JPH07247789A - シールド工法およびスペーサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 突条および溝を有するセグメントの破損を防
止し、かつ、このセグメントで構成される壁体をその断
面形状を定められた状態に保持しつつ組み立てることが
できるシールド工法およびスペーサーを提供する。 【構成】 シールド掘削機１のカッタ装置２により掘削
されたトンネルの内壁に沿って覆工用の突条７および溝
８を有するセグメント９・９…を組み立て、先頭に位置
するセグメント９・９…の軸方向端面と前記シールド掘
削機１の推進ジャッキ５のスプレッダー６との間にスペ
ーサ１０を介在させ、この状態で前記推進ジャッキ５を
伸長させることによりセグメント９に反力をとってシー
ルド掘削機１を前進させてトンネルを掘進する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくともトンネル軸
方向の端面に隣接するセグメントと凹凸嵌合させるため
の溝または突条が形成されたセグメントを用いるシール
ド工法および当該工法において用いられるスペーサーに
関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの構築方法としては既に様々な
ものが提供されているが、特にシールド工法は硬岩以外
のあらゆる地山に適用でき、しかも地上施設に影響を与
えず、地下深部の施工が可能である等の利点を有するた
め、近年特にその施工実績が増加している。

【０００３】シールド工法は、図６に示すように、シー
ルド掘削機１本体の前部に設けられたカッタ装置２によ
り地山Ｔを掘削しつつ、掘削された土砂をトンネル後方
に搬出するとともに、掘削されたトンネルの内壁に沿っ
て覆工用のセグメント３を組み立ててなる筒状のトンネ
ル壁体４を形成していくもので、当該トンネル壁体４を
構成する先頭のセグメント３の先端面に推進ジャッキ５
のスプレッダー６を当接して反力を取りシールド掘削機
１を掘進させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
してセグメントを順次繋ぎ合わせて円筒状のトンネル壁
体を延長形成していくシールド工法においては、この工
法に用いるセグメントとし、図７（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）に示すように、隣接するセグメントの接合端面の
一方に突条７を、他方に溝８を有するセグメント９（通
称ホゾ付きセグメントと言う）を使用することが試みら
れている。突条７と溝８とは、相互に凹凸嵌合させられ
る形状に形成されるとともに、セグメント９の端面に周
方向に沿って形成されている。なお、このセグメント９
には、４辺の各縁部に、隣接するセグメント９との接合
用ボルト孔９ａおよび該ボルト孔９ａに挿通されたボル
トの締結用凹所９ｂが複数設けられている。このセグメ
ント９によれば、突条７と溝８とを嵌合させた状態でセ
グメント９・９…同志を繋ぎ合わせていくので、トンネ
ル壁体４に作用する半径方向の外力に対する強度を向上
させることができるとともに、接合時におけるセグメン
ト９・９…同志の位置決めを容易に実施することができ
るというメリットがある。

【０００５】しかしながら、従来のシールド掘削機１を
そのまま使用して前記セグメントを組み立てようとする
と、図８に示すように、スプレッダー６はセグメント９
の突条７の端面のみに当接して接触面積を広く確保する
ことができないため、推進ジャッキ５から付与される押
圧力が突条７に集中し、セグメント９に過大な荷重が作
用して突条７が破損するといった問題がある。また、推
進ジャッキ５からセグメント９に付与される押圧力が偏
荷重になりやすく、該荷重が半径方向に作用すると、組
立時におけるトンネル壁体４の真円度を確保できないと
いった問題もある。

【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、突条および溝を有するセグメントの破損を防止し、
かつ、このセグメントで構成される壁体をその断面形状
を定められた状態に保持しつつ組み立てることができる
シールド工法およびスペーサーを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、請求
項１記載のシールド工法にあっては、シールド掘削機の
カッタ装置により地山を掘削しつつ、掘削されたトンネ
ルの内壁に沿って覆工用のセグメントを組み立て、該セ
グメントに前記シールド掘削機に設けられた推進ジャッ
キのスプレッダーを当接させ、該セグメントに反力をと
って前記推進ジャッキを伸長させることにより該シール
ド掘削機を前進させてトンネルを掘進するようになし、
前記覆工用のセグメントとして、少なくともトンネル軸
方向の端面に隣接するセグメントと凹凸嵌合させるため
の溝または突条が形成されたセグメントを用い、前記ス
プレッダーを前記セグメントの先端面に当接させるに際
して、これらスプレッダーの後端面とセグメントの先端
面との間にスペーサを介在させることを前記課題の解決
手段とした。

【０００８】また、請求項１記載のシールド工法に用い
るスペーサにおいては、所定の厚み寸法を有し、かつ所
定の幅寸法を有して円弧状に形成されてなり、その一方
の面が平坦面とされると共に、他方の面にセグメントの
トンネル軸方向の端面に形成された溝または突条に嵌合
自在な嵌合用溝または嵌合用突条が形成されていること
を前記課題の解決手段とした。

【０００９】

【作用】本発明のシールド工法およびスペーサーよれ
ば、推進ジャッキを伸長した際に推進ジャッキからの押
圧力がスペーサを介してセグメントに伝達される。した
がって、この際スプレッダーが直接セグメントの突条ま
たは溝の角部に当たらないので、推進ジャッキからの押
圧力によってセグメントの突条または溝の角部を傷めな
い。

【００１０】

【実施例】以下、本発明のシールド工法およびスペーサ
ーの実施例を図１ないし図５を参照しながら説明する。
図中、符号１０は本発明のシールド工法に用いられるス
ペーサである。なお、本実施例において、図６とその構
成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を簡略化
する。

【００１１】本実施例のシールド工法は、図１に示すシ
ールド掘削機１のカッタ装置２により地山Ｔを掘削しつ
つ、掘削されたトンネルの内壁に沿って図７に示す覆工
用の突条７および溝８を有するセグメント９・９…を組
み立ててトンネル壁体４を構成し、該トンネル壁体４の
先頭に位置するセグメント９・９…の軸方向端面と前記
シールド掘削機１の推進ジャッキ５のスプレッダー６と
の間にスペーサ１０を介在させ、この状態で前記推進ジ
ャッキ５を伸長させることによりセグメント９に反力を
とってシールド掘削機１を前進させてトンネルを掘進す
る。

【００１２】図２ないし図４に示すように、前記スペー
サ１０は、硬質ゴムや硬質ウレタン等で形成され、所定
の厚み寸法、所定の幅寸法を有する円弧状の部材であっ
て、一側の面が前記スプレッダー６の端面１２に当接さ
れる平坦面とされるとともに、他側の面が前記セグメン
ト９に当接されて前記推進ジャッキ５からの押圧力を伝
達する押圧面１１とされている。この押圧面１１には、
前記セグメント９のトンネル軸方向の端面１３に形成さ
れた突条７に嵌合自在な嵌合用溝１４が形成されてい
る。

【００１３】このように、シールド掘削機１を前進させ
る場合に、スプレッダー６とセグメント９との間にスペ
ーサ１０を介在させておけば、推進ジャッキ５の押圧が
突条７に集中することがなく、また、当該押圧力が偏っ
てセグメント９に伝達されることがないため、突条７の
損傷が防止できるとともに、前記押圧力をセグメント９
に均等に伝達することができる。

【００１４】以下、本実施例のシールド工法において、
推進ジャッキ５の伸長が完了したら、推進ジャッキ５を
収縮した後スペーサ１０をセグメント９から取り外し、
該先頭のセグメント９の掘進方向前側に新たに設置され
るセグメント９の掘進方向前側に取り外された前記スペ
ーサ１０を装着する。以下、前記工程を繰り返すことに
より、トンネル壁体４が構築される。

【００１５】したがって、本実施例のシールド工法およ
びスペーサーによれば、推進ジャッキ５の押圧力がスペ
ーサ１０を介してセグメント９伝達されるので、該押圧
力がスペーサ１０によってセグメント９の軸方向端面１
３全体に分散され、セグメント９の破損が防止される。
また、押圧力の伝達時にはスペーサ１０の嵌合用溝１４
とセグメント９の突条７とが凹凸嵌合されているので、
押圧力の偏りが生じることがなく、組立時におけるトン
ネル壁体４の真円度を確保することができる。前記スペ
ーサ１０は一般仕様のシールド機に適用できるので、少
ない費用で前記効果を得ることができる。

【００１６】なお、本実施例においては、セグメント９
を軸方向端面１３の突条７を掘進方向前側として配置し
たが、セグメント９の前記突条７と軸方向反対側に位置
する溝８を掘進方向前側として配置するようにしてもよ
い。この場合、前記スペーサ１０の押圧面１１には、前
記溝８に嵌合する突条を設けておき、この突条と溝８と
を凹凸嵌合させた状態で推進ジャッキ５の伸長を行なう
ようにする。

【００１７】また、セグメント９は、これをトンネル内
に搬入して移動させる際に、前記突条７および溝８の角
部の破損防止に鑑みて、図５に示すように、その端面を
ゴムバンド、ウレタン、発泡スチロール、木材等で構成
された保護材２０で覆った状態で搬送することが好まし
い。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のシールド
工法およびスペーサーによれば、推進ジャッキの押圧力
がスペーサを介してセグメント伝達されるので、該押圧
力がスペーサによってセグメントの軸方向端面全体に分
散され、セグメントの破損が防止される。また、押圧力
の伝達時にはスペーサの嵌合用溝とセグメントの突条と
が凹凸嵌合されているので、押圧力が偏ってセグメント
に伝達されることが防止され、組立時におけるトンネル
壁体の真円度を確保することができる。前記スペーサは
一般仕様のシールド機に適用できるので、少ない費用で
前記効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシールド工法におけるシールド掘削機
の掘進時を示す側面図である。

【図２】同シールド工法に用いるスペーサを示す側面図
である。

【図３】同シールド工法の一実施例として用いる突条お
よび溝付きのセグメントにスペーサを取り付けた状態を
示す内面視図である。

【図４】図３のセグメントの側面図である。

【図５】図３のセグメントの運搬方法を示す図である。

【図６】従来のシールド工法におけるシールド掘削機の
掘進時を示す側面図である。

【図７】突条および溝付きのセグメントを示す図であっ
て、（ａ）は内面視図、（ｂ）は軸方向の面図、（ｃ）
は周方向の側面図である。

【図８】従来のシールド工法におけるスプレッダーとセ
グメントの突条との当接状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１ シールド掘削機 ２ カッタ装置 ５ 推進ジャッキ ６ スプレッダー ７ 突条 ８ 溝 ９ セグメント １０ スペーサ １１ 押圧面 １２ 端面 １３ 端面 １４ 嵌合用溝 Ｔ 地山

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘削機のカッタ装置により地山
   を掘削しつつ、掘削されたトンネルの内壁に沿って覆工
   用のセグメントを組み立て、該セグメントに前記シール
   ド掘削機に設けられた推進ジャッキのスプレッダーを当
   接させ、該セグメントに反力をとって前記推進ジャッキ
   を伸長させることにより該シールド掘削機を前進させて
   トンネルを掘進するようになし、 前記覆工用のセグメントとして、少なくともトンネル軸
   方向の端面に隣接するセグメントと凹凸嵌合させるため
   の溝または突条が形成されたセグメントを用い、前記ス
   プレッダーを前記セグメントの先端面に当接させるに際
   して、これらスプレッダーの後端面とセグメントの先端
   面との間にスペーサを介在させることを特徴とするシー
   ルド工法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシールド工法に用いるス
   ペーサであって、所定の厚み寸法を有し、かつ所定の幅
   寸法を有して円弧状に形成されてなり、その一方の面が
   平坦面とされると共に、他方の面にセグメントのトンネ
   ル軸方向の端面に形成された溝または突条に嵌合自在な
   嵌合用溝または嵌合用突条が形成されていることを特徴
   とするスペーサー。