JP2001193391A - トンネル覆工部材の組立構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル覆工部材の周方向への設置作業及び
解体作業を容易かつ速やかに行えるトンネル覆工部材の
組立構造を提供する。 【解決手段】 弧状をなす複数のトンネル覆工部材２１
〜２４を組立てることで、トンネルの内周面を覆うリン
グ状覆工体を形成するうえで、各覆工部材２１〜２４間
の周方向継手部を仮止め係合手段２６，２７によって結
合するとともに、各覆工部材２１〜２４間の少なくとも
一カ所の継手部分に配置されてこの部分を拡張、収縮さ
せるための伸縮継手を設けたトンネル覆工部材の組立構
造において、前記伸縮継手は、両端を各接続部分に連結
する一対の逆ネジ３０，３１と、両逆ネジ３０，３１に
ネジ結合した長さ調整用のナット部３２とを備えたター
ンバックル２８である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル覆工部材
の組立構造に関し、特に、孤状のピース部材たる複数の
トンネル覆工部材を組立てて、トンネルの内周面を覆う
リング状の覆工体を形成する際に、これらのトンネル覆
工部材の周方向の接続一体化及び解体作業を迅速に行え
るようにしたトンネル覆工部材の組立構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの内周面に覆工体を形成するた
めの覆工部材の一つとしてセグメントが知られている。
このセグメントは、シールド工法や、トンネルボーリン
グマシーン（以下「ＴＢＭ」とする。）で代表されるト
ンネル掘進機などによってトンネルを掘削形成する場合
に、支保工あるいは一次覆工として用いられる鋼製ある
いは鉄筋コンクリート製の部材であり、一般にトンネル
内周面に沿った形状を形成するように、周方向に複数分
割された孤状のピース部材として製作されるものであっ
て、このセクメントピースを周方向に接続してリング状
に一体化することで１リング分のセグメントが形成され
る。そして、このように形成されたセグメントを、さら
にトンネルの軸方向に連接することによって、所定の領
域のトンネル内周面を覆う覆工体が連続的に形成され
る。

【０００３】以上のセグメントは、本来、掘削形成した
トンネルが崩れないようにトンネルに働く荷重に抵抗
し、必要とされる断面を保持するための永久構造物とし
て設置されるものであり、特に、シールド掘進機やＴＢ
Ｍに対しては、これらを前進させるための推進ジャッキ
の反力壁としての機能をも果たすものであるため、強固
て安定した構造物とすべく、セグメントを周方向あるい
はトンネルの軸方向に接続一体化するための継手部は、
いずれもボルト等を使用してしっかりと連結することが
望ましいと考えられている。

【０００４】一方、例えば道路トンネルなどの大断面の
トンネルを構築する際に、地質調査や水抜き、あるいは
切羽面の掘削作業時における自由面の確保等を目的とし
て、当該大断面のトンネルより小さな断面のトンネル
を、先進導坑として、例えばＴＢＭを用いて掘削形成す
ることがあるが、かかる先進導坑の掘削中においても、
トンネルの内壁面の防護や推進ジャッキの反力の確保な
どのために、トンネル覆工部材を用いて覆工体が組立て
られる場合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記先進導
坑において覆工体が組立てられた場合、この先進導坑
は、これに後続して大断面のトンネル本体部分を掘削す
る際に拡幅掘削されるものであることから、組立てたト
ンネル覆工部材を解体撤去する必要を生ずる。

【０００６】しかしながら、従来のトンネル覆工部材の
組立構造によれば、ボルト等による強固な継手部とした
永久構造であったため、これを解体するのに多くの手間
がかり、撤去作業を速やかに行うことができなかった。
また、強固な継手部を有するトンネル覆工部材の組立構
造では、その組立にも手間がかかるため、特にトンネル
の掘削作業をＴＢＭにより行う場合には、覆工体の組立
作業に多くの時間を費やすことになってＴＢＭの高速掘
削性を生かした効率の良いトンネルの掘削作業を行うこ
とが出来ない課題があった。

【０００７】本発明は、以上の課題を解決するものであ
って、その目的は、トンネル覆工部材の周方向への設置
作業及び解体作業を容易かつ速やかに行えるトンネル覆
工部材の組立構造を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明は、弧状をなす複数のトンネル覆工部材を組
立てることにより、トンネルの内周面を覆うリング状覆
工体を形成するうえで、各覆工部材間の周方向継手部を
仮止め係合手段によって結合するとともに、各覆工部材
間の少なくとも一カ所の継手部分に配置されてこの部分
を拡張、収縮させるための伸縮継手を設けたトンネル覆
工部材の組立構造において、前記伸縮継手は、両端を各
接続部分に連結する一対の逆ネジと、両逆ネジにネジ結
合した長さ調整用のナット部とを備えたターンバックル
であることを特徴とする。従って、本発明によれば、各
覆工部材継手部で連結し、展開することで、ほぼリング
状とした後、ナット部を回転させ、逆ネジを左右に伸張
させることで、覆工部材が拡径してトンネル壁面に密着
する。また、解体時にはナット部を逆回転することで、
各覆工部材は縮径して壁面から離脱する。その後は、各
継手部を取外して解体することが出来る。

【０００９】本発明のうち請求項２に記載の発明では、
前記伸縮継手は、一端を一方の覆工部材の周方向端部に
連結するガイド管と、該ガイド管の長手方向に沿って所
定間隔をおいて穿孔された複数の長さ調整穴と、前記ガ
イド管にスライド可能に挿通され、他端を他方の覆工部
材の周方向端部に連結するスライド管と、該スライド管
の長手方向に沿って穿孔され、かつ前記長さ調整穴に一
致する複数の長さ調整穴と、両調整孔間に挿通されて、
前記スライド管のガイド管からの突出長さを位置決めす
るロックピンとを備えたことを特徴とする。従って、こ
の構造では、スライド管の伸縮によって拡径、縮径が可
能となり、また、ピンの係脱操作だけでロック、アンロ
ックがなされるため、作業時間を短縮できる。

【００１０】本発明のうち請求項３に記載の発明では、
請求項１及び２記載の発明において、前記伸縮継手は、
一方の覆工部材の端部に一端連結するターンバックル
と、該ターンバックルの他端側逆ネジのシャフトを、他
方側覆工部材に一端が連結するガイド管に長さ調整可能
に挿通するものであることを特徴とするものである。従
って、この発明では、概略の長さ調整をガイド管に対す
る逆ネジのシャフトの突出長さとし、微調整をターンバ
ックルで行うことが出来るため、作業時間の短縮と、微
調整作業を同時に可能とする。

【００１１】本発明のうち請求項４に記載の発明は、前
記ガイド管及びスライド管が、覆工部材の弧状に沿って
弧状に形成されていることを特徴とするものである。従
って、本発明では、組立完成状態でアーチが構築され、
継手部分の挫屈防止に好適である。

【００１２】本発明のうち請求項５に記載の発明では、
前記ガイド管の管端側にネジ穴を形成し、このネジ穴に
ねじ込まれるロックネジを前記スライド管側に押しつけ
固定ことで、スライド管のガイド管からの突出長さを位
置決めすることを特徴とする。従って、本発明では、作
業時間の短縮と、突出長さの微調整を可能とするほか、
アーチ状に形成できるため、継手部分の挫屈防止に好適
である。

【００１３】本発明のうち請求項６に記載の発明では、
前記ガイド管は一方の覆工部材からなり、覆工部材の内
側をガイド部として、これに沿ってスライド管を他方の
覆工部材の接合端面に向けてスライド可能に保持すると
ともに、ネジ止めによって一方の覆工部材からの突出長
さを位置決めすることを特徴とする。従って、本発明で
は、覆工部材を利用した伸縮継手構造が可能となる。ま
た、必然的に組立状態ではアーチ構造となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１
（ａ），（ｂ）は本発明の第一実施形態にかかる覆工体
２０の組立手順を示している。図における覆工体２０
は、断面弧状の４本のトンネル覆工部材２１，２２，２
３，２４を備える。各覆工部材２１〜２４は、ＴＢＭに
よって掘削された掘削されたトンネル壁面２５に対応し
た弧状に設定され、またその長さも同一であるが、４本
を周方向につなぎ合せた状態では、若干その周長が短く
なっており、これによりトンネル内での組立を可能とし
ている。また各覆工部材２１〜２４の周方向両端面に
は、周方向継手手段としてのＶ型突片２６及びＶ型溝２
７が一方向に向けて形成されている。

【００１５】そして、上部側覆工部材２３，２４の天端
側接合端は、伸縮継手手段としてのターンバックル２８
によって接合されている。ターンバックル２８は、図２
に拡大して示すように、それぞれ上部側覆工部材２３，
２４の接合端面にヒンジピン２９などを介して一端連結
された一対の逆ネジ３０，３１と、逆ネジ３０，３１の
他端側対向端をネジ結合したナット部３２とからなるも
ので、ナット部３２の回転により両逆ネジ３０，３１は
ナット部３２より突出、没入し、その長さを可変として
いる。

【００１６】以上の構成において各部材は、図中符号
〜の手順で組立てられる。まず最初に底部側覆工部材
２１をトンネル壁面２５の底部に設置し（）、次いで
底部側覆工部材２２を覆工部材２１に対して継手手段を
介して周方向に接合した状態に設置する（）。

【００１７】次に、上部側覆工部材２３，２４の上部を
ターンバックル２８で連結した状態で上昇させて、それ
ぞれＶ型突片２６及びＶ型溝２７をつき合わせて底部側
覆工部材２１，２２上に設置する（，）。このと
き、図１（ａ）に示すように、ターンバックル２８の逆
ネジ３１，３２をナット部３２に没入させ、その長さを
縮小した状態とすることで、上部側覆工部材１３，２５
はトンネル内側に向けて互いに傾斜した状態で設置さ
れ、底部側覆工部材２１，２２に対して設置作業を行う
ことが出来る。

【００１８】最後は、図１（ｂ）及び図２に示すよう
に、ターンバックル２８のナット部３２を逆ネジ３０，
３１が互いに遠ざかる方向に回転し、逆ネジ３０，３１
を左右方向に伸張させることで、各覆工部材２３，２４
は左右に移動し、トンネル壁面２５に密着し、また各Ｖ
型突片２６とＶ型溝２７は完全にはめ合い、一体的なリ
ング形状となって覆工体２０を完成する（）。

【００１９】なお、以上の覆工体２０を撤去する場合に
は、前記の逆の手順で、ターンバックル２８を縮小させ
て上部側覆工部材２３，２４を内側に傾けたのちそれぞ
れを順次撤去することが出来る。また、以上の実施形態
ではトンネル壁面２５の天端が一部開いた状態となり、
落石などのおそれが生ずる。そこで、覆工部材２３，２
４の裏側に薄鋼板などを差込んで掛け渡せば、天端を閉
じることが出来る。

【００２０】次に、図３，４は第二実施形態を示す。な
お、本実施形態以降の説明については、前記第一実施形
態と同一部材には同一符号を付し、異なる箇所にのみ、
異なる符号を用いて説明する。

【００２１】図において、上部側覆工部材２３，２４を
接続するための伸縮継手手段４０は、一方の覆工部材２
３にヒンジピン４１を介して連結されたガイド管４２
と、ガイド管４２に出没可能に挿通され、かつその突出
先端が他方側覆工部材２４のＶ型溝２７に突き当てられ
るか、あるいはピンなどを介して連結されるスライド管
４３と、各管４２，４３の側面を貫通して長手方向１列
に穿孔された複数のロック穴４４，４５と、各ロック穴
４４，４５の一つに挿通されてガイド管４２の突出長さ
を位置決めするロックピン４６とを備えたものである。

【００２２】従って、本実施形態では、前記実施形態と
同様、〜の手順で各覆工部材２１〜２４を組上げ、
次いで、の工程でスライド管４３を突出させることで
覆工部材２３，２４は拡径する。この状態でロック穴４
４，４５にロックピン４６を挿通すれば、覆工部材２
３，２４は拡径状態にロックされ、前記と同様のリング
状覆工体２０を完成する。

【００２３】本実施形態では、構造そのものが簡単であ
り、ロックピン４６の挿通により、拡径状態に固定され
るため、作業性も向上する。なお、本実施形態における
スライド管４３は、中空管であっても良いし、中実の鋼
棒のような部材も使用できる。またガイド管４２、スラ
イド管４３とも図示のごとく円筒であっても良いし、角
筒であっても良い。

【００２４】図５は、第三実施形態を示すものである。
本実施形態における伸縮継手４８は、第一実施形態と第
二実施形態の構造とを併せ持つもので、一方の覆工部材
２３の端部にピン２９を介して一方の逆ネジ３０を連結
したターンバックル２８と、他方の覆工部材２４の端部
にピン４１を介して連結したガイド管４２とを備えてい
る。

【００２５】ターンバックル２８の長さは前記第一実施
形態に比べて短く、また、ターンバックル２８の他端側
逆ネジ３１は、そのシャフト部の長さを一端側より十分
に長くされ、ガイド管４２内に出没可能に挿通され、そ
の軸方向にロック穴４４に一致する複数のロック穴４５
を穿孔したものであり、その内の一つにロックピン４６
の挿通により、突出長さを位置決めするようにしてい
る。

【００２６】従って、以上の実施形態では、の手順の
時に、まずガイド管４２に対する逆ネジ３１の突出長さ
を調整し、ロックすることにより概略の拡径作業を行
い、次いでターンバックル２８側のナット部３２の回転
調整により突出量の微調整を行うことで、ナット部３２
の回転数を少なく出来るため、迅速な伸張動作が可能で
あり、また、ロック穴間隔による多少のズレを解消でき
る。

【００２７】図６，７は、第四実施形態を示すものであ
る。本実施形態では、第二実施形態の変形例であって、
伸縮継手５０を構成するガイド管５２は各覆工部材２１
〜２４と同様の弧状をなす角筒であり、また、このガイ
ド管５２に出没可能にガイドされるスライド管５３も同
一の円周率の弧状に形成された角筒型の管である。

【００２８】ガイド管５２は覆工部材２３に対してヒン
ジピン５４を介して連結し、またスライド管５３の先端
は相手側覆工部材２４の端部Ｖ型溝２７に対してつき合
わされるか、あるいはヒンジピンなどを介して連結され
る。そして、ガイド管５２及びスライド管５３には側面
方向にロック穴５５，５６が形成され、覆工部材２３，
２４の拡径調整後、一致するロック穴の一つにロックピ
ン５７を挿通することで、スライド管５３は突出状態に
ロックされる。

【００２９】本実施形態では、伸縮継手５０がアーチ状
となるため、トンネル壁面２５における天端の支保とな
り、それ自体も挫屈防止効果がある。

【００３０】図８は、第五実施形態を示すものである。
本実施形態は、第四実施形態の変形例であり、伸縮継手
６０を構成するガイド管６２及びスライド管６３とも弧
状に形成され、ガイド管６２の管端がヒンジピン６４に
より覆工部材２３に連結されている点は前記第四実施形
態と同様であるが、本実施形態では、ガイド管６２の先
端部内側に図示しないネジ穴を形成し、このネジ穴にロ
ックネジ６５をネジ込むことで、スライド管６３の固定
を行うようにしている。従って、本実施形態では第四実
施形態と同様の効果があるほか、ロック穴のピッチ間隔
に左右されず、任意の位置にスライド管６３を固定で
き、突出長の微調整が可能となる。

【００３１】図９は第六実施形態を示すものである。本
実施形態は、第五実施形態をさらに発展させたもので、
伸縮継手７０は覆工部材２３の接合端側をガイド管とし
て、これに弧状をしたスライド管７１をスライド可能に
保持し、かつ覆工部材の端部内側に図示しないネジ穴を
形成し、これにロックネジ７２をねじ込んでスライド管
７１を伸張状態にロックするものである。従って、本実
施形態では、さらに構造が簡単となる。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるトンネル覆工部材の組立構造によれば、各覆工
部材の周方向への設置作業及び解体作業を容易かつ速や
かに行うことが出来、特に先進導坑の掘削形成時に、覆
工体を組立設置する作業を迅速かつ容易に行うことがで
きるので、高速掘進性を備えるＴＢＭによる掘進作業を
妨げることなく、先進導坑の施工を効率良く行うことが
可能であり、加えて覆工体の解体撤去作業も迅速かつ容
易に行うことができる。従って、本発明では、トンネル
本体部分の拡幅掘削作業の進行を妨げることなく、工期
の短縮を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第一実施形態による
覆工体の組立手順を示す正面図である。

【図２】図１（ｂ）におけるＡ部拡大図である。

【図３】第二実施形態を示す正面図である。

【図４】図３におけるＢ部拡大視図である。

【図５】第三実施形態を示す要部拡大図である。

【図６】第四実施形態を示す正面図である。

【図７】図６のＣ部拡大視図である。

【図８】第五実施形態を示す要部拡大視図である。

【図９】第六実施形態を示す正面図である。

【符号の説明】

２０ トンネル覆工体 ２１〜２４ 覆工部材 ２６，２７ 仮止係合手段（２６ Ｖ型突起、２７ Ｖ
型溝） ２８，４０，４８，５０，６０，７０ 伸縮継手 （２８ ターンバックル） ３０，３１ 逆ネジ ３２ ナット部 ４２，５２，６２ ガイド管 ４３，５３，６３，７１ スライド管 ４４，４５，５５，５６ ロック穴 ４６，５７ ロックピン ６５，７２ ロックネジ

フロントページの続き (72)発明者 中間 祥二 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組東京本社内 Ｆターム(参考） 2D055 FB02 GB13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弧状をなす複数のトンネル覆工部材を組
   立てることにより、トンネルの内周面を覆うリング状覆
   工体を形成するうえで、各覆工部材間の周方向継手部を
   仮止め係合手段によって結合するとともに、各覆工部材
   間の少なくとも一カ所の継手部分に配置されてこの部分
   を拡張、収縮させるための伸縮継手を設けたトンネル覆
   工部材の組立構造において、 前記伸縮継手は、両端を各接続部分に連結する一対の逆
   ネジと、両逆ネジにネジ結合した長さ調整用のナット部
   とを備えたターンバックルであることを特徴とするトン
   ネル覆工部材の組立構造。
2. 【請求項２】 弧状をなす複数のトンネル覆工部材を組
   立てることにより、トンネルの内周面を覆うリング状覆
   工体を形成するうえで、各覆工部材間の周方向継手部を
   仮止め係合手段によって結合するとともに、各覆工部材
   間の少なくとも一カ所の継手部分に配置されてこの部分
   を拡張、収縮させるための伸縮継手を設けたトンネル覆
   工部材の組立構造において、 前記伸縮継手は、一端を一方の覆工部材の周方向端部に
   連結するガイド管と、該ガイド管の長手方向に沿って所
   定間隔をおいて穿孔された複数の長さ調整穴と、前記ガ
   イド管にスライド可能に挿通され、他端を他方の覆工部
   材の周方向端部に連結するスライド管と、該スライド管
   の長手方向に沿って穿孔され、かつ前記長さ調整穴に一
   致する複数の長さ調整穴と、両調整穴間に挿通されて、
   前記スライド管のガイド管からの突出長さを位置決めす
   るロックピンとを備えたことを特徴とするトンネル覆工
   部材の組立構造。
3. 【請求項３】 前記伸縮継手は、一方の覆工部材の端部
   に一端が連結するターンバックルと、該ターンバックル
   の他端側逆ネジのシャフトを、他方側覆工部材に一端連
   結するガイド管に長さ調整可能に挿通するものであるこ
   とを特徴とする請求項１及び２に記載のトンネル覆工部
   材の組立構造。
4. 【請求項４】 前記ガイド管及びスライド管が、覆工部
   材の弧状に沿って弧状に形成されていることを特徴とす
   る請求項２に記載のトンネル覆工部材の組立構造。
5. 【請求項５】 前記ガイド管の管端側にネジ穴を形成
   し、このネジ穴にねじ込まれるロックネジを前記スライ
   ド管側に押しつけ固定することで、スライド管のガイド
   管からの突出長さを位置決めすることを特徴とする請求
   項３または４に記載のトンネル覆工部材の組立構造。
6. 【請求項６】 前記ガイド管は一方の覆工部材からな
   り、覆工部材の内側をガイド部として、これに沿ってス
   ライド管を他方の覆工部材の接合端面に向けてスライド
   可能に保持するとともに、ネジ止めによって一方の覆工
   部材からの突出長さを位置決めすることを特徴とする請
   求項４または５に記載のトンネル覆工部材の組立構造。