JP2000337095A - 鋼管セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋼管セグメントを搬送する為の周辺設備を簡単
化し、組立性に優れた鋼管セグメントを提供する。 【解決手段】自由状態のＣ型セグメント２２の曲率半径
を、トンネルの内面に組付けた鋼管セグメント１５の曲
率半径よりも小さく設定し、Ｃ型セグメント２２と弧型
セグメント３１の周方向接続端部に、ピース間差込み継
手３２を設け、Ｃ型セグメント２２の軸方向接続端部
と、弧型セグメント３１の軸方向接続端部とに、リング
間差込み継手３５を夫々設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、シールド掘進機
で掘削したトンネルの内面を覆工する為の鋼管セグメン
トに関し、特に鋼管セグメントを搬送する為の周辺設備
を簡単化し、組立性に優れた鋼管セグメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】 各種のシールド坑（上下水道用トンネ
ル、地下鉄用トンネル、通信ケーブル用トンネル、共同
溝用トンネルなど）をシールド工法により構築する為の
掘削装置としてシールド掘進機が広く実用に供されてい
る。このシールド掘進機は、一般に、掘進機本体と、こ
の掘進機本体の前端部に回転可能に設けられたカッター
ヘッドと、カッターヘッドを正逆回転駆動する駆動機構
と、掘進機本体の外面部の後胴内に配設されトンネル軸
方向（以後、単に軸方向という）に所定長さ掘削する毎
に、トンネル内面を複数のセグメントで順次覆工してい
く為のエレクター装置と、複数のシールドジャッキと、
排土設備等を有する。シールドジャッキは、既設セグメ
ントの前端に反力をとりシールド掘進機を掘進させる。
排土設備は、カッターヘッドで掘削した掘削土やその掘
削土を含む泥水を地上へ搬出する機能を有する。

【０００３】ところで、前記セグメントとして、これま
でトンネル軸心方向に所定長さでトンネル内周面を周方
向に複数分割（一般的に６分割または７分割）した大き
さのコンクリート製セグメントが適用されてきたが、１
リング分のセグメントを組立てるのにボルト等を含む多
数の接合部品が必要になりボルト接合作業等も分割数が
多い程負荷が多くなるため、セグメントの組付けに要す
るシールド掘進機の掘進停止時間が長くなり工期が長く
なるという問題があった。そこで、コンクリート製セグ
メントに代わり、部品点数が比較的少なく組立性に優れ
た鋼管セグメントが提案されている。

【０００４】例えば、特開平１０−１４０９９５号公報
には、リングを周方向に２分割した断面Ｃ形のＣ型セグ
メントと断面円弧形の弧型セグメントとをボルトにより
接合して１リング分の鋼管セグメントに組立てる技術が
記載されている。このＣ型セグメントの曲率半径は、自
由状態においてトンネル内面の曲率半径とほぼ同寸法に
設定されているので、搬送時等トンネルの内面に組付け
る前は常にＣ型セグメントを縮径状態に保持する保持治
具が必要である。

【０００５】更に前記公報には、トンネル径よりも小さ
い径のリング状の鋼管に周方向１カ所軸方向向きのスリ
ット（分断個所）を入れたスリット管を備え、このスリ
ット管を拡径装置により予め拡径させてトンネル内面の
曲率半径とほぼ同寸法のＣ型セグメントとし、このＣ型
セグメントと弧型セグメントとを双方のフランジ部を介
してボルトにより接合して１リング状の鋼管セグメント
に組立てる技術が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】 前記特開平１０−１
４０９９５号公報の鋼管セグメントでは、搬送時等トン
ネルの内面に組付ける前は常にＣ型セグメントを縮径状
態に保持しなければならず、保持治具にＣ型セグメント
の接続フランジ部を縮径状態で強固に保持しＣ型セグメ
ントを弾性変形させておくことが必要になる。このよう
に組付ける前のＣ型セグメントの取扱いが煩雑化するた
め、周辺設備が複雑化し、Ｃ型セグメントの縮径状態が
不意に解除されると安全面でも問題がある。

【０００７】また、スリット管を備えた鋼管セグメント
では、拡径装置により、Ｃ型セグメントの曲率半径がト
ンネル内面の曲率半径とほぼ同寸法になるようにＣ型セ
グメントを予め拡径させ、この拡径状態においてトンネ
ル内を搬送し弧型セグメントと接合しなければならな
い。それ故、拡径装置が複雑化し周辺設備の費用が高く
つく等の問題がある。更に、拡径装置によりＣ型セグメ
ントの拡径状態を微調整しつつ弧型セグメントと接合す
るため、組付け性に劣り作業能率が悪い。

【０００８】本発明の目的は、鋼管セグメントを搬送す
る為の周辺設備を簡単化し、組立性に優れた鋼管セグメ
ントを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１の鋼管セグメ
ントは、シールド掘進機で掘削したトンネルの内面を覆
工する為の鋼管セグメントにおいて、１リング分の鋼管
セグメントは、そのリングを周方向に２分割した断面Ｃ
形のＣ型セグメントと断面円弧型の弧型セグメントとを
有し、トンネルの内面に組付ける前の自由状態のＣ型セ
グメントの曲率半径を、トンネルの内面に組付けた鋼管
セグメントの曲率半径よりも小さく設定し、これらＣ型
セグメントと弧型セグメントの周方向接続端部に、隣接
するセグメントがトンネル径方向に位置ズレしないよう
に規制する、ピース間差込み継手を設け、トンネル軸方
向に隣接して互いに接続されるＣ型セグメントの軸方向
接続端部と、トンネル軸方向に隣接して互いに接続され
る弧型セグメントの軸方向接続端部とに、隣接するセグ
メントがトンネル径方向に位置ズレしないように規制す
るリング間差込み継手を夫々設けたことを特徴とするも
のである。

【００１０】トンネル内面を鋼管セグメントで覆工する
際には、シールド掘進機の掘削を停止し、シールド掘進
機の前端から受ける土水圧荷重を例えば反力受けストッ
パー装置を介して覆工済みセグメントに受ける。次に、
例えば弧型セグメントをエレクター装置に供給するため
に所定位置に仮置きしておき、この状態でＣ型セグメン
トをエレクター装置に供給して覆工済みの鋼管セグメン
トに組付ける。次に、弧型セグメントを複数のシールド
ジャッキにて押動しＣ型セグメントに組付けリング状に
する。

【００１１】特に自由状態のＣ型セグメントの曲率半径
を、トンネルの内面に組付けた鋼管セグメントの曲率半
径よりも小さく設定し、隣接するセグメントがトンネル
径方向に位置ズレしないように規制するピース間差込み
継手を設けたので、Ｃ型セグメントを径拡大方向に弾性
変形させた状態で弧型セグメントに係合させリング状の
鋼管セグメントにすることができる。Ｃ型セグメントを
搬送中に縮径状態に強固に保持する必要がなく、例えば
セグメント搬送装置からエレクター装置へＣ型セグメン
トを移載するのが容易になり搬送系の構造も簡単化す
る。更に、リング間差込み継手により、軸方向に隣接す
る鋼管セグメント同士を滑らかに接続することができ
る。

【００１２】請求項２の鋼管セグメントは、請求項１の
発明において、前記ピース間差込み継手は、Ｃ型セグメ
ントの周方向接続端部の内向き傾斜端面部と、その内向
き傾斜端面部に係合する弧型セグメントの周方向接続端
部の外向き傾斜端面部と、Ｃ型セグメントの周方向接続
端部の内面に固着されて弧型セグメントを内側から規制
する規制板とを有することを特徴とするものである。

【００１３】つまり、弧型セグメントの曲率半径は自由
状態のＣ型セグメントの曲率半径よりも大きく設定さ
れ、Ｃ型セグメントと弧型セグメントとを係合させる
際、両者の曲率半径が同一寸法となるので、Ｃ型セグメ
ントが弾性変形した状態でＣ型セグメントの内向き傾斜
端面部が、弧型セグメントの外向き傾斜端面部に係合
し、規制板でもって弧型セグメントが内向きに外れよう
とするのを規制することができる。

【００１４】請求項３の鋼管セグメントは、請求項１又
は２の発明において、前記リング間差込み継手は、Ｃ型
セグメント又は弧型セグメントの軸方向接続端部のうち
のトンネル切羽側の接続端部に形成された内向き傾斜端
面部及びトンネル切羽と反対側の接続端部に形成された
外向き傾斜端面部と、Ｃ型セグメント又は弧型セグメン
トの軸方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接続端部
の内面に固着されて隣接のセグメントを内側から規制す
る規制板とを有することを特徴とするものである。

【００１５】Ｃ型セグメントと弧型セグメントを覆工済
みセグメントに続けて切羽側に覆工する際、トンネル切
羽側の内向き傾斜端面部に対してトンネル切羽と反対側
の外向き傾斜端面部が係合し、規制板でもってＣ型セグ
メントまたは弧型セグメントがトンネル径方向に位置ズ
レして外れたりするのを防止することができる。

【００１６】請求項４の鋼管セグメントは、請求項２ま
たは３の発明において、前記差込み継手における内向き
傾斜端面部と外向き傾斜端面部間にシール部材が装着さ
れていることを特徴とするものである。差込み継手のシ
ール部材により止水性を高め、地山からの水の流入を防
ぐことができる。

【００１７】請求項５の鋼管セグメントは、請求項１〜
４の何れかの発明において、前記弧型セグメントは、そ
の周方向幅がトンネル切羽側が広く且つトンネル切羽側
と反対側が狭いほぼ台形状に形成されたことを特徴とす
るものである。Ｃ型セグメントの１対の内向き傾斜端面
部間に、弧型セグメントをシールドジャッキにより挿嵌
することができる。このとき、弧型セグメントが前記の
ような台形状に形成されているので、弧型セグメントが
周方向に多少位置ズレしていても、この位置ズレを解消
しつつ簡単に挿嵌することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。本実施形態は、図１に示す
シールド掘進機１にて掘削したトンネル内面を覆工する
鋼管セグメントについて説明する。最初に、シールド掘
進機１について説明し、次に鋼管セグメントについて説
明する。尚、掘進方向に向ったときの前後左右方向を前
後左右方向として説明する。

【００１９】図１に示すように、シールド掘進機１は、
掘進機本体２と、この掘進機本体２の外面部の前胴３及
び後胴４と、掘進機本体２の前端部に回転可能に設けら
れたカッターヘッド５と、このカッターヘッド５を回転
駆動する為のヘッド駆動機構６と、複数本のシールドジ
ャッキ７と、エレクター装置８と、スクリューコンベヤ
９，ベルトコンベヤ１０を含む排土設備１１等を有す
る。ヘッド駆動機構６は、複数の油圧モータ６ａ等から
なり、前胴３内部の鉛直の隔壁１２に一体的に固定され
てカッターヘッド５を正逆回転駆動する。尚、スクリュ
ーコンベヤ９の前端は、隔壁１２に前方下がり傾斜状に
固定されてチャンバー１３に連通され、排土口９ａを備
えたスクリューコンベヤ９の後端部は、ベルトコンベヤ
１０に連結されている。

【００２０】図１、図２に示すように、後胴４の内面に
は、リングウェブ１４が突設され、複数のシールドジャ
ッキ７はこのリングウェブ１４に周方向適当間隔置きに
後方向きに装着されている。これらシールドジャッキ７
は、掘進時には覆工済みの鋼管セグメント１５の前端に
反力を取り掘進機本体２を前進させ、鋼管セグメント１
５の組付けの際には、エレクター装置８で組付けられ鋼
管セグメント１５の前端を押圧して後方移動させる。こ
の組付時において、カッターヘッド５に作用する土水圧
荷重を、覆工済みの鋼管セグメント１５の内部に配置さ
れた反力受けストッパー装置１６とスクリューコンベヤ
９を介して覆工済みの鋼管セグメント１５で支持するよ
うになっている。

【００２１】図１、図１０に示すように、反力受けスト
ッパー装置１６は、支持台車１７と反力受けストッパー
１８と連結部材１９とを有する。支持台車１７の下面に
は、前後１対左右１対計４個の車輪１７ａが設けられ、
覆工済みの鋼管セグメント１５の内面には、掘進方向に
沿って１対のレール２０が平行に敷設され、支持台車１
７は、１対のレール２０上に車輪１７ａにより移動可能
に載置され、反力受けストッパー１８はこの支持台車１
７に支持されている。反力受けストッパー１８は、左右
に伸縮自在な左右１対のストッパ部材１８ａを１対の油
圧シリンダ（図示略）により伸縮するように構成され、
これらストッパ部材１８ａを覆工済みの鋼管セグメント
１５の内面に強く押圧させることで、前述のように土水
圧荷重を覆工済みの鋼管セグメント１５で支持すること
ができる。支持台車１７を掘進機本体２に固定する為
に、支持台車１７が連結部材１９でスクリューコンベヤ
９に適宜連結解除可能に連結されている。

【００２２】図１、図２、図１５に示すように、エレク
ター装置８のエレクタ本体８ａには拡張装置２１が設け
られ、拡張装置２１は、鋼管セグメント１５のうちのＣ
型セグメント２２を保持し且つ自由状態から拡径状態に
する機能を有する。尚、エレクター装置８の付近の覆工
済みの鋼管セグメント１５内の上部から後方向きにロー
ラコンベヤ等のセグメント搬送装置２３が設置され、こ
のセグメント搬送装置２３の後方には、セグメント搬送
台車２４が前後方向に移動可能に設置されている。尚、
セグメント搬送装置２３の下方には、複数の後方台車２
５が前後方向に連結されてレール２０上に移動可能に設
置され、これら後方台車２５の上面には、排土を搬送す
るベルトコンベヤ１０が設置されている。各後方台車２
５の側面には、断面略Ｌ字形状の枠部材２５ａが突設さ
れて作業通路が形成されている。

【００２３】図１、図７に示すように、セグメント搬送
台車２４は、搬送フレーム２６と車輪２７とセグメント
保持ロッド２８とを有する。搬送フレーム２６は覆工済
みの鋼管セグメント１５の内面に沿って正面視略Ｃ字形
状に且つ側面視略矩形状に形成されている。搬送フレー
ム２６はＣ字の開口を下方に向けて配設され、この搬送
フレーム２６のＣ字の開口端部付近に設けられた車輪２
７が搬送フレーム２６を前後方向に移動可能にし、搬送
フレーム２６の前端部には、複数本体保持ロッド２８が
前方に向け突設されている。尚、２９は配管類，３０
は、配管類２９等のサポート部材である。

【００２４】次に、鋼管セグメント１５について説明す
る。図３、図４に示すように、１リング分の鋼管セグメ
ント１５は、そのリングを周方向に２分割した断面Ｃ形
のＣ型セグメント２２と、断面円弧形の弧型セグメント
３１とを有する。Ｃ型セグメント２２のトンネル内搬送
を容易にする為に、トンネルの内面に組付ける前の自由
状態のＣ型セグメント２２の曲率半径は、トンネルの内
面に組付けた鋼管セグメント１５の曲率半径よりも小さ
く設定されている。

【００２５】図３、図４、図５に示すように、Ｃ型セグ
メント２２と弧型セグメント３１の周方向接続端部の各
々には、ピース間差込み継手３２が設けられ、これらピ
ース間差込み継手３２は、周方向に隣接するＣ型セグメ
ント２２と弧型セグメント３１がトンネル径方向に位置
ズレしないように規制する。即ち、ピース間差込み継手
３２は、Ｃ型セグメント２２の周方向接続端部の内向き
傾斜端面部２２ａと、弧型セグメント３１の周方向接続
端部の外向き傾斜端面部３１ａと、これら内向き傾斜端
面部２２ａと外向き傾斜端面部３１ａとの間に装着され
るシール部材３３（例えばゴム製の条体）と、矩形状の
規制板３４とを有する。外向き傾斜端面部３１ａはシー
ル部材３３を介して内向き傾斜端面部２２ａに係合し、
Ｃ型セグメント２２の周方向接続端部の内面には、規制
板３４がその周方向幅の約１／３部分を当接させた状態
で溶接接合され、規制板３４の露出部分（約２／３部
分）が弧型セグメント３１の内面に当接するようになっ
ている。

【００２６】図３、図６に示すように、Ｃ型セグメント
２２の軸方向接続端部には、リング間差込み継手３５が
設けられ、リング間差込み継手３５は、軸方向に隣接す
るＣ型セグメントがトンネル径方向に位置ズレしないよ
うに規制する。即ち、リング間差込み継手３５は、Ｃ型
セグメント２２の軸方向接続端部の内向き傾斜端面部２
２ｂ及び外向き傾斜端面部２２ｃと、これら内向き傾斜
端面部２２ｂと外向き傾斜端面部２２ｃとの間に装着さ
れるシール部材３６（例えばゴム製の条体）と、規制板
３７とを有する。

【００２７】内向き傾斜端面部２２ｂは、Ｃ型セグメン
ト２２の軸方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接続
端部に形成され、外向き傾斜端面部２２ｃは、前記軸方
向接続端部のうちのトンネル切羽と反対側（以後、反切
羽側という）の接続端部に形成され、規制板３７は、Ｃ
型に形成されＣ型セグメント２２の軸方向接続端部のう
ちのトンネル切羽側の接続端部の内面に、その約１／２
部分を当接させた状態で溶接接合されている。そして規
制板３７の露出した１／２部分は、Ｃ型セグメント２２
の反切羽側の接続端部の内面に当接するようになってい
る。

【００２８】図３に示すように、弧型セグメント３１の
リング間差込み継手３５は、Ｃ型セグメント２２のもの
と同様に、弧型セグメント３１の軸方向接続端部に設け
られ、リング間差込み継手３５は、軸方向に隣接する弧
型セグメント３１がトンネル径方向に位置ズレしないよ
うに規制する。即ち、弧型セグメント３１のリング間差
込み継手３５は、弧型セグメント３１の軸方向接続端部
の内向き傾斜端面部３１ｂ及び外向き傾斜端面部３１ｃ
と、これら内向き傾斜端面部３１ｂと外向き傾斜端面部
３１ｃとの間に装着されるシール部材３６と、規制板３
７とを有する。

【００２９】内向き傾斜端面部３１ｂは、弧型セグメン
ト３１の軸方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接続
端部に形成され、外向き傾斜端面部３１ｃは、前記軸方
向接続端部のうちの反切羽側の接続端部に形成され、前
記規制板３７は、弧型セグメント３１と同じ断面円弧形
に形成され弧型セグメント３１の軸方向接続端部のうち
のトンネル切羽側の接続端部の内面に、その約１／２部
分を当接させた状態で溶接接合されている。そして規制
板３７の露出した１／２部分は、弧型セグメント３１の
反切羽側の接続端部の内面に当接するようになってい
る。

【００３０】図３、図４に示すように、弧型セグメント
３１は、平面視にて台形状に形成され周方向幅がトンネ
ル切羽側が広く且つ反切羽側が狭くなるように形成され
ている。弧型セグメント３１を組付ける際には、弧型セ
グメント３１をリング長の約２／３〜半分位の距離だけ
切羽側へシフトさせた位置に仮置きし、次にＣ型セグメ
ント２２を組付け、このＣ型セグメント２２の１対の傾
斜端面部２２ａ間に弧型セグメント３１の後半部を位置
させる。次に２組のシールドジャッキ７によりＣ型セグ
メント２２の１対の傾斜端面部２２ａ間に、この弧型セ
グメント３１をリング長の約２／３〜半分位の距離だけ
切羽側から挿嵌させる。

【００３１】尚、覆工済みのＣ型セグメント２２の１対
の傾斜端面部２２ａ間の距離（周方向の距離）もトンネ
ル切羽側が大きく且つ反切羽側が小さくなるように形成
されている。尚、Ｃ型セグメント２２と弧型セグメント
３１には、内部から裏込材を注入する為の裏込材注入孔
２２ｄ，３１ｄが貫通状態に設けられている。

【００３２】以上説明したシールド掘進機１と鋼管セグ
メント１５の作用について説明する。 トンネル掘進の
際には、複数本のシールドジャッキ７により覆工済みの
鋼管セグメント１５に反力をとりながら、それらシール
ドジャッキ７を伸長させつつ、複数の油圧モータ６ａに
よりカッターヘッド５を回転させ掘削していく。カッタ
ーヘッド５で掘削した掘削土は、チャンバー１３内から
スクリューコンベヤ９に導入されその排土口９ａからベ
ルトコンベヤ１０へ移載され、ベルトコンベヤ１０によ
り地上へ搬出される。

【００３３】トンネルの掘削と並行的にセグメント２
２，３１の搬送を行う。この場合、図１、図７〜図９に
示すように、Ｃ型セグメント２２と弧型セグメント３１
を、セグメント搬送台車２４によりセグメント搬送装置
２３の後端部まで搬送し、このセグメント搬送装置２３
に移載する。次に、図１、図１２に示すように、弧型セ
グメント３１を、セグメント搬送装置２３にてエレクタ
ー装置８の近くまで搬送する。

【００３４】トンネルを所定距離（１リング分）掘削す
る毎に掘削を中断して、鋼管セグメント１５をトンネル
の内面に覆工する。この場合、先ず反力受けストッパー
装置１６の支持台車１７を、スクリューコンベヤ９に連
結部材１９を介して連結して掘進機本体２に固定し、こ
の状態で左右１対のストッパ部材１８ａを覆工済みの鋼
管セグメント１５の内面に強く押圧させる（図１０参
照）。これにより、カッターヘッド５に作用する土水圧
荷重をスクリューコンベヤ９から反力受けストッパー装
置１６を介して覆工済みの鋼管セグメント１５で支持す
る。その後、複数の全てのシールドジャッキ７のロッド
部を退入させ、覆工済みの鋼管セグメント１５とこれら
シールドジャッキ７との間に鋼管セグメント１５を組立
てる為のスペースを確保する。

【００３５】次に、図１、図２、図１１、図１２に示す
ように、弧型セグメント３１をセグメント搬送装置２３
からエレクター装置８に供給し、エレクタ本体８ａのセ
グメント把持部８ｂに固定する。この状態で弧型セグメ
ント３１を、径縮小方向に移動し、トンネル軸心回りに
所定角度（１８０度）旋回させると共にリング長の約２
／３〜半分位の距離だけ切羽側へシフトさせる。次に、
図１３に示すように弧型セグメント３１を径拡大方向に
移動しトンネル内に仮置きする。

【００３６】次に、図１、図２、図１１、図１４に示す
ように、Ｃ型セグメント２２をセグメント搬送装置２３
からエレクター装置８に供給し、Ｃ型セグメント２２の
１対の周方向接続端部に設けられた１対の規制板３４を
エレクタ本体８ａの拡張装置２１に固定する。

【００３７】次に、図１、図２、図１５に示すように、
拡張装置２１によりＣ型セグメント２２を自由状態から
拡径状態にし、そのＣ型セグメント２２を小距離後方移
動させることでその後端部をリング間差込み継手３５を
介して覆工済みの鋼管セグメント１５の前端部に係合さ
せる。このとき、リング間差込み継手３５において、Ｃ
型セグメント２２の反切羽側の外向き傾斜端面部２２ｃ
がシール部材３６を介して覆工済みの鋼管セグメント１
５の切羽側の内向き傾斜端面部２２ｂに係合すると共
に、規制板３７によりＣ型セグメント２２がトンネル径
方向に位置ズレするのを防止する。

【００３８】次に、図１、図２、図１６に示すように、
仮置きしておいた弧型セグメント３１を、シールドジャ
ッキ７で後方へ前記リング長の約２／３〜半分の距離押
動させて、先に組付けたＣ型セグメント２２の１対の内
向き傾斜端面部２２ａに押し込んで１リング分の鋼管セ
グメント１５を覆工する。このとき、弧型セグメント３
１の左右１対の外向き傾斜端面部３１ｃと、Ｃ型セグメ
ント２２の１対の内向き傾斜端面部２２ａとがシール部
材３３を介して係合すると共に、規制板３４により、弧
型セグメント３１がトンネル径方向に位置ズレして外れ
たりするのを防止することができる。

【００３９】更に、弧型セグメント３１の反切羽側の外
向き傾斜端面部３１ｃがシール部材３６を介して覆工済
みの鋼管セグメント１５の切羽側の内向き傾斜端面部３
１ｂに係合すると共に、規制板３７により、弧型セグメ
ント３１がトンネル径方向に位置ズレするのを防止する
ことができる。しかも、弧型セグメント３１が前記のよ
うな台形状に形成されているので、弧型セグメント３１
が周方向に多少位置ズレしていても、位置ズレを解消し
つつ簡単に挿嵌することができる。

【００４０】以上説明した鋼管セグメント１５によれ
ば、自由状態のＣ型セグメント２２の曲率半径を、トン
ネルの内面に組付けた鋼管セグメント１５の曲率半径よ
りも小さく設定したので、Ｃ型セグメント２２を縮径状
態に保持することなく自由状態にて搬送することがで
き、セグメント搬送装置２３やセグメント搬送台車２４
等の搬送設備にその縮径の為の保持手段を設ける必要が
なくなる。それ故、搬送設備が簡単化し設備費用を低く
抑えることができる。

【００４１】Ｃ型セグメント２２と弧型セグメント３１
の周方向接続端部に、ピース間差込み継手３２を設けた
ので、常にＣ型セグメント２２と弧型セグメント３１を
同一円周をなす１つのリング状に組立てることができ
る。Ｃ型セグメント２２の軸方向接続端部にリング間差
込み継手３５を設け、リング間差込み継手３５は、切羽
側の内向き傾斜端面部２２ｂと反切羽側の外向き傾斜端
面部２２ｃとシール部材３６と規制板３７とを有するの
で、軸方向に隣接する鋼管セグメント１５に対してＣ型
セグメント２２を滑らかに且つ簡単に段違いにならない
ように組付けることができる。

【００４２】Ｃ型セグメント２２が弾性変形した状態で
Ｃ型セグメント２２の内向き傾斜端面部２２ａが、弧型
セグメント３１の外向き傾斜端面部３１ａに係合し、規
制板３４でもって、弧型セグメント３１が内向きに外れ
ようとするのを規制し且つ内向き傾斜端面部２２ａと外
向き傾斜端面部３１ａとを段違いにならないように係合
することができる。

【００４３】Ｃ型セグメント２２または弧型セグメント
３１を覆工済みの鋼管セグメント１５に対して覆工する
際、トンネル切羽側の内向き傾斜端面部２２ｂまたは３
１ｂに対して反切羽側の外向き傾斜端面部２２ｃまたは
３１ｃが係合し、規制板３７でもってＣ型セグメント２
２または弧型セグメント３１がトンネル径方向に位置ズ
レするのを防止することができる。

【００４４】ピース間差込み継手３２は、Ｃ型セグメン
ト２２の内向き傾斜端面部２２ａと、弧型セグメント３
１の外向き傾斜端面部３１ａとの間に装着されるシール
部材３３を含むことから、シール部材３３により止水性
を高め、地山からピース間つまりＣ型セグメント２２と
弧型セグメント３１との間の隙間を経て水が流入するの
を防ぐことができる。

【００４５】リング間差込み継手３５は、Ｃ型セグメン
ト２２又は弧型セグメント３１の内向き傾斜端面部２２
ｂまたは３１ｂと外向き傾斜端面部２２ｃまたは３１ｃ
間に装着されるシール部材３６を含むことから、シール
部材３６によりさらに止水性を高め、地山からリング間
つまりトンネル軸方向に隣接する鋼管セグメント１５間
の隙間を経て水が流入するのを防ぐことができる。

【００４６】弧型セグメント３１の周方向幅がトンネル
切羽側が広く且つトンネル切羽側と反対側が狭いほぼ台
形状に形成されたので、弧型セグメント３１が周方向に
多少位置ズレしていても、シールドジャッキ７で押動す
るだけで、この位置ズレを解消しつつ簡単に挿嵌するこ
とができる。

【００４７】次に、本実施形態を部分的に変更した変更
形態について説明する。 １）Ｃ型セグメント２２と弧型セグメント３１とをリン
グ状に組立てた後、シールドジャッキ７により覆工済み
の鋼管セグメント１５に対して押動し組付けることも可
能である。

【００４８】２）ピース間差込み継手は、Ｃ型セグメン
ト２２の周方向接続端部の内向き傾斜端面部と、この内
向き傾斜端面部に係合する弧型セグメント３１の外向き
傾斜端面部と、弧型セグメント３１の周方向接続端部の
外面に固着されＣ型セグメント２２を外側から規制する
規制板とを有する継手であってもよい。また、Ｃ型セグ
メント２２の周方向接続端部の外向き傾斜端面部と、こ
の外向き傾斜端面部に係合する弧型セグメント３１の内
向き傾斜端面部と、弧型セグメント３１の周方向接続端
部の内面に固着されＣ型セグメントを内側から規制する
規制板とを有する継手であってもよい。

【００４９】尚、弧型セグメントに規制板が固着された
ピース間差込み継手において、Ｃ型セグメント、弧型セ
グメントの順で組立てることも可能である。更に、Ｃ型
セグメント２２の周方向接続端部の外向き傾斜端面部
と、この外向き傾斜端面部に係合する弧型セグメント３
１の内向き傾斜端面部と、Ｃ型セグメント２２の周方向
接続端部の外面に固着され弧型セグメントを外側から規
制する規制板とを有する継手であってもよい。

【００５０】３）リング間差込み継手は、Ｃ型セグメン
ト２２又は弧型セグメント３１の軸方向接続端部のうち
のトンネル切羽側の接続端部に形成された内向き傾斜端
面部及びトンネル切羽と反対側の接続端部に形成された
外向き傾斜端面部と、Ｃ型セグメント２２又は弧型セグ
メント３１の軸方向接続端部のうちのトンネル切羽と反
対側の接続端部の外面に固着されて隣接のセグメントを
外側から規制する規制板とを有する継手であってもよ
い。

【００５１】また、Ｃ型セグメント２２又は弧型セグメ
ント３１の軸方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接
続端部に形成された外向き傾斜端面部及びトンネル切羽
と反対側の接続端部に形成された内向き傾斜端面部と、
Ｃ型セグメント２２又は弧型セグメント３１の軸方向接
続端部のうちのトンネル切羽側の接続端部の外面に固着
されて隣接のセグメントを外側から規制する規制板とを
有する継手であってもよい。

【００５２】更に、Ｃ型セグメント２２又は弧型セグメ
ント３１の軸方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接
続端部に形成された外向き傾斜端面部及びトンネル切羽
と反対側の接続端部に形成された内向き傾斜端面部と、
Ｃ型セグメント２２又は弧型セグメント３１の軸方向接
続端部のうちのトンネル切羽と反対側の接続端部の内面
に固着されて隣接のセグメントを内側から規制する規制
板とを有する継手であってもよい。何れにしてもこのよ
うなリング間差込み継手により軸方向に隣接するセグメ
ントを滑らかに接続することができる。

【００５３】４）セグメント搬送装置２３とエレクター
装置８との間に必要に応じて搬入台車を設け、Ｃ型セグ
メント２２と弧型セグメント３１の移載を補助するよう
にしてもよい。尚、図１に示す以外のシールド掘進機に
も本発明を適用することができる。その他、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で、前記実施形態に種々の変更を付
加した形態で実施することも可能である。

【００５４】

【発明の効果】 請求項１の発明によれば、自由状態の
Ｃ型セグメントの曲率半径を、トンネルの内面に組付け
た鋼管セグメントの曲率半径よりも小さく設定したの
で、Ｃ型セグメントを縮径状態に保持することなく自由
状態にて搬送することができ、セグメント搬送装置にそ
の縮径の為の保持手段を設ける必要がなくなる。それ
故、搬送設備が簡単化し設備費用を低く抑えることがで
きる。

【００５５】Ｃ型セグメントと弧型セグメントの周方向
接続端部に、ピース間差込み継手を設けたので、常にＣ
型セグメントと弧型セグメントを１つのリング状に組立
てることができる。Ｃ型セグメントの軸方向接続端部に
リング間差込み継手を設けたので、軸方向に隣接する覆
工済みの鋼管セグメントに対してＣ型セグメントを滑ら
かに且つ簡単に段違いにならないように組付けることが
できる。また弧型セグメントの軸方向接続端部にもリン
グ間差込み継手を設けたので、軸方向に隣接する覆工済
みの鋼管セグメントに対して弧型セグメントを簡単に段
違いにならないように組付けることができる。それ故、
鋼管セグメントの組付けに要するシールド掘進機の停止
時間を短縮できる。

【００５６】請求項２の発明によれば、Ｃ型セグメント
が弾性変形した状態でＣ型セグメントの内向き傾斜端面
部が、弧型セグメントの外向き傾斜端面部に係合し、規
制板でもって、弧型セグメントが内向きに外れようとす
るのを規制し且つ内向き傾斜端面部と外向き傾斜端面部
とを１つのリング状に係合することができる。その他請
求項１と同様の効果を奏する。

【００５７】請求項３の発明によれば、Ｃ型セグメント
と弧型セグメントを覆工済みセグメントに対して覆工す
る際、トンネル切羽側の内向き傾斜端面部に対してトン
ネル切羽と反対側の外向き傾斜端面部が係合し、規制板
でもってＣ型セグメントまたは弧型セグメントがトンネ
ル径方向に位置ズレするのを防止することができる。そ
の他請求項１又は２と同様の効果を奏する。

【００５８】請求項４の発明によれば、差込み継手にお
ける内向き傾斜端面部と外向き傾斜端面部間にシール部
材が装着されているので、これらシール部材により止水
性を高め、地山からピース間つまりＣ型セグメントと弧
型セグメントとの間の隙間を経て水が流入するのを防
ぎ、地山からリング間つまりトンネル軸方向に隣接する
鋼管セグメント間の隙間を経て水が流入するのを防ぐこ
とができる。その他請求項２または３と同様の効果を奏
する。

【００５９】請求項５の発明によれば、弧型セグメント
の周方向幅がトンネル切羽側が広く且つトンネル切羽側
と反対側が狭いほぼ台形状に形成されたので、弧型セグ
メントが周方向に多少位置ズレしていても、シールドジ
ャッキで押動するだけで、この位置ズレを解消しつつ簡
単に挿嵌することができる。その他請求項１〜４の何れ
かと同様の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るシールド掘進機の縦断
面図である。

【図２】エレクター装置とシールドジャッキと鋼管セグ
メント等の位置関係を示す要部拡大断面図である。

【図３】鋼管セグメントの分解斜視図である。

【図４】鋼管セグメントをリング状に組立てた状態を示
す縦断正面図である。

【図５】図４のピース間差込み継手の拡大断面図であ
る。

【図６】リング間差込み継手の拡大断面図である。

【図７】セグメント搬送台車及び鋼管セグメント等の背
面図（図１のVII − VII線断面図）である。

【図８】Ｃ型セグメントをセグメント搬送装置にて搬送
する状態を示す背面図（図１のVIII− VIII 線断面図）
である。

【図９】弧型セグメントをセグメント搬送装置にて搬送
する状態を示す背面図（図１のIX− IX 線断面図）であ
る。

【図１０】反力受けストッパー装置と鋼管セグメント等
の正面図（図１のX − X線端面図）である。

【図１１】エレクター装置と鋼管セグメント等の背面図
（図１のXI−XI線断面図）である。

【図１２】弧型セグメントをエレクター装置に供給した
状態を示す背面図である。

【図１３】弧型セグメントを仮置きした状態を示す背面
図である。

【図１４】Ｃ型セグメントをエレクター装置に供給した
状態を示す背面図である。

【図１５】Ｃ型セグメントを自由状態から拡径状態にす
る状態を示す説明図である。

【図１６】Ｃ型セグメントと弧型セグメントの組付け状
態を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ シールド掘進機 １５ 鋼管セグメント ２２ Ｃ型セグメント ２２ａ、２２ｂ、３１ｂ 内向き傾斜端面部 ２２ｃ、３１ａ、３１ｃ 外向き傾斜端面部 ３１ 弧型セグメント ３２ ピース間差込み継手 ３３ シール部材 ３４ 規制板 ３５ リング間差込み継手 ３６ シール部材 ３７ 規制板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 保徳 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 真鍋 尚男 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 清水 光雄 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 酒井 義雄 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 増田 敏一 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 寺本 正 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 今塩 宏之 東京都千代田区内幸町２丁目２番３号 川 崎製鉄株式会社内 (72)発明者 川口 博行 東京都港区芝浦１丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 鹿島 竜之介 東京都港区芝浦１丁目２番３号 清水建設 株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 BA01 EB01 KB04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シールド掘進機で掘削したトンネルの内
   面を覆工する為の鋼管セグメントにおいて、 １リング分の鋼管セグメントは、そのリングを周方向に
   ２分割した断面Ｃ形のＣ型セグメントと断面円弧形の弧
   型セグメントとを有し、 トンネルの内面に組付ける前の自由状態のＣ型セグメン
   トの曲率半径を、トンネルの内面に組付けた鋼管セグメ
   ントの曲率半径よりも小さく設定し、 これらＣ型セグメントと弧型セグメントの周方向接続端
   部に、隣接するセグメントがトンネル径方向に位置ズレ
   しないように規制するピース間差込み継手を設け、 トンネル軸方向に隣接して互いに接続されるＣ型セグメ
   ントの軸方向接続端部と、トンネル軸方向に隣接して互
   いに接続される弧型セグメントの軸方向接続端部とに、
   隣接するセグメントがトンネル径方向に位置ズレしない
   ように規制するリング間差込み継手を夫々設けたことを
   特徴とする鋼管セグメント。
2. 【請求項２】 前記ピース間差込み継手は、Ｃ型セグメ
   ントの周方向接続端部の内向き傾斜端面部と、その内向
   き傾斜端面部に係合する弧型セグメントの周方向接続端
   部の外向き傾斜端面部と、Ｃ型セグメントの周方向接続
   端部の内面に固着されて弧型セグメントを内側から規制
   する規制板とを有することを特徴とする請求項１に記載
   の鋼管セグメント。
3. 【請求項３】 前記リング間差込み継手は、Ｃ型セグメ
   ント又は弧型セグメントの軸方向接続端部のうちのトン
   ネル切羽側の接続端部に形成された内向き傾斜端面部及
   びトンネル切羽と反対側の接続端部に形成された外向き
   傾斜端面部と、Ｃ型セグメント又は弧型セグメントの軸
   方向接続端部のうちのトンネル切羽側の接続端部の内面
   に固着されて隣接のセグメントを内側から規制する規制
   板とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   鋼管セグメント。
4. 【請求項４】 前記差込み継手における内向き傾斜端面
   部と外向き傾斜端面部間にシール部材が装着されている
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の鋼管セグメ
   ント。
5. 【請求項５】 前記弧型セグメントは、その周方向幅が
   トンネル切羽側が広く且つトンネル切羽側と反対側が狭
   いほぼ台形状に形成されたことを特徴とする請求項１〜
   ４の何れかに記載の鋼管セグメント。