JP2008008103A - セグメントの接合方法及びセグメントの継手構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セグメント10として、坑口側の側面11に複数のガイドパイプ13を埋設し、切羽側の側面12に上記ガイドパイプ13よりも短いガイドパイプ14を埋設した後、坑口側ガイドパイプ13にピン部材15の一端側15mを挿入して接着剤などで仮止めし、このピン部材15の他端側15nを既設のセグメントリングのセグメント10Zの切羽側側面12に設けられた切羽側ガイドパイプ14に挿入して、トンネル軸方向のセグメント10,10Zを接合するようにした。
【選択図】図4
Description
図6(a)は、従来、一般的に用いられている短ボルトを用いた継手構造を示す図で、セグメント50の各端面に複数の継手鋼板51をそれぞれ設けるとともに、この継手鋼板51の背面側を切り欠いてボルトボックス52を設けておき、図6(b)に示すように、隣接するセグメントト50,50の継手鋼板51,51同士を突き合わせてから、上記継手鋼板51,51の図示しないボルト孔に短ボルト53を挿通した後、ナット54にて上記継手鋼板51,51同士を締結して隣接するセグメント50,50同士を接合する(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記短ボルト53を用いた継手は、組立作業に時間を要したり、ボルトボックス52の穴埋め作業が発生するなどの理由から、工期短縮のため、ピン形式の継手が多く用いられてきている。このピン形式の継手は、図7(a)に示すように、セグメント60のトンネル軸方向の坑口側の側面61に複数のピン継手70を突設するとともに、切羽側の側面62に凹状の係止部材80を埋設して、一方のセグメント60のピン継手70を他方のセグメント60の係止部材80に挿入・係合させて隣接するセグメント60,60同士を接合する方法も提案されている。上記ピン継手70を用いた継手構造は、詳細には、図7(b)に示すように、一方のセグメント60Aの上記側面61aに雌ネジが形成されたインサート金具63を埋設し、このインサート金具63にピン継手70のネジ部71を螺入して、ピン継手70の他端側を上記側面61aから突出させるとともに、他方のセグメント60Bに凹部64を形成し、この凹部64にテーパー状の周壁81aと平らな底部81bとから成るケーシング81と、このケーシング81内に中空状の挿入孔82aを有する楔材82と、弾発材83とを備えた係止部材80を収納したものである。これにより、上記凹部64にピン継手70を挿入すると、上記ピン継手70は、上記弾発材83により上記セグメント60A,60Bの接合面である側面61b側にスライドされた楔材82により挟み付けられて係止されるので、セグメント60Aとセグメント60Bとを確実に接合することができる。(例えば、特許文献2参照)。
また、上記のようなピン形式の継手は、ジャッキの押し込みだけでセグメントの組立てができるので、従来のボルト等による連結に比較して、工期を短縮することができる。
また、上記インサート金具63はセグメント60の作製時に埋設され、コンクリートの養生時を含めて長時間放置されるのでネジ部に錆が生じやすく、そのため、ピン継手70の螺入に支障をきたす恐れがある。
本発明の請求項1に記載の発明は、ピン継手を用いてトンネル軸方向のセグメント同士を接合する方法であって、セグメントの切羽側及び坑口側の両側面に、一端側がセグメントの突き合わせ端面側に開口する複数のガイドパイプをそれぞれ埋設するとともに、その両端部が、上記セグメントの互いに対向する位置に埋設された上記ガイドパイプにそれぞれ挿入されるピン部材を用いて、上記セグメント同士を接合するようにしたことを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のセグメントの接合方法において、上記セグメントのコンクリートを打設するための型枠に予め上記ガイドパイプを固定し、これをインサート部材としてコンクリートを打設し、上記ガイドパイプを上記セグメントに埋設するようにしたものである。
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のセグメントの接合方法において、上記ピン部材の一端を坑口側の側面に埋設されたガイドパイプに挿入して仮止めした後、上記ピン部材の他端を切羽側の側面に埋設されたガイドパイプに挿入してトンネル軸方向のセグメント同士を連結するようにしたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のセグメントの継手構造において、坑口側の側面に埋設されるガイドパイプの長さを、他端を切羽側の側面に埋設されるガイドパイプの長さよりも長くしたものである。
上記構成では、セグメントにはガイドパイプを埋設するだけでよいので、継手部のスペースを少なくでき、セグメントの配筋の自由度が向上する。
このとき、上記セグメントのコンクリートを打設するための型枠に予め上記ガイドパイプを固定し、これをインサート部材としてコンクリートを打設し、上記ガイドパイプを上記セグメントに埋設するようにすれば、ガイドパイプを所定の位置に正確に埋設することができるので、セグメント同士を精度よく接合することができる。
また、坑口側の側面に埋設されるガイドパイプの長さを、他端を切羽側の側面に埋設されるガイドパイプの長さよりも長くしておき、上記坑口側のガイドパイプに予めピン部材を挿入して仮止めした後、上記ピン部材の他端を切羽側のガイドパイプに挿入するようにすれば、セグメントの接合作業を容易に行うことができるとともに、ピン部材が仮止め状態であっても作業中に外れることがないので、セグメントの接合作業を確実に行うことができる。
図1は、本実施の形態に係るセグメントの概要を示す図で、図2はセグメントの接合方法を示す模式図、図3はセグメントの継手構造の一例を示す要部断面図である。各図において、10はトンネル軸方向の突き合わせ端面である坑口側側面11と切羽側側面12とに複数のガイドパイプ13,14が埋設されたセグメント、15はセグメント同士を接合する際に、一方の端部15mが、坑口側側面11に埋設されたガイドパイプ(以下、坑口側ガイドパイプという)13に挿入され、他方の端部15nが上記坑口側ガイドパイプ13の開口部から突出するように、上記坑口側ガイドパイプ13の中空部に仮止めされたピン部材、16は上記セグメント10のトンネル円周方向の一方の側面17aに設けられた簡易ノブ継手、18は他方の側面17bに設けられた長穴で、この長穴18には上記簡易ノブ継手16を挿入固定するためのガイド金物(図示せず)が埋設されている。
また、20は複数のセグメント10をトンネル径方向に環状に接合してなる既設のセグメントリングで、上記既設のセグメントリング20を構成するセグメントを、新たに接合するセグメント10と区別するため、以下、セグメント10Zと表わす。
図3(a)は、ガイドパイプ13を型枠30に固定する例を示す図で、円筒状のガイドパイプ13の開口部となる側とは反対側に、座金13kを溶接等で取付け、この座金13kに袋ナット13nを溶接等で取付けるとともに、上記型枠30の上記ガイドパイプ13を固定する位置にボルト貫通孔31を設けて、このボルト貫通孔31から支持用ボルト32を上記袋ナット13nに螺入して、上記ガイドパイプ13を上記型枠30に固定し、インサート部材とする。このとき、上記型枠30のガイドパイプ13を固定する位置に、上記ガイドパイプ13の中空部側に突出するパイプ位置決め座33を設け、ガイドパイプ13の開口部の内壁がパイプ位置決め座33の周縁部に当接するようにしておけば、上記ガイドパイプ13を所定の位置に容易に固定することができる。このとき、図3(b)に示すように、外径がガイドパイプ13の外径よりも大きな袋ナット13Nを用いれば、座金13kを用いる必要はない。
なお、ガイドパイプ14を型枠30に取付ける場合も同様である。
また、ガイドパイプ13,14の形態としては、上記図3(a),(b)に示した形態に限るものではなく、図3(c)に示すような、一端が閉じた筒状体の中空部の底部にネジ穴13zを形成した形態のガイドパイプ13Aを用いてもよい。
上記各ガイドパイプ13,14は構造が単純であり、ピン部材15よりも若干径が大きいだけなので、埋設が容易であるだけでなく、従来の継手構造に比較して継手部のスペースが少なくて済むという利点がある。セグメント10の端面近傍には、通常、主筋の他に補強筋を配置することが多いので、本例のように、継手部のスペースが少ないと、主筋だけでなく、補強筋の配置においても配筋の自由度が向上する。
はじめに、図4に示すように、新たに接合するセグメント10の坑口側側面12に埋設された坑口側ガイドパイプ13のそれぞれにピン部材15を挿入し、接着剤あるいは樹脂モルタルなどを用いて仮止めする。
上記坑口側ガイドパイプ13の長さL1は切羽側ガイドパイプ14の長さL2よりも長いので、上記ピン部材15を確実に上記坑口側ガイドパイプ13内に保持することができる。また、上記坑口側ガイドパイプ13の内径D1はピン部材15の外径Dより若干広いだけなので、ピン部材15の上記端部15mと坑口側ガイドパイプ13の底部との間に閉じ込められた空気を逃がしてやる必要があるが、本例では、ピン部材15の側面に切欠き溝部15kが設けてあるので、上記ピン部材15をスムースに坑口側ガイドパイプ13内に挿入することができるとともに、仮止めに用いる接着剤(または、樹脂モルタル)が上記切欠き溝部15k内に浸入するので、上記ピン部材15の保持強度を更に高めることができる。
また、トンネルの直線部分もしくは緩いカーブの部分では、トンネル軸方向には引張り締結力を必要とせず、剪断力に対してのみ対応すればよい。本例では、上記ピン部材15によりトンネル軸方向に隣接するセグメント10とセグメント10Zとを接合しているので、セグメントリング20の組立後に土圧が作用した場合でも、セグメント10,10Z間の位置ズレを確実に防止することができる。
また、セグメント10には、上記ピン部材15よりも若干径の大きなガイドパイプ13,14を埋設するだけでいいので、セグメント10を安価に製造することができるとともに、継手部のスペースを少なくできるので、補強筋の配置などの、当該セグメント10の配筋の自由度を大きくすることができる。
また、セグメント10の型枠30にガイドパイプ13,14をインサート部材として保持してコンクリートを打設し、上記ガイドパイプ13,14をセグメント10に埋設するようにすれば、ガイドパイプ13,14を所定の位置に正確に埋設することができる。
また、上記例では、ピン部材15の挿入を容易にするため、その側面部に切欠き溝部15kを設けたが、図5(b)に示すように、面取り部15vを設けてもよい。
また、上記ピン部材15を構成する材料の剛性とガイドパイプ13,14を構成する材料の剛性を異なるようにすれば、一方が他方へ食い込むようにして連結するので、ピン部材15の保持強度が向上する。なお、この場合には、ガイドパイプ13,14をアルミニウム合金やウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂などの各種プラスチックや硬質ゴムなどで構成し、ピン部材15を鉄あるいは炭素鋼などで構成することが好ましい。
なお、セグメント同士をトンネル円周方向に接合する際の継手、あるいは、トンネル軸方向であってもカーブの傾斜が大きい箇所では、引張力に対しても対応する必要があることから、上記簡易ノブ継手16や短ボルト形式の継手などの従来の継手構造を用いることが望ましい。
13 坑口側のガイドパイプ、14 切羽側のガイドパイプ、15 ピン部材、
15m ピン部材の坑口側端部、15n ピン部材の切羽側端部、15k 切欠き溝部、16 簡易ノブ継手、17a,17b 円周方向側面、18 長穴、
20 既設のセグメントリング。
Claims (5)
- セグメントの切羽側及び坑口側の両側面に、一端側がセグメントの突き合わせ端面側に開口する複数のガイドパイプをそれぞれ埋設するとともに、その両端部が、上記セグメントの互いに対向する位置に埋設された上記ガイドパイプにそれぞれ挿入されるピン部材を用いて、トンネル軸方向のセグメント同士を接合するようにしたことを特徴とするセグメントの接合方法。
- 上記セグメントのコンクリートを打設するための型枠に予め上記ガイドパイプを固定した後、コンクリートを打設して上記ガイドパイプを上記セグメントに埋設したことを特徴とする請求項1に記載のセグメントの接合方法。
- 上記ピン部材の一端を坑口側の側面に埋設されたガイドパイプに挿入して仮止めした後、上記ピン部材の他端を切羽側の側面に埋設されたガイドパイプに挿入してトンネル軸方向のセグメント同士を接合するようにしたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のセグメントの接合方法。
- セグメントの切羽側及び坑口側の両側面にそれぞれ埋設された、一端側が当該セグメントの突き合わせ端面側に開口する複数のガイドパイプと、一端側が当該セグメントの坑口側に埋設されたガイドパイプに挿入され、他端側が上記ガイドパイプの開口部から突出するピン部材とを備えたことを特徴とするセグメントの継手構造。
- 坑口側の側面に埋設されるガイドパイプの長さを、他端を切羽側の側面に埋設されるガイドパイプの長さよりも長くしたことを特徴とする請求項4に記載のセグメントの継手構造。
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