JPH10176489A - インターロッキングセグメント及びこれを用いた覆工体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 隣接するセグメントどうしのインターロッキ
ングによって内圧に対する耐力を増強できるセグメント
及びこれを用いた覆工体を提供すること。 【解決手段】 複数個が継手面で連設されて、トンネル
壁または立坑土留め壁などを形成するセグメント１にお
いて、一対のセグメント間継手面の中央部には凹ホゾ２
ａ，２ｂを、また中央部に続く両端部には凸ホゾ３ａ，
３ｂをそれぞれ設け、セグメント内面から凹ホゾと凸ホ
ゾとの境界部まで充填材を注入するための連通孔９を設
けた。このインターロッキングセグメントの複数個を、
凹ホゾと凸ホゾとがそれぞれ嵌合するように連設し、連
通孔を通して凹ホゾと凸ホゾとの境界部１１ａ，１１ｂ
に充填材を注入すれば覆工体が構築できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インターロッキングセ
グメント、及びこれを用いて構築したシールドトンネル
壁や立坑土留め壁などの覆工体に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下鉄等の用途で構築される従来のトン
ネルでは、土圧や水圧等の外圧に耐えることができれば
良かったのであるが、地下河川や地下水貯留のために覆
工体や立坑土留め壁を構築する場合、ここには内水圧が
作用するため、これに対する耐力が要求されるようにな
った。

【０００３】かような要求に対応するため、インターロ
ッキングセグメントを使用して覆工体を構築することが
提案されており、一部では供用されている。例えば、イ
ンターロッキングセグメントは実願平４−７６６６４号
の公報に開示されたように、一対のリング間継手面の中
央部に凹ホゾが形成され、この中央部に続く両端部に凸
ホゾが形成されたものがある。このインターロッキング
セグメントでは、一方のセグメントの凹ホゾに他方のセ
グメントの凸ホゾを嵌合して複数のセグメントを連設
し、トンネル壁の覆工体や立坑土留め壁を形成する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のインターロ
ッキングセグメントでは、リング間継手面に凹凸ホゾが
設けられているのの、セグメント間継手には凹凸ホゾが
設けられていないため、複数のセグメントを連結してセ
グメントリングを形成する場合、連結部分でセグメント
が位置ずれを起し易いという問題点があった。

【０００５】また従来のインターロッキングセグメント
は、凹ホゾと凸ホゾとが嵌合できるように余裕を持った
寸法で形成され、したがって、このインターロッキング
セグメントを組み立てて覆工体や立坑土留め壁を構築す
ると、嵌合部には、１〜２mm程度の隙間が生じる。かよ
うな覆工体や立坑土留め壁に内水圧が作用して引張応力
が生じると、隣接するセグメントの嵌合部には隙間があ
るため、凸ホゾどうしの間で引張応力が伝達されず、引
張応力に対する充分な耐力が期待できないという問題点
があった。

【０００６】本発明は上記のような従来の問題点に着目
してなされたものであり、セグメント間の継手面で位置
ずれを起さず、容易にセグメントリングを形成すること
ができるインターロッキングセグメントを提供すること
を目的とする。

【０００７】また本発明は、隣接するセグメントリング
どうしのインターロッキングによって内圧に対する耐力
を増強できるセグメント及びこれを用いた覆工体を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであって、その要旨は、複数個が継手
面で連設されて、トンネル壁または立坑土留め壁などを
形成するセグメントにおいて、一対のリング間継手面の
中央部にはそれぞれ凹ホゾを、また該中央部に続く両端
部にはそれぞれ凸ホゾを設け、一対のセグメント間継手
面には、それぞれ凹ホゾと凸ホゾとを設けたことを特徴
とするインターロッキングセグメントにある。

【０００９】また本発明の別の要旨は、複数個が継手面
で連設されて、トンネル壁または立坑土留め壁などを形
成するセグメントにおいて、一対のリング間継手面の中
央部には凹ホゾを、また該中央部に続く両端部には凸ホ
ゾをそれぞれ設け、前記セグメント内面から前記凹ホゾ
と凸ホゾとの境界部まで連通する連通孔を設けたことを
特徴とするインターロッキングセグメントにある。

【００１０】ここで本発明において、上記インターロッ
キングセグメントには、その内面、すなわちトンネル内
部空間に対向するセグメント面から、前記リング間継手
面の前記凹ホゾと凸ホゾとの境界部まで連通する連通孔
を設けても良い。

【００１１】また本発明において、セグメント間継手面
とは複数のセグメントをリング状に組み立てる際に、セ
グメントどうしで相互に当接される各セグメントの継手
面をいい、またリング間継手面とは、リング状に組み立
てられた複数のセグメントリングを連設する際に、セグ
メントリングどうしで相互に当接される各セグメントの
継手面をいう。

【００１２】さらに本発明の別の要旨は、凹ホゾと凸ホ
ゾとが継手面に形成され、該凹ホゾと該凸ホゾとの境界
部に充填材を注入するための連通孔を備える上記インタ
ーロッキングセグメントの複数個を、前記凹ホゾと前記
凸ホゾとがそれぞれ嵌合するように連設し、前記連通孔
を通して前記凹ホゾと凸ホゾとの境界部に充填材を注入
したことを特徴とする覆工体にある。

【００１３】本発明の覆工体において、連設したセグメ
ントリング間における境界部どうしの間隙付近には、封
止材を挾持させることが好ましく、これによって境界部
の間隙を封止することができる。かように封止された間
隙に、覆工体内部から一方の連通孔を通して充填材を注
入すれば、間隙が充填材で満たされた時点で、他方の連
通孔から漏れ出てくるため、境界部の間隙への充填材の
注入不足を防止することができる。つまり、前記連通孔
は、前記境界部に生じる間隙に充填材を注入するための
注入孔として用いることができると共に、その充填状態
を確認するための点検孔としても使用することができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、添付図面に基づいて実施例を説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。図１は本
発明のインターロッキングセグメントを円周方向側面の
継手面から見た端面図であり、図２は図１の一点鎖線II
−IIから見たインターロッキングセグメントの内面図で
あり、図３は図１におけるインターロッキングセグメン
トを複数並設した覆工体面を示す展開図であり、図４は
連設したインターロッキングセグメント間の凹ホゾと凸
ホゾとの境界部を示す断面図であり、図５は図１及び図
２とは異なる本発明のインターロッキングセグメントの
内面図であり、図６はセグメント間継手面を拡大した一
部拡大斜視図である。

【００１５】図１及び図２において、本発明のセグメン
ト１は、インターロッキング端面形状を有するプレキャ
ストコンクリート材としてのセグメントであって、ここ
ではトンネルの覆工用として円弧状に形成されると共
に、その平面形状は図２に示したように左右対称の台形
に形成されている。このセグメント１には、円周方向側
面の一対の継手面、すなわちリング間継手面の中央部に
それぞれ凹ホゾ２ａ，２ｂが形成されており、この凹ホ
ゾ２ａ，２ｂに連続して、その凹ホゾ２ａ，２ｂを挾む
両端部にそれぞれ凸ホゾ３ａ，３ｂが形成されている。
ここで、凹ホゾ２ａ，２ｂのそれぞれの長さＸａとＸｂ
（図示せず）とは同じ長さ、つまりＸａ＝Ｘｂになるよ
うに形成する。さらに、凹ホゾ２ａ，２ｂの長さＸａ，
Ｘｂはそれぞれ凸ホゾ３ａ，３ｂの長さＹａ，Ｙｂの概
ね２倍、つまりＸａ≒２Ｙａ，Ｘｂ≒２Ｙｂを目安とし
て、図３に示したように凸ホゾ３ａと３ｂとの両方が嵌
合できる寸法、Ｘａ＝Ｙａ＋Ｙｂ及びＸｂ＝Ｙａ＋Ｙｂ
に長さが調整されている。

【００１６】また前述したように、前記凹ホゾ２ａ，２
ｂと前記凸ホゾ３ａ，３ｂとの間には、所定の傾斜角度
で形成された境界面１１ａ，１１ｂが介在しており、こ
の境界面１１ａ，１１ｂの下端にはそれぞれセグメント
内面から連通する連通孔９が形成されている。

【００１７】なお、図１及び図２において、セグメント
１には複数の貫通ボルト挿入孔４、組立用ボルト５、裏
込注入口１０、ボルト挿入部７およびインサート部８が
設けられている。さらに凹ホゾ２ａおよび凸ホゾ３ａの
片側には、連続して面一に形成された継手平面部１２が
設けられ、もう一方の側には、連続した平面に連続した
シール溝１４が形成されたシール継手面１３が設けられ
ている。

【００１８】上述したセグメント１は左右対称の台形に
形成されているため、図３に示したように、円周方向に
隣接するセグメント１間で、台形の上底と下底との向き
が交互になるように配置すれば、同じ形状のセグメント
１だけでセグメントリングを形成することができる。ま
た図３に示すように、セグメント１の凹ホゾ２ａに継手
面側に隣接する他の２つのセグメント１の各凸ホゾ３
ａ，３ｂが嵌め込まれ、また、他の凹ホゾ２ｂにも継手
面側に隣接する他の２つのセグメント１の各凸ホゾ３
ａ，３ｂが嵌め込まれて組み付けられ、これがトンネル
の覆工体を形成し、各隣接するセグメント１の凹ホゾ２
ａ，２ｂおよび凸ホゾ３ａ，３ｂは互いにせり合って離
れることなく連結される。さらに、連続して面一に形成
された継手平面部１２は、隣接する他の２つのセグメン
ト１の継手平面部１２と、さらに、連続した平面に連続
してシール溝１４が形成されたシール継手面１３は、隣
接する他の２つのセグメント１のシール継手面１３とそ
れぞれに当接し、このシール溝１４に固形シール材を貼
付ると、覆工体外部からの地下水の侵入を防止できる。

【００１９】上述したセグメント１を複数連結して形成
された覆工体では、図４に例示したように、境界面１１
ａ，１１ａ付近における凹ホゾ２ａと凸ホゾ３ａとの嵌
合部に封止材１５，１５が挾まれ、これによって境界面
１１ａ，１１ａの間隙が封止され、この封止された間隙
には、エポキシ樹脂、高流動性コンクリートまたは石膏
等の充填材が隙間無く充填されている。

【００２０】かような充填材の注入工程は、セグメント
リング（図示せず）を形成した後に行われる。すなわ
ち、複数のセグメント１をシールド機械（図示せず）内
で連結してセグメントリングが形成され、シールド機械
が掘進してセグメントリングから抜け出し、セグメント
リングが地山に囲まれた後、裏込めコンクリートが注入
されて外周が覆われ、それ以降、セグメントリングは外
周から土圧、水圧が作用して締め付けられる。このよう
に土圧、水圧が作用した状態で、境界面１１ａ，１１ａ
の間隙には充填材（図示せず）が注入される。つまり、
図４に示したような一方の連通孔９を通して覆工体内部
から充填材を注入し、この注入した充填材が他方の連通
孔９から漏れ出てきたら、充填材の注入を停止する。

【００２１】なお、上記実施例では円弧状のセグメント
について述べたが、平板状の長方形などに形成して、洪
水対策の貯留トンネルや地下河川壁，土留壁などへの利
用も可能である。

【００２２】ところで、上記のようなセグメント１を地
下貯留壁や地下河川壁として使用する場合には、トンネ
ル内空が内水圧を受けて押し拡げられ、セグメント１に
引張力が発生する。しかし、本来、セグメント１は鉄筋
コンクリートで形成されているので引張力に抵抗できる
ものの、各セグメント１間の継手部では継手ボルトの引
張抵抗およびリング間では継手ボルトの剪断抵抗のみで
あり、その抵抗強度は本体部分の３０〜４０％程度と小
さく、これを１００％に高めるためには継手ボルト、継
手金具、アンカー鉄筋の強度を高めなければならず、こ
れには莫大なコストが掛るため実現することは困難であ
った。したがって、本発明のインターロッキングセグメ
ントによって構築された覆工体では、凹ホゾ２ａ，２ｂ
および凸ホゾ３ａ，３ｂが相互に嵌合してずれ止めの役
目をして、例えば、１つのセグメント１が内水圧を受け
て周方向の継手部間で引張力を受けると、この引張力
は、１つのセグメント１の凸ホゾ３ａ，３ｂから隣接す
る他のセグメント１の凸ホゾ３ａ，３ｂへ圧縮力として
伝達され、これにより内水圧に対抗する力が強化される
が、さらに、本発明の覆工体では、対向する境界面１１
ａ，１１ｂ間の間隙に硬化性充填材が注入され、この間
隙を埋めたので、凸ホゾ３ａ，３ｂ相互間の力の伝達性
能が向上して、内水圧に対抗する力が更に強化された。

【００２３】次に、上述した図１及び図２とは異なるイ
ンターロッキングセグメントについて、図５及び図６を
参照して説明する。図５に示したセグメント２０では、
セグメント間継手面６に、その半分の長さにわたって半
円形断面の凸ホゾ１６を形成すると共に、残りの半分の
長さには半円形断面の凹ホゾ１７を形成する。そして、
これら凹ホゾ１７と凸ホゾ１６とは、隣接するセグメン
ト２０，２０間で相互に嵌合可能に形成する。なお、セ
グメント２０では、上述の凹ホゾ１７と凸ホゾ１６とに
加え、図１及び図２と同様な構成を設けて図１及び図２
と同じ参照番号を付した。したがって、ここでは、さら
なる説明を省略する。

【００２４】かようなセグメント２０では、図３と同様
に互い違いの配置でセグメント２０，２０を連設してセ
グメントリングを形成し、隣接するセグメント２０，２
０の凹ホゾ１７と凸ホゾ１６とを相互に嵌合させる。し
たがって、この嵌合により、セグメント間継手面６，６
における位置ずれを防止することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のインターロッキングセグメント
では、セグメント間継手面に凹ホゾと凸ホゾとを備えて
いるので、セグメントリングを形成する際には、隣接す
るセグメントのセグメント間継手面の凹ホゾと凸ホゾと
を相互に嵌合することができて、この嵌合により、セグ
メント間継手面における位置ずれを防止可能とした。

【００２６】本発明のインターロッキングセグメントで
は、一対のリング間継手面の中央部には凹ホゾを、ま
た、該中央部に続く両端部には凸ホゾをそれぞれ設け、
この凹ホゾと凸ホゾとの境界面に覆工体内部から連通す
る連通孔を設けたので、このインターロッキングセグメ
ントを用いて覆工体を構築し、対向する境界面どうしの
間隙に硬化性充填材を注入して、これを硬化させれば、
洪水対策の貯留トンネルのように内水圧を受ける場合に
も、各セグメントに作用する引張応力は硬化後の充填材
を介して、隣接するセグメントの凸ホゾに圧縮力として
確実に伝達することが可能になり、内水圧に対する耐力
を強化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインターロッキングセグメントの端面
図である。

【図２】図１のインターロッキングセグメントの内面図
である。

【図３】本発明の覆工体を示す展開図である。

【図４】連設したインターロッキングセグメントにおい
て、凹ホゾと凸ホゾとの境界部を示す断面図である。

【図５】図１及び図２とは異なる本発明のインターロッ
キングセグメントの内面図である。

【図６】セグメント間継手面を拡大した一部拡大斜視図
である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ａ，２ｂ 凹ホゾ ３ａ，３ｂ 凸ホゾ ９ 連通孔 １１ａ，１１ｂ 境界面（境界部）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個が継手面で連設されて、トンネル
   壁または立坑土留め壁などを形成するセグメントにおい
   て、一対のリング間継手面の中央部にはそれぞれ凹ホゾ
   を、また該中央部に続く両端部にはそれぞれ凸ホゾを設
   け、 一対のセグメント間継手面には、それぞれ凹ホゾと凸ホ
   ゾとを設けたことを特徴とするインターロッキングセグ
   メント。
2. 【請求項２】 前記セグメント内面から、前記リング間
   継手面の前記凹ホゾと凸ホゾとの境界部まで連通する連
   通孔を設けたことを特徴とする請求項１記載のインター
   ロッキングセグメント。
3. 【請求項３】 複数個が継手面で連設されて、トンネル
   壁または立坑土留め壁などを形成するセグメントにおい
   て、一対のリング間継手面の中央部には凹ホゾを、また
   該中央部に続く両端部には凸ホゾをそれぞれ設け、 前記セグメント内面から前記凹ホゾと凸ホゾとの境界部
   まで連通する連通孔を設けたことを特徴とするインター
   ロッキングセグメント。
4. 【請求項４】請求項２または請求項３に記載のいずれか
   のインターロッキングセグメントの複数個を前記凹ホゾ
   と前記凸ホゾとがそれぞれ嵌合するように連設し、前記
   連通孔を通して前記凹ホゾと凸ホゾとの境界部に充填材
   を注入したことを特徴とする覆工体。