JP2015196999A - Joint structure of segment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シールド工法によって、トンネルを掘削する場合に、1つのセグメントリングに、最後に連結されるKセグメントのための継手構造に関するものであり、さらに詳細には、1つのセグメントリングを構成する継手のうち、Kセグメントの継手のみが補強された継手構造に関するものである。 The present invention relates to a joint structure for a K segment which is finally connected to one segment ring when excavating a tunnel by a shield method, and more particularly, constitutes one segment ring. Of the joints, the present invention relates to a joint structure in which only the K-segment joint is reinforced.
シールド工法によって、トンネルを掘削する場合には、シールド機によって地山を掘削しつつ、掘削孔の内壁をセグメントリングで覆工して、掘削孔が掘進される。シールド工法において用いられるセグメントリングは、複数のセグメントに分割されて、トンネルの切羽近くに運ばれ、掘削孔の内径に沿って、組み立てられる。 When a tunnel is excavated by the shield method, the excavation hole is advanced by covering the inner wall of the excavation hole with a segment ring while excavating a natural ground with a shield machine. The segment ring used in the shield method is divided into a plurality of segments, carried near the face of the tunnel, and assembled along the inner diameter of the excavation hole.
セグメントを連結して、1つのセグメントリングを組み立てる際には、AセグメントおよびBセグメントが連結され、最後にKセグメントがBセグメントに連結される。 When assembling one segment ring by connecting the segments, the A segment and the B segment are connected, and finally the K segment is connected to the B segment.
このように、Kセグメントは、1つのセグメントリングの中で、最後に組み立てるセグメントであるため、構造上、他のセグメント、すなわち、AセグメントおよびBセグメントに比べて、小さなセグメントであり、したがって、Kセグメントを連結させるセグメントとの間に設置できる継手の数が少なくなる。 Thus, the K segment is the last segment to be assembled in one segment ring, and thus is structurally smaller than the other segments, ie, the A segment and the B segment, and thus K segment. The number of joints that can be installed between the segments connecting the segments is reduced.
また、Kセグメントは最後に組み立てるので、トンネルの軸方向に挿入角度を有し、半径方向に継手角度を有しており、そのため、Aセグメント、Bセグメントに比して、トンネルの軸方向および半径方向のいずれにおいても、これらの角度によって、軸力によるせん断力が作用して、滑動しやすくなるという問題があった。 Since the K segment is assembled last, it has an insertion angle in the axial direction of the tunnel and a joint angle in the radial direction. Therefore, compared with the A segment and the B segment, the axial direction and radius of the tunnel In any direction, there is a problem in that the shearing force due to the axial force acts by these angles, and the sliding becomes easy.
それにもかかわらず、従来は、セグメント継手はAセグメント、Bセグメント、Kセグメントのリング間継手も、ピース間継手も、同じ規格、仕様のものが用いられていた。 Nevertheless, in the past, segment joints of the same standard and specification were used for the A-segment, B-segment, and K-segment inter-ring joints and the inter-piece joints.
そこで、特許文献1は、オス継手にメス継手の嵌合溝への嵌合により継手面どうしを引き寄せる勾配部を設けるとともに、メス継手の嵌合溝内に、オス継手の勾配部に当接する勾配部材を設け、勾配部材をメス継手と当接して第1摺動面を形成する第1勾配部材と、第1勾配部材と当接して第2摺動面を形成する第2勾配部材の2段に設け、第1勾配部材を所定以上の力を受けることで固定機能を失う第1仮留め部材によって、メス継手の嵌合溝内の所定位置に仮固定し、第2勾配部材を第1勾配部材に、第2仮留め部材によって仮固定するように構成された部材間継手を開示している。
Therefore,
しかしながら、特許文献1に開示された部材間継手においては、Kセグメントの半径方向の両側面とトンネルの軸方向との間の角度が大きくなると、KセグメントとBセグメントとの結合が十分でない場合があるという問題があった。
However, in the joint between members disclosed in
したがって、本発明は、シールド工法によって、トンネルを掘削する場合に、Kセグメントに、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメントが滑動することを確実に防止することができるKセグメントのための継手構造を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention provides a K segment that can reliably prevent the K segment from sliding even when a shearing force is applied to the K segment when a tunnel is excavated by the shield method. An object of the present invention is to provide a joint structure.
本発明のかかる目的は、KセグメントとBセグメントとのピース間継手部にロック継手を設けることを特徴とするKセグメントのための継手構造によって達成される。 Such an object of the present invention is achieved by a joint structure for a K segment characterized in that a lock joint is provided at a joint part between the pieces of the K segment and the B segment.
本発明によれば、KセグメントとBセグメントとがロック継手によって結合されるから、KセグメントとBセグメントとを強固に連結することができ、Kセグメントに、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメントが滑動することを確実に防止することが可能になる。 According to the present invention, since the K segment and the B segment are coupled by the lock joint, the K segment and the B segment can be firmly connected, and even if a shearing force due to an axial force acts on the K segment. , It is possible to reliably prevent the K segment from sliding.
本発明の好ましい実施態様においては、前記ロック継手が、前記Kセグメントまたは前記Bセグメントに形成された溝と、溝内に収納されたばね部材と、前記ばね部材によって、前記Bセグメントまたは前記Kセグメントに向けて付勢された楔形部材と、前記Bセグメントまたは前記Kセグメントに形成された溝とによって構成されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the lock joint is formed in the B segment or the K segment by a groove formed in the K segment or the B segment, a spring member housed in the groove, and the spring member. It is comprised by the wedge-shaped member urged | biased and the groove | channel formed in the said B segment or the said K segment.
本発明の好ましい実施態様によれば、KセグメントまたはBセグメントに形成された溝内のばね部材によって付勢された楔形部材が、BセグメントまたはKセグメントに形成された溝内に係合することによって、KセグメントがBセグメントに連結されるから、KセグメントとBセグメントとを強固に連結することができ、Kセグメントに、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメントが滑動することを確実に防止することが可能になる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the wedge-shaped member biased by the spring member in the groove formed in the K segment or the B segment is engaged in the groove formed in the B segment or the K segment. Since the K segment is connected to the B segment, the K segment and the B segment can be firmly connected, and even if a shearing force due to an axial force acts on the K segment, it is ensured that the K segment slides. It becomes possible to prevent.
本発明の前記目的はまた、KセグメントまたはBセグメントの前記Bセグメントまたは前記Kセグメントに対向する側面に段差が形成され、前記Bセグメントまたは前記Kセグメントの前記Kセグメントまたは前記Bセグメントに対向する側面に、前記Kセグメントまたは前記Bセグメントの側面に形成された前記段差と相補的な形状の段差を設け、前記Kセグメントまたは前記Bセグメントの側面に形成された前記段差の部分に、前記Bセグメントまたは前記Kセグメントを連結可能なリング間継手を設けたことを特徴とするKセグメントのための継手構造によって達成される。 The object of the present invention is also such that a step is formed on a side surface of the K segment or B segment facing the B segment or the K segment, and the side surface of the B segment or the K segment facing the K segment or the B segment. A step having a shape complementary to the step formed on the side surface of the K segment or the B segment, and the B segment or the step formed on the side surface of the K segment or the B segment This is achieved by a joint structure for K segments, characterized in that an inter-ring joint capable of connecting the K segments is provided.
本発明によれば、KセグメントのBセグメントに対向する側面に段差が形成され、BセグメントのKセグメントに対向する側面に、Kセグメントに設けられた段差と相補的な形状の段差を設け、Kセグメントに設けられた段差の部分に、Bセグメントを連結可能なリング間継手が設けられ、あるいは、BセグメントのKセグメントに対向する側面に段差が形成され、KBセグメントのBセグメントに対向する側面に、Bセグメントに設けられた段差と相補的な形状の段差を設け、Bセグメントに設けられた段差の部分に、KBセグメントを連結可能なリング間継手が設けられるから、Kセグメントに、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメントが滑動することを確実に防止することが可能になる。 According to the present invention, a step is formed on the side surface of the K segment that faces the B segment, and a step that is complementary to the step provided on the K segment is provided on the side surface of the B segment that faces the K segment. An inter-ring joint capable of connecting the B segment is provided at the step portion provided in the segment, or a step is formed on the side surface of the B segment facing the K segment, and on the side surface of the KB segment facing the B segment. A step having a shape complementary to the step provided in the B segment is provided, and an inter-ring joint capable of connecting the KB segment is provided in the step provided in the B segment. Even when a shearing force is applied, the K segment can be reliably prevented from sliding.
本発明によれば、Kセグメントに、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメントが滑動することを確実に防止することができるKセグメントのための継手構造を提供することが可能になる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if the shear force by axial force acts on K segment, it becomes possible to provide the joint structure for K segment which can prevent reliably sliding of K segment. .
図1は、本発明の好ましい実施態様にかかるKセグメントのための継手構造の略横断面図で、KセグメントとBセグメントとを連結する前の状態を示している。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a joint structure for a K segment according to a preferred embodiment of the present invention, showing a state before the K segment and the B segment are connected.
図1に示されるように、Kセグメント1とBセグメント10、10は、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の側面1aのトンネルの軸方向に対する角度が、Kセグメント1が連結されるべきBセグメント10、10の側面10aのトンネルの軸方向に対する角度に等しくなるように形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示されるように、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の側面1aには、それぞれ、2つのピース間ワンパス継手部2、2が設けられ、2つのピース間ワンパス継手部2、2の間には、溝3が形成されている。図1において、参照番号5はKセグメント1のリング間継手である。
As shown in FIG. 1, two side-pass one-pass
図1に示されるように、Kセグメント1が連結されるべきBセグメント10、10のKセグメント1に対向する側面10a、10aにはいずれも、Kセグメント1の2つのピース間ワンパス継手部2、2と連結されるべき2つのピース間ワンパス継手部11、11が設けられ、2つのピース間ワンパス継手部11、11の間には、Kセグメント1の溝3に連結するロック部材12が設けられている。図1において、参照番号14はBセグメント10のリング間継手である。
As shown in FIG. 1, each of the
図2は、図1のA−A線に沿って、Bセグメント10のKセグメント1に当接すべき面を見た略正面図である。
FIG. 2 is a schematic front view of the surface of the
図2に示されるように、Bセグメント10のKセグメント1に対向する面10aには、ピース間ワンパス継手部11、11が設けられ、ピース間ワンパス継手部11、11の間には、Kセグメント1の溝3に連結するロック部材12が設けられている。
As shown in FIG. 2, the inter-piece one-pass
図3は、図1のB−B線に沿って、Kセグメント1のBセグメント10に当接すべき面を見た略正面図である。
FIG. 3 is a schematic front view of a surface to be brought into contact with the
図3に示されるように、Kセグメント1のBセグメント10に当接すべき面1aには、2つのピース間ワンパス継手部2、2が設けられ、2つのピース間ワンパス継手部2、2の間には、溝3が形成されている。
As shown in FIG. 3, two pieces of one-pass
図4は、Kセグメント1の溝3と、Kセグメント1の溝3に連結されるBセグメント10のロック部材12の略拡大平面図である。
FIG. 4 is a schematic enlarged plan view of the
図4に示されるように、Bセグメント10のロック部材12は溝15を備え、ロック材部12の溝15内には、ばね部材17と、ばね部材17によって、Kセグメント1に向けて付勢される楔形部材18とが配置されている。
As shown in FIG. 4, the
図4に示されるように、楔形部材18のKセグメント1の側面1aに対向する面18aは、Kセグメント1の側面1aの傾斜と同じ傾斜を有している。
As shown in FIG. 4, the
図5は、Kセグメント1がBセグメント10、10に連結される直前の状態を示す略横断面図であり、図6は、図5に示されたBセグメント10、10の溝15とKセグメント1の溝3の略拡大横断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state immediately before the
図5に示されるように、Kセグメント1をBセグメント10、10に連結するにあたっては、トンネルの軸方向に沿って、Kセグメント1がBセグメント10、10の間に挿入される。
As shown in FIG. 5, in connecting the
上述のように、Kセグメント1とBセグメント10、10は、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の側面1aのトンネルの軸方向に対する角度が、Kセグメント1が連結されるべきBセグメント10、10の側面10a、10aのトンネルの軸方向に対する角度に等しくなるように形成されており、Bセグメント10、10のロック部材12に形成された溝15内に収容されたばね部材17によって、Kセグメント1の側面1aに向けて付勢された楔形部材18のKセグメント1の側面に対向する面18aは、Kセグメント1の側面1aの傾斜と同じ傾斜を有しているから、図6に示されるように、Kセグメント1の側面1aと、Bセグメント10、10の側面10a、10aとの距離が小さくなると、Bセグメント10、10のロック部材12に形成された溝15内に収容されたばね部材17によって、Kセグメント1の側面1aに向けて付勢された楔形部材18の表面18aが、Kセグメント1の側面1aに沿うようになる。
As described above, the
図7は、Kセグメント1がBセグメント10、10に連結された状態を示す略横断面図であり、図8は、図7に示されたBセグメント10、10の溝15とKセグメント1の溝3の略拡大横断面図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the
図7に示されるように、Kセグメント1がBセグメント10、10に連結されると、Kセグメント1のピース間ワンパス継手部2、2と、Bセグメント10、10の各々のピース間ワンパス継手部11、11とが結合するとともに、Bセグメント10、10の溝15内に設けられたばね部材17によって、Kセグメント1に向けて付勢された楔形部材18がKセグメント1の溝3内に嵌合して、Kセグメント1がBセグメント10、10に強固に連結される。
As shown in FIG. 7, when the
本実施態様によれば、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の側面1a、1aに溝3、3が形成され、Bセグメント10、10のセグメントリングの周方向の側面10a、10aには、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の側面1aに形成された溝3に対応する位置に、溝15、15と、溝15、15内に配置されたばね部材17、17と、ばね部材17、17によって、Kセグメント1の側面1aに向けて付勢された楔形部材18、18を備えたロック部材12、12が設けられ、Bセグメント10、10に設けられたロック部材12、12の楔形部材18、18がKセグメント1の溝3、3に係合し、ロック部材12、12の溝15、15内に設けられたばね部材17、17によって、楔形部材18、18がKセグメント1の溝3、3に向けて付勢されているから、Kセグメント1をBセグメント10、10に強固に連結することが可能になるから、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメント1が滑動することを確実に防止することが可能になる。
According to this embodiment, the
図9および図10は、従来のKセグメント1とBセグメント10、10との連結状態を示す略横断面図である。
9 and 10 are schematic cross-sectional views showing the connection state of the
図9においては、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面とトンネル軸方向との間の角度が大きい場合が示されている。このように、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面とトンネル軸方向との間の角度が大きい場合には、軸力によるせん断力がKセグメント1に作用して、Kセグメント1が滑動しやすくなる。
FIG. 9 shows a case where the angle between the side surface in the radial direction of the segment ring of the
図10は、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面とトンネル軸方向との間の角度を小さくすることによって、Kセグメント1に作用する軸力によるせん断力の低減を図った場合を示しているが、この方法はあくまでも、Kセグメント1に作用する軸力によるせん断力を低減しようとするものであり、Kセグメント1が滑動するという問題点を根本的に解決しようとするものではない。
FIG. 10 shows a case where the shear force due to the axial force acting on the
図11は、本発明の別の好ましい実施態様にかかるKセグメントのための継手構造の略横断面図で、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面とトンネル軸方向との間の角度を小さくすることなく、Kセグメント1の滑動を根本的に防止しようとするものである。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a joint structure for a K segment according to another preferred embodiment of the present invention, in which the angle between the radial side surface of the segment ring of the
図11に示されるように、本実施態様においては、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面に段差20、20が形成され、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面に対向するBセグメント10、10の側面に、Kセグメント1の半径方向の側面の段差20、20と相補的な形状の段差25、25が設けられている。
As shown in FIG. 11, in this embodiment, a step B is formed on the radial side surface of the segment ring of the
図11に示されるように、本実施態様においては、Kセグメント1の段差20、20が形成された部分に、それぞれ、リング間継手22、22が設けられ、リング間継手22、22によって、Kセグメント1がBセグメント10,10に連結される。
As shown in FIG. 11, in this embodiment,
本実施態様によれば、Kセグメント1に段差20、20が設けられるとともに、Bセグメント10、10に段差2、20と相補的な形状の段差25、25が設けられ、Kセグメント1に設けられた段差20、20に、リング間継手5、14と同仕様のセグメント間継手22、22が設けられ、リング間継手5、14と同仕様のセグメント間継手22、22によって、Kセグメント1がBセグメント10,10に連結されるから、KセグメントをBセグメント10,10に強固に連結することができ、したがって、軸力によるせん断力が作用しても、Kセグメント1が滑動することを確実に防止することが可能になる。
According to this embodiment, the
本発明は、以上の実施態様に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
たとえば、図1ないし図8に示された実施態様においては、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の両側面1a、1aに溝3、3が形成され、Bセグメント10、10のKセグメント1に対向する側面10a、10aにそれぞれ、溝15、15と、溝5、15内に配置されたばね部材17、17と、ばね部材17、17によってKセグメント1の側面1a、1aに向けて付勢された楔形部材18、18を備えたロック部材12、12が設けられ、ロック部材12、12の楔形部材18、18が、Kセグメント1の両側面1a、1aに形成された溝3,3に係合することによって、Kセグメント1とBセグメント10、10とを連結しているが、Kセグメント1のセグメントリングの周方向の両側面1a、1aに、溝と、当該溝内に配置されたばね部材と、当該ばね部材によって、Bセグメント10、10のKセグメント1に対向する側面10a、10aに向けて付勢された楔形部材を備えたロック部材を形成し、Bセグメント10、10のKセグメント1に対向する側面10a、10aにそれぞれ、溝を形成して、Kセグメント1に設けられたロック部材の楔形部材が、Bセグメント10、10のKセグメント1に対向する側面10a、10aに形成された溝に係合することによって、Kセグメント1とBセグメント10、10とを連結するようにしてもよい。
For example, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 8,
また、図11に示された実施態様においては、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面に段差20、20が形成され、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面に対向するBセグメント10、10の側面に、Kセグメント1の半径方向の側面の段差20、20と相補的な形状の段差25、25が設けられ、Kセグメント1のセグメントリングの半径方向の側面に段差20、20の部分にリング間継手が設けられているが、Bセグメント10、10の側面に形成された段差25、25の部分にリング間継手を設けてもよい。
Further, in the embodiment shown in FIG. 11, steps 20, 20 are formed on the radial side surface of the segment ring of the
1 Kセグメント
2 Kセグメントのピース間ワンパス継手部
3 Kセグメントの溝
5 Kセグメントのリング間継手
10 Bセグメント
11 Bセグメントのピース間ワンパス継手部
12 ロック材部
14 Bセグメントのリング間継手
15 Bセグメントのロック材部の溝
17 Bセグメントのロック材部のばね部材
18 Bセグメントのロック材部の楔形部材
20 Kセグメントに設けられた段差
22 Kセグメントに設けられたセグメント間継手
25 Bセグメントに設けられた段差
1 K segment 2 K segment piece one-pass joint 3 K segment groove 5 K segment ring joint 10 B segment 11 B segment piece one pass joint 12 Lock member 14 B segment ring joint 15 B segment
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