JPH10205288A - セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント接合作業の効率化，作業性，およ
び品質の向上を図ることのできるセグメントの継手構造
を提供することを課題とする。 【解決手段】 互いに接合されるセグメント１，１の、
一方のセグメント１の端面に断面視矩形のピン２を突設
し、他方のセグメント１の端面にピン穴３を形成した構
成とし、さらに、ピン２には係止段部５を形成し、ピン
穴３には、係止段部５に係合する係止凸部１２を有した
係止部材８，８と、各係止部材８をピン２側に付勢する
ゴム板からなる付勢部材９とを備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】トンネルを構築する際に、セ
グメントどうしを接合するときに用いて好適なセグメン
トの継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにシールド工法は、外形円筒
状のスキンプレートを有するシールド掘削機の前部に設
けられたカッタ装置で地山を掘削しつつ、スキンプレー
ト内で、環状体を所定厚さおよび所定角度に分割してな
るセグメントを組み立て、さらにこのセグメントの前端
に反力をとってシールド掘削機内部の推進ジャッキを伸
長させることで地中にトンネルを構築していく工法であ
る。

【０００３】従来、このようなシールド工法等におい
て、掘削した坑内でセグメントを組み立てるに際して
は、隣接するセグメントどうしをボルト・ナットで接合
する継手構造が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のセグメントの継手構造には、以下のよう
な問題が存在する。まず、ボルト・ナットの締付け作業
は人力で行っているため、能率が悪く時間がかかり、工
期短縮化の妨げとなっている。しかも人力作業では締め
付け力を均一にすることが困難であり、セグメント継手
部の品質向上の妨げにもなっている。また、その接合作
業は、シールド機のテールシール内の狭い空間で行わな
ければならず、作業性が悪いという問題がある。本発明
は、以上のような点を考慮してなされたもので、セグメ
ント接合作業の効率化，作業性，および品質の向上を図
ることのできるセグメントの継手構造を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
トンネルを覆工するため互いに接合されるセグメント
の、一方の側のセグメントの端面に、ピンが突出するよ
う設けられ、他方の側のセグメントの端面には、前記ピ
ンが挿入されるピン穴が形成された構成とされ、前記ピ
ンにはその外周面に係止段部が形成され、前記ピン穴に
は、前記係止段部に係合する係止部を有した係止部材が
前記ピンを挟み込むよう複数配設されて、前記各係止部
材にはこれを前記ピン側に付勢する付勢部材が備えられ
ていることを特徴としている。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載のセ
グメントの継手構造において、前記付勢部材がゴムから
なることを特徴としている。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載のセグメントの継手構造において、前記ピンが断面
視矩形とされ、前記係止部材が該ピンの互いに対向する
二面に配設されていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセグメントの
継手構造の実施の形態の一例を、図１ないし図４を参照
して説明する。

【０００９】図１に示すように、各セグメント１は、こ
れを組み付けたときに切羽側となる一方の端面１ａの周
方向の長さが、坑口側となる他方の端面１ｂよりも短く
設定されている。このような各セグメント１は、構築す
べきトンネルが連続する方向において一方の端面１ａに
は、ピン２が複数（例えば２本）設けられ、他方の端面
１ｂには、ピン穴３がピン２と同数設けられた概略構成
となっている。

【００１０】ピン２は、セグメント１の径方向（厚さ方
向）に長い断面視長方形（矩形）となっている。図２に
示すように、このピン２は、その基部２ａがセグメント
１の一方の端面１ａにアンカー筋４と一体に埋設され、
セグメント１の一方の端面１ａから所定寸法突出する先
端部２ｂは、その断面積が先端部２ｂ側から漸次大きく
なるようテーパ形状とされている。

【００１１】また、このピン２の先端部２ｂから所定寸
法の位置には、その二面に、ピン２の軸線と直交する方
向に延在する溝状の係止段部５が形成されている。この
係止段部５の先端部２ｂ側は傾斜面５ａとされている。

【００１２】一方、ピン穴３は、ケーシング７内に、係
止部材８と付勢部材９とが配設された構成となってい
る。

【００１３】ケーシング７は、箱状をなしており、アン
カー筋１０と一体にセグメント１の他方の端面１ｂ側に
埋設されている。図２および図３に示すように、このケ
ーシング７は、セグメント１の他方の端面１ｂと面一と
された継手板７ａを有しており、この継手板７ａには、
前記ピン２（図２参照）を挿入するための矩形の開口部
１１が形成されている。

【００１４】図２に示したように、係止部材８は、二枚
一対で、ピン２の係止段部５が形成された二面と対向す
るよう設けられている。図３に示したように、各係止部
材８は、セグメント１の厚さ方向（ピン２の断面長手方
向）におけるケーシング７の内寸と略同寸を有した板状
で、ケーシング７内で、ここに挿入されるピン２（図２
参照）の断面短手方向（セグメント１の周方向）に移動
自在とされている。

【００１５】図２に示したように、各係止部材８の先端
部には、ピン２の係止段部５に対応した形状の係止凸部
１２が形成されている。この係止凸部１２は、基端部側
がピン２の傾斜面５ａに対応した傾斜面１２ａとされ、
さらにセグメント１の端面１ｂ側の角がピン２の挿入を
容易とするため面取りされている。

【００１６】前記付勢部材９は、例えば、所定厚さを有
した板状のゴム板からなり、各係止部材８とケーシング
７の側面７ｂとの間に介装されている。各付勢部材９
は、その両面が、係止部材８とケーシング７の側面７ｂ
とに接着されている。

【００１７】このゴム板からなる付勢部材９の弾性によ
り、係止部材８，８は、これらが互いに離間する方向に
移動したときに、元の位置に戻るよう付勢される構造と
なっている。

【００１８】さらにケーシング７内には、その後面７ｃ
と係止部材８，８との間に、例えば薄いゴム板１３が配
設されており、ピン２と係止部材８とが嵌合するときの
係止部材８の動きをスムーズにするとともに、ケーシン
グ７の継手板７ａと係止部材８との間に隙間を作らない
よう、係止部材８を継手板７ａ側に押し付る構造となっ
ている。

【００１９】図４に示すように、このようなピン２とピ
ン穴３とを備えたセグメント１どうしを接合するには、
一方のセグメント１側のピン穴３の開口部１１に、他方
のセグメント１側のピン２を挿入させるようにする。す
ると、開口部１１からケーシング７内に挿入されたピン
２は、その先端部２ｂが係止部材８，８にあたってこれ
を押し広げ、付勢部材９，９は圧縮変形する。そして、
ピン２の先端部２ｂが係止部材８，８の係止凸部１２，
１２を通過すると、付勢部材９，９の圧縮が解放されそ
の弾性により、係止部材８，８が元の位置に戻る方向に
付勢されて各係止凸部１２とピン２の係止段部５とが係
合する。これにより、セグメント１，１どうしが接合さ
れるようになっている。

【００２０】このようにしてピン２がピン穴３に挿入さ
れることによって互いに接合されたセグメント１，１
は、引張力に対しては、ピン２の係止段部５とピン穴３
の係止凸部１２との係合により抵抗し、またせん断力に
対しては、ピン２とピン穴３の継手板７ａとによって抵
抗するようになっている。

【００２１】上記継手構造を有したセグメント１を組み
付けるに際しては、例えば、シールド掘削機（図示な
し）の推進ジャッキを用いる。すなわち、図示しない組
み付け装置等で所定の位置に保持したセグメント１を、
推進ジャッキの伸長により、先に組付けの完了したセグ
メント１に向けて押し出す。そして先に組み付けたセグ
メント１のピン穴３に、推進ジャッキで押し出したセグ
メント１のピン２を挿入することによって、セグメント
１どうしを接合する。

【００２２】上述したセグメント１の継手構造では、互
いに接合されるセグメント１，１の、一方のセグメント
１の端面に断面視矩形のピン２が突設され、他方のセグ
メント１の端面にピン穴３が形成された構成とされ、さ
らに、ピン２には係止段部５が形成され、ピン穴３に
は、係止段部５に係合する係止凸部１２を有した係止部
材８，８と、各係止部材８をピン２側に付勢するゴム板
からなる付勢部材９とが備えられた構成となっている。
これにより、セグメント１を組み付けるに際しては、組
み付けるべきセグメント１のピン２を、先に組み付けの
完了したセグメント１のピン穴３に単に挿入するのみ
で、ピン２の係止段部５とピン穴３の係止部材８とが係
合して、セグメント１，１どうしを密に接合することが
できる。このようにして、従来のようにボルト・ナット
を用いることなく、セグメント１，１どうしをワンタッ
チで容易かつ確実に、さらに均一に接合することができ
るので、工期の短縮化およびセグメント継手部の品質向
上を図ることができる。さらには、狭い空間で接合作業
を行う必要もないので、作業性を向上するとともに安全
性を向上させることができる。

【００２３】加えて、このような継手構造では、シール
ド掘削機（図示なし）の推進ジャッキでセグメント１を
押すことによって、これを先に組み付けの完了したセグ
メント１に接合するようにしたので、セグメント１の組
み付け作業の自動化を図り、作業人員を低減させること
もできる。

【００２４】なお、上記実施の形態において、ピン２、
ピン穴３の材質，外径寸法等については、本願発明の主
旨を逸脱しない範囲内であれば、適宜最適なものを採用
すればよいのであって、上記のものに何ら拘束されるも
のではない。また、付勢部材９としても、弾性を有して
係止部材８を付勢することができるのであれば、例えば
スプリング等他のものを採用してもよい。また、セグメ
ント１自体についても、その外形形状や材質を何ら問う
ものではない。加えて、上記実施の形態では、先に組み
付けの完了したセグメント１のピン穴３に、組み付ける
べきセグメント１のピン２を挿入する形態としたが、こ
れに限定するものではなく、組付けの完了したセグメン
ト１のピン２を、組み付けるセグメント１のピン穴３に
挿入する形態としてもよい。さらに、上記実施の形態に
おいては、本発明に係るセグメントの継手構造を、シー
ルド工法で構築するトンネルのセグメントに適用する構
成としたが、もちろん、セグメントを用いるのであれば
シールド工法以外の工法にも適用することが可能であ
り、それによって上記と同様の効果を得ることができ
る。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るセ
グメントの継手構造によれば、互いに接合されるセグメ
ントの、一方のセグメントの端面にピンが突設され、他
方のセグメントの端面にピン穴が形成された構成とさ
れ、ピンには係止段部が形成され、ピン穴には、係止段
部に係合する係止部を有した係止部材と、各係止部材を
ピン側に付勢する付勢部材とが備えられた構成となって
いる。また、請求項２に係るセグメントの継手構造によ
れば、付勢部材がゴム板からなる構成となっている。さ
らに、請求項３に係るセグメントの継手構造によれば、
ピンが断面視矩形とされ、係止部材がピンの二面に配設
された構成となっている。これにより、セグメントを組
み付けるに際しては、組み付けるべきセグメントまたは
先に組み付けの完了したセグメントのうち、いずれか一
方のセグメントのピンを、他方のセグメントのピン穴に
挿入することにより、ピンの係止段部とピン穴の係止部
とが係合して、セグメントどうしを密に接合することが
できる。このようにして、従来のようにボルト・ナット
を用いることなく、セグメントどうしを人手を介さずに
ワンタッチで接合することができるので、セグメント接
合作業を容易かつ確実に行うことができ、さらにその接
合強度を均一にすることができ、その結果、工期の短縮
化およびセグメント継手部の品質向上を図ることができ
る。さらには、狭い空間で接合作業を行う必要もないの
で、作業性を向上するとともに安全性を向上させること
ができる。加えて、このような継手構造では、組み付け
るセグメントを、先に組み付けの完了したセグメントに
向けて押すだけでよく、これには例えばシールド掘削機
の推進ジャッキを用いることもでき、これによってもセ
グメントの組み付け作業の省力化を図ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るセグメントの継手構造を適用し
たセグメントの一例を示す図であって、（ａ）坑口側と
なる端面から見た側面図、（ｂ）トンネル内側となる面
から見た図、（ｃ）切羽側となる端面から見た側面図で
ある。

【図２】 前記セグメントを示す断面図である。

【図３】 前記セグメントのピン穴を示す側面図であ
る。

【図４】 図１で示したセグメントどうしを接合した状
態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ ピン ３ ピン穴 ５ 係止段部 ８ 係止部材 ９ 付勢部材 １２ 係止凸部（係止部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 啓明 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルを覆工するため互いに接合され
   るセグメントの、一方の側のセグメントの端面に、ピン
   が突出するよう設けられ、他方の側のセグメントの端面
   には、前記ピンが挿入されるピン穴が形成された構成と
   され、 前記ピンにはその外周面に係止段部が形成され、 前記ピン穴には、前記係止段部に係合する係止部を有し
   た係止部材が前記ピンを挟み込むよう複数配設されて、
   前記各係止部材にはこれを前記ピン側に付勢する付勢部
   材が備えられていることを特徴とするセグメントの継手
   構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセグメントの継手構造に
   おいて、前記付勢部材がゴムからなることを特徴とする
   セグメントの継手構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のセグメントの継
   手構造において、前記ピンが断面視矩形とされ、前記係
   止部材が該ピンの互いに対向する二面に配設されている
   ことを特徴とするセグメントの継手構造。