JPH0467000B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、長方形平面を有し、かつ円弧状に湾
曲したトンネル覆工用セグメントの改良に関する
ものである。

（従来の技術） 従来から、シールドトンネルでは、シールド機
で地盤を掘削した後、シールド機の後端テール部
内でトンネル外周を複数分割した形状のセグメン
トを組立て、そのセグメントを反力としてシール
ド機を掘進させている。

このセグメントは複数個組立てることによつて
環状となすものであり、また、狭いテール部内で
組立てるために特にキーセグメントと称するセグ
メントを使用している。

このキーセグメントはリング接合面において外
周面よりも内周面の方が広くなるようなハ字形に
開いた形状である。

（課題を解決するための手段） このため、リング状に組立てたセグメントに土
圧が作用した場合、キーセグメントの内周面のみ
に引張力が生じ、これに対してボルトで支持して
いたので、トンネル構造としては弱点となつてい
た。

これを解消するものとして、早くから螺旋セグ
メントが開発されていたが、シールド機の推進ジ
ヤツキのスプレツダーが螺旋方向に傾斜したセグ
メントの斜め面を反力としなければならず、ジヤ
ツキ面に偏圧が生じて悪影響となると共に、外周
土圧に対してリング方向の接合ボルトのみで対抗
しなければならず、ボルト穴の余裕によつて少し
ずつ、リング内径が縮小し、順次セグメントを組
立てることが困難となる問題点があつた。さらに
トンネルの前後方向に連接するセグメント同士の
長辺端面を全面的に密接させるには、その端面を
螺旋状に捩じつた複雑な面に形成しなければなら
ず、加工上、極めて困難であつた。

本発明はこのような問題点を解消し得るトンネ
ル覆工用セグメント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、本発明のセグメン
トは、長辺長ｌ、短辺長ｂの長方形平面を有し、
長辺側が円弧状に湾曲したセグメントであつて、
長辺の一辺側に端部から長さ1/2×ｌ、奥行１／
ｎ×ｂだけ突出する突片部を設け、短辺側両端面
と前記突片部の短辺側の端面とを円弧状に湾曲し
たセグメントの湾曲中心方向に指向させていると
共に、長辺側両端面と前記突片部の長辺側端面と
をセグメントの外周面に対して直角な面とし、セ
グメントｎ＋1/2個（ｎは４以上の正の整数）で
１円形リングを形成するように構成している。

（作用） 上記のように形成したセグメントを使用してシ
ールド機により掘削されるトンネル壁面を覆工す
ると、セグメントｎ個と1/2個で１リングが形成
され、２リング目で最初の配置とする。従つて、
リング間接合は互いに1/2セグメントずつ順次ず
れた連結状態となつてセグメント接合部の弱点を
リング間で強固に補強することができる。即ち、
全円周をｎ＋1/2個のセグメントで形成するよう
にしているので、セグメントのリング方向の接合
部が隣接するリングのセグメント中央に対抗する
ことになり、リング同士が互いに補強し合つて全
体として強固な覆工を形成することができるもの
である。

さらに、長辺の一辺側にその端部から長さ1/2
×ｌ、奥行１／ｎ×ｂだけ突出する突片部によつ
て、セグメント同士が順次係合した状態で連結し
て一定径のリングが正確に形成される。

又、トンネル周方向のセグメント同士の接合面
はセグメントの湾曲中心方向に指向しているの
で、土圧に対して安定した応力状態となると共
に、長さ方向の接合面、即ち、セグメントの長辺
側の端面は、セグメントの外周面に対して直角な
面に形成されていると共にトンネルの周方向に連
なつてシールドジヤツキの軸と直角に対向し、シ
ールド機を一定方向に推進させることができるば
かりでなく、形状が簡素にして多量生産に適する
ものである。

（実施例） 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する
と、第１図〜第３図はシールド工法によつて掘削
されたトンネル壁面を覆工するセグメントを示
し、このセグメント１は長辺長ｌ、短辺長ｂの長
方形平面を有し、かつ長辺方向に円弧状に湾曲形
成してあり、ｂ×ｌの長方形の長辺側の一辺CG
にｃ×l′の長方形状突片部２を突設していると共
に、各コーナーを直角に形成している。

このセグメントは厚さｄで、中心Ｏの半径ｒの
円弧状であつて、周方向接合面AGF、DE、BC
は円の中心Ｏに向かつて、即ち、円弧状外周面に
対して法線方向に形成されている。

さらに、長さ方向接合面AB、EF、CDは、周
方向接合面に対して直角で、且つセグメント外周
面に対しても直角な面に形成されている。

図におけるセグメントの長さ関係は、 l′＝1/2×ｌ …… であり、トンネル周長（半径ｒのトンネル）Ｌ
は、 Ｌ＝2πr＝nl＋l′＝nl＋1/2×ｌ＝（ｎ＋1/2）ｌ……
とする（ここで、ｎは分割数で４以上の整数）。

即ち、このセグメント（ｎ＋1/2）個で１リン
グを形成する。

仮に、ｎ＝６とすると、上記式により１リン
グは6.5となり、６個のセグメントと1/2セグメン
トとなる。

また、２リング目、即ち、（2n＋１）個目で同
じ位置に組立てることになり、第１図のセグメン
トの幅ａ、ｂ、ｃは、 ａ＋ｂ／2n＋１＝ｃ …… の関係を有する。

この関係から、このセグメントの幅ａ、ｂ、ｃ
についての関係は、 ａ＝ｂ＋ｃであるから、式により ｂ＝ｎ×ｃ、 ｃ＝１／ｎ×ｂ…… となる。

ここで、ｎ＝６とすると、ｃ＝1/6×ｂとなる。

これらを展開図で示すと、第４図のように示さ
れる。

さらに、辺DEは図のようにD₁・Ｅのように傾
斜３に形成し、かつAA₁もA₁A₂のように同じ角
度で傾斜４して形成してもよい。

それによつて、このセグメントを組立てる時、
長方形状突片部２は既に組立てたリングの凹所に
嵌合し易くなる。

リング間および周方向間のセグメント接合はボ
ルト、ピン等によつて行う。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、長辺長ｌ、短辺
長ｂの長方形平面を有し、長辺側が円弧状に湾曲
したセグメントであつて、長辺の一辺側にその端
部から長さ1/2×ｌ、奥行１／ｎ×ｂだけ突出す
る突片部を設け、短辺側両端面と前記突片部の短
辺側の端面とを円弧状に湾曲したセグメントの湾
曲中心方向に指向させていると共に、長辺側両端
面と前記突片部の長辺側端面とをセグメントの外
周面に対して直角な面とし、セグメントｎ＋1/2
個（ｎは４以上の正の整数）で１円形リングを形
成するように構成しているので、セグメントのリ
ング方向の接合部が隣接するリングのセグメント
中央に対向することになり、リング同士が互いに
補強し合つて全体として強固な覆工を形成するこ
とができるものである。

さらに、長辺の一辺側にその端部から長さ1/2
×ｌ、奥行１／ｎ×ｂだけ突出する突片部によつ
て、セグメント同士が順次係合した状態で連結し
て外周土圧によりリング形状が縮まることがな
い。

その上、周方向のセグメント同士の接合面はセ
グメントの湾曲中心方向に指向しているので、土
圧に対して安定した応力状態となると共に、リン
グ面が常にトンネル方向に直角であるから、シー
ルドジヤツキのスプレツダは常にジヤツキ軸と直
角となり、偏圧を受けることがないので、ジヤツ
キが故障することがなく、シールドの方向を一定
方向に推進することができるものである。

また、長辺側の端面はトンネルの周方向に向か
う平坦な面であり、短辺側の端面はトンネルの長
さ方向に向かう平坦な面に形成されているので、
螺旋方向に組立てゝいく従来のセグメントのよう
に接合端面が捩じれた面となる複雑な形状ではな
く、極めて簡単な形状であつて多量生産に適する
ものである。

さらに、このような簡素な形状のセグメントで
あるにも拘わらず、従来のように１リング組立て
る毎にシールド機を推進させる必要がなく、個々
に順次組立てることができ、シールドの掘削中に
も組立てることができるので施工工期が短縮でき
る。

また、セグメントをロボツトで組立てる時、従
来のエレクターと人手による場合においては長時
間を要するが、このセグメントによると掘進中に
組立てることができるので、組立時間を長く取れ
てロボツトを有効に使用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
はその平面図、第２図は側面図、第３図は斜視
図、第４図は本発明のセグメントを実施した場合
の展開図である。 １……セグメント、２……長方形状突片部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 長辺長ｌ、短辺長ｂの長方形平面を有し、長
   辺側が円弧状に湾曲したセグメントであつて、長
   辺の一辺側にその端部から長さ1/2×ｌ、奥行
   １／ｎ×ｂだけ突出する突片部を設け、短辺側両
   端面と前記突片部の短辺側の端面とを円弧状に湾
   曲したセグメントの湾曲中心方向に指向させてい
   ると共に、長辺側両端面と前記突片部の長辺側の
   端面とをセグメントの外周面に対して直角な面と
   し、セグメントｎ＋1/2個（ｎは４以上の正の整
   数）で１円形リングを形成するように構成したト
   ンネル覆工用セグメント。