JP2001090482A - セグメントの継手構造 - Google Patents

セグメントの継手構造

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JP2001090482A
JP2001090482A JP26336499A JP26336499A JP2001090482A JP 2001090482 A JP2001090482 A JP 2001090482A JP 26336499 A JP26336499 A JP 26336499A JP 26336499 A JP26336499 A JP 26336499A JP 2001090482 A JP2001090482 A JP 2001090482A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 雄金物の押し込み時に雌金物内部のエアが外
部に抜けるようにする。 【解決手段】 雄金物の外径より内径が僅かに小さい雌
金物17をセグメントに埋め込んで形成される凹部18
の終端近傍の雌金物部分にエア穴17aを設けると共
に、雌金物17の外周にエア穴17aを塞ぐようにエア
透過が可能な緩衝材19を装着してセグメント3a2
埋め込んでエア排出部を形成する。凹部18に他のセグ
メントに突出固着した雄金物を押し込む際、凹部内のエ
アをエア排出部(エア穴17a、エアを透過する緩衝材
19)を介して外部に排出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセグメントを相互に
接合するための継手構造に係わり、特に、シールド工法
によりトンネルを構築する際に使用するコンクリート製
のセグメント(セグメントピース)の継手構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】シールド工法では、外殻(シールド)で
トンネル前面の土砂を防護しながら掘削すると同時に外
殻を前方に押出し、これと並行して外殻内の後方でセグ
メントをリング状に組み立て、該リング状セグメントを
トンネル軸方向に順次連続的に建て込むことによりトン
ネル内壁(ライニング)を形成する。外殻を押し出すに
は、数百トンから数千トンという大きな力がいるが、セ
グメントがその反力受けとなり、ジャッキで外殻を前方
に送り出す。
【0003】図5は構築中のシールドトンネルの一部破
断斜視図であり、1はシールド機、1aは円筒状鋼製の
外殻、1bは掘削機のカッタヘッド、2は地盤、3はセ
グメントリング、3aはセグメント、4はシールドジャ
ッキである。構築中のトンネルの先頭位置にはシールド
機1が配置しており、シールド機は筒状に形成された外
殼1aを有している。外殼1aの前部には地盤2を堀進
するためのカッタヘッド1bがあり、外殼1aの後部内
周には複数のシールドジャッキ4が装着されている。そ
れぞれのジャッキは選択的にセグメントの最前端に反力
を求めることができる形で装着されている。外殼1a内
の後部空間8にはセグメント組立て用のエレクタ(図示
せず)が、セグメントを搬送装置(図示せず)から受け
取ってこれを把持し、回転位置決め自在な形で設けられ
ている。シールド外殼1aの後ろ側にはセグメント3a
からなるトンネルが、筒状に構築形成されている。シー
ルドトンネルは、それぞれが弧状に形成されたセグメン
ト3aを周方向に接続してセグメントリング3を形成
し、該セグメントリング3をシールド機1の堀進に伴っ
てトンネル軸方向に既に建て込んであるセグメントリン
グに継ぎ足すことにより構成される。
【0004】すなわち、所定幅をなす弧状のセグメント
(セグメントピース)3aをリング状に組み立てゝ1つ
のセグメントリング3を形成するもので、シールド堀進
が1リング分進む毎に、既に建て込んだセグメントリン
グのトンネル進行方向に新たなセグメントリングを継ぎ
足していく形で、セグメントの建て込み行う。従って、
シールド機の外殻1aは、最新のセグメントリングの前
端に反力を求める形で前進し、シールド機1が前進した
ぶんだけ、その後ろにセグメントリングからなるトンネ
ルが構築されていく。
【0005】セグメント3aは材質から、コンクリート
セグメント、鋼セグメント、鋼コンクリート合成セグメ
ントなどがある。セグメントとしてコンクリートセグメ
ントを使用する場合、隣接するセグメント同士を締結す
るには、従来、ボルトボックスといわれる箱状の窪み及
び接合用のボルト穴をセグメントに設けておき、これら
を利用してボルト締結を行うセグメント継手が一般的で
あった(特開平10-153095号)。しかし、ボルト締結は
作業が面倒となる問題があり、そこで、最近ではセグメ
ント組立ての機械化を図るために、既に建て込まれたセ
グメントに新たなセグメントを押し当てるだけで締結出
来るワンタッチ式の継手金物が各種開発されている。
【0006】図6は従来のワンタッチ式セグメント継手
部の断面拡大図であり、3a1,3a2は隣接するセグメ
ントリングを構成するセグメントである。この従来のワ
ンタッチ式の継手金物は、接合すべきセグメントの一方
のセグメント3a1側に雄金物5を突出固着し、他方の
セグメント3a2側に雌金物6を凹部7を形成するよう
にセグメント3a2のコンクリートに埋め込む形で取り
付け、機械による押し込み力で雄雌の金物5,6を締結
させるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のワンタ
ッチ式セグメント継手構造では、雄金物5を雌金物6に
単純に機械力で押し込むと凹部7に存在していたエアが
雌金物内部で圧縮されてしまい、このため押し込み動作
が阻害され、雄金物5が押し戻されてしまう問題があっ
た。又、戻し力に抗して押し込み動作を強行すると、雌
金物内部の圧縮エアによってセグメント3a2を構成す
るコンクリートにひび割れが生じる危険性があった。以
上から本発明の目的は、ワンタッチ式の継手金物におい
て、雌金物内部のエアが圧縮されないようにして、継手
部のジョイントを円滑に行えるようにすることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、(1) 雄金物の外径より内径が僅かに小さい雌金物を
セグメントに埋め込んで形成された凹部、(2) 他のセグ
メントに突出して固着された雄金物を前記凹部に押し込
む際に凹部内のエアを外部に排出するエア排出部を備え
たセグメントの継手構造により達成される。なお、エア
排出部は、凹部の終端近傍の雌金物部分にエア穴を設
け、雌金物の外周に該エア穴を塞ぐようにエア透過が可
能な緩衝材を装着してセグメントに埋め込んで形成す
る。あるいは、エア排出部は、凹部の終端近傍の雌金物
部分にエア穴を設けると共に、長手方向に複数のエア抜
き用の縦溝と円周方向に該縦溝を接続する横溝を有する
緩衝材を、雌金物の外周に横溝とエア穴が連通するよう
に装着してセグメントに埋め込んで形成する。以上のよ
うに、本発明はエア排出部を設けたから、雌金物内部の
エアが圧縮されることがなく継手部のジョイントを円滑
に行え、しかも、セグメントを構成するコンクリートの
損傷をなくすことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】(a)第1実施例 図1はワンタッチ式の継手部を備えた本発明のセグメン
トの接合方法の説明図、図2は本発明の継手を用いたセ
グメントの断面図である。図1に示すように、各セグメ
ント3a1,3a2のトンネル軸方向及びトンネル周方向
の4つの側面(継ぎ手面)111〜114には継手部が形
成される。このうち、周方向に隣接するセグメントの継
手部には公知のクイックジョイントが設けられるが、本
発明と関係がないため図示及び説明を省略する。トンネ
ル軸方向に隣接するセグメント3a1,3a2の継手部に
はワンタッチ式の継手が用いられる。すなわち、セグメ
ント3a1,3a2の継ぎ手面111,112に複数(図で
は3組)のワンタッチ式の継手部が設けられており、一
方のセグメント3a1の継手部における雄部121〜12
3を他方のセグメント3a2の継手部における雌部131
〜133に圧着締結させることにより両者は接合する。
【0010】セグメント(セグメントピース)3a1
3a2は図2における紙面と交差方向に湾曲する弧状に
形成されたコンクリート製のセグメント本体15を有し
ており、このセグメント本体15のトンネル軸方向の一
方の継手面の112に雄部121〜123が、他方の継ぎ
手面111には雌部131〜133が形成されている。つ
まり、1ケのセグメントのトンネル軸方向両端面には図
示例においては3箇所の雄部121〜123と3箇所の雌
部131〜133が設けられている。雄部には、図2に示
すよう雄金物16が、その半分をセグメントの本体部分
をなすコンクリート中に埋め込まれて残り半分を突出さ
せた形で設けられており、雄金物16の内部にはセメン
トモルタルがセグメント本体のコンクリートと一体をな
す形で充填されている。雌部には雌金物17が、セグメ
ント端面から突出しないようコンクリート中に埋め込ま
れた形で設けられており、雌金物の内部にはコンクリー
トが非充填であることによる凹部18が形成されてい
る。雌金物17の内径D1は雄金物16の外形D2より
僅かに小さく形成されており、従って、セグメントの建
て込みに際し、既に建て込まれたセグメント3a2の雌
金物に新たなセグメント3a1の雄金物を押し込むと、
雄金物が雌金物を拡径する形となって、セグメントのコ
ンクリートに対して摩擦定着する。
【0011】図3は継手構造の拡大図であり、15はセ
グメント本体、17は雌金物、18は雄金物が押し込ま
れる空間(凹部)、19は緩衝材であり、凹部18の終
端近傍の雌金物部分には円周方向にエア抜け用の穴17
aが1乃至複数貫通形成されている。実施例においては
エア穴17aの直径は4mmである。また、雌金物17の
外周には、セメントが浸透しない密なものでエアの透過
が可能なポリエチレンフォーム等からなる緩衝材19
が、エア穴17aを塞ぐ形で筒状に巻着されており、こ
れにより凹部18の終端近傍においてエア穴17aと緩
衝材19を介して外部とエアが行き出来るようになって
いる。なお、緩衝材19は、本来セグメント接合の際に
おける雄金物16を雌金物17に押し込む時、双方の位
置及び軸心の向きの若干のずれを吸収し、セグメント本
体のコンクリートが破壊することなく両者が正しく締結
するように機能する。
【0012】上記継手構造を有するセグメントを製造す
るに際しては、まず、トンネル周方向両端面の継手金物
と共に、内部にセメントモルタルを充填した雄金物16
と雌金物17をセグメント形成用型枠(図示せず)の所
定位置に仮固定して、該型枠内に所定配合のコンクリー
トを打設充填する。この際、雌金物17はコンクリート
中に埋設されるが、その周囲にはエア穴17aを塞ぐ形
で前記の条件を備えた緩衝材19が巻着されているの
で、打設したコンクリートが緩衝材19に滲み込んだり
エア穴17aから凹部18に入り込んだりすることはな
い。
【0013】以上のようにして形成したセグメントをシ
ールドトンネルに建て込む際は、図2に示すように建て
込み済みのセグメント3a2の雌金物17に新たなセグ
メント3a1の雄金物16を、シールドジャッキの押し
込み力を利用して押し込む形で両者を締結していく。こ
の際、雌金物17の内径D1は雄金物16の外形D2よ
り僅かに小さく形成しているため、雄金物16の挿入に
よって押された凹部18内のエアはエア穴17a(図
3)から緩衝材19の内部を通って、セグメント3a2
の外側に抜け、凹部18の奥でエアが圧縮されることが
なくなる。従って、継手金物の押し込み動作は円滑に行
われ、押し戻されたり、セグメントコンクリートにひび
が入ったりすることがなく、しかも、隣接するセグメン
トと確実且つ堅固に接合一体化される。
【0014】(b)第2実施例 図4は本発明の別の継手構造の拡大図であり、図4
(a)は一部拡大縦断面図、図4(b)は図4(a)に
おけるb−b矢視断面図であり、図3の第1実施例と同
一部分には同一符号を付している。15はセグメント本
体、17は雌金物、18は雄金物が押し込まれる空間
(凹部)、19はセメントが浸透しない材料で形成さ
れ、かつ、エア抜き溝19a1,19a2が形成された緩衝材で
ある。凹部18の終端近傍の雌金物部分には円周方向に
エア抜け用の穴17aが1乃至複数貫通形成されてい
る。また、雌金物17の外周には、緩衝材19が、エア
抜き溝19a2とエア穴17aを連通するように筒状に巻着
されている。エア抜き溝は、雌金物の軸方向に略連続す
る形で複数設けられた縦溝19a1と、該複数の縦溝を連絡
すると共に雌金物のエア穴17aと連通する形で周方向
に設けられた横溝(円周溝)19a2により構成されてい
る。以上の構成により、凹部18の穴底近傍のエア穴1
7aと緩衝材19のエア抜け溝119a1,19a2を介して外
部とエアが行き出来るようになっている。尚、溝の形状
は任意である。
【0015】第1実施例と同様の製造方法により上記継
手構造を有するセグメントを形成する。かかるセグメン
トをシールドトンネルに建て込む際は、図2に示すよう
に建て込み済みのセグメント3a2の雌金物17に新た
なセグメント3a1の雄金物16を、シールドジャッキ
の押し込み力を利用して押し込む形で両者を締結してい
く。この際、雌金物17の内径D1は雄金物16の外形
D2より僅かに小さく形成しているため、雄金物16の
挿入によって押された凹部18内のエアはエア穴17a
(図4)→緩衝材19の横溝19a2→縦溝19a2を通って、
セグメントコンクリートの外側に抜け、凹部18の奥で
エアが圧縮されることがなくなる。従って、継手金物の
押し込み動作は円滑に行われ、押し戻されたり、セグメ
ントコンクリートにひびが入ったりすることはなく、し
かも、隣接するセグメントは確実且つ堅固に接合一体化
される。以上、本発明を実施例により説明したが、本発
明は請求の範囲に記載した本発明の主旨に従い種々の変
形が可能であり、本発明はこれらを排除するものではな
い。
【0016】
【発明の効果】以上本発明によれば、エア排出部を設け
たから、雌金物内部のエアが圧縮されることがなく継手
部のジョイントを円滑に行え、しかも、セグメントを構
成するコンクリートの損傷をなくすことができる。ま
た、本発明によれば、エア穴と緩衝材とを用いた簡単な
構成でエア抜け部を形成することができる。また、本発
明によれば、雄金物の挿入によって押された凹部内のエ
アはエア穴から緩衝材の内部を通って、或いは緩衝材の
エア抜け溝を通って、セグメントの外側に抜けるため、
凹部の奥でエアが圧縮されることがなくなり、継手金物
の押し込み動作円滑に行え、押し戻されたり、セグメン
トコンクリートにひびが入ったりすることがない。従っ
て、隣接するセグメントを確実且つ堅固に接合一体化す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のセグメントの接合方法の説明図であ
る。
【図2】本発明の継手を用いたセグメントの断面図であ
る。
【図3】本発明の継手の一部拡大断面図である。
【図4】本発明の別の継手の実施例である。
【図5】構築中のシールドトンネルの一部破断斜視図で
ある。
【図6】従来のセグメント継手部の拡大断面図である。
【符号の説明】
3a1,3a2・・セグメント 111〜114・・継ぎ手面 15・・セグメント本体 16・・雄金物 17・・雌金物 17a・・エア抜け用の穴 18・・雄金物が押し込まれる空間(凹部) 19・・緩衝材

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セグメントを相互に接合するための継手
    構造において、 雄金物の外径より内径が僅かに小さい雌金物をセグメン
    トに埋め込んで形成された凹部、他のセグメントに突出
    して固着された雄金物を前記凹部に押し込む際に凹部内
    のエアを外部に排出するエア排出部、 を備えたことを特徴とするセグメントの継手構造。
  2. 【請求項2】 前記エア排出部を、前記凹部の終端近傍
    の雌金物部分にエア穴を設けると共に、雌金物の外周に
    該エア穴を塞ぐようにエア透過が可能な緩衝材を装着し
    てセグメントに埋め込んで形成することを特徴とする請
    求項1記載のセグメントの継手構造。
  3. 【請求項3】 前記エア排出部を、前記凹部の終端近傍
    の雌金物部分にエア穴を設けると共に、長手方向に複数
    のエア抜き用の縦溝と円周方向に該縦溝を接続する横溝
    を有する緩衝材を、雌金物の外周に横溝とエア穴が連通
    するように装着してセグメントに埋め込んで形成するこ
    とを特徴とする請求項1記載のセグメントの継手構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005226359A (ja) * 2004-02-13 2005-08-25 Taisei Corp セグメントの接合方法および継手構造体
JP2008008103A (ja) * 2006-06-30 2008-01-17 Kumagai Gumi Co Ltd セグメントの接合方法及びセグメントの継手構造

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