JPH04131498A - 亀甲型セグメントの継手構造 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はシールド工法によって掘削されたトンネル内周
壁面に施工される亀甲型セグメントの継手構造に関する
ものである。

（従来の技術） 従来から、シールド工法によってトンネルを掘進しなが
ら、その掘削壁面にセグメント覆工を施すには、第１０
．１１図に示すように、矩形状のセグメント（ａ）を使
用し、一定長さのトンネル部の掘削後、セグメンＩ−（
ａ）の長辺側後端面を既に組立てられたセグメントの長
辺側前端面にボルト・ナツト等によって連結（ハ）する
と共にトンネル周方向に隣接するセグメントの短辺側端
面を互いに接合、連結（Ｃ）シながら組立てることによ
り１リングの覆工部を形成し、次いでこのリング状覆工
部の前端面に推進ジヤツキ（ｄ）のスプレッダを受止さ
せて該推進ジヤツキ（ｄ）を伸長させながら一定長さの
トンネル部を掘削し、推進ジヤツキ（ｄ）の収縮後、上
記同様にして次の１リングの覆工部を形成していくこと
が行われているが、このような覆工方法によれば、セグ
メント同士の接続作業に著しい手間を要するばかりでな
く、シールドの掘進施工とセグメントの組立施工とを別
々に独立して行わなければならないために、掘削稼働率
が低下し、特に、長距離トンネルの施工には長期間を要
するという問題点がある。

このため、第６図に示すように、亀甲型セグメント（１
）が開発された。

この亀甲型セグメント（１）を使用すれば、トンネルの
周方向に千鳥状に組み合わされ、その方向に隣接するセ
グメント同士は、トンネル長さ方向に接合した２個のセ
グメント（１）（１）の傾斜端面で形成されるＶ字状端
面にその両側傾斜端面（５）（６）を嵌合状態で接合さ
れているために、正確な接合が可能となるばかりでなく
、トンネル長さ方向の端面ば、突出したセグメント（１
）の前半部分による突出端面（３）と次のセグメント（
１）の後半部分を嵌合させる台形状空間部０ωの端面と
が交互に露出した状態となり、任意の空間部（１５）に
次のセグメントを嵌合させるセグメント組立作業と、そ
の空間部０ωを除く全ての端面（３）にシールド掘削機
の推進ジヤツキの反力をとってシールド機を掘進させる
掘削施工とを並行して同時施工することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、亀甲型セグメント（２）（Ｊ）同士の連
結手段としては、従来の長方形状セグメント（ａ）と同
様に、互いに並行な前後端面部とＶ字状両端面部との数
個所に継手ボックスを埋、膜状態で配設しておき、トン
ネル長さ方向の連結は互いに接合した前後端面部の対向
する継手ボックス間をボルト・ナンドで締結することに
より行い、トンネル周方向の連結は互いに接合したＶ字
状両端面部に配設された継手ボックス間をボルト・ナツ
トで連結することによって行われているために、その接
続作業に著しい手間を要してトンネルの施工能率が低下
するばかりでなく、複数個の継手ボックスや該ボックス
のアンカー筋等を要して構造が複雑化すると共に高価に
つくという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解消し、トンネルの周方向
並びに長さ方向の連結を一工程で簡単、且つ確実に行え
るようにした亀甲型セグメントの継手構造の提供を目的
とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の亀甲型セグメント
の継手構造は、互いに並行な前後端面の両端にＶ字状に
形成された前後傾斜端面を有する亀甲型セグメントにお
いて、各亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔を
設け、この貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通してそ
の先端部を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端傾
斜面に露出している連結ロッドの継手金具に連結させた
構造を有するものである。

（作　　用） シールド掘削機によって掘削されるトンネル壁面を亀甲
型セグメントによって覆工する場合、トンネルの周方向
に対向する亀甲型セグメントの前後傾斜端面同士を交互
に接合させながら千鳥状に組み合わせると、１つおきに
組み合わされた亀甲型セグメントの前半台形状部分が前
方に突出した状態となり、これらの突出前半台形状部分
間には該前半台形状部と同形状の台形状空間部が形成さ
れることになる。

この台形状空間部にトンネルの掘進に並行して次の亀甲
型セグメントの後半台形状部分を順次嵌合させながら連
結する作業をトンネル周方向に１回り行うと、これらの
亀甲型セグメントの前半台形状部分が先に組立られた前
記突出前半台形状部分から前方に突出し、その突出部の
前側傾斜端面間に上記同様にして次の亀甲型セグメント
の嵌合用台形状空間部が形成される。

この作業を繰り返し行ってトンネルの長さ方向に亀甲型
セグメントによる覆工を施こしていくものであるが、亀
甲型セグメント同士を連結させる場合、台形状空間部に
嵌め込む亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫設して
いる貫通孔に予め継手金具付連結ロッドを挿通しておく
か、或いは、嵌め込み後、継手金具付連結ロッドを挿通
し、その先端部を該亀甲型セグメントの後側傾斜端面か
ら突出する方向に押し込むと、既に組立られた亀甲型セ
グメントの前後傾斜端面間にも継手金具材ｉ！結ロッド
が挿通されているので、互いに接合したこれらの亀甲型
セグメントの前後１頃斜端面において、挿通した継手金
具付連結ロッドの先端部が既に組立てられている亀甲型
セグメントの前記継手金具に当接する。

この状態で、継手金具付連結ロッドの先端部を継手金具
に螺合等によって嵌着させれば、亀甲型セグメント同士
が連結するものである。

この場合、台形状空間部に嵌合させる亀甲型セグメント
は、その後半部におけるトンネル周方向の両側傾斜端面
を既に組立てられた隣接する亀甲型セグメントの前半部
における対向する傾斜端面に夫々接合させた状態にして
前記継手金具付連結ロッドにより連結されるので、亀甲
型セグメントが互いに周方向に連結すると共に、継手金
具付連結ロッドが順次、トンネル長さ方向に連結するも
のであるから、その方向に連なる亀甲型セグメント同士
の連結も同時に行われるものである。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面について説明すると、第１図は亀
甲型セグメント（１）を示すものであって、適宜厚さを
存する鋼板材により、互いに平行な同一長さの前後辺と
これらの前後辺の両端間に互いにＶ字状となる同一長さ
の傾斜辺とを設けてなる亀甲型板材（２）を形成し、こ
の亀甲型板材（２）をその前後辺の長さ方向に向かって
トンネル周方向の彎曲掘削面に沿う円弧状面に彎曲、形
成していると共に、前記前後辺と前後傾斜辺とに一定高
さを有する前後端面板（３）（４）と前後傾斜端面板（
５）（６）とをトンネル内側に面する方向に向けて夫々
突設、固着してあり、さらに、これらの端面板（３）〜
（６）で囲まれた空間部にコンクリート等の充填材（７
）を充填することにより形成されているものである。

又、この亀甲型セグメント（１）の前側の両件斜端面Ｆ
ｉ（５）（５）における所定部分において、少なくとも
１個所（図においては２個所）をＬ字形状の係止端面板
部（８）に屈曲形成してあり、この係止端面板部（８）
で囲まれた部分を前方に向かって全面的に開放した三角
形状の継手金具収容部（９）に形成しである。

さらに、互いにＶ字状となった前後傾斜端面板（５）　
（６）間において、前記継手金具収容部（９）から前記
前後端面板（３）　（４）に対して直交する方向、即ち
、トンネル長さ方向に直状の鋼管０ωを充填材（７）内
に埋設してこの鋼管θ０）により両端が継手金具収容部
（９）と後側傾斜端面間に開口した貫通孔（１１）を形
成しである。

なお、図に示すように、貫通孔（１１）を２個所に形成
した場合、長短の貫通孔（ｌｌａ）　（ｌｌｂ）が形成
されるものである。

０２）は継手金具付連結ロッドで、その先端部を螺子部
０３）に形成していると共に基端部に螺子部０■が螺合
可能な袋ナツトよりなる継手金具０滲を一体に設けてな
るものであり、その長さは、前記貫通孔（１１）に挿通
し得る長さ寸法に形成されである。

なお、亀甲型セグメント（１）は上記のような複合セグ
メントに限らず、鉄筋コンクリートセグメントや鋼製セ
グメントであってもよい。

このように構成した亀甲型セグメント（１）をシールド
掘削機によって掘削されたトンネル壁面に組立て一覆工
を施した場合、第２．６図に示すように、任意の亀甲型
セグメント（１）においてその前後傾斜端面板（５）（
５）、（６）（６）に夫々対向傾斜端面板（５）（６）
が接続した状態でトンネルの周方向に千鳥状に亀甲型セ
グメント（１）が配設され、トンネル長さ方向には互い
に平行した前後端面ｖｉ（３）（４）同士が接合した状
態で亀甲型セグメント（１）（１）が順次配設されてあ
り、且つ互いに接合した傾斜端面板（５）（６）間にお
いて亀甲型セグメント（１）（１）同士が貫通孔ＯＤに
挿通された継手金具付連結ロッド０２）０２）によって
連結した構造となっているものである。

このようなセグメント覆工の施工方法を述べると、既に
一定長さのトンネル部分に組立てられた亀甲型セグメン
ト（１）による覆工の前端部の形状は第７図の展開図で
示すように、トンネルの周方向に亀甲型セグメン１−（
１）（１）・・・（１）が順次前後傾斜端面板（５）　
（６）同士を接合して千鳥状に配設されていて、トンネ
ル周方向に１つおきの亀甲型セグメント（１）の前半台
形状部分が突出していると共にこれらの亀甲型セグメン
ト（１）（１）の対向する前側の傾斜端面板（５）　（
５）間には亀甲型セグメント（１）を２分割した台形状
の空間部（１５）が形成された状態となっている。

この状態から、次に組立てるべき亀甲型セグメント（ｌ
ａ）　（斜線で示している）を嵌合させる任意の台形状
空間部（１５ａ）以外の他の亀甲型セグメント（１）の
前端面板（３）にシールド機（図示せず）に装着してい
る複数本の推進ジヤツキ００のスプレッダを受止させ、
前記台形状空間部（１５ａ）に対応する推進ジヤツキ０
６）を収縮させた状態にして該台形状空間部面にエレク
タ−（図示せず）を使用して亀甲型セグメン）　（ｌａ
）の後半台形状部分を嵌め込んで組立作業を行うと同時
に亀甲型セグメント（１）の前端面板（３）に支持させ
ている推進ジヤツキ０６１１を伸長させてシールド機を
掘進させることによりトンネルの掘削を続行する。この
時、前記組立中の亀甲型セグメント（１ａ）に続いて、
次の亀甲型セグメン１−（ｌｂ）の組立部位である台形
状空間部（１５ｂ）に対応する推進ジヤツキθ０は伸長
させることなく徐々に収縮させて次の組立作業空間部を
得る。

上記亀甲型セグメン）　（Ｉａ）を台形状空間部（１５
ａ）に組み立てるには、該亀甲型セグメント（１ａ）の
後半台形状部分をこの台形状空間部（１５ａ）に嵌合さ
せると、その後端面板（４）が既に組立られているトン
ネル長さ方向の亀甲型セグメント（１）の前端面板（３
）に当接すると共に後側の両件斜端面板（６）　（６）
はトンネル周方向に組立てられている隣接する亀甲型セ
グメン）　（１）（１）の前側傾斜端面板（５）（５）
に夫々当接し、これらの亀甲型セグメント（１）（１）
に設けている貫通孔（Ｉり（１１）に該亀甲型セグメン
）　（ｌａ）に設けている貫通孔（＋＋）（１０が夫々
トンネル長さ方向に連通した状態となる。

亀甲型セグメント（１）（１）の貫通孔（ＩＱ（＋＋）
には亀甲型セグメント同士を連結させた状態で挿入され
た継手金具付連結ロッド０２）が既に配設されていてそ
の継手金具側が前側傾斜端面の継手金具収納部（９）に
露出させているので、組立るべき前記亀甲型セグメン）
　（Ｉａ）の貫通孔００に次の継手金具付連結口・ノド
（１２）を挿入して回転させれば、その先端螺子部（１
３）が前記継手金具側の螺子孔に螺進し、基端側の継手
金具側が収納部（９）の係止端面板（８）に当接した状
態で螺締して亀甲型セグメント（１ａ）が既に組立てら
れている亀甲型セグメント（１）（１）に一体に連結す
る。

なお、継手金具付連結ロッド０２）は予め貫通孔（１１
）に挿通状態で組み込んでおいてもよい。

又、継手金具側は袋ナツトにより構成する以外に、第５
図に示すように、内周面に弾性係止片（１４ｂ）を有す
る挿嵌孔（１４ａ）を設けた継手金具とし、この挿嵌孔
（１４ａ）に連結ロッド０２）の先端部を嵌合させて該
先端部外周に設けた周溝（１２ａ）を係止片（１４ｂ）
に係合させるようにしてもよい。このようにすると、連
結ロッド（１２）を押し込むだけで互いに連結させるこ
とができる。

この連結作業が終わると、それまで収縮させていた該部
分に対応する推進ジヤツキ０６）を伸長させて亀甲型セ
グメント（１ａ）の前端面板（３）に当接させることに
よりシールド機による掘進を続行させると共に、引き続
いて次の亀甲型セグメント（Ｉｂ）を上述した位置にお
ける台形状空間部（１５ｂ）に嵌め込み、同様にして継
手金具付連結ロッド０２）により連結作業を行う（第８
図参照）。この間、シールド機による掘進を続行すると
共に次の台形状空間部（１５ｃ）に対応する推進ジヤツ
キ０ωを収縮させて連結作業空間部を確保し、第９図に
示すように該台形状空間部（１５ｃ）に次の亀甲型セグ
メント（ｌｃ）を上記同様にして組み立てる。

このように、シールド機を掘進させながら台形状空間部
面に順次亀甲型セグメント（１）を組立てることよって
セグメント覆工を施工していくものである。

なお、以上の実施例においては、継手金具収容部（９）
を亀甲型セグメント（１）の前側傾斜端面板（５）側に
設けているが、第４図に示すように、後側傾斜端面板（
６）側に設けておくと共に前側傾斜端面板（５）側にお
いては貫通孔（１１）を形成する鋼管００）の端部を突
出状態で該前側傾斜端面板（５）に一体に挿着させた構
造に構成してもよい。

さらに、亀甲型セグメント（１）の前後傾斜端面板（５
）（６）間のみに貫通孔（＋＋）を設けているが、前後
端面板（３）　（４）間にも貫通孔を設けておいて、ト
ンネル長さ方向に接合する亀甲型セグメント同士の連結
を行うようにしてもよい。

又、継手金具付連結ロッド０２）の締結完了後、必要に
応じて貫通孔（１０を形成している銅管０ω内にセメン
トミルク等を注入してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の亀甲型セグメントの継手構造によ
れば、互いに並行な前後端面の両端に７字状に形成され
た前後傾斜端面を有する亀甲型セグメントにおいて、各
亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔を設け、こ
の貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通してその先端部
を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端傾斜面に露
出している連結ロッドの継手金具に連結させた構造を有
しているので、従来のようなセグメント間継手ボックス
や該継手ボックスなどのアンカー筋が不要となって構造
が簡易化するばかりでなく、安価に提供できるのは勿論
、亀甲型セグメントはその後半部におけるトンネル周方
向の両側傾斜端面を既に組立てられた隣接する亀甲型セ
グメントの前半部における対向する傾斜端面に夫々接合
させた状態にしてこれらの傾斜端面間を前記継手金具付
連結ロッドにより連結した構造となっているから、継手
金具付連結ロッドを亀甲型セグメントの貫通孔を通して
トンネル長さ方向に配設しているにも拘わらず、この継
手金具付連結ロッドによって亀甲型セグメントを互いに
周方向にも長さ方向にも一工程で同時に連結させること
ができ、その上、継手金具付連結ロッドは亀甲型セグメ
ントの傾斜端面に開口した貫通孔に挿通するものである
から、前端面に当接する推進ジヤツキに何等の支障が生
じないものであり、従って、亀甲型セグメントの組立作
業が円滑且つ能率良く行えてシールド機による掘削稼働
率を向上させることができ、長距離のトンネル急速施工
に対応させることができるものである。

さらに、このような組立施工の容易性と共に継手金具付
連結ロッドは亀甲型セグメントの前後両端面間に亘って
貫通状態で締め付けられるので、亀甲型セグメント間に
その締付力が作用し、確実且つ強固な連結が可能となる
ものである。

又、継手金具付連結ロッドは亀甲型セグメントムこ設け
ている貫通孔に対してその挿入方向、挿入位置が設定さ
れていると共に取扱いが容易であるために、この継手金
具付連結ロッドの挿入、連結作業の自動化も図ることが
でき、セグメント覆工の作業性の向上と共ムこ安全性を
確保できるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は亀甲型セ
グメントの斜視図、第２図は連結状態を示す縦断正面図
、第３図はその一部拡大縦断正面図、第４図は貫通孔構
造の別な実施例を示す一部の拡大縦断正面図、第５図は
継手部の別な実施例を示す縦断面図、第６図は亀甲型セ
グメントの組立状態を示す簡略斜視図、第７図乃至第９
図は組立工程を示す簡略展開図、第１０図は従来の長方
形セグメントによる覆工例の簡略縦断側面図、第１Ｉ図
はその簡略展開平面図である。 （１）・・・亀甲型セグメント、（３）（４）・・・前
後端面板、（５）（６）・・・前後傾斜端面板、００貫
通孔、（＋２）・・・継手金具付連結ロッド、圓・・・
継手金具、０５）・・・台形状空間部。 七べ　　ｌ　　ハ 七べ　　２　　パヘ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、互いに並行な前後端面の両端にＶ字状に形成さ
   れた前後傾斜端面を有する亀甲型セグメントにおいて、
   各亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔を設け、
   この貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通してその先端
   部を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端傾斜面に
   露出している連結ロッドの継手金具に連結させてなるこ
   とを特徴とする亀甲型セグメントの継手構造。