継手構造
【課題】トンネル本体の末端のセグメントリングと可撓セグメントリングとの間が確実に止水されて水漏れ等を生じるおそれがなく、また可撓セグメントリングを取り付けるための孔位置合わせ等に時間がかからない上、前記取り付けに大型の重機を必要としないため施工性に優れ、短時間で施工できる立て坑とトンネル本体との継手構造を提供する。
【解決手段】可撓セグメントリング４の、トンネル本体３側の環状体７は、環状体７を構成する複数の枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成し、立て坑２側の環状体８は、環状体８を構成する複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成する。
【解決手段】可撓セグメントリング４の、トンネル本体３側の環状体７は、環状体７を構成する複数の枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成し、立て坑２側の環状体８は、環状体８を構成する複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルを構成するトンネル本体と立て坑との間を、可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法によって地中にシールドトンネルを施工する場合、まず前記シールドトンネルの発進位置と到達位置に、あるいは両位置とその中間位置に、それぞれ立て坑を開削する。
次いで発進位置の立て坑から到達位置の立て坑へ向けて、シールドマシン等で地山を掘削しながら、その後方に環状のセグメントリングを次々と連結してゆくことによりトンネル本体が構築されて、シールドトンネルが施工される（特許文献１、２等参照）。
【０００３】
また前記シールドトンネルの免震化を図るため、前記トンネル本体の任意の箇所には、可撓セグメントリングを設置するのが一般的である（特許文献３等参照）。
前記可撓セグメントリングは、トンネル本体の長さ方向の途中の位置に、前記長さ方向に互いに離間させて設けられて、前記位置に周方向の全周に亘る環状の隙間を形成するための一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して前記隙間を塞ぐことによりトンネル内を止水するための、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとで構成される。
【０００４】
地震が発生した際には、前記止水ゴムによってトンネル本体内の止水を維持しながら、トンネル本体に加わる地震の応力を、前記隙間において生じるトンネル本体のずれによって吸収して前記トンネル本体が破壊されるのを防止することができ、シールドトンネルの免震化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３８４７５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６３９３号公報
【特許文献３】特許第４２７９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記可撓セグメントリングを、トンネル本体と立て坑との接続部に設置する場合がある。
この場合、従来は、可撓セグメントリングを構成するトンネル本体側、および立て坑側の環状体を、それぞれ複数の枠体によって構成するとともに、前記複数の枠体を地上で、あるいは立て坑内で、溶接等によって環状に組み立てて一対の環状体を形成する。
【０００７】
次いで両環状体間の間隔を一定に維持した状態で仮止材で固定するとともに、前記両環状体間を止水ゴムで連結して可撓セグメントを組み立てる。
そして、トンネル本体の立て坑側の端部を構成する末端のセグメントリングの、前記立て坑側の面（被取付面）と、組み立てた前記可撓セグメントの、前記トンネル本体側の環状体の、前記被取付面への接触面との間に止水のためのパッキンを挟んだ状態で、ボルト接合により、前記パッキンを所定の圧縮量となるように厚み方向に圧縮しながら取り付けるのが一般的である。
【０００８】
かかる取り付け構造を採用する場合、トンネル本体の直径が比較的小さいときには特に問題は生じない。しかし、例えば直径が８ｍ以上といった直径の大きいトンネル本体の場合には、枠体を溶接する際に生じる環状体の歪みにより下記のような種々の問題を生じるおそれがある。
(a) 前記環状体の接触面の平面性が、前記歪みによって低下して、前記接触面の被取付面に対する不整合性、いわゆる不陸が大きくなる。そのため、前記両面間にパッキンを挟んでいるにも拘らず、前記パッキンの厚み方向の圧縮量が不足して水漏れを生じやすくなる。
(b) 前記環状体を末端のセグメントリングにボルト接合するためのボルト孔の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりする。
(c) 組み立てた可撓セグメントリングの重量が大きいため、末端のセグメントリングへの取り付けのために、また組み立てを地上で行った場合には立て坑内への搬入のために、それぞれ大型の重機が必要となる。
【０００９】
本発明の目的は、トンネル本体の末端のセグメントリングと、可撓セグメントリングとの間が確実に止水されて水漏れ等を生じるおそれがなく、また前記可撓セグメントリング取り付けのための孔位置合わせ等に時間がかからない上、前記取り付けに大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することが可能な立て坑とトンネル本体との継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、立て坑とトンネル本体とを含むシールドトンネルの、前記立て坑とトンネル本体とを可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造であって、
前記可撓セグメントリングは、前記トンネル本体の長さ方向に互いに離間させて立て坑側およびトンネル本体側のそれぞれに固定されて、前記トンネル本体と立て坑との間に、前記トンネル本体の周方向の全周に亘る環状の隙間を形成する一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して、前記隙間を前記トンネル本体の全周に亘って塞ぐ、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとを備えており、
前記一対の環状体のうち、
前記立て坑側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成され、かつ
前記トンネル本体側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を、隣り合う枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成されている
ことを特徴とする。
【００１１】
トンネル本体を構成するセグメントリングは、複数の、セグメントと呼ばれる分割されたコンクリート製または鋼製部材の集合体として構成される。
各セグメント間は隙間をなくするために、例えば水膨張性ゴムからなるパッキン等でシールされている。
このパッキンの厚みは、セグメントの片側面で２ｍｍからせいぜい１０ｍｍ程度であり、両側面の張り合わせを考慮すると４〜２０ｍｍ程度となる。パッキンに良好な止水性能を発揮させるためには、前記パッキンを厚み方向にある程度圧縮させなければならない。この要求される圧縮量δ０（ｍｍ）は、パッキンの部分に作用する水圧を止水するのに最低限必要な圧縮量δ１（ｍｍ）、地震等で発生が予想される目開き量δ２（ｍｍ）、およびセグメントの、パッキンを取り付ける面の不陸の量δ３（ｍｍ）に対して、式(1)：
δ０＞δ１＋δ２＋δ３ (1)
を満足する量である必要がある。
【００１２】
通常、セグメントの不陸δ３は片側面で１．５ｍｍ、両側面で３ｍｍ程度に管理され、かかる管理値に対してパッキンの厚みが設定される。
ところが、この管理されたセグメントの被取付面に、先に説明したように複数の枠体をあらかじめ環状に組み立てて形成したトンネル本体側の環状体を取り付ける場合、特にトンネル本体の、すなわち環状体の直径が大きくなればなるほど、前記環状体の接触面の不陸が大きくなる傾向にあるため、全体としての不陸の管理が難しくなって、前記(a)〜(c)の問題を生じやすくなる。
【００１３】
これに対し本発明によれば、例えばトンネル本体側の環状体を構成する枠体を個別に、隣り合うもの同士の間をパッキンを挟んで止水しながら、前記トンネル本体の立て坑側の末端のセグメントリングの被取付面に、例えばボルト接合によって固定しながら、前記トンネル本体側の環状体を組み立てることができる。
そのため、前記環状体の接触面の、被取付面に対する不整合性（不陸）をできるだけ小さくすることができる。また、トンネル本体を形成する複数のセグメントリング間、および前記セグメントリングを構成する各セグメント間のパッキンによる止水線を、前記隣り合う枠体間に設けたパッキンを介して、可撓セグメントリングの止水ゴムとつなぐことができる。
【００１４】
したがって可撓セグメントリングの、立て坑側の枠体間を溶接によって止水していることと相まって、トンネル本体内に水漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
また、前記のように個々の枠体を、施工現場において直接に、トンネル本体の末端のセグメントリングの被取付面に取り付けて可撓セグメントリングを組み立てているため、ボルト孔の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりするおそれがない上、前記組み立てには大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することもできる。
【００１５】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、前記隙間を挟んで立て坑側の環状体に対向する主面と、前記主面と交差し、前記パッキンを挟んで隣り合う枠体に対向する一対の側面とを備え、前記主面は、前記両側面間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁の片面によって構成されているとともに、前記両側面の、それぞれ前記主桁の側面と一致する位置には、前記側面に沿って前記パッキンを嵌め込むためのパッキン溝が形成されており、前記パッキン溝の幅は前記主桁の側面の幅より小さいことが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、前記パッキン溝内に嵌め込むことによって、パッキンが幅方向に広がったりずれたりするのを規制しながら、前記パッキンの全体を、その幅が前記パッキン溝の幅よりも大きい主桁の側面によってほぼ均等かつ確実に圧縮して、隣り合う枠体間をより確実に止水することができる。
また前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、間にパッキンを挟んだ状態で前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合することにより、パッキンを圧縮させて止水しながら環状に組み立てられているのが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、各枠体を、ボルト接合部を用いてボルト接合して、前記トンネル本体側の環状体を組み立てる際に、前記ボルト接合部におけるボルトの締め代を調整することで、例えば枠体の側面の不陸の大小等に関係なく、パッキンを所定の圧縮量で圧縮することができ、隣り合う枠体間をより確実に止水することができる。
さらに、前記立て坑側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合したのち溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てられているのが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、例えば前記各枠体と、トンネル本体側の環状体を構成する各枠体とを一対一で組み合わせて、両者の間隔を一定に維持した状態で仮止材で固定したものを、前記のようにトンネル本体の立て坑側の末端のセグメントリングの被取付面に順次固定しながら、先の手順で、トンネル本体側の環状体を組み立てるのと並行して、各枠体を、ボルト接合部を用いてボルト接合したのち溶接することにより、立て坑側の環状体を組み立てることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トンネル本体の末端のセグメントリングと、可撓セグメントリングとの間が確実に止水されて水漏れ等を生じるおそれがなく、また前記可撓セグメントリング取り付けのための孔位置合わせ等に時間がかからない上、前記取り付けに大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することが可能な立て坑とトンネル本体との継手構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の継手構造の、実施の形態の一例の概略を説明する斜視図である。
【図２】図１の例の継手構造において、トンネル本体側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
【図３】図１の例の継手構造において、立て坑側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
【図４】図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。
【図５】図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【図６】図１の例の継手構造のうち、止水ゴムの一部切欠斜視図である。
【図７】図１の例の継手構造を構成する初期の段階での、立て坑とトンネル本体の接続位置の断面図である。
【図８】図７の次の段階でトンネル本体の被取付面に取り付けられる、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。
【図９】図８の段階の環状体を構成する枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の継手構造の、実施の形態の一例の概略を説明する斜視図である。
図２は、図１の例の継手構造において、トンネル本体側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。また図３は、立て坑側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
図４は、図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。さらに図５は、前記両枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【００２２】
図１を参照して、この例の継手構造は、シールドトンネル１の発進位置、到達位置、もしくは中間位置に開削された立て坑２と、トンネル本体３との間を、可撓セグメントリング４を介して接続するものである。
トンネル本体３は、複数のセグメントリング５を、前記トンネル本体３の長さ方向に複数個連結して筒状に構成されているとともに、個々のセグメントリング５は、前記セグメントリング５を周方向に分割した複数のセグメント６を環状に組み立てて構成されている。
【００２３】
前記トンネル本体３のうち立て坑２側の端部を構成する末端のセグメントリング５と、立て坑２との間に、可撓セグメントリング４が介装されている。
可撓セグメントリング４は、前記末端のセグメントリング５に固定されたトンネル本体３側の環状体７と、立て坑２側の環状体８とを備えている。前記両環状体７、８間には、トンネル本体３の周方向の全周に亘る環状の隙間９が設けられている。
【００２４】
図１、図４、および図５を参照して、前記隙間９は、両環状体７、８間を連結する、トンネル本体３の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴム１０によって、前記トンネル本体３の全周に亘って塞がれている。
図１、図２、図４、および図５を参照して、トンネル本体３側の環状体７は、前記環状体７を周方向に分割した複数の枠体１１を備えている。前記複数の枠体１１を、隣り合う枠体間にパッキン１７（図２）を挟んで止水しながら環状に組み立てることで環状体７が構成される。
【００２５】
前記各枠体１１は、隙間９を挟んで立て坑２側の環状体８に対向する主面１２、および前記主面１２と交差し、図示しない隣り合う枠体に対向する、図では手前側の一面しか記載していないが、一対の側面１３とを備えている。
このうち主面１２は、前記両側面１３間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁１４の片面によって構成されている。また側面１３は、前記主桁１４の両端に固定された、平板状の側板１５の外側面によって構成されている。
【００２６】
主桁１４の主面１２側には、前記主面１２から立て坑２側へ向けて、止水ゴム１０を取り付けるとともに主桁１４を補強するためのリブ１６が突設されている。前記リブ１６は、環状体７と同心の円筒体を、各枠体１１ごとに分割した形状に形成されている。
前記側面１３には、隣り合う枠体１１間に挟まれて、両枠体１１間を止水するためのパッキン１７を嵌め込むためのパッキン溝１８が形成されている。
【００２７】
前記パッキン溝１８は、側板１５の裏面側に固定された主桁１４の側面と一致する位置に、前記側面に沿って設けられた縦溝１９と、前記縦溝１９の、各図において上端から、リブ１６に沿って立て坑２側へ延びる横溝２０とを備えている。またパッキン１７は、前記縦溝１９に対応する縦部２１と、横溝２０に対応する横部２２とを備えた逆Ｌ字状に形成されている。
【００２８】
前記パッキン溝１８のうち縦溝１９の幅Ｗ１（図５）は前記主桁１４の側面の幅、すなわち主桁１４の厚みＴ１（図４）より小さく設定される。これにより、前記パッキン溝１８内に嵌め込むことによって、パッキン１７が幅方向に広がったりずれたりするのを規制しながら、前記パッキン１７の全体を、主桁１４の側面によってほぼ均等かつ確実に圧縮して、隣り合う枠体１１間をより確実に止水できる。
【００２９】
側板１５の、リブ１６よりもトンネル本体３の径方向外側（各図において上側）には、前記側板１５を径方向外方に延設させることで、２つのボルト孔２３を有するボルト接合部２４が設けられている。
また前記側板１５の、リブ１６よりもトンネル本体３の径方向内側にも、前記側板１５を立て坑２側へ延設させることで、２つのボルト孔２５を有するボルト接合部２６が設けられている。
【００３０】
主桁１４には、枠体１１を、トンネル本体３の末端のセグメントリング５を構成するセグメント６の、立て坑２側の面（被取付面）２７に固定するためのボルト２８が挿通されるボルト孔２９が設けられている。前記ボルト孔２９に挿通したボルト２８を、前記被取付面２７に設けたボルト孔３０に螺合して締め付けることにより、前記枠体１１が、前記被取付面２７に固定される。
【００３１】
また主桁１４の、前記主面１２と背向する背面３１の２箇所にはパッキン溝３２、３３が設けられており、前記パッキン溝３２、３３にそれぞれパッキン３４、３５を嵌め込んで、前記被取付面２７との間で挟んだ状態で前記ボルト２８を締め付けることにより、セグメント６と枠体１１との間、すなわちセグメントリング５と環状体７との間が、前記パッキン３４、３５によって止水される。
【００３２】
また前記パッキン溝３２、３３は、それぞれ枠体１１の側面１３に達しており、前記側面１３に形成した先のパッキン溝１８と連通されている。またパッキン溝１８の横溝２０の先端、およびパッキン１７の横部２２の先端は、ともにトンネル本体３の径方向内方に突出されて、前記パッキン１７の先端が、止水ゴム１０と接している。
これにより、各パッキン溝１８、３２、３３に嵌め込まれたパッキン１７、３４、３５、および止水ゴム１０による止水線を連続させて確実に止水することができる。
【００３３】
図１、図３、図４、および図５を参照して、立て坑２側の環状体８は、前記環状体８を周方向に分割した複数の枠体３６を備えている。前記複数の枠体３６を溶接することにより、各枠体３６間を止水しながら環状に組み立てて環状体８が構成される。
前記各枠体３６は、隙間９を挟んでトンネル本体３側の環状体７に対向する主面３７、および前記主面３７と交差し、図示しない隣り合う枠体に対向する、図では手前側の一面しか記載していないが、一対の側面３８とを備えている。
【００３４】
このうち主面３７は、前記両側面３８間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁３９の片面によって構成されている。また側面３８は、前記主桁３９の両端に固定された、平板状の側板４０の外側面によって構成されている。
主桁３９の主面３７側には、前記主面３７からトンネル本体３側へ向けて、止水ゴム１０を取り付けるとともに主桁３９を補強するためのリブ４１が突設されている。前記リブ４１は、環状体８と同心の円筒体を、各枠体３６ごとに分割した形状に形成されている。
【００３５】
側板４０の、リブ４１よりもトンネル本体３の径方向外側（各図において上側）には、前記側板４０を径方向外方に延設させることで、２つのボルト孔４２を有するボルト接合部４３が設けられている。
また前記側板４０の、リブ４１よりもトンネル本体３の径方向内側にも、前記側板４０を立て坑２側へ延設させることで、２つのボルト孔４４を有するボルト接合部４５が設けられている。
【００３６】
主桁３９の、前記主面３７と背向する背面４６側には、前記背面４６から立て坑２側へ向けて、前記立て坑２の坑口を構成する、コンクリート等からなる構造体４７内に埋設されて、枠体３６を前記構造体４７に固定するためのジベル筋４８が突設されている。
図６は、図１の例の継手構造のうち、止水ゴム１０の一部切欠斜視図である。
図１、図４、図５、および図６を参照して、前記止水ゴム１０は、可撓セグメントリング４の全周に亘って環状に形成されるもので、前記トンネル本体３側の枠体１１のリブ１６、および立て坑２側の枠体３６のリブ４１の、それぞれトンネル本体３の径方向内側の面に取り付けるための一対の板状の取付部４９と、両取付部４９間を繋いで、前記トンネル本体３の径方向内方へ突出する湾曲板状に形成された中間部５０と、前記両取付部４９のそれぞれ先端に設けられた、前記取付部４９より厚みの大きい一対の係合部５１とを備えている。
【００３７】
前記各部は、ゴム等の弾性材料によって一体に形成されており、両係合部５１内には、それぞれ補強のために線材５２が埋設されている。また取付部４９、中間部５０、および係合部５１内には、これも補強のために１枚または２枚以上の基布５３が埋設されている。
前記両取付部４９を、リブ１６、４１と、図示しない通孔にボルト５４を挿通させた断面略Ｌ字状の押え金具５５、および前記押え金具５５と取付部４９との間に介在させた平板状のスペーサ５６とで挟んだ状態で、前記ボルト５４に螺合させたナット５７で締め付けることにより、止水ゴム１０が、前記リブ１６、４１間を跨らせた状態でその径方向内側の面に取り付けられている。
【００３８】
これにより、前記止水ゴム１０によって一対の環状体７、８間が連結されて、両環状体７、８間の隙間９が、トンネル本体３の全周に亘って塞がれている。
止水ゴム１０の中間部５０には、無負荷時に前記中間部５０の変形を防止するための発泡ゴムブロック５８が、トンネル本体３の径方向外方から挿入されている。
前記発泡ゴムブロック５８は、中間部５０より軟らかい発泡ゴムで形成されており、地震等による大変形時に、前記中間部５０がトンネル本体３の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形するのを妨げない。
【００３９】
また、前記大変形時には、スペーサ５６が、取付部４９の先端の係合部５１と係合して、前記取付部４９の抜け止めとして作用する。
したがってこれらの構成により、前記大変形時に、取付部４９が抜けるのを防止しながら中間部５０の大きな変形を許容して、止水ゴム１０による止水を維持することができる。
【００４０】
リブ１６、４１の径方向外側の面には、止水ゴム１０や発泡ゴムブロック５８を保護するための薄板状のカバープレート５９が、両リブ１６、４１間の隙間を塞いで取り付けられている。
また枠体３６を構成する主桁３９の主面３７には、前記主面３７からトンネル本体３側へ向けて、薄板状のカバープレート６０が突設されており、止水ゴム１０は、前記カバープレート６０によって径方向内方側でも保護されている。
【００４１】
図７は、図１の例の継手構造を構成する初期の段階での、立て坑２とトンネル本体３の接続位置の断面図である。図８は、図７の次の段階でトンネル本体３の被取付面２７に取り付けられる、立て坑２側およびトンネル本体３側の環状体７、８を構成する枠体１１、３６の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。図９は、前記枠体１１、３６の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【００４２】
図１、および図７を参照して、前記各部を備えた継手構造によって、シールドトンネル１の、例えば発進位置の立て坑２とトンネル本体３とを接続するためには、まず立て坑２内に設置されていた、シールドマシンに推進力を付与するための、図示しない推力受材と、前記推力受材とトンネル本体３との間を繋いでいた仮組みの鋼殻６１とを除去する。
これにより、立て坑２を構成する側壁６２に設けた坑口６３を通して前記立て坑２内に臨ませた、前記トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７を、前記立て坑２内において露出させる。
【００４３】
前記坑口６３の、立て坑２の内側（図７において右側）面には、前記坑口６３よりも内径の大きい拡径部６４が設けられている。この拡径部６４の立面６５と、セグメントリング５の被取付面２７とが、図７に見るように略一致するように、セグメントリング５の設置位置が設定される。
また坑口６３の、前記拡径部６４側の開口部には、前記坑口６３の、側壁６２とトンネル本体３との間の隙間を立て坑２内の空間と区画するシール材６６が設けられており、区画された前記隙間に、裏込注入材６７が充てんされている。
【００４４】
前記シール材６６は、複数個のセグメントリング５を繋いで裏込注入材６７を注入するまでの間、立て坑２とトンネル本体３との間をシールするために機能するとともに、前記裏込注入材６７を注入する際に、注入する空間を立て坑２内と区画するために機能する。
トンネルの掘進時には、坑口６３から立て坑２内に設けたエントランスリング６８の先端を、図７中に破線で示すようにさらに内側まで延設し、その先端にも同様のシール材を設けて、前記エントランスリング６８と鋼殻６１との間でもシールしていたが、トンネル本体３の完成後、前記のように鋼殻６１を除去するのと同時にシール材を除去するとともに、エントランスリング６８を図７中に実線で示す寸法にカットする。
【００４５】
次いで図１、図７、図８、および図９を参照して、立て坑２内において露出させたセグメントリング５の被取付面２７に、環状体７、８のもとになる枠体１１、３６を一対一で組み合わせたブロック６９を取り付ける。
前記ブロック６９は、止水ゴム１０を取り付ける前の枠体１１、３６を一対一で組み合わせて、両者の間隔を一定に維持するために仮止材７０、７１で固定して構成されている。このうち仮止材７０は、止水ゴム１０を取り付ける前のリブ１６、４１、ボルト５４、およびナット５７を用いて取り付けられている。また仮止材７１は、枠体１１の主桁１４の主面１２から枠体３６へ向けて突設された座板７２と、枠体３６の主桁３９の主面３７から枠体１１へ向けて突設された座板７３との間に渡し掛けた状態で、前記両座板７２、７３にボルト７４とナット７５とによって取り付けられている。
【００４６】
前記ブロック６９のうち枠体１１のボルト孔２９にボルト２８を挿通して、先に説明したように、被取付面２７に設けたボルト孔３０に螺合して締め付けることにより、前記ブロック６９を、前記被取付面２７に固定する。またこの際、主桁１４の背面３１に設けたパッキン溝３２、３３にそれぞれパッキン３４、３５を嵌め込むことで、セグメント６と枠体１１との間、すなわちセグメントリング５と環状体７との間を止水する。
【００４７】
この操作を複数組のブロック６９について個別に実施することで、セグメントリング５の全周に渡ってブロック６９を取り付ける。
それとともに、取り付けられた隣り合うブロック６９の枠体１１同士を、間にパッキン１７を挟んだ状態で、ボルト接合部２４、２６を用いて互いにボルト接合する。すなわち前記ボルト接合部２４、２６のボルト孔２３、２５に、図示しないボルトを挿通してナットで締め付けることにより、隣り合う枠体１１同士を固定して、トンネル本体３側の環状体７を構成する。
【００４８】
さらに、隣り合うブロック６９の枠体３６同士を、ボルト接合部４３、４５を用いて互いにボルト接合する。すなわち前記ボルト接合部４３、４５のボルト孔２３、２５に、図示しないボルトを挿通してナットで締め付けることにより、隣り合う枠体３６同士を固定し、さらに溶接して立て坑２側の環状体８を構成する。
以上の工程を経ることにより、トンネル本体３側の環状体７の接触面（各枠体１１の主桁１４の背面３１）の、前記トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７に対する不整合性（不陸）をできるだけ小さくすることができる。
【００４９】
また、トンネル本体３を形成する複数のセグメントリング５間、および前記セグメントリング５を構成する各セグメント６間のパッキンによる止水線を、前記隣り合う枠体１１間に設けたパッキン１７を介して、可撓セグメントリング４の止水ゴム１０とつなぐことができる（図４、図５参照）。
したがって可撓セグメントリング４の、立て坑２側の枠体３６間を溶接によって止水していることと相まって、トンネル本体３内に水漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００５０】
また、前記のように個々のブロック６９を、施工現場において直接に、トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７に取り付けて可撓セグメントリング４を組み立てているため、ボルト孔２９、３０の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりするおそれがない上、前記組み立てには大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することもできる。
【００５１】
また、トンネル本体３側の環状体７を構成する各枠体１１をボルト接合して前記環状体７を組み立てる際に、ボルトの締め代を調整することで、例えば枠体１１の側面１３の不陸の大小等に関係なく、パッキン１７を所定の圧縮量で圧縮することができ、隣り合う枠体１１間をより確実に止水することができる。
さらに前記のように、トンネル本体３側の環状体７を組み立てるのと並行して、立て坑２側の環状体８を構成する各枠体３６をボルト接合したのち溶接することにより、前記立て坑２側の環状体８を組み立てることができる。
【００５２】
このあと、図４、図５、および図７を参照して、エントランスリング６８の先端と、立て坑２側の枠体３６の主桁３９の背面４６との間を接続プレート７６によって接続し、さらに立て坑２の拡径部６４内に鉄筋を組んで、前記背面４６に接するようにコンクリートを打設して構造体４７を形成することで、前記立て坑２とトンネル本体３とを可撓セグメントリング４を介して接続する本発明の継手構造が完成する。
【００５３】
なお本発明の継手構造の構成は、以上で説明した各図の例のものには限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ シールドトンネル
２ 立て坑
３ トンネル本体
４ 可撓セグメントリング
５ セグメントリング
６ セグメント
７、８ 環状体
９ 隙間
１０ 止水ゴム
１１ 枠体
１２ 主面
１３ 側面
１４ 主桁
１５ 側板
１６ リブ
１７ パッキン
１８ パッキン溝
１９ 縦溝
２０ 横溝
２１ 縦部
２２ 横部
２３、２５ ボルト孔
２４、２６ ボルト接合部
２７ 被取付面
２８ ボルト
２９、３０ ボルト孔
３１ 背面
３２、３３ パッキン溝
３４、３５ パッキン
３６ 枠体
３７ 主面
３８ 側面
３９ 主桁
４０ 側板
４１ リブ
４２、４４ ボルト孔
４３、４５ ボルト接合部
４６ 背面
４７ 構造体
４８ ジベル筋
４９ 取付部
５０ 中間部
５１ 係合部
５２ 線材
５３ 基布
５４ ボルト
５５ 金具
５６ スペーサ
５７ ナット
５８ 発泡ゴムブロック
５９、６０ カバープレート
６１ 鋼殻
６２ 側壁
６３ 坑口
６４ 拡径部
６５ 立面
６６ シール材
６７ 裏込注入材
６８ エントランスリング
６９ ブロック
７０、７１ 仮止材
７２、７３ 座板
７４ ボルト
７５ ナット
７６ 接続プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルを構成するトンネル本体と立て坑との間を、可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法によって地中にシールドトンネルを施工する場合、まず前記シールドトンネルの発進位置と到達位置に、あるいは両位置とその中間位置に、それぞれ立て坑を開削する。
次いで発進位置の立て坑から到達位置の立て坑へ向けて、シールドマシン等で地山を掘削しながら、その後方に環状のセグメントリングを次々と連結してゆくことによりトンネル本体が構築されて、シールドトンネルが施工される（特許文献１、２等参照）。
【０００３】
また前記シールドトンネルの免震化を図るため、前記トンネル本体の任意の箇所には、可撓セグメントリングを設置するのが一般的である（特許文献３等参照）。
前記可撓セグメントリングは、トンネル本体の長さ方向の途中の位置に、前記長さ方向に互いに離間させて設けられて、前記位置に周方向の全周に亘る環状の隙間を形成するための一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して前記隙間を塞ぐことによりトンネル内を止水するための、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとで構成される。
【０００４】
地震が発生した際には、前記止水ゴムによってトンネル本体内の止水を維持しながら、トンネル本体に加わる地震の応力を、前記隙間において生じるトンネル本体のずれによって吸収して前記トンネル本体が破壊されるのを防止することができ、シールドトンネルの免震化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３３８４７５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６３９３号公報
【特許文献３】特許第４２７９０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記可撓セグメントリングを、トンネル本体と立て坑との接続部に設置する場合がある。
この場合、従来は、可撓セグメントリングを構成するトンネル本体側、および立て坑側の環状体を、それぞれ複数の枠体によって構成するとともに、前記複数の枠体を地上で、あるいは立て坑内で、溶接等によって環状に組み立てて一対の環状体を形成する。
【０００７】
次いで両環状体間の間隔を一定に維持した状態で仮止材で固定するとともに、前記両環状体間を止水ゴムで連結して可撓セグメントを組み立てる。
そして、トンネル本体の立て坑側の端部を構成する末端のセグメントリングの、前記立て坑側の面（被取付面）と、組み立てた前記可撓セグメントの、前記トンネル本体側の環状体の、前記被取付面への接触面との間に止水のためのパッキンを挟んだ状態で、ボルト接合により、前記パッキンを所定の圧縮量となるように厚み方向に圧縮しながら取り付けるのが一般的である。
【０００８】
かかる取り付け構造を採用する場合、トンネル本体の直径が比較的小さいときには特に問題は生じない。しかし、例えば直径が８ｍ以上といった直径の大きいトンネル本体の場合には、枠体を溶接する際に生じる環状体の歪みにより下記のような種々の問題を生じるおそれがある。
(a) 前記環状体の接触面の平面性が、前記歪みによって低下して、前記接触面の被取付面に対する不整合性、いわゆる不陸が大きくなる。そのため、前記両面間にパッキンを挟んでいるにも拘らず、前記パッキンの厚み方向の圧縮量が不足して水漏れを生じやすくなる。
(b) 前記環状体を末端のセグメントリングにボルト接合するためのボルト孔の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりする。
(c) 組み立てた可撓セグメントリングの重量が大きいため、末端のセグメントリングへの取り付けのために、また組み立てを地上で行った場合には立て坑内への搬入のために、それぞれ大型の重機が必要となる。
【０００９】
本発明の目的は、トンネル本体の末端のセグメントリングと、可撓セグメントリングとの間が確実に止水されて水漏れ等を生じるおそれがなく、また前記可撓セグメントリング取り付けのための孔位置合わせ等に時間がかからない上、前記取り付けに大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することが可能な立て坑とトンネル本体との継手構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、立て坑とトンネル本体とを含むシールドトンネルの、前記立て坑とトンネル本体とを可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造であって、
前記可撓セグメントリングは、前記トンネル本体の長さ方向に互いに離間させて立て坑側およびトンネル本体側のそれぞれに固定されて、前記トンネル本体と立て坑との間に、前記トンネル本体の周方向の全周に亘る環状の隙間を形成する一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して、前記隙間を前記トンネル本体の全周に亘って塞ぐ、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとを備えており、
前記一対の環状体のうち、
前記立て坑側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成され、かつ
前記トンネル本体側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を、隣り合う枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成されている
ことを特徴とする。
【００１１】
トンネル本体を構成するセグメントリングは、複数の、セグメントと呼ばれる分割されたコンクリート製または鋼製部材の集合体として構成される。
各セグメント間は隙間をなくするために、例えば水膨張性ゴムからなるパッキン等でシールされている。
このパッキンの厚みは、セグメントの片側面で２ｍｍからせいぜい１０ｍｍ程度であり、両側面の張り合わせを考慮すると４〜２０ｍｍ程度となる。パッキンに良好な止水性能を発揮させるためには、前記パッキンを厚み方向にある程度圧縮させなければならない。この要求される圧縮量δ０（ｍｍ）は、パッキンの部分に作用する水圧を止水するのに最低限必要な圧縮量δ１（ｍｍ）、地震等で発生が予想される目開き量δ２（ｍｍ）、およびセグメントの、パッキンを取り付ける面の不陸の量δ３（ｍｍ）に対して、式(1)：
δ０＞δ１＋δ２＋δ３ (1)
を満足する量である必要がある。
【００１２】
通常、セグメントの不陸δ３は片側面で１．５ｍｍ、両側面で３ｍｍ程度に管理され、かかる管理値に対してパッキンの厚みが設定される。
ところが、この管理されたセグメントの被取付面に、先に説明したように複数の枠体をあらかじめ環状に組み立てて形成したトンネル本体側の環状体を取り付ける場合、特にトンネル本体の、すなわち環状体の直径が大きくなればなるほど、前記環状体の接触面の不陸が大きくなる傾向にあるため、全体としての不陸の管理が難しくなって、前記(a)〜(c)の問題を生じやすくなる。
【００１３】
これに対し本発明によれば、例えばトンネル本体側の環状体を構成する枠体を個別に、隣り合うもの同士の間をパッキンを挟んで止水しながら、前記トンネル本体の立て坑側の末端のセグメントリングの被取付面に、例えばボルト接合によって固定しながら、前記トンネル本体側の環状体を組み立てることができる。
そのため、前記環状体の接触面の、被取付面に対する不整合性（不陸）をできるだけ小さくすることができる。また、トンネル本体を形成する複数のセグメントリング間、および前記セグメントリングを構成する各セグメント間のパッキンによる止水線を、前記隣り合う枠体間に設けたパッキンを介して、可撓セグメントリングの止水ゴムとつなぐことができる。
【００１４】
したがって可撓セグメントリングの、立て坑側の枠体間を溶接によって止水していることと相まって、トンネル本体内に水漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
また、前記のように個々の枠体を、施工現場において直接に、トンネル本体の末端のセグメントリングの被取付面に取り付けて可撓セグメントリングを組み立てているため、ボルト孔の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりするおそれがない上、前記組み立てには大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することもできる。
【００１５】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、前記隙間を挟んで立て坑側の環状体に対向する主面と、前記主面と交差し、前記パッキンを挟んで隣り合う枠体に対向する一対の側面とを備え、前記主面は、前記両側面間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁の片面によって構成されているとともに、前記両側面の、それぞれ前記主桁の側面と一致する位置には、前記側面に沿って前記パッキンを嵌め込むためのパッキン溝が形成されており、前記パッキン溝の幅は前記主桁の側面の幅より小さいことが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、前記パッキン溝内に嵌め込むことによって、パッキンが幅方向に広がったりずれたりするのを規制しながら、前記パッキンの全体を、その幅が前記パッキン溝の幅よりも大きい主桁の側面によってほぼ均等かつ確実に圧縮して、隣り合う枠体間をより確実に止水することができる。
また前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、間にパッキンを挟んだ状態で前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合することにより、パッキンを圧縮させて止水しながら環状に組み立てられているのが好ましい。
【００１７】
かかる構成によれば、各枠体を、ボルト接合部を用いてボルト接合して、前記トンネル本体側の環状体を組み立てる際に、前記ボルト接合部におけるボルトの締め代を調整することで、例えば枠体の側面の不陸の大小等に関係なく、パッキンを所定の圧縮量で圧縮することができ、隣り合う枠体間をより確実に止水することができる。
さらに、前記立て坑側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合したのち溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てられているのが好ましい。
【００１８】
かかる構成によれば、例えば前記各枠体と、トンネル本体側の環状体を構成する各枠体とを一対一で組み合わせて、両者の間隔を一定に維持した状態で仮止材で固定したものを、前記のようにトンネル本体の立て坑側の末端のセグメントリングの被取付面に順次固定しながら、先の手順で、トンネル本体側の環状体を組み立てるのと並行して、各枠体を、ボルト接合部を用いてボルト接合したのち溶接することにより、立て坑側の環状体を組み立てることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、トンネル本体の末端のセグメントリングと、可撓セグメントリングとの間が確実に止水されて水漏れ等を生じるおそれがなく、また前記可撓セグメントリング取り付けのための孔位置合わせ等に時間がかからない上、前記取り付けに大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することが可能な立て坑とトンネル本体との継手構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の継手構造の、実施の形態の一例の概略を説明する斜視図である。
【図２】図１の例の継手構造において、トンネル本体側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
【図３】図１の例の継手構造において、立て坑側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
【図４】図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。
【図５】図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【図６】図１の例の継手構造のうち、止水ゴムの一部切欠斜視図である。
【図７】図１の例の継手構造を構成する初期の段階での、立て坑とトンネル本体の接続位置の断面図である。
【図８】図７の次の段階でトンネル本体の被取付面に取り付けられる、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。
【図９】図８の段階の環状体を構成する枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の継手構造の、実施の形態の一例の概略を説明する斜視図である。
図２は、図１の例の継手構造において、トンネル本体側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。また図３は、立て坑側の環状体を構成する枠体の一部を示す斜視図である。
図４は、図１の例の継手構造のうち、立て坑側およびトンネル本体側の環状体を構成する枠体の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。さらに図５は、前記両枠体の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【００２２】
図１を参照して、この例の継手構造は、シールドトンネル１の発進位置、到達位置、もしくは中間位置に開削された立て坑２と、トンネル本体３との間を、可撓セグメントリング４を介して接続するものである。
トンネル本体３は、複数のセグメントリング５を、前記トンネル本体３の長さ方向に複数個連結して筒状に構成されているとともに、個々のセグメントリング５は、前記セグメントリング５を周方向に分割した複数のセグメント６を環状に組み立てて構成されている。
【００２３】
前記トンネル本体３のうち立て坑２側の端部を構成する末端のセグメントリング５と、立て坑２との間に、可撓セグメントリング４が介装されている。
可撓セグメントリング４は、前記末端のセグメントリング５に固定されたトンネル本体３側の環状体７と、立て坑２側の環状体８とを備えている。前記両環状体７、８間には、トンネル本体３の周方向の全周に亘る環状の隙間９が設けられている。
【００２４】
図１、図４、および図５を参照して、前記隙間９は、両環状体７、８間を連結する、トンネル本体３の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴム１０によって、前記トンネル本体３の全周に亘って塞がれている。
図１、図２、図４、および図５を参照して、トンネル本体３側の環状体７は、前記環状体７を周方向に分割した複数の枠体１１を備えている。前記複数の枠体１１を、隣り合う枠体間にパッキン１７（図２）を挟んで止水しながら環状に組み立てることで環状体７が構成される。
【００２５】
前記各枠体１１は、隙間９を挟んで立て坑２側の環状体８に対向する主面１２、および前記主面１２と交差し、図示しない隣り合う枠体に対向する、図では手前側の一面しか記載していないが、一対の側面１３とを備えている。
このうち主面１２は、前記両側面１３間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁１４の片面によって構成されている。また側面１３は、前記主桁１４の両端に固定された、平板状の側板１５の外側面によって構成されている。
【００２６】
主桁１４の主面１２側には、前記主面１２から立て坑２側へ向けて、止水ゴム１０を取り付けるとともに主桁１４を補強するためのリブ１６が突設されている。前記リブ１６は、環状体７と同心の円筒体を、各枠体１１ごとに分割した形状に形成されている。
前記側面１３には、隣り合う枠体１１間に挟まれて、両枠体１１間を止水するためのパッキン１７を嵌め込むためのパッキン溝１８が形成されている。
【００２７】
前記パッキン溝１８は、側板１５の裏面側に固定された主桁１４の側面と一致する位置に、前記側面に沿って設けられた縦溝１９と、前記縦溝１９の、各図において上端から、リブ１６に沿って立て坑２側へ延びる横溝２０とを備えている。またパッキン１７は、前記縦溝１９に対応する縦部２１と、横溝２０に対応する横部２２とを備えた逆Ｌ字状に形成されている。
【００２８】
前記パッキン溝１８のうち縦溝１９の幅Ｗ１（図５）は前記主桁１４の側面の幅、すなわち主桁１４の厚みＴ１（図４）より小さく設定される。これにより、前記パッキン溝１８内に嵌め込むことによって、パッキン１７が幅方向に広がったりずれたりするのを規制しながら、前記パッキン１７の全体を、主桁１４の側面によってほぼ均等かつ確実に圧縮して、隣り合う枠体１１間をより確実に止水できる。
【００２９】
側板１５の、リブ１６よりもトンネル本体３の径方向外側（各図において上側）には、前記側板１５を径方向外方に延設させることで、２つのボルト孔２３を有するボルト接合部２４が設けられている。
また前記側板１５の、リブ１６よりもトンネル本体３の径方向内側にも、前記側板１５を立て坑２側へ延設させることで、２つのボルト孔２５を有するボルト接合部２６が設けられている。
【００３０】
主桁１４には、枠体１１を、トンネル本体３の末端のセグメントリング５を構成するセグメント６の、立て坑２側の面（被取付面）２７に固定するためのボルト２８が挿通されるボルト孔２９が設けられている。前記ボルト孔２９に挿通したボルト２８を、前記被取付面２７に設けたボルト孔３０に螺合して締め付けることにより、前記枠体１１が、前記被取付面２７に固定される。
【００３１】
また主桁１４の、前記主面１２と背向する背面３１の２箇所にはパッキン溝３２、３３が設けられており、前記パッキン溝３２、３３にそれぞれパッキン３４、３５を嵌め込んで、前記被取付面２７との間で挟んだ状態で前記ボルト２８を締め付けることにより、セグメント６と枠体１１との間、すなわちセグメントリング５と環状体７との間が、前記パッキン３４、３５によって止水される。
【００３２】
また前記パッキン溝３２、３３は、それぞれ枠体１１の側面１３に達しており、前記側面１３に形成した先のパッキン溝１８と連通されている。またパッキン溝１８の横溝２０の先端、およびパッキン１７の横部２２の先端は、ともにトンネル本体３の径方向内方に突出されて、前記パッキン１７の先端が、止水ゴム１０と接している。
これにより、各パッキン溝１８、３２、３３に嵌め込まれたパッキン１７、３４、３５、および止水ゴム１０による止水線を連続させて確実に止水することができる。
【００３３】
図１、図３、図４、および図５を参照して、立て坑２側の環状体８は、前記環状体８を周方向に分割した複数の枠体３６を備えている。前記複数の枠体３６を溶接することにより、各枠体３６間を止水しながら環状に組み立てて環状体８が構成される。
前記各枠体３６は、隙間９を挟んでトンネル本体３側の環状体７に対向する主面３７、および前記主面３７と交差し、図示しない隣り合う枠体に対向する、図では手前側の一面しか記載していないが、一対の側面３８とを備えている。
【００３４】
このうち主面３７は、前記両側面３８間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁３９の片面によって構成されている。また側面３８は、前記主桁３９の両端に固定された、平板状の側板４０の外側面によって構成されている。
主桁３９の主面３７側には、前記主面３７からトンネル本体３側へ向けて、止水ゴム１０を取り付けるとともに主桁３９を補強するためのリブ４１が突設されている。前記リブ４１は、環状体８と同心の円筒体を、各枠体３６ごとに分割した形状に形成されている。
【００３５】
側板４０の、リブ４１よりもトンネル本体３の径方向外側（各図において上側）には、前記側板４０を径方向外方に延設させることで、２つのボルト孔４２を有するボルト接合部４３が設けられている。
また前記側板４０の、リブ４１よりもトンネル本体３の径方向内側にも、前記側板４０を立て坑２側へ延設させることで、２つのボルト孔４４を有するボルト接合部４５が設けられている。
【００３６】
主桁３９の、前記主面３７と背向する背面４６側には、前記背面４６から立て坑２側へ向けて、前記立て坑２の坑口を構成する、コンクリート等からなる構造体４７内に埋設されて、枠体３６を前記構造体４７に固定するためのジベル筋４８が突設されている。
図６は、図１の例の継手構造のうち、止水ゴム１０の一部切欠斜視図である。
図１、図４、図５、および図６を参照して、前記止水ゴム１０は、可撓セグメントリング４の全周に亘って環状に形成されるもので、前記トンネル本体３側の枠体１１のリブ１６、および立て坑２側の枠体３６のリブ４１の、それぞれトンネル本体３の径方向内側の面に取り付けるための一対の板状の取付部４９と、両取付部４９間を繋いで、前記トンネル本体３の径方向内方へ突出する湾曲板状に形成された中間部５０と、前記両取付部４９のそれぞれ先端に設けられた、前記取付部４９より厚みの大きい一対の係合部５１とを備えている。
【００３７】
前記各部は、ゴム等の弾性材料によって一体に形成されており、両係合部５１内には、それぞれ補強のために線材５２が埋設されている。また取付部４９、中間部５０、および係合部５１内には、これも補強のために１枚または２枚以上の基布５３が埋設されている。
前記両取付部４９を、リブ１６、４１と、図示しない通孔にボルト５４を挿通させた断面略Ｌ字状の押え金具５５、および前記押え金具５５と取付部４９との間に介在させた平板状のスペーサ５６とで挟んだ状態で、前記ボルト５４に螺合させたナット５７で締め付けることにより、止水ゴム１０が、前記リブ１６、４１間を跨らせた状態でその径方向内側の面に取り付けられている。
【００３８】
これにより、前記止水ゴム１０によって一対の環状体７、８間が連結されて、両環状体７、８間の隙間９が、トンネル本体３の全周に亘って塞がれている。
止水ゴム１０の中間部５０には、無負荷時に前記中間部５０の変形を防止するための発泡ゴムブロック５８が、トンネル本体３の径方向外方から挿入されている。
前記発泡ゴムブロック５８は、中間部５０より軟らかい発泡ゴムで形成されており、地震等による大変形時に、前記中間部５０がトンネル本体３の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形するのを妨げない。
【００３９】
また、前記大変形時には、スペーサ５６が、取付部４９の先端の係合部５１と係合して、前記取付部４９の抜け止めとして作用する。
したがってこれらの構成により、前記大変形時に、取付部４９が抜けるのを防止しながら中間部５０の大きな変形を許容して、止水ゴム１０による止水を維持することができる。
【００４０】
リブ１６、４１の径方向外側の面には、止水ゴム１０や発泡ゴムブロック５８を保護するための薄板状のカバープレート５９が、両リブ１６、４１間の隙間を塞いで取り付けられている。
また枠体３６を構成する主桁３９の主面３７には、前記主面３７からトンネル本体３側へ向けて、薄板状のカバープレート６０が突設されており、止水ゴム１０は、前記カバープレート６０によって径方向内方側でも保護されている。
【００４１】
図７は、図１の例の継手構造を構成する初期の段階での、立て坑２とトンネル本体３の接続位置の断面図である。図８は、図７の次の段階でトンネル本体３の被取付面２７に取り付けられる、立て坑２側およびトンネル本体３側の環状体７、８を構成する枠体１１、３６の、周方向の途中の位置での断面を示す断面図である。図９は、前記枠体１１、３６の、隣り合う枠体に対向する側面を示す一部切欠側面図である。
【００４２】
図１、および図７を参照して、前記各部を備えた継手構造によって、シールドトンネル１の、例えば発進位置の立て坑２とトンネル本体３とを接続するためには、まず立て坑２内に設置されていた、シールドマシンに推進力を付与するための、図示しない推力受材と、前記推力受材とトンネル本体３との間を繋いでいた仮組みの鋼殻６１とを除去する。
これにより、立て坑２を構成する側壁６２に設けた坑口６３を通して前記立て坑２内に臨ませた、前記トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７を、前記立て坑２内において露出させる。
【００４３】
前記坑口６３の、立て坑２の内側（図７において右側）面には、前記坑口６３よりも内径の大きい拡径部６４が設けられている。この拡径部６４の立面６５と、セグメントリング５の被取付面２７とが、図７に見るように略一致するように、セグメントリング５の設置位置が設定される。
また坑口６３の、前記拡径部６４側の開口部には、前記坑口６３の、側壁６２とトンネル本体３との間の隙間を立て坑２内の空間と区画するシール材６６が設けられており、区画された前記隙間に、裏込注入材６７が充てんされている。
【００４４】
前記シール材６６は、複数個のセグメントリング５を繋いで裏込注入材６７を注入するまでの間、立て坑２とトンネル本体３との間をシールするために機能するとともに、前記裏込注入材６７を注入する際に、注入する空間を立て坑２内と区画するために機能する。
トンネルの掘進時には、坑口６３から立て坑２内に設けたエントランスリング６８の先端を、図７中に破線で示すようにさらに内側まで延設し、その先端にも同様のシール材を設けて、前記エントランスリング６８と鋼殻６１との間でもシールしていたが、トンネル本体３の完成後、前記のように鋼殻６１を除去するのと同時にシール材を除去するとともに、エントランスリング６８を図７中に実線で示す寸法にカットする。
【００４５】
次いで図１、図７、図８、および図９を参照して、立て坑２内において露出させたセグメントリング５の被取付面２７に、環状体７、８のもとになる枠体１１、３６を一対一で組み合わせたブロック６９を取り付ける。
前記ブロック６９は、止水ゴム１０を取り付ける前の枠体１１、３６を一対一で組み合わせて、両者の間隔を一定に維持するために仮止材７０、７１で固定して構成されている。このうち仮止材７０は、止水ゴム１０を取り付ける前のリブ１６、４１、ボルト５４、およびナット５７を用いて取り付けられている。また仮止材７１は、枠体１１の主桁１４の主面１２から枠体３６へ向けて突設された座板７２と、枠体３６の主桁３９の主面３７から枠体１１へ向けて突設された座板７３との間に渡し掛けた状態で、前記両座板７２、７３にボルト７４とナット７５とによって取り付けられている。
【００４６】
前記ブロック６９のうち枠体１１のボルト孔２９にボルト２８を挿通して、先に説明したように、被取付面２７に設けたボルト孔３０に螺合して締め付けることにより、前記ブロック６９を、前記被取付面２７に固定する。またこの際、主桁１４の背面３１に設けたパッキン溝３２、３３にそれぞれパッキン３４、３５を嵌め込むことで、セグメント６と枠体１１との間、すなわちセグメントリング５と環状体７との間を止水する。
【００４７】
この操作を複数組のブロック６９について個別に実施することで、セグメントリング５の全周に渡ってブロック６９を取り付ける。
それとともに、取り付けられた隣り合うブロック６９の枠体１１同士を、間にパッキン１７を挟んだ状態で、ボルト接合部２４、２６を用いて互いにボルト接合する。すなわち前記ボルト接合部２４、２６のボルト孔２３、２５に、図示しないボルトを挿通してナットで締め付けることにより、隣り合う枠体１１同士を固定して、トンネル本体３側の環状体７を構成する。
【００４８】
さらに、隣り合うブロック６９の枠体３６同士を、ボルト接合部４３、４５を用いて互いにボルト接合する。すなわち前記ボルト接合部４３、４５のボルト孔２３、２５に、図示しないボルトを挿通してナットで締め付けることにより、隣り合う枠体３６同士を固定し、さらに溶接して立て坑２側の環状体８を構成する。
以上の工程を経ることにより、トンネル本体３側の環状体７の接触面（各枠体１１の主桁１４の背面３１）の、前記トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７に対する不整合性（不陸）をできるだけ小さくすることができる。
【００４９】
また、トンネル本体３を形成する複数のセグメントリング５間、および前記セグメントリング５を構成する各セグメント６間のパッキンによる止水線を、前記隣り合う枠体１１間に設けたパッキン１７を介して、可撓セグメントリング４の止水ゴム１０とつなぐことができる（図４、図５参照）。
したがって可撓セグメントリング４の、立て坑２側の枠体３６間を溶接によって止水していることと相まって、トンネル本体３内に水漏れ等が生じるのを確実に防止することができる。
【００５０】
また、前記のように個々のブロック６９を、施工現場において直接に、トンネル本体３の末端のセグメントリング５の被取付面２７に取り付けて可撓セグメントリング４を組み立てているため、ボルト孔２９、３０の位置ずれが大きくなって、孔位置合わせのために時間がかかったり施工性が低下したりするおそれがない上、前記組み立てには大型の重機を必要としないため施工性に優れ、より短時間で施工することもできる。
【００５１】
また、トンネル本体３側の環状体７を構成する各枠体１１をボルト接合して前記環状体７を組み立てる際に、ボルトの締め代を調整することで、例えば枠体１１の側面１３の不陸の大小等に関係なく、パッキン１７を所定の圧縮量で圧縮することができ、隣り合う枠体１１間をより確実に止水することができる。
さらに前記のように、トンネル本体３側の環状体７を組み立てるのと並行して、立て坑２側の環状体８を構成する各枠体３６をボルト接合したのち溶接することにより、前記立て坑２側の環状体８を組み立てることができる。
【００５２】
このあと、図４、図５、および図７を参照して、エントランスリング６８の先端と、立て坑２側の枠体３６の主桁３９の背面４６との間を接続プレート７６によって接続し、さらに立て坑２の拡径部６４内に鉄筋を組んで、前記背面４６に接するようにコンクリートを打設して構造体４７を形成することで、前記立て坑２とトンネル本体３とを可撓セグメントリング４を介して接続する本発明の継手構造が完成する。
【００５３】
なお本発明の継手構造の構成は、以上で説明した各図の例のものには限定されない。本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００５４】
１ シールドトンネル
２ 立て坑
３ トンネル本体
４ 可撓セグメントリング
５ セグメントリング
６ セグメント
７、８ 環状体
９ 隙間
１０ 止水ゴム
１１ 枠体
１２ 主面
１３ 側面
１４ 主桁
１５ 側板
１６ リブ
１７ パッキン
１８ パッキン溝
１９ 縦溝
２０ 横溝
２１ 縦部
２２ 横部
２３、２５ ボルト孔
２４、２６ ボルト接合部
２７ 被取付面
２８ ボルト
２９、３０ ボルト孔
３１ 背面
３２、３３ パッキン溝
３４、３５ パッキン
３６ 枠体
３７ 主面
３８ 側面
３９ 主桁
４０ 側板
４１ リブ
４２、４４ ボルト孔
４３、４５ ボルト接合部
４６ 背面
４７ 構造体
４８ ジベル筋
４９ 取付部
５０ 中間部
５１ 係合部
５２ 線材
５３ 基布
５４ ボルト
５５ 金具
５６ スペーサ
５７ ナット
５８ 発泡ゴムブロック
５９、６０ カバープレート
６１ 鋼殻
６２ 側壁
６３ 坑口
６４ 拡径部
６５ 立面
６６ シール材
６７ 裏込注入材
６８ エントランスリング
６９ ブロック
７０、７１ 仮止材
７２、７３ 座板
７４ ボルト
７５ ナット
７６ 接続プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立て坑とトンネル本体とを含むシールドトンネルの、前記立て坑とトンネル本体とを可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造であって、
前記可撓セグメントリングは、前記トンネル本体の長さ方向に互いに離間させて立て坑側およびトンネル本体側のそれぞれに固定されて、前記トンネル本体と立て坑との間に、前記トンネル本体の周方向の全周に亘る環状の隙間を形成する一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して、前記隙間を前記トンネル本体の全周に亘って塞ぐ、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとを備えており、
前記一対の環状体のうち、
前記立て坑側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成され、かつ
前記トンネル本体側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を、隣り合う枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成されている
ことを特徴とする継手構造。
【請求項２】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、前記隙間を挟んで立て坑側の環状体に対向する主面と、前記主面と交差し、前記パッキンを挟んで隣り合う枠体に対向する一対の側面とを備え、前記主面は、前記両側面間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁の片面によって構成されているとともに、前記両側面の、それぞれ前記主桁の側面と一致する位置には、前記側面に沿って前記パッキンを嵌め込むためのパッキン溝が形成されており、前記パッキン溝の幅は前記主桁の側面の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の継手構造。
【請求項３】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、間にパッキンを挟んだ状態で前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合することにより、パッキンを圧縮させて止水しながら環状に組み立てられていることを特徴とする請求項１または２に記載の継手構造。
【請求項４】
前記立て坑側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合したのち溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の継手構造。
【請求項１】
立て坑とトンネル本体とを含むシールドトンネルの、前記立て坑とトンネル本体とを可撓セグメントリングを介して接続するための継手構造であって、
前記可撓セグメントリングは、前記トンネル本体の長さ方向に互いに離間させて立て坑側およびトンネル本体側のそれぞれに固定されて、前記トンネル本体と立て坑との間に、前記トンネル本体の周方向の全周に亘る環状の隙間を形成する一対の環状体と、前記一対の環状体間を連結して、前記隙間を前記トンネル本体の全周に亘って塞ぐ、前記トンネル本体の長さ方向、および前記長さ方向と交差方向に変形可能な環状の止水ゴムとを備えており、
前記一対の環状体のうち、
前記立て坑側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てて構成され、かつ
前記トンネル本体側の環状体は、前記環状体を周方向に分割した複数の枠体を備え、前記複数の枠体を、隣り合う枠体間にパッキンを挟んで止水しながら環状に組み立てて構成されている
ことを特徴とする継手構造。
【請求項２】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、前記隙間を挟んで立て坑側の環状体に対向する主面と、前記主面と交差し、前記パッキンを挟んで隣り合う枠体に対向する一対の側面とを備え、前記主面は、前記両側面間に亘って設けられた、厚みが一定の平板状の主桁の片面によって構成されているとともに、前記両側面の、それぞれ前記主桁の側面と一致する位置には、前記側面に沿って前記パッキンを嵌め込むためのパッキン溝が形成されており、前記パッキン溝の幅は前記主桁の側面の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の継手構造。
【請求項３】
前記トンネル本体側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、間にパッキンを挟んだ状態で前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合することにより、パッキンを圧縮させて止水しながら環状に組み立てられていることを特徴とする請求項１または２に記載の継手構造。
【請求項４】
前記立て坑側の環状体を構成する各枠体は、それぞれ隣り合うもの同士をボルト接合するためのボルト接合部を備えており、前記複数の枠体を、前記ボルト接合部を用いて互いにボルト接合したのち溶接することにより、各枠体間を止水しながら環状に組み立てられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の継手構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１４９４６１（Ｐ２０１２−１４９４６１Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０１８９（Ｐ２０１１−１０１８９）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【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２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【出願人】（０００１８３２３３）住友ゴム工業株式会社 (3,458)
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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