JP2005155169A - Pipe material for secondary lining of shield tunnel and secondary lining method of shield tunnel using the pipe material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールドトンネルのセグメントリングの内側に設けられる二次覆工に用いる管材と、これを用いたシールドトンネルの二次覆工方法に関する。 The present invention relates to a pipe material used for secondary lining provided inside a segment ring of a shield tunnel, and a secondary lining method of a shield tunnel using the same.
シールドトンネルの二次覆工の工法として、コンクリートによって覆工する代わりにFRPM管などの管材を用いる工法が知られている。
このような管材を用いる工法によれば、工事費用の削減や工期の短縮ができ、また、耐久性やトンネル内面の平滑性を向上できるので、特に下水道や農業用水路などの水路トンネルで利用されている(例えば非特許文献1参照)。
According to such a construction method using pipe materials, construction costs can be reduced and the construction period can be shortened, and durability and smoothness of the inner surface of the tunnel can be improved, so it is used particularly in waterway tunnels such as sewers and agricultural waterways. (For example, refer nonpatent literature 1).
管材をトンネルの二次覆工材として用いる場合、その管材の厚さは、セグメントリングからの漏水を想定して、地下水圧に耐えうる厚さとしている。
しかし、近年の地下の輻輳化から、トンネルが深部に設置される事が多くなり、これに伴い地下水圧が高くなるため、管材の厚さを厚くする必要があり、コストが高くなっていた。
When a pipe is used as a secondary lining material for a tunnel, the thickness of the pipe is assumed to be sufficient to withstand underground water pressure, assuming water leakage from the segment ring.
However, due to the recent underground congestion, tunnels are often installed deeper, and the groundwater pressure increases accordingly. Therefore, it is necessary to increase the thickness of the pipe material, which increases the cost.
本発明の課題は、管材を用いたトンネルの二次覆工方法において、管材にかかる地下水圧を低減し、地下水圧の高い場所でも管材の厚さを厚くすることなく埋設できるようにすることである。 An object of the present invention is to reduce the underground water pressure applied to the pipe material in the secondary lining method of the tunnel using the pipe material, so that it can be embedded without increasing the thickness of the pipe material even in a place where the underground water pressure is high. is there.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば、図1に示すように、シールドトンネルのセグメントリング4の内側に設ける二次覆工に用いる管材1であって、
前記セグメントリング4の内側に漏出した地下水を、前記管材1の内側に排水する排水手段5を、前記管材1の周面に備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
A drainage means 5 for draining groundwater leaked inside the segment ring 4 to the inside of the
このように、地下水を管材1の内側に排水する排水手段5を備えることで、管材1の周囲の地下水を管材1の内側に排水でき、管材1にかかる地下水圧を低減できる。
Thus, by providing the drainage means 5 for draining the groundwater to the inside of the
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシールドトンネルの二次覆工用管材であって、前記管材1はFRPM管であることを特徴とする。
The invention according to
このように、FRPM管を用いることで、管材1の重量が軽く、取り扱いが容易になる。
また、内面が滑らかで粗度係数が小さいので、同一内空断面でもコンクリートによる二次覆工に比べて管材を流れる下水等の流体の流量を多くできる。
Thus, by using the FRPM pipe, the weight of the
In addition, since the inner surface is smooth and the roughness coefficient is small, the flow rate of fluid such as sewage flowing through the pipe material can be increased compared with the secondary lining by the concrete even in the same inner-air cross section.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載のシールドトンネルの二次覆工用管材であって、例えば、図2に示すように、前記排水手段5は、前記管材1の内側から外側への流れを阻止するとともに、前記管材1の外側の圧力が一定値以上のときに開いて、前記管材1の内側への排水を可能とする逆止弁6を備えることを特徴とする。
The invention described in
このように、逆止弁6が管材1の内側から外側への流れを阻止するとともに、前記管材1の外側の圧力が一定値以上のときに開くことで、管材1の内側を流れる下水等の流体を管材1の外側に流出させることなく、管材1の外側の地下水を管材1の内側に排水できる。
In this way, the check valve 6 prevents the flow from the inside to the outside of the
請求項4に記載の発明は、請求項1から3の何れか一項に記載の管材を用いたシールドトンネルの二次覆工方法であって、例えば、図1に示すように、前記管材1の外周面に導水層2を設ける第一の工程と、
前記セグメントリング4の内側に前記管材1を敷設する第二の工程と、
前記導水層2と前記セグメントリング4の間に中込材を充填し、前記管材を前記セグメントリング4の内側に固定する第三の工程とからなることを特徴とする。
Invention of Claim 4 is the secondary lining method of the shield tunnel using the pipe material as described in any one of
A second step of laying the
It is characterized by comprising a third step of filling an intermediate material between the
このような工程によりシールドトンネルの二次覆工を行うことで、セグメントリング4の内側に漏水した地下水を管材1の内側に排水でき、管材1にかかる地下水圧を低減できるので、地下水圧の高い場所でも管材1の厚さを厚くすることなく埋設できる。
また、導水層2を管材1の外周面に設けたことで、管材1の外周面にある地下水を排水手段5に導けると共に、管材1の外周面にかかる地下水圧が均一になる。
By performing the secondary lining of the shield tunnel by such a process, the groundwater leaked inside the segment ring 4 can be drained inside the
Further, by providing the
請求項1に記載の発明によれば、地下水を管材の内側に排水でき、管材にかかる地下水圧を低減できる。
According to invention of
請求項2に記載の発明によれば、管材が軽量で取り扱いが容易になるとともに、内面が滑らかなので、管材内を流れる下水等の流体の流量を多くできる。 According to the second aspect of the present invention, the pipe material is light and easy to handle, and the inner surface is smooth, so that the flow rate of fluid such as sewage flowing through the pipe material can be increased.
請求項3に記載の発明によれば、管材の内側を流れる下水等の流体を管材の外側に流出させることなく、管材の外側の地下水を管材の内側に排水できる。 According to the third aspect of the present invention, groundwater outside the pipe can be drained to the inside of the pipe without flowing out a fluid such as sewage flowing inside the pipe to the outside of the pipe.
請求項4に記載の発明によれば、地下水を管材の内側に排水でき、管材にかかる地下水圧を低減できる。
また、導水層により効率よく地下水を排水手段に導けると共に、管材の外周面にかかる地下水圧を均一にできる。
According to invention of Claim 4, groundwater can be drained inside a pipe material and the groundwater pressure concerning a pipe material can be reduced.
Further, the groundwater can be efficiently guided to the drainage means by the water conveyance layer, and the groundwater pressure applied to the outer peripheral surface of the pipe can be made uniform.
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図1に示すように、この管材1は、シールドトンネルの二次覆工に用いられるもので、セグメントリング4の内部に敷設され、下水道などの流路として用いるものである。
この管材1としては、FRPM管(強化プラスチック複合管)を用いている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, this
As the
管材1の周面には、排水手段5が管材1の長手方向に沿って適当な間隔をおいて設けられている。
この排水手段5は、図2に示すように、導水孔7と逆止弁6から構成されており、セグメントリング4の内側に漏出した地下水を管材1の外側から内側に排水するものである。
On the peripheral surface of the
As shown in FIG. 2, the drainage means 5 is composed of a
導水孔7は管材1の周面にあってその外側から内側に貫通する孔であり、この導水孔7を通って管材1の外周面に設けられる導水層2にある地下水が、管材1の内側に排水される。
管材1には、この導水孔7を覆うように逆止弁6が取り付けられている。
この逆止弁6は、円形の弁体9と、弁体9の中心に接続する弁軸10とからなり、管材1の内側から外側への流体の流れを阻止するとともに、前記管材1の外側の圧力が一定値以上のときに開いて、前記管材1の内側への排水を可能とするものである。
弁体9はゴム等の弾性体からなり、その大きさは管材1に取り付けたときに、前述の導水孔7を完全に覆うことができる大きさである。
この弁体9の中心部分には、逆止弁6を管材1に固定するための弁軸10の一端が接続されている。
また、この弁軸10のもう一方の端部には、雄ねじが形成されていている。
The
A check valve 6 is attached to the
The check valve 6 includes a circular valve body 9 and a
The valve body 9 is made of an elastic body such as rubber, and the size of the valve body 9 is a size that can completely cover the
One end of a
A male screw is formed at the other end of the
逆止弁6は、弁体9が管材1の内側に配されるように、弁軸10を逆止弁取付孔8に挿入し、管材1の外側から弁軸10の端部にナット11取り付け、これを締め付けることにより管材1に固定する。
このとき、弁体9の周縁部はその弾性によって管材1の内壁に密着し、管材1の外側と内側との間における流体の流れ遮断する。
この弁体9は、その弾性力と管材1内を流れる流体の圧力によって、常時管材1の内壁に密着し、導水孔7を閉鎖しているが、管材1の外側の圧力が、その圧力以上になると、弁体9の周縁部が持ち上げられ、地下水が管材内に流入するようになっている。
In the check valve 6, the
At this time, the peripheral portion of the valve body 9 is in close contact with the inner wall of the
The valve body 9 is always in close contact with the inner wall of the
この管材1の外周面には、不織布からなる導水層2が設けられており、この導水層2によって管材1の外側の地下水を排水手段5に導く。
この導水層2は、管材1の外周面の全面に設けられていて、これにより地下水を管材1の周方向および長手方向に沿って導けるようになり、管材1の外側にかかる地下水圧が均一になる。
また、一部の排水手段5が故障した場合でも、他の排水手段5に地下水を導き排水できる。
A
The
Moreover, even when some drainage means 5 breaks down, groundwater can be guided to other drainage means 5 and drained.
図1に示すように、導水層2の外側には、中込材としてエアモルタル3が充填されており、これによって、管材1はセグメントリング4の内側の略中央に固定されている。
As shown in FIG. 1, the outer side of the
次に、以上のように構成されるシールドトンネルの二次覆工の施工方法について説明する。
なお、すでにシールドマシンによりトンネルが掘削され、その内周にセグメントリング4が形成されているものとする。
Next, the construction method of the secondary lining of the shield tunnel comprised as mentioned above is demonstrated.
It is assumed that the tunnel has already been excavated by the shield machine and the segment ring 4 is formed on the inner periphery thereof.
管材1には、シールドトンネルに搬入する前に、その外周面に不織布を貼り付け導水層2を設ける。
また、管材1は、シールドトンネルへの搬入や、施工の状況に合わせて適当な長さの物を用いる。
導水層2を設けた管材1は、シールドトンネルに搬入され、セグメントリング4の内側に敷設される。
このとき、適当な支持部材を用いて管材1を外側から支持し、管材1をセグメントリング4の内側の略中央に配すると共に、隣接する管材1との接合作業を行う。
The
Moreover, the
The
At this time, the
敷設した管材1とセグメントリング4の内側との間にエアモルタル3を充填し、管材1を固定する。
以降、上記の工程を繰り返してセグメントリング4の内側に管路を形成する。
Thereafter, the above process is repeated to form a pipe line inside the segment ring 4.
次に、以上のように施工された二次覆工における地下水の排水方法について説明する。
セグメントリング4の内側に漏出した地下水は、エアモルタル層3に浸透し、導水層2に達する。
エアモルタル3自体の透水性はそれほど高くはないが、地下水はエアモルタル層3にできた割れ目などの空隙にそって移動し、導水層2に達する。
Next, a method for draining groundwater in the secondary lining constructed as described above will be described.
The groundwater leaking inside the segment ring 4 penetrates into the
The water permeability of the
導水層2に達した地下水は、排水手段5によって管材1の内側に排水されることとなる。
図2に示すように、逆止弁6の弁体9の周縁部は、通常、その弾性力や管材1を流れる流体の圧力等により管材1の内壁に押し付けられ、内壁に密着した状態になっている。
導水層2の地下水圧がこの圧力より大きくなったとき、弁体9の周縁部が管材1の内壁から持ち上げられ、地下水が管材1の内側に排水される。
排水によって導水層2の地下水圧が低下すると、逆止弁6の弁体9の周縁部が再び管材1の内壁に密着するようになって導水孔7が閉じる。
このように、逆止弁6は、その弾性力や管材1を流れる流体等による圧力以上の、ある一定の地下水圧を境に開閉するので、管材1内の流体が管材1の外側へ漏出することはない。
The groundwater that reaches the
As shown in FIG. 2, the peripheral portion of the valve body 9 of the check valve 6 is normally pressed against the inner wall of the
When the groundwater pressure of the
When the groundwater pressure of the
In this way, the check valve 6 opens and closes at a certain groundwater pressure that is higher than the elastic force and the pressure of the fluid flowing through the
逆止弁6は、上記のように一定の圧力がかかると弁が開き排水を行うが、このときの圧力は管材1にかかる地下水圧の最大圧力と略等しい。
つまり、管材1の強度は、逆止弁6が動作開始する圧力に十分耐えられる強度があればよく、高い地下水圧がかかるような場所でも、管材1の厚さを厚くすることなく埋設できる。
The check valve 6 opens and drains when a constant pressure is applied as described above, and the pressure at this time is substantially equal to the maximum groundwater pressure applied to the
That is, the strength of the
なお、近年の止水シール材の発達により、セグメント継手部分からの漏水量は多くないことから、排水手段5によって管材1の内側へ排水される地下水の量は少なく、水路としての管の機能が損なわれることはない。
In addition, since the amount of water leakage from the segment joint portion is not large due to the recent development of the water-stop seal material, the amount of groundwater drained to the inside of the
以上の実施の形態においては、導水層2の構成として、不織布を用いるとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の素材または構造としても良い。
例えば、合成樹脂を多孔質に形成したシート状の部材や、一定粒径の骨材を合成樹脂によって結合させた成型体でも良い。
あるいは、管材1の外周面に溝を設けたり、単に管材1の周囲に空間を設けたりして、導水できるようにしても良い。
また、排水手段5の構成、配置等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
In the above embodiment, although the nonwoven fabric was used as a structure of the
For example, a sheet-like member in which a synthetic resin is formed in a porous shape, or a molded body in which an aggregate having a certain particle diameter is bonded with a synthetic resin may be used.
Alternatively, a groove may be provided on the outer peripheral surface of the
Further, the configuration, arrangement, and the like of the drainage means 5 are arbitrary, and it is needless to say that other specific detailed structures can be appropriately changed.
1 管材
2 導水層
3 エアモルタル
4 セグメントリング
5 排水手段
6 逆止弁
7 導水孔
8 逆止弁取付孔
9 弁体
10 弁軸
11 ナット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記セグメントリングの内側に漏出した地下水を、前記管材の内側に排水する排水手段を、前記管材の周面に備えることを特徴とするシールドトンネルの二次覆工用管材。 Tube material used for secondary lining provided inside the segment ring of the shield tunnel,
A pipe material for secondary lining of a shield tunnel, characterized in that drainage means for draining groundwater leaked inside the segment ring to the inside of the pipe material is provided on the peripheral surface of the pipe material.
前記管材の外周面に導水層を設ける第一の工程と、
前記セグメントリングの内側に前記管材を敷設する第二の工程と、
前記導水層と前記セグメントリングの間に中込材を充填し、前記管材を前記セグメントリングの内側に固定する第三の工程とからなることを特徴とするシールドトンネルの二次覆工方法。 A secondary lining method for a shield tunnel using the pipe material according to any one of claims 1 to 3,
A first step of providing a water guiding layer on the outer circumferential surface of the pipe member;
A second step of laying the pipe material inside the segment ring;
A secondary lining method for a shield tunnel, comprising: a third step of filling a filling material between the water guide layer and the segment ring and fixing the pipe material inside the segment ring.
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