネル形状に応じた湾曲形状である。側板３は、セグメント１の側壁部で、トンネルに作用する外力に抵抗する主要部分を形成する。継手部側板９はセグメント１同士の周方向の接合部である。縦リブ７は、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート５に作用する荷重を側板３に伝達する。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、セグメント１の一方の端には応力伝達部２１が設けられ、応力伝達部２１以外の部位が埋設部２３となる。埋設部２３は、コンクリート躯体との接合時に、コンクリートに埋設される部分である。トンネル周方向のセグメント同士を接合する応力伝達部２１は、内部にコンクリートが充填されている。応力伝達部２１と埋設部２３との間には仕切板１４が設けられる。なお、応力伝達部２１の詳細は後述する。
【００２４】
応力伝達部２１の端部には、継手部側板９が設けられる。継手部側板９には、貫通穴である接合穴１１が設けられる。接合穴１１はセグメント１をトンネル周方向に接合する際に、継手ボルト等の接合部材の取り付け時に使用される。
【００２５】
側板７には継手穴１３が設けられる。継手穴１３は、トンネル軸方向のセグメント同士を接続するためのものである。また、側板３の応力伝達部２１に該当する部位には、注入孔１９が設けられる。注入孔１９は、応力伝達部２１にコンクリートを注入するためのものである。
【００２６】
応力伝達部２１を覆うようにセグメント１の両面にジベル鋼板１５が設けられる。ジベル鋼板１５は、応力伝達部２１を覆い、埋設部２３へ伸長される。ジベル鋼板１５の埋設部２３に該当する部分は接合部１６であり、接合部１６には、複数のボルト穴１７が設けられる。
【００２７】
図２は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１（ｂ）のＡ−Ａ断面は、埋設アンカ２７、ねじ２９が配置されている部位の断面である。図２に示すように、応力伝達部２１は、継手部側板９、仕切板１４、ジベル鋼板１５により囲まれており、内部にはコンクリート２５が打設されている。ジベル鋼板１５の応力伝達部２１に該当する部位の内面にはジベル３３が設けられる。
【００２８】
継手部側板９には、接合穴１１が設けられており、接合穴１１部位におけるコンクリート２５内には、埋設アンカ２７が設けられている。埋設アンカ２７はコンクリート２５とアンカ効果により一体化されている。
【００２９】
埋設アンカ２７の端部には穴が設けられ、穴の内面には、タップ加工によりねじ２９が設けられる。従って、ねじ２９により、接合穴１１を貫通した継手ボルト等で、隣接するセグメントと接合することができる。
【００３０】
ジベル鋼板１５が埋設部２３に伸長された部位は接合部１６であり、ボルト穴１７が設けられる。応力伝達部２５において、隣接するセグメントより伝達される力は、埋設アンカ２７を介して、コンクリート２５に伝達され、更に外側スキンプレート５、ジベル鋼板１５および側板３へ伝達される。
【００３１】
セグメント１は、トンネル施工時にはスキンプレート５を有する状態で使用される。スキンプレート５は穴などを有さないため、外部の地盤からトンネル内への水の浸入を防ぐことができる。なお、スキンプレート５は最終的に撤去されるため、必要最低限の厚みで良い。
【００３２】
図３は、本実施の形態にかかる支持部材３０を示す図であり、図３（ａ）は支持部材３０の斜視図、図３（ｂ）は支持部材３０の平面図である。
【００３３】
支持部材３０は、セグメント１のスキンプレート５に代えて鋼板３１を設けたものであり、トンネル拡幅工事において躯体を構築する際に、図３に示すように、セグメント１からスキンプレート５が取り外され、セグメント１の両面に鋼板３１を設けることで構築される。
【００３４】
鋼板３１には、複数の孔３５、孔３７が設けられている。鋼板３１の両端部は、接合部１８であり、複数のボルト穴が設けられ、ボルト３９によりセグメント１のボルト穴１７と接合される。
【００３５】
図４は、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、スキンプレート５が撤去され、鋼板３１が設けられる。鋼板３１に設けられた孔３５、孔３７は、それぞれ、支持部材３０を貫通するように設けられる。また、鋼板３１の接合部１８と、ジベル鋼板１５の接合部１６とは、ボルト３９によって接合される。従って、支持部材３０の埋設部２３は、貫通する孔３５、３７を有し、鋼板３１と側板３で囲まれた中空の状態である。
【００３６】
図５は、コンクリート躯体との接合部に支持部材３０が設けられ、コンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３が設けられた状態を示す図である。コンクリート躯体を構築するには、まず、コンクリート躯体の形状に応じ、必要強度が確保できるよう、主筋６１および補強鉄筋６３が設けられる。この際、前述したように、セグメント１からスキンプレート５が撤去され、鋼板３１が設置された支持部材３０が設けられる。主筋６１、補強鉄筋６３は、それぞれ孔３５、孔３７を貫通するように配置される。
【００３７】
鋼板３１における孔３５、孔３７の大きさおよび設置位置は、施工されるコンクリート躯体に使用される主筋６１や補強鉄筋６３の断面形状および配筋される位置によって予め決定される。例えば、角形の孔３５には、コンクリート躯体の主筋６１が貫通して設けられ、円形の孔３７には、補強鉄筋６３が貫通して設けられる。
【００３８】
なお、孔３５、孔３７の大きさは、それぞれ主筋６１、補強鉄筋６３の外径よりも十分大きいため、コンクリートの打設時には、コンクリートは孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から支持部材３０の内部へも充填され、固結する。このため、コンクリート躯体と支持部材３０内のコンクリートは一体となる。従って、孔３５、孔３７は、コンクリート躯体と支持部材３０のずれ止めの機能をも果たし、また、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３からの力を受ける機能を有する。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態にかかる支持部材３０によれば、トンネル構築時には、スキンプレート５及びスキンプレートに設けられた縦リブ７を有する従来のセグメントと同様に使用され、トンネル外部からトンネル内部への水の浸入などの恐れがなく、シールドジャッキによる推力に対応する強度を有する。また、コンクリート躯体の施工時には、スキンプレート５が取り外され、複数の孔を有する鋼板３１が設けられることで、コンクリート躯体に使用される主筋６１、補強鉄筋６３が孔３５、孔３７を貫通するように配置されるため、主筋６１や補強鉄筋６３との干渉を防ぐためセグメント１（支持部材３０）の加工が不要である。
【００４０】
また、孔３５、孔３７は、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３の外形よりも大きいため、コンクリートの打設時に、コンクリートが孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から、支持部材３０内の中空部へ充填される。従って、孔３５、孔３７に充填されたコンクリートとコンクリート躯体は一体化され、コンクリート躯体と支持部材３０のせん断ずれが生じず、別途シアコネクタ等の設置が不要である。
【００４１】
また、応力伝達部２１にねじ２９を有する埋設アンカ２７を設け、コンクリート２５で一体化したことで、隣接するセグメントからの力は埋設アンカ２７およびコンクリート２５を介して、ジベル鋼板１５、鋼板３１および側板３へ伝達することができる。このため、継手板等が不要となり、また、継手板をスキンプレート５等へ強固に溶接することも不要となる。従って、製造工数が削減でき、溶接に起因する変形を防止することができる。
【００４２】
また、鋼板３１は支持部材３０とボルト３９により接合されるため、トンネル内での溶接作業不要である。このため、コンクリート躯体の施工工数が削減でき、また、作業が安全である。
【００４３】
次に、支持部材３０を使用した、トンネルの拡幅工事の工程について説明する。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、工事の各工程を示した図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、トンネル施工部の上部の地面４０より、土留壁４１を設けるとともに、その内部を掘削する。土留壁４１内部には、必要に応じて支保工４３を設ける。また、土留壁４１の根入れ部には予め地盤改良４５を施す。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、シールド機によりトンネルを構築し、セグメントリング４７ａ、４７ｂを設ける。この際、コンクリート躯体と接合される部位のセグメントには、セグメント１を配置する。なお、その他の部位のセグメントは通常の鋼製セグメントや合成セグメントなどが使用できる。
【００４６】
次に、図６（ｃ）に示すように、セグメントリング４７ａ、４７ｂ内に内部支保工４９を設け、セグメントリング４７の拡幅予定部位に相当するセグメントリング４７ａの外部（セグメントリング４７ａ、４７ｂ間）の地盤を掘削する。掘削部には必要に応じて、支保工４３を設ける。
【００４７】
次に、図６（ｄ）に示すように、セグメント１を含み、掘削した部位に面した位置（図中Ａ部）に配置されたセグメント（通常の鋼製セグメント等）のスキンプレートを取り外す。スキンプレートを外すことで、当該セグメントは梯子状となり、セグメントリング４７ａ、４７ｂ内部と掘削部とが空間的につながる。また、セグメント１からスキンプレート５を撤去後、図３に示すように鋼板３１を接合し、支持部材３０を構築する。
【００４８】
この状態で、図５で示したように、支持部材３０の孔３５、孔３７を貫通するように、コンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３を配置する。次いで、支持部材３０および主筋６１、補強鉄筋６３を埋め込むように、図示しない型枠にコンクリートを打設して、下底版５１を設ける。
【００４９】
次に、図６（ｅ）に示すように、支保工４３、内部支保工４９を撤去しながら、図示を省略した主筋６１、補強鉄筋６３を設置するとともに、図示しない型枠にコンクリートを打設して、側壁５５および上底版５３を設け、コンクリート躯体５９を構築する。この状態で、セグメントリング４７内には、舗装５７等がなされ、例えば道路等が施工される。
【００５０】
次に、図６（ｆ）に示すように、セグメントリング４７ａとコンクリート躯体５９との間の撤去セグメント６５を撤去し、また、支保工４３及び内部支保工４９を全て撤去し、掘削部を埋め戻す。セグメントリング４７ａ、４７ｂ内の道路工事等が終了すると、トンネルが完成する。
【００５１】
図７は、図６（ｆ）のＢ部拡大図であり、コンクリート躯体５９に支持部材３０が埋め込まれた状態を示す図である。支持部材３０の上方に配置された一般セグメント６０は、支持部材３０（セグメント１）の応力伝達部２１と接続されている。コンクリート躯体５９の主筋６１、補強鉄筋６３は、支持部材３０の孔３５、孔３７を貫通して配置される。支持部材３０（セグメント１）の埋設部２３は、主筋６１、補強鉄筋６３とともに、コンクリート躯体５９に埋め込まれている。支持部材３０（セグメント１）の下方には、撤去セグメント６２が配置されていたが、前述の通り、コンクリート躯体５９施工後に撤去される。
【００５２】
本実施の形態に係る支持部材３０を用いたトンネルの拡幅工事によれば、トンネル構築時には、スキンプレート５を有する従来のセグメント１として利用でき、トンネル外部からトンネル内部への水の浸入などの恐れがない。また、コンクリート躯体の施工時には、セグメント１からスキンプレート５が取り外され、孔３５、孔３７を有する鋼板３１が取り付けられた支持部材３０を構築することで、コンクリート躯体に使用される主筋６１、補強鉄筋６３が孔３５、孔３７を貫通するように配置されるため、主筋６１や補強鉄筋６３との干渉を防ぐための支持部材３０（セグメント１）の加工作業が不要である。
【００５３】
また、孔３５、孔３７は、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３の外形よりも大きいため、コンクリートの打設時に、コンクリートが孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から、支持部材３０内の中空部へ充填される。従って、孔３５、孔３７に充填されたコンクリートとコンクリート躯体は一体化され、コンクリート躯体と支持部材３０のせん断ずれが生じず、別途シアコネクタ等の設置が不要である。
【００５４】
また、鋼板３１は支持部材３０とボルト３９により接合されるため、トンネル内での溶接作業不要である。このため、コンクリート躯体の施工工数が削減でき、また、作業が安全である。
【００５５】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５６】
例えば、トンネル周方向に隣接するセグメントとの接合部としての応力伝達部２１には埋設アンカ２７を用いたが、通常の継手板をスキンプレートへ強固に溶接して、接合部としても良い。また、応力伝達部２１は支持部材３０の一方の端のみではなく、両側に設けても良い。また、鋼板３１は支持部材３０の両面に設けたが、外面又は内面いずれか一方のみに設けても良い。また、セグメント１へ鋼板３１を接合する方法は、溶接であっても良く、または、別途接合板などを介して接合しても良い。
【００５７】
支持部材３０は、セグメント１のスキンプレート５を鋼板３１へ交換して構築したが、セグメント１に代えて、通常の鋼製セグメントまたは合成セグメント等も使用することができる。この場合、通常の鋼製セグメント等のスキンプレートを鋼板３１へ交換することで、既設のセグメントリングへのコンクリート躯体の接合時にも支持部材３０を構築することができるため、支持部材３０と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】セグメント１を示す図であり、（ａ）はセグメント１の斜視図、（ｂ）はセグメント１の平面図。
【図２】図１（ｂ）におけるセグメント１のＡ−Ａ断面図。
【図３】セグメント１のスキンプレート５を撤去し、鋼板３１を設けた支持部材３０を示す図であり、（ａ）は支持部材３０の斜視図、（ｂ）は支持部材３０の平面図。
【図４】図３（ｂ）における支持部材３０のＡ−Ａ断面図。
【図５】支持部材３０とコンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３との設置状態を示す断面図。
【図６（ａ）】地面４０を掘削し、土留壁４１および地盤改良４５を設けた状態を示す図。
【図６（ｂ）】シールド機によりセグメントリング４７が設けられた状態を示す図。
【図６（ｃ）】セグメントリング４７内に内部支保工４９を設け、セグメントリング４７間を掘削した状態を示す図。
【図６（ｄ）】セグメントリング４７を構成する一部のセグメントのスキンプレートを取り外し、支持部材３０を設け、下底版５１を設けた状態を示す図。
【図６（ｅ）】側壁５５および上底版５３を設け、コンクリート躯体５９を施工した状態を示す図。
【図６（ｆ）】支保工を撤去し、掘削部を埋め戻した状態を示す図。
【図７】図６（ｆ）のＢ部拡大図であり、支持部材３０とコンクリート躯体５９とが接合された状態を示す図。
【図８】セグメント７０を示す斜視図。
【図９】コンクリート躯体と接合する部位におけるセグメント７０の加工状態を示す図。
【図１０】セグメント７０がコンクリート躯体８５と接合された状態を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１………セグメント
３………側板
５………スキンプレート
７………縦リブ
９………継手部側板
１１………接合穴
１３………接合穴
１４………仕切板
１５………ジベル鋼板
１６………接合部
１７………ボルト穴
１８………接合部
１９………注入孔
２１………応力伝達部
２３………埋設部
２５………コンクリート
２７………埋設アンカ
２９………ねじ
３０………支持部材
３１………鋼板
３３………ジベル
３５………孔
３７………孔
３９………ボルト
４０………地面
４１………土留壁
４３………支保工
４５………地盤改良
４７………セグメントリング
４９………内部支保工
５１………下底版
５３………上底版
５５………側壁
５７………舗装
５９………コンクリート躯体
６０………一般セグメント
６１………主筋
６３………補強鉄筋
６５………撤去セグメント
７０………セグメント
７１………スキンプレート
７３………側板
７５………縦リブ
７７………継手穴
７９………継手板
８１………接合穴
８３………シアコネクタ
８５………コンクリート躯体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用される支持部材、およびトンネル拡幅部の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルを有する高速道路の合流部等の施工方法としては、シールドトンネルを設けた後、合流部のシールドトンネルに部分的な開口部を設け、当該開口部に別途コンクリート躯体を設けて、コンクリート躯体により形成される空間とトンネルを連結する方法が取られている。このようなコンクリート躯体との接合部位におけるセグメントは、コンクリート躯体との接合施工時に、セグメントの加工を行う必要がある。
【０００３】
図８は、従来使用されている鋼製のセグメント７０を示す斜視図である。セグメント７０は主に、スキンプレート７１、側板７３、縦リブ７５、および継手板７９等から構成される。トンネル外周面に相当するスキンプレート７１は、トンネル外径に対応して湾曲した形状となっている。スキンプレート７１の長辺側の両端には側板７３が設けられる。また、スキンプレート７１の短辺側の両端には、継手板７９が設けられる。すなわち、スキンプレート７１と側板７３と継手板７９により、箱型の形状となる。
【０００４】
側板７３と垂直方向には、一定間隔で縦リブ７５が設けられる。縦リブ７５は、トンネルの軸方向に配されたリブであり、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート７１に作用する荷重を側板７３へ伝達する役割を持つ。また、縦リブ７５は、トンネル完成時において、側板７３の座屈を抑止するための役割も持つ。
【０００５】
側板７３には、トンネルの軸方向のセグメント７０同士を接合するための継手穴７７が設けられる。また、継手板７９には、セグメント７０を周方向に接合するための接合穴８１が設けられる。従って、セグメント７０はトンネルの周方向および軸方向にそれぞれ接続される。ここで、各部材は鋼製であり、それぞれ溶接によって接合されている。
【０００６】
図９は、セグメント７０が隣接するコンクリート躯体と接合される場合の加工状態を示した図である。セグメント７０とコンクリート躯体とを接合するためには、まず、セグメント７０のスキンプレート７１を取り外す。スキンプレート７１が取り外されることで、セグメント７０は梯子状となり、トンネルの内外部が空間的につながる。
【０００７】
また、縦リブ７５の中央部（図９の斜線部）が切断される。切断は、コンクリート躯体内に埋め込まれる補強鉄筋等との干渉を避けるためである。また、この際、縦リブ７５と側板７３との接合部近傍の一部は切断されずに残される。この部位が、コンクリート躯体との接合時に、シアコネクタ８３として機能し、コンクリート躯体とセグメント７０とのせん断接合強度を保持する。
【０００８】
図１０は加工後のセグメント７０がコンクリート躯体８５に埋め込まれて接合された状態を示す図である。図１０に示すように、コンクリート躯体８５に埋め込まれたセグメント７０は、シアコネクタ８５により、セグメント７０とコンクリート躯体８５とのせん断方向のずれが防止され、確実に接合される。このように、コンクリート躯体８５との接合部位に使用されるセグメント７０は、接合強度を得るため、シアコネクタ８５を設けなければならないが、縦リブ７５の切断は通常溶断により行われ、シール部材等の可燃物が近傍にあるため危険であり、作業性も悪い。
【０００９】
このようなコンクリート躯体とセグメントとの接合部位の構造としては、この他に例えば、セグメント先端とコンクリート打設前の補強鉄筋を交差して配置するとともに、トンネルの頂版の端縁からの張り出し部補強鉄筋が、セグメントリングの頂部とセグメントリング中心を結ぶ垂直線を越えて先端がセグメントリングまで届くまで伸長配置し、セグメントとコンクリートが埋設一体化するセグメントの接合構造がある（特許文献１）。
【００１０】
また、鋼殻の中空部に取り付けた鉄筋継手にＲＣ部材を形成するための鉄筋を連結し、コンクリートを打設してＲＣ部材を形成するとともに、鋼殻の中空部にコンクリートを充填することにより、鋼殻の外側にＲＣ部材を一体に接合した鋼殻とＲＣ部材との接合構造がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−１８８３９８号公報
【特許文献２】特開２００６−９７３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１の接合構造では、セグメントとコンクリート躯体との接合部位を大きくすることはできるものの、セグメントとコンクリート躯体との接合強度を確保するためには、従来技術と同様に接合部位のセグメントを加工する必要があり、危険であるとともに、作業性が悪いという問題がある。また、トンネル内において補強鉄筋の施工作業等が必要となるが、トンネル内においては作業が制約される場合があるという問題がある。
【００１２】
特許文献２の接合構造では、ウェブの内面にフランジ及び補強リブを溶接する必要があり、また、鉄筋継手を所定の間隔で取り付け、鋼殻とＲＣ部材の補強鉄筋とを接続する必要がある。このため、構造が複雑であるとともに、作業工数を要するという問題がある。
【００１３】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位の強度を確保するとともに、作業性に優れ、溶断作業等の不要な支持部材等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述した目的を達成するため、第１の発明は、スキンプレートと、前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、を具備するセグメントの前記スキンプレートを取り外し、複数の孔を有する鋼板を設け、前記孔が支持部材を貫通することを特徴とする支持部材である。ここで支持部材とは、セグメントからスキンプレートを撤去し、スキンプレートに代えて孔を有する鋼板が設けられ、コンクリート躯体等との接合部に用いられる部材をいう。
【００１５】
前記応力伝達部は、コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられてもよく、前記鋼板は、前記支持部材の両面に設けられてもよい。
【００１６】
第１の発明によれば、セグメントリング構築時には、セグメントはスキンプレートを有するため、外部より水の浸入はないが、躯体構築時には、スキンプレートに代えて複数の貫通孔を有する鋼板を用いるため、孔を貫通するように躯体の補強鉄筋等を設けることができ、このため、支持部材と補強鉄筋との応力伝達がスムーズに行われ、孔を含めて支持部材内部にコンクリートが打設されるため、別途シアコネクタ等を設けなくても支持部材と躯体とのせん断ずれを防止することができ、また、支持部材とコンクリートとの接合時に縦リブの溶断作業を行う必要が無いため、作業が安全で、かつ、コストが低減でき、構造が簡易な支持部材を提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、トンネル拡幅部の構築方法であって、
シールド機によりセグメントリングを設ける工程と、前記セグメントリングの外部の所定の箇所を掘削する工程と、前記セグメントリングの躯体との接合予定部に設けられた第１のセグメントのスキンプレートを取りはずし、前記第１のセグメントへ複数の孔を有する鋼板を設置する工程と、前記孔にコンクリート躯体用の補強部材を配置する工程と、前記掘削された区間へ前記第１のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、前記セグメントリングの掘削された区間の第２のセグメントを撤去する工程と、を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法である。
【００１８】
前記補強部材は、鉄筋および／または鉄骨であってもよい。
【００１９】
第２の発明によれば、セグメントリング構築時には、通常のスキンプレートを有するため外部より水の浸入がないが、躯体構築時には、当該スキンプレートを複数の孔を有する鋼板と容易に交換することができ、また、孔を貫通するように躯体の補強鉄筋等を設けることができるため、複数の孔を有する鋼板が設けられたセグメント（支持部材）と鉄筋との応力伝達がスムーズに行われ、また、孔を含めて支持部材内部にコンクリートが打設されるため、別途シアコネクタ等を設けなくてもセグメントと躯体とのせん断ずれを防止することができ、支持部材とコンクリートとの接合時に縦リブの溶断作業を行う必要が無いため、作業が安全で、かつ、コストが低減できるトンネル拡幅部の構築方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トンネルを拡幅する場合等において、トンネル側方に設けられるコンクリート躯体と、トンネルを構成するセグメントリングとの接合部位に使用される支持部材等を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、セグメント１を示す図であり、図１（ａ）はセグメント１の斜視図、図１（ｂ）はセグメント１の平面図である。
【００２２】
セグメント１は、主にスキンプレート５、側板３、継手部側板９等から構成される。スキンプレート５の長辺側には、側板３が設けられ、短辺側には継手部側板９が設けられる。また、スキンプレート５には、側板３と略垂直に縦リブ７が設けられる。スキンプレート５は、トンネル外周面に相当する部位であり、スキンプレート５はトンネル形状に応じた湾曲形状である。側板３は、セグメント１の側壁部で、トンネルに作用する外力に抵抗する主要部分を形成する。継手部側板９はセグメント１同士の周方向の接合部である。縦リブ７は、シールドジャッキの推力に抵抗するとともに、スキンプレート５に作用する荷重を側板３に伝達する。
【００２３】
図１（ｂ）に示すように、セグメント１の一方の端には応力伝達部２１が設けられ、応力伝達部２１以外の部位が埋設部２３となる。埋設部２３は、コンクリート躯体との接合時に、コンクリートに埋設される部分である。トンネル周方向のセグメント同士を接合する応力伝達部２１は、内部にコンクリートが充填されている。応力伝達部２１と埋設部２３との間には仕切板１４が設けられる。なお、応力伝達部２１の詳細は後述する。
【００２４】
応力伝達部２１の端部には、継手部側板９が設けられる。継手部側板９には、貫通穴である接合穴１１が設けられる。接合穴１１はセグメント１をトンネル周方向に接合する際に、継手ボルト等の接合部材の取り付け時に使用される。
【００２５】
側板７には継手穴１３が設けられる。継手穴１３は、トンネル軸方向のセグメント同士を接続するためのものである。また、側板３の応力伝達部２１に該当する部位には、注入孔１９が設けられる。注入孔１９は、応力伝達部２１にコンクリートを注入するためのものである。
【００２６】
応力伝達部２１を覆うようにセグメント１の両面にジベル鋼板１５が設けられる。ジベル鋼板１５は、応力伝達部２１を覆い、埋設部２３へ伸長される。ジベル鋼板１５の埋設部２３に該当する部分は接合部１６であり、接合部１６には、複数のボルト穴１７が設けられる。
【００２７】
図２は、図１（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。図１（ｂ）のＡ−Ａ断面は、埋設アンカ２７、ねじ２９が配置されている部位の断面である。図２に示すように、応力伝達部２１は、継手部側板９、仕切板１４、ジベル鋼板１５により囲まれており、内部にはコンクリート２５が打設されている。ジベル鋼板１５の応力伝達部２１に該当する部位の内面にはジベル３３が設けられる。
【００２８】
継手部側板９には、接合穴１１が設けられており、接合穴１１部位におけるコンクリート２５内には、埋設アンカ２７が設けられている。埋設アンカ２７はコンクリート２５とアンカ効果により一体化されている。
【００２９】
埋設アンカ２７の端部には穴が設けられ、穴の内面には、タップ加工によりねじ２９が設けられる。従って、ねじ２９により、接合穴１１を貫通した継手ボルト等で、隣接するセグメントと接合することができる。
【００３０】
ジベル鋼板１５が埋設部２３に伸長された部位は接合部１６であり、ボルト穴１７が設けられる。応力伝達部２５において、隣接するセグメントより伝達される力は、埋設アンカ２７を介して、コンクリート２５に伝達され、更に外側スキンプレート５、ジベル鋼板１５および側板３へ伝達される。
【００３１】
セグメント１は、トンネル施工時にはスキンプレート５を有する状態で使用される。スキンプレート５は穴などを有さないため、外部の地盤からトンネル内への水の浸入を防ぐことができる。なお、スキンプレート５は最終的に撤去されるため、必要最低限の厚みで良い。
【００３２】
図３は、本実施の形態にかかる支持部材３０を示す図であり、図３（ａ）は支持部材３０の斜視図、図３（ｂ）は支持部材３０の平面図である。
【００３３】
支持部材３０は、セグメント１のスキンプレート５に代えて鋼板３１を設けたものであり、トンネル拡幅工事において躯体を構築する際に、図３に示すように、セグメント１からスキンプレート５が取り外され、セグメント１の両面に鋼板３１を設けることで構築される。
【００３４】
鋼板３１には、複数の孔３５、孔３７が設けられている。鋼板３１の両端部は、接合部１８であり、複数のボルト穴が設けられ、ボルト３９によりセグメント１のボルト穴１７と接合される。
【００３５】
図４は、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ断面図である。図４に示すように、スキンプレート５が撤去され、鋼板３１が設けられる。鋼板３１に設けられた孔３５、孔３７は、それぞれ、支持部材３０を貫通するように設けられる。また、鋼板３１の接合部１８と、ジベル鋼板１５の接合部１６とは、ボルト３９によって接合される。従って、支持部材３０の埋設部２３は、貫通する孔３５、３７を有し、鋼板３１と側板３で囲まれた中空の状態である。
【００３６】
図５は、コンクリート躯体との接合部に支持部材３０が設けられ、コンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３が設けられた状態を示す図である。コンクリート躯体を構築するには、まず、コンクリート躯体の形状に応じ、必要強度が確保できるよう、主筋６１および補強鉄筋６３が設けられる。この際、前述したように、セグメント１からスキンプレート５が撤去され、鋼板３１が設置された支持部材３０が設けられる。主筋６１、補強鉄筋６３は、それぞれ孔３５、孔３７を貫通するように配置される。
【００３７】
鋼板３１における孔３５、孔３７の大きさおよび設置位置は、施工されるコンクリート躯体に使用される主筋６１や補強鉄筋６３の断面形状および配筋される位置によって予め決定される。例えば、角形の孔３５には、コンクリート躯体の主筋６１が貫通して設けられ、円形の孔３７には、補強鉄筋６３が貫通して設けられる。
【００３８】
なお、孔３５、孔３７の大きさは、それぞれ主筋６１、補強鉄筋６３の外径よりも十分大きいため、コンクリートの打設時には、コンクリートは孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から支持部材３０の内部へも充填され、固結する。このため、コンクリート躯体と支持部材３０内のコンクリートは一体となる。従って、孔３５、孔３７は、コンクリート躯体と支持部材３０のずれ止めの機能をも果たし、また、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３からの力を受ける機能を有する。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態にかかる支持部材３０によれば、トンネル構築時には、スキンプレート５及びスキンプレートに設けられた縦リブ７を有する従来のセグメントと同様に使用され、トンネル外部からトンネル内部への水の浸入などの恐れがなく、シールドジャッキによる推力に対応する強度を有する。また、コンクリート躯体の施工時には、スキンプレート５が取り外され、複数の孔を有する鋼板３１が設けられることで、コンクリート躯体に使用される主筋６１、補強鉄筋６３が孔３５、孔３７を貫通するように配置されるため、主筋６１や補強鉄筋６３との干渉を防ぐためセグメント１（支持部材３０）の加工が不要である。
【００４０】
また、孔３５、孔３７は、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３の外形よりも大きいため、コンクリートの打設時に、コンクリートが孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から、支持部材３０内の中空部へ充填される。従って、孔３５、孔３７に充填されたコンクリートとコンクリート躯体は一体化され、コンクリート躯体と支持部材３０のせん断ずれが生じず、別途シアコネクタ等の設置が不要である。
【００４１】
また、応力伝達部２１にねじ２９を有する埋設アンカ２７を設け、コンクリート２５で一体化したことで、隣接するセグメントからの力は埋設アンカ２７およびコンクリート２５を介して、ジベル鋼板１５、鋼板３１および側板３へ伝達することができる。このため、継手板等が不要となり、また、継手板をスキンプレート５等へ強固に溶接することも不要となる。従って、製造工数が削減でき、溶接に起因する変形を防止することができる。
【００４２】
また、鋼板３１は支持部材３０とボルト３９により接合されるため、トンネル内での溶接作業不要である。このため、コンクリート躯体の施工工数が削減でき、また、作業が安全である。
【００４３】
次に、支持部材３０を使用した、トンネルの拡幅工事の工程について説明する。図６（ａ）〜図６（ｆ）は、工事の各工程を示した図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、トンネル施工部の上部の地面４０より、土留壁４１を設けるとともに、その内部を掘削する。土留壁４１内部には、必要に応じて支保工４３を設ける。また、土留壁４１の根入れ部には予め地盤改良４５を施す。
【００４５】
次に、図６（ｂ）に示すように、シールド機によりトンネルを構築し、セグメントリング４７ａ、４７ｂを設ける。この際、コンクリート躯体と接合される部位のセグメントには、セグメント１を配置する。なお、その他の部位のセグメントは通常の鋼製セグメントや合成セグメントなどが使用できる。
【００４６】
次に、図６（ｃ）に示すように、セグメントリング４７ａ、４７ｂ内に内部支保工４９を設け、セグメントリング４７の拡幅予定部位に相当するセグメントリング４７ａの外部（セグメントリング４７ａ、４７ｂ間）の地盤を掘削する。掘削部には必要に応じて、支保工４３を設ける。
【００４７】
次に、図６（ｄ）に示すように、セグメント１を含み、掘削した部位に面した位置（図中Ａ部）に配置されたセグメント（通常の鋼製セグメント等）のスキンプレートを取り外す。スキンプレートを外すことで、当該セグメントは梯子状となり、セグメントリング４７ａ、４７ｂ内部と掘削部とが空間的につながる。また、セグメント１からスキンプレート５を撤去後、図３に示すように鋼板３１を接合し、支持部材３０を構築する。
【００４８】
この状態で、図５で示したように、支持部材３０の孔３５、孔３７を貫通するように、コンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３を配置する。次いで、支持部材３０および主筋６１、補強鉄筋６３を埋め込むように、図示しない型枠にコンクリートを打設して、下底版５１を設ける。
【００４９】
次に、図６（ｅ）に示すように、支保工４３、内部支保工４９を撤去しながら、図示を省略した主筋６１、補強鉄筋６３を設置するとともに、図示しない型枠にコンクリートを打設して、側壁５５および上底版５３を設け、コンクリート躯体５９を構築する。この状態で、セグメントリング４７内には、舗装５７等がなされ、例えば道路等が施工される。
【００５０】
次に、図６（ｆ）に示すように、セグメントリング４７ａとコンクリート躯体５９との間の撤去セグメント６５を撤去し、また、支保工４３及び内部支保工４９を全て撤去し、掘削部を埋め戻す。セグメントリング４７ａ、４７ｂ内の道路工事等が終了すると、トンネルが完成する。
【００５１】
図７は、図６（ｆ）のＢ部拡大図であり、コンクリート躯体５９に支持部材３０が埋め込まれた状態を示す図である。支持部材３０の上方に配置された一般セグメント６０は、支持部材３０（セグメント１）の応力伝達部２１と接続されている。コンクリート躯体５９の主筋６１、補強鉄筋６３は、支持部材３０の孔３５、孔３７を貫通して配置される。支持部材３０（セグメント１）の埋設部２３は、主筋６１、補強鉄筋６３とともに、コンクリート躯体５９に埋め込まれている。支持部材３０（セグメント１）の下方には、撤去セグメント６２が配置されていたが、前述の通り、コンクリート躯体５９施工後に撤去される。
【００５２】
本実施の形態に係る支持部材３０を用いたトンネルの拡幅工事によれば、トンネル構築時には、スキンプレート５を有する従来のセグメント１として利用でき、トンネル外部からトンネル内部への水の浸入などの恐れがない。また、コンクリート躯体の施工時には、セグメント１からスキンプレート５が取り外され、孔３５、孔３７を有する鋼板３１が取り付けられた支持部材３０を構築することで、コンクリート躯体に使用される主筋６１、補強鉄筋６３が孔３５、孔３７を貫通するように配置されるため、主筋６１や補強鉄筋６３との干渉を防ぐための支持部材３０（セグメント１）の加工作業が不要である。
【００５３】
また、孔３５、孔３７は、貫通する主筋６１、補強鉄筋６３の外形よりも大きいため、コンクリートの打設時に、コンクリートが孔３５、孔３７と主筋６１、補強鉄筋６３の隙間から、支持部材３０内の中空部へ充填される。従って、孔３５、孔３７に充填されたコンクリートとコンクリート躯体は一体化され、コンクリート躯体と支持部材３０のせん断ずれが生じず、別途シアコネクタ等の設置が不要である。
【００５４】
また、鋼板３１は支持部材３０とボルト３９により接合されるため、トンネル内での溶接作業不要である。このため、コンクリート躯体の施工工数が削減でき、また、作業が安全である。
【００５５】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５６】
例えば、トンネル周方向に隣接するセグメントとの接合部としての応力伝達部２１には埋設アンカ２７を用いたが、通常の継手板をスキンプレートへ強固に溶接して、接合部としても良い。また、応力伝達部２１は支持部材３０の一方の端のみではなく、両側に設けても良い。また、鋼板３１は支持部材３０の両面に設けたが、外面又は内面いずれか一方のみに設けても良い。また、セグメント１へ鋼板３１を接合する方法は、溶接であっても良く、または、別途接合板などを介して接合しても良い。
【００５７】
支持部材３０は、セグメント１のスキンプレート５を鋼板３１へ交換して構築したが、セグメント１に代えて、通常の鋼製セグメントまたは合成セグメント等も使用することができる。この場合、通常の鋼製セグメント等のスキンプレートを鋼板３１へ交換することで、既設のセグメントリングへのコンクリート躯体の接合時にも支持部材３０を構築することができるため、支持部材３０と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】セグメント１を示す図であり、（ａ）はセグメント１の斜視図、（ｂ）はセグメント１の平面図。
【図２】図１（ｂ）におけるセグメント１のＡ−Ａ断面図。
【図３】セグメント１のスキンプレート５を撤去し、鋼板３１を設けた支持部材３０を示す図であり、（ａ）は支持部材３０の斜視図、（ｂ）は支持部材３０の平面図。
【図４】図３（ｂ）における支持部材３０のＡ−Ａ断面図。
【図５】支持部材３０とコンクリート躯体の主筋６１、補強鉄筋６３との設置状態を示す断面図。
【図６（ａ）】地面４０を掘削し、土留壁４１および地盤改良４５を設けた状態を示す図。
【図６（ｂ）】シールド機によりセグメントリング４７が設けられた状態を示す図。
【図６（ｃ）】セグメントリング４７内に内部支保工４９を設け、セグメントリング４７間を掘削した状態を示す図。
【図６（ｄ）】セグメントリング４７を構成する一部のセグメントのスキンプレートを取り外し、支持部材３０を設け、下底版５１を設けた状態を示す図。
【図６（ｅ）】側壁５５および上底版５３を設け、コンクリート躯体５９を施工した状態を示す図。
【図６（ｆ）】支保工を撤去し、掘削部を埋め戻した状態を示す図。
【図７】図６（ｆ）のＢ部拡大図であり、支持部材３０とコンクリート躯体５９とが接合された状態を示す図。
【図８】セグメント７０を示す斜視図。
【図９】コンクリート躯体と接合する部位におけるセグメント７０の加工状態を示す図。
【図１０】セグメント７０がコンクリート躯体８５と接合された状態を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１………セグメント
３………側板
５………スキンプレート
７………縦リブ
９………継手部側板
１１………接合穴
１３………接合穴
１４………仕切板
１５………ジベル鋼板
１６………接合部
１７………ボルト穴
１８………接合部
１９………注入孔
２１………応力伝達部
２３………埋設部
２５………コンクリート
２７………埋設アンカ
２９………ねじ
３０………支持部材
３１………鋼板
３３………ジベル
３５………孔
３７………孔
３９………ボルト
４０………地面
４１………土留壁
４３………支保工
４５………地盤改良
４７………セグメントリング
４９………内部支保工
５１………下底版
５３………上底版
５５………側壁
５７………舗装
５９………コンクリート躯体
６０………一般セグメント
６１………主筋
６３………補強鉄筋
６５………撤去セグメント
７０………セグメント
７１………スキンプレート
７３………側板
７５………縦リブ
７７………継手穴
７９………継手板
８１………接合穴
８３………シアコネクタ
８５………コンクリート躯体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキンプレートと、
前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、
前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、
を具備するセグメントの前記スキンプレートを取り外し、
複数の孔を有する鋼板を設け、
前記孔が支持部材を貫通することを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記応力伝達部は、
コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられることを特徴とする請求項１記載の支持部材。
【請求項３】
前記鋼板は、前記支持部材の両面に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の支持部材。
【請求項４】
トンネル拡幅部の構築方法であって、
シールド機によりセグメントリングを設ける工程と、
前記セグメントリングの外部の所定の箇所を掘削する工程と、
前記セグメントリングの躯体との接合予定部に設けられた第１のセグメントのスキンプレートを取りはずし、前記第１のセグメントへ複数の孔を有する鋼板を設置する工程と、
前記孔にコンクリート躯体用の補強部材を配置する工程と、
前記掘削された区間へ前記第１のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、
前記セグメントリングの掘削された区間の第２のセグメントを撤去する工程と、
を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法。
【請求項５】
前記補強部材は、
鉄筋および／または鉄骨であることを特徴とする請求項４記載のトンネル拡幅部の構築方法。
【請求項１】
スキンプレートと、
前記スキンプレートの長辺側に設けられた側板と、
前記スキンプレートの短辺側に設けられた応力伝達部と、
を具備するセグメントの前記スキンプレートを取り外し、
複数の孔を有する鋼板を設け、
前記孔が支持部材を貫通することを特徴とする支持部材。
【請求項２】
前記応力伝達部は、
コンクリート内部に、アンカ材が埋め込まれ、前記アンカ材の内部にはねじが設けられることを特徴とする請求項１記載の支持部材。
【請求項３】
前記鋼板は、前記支持部材の両面に設けられることを特徴とする請求項１または請求項２記載の支持部材。
【請求項４】
トンネル拡幅部の構築方法であって、
シールド機によりセグメントリングを設ける工程と、
前記セグメントリングの外部の所定の箇所を掘削する工程と、
前記セグメントリングの躯体との接合予定部に設けられた第１のセグメントのスキンプレートを取りはずし、前記第１のセグメントへ複数の孔を有する鋼板を設置する工程と、
前記孔にコンクリート躯体用の補強部材を配置する工程と、
前記掘削された区間へ前記第１のセグメントに端部を有するように躯体を設ける工程と、
前記セグメントリングの掘削された区間の第２のセグメントを撤去する工程と、
を具備することを特徴とするトンネル拡幅部の構築方法。
【請求項５】
前記補強部材は、
鉄筋および／または鉄骨であることを特徴とする請求項４記載のトンネル拡幅部の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図６（ｃ）】
【図６（ｄ）】
【図６（ｅ）】
【図６（ｆ）】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（ａ）】
【図６（ｂ）】
【図６（ｃ）】
【図６（ｄ）】
【図６（ｅ）】
【図６（ｆ）】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１３８３８９（Ｐ２００９−１３８３８９Ａ）
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１４７６０（Ｐ２００７−３１４７６０）
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月２５日（２００９．６．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月５日（２００７．１２．５）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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