特許 7532630 立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 5/04 20060101AFI20240805BHJP

【ＦＩ】

E21D5/04

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023208870

(22)【出願日】2023-12-11

【審査請求日】2023-12-11

(31)【優先権主張番号】202311568199.3

(32)【優先日】2023-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】522003752

【氏名又は名称】中鉄八局集団有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】朱 思紅

(72)【発明者】

【氏名】張 子龍

(72)【発明者】

【氏名】張 飛

(72)【発明者】

【氏名】付 正偉

(72)【発明者】

【氏名】周 波

(72)【発明者】

【氏名】胡 建

(72)【発明者】

【氏名】▲ごん▼ 斯昆

(72)【発明者】

【氏名】趙 代強

(72)【発明者】

【氏名】王 澤宇

(72)【発明者】

【氏名】曹 軍

(72)【発明者】

【氏名】沈 揚奎

(72)【発明者】

【氏名】楊 雪健

(72)【発明者】

【氏名】丁 利

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－１５８３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１８８３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６４０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１２３６６３１（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １／００－９／１４

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

Ｅ０４Ｇ ９／００－１９／００

Ｅ０４Ｇ ２５／００－２５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法であって、立坑を含み、前記立坑の内壁には、前記立坑の半径方向にそれぞれ、延びる複数のアンカーが該内壁に挿入され取り付けられており、前記アンカーには、前記立坑の内壁に沿って形成される環状型枠ブラケットが支持されており、前記立坑の内壁と環状型枠ブラケットとの間には、二次覆工コンクリートが、環状に打設されており、前記環状型枠ブラケットは、前記二次覆工コンクリートの直径よりも小さい直径を有し環状に形成される支持トラスと、該支持トラスにおける前記二次覆工コンクリートに対向する端部に結合され円周方向に沿って形成される複数の横棒と、前記横棒に交差するように前記立坑の中心軸線方向に延び、円周方向に相互間隔をもって配される複数の縦棒と、該複数の縦棒に結合される環状のコンクリート型枠とを含み、前記横棒は、ボルト締結具を介して支持トラスにおける前記横棒に結合される支柱の表面に接続され、前記縦棒は、ボルト締結具を介して横棒の表面に固定され、前記コンクリート型枠は、前記縦棒の支持トラスの支柱から離れた前記内壁に接続され、前記縦棒の水平ピッチ制御要求式は、以下のとおりであり、

式１において、ｍは、等分布活荷重が作用される隣り合う前記縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐoは、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗ _０は、縦棒の断面抵抗モーメントであり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｋ _０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである、ことを特徴とする立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項2】

前記縦棒の断面の静荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

式２において、Ｍ_Δは、縦棒の断面に発生する曲げモーメント値であり、
ｍは、等分布活荷重が作用される隣り合う前記縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである、ことを特徴とする請求項１に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項3】

前記縦棒の断面の活荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

式３において、Ｍ_０は、縦棒の断面に発生する曲げモーメント値であり、
ｍは、等分布活荷重が作用される隣り合う前記縦棒のピッチであり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐoは、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｋ_０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである、ことを特徴とする請求項２に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項4】

前記縦棒の荷重の組み合わせ設計式は、以下のとおりであり、

式４において、Ｍ は、環状型枠ブラケットの荷重の総強度であり、
Ｍ_Δは、縦棒の断面の静荷重による曲げモーメントであり、
Ｍ_０は、縦棒の断面の活荷重による曲げモーメントである、ことを特徴とする請求項３に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項5】

前記縦棒の曲げ強度検算式は、以下のとおりであり、

式５において、ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗoは、縦棒の断面抵抗モーメントであり、
Ｍは、縦棒の荷重の総強度である、ことを特徴とする請求項４に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項6】

前記環状型枠ブラケットは、複数層設置されており、下層の環状型枠ブラケットは、絶えず上層環状型枠ブラケットの上方にロールオーバーされ、前記横棒は、円弧形状を呈し、前記コンクリート型枠は、円弧形状を呈する、ことを特徴とする請求項１に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【請求項7】

前記縦棒の両側は、９０度屈曲され、前記縦棒全体は、「Ｕ」字状を呈し、前記縦棒は、横棒の支持トラスから離れた側に環状に均一に分布する、ことを特徴とする請求項６に記載の立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルシールド施工の技術分野に関し、具体的には、立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シールドトンネルを構築する時、深層で地質条件が比較的悪いトンネル立坑を補強するためには、ボトムアップ工法による二次巻立てが必要となることが多い。従来の足場の設営は、立坑の内部空間を大量に占有し、他の工事の進行に影響を与えるとともに、ブラケットの取り外しに大量の時間がかかる必要があり、工期を著しく浪費してしまう。そのため、本発明では、立坑ライニング環状ロールオーバー構造を採用し、環状型枠ブラケットを利用して立坑の中間に比較的大きい空間を残し、工期に影響を与えないという立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法を提案する。このような方法は、異なる立坑半径、母岩条件、及び異なる二次覆工厚さなどの様々な要素で、環状型枠ブラケットの構造パラメータに対して正確な計算と定義を行う必要があり、それによって材料を浪費することなく、環状型枠ブラケットの構造の安定性と安全性を保障できることを確保する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、異なる立坑半径、母岩条件、及び異なる二次覆工厚さなどの様々な要素で、環状型枠ブラケットの構造パラメータに対して正確な計算と定義を行う必要があり、それによって材料を浪費することなく、環状型枠ブラケットの構造の安定性と安全性を保障できることを確保する立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明の目的は、立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法を提供することであり、立坑を含み、前記立坑の内壁には、アンカーが固定的に取り付けられており、前記アンカーには、環状型枠ブラケットが支持されており、前記立坑の内壁と環状型枠ブラケットとの間には、二次覆工コンクリートが打設されており、前記環状型枠ブラケットは、支持トラスと、横棒と、縦棒と、コンクリート型枠とを含み、前記横棒は、ボルト締結具を介して支持トラスの表面に固定的に接続され、前記縦棒は、ボルト締結具を介して横棒の表面に固定され、前記コンクリート型枠は、縦棒の支持トラスから離れた側に固定的に接続され、前記縦棒の水平ピッチ制御要求式は、以下のとおりであり、

式１において、ｍは、縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐは、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗは、縦棒の断面抵抗モーメントであり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｋは、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである。

【0005】

好ましくは、前記縦棒の断面の静荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

ｍは、縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである。

【0006】

好ましくは、前記縦棒の断面の活荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

ｍは、縦棒のピッチであり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐは、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｋは、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである。

【0007】

好ましくは、前記縦棒の荷重の組み合わせ設計式は、以下のとおりであり、

【0008】

好ましくは、前記縦棒の曲げ強度検算式は、以下のとおりであり、

式５において、ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗは、縦棒の断面抵抗モーメントであり、

【0009】

好ましくは、前記環状型枠ブラケットは、複数層設置されており、下層の環状型枠ブラケットは、絶えず上層環状型枠ブラケットの上方にロールオーバーされ、前記横棒は、円弧形状を呈し、前記コンクリート型枠は、円弧形状を呈する。

【0010】

好ましくは、前記縦棒の両側は、９０度屈曲され、前記縦棒全体は、「Ｕ」字状を呈し、前記縦棒は、横棒の支持トラスから離れた側に環状に均一に分布する。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法を提供し、立坑を含み、前記立坑の内壁には、アンカーが固定的に取り付けられており、前記アンカーには、環状型枠ブラケットが支持されており、前記立坑の内壁と環状型枠ブラケットとの間には、二次覆工コンクリートが打設されており、前記環状型枠ブラケットは、支持トラスと、横棒と、縦棒と、コンクリート型枠とを含み、前記横棒は、ボルト締結具を介して支持トラスの表面に固定的に接続され、前記縦棒は、ボルト締結具を介して横棒の表面に固定され、前記コンクリート型枠は、縦棒の支持トラスから離れた側に固定的に接続され、前記縦棒の水平ピッチ制御要求式は、以下のとおりであり、

縦棒の水平ピッチ制御により、縦棒を最適ピッチで環状型枠ブラケット上に分布させることができ、材料を浪費することなく、環状型枠ブラケットの構造の安定性と安全性を保障することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法の環状型枠ブラケットの側面図である。

【図2】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法の環状型枠ブラケットの平面図である。

【図3】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法の環状型枠ブラケットの立坑内部における上面概略図である。

【図4】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法の環状型枠ブラケットの構造の正面斜視概略図である。

【図5】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法の打設コンクリート荷重図である。

【図6】本発明の実施例による立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法のコンクリート施工荷重図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施例は、立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法を提供し、立坑１１を含み、立坑１１の内壁には、アンカー１４が固定的に取り付けられており、アンカー１４には、環状型枠ブラケット１２が支持されており、立坑１１の内壁と環状型枠ブラケット１２との間には、二次覆工コンクリート１３が打設されており、環状型枠ブラケット１２は、支持トラス２１と、横棒２２と、縦棒２３と、コンクリート型枠２４とを含み、前記横棒は、ボルト締結具を介して支持トラスの表面に固定的に接続され、前記縦棒は、ボルト締結具を介して横棒の表面に固定され、前記コンクリート型枠は、縦棒の支持トラスから離れた側に固定的に接続され、立坑１１の内壁は、一次覆工コンクリートであり、下層の二次覆工コンクリート１３を絶えず上層にロールオーバーさせることによって、二次覆工コンクリート１３の打設タスクを完了し、縦棒２３の水平ピッチ制御要求式は、以下のとおりであり、

式１において、ｍは、縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐ_０は、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗ_０は、縦棒の断面抵抗モーメントであり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｋ_０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである。
縦棒２３の水平ピッチの分布は、環状型枠ブラケット１２の全体的な構造強度に直接影響し、環状型枠ブラケット１２に乗せられる総荷重力に基づいて計算する必要があり、それによって縦棒２３の水平分布の最適距離を算出し、縦棒２３の最適距離の分布は、材料を浪費することなく、環状型枠ブラケット１２の構造の安定性と安全性を保障できることを確保することができる。

【0014】

ここで、縦棒２３の断面の静荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

ｍは、縦棒のピッチであり、
ｈは、内型の単一セグメントの高さであり、
γは、打設体の単位体積重量であり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチである。

【0015】

縦棒２３の断面の活荷重による曲げモーメント値の式は、以下のとおりであり、

ｍは、縦棒のピッチであり、
αは、打設体の側圧力係数であり、
Ｐ_０は、打設体の上表面施工の等分布活荷重であり、
ｋ_０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、
ｈ／ｎは、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチであり、
ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、ｋ_０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、次の表に示すとおりである。

【0016】

【0017】

それから分かるように、荷重数の増加に伴い、等分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_Δと三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_０とは、いずれも徐々に増加する傾向にあり、同じ荷重数の場合に、三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_０は、常に等分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_Δよりも大きい。これは、三角形分布荷重による構造に発生する曲げモーメントへの影響が比較的大きいことを示し、荷重数の増加に伴い、等分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_Δと三角形分布荷重作用による曲げモーメント係数ｋ_０の増加幅は、徐々に減少していく。これは、一定の範囲内で、荷重数の増加による曲げモーメント係数への影響が徐々に弱まることを示す。

【0018】

ここで、縦棒２３の荷重の組み合わせ設計式は、以下のとおりであり、

【0019】

環状型枠ブラケット１２の荷重の総強度を計算することにより、ブラケットの様々な荷重条件における安定性と安全性を確保することができる。これは、施工中における意外事故の発生を防止するのに寄与し、工事の円滑な進行を保障するとともに、設計の最適化、材料の節約、施工効率の確保、環状型枠ブラケット１２の全体的な方案の最適化の保障を図ることができる。

【0020】

ここで、縦棒２３の曲げ強度検算式は、以下のとおりであり、

式５において、ｆは、縦棒の曲げ強度設計値であり、
Ｗ_０は、縦棒の断面抵抗モーメントであり、

環状型枠ブラケット１２の曲げ強度を検算することは、施工の安全性の確保、設計の最適化、コスト削減、施工効率の向上及び規範遵守に重要な意義を有する。これは、環状型枠ブラケット１２の性能を向上させ、工事リスクを低減させるのに寄与し、プロジェクトの成功に有利な条件を作り出す。

【0021】

ここで、環状型枠ブラケット１２が複数層設置されており、下層の環状型枠ブラケット１２は、絶えず上層環状型枠ブラケット１２の上方にロールオーバーされ、下層の環状型枠ブラケット１２と立坑１１の内壁との間の二次覆工コンクリート１３が固化した後にのみ、ロールオーバープロセスを行うことができる。

【0022】

ここで、縦棒２３の両側は、９０度屈曲され、縦棒２３全体は、「Ｕ」字状を呈し、縦棒２３は、横棒２２の支持トラス２１から離れた側に環状に均一に分布し、縦棒２３の横棒２２上でのピッチは、環状型枠ブラケット１２の全体的な強度を決めることができ、縦棒２３の取り付けピッチは、立坑１１の内部の環境に適応すべきであり、それによって最適な配置を行う。

【0023】

作動原理：まず縦棒の水平ピッチｍ、内型の単一セグメントの高さｈを定義し、横棒の縦方向に等間隔に分布するピッチは、ｈ／ｎであり、打設体の単位体積重量は、γであり、打設体の側圧力係数は、αであり、打設体の上表面施工の等分布活荷重は、Ｐ_０であり、縦棒の曲げ強度設計値は、ｆであり、縦棒の断面抵抗モーメントは、Ｗ_０であり、ｋ_Δは、等分布荷重作用による曲げモーメント係数であり、ｋ_０は、三角形分布荷重作用による曲げモーメントであり、静荷重による縦棒の断面に発生する曲げモーメント値を得、

及び、活荷重による縦棒の断面に発生する曲げモーメント値を得、

静荷重による縦棒２３の断面に発生する曲げモーメント値と活荷重による縦棒２３の断面に発生する曲げモーメント値とを組み合わせると、以下のように得られ、

縦棒の曲げ強度が要求を満たすことを保証し、次の式を検算し、

この時に、縦棒の水平ピッチ制御要求を求めることができ、

縦棒２３の水平ピッチ制御により、縦棒２３を最適ピッチで環状型枠ブラケット１２上に分布させることができ、材料を浪費することなく、環状型枠ブラケット１２構造の安定性と安全性を保障することができる。

【符号の説明】

【0024】

１１ 立坑
１２ 環状型枠ブラケット
１３ 二次覆工コンクリート
１４ アンカー
２１ 支持トラス
２２ 横棒
２３ 縦棒
２４ コンクリート型枠

【要約】      （修正有）

【解決手段】本発明は、トンネルシールド施工技術分野に関し、具体的には、立坑ライニング環状ロールオーバー構造施工方法に関し、立坑を含み、前記立坑の内壁には、アンカーが固定的に取り付けられており、前記アンカーには、環状型枠ブラケットが支持されており、前記立坑の内壁と環状型枠ブラケットとの間には、二次覆工コンクリートが打設されており、前記環状型枠ブラケットは、支持トラス(21)と、横棒(22)と、縦棒(23)と、コンクリート型枠(24)とを含む。
【効果】本発明は、縦棒(23)の水平ピッチ制御により、縦棒(23)を最適ピッチで環状型枠ブラケット上に分布させることができ、材料を浪費することなく、環状型枠ブラケットの構造の安定性と安全性を保障することができる。
【選択図】図1

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】