JPH11229783A

JPH11229783A - セグメント継手構造

Info

Publication number: JPH11229783A
Application number: JP10050157A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kashima; 豊加島; Norio Kondo; 紀夫近藤; Tsutomu Tomizawa; 勉富沢; Kazuhiko Kanai; 和彦金井
Original assignee: Daiho Construction Co Ltd
Current assignee: Daiho Construction Co Ltd
Priority date: 1998-02-16
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1999-08-24
Anticipated expiration: 2018-02-16
Also published as: JP2945891B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セグメントピ−ス同士を接続する場合に、継
手板の埋め込みをなくし、既に組まれている筒状のセグ
メント覆工体に覆工体軸方向からジャッキ等によりセグ
メントピ−スを押し付けるだけで、締結具によりセグメ
ントピ−ス同士の接続が簡単に行え、二次覆工も必要な
く、外観品質も確保できるセグメント覆工体を構築でき
るセグメント継手構造を提供する。【解決手段】方形状の複数のセグメントピ−ス１の各
接続端面１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ同士を当接させた状態
でセグメント継手により継ぎ合わせることにより、筒状
のセグメント覆工体を形成するセグメント継手構造にお
いて、上記セグメント継手は、上記セグメントピ−ス１
の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂ，１ｄに覆工体軸方
向に平行に設けられた嵌合穴と、該隣接するセグメント
ピ−ス１同士の嵌合穴にそれぞれ嵌合され、当該セグメ
ントピ−ス同士を接続する締結具とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シールド機によ
り掘削された横坑や縦坑（立坑や構造物基礎の掘削坑
等）に筒状に構築される複数のセグメントピースの継手
構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地下鉄，道路用トンネルや上
下水道等を構築すべく、シールド機により地山を横坑や
縦坑を掘削し、このシールド機で掘進する毎に、このシ
ールド機の後部側で複数のセグメントピースを継ぎ手に
より筒状に継ぎ合わせるようにしている。

【０００３】このセグメント継手構造としては、各セグ
メントピースが長方形状で湾曲した形状を呈し、覆工体
軸方向において隣接するセグメントピ−ス同士を接続す
ると共に、覆工体周方向において隣接するセグメントピ
−ス同士を接続するようにしている。

【０００４】具体的には、例えばセグメントピ−スの各
接続端部に切欠穴を設け、ボルト穴を有する継手板を切
欠穴に固定し、各セグメントピ−スの接続端部に取り付
けられた継手板同士をそのボルト穴にボルトを入れ、ナ
ットで締結して隣り合うセグメントピ−スの接続端部を
接続する継手構造であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のセグメント継手構造は、セグメントピ−スの
接続端部に切欠穴を設け、ボルト穴を有する継手板を、
その切欠穴に固定する必要があるため、継手板の設置の
手間がかかり、セグメントピースの製作費がかさむとい
う原因となっていた。

【０００６】また、セグメント覆工体の組立は、セグメ
ントピ−スに取り付けられた継手板の位置決め、継手板
のボルト穴へのボルトの挿入、ボルトへのナットの締結
という手順が必要で、セグメントピ−スの接続にも手間
がかかるという問題があった。

【０００７】さらに、セグメント覆工体組立後に形成さ
れるトンネルの内面に継手板、ボルト、ナットが露出す
るため、継手板、ボルト、ナットが錆びる恐れがあり、
又、使用目的によっては平滑とする必要があることか
ら、二次覆工を施工する必要があり、そのために更に工
費がアップし、工期が延長し、二次覆工の厚さ分を見込
まなければならないためにセグメント覆工体断面の径を
拡大しなければならないという問題があった。

【０００８】そこで、この発明は、セグメントピ−ス同
士を接続する場合に、継手板の埋め込みをなくし、既に
組まれている筒状のセグメント覆工体に覆工体軸方向か
らジャッキ等によりセグメントピ−スを押し付けるだけ
で、締結具によりセグメントピ−ス同士の接続が簡単に
行え、二次覆工も必要なく、外観品質も確保できるセグ
メント覆工体を構築できるセグメント継手構造を提供す
ることを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、複数のセグメントピ−
スの各接続端面同士を当接させた状態でセグメント継手
により継ぎ合わせることにより、筒状のセグメント覆工
体を形成するセグメント継手構造において、上記セグメ
ント継手は、上記セグメントピ−スの覆工体周方向に沿
う接続端面に覆工体軸方向に平行に設けられた嵌合穴
と、該覆工体周方向に隣接するセグメントピ−ス同士の
嵌合穴にそれぞれ嵌合され、当該セグメントピ−ス同士
を接続する締結具とを有するセグメント継手構造とした
ことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、上記嵌合穴又は締結具の少なくとも一方
に締結変形材が設けられ、該締結具を上記嵌合穴に嵌合
させた状態で、該締結具と嵌合穴内壁との間に前記締結
変形材が介在して弾性変形可能に構成されていることを
特徴とする。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の構成に加え、上記締結具は、覆工体周方向にお
いて隣接するセグメントピ−ス同士を接続するためにコ
字状に形成されていることを特徴とする。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項１又は２
に記載の構成に加え、上記締結具は、両端に締結脚を有
するコ字状の締結具本体と、締結具本体から上記締結脚
に対して反対方向に延出する締結棒とを有し、上記各締
結脚は、覆工体周方向において隣接するセグメントピ−
ス同士の嵌合孔にそれぞれ嵌合され、又、前記締結棒
は、覆工体軸方向において隣接するセグメントピースの
嵌合孔に嵌合されるように設定されていることを特徴と
する。

【００１３】請求項５に記載の発明は、複数のセグメン
トピ−スの各接続端面同士を当接させた状態でセグメン
ト継手により継ぎ合わせることにより、筒状のセグメン
ト覆工体を形成するセグメント継手構造において、上記
セグメント継手は、上記セグメントピ−スの覆工体周方
向に沿う接続端面に覆工体軸方向に平行に設けられた嵌
合穴と、該覆工体軸方向に隣接するセグメントピ−ス同
士の嵌合穴にそれぞれ嵌合され、当該セグメントピ−ス
同士を接続する略直線状の締結具と、上記嵌合穴又は締
結具の少なくとも一方に設けられ、該締結具を上記嵌合
穴に嵌合させた状態で、該締結具と嵌合穴内壁との間に
介在する弾性変形可能な締結変形材とを有し、前記締結
具は、全長に渡って同じ太さ、又は、端部側が中間部側
より太くなるように設定されているセグメント継手構造
としたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて説明する。

【００１５】［発明の実施の形態１］図１は本発明の実
施形態１に係るセグメント継手構造のセグメントピ−ス
の斜視図、図２は同セグメント継手構造の締結部を示す
部分平面図と断面図、図３は同セグメント継手構造の締
結部の変形例を示す部分平面図、図４は同セグメント継
手構造の別の締結部を示す部分平面図と断面図、図５は
同セグメント継手構造の別の締結部の変形例を示す部分
平面図、図６は同セグメント継手構造の締結具を示す平
面図と正面図、図７は同セグメント継手構造の別の締結
具を示す平面図と正面図、図８は同セグメント継手構造
の締結具の各種脚部を示す正面図、図９は同セグメント
継手構造を示す断面図、図１０は同セグメント継手構造
を用いて組み立てられたセグメント覆工体を示す斜視図
である。

【００１６】図において、符号１は、長方形状（方形
状）で、湾曲した形状を呈するセグメントピースで、こ
の複数のセグメントピース１同士を、後述するセグメン
ト継手により継ぎ合わせることにより、図１０に示すよ
うに、筒状のセグメント覆工体３４が構築されるように
なっている。

【００１７】このセグメントピース１には、覆工体軸方
向に沿う接続端面１ａ及び、覆工体周方向に沿う接続端
面１ｂにそれぞれ位置決め連結用ほぞ２が形成される一
方、覆工体軸方向に沿う接続端面１ａと反対側の接続端
面１ｃ及び、覆工体周方向に沿う接続端面１ｂと反端側
の接続端面１ｄに前記位置決め連結用ほぞ２と嵌合され
る嵌合凹所が図示は省略されているが形成されている。
また、このセグメントピース１には、覆工体周方向に沿
う接続端面１ｂ，１ｄの各端部寄り及び中央にそれぞれ
「嵌合孔」としての締結外孔４が覆工体軸方向と平行に
箱抜きにて形成されると共に、これら締結外孔４に連通
する締結具溝５が形成されている。そして、それら締結
外孔４内には、それぞれ例えば弾性を有する硬質ゴムの
締結変形材６が嵌入され、この締結変形材６の中央に締
結内孔７が形成されている。また、セグメントピース１
の各接続端面１ａ，１ｂには、前記連結用ほぞ２や締結
外孔４等より外表面寄りに、図示省略のゴムのシール材
が埋め込まれるシール溝８が形成されている。

【００１８】そして、それらセグメントピース１を各接
続端面１ａ，１ｂ同士を当接させた状態で連結する締結
具１０が設けられている（図６参照）。

【００１９】この実施の形態１に用いられるセグメント
継手は、締結外孔４、締結変形材６及び締結具１０で構
成されている。

【００２０】この締結具１０は、両端に締結脚１１ａを
有するコ字状の締結具本体１１と、締結具本体１１の中
央から締結脚１１ａと反対方向に延出する締結棒１２と
で構成されている。符号１３は締結具本体１１のセグメ
ントピース１と直接接触する本体部分に取り付けられた
ゴム状のパッキンである。

【００２１】なお、締結外孔４は、図２に示すように円
形形状に箱抜きしてあるが、矩形でも多角形でもよい。

【００２２】また、前記締結変形材６は、弾性を有する
硬質ゴムで形成されているが、それ以外に硬質プラスチ
ック、硬質塩化ビニ−ル、ガスケット、木材、鉛、アル
ミニウム等の硬質かつ適度な弾性があればよい。

【００２３】さらに、締結変形材６の締結内孔７の形状
は、図２の（ａ）に示すように円形をしているが、図３
に示すように、締結具１０の締結脚１１ａが圧入された
とき、締結変形材６の凸部が変形して、締結脚１１ａに
食い付き易いように凹凸をつけた形状でもよい。また、
図４や図５に示すように締結変形材６の外側や内部に空
隙ｃを設けてもよい。

【００２４】さらにまた、締結外孔４及び締結変形材６
の側面からみた形状は、図３の（ｂ）に示すように深さ
方向に一様でもよいし、図４の（ｂ）に示すように、締
結外孔４の底部側に向かうに従って厚肉Ｈにすることも
できる。このように底部側を厚肉Ｈにすれば、締結変形
材６が、外側への引き抜きに対して外れ難い。また、締
結変形材６はセグメントピース１製作のコンクリ−ト打
設時に、箱抜き材を兼ねて予めセットしておく方がより
好ましい。

【００２５】さらに、締結具１０の締結具本体１１、そ
の締結脚１１ａ及び締結棒１２はいずれも図６に示すよ
うに、円形にしているが、図７に示すように八角形にし
ても、四角、六角等の多角形にしてもよい。また、締結
具１０は、鋼、鋳鉄、ステンレス鋼、炭素繊維を固結成
型したもの等で形成されている。さらに、締結具１０の
締結脚１１ａは、図８の（ａ）に示すように裾広がり
や、（ｂ）に示すように返しをつける等、締結内孔７に
圧入された後に引き抜きの起きにくい形状とした方がよ
り好適である。

【００２６】次に、セグメントピース１同士を締結具１
０を用いて接続する場合について説明する。

【００２７】まず、５つのセグメントピース１を、覆工
体軸方向に沿う接続端面１ａに設けられた位置決め連結
用ほぞ２と嵌合凹所とを嵌合させて位置決めして継ぎ合
わせ、リング状に連結する。

【００２８】そして、これら隣接するセグメントピース
１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂの各端部寄りの隣
接する２つの締結変形部材６の締結内孔７に締結具１０
の締結具本体１１の締結脚１１ａをそれぞれ圧入し、締
結具本体１１を締結具溝５に埋めることにより、２つの
セグメントピース１の覆工体軸方向に沿う接続端部１
ａ，１ｃが締結具１０によって接続される。このとき、
締結具１０の締結具本体１１には、パッキング材１３が
取り付けられているから、締結具本体１１がセグメント
ピース１に直接当接せず、弾性を有すパッキング材１３
を介して当接するため、コンクリート製のセグメントピ
ース１が破損することはない。

【００２９】しかる後に、このように２つのセグメント
ピース１を接続した締結具１０の締結棒１２に、覆工体
軸方向に隣接する別のセグメントピース１の覆工体周方
向に沿う接続端面１ｄの中央に設けられた締結変形材６
の締結内孔７を圧入することにより、接続された２つの
セグメントピース１に締結具１０によって別のセグメン
トピース１が千鳥状に接続される。このとき、締結具１
０の締結具本体１１にパッキング材１３が取り付けられ
ているから、上記と同様に、締結具本体１１が別のセグ
メントピース１に直接当接せず、パッキング材１３を介
して当接するため、別のセグメントピース１が破損する
ことはない。

【００３０】また、セグメントピース１の覆工体周方向
に沿う掘進方向側の接続端面１ｂの中央に設けられた締
結変形材６の締結内孔７に、締結具１０の締結棒１２を
圧入した後、この締結具１０の掘進方向側に突出する一
対の締結脚１１ａに、覆工体軸方向で掘進方向側に隣接
する一対のセグメントピース１の接続端面１ｄ両端寄り
の締結内孔７を圧入する。

【００３１】このように、各セグメントピース１の締結
内孔７に締結具１０の締結脚１１ａ及び締結棒１２を覆
工体軸方向からそれぞれ圧入するだけで、覆工体周方向
に隣接するセグメントピース１同士を極めて簡単に接続
できると共に、この実施の形態１の締結具１０のように
一対の締結脚１１ａの他に締結棒１２を形成することに
より、覆工体軸方向に隣接するセグメントピース１の接
続も行うことができる。

【００３２】しかも、各セグメントピース１には、締結
外孔４等を形成するだけで良く、従来のように継手板の
配設等が必要ないため、セグメントピース１の製作も従
来と比較して容易にできる。

【００３３】また、締結具１０は、各セグメントピース
１の互いに当接される接続端面１ｂ，１ｄの間に配置さ
れて、これら各セグメントピース１が接続されたとき、
締結具１０は外部に露出することはないから、外観品質
が向上すると共に、二次覆工が不要となるため、従来の
二次覆工を行っていたものと比較すると、セグメント覆
工体３４内に同じ径のトンネルを形成しようとしたとき
に、この実施の形態１の方が、セグメント覆工体３４の
径を小さくでき、ひいては後述するシールド機により掘
削される孔の径が小さくて済む。従って、工費の削減を
図ることが出来ると同時に工期も短縮できる。

【００３４】上記の実施の形態１では、締結具１０とし
て両端に連結脚１１ａを有するコ字状の締結具本体１１
と、締結具本体１１の中央から連結脚１１ａと反対方向
に延出する連結棒１２とで構成されている例を示した
が、両端に連結脚１１ａを有するコ字状の締結具本体１
１からなるコ字状の締結具を用いた場合は、覆工体周方
向に隣接するセグメントピース１同士のみを接続するこ
とができる。

【００３５】［発明の実施の形態２］図１１は、本発明
の実施形態２に係るセグメント継手構造の各種締結具を
示す斜視図である。

【００３６】この実施の形態２の締結具２０は、図１１
の（ａ）に示すように直線状（棒状）の締結具本体２１
と、その締結具本体２１の中央部に一体に設けられた環
状の位置決め用リング２２とで構成されるものである。
そして、その締結具本体２１は、端部側が中間部側より
太くなるように設定されている。

【００３７】この実施の形態２の締結具２０は、セグメ
ントピース１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂ，１ｄ
の端部寄りに設けられる２つの締結外孔４の間隔が広
く、２つのセグメントピース１の接続強度が十分でない
場合等に、接続端面１ｂ，１ｄの両端部の間に用いられ
るものである。

【００３８】この実施の形態２では、一方のセグメント
ピース１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂに設けられ
た締結外孔４内の締結変形材６の締結内孔７に、締結具
２０の締結具本体２１の一方の端部を圧入する。このと
き、締結具本体２１の一方の端部の圧入の程度は位置決
め用リング２２によって位置決めされる。

【００３９】こうして一方のセグメントピース１に取り
付けられた締結具２０の締結具本体２１の他方の端部
に、接続すべき他方のセグメントピース１の覆工体周方
向に沿う接続端面１ｄに設けられた締結内孔７を圧入す
ることにより、覆工体軸方向に隣接するセグメントピー
ス１同士が締結具２０によって接続される。

【００４０】上述したように、隣接するセグメントピー
ス１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂ，１ｄの両端部
の間の中間部分が締結具２０によって接続されることに
より、隣接するセグメントピース１の接続強度が補強さ
れる。

【００４１】なお、この実施の形態の締結具２０は棒状
の締結具本体２１の中央部に環状の位置決め用リング２
２を一体に設けて構成されているが、図１１の（ｂ）に
示すように棒状の締結具本体２１と環状の位置決め用リ
ング２２と別体に形成し、使用時に締結具本体２１に環
状の位置決め用リング２２を嵌合固定して使用するよう
にしてもよい。この場合には、締結具本体２１は全長に
渡って同じ太さに形成されている。

【００４２】また、この実施の形態の締結具２０の棒状
の締結具本体２１の断面形状は丸棒状の他、角棒状、多
角形棒状等でもよい。

【００４３】このように締結具本体２１を全長に渡って
同じ太さ、又は、端部側が中間部側より太くなるように
設定し、端部側を先細り形状としていないため、締結変
形材６の締結内孔７に締結具本体２１を圧入することに
より、締結具本体２１を抜け難くすることができる。

【００４４】他の構成及び作用は実施の形態１と同様で
ある。

【００４５】［発明の実施の形態３］この実施の形態３
は、図示は省略するが、実施の形態１と比較すると、実
施の形態１では締結具１０が両端に締結脚１１ａを有す
るコ字状の締結具本体１１と、締結具本体１１の中央か
ら締結脚１１ａと反対方向に１本延出する締結棒１２と
で構成されているが、その締結棒１２を一定間隔を置い
て複数本（例えば２本）形成している。

【００４６】このように締結棒を２本とすることによ
り、２本の締結脚と合わせることで、かかる締結具によ
り、覆工体周方向において隣接するセグメントピース同
士を接続すると共に、その接続された各セグメントピー
スに対して覆工体軸方向において隣接する別のセグメン
トピースを覆工体軸方向にそれぞれ接続し、一つの締結
具で、４つのセグメントピースを接続するものである。

【００４７】その４つのセグメントピースの接続は、ま
ず覆工体周方向に隣接する２つのセグメントピースの覆
工体周方向に沿う接続端面の各端部寄りの隣接する２つ
の締結外孔内の締結変形材の締結内孔に締結具の２つの
締結脚をそれぞれ圧入して、これら２つのセグメントピ
ースを接続する。

【００４８】次に、これら接続された２つのセグメント
ピースに取り付けられた締結具の残り２つの締結棒に、
覆工体軸方向において隣接する別の２つのセグメントピ
ースの覆工体周方向に沿う接続端面の各端部寄りの隣接
する２つの締結外孔内の締結変形材の締結内孔を圧入
し、この別の２つのセグメントピースを覆工体軸方向に
おいて接続する。

【００４９】他の作用、効果は実施の形態１と同様であ
る。

【００５０】ここで、上記各実施の形態におけるセグメ
ント覆工体３４は、図１３に示すように組み立てられ
る。

【００５１】すなわち、図はシ−ルド機３０の後部側を
示しており、このシールド機３０の外殻３３の内側に複
数のシ−ルドジャッキ３１が取り付けられ、このシール
ドジャッキ３１には、各セグメントピース１を後方に向
けて押圧するスプレッダー３２が設けられ、更に、この
後方には、外殻３３の後端部側の内面に、セグメント覆
工体３４外周面との間をシールするテ−ルシ−ル３５が
配設されている。

【００５２】そのスプレッダー３２には、例えば、実施
の形態１のセグメントピ−ス１に取り付けられた締結具
１０の締結棒１２が挿入可能な回避孔３２ａが形成され
ており、このスプレッダー３２でセグメントピ−ス１を
後方に押圧する場合に、その回避孔３２ａに締結棒１２
が挿入され、押圧に支障を来さないようにしている。

【００５３】シールド機３０は、セグメントピース１を
シールドジャッキ３１で後方に押圧することにより、締
結具１０を介して各セグメントピース１同士を接続する
と共に、その押圧力の反力にて前部側の掘削部で切羽を
掘削して横坑や縦坑等を構築しながら掘進し、所定距離
掘進したら、スプレッダー３２を前進させて、既に組み
立てられているセグメント覆工体３４の前に次のセグメ
ントピース１を配置し、その後、上記と同様にスプレッ
ダー３２で当該セグメントピース１を押圧して締結具１
０を介して接続するようにしている。

【００５４】なお、上記各実施の形態では、締結変形材
６がセグメントピース１の締結外孔４内に配置するよう
にしているが、これに限らず、図１４に示すように、締
結具１０の締結脚１１ａに締結変形材６を予め取り付け
ておき、これをセグメントピース１の締結外孔４内に圧
入することもできる。この締結脚１１ａにはフック部１
１ｄを形成し、このフック部１１ｄにより締結変形材６
が抜けないようにして、この状態で、セグメントピース
１の締結外孔４内に圧入するようにしている。

【００５５】また、図１５に示すように、一対の締結脚
１１ａを有するコ字状の締結具１０を例えば２つ用いて
周方向に隣接するセグメントピース１を連結することも
できる。さらに、図１６に示すように、コ字状の一対の
締結具１０を連結棒５０で連結したものでも良く、又、
図１７に示すように、コ字状の一対の締結具１０をＸ字
状に連結したものでも良い。このように図１５乃至図１
７に示すものを使用すれば、隣接するセグメントピース
１の連結強度を向上させることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１に記
載の発明によれば、セグメントピースの覆工体周方向に
沿う接続端面に、覆工体軸方向に平行に嵌合穴を形成
し、これらの嵌合穴に締結具を嵌合させることで隣接す
るセグメントピース同士を接続するようにしたので、セ
グメントピースの接続はセグメントピースに対する締結
具の嵌合作業とセグメントピースの覆工体軸方向への押
し付け作業だけで済み、手間をかけずに簡単に行うこと
ができる。

【００５７】しかも、各セグメントピースには、嵌合穴
を形成するだけで良く、従来のように継手板の配設等が
必要ないため、セグメントピースの製作も従来と比較し
て容易にできる。

【００５８】また、締結具は、各セグメントピースの互
いに当接される接続端面の間に配置されて、これら各セ
グメントピースが接続されたとき、締結具は外部に露出
することはないから、外観品質が向上すると共に、二次
覆工が不要となるため、従来の二次覆工を行っていたも
のと比較すると、セグメント覆工体内に同じ径のトンネ
ルを形成しようとしたときに、この発明の方が、セグメ
ント覆工体の径を小さくでき、ひいては後述するシール
ド機により掘削される孔の径が小さくて済む。従って、
工費の削減を図ることが出来ると同時に工期も短縮でき
る。

【００５９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、上記嵌合穴に締結具との間に締結変形材
が介在しているので、締結具に対する嵌合穴との嵌合強
度が高まり、締結具による２つのセグメントピースの接
続強度が向上するという効果を有する。

【００６０】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の効果に加え、上記締結具は覆工体周方向
に隣接するセグメントピ−スを接続するためにコ字状に
形成されているので、覆工体周方向において隣接するセ
グメントピ−スを１つの締結具で手間をかけずに簡単に
接続することができるという効果を有する。

【００６１】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の効果に加え、上記締結具は両端に締結脚
を有するコ字状の締結具本体と、締結具本体から締結脚
と反対方向に延出する締結棒とからなるので、覆工体周
方向に隣接するセグメントピ−スとこれらセグメントピ
−スに対して覆工体軸方向に隣接するセグメントピ−ス
とを、１つの締結具で手間をかけずに簡単に接続するこ
とができるという効果を有する。

【００６２】請求項５に記載の発明によれば、覆工体軸
方向に隣接するセグメントピ−スを、この発明の締結具
で手間をかけずに簡単に接続することができ、しかも、
締結具を全長に渡って同じ太さ、又は、端部側が中間部
側より太くなるように設定し、端部側を先細り形状とし
ていないため、締結変形材を介して締結具をセグメント
ピースに圧入した状態での圧入強度を向上させることが
できる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１に係るセグメント継手構造
のセグメントピ−スの斜視図である。

【図２】同セグメント継手構造の締結部を示す部分平面
図と断面図である。

【図３】同セグメント継手構造の締結部の変形例を示す
部分平面図である。

【図４】同セグメント継手構造の別の締結部を示す部分
平面図と断面図である。

【図５】同セグメント継手構造の別の締結部の変形例を
示す部分平面図である。

【図６】同セグメント継手構造の締結具を示す平面図と
正面図である。

【図７】同セグメント継手構造の別の締結具を示す平面
図と正面図である。

【図８】同セグメント継手構造の締結具の各種脚部を示
す正面図である。

【図９】同セグメント継手構造を示す断面図である。

【図１０】同セグメント継手構造を用いて組み立てられ
たセグメント覆工体を示す斜視図である。

【図１１】本発明の実施形態２に係るセグメント継手構
造の各種締結具を示す斜視図である。

【図１２】同セグメント継手構造を示す断面図である。

【図１３】シ−ルドマシンによりセグメント覆工体が組
み立てられる状態を示す説明図である。

【図１４】締結具と締結変形材とを示す正面図である。

【図１５】同２つの締結具を使ってセグメントピースを
連結した状態を示す図である。

【図１６】締結具の他の例を示す平面図である。

【図１７】締結具の更に他の例を示す平面図である。

【符号の説明】１セグメントピ−ス４締結外孔（嵌合孔）６締結変形材１０締結具１１ａ締結脚１２締結棒３４セグメント覆工体

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】セグメント継手構造

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【０００２】

【０００５】

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる課題を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、複数のセグメントピ−
スの各接続端面同士を当接させた状態でセグメント継手
により継ぎ合わせることにより、筒状のセグメント覆工
体を形成するセグメント継手構造において、上記セグメ
ント継手は、上記セグメントピ−スの覆工体周方向に沿
う接続端面に覆工体軸方向に平行に設けられた嵌合穴
と、該覆工体周方向に隣接するセグメントピ−ス同士の
嵌合穴にそれぞれ嵌合され、当該セグメントピ−ス同士
を接続する締結具とを有し、上記締結具は、両端に締結
脚を有するコ字状の締結具本体と、締結具本体から上記
締結脚に対して反対方向に延出する１本の締結棒とを有
し、上記各締結脚は、覆工体周方向において隣接するセ
グメントピ−ス同士の嵌合孔にそれぞれ嵌合され、又、
前記締結棒は、覆工体軸方向において隣接するセグメン
トピースの嵌合孔に嵌合されるように設定されているセ
グメント継手構造としたことを特徴とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の構成に加え、上記嵌合穴に略筒状で弾性変形可能な締
結変形材が設けられ、該締結具の締結脚及び締結棒を前
記締結変形材の締結内孔に圧入嵌合させることにより、
該締結変形材が圧縮されるように弾性変形されて、該締
結具の締結脚及び締結棒と嵌合穴内壁との間に前記締結
変形材が圧縮状態で介在するようにしたことを特徴とす
る。

【００１１】請求項３に記載の発明は、複数のセグメン
トピ−スの各接続端面同士を当接させた状態でセグメン
ト継手により継ぎ合わせることにより、筒状のセグメン
ト覆工体を形成するセグメント継手構造において、上記
セグメント継手は、上記セグメントピ−スの覆工体周方
向に沿う接続端面に覆工体軸方向に平行に設けられた嵌
合穴と、該嵌合穴に設けられた略筒状で弾性変形可能な
締結変形材と、該覆工体軸方向に隣接するセグメントピ
−ス同士の嵌合穴内の上記締結変形材にそれぞれ圧入嵌
合され、当該セグメントピ−ス同士を接続する略直線状
の締結具とを有し、前記締結具は、棒状の締結具本体に
位置決めリングが設けられ、該締結具本体を前記締結変
形材の締結内孔に圧入嵌合させることにより、該締結変
形材が圧縮されるように弾性変形されて、該締結具本体
と嵌合穴内壁との間に前記締結変形材が圧縮状態で介在
するようにしたセグメント継手構造としたことを特徴と
する。

【００１２】

【００１３】［発明の実施の形態１］図１は本発明の実
施形態１に係るセグメント継手構造のセグメントピ−ス
の斜視図、図２は同セグメント継手構造の締結部を示す
部分平面図と断面図、図３は同セグメント継手構造の締
結部の変形例を示す部分平面図、図４は同セグメント継
手構造の別の締結部を示す部分平面図と断面図、図５は
同セグメント継手構造の別の締結部の変形例を示す部分
平面図、図６は同セグメント継手構造の締結具を示す平
面図と正面図、図７は同セグメント継手構造の別の締結
具を示す平面図と正面図、図８は同セグメント継手構造
の締結具の各種脚部を示す正面図、図９は同セグメント
継手構造を示す断面図、図１０は同セグメント継手構造
を用いて組み立てられたセグメント覆工体を示す斜視図
である。

【００１４】図において、符号１は、長方形状（方形
状）で、湾曲した形状を呈するセグメントピースで、こ
の複数のセグメントピース１同士を、後述するセグメン
ト継手により継ぎ合わせることにより、図１０に示すよ
うに、筒状のセグメント覆工体３４が構築されるように
なっている。

【００１５】このセグメントピース１には、覆工体軸方
向に沿う接続端面１ａ及び、覆工体周方向に沿う接続端
面１ｂにそれぞれ位置決め連結用ほぞ２が形成される一
方、覆工体軸方向に沿う接続端面１ａと反対側の接続端
面１ｃ及び、覆工体周方向に沿う接続端面１ｂと反端側
の接続端面１ｄに前記位置決め連結用ほぞ２と嵌合され
る嵌合凹所が図示は省略されているが形成されている。
また、このセグメントピース１には、覆工体周方向に沿
う接続端面１ｂ，１ｄの各端部寄り及び中央にそれぞれ
「嵌合孔」としての締結外孔４が覆工体軸方向と平行に
箱抜きにて形成されると共に、これら締結外孔４に連通
する締結具溝５が形成されている。そして、それら締結
外孔４内には、それぞれ例えば弾性を有する硬質ゴムの
締結変形材６が嵌入され、この締結変形材６の中央に締
結内孔７が形成されている。また、セグメントピース１
の各接続端面１ａ，１ｂには、前記連結用ほぞ２や締結
外孔４等より外表面寄りに、図示省略のゴムのシール材
が埋め込まれるシール溝８が形成されている。

【００１６】そして、それらセグメントピース１を各接
続端面１ａ，１ｂ同士を当接させた状態で連結する締結
具１０が設けられている（図６参照）。

【００１７】この実施の形態１に用いられるセグメント
継手は、締結外孔４、締結変形材６及び締結具１０で構
成されている。

【００１８】この締結具１０は、両端に締結脚１１ａを
有するコ字状の締結具本体１１と、締結具本体１１の中
央から締結脚１１ａと反対方向に延出する締結棒１２と
で構成されている。符号１３は締結具本体１１のセグメ
ントピース１と直接接触する本体部分に取り付けられた
ゴム状のパッキンである。

【００１９】なお、締結外孔４は、図２に示すように円
形形状に箱抜きしてあるが、矩形でも多角形でもよい。

【００２０】また、前記締結変形材６は、弾性を有する
硬質ゴムで形成されているが、それ以外に硬質プラスチ
ック、硬質塩化ビニ−ル、ガスケット、木材、鉛、アル
ミニウム等の硬質かつ適度な弾性があればよい。

【００２１】さらに、締結変形材６の締結内孔７の形状
は、図２の（ａ）に示すように円形をしているが、図３
に示すように、締結具１０の締結脚１１ａが圧入された
とき、締結変形材６の凸部が変形して、締結脚１１ａに
食い付き易いように凹凸をつけた形状でもよい。また、
図４や図５に示すように締結変形材６の外側や内部に空
隙ｃを設けてもよい。

【００２２】さらにまた、締結外孔４及び締結変形材６
の側面からみた形状は、図３の（ｂ）に示すように深さ
方向に一様でもよいし、図４の（ｂ）に示すように、締
結外孔４の底部側に向かうに従って厚肉Ｈにすることも
できる。このように底部側を厚肉Ｈにすれば、締結変形
材６が、外側への引き抜きに対して外れ難い。また、締
結変形材６はセグメントピース１製作のコンクリ−ト打
設時に、箱抜き材を兼ねて予めセットしておく方がより
好ましい。

【００２３】さらに、締結具１０の締結具本体１１、そ
の締結脚１１ａ及び締結棒１２はいずれも図６に示すよ
うに、円形にしているが、図７に示すように八角形にし
ても、四角、六角等の多角形にしてもよい。また、締結
具１０は、鋼、鋳鉄、ステンレス鋼、炭素繊維を固結成
型したもの等で形成されている。さらに、締結具１０の
締結脚１１ａは、図８の（ａ）に示すように裾広がり
や、（ｂ）に示すように返しをつける等、締結内孔７に
圧入された後に引き抜きの起きにくい形状とした方がよ
り好適である。

【００２４】次に、セグメントピース１同士を締結具１
０を用いて接続する場合について説明する。

【００２５】まず、５つのセグメントピース１を、覆工
体軸方向に沿う接続端面１ａに設けられた位置決め連結
用ほぞ２と嵌合凹所とを嵌合させて位置決めして継ぎ合
わせ、リング状に連結する。

【００２６】そして、これら隣接するセグメントピース
１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂの各端部寄りの隣
接する２つの締結変形部材６の締結内孔７に締結具１０
の締結具本体１１の締結脚１１ａをそれぞれ圧入し、締
結具本体１１を締結具溝５に埋めることにより、２つの
セグメントピース１の覆工体軸方向に沿う接続端部１
ａ，１ｃが締結具１０によって接続される。このとき、
締結具１０の締結具本体１１には、パッキング材１３が
取り付けられているから、締結具本体１１がセグメント
ピース１に直接当接せず、弾性を有すパッキング材１３
を介して当接するため、コンクリート製のセグメントピ
ース１が破損することはない。

【００２７】しかる後に、このように２つのセグメント
ピース１を接続した締結具１０の締結棒１２に、覆工体
軸方向に隣接する別のセグメントピース１の覆工体周方
向に沿う接続端面１ｄの中央に設けられた締結変形材６
の締結内孔７を圧入することにより、接続された２つの
セグメントピース１に締結具１０によって別のセグメン
トピース１が千鳥状に接続される。このとき、締結具１
０の締結具本体１１にパッキング材１３が取り付けられ
ているから、上記と同様に、締結具本体１１が別のセグ
メントピース１に直接当接せず、パッキング材１３を介
して当接するため、別のセグメントピース１が破損する
ことはない。

【００２８】また、セグメントピース１の覆工体周方向
に沿う掘進方向側の接続端面１ｂの中央に設けられた締
結変形材６の締結内孔７に、締結具１０の締結棒１２を
圧入した後、この締結具１０の掘進方向側に突出する一
対の締結脚１１ａに、覆工体軸方向で掘進方向側に隣接
する一対のセグメントピース１の接続端面１ｄ両端寄り
の締結内孔７を圧入する。

【００２９】このように、各セグメントピース１の締結
内孔７に締結具１０の締結脚１１ａ及び締結棒１２を覆
工体軸方向からそれぞれ圧入するだけで、覆工体周方向
に隣接するセグメントピース１同士を極めて簡単に接続
できると共に、この実施の形態１の締結具１０のように
一対の締結脚１１ａの他に締結棒１２を形成することに
より、覆工体軸方向に隣接するセグメントピース１の接
続も行うことができる。

【００３０】しかも、各セグメントピース１には、締結
外孔４等を形成するだけで良く、従来のように継手板の
配設等が必要ないため、セグメントピース１の製作も従
来と比較して容易にできる。

【００３１】また、締結具１０は、各セグメントピース
１の互いに当接される接続端面１ｂ，１ｄの間に配置さ
れて、これら各セグメントピース１が接続されたとき、
締結具１０は外部に露出することはないから、外観品質
が向上すると共に、二次覆工が不要となるため、従来の
二次覆工を行っていたものと比較すると、セグメント覆
工体３４内に同じ径のトンネルを形成しようとしたとき
に、この実施の形態１の方が、セグメント覆工体３４の
径を小さくでき、ひいては後述するシールド機により掘
削される孔の径が小さくて済む。従って、工費の削減を
図ることが出来ると同時に工期も短縮できる。

【００３２】上記の実施の形態１では、締結具１０とし
て両端に連結脚１１ａを有するコ字状の締結具本体１１
と、締結具本体１１の中央から連結脚１１ａと反対方向
に延出する連結棒１２とで構成されている例を示した
が、両端に連結脚１１ａを有するコ字状の締結具本体１
１からなるコ字状の締結具を用いた場合は、覆工体周方
向に隣接するセグメントピース１同士のみを接続するこ
とができる。

【００３３】［発明の実施の形態２］図１１は、本発明
の実施形態２に係るセグメント継手構造の各種締結具を
示す斜視図である。

【００３４】この実施の形態２の締結具２０は、図１１
の（ａ）に示すように直線状（棒状）の締結具本体２１
と、その締結具本体２１の中央部に一体に設けられた環
状の位置決め用リング２２とで構成されるものである。
そして、その締結具本体２１は、端部側が中間部側より
太くなるように設定されている。

【００３５】この実施の形態２の締結具２０は、セグメ
ントピース１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂ，１ｄ
の端部寄りに設けられる２つの締結外孔４の間隔が広
く、２つのセグメントピース１の接続強度が十分でない
場合等に、接続端面１ｂ，１ｄの両端部の間に用いられ
るものである。

【００３６】この実施の形態２では、一方のセグメント
ピース１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂに設けられ
た締結外孔４内の締結変形材６の締結内孔７に、締結具
２０の締結具本体２１の一方の端部を圧入する。このと
き、締結具本体２１の一方の端部の圧入の程度は位置決
め用リング２２によって位置決めされる。

【００３７】こうして一方のセグメントピース１に取り
付けられた締結具２０の締結具本体２１の他方の端部
に、接続すべき他方のセグメントピース１の覆工体周方
向に沿う接続端面１ｄに設けられた締結内孔７を圧入す
ることにより、覆工体軸方向に隣接するセグメントピー
ス１同士が締結具２０によって接続される。

【００３８】上述したように、隣接するセグメントピー
ス１の覆工体周方向に沿う接続端面１ｂ，１ｄの両端部
の間の中間部分が締結具２０によって接続されることに
より、隣接するセグメントピース１の接続強度が補強さ
れる。

【００３９】なお、この実施の形態の締結具２０は棒状
の締結具本体２１の中央部に環状の位置決め用リング２
２を一体に設けて構成されているが、図１１の（ｂ）に
示すように棒状の締結具本体２１と環状の位置決め用リ
ング２２と別体に形成し、使用時に締結具本体２１に環
状の位置決め用リング２２を嵌合固定して使用するよう
にしてもよい。この場合には、締結具本体２１は全長に
渡って同じ太さに形成されている。

【００４０】また、この実施の形態の締結具２０の棒状
の締結具本体２１の断面形状は丸棒状の他、角棒状、多
角形棒状等でもよい。

【００４１】このように締結具本体２１を全長に渡って
同じ太さ、又は、端部側が中間部側より太くなるように
設定し、端部側を先細り形状としていないため、締結変
形材６の締結内孔７に締結具本体２１を圧入することに
より、締結具本体２１を抜け難くすることができる。

【００４２】他の構成及び作用は実施の形態１と同様で
ある。

【００４３】ここで、上記各実施の形態におけるセグメ
ント覆工体３４は、図１３に示すように組み立てられ
る。

【００４４】すなわち、図はシ−ルド機３０の後部側を
示しており、このシールド機３０の外殻３３の内側に複
数のシ−ルドジャッキ３１が取り付けられ、このシール
ドジャッキ３１には、各セグメントピース１を後方に向
けて押圧するスプレッダー３２が設けられ、更に、この
後方には、外殻３３の後端部側の内面に、セグメント覆
工体３４外周面との間をシールするテ−ルシ−ル３５が
配設されている。

【００４５】そのスプレッダー３２には、例えば、実施
の形態１のセグメントピ−ス１に取り付けられた締結具
１０の締結棒１２が挿入可能な回避孔３２ａが形成され
ており、このスプレッダー３２でセグメントピ−ス１を
後方に押圧する場合に、その回避孔３２ａに締結棒１２
が挿入され、押圧に支障を来さないようにしている。

【００４６】シールド機３０は、セグメントピース１を
シールドジャッキ３１で後方に押圧することにより、締
結具１０を介して各セグメントピース１同士を接続する
と共に、その押圧力の反力にて前部側の掘削部で切羽を
掘削して横坑や縦坑等を構築しながら掘進し、所定距離
掘進したら、スプレッダー３２を前進させて、既に組み
立てられているセグメント覆工体３４の前に次のセグメ
ントピース１を配置し、その後、上記と同様にスプレッ
ダー３２で当該セグメントピース１を押圧して締結具１
０を介して接続するようにしている。

【００４７】なお、上記各実施の形態では、締結変形材
６がセグメントピース１の締結外孔４内に配置するよう
にしているが、これに限らず、図１４に示すように、締
結具１０の締結脚１１ａに締結変形材６を予め取り付け
ておき、これをセグメントピース１の締結外孔４内に圧
入することもできる。この締結脚１１ａにはフック部１
１ｄを形成し、このフック部１１ｄにより締結変形材６
が抜けないようにして、この状態で、セグメントピース
１の締結外孔４内に圧入するようにしている。

【００４８】また、図１５に示すように、一対の締結脚
１１ａを有するコ字状の締結具１０を例えば２つ用いて
周方向に隣接するセグメントピース１を連結することも
できる。さらに、図１６に示すように、コ字状の一対の
締結具１０を連結棒５０で連結したものでも良く、又、
図１７に示すように、コ字状の一対の締結具１０をＸ字
状に連結したものでも良い。このように図１５乃至図１
７に示すものを使用すれば、隣接するセグメントピース
１の連結強度を向上させることができる。

【００４９】

【００５０】しかも、各セグメントピースには、嵌合穴
を形成するだけで良く、従来のように継手板の配設等が
必要ないため、セグメントピースの製作も従来と比較し
て容易にできる。

【００５１】また、締結具は、各セグメントピースの互
いに当接される接続端面の間に配置されて、これら各セ
グメントピースが接続されたとき、締結具は外部に露出
することはないから、外観品質が向上すると共に、二次
覆工が不要となるため、従来の二次覆工を行っていたも
のと比較すると、セグメント覆工体内に同じ径のトンネ
ルを形成しようとしたときに、この発明の方が、セグメ
ント覆工体の径を小さくでき、ひいては後述するシール
ド機により掘削される孔の径が小さくて済む。従って、
工費の削減を図ることが出来ると同時に工期も短縮でき
る。

【００５２】さらに、上記締結具は両端に締結脚を有す
るコ字状の締結具本体と、締結具本体から締結脚と反対
方向に延出する締結棒とからなるので、覆工体周方向に
隣接するセグメントピ−スとこれらセグメントピ−スに
対して覆工体軸方向に隣接するセグメントピ−スとを、
１つの締結具で手間をかけずに簡単に接続することがで
きる。

【００５３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、上記嵌合穴に締結具との間に締結変形材
が介在しているので、締結具に対する嵌合穴との嵌合強
度が高まり、締結具による２つのセグメントピースの接
続強度が向上するという効果を有する。

【００５４】請求項３に記載の発明によれば、覆工体軸
方向に隣接するセグメントピ−スを、この発明の締結具
で手間をかけずに簡単に接続することができる、という
効果を有する。