JP2700152B2 - 掘削穴の覆工用構築物 - 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
の覆工用構築物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
覆工用構築物である筒状壁体形成し、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。

しかして、従来の前記筒状壁体としては、第９図ない
し第12図に示すものが知られている。

第９図において、符号１は、それぞれ軸線方向に沿う
開口1aを有する主壁部であって、複数の円弧板状RCセグ
メント２と、このRCセグメント２より少し短いRCセグメ
ント３とが周方向に沿って相互にボルト結合により連結
されてなる。

両主壁部１は、その端部が短い２つの連結腕部５と基
部６とから構成されて断面略Ｙ字状をなす分岐部RCセグ
メント４の連結腕部５に、それぞれ連結されている。第
９図で明らかなように、両主壁部１は正面視して点対象
となるよう配置され、相対向する上下の分岐部RCセグメ
ント４間に前記開口1aが位置している。

両分岐部RCセグメント４間には、中柱７が設けられて
いる。この中柱７は、長手方向両端部が少し太くなって
おり、その端面7aは、第12図に示すように、分岐部RCセ
グメント４における基部６の端面6aに対応した平面な長
方形状に形成されている。

そして、この中柱７は、両端面7aが、前記分岐部RCセ
グメント４の基部６における端面6aに当接された状態
で、分岐部RCセグメント４間にボルト結合されている。
詳しくは、第10図に示すように、前記端面6aにはボルト
挿通孔8aを有する継手金具８が埋設されており、また、
これに対応して中柱７の端面7aにも同様に継手金具８が
埋設されていて、分岐部RCセグメント４側および中柱７
側の継手金具８どうしが、ボルト・ナットによって結合
されている。

なお、RCセグメント２、RCセグメント３および分岐部
RCセグメント４の前端面および後端面には、第10図およ
び第11図に示すように、それぞれ所定間隔を隔ててボル
ト挿通孔9aを有する継手金具９が設けられている。

上記構成の筒状壁体Ａは、次のようにして組み立てら
れる。

第９図に示すように、下に位置する分岐部RCセグメン
ト４の両連結腕部５に、それぞれRCセグメント２および
RCセグメント３を連結する。

次いで、RCセグメント２にRCセグメント２、３を連結
して第９図において左側の主壁部１を形成するととも
に、RCセグメント３にRCセグメント２を順次連結して同
図において右側の主壁部１を形成する。

次いで、両主壁部１の上方のRCセグメント２、３の間
に、分岐部RCセグメント４をエレクタを用いて配し、か
つ同分岐部セグメント４を支持しながら、他のエレクタ
を用いて中柱７を上下の分岐部RCセグメント４間に配す
る。そして、微調整を繰り返して分岐部RCセグメント４
側および中柱７側の継手金具８同士の位置合わせを行っ
た後、両者をボルト・ナットで結合し、分岐部RCセグメ
ント４および中柱７を連結する。

以上によりRCセグメント４の幅（１スパン）分の覆工
用構築物である筒状壁体Ａが形成され、この筒状壁体Ａ
に対し、上記の手順を繰り返すとともに、各継手金具９
同士をボルト・ナットによって連結することにより、ト
ンネルの長手方向に沿ってその周壁に覆工用構築物が形
成される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のような構築物の場合、上下の分岐部
RCセグメント４に対して中柱７が１本ずつ連結されてお
り、また、この連結を行う際、上述したごとく、この中
柱７の端面7aと分岐部RCセグメント４の基部６の端面6a
とに設けられた継手金具８どうしの位置合わせを行うわ
けであるが、両方の端面7aと6aは平面状であり、重量の
かさむ中柱７の位置を微調整するには、非常に困難かつ
技術を要する。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであっ
て、分岐部セグメントに対して中柱を連結するにあたっ
ての作業性の向上を可能とする掘削穴の覆工用構築物を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
って、複数の円弧板状セグメントが２連形の掘削穴にお
ける周壁に沿って組み立てられることにより、軸線方向
に沿う開口が相互に対向した状態で円筒状の主壁部が２
つ形成され、前記開口の一端同士および他端同士がそれ
ぞれ分岐部セグメントを介して連結され、さらに、これ
ら分岐部セグメント同士が中柱を介して連結されてなる
掘削穴の覆工用構築物において、前記中柱は、その両端
部が、それぞれ隣接する３つの前記分岐部セグメントに
連結されていることを特徴としており、これに加えて、
前記分岐部セグメントおよび前記中柱における相互の連
結部のいずれか一方に凹部を、他方にこの凹部に嵌合す
る凸部を形成したこと、前記円弧板状セグメント、分岐
部セグメントおよび中柱のうち少なくとも１つがRCセグ
メントからなること、前記円弧板状セグメント、分岐部
セグメントおよび中柱のうち少なくとも１つがスチール
セグメントからなることを含むものである。

［作用］ 本発明の掘削穴の覆工用構築物によれば、１つの中柱
の両端部にそれぞれ隣接する３つの分岐部セグメントが
連結されることから、分岐部セグメントに対して中柱を
１つおきに、あるいはそれ以上の数おきに配設すること
ができ、これによって、中柱と分岐部セグメントの組立
て作業時間を短縮することが可能になるとともに、中柱
中に確保される広い空間を利用して主壁部の内部間にわ
たる作業員の行き来ならびに資材の受け渡し等がスムー
ズに行える。

また、分岐部セグメントおよび中柱における相互の連
結部のいずれか一方に凹部を、他方にこの凹部に嵌合す
る凸部を形成すれば、両者の相互の位置決め並びにその
連結作業が容易となり、それにともなって、作業時間が
短縮する。しかも、両者が凹凸嵌合されることにより、
その連結強度は高いものとなり、構築物自体の安定性が
向上する。

［実施例］ 以下、第１図ないし第３図を参照して本発明の第１実
施例を説明する。

第１図および第２図において符号11は、先の第９図に
示した複数の円弧板状RCセグメント２、３からなる２つ
の主壁部１間に配される分岐部RCセグメントであって、
その基部12の端面13における筒状壁体Ｂの軸方向に沿っ
た中央には、その先端が平面である凸部13aが形成さ
れ、その前後（第１図においては左右）には、傾斜面13
bがそれぞれ形成されている。

14は、断面長方形状のRCセグメントからなる中柱であ
って、その両端部15には、分岐部RCセグメント11の前後
方向に張り出した張出部16がそれぞれ形成され、これに
より、中柱14における端面17の前後方向の長さは、３つ
の分岐部RCセグメント11にわたるまでの長さに設定され
ている。

中柱14の端面17の中央には、第１図および第３図に示
すように、分岐部RCセグメント11の前記凸部13aに嵌合
する凹部17aが形成され、さらにその嵌合状態で、嵌合
した分岐部RCセグメント11の傾斜面13b、およびこの前
後に隣接する分岐部RCセグメント11の一方の傾斜面13b
にそれぞれ当接する傾斜面17bおよび17cが形成されてい
る、このことから、端面17は、側面から見ると波形状に
形成されている。

また、中柱14の端面17には、第３図に示すように、ボ
ルト挿通孔18aを有する継手金具18が埋設され、これら
に対応して、分岐部RCセグメント11の基部12の端面13に
も、第１図に示すように、継手金具18が埋設されてい
る。

そして第１図に示すように、中柱14は、その端面17の
凹部17aが、１つの分岐部RCセグメント11の凸部13aに嵌
合され、その分岐部RCセグメント11の傾斜面13bに内側
の傾斜面17bがそれぞれ当接され、張出部16側の傾斜面1
7cが、前後に隣接する分岐部RCセグメント11の一方の傾
斜面13bに当接された状態で、３つの分岐部RCセグメン
ト11に対し、それぞれボルト・ナットにより結合されて
いる。すなわち、中柱14は、３つの分岐部RCセグメント
11にまたがって連結されており、かつ、分岐部RCセグメ
ント11に対して１つおきに対応して配設されている。

このように構築される筒状壁体Ｂにおいて、上記以外
は第９図に示した筒状壁体Ａと同様に構成されている。

そして、この筒状壁体Ｂからなる覆工用構築物を組立
てるには、第１図に示すように、まず、３つの分岐部RC
セグメント11を１組として、これらを、継手金具18同士
をボルト・ナットにより結合することにより相互に連結
する。次いで、３つの分岐部RCセグメント11のうちの真
ん中のものにおける基部12の端面13に形成された凸部13
aに、中柱14を横から移動させてその端面17に形成され
た凹部17aを嵌合し、かつ、両者の相互に対応する傾斜
面13b、および17b、17cを互いに当接させた状態で、各
継手金具18同士をボルト・ナットにより結合することに
より、３つの分岐部RCセグメント11に対して１本の中柱
14を連結する。

このような作業を順次行い、分岐部RCセグメント11に
対して中柱14を１つおきに連結していき、覆工用構築物
としていく。

上記覆工用構築物にあっては、１つの中柱14の両端面
17、17に、それぞれ前後に隣接する３つの分岐部RCセグ
メント11が連結されることにより、分岐部RCセグメント
11に対して中柱14を１つおきに配設することができ、し
たがって、中柱14と分岐部RCセグメント11の組立て作業
時間が短縮される。

また、分岐部RCセグメント11および中柱14における相
互の連結部である分岐部RCセグメント11の基部12の端面
13、および中柱14の端面17には、それぞれ互いに嵌合し
合う凸部13aおよび凹部17aが形成されているから、両者
の相対的な横方向の位置決め並びにその連結作業が容易
となり、それにともなって、作業時間が短縮する。しか
も、両者が凹凸嵌合されることにより、その連結強度は
高いものとなり、壁体自体の安定性が向上する。

さらに、中柱14を分岐部RCセグメント11に対して１つ
おきに配設できることから、中柱14間には広い空間が確
保され、この空間を利用して両主壁部１内部の作業員の
行き来ならびに資材の受け渡し等がスムーズに行える。

なお、第４図は上記実施例の変形例を示し、これにお
いては、中柱14を分岐部RCセグメント11に対して２つお
きに配設しており、中柱14の分岐部RCセグメント11の組
立て作業時間のさらなる短縮が図れるものとなってい
る。

続いて、本発明の第２実施例を第５図ないし第８図を
参照して説明する。

本実施例の２連形の筒状壁体Ｃは、上記第１実施例と
異なり、スチールセグメントによって構成されている。

すなわち、その主壁部20は、複数の円弧板状スチール
セグメント21と、このスチールセグメント21よりも少し
短いスチールセグメント22とが周方向に沿って相互にボ
ルト結合されてなり、これら主壁部20、20の軸方向に沿
う開口20aを形成する一端および他端が、それぞれ分岐
部スチールセグメント23に連結されている。

スチールセグメント21、22は互いに同様の構成であ
り、第６図（イ）（ロ）に示すように、一対の円弧状の
主桁24を互いに対向配置し、各主桁24の両端部に継手板
25を溶接し、これら主桁24と継手板25により形成された
円弧状矩形体の外周部に、スキンプレート26を溶接し、
さらに、スキンプレート26の内周面に、継手板25と同方
向に延びる複数のリブ27を溶接してなる。

また、分岐部スチールセグメント23は、第８図に示す
ように、両端に形成された短い連結腕部28と基部29とを
有するもので、一対の略Ｙ字状をなす主桁30を互いに対
向配置し、かつ主桁30の連結腕部28先端に継手板31を溶
接するとともに、これら主桁30と継手板31により形成さ
れた略Ｙ字状体の外側にスキンプレート32を溶接し、主
桁30の基部29端面に継手板33を溶接し、さらに、スキン
プレート32の長手方向における略中央の内周部に、継手
板29と同方向に延びる２つのリブ34が溶接されてなる。

基部29端面をなす前記継手板33は、その筒状壁体Ｃの
軸方向に沿った中央が出張るよう折り曲げられており、
これによって基部29には、その先端が平面である凸部33
aが形成され、かつその前後（第７図においては左右）
には、傾斜面33bがそれぞれ形成されている。

なお、スチールセグメント21、22および分岐部スチー
ルセグメント23における主桁24、28および継手板25、3
1、33には、それぞれボルト挿通孔35が適当数形成され
ている。

そして、上下の分岐部スチールセグメント23、23間に
は、Ｈ鋼を主体としてなる中柱36が配設されている。

この中柱36は、第７図および第８図に示すように、一
対のフランジ36aおよびウエッブ36bを有するＨ鋼からな
る中柱本体37の両端の各フランジ36aに、略台形状の連
結板38がそれぞれ対向する状態で溶接されている。これ
ら連結板38の外側の端縁は、３つの前記分岐部スチール
セグメント23にわたるまでの長さに設定され、その内側
に、中柱36の長手方向の端面をなす継手板39が溶接され
ている。

この継手板39の中央は、分岐部スチールセグメント23
の前記凸部33aに嵌合する凹部39aが形成され、さらにそ
の嵌合状態で、嵌合した分岐部スチールセグメント23の
傾斜面33b、およびこの前後に隣接する分岐部スチール
セグメント23の一方の傾斜面33bにそれぞれ当接する傾
斜面39b、39cが形成されている。

このことから、継手板39は、側面から見ると波形状に
形成され、継手板39が溶接される連結板38の端縁、およ
び中柱本体37のフランジ36aもこれに対応した波形にカ
ットされている。

なお、継手板39には、分岐部スチールセグメント23の
基部29側の継手板33のボルト挿通孔35に対応するボルト
挿通孔35が形成されている。

上記構成の中柱36は、第７図に示すように、継手板39
の凹部39aが、１つの分岐部スチールセグメント23の凸
部33aに嵌合され、その分岐部RCセグメント11の傾斜面3
3bに内側の傾斜面39bがそれぞれ当接され、外側の傾斜
面39cが、前後に隣接する分岐部RCセグメント23の一方
の傾斜面33bに当接された状態で、３つの分岐部スチー
ルセグメント23に対し、それぞれボルト挿通孔35を利用
してボルト・ナットにより結合されている。すなわち、
中柱36は、３つの分岐部スチールセグメント23にまたが
って連結されており、かつ、分岐部スチールセグメント
23に対して１つおきに配設されている。

このような覆工用構築物を組立てるには、第７図に示
すように、まず、３つの分岐部RCセグメント23を１組と
して、これらを、ボルト挿通孔35を利用してボルト・ナ
ットにより結合することにより相互に連結する。

次いで、３つの分岐部RCセグメント11のうちの真ん中
のものにおける基部29側の継手板33に形成された凸部33
aに、中柱36を横から移動させてその先端の継手板39に
形成された凹部39aを嵌合し、かつ、両者の相互に対応
する傾斜面33b、および39b、39cを互いに当接させた状
態で、一致したボルト挿通孔35を利用してボルト・ナッ
トにより結合することにより、３つの分岐部RCセグメン
ト23に対して１本の中柱23を連結する。

このような作業を順次行い、分岐部RCセグメント23に
対して中柱36を１つおきに連結していき、覆工用構築物
としていく。

上記覆工用構築物にあっては、先の第１実施例と同様
に、１つの中柱23に３つの分岐部スチールセグメント23
が連結されることによる組立て作業時間の短縮化、およ
び両者の連結部が凹凸嵌合であることによる容易な連結
作業と連結強度の向上等が図れる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の掘削穴の覆工用構築物
によれば、１つの中柱の両端部にそれぞれ隣接する３つ
の分岐部セグメントが連結されることから、分岐部セグ
メントに対して中柱を１つおきに、あるいはそれ以上の
数おきに配設することができ、これによって、中柱と分
岐部セグメントの組立て作業時間を短縮することができ
るとともに、中柱間に確保される広い空間を利用して主
壁部の内部間にわたる作業員の行き来ならびに資材の受
け渡し等がスムーズに行える。

また、分岐部セグメントおよび中柱における相互の連
結部のいずれか一方に凹部を、他方にこの凹部に嵌合す
る凸部を形成すれば、両者の相互の位置決め並びにその
連結作業が容易となり、それにともなって、作業時間が
短縮する。しかも、両者が凹凸嵌合されることにより、
その連結強度は高いものとなり、構築物自体の安定性が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示す図であ
って、第１図は分岐部RCセグメントと中柱の連結部の側
面図、第２図は中柱の第１図II−II線に沿う矢視断面
図、第３図は中柱の平面図、第４図は第１実施例の変形
例を示す側面図、第５図ないし第８図は本発明の第２実
施例を示す図であって、第５図はその正面図、第６図
（イ）（ロ）はそれぞれスチールセグメントの斜視図、
第７図は分岐部スチールセグメントと中柱の連結部の側
面図、第８図はその斜視図、第９図ないし第12図は従来
例を示す図であって、第９図はその正面図、第10図は分
岐部RCセグメントと中柱の連結部の側面図、第11図は第
９図Ｚ円部の拡大図、第12図は中柱の平面図である。 １、20……主壁部、1a、20a……開口、２、３……RCセ
グメント、11……分岐部RCセグメント、13a、33a……凸
部、14、36……中柱、17a、39a……凹部、21、22……ス
チールセグメント、23……分岐部スチールセグメント、
Ｂ、Ｃ……筒状壁体、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大関 宗孝 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 ロ ーズベイ八重州ビル 石川島建材工業株 式会社内 (72)発明者 橋本 博英 東京都中央区八重洲２丁目６番21号 ロ ーズベイ八重州ビル 石川島建材工業株 式会社内

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の円弧板状セグメントが２連形の掘削
   穴における周壁に沿って組み立てられることにより、軸
   線方向に沿う開口が相互に対向した状態で円筒状の主壁
   部が２つ形成され、前記開口の一端同士および他端同士
   がそれぞれ分岐部セグメントを介して連結され、さら
   に、これら分岐部セグメント同士が中柱を介して連結さ
   れてなる掘削穴の覆工用構築物において、 前記中柱は、その両端部が、それぞれ隣接する３つの前
   記分岐部セグメントに連結されていることを特徴とする
   掘削穴の覆工用構築物。
2. 【請求項２】前記分岐部セグメントおよび前記中柱にお
   ける相互の連結部のいずれか一方に凹部を、他方にこの
   凹部に嵌合する凸部を形成したことを特徴とする請求項
   １記載の掘削穴の覆工用構築物。
3. 【請求項３】前記円弧板状セグメント、分岐部セグメン
   トおよび中柱のうち少なくとも１つがRCセグメントから
   なることを特徴とする請求項１および２記載の掘削穴の
   覆工用構築物。
4. 【請求項４】前記円弧板状セグメント、分岐部セグメン
   トおよび中柱のうち少なくとも１つがスチールセグメン
   トからなることを特徴とする請求項１および２記載の掘
   削穴の覆工用構築物。