JP2554197B2 - トンネル用セグメントおよびトンネル用セグメントの保護部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、隣接セグメントと嵌合するための嵌合部を
周縁部に有し、セグメントどうしを互いに嵌合させてセ
グメントどうしの接合面での剪断力の確実な伝達を可能
にすることで、曲げモーメントに対抗し、全体としての
横穴周壁の曲げ剛性の増大を図れるようにしたトンネル
用セグメント、及び、そのセグメントに使用するに好適
な保護部材に関する。

〔従来の技術〕 この種のトンネル用セグメントにおいて、その嵌合部
としては、例えば、一方にほぞを他方に溝を形成したも
のや、或は、双方を相決りとしたもの等が知られてい
る。従来、セグメント本体をプレキャストコンクリート
等のコンクリート材から構成する場合は、セグメントの
形成時に上述の嵌合部も同じくコンクリート材から一体
に形成し、そのコンクリート材からなる嵌合部どうしを
嵌合させて、隣合うセグメントを連結していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来のトンネル用セグメントにおい
ては、コンクリート材の嵌合部どうしを直接嵌合させる
ものであり、取扱時や嵌合作業時に他物に衝突したり、
或は施工後に大きな曲げモーメントを受けたりすること
で、その嵌合部の突起部分、たとえば溝状の凹部の両側
に連らなる部分などが欠落する虞があった。

本発明の目的は、上記実情に鑑み、互いに嵌合するこ
とで繋がるトンネル用のセグメントを、その嵌合部が損
傷されることの少ないものにするとともに、そのための
保護部材を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によるトンネル用セグメントの特徴構成は、周
縁部に有する隣接セグメントとの嵌合部の少なくとも一
部に、その嵌合部の外形に沿う形状の保護部材を一体的
に付設したことにある。

なお、上記保護部材に、隣接セグメントと連結するた
めの連結部、例えば、連結用ボルトが螺合する雌ネジ部
や連結用ボルトの頭部を受け止める座等を備えさせるこ
とも好ましい。

また、本発明による第１のトンネル用セグメントの保
護部材の特徴構成は、トンネル用セグメントの周縁に形
成した隣接セグメントとの嵌合部の外形に沿う形状を有
し、前記セグメントの本体中に埋設されるアンカー部を
付設してあることにある。

さらに、本発明による第２のトンネル用セグメントの
保護部材の特徴構成は、トンネル用セグメントの周縁に
形成した隣接セグメントとの嵌合部の外形に沿う形状を
有し、前記セグメントの本体中に埋設されるアンカー部
を付設するとともに、隣接セグメントと連結固定するた
めの連結部を設けてあることにある。

〔作 用〕

本発明のトンネル用セグメントによれば、一部分がセ
グメントの本体から突出する状態に設けられていて本体
よりも肉厚が薄いが故に損傷を受けやすい嵌合部に対し
て、保護部材を付設することによって、その損傷を防止
することができる。また、その保護部材がその嵌合部の
外形に沿う形状であるから、嵌合部とそれを覆う状態の
保護部材とを合わせて隣接セグメントとの嵌合に与らせ
ることができ、大きな力が掛かる嵌合部をその形状どお
りに保護して損傷を防止できることに加えて、嵌合構造
をより強固なものとすることができる。

特に請求項２に記載のように、上述した保護部材に、
隣接セグメントと連結固定するための連結部を備えさせ
た場合には、その保護部材に、保護のための機能だけで
はなく連結のための機能、即ち、剪断力の伝達によるズ
レの防止と目開き（セグメントどうしの接合面間に隙間
が生じること）を防止する機能をも併せて備えさせるこ
とができて、部材の多機能化が可能である。加えて、保
護部材に連結部を設けた場合には、連結部には隣接セグ
メントから特に大きな力が集中して掛かるものである
が、その連結部を単独で設けるのではなく、前述したよ
うに嵌合部に対する所望の保護機能を発揮させるが故に
かなりの強度を有している保護部材に兼ね備えさせる状
態に設けることによって、連結部として大きな耐力が期
待できる。

また、本発明の第１のトンネル用セグメントの保護部
材によれば、その形状が嵌合部の外形に沿うものである
から、保護部材の覆う部分が外部に露出して他物に当た
りうる状態となるのを防止するとともに、そのアンカー
部がセグメントの本体中に埋設されることによって、セ
グメントの本体に強固に固着されて、保護部材の覆う部
分を保持するのである。

さらに、本発明の第２のトンネル用セグメントの保護
部材によれば、上述した第１のトンネル用セグメントの
保護部材の場合と同様に、セグメントの本体に強固に固
着された状態でその覆う部分を外部から隠蔽して保持す
ることに加えて、隣接セグメントと連結固定するための
連結部が備えられていることによって、セグメントにお
いて嵌合部を保護することと、隣接セグメントとの連結
によりセグメント間の目開きを防止して力の伝達を確実
にすることとの２つの機能を備えさせることができるの
に加えて、さらに、付設する部材の個数を少なくでき、
製作工程を単純化できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明のトンネル用セグメントによれ
ば、嵌合部の欠落や割れ等の損傷が防止できるから、隣
接するセグメントどうしの嵌合を完全に行わせることが
可能となり、その嵌合構造における剪断力の確実な伝達
という機能を充分に発揮して、曲げ剛性の高い頑丈な横
穴周壁を実現できるようになった。

特に、請求項２に記載のように保護部材に連結部をも
併せて備えさせた場合には、少ない部品で２つの機能を
確実に実現することが可能になるとともに、連結機構に
よって嵌合構造における剪断力の伝達をより一層確実化
でき、さらに、連結構造自身も強固にできる効果があ
る。

また、本発明の第１のトンネル用セグメントの保護部
材によれば、セグメント本体に強固に固着されてセグメ
ントの嵌合部を保護し、他物との衝突や大きな外力によ
るセグメント本体からの剥落や欠落といった事態から守
ることができる。さらに、本発明の第２のトンネル用セ
グメントの保護部材によれば、上記の第１のトンネル用
セグメントの保護部材と同様に、セグメントの嵌合部の
剥落や欠落を防止できることに加えて、隣接セグメント
と連結するための機能をも備えているから、セグメント
を作成するに際して、別に連結部を形成したり或は連結
部を形成する部材を付設する必要がない。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
なお、本発明のトンネル用セグメントは、本発明による
トンネル用セグメントの保護部材を一体的に組み込んだ
構成となっているから、セグメントの説明時に併せて保
護部材を説明するにとどめる。

第９図に示すように、トンネル（Ｈ）は、本発明によ
るトンネル用セグメント（以下、単にセグメントと表記
する）（１）の複数個を互いに連結固定して横穴周壁
（Ｘ）を構築することによって造成される。このトンネ
ル（Ｈ）の造成にあたっては、先端にカッター（2A）を
備えた掘削機（２）をその長手方向に沿って移動させつ
つ、カッター（2A）を回転させて地中を掘削し、その掘
削部分に順次前記セグメント（１）を設置していく。

前記セグメント（１）は、プレキャストコンクリート
製で、第１図に示すように、湾曲した形状を有してお
り、４つある周縁のうち、２方の周縁には、隣接セグメ
ント（１）と嵌合するための嵌合部（Ｃ）である凸状の
ほぞ（1A）を形成し、残りの２方の周縁には隣接セグメ
ント（１）に形成された上記ほぞ（1A）に嵌り合う同じ
く嵌合部（Ｃ）である凹状の溝（1B）を形成してある。
そして、前述した横穴周壁（Ｘ）において、隣合うセグ
メント（１）どうしの、上記ほぞ（1A）と溝（1B）とが
互いに嵌合して連結されることによって、セグメント間
の継手面に作用する剪断力を確実に伝達して、複数のセ
グメント（１）を組み合わせたトンネル全体の曲げ剛性
の向上を図れるように構成してある。

また、前記ほぞ（1A）および溝（1B）それぞれの一部
分に、それら嵌合部（Ｃ）を保護するための板状の保護
部材（３）（（3A），（3B），（3C），（3D））を一体
的に付設してある。この保護部材（３）は鋼板を嵌合部
（Ｃ）の外形に沿う形状に折曲げ加工したものであっ
て、使用部位および使用目的にあわせて４種類のバリエ
ーション（3A），（3B），（3C），（3D）がある。

第１の保護部材（3A）と第２の保護部材（3B）とは、
第１図に示すように、嵌合部（Ｃ）のうちのほぞ（1A）
に付設されるものである。第１の保護部材（3A）は、第
２図にも示すように、隣接するセグメント（１）どうし
を連結固定するためにセグメント（１）を貫通する状態
に設けられた通しボルト（４）の頭を受け止める座（3
a）を掘り込み形成したものである。また第２の保護部
材（3B）は、第３図にも示すように、前記通しボルト
（４）の雄ネジ部が螺合する雌ネジ部（3b）を形成した
ものである。

一方、第３の保護部材（3C）と第４の保護部材（3D）
とは、第１図に示すように、嵌合部（Ｃ）のうちの溝
（1B）に付設されるものである。第２の保護部材（3C）
は、第４図にも示すように、前記通しボルト（４）を貫
通させるためのバカ孔（3c）を形成したものである。ま
た、第４の保護部材（3D）は、第５図にも示すように、
鋼板を折り曲げ形成しただけのものである。

そして、第１図に示すように、隣接するセグメント
（１）が横穴周壁（Ｘ）の軸芯方向に沿って千鳥に配置
されている関係上、前記通しボルト（４）を各セグメン
ト（１）の両端部分に１本づつ設けてあり、それに対応
して前記第１の保護部材（3A）と第３の保護部材（3C）
は各通しボルト（４）ごとに設けるとともに、前記第２
の保護部材（3B）は異なるセグメント（１）を挿通する
２本の通しボルト（４）を螺着すべく、前記雌ネジ部
（3b）を２か所に設けてある。

上述した４種類の保護部材（３）には、何れもその裏
面に、アンカー部としての鉄筋（５）を溶接してある。
そして、この鉄筋（５）がセグメント（１）のコンクリ
ート中に埋設されることで、保護部材（３）がセグメン
ト（１）に強固に固着されるのであり、各保護部材
（３）の形状が前記嵌合部（Ｃ）の外形に沿っているこ
とで、嵌合部（Ｃ）が他物と衝突したり大きな外力を受
けたりして欠落や割れが生じることを防止している。

また、第１の保護部材（3A）および第２の保護部材
（3B）には、先に述べたように、隣接するセグメント
（１）どうしを連結固定するための連結部であるボルト
頭受止用の座（3a）或はボルト螺合用の雌ネジ部（3b）
を付設してあるから、単に嵌合部（Ｃ）に対する保護機
能だけではなく、隣接セグメント（１）との連結機能を
も併せ持つものであり、１つの付属部品に２つの機能を
持たせることで、連結のための別部材の付設を不要にし
ている。加えて、連結部には隣接セグメント（１）から
大きな外力が掛かるものであるが、上述した、保護部材
（３）が、嵌合部（Ｃ）を保護する目的を持ったもので
あって比較的大きい強度を有していることと、前述した
アンカー部（５）によってセグメント（１）の本体に強
固に固着されていることとによって、連結部の耐力が高
く、セグメント（１）どうしの連結構造も強固なものと
なっている。

上述した構成を持ったセグメント（１）どうしの連結
部分を第６図に示す。図示のように、前記保護部材
（３）の側縁は、造成された横穴周壁（Ｘ）には臨んで
おらず、腐食防止を図れるように構成してある また、第６図中（1a）はシール用の溝であって、隣合
うセグメント（１）が互いに連結固定された状態で、第
１図及び第６図に示すセグメント（１）の内方面に形成
した注入孔（1d）から液状シールゴムをはじめとするセ
メント系や樹脂系等の各種の防水・止水剤を圧入するこ
とによって、その流入孔（1d）に連通する流路（1e）を
介して、隣接するセグメント（１）のシール用溝（1e）
内にその防水・止水剤が充填され、シール作用を発揮す
るように構成してある。

なお、第１図中の（1b）は、グラウト注入用孔であっ
て、横穴周壁（Ｘ）の造成が完了した時点で、グラウト
材をそのグラウト注入用孔（1b）内に注入することで、
横穴周壁（Ｘ）の外周面と土壌との間にグラウト材が充
填され、土壌の崩壊を防止するように構成してある。

複数のセグメント（１）を互いに連結固定することを
繰り返して造成された横穴周壁（Ｘ）を、平面的に展開
して示すと、第７図のようになる。図中実線で囲んだ部
分がそれぞれセグメント（１）を示し、図中の破線が前
記通しボルト（４）を示す。

第７図に示すように、横穴周壁（Ｘ）の周方向で隣合
う一組のセグメント（1n），（1k）を、互いの接合面が
傾斜する特殊形状に形成してある（以下、第７図中左方
のセグメント（1n）を受止セグメント、第７図中右方の
セグメント（1k）をキーセグメントと称する）。第８図
にキーセグメント（1k）の概略を示す。キーセグメント
（1k）の構成は、通常のセグメント（１）とほぼ同様で
あるが、ただ、横穴周壁（Ｘ）の周方向に隣合う受止セ
グメント（1n）と連結するための連結ボルト用のボルト
孔（1f）を形成するとともに、前記第１の保護部材（3
A）に、その連結ボルトの頭部を受け止める座（1g）を
形成していることが異なる。なお、図示はしないが、隣
の受止セグメント（1n）には、上記連結ボルトが螺合す
る雌ネジ部付金物が固着されている。

このキーセグメント（1k）は、複数のセグメント
（１）を周方向で連結するに際して最後に施工され、受
止めセグメント（1n）との間で、互いの傾斜する接合面
が摺り合う形態で設置されることにより、楔の効果を発
揮し、周方向に連続する複数のセグメント（１）が強固
な構造として外力に耐えうるようにするためのものであ
る。

〔別実施例〕

次に、本発明の別の実施例を列記する。

＜１＞ 保護部材（３）の形状、材質、設置形態は適宜
変更可能である。形状に関しては、セグメント（１）の
嵌合部（Ｃ）の外形の形状に沿っていればよく、例え
ば、第10図に示すように、相決りの形状に形成したセグ
メント（１）の嵌合部（Ｃ）に対しては、図示のような
形状の保護部材（３）とすればよい。また、第11図に示
すように、保護部材（３）を、セグメント（１）の厚み
方向の表から裏までにわたるものとしてもよい。さら
に、図示はしないが、先の実施例のようにセグメント
（１）の嵌合部（Ｃ）の一部分にピース物として保護部
材（３）を付設することに替えて、嵌合部（Ｃ）の長手
方向の端から端にわたる通し物の保護部材（３）として
もよい。特に、この構成においては、周方向で隣合うセ
グメント（１）どうしの接合面を、自由にずらせた千鳥
配置とすることができる。なお、セグメント（１）に対
する保護部材（３）の付設位置に配慮すれば、ピース物
の保護部材（３）を用いる場合であっても、周方向で隣
合うセグメント（１）どうしの接合面を適宜ずらせた千
鳥配置とすることも可能である。一方、材質について
は、嵌合部（Ｃ）を保護するに足る強度と剛性があれば
よく、鋼の他に、各種の金属や硬質プラスチック、或は
セラミック材を用いることが可能である。また、第12図
に示すように、隣合うセグメント（１）のうち、一方に
のみ保護部材（３）を付設してもよい。

＜２＞ アンカー部（Ａ）としては、先の実施例で説明
した鉄筋（５）を溶接したものに替えて、例えば、第13
図に示すように、ネジ部材（６）と保護部材（３）の裏
面に形成した凹凸面（3x）との組合せになるものであっ
てもよい。なお、第13図には、先の実施例における第３
の保護部材（3C）の変形例として描いてあるが、上述し
たアンカー部（Ａ）の構成はそれに限定されるものでは
なく、他の保護部材（3A），（3B），（3D）にも適用可
能である。

＜３＞ 先の実施例では、保護部材（３）に隣接セグメ
ント（１）と連結固定するための連結部を併せて設けた
ものを説明したが、それに替えて、単に嵌合部（Ｃ）に
対する保護機能だけを持たせた構成としてもよい。

＜４＞ 保護部材（３）を付設したセグメント（１）と
して実施する場合、保護部材（３）は、接着剤を介して
嵌合部（Ｃ）に接着することで、セグメント（１）に一
体的に付設してもよい。

＜５＞ 第14図には、別の実施形態の横穴周壁（Ｘ）を
平面的に展開したものを示す。第７図に示したものと同
様に、実線で囲んだ部分がそれぞれセグメント（１）を
示し、破線が通しボルト（４）を示す。

先の実施例の構造との違いは、先の実施例では１組の
セグメント（1k）を用いていたところを、中間部分に第
15図に示す小片のピースキーセグメント（1k′）介装し
たものであり、横穴周壁（Ｘ）の造成に際して、両側か
ら連結固定してきたセグメント（１）間に形成される隙
間に、側方から上記ピースキーセグメント（1k′）を挿
入するものである。このピースキーセグメント（1k′）
にも、先の実施例の場合と同様に、楔の効果がある。ま
た、隣合うセグメント（１）どうしの通りボルト（４）
の間隔が前記ピースキーセグメント（1k′）の存在もあ
って比較的大きいので、図示はしないが、この実施例で
は、前記第３の保護部材（3C）および第４の保護部材
（3D）は、それぞれ、１本の通しボルト（４）に対応す
るものとしてある。

＜６＞ 先の実施例では、キーセグメント（1k）と周方
向で隣合う受止セグメント（1n）とを連結固定するため
の連結ボルトを設ける構成としたが、それと同様の連結
ボルトによる連結構造を、通常のセグメント（１）どう
しの周方向での連結のために設けてもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に番号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図は本発明に係るトンネル用セグメン
トおよびトンネル用セグメントの保護部材の実施例を示
し、第１図は横穴周壁の一部切欠斜視図、第２図ないし
第５図は保護部材の斜視図、第６図はセグメントの連結
部分の断面図、第７図は横穴周壁の平面展開図、第８図
はキーセグメントの斜視図、第９図はトンネルの断面図
である。第10図ないし第15図は別の実施例を示し、第10
図ないし第12図はセグメントの連結部分の断面図、第13
図は保護部材の斜視図、第14図は横穴周壁の平面展開
図、第15図はピースキーセグメントの斜視図である。 （１）……セグメント、（３）……保護部材、（Ａ）…
…アンカー部、（Ｃ）……嵌合部。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】隣接セグメント（１）と嵌合するための嵌
   合部（Ｃ）を周縁部に有するトンネル用セグメントであ
   って、前記嵌合部（Ｃ）の少なくとも一部に、その嵌合
   部（Ｃ）の外形に沿う形状の保護部材（３）を一体的に
   付設してあるトンネル用セグメント。
2. 【請求項２】前記保護部材（３）が、隣接セグメント
   （１）と連結固定するための連結部を備えたものである
   請求項１記載のトンネル用セグメント。
3. 【請求項３】トンネル用セグメント（１）の周縁に形成
   した隣接セグメント（１）の嵌合部（Ｃ）の外形に沿う
   形状を有し、前記セグメント（１）の本体中に埋設され
   るアンカー部（Ａ）を付設してあるトンネル用セグメン
   トの保護部材。
4. 【請求項４】トンネル用セグメント（１）の周縁に形成
   した隣接セグメント（１）との嵌合部（Ｃ）の外形に沿
   う形状を有し、前記セグメント（１）の本体中に埋設さ
   れるアンカー部（Ａ）を付設するとともに、隣接セグメ
   ント（１）と連結固定するための連結部を設けてあるト
   ンネル用セグメントの保護部材。