JP2003041899A

JP2003041899A - シールド洞道の覆工構造及びシールド洞道の施工方法

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Publication number: JP2003041899A
Application number: JP2001229946A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Nanba; 正和難波; Yoichi Takasuka; 洋一高須賀
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-30
Also published as: JP3566674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】セグメントリングを補強する補強部材をセグ
メント内に設置することで、セグメントリングの形成後
に行われる補強作業を省略することができるシールド洞
道の覆工構造及び施工方法を提供することである。【解決手段】シールド洞道５０における連絡坑５３の
開口部５２の少なくとも形成位置に配置された複数のセ
グメントリング１〜３を構成するセグメント１５〜３４
の少なくとも一部には、開口部５２が形成されるセグメ
ントリング１〜３を補強する補強部材４〜５がセグメン
トリング１〜３を形成する前にセグメント１５〜３４に
設けられているこれにより、セグメントリング１〜３の
形成後の補強作業を省略することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、本線から分岐する
立坑などの連絡坑が構築されるシールド洞道の、セグメ
ントリングによる覆工構造及び施工方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法によるシールド洞道（シー
ルドトンネル）の施工に際して、本線のシールド洞道か
ら分岐する、例えば、立坑などの連絡坑を構築する場合
がある。このような場合、シールド洞道には、将来形成
される連絡坑の開口部に対して、例えば、以下に示され
るような補強がなされる。

【０００３】前記シールド洞道の覆工は、図２２及び図
２３に示すように、複数の円環状のセグメントリング７
１、補強リング７２、桁材７３、柱リング７４により構
成されている。これらセグメントリング７１，…は、シ
ールド洞道の軸方向に接合されて、円筒状の壁部を形成
するようになっている。この円筒状の壁部を構成するセ
グメントリング７１，…に、連絡坑の開口部７０を形成
する場合には、開口部７０の形成によって、セグメント
リング７１，…の、土圧等の荷重に対する支持強度が低
下するため、それに対して何らかの補強が必要となる。
そこで、セグメントリング７１，…の内周面には、図２
０に示すように、開口部７０を囲むように、Ｈ鋼等の桁
材７３，７３及び柱リング７４，７４が接合され、桁材
７３，７３の周方向にはＨ鋼を曲げ加工した補強リング
７２，…が組み付けられて、セグメントリング７１，…
に対する補強がなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法で
は、セグメントリング７１，…の内周面に、補強リング
７２，…、柱リング７４，７４及び桁材７３，７３を溶
接して、開口部７０が形成されるセグメントリング７
１，…に対する補強が行われていたため、これら補強部
材によって断面方向の桁高が嵩み、シールド洞道の中空
径が小さくなっていた。また、セグメントリング７１，
…と補強リング７２，…とが溶接により接合されていた
ため、セグメントリング７１，…からの反力が桁材７
３，７３に必ずしも伝達されているとは限らず、それが
原因で、セグメントリング７１，…に大きな変形が生じ
ることがあった。また、セグメントリング７１，…を組
み立てた後に、補強リング７２，…、桁材７３，７３及
び柱リング７４，７４を、セグメントリング７１，…の
内周面に溶接していく補強作業は、非常に手間がかかる
ものであった。

【０００５】そこで、本発明の課題は、連絡坑の開口部
を形成する際に、セグメントリングの形成後に行われる
補強作業を省略することが可能であるとともに、土圧等
の荷重に対する支持強度を向上させて開口部の形成位置
におけるシールド洞道の中空径を拡大させることが可能
なシールド洞道の覆工構造及び施工方法を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、本線から分岐する立坑など
の連絡坑５３が構築されるシールド洞道５０の覆工構造
であって、前記連絡坑の開口部５２の少なくとも形成位
置に配置された複数のセグメントリング１〜３を構成す
るセグメント１５〜３４の少なくとも一部には、前記開
口部が形成される前記セグメントリングを補強する補強
部材４〜５が前記セグメントリングを形成する前に前記
セグメントに設けられていることを特徴とする。

【０００７】請求項１記載の発明によれば、補強部材が
セグメント内に設けられているため、開口部に対する補
強がセグメントリングに一体化され、従来のように、開
口部周辺のセグメントリングの内周面上に、補強部材を
組みつけたものと比べて断面性能及び剛性が高められる
こととなる。また、土圧等の荷重に対する支持強度が向
上されるため、補強部材の大きな変形等の発生を低減さ
せることができる。また、狭いシールド洞道での手間の
かかる補強部材の組みつけ作業をする必要がなくなるた
め、施工工程の短縮が図ることができる。

【０００８】請求項２記載の発明は、前記補強部材が、
あらかじめ、前記セグメント内に収まるように設けられ
ていることを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明によれば、補強部材が
セグメント内からはみ出すことなく収まっているため、
セグメントリングを形成した際に、シールド洞道の中空
径を最大限に生かすことができるとともに、特に二次覆
工をしない場合に、開口部の形成位置におけるシールド
洞道の中空径を拡大することが可能となる。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記補強部材は、
前記セグメントを組み合わせて複数の前記セグメントリ
ングを形成した際に、前記セグメント間で前記補強部材
が連続するようにつながることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明によれば、セグメント
を組み合わせてセグメントリングを形成した際に、補強
部材がセグメント間でつながるように組み合わせること
により、一体物の補強部材が複数のセグメントにわたっ
て設置されている場合とほぼ同等の断面性能及び剛性を
発揮することができる。また、セグメントごとに補強部
材が分割された状態となっているため、シールド洞道内
への搬送作業が容易となり、作業性の向上、施工工程の
短縮を図ることができる。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記開口部の形成
位置に配置された複数の前記セグメントリングを形成し
た状態で、前記補強部材は、前記開口部を挟んで、シー
ルド洞道の周方向に沿って環状に配置される二つの第一
の補強部材と、前記開口部を挟んで、シールド洞道の軸
方向に沿って配置されるとともに、両端部が前記第一の
補強部材に接合された二つの第二の補強部材とを備える
ことを特徴とする。

【００１３】請求項４記載の発明によれば、開口部は、
シールド洞道の周方向に沿って環状に配置される二つの
第一の補強部材と、シールド洞道の軸方向に沿って配置
されるとともに、両端部が第一の補強部材に接合された
二つの第二の補強部材とによって四方を囲まれているた
め、セグメントリングの覆工後に改めて補強部材を敷設
する必要がなくなり、作業性の向上、施工工程の短縮を
図ることができる。

【００１４】請求項５記載の発明は、前記連絡坑の開口
部の少なくとも形成位置に配置された複数の前記セグメ
ントリングを構築した際に、前記セグメントリング同士
の接合部における剪断強度を強化するための強化部５５
が、前記第二の補強部材のセグメントリング間の接合部
分において、二つの前記セグメントリングの接合部を越
えて一方のセグメントリングから他方のセグメントリン
グに至るように配置されることを特徴とする。

【００１５】請求項５記載の発明によれば、セグメント
リング間の隣接する第二の補強部材内に連続するように
強化部が設けられているため、セグメントリングの軸方
向のせん断強度を強化することができる。また、強化部
を設ける方法は容易であるため、簡単な方法で第二の補
強部材を強化することができるとともに、強化にかかる
コストを低減することができる。したがって、セグメン
トリング間の接続に用いられるボルトのサイズアップを
必要とせず、全て同じサイズのボルトを使用することが
可能となる。よって、部品の管理を容易にすることがで
き、また、接続に用いる工具も少なくて済むため、施工
能率が向上する。

【００１６】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか一つに記載のシールド洞道の覆工構造を用いたシ
ールド洞道の施工方法であって、あらかじめ、前記補強
部材が設けられた前記セグメントを製造した後に、少な
くとも前記開口部の形成位置に配置されるセグメントリ
ングを形成するに際し、前記補強部材が設けられた前記
セグメントを用いることを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の発明によれば、セグメント
リングを形成する前に、あらかじめ補強部材をセグメン
ト内に設けるだけの簡単な施工方法で請求項１と同様の
効果を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図１〜図１８を参照して詳細に説明する。本発明のシー
ルド洞道５０の覆工は、図４に示すように、複数の円環
状のセグメントリングによって構成され、本線のシール
ド洞道５０から分岐する立坑などの連絡坑５３の開口部
５２が形成されることを想定して施工されている。この
例では、開口部５２が三つ並んだセグメントリングにわ
たるように形成されるものとして、図４に示すように、
三つ並んだセグメントリングの一方の端部から第一のセ
グメントリング１、第二のセグメントリング２、第三の
セグメントリング３と名付けて、以下、シールド洞道５
０の開口部５２周囲の覆工構造について説明する。

【００１９】まず、シールド工法によるシールド洞道５
０の施工方法について説明する。シールド工法は、先端
面にカッターディスクを備えた筒状のシールド機を用い
て、シールド機が備えるシールドジャッキをセグメント
の先端面に押しつけ、このセグメントから推進反力を得
て、これをシールド機の後方に押し出すようにしながら
順次推進、掘削作業を行い、トンネルの内壁面を覆う覆
工体としての、セグメントリングを順次組み立てること
によりトンネル等を構築する工法である。非開削工法と
なることから、道路交通に支障を与えずにすむなど周辺
環境への影響が小さく、都市のような狭い施工区域での
施工に適した工法である。

【００２０】シールド機には円筒状のシールド機本体の
内周壁に沿ってシールドジャッキがシールド機本体の軸
方向に複数設けられている。これらの各シールドジャッ
キは主にシリンダとピストンロッドとから構成されてい
る。各シリンダはシールド機本体内に設けられている油
圧発生装置にそれぞれ接続されている。各ピストンロッ
ドは一端がシリンダと連結され、他端がシールド機本体
の後方に向けられている。そして、シリンダ内に油圧発
生装置により油圧が供給されると、シールド機本体の後
方へ伸長し、シールド機本体後部に設けられたセグメン
トに当接し、シールド機本体を前方に押し出すようにさ
れている。また、各ピストンロッドの伸長量及び各ピス
トンロッドの伸長の始動／停止がオペレータにより操作
されている。このようなシールド機によれば、シールド
機の推進に伴って、シールド機の後部ではシールド機本
体内に設けられたエレクタによりセグメントリングが形
成され覆工が形成される。

【００２１】次に、上述のシールド工法によって形成さ
れる第一〜第三のセグメントリング１〜３の構成につい
て説明する。第一のセグメントリング１は、図１、図４
〜図９に示すように、Ａ₀型、Ａ₁型、Ｂ₀型、Ｂ₁型、Ｋ
₀型の円弧形状の鋼製セグメントが組み合わされて構成
されている。

【００２２】Ａ₀型セグメント１６には、図５に示すよ
うに、スキンプレート６、主桁７、縦リブ８、横リブ８
ａ、継手板９、第一の補強部材４等が備えられている。
スキンプレート６は、円弧形状に湾曲された長方形状の
板材であり、シールド洞道５０の壁面の骨組みとなるも
のである。主桁７は、スキンプレート６と同様に湾曲さ
れた板材であり、隣接するセグメントリングとの接続部
となる。主桁７は、スキンプレート６の長尺側となる二
辺に対応して配置され、二枚の主桁７の長尺側の一方の
辺が溶接などの手法によってスキンプレート６に接合さ
れている。また、主桁７には、隣接するセグメントリン
グと接続するための複数のボルト孔１０が形成されてい
る（図では３個ずつ）。

【００２３】縦リブ８は、スキンプレート６、主桁７の
補強を目的とする長方形状の板材であり、スキンプレー
ト６の短尺側の辺に平行に複数備えられている。また、
縦リブ８の長尺側の端部が一方の主桁７と他方の主桁７
とに接合されている。また、縦リブ８の長尺側の一方の
辺が、スキンプレート６の内周面に溶接などの手法によ
って接合されている。横リブ８ａは、スキンプレート６
の長尺側の辺に平行に複数備えられている。また、横リ
ブ８ａの一方の端部は縦リブ８に接合され、他方の端部
は、継手板９に接合されている。

【００２４】継手板９は、長方形状の板材であり、セグ
メントの接続部となる。継手板９は、スキンプレート６
の短尺側の二辺に対応して配置され、二枚の継手板９の
長尺側の一方の辺が溶接などの手法によってスキンプレ
ート６に接合されている。また、継手板９には、隣接す
るセグメントと接続するためのボルト孔１０がそれぞれ
形成されている（図では２個ずつ）。また、上述の構成
により、継手板９の端部は、主桁７の端部とスキンプレ
ート６の頂点にて当接されることになる。

【００２５】第一の補強部材４は、主桁７とほぼ同様の
形状を有するとともに、主桁７に沿って、互いに間隔を
あけて配置された板材４１と、これら板材４１同士の間
に複数箇所で架け渡されるように配置された板体４２と
から、梯子状（円弧形状）に形成されたものである。板
材４１は、スキンプレート６と同様に湾曲され、主桁７
の厚さと等しいか、あるいは、主桁７より薄く形成され
ている。また、第一の補強部材４は、スキンプレート６
の長尺側の辺に平行に、かつ、スキンプレート６の短尺
側の長さの略１／３となる位置に設置されている。ま
た、第一の補強部材４は、それぞれの両端が一方の継手
板９と他方の継手板９とに接合されている。

【００２６】また、図１８に示すように、ボルト孔１０
周囲には、ボルトボックス１２が備えられており、隣接
するセグメントを接続した際にコーキング材１４を注入
するためのコーキング溝１３が形成される構造となって
いる。また、スキンプレート６の長尺側方向及び短尺側
方向の中心線のほぼ交点の位置には、裏込材を注入する
ための円筒形状の注入孔１１がスキンプレート６の内周
面から外周面に貫通するように備えられている。

【００２７】Ａ₁型セグメント１７は、図６に示すよう
に、前記Ａ₀型セグメント１６とほぼ同様の構成を有し
ており、第一の補強部材４を備えている。さらに、Ａ₁
型セグメント１７には、第二の補強部材５が前記縦リブ
８と平行に設置されるとともに、Ａ₁型セグメント１７
の一方の端部に設けられている。また、第二の補強部材
５の一方の端部が第一の補強部材４の一方の端部と接合
され、かつ、第二の補強部材５の他方の端部が第一の補
強部材４から遠い方の主桁７と接合されている。第二の
補強部材５は、前記第一の補強部材４より広い間隔をお
いて設置された二枚の板材５１によって形成されてい
る。また、第二の補強部材５は、主桁７と第一の補強部
材４との間において、二枚の縦リブ８に替えて設けられ
ており、二枚の縦リブ８よりわずかに広い間隔で板材５
１が配置されている。また、板材５１は、縦リブ８より
厚いものとされている。また、主桁７において、第二の
補強部材５が接合されている部分には、ボルト孔１０が
二箇所ずつ形成されている。また、第二の補強部材５か
ら遠い方の継手板９には、ボルト孔１０が三箇所形成さ
れている。なお、他の部材は前記Ａ₀型セグメント１６
と同様に形成、設置されているため、説明を省略する。

【００２８】Ｂ₀型セグメント１５は、図７に示すよう
に、前記Ａ₀型セグメント１６とほぼ同様の構成を有し
ており、Ｂ₀型セグメント１５の一方の継手板９は、Ｋ₀
型セグメント１９と接合するために、Ａ₀型セグメント
１６及びＡ₁型セグメント１７の継手板９がセグメント
リングの径方向に沿っているのに対して、Ｂ₀型セグメ
ント１５の一方の継手板９は、Ｂ₀型セグメント１５の
内周の距離がＡ₀型セグメント１６及びＡ₁型セグメント
１７より短くなるように傾いている。言い換えると、ス
キンプレート６の内周面から見てセグメントリングの径
方向に対して内側へ少し傾いた状態とされている。な
お、他の部材は前記Ａ₀型セグメント１６と同様に形
成、設置されているため、説明を省略する。

【００２９】Ｂ₁型セグメント１８は、図８に示すよう
に、前記Ｂ₀型セグメント１５とほぼ同様の構成を有し
ており、前記Ｂ₀型セグメント１５に第二の補強部材５
が縦リブ８に平行に、かつ、スキンプレート６の長尺側
の長さの略１／３となる位置に設置した構成となってい
る。また、第二の補強部材５の一方の端部が第一の補強
部材４と接合され、かつ、第二の補強部材５の他方の端
部が第一の補強部材４から遠い方の主桁７と接合されて
いる。また、セグメント１８の一方の継手板９は、Ｋ₀
型セグメント１９と接合するために、スキンプレート６
の内周面から見てセグメントリングの径方向に対して内
側へ少し傾いた状態とされている。また、第二の補強部
材５に近い方の継手板９には、ボルト孔１０が三箇所形
成されている。なお、他の部材は前記Ｂ₀型セグメント
１５と同様に形成、設置されているため、説明を省略す
る。

【００３０】Ｋ₀型セグメント１９は、図９に示すよう
に、第一のセグメントリング１のキーセグメントであ
る。Ｋ₀型セグメント１９には、前記Ａ₀型セグメント１
６と同様、スキンプレート６、主桁７、縦リブ８、横リ
ブ８ａ、継手板９、第一の補強部材４等が備えられてい
る。ここで、Ｋ₀型セグメント１９は、セグメントリン
グを形成した際の周方向の長さが軸方向の長さよりも短
いため、スキンプレート６において、主桁７を接合する
辺が短尺側、継手板９を接合する辺が長尺側となる。

【００３１】Ｋ₀型セグメント１９は、スキンプレート
６の短尺側となる二辺に対応して配置され、二枚の主桁
７の長尺側の一方の辺が溶接などの手法によってスキン
プレート６に接合されている。また、主桁７には、ボル
ト孔１０が形成されている（図では１個ずつ）。縦リブ
８は、スキンプレート６の長尺側の辺に平行に複数備え
られている。また、縦リブ８の長尺側の端部が一方の主
桁７と他方の主桁７とに接合されている。また、縦リブ
８の長尺側の一方の辺が、スキンプレート６の内周面に
溶接などの手法によって接合されている。横リブ８ａ
は、スキンプレート６の短尺側の辺に平行に複数備えら
れている。また、横リブ８ａの一方の端部は縦リブ８に
接合され、他方の端部は、継手板９に接合されている。

【００３２】継手板９は、スキンプレート６の長尺側の
二辺に対応して配置され、二枚の継手板９の長尺側の一
方の辺が溶接などの手法によってスキンプレート６に接
合されている。また、継手板９には、ボルト孔１０がそ
れぞれ形成されている（図では２個ずつ）。また、上述
の構成により、継手板９の端部は、主桁７の端部とスキ
ンプレート６の頂点にて当接されることになる。また、
セグメント１９の両側の継手板９は、前記Ｂ₀型セグメ
ント１５及び前記Ｂ₁型セグメント１８と接合するため
に、スキンプレート６の内周面から見てセグメントリン
グの径方向に対して外側へ少し傾いた状態とされてい
る。

【００３３】第一の補強部材４は、スキンプレート６の
短尺側の辺に平行に、かつ、スキンプレート６の長尺側
の長さの略１／３となる位置に設置されている。また、
第一の補強部材４は、それぞれの両端が一方の継手板９
と他方の継手板９とに接合されている。なお、他の部材
は上述の各セグメントと同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００３４】第二のセグメントリングは、図２、図４、
図１０〜図１３に示すように、Ａ₂型、Ａ₃型、Ｂ型、Ｋ
型の円弧板状の鋼製セグメントが組み合わされて構成さ
れている。

【００３５】Ａ₂型セグメント２３は、Ａ₀型セグメント
１６の第一の補強部材４を取り除き、第二の補強部材５
が設置されたものと同様の構成である。第二の補強部材
５は、スキンプレート６の長尺側の長さの略１／３とな
る位置に備えられ、両端が主桁７に接合されている。ま
た、主桁７において、第二の補強部材５が接合されてい
る部分には、ボルト孔１０が二箇所ずつ形成されてい
る。また、第二の補強部材５に近い方の継手板９には、
ボルト孔１０が三箇所形成されている。なお、他の部材
は前記Ａ₀型セグメント１６と同様に形成、設置されて
いるため、説明を省略する。

【００３６】Ａ₃型セグメント２２は、図１１に示すよ
うに、Ａ₂型セグメント２３の長尺側の中間に設置され
ている縦リブ８を取り除き、Ａ₂型セグメント２３に設
置されている第二の補強部材５を長尺側の中間に移動し
た構成である。なお、他の部材は前記Ａ₀型セグメント
１６と同様に形成、設置されているため、説明を省略す
る。

【００３７】Ｂ型セグメント２１は、図１２に示すよう
に、Ｂ₀型セグメント１５から第一の補強部材４を取り
除いたものと同様の構成である。なお、他の部材は前記
Ｂ₀型セグメント１５と同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００３８】Ｋ型セグメント２５は、図１３に示すよう
に、第二のセグメントリング２のキーセグメントであ
り、Ｋ₀型セグメント１９から第一の補強部材４を取り
除いたものと同様の構成である。なお、他の部材は前記
Ｋ₀型セグメント１９と同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００３９】第三のセグメントリング３は、図３、図
４、図５、図９、図１４〜図１６に示すように、Ａ
₀型、Ａ₄型、Ｂ₂型、Ｂ₀′型、Ｋ₀型の円弧形状の鋼製
セグメントが組み合わされて構成されている。なお、Ａ
₀型セグメント１６及びＫ₀型セグメント１９について
は、上述と同様の構成であるため、説明を省略する。

【００４０】Ａ₄型セグメント３３は、図１４に示すよ
うに、前記Ａ₁型セグメント１７内部に備えられた各部
材をＡ₁型セグメント１７の短尺側の中心線に対して反
転させた配置としたものである。なお、各部材は前記Ａ
₁型セグメント１７と同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００４１】Ｂ₂型セグメント３４は、図１５に示すよ
うに、前記Ｂ₁型セグメント１８内部に備えられた各部
材をＢ₁型セグメント１８の短尺側の中心線に対して反
転させた配置としたものである。なお、各部材は前記Ｂ
₁型セグメント１８と同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００４２】Ｂ₀′型セグメント３１は、図１６に示す
ように、前記Ｂ₀型セグメント１５内部に備えられた各
部材をＢ₀型セグメント１５の短尺側の中心線に対して
反転させた配置としたものである。なお、各部材は前記
Ｂ₀型セグメント１５と同様に形成、設置されているた
め、説明を省略する。

【００４３】なお、上述の各セグメントは、キーセグメ
ントであるＫ₀型セグメント１９及びＫ型セグメント２
５以外は同様の大きさとなっており、セグメント製作の
能率を向上させるとともに、セグメントの主桁７及び継
手板９のボルト孔１０の間隔をほぼ等しくすることで、
セグメントにかかる土圧等を均等に分散させることがで
きる。また、各セグメントは、上述のものに限らず、シ
ールド洞道５０の径及び開口部５２の大きさによって、
任意に変更可能である。また、第一及び第二の補強部材
４〜５は、施工前の構造設計により決定された所定の位
置に設置され、各セグメントにできるだけ均等に土圧が
かかるような配置となっている。

【００４４】第一のセグメントリング１は、図１に示す
ように、シールド洞道５０の底部にＡ₀型セグメント１
６が設置され、該Ａ₀型セグメント１６の開口部５２側
の端部にてＡ₁型セグメント１７、他方の端部にてＢ₀型
セグメント１５が継ぎボルト１１（Ｍ２０等）を介して
接続される。また、前記Ａ₁型セグメント１７のＡ₀型セ
グメント１６との接続部と反対側の端部には、Ｂ₁型セ
グメント１８の一方の端部が接続される。最後に、Ｂ₀
型セグメント１５とＢ₁型セグメント１８との間にキー
セグメントであるＫ₀型セグメント１９をはめ込み、接
続することによって第一のセグメントリング１は完成す
る。なお、セグメントの接続の際に、隣接するセグメン
トリング同士は、ボルトボックス１２を介して挿入され
る継ぎボルト１１によって接続される。また、前記コー
キング溝１３からコーキング材１４を流入することによ
り、セグメント及びセグメントリング同士の継ぎ目の止
水性を高めるとともに、継ぎボルト１１の腐食を防止す
る。

【００４５】第二のセグメントリング２は、シールド洞
道５０の底部に一方のＢ型セグメント２１が設置され、
該Ｂ型セグメント２１の開口部５２側の端部にてＡ₃型
セグメント２２が継ぎボルト１１を介して接続される。
同様に、Ａ₃型セグメント２２の開口部５２側の端部に
は、Ａ₂型セグメント２３の一方の端部が接続され、他
方の端部には、他方のＢ型セグメント２１が継ぎボルト
１１を介して接続される。最後に、一方のＢ型セグメン
ト２１と他方のＢ型セグメント２１との間にキーセグメ
ントであるＫ型セグメント２５をはめ込み、接続するこ
とによって第二のセグメントリング２は完成する。な
お、セグメントの継ぎ目のコーキングについては、上述
の第一のセグメントリング１と同様である。

【００４６】第三のセグメントリング３は、シールド洞
道５０の底部にＡ₀型セグメント１６が設置され、該Ａ₀
型セグメント１６の開口部５２側の端部にてＡ₄型セグ
メント３３、他方の端部にてＢ₀′型セグメント３１が
継ぎボルト１１を介して接続される。同様に、Ａ₄型セ
グメント３３の開口部５２側の端部には、Ｂ₂型セグメ
ント３４の一方の端部が継ぎボルト１１を介して接続さ
れる。最後に、Ｂ₀′型セグメント３１とＢ₂型セグメン
ト３４との間にキーセグメントであるＫ₀型セグメント
１９をはめ込み、接続することによって第三のセグメン
トリング３は完成する。なお、セグメントの継ぎ目のコ
ーキングについては、上述の第一のセグメントリング１
と同様である。

【００４７】上述のセグメントの配置で第一〜第三のセ
グメントリング１〜３を組み立てると、図４に示すよう
に、開口部５２を挟んで第一の補強部材４が第一のセグ
メントリング１及び第三のセグメントリング３内でシー
ルド洞道５０の周方向に沿って環状に配置された状態と
なる。また、開口部５２を形成することにより、シール
ド洞道５０の周方向に沿ったセグメント同士の接合部分
（第一のセグメントリング１内のセグメント１７，１８
及び第三のセグメントリング３内のセグメント３３，３
４）の一部が切り取られる箇所においては、あらかじ
め、セグメント同士が３個以上の継ぎボルト１１で接合
されている。これにより、セグメント同士の接合部分の
一部が切り取られても、セグメント同士が２本以上の継
ぎボルト１１で接合されるようになっている。

【００４８】また、開口部５２を挟んで第二の補強部材
５がシールド洞道５０の軸方向に沿って配置されるとと
もに、第二の補強部材５の両端部が第一のセグメントリ
ング１及び第三のセグメントリング３内に配置された第
一の補強部材４に接合された状態となる。また、第二の
補強部材５を有するセグメントをセグメントリング間で
接合する際に、第二の補強部材５に対応する部分が２本
の継ぎボルト１１で接合されている。

【００４９】さらに、セグメントリング間の接続部分を
強化するため、以下に示す方法で強化する。例えば、図
１９に示すように、隣接するセグメントリング間に第二
の補強部材５が連続するように配置されている箇所（Ｂ
₁型セグメント１８とＡ₂型セグメント２３間、Ａ₂型セ
グメント２３とＢ₂型セグメント３４間、Ａ₁型セグメン
ト１７とＡ₃型セグメント２２間、Ａ₃型セグメント２２
とＡ₄型セグメント３３間）においては、どちらか一方
側の第二の補強部材５内、すなわち、二枚の板材５１に
挟まれた箇所に強化部としてＨ形鋼５５を備えておく。
そして、セグメントリングの接続後、Ｈ形鋼５５を第二
の補強部材５に沿って摺動させ、Ｈ形鋼５５を上述の隣
接するセグメントリングの接合部を越えて一方のセグメ
ントリングから他方のセグメントリングに至るように配
置する。その際、二枚の板材５１に挟まれる部分の主桁
７は取り除かれており、継ぎボルト１１での接続は、二
枚の板材５１に挟まれる部分の外側にて接合される。な
お、板材５１にレール等のガイドを備えておくと、Ｈ形
鋼５５を摺動する際の作業性を向上させることができ
る。

【００５０】また、図２０に示すように、上述の隣接す
るセグメントリング間に第二の補強部材５が連続するよ
うに配置されている箇所において、どちらか一方側のセ
グメントリングにおける二枚の板材５１に挟まれる部分
に、Ｈ形鋼５５の継ぎ目側に近い方の一端をヒンジ５６
にて回動自在に固定しておく。そして、セグメントリン
グの接続後、Ｈ形鋼５５をヒンジ５６を中心として１８
０度回動させ、Ｈ形鋼５５を上述の隣接するセグメント
リング間にわたって配置する。なお、Ｈ形鋼５５の回動
させた側の端部を固定する機構を他方のセグメントリン
グに備えておき、Ｈ形鋼５５を固定できるようにしてお
くことが望ましい。また、図１９、図２０において、Ｈ
形鋼５５は、二つのセグメントリング間にまたがって配
置されるとともに、それぞれのセグメントリングにおい
て、第二の補強部材５の二枚の板材５１に挟まれた状態
に配置される。すなわち、Ｈ形鋼５５は、セグメントに
固定された板材５１等のように、セグメントリングの周
方向に沿って、Ｈ形鋼５５を挟む間隔をあけて配置され
た二つの部材や枠状の部材に囲まれた状態でこれらの部
材からせん断力を伝達されるようになっている。なお、
強化部５５は、Ｈ形鋼以外の部材でもよく、他の形状の
鋼材を用いても良い。

【００５１】また、図２１に示すように、隣接するセグ
メントのスキンプレート６における二枚の板材５１に挟
まれる軸方向の辺を一方を凹部５７、他方を凸部（強化
部）５５に形成し、これらを噛み合わせることで強化部
としての機能を持たせる方法も可能である。この方法を
用いると、Ｈ形鋼を取り付ける必要がなく、継ぎボルト
１１のみによる接続でありながら、高いせん断強度を発
揮させることができる。

【００５２】これにより、開口部５２は、シールド洞道
５０の周方向を第一の補強部材４、軸方向を第二の補強
部材５によって囲まれることになる。すなわち、開口部
５２はセグメントリングを覆工した後に補強部材を施さ
なくても、各セグメント内に設置された第一及び第二の
補強部材４〜５によって補強されていることになる。ま
た、セグメント間には、二枚の板材５１に挟まれて強化
部５５が備えられており、シールド洞道５０の軸方向の
せん断強度を高めることができる。したがって、セグメ
ントリングの接続に用いられる継ぎボルト１１のサイズ
アップを必要とせず、全て同じサイズの継ぎボルト１１
を使用することが可能となる。よって、部品の管理を容
易にすることができ、また、接続に用いる工具も少なく
て済むため、施工能率が向上する。

【００５３】したがって、第一及び第二の補強部材４〜
５が各セグメント内に収まっているため、開口部５２に
対する補強が第一〜第三のセグメントリング１〜３に一
体化され、従来のように、開口部５２周辺のセグメント
リングの内周面上に、補強部材を組みつけたものと比べ
て断面性能及び剛性が高められることとなる。また、土
圧等の荷重に対する支持強度が向上されるため、第一及
び第二の補強部材４〜５の大きな変形等の発生を低減さ
せることができる。また、開口部５２の形成位置におけ
るシールド洞道５０の中空径を拡大することが可能とな
る。また、狭いシールド洞道５０での手間のかかる補強
部材の組みつけ作業をする必要がなくなるため、施工工
程の短縮を図ることができる。

【００５４】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではない。例えば、セグメントは上記の鋼製セ
グメントに限らず、ダクタイルセグメント、鉄筋コンク
リートセグメント、合成セグメント等を用いることがで
きる。また、セグメントの形状、大きさ等は任意であっ
て、施工状況に応じて変更可能である。

【００５５】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、補強部材
がセグメント内に設けられているため、開口部に対する
補強がセグメントリングに一体化され、従来のように、
開口部周辺のセグメントリングの内周面上に、補強部材
を組みつけたものと比べて断面性能及び剛性が高められ
ることとなる。また、土圧等の荷重に対する支持強度が
向上されるため、補強部材の大きな変形等の発生を低減
させることができる。また、狭いシールド洞道での手間
のかかる補強部材の組みつけ作業をする必要がなくなる
ため、施工工程の短縮が図ることができる。

【００５６】請求項２記載の発明によれば、補強部材が
セグメント内からはみ出すことなく収まっているため、
セグメントリングを形成した際に、シールド洞道の中空
径を最大限に生かすことができるとともに、開口部の形
成位置におけるシールド洞道の中空径を拡大することが
可能となる。

【００５７】請求項３記載の発明によれば、セグメント
を組み合わせてセグメントリングを形成した際に、補強
部材がセグメント間でつながるように組み合わせること
により、一体物の補強部材が複数のセグメントにわたっ
て設置されている場合とほぼ同等の断面性能及び剛性を
発揮することができる。また、セグメントごとに補強部
材が分割された状態となっているため、シールド洞道内
への搬送作業が容易となり、作業性の向上、施工工程の
短縮を図ることができる。

【００５８】請求項４記載の発明によれば、開口部は、
シールド洞道の周方向に沿って環状に配置される二つの
第一の補強部材と、シールド洞道の軸方向に沿って配置
されるとともに、両端部が第一の補強部材に接合された
二つの第二の補強部材とによって四方を囲まれているた
め、セグメントリングの覆工後に改めて補強部材を敷設
する必要がなくなり、作業性の向上、施工工程の短縮を
図ることができる。

【００５９】請求項５記載の発明によれば、セグメント
リング間の隣接する第二の補強部材内に連続するように
強化部が設けられているため、セグメントリングの軸方
向のせん断強度を強化することができる。また、強化部
を設ける方法は容易であるため、簡単な方法で第二の補
強部材を強化することができるとともに、強化にかかる
コストを低減することができる。また、セグメントリン
グの接続に用いられるボルトのサイズアップを必要とせ
ず、全て同じサイズのボルトを使用することが可能とな
る。よって、部品の管理を容易にすることができ、ま
た、接続に用いる工具も少なくて済むため、施工能率が
向上する。

【００６０】請求項６記載の発明によれば、セグメント
リングを形成する前に、あらかじめ補強部材をセグメン
ト内に設けるだけの簡単な施工方法で請求項１と同様の
効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第一のセグメントリング
を説明するための横断面図である。

【図２】上記実施の形態の第二のセグメントリングを説
明するための横断面図である。

【図３】上記実施の形態の第三のセグメントリングを説
明するための横断面図である。

【図４】上記実施の形態のシールド洞道の開口部を説明
するための縦断面図である。

【図５】上記実施の形態のＡ₀型セグメントを説明する
ための図である。

【図６】上記実施の形態のＡ₁型セグメントを説明する
ための図である。

【図７】上記実施の形態のＢ₀型セグメントを説明する
ための図である。

【図８】上記実施の形態のＢ₁型セグメントを説明する
ための図である。

【図９】上記実施の形態のＫ₀型セグメントを説明する
ための図である。

【図１０】上記実施の形態のＡ₂型セグメントを説明す
るための図である。

【図１１】上記実施の形態のＡ₃型セグメントを説明す
るための図である。

【図１２】上記実施の形態のＢ型セグメントを説明する
ための図である。

【図１３】上記実施の形態のＫ型セグメントを説明する
ための図である。

【図１４】上記実施の形態のＡ₄型セグメントを説明す
るための図である。

【図１５】上記実施の形態のＢ₂型セグメントを説明す
るための図である。

【図１６】上記実施の形態のＢ₀′型セグメントを説明
するための図である。

【図１７】上記実施の形態の継ぎボルトを説明するため
の図である。

【図１８】上記実施の形態のボルトボックスを説明する
ための図である。

【図１９】上記実施の形態の強化部を設ける方法を説明
するための図である。

【図２０】上記実施の形態の強化部を設ける方法を説明
するための図である。

【図２１】上記実施の形態の強化部を設ける方法を説明
するための図である。

【図２２】従来技術として例示する、連絡坑の開口部に
対する補強構造を説明するための縦断面図である。

【図２３】上記従来技術の補強構造を説明するための横
断面図である。

【符号の説明】

１第一のセグメントリング２第二のセグメントリング３第三のセグメントリング４第一の補強部材５第二の補強部材１５Ｂ₀型セグメント１６Ａ₀型セグメント１７Ａ₁型セグメント１８Ｂ₁型セグメント１９Ｋ₀型セグメント２１Ｂ型セグメント２２Ａ₃型セグメント２３Ａ₂型セグメント２５Ｋ型セグメント３１Ｂ₀′型セグメント３３Ａ₄型セグメント３４Ｂ₂型セグメント５０シールド洞道５３連絡坑５２開口部５５強化部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本線から分岐する立坑などの連絡坑が構築
されるシールド洞道の覆工構造であって、前記連絡坑の開口部の少なくとも形成位置に配置された
複数のセグメントリングを構成するセグメントの少なく
とも一部には、前記開口部が形成される前記セグメント
リングを補強する補強部材が前記セグメントリングを形
成する前に前記セグメントに設けられていることを特徴
とするシールド洞道の覆工構造。
【請求項２】前記補強部材が、あらかじめ、前記セグメ
ント内に収まるように設けられていることを特徴とする
請求項１記載のシールド洞道の覆工構造。
【請求項３】前記補強部材は、前記セグメントを組み合
わせて複数の前記セグメントリングを形成した際に、前
記セグメント間で前記補強部材が連続するようにつなが
ることを特徴とする請求項１または２に記載のシールド
洞道の覆工構造。
【請求項４】前記開口部の形成位置に配置された複数の
前記セグメントリングを形成した状態で、前記補強部材
は、前記開口部を挟んで、シールド洞道の周方向に沿っ
て環状に配置される二つの第一の補強部材と、前記開口
部を挟んで、シールド洞道の軸方向に沿って配置される
とともに、両端部が前記第一の補強部材に接合された二
つの第二の補強部材とを備えることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか一つに記載のシールド洞道の覆工構
造。
【請求項５】前記連絡坑の開口部の少なくとも形成位置
に配置された複数の前記セグメントリングを構築した際
に、前記セグメントリング同士の接合部における剪断強度を
強化するための強化部が、前記第二の補強部材のセグメントリング間の接合部分に
おいて、二つの前記セグメントリングの接合部を越えて一方のセ
グメントリングから他方のセグメントリングに至るよう
に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
一つに記載のシールド洞道の覆工構造。
【請求項６】請求項１〜５のいずれか一つに記載のシー
ルド洞道の覆工構造を用いたシールド洞道の施工方法で
あって、あらかじめ、前記補強部材が設けられた前記セグメント
を製造した後に、少なくとも前記開口部の形成位置に配
置されるセグメントリングを形成するに際し、前記補強
部材が設けられた前記セグメントを用いることを特徴と
するシールド洞道の施工方法。