JP2683644B2 - 掘削穴の覆工用筒状壁体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、２連形の掘削穴の覆工に適用される掘削穴
の覆工用筒状壁体に関するものである。

「従来の技術」 近年、鉄道用トンネルなどの大断面トンネル構造物を
構築するための大断面シールド工法として、複円形特殊
断面シールド工法と呼ばれるものが行なわれるようにな
った。

この工法は、円筒状のシールド掘削機を２基連結した
構造のシールド掘削機を用いて、地山あるいは地盤を２
つの円の一部が重なって連なる繭形の横断面形状に掘削
し、この掘削された穴の内面にセグメントを組み立てて
筒状壁体を形成し、かつ、この筒状壁体を穴に沿って複
数連結し（一次覆工）、この一次覆工のセグメントの背
面、すなわちセグメントと地山との間に空隙を埋める注
入材を充填した後、一次覆工の内面にコンクリートを巻
き立て（二次覆工）、それらによって地山を支持して所
定の内空を構成するというものである。

このような従来の前記覆工用筒状体としては、例え
ば、第４図に示すものが知られている。

この覆工用筒状壁体は、上記２つの円が水平方向に連
なって形成され、かつ相互に一部重なってなる繭形の横
断面形状を有する掘削穴に沿って形成されるもので、上
記２つの円の内、掘削穴の軸方向に直交する一側の円の
内側に形成された主壁部1aと、他の側の円の内側に形成
された主壁部1bと、これら主壁部1a、1bのそれぞれの上
端部とそれぞれの下端部とを連結する分岐部セグメント
２‥と、上下２つの分岐部セグメント２、２の間に設け
られた中柱３‥とから概略構成されてなるものである。

上記主壁部1a、1bは、円弧板状のスチールセグメント
である円弧板状セグメント４と、この円弧板状セグメン
ト４よりすこし短い同じく円弧板状のスチールセグメン
トであるキーセグメント５とからなるもので、これら複
数の円弧板状セグメント４、および１つのキーセグメン
ト５の長手方向の両端面を、ボルト・ナットにより連結
することにより形成された２個のＣ字状のセグメント一
幅分（１スパン）の連結体６を、掘削穴の軸方向に垂直
な面に、Ｃ字状の連結体６の開口部が互いに向かい合う
ように配置し、このように配置した２つの連結体６、６
を、掘削穴の軸方向に順次配置し、隣接する連結体６の
側面を、それぞれボルト・ナットにより連結することに
より形成されるものである。

分岐部セグメント２は、平面の形状が矩形状であり、
かつ側面が略く字状に軽く湾曲したもので、その湾曲し
た凸部側は、掘削穴の内側に向けて上記連結体６、６の
上側の端面の間に配置されており、その長手方向の両端
面において、上記開口部が向かい合う２つの連結体６、
６の、それぞれの上側の端面と、ボルト・ナット等によ
り連結されている。また、同じく上記連結体６、６の下
側の端面の間にも同様に配置され連結されている。

中柱３には、Ｈ形鋼が用いられ、上記連結体６、６の
上側の端面間に配置された分岐部セグメント２と、同じ
く連結体６、６の下側の端面間に配置された分岐部セグ
メント２との間に配置され、それぞれの分岐部セグメン
ト２の掘削穴の内側に向けられた湾曲した凸部の部分に
ボルト・ナットにて連結されてることにより建て込まれ
ている。

上記主壁1aを形成する連結体６は、前述したように複
数個の円弧板状セグメント４と、この円弧板状セグメン
ト４よりやや短い１個のキーセグメント５とにより構成
されるものであるが、上記連結体６は、キーセグメント
５の位置により、 キーセグメント５が、筒状壁体の上側に配置された
分岐部セグメント２に隣接して設けられたもの。

キーセグメント５が、筒状壁体の下側に配置された
分岐部セグメント２に隣接して設けられたもの。

の２種類があり、この２種類の連結体６を掘削穴の軸方
向に交互に配設することにより、主壁部1aにおいて円弧
板状セグメント４に千鳥状に配置されるようになってい
る。

また、主壁部1bにおいては、主壁1a側の連結体６とし
て、上記に示すようにキーセグメント５が、上側の分
岐部セグメント２に隣接して設けられた連結体６を用い
た場合は、これと分岐部セグメント２、２を介して連結
される主壁1b側の連結体６として、上記に示すように
キーセグメント５が、下側の分岐部セグメント２に隣接
して設けられた連結体６を用いるように配置し、また、
主壁部1a側の連結体６として、上記に示すようにキー
セグメント５が、下側の分岐部セグメント２に隣接して
設けられた連結体６を用いた場合は、これと分岐部セグ
メント２、２を介して連結される主壁1b側の連結体６と
して、上記に示すようにキーセグメント５が、上側の
分岐部セグメント２に隣接して設けられた連結体６を用
いるように配設することにより、主壁部1bにおいても同
じく円弧板状セグメント４が千鳥状に配置されるように
なっている。

このように、主壁部1a、1bにおいて円弧板状セグメン
ト４が千鳥状に配置されるように配慮されているのは、
千鳥状に配置されないと円弧板状セグメント４の長手方
向の端面における連結面、すなわち、掘削穴の軸方向に
平行な連結面が一つの平面上に存在するようになり、覆
工用筒状壁体の連結強度の面で問題が生じ、筒状壁体の
安定性が低下するためである。

「発明が解決しようとする課題」 ところが、円弧板状セグメント４を千鳥状に配置する
ためには、上記のように円弧板状セグメント４よりやや
短いキーセグメント５が必要となるため、円弧板状セグ
メントの種類が多くなり、これによるセグメント等の製
造コストの上昇、および施工現場での作業性の悪化とい
った問題を生ずる。

また、上記のように円弧板状セグメント４を千鳥状に
配置することにより、円弧板状セグメント４同士の掘削
穴軸方向の連結面は同一平面上とならないが、分岐部セ
グメント２と円弧板状セグメント４と、もしくは分岐部
セグメント２とキーセグメント５との軸方向の連結面は
同一平面上となり、従来と同じく強度の面で問題があ
る。また、掘削穴の軸方向と垂直な連結面、すなわち円
弧板状セグメント４、キーセグメント５および分岐部セ
グメント２の端側面における連結面は同一平面上にあ
り、連結強度の面において問題を有する。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、円弧板
状セグメントの種類が少なく、かつ連結強度が高く筒状
壁体の安定性の良好な切削穴の覆工用筒状壁体を提供す
ることを目的とするものである。

「課題を解決するための手段」 本発明の掘削穴の覆工用筒状壁体においては、分岐部
セグメントは、平面矩形状で横断面が略く字状をなすも
ので、その長手方向の一端面には、上記分岐部セグメン
トの幅の半幅分にわたって形成された矩形状の相欠部が
その一端側面側から設けられ、また、その長手方向反対
側の端面に、同じく上記分岐部セグメントの幅の半幅分
にわたって形成された矩形状の相欠部が上記一端側面側
の反対側の端側面側から設けられており、また、この分
岐部セグメントは、隣接する２つの分岐部セグメントの
上記相欠部が向かい合うように、その側端面同士が連結
して掘削穴の軸線方向に連なり、さらに、この隣接する
２つの分岐部セグメントの相欠部が向かい合うように連
結されることにより形成される凹部、およびこの隣接す
る２つの分岐部セグメントの相欠部が設けられていない
端面にて形成される凸部に、それぞれ上記円弧板状セグ
メントが連結されることにより、円弧板状セグメントが
千鳥状に組まれる掘削穴の覆工用筒状壁体により、上記
問題を解決するようにした。

「作用」 本発明の掘削用筒状壁体によれば、端側面同士が連結
され軸方向に連なる分岐部セグメントにより形成される
凹部および凸部に、円弧板状セグメントを連結すること
によりこの円弧板状セグメントが千鳥状に組まれるた
め、通常、円弧板状セグメントを千鳥状に組むために用
いられる短い円弧板状セグメントを別途用意する必要が
ない。

また、上記凹部および凸部に円弧板状セグメントが連
結されるため、分岐部セグメントと円弧板状セグメント
との軸方向の連結面が同一平面上とならず、その連結強
度が向上し、筒状壁体自体の安定性が向上する。また、
分岐部セグメントが円弧板状セグメントと分岐部セグメ
ントの幅の半幅分ずれて連結されているため、軸方向に
垂直な連結面も、同一平面上とならず、同じく連結強度
が向上し、筒状壁体の安定性が向上する。

「実施例」 以下、本発明の掘削穴の覆工用筒状壁体の一例につい
て第１図を用いて説明する。

この掘削穴の覆工用筒状壁体が、前述の従来の覆工用
筒状壁体と異なるところは、分岐部セグメントとして第
２図に示した形状のものを用いたところにある。

すなわち、第１図、第２図および第３図に示すよう
に、分岐部セグメント10は、平面形状が矩形状であり、
かつ側面が略く字状に軽く湾曲しているもので、その長
手方向の一端面に、上記分岐部セグメント10の幅の半幅
分にわたって矩形状の相欠部11が、一方の端側面から形
成されている。また、その長手方向の反対側の端面に
は、同じく上記分岐セグメント10の幅の半幅分にわたっ
て矩形状の相欠部11が、上記相欠部11が設けられた端側
面と反対側の端側面側から設けられている。ここで、上
記２つの矩形状の相欠部11、11の形状は、互いに同一形
状となるように形成されている。

上記分岐部セグメント10の側端面は、一対の平面の形
状が略く字状に軽く湾曲している板状の分岐部主桁12、
12からなるもので、この分岐部主桁12、12は、上記相欠
部11の長手方向の間隔分だけ分岐部セグメント10の長手
方向にずれて互いに平行に配置されている。

また、この２枚の分岐部主桁12、12の間には、２枚の
分岐部主桁12、12と平行にかつ同じ間隔をおいて設けら
れた相欠部主桁13が配置されている。この相欠部主桁13
も上記分岐部主桁12と同様に、平面の形状が略く字状に
軽く湾曲している板状の部材からなるもので、上記分岐
部主桁12、12間に配置された際に、その湾曲した凸部が
上記分岐部主桁12、12の湾曲した凸部と同一線上となる
ように配置されている。この相欠部主桁13は、上記分岐
部主桁12よりも相欠部11の長手方向の間隔だけ長く形成
されており、一方の分岐部主桁12において、分岐部セグ
メント10の長手方向に突出した端部から分岐部主桁12に
垂直に内側に向かって分岐部セグメント10の幅の半幅分
の間隔においた位置から、もう一方の分岐部主桁12の同
じく突出した端部から分岐部主桁12に垂直に内側に向か
って分岐部セグメント10の幅の半幅分の間隔をおいた位
置まで設けられている。

上記分岐部主桁12、12および相欠部主桁13から形成さ
れる分岐部セグメント10の湾曲した凹部側の面には、板
状の分岐部スキンプレート14が取り付けられており、こ
の分岐部スキンプレート14の内周面には、分岐部リブ15
が、相欠部主桁13の長手方向の中心に、かつこの相欠部
主桁13に垂直に、上記分岐部主桁12、12の間に取り付け
られている。

上記分岐部セグメント10の内側、すなわち分岐部スキ
ンプレートが設けられた面と反対側の面の相欠部主桁13
と分岐部リブ15とが交わる部分には、矩形板状の中柱連
結板22が、相欠部主桁13と分岐部リブ15とが交わる部分
に取り付けられている。上記分岐部リブ15とが交わる相
欠部主桁13の側面は、相欠部主桁13の軽く湾曲した凸部
の部分であるため、この部分は、中柱連結板22が取り付
けられるように切削され平面とされている。また、分岐
部リブ15も同じ平面となるように切削されている。

中柱16には、Ｈ形鋼が用いられており、その両端部に
は矩形板状の連結板17が取り付けられている。

次に、主壁部1a、1bと、分岐部セグメント10との連結
の状態について第１図を用いて説明する。

本発明の一例を示す第１図において、この相欠部11を
有する分岐部セグメント10は、その長手方向を筒状壁体
の周方向に向け、各分岐部セグメント10の分岐部主桁12
が互いに平行に連結され軸線方向に連なっている。

このように連結される際に上記分岐部セグメント10
は、その相欠部11が互いに向かい合うように配置され連
結される。このため、分岐部セグメント10‥が軸方向に
連なることにより形成される分岐部連結体18の側面に
は、相欠部11が向かい合うように連結されることにより
形成される凹部19と、分岐部セグメント10の相欠部11が
設けられていない隣接する２つの端面により形成される
凸部20とが交互に形成されるようになる。さらに、上記
分岐部連結体18においては、一方の側面に凸部20が設け
られている場合は、他方の側面の対応する部分には凹部
19が形成されることになる。

本実施例においては、上記分岐部連結体18としては、
主壁部1a、1bの上側の端部同士を連結する上部分岐部連
結体18aと、下側の端部同士を連結するための下部分岐
部連結体18bとの２枚が形成される。

上記２枚の分岐部連結体18a、18bにおいては、連結体
21（円弧板状セグメント４のみがその長手方向に複数枚
連結して形成されたものであり、その他は連結体６と同
等のもの。）の内、一の連結体21の上側の端面が、上部
分岐部連結体18aの凸部20に連結された場合は、この連
結体21の下側の端面は、下部分岐部連結体18bの凹部19
に連結されるように下部分岐部連結体18bが配置され
る。従って、上記一の連結体21に隣接する他の連結体21
の上側の端面は、上部分岐部連結体18aの凹部19に連結
され、その下側の端面は、下部分岐部連結体18bの凸部2
0に連結されるようになる。このようにして、連結体21
が軸方向に連なることにより円弧板状セグメント13が千
鳥状に配置された主壁部1a、1bが形成される。

中柱16は、その上端に設けられた連結板17を、上部分
岐部連結体18aの分岐部セグメント10に設けられた中柱
連結板22に連結し、下端に設けられた連結板17を、下部
分岐部連結体18bの分岐部セグメント10に設けられた中
柱連結板22に連結することにより、上部分岐部連結体18
aと下部分岐部連結体18bとの間に垂直に設けられる。

以上、本実施例においては、スチールセグメントから
構成される掘削穴の覆工用筒状壁体について説明した
が、本発明は、これに限られるものでなく、RCセグメン
トにより構成される掘削穴の覆工用筒状壁体についても
好適に用いられるものである。

「発明の効果」 本発明の掘削用筒状壁体によれば、端側面同士が連結
され軸方向に連なる分岐部セグメントにより形成される
凹部および凸部に、それぞれ円弧板状セグメントを連結
することによりこの円弧板状セグメントが千鳥状に配設
されるため、通常、円弧板状セグメントを千鳥状に配設
するために用いられる短い円弧板状セグメントを別個に
製造する必要がない。

このようにセグメントの種類が少なくなることは、コ
ストの低減につながり、また、現場においても円弧板状
セグメントが１種類ですむため、円弧板状セグメントの
取り付け間違い等の不都合が生じないという効果を有す
る。

また、上記分岐部セグメントにより形成される凹部お
よび凸部に円弧板状セグメントが連結されているため、
分岐部セグメントと円弧板状セグメントとの軸方向の連
結面が同一平面上とならず、その連結強度が向上し、覆
工用筒状壁体自体の安定性が向上する。また、分岐部セ
グメントと円弧板板状セグメントとが分岐部セグメント
の幅の半幅分ずれて連結されるため、軸方向に垂直な連
結面も、同一平面上とならず、同じく連結強度が向上
し、筒状壁体の安定性が向上するという効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の掘削穴の覆工用壁体の一例を示す概
略斜視図、第２図は、本発明の一例に用いられる分岐部
セグメントを示す概略平面図、第３図は、同じく本発明
の分岐部セグメントを示す一部断面視した概略側面図、
第４図は、従来の掘削穴の覆工用壁体を示す概略斜視図
である。 1a、1b……主壁部、 ４……円弧板状セグメント、 10……分岐部グメント、16……中柱、 19……凹部、20……凸部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面円形の２つの掘削穴が互いにそれらの
   一部が重なるごとく形成された掘削穴の周壁に沿って組
   み立てられた複数の円弧板状セグメントより構成される
   断面Ｃ字状主壁部および断面逆Ｃ字状主壁部と、その上
   端部および下端部を連結する分岐部セグメントと、上記
   上端部に連結された分岐部セグメントと上記下端部に連
   結された分岐部セグメントとを連結する中柱とからなる
   掘削穴の覆工用筒状壁体において、 上記分岐部セグメントは、平面矩形状で横断面が略く字
   状をなすもので、その長手方向の一端面には、上記分岐
   部セグメントの幅の半幅分にわたって形成された矩形状
   の相欠部がその一端側面側から設けられ、また、その長
   手方向反対側の端面に、同じく上記分岐部セグメントの
   幅の半幅分にわたって形成された矩形状の相欠部が上記
   一端側面側の反対側の端側面側から設けられており、 また、この分岐部セグメントは、隣接する２つの分岐部
   セグメントの上記相欠部が向かい合うように、その側端
   面同士が連結して掘削穴の軸線方向に連なり、 さらに、この隣接する２つの分岐部セグメントの相欠部
   が向かい合うように連結されることにより形成される凹
   部およびこの隣接する２つの分岐部セグメントの相欠部
   が設けられていない端面にて形成される凸部に、それぞ
   れ上記円弧板状セグメントが連結されることにより、円
   弧板状セグメントが千鳥状に組まれることを特徴とする
   掘削穴の覆工用筒状壁体。