JP2954781B2 - セグメントの継手構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多数接合されて円筒状
のトンネルの壁体を構成する円弧版状のセグメントを、
相互に接合させるセグメントの継手構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のトンネル工法は、シールドマシン
によって地盤を掘削しながら、その後方で、円弧版状の
セグメント（鉄筋コンクリート製あるいはスチール製）
を順次接合して円筒状のトンネル壁体を構築していく、
いわゆるシールド工法が一般的になってきている。

【０００３】上記セグメントどうしの接合は、図５に示
すように、互いに接合するセグメント（この場合鉄筋コ
ンクリート製）１の接合端面１ａに適宜数埋設したプレ
ート状の継手金具２どうしを、ボルト３およびナット４
により締結する手段が一般的である。セグメント１の内
面（凹面）側には、ボルト３およびナット４の配設なら
びにこれらの締結作業を可能とするための、継手凹所５
があらかじめ形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におい
ては、多大な交通量に対応するトンネル、あるいは鉄道
と車道を複合させたトンネル等、従来と比較するとその
内径がきわめて大きな大断面トンネルを構築する必要性
が生じてきている。このような大断面トンネルの壁体を
構成するセグメントは、従来と比較すると当然大型化し
たものとなり、特にその厚さは数倍の厚さを有する。

【０００５】このような板厚が大きな大型のセグメント
においては、上記従来のボルト・ナットによるセグメン
トどうしの継手では、接合強度の上で不安があって適用
できないのが現状であり、したがって、充分な接合強度
が得られる新たな継手構造の開発が急務とされている。

【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、通常のセグメントはもちろんのこと、板厚が大
きな大型のセグメントどうしの接合も、充分な強度をも
ってなし得るセグメントの継手構造を提供することを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたもので、接合する一対の円弧版状の
セグメントを、周方向に沿わせた状態で、周方向端面で
ある互いの接合端面どうしを合わせ両者を接合させる、
セグメントの継手構造において、前記接合端面どうしを
合わせた状態で、各セグメントの円弧状の外面および内
面の双方に、外面側継手プレートおよび内面側継手プレ
ートを、各セグメントにまたがらせてそれぞれ添接し、
外面側継手プレートにおける、セグメントの内面側に向
いた裏面に形成されたボルト穴に、前記内面側継手プレ
ートおよび各セグメントに形成したボルト挿通孔に通し
たボルトをねじ込んで締結することを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明のセグメントの継手構造によれば、外面
側継手プレートおよび内面側継手プレートを、双方のセ
グメントの外面および内面にそれぞれまたがらせて添接
し、これら継手プレートを、セグメントに貫通させたボ
ルトで締結することにより、セグメントどうしが接合さ
れる構造であり、充分な接合強度が得られ、通常のセグ
メントはもちろんのこと、板厚が大きな、大断面トンネ
ル用の大型のセグメントどうしの接合に有効に適用でき
る。また、ボルトがねじ込まれる外面側継手プレートの
ボルト穴は、外面側継手プレートの表面（外面）に開口
していないから、土砂から流出する地下水に対する止水
性にすぐれている。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の第１実施例を
説明する。図１は、所定の厚さを有する、大断面トンネ
ル用の円弧版状の一対のセグメント（この場合鉄筋コン
クリート製）１１が、自身の周方向に沿った状態で、周
方向端面である互いの接合端面１２どうしが合わせら
れ、本発明に係る継手構造により互いに接合されている
状態を示している。

【００１０】各セグメント１１における各接合端面１２
の一方および他方には、セグメント１１の幅方向（図１
における表裏方向）に延びて互いに嵌まり合う、位置決
め用のほぞ１２ａ、１２ｂがそれぞれ形成されている。
これらほぞ１２ａ、１２ｂを互いに嵌め込むと、各セグ
メント１１は、自身の周方向に沿い、かつ厚さ方向が一
致した状態となる。

【００１１】セグメント１１の互いの接合端部の凸面で
ある外面１１Ａと、凹面である内面１１Ｂの双方には、
外面側継手プレート１３および内面側継手プレート１４
が、各セグメント１１にまたがってそれぞれ添接されて
いる。

【００１２】これら継手プレート１３、１４は、長方形
状であり、セグメント１１の全幅にわたり、かつ、セグ
メント１１双方にまたがる適宜な幅を有しており、セグ
メント１１の接合端部の外面１１Ａおよび内面１１Ｂに
形成された段部１１ａ、１１ｂに嵌められる。この状態
で、各継手プレート１３、１４の表面は、それぞれセグ
メント１１の外面１１Ａおよび内面１１Ｂと、略面一に
なっている。

【００１３】各セグメント１１の段部１１ａと段部１１
ｂ間には、セグメント１１の厚さ方向に延びるボルト挿
通孔１５…が、それぞれセグメント１１の幅方向に沿っ
て等間隔に複数（この場合５つ）貫通形成されている。
これらボルト挿通孔１５…には、ボルト１６…が通され
る。

【００１４】そして、外面側継手プレート１３の、セグ
メント１１の内面１１Ｂ側に向いた裏面１３ａ、すなわ
ち各セグメント１１の段部１１ａに面する裏面１３ａに
は、ボルト挿通孔１５…に通されるボルト１６…がねじ
込まれるボルト穴１７…が形成されている。

【００１５】また、内面側継手プレート１４には、ボル
ト挿通孔１５…にボルト１６…を通すためのボルト挿通
孔１８…が貫通形成されている。これらボルト挿通孔１
８…の周囲には、座ぐり１９がそれぞれ形成されてい
る。

【００１６】セグメント１１どうしを接合するには、ま
ず、ほぞ１２ａ、１２ｂを互いに嵌め込んで接合端面１
２を互いに合わせ、外面１１Ａ側の各段部１１ａに、ボ
ルト穴１７…を内面１１Ｂ側に向けて外面側継手プレー
ト１３を、図１において手前側から挿入して嵌め込み添
接する。次いで、座ぐり１９が形成された面を内面１１
Ｂに一致させて、内面側継手プレート１４を内面１１Ｂ
側の各段部１１ｂに嵌め込む。この後、ワッシャ２０を
介して、ボルト１６…を、内面側継手プレート１４およ
び各セグメント１１の各ボルト挿通孔１８…、１５…に
通し、外面側継手プレート１３のボルト穴１７…にねじ
込んで締結する。なお、各継手プレート１３、１４とセ
グメント１１との接合部や接合端面１２等には、必要に
応じて止水用のシール材（図示略）を設ける。

【００１７】図３は、本発明の第２実施例を示してい
る。この第２実施例は、基本構造は上記第１実施例と同
様であるが、この場合、セグメント１１の外面１１Ａ側
および内面１１Ｂ側の段部１１ａおよび１１ｂは、接合
端面１２に向かうにしたがって深くなり（つまりセグメ
ント１１の厚さは漸次薄くなる）、外面１１Ａ、内面１
１Ｂおよび接合端面１２に移行する角はＲ加工されてい
る。

【００１８】そして、裏面１３ａにボルト穴１７…が形
成された外面側継手プレート１３およびボルト挿通孔１
８…が形成された内面側継手プレート１４の、各セグメ
ント１１に合わせられる面は、各段部１１ａ・１１ａ、
１１ｂ・１１ｂに嵌合して添接する形状に形成され、こ
の嵌合状態で、それら表面は、外面１１Ａおよび内面１
１Ｂと面一となる。

【００１９】図４は、本発明の第３実施例を示してい
る。この第３実施例も、その基本構造は、上記第１およ
び第２実施例と同様であるが、接合する各セグメント１
１の接合端部の、一方（図４で左側）には外面１１Ａ
に、他方（図４で右側）には内面１１Ｂ側に、それぞれ
継手金具２１が、その一部をセグメント１１に埋設され
た状態で固着されている。

【００２０】継手金具２１は、セグメント１１の全幅に
わたっており、接合端面１２側の突条部２２と、これよ
りもセグメント１１の周方向内側の突条部２３との間
に、溝部２４が、それぞれセグメント１１の幅方向に延
びる状態で形成されている。

【００２１】一方の突条部２２は、その高さがセグメン
ト１１の外面１１Ａあるいは内面１１Ｂに至らず、ま
た、接合端面１２と面一になる接合端面２２ａを有して
いる。他方の突条部２３の、セグメント１１の外面１１
Ａあるいは内面１１Ｂに臨む表面は、それら外面１１
Ａ、内面１１Ｂと面一になっている。

【００２２】そして、継手金具２１には、セグメント１
１に形成された各ボルト挿通孔１５…に通されるボルト
１６…が通される、ボルト挿通孔２５が形成されてい
る。なお、継手金具２１には、溶接あるいはねじ止め等
の手段により、セグメント１１への結合強度を図るため
の図示せぬアンカー筋が固着されている。

【００２３】この第３実施例の外面側継手プレート１３
および内面側継手プレート１４は、継手金具２１が埋設
されていない接合端部の外面１１Ａおよｂ内面１１Ｂに
形成された段部１１ａおよび段部１１ｂに嵌合する基部
２６と、継手金具２１の溝部２４に嵌合する突条部２７
との間に、継手金具２１の突条部２２に嵌合する溝部２
８が形成されてなり、この嵌合状態で、その表面は、セ
グメント１１の外面１１Ａあるいは内面１１Ｂと面一に
なっている。

【００２４】外面側継手プレート１３の裏面１３ａの基
部２６および２７の部分には、セグメント１１のボルト
挿通孔１５…に通されるボルト１６…がねじ込まれるボ
ルト穴１７…が形成されている。また、内面側継手プレ
ート１４には、ボルト挿通孔１５…にボルト１６…を通
すためのボルト挿通孔１８…が貫通形成されている。こ
れらボルト挿通孔１８…の周囲には、座ぐり１９がそれ
ぞれ形成されている。

【００２５】セグメント１１どうしを接合するには、ま
ず、接合端面１２を互いに合わせ、外面１１Ａ側に、外
面側継手プレート１３を、図４において手前側から、基
部２６を段部１１ａに、溝部２８を継手金具２１の突条
部２２に、突条部２３を継手金具２１の溝部２４に合わ
せてスライドさせることにより嵌合して添接し、次い
で、同様にして内面側継手プレート１４を内面１１Ｂ側
に嵌合して添接する。

【００２６】この後、ワッシャ２０を介して、ボルト１
６…を、内面側継手プレート１４の基部２６、セグメン
ト１１および継手金具２１の溝部２４の各ボルト挿通孔
１８…、１５…および２５…に通して外面側継手プレー
ト１３のボルト穴１７…にねじ込んで締結し、さらに同
様にして、内面側継手プレート１４の突条部２３、継手
金具２１の溝部２４およびセグメント１１のボルト挿通
孔１５…に通したボルト１６…を、外面側継手プレート
１３のボルト穴１７…にねじ込んで締結する。

【００２７】なお、この第３実施例の場合、図４におけ
る右側のボルト１６は、セグメント１１を貫通して外面
側継手プレート１３の基部２６にねじ込むことなく、内
面側継手プレート１４と継手金具２１との締結のみとし
た構成にもできる。

【００２８】上記各実施例のセグメントの継手構造によ
れば、外面側継手プレート１３および内面側継手プレー
ト１４を、双方のセグメント１１の外面１１Ａおよび１
１Ｂにそれぞれまたがらせて添接し、これら継手プレー
ト１３、１４を、セグメント１１に貫通させたボルト１
６…で締結するから、セグメント１１どうしの接合強度
は充分なものとなる。しかも、各継手プレート１３、１
４はセグメント１１の全幅にわたっており、接合端部の
ある一部分に応力が偏ることがないので、さらなる接合
強度の向上が図られる。

【００２９】したがって、通常のセグメントはもちろん
のこと、板厚が大きな、大断面トンネル用の大型のセグ
メントどうしの接合に有効に適用できる。

【００３０】また、ボルト１６…がねじ込まれる外面側
継手プレート１３のボルト穴１７…は、外面側継手プレ
ート１３の表面（外面）に開口していないから、土砂か
ら流出する地下水に対する止水性にすぐれている。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のセグメン
トの継手構造によれば、接合する一対の円弧版状のセグ
メントを、周方向に沿わせた状態で、周方向端面である
互いの接合端面どうしを合わせ両者を接合させる、セグ
メントの継手構造において、前記接合端面どうしを合わ
せた状態で、各セグメントの円弧状の外面および内面の
双方に、外面側継手プレートおよび内面側継手プレート
を、各セグメントにまたがってそれぞれ添接し、外面側
継手プレートにおける、セグメントの内面側に向いた裏
面に形成されたボルト穴に、前記内面側継手プレートお
よび各セグメントに形成したボルト挿通孔に通したボル
トをねじ込んで締結することを特徴とするから、充分な
接合強度が得られ、通常のセグメントはもちろんのこ
と、板厚が大きな、大断面トンネル用の大型のセグメン
トどうしの接合に有効に適用できる。また、ボルトがね
じ込まれる外面側継手プレートのボルト穴は、外面側継
手プレートの表面（外面）に開口していないから、土砂
から流出する地下水に対する止水性にすぐれている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の側断面図である。

【図２】図１のＰ方向矢視図である。

【図３】本発明の第２実施例の側断面図である。

【図４】本発明の第３実施例の側断面図である。

【図５】従来の継手構造の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ セグメント １２ 接合端面 １３ 外面側継手プレート １３ａ 裏面 １４ 内面側継手プレート １５ ボルト挿通孔 １６ ボルト １７ ボルト穴 １８ ボルト挿通孔

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E21D 11/08 E21D 11/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接合する一対の円弧版状のセグメント
   を、周方向に沿わせた状態で、周方向端面である互いの
   接合端面どうしを合わせ両者を接合させる、セグメント
   の継手構造において、 前記接合端面どうしを合わせた状態で、各セグメントの
   円弧状の外面および内面の双方に、外面側継手プレート
   および内面側継手プレートを、各セグメントにまたがっ
   てそれぞれ添接し、 外面側継手プレートにおける、セグメントの内面側に向
   いた裏面に形成されたボルト穴に、前記内面側継手プレ
   ートおよび各セグメントに形成したボルト挿通孔に通し
   たボルトをねじ込んで締結することを特徴とするセグメ
   ントの継手構造。