説明

トンネルのライニング打継部構造

【目的】 コンクリートライニングの打継部に配設した接続用の鋼棒が、コンクリートの付着による不確定な低抗力の影響を受けることなくその弾性を十分に発揮できるようにする。
【構成】 シールド掘進機の掘進に伴い、この掘進機のスキンプレート後部と覆工用型枠との間に、鉄筋籠5を埋設したコンクリートブロック11を順次打継いでライニングを一体的に形成するトンネルのライニング打継部構造において、打継部14に、隣接するコンクリートブロック11を接続する複数の鋼棒12を埋設するとともに、この鋼棒12の上記打継部14には、鋼棒12の外周を所定長覆ってコンクリートの付着を阻止する付着防止部材13を設ける。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、シールド掘進機による所定長の掘進に伴い、シールド掘進機の後方に場所打ちコンクリートによりライニングを打設形成してゆく、いわゆる場所打ちライニング工法において採用されるトンネルのライニング打継部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のシールド工事における覆工法としては大別してセグメント覆工法と場所打ちライニング工法とがある。セグメント覆工法はセグメントと呼ばれる円弧状に形成されたプレハブ構造の一次覆工材を円環状に組み立て、その内側にコンクリートを二次覆工として巻き立て、それらによって地山を支持して所定のトンネル空間を形成するものである。この際、前後方向に隣接するセグメントは、各セグメントを貫通するボルトで連結されている。従って、地震時などにおいて大きな引張荷重がトンネルに負荷された場合でも、上記のボルトによる継手部が弾性を有するため、その衝撃力を吸収する働きを果たしている。
【0003】一方、場所打ちライニング工法においては、ライニングコンクリート中に埋設される鉄筋は各ブロック毎に分割設置され、コンクリートの打継部において分断されるため、かかる打継部が構造上の弱点となる。このような構造上の弱点を解消するため、打継部を接続する鋼棒を埋設することが考えられる。そして、このライニング打継部構造では、埋設する鋼棒の本数すなわち断面積を多くすることにより、通常より大きな地震力等による大きな引張荷重が加わった場合でも対抗することはできるが、単に鋼棒を埋設しただけの構造であるため以下のような問題点を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記接続用の鋼棒を単に埋設したライニング打継部構造では、鋼棒がコンクリートに付着しているため、摩擦力や剪断力等によって不確定な抵抗力の影響を受け、したがって鋼棒が弾性を十分に発揮することができないという問題点があった。
【0005】そこで、この発明は上記問題点を解消するべくなされたもので、トンネルに引張力が加わった際に、打継部における接続用の鋼棒がその弾性を十分に発揮でき、かつコンクリートの付着による不確定な抵抗力の影響を受けることなく伸長変位できるようにしたトンネルのライニング打継部構造を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を鑑みてなされたもので、その要旨は、シールド掘進機の掘進に伴い、この掘進機のスキンプレート後部と覆工用型枠との間に、鉄筋を埋設したコンクリートブロックを順次打継いでライニングを一体的に形成するトンネルのライニング打継部構造において、前記打継部に、隣接するコンクリートブロックを接続する複数の鋼棒を埋設するとともに、この鋼棒の上記打継部には、鋼棒の外周を所定長覆ってコンクリートの付着を阻止する付着防止部材を設けたことを特徴とするトンネルのライニング打継部構造にある。
【0007】ここで、前記付着防止部材は、鋼棒の外周面とこれの周囲のコンクリートとの間に介装して、これらが密着するの阻止するとともに、各部材が、変形特性の相違によって、各々の挙動を互いに緩衝しあわないようにする部材で、例えばシース管、ビニールシートやフッ素樹脂性シート等のシート部材の他、各種テープ類を巻付けたものあるいは合成樹脂を塗布したもの等を用いることができるが、シース管を使用し、これに鋼棒を挿通することが好ましい。
【0008】なお、本発明のトンネルのライニング打継部構造は、必ずしも隣接するコンクリートブロックの全ての打継部に設ける必要はなく、ライニングの設計の基準となるスパン長や、予め仕様書等により設定される、ひび割れが入ったとしても薬液注入等により容易に修復可能なひび割れ幅、あるいは施工性等を鑑みて、例えば所定数のブロック毎に設けることもできる。また、ライニングの周方向における複数の鋼棒の埋設間隔も、上記スパン長、修復可能なひび割れ幅、施工性等を鑑みて適宜設計されるものである。
【0009】
【作用】本発明のトンネルのライニング打継部構造によれば、打継部に埋設した鋼棒の外周を所定長覆って設けた付着防止部材は、鋼棒とこれの周囲のコンクリートとを縁切りし、互いの変形が緩衝し合わないようにすることにより、鋼棒をいわゆる空間在位の状況下で弾性変形可能にする。したがって、鋼棒は摩擦力や剪断力等の不確定な抵抗力の影響を受けることなくその弾性を十分に発揮して伸長変位し、地震時などにおいて大きな引張荷重がトンネルに負荷された場合でも、その衝撃力を吸収する。
【0010】
【実施例】以下に本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
【0011】図1(a),(b),(c)は、この実施例にかかるトンネルのライニング打継部構造が設置される、一般的な場所打ちライニング工法の施工順序を示す断面図である。図において、シールド掘進機1は円筒形のスキンプレート2とスキンプレート2の内周部において後方に向けて延長する複数のジャッキ3とを備えるものである。また、スキンプレート2の後部内周には前記ジャッキ3のストロークに応じた長さの型枠4が筒形に組み立てられ、またジャッキ3と対向する、打設されたコンクリートCの先端面にはプレスリング5が位置している。
【0012】そして、上記シールド掘進機1により場所打ちライニング工法を施工するには、同図(a)に示すごとく、最先端の型枠4とスキンプレート2との間にコンクリート打設管6を通じて1ブロック分のコンクリートCを打設し、コンクリートの打設後、シールド掘進機1により切羽を掘削しつつ発生する削土をシールド掘進機内及びその後方の既設シールド坑7内に設けられた各コンベア8,9を通じて排土するとともに、ジャッキ3を伸長すれば、同図(b)に示すように、ジャッキ3の押圧力によりシールド掘進機1はジャッキ3のストローク分だけ、すなわち1ブロック分だけ前進する。これと同時に、打設したコンクリートCはプレスリング5を介してジャッキ3によりプレスされ、スキンプレート2の後部側のテールボイドを埋めるとともに、高強度で均一なコンクリートライニングCを形成する。
【0013】次いで、同図(c)に示すように、ジャッキ3を縮小し、既設コンクリートライニングCとジャッキ3の先端との間においてスキンプレート2の内周に鉄筋籠15を配置し、その内側に新たな型枠4を組み立てることにより次のブロックのコンクリート打設準備が完了する。引き続き、同図(a)〜(c)の工程を繰り返すことによってコンクリートライニングを構築しつつシールド掘削が順次行われる。
【0014】そして、この実施例にかかるトンネルのライニング打継部構造10は、図2に示すように、各ブロック毎に分割打設される、隣接するコンクリートライニング11の打継部14を貫いて、筒状のコンクリートライニング11の周方向に所定間隔をおいて埋設配置されるもので、鋼棒としての鉄筋棒12と、鉄筋棒12の外周を所定長覆って配設したシース管13とによって構成される。したがって、鉄筋棒12は、その外周所定領域がシース管13により周囲のコンクリートライニング11と縁切りされて打継部14に埋設される。
【0015】かかる打継部構造10をコンクリートライニング11に設けるには、鉄筋棒12を予めシース管13に挿通したものを鉄筋籠15の配筋と同時にスキンプレート2と型枠4との間に配設する。そしてプレスリング5にはシース管の配設位置に対応して透孔が形成されており、ジャッキ3を伸長してプレスリング5によりコンクリートをプレスする時に、シース管13及びこれに挿通された鉄筋棒12がプレスリング5の前記透孔から外部に突出できる構造とすることによって、プレス作業の障害にならないようになっている。なお、シ−ス管13は、その内部にコンクリ−トが入らないように両端部がシ−ルされている。また、鉄筋棒12のコンクリ−ト内における埋設長は適宜設計されるものである。
【0016】そして、上記構成を有する打継部構造10によれば、鉄筋棒12は、周囲のコンクリートライニング11と縁切りされているので、不確定な抵抗力の影響を受けることなくその弾性を十分に発揮して伸長変位することができる。したがって、地震時などにおいて大きな引張荷重がトンネルに負荷され、打継部14で応力が開放されてコンクリートライニング11にひび割れが発生しても、その損傷を軽微なものに留めることができる。すなわち、鉄筋棒12の弾性を適正に評価することができるので、覆工体のひび割れを算定するためのモデル化をすることにより、必要な鉄筋棒13の量を簡便かつ精度良く算定することにより、ひび割れ幅を、例えば薬液注入等により補修することのできる幅に容易に留めることができる。
【0017】なお、図3に示すように、打継部構造10を設けた所定の打継部14に、コンクリートライニング11の内面からシース管13に至る切り込み16を設ければ、トンネルに地震等による大きな荷重が加わった場合に、ここに応力を集中させることにより切り込み16のない部分に損傷が及ぶことを効果的に防止することができる。
【0018】また、図4は、本発明のトンネルのライニング打継部構造の他の実施例を示すものである。この実施例の打継部構造20は、1ブロック毎あるいは所定数のブロック毎の打継部に配設される妻枠21を貫通して、筒状のコンクリートライニング11の周方向に所定間隔をおいて埋設配置されるもので、上記実施例の場合と同様に、鉄筋棒12と、鉄筋棒12の外周を所定長覆って配設したシース管13とによって構成され、これによって得られる作用効果も上記実施例の場合と同様である。なお、この実施例では、図5に示すように、シース管13と妻枠21とは、ボルト23により締結固定される。
【0019】そして、上記打継部構造20を妻枠21に設けるには、例えば図6に示すように、コンクリートライニング11の周方向において、妻枠21をコンクリートライニング11に定着するための定着用鋼棒22と交差しないように、これらの間に打継部構造20を配置する。なお、妻枠21には打継部構造20及び定着用鋼棒22を貫通させるための貫通孔が、予め所定位置に設けられている。
【0020】また、この実施例では、定着用鋼棒22とは別途設けた鉄筋棒12により打継部構造20を構成したが、妻枠21を設けた打継部を中心とする所定領域おいて、定着用鋼棒22をシース管13で覆って打継部構造20とすることもできる。
【0021】なお、打継部構造20を有する妻枠21付近の構造は、例えば図7(a)〜(d)に示す用に、種々の態様が考えられる。すなわち、(a)は打継部構造20を構成する鋼棒として定着用鋼棒22を用い、各定着用鋼棒22に対応してシース管13を妻枠21に締着固定し、これらを周方向に連続設置したものである。(b)は打継部構造20を構成する鋼棒として定着用鋼棒22の一部を用いるとともに、これと異なる断面において妻枠21を定着用鋼棒22に締着したものである。(c)は(b)における打継部構造20を構成する鋼棒として鉄筋棒12を使用したものである。さらに、(d)は打継部構造20を構成する鋼棒として鉄筋棒12を用い、かつ定着用鋼棒22に1ブロック毎のアンカー及びアンカープレート24を取り付けた構造であり、打継部構造20と通常の定着用鋼棒22とを周方向に交互に配設したものでる。
【0022】また、上記何れの実施例においても、付着防止部材として、シース管を使用したが、その他に例えばビニールシートやフッ素樹脂などのシート部材を巻付けて用いることもできる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のトンネルのライニング打継部構造によれば、コンクリートブロックの打継部にコンクリートブロックを接続する複数の鋼棒を埋設するとともに、これらの鋼棒の外周を所定長覆うコンクリートの付着防止部材を設けるので、鋼棒が不確定な抵抗力の影響を受けることなくその弾性を十分に発揮して伸長変位することができる。したがって、かかるライニング打継部構造を有するライニングは、地震時などにおいて大きな引張荷重がトンネルに負荷された場合でも、セグメント覆工法による場合と同様にその衝撃力を容易に吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適応する場所打ちライニング工法の施工順序を示し、(a)は新たにコンクリートを打設した工程、(b)はシールド掘進機の切羽を掘削し、ジャッキを伸長する工程、(c)はジャッキを縮小して補強用鉄筋等を配設する工程を各々示すものである。
【図2】本発明のトンネルのライニング打継部構造の一実施例を示す縦断面図である。
【図3】本発明のトンネルのライニング打継部構造を設置した打継部に切り込みを設けた状況を示す縦断面図である。
【図4】本発明のトンネルのライニング打継部構造の他の実施例を示す縦断面図である。
【図5】妻枠へのライニング打継部構造の取付け状況を示す説明図である。
【図6】コンクリートライニングの周方向における打継部構造及び定着用鋼棒の配置状況を示す横断面図である。
【図7】(a)〜(d)は、妻枠の周囲における打継部構造等の配置状況を示す説明図である。
【符号の説明】
1 シールド掘進機
2 スキンプレート
3 ジャッキ
4 型枠
5 プレスリング
11 コンクリートライニング(コンクリートブロック)
12 鉄筋棒(鋼棒)
13 シース管(付着防止部材)
14 打継部
15 鉄筋籠
21 妻枠
22 定着用鋼棒

【特許請求の範囲】
【請求項1】シールド掘進機の掘進に伴い、この掘進機のスキンプレート後部と覆工用型枠との間に、鉄筋を埋設したコンクリートブロックを順次打継いでライニングを一体的に形成するトンネルのライニング打継部構造において、前記打継部に、隣接するコンクリートブロックを接続する複数の鋼棒を埋設するとともに、この鋼棒の上記打継部には、鋼棒の外周を所定長覆ってコンクリートの付着を阻止する付着防止部材を設けたことを特徴とするトンネルのライニング打継部構造。

【図2】
image rotate


【図3】
image rotate


【図1】
image rotate


【図4】
image rotate


【図5】
image rotate


【図6】
image rotate


【図7】
image rotate


【公開番号】特開平5−202698
【公開日】平成5年(1993)8月10日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平4−241977
【出願日】平成4年(1992)9月10日
【出願人】(000003687)東京電力株式会社 (2,580)
【出願人】(000000549)株式会社大林組 (1,758)
【出願人】(000140292)株式会社奥村組 (469)