JP2007224570A - Shield lining segment, shield lining structure, and method of constructing shield lining structure - Google Patents

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JP2007224570A JP2006045873A JP2006045873A JP2007224570A JP 2007224570 A JP2007224570 A JP 2007224570A JP 2006045873 A JP2006045873 A JP 2006045873A JP 2006045873 A JP2006045873 A JP 2006045873A JP 2007224570 A JP2007224570 A JP 2007224570A
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誠 金井
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成卓 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shield lining segment which exerts excellent rigidity to stress applied to a joint connecting the segments in a tunnel axial direction or concrete around the joint, and bending moment imposed by a shield jack during construction work, even if the width thereof in the tunnel axial direction is extended, and to provide a shield lining structure and a method of assembling the shield lining structure. <P>SOLUTION: The shield lining segment 1 is formed of: steel pipes 10 penetrating both edges of the segment 1 in the tunnel axial direction; and the joints 12 arranged at both edges of each steel pipe 10 for connecting the steel pipes 10 of the respective segments 1 adjacent to each other in the tunnel axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、トンネル掘削後の掘削孔を補強保持するシールド覆工用のセグメント、シールド覆工体及びシールド覆工体の構築方法に関する。   The present invention relates to a shield lining segment for reinforcing and holding an excavation hole after tunnel excavation, a shield lining body, and a method for constructing a shield lining body.

図6は、従来の一般的なセグメント構造を示す。セグメント60は、コンクリート64を基材として、トンネル周方向に配設される主筋66と、トンネル軸方向に配設される配力筋68と、外側と内側の主筋66を結束するせん断補強筋70と、トンネル軸方向に隣接するセグメントと連結するための継手72と、継手72をコンクリート64に固定支持するアンカー筋74とを備えている。   FIG. 6 shows a conventional general segment structure. The segment 60 has a concrete 64 as a base material, a main reinforcement 66 disposed in the circumferential direction of the tunnel, a distribution bar 68 disposed in the tunnel axial direction, and a shear reinforcement 70 that binds the outer and inner main reinforcement 66. And a joint 72 for connecting to a segment adjacent in the tunnel axial direction, and an anchor bar 74 for fixing and supporting the joint 72 to the concrete 64.

このようなセグメント構造のうち、継手72の構成として、例えば、特許文献1又は2に開示されるものが知られている。
すなわち、特許文献1には、2枚のかぎ状の板ばねからなる機械式の雄部材と、その雄部材と係合する雌部材とからなる継手が提案されている。また、特許文献2には、紡錘状に膨らんだ胴部を有する雄部材と、その雄部材と容易に嵌合し、嵌合後は固定支持され、嵌合された雄部材と外れないような形状を有する雌部材とからなる継手が提案されている。
Among such segment structures, as a configuration of the joint 72, for example, one disclosed in Patent Document 1 or 2 is known.
That is, Patent Document 1 proposes a joint composed of a mechanical male member composed of two hook-shaped leaf springs and a female member engaged with the male member. Further, in Patent Document 2, a male member having a body portion that swells in a spindle shape, and is easily fitted to the male member, and is fixedly supported after fitting, and does not come off the fitted male member. A joint composed of a female member having a shape has been proposed.

これら特許文献1及び2による継手は、いずれもシールド覆工用のセグメントの連結作業を簡便化し、組み立て後、シールド覆工体全体の構造剛性を向上するものである。
特開平11−223094号公報 特開2004−19378号公報
These joints according to Patent Documents 1 and 2 both simplify the connecting operation of the segments for shielding lining, and improve the structural rigidity of the entire shielding lining after assembly.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-223094 JP 2004-19378 A

ところで、シールド覆工体を構成するセグメントの設置作業を効率化するべく、セグメントの設置回数を少なくすることが望ましく、そのために、トンネル軸方向のセグメント幅を長くすることが考えられる。   By the way, it is desirable to reduce the number of segment installations in order to improve the efficiency of the installation work of the segments constituting the shield covering body. For this purpose, it is conceivable to increase the segment width in the tunnel axis direction.

しかしながら、特許文献1又は2に記載されるように、継手をセグメントに固定し、この継手でセグメントを連結する構成では、セグメント幅を長くすると、セグメントのトンネル周方向の外周面にかかる地盤や地下水などによる荷重も大きくなり、セグメント間を固定支持する継手にかかる荷重負荷も増大するため、これに伴って継手やその周辺のコンクリートに応力が集中してしまう。さらに、セグメントのトンネル周方向の外周面にかかる荷重が大きくなると、セグメントの構造を強化するために鉄筋量の増加やコンクリート厚を厚くする必要がある。このため、鉄筋量の増加によりセグメントの製造コストが高くなったり、コンクリート厚が厚くなることによりトンネルの切羽径も大きくなるため、掘削量の増大を招き、逆に作業効率が悪くなったりするおそれがある。   However, as described in Patent Document 1 or 2, in the configuration in which the joint is fixed to the segment and the segments are connected by the joint, if the segment width is increased, the ground or groundwater applied to the outer peripheral surface of the segment in the tunnel circumferential direction The load by the joints and the like also increases, and the load applied to the joint that fixes and supports the segments also increases. Accordingly, stress concentrates on the joint and the surrounding concrete. Furthermore, when the load applied to the outer circumferential surface of the segment in the tunnel circumferential direction increases, it is necessary to increase the amount of reinforcing bars and increase the concrete thickness in order to strengthen the segment structure. For this reason, the manufacturing cost of the segment increases due to the increase in the amount of reinforcing bars, and the face diameter of the tunnel also increases due to the increase in the concrete thickness, which may lead to an increase in the amount of excavation and conversely the work efficiency may deteriorate. There is.

さらに、セグメントは、供用時に地盤や地下水から荷重を受けるだけでなく、施工時にも、例えば、トンネルを掘削するシールド機に備えるシールドジャッキなどから荷重を受ける。シールド機は、トンネル軸方向のセグメント端部に、シールド機に備えるシールドジャッキを複数当接して、このジャッキを伸長することにより、セグメントに反力をとって切羽面を掘進する。この時、ジャッキからセグメントにかかる荷重が不均一になって、セグメントにトンネル軸方向を屈曲するような曲げモーメントが生じることがあり、この曲げモーメントがセグメントの曲げ剛性を超える場合、セグメントが損傷し、場合によっては座屈してしまうおそれがある。   Furthermore, the segment receives not only a load from the ground or groundwater during operation, but also a load from a shield jack provided in a shield machine for excavating a tunnel, for example, during construction. In the shield machine, a plurality of shield jacks provided in the shield machine are brought into contact with the segment end in the tunnel axis direction, and the jack is extended to take a reaction force on the segment to dig the face. At this time, the load applied to the segment from the jack becomes uneven, and a bending moment that bends the tunnel axis in the segment may occur.If this bending moment exceeds the bending rigidity of the segment, the segment will be damaged. In some cases, there is a risk of buckling.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、トンネル軸方向のセグメント幅を長くしても、トンネル軸方向のセグメント間を連結する継手又はその周辺のコンクリートにかかる応力や、施工時にシールドジャッキから受ける曲げモーメントに対して優れた剛性を有するシールド覆工用のセグメント、シールド覆工体及びシールド覆工体の組み立て方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and even if the segment width in the tunnel axis direction is increased, the stress applied to the joint connecting the segments in the tunnel axis direction or the surrounding concrete, and shielding during construction An object of the present invention is to provide a shield lining segment, a shield lining body, and a method for assembling the shield lining body that have excellent rigidity with respect to a bending moment received from a jack.

上記の目的を達成するため、本発明は、シールド覆工用のセグメントであって、
前記セグメントのトンネル軸方向の両端部間を貫通する剛性部材と、
前記剛性部材の端部に設けられ、トンネル軸方向に隣接する前記セグメントの剛性部材を連結するための継手構造とを備えることを特徴とする(第1の発明)。
To achieve the above object, the present invention is a segment for shielding lining,
A rigid member penetrating between both ends in the tunnel axis direction of the segment;
And a joint structure for connecting the rigid members of the segments adjacent to each other in the tunnel axial direction, provided at an end of the rigid member (first invention).

本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、トンネル軸方向の両端部間を貫通するように設けられた剛性部材が、その両端に設けられる継手によって、隣接するセグメントの剛性部材と連結されて、各セグメント間を跨って一体化され、シールド覆工体全体を連なって補強する剛性部材となる。これにより、トンネル軸方向に隣接するセグメント間に大きなせん断応力や曲げ応力などが生じた際でも、その応力が、継手やその周辺のコンクリートに集中することなく、連結された全ての剛性部材を伝播し、シールド覆工体全体に分散させることができる。この結果、トンネル軸方向のセグメント幅を長くすることができ、セグメントの設置作業の効率化が図れる。   According to the shield lining segment according to the present invention, the rigid member provided so as to penetrate between both ends in the tunnel axial direction is connected to the rigid member of the adjacent segment by the joint provided at both ends. The rigid member is integrated across the segments and reinforces the entire shield covering body. As a result, even when a large shear stress or bending stress occurs between adjacent segments in the tunnel axis direction, the stress propagates through all the connected rigid members without concentrating on the joint and surrounding concrete. And can be dispersed throughout the shield lining. As a result, the segment width in the tunnel axis direction can be increased, and the efficiency of the segment installation work can be improved.

また、本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、セグメント内にトンネル軸方向の剛性部材が設けられることで、個々のセグメント自体についても、トンネル軸方向の剛性が向上する。これにより、セグメントのコンクリート厚を薄く設計できるため、トンネル切羽径を最小限に抑えることができ、掘削量が低減することから施工期間を短縮化できる。また、コンクリート厚が薄くなると、セグメントの自重も軽くなるため、施工時のセグメント設置用設備であるエレクターにかかるセグメントの重量負荷も少なく済むために、エレクターを小型化できる。さらに、セグメントの製作にあたり、コンクリート量も削減できるので、製作コストを軽減できる。   Further, according to the segment for shielding lining according to the present invention, the rigidity member in the tunnel axis direction is improved for each segment itself by providing the rigid member in the tunnel axis direction in the segment. Thereby, since the concrete thickness of a segment can be designed thinly, the tunnel face diameter can be suppressed to the minimum, and the construction period can be shortened because the amount of excavation is reduced. In addition, when the concrete thickness is reduced, the weight of the segment is reduced, so that the load on the segment, which is a segment installation facility during construction, can be reduced. Thus, the erector can be reduced in size. Furthermore, the production cost can be reduced because the amount of concrete can be reduced when producing the segments.

また、本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、剛性部材は、セグメントの剛性を向上させるだけでなく、継手を固定支持する機能をもつ。これにより、継手にアンカー筋を設ける必要がなく、セグメントの軽量化及び製造コストの軽減に寄与できる。   Further, according to the segment for shielding lining according to the present invention, the rigid member not only improves the rigidity of the segment but also has a function of fixing and supporting the joint. Thereby, it is not necessary to provide an anchor bar in a joint, and it can contribute to weight reduction of a segment and reduction of manufacturing cost.

また、本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、セグメント内にトンネル軸方向の剛性部材が設けられることで、セグメントのトンネル軸方向にかかる曲げモーメントに対する耐荷重性も向上し、シールドジャッキなどの荷重によるセグメントの損傷、ひいては座屈を抑制できる。   In addition, according to the segment for shielding lining according to the present invention, by providing a rigid member in the tunnel axis direction within the segment, the load resistance against the bending moment applied to the segment in the tunnel axis direction is improved, such as a shield jack. It is possible to suppress segment damage due to the load, and hence buckling.

第2の発明は、第1の発明において、前記剛性部材は、鋼材であることを特徴とする。   According to a second invention, in the first invention, the rigid member is a steel material.

第3の発明は、第1の発明において、鋼繊維が混入されたコンクリートを基材として構成されていることを特徴とする。   The third invention is characterized in that, in the first invention, the base material is concrete mixed with steel fibers.

本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、鋼繊維が混入されたコンクリートを基材に用いることで、セグメント全体の強度及び靭性が向上する。すなわち、セグメントの厚さをさらに薄く、また、トンネル軸方向のセグメント幅をさらに長くできる。また、鋼繊維が混入されたコンクリートを基材に用いることで、セグメント内に配設されている配力筋を設ける必要がないため、セグメント内の鉄筋構造が簡素化し、セグメントの製造過程で、コンクリートを隙間なく打設し易くなるため、良質のコンクリート構造物が製造できる。   According to the segment for shielding lining according to the present invention, the strength and toughness of the entire segment is improved by using concrete mixed with steel fibers as a base material. That is, the thickness of the segment can be further reduced, and the segment width in the tunnel axis direction can be further increased. In addition, by using concrete mixed with steel fibers as a base material, it is not necessary to provide a distribution bar arranged in the segment, so the rebar structure in the segment is simplified, and in the manufacturing process of the segment, Since it becomes easy to place concrete without gaps, a high-quality concrete structure can be manufactured.

第4の発明は、第1の発明において、前記セグメントのトンネル周方向の端部には、トンネル周方向に隣接する前記セグメントと嵌合可能なほぞ構造が設けられていることを特徴とする。
本発明によるシールド覆工用のセグメントによれば、トンネル周方向にかかるせん断応力によるセグメント間のずれを抑制できる。また、トンネル周方向には継手構造を要しないので、セグメントの軽量化及び製作コストの軽減に寄与できる。
A fourth invention is characterized in that, in the first invention, a tenon structure capable of fitting with the segment adjacent in the tunnel circumferential direction is provided at an end of the segment in the tunnel circumferential direction.
According to the segment for shield lining according to the present invention, it is possible to suppress the deviation between the segments due to the shear stress applied in the circumferential direction of the tunnel. In addition, since no joint structure is required in the circumferential direction of the tunnel, it is possible to contribute to reducing the weight of the segment and the manufacturing cost.

第5の発明は、第1〜4の発明に記載のセグメントを用いたシールド覆工体であって、トンネル軸方向に隣接するセグメントの前記剛性部材同士が前記継手構造により連結されていることを特徴とする。   5th invention is the shield lining body using the segment as described in 1st-4th invention, Comprising: The said rigid members of the segment adjacent to a tunnel axial direction are connected by the said joint structure. Features.

第6の発明は、第5の発明において、前記セグメントは、トンネル周方向の接合部の位置が、トンネル軸方向に隣接するセグメントにおけるトンネル周方向の接合部の位置と異なるような千鳥配置とされており、各セグメントの剛性部材は、前記セグメントが前記千鳥配置された状態でトンネル軸方向に隣接するセグメントの剛性部材と同一直線上に配置されるように設けられていることを特徴とする。
本発明によるシールド覆工体によれば、セグメントの組立を千鳥組配置にすることによって、構造的脆弱部に相当するセグメントのトンネル周方向の接合部に荷重がかかっても、その荷重は、そのセグメントとトンネル軸方向に隣接するセグメントによって固定及び支持される構造となるために、シールド覆工体のトンネル周方向の剛性を均一化できる。
In a sixth aspect based on the fifth aspect, the segments are arranged in a staggered manner such that the positions of the junctions in the tunnel circumferential direction are different from the positions of the junctions in the tunnel circumferential direction in the adjacent segments in the tunnel axial direction. The rigid member of each segment is provided so as to be arranged on the same straight line as the rigid member of the segment adjacent in the tunnel axis direction in a state where the segments are arranged in a staggered manner.
According to the shield wrapping body according to the present invention, even when a load is applied to the joint portion in the tunnel circumferential direction of the segment corresponding to the structural weakened portion by arranging the segments in a staggered arrangement, the load is Since the structure is fixed and supported by the segment and the segment adjacent to the tunnel axis direction, the rigidity of the shield covering body in the tunnel circumferential direction can be made uniform.

第7の発明は、第1〜4の発明に記載のセグメントを用いたシールド覆工体の構築方法であって、トンネル軸方向に隣接するセグメントの前記剛性部材同士を前記継手構造により連結することを特徴とする。   7th invention is the construction method of the shield covering body using the segment as described in 1st-4th invention, Comprising: The said rigid member of the segment adjacent to a tunnel axial direction is connected by the said joint structure. It is characterized by.

第8の発明は、第7の発明において、前記セグメントを、トンネル周方向の接合部の位置が、トンネル軸方向に隣接するセグメントにおけるトンネル周方向の接合部の位置と異なるような千鳥状に配置するとともに、各セグメントの剛性部材を、前記セグメントが前記千鳥配置された状態でトンネル軸方向に隣接するセグメントの剛性部材と同一直線上になるように配置することを特徴とする。   In an eighth aspect based on the seventh aspect, the segments are arranged in a zigzag manner such that the position of the junction in the tunnel circumferential direction is different from the position of the junction in the tunnel circumferential direction in the segment adjacent to the tunnel axial direction. In addition, the rigid member of each segment is arranged so as to be collinear with the rigid member of the segment adjacent in the tunnel axis direction in a state where the segments are arranged in a staggered manner.

本発明によれば、トンネル軸方向のセグメント幅を長くしても、トンネル軸方向のセグメント間を連結する継手又はその周辺のコンクリートにかかる応力や、施工時にシールドジャッキから受ける曲げモーメントに対して優れた剛性を有するシールド覆工用のセグメント、シールド覆工体及びシールド覆工体の組み立て方法を提供できる。   According to the present invention, even if the segment width in the tunnel axial direction is increased, the joint is excellent in terms of the stress applied to the joint connecting the segments in the tunnel axial direction or the surrounding concrete, and the bending moment received from the shield jack during construction. And a method for assembling the shield covering body and the shield covering body having high rigidity.

以下、本発明の好ましい一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係るセグメント1の構造の一例であり、(a)にその構造の横断面図を、(b)に(a)のA−A線に沿う展開図を示す。また、図2は、セグメント1を組み立てることにより構築されたシールド覆工体22の一例を示す斜視図である。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an example of the structure of a segment 1 according to this embodiment. FIG. 1 (a) shows a cross-sectional view of the structure, and FIG. 1 (b) shows a development view taken along the line AA of FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an example of the shield lining body 22 constructed by assembling the segments 1.

図1に示すように、セグメント1は、セグメント1内に、トンネル軸方向の両端部間を貫通する鋼管10を備え、鋼管10はその端部に、トンネル軸方向に隣接するセグメント1の鋼管10を連結するための継手12を有する。また、セグメント1内には、主筋14とせん断補強筋16とが配設される。そして、セグメントを構成するコンクリート基材として好ましくは、鋼繊維を混入した鋼繊維混入コンクリート18を使用する。さらにセグメント1のトンネル周方向の端部は、好ましくは、周方向に隣接するセグメント1と嵌合可能なほぞ構造20を有する。   As shown in FIG. 1, the segment 1 includes a steel pipe 10 penetrating between both ends in the tunnel axis direction in the segment 1, and the steel pipe 10 has a steel pipe 10 of the segment 1 adjacent to the end in the tunnel axis direction. And a joint 12 for connecting the two. In the segment 1, a main reinforcing bar 14 and a shear reinforcing bar 16 are disposed. And as a concrete base material which comprises a segment, Preferably the steel fiber mixed concrete 18 which mixed the steel fiber is used. Further, the end of the segment 1 in the circumferential direction of the tunnel preferably has a tenon structure 20 that can be fitted to the segment 1 adjacent in the circumferential direction.

鋼管10は、セグメント1をトンネル周方向に円環状に接合してなるセグメントリングを形成した時に、周方向に沿って等間隔となるように配設される。例えば、図2では、円周に沿って等間隔に16個の鋼管10を設けている。なお、大きさが異なるセグメント1によってセグメントリングが形成される場合には、例えば同図のように、小さなセグメント1内では鋼管10が1個、大きなセグメント1内では3個配設されるなどと、そのセグメント大きさによって配分される鋼管10の数が異なる。   The steel pipes 10 are arranged at equal intervals along the circumferential direction when a segment ring is formed by joining the segments 1 in an annular shape in the circumferential direction of the tunnel. For example, in FIG. 2, 16 steel pipes 10 are provided at equal intervals along the circumference. In addition, when a segment ring is formed by the segments 1 having different sizes, for example, as shown in the figure, one steel pipe 10 is arranged in the small segment 1 and three steel pipes 10 are arranged in the large segment 1. The number of steel pipes 10 distributed according to the segment size is different.

これらセグメント1は、例えば、セグメント設置用設備であるエレクター(図示しない)などを用いて所定の位置に移動され、トンネル軸方向には隣接するセグメント同士の鋼管10の端部を継手12で連結し、また、トンネル周方向には隣接するセグメント同士のほぞ構造20を嵌め込むことで設置される。   These segments 1 are moved to a predetermined position using, for example, an erector (not shown) which is a segment installation facility, and the ends of the steel pipes 10 of the adjacent segments are connected by a joint 12 in the tunnel axis direction. In addition, the tenon structure 20 between adjacent segments is fitted in the circumferential direction of the tunnel.

この時のセグメント1の設置位置は、セグメントリングを形成した時に、セグメントリングを形成するセグメント1のトンネル周方向の接合部の位置が、トンネル軸方向に隣接するセグメントにおけるトンネル周方向の接合部の位置と異なるような千鳥配置であることが好ましい。例えば、図2に示すように、セグメントリング24aのトンネル周方向のセグメント間の接合部aと、セグメントリング24aとトンネル軸方向に隣接するセグメントリング24bのトンネル周方向のセグメント間の接合部bとが、同一直線上とならないように配置する。なお、上述のように、鋼管10を、セグメントリングの円周に沿って等間隔となるように配設しているので、セグメント1が千鳥状に設置されても、トンネル軸方向に隣接するセグメント1同士の夫々の鋼管10が同一直線上に配置されるため、継手12によって連結できる。これにより、鋼管10は各セグメント1に跨って一体化され、シールド覆工体22を連なって補強する剛性部材となる。   At this time, when the segment ring is formed, the installation position of the segment 1 is such that the position of the junction portion in the tunnel circumferential direction of the segment 1 forming the segment ring is the position of the junction portion in the tunnel circumferential direction in the adjacent segment in the tunnel axis direction. A staggered arrangement different from the position is preferred. For example, as shown in FIG. 2, the junction a between the segments in the tunnel circumferential direction of the segment ring 24a, and the junction b between the segments in the tunnel circumferential direction of the segment ring 24a adjacent to the segment ring 24b in the tunnel axial direction Are arranged so that they are not on the same straight line. As described above, since the steel pipes 10 are arranged at equal intervals along the circumference of the segment ring, even if the segments 1 are installed in a staggered manner, the segments adjacent in the tunnel axis direction Since each steel pipe 10 of 1 each is arrange | positioned on the same straight line, it can connect with the coupling 12. FIG. Thereby, the steel pipe 10 is integrated over each segment 1, and becomes a rigid member which reinforces the shield covering body 22 continuously.

このようなセグメント1の設置作業をトンネル周方向に繰り返し行うことによって、セグメントリングを形成し、このセグメントリングをトンネル軸方向に延伸するよう設置することによって、シールド覆工体22を構築していく。   By repeatedly performing such installation work of the segment 1 in the circumferential direction of the tunnel, a segment ring is formed, and the shield ring 22 is constructed by installing the segment ring so as to extend in the tunnel axis direction. .

以上説明したように、本実施形態によるセグメント1によれば、トンネル軸方向の両端部間を貫通するように設けられた鋼管10が、その両端に設けられる継手12によって、隣接するセグメントの鋼管10の継手12と連結されて、各セグメント1間を跨って一体化され、シールド覆工体22全体を連なって補強する剛性部材となる。これにより、トンネル軸方向に隣接するセグメント1間に大きなせん断応力や曲げ応力などが生じた際でも、その応力は、継手12及びその周辺部に集中することなく、連結された全ての鋼管10を伝播し、シールド覆工体22全体に分散させることができる。この結果、トンネル軸方向のセグメント幅を長くでき、セグメント1の設置作業の効率化が図れる。   As described above, according to the segment 1 according to the present embodiment, the steel pipe 10 provided so as to penetrate between both ends in the tunnel axis direction is connected to the steel pipe 10 of the adjacent segment by the joint 12 provided at both ends. The joint 12 is connected and integrated across the segments 1 to provide a rigid member that reinforces the entire shield cover 22. As a result, even when a large shearing stress or bending stress is generated between the segments 1 adjacent to each other in the tunnel axis direction, the stress is not concentrated on the joint 12 and its peripheral portion, and all of the connected steel pipes 10 are connected. It can propagate and be distributed throughout the shield wrap 22. As a result, the segment width in the tunnel axis direction can be increased, and the efficiency in installing the segment 1 can be improved.

また、本実施形態によるセグメント1によれば、セグメント1内にトンネル軸方向の鋼管10が設けられることで、個々のセグメント1においても、トンネル軸方向の剛性が向上する。これにより、セグメント1のコンクリート厚を薄く設計できるため、トンネル切羽径を最小限に抑えることができ、掘削量が低減することから施工期間を短縮できる。また、コンクリート厚が薄くなることにより、セグメント1の自重も低減できる。このため、施工時のセグメント設置用設備であるエレクターにかかるセグメントの荷重負荷も少なく済むので、エレクターに小型化に寄与できる。さらに、セグメント1の製作にあたり、コンクリート量も削減できるので、製作コストを軽減できる。   Further, according to the segment 1 according to the present embodiment, the tunnel axis direction steel pipe 10 is provided in the segment 1, so that the rigidity in the tunnel axis direction is also improved in each segment 1. Thereby, since the concrete thickness of the segment 1 can be designed thin, the tunnel face diameter can be suppressed to the minimum, and the construction period can be shortened because the amount of excavation is reduced. Moreover, the dead weight of the segment 1 can also be reduced by reducing the concrete thickness. For this reason, since the load load of the segment concerning the erector which is the equipment for segment installation at the time of construction can also be reduced, it can contribute to size reduction of the erector. Furthermore, since the amount of concrete can be reduced when the segment 1 is manufactured, the manufacturing cost can be reduced.

また、本実施形態によるセグメント1によれば、鋼管10は、セグメント1の剛性を向上させるだけでなく、継手12を固定支持する機能をもつ。これにより、図6に示すようなアンカー筋74を設ける必要がなく、セグメントの軽量化及び製造コストの軽減に寄与できる。   Further, according to the segment 1 according to the present embodiment, the steel pipe 10 has a function of not only improving the rigidity of the segment 1 but also fixing and supporting the joint 12. Thereby, it is not necessary to provide the anchor bar 74 as shown in FIG. 6, and it can contribute to the weight reduction of a segment and reduction of manufacturing cost.

また、本実施形態によるセグメント1によれば、例えば、トンネルを掘削するシールド機に備えるシールドジャッキから、セグメント1におけるトンネル軸方向の端部に、不均一な荷重がかかっても、セグメント1内にトンネル軸方向の鋼管10が設けられることで、曲げモーメントに対する耐荷重性も向上し、セグメント1の損傷、ひいては座屈を抑制できる。   Further, according to the segment 1 according to the present embodiment, for example, even if a nonuniform load is applied to the end of the segment 1 in the tunnel axial direction from a shield jack provided in a shield machine for excavating a tunnel, By providing the steel pipe 10 in the tunnel axial direction, the load resistance against the bending moment can be improved, and the damage to the segment 1 and, consequently, the buckling can be suppressed.

また、本実施形態によるセグメント1によれば、コンクリート基材に鋼繊維混入コンクリート18を用いることにより、セグメント1全体の強度及び靭性が向上する。すなわち、セグメント1の厚さをさらに薄く、また、トンネル軸方向のセグメント幅をさらに長くできる。また、鋼繊維混入コンクリート18を用いることで、セグメント1内に図6に示すような配力筋68を設ける必要がない。これにより、セグメント1内の鉄筋構造が簡素化し、セグメント1の製造過程で、コンクリートを隙間なく打設し易くなるため、良質なコンクリート構造物が製造できる。   Moreover, according to the segment 1 by this embodiment, the strength and toughness of the segment 1 whole improve by using the steel fiber mixed concrete 18 for a concrete base material. That is, the thickness of the segment 1 can be further reduced, and the segment width in the tunnel axis direction can be further increased. Further, by using the steel fiber mixed concrete 18, it is not necessary to provide a distribution bar 68 as shown in FIG. 6 in the segment 1. Thereby, the reinforcing bar structure in the segment 1 is simplified, and it becomes easy to place the concrete without any gaps in the manufacturing process of the segment 1, so that a high-quality concrete structure can be manufactured.

また、本実施形態によるセグメント1によれば、セグメント1のトンネル周方向の端部に、周方向に隣接するセグメント1と嵌合可能なほぞ構造20を有することにより、トンネル周方向にかかるせん断応力によるセグメント1間のずれを抑制できる。また、トンネル周方向には継手構造を要しないので、セグメント1の軽量化及び製作コストの軽減に寄与できる。   In addition, according to the segment 1 according to the present embodiment, the shear stress applied in the tunnel circumferential direction is provided at the end of the segment 1 in the tunnel circumferential direction by having the tenon structure 20 that can be fitted to the segment 1 adjacent in the circumferential direction. It is possible to suppress the deviation between the segments 1 due to. In addition, since no joint structure is required in the circumferential direction of the tunnel, it is possible to contribute to weight reduction of the segment 1 and reduction of manufacturing cost.

また、本実施形態によるシールド覆工体22によれば、セグメント1の組立を千鳥組配置にすることによって、構造的に脆弱部に相当するセグメント1のトンネル周方向の接合部(例えば、接合部a又はb)に荷重がかかっても、その荷重は、そのセグメント1とトンネル軸方向に隣接する2つのセグメントによって固定及び支持される構造となるために、シールド覆工体22のトンネル周方向の剛性を均一化できる。   Further, according to the shield wrapping body 22 according to the present embodiment, the assembly of the segments 1 is arranged in a staggered arrangement, so that the joints in the tunnel circumferential direction of the segments 1 that are structurally equivalent to the weak parts (for example, the joints) Even if a load is applied to a or b), the load is fixed and supported by two segments adjacent to the segment 1 in the tunnel axial direction. The rigidity can be made uniform.

なお、本実施形態によるトンネル軸方向に隣接するセグメント1同士を連結する継手12としては、例えば、図3〜図5に示すように、雄部材を雌部材に挿入する構成のものを用いることができる。   In addition, as the joint 12 which connects the segments 1 adjacent to each other in the tunnel axis direction according to the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 3 to 5, a structure in which a male member is inserted into a female member is used. it can.

図3は、アンカー方式の継手構造例を示す縦断面図である。このアンカー式の継手構造は、金属管からなる雄部材30を雌部材32に挿入する構成である。雌部材32は、雄部材30の挿入口となる挿入孔32aと、挿入孔32aの奥部に設けられ、奥にいくほど拡径する環状のガイド孔を有するガイド部材32bとを備え、挿入孔32aに挿入された雄部材30がさらに奥部ガイド部材のガイド孔に沿って挿入される過程で拡径変形することで、雄部材30が雌部材32から外れることが防止される。   FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an example of an anchor type joint structure. This anchor-type joint structure is configured to insert a male member 30 made of a metal tube into a female member 32. The female member 32 includes an insertion hole 32a that serves as an insertion port for the male member 30, and a guide member 32b that is provided at the back of the insertion hole 32a and has an annular guide hole that increases in diameter toward the back. The male member 30 inserted into 32a is further deformed in diameter in the process of being inserted along the guide hole of the back guide member, so that the male member 30 is prevented from being detached from the female member 32.

また、図4は、機械方式の継手構造例を示す縦断面図である。この機械式の継手構造では、雄部材40が金属管40aと、この金属管40aの先端外周部に設けられ、内側へ収納可能な複数の羽根板40bとから構成され、一方、雌部材42は、雄部材40の挿入口となる挿入孔42aと、この挿入孔42aの奥部に設けられた係合部42bとにより構成される。そして、雄部材40が雌部材42の挿入孔42aを通過する過程では羽根板40bが内側へ収納され、挿入孔42aを通過すると羽根板40bが外側へ開いて、羽根板40bと係合部42bとが係合することにより、雄部材40が雌部材42から外れることが防止される。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an example of a mechanical joint structure. In this mechanical joint structure, the male member 40 is composed of a metal tube 40a and a plurality of blades 40b that are provided on the outer periphery of the tip of the metal tube 40a and can be accommodated inside, while the female member 42 is The insertion hole 42a is an insertion port for the male member 40, and the engagement portion 42b is provided at the back of the insertion hole 42a. In the process in which the male member 40 passes through the insertion hole 42a of the female member 42, the blade plate 40b is housed inward, and when it passes through the insertion hole 42a, the blade plate 40b opens outward, and the blade plate 40b and the engaging portion 42b. And the male member 40 is prevented from being detached from the female member 42.

また、図5は、圧入方式の継手構造例を示す縦断面図である。この圧入式の継手構造は、雄部材50が、セグメント1の端部からその一部が突き出るように突設された鋼管10からなり、雌部材52が、雄部材50の挿入口となる挿入ガイド部52aと、弾性を有する筒体52cが外周に設けられ、雄部材50の外径よりも内径が小さく加工された狭小部52bとからなる。すなわち、雄部材50は、雌部材52の挿入ガイド部52aを通り案内され、その後、狭小部52bを押し広げながら挿着される。したがって、雄部材50と、変形した鋼管10の狭小部52bとの間の摩擦により、雄部材50が雌部材52から外れることが防止される。   FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an example of a press-fitting joint structure. In this press-fitting joint structure, the male member 50 is composed of a steel pipe 10 protruding so that a part of the male member 50 protrudes from the end of the segment 1, and the female member 52 serves as an insertion port for the male member 50. The part 52a and the cylindrical body 52c which has elasticity are provided in the outer periphery, and consist of the narrow part 52b by which the internal diameter was processed smaller than the outer diameter of the male member 50. That is, the male member 50 is guided through the insertion guide portion 52a of the female member 52, and is then inserted while pushing the narrow portion 52b. Therefore, the male member 50 is prevented from being detached from the female member 52 due to friction between the male member 50 and the narrow portion 52b of the deformed steel pipe 10.

以上、これらの継手構造によれば、連結後、セグメント1の連結が外れない構造を有するので、トンネル軸方向に引っ張り応力が生じた場合にも、セグメント同士が外れない。また、連結に際してボルトやナットなどを用いる必要もなく、例えば、シールドジャッキによる反力を利用してセグメント1同士を連結することも可能であるため、施工作業の効率化が図れる。   As mentioned above, according to these joint structures, since it has the structure where the connection of the segment 1 is not removed after connection, even if a tensile stress arises in a tunnel axial direction, segments do not remove. In addition, it is not necessary to use bolts or nuts for connection, and for example, it is possible to connect the segments 1 to each other using a reaction force by a shield jack, so that the efficiency of construction work can be improved.

本実施形態に係るセグメントの構造の一例であり、(a)はその構造の横断面図であり、(b)は(a)のA−A線に沿う展開図である。It is an example of the structure of the segment which concerns on this embodiment, (a) is a cross-sectional view of the structure, (b) is an expanded view which meets the AA line of (a). 本実施形態に係るセグメントを組み立てることにより構築されたシールド覆工体の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the shield lining body constructed | assembled by assembling the segment which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るアンカー方式の継手構造例を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing an example of an anchor type joint structure concerning this embodiment. 本実施形態に係る機械方式の継手構造例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example of a joint structure of the mechanical system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る圧入方式の継手構造例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the example of a joint structure of the press injection system which concerns on this embodiment. 従来の一般的なセグメント構造の一例であり、(a)はその構造の横断面図であり、(b)は(a)のB−B線に沿う展開図である。It is an example of the conventional general segment structure, (a) is a cross-sectional view of the structure, (b) is an expanded view along the BB line of (a).

符号の説明Explanation of symbols

1 セグメント
10 鋼管
12 継手
18 鋼繊維混入コンクリート
20 ほぞ構造
22 シールド覆工体
24a、24b セグメントリング
a、b 接合部
1 Segment 10 Steel Pipe 12 Joint 18 Steel Fiber Mixed Concrete 20 Mortise Structure 22 Shield Covering Body 24a, 24b Segment Ring a, b Joint

Claims (8)

シールド覆工用のセグメントであって、
前記セグメントのトンネル軸方向の両端部間を貫通する剛性部材と、
前記剛性部材の端部に設けられ、トンネル軸方向に隣接する前記セグメントの剛性部材を連結するための継手構造とを備えることを特徴とするシールド覆工用のセグメント。
A segment for shield lining,
A rigid member penetrating between both ends in the tunnel axis direction of the segment;
And a joint structure for connecting the rigid members of the segments adjacent to each other in the tunnel axis direction and provided at an end of the rigid member.
前記剛性部材は、鋼材であることを特徴とする請求項1記載のシールド覆工用のセグメント。   The segment for shielding lining according to claim 1, wherein the rigid member is a steel material. 鋼繊維が混入されたコンクリートを基材として構成されていることを特徴とする請求項1記載のシールド覆工用のセグメント。   The segment for shielding lining according to claim 1, wherein the base material is concrete mixed with steel fibers. 前記セグメントのトンネル周方向の端部には、トンネル周方向に隣接する前記セグメントと嵌合可能なほぞ構造が設けられていることを特徴とする請求項1記載のシールド覆工用のセグメント。   The segment for shielding lining according to claim 1, wherein a tenon structure that can be fitted to the adjacent segment in the tunnel circumferential direction is provided at an end of the segment in the tunnel circumferential direction. 請求項1〜4に記載のセグメントを用いたシールド覆工体であって、トンネル軸方向に隣接するセグメントの前記剛性部材同士が前記継手構造により連結されていることを特徴とするシールド覆工体。   A shield covering body using the segment according to claim 1, wherein the rigid members of segments adjacent to each other in the tunnel axial direction are connected by the joint structure. . 前記セグメントは、トンネル周方向の接合部の位置が、トンネル軸方向に隣接するセグメントにおけるトンネル周方向の接合部の位置と異なるような千鳥配置とされており、各セグメントの剛性部材は、前記セグメントが前記千鳥配置された状態でトンネル軸方向に隣接するセグメントの剛性部材と同一直線上に配置されるように設けられていることを特徴とする請求項5記載のシールド覆工体。   The segments are arranged in a staggered manner such that the positions of the junctions in the tunnel circumferential direction are different from the positions of the junctions in the tunnel circumferential direction in the segments adjacent in the tunnel axis direction. 6. The shield covering body according to claim 5, wherein the shield covering body is disposed so as to be disposed on the same straight line as a rigid member of a segment adjacent in the tunnel axis direction in a state where the staggered structure is disposed. 請求項1〜4に記載のセグメントを用いたシールド覆工体の構築方法であって、トンネル軸方向に隣接するセグメントの前記剛性部材同士を前記継手構造により連結することを特徴とするシールド覆工体の構築方法。   It is the construction method of the shield covering body using the segment of Claims 1-4, Comprising: The said rigid member of the segment adjacent to a tunnel axial direction is connected by the said joint structure, The shield covering How to build the body. 前記セグメントを、トンネル周方向の接合部の位置が、トンネル軸方向に隣接するセグメントにおけるトンネル周方向の接合部の位置と異なるような千鳥状に配置するとともに、各セグメントの剛性部材を、前記セグメントが前記千鳥配置された状態でトンネル軸方向に隣接するセグメントの剛性部材と同一直線上になるように配置することを特徴とする請求項7記載のシールド覆工体の構築方法。

The segments are arranged in a staggered manner such that the positions of the junctions in the circumferential direction of the tunnel are different from the positions of the junctions in the circumferential direction of the tunnel in the adjacent segment in the tunnel axial direction. 8. The method for constructing a shield lining body according to claim 7, wherein the shield lining body is arranged so as to be collinear with a rigid member of a segment adjacent in the tunnel axis direction in the staggered arrangement.

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