JP2000186496A - セグメント継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易な作業により短時間に締結できるととも
に、正負両方向の曲げモーメントに対して十分な強度を
備えるセグメント継手を提供する。 【解決手段】 セグメント１Ａおよび１Ｂの継手面２Ａ
および２Ｂの両端に凹部３Ａ、３Ｂおよび４Ａ、４Ｂを
形成し、これらの凹部内に楔状突起５Ａ、５Ｂおよび６
Ａ、６Ｂを固設する。また、継手面２Ａにはガイド管７
を略半分埋設し、継手面２Ｂにはこのガイド部材７の非
埋設部分が嵌合する凹溝８を形成する。さらに、一対の
継手部材１１および２１を備え、これらの継手部材の一
対の楔部１３Ａ、１３Ｂおよび２３Ａ、２３Ｂで楔状突
起５Ａ、５Ｂおよび６Ａ、６Ｂを挟み込むとともに、ガ
イド部材７に挿通したボルト３３を介してこれらの継手
部材１１、２１を互いに引き寄せ、楔をかみ合わせるこ
とにより、セグメント１Ａ、１Ｂを連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル覆工用の
セグメントを結合するセグメント継手の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル覆工においては、円弧状断面の
複数のセグメントを、セグメント継手を介してトンネル
内周方向に沿って結合し、セグメントリングを形成す
る。そして、このセグメントリングをシールド機の掘進
とともにトンネル軸方向に連結していくことにより、ト
ンネル全体の覆工が行われる。

【０００３】このようなセグメント継手によるセグメン
トの連結は、トンネルに作用する強大な土水圧荷重によ
る曲げモーメントに対抗できるように強固になされる必
要がある。そこで、従来、例えば図１５、図１６に示す
ようなセグメント継手が使用されていた。

【０００４】図示されるように、この従来のセグメント
継手は、継手板１０３Ａ、１０３Ｂおよびこれらを連結
するボルト１０６、ナット１０７からなる。

【０００５】連結すべきセグメント１０１Ａ、１０１Ｂ
の継手面１０２Ａ、１０２Ｂには、それぞれ継手板１０
３Ａ、１０３Ｂが、アンカー筋１０４とともに埋設固定
される。そして、継手板１０３Ａ、１０３Ｂに形成され
たボルト挿通孔１０５Ａ、１０５Ｂに挿通されたボルト
１０６を、ナット１０７で締め付けることにより、継手
板１０３Ａ、１０３Ｂを介してのセグメント１０１Ａ、
１０１Ｂの連結がなされる。この場合、セグメント継手
の位置（ボルト１０６による連結位置）は、セグメント
内周面（セグメントリングの内側面）から１／３ｈ〜１
／２ｈの位置（ただしｈはセグメント厚さ）とされる。
また、ボルト１０６の締め付け作業のために、セグメン
ト内周面には、開口部１０８Ａ、１０８Ｂが開口する。

【０００６】

【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では、ボルトを装着するため
に細かく繁雑な位置決め作業が必要となり、締結のため
に長い作業時間を要してしまう。

【０００７】また、セグメントの内周面に形成された開
口部１０８Ａ、１０８Ｂの存在によりセグメント１０１
Ａ、１０１Ｂの強度が弱められてしまう問題がある。さ
らに、トンネルの二次覆工を省略する場合には、開口部
１０８Ａ、１０８Ｂにおいて大気にさらされたセグメン
ト継手の構成部品（ボルト１０６、ナット１０７）に腐
食が生じてしまう恐れがある。

【０００８】また、セグメント継手はセグメント１０１
Ａ、１０１Ｂの内周面側に配置されるので、セグメント
リングは正方向の曲げモーメントには十分な強度を有す
るが、負方向の曲げモーメントには十分な強度を有する
とは言えない。

【０００９】本発明は、このような問題点に着目してな
されたもので、容易な作業により短時間に締結できると
ともに、正負両方向の曲げモーメントに対して十分な強
度を備えるセグメント継手を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明では、トンネ
ル覆工作業用のセグメントを結合するセグメント継手に
おいて、セグメントの継手面のトンネル軸方向両端にそ
れぞれ形成した凹部と、これらの凹部のトンネル軸方向
の底面にそれぞれ固設された楔状突起と、連結すべきセ
グメントの対向する一対の楔状突起を両側から挟み込む
一対の楔部を備えた継手部材と、前記セグメント両側の
凹部にそれぞれ配設された一対の継手部材を互いに引き
寄せることによりこれらの継手部材を前記楔状突起側に
押し込んで前記楔状突起と前記楔部とをかみ合わせる引
き寄せ手段と、連結すべき２つのセグメントを互いにト
ンネル軸方向に案内するガイド手段とを備えた。

【００１１】第２の発明では、前記継手部材は一対の楔
部の上下両端を結合する上下一対の引っ張り部材を備え
るとともに、これら上下の引っ張り部材のトンネル径方
向の位置がそれぞれセグメントの外周面側主鉄筋の位置
と内周面側主鉄筋の位置と略一致するようにした。

【００１２】第３の発明では、トンネル覆工作業用のセ
グメントを結合するセグメント継手において、セグメン
トの継手面のトンネル軸方向両端にそれぞれ形成した凹
部と、これらの凹部のトンネル軸方向の底面にそれぞれ
固設された楔状突起と、連結すべきセグメントの対向す
る一対の楔状突起を両側から挟み込む一対の円柱部材と
これらの円柱部材の両端を結合する一対の引っ張り部材
を備えた継手部材と、前記セグメント両側の凹部にそれ
ぞれ配設された一対の継手部材を互いに引き寄せること
によりこれらの継手部材を前記楔状突起側に押し込んで
前記円柱部材間に前記楔状突起をかみ合わせる引き寄せ
手段と、連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル
軸方向に案内するガイド手段とを備えた。

【００１３】第４の発明では、前記引っ張り部材の図心
を前記一対の円柱部材の引っ張り部材への固定位置より
も前記継手部材が押し込まれる方向に偏心させた。

【００１４】第５の発明では、トンネル覆工作業用のセ
グメントを結合するセグメント継手において、セグメン
トの継手面のトンネル軸方向の一端に形成した凹部と、
この凹部のトンネル軸方向の底面に固設された楔状突起
と、前記セグメントの継手面のトンネル軸方向の他端付
近に固定された継手部材と、この継手部材に備えられ連
結すべきセグメントの対向する楔状突起と楔結合する楔
部と、連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸
方向に案内するガイド手段とを備えた。

【００１５】第６の発明では、トンネル覆工作業用のセ
グメントを結合するセグメント継手において、セグメン
トの継手面のトンネル軸方向の一端に形成した凹部と、
この凹部のトンネル軸方向の底面に固設された係合部材
と、前記セグメントの継手面のトンネル軸方向の他端付
近に固定された継手部材と、この継手部材に備えられ連
結すべきセグメントの対向する係合部材と係合する係合
部と、連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸
方向に案内するガイド手段とを備えるとともに、前記セ
グメントの継手面をトンネル軸方向に対して所定の角度
で傾斜させた。

【００１６】第７の発明では、前記ガイド手段は、連結
すべきセグメントの一方の継手面の略中央にトンネル軸
方向に延びて断面の略半分が埋設された状態で取り付け
られたガイド部材と、他方の継手面にこのガイド部材の
非埋設の部分が嵌合するように形成された凹溝とからな
る。

【００１７】第８の発明では、前記ガイド手段は、連結
すべきセグメントの一方の継手面の略中央にトンネル軸
方向に延びて断面の略半分が埋設された状態で取り付け
られたガイド管と、他方の継手面にこのガイド部材の非
埋設の部分が嵌合するように形成された凹溝とからなる
とともに、前記引き寄せ手段の少なくとも一部を前記ガ
イド管内に備えた。

【００１８】第９の発明では、引き寄せ手段は、前記ガ
イド部材に挿通されたボルトを備え、このボルトの一端
にセグメントのトンネル軸方向両側の継手部材の一方を
固定するとともに、このボルトの他端を前記継手部材の
他方に形成したボルト挿通孔に挿通し、このボルトの他
端に取り付けたナットのねじ込みにより前記セグメント
両側の継手部材を互いに引き寄せるようにした。

【００１９】第１０の発明では、前記凹部をセグメント
外周面に開口させた。

【００２０】第１１の発明では、前記凹部をセグメント
内周面に開口させないようにした。

【００２１】

【発明の作用および効果】第１の発明では、継手部材を
楔部でセグメント凹部内の楔状突起を挟み込むように設
置し、引き寄せ手段によりセグメント両側（前後）の一
対の継手部材を互いに引き寄せれば、継手部材の楔部と
楔状突起がかみ合い、楔の作用により、継手部材および
楔状突起を介してセグメントが強固に連結される。した
がって、セグメント継手によるセグメントの連結作業
は、簡単な作業で容易かつ短時間に行い得る。

【００２２】第２の発明では、継手部材を構成する上下
一対の引っ張り部材によりセグメント間には引っ張り力
が作用するが、上下の引っ張り部材は、それぞれセグメ
ントの内周面側主鉄筋および外周面側主鉄筋とトンネル
径方向に等しい位置に配置されているので、セグメント
リングに対する正負両方向の曲げモーメントに対して同
じように十分な強度を持つものとなる。

【００２３】第３の発明では、継手部材を円柱部材間に
セグメント凹部内の楔状突起を挟み込むように設置し、
引き寄せ手段によりセグメント両側（前後）の一対の継
手部材を互いに引き寄せれば、継手部材の円柱部材の間
に楔状突起がかみ合い、楔の作用により、継手部材およ
び楔状突起を介してセグメントが強固に連結される。し
たがって、セグメント継手によるセグメントの連結作業
は、簡単な作業で容易かつ短時間に行い得る。また、一
対の円柱部材は、円柱部材の間隔を適切にとりさえすれ
ば、楔状突起との間で楔作用を得ることができ、例えば
円柱部材の代わりに傾斜面を持つ楔部を採用した場合の
ように、高い加工精度が要求されることはない。よっ
て、継手部材の製造は容易に行え、コスト削減を図り得
る。

【００２４】第４の発明では、引き寄せ手段により継手
部材を楔状突起側に押し込むとき、引っ張り部材には、
楔状突起が円柱部材を押し戻そうとする反力による曲げ
モーメントが作用する一方で、引っ張り部材の図心が円
柱部材の固定位置（すなわち引っ張り部材への力の作用
点）よりも継手部材が押し込まれる方向に偏心している
ことにより、楔状突起が円柱部材を押し開こうとする水
平力による偏心曲げモーメントも作用する。これらの曲
げモーメントは互いに逆向きのものとなり、相殺し合
う。したがって、引っ張り部材に発生する曲げモーメン
トは小さなものとでき、引っ張り部材の強度確保のため
の厚みは小さいものとできる。したがって、継手部材を
小型軽量化できるとともに、材料費低減によるコスト削
減を図り得る。

【００２５】第５の発明では、連結すべき２つのセグメ
ントをガイド手段のガイドによりトンネル軸方向にスラ
イドさせて行くと、セグメント継手面に設けられた継手
部材の楔部と楔状突起とがかみ合い、楔の作用により、
セグメントが強固に連結される。したがって、セグメン
ト継手の締結作業が極めて容易となり、またボルトなど
のセグメント継手の構成部材を削減することができる。

【００２６】第６の発明では、２つのセグメントを連結
する場合、セグメントの継手面自体が楔状に接合するこ
とになり、この楔接合の作用により、セグメント継手の
締結は容易に強固なものとできる。また、継手部材の係
合部および係合部材は、特に楔結合をする形状に加工す
る必要がなくなり、加工の手間が省ける。

【００２７】第７の発明では、既設セグメントに対して
連結すべきセグメントを組み付けるとき、組み付けられ
るセグメントはガイド部材および凹溝に沿った方向にス
ライドさせられるので、ガイド部材および凹溝は、セグ
メント組み付け時のスライドのガイドとして作用する。
したがって、セグメントの組み付けは、極めて容易かつ
正確に短時間で行い得る。また、ガイド部材は、セグメ
ントに作用するせん断力に対しては、抵抗部材として機
能する。

【００２８】第８の発明では、ガイド管内に引き寄せ手
段の少なくとも一部を収容するようにしたので、引き寄
せ手段は合理的に配置でき、セグメント継手はコンパク
トに構成できる。

【００２９】第９の発明では、引っ張り手段はボルトお
よびナットからなるので、低コストで構成できるととも
に、ナットの締め付けトルクを調節することにより、セ
グメント継手の締結力を容易に管理することができる。

【００３０】第１０の発明では、セグメント継手による
締結後にセグメントリング外周にコンクリートを充填す
ると、セグメント外周面に開口した凹部には自動的にコ
ンクリートが充填され、凹部内のセグメント継手の構成
部品はコンクリートで覆われる。したがって、これらの
構成部品の腐食は、特別な処置を行わなくても防止でき
る。

【００３１】第１１の発明では、セグメントの凹部はセ
グメント内周面に開口することはないので、二次覆工を
省略したときでも、凹部内のセグメント継手の構成部品
には腐食が生じにくい。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて、本発
明の実施の形態について説明する。

【００３３】図１は、本発明の第１の実施の形態のセグ
メント継手を示す斜視図である。

【００３４】セグメント１Ａ、１Ｂはセグメントリング
の一部を構成するものであり、それぞれの端部の継手面
（連結時に接合される面）２Ａ、２Ｂを対向させるよう
にして、トンネル内周方向に沿って配設される。なお、
図示しないが、セグメント１Ａ、１Ｂの反対側端部にも
継手面があり、それぞれ隣接するセグメントと接合す
る。

【００３５】継手面２Ａおよび２Ｂのトンネル軸方向の
両端部には、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂ（４Ｂは
図示せず）が切り欠かれている（ただし凹部４Ｂについ
ては図４〜図６参照）。これらの凹部３Ａ、４Ａおよび
３Ｂ、４Ｂのトンネル軸方向の底面の略中央には、トン
ネル軸方向に延びる楔状突起５Ａ、６Ａおよび５Ｂ、６
Ｂが配設される（ただし楔状突起６Ａ、６Ｂについては
図４〜図６参照）。

【００３６】なお、この凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４
Ｂは、セグメント１Ａ、１Ｂの内周面側には開口しない
ようにしておくとよい。これにより、二次覆工を省略し
たときでも、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂ内部のセ
グメント継手の構成部品（例えば後述するボルト３３
等）が腐食しにくくできる。

【００３７】また、図示しないが、凹部３Ａ、４Ａおよ
び３Ｂ、４Ｂは、セグメント１Ａ、１Ｂの外周面側に開
口するように形成してもよい。これにより、後述するよ
うに、セグメントリング外周にコンクリートを充填した
ときに、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂにコンクリー
トが充填され、自動的にセグメント継手の防食がなされ
る。

【００３８】セグメント１Ａの継手面２Ａには、トンネ
ル半径方向の略中央に、トンネル軸方向に延びるガイド
管７が、円形断面の略半分が埋設された状態で取り付け
られる。そして、セグメント１Ｂの継手面２Ｂには、継
手面２Ａ、２Ｂが接合されたときに、ちょうどガイド管
７の非埋設部分が嵌合するような凹溝８が形成されてい
る。なお、本実施の形態では、ガイド管７と凹溝８がガ
イド手段を構成する。

【００３９】また、セグメント１Ａおよび１Ｂの側面
（接合面２Ａ、２Ｂおよび反対側の接合面および前後の
セグメントリングとの接合面）には、全周にわたって止
水シールのためのシール溝９Ａ、１０Ａおよび９Ｂ、１
０Ｂが形成されている。これらのシール溝９Ａ、１０Ａ
および９Ｂ、１０Ｂにはシール材がはめ込まれる。な
お、シール溝９Ａ、９Ｂはセグメント１Ａ、１Ｂの外周
面（トンネル内周面側の面）に近接した位置に、またシ
ール溝１０Ａ、１０Ｂはセグメント１Ａ、１Ｂの内周面
に近接した位置に、それぞれ形成されるものである。

【００４０】継手部材１１は、セグメント１Ａ、１Ｂの
連結時に、凹部３Ａ、３Ｂにおいて楔状突起５Ａ、５Ｂ
に嵌合する部材であり、断面Ｕ字型の継手部材本体１２
を備える。また、継手部材２１は、セグメント１Ａ、１
Ｂの連結時に、凹部４Ａ、４Ｂにおいて楔状突起６Ａ、
６Ｂに嵌合する部材であり、継手部材１１と同様に、断
面Ｕ字型の継手部材本体２２を備える。これらの継手部
材本体１２および２２の左右の折れ曲がった部分が、そ
れぞれ楔部１３Ａ、１３Ｂおよび２３Ａ、２３Ｂとなっ
ている。

【００４１】継手部材１１および２１の上下両端部に
は、それぞれ上下一対の引っ張り部材１４、１５および
上下一対の引っ張り部材２４、２５が備えられる。そし
て、引っ張り部材１４、１５および２４、２５の左右両
端は、それぞれ、左右一対の楔部１３Ａ、１３Ｂおよび
２３Ａ、２３Ｂの上下両端に固定される。

【００４２】また、継手部材本体１２、２２の略中央に
は、ボルト挿通穴１６、２６が開口する。

【００４３】図２、図３は、継手部材１１による締結状
態を示す断面図である。なお、この図２、図３には、便
宜上、継手部材１１側の締結状態を図示しているが、以
下の説明では、継手部材１１側と継手部材２１側につい
て並列に説明する。

【００４４】図示されるように、楔部１３Ａ、１３Ｂお
よび楔部２３Ａ、２３Ｂの向かい合った内側面と、楔状
突起５Ａ、５Ｂおよび楔状突起６Ａ、６Ｂの外側を向い
た面は、それぞれ楔状の斜面（楔面）となっている。そ
して、継手部材１１および継手部材２１によるセグメン
ト１Ａ、１Ｂの締結時には、楔部１３Ａ、１３Ｂおよび
楔部２３Ａ、２３Ｂが、楔状突起５Ａ、５Ｂおよび楔状
突起６Ａ、６Ｂを両側から挟み込み、楔部１３Ａ、１３
Ｂおよび楔部２３Ａ、２３Ｂの楔面に、楔状突起５Ａ、
５Ｂおよび楔状突起６Ａ、６Ｂの楔面が当接し、継手部
材１１および継手部材２１がセグメント１Ａ、１Ｂ側に
押し込まれると、これらの楔面が、より深くかみ合うよ
うになっている。

【００４５】このように楔面がかみ合うと、相対する楔
部１３Ａ、１３Ｂおよび楔部２３Ａ、２３Ｂの間には、
引っ張り部材１４、１５および引っ張り部材２４、２５
により、互いに引き寄せる方向への引っ張り力が作用す
る。このような楔の作用により、セグメント１Ａと１Ｂ
は強く連結される。

【００４６】また、セグメント１Ａおよび１Ｂのトンネ
ル半径方向の所定の位置には、それぞれ、複数の外周面
側主鉄筋３１Ａ、内周面側主鉄筋３２Ａおよび外周面側
主鉄筋３１Ｂ、内周面側主鉄筋３２Ｂが、トンネル内周
方向に沿って並んで備えられている。ここで、外周面側
主鉄筋３１Ａおよび外周面側主鉄筋３１はセグメント１
Ａ、１Ｂの外周面側で曲げモーメントを受けるものであ
り、また、内周面側主鉄筋３２Ａおよび内周面側主鉄筋
３２Ｂは、セグメント１Ａ、１Ｂの内周面側で曲げモー
メントを受けるものである。

【００４７】そして、引っ張り部材１４および２４は、
それぞれ外周面側主鉄筋３１Ａおよび外周面側主鉄筋３
１Ｂと、トンネル半径方向に略同じ高さに配設されてい
る（言い換えれば、図３の上下方向に略同じ高さに配設
されている）。また、引っ張り部材１５および２５は、
それぞれ内周面側主鉄筋３２Ａおよび内周面側主鉄筋３
２Ｂと、トンネル半径方向に略同じ高さに配設されてい
る。したがって、セグメント継手においてセグメント１
Ａ、１Ｂに作用する曲げモーメントを受ける部材である
引っ張り部材１４、１５および２４、２５は、セグメン
ト１Ａ、１Ｂの内周側と外周側の両側に配置され、セグ
メント継手は正負両方向のの曲げモーメントに対して同
じように十分に高い強度を有することになる。

【００４８】ガイド管７内部にはボルト３３が挿通さ
れ、このボルト３３の両端はガイド管７から突出する。
ボルト３３の凹部４Ａ、４Ｂ側の端部は、継手部材２１
のボルト挿通孔２６に、例えば溶接により固定される。
一方、ボルト３３の凹部３Ａ、３Ｂ側の端部は、継手部
材１１のボルト挿通孔１６に挿通され、ナット３４によ
り締め付けられる。このナット３４の締め付けにより、
継手部材１１、２１は、互いに近づく方向に引き寄せら
れ、結果としてセグメント１Ａ、１Ｂ側に押し込まれ
る。これにより、上述した楔の作用によるセグメント１
Ａ、１Ｂの強固な連結がなされる。

【００４９】以上のように、本実施の形態のセグメント
継手は、楔状突起５Ａ、６Ａおよび５Ｂ、６Ｂ、継手部
材１１および２１、継手部材１１および２１の引き寄せ
手段であるボルト３３およびナット３４から構成され
る。

【００５０】つぎに図４〜図６にしたがって、本発明の
セグメント継手の締結手順を説明する。

【００５１】まず、図４に示すように、既設セグメント
リング４０の前方、すなわちトンネル覆工の進行方向側
（図４の下側）に、セグメントリング１Ａを組み付け
る。この場合、ガイド管７には、端部に継手部材２１を
固定したボルト３３をあらかじめ挿通しておき、継手部
材２１は凹部４Ａ、４Ｂ側に配置しておく。

【００５２】続いて、セグメント１Ｂを、トンネル軸方
向前方にずれた位置から既設セグメントリング４０に向
かって、継手面２Ｂがセグメント１Ａの継手面２Ａに沿
うようにしてスライドさせることにより、セグメント１
Ａの隣りに組み付ける。このスライドにおいて、継手面
２Ａに埋め込まれたガイド管７は、継手面２Ｂの凹溝８
に端部からスライド分だけ嵌合して行く。したがって、
ガイド管７および凹溝８は、セグメント１Ｂ組み付け時
のスライドのガイドとして作用し、セグメント１Ｂは自
動的に正しい位置に組み付けられ、セグメントの組み付
け作業は極めて容易に行うことができる。

【００５３】セグメント１Ａ、１Ｂの組み付けが終了し
たら、図５に示すように、継手部材１１のボルト挿通孔
１６に、ボルト３３の凹部３Ａ、３Ｂ側の端部を挿通さ
せる。そして、図６に示すように、このボルト３３端部
に設けたナット３４を締め付ける。この締め付けによ
り、継手部材１１と２１はボルト３３を介して互いに引
き付けられ、継手部材１１は楔状突起５Ａ、５Ｂと、ま
た継手部材２１２は楔状突起６Ａ、６Ｂと強くかみ合
う。このかみ合いによる楔の作用によって、セグメント
１Ａと１Ｂは強固に連結される。

【００５４】なお、このとき、継手面２Ａ、２Ｂ間に装
着された止水シール部材が、シール溝９Ａ、１０Ａおよ
び９Ｂ、１０Ｂ内に収まるように変形し、目開きが解消
される。

【００５５】このように、セグメント１Ａと１Ｂの連結
は、継手部材１１および２１を互いに引き寄せて、楔状
突起５Ａ、５Ｂおよび６Ａ、６Ｂ側にかみ合わせること
により、極めて容易に行い得る。

【００５６】そして、このセグメント継手による締結
は、セグメント１Ａ、１Ｂの内周面側と外周面側の両方
に配置された引っ張り部材１４、１５および２４、２５
により、セグメントリングに対する正負両方向の曲げモ
ーメントに対して十分な強度を持つものとなる。

【００５７】また、この場合、ナット３４の締め付けト
ルクを調節することにより、継手部材１１および２１の
押し込みの程度を調節でき、セグメント継手の締結力を
容易に管理することができる。

【００５８】また、セグメント１Ａ、１Ｂに作用するせ
ん断力に対しては、ガイド管７が抵抗部材として機能す
る。

【００５９】また、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂを
セグメント１Ａおよび１Ｂの外周面側に開口するように
しておけば、その後のトンネル覆工作業においてセグメ
ント１Ａおよび１Ｂの外周面側にコンクリートを打設す
ると（例えば、特許第１８２８１００号、特許第１８２
９５９１号参照）、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂ内
に自動的にコンクリートが充填される。これにより、セ
グメント継手は自動的にコンクリートに覆われ、セグメ
ント継手を構成するボルト３３、ナット３４等の腐食
は、特別の処置をせずとも防止できる。

【００６０】また、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂ
は、セグメント１Ａ、１Ｂの内周面側には開口していな
いので、二次覆工を省略したときでも、凹部３Ａ、４Ａ
および３Ｂ、４Ｂ内のボルト３３、ナット３４等に腐食
は生じにくい。

【００６１】また、凹部３Ａ、４Ａおよび３Ｂ、４Ｂは
セグメント継手面２Ａ、２Ｂのトンネル軸方向両端に形
成されるものであるので、セグメント内周面に開口を形
成した場合のようにセグメントの強度を弱めてしまうこ
とはない。

【００６２】なお、上記の実施の形態では、継手部材１
１、２１と係合する楔状突起を、トンネル軸方向に延び
る楔状突起５Ａ、６Ａおよび５Ｂ、６Ｂとしたが、本発
明の楔状突起はこのような形態に限られるものではな
く、継手部材１１、２１と楔結合するものであれば、楔
状突起の形状、個数、配置などは自由に選択しうる。

【００６３】例えば、図７、図８に示すように、凹部３
Ａおよび３Ｂのそれぞれにトンネル周方向（引っ張り部
材１４、１５と平行な方向）に延びる一対の楔状突起６
５Ａ、６６Ａおよび６５Ｂ、６６Ｂを、それぞれ相対す
る端部が面接触するように設けるとともに、これらの楔
状突起６５Ａと６６Ａ、楔状突起６５Ｂと６６Ｂのもう
一方の端部に形成した楔状の傾斜（楔面）を、それぞれ
継手部材１１の楔部１３Ａ、１３Ｂと楔結合するように
してもよい。このように、楔状突起６５Ａ、６６Ａおよ
び６５Ｂ、６６Ｂを引っ張り部材１４、１５と平行に設
けておけば、楔状突起６５Ａ、６６Ａおよび６５Ｂ、６
６Ｂは曲げ引っ張りによる捩れ等を受けることはなく、
確実に曲げモーメントに対抗できる。また、楔状突起６
５Ａと６５Ｂ、楔状突起６６Ａと６６Ｂは相対する端部
が面接触するので、相互に支持し合うことにより、強度
が高められる。

【００６４】図９〜図１１には、本発明の第２の実施の
形態のセグメント継手を示す。

【００６５】この実施の形態のセグメント継手は、上記
第１の実施の形態（楔状突起６５Ａ、６６Ａおよび６５
Ｂ、６６Ｂを採用した形態）のセグメント継手と比較し
て、継手部材の形態が変更となる点でのみ異なり、他の
構成は共通するものである。なお、以下の説明では、第
１の実施の形態の継手部材１１に対応する本実施の形態
の継手部材７１について説明するが、第１の実施の形態
の継手部材２１に対応しても継手部材７１と同様な（対
称な）形態の継手部材が備えられる。

【００６６】図示されるように、継手部材７１は、上下
一対の引っ張り部材７４、７５を備え、これらの引っ張
り部材７４、７５を左右一対の円柱部材７３Ａ、７３Ｂ
と底面板７２で連結して構成されるものである。

【００６７】詳しく説明すると、引っ張り部材７４、７
５は、互いの内側側面を正対させて略平行に配置された
一対の５角形の板状部材であり、左端付近に円柱部材７
３Ａの上端、下端がそれぞれ貫通固定され、また右端付
近に円柱部材７３Ｂの上端、下端がそれぞれ貫通固定さ
れる。また、これらの引っ張り部材７４、７５は、五角
形の一つの頂点Ｐが幅方向の一方に突出した形状であ
り、図心Ｇが、円柱部材７３Ａ、７３Ｂの位置（円柱部
材７３Ａ、７３Ｂの中心を結ぶ線上）よりも、この突出
頂点Ｐ側に偏心量ｅだけ偏心した形となっている（図１
２参照）。

【００６８】円柱部材７３Ａ、７３Ｂは、楔状突起６５
Ａ、６５Ｂおよび楔状突起６６Ａ、６６Ｂを両外側の楔
面に接して挟み込む幅で、略平行に配設されるもので、
楔状突起６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂと楔係合する
楔部となる。また、底面板７２は、上記突出頂点Ｐと反
対側から、引っ張り部材７４、７５の略左右中央付近に
固定されるものである。この底面板７２に、ボルト挿通
穴７６が開口する。

【００６９】この継手部材７１は、円柱部材７３Ａ、７
３Ｂの間に楔状突起６５Ａ、６５Ｂおよび楔状突起６６
Ａ、６６Ｂが挟み込む形となるように、底面板７２と反
対側（突出頂点Ｐ側）から、楔状突起６５Ａ、６５Ｂお
よび楔状突起６６Ａ、６６Ｂにはめ込まれる。そして、
ボルト挿通穴７６に挿通したボルト３３端部に設けたナ
ット３４を締め付けることにより、円柱部材７３Ａ、７
３Ｂが楔面にかみ合っていき、このかみ合いによる楔の
作用により、セグメント１Ａと１Ｂの連結が強固になさ
れる。

【００７０】本実施の形態は、このような構成の継手部
材７１を採用することにより、上記第１の実施の形態と
同様な作用および効果に加えて、以下のような新たな作
用および効果を得ることができる。

【００７１】まず第１に、継手部材７１の製造を容易化
することができる。すなわち、第１の実施の形態の継手
部材１１においては、楔状突起６５Ａ、６５Ｂ６６Ａ、
６６Ｂの楔面に適合する傾斜面を楔部１３Ａ、１３Ｂに
形成する必要があり、この傾斜面には高い加工精度が要
求される。これに対して、継手部材７１では、円柱部材
７３Ａ、７３Ｂが楔部となっているので、これらの円柱
部材７３Ａ、７３Ｂの間隔を適切にとるだけで、円柱部
材７３Ａ、７３Ｂの間に楔状突起６５Ａ、６５Ｂおよび
楔状突起６６Ａ、６６Ｂが挟み込むことができ、十分な
楔作用を得ることができる。したがって、継手部材７１
の製造においては、特に高い加工精度を要求されること
がなく、製造は容易に行え、製造コストを低減すること
ができる。

【００７２】また第２に、引っ張り部材７４、７５の図
心Ｇは、円柱部材７３Ａ、７３Ｂの中心を結ぶ線よりも
底面板７２と反対側に偏心量ｅだけずれているので、引
っ張り部材７４、７５にかかる曲げモーメントを低減す
ることができ、これにより継手部材７１の小型軽量化お
よび低コスト化を図ることができる。

【００７３】これを図１２を用いて説明する。なお、こ
の図１２には引っ張り部材７４側を示すが、引っ張り部
材７５側も同様である。

【００７４】図示されるように、ナット３４を締め付け
ると、継手部材７１は、楔状突起６５Ａ、６５Ｂ、６６
Ａ、６６Ｂ側に押し込み力Ｆ₀で押し込まれる。これに
より、継手部材７１の円柱部材７３Ａ、７３Ｂには、楔
状突起６５Ａ、６５Ｂ、６６Ａ、６６Ｂから、押し込み
力Ｆ₀の反力Ｆと、左右に押し広げようとする水平力Ｈ
が作用する。

【００７５】このため、引っ張り部材７４、７５には、
円柱部材７３Ａ、７３Ｂから水平力Ｈ、反力Ｆが作用
し、反力Ｆによる曲げモーメントＭ_Fが発生する。ま
た、この場合、引っ張り部材７４、７５の図心Ｇは、円
柱部材７３Ａ、７３Ｂの中心を結ぶ線上（すなわち水平
力Ｈと反力Ｆの引っ張り部材７４、７５への作用点）よ
りも、底面板７２と反対側（すなわち継手部材７１が押
し込まれる側）に、偏心量ｅだけ偏心しているので、引
っ張り部材７４、７５には水平力Ｈによる偏心曲げモー
メントＭ_Hが発生し、この偏心曲げモーメントＭ_Hと曲げ
モーメントＭ_Fは互いに相殺する方向に作用するモーメ
ントとなる。

【００７６】このように、引っ張り部材７４、７５に発
生する曲げモーメントは相殺により低減されるので、引
っ張り部材７４、７５として比較的薄い板を採用するこ
とができる。したがって、この分、継手部材７１は小型
軽量化でき、また材料費削減による低コスト化を図るこ
とができる。

【００７７】図１３には、本発明の第３の実施の形態の
セグメント継手を示す。

【００７８】本実施の形態では、図示されるように、セ
グメント１Ａの継手面９Ａには、一方の端部に凹部３Ａ
が形成される一方、他方の端部付近の所定位置に継手部
材５１Ａが立設される。また、セグメント１Ｂの継手面
９Ｂには、凹部３Ａと対向する端部付近の所定位置に継
手部材５１Ｂが立設される一方、継手部材５１Ａと対向
する端部に凹部４Ｂ（図示せず）が形成される。凹部３
Ａ、４Ｂ内には、上記第１の実施の形態と同様に、トン
ネル軸方向に延びる楔状突起５Ａ、６Ｂが備えられてい
る。また、継手面２Ａには、トンネル半径方向の略中央
に、トンネル軸方向に延びるガイド部材６０が、円形断
面の略半分が埋設された状態で取り付けられ、セグメン
ト１Ｂの継手面２Ｂにちょうどガイド部材６０の非埋設
部分が嵌合するように形成された凹溝８とともにガイド
手段を構成している。なお、継手面２Ａのシール溝９
Ａ、１０Ａ、継手面２Ｂのシール溝９Ｂ、１０Ｂの構成
は、上記第１の実施の形態と同様である。

【００７９】継手部材５１Ａ、５１Ｂは、それぞれ継手
面９Ａ、９Ｂから略垂直に延び出す継手部材本体５２
Ａ、５２Ｂを備え、これらの継手部材本体５２Ａ、５２
Ｂの先端部は、それぞれ楔状突起５Ａ、６Ｂ側に折れ曲
がった楔部５３Ａ、５３Ｂとなっている。さらに、継手
部材本体５２Ａの上下には一対の引っ張り部材５４Ａ、
５５Ａが備えられ、この引っ張り部材５４Ａ、５５Ａの
一端は楔部５３Ａに固定され、他端は継手面９Ａに固定
される。また、継手部材本体５２Ｂの上下には一対の引
っ張り部材５４Ｂ、５５Ｂが備えられ、この引っ張り部
材５４Ｂ、５５Ｂの一端は楔部５３Ｂに固定され、他端
は継手面９Ｂに固定される。

【００８０】なお、継手部材５１Ａ、５１Ｂは、例え
ば、第１の実施の形態における継手部材１１、２１を、
継手面９Ａ、９Ｂの所定位置に、略半分埋設することに
より構成することができる。

【００８１】本実施の形態においてセグメント１Ａと１
Ｂを連結する際には、まず、セグメント１Ｂを図の手前
側にずらした位置でガイド部材６０と凹溝８を嵌合させ
る。つぎに、この状態からセグメント１Ｂをセグメント
１Ａ側（図の奥側）にスライドさせて行くと、継手部材
５１Ａ、５１Ｂの楔部５３Ａ、５３Ｂは、それぞれ楔状
突起５Ａ、６Ｂと楔結合して行く。この楔結合の作用に
より、ガイド部材６０には圧縮力が、また継手部材５１
Ａ、５１Ｂには引っ張り力がそれぞれ導入され、セグメ
ント１Ａ、１Ｂは強固に連結される。

【００８２】なお、セグメント１Ａ、１Ｂのスライド
は、ガイド部材６０と凹溝８で案内されるので、シール
溝９Ａ、１０Ａと９Ｂ、１０Ｂは正しく相対する位置で
スライドして行くので、シール溝９Ａ、１０Ａと９Ｂ、
１０Ｂに配されたシール材は剥がれたり、損傷したりす
ることはない。

【００８３】このように本実施の形態によれば、セグメ
ント１Ａ、１Ｂをスライドさせるだけで継手部材５１
Ａ、５１Ｂに引っ張り軸力が導入できるので、セグメン
ト継手の締結作業が極めて容易となり、またボルトなど
の部材を削減することができる。

【００８４】図１４〜図１６には、本発明の第４の実施
の形態を示す。

【００８５】図１４に示すように、本実施の形態は、上
記第３の実施の形態と比較して、セグメント１Ａ、１Ｂ
の継手面２Ａ、２Ｂをトンネル軸方向Ｘに対して所定角
θの傾斜面とした点で異なるものである。これにより、
セグメント１Ａと１Ｂを連結する場合、セグメント１
Ａ、１Ｂの継手面２Ａ、２Ｂ自体が楔状に接合すること
になり、この楔接合の作用により、引っ張り部材５４
Ａ、５４Ｂおよび５４Ｂ、５５Ｂには、より大きな引っ
張り軸力が導入され、セグメント継手の締結は容易に強
固なものとできる。

【００８６】なお、本実施の形態においては、継手面２
Ａ、２Ｂ自体が楔結合するため、上記第３の実施の形態
のように楔状突起５Ａ、６Ａと楔部５３Ａ、５３Ｂは必
ずしも楔結合しなくても、十分な締結力が得られる。そ
こで本実施の形態では、継手部材５１Ａ、５１Ｂの折れ
曲がった係合部５６Ａ、５６Ｂには楔状の斜面は設け
ず、またこの係合部５６Ａ、５６Ｂを、第３の実施の形
態の楔状突起５Ａ、６Ｂの代わりに凹部３Ａ、４Ｂ内に
それぞれ突設された係合部材６１Ａ、６１Ｂに係合させ
るようにしている（ただし突起部材６１Ｂは図示せ
ず）。このように本実施の形態によれば、継手部材５１
Ａ、５１Ｂや係合部材６１Ａ、６１Ｂに楔面を形成する
加工が必要なくなる。

【００８７】また、図１５、図１６に示すように、セグ
メントは、継手面の傾斜方向の組み合わせにより、４つ
のタイプ、すなわち、セグメントリングを上方から見た
ときに既設セグメントリング４０側が長辺となる台形タ
イプａ、既設セグメントリング４０側が短辺となる台形
タイプｋ、左傾斜の平行四辺形タイプｂ、右傾斜の平行
四辺形タイプｃが考えられる。実際にセグメントリング
を形成する場合には、例えば図１５、図１６に示すよう
に、これら４つのタイプのセグメントを適宜組み合わせ
て形成するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図２】同じく継手部材の締結を示す断面図である。

【図３】同じく断面図である。

【図４】同じく継手の締結手順を示す説明図である。

【図５】同じく説明図である。

【図６】同じく説明図である。

【図７】同じく継手部材の締結を示す断面図である。

【図８】同じく断面図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態における継手部材の
締結を示す断面図である。

【図１０】同じく図９のＸ−Ｘ断面図である。

【図１１】同じく図１０のＹ−Ｙ断面図である。

【図１２】同じく引っ張り部材に作用する曲げモーメン
トを説明するための図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図１４】本発明の第４の実施の形態を示す斜視図であ
る。

【図１５】同じくセグメントの連結の例を示す説明図で
ある。

【図１６】同じくセグメントの連結の例を示す説明図で
ある。

【図１７】従来のセグメント継手における継手板を示す
斜視図である。

【図１８】従来のセグメント継手によるセグメントの締
結を示す断面図である。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ セグメント ２Ａ、２Ｂ 接合面 ３Ａ、３Ｂ 凹部 ４Ａ、４Ｂ 凹部 ５Ａ、５Ｂ 楔状突起 ６Ａ、６Ｂ 楔状突起 ７ ガイド管 ８ 凹溝 １１ 継手部材 １３Ａ、１３Ｂ 楔部 １４ 引っ張り部材 １５ 引っ張り部材 ２１ 継手部材 ２３Ａ、２３Ｂ 楔部 ２４ 引っ張り部材 ２５ 引っ張り部材 ３１Ａ、３１Ｂ 外周面側主鉄筋 ３２Ａ、３２Ｂ 内周面側主鉄筋 ３３ ボルト ３４ ナット ５１Ａ、５１Ｂ 継手部材 ５３Ａ、５３Ｂ 楔部 ５４Ａ、５４Ｂ 引っ張り部材 ５５Ａ、５５Ｂ 引っ張り部材 ５６Ａ、５６Ｂ 係合部 ６０ ガイド部材 ６１Ａ、６１Ｂ 係合部材 ６５Ａ、６５Ｂ 楔状突起 ６６Ａ、６６Ｂ 楔状突起 ７１ 継手部材 ７２ 底面板 ７３Ａ、７３Ｂ 円柱部材 ７４、７５ 引っ張り部材

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル覆工作業用のセグメントを結合す
   るセグメント継手において、 セグメントの継手面のトンネル軸方向両端にそれぞれ形
   成した凹部と、 これらの凹部のトンネル軸方向の底面にそれぞれ固設さ
   れた楔状突起と、 連結すべきセグメントの対向する一対の楔状突起を両側
   から挟み込む一対の楔部を備えた継手部材と、 前記セグメント両側の凹部にそれぞれ配設された一対の
   継手部材を互いに引き寄せることによりこれらの継手部
   材を前記楔状突起側に押し込んで前記楔状突起と前記楔
   部とをかみ合わせる引き寄せ手段と、 連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸方向に
   案内するガイド手段と、 を備えたことを特徴とするセグメント継手。
2. 【請求項２】前記継手部材は一対の楔部の上下両端を結
   合する上下一対の引っ張り部材を備えるとともに、これ
   ら上下の引っ張り部材のトンネル径方向の位置がそれぞ
   れセグメントの外周面側主鉄筋の位置と内周面側主鉄筋
   の位置と略一致するようにしたことを特徴とする請求項
   １に記載のセグメント継手。
3. 【請求項３】トンネル覆工作業用のセグメントを結合す
   るセグメント継手において、 セグメントの継手面のトンネル軸方向両端にそれぞれ形
   成した凹部と、 これらの凹部のトンネル軸方向の底面にそれぞれ固設さ
   れた楔状突起と、 連結すべきセグメントの対向する一対の楔状突起を両側
   から挟み込む一対の円柱部材とこれらの円柱部材の両端
   を結合する一対の引っ張り部材を備えた継手部材と、 前記セグメント両側の凹部にそれぞれ配設された一対の
   継手部材を互いに引き寄せることによりこれらの継手部
   材を前記楔状突起側に押し込んで前記円柱部材間に前記
   楔状突起をかみ合わせる引き寄せ手段と、 連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸方向に
   案内するガイド手段と、 を備えたことを特徴とするセ
   グメント継手。
4. 【請求項４】前記引っ張り部材の図心を前記一対の円柱
   部材の引っ張り部材への固定位置よりも前記継手部材が
   押し込まれる方向に偏心させたことを特徴とする請求項
   ３に記載のセグメント継手。
5. 【請求項５】トンネル覆工作業用のセグメントを結合す
   るセグメント継手において、 セグメントの継手面のトンネル軸方向の一端に形成した
   凹部と、 この凹部のトンネル軸方向の底面に固設された楔状突起
   と、 前記セグメントの継手面のトンネル軸方向の他端付近に
   固定された継手部材と、 この継手部材に備えられ連結すべきセグメントの対向す
   る楔状突起と楔結合する楔部と、 連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸方向に
   案内するガイド手段と、 を備えたことを特徴とするセグメント継手。
6. 【請求項６】トンネル覆工作業用のセグメントを結合す
   るセグメント継手において、 セグメントの継手面のトンネル軸方向の一端に形成した
   凹部と、 この凹部のトンネル軸方向の底面に固設された係合部材
   と、 前記セグメントの継手面のトンネル軸方向の他端付近に
   固定された継手部材と、 この継手部材に備えられ連結すべきセグメントの対向す
   る係合部材と係合する係合部と、 連結すべき２つのセグメントを互いにトンネル軸方向に
   案内するガイド手段とを備えるとともに、 前記セグメントの継手面をトンネル軸方向に対して所定
   の角度で傾斜させたことを特徴とするセグメント継手。
7. 【請求項７】前記ガイド手段は、連結すべきセグメント
   の一方の継手面の略中央にトンネル軸方向に延びて断面
   の略半分が埋設された状態で取り付けられたガイド部材
   と、他方の継手面にこのガイド部材の非埋設の部分が嵌
   合するように形成された凹溝とからなることを特徴とす
   る請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のセグメ
   ント継手。
8. 【請求項８】前記ガイド手段は、連結すべきセグメント
   の一方の継手面の略中央にトンネル軸方向に延びて断面
   の略半分が埋設された状態で取り付けられたガイド管
   と、他方の継手面にこのガイド部材の非埋設の部分が嵌
   合するように形成された凹溝とからなるとともに、前記
   引き寄せ手段の少なくとも一部を前記ガイド管内に備え
   たことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一
   つに記載のセグメント継手。
9. 【請求項９】引き寄せ手段は、前記ガイド部材に挿通さ
   れたボルトを備え、このボルトの一端にセグメントのト
   ンネル軸方向両側の継手部材の一方を固定するととも
   に、このボルトの他端を前記継手部材の他方に形成した
   ボルト挿通孔に挿通し、このボルトの他端に取り付けた
   ナットのねじ込みにより前記セグメント両側の継手部材
   を互いに引き寄せるようにしたことを特徴とする請求項
   ８に記載のセグメント継手。
10. 【請求項１０】前記凹部をセグメント外周面に開口させ
    たことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一
    つに記載のセグメント継手。
11. 【請求項１１】前記凹部をセグメント内周面に開口させ
    ないようにしたことを特徴とする請求項１から請求項１
    ０のいずれか一つに記載のセグメント継手。