JP2000017995A - セグメント接合構造および内圧対抗セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】二次覆工なしに内周側からの荷重（内圧）に対
抗する。 【解決手段】円弧形のセグメント１０の一方のリング接
合端面１１に、円筒状構造物の周方向に連続した凸ほぞ
１２を突設し、他方のリング間接合端面１３には、凹ほ
ぞ１４を凸ほぞ１２に対応して凹設する。凸ほぞ１２及
び凹ほぞ１４には、複数の拡幅部１２ａ、１２ｂ、１２
ｂ、拡幅部１４ａ、１４ｂ、１４ｂを円筒状構造物の周
方向に間隔を開けて設ける。内圧を受けるシールドトン
ネル等の円筒状構造物を、複数のセグメント１０、１０
…を円筒状に組み立てて構築する場合に、各セグメント
１０を、円筒状構造物の長手方向に隣接するセグメント
１０、１０に、リング間接合端面１３の凹ほぞ１４とリ
ング接合端面１１、１１の凸ほぞ１２、１２とを拡幅部
１４ａ、１４ｂ、１４ｂ、拡幅部１２ａ、１２ｂ、１２
ｂを整合するように噛み合わせて、周方向及び半径方向
への相対移動を相互に拘束するように接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】内圧を受けるシールドトンネ
ル等の円筒状構造物を円弧形の複数のセグメントを円筒
状に組み立てて構築する場合に隣接するセグメントを端
面を突き合わせて接合するセグメント接合構造、および
内圧を受けるシールドトンネル等の円筒状構造物を構築
する内圧対抗セグメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネル工事は、一次覆工とし
て円弧形のセグメント（ＲＣセグメント等）を円筒状に
組み立てた後、セグメントからなる一次覆工の内周側に
コンクリートを巻き立て二次覆工を行うのが一般的であ
るが、施工費用低減のため、二次覆工を省略した一次覆
工のみのトンネルが構築される場合もある。

【０００３】即ち、外周側からの荷重（外圧）のみを受
けるトンネル等では、円筒状に組み立てられたセグメン
トに周方向の圧縮力が生じて、セグメントの安定性が向
上するため、セグメントからなる一次覆工のみのトンネ
ルを構築することもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、内周側からも荷
重（内圧）を受けるシールドトンネルでは、セグメント
の周方向の圧縮力が低下し、またはセグメントの周方向
に引張力が生じ、セグメントの安定性が低下するため、
セグメントからなる一次覆工の内周側に二次覆工を行う
必要があった。

【０００５】本発明は、このような問題に鑑み、内圧を
受けるシールドトンネル等の円筒状構造物を円弧形の複
数のセグメントを円筒状に組み立てて構築する場合に、
二次覆工なしで内圧に対抗しうるようにセグメントを接
合することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るセグメント
接合構造の特徴は、シールドトンネル等の円筒状構造物
を、円弧形の複数のセグメントを円筒状に組み立てて構
築する場合に、隣接する前記セグメントを端面を突き合
わせて接合するセグメント接合構造において、前記セグ
メントの一方のリング間接合端面には、前記円筒状構造
物の周方向に連続した凸ほぞが突設され、他方のリング
間接合端面には、凹ほぞが前記凸ほぞに対応して凹設さ
れ、前記凸ほぞ及び前記凹ほぞには、複数の噛合用拡幅
部又は噛合用屈曲部が前記円筒状構造物の周方向に間隔
を開けて設けられ、前記各セグメントは、前記円筒状構
造物の長手方向に隣接する前記セグメントに、前記凸ほ
ぞと前記凹ほぞとを前記噛合用拡幅部又は前記噛合用屈
曲部が整合するように噛み合わせて、周方向及び半径方
向への相対移動を相互に拘束するように接合されたこと
にある。

【０００７】また、本発明に係る内圧対抗セグメントの
特徴は、複数個が端面を突き合わせて接合され、円筒状
に組み立てられて円筒状構造物を構成するように円弧形
の横断面形状に形成され、一方のリング間接合端面に
は、前記円筒状構造物の周方向に相当する方向に連続し
た凸ほぞが突設され、他方のリング間接合端面には、凹
ほぞが前記凸ほぞに対応して凹設され、前記凸ほぞ及び
前記凹ほぞには、複数の噛合用拡幅部又は噛合用屈曲部
が前記円筒状構造物の周方向に相当する方向に間隔を開
けて設けられ、前記凸ほぞと前記凹ほぞとが前記噛合用
拡幅部又は前記噛合用屈曲部を整合させるように噛み合
わされて周方向及び半径方向への相対移動を相互に拘束
するように接合されることにある。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１〜４は、本発明の第１実施形
態を示しており、図１（ａ）はセグメント１０の切羽向
端面図、図１（ｂ）はその内周面側平面図、図１（ｃ）
は坑口向端面図である。

【０００９】セグメント１０は、コンクリート製で円弧
形の横断面形状を有する肉厚版状に形成されており、セ
グメント１０のリング接合端面１１、１３は、円筒状構
造物の周方向に相当する方向に直線状に形成され、ピー
ス間接合端面１５、１７は、円筒状構造物の長手方向に
相当する方向に直線状に形成されている。

【００１０】そして、セグメント１０の円筒状構造物の
切羽側に相当する一方のリング接合端面１１には、一方
のピース接合端面１５から他方のピース接合端面１７ま
で円筒状構造物の周方向に相当する方向に連続した突起
状の凸ほぞ１２が突設されている。これに対応して、他
方のリング間接合端面１３には、溝状の凹ほぞ１４が凹
設されている。

【００１１】そして、凸ほぞ１２には、内周面向に突出
した中央部分の中央拡幅部１２ａ及び両端部分の端部側
拡幅部１２ｂ、１２ｂが、円筒状構造物の周方向に相当
する方向に所定のピッチで間隔を開けて、両端部分と中
央部分とに設けられており、凸ほぞ１２の内周側部分
は、円筒状構造物の周方向に凹凸状に形成されている。
これに対応して、凹ほぞ１４には、内周面向に突出した
中央部分に中央拡幅部１４ａ及び両端部分に端部側拡幅
部１４ｂ、１４ｂが、円筒状構造物の周方向に相当する
方向の両端部分と中央部分とに設けられており、凹ほぞ
１４の内周側部分は、凹凸状に形成されている。

【００１２】なお、各拡幅部１２ａ、１２ｂ、１２ｂ及
び拡幅部１４ａ、１４ｂ、１４ｂのピッチは、セグメン
ト１０の円筒状構造物の周方向に相当する方向の長さの
半分になっている。また、両端部分の拡幅部１２ｂ、１
４ｂは、長さが中央部分の拡幅部１２ａ、１４ａの長さ
の半分で、２つのセグメント１０、１０の両端部分の拡
幅部１２ｂ、１２ｂ、１４ｂ、１４ｂを連続させると、
中央部分の拡幅部１２ａ、１４ａと長さが等しくなるよ
うに形成されている。

【００１３】また、セグメント１０の端面１１、１３、
１５、１７の外周面寄部分には、ゴム製のパッキン（シ
ール材）が装着されるパッキン溝１９が環状に設けられ
ている。

【００１４】図２は、複数のセグメント１０、１０…を
円筒状に組み立てた状態の周方向展開平面図であり、図
３はセグメントのリング間接合面間における凹凸ほぞの
嵌合状態を示す断面図、図４は図２中のＢ−Ｂ線による
縦断面図である。

【００１５】円筒状構造物を構成する多数のセグメント
１０、１０…は、それぞれ、リング間接合端面１１、１
３が、図４に示すように、凸ほぞ１２と凹ほぞ１４とを
噛み合わせて円筒状構造物の長手方向に突き合わされる
ように接合され、ピース接合端面１５、１７が、図３に
示すように、円筒状構造物の周方向に突き合わされるよ
うに接合されて、円筒状に組み立てられている。なお、
セグメント１０、１０…の突き合わされた端面１１、１
３、１５、１７の間には、パッキン溝１９に装着された
パッキンが挾み込まれ、セグメント１０、１０…間が止
水されるようになっている。

【００１６】そして、図２に示すように、円筒状構造物
の長手方向に隣接するセグメント１０、１０…は、円筒
状構造物の周方向に、セグメント１０の長さの半分だけ
ずらされている。従って、１つのセグメント１０のリン
グ間接合端面１３は、隣接する２つのセグメント１０、
１０のリング間接合端面１１、１１に跨がって突き合わ
され、１つのセグメント１０のリング間接合端面１１
は、隣接する２つのセグメント１０、１０のリング間接
合端面１３、１３に跨がって突き合わされている。な
お、１つのセグメント１０のピース接合端面１５、１７
は、それぞれ、１つのセグメント１０のピース接合端面
１７、１５に突き合わされている。

【００１７】そして、図３に示すように、互いにトンネ
ルの中心軸方向に隣り合う各セグメント１０、１０…の
リング間接合面１１、１３、即ち、切羽側と坑口側に隣
り合うリング間接合面間においては、１つの凹ほぞ１４
の中央部分の拡幅部１４ａに２つの凸ほぞ１２、１２の
互いに接合した端部側拡幅部１２ｂ、１２ｂを嵌入さ
せ、また、リング周方向に隣り合う２つの凹ほぞ１４、
１４の互いに突き合わされた２つの端部側拡幅部１４
ｂ、１４ｂに１つの凸ほぞ１２の中央拡幅部１２ａを嵌
入させるようにして互いに接合させている。

【００１８】このように円筒状に組み立てられたセグメ
ント１０、１０…は、それぞれ、拡幅部１２ａ、１２
ｂ、１２ｂを有する凸ほぞ１２と拡幅部１４ａ、１４
ｂ、１４ｂを有する凹ほぞ１４との円筒状構造物の半径
方向及び周方向への噛合により、円筒状構造物の周方向
及び半径方向への相対移動を拘束するように接合されて
いるので、内周側からの荷重（内圧）を受けても、内圧
に好適に対抗することができる。従って、セグメント１
０、１０…からなる一次覆工の内周側に、更に二次覆工
を施工する必要がなく、内圧を受けるシールドトンネル
等の円筒状構造物を構築する場合に施工費用を低減する
ことができる。

【００１９】図５は、本発明の第２実施形態であって、
セグメント２０の切羽向端面図である。なお、第１実施
形態と同様の部分については、説明を省略し、同一符号
を使用する。

【００２０】セグメント２０の一方のリング接合端面１
１には、円筒状構造物の周方向に相当する方向に連続し
た突起状の凸ほぞ２２が突設されており、凸ほぞ２２に
は、外周面向に突出した拡幅部２２ａ、２２ｂ、２２ｂ
が、円筒状構造物の周方向に相当する方向に所定のピッ
チで間隔を開けて設けられ、凸ほぞ２２の外周側部分
は、円筒状構造物の周方向に凹凸状に形成されている。
そして、セグメント２０の他方のリング接合端面（図示
せず）には、拡幅部を有する凹ほぞが、凸ほぞ２２に対
応して凹設されている。

【００２１】そして、円筒状構造物を構成するセグメン
ト２０、２０…は、前述のセグメント１０、１０…と同
様に、それぞれ、拡幅部２２ａ、２２ｂ、２２ｂを有す
る凸ほぞ２２とこれに対応した凹ほぞとの円筒状構造物
の半径方向及び周方向への噛合により、円筒状構造物の
周方向及び半径方向への相対移動を拘束するように接合
されて円筒状に組み立てられ、内周側からの荷重（内
圧）を受けても、内圧に好適に対抗することができるよ
うになっている。

【００２２】図６は、本発明の第３実施形態であって、
セグメント３０の切羽向端面図である。なお、第１実施
形態と同様の部分については、説明を省略し、同一符号
を使用する。

【００２３】セグメント３０の一方のリング接合端面１
１には、円筒状構造物の周方向に相当する方向に連続し
た突起状の凸ほぞ３２が突設されており、凸ほぞ３２に
は、屈曲部３２ａ、内周面寄部３２ｂ、屈曲部３２ｃ、
外周面寄部３２ｄが、円筒状構造物の周方向相当する方
向に所定のピッチ（セグメント１０の長さの半分）で設
けられ、凸ほぞ３２の内外周側部分は、円筒状構造物の
周方向に相当する方向に凹凸状に形成されている。そし
て、セグメント２０の他方のリング間接合端面図示せ
ず）には、屈曲部、内周面寄部、外周面寄部を有する凹
ほぞが、凸ほぞ３２に対応して凹設されている。

【００２４】そして、円筒状構造物を構成するセグメン
ト３０、３０…は、前述のセグメント１０、１０…と同
様に、それぞれ、屈曲部３２ａ、内周面寄部３２ｂ、屈
曲部３２ｃ、外周面寄部３２ｄ…を有する凸ほぞ３２と
これに対応した凹ほぞとの円筒状構造物の半径方向及び
周方向への噛合により、円筒状構造物の周方向及び半径
方向への相対移動を拘束するように接合されて円筒状に
組み立てられ、内周側からの荷重（内圧）を受けても、
内圧に好適に対抗することができるようになっている。

【００２５】なお、上述の実施の形態では、切羽側のリ
ング間接合端面１１に凸ほぞ１２、２２、３２が設けら
れ、坑口側のリング間接合端面１３に凹ほぞ１４が設け
られた場合について述べたが、切羽側のリング間接合端
面に凹ほぞを設け、坑口側のリング間接合端面に凸ほぞ
を設けてもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、複数個で円筒状構造物を構成
するように円弧形の横断面形状に形成されたセグメント
の一方のリング間接合端面に、円筒状構造物の周方向に
相当する方向に連続した凸ほぞを突設し、他方のリング
間接合端面に、凹ほぞを凸ほぞに対応して凹設し、凸ほ
ぞ及び凹ほぞには、複数の噛合用拡幅部又は噛合用屈曲
部を円筒状構造物の周方向に相当する方向に間隔を開け
て設け、複数のセグメントを、隣接するセグメントと端
面を突き合わせて接合して、円筒状に組み立てる場合
に、各セグメントを、円筒状構造物の長手方向に隣接す
るセグメントに、凸ほぞと凹ほぞとを噛合用拡幅部又は
噛合用屈曲部が整合するように噛み合わせて、周方向及
び半径方向への相対移動を相互に拘束するように接合し
たことによって、内周側からの荷重（内圧）を受けて
も、内圧に好適に対抗することができる。従って、セグ
メントからなる一次覆工の内周側に、更に二次覆工を施
工する必要がなく、内圧を受けるシールドトンネル等の
円筒状構造物を構築する場合に施工費用を低減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態であって、セグメント
の切羽向端面図（ａ）、内周面側平面図（ｂ）及び坑口
向端面図（ｃ）である。

【図２】 図１のセグメントを組み立てた状態の周方向
展開平面図である。

【図３】 同上のセグメントのリング間接合面間におけ
る凹凸ほぞの嵌合状態を示す断面図である。

【図４】 図２中のＢ−Ｂ線による縦断面図である。

【図５】 本発明の第２実施形態であって、セグメント
の切羽向端面図である。

【図６】 本発明の第３実施形態であって、セグメント
の切羽向端面図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １１ リング接合端面 １２ 凸ほぞ １２ａ 中央拡幅部 １２ｂ 端部側拡幅部 １３ リング間接合端面 １４ 凹ほぞ １４ａ 中央拡幅部 １４ｂ 端部側拡幅部 １５、１７ ピース接合端面 １９ パッキン溝 ２０ セグメント ２２ 凸ほぞ ２２ａ 拡幅部 ３０ セグメント ３２ 凸ほぞ ３２ａ 屈曲部 ３２ｂ 内周面寄部 ３２ｃ 屈曲部 ３３ｄ 外周面寄部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シールドトンネル等の円筒状構造物を、円
   弧形の複数のセグメントを円筒状に組み立てて構築する
   場合に、隣接する前記セグメントを端面を突き合わせて
   接合するセグメント接合構造において、 前記セグメントの一方のリング間接合端面には、前記円
   筒状構造物の周方向に連続した凸ほぞが突設され、他方
   のリング間接合端面には、凹ほぞが前記凸ほぞに対応し
   て凹設され、前記凸ほぞ及び前記凹ほぞには、複数の噛
   合用拡幅部又は噛合用屈曲部が前記円筒状構造物の周方
   向に間隔を開けて設けられ、前記各セグメントは、前記
   円筒状構造物の長手方向に隣接する前記セグメントに、
   前記凸ほぞと前記凹ほぞとを前記噛合用拡幅部又は前記
   噛合用屈曲部が整合するように噛み合わせて、周方向及
   び半径方向への相対移動を相互に拘束するように接合さ
   れたことを特徴とするセグメント接合構造。
2. 【請求項２】複数個が端面を突き合わせて接合され、円
   筒状に組み立てられて円筒状構造物を構成するように円
   弧形の横断面形状に形成され、一方のリング間接合端面
   には、前記円筒状構造物の周方向に相当する方向に連続
   した凸ほぞが突設され、他方のリング間接合端面には、
   凹ほぞが前記凸ほぞに対応して凹設され、前記凸ほぞ及
   び前記凹ほぞには、複数の噛合用拡幅部又は噛合用屈曲
   部が前記円筒状構造物の周方向に相当する方向に間隔を
   開けて設けられ、前記凸ほぞと前記凹ほぞとが前記噛合
   用拡幅部又は前記噛合用屈曲部を整合させるように噛み
   合わされて周方向及び半径方向への相対移動を相互に拘
   束するように接合される内圧対抗セグメント。