JP2015175213A - トンネル覆工用のセグメント及びそのリング継手板 - Google Patents

Abstract

【課題】非真円状を呈する既設のリングと、これに連結される真円状のリングとの間に存する対応するボルト穴相互の非対向を解消するリング継手板及び該リング継手板を備えるセグメントを提供すること。
【解決手段】リング継手板（２４）は、セグメント（１０）の内部から外部に向けて窄むテーパ孔（３２）を有するプレート（２８）と、プレートのテーパ孔に解除可能に嵌合された、テーパ孔（３２）と軸線を共通にするコマ（３０）を備える。コマ（３０）はその軸線（Ｌ）に対して偏心した位置にあるボルト穴（３４）を有する。ここにおいて、プレートのテーパ孔（３２）及びコマ（３０）は、コマのボルト穴（３４）が、テーパ孔（３２）の軸線の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定する横断面形状を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル覆工用のセグメント及びそのリング継手板に関する。

円形断面を有するトンネルの構築のため、地中にシールド掘進機を推進し、前記シールド掘進機の推進跡に生じた掘削壁を、複数のセグメントを円形に組み立ててなるリングにより覆工することが行われている。シールド掘進機のテール内で組み立てられる新たなリングは、既設のリングに複数のボルトを介して連結され、継ぎ足される。リング相互のボルトによる連結のため、各リングを構成する複数のセグメントのそれぞれにボルト穴を有するリング継手板が設けられている。

ところで、トンネルの構築においては、前記シールド掘進機の推進中に生じるローリングにより、既設のリングに対して新たなリングがその周方向に相対的に変位し、このため、両リングの対応する各対のボルト穴が非対向状態となることがある。また、既設のリングがその周囲の地山から受ける土水圧の偏りのために該リングを構成する一部のセグメントが前記リングの径方向に変位し、このために非真円状を呈する状態となることがある。これらの状態においては、前記既設のリング及びこれに連結される新たなリングにおける互いに対応する各対のボルト穴が非対向状態となる。これは、両リングのボルトによる締結を困難にする。

従来、相互連結される２つのリングにおける対応する各対のボルト穴の周方向に関する非対向が生じたときの対策は提案されている（後記特許文献１参照）。他方、非真円状を呈する既設のリングとこれに連結される真円状の新たなリングとの間におけるボルト穴相互の非対向問題については未だ有効な対策がなされていない。

特開２００５−２４８６０４号公報

したがって、本発明の目的は、非真円状を呈する既設のリングと、これに連結される真円状のリングとの間に存する対応するボルト穴相互の非対向を解消するリング継手板及び該リング継手板を備えるセグメントを提供することにある。

本発明は、トンネル覆工用のセグメントに設けられるリング継手板及び複数の前記リング継手板を備えるトンネル覆工用セグメントに係る。前記リング継手板は、前記セグメントの内部から外部に向けて窄むテーパ孔を有するプレートと、該プレートのテーパ孔に解除可能に嵌合された、前記テーパ孔と軸線を共通にするコマであって該コマの軸線に対して偏心した位置にあるボルト穴を有するコマとを含む。ここにおいて、前記プレートのテーパ孔及び前記コマは、該コマのボルト穴が、前記テーパ孔の軸線の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定する横断面形状を有する。前記横断面形状は、例えば、正多角形、星形多角形又は歯車歯形からなる。

本発明によれば、リング継手板を構成するプレートのテーパ孔に解除可能に嵌合され前記テーパ孔と軸線を共通にするコマにその軸線から偏心した位置にボルト穴が設けられており、また、前記テーパ孔及び前記コマの横断面形状について、前記ボルト穴が前記テーパ孔の軸線の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定するものとしたことから、前記横断面形状が制約するところに従って前記コマを前記テーパ孔に挿入して嵌合させることにより、前記ボルト穴の位置を前記軸線の周りの複数の角度位置のいずれかに選択的に設定することができる。

したがって、既設のリングが非真円状を呈するとき、これに連結される新たなリングにおける各ボルト穴の位置を、該ボルト穴がこれに対応する前記既設のリングの各ボルト穴と対向するように、前記複数の角度位置の中から選択して定め、両リングのボルトによる締結を可能とすることができる。また、前記既設のリングに連結された前記真円状の新たなリングの設置により、前記トンネル覆工における真円度の修正が図られる。

また、前記複数の角度位置の１つを、新たなリングのボルト穴がローリング状態にある既設のリングのボルト穴と対向するように設定することに用いることが可能である。

前記セグメントの内部からその外部に向けて窄まるように伸びている、前記ボルト穴を有するコマ及び該コマが嵌合される前記テーパ孔は、ボルト締めに伴う前記コマの前記テーパ孔からの抜け出しを阻止する。

セグメントの部分斜視図である。 図１に示すセグメントのリング継手板を含む部分拡大斜視図である。 リング継手板の分解斜視図である。 リング継手板の一部を構成するコマの斜視図である。

図１を参照すると、トンネルの覆工を行うために用いられる本発明に係るセグメントの一部が全体に符号１０で示されている。セグメント１０は、図示のコンクリート製のセグメント、あるいは、鋼製のセグメント（図示せず）からなる。

前記トンネルの覆工のため、本発明に係る複数のセグメント１０が、地中を推進されるシールド掘進機のテール内（図示せず）において真円状を呈する新たなリング（図示せず）に組み立てられ、前記新たなリングは複数のボルト（図示せず）を介して既設のリング（図示せず）に連結される。

セグメント１０は、これがリングに組み立てられた状態で見て、該リングの周方向に伸びかつ該リングの内壁面及び外壁面をそれぞれ規定する内周面１２及び外周面１４と、内外両周面１２、１４に連なり、前記リングの軸線方向に関して互いに相対する一対の側面１６と、前記リングの周方向に関して互いに相対する一対の端面１８とを有する。前記リングを構成する各セグメント１０の内外両周面１２、１４はそれぞれトンネルの内壁面を形成しまた前記掘削壁面に接し、セグメント１０の各側面１６は前記リング相互の当接面を規定し、また、セグメント１０の各端面１８は前記リングを構成するセグメント１０相互の当接面を規定する。

セグメント１０には、前記既設のリングと前記新たなリングとのボルトによる相互連結のために、その内周面１２及び各側面１６に開放する複数のボルトボックス２０が設けられ、また、前記トンネルの周方向に隣接する２つのセグメントのボルトによる相互連結のために、その内周面１２及び端面１８に開放する２つのボルトボックス２２が設けられている。

ボルトボックス２０は、本発明に係るリング継手板２４の後記ボルト穴３４を介して、セグメント１０の側面１６に開放している。また、他のボルトボックス２２は、従来公知のリング継手板２６のボルト穴３５を介して、セグメント１０の端面１８に開放している。ボルトは、リング相互の連結及びセグメント相互の連結のため、各ボルトボックス２０、２２内から、リング継手板２４のボルト穴３４及びセグメント継手板２６のボルト穴３５にそれぞれ通される。

本発明に係るリング継手板２４は、プレート２８と、コマ３０とを有する。

プレート２８はセグメント１０に埋設されている。プレート２８には、セグメント１０の内部からその外部に向けて窄むテーパ孔３２（図２及び図３参照）、より詳細にはセグメント１０の軸線と平行な軸線（図示せず）を有するテーパ孔３２が設けられている。

他方、コマ３０は、セグメント１０の内部からその外部に向けて窄む外形を有し（図３参照）、プレート２８のテーパ孔３２に解除可能に嵌合されている。コマ３０は、テーパ孔３２に嵌合した状態で見て、テーパ孔３２の前記軸線と一致する軸線Ｌを有し、また、テーパ孔３２の壁面に接する周面を有する。したがって、プレート２８のテーパ孔３２及びコマ３０は同一の横断面形状を有する。テーパ孔３２に嵌合されたコマ３０は、プレート２８と共にセグメント１０の側面１６の一部を規定する。図示の例において、コマ３０は、プレート２８の厚さ寸法と同じ大きさの軸線方向長さを有する。

コマ３０にはこれを貫通するボルト穴３４が設けられている。ボルト穴３４はコマ３０の軸線Ｌに対して偏心した位置にある。したがって、ボルト穴３４はコマ３０の軸線Ｌに対してこれと平行な軸線ｌを有する。

テーパ孔３２及びコマ３０の前記横断面形状は、テーパ孔３２に嵌合されたコマ３０のボルト穴３２が、テーパ孔３２の軸線（図示せず）の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定する。前記横断面形状は、例えば、図示の例における正六角形のような正多角形、あるいは星形多角形、歯車歯形等からなる。

したがって、コマ３０は、前記横断面形状が制約するところに従って、図示の例では正六角形状の外形及び内面をそれぞれ規定するコマ３０及びテーパ孔３２が互いに整合して対向するとき、テーパ孔３２に嵌合する。前記嵌合の態様は、図示の例では６通りある。また、前記角度位置の数は前記嵌合の態様に対応した６つであり、これらの６つの角度位置はテーパ孔３２の軸線の周りに互いに６０度の間隔をおかれている。

したがって、また、コマ３０の軸線Ｌから偏心した位置にあるボルト穴３４は、コマ３０の前記嵌合態様に応じて、テーパ孔３２の軸線の周りの６つの放射方向位置のいずれかをとる。このため、セグメント１０の各側面１６上で見て、ボルト穴３４の位置を、テーパ孔３２の軸線からセグメント１０の内周面１２の側、外周面１４の側、又は各端面１８の側にあるように定めることができる。

前記トンネルの覆工においては、通常、各リングを構成する複数のセグメント１０のそれぞれについて、ボルト穴３４を前記複数の角度位置の内の特定の１つにあるように定める。これにより、互いに隣接する２つのリングの対応する各対のボルト穴が互いに対向するようにすることができる。対向する各対のボルト穴はボルトの挿通を可能にする。

また、前記トンネルの覆工において、既設のリングが非真円状を呈するとき、これに連結される新たなリングにおける各ボルト穴３４の前記角度位置を、前記既設のリングの各ボルト穴の位置に合わせて、前記特定の１つから他の１つに変更する。これにより、前記新たなリング及び前記既設のリングをこれらの互いに対応する各対のボルト穴を対向するようにすることができる。

前記既設のリングが非真円状態にあるか否かは、トンネル内において、前記リングの直径を複数箇所において実測し、複数の実測値を対比することにより判断することができる。

本発明にあっては、さらに、既設のリングがその軸線の周りに変位したローリング状態にあるときにも対応可能である。すなわち、前記ローリング状態にあるリングに連結される新たなリングにおける各ボルト穴３４の前記角度位置を、前記ローリング状態にあるリングの各ボルト穴の位置に合わせて、前記特定の１つから他の１つに変更する。これにより、前記新たなリング及び前記既設のリングをこれらの互いに対応する各対のボルト穴を対向するようにすることができる。

ボルト穴３４の偏心の度合い、すなわち、コマ３０の軸線Ｌとボルト穴３４の軸線ｌとの間の間隔の大きさ、前記角度位置の数量等は、前記リングの内径、リングの変形度合い等を考慮して定められる。なお、言うまでもなく、前記正多角形における角の数、前記星形多角形における角の数、前記歯車歯形における歯の数等が多いほど、前記角度位置の数は多く、また、前記角度位置相互の間隔は小さい。

本発明の実施に当たり、コマ３０のテーパ孔３２への嵌合は、特別な機械設備を用いることなく、手作業により簡単にまた短時間で行うことができる。

１０ セグメント
２０、２２ ボルトボックス
２４ リング継手板
２８ プレート
３０ コマ
３２ テーパ孔
３４ ボルト穴

Claims (4)

1. トンネル覆工用のセグメントに設けられるリング継手板であって、
   前記セグメントの内部から外部に向けて窄むテーパ孔を有するプレートと、
   該プレートのテーパ孔に解除可能に嵌合された、前記テーパ孔と軸線を共通にするコマであって前記コマの軸線に対して偏心した位置にあるボルト穴を有するコマとを含み、
   前記プレートのテーパ孔及び前記コマは、該コマのボルト穴が、前記テーパ孔の軸線の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定する横断面形状を有する、リング継手板。
2. 前記横断面形状は、正多角形、星形多角形又は歯車歯形である、請求項１に記載のリング継手板。
3. 複数のリング継手板を有するトンネル覆工用のセグメントであって、
   各リング継手板は、前記セグメントの内部から外部に向けて窄むテーパ孔を有するプレートと、該プレートのテーパ孔に解除可能に嵌合されたコマであって該コマの軸線に対して偏心した位置にあるボルト穴を有するコマとを含み、
   前記プレートのテーパ孔及び前記コマは、該コマのボルト穴が、前記テーパ孔の軸線の周りに等角度をなして位置する複数の角度位置のいずれかにあるように規定する横断面形状を有する、トンネル覆工用のセグメント。
4. 前記横断面形状は、正多角形、星形多角形又は歯車歯形である、請求項３に記載のトンネル覆工用のセグメント。

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