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公開番号2025041315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2023148521
出願日2023-09-13
発明の名称トンネルの褄部構造
出願人大成建設株式会社
代理人個人,個人
主分類E21D 11/08 20060101AFI20250318BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】断面円形の一般部と、拡幅部とを褄部が繋ぐ、トンネルの褄部構造において、鉄筋コンクリート構造に比べて剛性の小さい鋼製の褄部を適用しながら、工期を長期化させることなく、施工性が良好であるトンネルの褄部構造を提供する。
【解決手段】複数のセグメントにより形成されるトンネルにおける、断面円形の一般部10と、拡幅部20とを褄部30が繋ぐ、トンネルの褄部構造50であり、褄部30は、一般部10と拡幅部20の間の隙間を閉塞するスキンプレート32と、トンネルの径方向もしくは略径方向に延びてスキンプレート32に対して立設した姿勢で固定される主桁31と、拡幅部20の内周面に当接し、スキンプレート32に対して立設した姿勢で固定される接合板34とを有する鋼殻体であり、接合板34と拡幅部20の内周面がボルト接合され、スキンプレート32と一般部10がボルト接合される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数のセグメントにより形成されるトンネルにおける、断面円形の一般部と、拡幅部とを褄部が繋ぐ、トンネルの褄部構造であって、
前記褄部は、
前記一般部と前記拡幅部の間の隙間を閉塞する、スキンプレートと、
前記トンネルの径方向もしくは略径方向に延びて前記スキンプレートに対して立設した姿勢で固定される、主桁と、
前記拡幅部の内周面に当接し、前記スキンプレートに対して立設した姿勢で固定される、接合板とを有する、鋼殻体であり、
前記接合板と前記拡幅部の内周面がボルト接合され、
前記スキンプレートと前記一般部がボルト接合されることを特徴とする、トンネルの褄部構造。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記スキンプレートに対して形鋼材が溶接接合され、
前記一般部の端部にある接合板と前記形鋼材が、前記スキンプレートを介してボルト接合されることを特徴とする、請求項１に記載のトンネルの褄部構造。
【請求項３】
前記拡幅部の備えるボルト孔は、工場において予め開設されているプレキャストボルト孔であり、
前記一般部の備えるボルト孔と前記褄部の備えるボルト孔は、現場にて開設されている現場施工ボルト孔であることを特徴とする、請求項１に記載のトンネルの褄部構造。
【請求項４】
前記褄部は、その周方向に分割されている複数の褄部分割鋼殻体により形成され、
前記褄部分割鋼殻体が、前記スキンプレートと前記主桁と前記接合板を備えており、
隣接する前記褄部分割鋼殻体同士のセグメント継手が、双方の該褄部分割鋼殻体の端部にある前記主桁同士がボルト接合されることにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載のトンネルの褄部構造。
【請求項５】
前記スキンプレートに対して、複数の主桁が間隔を置いて溶接接合されており、
前記スキンプレートに対して、前記主桁同士を繋ぐ小梁が溶接接合されていることを特徴とする、請求項１又は４に記載のトンネルの褄部構造。
【請求項６】
少なくとも、前記一般部のセグメント継手に設けられている一般部シールと、前記褄部のセグメント継手に設けられている褄部シールと、前記拡幅部のセグメント継手に設けられている拡幅部シールが連続しており、
前記一般部シールと前記褄部シールの双方の接続領域は、前記一般部と前記拡幅部の設置誤差を加味して端部の離間を確保できる内側に設定されていることを特徴とする、請求項４に記載のトンネルの褄部構造。
【請求項７】
最後に設置される前記褄部分割鋼殻体は、その左右端のセグメント継手の少なくとも一方が第１テーパー面を備える、Ｋセグメント褄部分割鋼殻体であり、
前記Ｋセグメント褄部分割鋼殻体の左右の少なくとも一方には、前記第１テーパー面に当接する第２テーパー面を備えたＢセグメント褄部分割鋼殻体が配設され、
前記Ｋセグメント褄部分割鋼殻体の接合板と、前記Ｂセグメント褄部分割鋼殻体の接合板のそれぞれが備える、対応する位置にあるボルト孔のうち、少なくとも一方のボルト孔は長孔であり、
相互に連通する前記ボルト孔の一方側からボルトが挿通され、他方側においてナットにより締め付けられており、
前記長孔を備えている前記接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間には、その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔を備えている、座金が介在しており、
前記長孔のうち、前記ボルトが存在しない隙間は間詰材にて閉塞されており、
前記座金は、前記厚み方向に延びて前記間詰材が注入される第２貫通孔と、該第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、をさらに備えていることを特徴とする、請求項６に記載のトンネルの褄部構造。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの褄部構造に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、軟弱な地盤が分布する都市部において道路トンネルを施工する場合、開削工法の適用が一般的であるものの、開削工法は、工事中の騒音や振動、交通規制等の課題を内在している。また、都市部の道路下空間は、複数の地下鉄や共同溝等の埋設物が輻輳していることから、新たに施工しようとするトンネルの設置深度は往々にして深くなる傾向にあり、設置深度の深層化は建設費の増大に直結する。このような背景の下、道路トンネルの施工に際してシールド工法を適用するケースが増加している。
ところで、この道路トンネルの施工では、断面円形（断面が馬蹄形の略円形も含む）のトンネルを地中で切開くことにより、非常口や非常駐車帯が一般に施工される。このように、断面円形の一般部の一部を側方に切開くことにより、トンネル軸方向には一定区間の拡幅部が施工されることになり、拡幅部の始端と終端には、一般部と拡幅部を例えばトンネルの径方向に繋ぐ褄部が施工されることになる。
【０００３】
上記する褄部には、現場打設による鉄筋コンクリート構造（ＲＣ構造）が採用されている。その理由の１つは、一般部と拡幅部の施工により、往々にして施工誤差が生じ、さらにはセグメントの製作誤差も生じ得ることから、現場打設による鉄筋コンクリート構造の褄部を施工することで、これら様々な誤差を吸収可能な形状の褄部により一般部と拡幅部を繋ぐことができることが挙げられる。
これに対して、例えば鋼殻により褄部を施工する場合は、一般部と拡幅部を施工した後、現地において双方の離間を詳細に測量した上で、測量結果に基づいて鋼殻を工場製作する必要があることから、鉄筋コンクリート構造の褄部の施工に比べて工期が長期化する恐れがあることも、鉄筋コンクリート構造の褄部が採用される他の理由である。
【０００４】
その一方で、鉄筋コンクリート構造の褄部には構造上の課題がある。
すなわち、例えば土被りが比較的浅く、地震時の影響を受け易い軟弱地盤において、鉄筋コンクリート構造による高剛性の褄部により一般部と拡幅部を接続した場合、形状や径が異なる一般部と拡幅部の間の双方の地震時の変形差に起因して、褄部の近傍にある一般部と拡幅部のそれぞれの覆工（例えば鋼製セグメント）には大きな断面力が発生し易くなる。
そのため、これらの鋼製セグメントの部材仕様を大きくする必要が生じ、施工コストの増加に繋がる。
【０００５】
以上のことから、断面円形の一般部と、拡幅部とを褄部が繋ぐ、トンネルの褄部構造において、鉄筋コンクリート構造に比べて剛性の小さい鋼製の褄部を適用しながら、工期を長期化させることがなく、施工性が良好であるトンネルの褄部構造が望まれる。
【０００６】
ここで、特許文献１には、既設トンネルの一部に大断面トンネルを構築するに際し、作業領域となる空間を確保するために設けた地下躯体を補強する、地下躯体の補強構造が提案されている。この補強構造は、地下躯体が、大断面トンネルの構築予定領域の外側であって周方向に構築されるリング状躯体と、リング状躯体よりなる筒体の両端部各々に構築され、既設トンネルが貫通される前方側褄壁及び後方側褄壁と、により構成され、既設トンネルの既設覆工体における、前方側褄壁に接合された範囲の所定位置、及び地山に面する範囲の所定位置に、既設トンネルの軸線方向に延在する緊張材の一端及び他端が設置されている。
前方側褄壁と後方側褄壁はいずれも、２体のリング状躯体よりなる筒体の両端部各々に設けられたコンクリート壁であり、その外周縁は、リング状躯体の内周面と一体となるように接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－７５９３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の地下躯体の補強構造においても、既設トンネルが貫通される前方側褄壁と後方側褄壁がいずれもコンクリート壁であることから、上記する構造上の課題を内包する。
【０００９】
本発明は、断面円形の一般部と、拡幅部とを褄部が繋ぐ、トンネルの褄部構造において、鉄筋コンクリート構造に比べて剛性の小さい鋼製の褄部を適用しながら、工期を長期化させることなく、施工性が良好であるトンネルの褄部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明によるトンネルの褄部構造の一態様は、
複数のセグメントにより形成されるトンネルにおける、断面円形の一般部と、拡幅部とを褄部が繋ぐ、トンネルの褄部構造であって、
前記褄部は、
前記一般部と前記拡幅部の間の隙間を閉塞する、スキンプレートと、
前記トンネルの径方向もしくは略径方向に延びて前記スキンプレートに対して立設した姿勢で固定される、主桁と、
前記拡幅部の内周面に当接し、前記スキンプレートに対して立設した姿勢で固定される、接合板とを有する、鋼殻体であり、
前記接合板と前記拡幅部の内周面がボルト接合され、
前記スキンプレートと前記一般部がボルト接合されることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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