JPH10259694A - セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントのピース間の接合に関しても芯合
わせをすることができ、それによって作業の手間および
コストを低減す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】 ピース間でセグメント１，１を接合する
ため、一方のセグメント１の接合端面２Ｄには調芯凸部
８が形成され、他方のセグメント１の接合端面２Ｃには
調芯凸部８よりも所定長長い調芯溝９が形成された構成
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にシールドトン
ネルを構築するため、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、シール
ド掘削機で地山を掘削しつつ、シールド掘削機のスキン
プレート内で、複数のセグメントを、構築すべきトンネ
ルの周方向（これを「ピース間」という）と、トンネル
の延長方向（これを「リング間」という）とで互いに接
合していくことによってトンネルを構築していく工法で
ある。

【０００３】セグメントを互いに接合するに際しては、
ボルト・ナットを用いた継手構造が従来より多用されて
いる。そして、ボルト・ナットを取り付けるために、双
方のセグメントの端部には、いわゆるボルトボックスと
称される空間が形成されている。

【０００４】ところが、このようなボルトボックスは、
セグメントの接合完了後にモルタル等の充填材で埋める
必要があり、その手間とコストがかかるものとなってい
る。このため近年では、一方のセグメントの端部にイン
サート金物を埋設しておき、このインサート金物にボル
トを締結することによってセグメントどうしを接合する
継手構造が用いられ始めている。これにより、ボルトを
挿入する側のセグメントにのみボルトボックスを設けれ
ばよいので、これを埋めるための手間とコストを半減す
ることが可能となっている。

【０００５】しかし、インサート金物を用いる場合に
は、このインサート金物がセグメントに固定されている
ために、他方のセグメント側からボルトをインサート金
物に挿入するには、双方のセグメントを従来よりも高い
精度で芯合わせする必要がある。これに対応するため、
構築すべきトンネルの延長方向において互いに前後する
セグメントどうし、いわゆるリング間の芯合わせを容易
にする調芯機構が開発されている。これは、既に組立の
完了したセグメントの端面と、新たに組み付けるセグメ
ントのいずれか一方に、先端に向けてその断面寸法が漸
次小さくなるテーパ状の調芯ピンを設け、他方にこの調
芯ピンに嵌合する調芯孔を設けたものとなっている。そ
して、セグメントを組み付けるに際してはテーパ状の調
芯ピンと調芯孔とをはめ合わせることによって、セグメ
ントどうしをリング間で精度良くかつ容易に芯合わせで
きる構造となっている。

【０００６】

【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。前記したような調芯機構を備えたセ
グメントの継手構造を採用することによって、リング間
でのセグメントどうしの芯合わせは容易に行うことが可
能となったものの、ピース間、すなわちトンネルの周方
向において互いに隣接するセグメントどうしの芯合わせ
を行うことはできない。このために、ピース間の接合に
はインサート金物を用いることが困難となっており、依
然としてボルト・ナットを用いているのが現状で、ボル
トボックスを埋める作業に関する前記問題を完全に解決
したとは言えなかった。本発明は以上のような点を考慮
してなされたもので、セグメントのピース間の接合に関
しても芯合わせをすることができ、それによって作業の
手間およびコストを低減す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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
構築すべきトンネルの周方向において互いに隣接するセ
グメントの継手構造であって、前記互いに隣接するセグ
メントどうしのうち、一方のセグメントの接合端面に
は、前記トンネルの軸線方向に沿って延在する調芯凸部
が形成され、他方のセグメントの接合端面には、前記調
芯凸部に嵌合する調芯凹部が、前記軸線方向に沿って前
記調芯凸部よりも長く形成されていることを特徴として
いる。

【０００８】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、前記一方のセグメントに
形成された調芯凸部は、該一方のセグメントの接合端面
に前記トンネルの軸線方向に延在する溝が形成され、該
溝に、前記軸線方向に延在する調芯棒が取り付けられる
ことによって形成されていることを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセグメントの
継手構造の第一および第二の実施の形態について、図１
ないし図７を参照して説明する。

【００１０】［第一の実施の形態］図１に示すように、
プレキャストコンクリート製の各セグメント１には、そ
の四方に、該セグメント１を他のセグメント１とリング
間で接合するための接合端面２Ａ，２Ｂと、ピース間で
接合するための接合端面２Ｃ，２Ｄとが形成されてい
る。

【００１１】リング間の接合端面２Ａ，２Ｂのうち、切
羽側となる接合端面２Ａには、所定の位置に複数のイン
サート金具３が設置されており、坑口側となる接合端面
２Ｂには、継手板４が設けられてボルトボックス５が形
成されている。さらに、これら接合端面２Ａ，２Ｂに
は、それぞれ後述する調芯ピンを挿入するための円錐状
の調芯孔６が形成されている。

【００１２】同様に、ピース間の接合端面２Ｃ，２Ｄの
うち、一方の接合端面２Ｃには、インサート金具３が埋
設され、他方の接合端面２Ｄには、継手板７を有したボ
ルトボックス５が形成されている。

【００１３】図２（ａ）に示すように、接合端面２Ｄに
は、調芯凸部８が例えば２カ所に形成されている。各調
芯凸部８は、継手板７と一体に形成されており、例えば
断面視台形状で、構築すべきトンネルの延長方向（接合
端面２Ｄの長手方向）に所定長にわたって連続して形成
されている。また、図２（ｂ）に示すように、他方の接
合端面２Ｃには、前記調芯凸部８に対応した位置に、調
芯凸部８と同一の断面形状を有し、かつ調芯凸部８より
も所定長長く形成された調芯溝（調芯凹部）９が２カ所
に形成されている。

【００１４】図３に示すように、このようなセグメント
１，１をピース間で接合するには、一方のセグメント１
の接合端面２Ｄと、他方のセグメント１の接合端面２Ｃ
とを対向させ、調芯凸部８と調芯溝９とをはめ合わせ
る。これにより、双方のセグメント１，１がピース間で
芯合わせされるので、ボルト１０を、一方のセグメント
１のボルトボックス５の継手板７に形成されたボルト孔
７ａから、他方のセグメント１のインサート金具３にね
じ込むことによって、双方のセグメント１，１がピース
間で接合されることとなる。

【００１５】次に、このようなセグメント１を組み付け
る方法について説明する。図４において、セグメント１
Ａ，１Ａ，…は、既にリング状に組み付けの完了したも
のである。このようなセグメント１Ａ，１Ａ，…に、新
たにセグメント１Ｂを組み付けるに際しては、まず、組
付けの完了しているセグメント１Ａの接合端面２Ａの各
調芯孔６に調芯ピン１１を接着剤等で装着する。この調
芯ピン１１は、中心部からその両端部に向けてそれぞれ
径が漸次小さくなる円錐台状となっている。

【００１６】次いで、調芯ピン１１を装着したセグメン
ト１Ａに向けて、セグメント１Ｂを押し出し、セグメン
ト１Ａ側の調芯ピン１１に、セグメント１Ｂの接合端面
２Ｂに形成されている各調芯孔６をはめ込む。すると、
調芯ピン１１と調芯孔６とがそれぞれテーパ状となって
いるので、組み付けるセグメント１Ａがセグメント１Ｂ
に対して自動的に芯合わせされることとなる。

【００１７】続いて、セグメント１Ａの接合端面２Ａ
と、セグメント１Ｂの接合端面２Ｂとを当接させた状態
で、図示しないボルトを、セグメント１Ｂ側のボルトボ
ックス５の継手板４に形成されたボルト孔（図示なし）
からセグメント１Ａ側のインサート金具３にねじ込む。
これによって、リング状に組み立てられているセグメン
ト１Ａ，１Ａ，…に、セグメント１Ｂがリング間で接合
された状態となる。

【００１８】次に、図５に示すように、セグメント１Ｂ
に対して周方向に隣接する位置にセグメント１Ｃをピー
ス間で接合するには、セグメント１Ｃを、セグメント１
Ａの接合端面２Ａから所定寸法離間した位置、（セグメ
ント１Ｃの接合端面２Ｂが、セグメント１Ａの接合端面
２Ａに装着された調芯ピン１１に接触しない位置）まで
接近させる。そして、このセグメント１Ｃをトンネルの
周方向に移動させて、隣接するセグメント１Ｂに向けて
接近させる。すると、セグメント１Ｃに形成されている
調芯凸部８が、この調芯凸部８よりも所定長長く形成さ
れたセグメント１Ｂ側の調芯溝９にはまりこむ。このと
き、これらの調芯凸部８と調芯溝９は台形状をなしてい
るので、これによってセグメント１Ｃを、セグメント１
Ｂに対してトンネルの径方向に芯合わせすることがで
き、すなわちピース間の芯合わせをすることができる。

【００１９】この後は、調芯凸部８を調芯溝９にはめ込
んだままの状態で、セグメント１Ｃをセグメント１Ａ側
に向けて押し出す。すると、セグメント１Ｃは、接合端
面２Ｄの調芯凸部８がセグメント１Ｂの調芯溝９にガイ
ドされて、トンネル径方向の位置がずれることなく押し
出されるようになっている。そして、セグメント１Ａの
接合端面２Ａの調芯ピン１１に、セグメント１Ｃの接合
端面２Ｂに形成されている各調芯孔６をはめ込む。

【００２０】これにより、セグメント１Ｃは、調芯ピン
１１によってセグメント１Ａとリング間で、調芯凸部８
および調芯溝９によってセグメント１Ｂとピース間で、
それぞれ芯合わせされたことになるので、この後は、ボ
ルト１０を、セグメント１Ｃの各ボルトボックス５から
セグメント１Ａ，１Ｂ側のインサート金具３にねじ込む
ことによって、このセグメント１Ｃをセグメント１Ａ，
１Ｂに対してリング間・ピース間で接合することができ
る。

【００２１】しかる後には、上記作業を繰り返して、セ
グメント１を順次ピース間で接合していき、リング状に
組み立てていく。

【００２２】上述したセグメント１の継手構造では、ピ
ース間でセグメント１，１を接合するため、一方のセグ
メント１の接合端面２Ｄには調芯凸部８が形成され、他
方のセグメント１の接合端面２Ｃには調芯凸部８よりも
所定長長い調芯溝９が形成された構成となっている。こ
れにより、調芯凸部８と調芯溝９とをはめ合わせるのみ
でピース間でセグメント１の芯合わせを行うことができ
る。したがって、リング間だけでなくピース間において
もセグメント１の接合にインサート金具３を用いること
が可能となり、これによってボルト・ナットを用いる場
合に比較して埋めるべきボルトボックス５の数を半減す
ることができ、手間とコストを低減することができる。
しかも、調芯溝９が調芯凸部８よりも長く形成されてい
るので、セグメント１Ｃを組み付けるに際しては、周方
向に隣接するセグメント１Ｂの調芯溝９にセグメント１
Ｃの調芯凸部８をはめ込んだ後、このセグメント１Ｃを
セグメント１Ａに向けて押し出せば良く、これによって
セグメント１Ｃをピース間とリング間での芯合わせを一
度に行うことが可能となり、セグメント１の組立作業の
省力化，効率化を図ることができる。

【００２３】なお、上記第一の実施の形態において、調
芯凸部８，調芯溝９の断面形状や長さ、形成する数等に
ついては上記のものに限定するものではなく、芯合わせ
が容易かつ確実に行えるのであればよい。また、調芯凸
部８については、セグメント１の製作後に、接合端面２
Ｄに接着剤やボルト等を用いて取り付けることによって
設ける構成としてもよい。

【００２４】［第二の実施の形態］次に、本発明に係る
セグメントの継手構造の第二の実施の形態を示す。以下
の説明において、前記第一の実施の形態と共通する構成
については同符号を付し、その説明を省略する。

【００２５】図６に示すように、各セグメント２１は、
切羽側となるリング間の接合端面２２Ａに、インサート
金具３と調芯ピン１１を装着するための調芯孔６（図１
参照）とが形成され、坑口側となる接合端面２２Ｂにボ
ルトボックス５と調芯孔６とが形成された構成となって
いる。

【００２６】また、セグメント２１のピース間の接合端
面２２Ｃ，２２Ｄのうち、一方の接合端面２２Ｃには継
手板７を有したボルトボックス５が形成され、他方の接
合端面２２Ｄにはインサート金具３が埋設されている。

【００２７】そして、このセグメント２１のピース間の
接合端面２２Ｃ，２２Ｄには、それぞれ、トンネルの延
長方向に延在する断面視半円形の溝２３が形成されてい
る。

【００２８】図７に示すように、このようなセグメント
２１をピース間で接合するためには、一方のセグメント
２１Ａの接合端面２２Ｃの溝２３Ａに、所定長を有した
断面視円形の調芯棒２４を接着剤等で取り付けた後、他
方のセグメント２１Ｂの接合端面２２Ｄの溝（調芯凹
部）２３Ｂをこの調芯棒２４にはめればよい。これによ
って、セグメント２１Ａ，２１Ｂのピース間での芯合わ
せを行うことができる。なお、セグメント２１の組み付
け方法については、前記第一の実施の形態におけるセグ
メント１と同様に行えばよい。

【００２９】上述したセグメント２１の継手構造によっ
ても、前記第一の実施の形態と同様に、ピース間でセグ
メント２１の芯合わせを容易かつ確実に行うことがで
き、それによって、ピース間の接合にもインサート金具
３を用いることが可能となり、ボルトボックス５を埋め
る手間とコストを低減することができる。もちろん、セ
グメント２１のピース間とリング間での芯合わせを一度
に行うことも可能であり、セグメント２１の組立作業の
省力化と効率化を図ることができる。

【００３０】さらに、セグメント２１では、ピース間の
接合端面２２Ｃ，２２Ｄの双方に溝２３が形成され、こ
の溝２３に調芯棒２４を嵌める構成となっている。した
がって、セグメント２１の製作時には溝２３を設けるの
みでよく、調芯棒２４は後で装着すればよい。一般に、
セグメントの型枠を製作するに際しては、セグメントか
ら外方に突出した部材があると型枠の製作に余計な手間
がかかるのは周知の通りであるが、前記したように、上
記セグメント２１には溝２３のみを形成すればよいの
で、セグメント製作時のコスト上昇を抑えることができ
る。

【００３１】なお、上記実施の形態において、セグメン
ト１，２１の形状は、上記のものに限定するものではな
く、組み付け順序や位置等によって他の形状となるのは
当然のことである。そして、形状が上記のものと異なっ
ていても、同様の構成を適用することが可能であるのは
言うまでもない。

【００３２】また、セグメント１，２１の継手として、
ボルト１０とインサート金具３を用いる構成としたが、
接合作業の効率化を図るために、例えばワンタッチで接
合できる継手など、他のものを用いることも可能であ
る。

【００３３】

【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、トンネルの周方向におい
て互いに隣接するセグメントのうち、一方のセグメント
の接合端面にはトンネルの軸線方向に延在する調芯凸部
が形成され、他方のセグメントの接合端面には調芯凸部
に嵌合する調芯凹部が調芯凸部よりも長く形成された構
成となっている。これにより、一方のセグメントの調芯
凸部と他方のセグメントの調芯凹部とをはめ合わせれ
ば、セグメントのピース間の芯合わせを行うことができ
る。したがって、リング間だけでなくピース間のセグメ
ントの接合にもインサート金物を用いることが可能とな
り、ボルトボックスを埋める手間およびコストを削減す
ることができる。さらに、一方のセグメントの調芯凸部
よりも他方のセグメントの調芯凹部の方が長く形成され
ているので、セグメントの組み付けに際しては、一方の
セグメントの調芯凸部を他方のセグメントの調芯凹部に
はめた後、一方のセグメントを既にリング状に組立の完
了したセグメントに向けてスライドさせればよく、これ
によって、ピース間の芯合わせとリング間の芯合わせと
を一度に行うことが可能となり、セグメント組立作業の
省力化と効率化を図ることができる。

【００３４】請求項２に係るセグメントの継手構造によ
れば、一方のセグメントに形成された調芯凸部が、トン
ネルの軸線方向に延在するよう形成された溝に、前記軸
線方向に延在する調芯棒が取り付けられることによって
形成された構成となっている。これにより、セグメント
の製作時には外方に突出するものを形成することなく、
溝のみを形成すれば良く、セグメント型枠の製作コスト
の上昇を抑えることができる。

【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）前記セグ
メントを切羽側となる側から見た図、（ｂ）トンネル内
部となる側から見た図、（ｃ）坑口側となる側から見た
図である。

【図２】 前記セグメントのピース間の接合端面を示す
図であって、（ａ）一方の接合端面を示す図、（ｂ）他
方の接合端面を示す図である。

【図３】 同セグメントのピース間における接合構造を
示す断面図である。

【図４】 同セグメントをリング間で接合する方法を示
す図である。

【図５】 同セグメントをピース間で接合する方法を示
す図である。

【図６】 本発明に係るセグメントの継手構造を適用し
たセグメントの他の一例を示す図であって、（ａ）前記
セグメントのピース間の接合端面の一方を示す図、
（ｂ）他方を示す図である。

【図７】 同セグメントのピース間における接合構造を
示す断面図である。

【符号の説明】

１，２１ セグメント ８ 調芯凸部 ９ 調芯溝（調芯凹部） ２３Ｂ 溝（調芯凹部） ２４ 調芯棒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 構築すべきトンネルの周方向において互
   いに隣接するセグメントの継手構造であって、前記互い
   に隣接するセグメントどうしのうち、一方のセグメント
   の接合端面には、前記トンネルの軸線方向に沿って延在
   する調芯凸部が形成され、他方のセグメントの接合端面
   には、前記調芯凸部に嵌合する調芯凹部が、前記軸線方
   向に沿って前記調芯凸部よりも長く形成されていること
   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、前記一方のセグメントに形成された調芯凸部
   は、該一方のセグメントの接合端面に前記トンネルの軸
   線方向に延在する溝が形成され、該溝に、前記軸線方向
   に延在する調芯棒が取り付けられることによって形成さ
   れていることを特徴とするセグメントの継手構造。