JP2004225386A

JP2004225386A - 組立鋼殻及びトンネル拡大部覆工

Info

Publication number: JP2004225386A
Application number: JP2003014863A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Sawaishi; 正道澤石; Keigo Takegawa; 啓悟武川; Hidetaka Nishimoto; 英高西本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2003-01-23
Filing date: 2003-01-23
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-23
Also published as: JP4143430B2

Abstract

【課題】大型重機の使用ができない地中空間のような狭隘な施工現場で、空間を保持する壁体や覆工を容易に構築する。
【解決手段】隣接するＴ字鋼板１が、Ｔフランジ１ａ両端部に脚材２側に向けて設けられた接合片３でボルト接合１５され、前記Ｔ字鋼板１のそれぞれの脚材２の端部間に溝形鋼板４が開口面を外側にして差し込まれ、前記Ｔ字鋼板１の脚材２の端部を挟んで両側の溝形鋼板４のフランジ５がボルト接合１５され、箱型空間６が形成されている組立鋼殻９と、この組立鋼殻９を用いたトンネル拡大部覆工。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として地中空間を拡大したり狭隘な施工場所で使用される組立式の壁体、覆工（天井）等の組立鋼殻構造及びこの組立鋼殻を用いて先行して構築したトンネル空間を拡大した覆工に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、地中を掘削して空間を形成する場合や建造物の一部を解体して空間を形成するような場合、空間を保持する壁体や覆工（天井）は、型枠を設置して鉄筋コンクリートを打設したものや、Ｈ形鋼等の梁材や既製の覆工板、シールドトンネル用のセグメント等を使用したものが多い。
【０００３】
例えば、シ−ルドトンネルの途中に駅舎等を設けるような場合は、この部分を拡大して大空間とする必要があるが、この大空間構築工事はトンネルの周りに大規模な地盤改良（地盤凍結）を行って止水した後、土砂を掘削排除し拡大した空間を保持するためにシールドトンネルに使用されているセグメントを組立てて覆工されている。
【０００４】
また、並行する２本のシールドトンネルを連結しトンネル間の土砂を掘削して空間を形成する切り広げ工法や、接近して多数の小口径のシールドトンネルを構築した後、これらのトンネルを連結して閉合した内部の土砂を掘削して壁体とし、地下に大空間を形成する地下空間構築工法があるが、この工法では両トンネルのシールドセグメント間を連結した覆工で大断面空間を形成している。
【０００５】
従来の連結覆工（天井）は鉄筋コンクリート製やＨ形鋼等の鋼製梁（覆工）を用い、両側のトンネルセグメントと一体化するものが知られている。例えば並行する小口径のシールドトンネル間を連結して大空間の壁体を構築する工法において、特開２００２−３０８９８号公報（特許文献１）に開示されているものがある。この結合手段は、図１０に示すように、トンネル端部の端支柱３０に受け枠３１を形成し、端板３２を有するＨ形鋼製の鋼製結合部材３３の端板３２を両トンネルの受け枠３１内に配置しスペーサを収納した可撓性袋体３４または容器を挿入し、前記袋体３４または容器内に充填材を充填して施工誤差を吸収して両トンネル端部を結合するようにされている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−３０８９８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術における地中空間構築やシ−ルドトンネルの拡大工法等の地下空間構築工法等に使用されている壁体、覆工等の空間保持材は、狭隘な施工現場であるため大型重機の使用ができず施工が困難であり、特に大空間を形成しようとすると、壁体や覆工に大きな剛性が要求されるためさらに施工が困難となる課題があった。
また、地中空間のような周りが閉鎖された状態では壁体や覆工の構築作業が内側１方向からしかできない課題もあった。
【０００８】
本発明は、比較的軽量の部材を用いて高い剛性の壁体や覆工を容易に片側から組立可能とする組立鋼殻及びこの組立鋼殻を用いたトンネル覆工を提供するものである。
【０００９】
なお、本明細書の記載において、Ｔ字鋼板のフランジは上記溝形鋼板のフランジと混同しないようにＴフランジと称し、溝形鋼板における中間部の平板部をウエブ、その両端折り曲げ部をフランジと称する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の組立鋼殻及びこの組立鋼殻を用いたトンネル覆工（連結構造）は以下を要旨とするものである。
【００１１】
（１）隣接するＴ字鋼板が、Ｔフランジ両端部に脚材側に向けて設けられた接合片でボルト接合され、前記Ｔ字鋼板のそれぞれの脚材の端部間に溝形鋼板が開口面を外側にして差し込まれ、前記Ｔ字鋼板の脚材の端部を挟んで両側の溝形鋼板のフランジがボルト接合され、箱型空間が形成されていることを特徴とする組立鋼殻である。
なお、高い剛性の鋼殻を得ようとする場合は、前記箱型空間内に流動性硬化材を充填してもよい。
【００１２】
（２）先行して構築したトンネルの外側を掘削して空間を拡大するトンネル拡大工法における覆工において、前記組立鋼殻のＴ字鋼板及び溝形鋼板の長手方向端部に端板を設け、該端板を周方向に接合した組立鋼殻をその周方向の接合端位置をずらした状態でトンネル軸方向に並べて接合し、組立鋼殻を用いたトンネル拡大部覆工とすることができる。
【００１３】
（３）間隔を隔てて並行する地中トンネルのセグメントの一部を解体撤去し、トンネル間の土砂を掘削して大断面の地下空間を構築する切り広げ工法における覆工において、両トンネルのセグメント端部間を連結して空間を保持する上部連結覆工として前記組立鋼殻を使用したものであって、前記組立鋼殻のＴ字鋼板のＴフランジ部長さをセグメント端部間距離より短くし、Ｔ字鋼板の脚材及び溝形鋼板をセグメント端部間距離に結合長を加えた長さとし、且つ溝形鋼板の端部に型枠材を設け、さらにＴ字鋼板と溝形鋼板とセグメント端部に結合部材を設けて注入した流動性硬化材が組立鋼殻とセグメントが固定したことを特徴とする組立鋼殻を用いたトンネル拡大部覆工とすることもできる。
【００１４】
【作用】
本発明の組立鋼殻は、軽量のＴ字鋼板と溝型鋼板を現地にてボルト接合して組立てるもので、隣接するＴ字鋼板のＴフランジ側をボルト接合し、各Ｔ字鋼板の脚材端部間に差し込んだ溝形鋼板のフランジで脚材端部を挟みボルト接合して連続する箱型空間を形成したものである。この組立鋼殻の組立作業はＴ字鋼板のＴフランジ側のボルト接合後に脚材端部間に開口面を外側にして差し込んだ溝形鋼板のフランジを前記Ｔ字鋼板の接合と同一方向（作業空間側）からボルト接合可能である。
【００１５】
完成後の組立鋼殻はＴ字鋼板のＴフランジ幅Ｂと脚材高さＡ及び溝型鋼板ウエブ幅を適宜選択することによって必要な剛性が容易に得られる。また、前記箱型空間内に流動性硬化材を充填するとさらに高い剛性が得られると共にボルト接合箇所の止水効果に期待できる。
【００１６】
本発明の組立鋼殻は、先行して構築したトンネルの外側を掘削して空間を拡大するトンネル拡大工法における覆工において、一方の作業空間から容易に組立作業が可能で、且つ高い剛性の覆工とすることができる。
【００１７】
また、本発明の組立鋼殻を用いたトンネル覆工（トンネル連結覆工構造）は、間隔を隔てて並行する地中トンネルのセグメントの一部を解体撤去した後のトンネル間土砂を掘削した作業空間の片側からＴ字鋼板と溝型鋼板を用いて組立設置することができる。
【００１８】
この組立鋼殻は、Ｔ字鋼板のＴフランジをセグメント端部間距離より短くし、セグメント端部間に差込設置できる。また、端部脚材と溝形鋼板はセグメント端部との結合長を加えた長さとしており、組立鋼殻の端部のＴ字鋼板と溝形鋼板及びセグメント端部には結合部材（ジベル）を設けて充填流動性硬化材によって強固に結合されている。
【００１９】
前記組立鋼殻のＴ字鋼板の長さと溝形鋼板の結合長を加えた長さは、トンネルの施工誤差を考慮してその分余裕を持つようにしておくと組立鋼殻をセグメント端部に配置する際、施工誤差を吸収して容易に固定できる。
【００２０】
【発明の実施形態と実施例】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００２１】
図１〜図３は本発明に係る組立鋼殻９の実施形態であって、図１（ａ）は完成状態の組立鋼殻９の横断面図。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視であって組立鋼殻９を長手方向に直線状としたもの、図１（ｃ）は図１（ａ）のＡ−Ａ矢視に相当する図であって、組立鋼殻を長手方向に円弧状としたもの。図２（ａ）、（ｂ）は他の実施例のＴ字鋼板と補強兼結合材を設けた溝形鋼板４の断面図である。また、図３は組立鋼殻９を組立途中の斜視図である。
【００２２】
本発明の組立鋼殻９は、Ｔフランジ１ａの中央に脚材２を垂直に固着したＴ字鋼板１と、溝形鋼板４と、Ｔ字鋼板１相互及びＴ字鋼板１の脚材２と溝形鋼板４とを接合するボルト・ナット１４とで構成される。
【００２３】
図１は本発明の組立鋼殻９の断面図であって、隣接するＴ字鋼板１のＴフランジ１ａ両端の接合片３がそれぞれボルト接合１５され、それぞれの脚材２の端部間に溝形鋼板４が開口面を外側にして差し込まれ、前記Ｔ字鋼板１の脚材２の端部を挟んで両側の溝形鋼板４のフランジ５が、脚材２のボルト孔２３およびフランジ５のボルト孔２４に渡って挿通されたボルト・ナット１４によりボルト接合１５されて連続する箱型空間６が形成されている。
【００２４】
前記Ｔフランジ１ａの接合面及びＴ字鋼板１の脚材２と溝形鋼板４のフランジ接合面には止水材（図示省略）を施してボルト接合１５した方が望ましい。
【００２５】
図１（ｂ）は長手方向を直線状とした組立鋼殻９で、図１（ｃ）は弧状（円弧状）にした組立鋼殻９である。弧状組立鋼殻９は、トンネル拡大部のアーチ連結覆工や拡大掘削したトンネル内周の覆工に用いる。孤状組立鋼殻９の場合は、Ｔ字鋼板１、溝形鋼板４を曲線切断したり曲げ加工した部材を使用するため、製作時に若干手間が掛かるが、組立後の鋼殻は土圧に対して有利な構造となり鋼殻厚さを薄くできる。
【００２６】
また、箱型空間６内にはコンクリートやモルタル等の流動性硬化材７（図７参照）を充填してもよい。流動性硬化材７を充填すると小断面で剛性を高めることができると共に上下のボルト接合箇所の止水効果が期待できる。箱型空間６内に流動性硬化材７を充填する場合は、各箱型空間６の溝形鋼板４のそれぞれのウエブ１６に注入口１７（図３参照）を設けて流動性硬化材７を注入するか、または図２（ａ），（ｂ）に示すように溝形鋼板４の適宜間隔毎に設けた注入孔１７から注入した流動性硬化材７をＴ字鋼板１の脚材２に設けた流入孔１８を通じて各箱型空間６内に流動性硬化材７を流入させて充填してもよい。
【００２７】
本発明に使用するＴ字鋼板１は、Ｔフランジ１ａと脚材２をＴ字状に溶接によって製作したものや市販の圧延ＣＴ鋼を使用することができる。このＴ字鋼板１はＴフランジ１ａ両端部に脚材２側に向けて直角に突き出た接合片３が設けられ、接合片３には所定ピッチにボルト孔１９を有する。
【００２８】
前記接合片３は、長めのＴフランジ鋼板を両端折り曲げ成形したものや、Ｔフランジ両端に帯状鋼板を溶接により取付けて設けることができる。
【００２９】
また、Ｔ字鋼板１の変形形態として図２に示すように、幅広の溝形鋼２０をＴフランジ１ａとして使用し、該溝形鋼２０のウエブ内側の中央位置に脚材２を垂直に固定すると、Ｔフランジとして用いた溝形鋼２０の両端フランジが接合片３となる。Ｔ字鋼板１の脚材２の端部には所定ピッチにボルト孔２３を設けておく。
【００３０】
溝形鋼板４は隣接する前記Ｔ字鋼板１の脚材端部間に差し込んで、Ｔ字鋼板１の脚材端部側を接合するものである。この溝形鋼板４は市販の圧延製品や軽量溝形鋼（リップ溝形鋼）を用いることができる。また、平鋼板を折り曲げ成形して製作してもよい。
【００３１】
溝形鋼板４の幅（ウエブ長）は、前記Ｔ字鋼板１のＴフランジ幅（厳密には両端の接合片間隔）から脚材２の板厚を差し引いた長さにする必要がある。
【００３２】
また、溝形鋼板４の両側フランジ５にはＴ字鋼板１の脚材２端部のボルト孔２３と一致する所定ピッチにボルト孔２４を設けておく。
【００３３】
前記Ｔ字鋼板１と、溝形鋼板４は図２（ａ）、（ｂ）に示すように接合片３の先を短く折り曲げたリップ部３ａ付きの形状にすると、接合片３の変形を防止し、接合強度を高めることができる。
【００３４】
また、溝形鋼板４は図２（ｂ）に示すように、ウエブ１６に沿って箱型空間６側にＣＴ鋼等のジベル２６を溶接したものにすると、補強効果を発揮すると共に箱型空間６内に流動性硬化材７を充填した場合、ジベル作用により流動性硬化材７と鋼殻９の結合強度が高めることができる。
【００３５】
図３は本発明の組立鋼殻９を組立途中の状況を示した斜視図であって、先行して各Ｔ字鋼板１のＴフランジ１ａ両端の接合片３をボルト接合１５した後、前記Ｔ字鋼板１のそれぞれの脚材２の端部間に開口面を外側にした状態で溝形鋼板４を差し込み、Ｔ字鋼板１の脚材２の端部を挟んで両側の溝形鋼板４のフランジ５のボルト孔２４を、脚材２のボルト孔２３に合致させて、ボルト・ナット１４によりボルト接合１５する。
【００３６】
上記組立鋼殻９を組立において、Ｔフランジ１ａ両端のボルト接合１５および溝形鋼板４のボルト接合１５のいずれも、Ｔ字鋼板１の脚材２側から行なうことができる。なお、図中の符号１７は流動性硬化材注入孔、１８は流入孔である。
【００３７】
次に、本発明の組立鋼殻９をトンネル拡大部の覆工に用いた実施例について説明する。
図４は、先行して設置された２本のシールドトンネル８ａ，８ｂの外側を掘削して拡大した楕円形断面の内周の覆工に本発明の組立鋼殻９を用いたものである。
【００３８】
この覆工は周方向に接合した多数の孤状組立鋼殻９を、周方向の接合端位置をずらしてトンネル軸方向に並べて隣接する組立鋼殻９を接合して構成されている。
【００３９】
図５（ａ）、（ｂ）は図４に示す組立鋼殻９の周方向接合端の部分詳細図を示すもので、孤状の箱型鋼殻９を構成するＴ字鋼板１の端部にリブ２８で補強されたＴ端板２９が溶接され、溝形鋼板４の端部にも溝端板３５が溶接されている。Ｔ端板２９の下辺は溝形鋼板４の上端位置とし、隣接するＴ端板２９相互は接合用ボルト３６で接合されている。また、溝形鋼板４相互および溝端板３５相互もボルト接合されている。
【００４０】
また、トンネル軸方向に隣接する組立鋼殻９はＴ字鋼板１のＴフランジ１ａ端の接合片３がボルト接合され、脚材端部に差し込んだ溝形鋼板４（４ｂ）のフランジ５がボルト・ナット１４でボルト接合１５（１５ｂ）されている。
【００４１】
次に、本発明の組立鋼殻９を用いたトンネル連結覆工について、図６〜図９を参照して説明する。
間隔をおいて並行する２本の地中トンネル間を切り広げて大空間とする場合、トンネルのセグメントの一部を解体撤去した後、トンネル間の土砂を掘削して両トンネルのセグメント上端を上部連結覆工で連結し、セグメント下端を下部連結構造体で連結してトンネル間の空間が形成される。
【００４２】
図６は本発明の組立鋼殻９をトンネル切り広げ工法における上部連結覆工３７に採用した例の斜視図であって、セグメント１１の一部を解体撤去し、土砂を掘削した後の両トンネル８（８ａ，８ｂ）のセグメント端部間の上部に組立鋼殻９を配置し、端部を残したセグメント端１１ａに固定したものである。
【００４３】
両トンネル８ａ，８ｂ間の下部はセグメント端１１ｂが埋め込まれた鉄筋コンクリート製の下部連結構造体３８が設けられており、上部連結覆工３７と下部連結構造体３８の中間には、上部連結覆工３７を支持する壁体（または柱体）３９が設けられている。
【００４４】
上部連結覆工３７は、両トンネル８ａ，８ｂのセグメント端間に配置した前記Ｔ字鋼板１のＴフランジ１ａを上側（Ｔ字状）にしてトンネル軸方向に並べ、隣接するＴフランジ１ａの接合片３相互がボルト接合１５されている。また、各Ｔ字鋼板１の脚材２の下端部には、前記溝形鋼板４が開口面を下側（作業空間側）に向けて差し込まれ、脚材２を挟んで溝形鋼板４がボルト接合１５されてトンネル直交方向に箱型空間６を形成し、この箱型空間６内には流動性硬化材７が充填された組立鋼殻９が覆工３７として構成されている。この組立鋼殻９は直線状のＴ字鋼板１と溝形鋼板４を用いた平坦状の覆工３７としているが、円孤状のＴ字鋼板１と溝形鋼板４を用いてアーチ状組立鋼殻９（アーチ覆工）としてもよい。アーチ覆工にすると上載土圧に対して有利な構造となり鋼殻９の厚さを薄くできる。また、両トンネル８ａ，８ｂ間の土砂を掘削するため上部地中に円弧状の支保工を設けた場合、上部連結構造体３７との隙間を狭くできるため、ソイルセメント等の充填作業を軽減できる効果もある。
【００４５】
図７はセグメント端と組立鋼殻端部の固定結合部４０の詳細を示した断面図、図８は図７のＡ−Ａ矢視（平面図）、図９は図７のＢ−Ｂ矢視である。
【００４６】
固定結合部４０は荷重が集中するため高い結合強度が必要となり、一方では狭隘な作業空間でしかもトンネル施工誤差を吸収可能とする作業が要求される。このため、固定結合部４０の構造は、前記組立鋼殻９のＴ字鋼板１のＴフランジ１ａの長さＬ１を、スキンプレート４１と縦桁４２を切断撤去し、主桁４３のみとしたセグメント端部間距離Ｌ２，Ｌ３より短くして（図６，図７参照）、下方の作業空間からＴ字鋼板１を持上げてセグメント１１間に差し込み可能としている。
前記のセグメント端部間距離Ｌ２は、スキンプレート４１と縦桁４２を切断除去し、残した主桁４３を支保工として用いる場合は、両トンネル８（８ａ，８ｂ）間における最も接近しているセグメント端部間距離である。また、セグメント１１の主桁４３を固定結合部４０付近まで切断撤去し、別に仮の支保工を設けることにしてもよい。この場合のセグメント端部間距離は、図６または図７に示すようにＬ３となる。このように、セグメント端部間距離は、Ｌ２またはＬ３の場合がある。
また、Ｔ字鋼板１の脚材２と溝形鋼板４はセグメント端部間距離に結合長を加えた長さとし、且つ溝形鋼板４の端部に型枠材４４を設けて流動性硬化材（コンクリート）７を充填して固定部構造としている。なお、結合長は、トンネルの施工誤差を考慮して余裕を持たせており施工誤差を吸収して容易に固定できるようにしている。
【００４７】
また、Ｔ字鋼板１におけるＴフランジ１ａの端部に仕切り板４５を設け、固定結合部４０のＴ字鋼板１の脚材２、仕切り板４５、溝形鋼板４及びセグメント１１端部には、スタッドジベル等の結合部材４６を設け、注入孔１７から注入された流動性硬化材７によって組立鋼殻９からなる上部連結覆工３７の端部とセグメント１１が強固に結合固定されている。
【００４８】
図７，８において、溝形鋼板４に設けたスリット４７は、Ｔ字鋼板１に組立時に干渉するセグメント主桁部４３を通過可能とするためのものであり、流動性硬化材７の注入前には底板（図示を省略）で遮蔽される。
【００４９】
上記組立鋼殻９を用いた上部連結構造体３７の施工は以下の（１）〜（７）とおり行なう。
（１）両トンネル８ａ，８ｂ間の上部地中パイプルーフ等の支保工（図示省略）を設けた後、空間になる部分のセグメント１１の一部を解体撤去し両トンネル８ａ，８ｂ間の土砂を掘削する。
解体撤去する部分のセグメント４８は、土砂掘削時のトンネル変形を防止するためスキンプレート４１と縦桁（リブ）４２を切断撤去し，主桁４３ｂのみ残した状態とし、この主桁４３ｂを掘削時の支保工の役割を担わせる。
（２）次に、鉄筋コンクリート製の下部連結構造体３８を設置する。
（３）下部連結構造体３８が完成したら、その上に上部連結覆工３７（組立鋼殻９）の部材を支持する中間支保工と作業足場を設置する。中間支保工は仮設または図６に示すような本設の壁体や柱体３９としてもよい。
【００５０】
（４）次に、セグメント１１端部間に上部連結覆工３７となる組立鋼殻９を以下のとおり設置する。
先ずトンネル軸直角方向に向けたＴ字鋼板１をリフター等の装置を使用して持上げ、セグメント端部１１ａの所定高さに位置決めして中間支保工（図示省略）に載置する。
同様にして順次トンネル軸方向に隣接してＴ字鋼板１を持上げ、既設のＴ字鋼板１のＴフランジ１ａをボルト接合１５し、結合部のＴ字鋼板１の脚材２、仕切り板４５、溝形鋼板４及びセグメント端部１１ａには，スタッドジベル等の結合部材４６を溶接しておく。
【００５１】
次に、各Ｔ字鋼板１におけるそれぞれの脚材２の端部間に、開口面を外側（下側作業空間側）にした状態で溝形鋼板４を差し込み、Ｔ字鋼板１の脚材２の端部を挟んで両側の溝形鋼板４のフランジ５および脚材２の端部をこれらの透孔に渡って挿通したボルト・ナット１４によりボルト接合１５する。（溝形鋼板４の端部の前記セグメント１１の主桁４３に干渉する部分は、予め通過可能なようにスリット４７を設けておく）。
【００５２】
（５）全てのＴ字鋼板１と溝形鋼板４の接合が終わり、組立鋼殻９を用いた上部連結構造体３７の設置が済んだら、上部連結構造体３７の端部をセグメント端部１１ａと結合する。結合作業は溝形鋼板４の端部に設けられた注入孔１７からモルタルやコンクリート等の流動性硬化材７を注入するのみで行なえる。
【００５３】
（６）組立鋼殻９の箱型空間６に流動性硬化材７を充填する場合は、溝形鋼板４の適宜箇所に設けられた注入孔１７から流動性硬化材７を注入する。
（７）次に両トンネル８ａ，８ｂ間の上部支保工（図示省略）と組立鋼殻９を用いた上部連結構造体３７の上方の隙間にソイルセメント等を充填する。上部連結構造体３７の端部とセグメント端部１１ａに注入した流動性硬化材７が硬化した後、固定結合部４０の下端から露出するセグメント１１の残主桁４３ｂを切断撤去し、また仮設中間支保工を撤去すると共に本設壁体または柱体３９を設置して完成する。
【００５４】
以上、組立鋼殻９を用いた上部連結構造体３７の設置作業の全てを大型重機を用いないで、且つ下方の作業空間から行うことができる。
【００５５】
本発明に係る組立鋼殻９は上記説明の他、立坑のシールド掘削機の発進・到達部分の土留壁補強やその他、地中空間以外を含めた閉鎖空間における壁体、覆工（天井）の構築に適用できる。
【００５６】
【発明の効果】
本発明の組立鋼殻は、軽量のＴ字鋼板と溝型鋼板を現地にてボルト接合して組立てるもので、隣接するＴ字鋼板のＴフランジ側をボルト接合し、各Ｔ字鋼板の脚材端部間に差し込んだ溝形鋼板のフランジで脚材端部を挟みボルト接合して箱型空間を形成したものである。この組立鋼殻の組立作業はＴ字鋼板のＴフランジ側のボルト接合後に脚材端部間に開口面を外側にして差し込んだ溝形鋼板のフランジを前記Ｔ字鋼板の接合と同一方向からボルト接合可能である。
【００５７】
また、完成後の組立鋼殻はＴ字鋼板のＴフランジ幅Ｂと脚材高さＡ及び溝型鋼板ウエブ幅を適宜選択することによって必要な剛性が容易に得られる。さらに、前記箱型空間内に流動性硬化材を充填するとさらに高い剛性が得られると共にボルト接合箇所の止水効果に期待できる。
【００５８】
また、本発明の組立鋼殻を用いたトンネル拡大部の覆工は、Ｔ字鋼板と溝形鋼板をボルト接合した箱型空間を有する鋼殻を形成したものであるため容易な作業で高い剛性の覆工が得られる。
【００５９】
また、本発明の組立鋼殻を用いたトンネル連結構造は、セグメント端部間距離より短くしたＴ字鋼板としているためＴフランジと脚材の上部を容易にセグメント端部間に差込設置できる。また、溝形鋼板はセグメント端部との結合長を加えた長さとし端部に型枠材を設けており、組立鋼殻の端部のＴ字鋼板と溝形鋼板及びセグメント端部には結合部材（ジベル）を設けているため充填流動性硬化材によって強固に結合されている。
【００６０】
前記組立鋼殻のＴ字鋼板の長さと溝形鋼板の結合長を加えた長さは、トンネルの施工誤差を考慮して、その分余裕を持つようにしておくと、組立鋼殻をセグメント端部に施工誤差を吸収して容易に固定できる。
【００６１】
従って、地中空間やその他の狭隘な施工現場で大型重機が使用できない作業環境において大きな効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る組立鋼殻の実施形態であって、（ａ）は完成状態の組立鋼殻の横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視であって組立鋼殻を長手方向に直線状とした組立鋼殻の断面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視に相当する図であって組立鋼殻を長手方向に円弧状とした組立鋼殻の断面図である。
【図２】（ａ）は他の実施例のＴ字鋼板の断面図、（ｂ）は補強兼結合材を設けた溝形鋼板の断面図である。
【図３】組立鋼殻を組立途中の斜視図である。
【図４】本発明の組立鋼殻をトンネル拡大部内周の覆工とした斜視図である。
【図５】（ａ）は組立鋼殻相互の周方向接合端部の詳細図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】本発明の組立鋼殻をトンネル切り広げ工法における上部連結覆工に採用した例の斜視図である。
【図７】セグメント端と組立鋼殻端部の結合固定部の断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ矢視図である。
【図９】図７のＤ−Ｄ矢視図である。
【図１０】従来の連結覆工を示す斜視図である。
【符号の説明】
１Ｔ字鋼板
１ａＴフランジ
２脚材
３接合片
３ａリップ部
４溝形鋼板
５溝形鋼板のフランジ
６箱型空間
７流動性硬化材
８トンネル
８ａトンネル
８ｂトンネル
９組立鋼殻
１１セグメント
１１ａセグメント端部
１１ｂセグメント端部
１４ボルト・ナット
１５ボルト接合
１６ウエブ
１７注入口
１８注入口
１９ボルト孔
２０溝形鋼
２１ウエブ
２３ボルト孔
２４ボルト孔
２６ジベル
２８リブ
２９Ｔ端板
３０端支柱
３１受け枠
３２端板
３３結合部材
３４可撓性袋体
３５溝端板
３６接合用ボルト
３７上部連結覆工（または上部連結構造体）
３８下部連結覆工
３９壁体（または支柱）
４０固定結合部
４１スキンプレート
４２縦桁
４３主桁
４３ｂ残主桁
４４型枠材
４５仕切板
４６結合部材
４７スリット
４８解体撤去する部分のセグメント

Claims

隣接するＴ字鋼板が、Ｔフランジ両端部に脚材側に向けて設けられた接合片でボルト接合され、前記Ｔ字鋼板のそれぞれの脚材の端部間に溝形鋼板が開口面を外側にして差し込まれ、前記Ｔ字鋼板の脚材の端部を挟んで両側の溝形鋼板のフランジがボルト接合され、箱型空間が形成されていることを特徴とする組立鋼殻。
前記箱型空間内に流動性硬化材を充填したことを特徴とする請求項１記載の組立鋼殻。
先行して構築したトンネルの外側を掘削して空間を拡大するトンネル拡大工法における覆工において、請求項１または請求項２記載の組立鋼殻のＴ字鋼板及び溝形鋼板の長手方向端部に端板を設け、該端板を周方向に接合した組立鋼殻をその周方向の接合端位置をずらした状態でトンネル軸方向に並べて接合したことを特徴とする組立鋼殻を用いたトンネル拡大部覆工。
間隔を隔てて並行する地中トンネルのセグメントの一部を解体撤去し、トンネル間の土砂を掘削して大断面の地下空間を構築する切り広げ工法における覆工において、両トンネルのセグメント端部間を連結して空間を保持する上部連結覆工として請求項１または請求項２記載の組立鋼殻を使用したものであって、前記組立鋼殻のＴ字鋼板のＴフランジ部長さをセグメント端部間距離より短くし、Ｔ字鋼板の脚材及び溝形鋼板をセグメント端部間距離に結合長を加えた長さとし、且つ溝形鋼板の端部に型枠材を設け、さらにＴ字鋼板と溝形鋼板とセグメント端部には結合部材を設けて流動性硬化材が注入されて組立鋼殻とセグメントが固定されていることを特徴とする組立鋼殻を用いたトンネル拡大部覆工。