JPH09310593A - トンネル覆工体のセグメント - Google Patents
トンネル覆工体のセグメントInfo
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- JPH09310593A JPH09310593A JP8130185A JP13018596A JPH09310593A JP H09310593 A JPH09310593 A JP H09310593A JP 8130185 A JP8130185 A JP 8130185A JP 13018596 A JP13018596 A JP 13018596A JP H09310593 A JPH09310593 A JP H09310593A
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- Japan
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- ground
- urethane foam
- tunnel
- tunnel lining
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Links
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract 2
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Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １本又は並設された複数本のトンネルの周辺
の地盤を凍結した上で、該トンネルを切り拡げたりトン
ネル同士を結合したりする場合に於いて、そのトンネル
覆工体の各セグメントの設計や製造等を容易にしてトン
ネル築造費を低廉化する。 【解決手段】 鋼製セグメント１１の外側面に硬質ウレ
タンフォームＦを付設する。この硬質ウレタンフォーム
Ｆは地山の土水圧程度では収縮することがないが、地盤
凍結による膨張圧が作用した場合には収縮する。これに
より膨張圧を吸収することができ、鋼製セグメント１１
に要求される強度が軽減される。
の地盤を凍結した上で、該トンネルを切り拡げたりトン
ネル同士を結合したりする場合に於いて、そのトンネル
覆工体の各セグメントの設計や製造等を容易にしてトン
ネル築造費を低廉化する。 【解決手段】 鋼製セグメント１１の外側面に硬質ウレ
タンフォームＦを付設する。この硬質ウレタンフォーム
Ｆは地山の土水圧程度では収縮することがないが、地盤
凍結による膨張圧が作用した場合には収縮する。これに
より膨張圧を吸収することができ、鋼製セグメント１１
に要求される強度が軽減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はトンネル覆工体の
セグメントに関するものであり、特に、１本又は並設さ
れた複数本のトンネルの周辺の地盤を凍結した上で、該
トンネルを切り拡げたりトンネル同士を結合したりする
場合に、そのトンネル覆工体に適用されるセグメントに
関するものである。
セグメントに関するものであり、特に、１本又は並設さ
れた複数本のトンネルの周辺の地盤を凍結した上で、該
トンネルを切り拡げたりトンネル同士を結合したりする
場合に、そのトンネル覆工体に適用されるセグメントに
関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】シール
ド工法により築造したトンネルを切り拡げる場合や、シ
ールド工法により並行して築造した複数本のトンネル同
士を結合して一体構造にする場合、予めトンネル周辺の
地盤を凍結した上で切り拡げ作業や結合作業を行うこと
がある。これは地山の安定を図るとともに止水性を確保
して、作業の安全性を高めるためであるが、地盤が凍結
すると膨張するので、トンネル覆工体にはその膨張圧が
作用することになる。
ド工法により築造したトンネルを切り拡げる場合や、シ
ールド工法により並行して築造した複数本のトンネル同
士を結合して一体構造にする場合、予めトンネル周辺の
地盤を凍結した上で切り拡げ作業や結合作業を行うこと
がある。これは地山の安定を図るとともに止水性を確保
して、作業の安全性を高めるためであるが、地盤が凍結
すると膨張するので、トンネル覆工体にはその膨張圧が
作用することになる。
【０００３】一般にこの膨張圧は１００kg／cm2 〜３０
０kg／cm2 にも及ぶため、単に地山から受ける土水圧
（１０kg／cm2 以下）のみを考慮した通常のトンネル覆
工体と比べると、此種のトンネル覆工体は相当な高強度
を有している必要がある。従って、該トンネル覆工体を
構成する各セグメントの設計や材料の選定及び製造等が
困難になり、トンネル築造費の増大を招いている。
０kg／cm2 にも及ぶため、単に地山から受ける土水圧
（１０kg／cm2 以下）のみを考慮した通常のトンネル覆
工体と比べると、此種のトンネル覆工体は相当な高強度
を有している必要がある。従って、該トンネル覆工体を
構成する各セグメントの設計や材料の選定及び製造等が
困難になり、トンネル築造費の増大を招いている。
【０００４】そこで、安全性を損なうことなく各セグメ
ントの設計等を容易にしてトンネル築造費を低廉化する
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明は該課題を解決することを目的とする。
ントの設計等を容易にしてトンネル築造費を低廉化する
ために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本
発明は該課題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために提案されたものであり、外側面に変位吸収材
を付設したトンネル覆工体のセグメントを提供するもの
である。斯かるセグメントは、特に、１本又は並設され
た複数本のトンネルの周辺の地盤を凍結した上で、該ト
ンネルを切り拡げたりトンネル同士を結合したりする場
合に、そのトンネル覆工体に適用される。
するために提案されたものであり、外側面に変位吸収材
を付設したトンネル覆工体のセグメントを提供するもの
である。斯かるセグメントは、特に、１本又は並設され
た複数本のトンネルの周辺の地盤を凍結した上で、該ト
ンネルを切り拡げたりトンネル同士を結合したりする場
合に、そのトンネル覆工体に適用される。
【０００６】トンネルの径が大きい場合には、その周囲
全体ではなく一部分のみを凍結することがあり、そのよ
うな場合には該凍結箇所付近のセグメントについてだ
け、その外側面に前記変位吸収材を付設すれば良い。ま
た、ここに云うトンネルにはセグメントを用いて構築す
る立坑も含まれ、その立坑周辺を凍結するような場合に
も本発明を適用することができる。
全体ではなく一部分のみを凍結することがあり、そのよ
うな場合には該凍結箇所付近のセグメントについてだ
け、その外側面に前記変位吸収材を付設すれば良い。ま
た、ここに云うトンネルにはセグメントを用いて構築す
る立坑も含まれ、その立坑周辺を凍結するような場合に
も本発明を適用することができる。
【０００７】而して、前記変位吸収材は、地山から作用
する土水圧によっては収縮することなく、且つ、地盤が
凍結して膨張した場合には、その膨張圧によって収縮す
る性質を有している。例えば、ウレタンフォームや発泡
スチロール等の発泡材の類である。発泡材は内部に気泡
が入っているので、圧力が加わると収縮して（体積が減
少して）、地盤凍結による膨張圧を吸収することができ
る。
する土水圧によっては収縮することなく、且つ、地盤が
凍結して膨張した場合には、その膨張圧によって収縮す
る性質を有している。例えば、ウレタンフォームや発泡
スチロール等の発泡材の類である。発泡材は内部に気泡
が入っているので、圧力が加わると収縮して（体積が減
少して）、地盤凍結による膨張圧を吸収することができ
る。
【０００８】具体的に例えば、硬質ウレタンフォームに
ついて見ると、該硬質ウレタンフォームは約３０kg／cm
2 以上の圧力下で収縮し始める。従って、土水圧（通常
最大でも１０kg／cm2 程度）によっては収縮せず、地盤
凍結による膨張圧（１００kg／cm2 〜３００kg／cm2 ）
では収縮することになり、本発明に係る変位吸収材とし
て適している。
ついて見ると、該硬質ウレタンフォームは約３０kg／cm
2 以上の圧力下で収縮し始める。従って、土水圧（通常
最大でも１０kg／cm2 程度）によっては収縮せず、地盤
凍結による膨張圧（１００kg／cm2 〜３００kg／cm2 ）
では収縮することになり、本発明に係る変位吸収材とし
て適している。
【０００９】一方、ゴムのように圧力が加わっても殆ど
収縮しない（体積が変化しない）材料の場合は地盤凍結
による膨張圧がゴムの弾性力等を介してトンネル覆工体
のセグメントに作用することになるので、本発明に係る
変位吸収材としては不適切である。
収縮しない（体積が変化しない）材料の場合は地盤凍結
による膨張圧がゴムの弾性力等を介してトンネル覆工体
のセグメントに作用することになるので、本発明に係る
変位吸収材としては不適切である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図７に従って詳述する。図１及び図２に於いて、１
１はトンネル覆工体の鋼製セグメントであり、該鋼製セ
グメント１１は扇状に形成された前後２枚の主桁１２，
１２と、該主桁１２，１２の左右両端部に配設された継
手板１３，１３と、これら主桁１２，１２及び継手板１
３，１３の外端部に沿って蓋着されたスキンプレート１
４とにより箱状に形成され、且つ、内部には複数枚の縦
リブ１５，１５…が配設されている。また、主桁１２，
１２にはリング間継手用ボルト孔１６，１６…が開穿さ
れ、継手板１３，１３にはセグメント間継手用ボルト孔
１７，１７…が開穿されている。
乃至図７に従って詳述する。図１及び図２に於いて、１
１はトンネル覆工体の鋼製セグメントであり、該鋼製セ
グメント１１は扇状に形成された前後２枚の主桁１２，
１２と、該主桁１２，１２の左右両端部に配設された継
手板１３，１３と、これら主桁１２，１２及び継手板１
３，１３の外端部に沿って蓋着されたスキンプレート１
４とにより箱状に形成され、且つ、内部には複数枚の縦
リブ１５，１５…が配設されている。また、主桁１２，
１２にはリング間継手用ボルト孔１６，１６…が開穿さ
れ、継手板１３，１３にはセグメント間継手用ボルト孔
１７，１７…が開穿されている。
【００１１】尚、ここではセグメントとして鋼製のセグ
メントを用いるが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ＲＣ製セグメント等の他の種類のセグメントにも
当然に適用できる。
メントを用いるが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、ＲＣ製セグメント等の他の種類のセグメントにも
当然に適用できる。
【００１２】而して、該鋼製セグメント１１の外側面
（スキンプレート１４の表面）には変位吸収材として硬
質ウレタンフォームＦが付設されている。該硬質ウレタ
ンフォームＦは、鋼製セグメント１１の外側面にセット
された型枠内に注入されて発泡固化することにより、該
外側面に固定される。または別途成型したものを該外側
面に貼着することとしても良い。
（スキンプレート１４の表面）には変位吸収材として硬
質ウレタンフォームＦが付設されている。該硬質ウレタ
ンフォームＦは、鋼製セグメント１１の外側面にセット
された型枠内に注入されて発泡固化することにより、該
外側面に固定される。または別途成型したものを該外側
面に貼着することとしても良い。
【００１３】また、斯かる硬質ウレタンフォームＦの付
設作業は鋼製セグメント１１をトンネル内に建て込む以
前に行う。これにより覆工作業に於ける鋼製セグメント
１１の取り扱いは硬質ウレタンフォームＦの無い通常の
セグメントの場合と同等になり、施工性が良好となる。
設作業は鋼製セグメント１１をトンネル内に建て込む以
前に行う。これにより覆工作業に於ける鋼製セグメント
１１の取り扱いは硬質ウレタンフォームＦの無い通常の
セグメントの場合と同等になり、施工性が良好となる。
【００１４】更に、該硬質ウレタンフォームＦの量は少
なくともトンネル周囲の地盤が凍結により膨張する量以
上に収縮可能な大きさに設定されている。而して、図３
に示す如く、斯かる鋼製セグメント１１，１１…によっ
て並行する２本のトンネル覆工体１８，１８を築造すれ
ば、これらのトンネル覆工体１８，１８の外周はその全
面が前記硬質ウレタンフォームＦにて被覆され、地山１
９からの土水圧は直接的にはこの硬質ウレタンフォーム
Ｆに作用することになる。
なくともトンネル周囲の地盤が凍結により膨張する量以
上に収縮可能な大きさに設定されている。而して、図３
に示す如く、斯かる鋼製セグメント１１，１１…によっ
て並行する２本のトンネル覆工体１８，１８を築造すれ
ば、これらのトンネル覆工体１８，１８の外周はその全
面が前記硬質ウレタンフォームＦにて被覆され、地山１
９からの土水圧は直接的にはこの硬質ウレタンフォーム
Ｆに作用することになる。
【００１５】ところで、前記地山１９からの土水圧は通
常最大で１０kg／cm2 程度であるが、前記硬質ウレタン
フォームＦは約３０kg／cm2 の圧力までは殆ど収縮する
ことがない。従って、図３の状態に於いては硬質ウレタ
ンフォームＦの体積は無負荷時とほぼ変わらない。
常最大で１０kg／cm2 程度であるが、前記硬質ウレタン
フォームＦは約３０kg／cm2 の圧力までは殆ど収縮する
ことがない。従って、図３の状態に於いては硬質ウレタ
ンフォームＦの体積は無負荷時とほぼ変わらない。
【００１６】次に、図４に示す如く、これらのトンネル
覆工体１８，１８の周囲の地盤を凍結して凍結地盤Ｒを
形成すると、この凍結地盤Ｒは凍結前よりも体積が膨張
するので、その膨張圧が前記硬質ウレタンフォームＦに
作用することになる。
覆工体１８，１８の周囲の地盤を凍結して凍結地盤Ｒを
形成すると、この凍結地盤Ｒは凍結前よりも体積が膨張
するので、その膨張圧が前記硬質ウレタンフォームＦに
作用することになる。
【００１７】斯かる膨張圧は１００kg／cm2 〜３００kg
／cm2 程度であるので、前記硬質ウレタンフォームＦは
図中二点鎖線にて示す凍結前の状態から図中実線にて示
す状態へ収縮する。これにより前記膨張圧が吸収され
て、前記鋼製セグメント１１にはこの膨張圧は作用しな
い。
／cm2 程度であるので、前記硬質ウレタンフォームＦは
図中二点鎖線にて示す凍結前の状態から図中実線にて示
す状態へ収縮する。これにより前記膨張圧が吸収され
て、前記鋼製セグメント１１にはこの膨張圧は作用しな
い。
【００１８】従って、該鋼製セグメント１１は地山１９
からの土水圧に耐え得る通常の強度を有していれば充分
である。故に、該鋼製セグメント１１の設計や製造等が
容易になる。
からの土水圧に耐え得る通常の強度を有していれば充分
である。故に、該鋼製セグメント１１の設計や製造等が
容易になる。
【００１９】そして、前記凍結地盤Ｒによって地山１９
の安定を図ることができ、且つ、止水性を確保すること
ができるので、極めて安全にトンネル覆工体１８，１８
間を開通させて、図５に示すような橋絡部２０を構築す
ることができる。斯くして、２本のトンネル覆工体１
８，１８同士が結合されて一体構造のトンネル２１が形
成される。
の安定を図ることができ、且つ、止水性を確保すること
ができるので、極めて安全にトンネル覆工体１８，１８
間を開通させて、図５に示すような橋絡部２０を構築す
ることができる。斯くして、２本のトンネル覆工体１
８，１８同士が結合されて一体構造のトンネル２１が形
成される。
【００２０】図６は本発明の他の実施の形態を示したも
のである。同図に於ける鋼製セグメント２２が前記鋼製
セグメント１１と異なるところは、該鋼製セグメント２
２の主桁２３，２３及び継手板２４，２４がやや外側方
向（紙面上方）へ嵩上げされて、スキンプレート２５が
これらの主桁２３，２３及び継手板２４，２４の外端縁
よりもやや内側へ入り込むことにより、該鋼製セグメン
ト２２の外側部にトレイ２６が形成されていることであ
る。そして、硬質ウレタンフォームＦはこのトレイ２６
内に注入充填されて発泡固化する。従って、前記鋼製セ
グメント１１の場合のように別途型枠を組む必要はな
い。
のである。同図に於ける鋼製セグメント２２が前記鋼製
セグメント１１と異なるところは、該鋼製セグメント２
２の主桁２３，２３及び継手板２４，２４がやや外側方
向（紙面上方）へ嵩上げされて、スキンプレート２５が
これらの主桁２３，２３及び継手板２４，２４の外端縁
よりもやや内側へ入り込むことにより、該鋼製セグメン
ト２２の外側部にトレイ２６が形成されていることであ
る。そして、硬質ウレタンフォームＦはこのトレイ２６
内に注入充填されて発泡固化する。従って、前記鋼製セ
グメント１１の場合のように別途型枠を組む必要はな
い。
【００２１】また、図７は図６に於ける鋼製セグメント
２２のトレイ２６に硬質ウレタンフォームＦを注入する
前に、該トレイ２６の外端縁に沿って薄鋼板２７を蓋挿
し、且つ、粘着テープ２８，２８…にて該薄鋼板２７を
主桁２３，２３及び継手板２４，２４に貼着したもので
ある。そして、この薄鋼板２７とトレイ２６との間に硬
質ウレタンフォームＦが注入充填される。
２２のトレイ２６に硬質ウレタンフォームＦを注入する
前に、該トレイ２６の外端縁に沿って薄鋼板２７を蓋挿
し、且つ、粘着テープ２８，２８…にて該薄鋼板２７を
主桁２３，２３及び継手板２４，２４に貼着したもので
ある。そして、この薄鋼板２７とトレイ２６との間に硬
質ウレタンフォームＦが注入充填される。
【００２２】而して、斯かる薄鋼板２７によって、シー
ルド機械のテールシールのワイヤブラシが、トンネル構
築中に、直接硬質ウレタンフォームＦに当接して食い込
むのを防止することができ、該硬質ウレタンフォームＦ
を保護することができる。また、該薄鋼板２７は膨張圧
が作用すると容易に変形するので、硬質ウレタンフォー
ムＦの膨張圧吸収機能を妨げることはない。
ルド機械のテールシールのワイヤブラシが、トンネル構
築中に、直接硬質ウレタンフォームＦに当接して食い込
むのを防止することができ、該硬質ウレタンフォームＦ
を保護することができる。また、該薄鋼板２７は膨張圧
が作用すると容易に変形するので、硬質ウレタンフォー
ムＦの膨張圧吸収機能を妨げることはない。
【００２３】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ウレタ
ンフォームや発泡スチロールのような発泡材等の変位吸
収材をセグメントの外側面に付設することにより、地盤
が凍結して膨張した場合には、前記変位吸収材が収縮し
て膨張圧を吸収することができる。
ンフォームや発泡スチロールのような発泡材等の変位吸
収材をセグメントの外側面に付設することにより、地盤
が凍結して膨張した場合には、前記変位吸収材が収縮し
て膨張圧を吸収することができる。
【００２５】従って、前記セグメントは地山からの土水
圧に耐え得る通常の強度を有していれば、充分に安全を
確保することができるので、その設計や材料の選定及び
製造等が容易になり、トンネル築造費の低廉化を図るこ
とができる。
圧に耐え得る通常の強度を有していれば、充分に安全を
確保することができるので、その設計や材料の選定及び
製造等が容易になり、トンネル築造費の低廉化を図るこ
とができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示し、鋼製セグメント
を斜め上方から見た一部切欠斜視図。
を斜め上方から見た一部切欠斜視図。
【図２】図１に於いて、鋼製セグメントを斜め下方から
見た斜視図。
見た斜視図。
【図３】本発明に係る鋼製セグメントによって並行する
２本のトンネル覆工体を築造した状態を示す正面断面解
説図。
２本のトンネル覆工体を築造した状態を示す正面断面解
説図。
【図４】図３に於いて、２本のトンネル覆工体の周囲の
地盤を凍結した状態を示す正面断面解説図。
地盤を凍結した状態を示す正面断面解説図。
【図５】図３に於いて、２本のトンネル覆工体を結合し
て一体構造のトンネルを形成した状態を示す正面断面解
説図。
て一体構造のトンネルを形成した状態を示す正面断面解
説図。
【図６】本発明の他の実施の形態を示し、その一部切欠
斜視図。
斜視図。
【図７】図６に於いて、鋼製セグメントのトレイ外端縁
に沿って薄鋼板を配設した実施の形態を示す斜視図。
に沿って薄鋼板を配設した実施の形態を示す斜視図。
１１，２２ 鋼製セグメント １２，２３ 主桁 １３，２４ 継手板 １４，２５ スキンプレート １８ トンネル覆工体 １９ 地山 ２０ 橋絡部 ２１ トンネル ２６ トレイ ２７ 薄鋼板 Ｆ 硬質ウレタンフォーム Ｒ 凍結地盤
Claims (3)
- 【請求項１】 地山から作用する土水圧によっては収縮
することなく、且つ、地盤が凍結して膨張した場合に
は、その膨張圧によって収縮する変位吸収材を、外側面
に付設したことを特徴とするトンネル覆工体のセグメン
ト。 - 【請求項２】 １本又は並設された複数本のトンネル周
辺の地盤を凍結させた後、該トンネルを切り拡げ、又は
結合する工法に用いられるトンネル覆工体のセグメント
であって、その外側面に、地山から作用する土水圧によ
っては収縮することなく、且つ、地盤が凍結して膨張し
た場合には、その膨張圧によって収縮する変位吸収材を
付設したことを特徴とするトンネル覆工体のセグメン
ト。 - 【請求項３】 前記変位吸収材は、ウレタンフォーム又
は発泡スチロール等の発泡材である請求項１又は２記載
のトンネル覆工体のセグメント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130185A JPH09310593A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | トンネル覆工体のセグメント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8130185A JPH09310593A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | トンネル覆工体のセグメント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310593A true JPH09310593A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=15028115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8130185A Pending JPH09310593A (ja) | 1996-05-24 | 1996-05-24 | トンネル覆工体のセグメント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310593A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016011550A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 清水建設株式会社 | トンネル構築方法 |
| JP2016132954A (ja) * | 2015-01-21 | 2016-07-25 | 清水建設株式会社 | トンネル用セグメントの縮径装置、トンネル覆工構造および凍結膨張対策方法 |
| JP2016156169A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 大成建設株式会社 | 接合方法 |
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| JP2019044417A (ja) * | 2017-08-31 | 2019-03-22 | 清水建設株式会社 | 裏込め材 |
| CN110645012A (zh) * | 2019-11-11 | 2020-01-03 | 中铁工程装备集团有限公司 | 一种变形释能的隧道管片及其使用方法 |
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1996
- 1996-05-24 JP JP8130185A patent/JPH09310593A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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