JPH0794794B2 - セグメントの継手構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、シールドトンネルにおけるセグメントの継
手構造、特にトンネル軸方向への変形量を吸収するよう
にしたセグメントの継手構造に関する。

「従来の技術」 一般に、シールド工事の一次覆工時に、地盤の変形がシ
ールドトンネルの予測変形量よりも大きくなる可能性が
ある場所においては、セグメントの継手構造に、その地
盤の変形を吸収できるような構造のものを採用してい
る。このようなセグメントの継手構造として、従来より
以下の２つの方式が知られている。

一つには、周方向に組み立てた各セグメントの軸方向継
手面にリング状のゴムパッキンを圧縮した状態でセット
し、地盤の変形を圧縮ゴムパッキンの戻りにより吸収す
るようにした、いわゆるばね式継手がある。もう一つに
は、セグメントの継手側に軸方向へスライド可能な継手
部材を設け、この継手に軸方向セグメントを連結するよ
うにした、いわゆるスライド式継手がある。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、上記２つの従来方式にあっては、以下の
ような解決すべき問題があった。

すなわち、前者のばね式継手は１個所当たりの変形吸収
能力が比較的小さく、そのためトンネル軸方向にリング
状のゴムパッキンを複数個設置する必要があり施工コス
トが高くなること、また、後者のスライド式継手は耐カ
バー方式等と同様にその継手構造が複雑で１個当たりの
価格が高く、前記同様に施工コストが高くなること、等
の問題である。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シール
ド工事における地盤変形に有効に対応できるとともに、
構造が簡単で低コスト化を実現できるセグメントの継手
構造を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明に係るセグメントの継手構造は、軸方向にスラ
イド可能な継手ボックスを内蔵する第１のセグメント
と、前記継手ボックスに連結する第２のセグメントと、
周方向に接合される第１のセグメントの継手面全面に取
付ける可撓性を有するパッキンとを備えた構成とし、前
記継手ボックスを、前記継手面の周方向両端間にわたっ
て形成し、前記パッキンは、両端部を前記第１のセグメ
ントに緊結し、かつ前記第２のセグメントおよび継手ボ
ックスに挾まれた部分を双方に緊結する構成としたもの
である。

「作用」 この発明によれば、シールド工事の一次覆工時に起こる
地盤変形は、第１のセグメントに内蔵した継手ボックス
がトンネル軸方向にスライドすることにより吸収され
る。その際、第１のセグメントと第２のセグメントとは
互いに離間するが、第１のセグメントの継手面に取り付
けたパッキンが継手ボックスのスライドに追従して伸び
ることにより、継手面における止水効果が発揮される。

「実施例」 第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示してい
る。これらの図において、符号１は可撓性セグメント
（第１のセグメント）、符号２は通常のセグメント（第
２のセグメント）、符号３はパッキンであり、これら符
号１ないし３により、本発明に係るセグメントの継手構
造が主要構成されている。

第１図に示すように、可撓性セグメント（第１のセグメ
ント）１は、全体が円弧板形状をなすように鋼製の底板
および側板を組み立てて構成したスチールセグメントで
あって、軸方向継手面1aには、凹部形成板４により周方
向両端に延びる凹部５が形成され、この凹部５の両端は
周方向継手面1bに開口している。周方向継手面1bには周
方向継手ボルト孔６がピッチで穿設されている。

凹部５には、その内面形状に沿う形状を有して、軸方向
継手面1aの両端間、すなわち周方向継手面1b,1b間、に
わたって形成された円弧板状の継手ボックス７が収納さ
れている。この継手ボックス７は通常のセグメント（第
２のセグメント；以下セグメントと称す）２の継手面2a
に連結されるもので、継手ボックス７の上板部およびこ
れに対応する凹部形成板４上板部には内面作業用のハン
ドホール８が貫通されている。

パッキン３は、可撓性を有し、なかでも伸縮性に優れた
弾性ゴムをリング状に形成したもので、第２図に示すよ
うに、周方向に組み立てられた可撓性セグメント１の各
軸方向継手面1aに全面にわたって貼り付けられている。
そして、第３図に示すようにパッキン３の周縁部分3aは
周方向に湾曲形成された角材状の押え鉄板９とボルト10
により継手面1aに締結されている。パッキン３の継手ボ
ックス７とセグメント２の継手面2aに挾まれた部分3bは
ボルト11により双方に緊結されている。

上記のような構造のセグメントは以下の如くして組立施
工される。

（１） 通常のセグメント組立と同様に可撓性セグメン
ト１の組立てをおこなう。

（２） 可撓性セグメント１組立後、リング状にパッキ
ン３を可撓性セグメント１に取り付ける。

（３） セグメント２を組立てながら、可撓性セグメン
ト１に継手ボックス７、パッキン３及びセグメント２を
ボルトアップする。

使用時においては、 （４） 可撓性セグメント１および継手ボックス７を緊
結している仮止めボルト12（第３図参照）をハンドホー
ル８よりゆるめ、継手ボックス７がトンネル軸方向へ移
動できるようにする。なお、仮止めボルト12とボルト孔
12aと大きさにより、継手ボックス７のスライド量に制
限を加えることができる。

この実施例によれば、以下のような優れた効果を発揮す
る。

シールドトンネル施工の際に、第１次覆工時におけ
る地盤変形がシールドトンネルの予測変形量を越える可
能性がある場合に、その変形を、継手ボックス７がトン
ネル軸方向へスライドすることにより有効に吸収でき
る。したがって、上記のような地盤変形が生じやすい箇
所に対して可撓性セグメント１を好適に用いることがで
きる。

継手ボックス７のスライド量は継手ボックス７の大
きさに比較してわずかであり、継手ボックス７の大部分
は可撓性セグメント１の凹部５の収納された状態である
から、継手構造の剛性を常時ほぼ一定に保持することが
できる。

継手ボックス７の移動に追従して可撓性を有するパ
ッキン３が伸びるので、可撓性セグメント１とセグメン
ト２との継手面における止水効果が十二分に発揮され
る。

上記のような作用効果を奏する可撓性セグメント１
は、継手ボックス７およびパッキン３を設けただけの非
常に簡単な構造であるから、その製作費用は安価であ
り、また、これを通常のセグメントに対して接合するこ
とで、上記のような優れた継手構造となるから、シール
ドトンネルの施工に要する工期の短縮、工費の削減を大
幅に図ることができる。

第５図ないし８図はそれぞれ上記実施例のセグメントの
継手構造の使用例を示している。

第５図は埋立区域での使用例であって、埋立地20の地下
を地下構造物21から地盤改良区域22を通過するシールド
トンネルＴを施工する際に、一次覆工時に地盤変形が起
きやすい箇所、すなわち地下構造物21近傍、立抗23近
傍、地盤改良区域22近傍において、セグメント2,2間に
可撓性セグメント１を設け、地盤変形をそれぞれ吸収す
るようにしている。

第６図および第７図はそれぞれ道路造成区域、河川管理
区域での使用例を示している。それぞれ、道路30造成地
下にシールドトンネルＴを施工する際の地盤変形、河川
31地下にシールドトンネルＴを施工する際の立抗32近傍
の地盤変形に対応させている。

第８図は軟弱地盤での使用例であって、軟弱地盤40中に
シールドトンネルＴを施工する際に、硬質地盤41とぶつ
かる部分（地盤が急変する箇所）42に可撓性セグメント
１を用い、また、別の地下構造物による二次応力を受け
る箇所43にも可撓性セグメント１を用いて、それぞれ一
次覆工時に生じる地盤変形に対応させている。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば、軸方向
にスライド可能な継手ボックスを内蔵する第１のセグメ
ントと、前記継手ボックスに連結される第２のセグメン
トと、周方向に接合される第１のセグメントの継手面全
面に取付ける可撓性を有するパッキンとを備えた構成と
し、前記継手ボックスを、前記継手面の周方向両端間に
わたって形成し、前記パッキンは、周縁部分を前記第１
のセグメントに緊結し、かつ前記第２のセグメントおよ
び継手ボックスに挾まれた部分を双方に緊結する構成と
したので、継手ボックスをトンネル軸方向へスライド可
能な構成とすることにより、トンネル施工時に起こりや
すい地盤変形を、その止水性能を保ったまま吸収するこ
とができ、しかもこれを簡単な継手構造で実現すること
ができ、しかも、可撓性のあるパッキンの作用によりセ
グメントの継手面における止水効果を十分に発揮させる
ことができる。これにより、信頼性および耐久性に優れ
たセグメントの継手構造を安価なコストで提供できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はセグメントの継手構造の主要部である可撓
性セグメントの斜視図、第２図は可撓性セグメントを周
方向に接合した状態を示す斜視図、第３図および第４図
はセグメントの継手構造の作用を示す断面図、第５図な
いし第８図はそれぞれセグメントの継手構造の具体的な
適用例を示す図、第９図は第８図における円Ｉの拡大図
である。 １……可撓性セグメント（第１のセグメント）、 1a……継手面、 ２……セグメント（第２のセグメント）、 ３……パッキン、７……継手ボックス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向にスライド可能な継手ボックスを内
   蔵する第１のセグメントと、前記継手ボックスに連結さ
   れる第２のセグメントと、周方向に接合される第１のセ
   グメントの継手面全面に取付けられる可撓性を有するパ
   ッキンとを備え、前記継手ボックスが、前記継手面の周
   方向両端間にわたって形成され、前記パッキンは、周縁
   部分が前記第１のセグメントに緊結され、かつ前記第２
   のセグメントおよび継手ボックスに挟まれた部分が双方
   に緊結されることを特徴とするセグメントの継手構造。