JP2662943B2 - シールドトンネルにおけるセグメントの止水兼耐震継手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地震や地盤沈下による
シールドトンネルの変位が予測される箇所に有効なシー
ルドトンネルにおけるセグメントの止水兼耐震継手に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールドトンネルは図１３に示
すように、立坑１０１とシールドトンネル１００の取り
付け部１０６、硬質地盤１０２と軟弱地盤１０３が折り
重なっていて地盤が急変する箇所１０７、別の地下構造
物１０４によって二次応力を受ける箇所１０８、硬質地
盤１０２の急斜面に軟弱地盤１０３があり、その上に宅
地１０５が造成されているような、地盤が急変する箇所
１０９等にわたって築造されるケースが多い。これらの
地盤では、同じ震度の地震に対しても揺れが大きく異な
って来る。

【０００３】ところで、地震の大きさや地盤条件の違い
によるシールドトンネルの作用力を吸収緩和するため、
従来図１４に示すような可撓性セグメント１１０を用い
ている。

【０００４】この図１４に示す可撓性セグメント１１０
は、スキンプレート１１１と、枠セグメント１１２と、
一次止水ゴム１１３と、その内側に取り付けられた二次
止水ゴム１１４と、耐力バー１１５および耐力スリーブ
１１６のユニットと、カバークロス１１７と、内面スキ
ンプレート１１８と、これに支持材１１９を介して支持
された内面カバーゴム１２０とを組み立てて構成されて
いる。

【０００５】次に、図１５は近時開発された弾性ワッシ
ャを示す縦断面図である。

【０００６】この図１５に示す弾性ワッシャ１３０は、
上部補強鋼板１３１と、繊維補強ゴム層１３２と、下部
補強鋼板１３３とを積層し、一体化して形成されてい
る。そして、例えば内径ｄ＝４０ｍｍ，外径Ｄ＝１００
ｍｍのものでは、全体の厚さｈ＝３２．６ｍｍに形成さ
れている。しかして、この弾性ワッシャ１３０は例えば
トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリングの継手部分
に用いられている。

【０００７】かかる弾性ワッシャ１３０は、地震等のボ
ルトの軸方向変位に対して、繊維補強ゴム層１３２が縮
むことにより、ボルトに作用する引張力を低減させる効
果を持っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
において使用している可撓性セグメント１１０は、構造
が複雑で施工に多くの工数を要するため、施工費および
工期等の経済性の点から通常は１基の可撓性セグメント
１１０により、地震や地盤沈下等によるシールドトンネ
ル１００の全ての変位を吸収させるようにしている。こ
のため、シールドトンネル１００の作用力に対して一
次，二次止水ゴム１１３，１１４および内面カバーゴム
１２０の耐久力に問題があり、地震の大きさや地盤条件
の違いによるシールドトンネル１００の複雑な挙動に対
する追随性に問題があった。

【０００９】一方、図１５に示す弾性ワッシャ１３０に
は、次のような問題がある。

【００１０】（ａ）主材がゴムであるため、経年変化に
より強度が劣化し、これによりボルトの初期導入軸力が
低下してしまう。 （ｂ）前述のごとく主材がゴムのため、ボルト締め付け
時および軸方向力作用時のたわみが大きく、したがって
弾性ワッシャ自体の厚さを厚くする必要があり、弾性ワ
ッシャ１３０およびボルトのコストアップを招く。 （ｃ）通常のワッシャと同様、トルクレンチによる管理
が必要であり、トルク管理の省力化ができない。 （ｄ）ばね効果があまり期待できないため、増し締めの
低減効果が小さい。

【００１１】本発明は、上記の事情に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、十分な耐震性および止水
性を兼備し、かつシールドトンネルを良質で安定した形
態に維持でき、さらにはシールドトンネルの規模や、地
盤の条件が変化する場合にも容易に対応でき、しかも経
済的に施工し得るシールドトンネルにおけるセグメント
の止水兼耐震継手を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、止水性および耐震性
をより一層向上させ得るシールドトンネルにおけるセグ
メントの止水兼耐震継手を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明はトンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリン
グ２，２間にシール材１０を介装するとともに、トンネ
ル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，２の継手プレ
ート６，６同士をボルト・ナット７・８により締結し、
さらに前記ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６
の間と、ナット８と他方の継手プレート６の間の少なく
とも一方に、可撓性座金１１と、この可撓性座金１１を
収容しかつその可撓性座金１１に撓みを持たせるための
支点となる支承座金１２を組み合わせた座金ユニットを
介在させるとともに、継手プレート６，６間にも前記座
金ユニットを介在させ、ボルト・ナット７・８を締め付
けたものである。

【００１４】また、前記目的を達成するため、本発明は
セグメントリング２の合わせ面側に、円周方向に所定の
間隔をおいて多数の継手プレート６を設け、トンネル軸
方向ｘに隣合うセグメントリング２，２の間に、弾力性
を有する材料によりＵ字型断面に形成された止水性リン
グ１４を、そのＵ字型の円弧部１４ａをセグメントリン
グ２の直径方向の外側に向けて介装し、一方のセグメン
トリング２の継手プレート６から止水性リング１４を通
って他方の継手プレート６にボルト７を挿通し、ボルト
７にナット８を装着し、前記止水性リング１４のウエブ
１４ｂ，１４ｂ間を通るボルト７の軸部７ｂに、可撓性
座金１１と、この可撓性座金１１を収容しかつその可撓
性座金１１に撓みを持たせるための支点となる支承座金
１２を組み合わせた座金ユニットを複数組介在させると
ともに、ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６の
間と、ナット８と他方の継手プレート６の間の少なくと
も一方に、前記座金ユニットを介在させ、ボルト・ナッ
ト７・８を締め付けたものである。

【００１５】さらに、前記目的を達成するため、本発明
は前記座金ユニットとして、複数枚重ね合わせた可撓性
座金１１と、１個の支承座金１２とを組み合わせたもの
を用いたものである。

【００１６】そして、前記目的を達成するため、本発明
は前記座金ユニットとして、１枚の可撓性座金１１と、
１個の支承座金１２とを１組とするもの、または複数枚
重ね合わせた可撓性座金１１と、１個の支承座金１２と
を１組とするものを複数組用い、かつ隣合う組の可撓性
座金間に、これらの可撓性座金よりも小径の平ワッシャ
１３を介挿したものである。

【００１７】

【作用】本発明では、トンネル軸方向ｘに隣合うセグメ
ントリング２，２間にシール材１０を介装している。ま
た、同トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，
２の継手プレート６，６同士をボルト・ナット７・８に
より締結している。さらに、ボルト７の頭部７ａと一方
の継手プレート６の間と、ナット８と他方の継手プレー
ト６の間の少なくとも一方に座金ユニットを介在させて
おり、継手プレート６，６間にも座金ユニットを介在さ
せ、ボルト・ナット７・８を締め付けている。そして、
前記座金ユニットは可撓性座金１１と、この可撓性座金
１１を収容しかつその可撓性座金１１に撓みを持たせる
ための支点となる支承座金１２とを組み合わせて構成さ
れている。

【００１８】このように、継手部に座金ユニットを用い
ていることにより、（１）可撓性座金１１を、支承座金
１２に設けられた支点で撓ませることにより、ボルト７
に必要な所定軸力を導入でき、かつ導入軸力を保持で
き、したがってボルト・ナット７・８の緩みを防止でき
ること、（２）座金ユニットの可撓性座金１１を撓ませ
ることによって生じるばね力により、ボルト７の伸び，
シール材１０の変形およびセグメントリング２，２同士
の馴染み等によるボルト・ナット７・８の緩みを吸収で
きること、（３）座金ユニットの支承座金１２により、
継手プレート６にボルト軸力を良好に伝えることができ
るため、回転ばねを考慮した引張接合継手の特徴をより
一層良好に生かすことができること、（４）弾性ワッシ
ャのごとく強度の劣化の懸念が殆どなく、ボルト７の初
期導入軸力を長期間にわたって維持することができるこ
と、等が相俟って、トンネル軸方向ｘの圧縮力および引
張力による撓みを良好に吸収することができる。したが
って、シールドトンネルに十分な耐震性および止水性を
持たせることができ、かつシールドトンネルを良質で安
定した形態に維持することができる。

【００１９】また、座金ユニットの可撓性座金１１の用
いる枚数や、座金ユニットの用いる組数を適宜選択する
ことにより、築造すべきシールドトンネルの規模や、地
盤の急変部，圧密の考えられる粘性土等、地盤の条件が
変化する場合にも、容易にかつ的確に対応することがで
きる。

【００２０】さらに、セグメントリング２，２同士の継
手部に、可撓性座金１１と支承座金１２とを組み合わせ
た座金ユニットを用いることにより、構造が複雑で組み
立て工数の多い可撓性セグメントや、高価な弾性ワッシ
ャを使用する必要がないので、コスト低減を図ることも
できる。

【００２１】また、本発明ではトンネル軸方向ｘに隣合
うセグメントリング２，２間に、弾力性を有する材料に
よりＵ字型断面に形成された止水性リング１４を、その
Ｕ字型の円弧部１４ａをセグメントリング２の直径方向
の外側に向けて介装している。そして、セグメントリン
グ２，２と止水性リング１４とを、セグメントリング２
の円周方向に所定の間隔をおいて装着された多数のボル
ト・ナット７・８により締結している。前記止水性リン
グ１４のウエブ１４ｂ，１４ｂ間には、この部位を通る
ボルト７の軸部７ｂを介して、前記可撓性座金１１と支
承座金１２とを組み合わせた座金ユニットを複数組介装
し、ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６の間ま
たは／およびナット８と他方の継手プレート６の間に
は、前記座金ユニットを介在させてボルト・ナット７・
８を締め付け、ボルト・ナット７・８が緩まないように
している。

【００２２】このように、本発明では継手部に可撓性座
金１１と支承座金１２とを組み合わせた座金ユニットを
用いたことによる前述の（１）〜（４）の作用と、Ｕ字
型断面に形成されかつ同継手部に介装された止水性リン
グ１４の弾力性とにより、トンネル軸方向ｘの圧縮力お
よび引張力による撓みをより一層良好に吸収することが
できるし、前述のごとくＵ字型断面に形成されかつ円弧
部１４ａをセグメントリング２の直径方向の外側に向け
て介装された止水性リング１４と、この止水性リング１
４をバックアップしている継手部の作用とにより、止水
性を強化することができる。したがって、耐震性および
止水性の向上を図ることができる。

【００２３】さらに、本発明では可撓性座金１１を複数
枚重ね合わせ（並列重ね）た座金ユニットを用いてい
る。可撓性座金１１を２枚並列に重ね合わせると、荷重
が同じであれば撓みが２分の１になり、荷重を２倍にす
ると撓みが同じになる。

【００２４】したがって、本発明によれば可撓性座金１
１の使用枚数を選択することによって、セグメントの継
手部分の色々な仕様にも簡単に対応することができる。

【００２５】そして、本発明では１枚の可撓性座金１１
と１個の支承座金１２とを１組とする座金ユニット、ま
たは複数枚重ね合わせた可撓性座金１１と１個の支承座
金１２とを１組とする座金ユニットを複数組用いてい
る。また、隣合う座金ユニットの可撓性座金間に、これ
らの可撓性座金よりも小径の平ワッシャ１３を介挿して
いる。

【００２６】このように、複数組の座金ユニットの可撓
性座金間に平ワッシャ１３を介挿してボルト・ナット７
・８を締め付けたときに、平ワッシャ１３が可撓性座金
の内側を支える役目をする。その結果、継手構造に良好
な耐震性を持たせることができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２８】図１は本発明にかかる止水兼耐震継手を用
いたシールドトンネルのセグメントを示す斜視図、図２
は同セグメントを内側から見た展開図、図３は本発明の
一実施例を示す縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ線断面
図、図５は図３のＢ−Ｂ線断面図、図６は座金ユニット
の可撓性座金の拡大縦断面図、図７は図６の平面図、図
８は同座金ユニットの支承座金の拡大縦断面図、図９は
図８の平面図、図１０は図８のＣ部分の拡大図、図１１
はこの実施例において、ボルト・ナットを締め込んだ状
態を模式的に示した横断平面図である。

【００２９】その図１および図２に示すシールドトンネ
ルのセグメント１は、トンネル軸方向ｘに止水兼耐震継
手４を介して多数のセグメントリング２を次々に組み立
てて築造されている。

【００３０】各セグメントリング２は、継手４′を介し
て円周方向に複数のセグメントピース３を接続して構成
されている。

【００３１】トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリン
グ２，２の止水兼耐震継手４は、ボルトボックス５と、
継手プレート６と、ボルト・ナット７・８とを有して構
成されている。

【００３２】そして、接続すべき一方のセグメントリン
グ２の合わせ面側には、円周方向に所定の間隔をおいて
多数のボルトボックス５と継手プレート６とが設けられ
ており、他方のセグメントリング２の合わせ面側にも、
円周方向に前記間隔と同じ間隔をおいて多数のボルトボ
ックス５と継手プレート６とが設けられている。

【００３３】前記トンネル軸方向ｘに隣合うセグメント
リング２，２の合わせ面には、図３に示すように、シー
ル材１０が介装されている。

【００３４】前記一方のセグメントリング２に設けられ
た継手プレート６から他方のセグメントリング２に設け
られた継手プレート６にわたってボルト７が挿通されて
おり、このボルト７の軸部７ｂの端部にはナット８が装
着されている。

【００３５】前記ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレ
ート６の間には、座金ユニットを介在させている。一方
の継手プレート６と他方の継手プレート６間には、ボル
ト７の軸部７ｂを介して、座金ユニットと、平ワッシャ
１３と、可撓性座金１１′と、座金ユニットと、平ワッ
シャ１３と、座金ユニットとを介在させている。ナット
８と他方の継手プレート６間には、座金ユニットを介在
させている。

【００３６】そして、前記部材を介在させたうえで、ボ
ルト・ナット７・８を図８に示すごとく、座金ユニット
の可撓性座金１１の撓み代がなくなるまで締め付けてい
る。

【００３７】前記座金ユニットは、可撓性座金１１と、
支承座金１２とを組み合わせて構成されている。

【００３８】前記可撓性座金１１は、ばね鋼または高張
力鋼等により、この実施例では図６，図７に示すよう
に、厚さｔ₁ ，内径Ｄ₁ ，外径Ｄ₂ の中空円形に形成さ
れているが、外形は正多角形や長方形、またはだ円形等
に形成しても良い。

【００３９】前記支承座金１２は、ばね鋼，高張力鋼等
により、図８および図９に示すように、円孔１２ａを有
するフランジ１２ｂと、リム１２ｃとを備えたほぼ凹字
型断面に形成されている。また、支承座金１２の深さｔ
₂ は、前記可撓性座金１１の厚さｔ₁ とほぼ同じに形成
され、円孔１２ａの直径Ｄ₃ は、可撓性座金１１の外径
Ｄ₂ よりも小径に形成され、リム１２ｃの内径Ｄ₄ は、
可撓性座金１１の外径Ｄ₂ よりも僅かに大きく形成さ
れ、円孔１２ａとリム１２ｃの根元部分間には、可撓性
座金１１の支承部１２ｄが設けられ、リム１２ｃの上縁
内周は、図１０に示すように、可撓性座金１１をセット
するときのガイドをなすテーパ面１２ｅに形成されてい
る。つまり、支承座金１２は可撓性座金１１を簡単に収
容でき、かつその可撓性座金１１に撓みを持たせるため
の支承部１２ｄを有する形状に形成されている。

【００４０】前記可撓性座金１１′は、前記可撓性座金
１１と同様の材料で形成され、またこの実施例では可撓
性座金１１よりも小径に形成されている。

【００４１】前記平ワッシャ１３は、可撓性座金１１′
よりもさらに小径に形成されている。

【００４２】また、前記座金ユニットを複数組組み合わ
せると、荷重特性が累進的な非線形特性となる。そこ
で、シールドトンネルの規模や、地盤の急変部，圧密の
考えられる粘性土等、地盤の条件が変化する場合には、
重ね合わせて用いる可撓性座金１１の枚数や、座金ユニ
ットの組数を適宜選択して設計する。

【００４３】次に、前記実施例の止水兼耐震継手４を組
み立てるに当たっては、前回築造されたセグメントリン
グ２に反力を取ってシールド機をトンネル軸方向ｘに推
進させた後、シールド機の後方で、前回築造したセグメ
ントリング２のトンネル軸方向ｘの端面に、シール材１
０を当接させる。ついで、シール材１０のトンネル軸方
向ｘの端面にセグメントピース３を当て、そのセグメン
トピース３に設けられているボルトボックス５を利用し
て、一方の継手プレート６から他方の継手プレート６に
ボルト７を挿通する。そのとき、この実施例では図３お
よび図４に示すように、ボルト７の頭部７ａと一方の継
手プレート６間には１組の座金ユニットを介在させ、継
手プレート６，６間にはボルト７の軸部７ｂに座金ユニ
ットと、平ワッシャ１３と、可撓性座金１１′と、座金
ユニットと、平ワッシャ１３と、座金ユニットとを組み
合わせて介在させ、他方の継手プレート６の外側に突出
されているボルト７の軸部７ｂには座金ユニットを装着
する。ついで、ボルト７の軸部７ｂの端部にナット８を
嵌め、ボルト・ナット７・８を可撓性座金１１の撓み代
がなくなるまで締め付ける。

【００４４】さらに、円周方向に隣合うセグメントピー
ス３，３もその継手４′で、ボルト・ナット７・８によ
り接続する。

【００４５】以上の動作を繰り返して、前回築造された
セグメントリング２に対してシール材１０をはさみ、止
水兼耐震継手４を介して当該回のセグメントリング２を
組み付ける。

【００４６】以上のように、この実施例では継手部に座
金ユニットを用いたことにより、可撓性座金１１を、支
承座金１２に設けられた支点で撓ませることにより、ボ
ルト７に必要な所定軸力を導入でき、かつ導入軸力を保
持できるので、ボルト・ナット７・８の緩みを防止でき
るし、座金ユニットの可撓性座金１１を撓ませることに
よって生じるばね力により、ボルト７の伸び，シール材
１０の変形およびセグメントリング２，２同士の馴染み
等によるボルト・ナット７・８の緩みを吸収できるし、
座金ユニットの支承座金１２により継手プレート６にボ
ルト軸力を良好に伝えることができるので、回転ばねを
考慮した引張接合継手の特徴をより一層良好に生かすこ
とができるし、弾性ワッシャのごとく強度の劣化の懸念
が殆どなく、ボルト７の初期導入軸力を長期間にわたっ
て維持することができること等が相俟って、トンネル軸
方向ｘの圧縮力および引張力による撓みを良好に吸収す
ることができる。したがって、シールドトンネルに十分
な耐震性および止水性を持たせることができ、かつシー
ルドトンネルを良質で安定した形態に維持することがで
きる。

【００４７】また、座金ユニットの可撓性座金１１の用
いる枚数や、座金ユニットの用いる組数を適宜選択する
ことにより、築造すべきシールドトンネルの規模や、地
盤の急変部，圧密の考えられる粘性土等、図１３に示す
ごとく地盤の条件が変化する場合にも、容易にかつ的確
に対応することができる。

【００４８】さらに、複数組介在させた座金ユニットの
隣合う可撓性座金１１，１１または１１，１１′間に、
これらの座金よりも小径の平ワッシャ１３を介挿してボ
ルト・ナット７・８を締め付けることにより、平ワッシ
ャ１３が可撓性座金１１，１１または１１，１１′の内
側を支える役目をする結果、継手部により一層良好な耐
震性を持たせることができる。

【００４９】次に、図１２は本発明の他の実施例を示す
縦断面図である。

【００５０】この図１２に示す実施例の止水兼耐震継手
４は、トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，
２の合わせ面側に、円周方向に所定の間隔をおいて多数
のボルトボックス５と継手プレート６とが設けられてい
る。他方のセグメントリング２の合わせ面側にも、円周
方向に前記間隔と同じ間隔をおいて多数のボルトボック
ス５と継手プレート６とが設けられている。

【００５１】前記一方のセグメントリング２と他方のセ
グメントリング２の合わせ面には、Ｕ字型断面の止水性
リング１４が介装されている。この止水性リング１４に
は、円周方向に前記継手プレート６の間隔と同じ間隔を
おいて、ボルト通し穴１５が設けられている。

【００５２】前記止水性リング１４には、高水圧に耐
え、しかもフレキシブルな構造とするため、例えば鋼線
を織り込んだゴム製のものが好適である。

【００５３】前記一方のセグメントリング２に設けられ
た継手プレート６と、止水性リング１４に設けられたボ
ルト通し穴１５と、他方のセグメントリング２に設けら
れた継手プレート６とにわたって、ボルト７が挿通され
ており、このボルト７の軸端部にはナット８が装着され
ている。

【００５４】前記ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレ
ート６の間には、可撓性座金１１と支承座金１２とを組
み合わせた１組の座金ユニットを介在させ、継手プレー
ト６，６内に配置された止水性リング１４のウエブ１４
ｂ，１４ｂ間には、この部分を通るボルト７の軸部７ｂ
を介して、座金ユニットと、平ワッシャ１３と、可撓性
座金１１′と、座金ユニットと、平ワッシャ１３と、座
金ユニットとを介在させ、ナット８と他方の継手プレー
ト６間には、１組の座金ユニットを介在させている。

【００５５】そして、この図１２に示す実施例の止水兼
耐震継手４では、セグメントリング２，２の合わせ面間
に、弾力性を有する材料によりＵ字型断面に形成された
止水性リング１４を介装していること、セグメントリン
グ２，２と止水性リング１４とをセグメントリング２の
円周方向に所定の間隔をおいて装着された多数のボルト
・ナット７・８により締結していること、止水性リング
１４のウエブ１４ｂ，１４ｂ間には、この部位を通るボ
ルト７の軸部７ｂを介して、座金ユニットと可撓性座金
１１′と平ワッシャ１３とを組み合わせて介在させ、ま
たボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６の間に
は、座金ユニットを介在させ、さらにナット８と他方の
継手プレート６の間にも、座金ユニットを介在させてボ
ルト・ナット７・８を締め付けており、ボルト・ナット
７・８が緩まないようにしている。

【００５６】その結果、可撓性座金１１と支承座金１２
とを組み合わせてなる座金ユニットと、可撓性座金１
１′と、平ワッシャ１３とを適宜組み合わせて用いた継
手部の作用と、止水性リング１４の弾力性とにより、ト
ンネル軸方向ｘの圧縮力および引張力による撓みをより
一層良好に吸収することができる。また、前述のごとく
Ｕ字型断面に形成されかつ円弧部１４ａをセグメントリ
ング２の直径方向の外側に向けて介装された止水性リン
グ１４と、この止水性リング１４をバックアップしてい
る継手部の作用との相乗作用により、止水性を強化する
ことができる。

【００５７】したがって、この実施例によれば耐震性お
よび止水性の向上を図ることができる。

【００５８】なお、この図１２に示す実施例の他の作用
については、前記図３および図４に示す実施例と同様で
ある。

【００５９】また、前記各実施例とも継手部に座金ユニ
ットを用いることにより、構造が複雑で組み立て工数の
多い可撓性セグメントや、高価な弾性ワッシャを使用す
る必要がないので、コスト低減を図ることができる。

【００６０】さらに、本発明ではボルト・ナット７・８
を所定の締め付け力で締め付け後、ボルト・ナット７・
８、座金ユニットや平ワッシャ１３等の継手を構成して
いる部材の周辺に、例えばウレタンゴムを含んだ塗料を
塗布し、弾力性を持った防錆皮膜を施しても良い。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１記載の
発明では、トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング
２，２間にシール材１０を介装し、同トンネル軸方向ｘ
に隣合うセグメントリング２，２の継手プレート６，６
同士をボルト・ナット７・８により締結し、さらに前記
ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６の間と、ナ
ット８と他方の継手プレート６の間の少なくとも一方
に、可撓性座金１１と、この可撓性座金１１を収容しか
つその可撓性座金１１に撓みを持たせるための支点とな
る支承座金１２を組み合わせた座金ユニットを介在させ
るとともに、継手プレート６，６間にも前記座金ユニッ
トを介在させ、ボルト・ナット７・８を締め付けてお
り、可撓性座金１１を、支承座金１２に設けられた支点
で撓ませることにより、ボルト７に必要な所定軸力を導
入でき、かつ導入軸力を保持でき、したがってボルト・
ナット７・８の緩みを防止できるし、座金ユニットの可
撓性座金１１を撓ませることによって生じるばね力によ
り、ボルト７の伸び，シール材１０の変形およびセグメ
ントリング２，２同士の馴染み等によるボルト・ナット
７・８の緩みを吸収できるし、座金ユニットの支承座金
１２により、継手プレート６にボルト軸力を良好に伝え
ることができるため、回転ばねを考慮した引張接合継手
の特徴をより一層良好に生かすことができるし、弾性ワ
ッシャのごとく強度の劣化の懸念が殆どなく、ボルト７
の初期導入軸力を長期間にわたって維持することができ
ること等が相俟って、トンネル軸方向ｘの圧縮力および
引張力による撓みを良好に吸収することができ、したが
ってシールドトンネルに十分な耐震性および止水性を付
与し得る効果があり、またシールドトンネルを良質で安
定した形態に維持し得る効果がある。さらに、本発明で
は座金ユニットの可撓性座金１１の用いる枚数や、座金
ユニットの用いる組数を適宜選択することにより、築造
すべきシールドトンネルの規模や、地盤の急変部，圧密
の考えられる粘性土等、地盤の条件が変化する場合に
も、容易にかつ的確に対応し得る効果がある。しかも、
本発明ではセグメントリング２，２同士の継手部に、可
撓性座金１１と支承座金１２とを組み合わせた座金ユニ
ットを使用することにより、構造が複雑で組み立て工数
の多い可撓性セグメントや、高価な弾性ワッシャを使用
する必要がないので、コスト低減を図り得る効果もあ
る。

【００６２】また、本発明の請求項２記載の発明では、
トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，２の間
に、弾力性を有する材料によりＵ字型断面に形成された
止水性リング１４を、そのＵ字型の円弧部１４ａをセグ
メントリング２の直径方向の外側に向けて介装し、一方
のセグメントリング２の継手プレート６から止水性リン
グ１４を通って他方の継手プレート６にボルト７を挿通
し、ボルト７にナット８を装着し、前記止水性リング１
４のウエブ１４ｂ，１４ｂ間を通るボルト７の軸部７ｂ
に、可撓性座金１１と、この可撓性座金１１を収容しか
つその可撓性座金１１に撓みを持たせるための支点とな
る支承座金１２を組み合わせた座金ユニットを複数組介
在させるとともに、ボルト７の頭部７ａと一方の継手プ
レート６の間と、ナット８と他方の継手プレート６の間
の少なくとも一方に、前記座金ユニットを介在させてお
り、各座金ユニットの可撓性座金１１を、支承座金１２
に設けられた支点で撓ませることにより、ボルト７に必
要な所定軸力を導入でき、かつ導入軸力を保持でき、し
たがってボルト・ナット７・８の緩みを防止できるし、
座金ユニットの可撓性座金１１を撓ませることによって
生じるばね力により、ボルト７の伸びおよびセグメント
リング２，２同士の馴染み等によるボルト・ナット７・
８の緩みを吸収できるし、座金ユニットの支承座金１２
により、継手プレート６にボルト軸力を良好に伝えるこ
とができるため、回転ばねを考慮した引張接合継手の特
徴をより一層良好に生かすことができるし、弾性ワッシ
ャのごとく強度の劣化の懸念が殆どなく、ボルト７の初
期導入軸力を長期間にわたって維持することができるこ
と等が相俟って、トンネル軸方向ｘの圧縮力および引張
力による撓みを良好に吸収することができるという作用
と、Ｕ字型断面に形成されかつ同継手部に介装された止
水性リング１４の弾力性とにより、トンネル軸方向ｘの
圧縮力および引張力による撓みをより一層良好に吸収す
ることができるし、前述のごとくＵ字型断面に形成され
かつ円弧部１４ａをセグメントリング２の直径方向の外
側に向けて介装された止水性リング１４と、この止水性
リング１４をバックアップしている継手部の作用とによ
り、止水性を強化することができるので、耐震性および
止水性の向上を図り得る効果がある。

【００６３】さらに、本発明の請求項３記載の発明で
は、前記座金ユニットとして、複数枚重ね合わせた可撓
性座金１１と、１個の支承座金１２とを組み合わせたも
のを用いているので、座金ユニットの可撓性座金１１の
使用枚数を選択することによって、セグメントの継手部
分の色々な仕様にも簡単に対応し得る効果がある。

【００６４】そして、本発明の請求項４記載の発明で
は、前記座金ユニットとして、１枚の可撓性座金１１
と、１個の支承座金１２とを１組とするもの、または複
数枚重ね合わせた可撓性座金１１と、１個の支承座金１
２とを１組とするものを複数組用い、かつ隣合う組の可
撓性座金間に、これらの可撓性座金よりも小径の平ワッ
シャ１３を介挿しており、複数組の座金ユニットの可撓
性座金間に平ワッシャ１３を介挿してボルト・ナット７
・８を締め付けたときに、平ワッシャ１３が可撓性座金
の内側を支える役目をするので、継手構造に良好な耐震
性を付与し得る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる止水兼耐震継手を用いたシール
ドトンネルのセグメントを示す斜視図である。

【図２】同セグメントを内側から見た展開図である。

【図３】本発明の一実施例を示す縦断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】座金ユニットの可撓性座金の拡大縦断面図であ
る。

【図７】図６の平面図である。

【図８】座金ユニットの支承座金の拡大縦断面図であ
る。

【図９】図８の平面図である。

【図１０】図８のＣ部分の拡大図である。

【図１１】図３に示す実施例において、ボルト・ナット
を締め込んだ状態を模式的に示した横断平面図である。

【図１２】本発明の他の実施例を示す縦断面図である。

【図１３】シールドトンネルの施工例を示す概要図であ
る。

【図１４】セグメントリング同士の従来の継手構造を示
す一部分の縦断面図である。

【図１５】セグメント継手に用いられる弾性ワッシャを
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ セグメントリング ４ 止水兼耐震継手 ６ 継手プレート ７ ボルト ７ａ ボルトの頭部 ７ｂ ボルトの軸部 ８ ナット １０ シール材 １１ 座金ユニットを構成している可撓性座金 １１′ 同じく可撓性座金 １２ 同じく支承座金 １２ｄ 支承座金に設けられた可撓性座金の支承部 １３ 平ワッシャ １４ 止水性リング １４ａ 止水性リングの円弧部 １４ｂ 止水性リングのウエブ １５ ボルト通し穴

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セグメントリング２の合わせ面側に、円
   周方向に所定の間隔をおいて多数の継手プレート６を設
   け、トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，２
   間にシール材１０を介装し、同トンネル軸方向ｘに隣合
   うセグメントリング２，２の継手プレート６，６同士を
   ボルト・ナット７・８により締結するシールドトンネル
   におけるセグメントの止水兼耐震継手において、 前記ボルト７の頭部７ａと一方の継手プレート６の間
   と、ナット８と他方の継手プレート６の間の少なくとも
   一方に、可撓性座金１１と、この可撓性座金１１を収容
   しかつその可撓性座金１１に撓みを持たせるための支点
   となる支承座金１２を組み合わせた座金ユニットを介在
   させるとともに、継手プレート６，６間にも前記座金ユ
   ニットを介在させ、 ボルト・ナット７・８を締め付けた、ことを特徴とする
   シールドトンネルにおけるセグメントの止水兼耐震継
   手。
2. 【請求項２】 セグメントリング２の合わせ面側に、円
   周方向に所定の間隔をおいて多数の継手プレート６を設
   け、 トンネル軸方向ｘに隣合うセグメントリング２，２の間
   に、弾力性を有する材料によりＵ字型断面に形成された
   止水性リング１４を、そのＵ字型の円弧部１４ａをセグ
   メントリング２の直径方向の外側に向けて介装し、 一方のセグメントリング２の継手プレート６から止水性
   リング１４を通って他方の継手プレート６にボルト７を
   挿通し、ボルト７にナット８を装着し、 前記止水性リング１４のウエブ１４ｂ，１４ｂ間を通る
   ボルト７の軸部７ｂに、可撓性座金１１と、この可撓性
   座金１１を収容しかつその可撓性座金１１に撓みを持た
   せるための支点となる支承座金１２を組み合わせた座金
   ユニットを複数組介在させるとともに、ボルト７の頭部
   ７ａと一方の継手プレート６の間と、ナット８と他方の
   継手プレート６の間の少なくとも一方に、前記座金ユニ
   ットを介在させ、 ボルト・ナット７・８を締め付けた、ことを特徴とする
   シールドトンネルにおけるセグメントの止水兼耐震継
   手。
3. 【請求項３】 前記座金ユニットとして、複数枚重ね合
   わせた可撓性座金１１と、１個の支承座金１２とを組み
   合わせたものを用いたことを特徴とする請求項１または
   ２記載のシールドトンネルにおけるセグメントの止水兼
   耐震継手。
4. 【請求項４】 前記座金ユニットとして、１枚の可撓性
   座金１１と、１個の支承座金１２とを１組とするもの、
   または複数枚重ね合わせた可撓性座金１１と、１個の支
   承座金１２とを１組とするものを複数組用い、かつ隣合
   う組の可撓性座金間に、これらの可撓性座金よりも小径
   の平ワッシャ１３を介挿したことを特徴とする請求項１
   または２記載のシールドトンネルにおけるセグメントの
   止水兼耐震継手。