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公開番号2025144841
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024044720
出願日2024-03-21
発明の名称既設トンネルと分岐トンネルの接合構造と接合方法
出願人大成建設株式会社
代理人個人,個人
主分類E21D 13/02 20060101AFI20250926BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】既設トンネルと上下方向に延びる分岐トンネルの接合部に作用する荷重を分岐トンネルから既設トンネルに対して安定的に伝達することのできる、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造と接合方法を提供する。
【解決手段】既設トンネル10を切り開いてできる坑口18に対して、上方に分岐する分岐トンネル50が接合されている、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造80であり、分岐トンネル50は、坑口18に接合されて複数の第2鋼製セグメント60により形成されるセグメントリング60Aを備え、第2鋼製セグメント60は、上下方向に延びて坑口18に接合される側板61と、側板61の下端に設けられている下方主桁62と、側板61の上端に設けられている上方主桁63とを少なくとも備え、第1鋼製セグメント11の主桁15と側板61を接合する第1補強リブ67が設けられている。
【選択図】図7B
特許請求の範囲【請求項１】
既設の地下構造体である、複数の第１鋼製セグメントにより形成される既設トンネルを切り開いてできる坑口に対して、上方に分岐する分岐トンネルが接合されている、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造であって、
前記分岐トンネルは、前記坑口に接合されて複数の第２鋼製セグメントにより形成されるセグメントリングを備え、
前記第２鋼製セグメントは、上下方向に延びて前記坑口に接合される側板と、該側板の下端に設けられている下方主桁と、該側板の上端に設けられている上方主桁とを少なくとも備え、
前記第１鋼製セグメントの主桁と前記側板を接合する第１補強リブが設けられていることを特徴とする、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
続きを表示（約 860 文字）【請求項２】
前記第２鋼製セグメントにおいて、前記側板と前記下方主桁に接合される第２補強リブがさらに設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
【請求項３】
前記上方主桁と前記下方主桁と前記側板を繋ぐ縦リブがさらに設けられ、該縦リブと前記第２補強リブが相互に接合されていることを特徴とする、請求項２に記載の既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
【請求項４】
前記下方主桁と前記側板と前記上方主桁に囲まれた空間に充填材が充填され、二次覆工が形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
【請求項５】
前記下方主桁におけるセグメントリングの中央側への幅が、前記上方主桁の幅よりも広く、前記二次覆工の厚みが該下方主桁の幅と同じであることを特徴とする、請求項４に記載の既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
【請求項６】
前記坑口と前記セグメントリングの間の隙間が、該セグメントリングを包囲する無端状の鋼板により閉塞されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の既設トンネルと分岐トンネルの接合構造。
【請求項７】
既設の地下構造体である、複数の第１鋼製セグメントにより形成される既設トンネルを切り開いてできる坑口に対して、上方に分岐する分岐トンネルを接合する、既設トンネルと分岐トンネルの接合方法であって、
前記坑口に対して、前記分岐トンネルを構成する、複数の第２鋼製セグメントにより形成されるセグメントリングを接合し、ここで、該第２鋼製セグメントは、上下方向に延びて前記坑口に接合される側板と、該側板の下端に設けられている下方主桁と、該側板の上端に設けられている上方主桁とを少なくとも備え、
前記第１鋼製セグメントの主桁と前記側板の双方に第１補強リブを接合することを特徴とする、既設トンネルと分岐トンネルの接合方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造と接合方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
上下や左右の関係にある２つの既設の地下構造体の間を掘削して双方を繋ぐ施工において、その周囲に凍結工法や薬液注入工法、高圧噴射工法等の地盤改良による防護工を行った後に、地盤改良エリアの内側にある未改良エリアの掘削を行い、掘削後に２つの既設の地下構造体を接合する場合がある。
例えば、上下の関係にある２つの既設の地下構造体がいずれもシールドトンネル等のトンネルである場合に、双方を繋ぐ接続管には加工や溶接のし易さ等から、鋼製セグメントを用いたセグメントトンネルが適用されることがある。このような接続管は、上下のトンネルに対して、それらの軸方向から傾斜した方向（例えば直交する方向）に分岐していることから、分岐トンネルと称することができる。
さらに、双方の鋼製セグメントからなるシールドトンネルが下水や雨水の貯留管であり、双方を繋ぐ接続管も同様に貯留管の一部となる鋼製セグメントからなるセグメントトンネルである場合は、腐食や内面平滑性の観点から、鋼製セグメントからなる一次覆工の内側において、現場にてコンクリートやモルタルを打設することにより二次覆工が一般に施工される。
【０００３】
このように、既設トンネルに対して上下方向（鉛直方向や鉛直斜め方向）に延びる分岐トンネルを施工する場合は、例えば下方の既設トンネルと分岐トンネルとの接合部に対して分岐トンネルの荷重が作用することとなり、分岐トンネルが上記する二次覆工を有する場合は作用する荷重がさらに大きくなることから、接合部に作用する荷重を分岐トンネルから既設トンネルに対して安定的に伝達できる接合構造が望まれる。
【０００４】
ここで、特許文献１には、トンネルの開口予定部に用いられる開口部用セグメントが提案されている。この開口部用セグメントは、シールドトンネルの開口部が形成される位置に配設され、予め補強用鋼板を埋設して補強した開口部用セグメントである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００３－６４９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載される開口部用セグメントによれば、補強用鋼板が埋設されることにより開口部が補強されるとしているが、特許文献１に記載される開口部はシールドトンネルの側方に設けられるものであり、従って新たに施工される、上下方向に延びるトンネルから作用する荷重をその下方に位置する既設トンネルに伝達させる要請に対応するものではない。
【０００７】
本発明は、鋼製セグメントにより形成される既設トンネルに対して、同様に鋼製セグメントにより形成されて上下方向に延びる分岐トンネルが接合される接合構造に関し、接合部に作用する荷重を分岐トンネルから既設トンネルに対して安定的に伝達することのできる、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造と接合方法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】
【０００８】
前記目的を達成すべく、本発明による既設トンネルと分岐トンネルの接合構造の一態様は、
既設の地下構造体である、複数の第１鋼製セグメントにより形成される既設トンネルを切り開いてできる坑口に対して、上方に分岐する分岐トンネルが接合されている、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造であって、
前記分岐トンネルは、前記坑口に接合されて複数の第２鋼製セグメントにより形成されるセグメントリングを備え、
前記第２鋼製セグメントは、上下方向に延びて前記坑口に接合される側板と、該側板の下端に設けられている下方主桁と、該側板の上端に設けられている上方主桁とを少なくとも備え、
前記第１鋼製セグメントの主桁と前記側板を接合する第１補強リブが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本態様によれば、第１鋼製セグメントにより形成される既設トンネルを切り開いてできる坑口に対して、その上方に分岐する第２鋼製セグメントにより形成される分岐トンネルが接合されている、既設トンネルと分岐トンネルの接合構造に関し、第２鋼製セグメントの側板と第１鋼製セグメントの主桁が第１補強リブを介して相互に接合されることにより、第２鋼製セグメントの側板を介して伝達された荷重を第１補強リブを介して第１鋼製セグメントの主桁に伝達することができ、接合部に作用する荷重を分岐トンネルから既設トンネルに対して安定的に伝達することが可能になる。
【００１０】
ここで、既設トンネルの坑口の周囲に坑口コンクリートを打設して分岐トンネルを支持する構造も有効であるものと考えられるが、上記するように防護工に凍結工法を適用した場合は、凍結環境下でのコンクリート養生により、コンクリートが凍害を受ける恐れがあることから好ましくない。
（【００１１】以降は省略されています）

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