JP4459835B2 - Segment for underground structure bulkhead - Google Patents

Description

本発明は、トンネルや立坑等の地中構造物の隔壁の一部を構成するセグメントであって、トンネル掘削機によって切削可能な材料によって形成される地中構造物隔壁用のセグメントに関するものである。   The present invention relates to a segment for forming a part of a partition wall of an underground structure such as a tunnel or a shaft, and to a segment for an underground structure partition formed by a material that can be cut by a tunnel excavator. .

従来、図９に示すように、トンネル１の内部からトンネル掘削機３を発進させて新たに分岐トンネルを構築する工法が知られている（特許文献１又は２等参照）。   Conventionally, as shown in FIG. 9, a construction method is known in which a tunnel excavator 3 is started from the inside of a tunnel 1 to newly construct a branch tunnel (see Patent Document 1 or 2).

このようなトンネル１は、掘削された地中に円弧状のセグメント２，４，・・・を複数使用して組み立てられたリングを、掘進方向（図９の紙面貫通方向）に順次接続していくことで構築される。   Such a tunnel 1 is formed by sequentially connecting rings assembled using a plurality of arc-shaped segments 2, 4,... In the excavated ground in the excavation direction (paper surface penetration direction in FIG. 9). It is built by going.

そして、この構築されたトンネル１の隔壁の一部を切削して分岐トンネルが構築される。   A part of the partition wall of the constructed tunnel 1 is cut to construct a branch tunnel.

このトンネル掘削機３によって切削されるセグメント４の切削部４ａは、他の部分と同様に鉄筋コンクリートで製作することもできるが、切削時にトンネル掘削機３に与える負荷が大きく、故障の原因にもなるため、特許文献１又は２に開示されているように、硬質ウレタン樹脂等の切削し易い材料によって成形されたセグメント４を使用する工法が開発されている。
特開２００４−３６１７７号公報 特開２００３−５６２９０号公報 The cutting portion 4a of the segment 4 cut by the tunnel excavator 3 can be made of reinforced concrete like the other portions, but the load applied to the tunnel excavator 3 during cutting is large and may cause failure. Therefore, as disclosed in Patent Document 1 or 2, a method of using a segment 4 formed of a material that is easy to cut such as hard urethane resin has been developed.
JP 2004-36177 A JP 2003-56290 A

しかしながら、鉄筋コンクリートや鋼材などで製作される一般部のセグメント２と切削し易い材料で成形されるセグメント４は、材質が異なることから応力を円滑に伝達できる継手構造の開発が望まれている。   However, since the segment 2 of the general part made of reinforced concrete or steel and the segment 4 formed of a material easy to cut are different in material, it is desired to develop a joint structure that can transmit stress smoothly.

そこで、本発明は、他のセグメントとの応力の伝達機能に優れた接合部を有する地中構造物隔壁用のセグメントを提供することを目的としている。   Therefore, an object of the present invention is to provide a segment for an underground partition wall having a joint portion excellent in a function of transmitting stress with other segments.

前記目的を達成するために、本発明は、地中に構築される隔壁の一部を構成するセグメントであって、その本体部はプラスチックを無機繊維で補強した板状の複合材を複数枚接合して形成され、該本体部の長手方向の端部に設けられる接合部は、前記端部を囲繞する箱型に形成された鋼製の外殻部と、前記端部の前記複合材の間に配置されてそれらと接合される補強板と、該補強板を厚さ方向に貫通して前記外殻部に両端が定着される接合ボルトとによって構成される地中構造物隔壁用のセグメントであることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is a segment that constitutes a part of a partition wall built in the ground, and its main body part is joined by a plurality of plate-like composite materials in which plastic is reinforced with inorganic fibers. The joint portion formed at the longitudinal end portion of the main body portion is formed between a steel outer shell portion formed in a box shape surrounding the end portion and the composite material at the end portion. A segment for an underground structure partition wall, which is formed by a reinforcing plate that is disposed on and joined to the reinforcing plate, and a joining bolt that penetrates the reinforcing plate in the thickness direction and has both ends fixed to the outer shell portion. It is characterized by being.

ここで、上記発明において、前記補強板を、前記長手方向において前記外殻部よりも前記本体部の中央側まで延伸させることができる。   Here, in the said invention, the said reinforcement board can be extended | stretched to the center side of the said main-body part rather than the said outer shell part in the said longitudinal direction.

また、前記複合材は、硬質ウレタン樹脂からなるプラスチック発泡体をガラス長繊維で補強して形成させることができる。さらに、前記本体部は、外周を補強層で被覆させてもよい。   The composite material can be formed by reinforcing a plastic foam made of a hard urethane resin with long glass fibers. Further, the outer periphery of the main body may be covered with a reinforcing layer.

そして、前記セグメントの長手方向端面を形成する前記外殻部の端面に、他のセグメントを接合させるためのボルト孔を設けることもできる。   And the bolt hole for joining another segment can also be provided in the end surface of the said outer shell part which forms the longitudinal direction end surface of the said segment.

また、上記発明において、前記本体部の側面に、継手ピンを挿入可能な差込み穴部を前記長手方向に間隔を置いて形成させることもできる。さらに、前記隔壁の内側面を形成する前記外殻部の内側面に隣接させて内側面被覆板を配設し、該内側面被覆板を前記本体部に埋設させたアンカーボルトによって固定させてもよい。   Moreover, in the said invention, the insertion hole part which can insert a joint pin can also be formed in the side surface of the said main-body part at intervals in the said longitudinal direction. Further, an inner surface covering plate may be disposed adjacent to the inner surface of the outer shell portion forming the inner surface of the partition wall, and the inner surface covering plate may be fixed by an anchor bolt embedded in the main body portion. Good.

このように構成された本発明は、セグメントの本体部の長手方向の端部に接合部が設けられ、その接合部は、箱型に形成された外殻部と、前記端部の前記複合材の間に配置されてそれらと接合される補強板と、該補強板を湾曲の厚さ方向に貫通して前記外殻部に両端が定着される接合ボルトとによって構成される。   In the present invention configured as described above, a joint portion is provided at an end portion in the longitudinal direction of the main body portion of the segment, and the joint portion includes an outer shell portion formed in a box shape and the composite material at the end portion. The reinforcing plate is arranged between the reinforcing plate and joined to them, and the joining bolt that penetrates the reinforcing plate in the thickness direction of the curve and has both ends fixed to the outer shell portion.

そして、隣接する他のセグメントから前記外殻部の端面に伝達される応力は、前記外殻部から前記接合ボルトを介して前記補強板及び前記複合材に伝達された後に前記本体部の中央側に伝達される。また、同様の伝達機構によって前記本体部に作用する力を他のセグメントに伝達させることができる。   The stress transmitted from the other adjacent segment to the end face of the outer shell portion is transmitted from the outer shell portion to the reinforcing plate and the composite material via the joining bolt, and then the central side of the main body portion. Is transmitted to. Moreover, the force which acts on the said main-body part can be transmitted to another segment with the same transmission mechanism.

このため、剛性の異なる部材間で滑らかに応力伝達をおこなうことができ、応力集中によって接合部に破壊を生じさせることがない。   For this reason, stress transmission can be performed smoothly between members having different rigidity, and the joint is not broken by stress concentration.

また、前記補強板が前記長手方向において前記外殻部よりも前記本体部の中央側まで延伸させることで、接合部周辺の剛性を段階的に低下させることができる。   Moreover, the rigidity around the joint portion can be lowered stepwise by extending the reinforcing plate to the center side of the main body portion from the outer shell portion in the longitudinal direction.

さらに、前記複合材として硬質ウレタン樹脂からなるプラスチック発泡体をガラス長繊維で補強して形成された材料を使用することで、曲げ強度及び圧縮強度に優れた軽量の切削可能なセグメントを、比較的安価な材料で製作することができる。   Furthermore, by using a material formed by reinforcing a plastic foam made of a hard urethane resin with a long glass fiber as the composite material, a lightweight, cuttable segment having excellent bending strength and compressive strength can be obtained. It can be manufactured with inexpensive materials.

そして、前記本体部の外周を補強層で被覆して強化することで、本体部の損傷を防ぐことが出来るとともに、トンネル掘削機を推進させるジャッキ推力が前記長手方向と直交する方向（トンネル掘進方向）から作用してもその力に対して対抗させることができる。   And by covering and strengthening the outer periphery of the main body with a reinforcing layer, damage to the main body can be prevented, and the direction in which the jack thrust for propelling the tunnel excavator is orthogonal to the longitudinal direction (tunnel excavation direction) ), It can be countered against that force.

また、前記セグメントの長手方向端面を形成する前記外殻部の端面に、他のセグメントを接合させるためのボルト孔を設けることで、他のセグメントとの接合を、ボルトを締め付けるだけで簡単かつ確実におこなうことができる。   Further, by providing a bolt hole for joining another segment on the end face of the outer shell that forms the longitudinal end face of the segment, it is easy and reliable to join the other segment simply by tightening the bolt. Can be done.

さらに、前記本体部の側面に、継手ピンを挿入可能な差込み穴部が前記長手方向に間隔を置いて形成させることで、継手ピンを差込み穴部に差し込むだけで、地中構造物の延伸方向の接続をおこなうことができ、リング間のせん断方向のずれの発生を防ぐことができる。   Furthermore, the insertion hole portion into which the joint pin can be inserted is formed on the side surface of the main body portion at an interval in the longitudinal direction, so that only the joint pin is inserted into the insertion hole portion to extend the underground structure. Can be connected, and the occurrence of a shift in the shear direction between the rings can be prevented.

そして、前記隔壁の内側面を形成する前記外殻部の内側面に隣接させて内側面被覆板を配設し、この内側面被覆板をアンカーボルトを介して前記本体部に固定させることで、トンネル掘削機が発進する際のその外周とセグメントの開口部との隙間に、この内側面被覆板を介してエントランス止水部を容易に設けることができる。   And by arranging an inner surface covering plate adjacent to the inner surface of the outer shell portion forming the inner surface of the partition wall, and fixing the inner surface covering plate to the main body portion via an anchor bolt, An entrance water stop portion can be easily provided in the gap between the outer periphery of the tunnel excavator and the opening of the segment via the inner surface covering plate.

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

本実施の形態の地中構造物隔壁用のセグメントは、図２に示すように地中構造物として構築されたトンネル５の切削部５ａに配置される。すなわち、トンネル５の内部に配置されたトンネル掘削機３は、この切削部５ａを前面のカッタビットで切削して新たに分岐トンネル６を構築する。   The segment for the underground structure partition according to the present embodiment is disposed in the cutting portion 5a of the tunnel 5 constructed as an underground structure as shown in FIG. That is, the tunnel excavator 3 disposed inside the tunnel 5 cuts the cutting portion 5a with the front cutter bit to newly construct the branch tunnel 6.

図３は、トンネル５の内部からこの切削部５ａを見た正面図である。この切削部５ａは、鋼製の一般部セグメント７によって大部分が組み立てられるリングの一部を切削可能な切削用セグメント８に置き換え、切削用セグメント８，・・・がトンネル５の延伸方向（図３の左右方向）に連続するように接続していくことで構築される。   FIG. 3 is a front view of the cutting part 5 a as seen from the inside of the tunnel 5. This cutting part 5a replaces a part of the ring, which is mostly assembled by the general part segment 7 made of steel, with a cutting segment 8 that can be cut, and the cutting segments 8,. 3 in the left and right direction).

この切削用セグメント８は、図４に示すように、切削可能な材料によって形成される本体部９と、その長手方向（湾曲方向）の両端部に設けられる接合部１０，１０とから構成される。   As shown in FIG. 4, the cutting segment 8 includes a main body portion 9 formed of a material that can be cut, and joint portions 10 and 10 provided at both ends in the longitudinal direction (curving direction). .

この本体部９は、図１及び図４に示すように、プラスチックを無機繊維で補強した板状の複合材９ａ，・・・を複数枚接合してアーチ状に形成される。   As shown in FIGS. 1 and 4, the main body 9 is formed in an arch shape by joining a plurality of plate-like composite materials 9a,.

この複合材９ａには、例えば硬質ウレタン樹脂からなるプラスチック発泡体を無機繊維としてのガラス長繊維で補強した材料が使用される。このような材料には、例えばエスロンネオランバーＦＦＵ（積水化学工業株式会社製）を挙げることができる。また、複合材９ａ，・・・間は、エポキシ樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤などの樹脂系接着剤によって接合される。   For this composite material 9a, for example, a material obtained by reinforcing a plastic foam made of hard urethane resin with long glass fibers as inorganic fibers is used. Examples of such materials include Eslon Neo Lumber FFU (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.). Further, the composite materials 9a are joined by a resin adhesive such as an epoxy resin adhesive, a urethane resin adhesive, and an acrylic resin adhesive.

さらに、本体部９の外周は、補強層としてのＦＲＰ層９ｃによって被覆され、本体部９の厚み方向の中央部にも図１に示すようにＦＲＰ層９ｃが設けられている。   Furthermore, the outer periphery of the main body 9 is covered with an FRP layer 9c as a reinforcing layer, and the FRP layer 9c is also provided at the center in the thickness direction of the main body 9 as shown in FIG.

このＦＲＰ層９ｃは、ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂等の樹脂をマットまたはクロス等の繊維材料で補強した部材であって、この繊維材料としては、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などが使用される。   The FRP layer 9c is a member in which a resin such as a polyester resin or an epoxy resin is reinforced with a fiber material such as a mat or cloth. As the fiber material, glass fiber, carbon fiber, aramid fiber, or the like is used.

複合材９ａは、ガラス長繊維の延伸方向、すなわち本体部９の長手方向の強度が他の方向の強度に比べて卓越しているので、ＦＲＰ層９ｃを設けることによって本体部９の長手方向以外の方向の強度を上げることができる。   In the composite material 9a, the strength of the glass fiber in the drawing direction, that is, the strength in the longitudinal direction of the main body 9 is superior to the strength in the other directions. Therefore, by providing the FRP layer 9c, other than the longitudinal direction of the main body 9 The strength of the direction can be increased.

そして、本体部９の側面９ｄには、図４に示すように長手方向に間隔を置いて後述する継手ピン１７が挿入可能な差込み穴部９ｅ，・・・が形成される。   And the insertion hole part 9e into which the coupling pin 17 mentioned later is inserted at intervals in the longitudinal direction as shown in FIG.

また、この本体部９の長手方向両側の端部９ｂ，９ｂに設けられる接合部１０，１０は、図１に示すように、端部９ｂを囲繞する箱型に形成された鋼製の外殻部１１と、端部９ｂの複合材９ａ，９ａの間に配置されてそれらと接合される補強板１３と、補強板１３を厚さ方向（湾曲の内外径方向）に貫通して外殻部１１の内側面１１ｃと外側面１１ｂに定着される接合ボルト１２とによって構成される。   Further, as shown in FIG. 1, the joint portions 10 and 10 provided at the end portions 9b and 9b on both sides in the longitudinal direction of the main body portion 9 are steel outer shells formed in a box shape surrounding the end portion 9b. An outer shell portion that penetrates the reinforcing plate 13 in the thickness direction (inner and outer diameter direction of the curve), and the reinforcing plate 13 that is disposed between the composite material 9a and 9a of the end portion 9b and joined thereto, and the reinforcing plate 13 11 and the joining bolt 12 fixed to the outer surface 11b.

すなわち、本体部９の端部９ｂには、二枚の補強板１３，１３が複合材９ａ，・・・に挟まれるようにして配置され、両者は前記樹脂系接着剤によって接合されている。   That is, two reinforcing plates 13, 13 are arranged at the end 9b of the main body 9 so as to be sandwiched between the composite materials 9a, ..., and both are joined by the resin adhesive.

また図６に示すように、この端部９ｂには、後述する接合ボルト１２のボルト部１２ａを挿通させるための貫通孔９ｆが、湾曲の内外径方向に貫通して複数設けられている。   As shown in FIG. 6, the end 9b is provided with a plurality of through-holes 9f through which the bolts 12a of the joining bolts 12, which will be described later, are inserted, penetrating in the inner and outer radial directions of the curve.

そして、この端部９ｂを収容させる外殻部１１は、外側面１１ｂとなる鋼板と側面用の鋼材によって断面コの字型に形成された溝部材１１ｅに、内側面１１ｃとなる鋼板と、端面１１ａとなる鋼板を接合させることによって形成される。   And the outer shell part 11 which accommodates this edge part 9b is the steel plate used as the inner surface 11c, and the end surface in the groove member 11e formed in the cross-sectional U-shape by the steel plate used as the outer surface 11b, and the steel material for side surfaces. It is formed by joining the steel plates to be 11a.

この内側面１１ｃを溝部材１１ｅに接合させるためには、まず溝部材１１ｅに本体部９の端部９ｂを配置し、その上に内側面１１ｃを載置する。さらに、端部９ｂに設けられた湾曲の内外径方向に貫通された貫通孔９ｆ，・・・と内側面１１ｃに設けられた孔に、接合ボルト１２のボルト部１２ａを挿通させ、ナット部１２ｂによって締め付ける。   In order to join the inner surface 11c to the groove member 11e, first, the end portion 9b of the main body 9 is disposed on the groove member 11e, and the inner surface 11c is placed thereon. Further, the bolt portion 12a of the joining bolt 12 is inserted into the through-hole 9f,..., Which is provided in the end portion 9b and penetrated in the curved inner and outer diameter directions, and the hole provided in the inner surface 11c, and the nut portion 12b. Tighten with.

ここで、このボルト部１２ａの外側面１１ｂ側の端部は、図１に示すように埋設ナット部１２ｃに螺入して固定される。なお、埋設ナット部１２ｃを使用する代わりに、ボルト部１２ａの頭部を皿ボルトの形状に成形するなどしてもよい。   Here, the end of the bolt portion 12a on the outer surface 11b side is screwed into the embedded nut portion 12c and fixed as shown in FIG. Instead of using the buried nut portion 12c, the head portion of the bolt portion 12a may be formed in the shape of a flat bolt.

また、ボルト部１２ａと貫通孔９ｆとの隙間には、圧縮強度の高い充填材を充填してボルト部１２ａと端部９ｂとの間で確実にせん断力が伝達されるようにする。   Further, the gap between the bolt part 12a and the through hole 9f is filled with a filler having a high compressive strength so that the shearing force is reliably transmitted between the bolt part 12a and the end part 9b.

そして、すべての貫通孔９ｆ，・・・に接合ボルト１２を取り付けた後に、図５に示すように、溝部材１１ｅ及び端面１１ａと内側面１１ｃとの間を溶接１１ｄによって接合させる。   And after attaching the joining bolt 12 to all the through-holes 9f, ..., as shown in FIG. 5, between the groove member 11e and the end surface 11a, and the inner surface 11c are joined by welding 11d.

なお、この溝部材１１ｅの両側面の長さは、図３に示すように切削用セグメント８の配置される位置によって異なることになる。例えば、切削部５ａの中央付近に配置される切削用セグメント８の両側面の長さはあまり違いがないが、側部に配置される切削用セグメント８ほど横断する円弧の勾配が急になるため、両側面の長さの差が大きくなる。   The length of both side surfaces of the groove member 11e varies depending on the position where the cutting segment 8 is disposed as shown in FIG. For example, the lengths of both side surfaces of the cutting segment 8 disposed near the center of the cutting portion 5a are not so different, but the gradient of the arc that traverses the cutting segment 8 disposed on the side portion is steep. , The difference in length between both sides is increased.

また、図５に示すように、内側面１１ｃと切削される本体部９が露出される部分の間には、略台形状の内側面被覆板１５が配設される。この内側面被覆板１５は、アンカーボルト１５ａ，・・・を内径側から押し込んで裏面側の本体部９に埋設させることによって固定される。   Further, as shown in FIG. 5, a substantially trapezoidal inner side surface covering plate 15 is disposed between the inner side surface 11c and a portion where the main body 9 to be cut is exposed. The inner side surface covering plate 15 is fixed by pushing the anchor bolts 15a,... From the inner diameter side to be embedded in the main body portion 9 on the back surface side.

この内側面被覆板１５には、トンネル掘削機３を発進させた際に発生するトンネル５の開口部とトンネル掘削機３との隙間から、土砂や地下水がトンネル５内部に流入するのを防止するために設けられるエントランス止水部１９を取り付けるために使用される（図３参照）。このエントランス止水部１９は、図７に示すように、トンネル５の内部側に突起させる取付治具１９ａを介して取り付けられる。   The inner surface covering plate 15 prevents earth and sand and groundwater from flowing into the tunnel 5 from the gap between the opening of the tunnel 5 and the tunnel excavator 3 that is generated when the tunnel excavator 3 is started. It is used for attaching the entrance water stop part 19 provided for the purpose (see FIG. 3). As shown in FIG. 7, the entrance water stop portion 19 is attached via an attachment jig 19 a that protrudes toward the inside of the tunnel 5.

図７は、トンネル５延伸方向の接続方法を説明するために、図３のＡ−Ａ線断面を模式的に示した説明図である。ここで、図７の左右方向がトンネル５の延伸方向となる。   FIG. 7 is an explanatory view schematically showing a cross section taken along the line AA of FIG. 3 in order to explain a connection method in the extending direction of the tunnel 5. Here, the horizontal direction in FIG. 7 is the extending direction of the tunnel 5.

トンネル５の延伸方向の接続は、図７に示すように切削用セグメント８の側面９ｄに設けた差込み穴部９ｅに継手ピン１７を差し込むことによっておこなわれる。この継手ピン１７は、例えば複合材９ａと同様にプラスチックを無機繊維で補強した材料で成形されるが、これに限定されるものではなく、ＦＲＰ等の切削可能な材質であればよい。   As shown in FIG. 7, the tunnel 5 is connected in the extending direction by inserting the joint pin 17 into the insertion hole 9 e provided in the side surface 9 d of the cutting segment 8. The joint pin 17 is formed of, for example, a material in which plastic is reinforced with inorganic fibers in the same manner as the composite material 9a. However, the joint pin 17 is not limited to this and may be a cuttable material such as FRP.

また、図３に示すように切削部５ａの端部に配設される端部セグメント１８は、図７に示すように内部が仕切られて、所定の幅に切断された複合材９ａが配置される複合材部１８ａとそれ以外の一般部１８ｂとから構成される。   Also, as shown in FIG. 3, the end segment 18 disposed at the end of the cutting portion 5a is partitioned inside as shown in FIG. 7, and the composite material 9a cut to a predetermined width is arranged. The composite material portion 18a and the other general portion 18b.

一方、トンネル５の円周方向（図３の上下方向）の接合は、トンネル５の隔壁がリングによって土圧や地下水圧等の荷重を受けることになるので、強固な接合となるように構成される。   On the other hand, the junction in the circumferential direction of the tunnel 5 (vertical direction in FIG. 3) is configured to be a strong junction because the partition walls of the tunnel 5 receive a load such as earth pressure or groundwater pressure by the ring. The

本実施の形態では、図１及び図５に示すように、一般部セグメント７と切削用セグメント８との接合は継手ボルト１４，・・・を使用しておこなわれる。   In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 5, the general segment 7 and the cutting segment 8 are joined using joint bolts 14.

この継手ボルト１４は、外殻部１１の端面１１ａと一般部セグメント７の端面を貫通するように設けられたボルト孔１４ａと、ボルト孔１４ａの端面１１ａ側に埋設されたナット部１４ｃとボルト部１４ｂとによって構成され、一般部セグメント７側からボルト部１４ｂを螺入させることで、一般部セグメント７と切削用セグメント８とを接合させる。   The joint bolt 14 includes a bolt hole 14a provided so as to penetrate the end surface 11a of the outer shell 11 and the end surface of the general segment 7, and a nut portion 14c and a bolt portion embedded on the end surface 11a side of the bolt hole 14a. The general part segment 7 and the cutting segment 8 are joined by screwing the bolt part 14b from the general part segment 7 side.

次に、この実施の形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

このように本実施の形態の切削用セグメント８によれば、切削用セグメント８の本体部９の長手方向の端部９ｂに接合部１０が設けられ、その接合部１０は、箱型に形成された外殻部１１と、端部９ｂの複合材９ａ，・・・の間に配置されてそれらと接合される補強板１３，１３と、それらの補強板１３，１３を厚さ方向に貫通して外殻部１１の内側面１１ｃと外側面１１ｂに定着される接合ボルト１２，・・・とによって構成される。   As described above, according to the cutting segment 8 of the present embodiment, the joint portion 10 is provided at the longitudinal end portion 9b of the main body portion 9 of the cutting segment 8, and the joint portion 10 is formed in a box shape. Are disposed between the outer shell portion 11 and the composite material 9a of the end portion 9b, and are joined to the reinforcing plates 13 and 13, and penetrates the reinforcing plates 13 and 13 in the thickness direction. In this case, the inner shell 11 is composed of the inner side surface 11c and the joining bolts 12 fixed to the outer side surface 11b.

そして、隣接する一般部セグメント７から外殻部１１の端面１１ａに伝達される応力は、外殻部１１の内側面１１ｃ及び外側面１１ｂを経て接合ボルト１２，・・・に伝達され、この接合ボルト１２，・・・を介して補強板１３，１３及び複合材９ａ，・・・に伝達された後に本体部９の中央側に伝達される。また、同様の伝達機構によって本体部９に作用する力を一般部セグメント７に伝達させることができる。   And the stress transmitted to the end surface 11a of the outer shell part 11 from the adjacent general part segment 7 is transmitted to the joining bolts 12,... Via the inner side surface 11c and the outer side surface 11b of the outer shell part 11. After being transmitted to the reinforcing plates 13 and 13 and the composite material 9a,... Via the bolts 12,. Further, the force acting on the main body portion 9 can be transmitted to the general portion segment 7 by the same transmission mechanism.

このように端部９ｂと外殻部１１が接合ボルト１２によって一体化されて、外殻部１１から本体部９へと徐々に剛性が変化するため、一般部セグメント７と切削用セグメント８という剛性の異なる部材間で滑らかに応力伝達をおこなうことができ、応力集中によって接合部１０に破壊を生じさせることがない。   Thus, since the end portion 9b and the outer shell portion 11 are integrated by the joining bolt 12, and the rigidity gradually changes from the outer shell portion 11 to the main body portion 9, the rigidity of the general portion segment 7 and the cutting segment 8 is increased. The stress can be transmitted smoothly between the different members, and the joint 10 is not broken due to the stress concentration.

また、補強板１３，１３を外殻部１１の内側面１１ｃ及び外側面１１ｂよりも本体部９の中央側まで延伸させることで、外殻部１１と補強板１３と複合材９ａとによって構成される部分から、補強板１３と複合材９ａとによって構成される部分を経て、複合材９ａを主材とする部分へと接合部１０周辺の剛性を段階的に低下させることができる。   Further, the reinforcing plates 13 and 13 are constituted by the outer shell portion 11, the reinforcing plate 13, and the composite material 9 a by extending to the center side of the main body portion 9 from the inner side surface 11 c and the outer side surface 11 b of the outer shell portion 11. The rigidity around the joint 10 can be reduced stepwise from the portion to the portion mainly composed of the composite material 9a through the portion constituted by the reinforcing plate 13 and the composite material 9a.

さらに、本体部９の外周をＦＲＰ層９ｃで被覆することで、長手方向の強度が卓越している複合材９ａを主材とする本体部９の他の方向の強度を補強することができる。   Furthermore, by covering the outer periphery of the main body 9 with the FRP layer 9c, the strength of the main body 9 in the other direction including the composite material 9a having a superior longitudinal strength as a main material can be reinforced.

このように補強することで、施工誤差などによってリング間にずれが生じ、隣接する切削用セグメント８，８の側面９ｄ，９ｄ同士が正確に一致しない場合でも、トンネル掘削機３を推進させるジャッキ推力を切削用セグメント８によって支持させることができると共に、切削用セグメント８や一般部セグメント７が本体部９に食い込んで損傷させることを防ぐことが出来る。   By reinforcing in this way, a deviation occurs between the rings due to construction errors or the like, and the jack thrust for propelling the tunnel excavator 3 even when the side surfaces 9d and 9d of the adjacent cutting segments 8 and 8 do not exactly match each other. Can be supported by the cutting segment 8, and the cutting segment 8 and the general part segment 7 can be prevented from biting into the main body part 9 and being damaged.

そして、端部９ｂに接合部１０を取り付ける際に、接合ボルト１２で締め付けることによって外側面１１ｂと内側面１１ｃに挟まれた端部９ｂを支圧し、この状態で内側面１１ｃが溶接１１ｄされて固定されるため、各層間の接合が強められると共に端部９ｂと外殻部１０は強固に一体化される。   And when attaching the junction part 10 to the edge part 9b, the end part 9b pinched by the outer surface 11b and the inner surface 11c is supported by tightening with the joining bolt 12, and the inner side surface 11c is welded 11d in this state. Since they are fixed, the bonding between the layers is strengthened, and the end 9b and the outer shell 10 are firmly integrated.

また、本体部９の側面９ｄに、継手ピン１７を挿入可能な差込み穴部９ｅ，・・・が切削用セグメント８の長手方向に間隔を置いて形成されているため、継手ピン１７，・・・を差込み穴部９ｅ，・・・に差し込むだけでトンネル５の延伸方向の接続をおこなうことができる。   Further, insertion holes 9e through which the joint pins 17 can be inserted are formed in the side surface 9d of the main body 9 at intervals in the longitudinal direction of the cutting segment 8, so that the joint pins 17,. ... Can be connected in the extending direction of the tunnel 5 by simply inserting into the insertion hole 9e.

さらに、この継手ピン１７，・・・によって切削用セグメント８，８間を接続させることで、リング間のせん断方向のずれの発生を防止することができる。またこの継手ピン１７は、切削可能な材料によって成形されているので、トンネル掘削機３の切削による支障になることがない。   Further, by connecting the cutting segments 8 and 8 with the joint pins 17,..., It is possible to prevent occurrence of shear direction deviation between the rings. Moreover, since this joint pin 17 is shape | molded with the material which can be cut, it does not become the trouble by the cutting of the tunnel excavator 3. FIG.

また、端部セグメント１８の内部に仕切りを入れて必要な部分だけ複合材部１８ａとすることで、複合材９ａの使用量を必要最小限に抑えて工費を削減することができる。   Further, by partitioning the inside of the end segment 18 so that only a necessary portion is the composite material portion 18a, the usage amount of the composite material 9a can be minimized and the construction cost can be reduced.

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   Although the best embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes that do not depart from the gist of the present invention are possible. Are included in the present invention.

例えば、前記実施の形態では、地中に水平に構築されたトンネル５から直角に突出される分岐トンネル６を構築する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図８（ａ）に示すように地中構造物としてのトンネル２０に設けられた切削部２０ａから斜め分岐トンネル２１を構築する場合にも切削用セグメント８を使用することができる。   For example, in the above-described embodiment, a case has been described in which the branch tunnel 6 that projects at right angles from the tunnel 5 that is horizontally constructed in the ground is described. However, the present invention is not limited to this, and FIG. The cutting segment 8 can also be used when the oblique branch tunnel 21 is constructed from the cutting portion 20a provided in the tunnel 20 as an underground structure as shown in FIG.

このように、トンネル掘削機３を斜めに発進させる場合であっても、切削部２０ａが切削し易い切削用セグメント８で構成されていれば、トンネル掘削機３が曲がったり揺動したりしながら進むことがないので、正確な形に開口部を形成することができる。   As described above, even when the tunnel excavator 3 is started obliquely, the tunnel excavator 3 can bend or swing if the cutting portion 20a is configured by the cutting segment 8 that is easy to cut. Since it does not proceed, the opening can be formed in an accurate shape.

また、図８（ｂ）に示すように、地中構造物としてのトンネル２２の天井部に切削用セグメント８を使用して切削部２２ａを設け、そこから上向きトンネル２３を構築することもできる。   Moreover, as shown in FIG.8 (b), the cutting part 22a can be provided in the ceiling part of the tunnel 22 as an underground structure using the cutting segment 8, and the upward tunnel 23 can also be constructed | assembled from there.

さらに、図８（ｃ）に示すように、地中構造物としての立坑２４の隔壁の一部に切削用セグメント８を使用して切削部２４ａを設け、そこから水平にトンネル２５を構築することもできる。   Further, as shown in FIG. 8C, a cutting portion 24a is provided on a part of the partition wall of the shaft 24 as an underground structure using the cutting segment 8, and a tunnel 25 is constructed horizontally therefrom. You can also.

また、前記実施の形態では、円筒形のトンネル５の隔壁の一部を構成する曲面状の切削用セグメント８について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば矩形トンネルや多角形断面の立坑などの多角柱状の地中構造物の隔壁の一部を構成する平板状のセグメントであってもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the curved segment 8 for cutting which comprises a part of partition of the cylindrical tunnel 5 was demonstrated, it is not limited to this, For example, a rectangular tunnel or a polygonal cross section The flat segment which comprises some partition walls of polygonal column-shaped underground structures, such as a shaft, may be sufficient.

本発明の最良の実施の形態の切削用セグメントの接合部の構成を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the structure of the junction part of the segment for cutting of the best embodiment of this invention. トンネルの切削部からトンネル掘削機を発進させる状態を説明する切断斜視図である。It is a cutting perspective view explaining the state where a tunnel excavator is started from the cutting part of a tunnel. トンネルの内側から見た切削部の正面図である。It is a front view of the cutting part seen from the inner side of a tunnel. 切削用セグメントの全体構成の概略を説明する側面図である。It is a side view explaining the outline of the whole structure of the segment for cutting. トンネルの内側から見た切削用セグメントの接合部の構成を説明する平面図である。It is a top view explaining the structure of the junction part of the segment for cutting seen from the inner side of the tunnel. 接合部の組み立て方法を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the assembly method of a junction part. トンネル延伸方向の継手構造及び接続方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the joint structure and connection method of a tunnel extending | stretching direction. （ａ）はトンネルから斜め分岐トンネルを分岐させた状態の斜視図であって、（ｂ）はトンネルから上向きトンネルを分岐させた状態の斜視図であって、（ｃ）は立坑から水平にトンネルを延伸させた状態の斜視図である。(A) is a perspective view of a state where an oblique branch tunnel is branched from the tunnel, (b) is a perspective view of a state where an upward tunnel is branched from the tunnel, and (c) is a tunnel horizontally from a vertical shaft It is a perspective view of the state where was extended. 従来のトンネルからトンネル掘削機を発進させる状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the state which starts a tunnel excavator from the conventional tunnel.

符号の説明Explanation of symbols

５ トンネル（地中構造物）
５ａ 切削部
８ 切削用セグメント（セグメント）
９ 本体部
９ａ 複合材
９ｂ 端部
９ｃ ＦＲＰ層（補強層）
９ｄ 側面
９ｅ 差込み穴部
１０ 接合部
１１ 外殻部
１１ａ 端面
１１ｂ 外側面
１１ｃ 内側面
１２ 接合ボルト
１３ 補強板
１４ａ ボルト孔
１５ 内側面被覆板
１７ 継手ピン
２０，２２ トンネル（地中構造物）
２４ 立坑（地中構造物） 5 tunnel (underground structure)
5a Cutting part 8 Cutting segment (segment)
9 Main Body 9a Composite Material 9b End 9c FRP Layer (Reinforcement Layer)
9d Side surface 9e Insertion hole portion 10 Joint portion 11 Outer shell portion 11a End surface 11b Outer side surface 11c Inner side surface 12 Joining bolt 13 Reinforcement plate 14a Bolt hole 15 Inner side surface covering plate 17 Joint pins 20, 22 Tunnel (underground structure)
24 shaft (underground structure)

Claims (7)

地中に構築される隔壁の一部を構成するセグメントであって、その本体部はプラスチックを無機繊維で補強した板状の複合材を複数枚接合して形成され、該本体部の長手方向の端部に設けられる接合部は、前記端部を囲繞する箱型に形成された鋼製の外殻部と、前記端部の前記複合材の間に配置されてそれらと接合される補強板と、該補強板を厚さ方向に貫通して前記外殻部に両端が定着される接合ボルトとによって構成されることを特徴とする地中構造物隔壁用のセグメント。   A segment constituting a part of a partition constructed in the ground, and its main body part is formed by joining a plurality of plate-like composite materials in which plastic is reinforced with inorganic fibers, and in the longitudinal direction of the main body part The joint provided at the end includes a steel outer shell formed in a box shape surrounding the end, and a reinforcing plate that is disposed between and joined to the composite material of the end A segment for an underground partition wall comprising a joining bolt that penetrates the reinforcing plate in the thickness direction and has both ends fixed to the outer shell portion. 前記補強板は、前記長手方向において前記外殻部よりも前記本体部の中央側まで延伸されていることを特徴とする請求項１に記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   The segment for underground structure partition according to claim 1, wherein the reinforcing plate is extended to the center side of the main body part from the outer shell part in the longitudinal direction. 前記複合材は、硬質ウレタン樹脂からなるプラスチック発泡体をガラス長繊維で補強して形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   The segment for an underground structure partition according to claim 1 or 2, wherein the composite material is formed by reinforcing a plastic foam made of a hard urethane resin with long glass fibers. 前記本体部は、外周が補強層で被覆されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   The segment for an underground structure partition according to any one of claims 1 to 3, wherein the outer periphery of the main body is covered with a reinforcing layer. 前記セグメントの長手方向端面を形成する前記外殻部の端面に、他のセグメントを接合させるためのボルト孔が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   5. The underground according to claim 1, wherein a bolt hole for joining another segment is provided on an end face of the outer shell portion forming a longitudinal end face of the segment. Segment for structural partition. 前記本体部の側面に、継手ピンを挿入可能な差込み穴部が前記長手方向に間隔を置いて形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   The underground structure partition according to any one of claims 1 to 5, wherein an insertion hole portion into which a joint pin can be inserted is formed on a side surface of the main body portion with an interval in the longitudinal direction. Segment for. 前記隔壁の内側面を形成する前記外殻部の内側面に隣接させて内側面被覆板を配設し、該内側面被覆板を前記本体部に埋設させたアンカーボルトによって固定させたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の地中構造物隔壁用のセグメント。   An inner surface covering plate is disposed adjacent to the inner surface of the outer shell portion forming the inner surface of the partition wall, and the inner surface covering plate is fixed by an anchor bolt embedded in the main body portion. The segment for underground structure partition according to any one of claims 1 to 6.

Images