JPH01290897A - 覆工用セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （Ｊ卒業上の利用分野） 本発明はトンネル覆工用セグメントに関する。

（従来技術） 従来、ンールト掘進機で掘削されたトンネルの壁面に沿
って円筒状の覆工を形成するためのセグメントとして、
矩形の平面形状を存するものが用いられでいた（特開昭
５０−７３３６号公報参ｉｊＱ　）。

（発明か解決しようとする課題） ＋）ｉ＋’記従来のセグメントを用いて円筒状の覆二［
を形成するとき、複数のセグメントは円筒の周方向に整
列しかつ円筒の軸線方向に非整列であるように、または
、軸線方向に整列しかつ周方向に非整列であるように組
み立てられる。

ところて、地震や地盤沈下の発生に伴なって覆工にねし
り力や軸線方向力が作用することがある。前記ねしり力
は前記周方向に整列するセグメント群とセグメント群と
に対してこれらが前記軸線の回りに相対運動するように
作用し、また、前記軸線方向力は前記軸線方向に整列す
るセグメント群とセグメント群とに対してこれらが前記
軸線方向に相対運動するように作用する。前記ねしり力
や軸線方向力の作用下、互いに隣接するセグメント群の
相対位置は個々のセグメントを相互連結するボルト・ナ
ツト組立体のような連結手段によって維持されるが、そ
のために、前記連結手段は剪断作用を受ける。

出願人は、前記ねしり力や１ｉ１１１線方向力の作用時
に前記連結手段が受ける剪断力を軽減し、これにより、
前記連結手段の破断等を回避することか可能のセグメン
トを提案した（特願昭６２−３０３６３２号）。

このセグメントは、その軸線方向に関する両側部の一方
に段を規定しかつその周方向に関する両側部の一方の側
に而する面部分を有する。：Ｖ工は、多数の前記セグメ
ントを周方向に関する両側部の一方および他方が互いに
接するようり配置−４−ることにより形成され、軸線方
向に互いに隣接する一対のセグメントは、その一方のセ
グメントの面部分と、他方のセグメントの周方向に関す
る両側部の他方の一部とにおいて互いに係合する。

この係合のため、周方向に隣接するセグメントは７７−
いに周方向に整列せず、また、軸線方向に隣接するセグ
メントは軸線方向に整列しない。しかも、周方向に関し
て、セグメント相互が互いに係ＩＩ−する。このことか
ら、地震や地盤沈下に伴なって覆工に作用する前記ねじ
り力や軸線方向力の個々のセグメントへの伝達は、その
ほとんどが、セグメント群 相互係合を介して行なわれ、セグメントの連結手段を介
しては行なわれない。このため、前記連結手段への過度
の剪断力の作用を防止することがてきる。

ところが、＋１汀記セグメントは、その周方向に関する
他方の側部およびその面部分間の、セグメントの内周面
に沿っての周方向長さがその外周面に沿っての周方向長
さより小さいことから、前記セグメントをトンネルの壁
面に向けてその半径方向へ移動することによっては既設
セグメントに新たなセグメントを組み込みごとすなわち
既設セグメントのコーナ部に新たなセグメントの面部分
を規定−・Ｖる段部を係合させることができない。この
ために作業能率の悪い、セグメントを切羽から坑口に向
けてトンネルの軸線方向へ移動させて行なう組み立てを
余儀なくされる。

本発明の目的は、前記したような面部分をイ「するセグ
メントによる覆工の形成に際し、セグメントをトンネル
の壁面に向けてその径方向へ移動させることができるよ
うにすることにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、覆工用セグメントであってその軸線方向に関
する両側部の一方に段を規定しかつその周方向に関する
両側部の一方の側に而する第１の面部分と、前記軸線方
向に関する両側部の他方と前記周方向に関する両側部の
他方との交差部にあって前記セグメントの内外両周面に
連なりかつ前記周方向に関する他方の側部の側に面する
第２の面部分とを有し、前記第１の面部分および前記第
２の面部分は、第１および第２の面部分を有する一対の
セグメントが前記軸線方向に互いに隣接して配置される
ときに一方のセグメントの第１の面部分と他方のセグメ
ントの第２の面部分とが当接可能であるように相互に対
応しており、また、前記第１の面部分と前記周方向に簡
する他方の側部との前記内周面に沿っての距離が前記外
周面に沿っての距離以上でありかつ前記第２の面部分と
前記周方向に関する一方の側部との前記内周面に沿って
の距離が前記外周面に沿っての距離以下であることを特
徴とする。

前記外周面に沿っての前記周方向に関する他方の側部と
前記第１の面部分との間の距離を前記内周面に沿っての
距離以上とし、かつ前記外周面に沿っての前記周方向に
関する一方の側部と前記第２の面部分との間の距離をＮ
ｊｆ記内周内周面っての距離以下とすることもできる。

（作用および効果） 請求項１に記載の発明によれば、円筒状の覆工を形成す
る多数のセグメントは、各セグメントの軸線方向に関す
る両側部（軸線方向側部）の一方およびその他方すなわ
ち第１の面部分が位置する一方の側部および第２の面部
分が位置する側部か坑口側および切羽側にそれぞれ向き
、一対のセグメントの周方向に関する両側部（周方向側
部）の一方とその他方とが互いに当接し、かつ隣接する
一対のセグメントの一方の第１の面部分とその他方の第
２の面部分とか当接する。

本発明に係るセグメントは、その外周面に沿っての第１
の面部分と他方の周方向側部との距腑が内周面に沿って
のそれ以下であることから、覆工形成の際、セグメント
を円筒の半径方向に移動して該セグメントの周方向側部
と第１の面部分との間の部位を既設の一対のセグメント
間に嵌め込み、これにより、セグメントを円筒面に沿っ
て配置することができる。また、第１および第２の面部
分は一対のセグメントが円筒面に沿ってかつ前記軸線方
向に互いに隣接して配置されるときに一方のセグメント
の第１の面部分と他方のセグメントの第２の面部分とが
当接可能であるように相互に対応していることから、セ
グメントはこれらの面部分の案内作用下に所定の位置に
配置することができる。

請求項２に記載の発明によれば、この発明に係るセグメ
ントは、覆工形成のためには、請求項１に記載の発明に
係るセグメントとは反対の方向、すなわち第１の面部分
が位置する一方の軸線方向側部および第２の面部分が位
置する第２の軸線方向側部が切羽側および坑口側にそれ
ぞれ向けられる。

本発明に係るセグメントは、その外周面に沿っての周方
向側部の一方と第２の面部分との距離が内周面に沿って
のそれ以下であることから、覆］二形成の際、セグメン
トを円筒の半径方向に移動して該セグメントの前記周方
向側部の一方と前記第２の面部分との間の部位を既設の
一対のセグメント間に嵌め込み、これにより、セグメン
トを円筒面に沿って配置することができる。また、この
セグメントにおいても、一対のセグメントの両面部分の
案内作用を期待することかできる。

（実施例） 本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図および第２図を参照すると、本発明のセグメント
１０は、該セグメントの軸線方向に関する両側部（以下
、「軸線方向側部」という。）１２．１４と、その周方
向に関する両側部（以下、「周方向側部」という。）１
６．１８と、これらの側部に連なる内周面２０および外
周面２２とを備える。一方の軸線方向側部１２は、段２
４を規定する第１の面部分２６を有し、該面部分は一方
の周方向側部１６の側に面する。また、他方の軸線方向
側部１４と他方の周方向側部１８との交差部に第２の面
部分２８が形成されている。面部分２８は内外両川面２
０，２２に連なりかつ他方の周方向側部１８に面する。

多数のセグメント１０は、それぞれ、シールド掘進機（
図示せず）を用いて掘削されたトンネルの壁面に沿って
円筒状の覆工を形成すべく、その一方の軸線方向側部１
２および他方の軸線方向側部１４が前記トンネルの坑口
側および切羽側に向けて、前記トンネルの壁面に沿って
の円筒面に沿って配置される。第２図の符号３０は、前
記シールド掘進機のシールド本体（図示せず）の推進の
ために、該シールド本体とセグメント１０との間に配置
される推進ジヤツキの一部を示す。

第１図から明らかなように、第１の面部分２６および第
２の面部分２８は、一対のセグメント１０が前記円筒面
に沿ってかつ円筒の軸線方向に互いに隣接して配置され
るとき、一方のセグメントの第１の面部分２６と他方の
セグメントの第２の面部分２８とが当接するように相互
に対応している。図示の面部分２６．２８は同一の矩形
の輪郭を有する傾斜而から成る。両面部分を傾斜而とす
ることに代えて、望ましくは曲率半径の大きい、内周面
２０および外周面２２の一方から他方に向けて湾曲する
凹状曲面および凸状曲面の一方および他方とすることが
できる。

再び？、１図を参照すると、内周面２０に沿っての第１
の面部分２６と他方の周方向側部１８との距離、すなわ
ち内周面２０と面部分２６との交差線と、内周面２０と
側部１８との交差線との間の距離ａは、外周面２２に沿
っての第１の面部分２６と他方の周方向側部１８との距
離、すなわち外周面２２と面部分２６との交差線と、外
周面２２と側部１８との交差線との間の距ｆｉｂに等し
いかまたはこれより大きい。

多数のセグメント１０は、より詳細には、前記トンネル
の坑Ｌ１から切羽に向けて螺線状に１１「１次に配列さ
れる。すなわち、新たなセグメントは、その周方向側部
１８のうちの第２の面部分２８を除く部分が既設のセグ
メントの周方向側部１６に当接するように配置され、そ
の結果、前記トンネルの坑口から切羽に向けて螺線方向
に連なる。

１ピツチを越えて螺線方向に伸びる多数のセグメントに
さらに接続される新たなセグメント（第１図および第２
図に実線および破線でそれぞれ示１−０）は、これが所
定の位置に配置されるとき、第１図および第２図に示す
ように、二つのセグメントと前記軸線方向に隣接する。

前記したように、第２の面部分２８よりもトンネルの坑
口側に位置することとなる第１の面部分２６に関する外
周面２２に沿っての距離すはその内周面２０に沿っての
距ｌａ以下である。このことから、少なくとも値ａの距
離を有する、前記新たなセグメントに周方向に隣接する
こととなる既設のセグ、メントと、軸線方向に隣接する
こととなる前記二つの既設セグメントのうちの一方のセ
グメントの第２の面部分２８との間に、前記新たなセグ
メントの第１の面部分２６と周方向側部１８との間の部
位１２ａを該セグメントのトンネルの半径方向への移動
により容易に嵌め込むことかてきる。

セグメント１０の第２の面部分２８に関し、内周面２０
に沿っての第２の面部分２８と一方の周方向側部１６と
の距離、すなわち内周面２０と第２の面部分２８との交
差線と、内周面２０と側部１６との交差線との間の距離
Ｃは、外周面２２に沿っての第２の面部分２８と一方の
周方向側部１６との距離、すなわち外周面２２と第２の
面部分２８との交差線と、外周面２２と側部１６との交
差線との間の距離ｄに等しいかまたはこれより小さい。

前記既設セグメントの第２の面部分２８は、前記新たな
セグメントが設置されるとき、第１の面部分２６のため
の案内作用をなす。

第３図および第４図に全体を符号４０て示ずセグメント
は、その第１の面部分４２と周方向側部１８との間の内
周面２０に沿っての距離および外周面２２に沿っての距
離が、それぞれ、値すおよび値ａに設定され、また、そ
の第２の面部分４４と周方向側部１６との間の内周面２
０に沿っての距離および外周面２２に沿っての距趙が、
そわぞわ、値Ｃおよび値ｄに設定されており、このよう
に設定した点においてのみ、第１図および第２図に示す
セグメント１０と構成を一異に１Ｙる。

セグメント４０は、覆工の形成に際し、トンネルの軸線
方向に関してセグメント１０とは逆の方向に向けて、す
なわち、その軸線方向側部１２゜１４がトンネルの切羽
の側および坑口の側にそわそわ向けて配置される。

この例によりば、第１の面部分４２よりもトンネルの坑
口側に位置することとなる第２の面部分４４に関する外
周面２２に沿っての距＠Ｃはその内周面２０に沿っての
距ｌｄ以下である。このことから、少なくとも値Ｃの距
離を有する、新たなセグメント４０に周方向に隣接する
こととなる既設のセグメントと、軸線方向に隣接するこ
ととなる二つの既設セグメントの一方の第１の面部分４
２との間に、前記新たなセグメントの第２の面部分４４
と周方向側部工６との間の部位１４ａを該セグメントの
トンネルの半径方向への移動により容易に嵌め込むこと
ができる。嵌め込みの際、１前記新たなセグメントの第
２の面部分４４は、前記軸線方向に隣接する一方のセグ
メントの第１の面部分４２を案内面としてこわを滑動す
る。

本発明に係る多数のセグメント１０または４０を使用し
て成る覆工において、軸線方向に隣接する一対のセグメ
ントの第１および第２の面は互いに当接する。このため
、周方向に隣接する任意の一対のセグメントの接合面と
、これらのセグメントに対して軸線方向に隣接し、かつ
互いに周方向に隣接する他の一対のセグメントの接合面
とは同一面内になく、また、軸線方向に隣接する任意の
一対のセグメントの接合面と、これらのセグメントに対
して周方向に隣接しかつ互いに軸線方向に隣接する一対
のセグメントの接合面とは同一面内にない。このため、
従来のセグメントにおいてみられる、ねじり力または軸
線方向力に対する強度上の弱点が解消される。

前記値ａ−ｄは任意に設定することができる。

また、本発明は、図示のコンクリート製のセグメントの
ほか、スチールセグメント、および、スチールとコンク
リートとの複合セグメントのいずわにも適用することが
できる。なお、第１の面部分２６．４２は周方向側部１
８から距ｆｉｄのほぼ半分（ｄ／２）の位置にある図示
の例に代えて、他の位置、例えば周方向側部１８から距
離ｄ／３の距離の位置にあるように設定することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るセグメントの斜視図、第２［λ１
はトンネルの壁面に沿って配置された複数のセグメント
を平面的に示しかつこれらを内周面から見た図、第３図
は他の例のセグメントの斜視図および第４図はトンネル
の壁面に沿って配置された複数の第３図のセグメントを
平面的に示しかつこれらを内周面から見た図である。 １０．４０：セグメント、 １２．１４：セグメントの軸線方向側部、ｆ６．ｆ８：
セグメントの周方向側部、２０．２２＋セグメントの内
周面および外周面、２４：段、 ２６．４２：第１面部分、 ２８．４４：第２の面部分。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）トンネルに円筒状の覆工を形成するために用いら
   れるセグメントであってその軸線方向に関する両側部の
   一方に段を規定しかつその周方向に関する両側部の一方
   の側に面する第１の面部分と、前記軸線方向に関する両
   側部の他方と前記周方向に関する両側部の他方との交差
   部にあって前記セグメントの内外両周面に連なりかつ前
   記周方向に関する他方の側部の側に面する第２の面部分
   とを有し、前記第１の面部分および前記第２の面部分は
   、両面部分を有する一対のセグメントが円筒面に沿って
   かつ前記軸線方向に互いに隣接して配置されるとき、一
   方のセグメントの第１の面部分と他方のセグメントの第
   ２の面部分とが当接するように相互に対応しており、ま
   た、前記第１の面部分と前記周方向に関する他方の側部
   との前記内周面に沿っての距離は前記外周面に沿っての
   距離以上であり、さらに前記第２の面部分と前記周方向
   に関する一方の側部との前記内周面に沿っての距離は前
   記外周面に沿っての距離以下である、覆工用セグメント
   。
2. （２）トンネルに円筒状の覆工を形成するために用いら
   れるセグメントであってその軸線方向に関する両側部の
   一方に段を規定しかつその周方向に関する両側部の一方
   の側に面する第１の面部分と、前記軸線方向に関する両
   側部の他方と前記周方向に関する両側部の他方との交差
   部にあって前記セグメントの内外両周面に連なりかつ前
   記周方向に関する他方の側部の側に面する第２の面部分
   とを有し、前記第１の面部分および前記第２の面部分は
   、両面部分を有する一対のセグメントが円筒面に沿って
   かつ前記軸線方向に互いに隣接して配置されるときに一
   方のセグメントの第１の面部分と他方のセグメントの第
   ２の面部分とが当接するように相互に対応しており、ま
   た、前記第１の面部分と前記周方向に関する他方の側部
   との前記内周面に沿っての距離は前記外周面に沿っての
   距離以下であり、さらに前記第２の面部分と前記周方向
   に関する一方の側部との前記内周面に沿っての距離は前
   記外周面に沿っての距離以上である、覆工用セグメント
   。