JP3252938B2

JP3252938B2 - シールドセグメントの継手構造

Info

Publication number: JP3252938B2
Application number: JP03238294A
Authority: JP
Inventors: 幸治秋山; 恭嗣栗林; 弘治石本; 直道澤田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1994-03-02
Filing date: 1994-03-02
Publication date: 2002-02-04
Anticipated expiration: 2017-02-04
Also published as: JPH07238789A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばトンネルのシー
ルド工法などにおいて適用可能なシールドセグメントの
継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シールド工法によるトンネルに
は、円周方向に分割されその各々が円弧状のコンクリー
ト製（またはレジンコンクリート製）のシールドセグメ
ントが用いられている。そしてこれらシールドセグメン
トの組立てにあたっては、複数のシールドセグメントを
千鳥状に配置し、各シールドセグメントの円周方向端面
同士および軸方向端面同士をボルトによって連結するこ
とにより筒状のセグメントリングを形成している。

【０００３】図８は、ボルトによる組立ての対象とな
る、従来のシールドセグメントの継手部外観を示してい
る。図８において、８０はシールドセグメント本体（以
下、セグメント）を示し、８０ａはセグメント８０の円
周方向端面、８０ｂはセグメント８０の軸方向端面をそ
れぞれ示している。

【０００４】従来のセグメント８０は、図示するように
円周方向端面８０ａおよび軸方向端面８０ｂに、一般に
「箱抜き」と呼ばれる凹部８１，８２が形成され、更に
それぞれの凹部８１，８２に対して、ボルト締結のため
の補助金具８３，８４が挿入固定されている。そして、
セグメントリングの組立てにあたっては、図９（ａ），
（ｂ）に示すように、このセグメント８０の円周方向ま
たは軸方向から別のセグメント８０’をアクセスさせ
て、その端面同士を突き当て、補助金具８３，８３’
（８４，８４’）のボルト孔８５，８６に直ボルト８７
または曲がりボルト８８を通し、一方の凹部でナット８
９を締め、以下これを繰り返すことにより筒状のセグメ
ントリングを形成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たセグメントリングの組立方法は、図示したようにセグ
メント８０それ自体にボルト収納部としての大きな凹部
８１，８２を形成しなければならず、この欠損部分のた
めにセグメント自体の強度が低いという問題がある。ま
た、この構造は、エレクタ（図示せず）などを用いてシ
ールドセグメントを他方のセグメントに向けて推進する
時などに、補助金具８３，８４に荷重が集中してしま
い、金具周囲のセグメント部分が欠けてしまい組立体自
体の強度を低下させるという問題もある。

【０００６】更に、このようなセグメント８０を多数使
用してセグメントリングを組立てるには、多くのボルト
８７，８８を挿入してナット８９を締結しなければなら
ず、その締付け作業は制限された狭い作業環境下で行わ
れるために、その作業自体に多大な労力を要する。

【０００７】本発明はかかる問題に鑑み、組立てられた
セグメントリング全体の高剛性を確保できるとともに、
少ない労力でセグメント同士を接合可能なシールドセグ
メントの継手構造を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、第１の発明によるシールドセグメントの継手構造
は、隣接するシールドセグメントの円周方向端面同士ま
たは軸方向端面同士を接合する継手構造であって、接合
されるべき双方のシールドセグメントの端面に形成され
る複数の孔と、一方のシールドセグメントに形成された
前記孔と他方のシールドセグメントに形成された前記孔
とに挿入される棒状の継手部材と、前記孔の中に入れら
れる、接着剤を適量分封入したガラス容器とを備え、前
記継手部材の前記孔への挿入に先立って、前記ガラス容
器を予め前記孔の中に入れておき、前記セグメントの端
面同士の突き当ての際に、前記継手部材の両端が前記孔
にそれぞれ挿入されることによって前記ガラス容器を破
壊し、ガラス容器内から流出した接着剤により、前記継
手部材をシールドセグメントに固着させることを特徴と
している。また、同じ目的を達成するため、第２の発明
によるシールドセグメントの継手構造は、隣接するシー
ルドセグメントの円周方向端面同士または軸方向端面同
士を接合する継手構造であって、接合されるべき双方の
シールドセグメントの接合部分に形成され、一方のシー
ルドセグメントにおいて、その内周面より接合端面に向
かって斜めに形成され、他方のシールドセグメントにお
いて、接合端面からセグメント外周面に向かって斜めに
形成され、セグメント接合状態において同一軸線を成す
ように配置される複数の孔と、前記セグメントの接合位
置において同一軸線を成す前記孔に内周面側から挿入さ
れる棒状の継手部材と、前記継手部材の外周面に塗布さ
れる接着剤とを備えることを特徴としている。

【０００９】

【作用】接合端面に形成された孔に継手部材を挿入し、
これを接着剤によって孔内でシールドセグメントに固着
することで、ボルト／ナットによる接合法に比較してセ
グメントに対する欠損部を少なくすることができる。ま
たナット締付けによる接合ではなく、接着剤による接着
作用を利用した接合であるために、少ない労力で済み、
作業性も向上できる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照してシールドセグメント継
手構造の実施例を説明する。図１は、シールドセグメン
ト円周方向Ａに沿って複数のセグメントを組立てること
によって得られるリング状のセグメント（セグメントリ
ング）に対し、そのリング軸方向Ｂ（すなわち、シール
ドトンネル軸方向）から新たなシールドセグメントを接
合する際の継手構造を示したものである。

【００１１】図１において、１はセグメントリングを構
成する円弧状のシールドセグメント（以下、セグメント
と略す）であり、例えばコンクリート、またはレジンコ
ンクリートなどの材料から形成される。このセグメント
１の軸方向両端面２には、複数の孔３が、端面２に対し
て略垂直な方向（即ち、軸方向Ｂ）に形成される。一
方、この端面２に対し、接合されることになるセグメン
ト１０の軸方向端面１２にも、セグメント１の各孔３に
対応した位置にそれぞれ同じ孔１３が形成される。これ
らの孔３，１３はそれぞれの端面２，１２から所定の深
さに亙って形成される。

【００１２】セグメント１を接続するための手段とし
て、各孔３には棒状の継手部材４が挿入される。この継
手部材４は補強筋で補強された高強度の樹脂材料から形
成され、その断面形は孔３，１３に密に適合するよう
に、孔３，１３の内径にほぼ等しい外径寸法を有する。
また、その外周面には、部材挿入に先立って部材形成樹
脂材料とセグメント材料とを接着可能とする強力な接着
剤５が塗布されている。

【００１３】図２は以上のように構成された継手構造に
よるセグメント１とセグメント１０との接合過程を示し
たものであって、（ａ）は接合前、（ｂ）は接合後の状
態を示している。しかして、その接合は、まず接着剤５
を塗布した棒状継手部材４を組上がったセグメント１０
の孔１３に抜けない程度の深さに差し込んでおき、次に
セグメント組立て用エレクタ（図示せず）によって接合
対象となるセグメント１の各孔３を各棒状継手部材４に
整合させ、シールド推進ジャッキ（図示せず）によって
セグメント１をセグメント１０の端面１２に向けて押し
込む。これにより、棒状継手部材４は、セグメント１０
の孔１３の中さらに深くに挿入され、またセグメント１
の孔３の中にも同時に挿入されることとなり、その押し
込みは双方の軸方向端面２，１２が互いに接触するまで
行われる。そして、この後は接着剤５による接合作用に
より、孔１３の中では棒状継手部材４とセグメント１０
が固着され、他方、孔３の中では棒状継手部材４とセグ
メントリング１が固着され、棒状継手部材４を介してセ
グメント１とセグメント１０とが接合されるのである。

【００１４】このように発明の第１実施例によれば、そ
の表面に接着剤５を塗布した棒状継手部材４をセグメン
ト１およびセグメント１０に形成された孔３，１３に差
し込むことで、これまでのようなボルト締めなどの込み
入った作業を要することなく、シールド施工現場で簡単
にセグメント同士を接合することができ、組立時間の短
縮化、作業能率アップが可能となる。なお、以上説明し
た接合形態は、トンネルの軸方向Ｂに棒状継手部材４の
接合を行い、セグメント１の円周方向Ａの端面６同士
は、従来通りのボルト接合法（或いは、他の接合法）を
採用したものであるが、これとは逆に、図３のように円
周方向Ａの接合に棒状継手部材４を使用しても良い。こ
の場合、トンネル軸方向Ｂの接合はボルト接合または他
の接合法でも良い。また更に、図示しないが、円周方向
Ａおよび軸方向Ｂの両方の端面２，６同士を上記棒状継
手部材４によって接合するようにしても良い。

【００１５】更に、例示した接着剤５は、棒状継手部材
４の表面に塗布されるものであったが、シールド施工現
場でのセグメントの接合作業をより簡素にするために、
図４に示すように、接着剤５を適量分封入した薄肉のガ
ラス容器７を、継手挿入に先立って孔３，１３内に入れ
ておき、セグメント１同士の突き当ての際に棒状継手部
材４によって容器７を破壊し、以て継手・セグメント間
に接着剤５が流出・充満されるようにしても良い。この
ように構成することにより、シールド施工現場では予め
接着剤５を封入した薄肉のガラス容器７を、継手挿入に
先立って孔３，１３内に入れるだけであるので、シール
ド施工現場における作業工程を著しく短縮することがで
きる。なお、この図では棒状継手部材４の表面に環状の
突起４ａが設けられており、孔３と継手部材４との嵌合
時、突起４ａが孔３の内壁面に食いつくようにして、継
手部材４とセグメント１の接合力を更に高めるような配
慮がなされている。

【００１６】次に、上述した継手構造とは異なる本発明
の第２実施例としての継手構造を説明する。図５は、こ
の継手構造を構成するセグメントおよび棒状継手の外観
を示している。なお、本図において、第１実施例の継手
構造と同様な構成部分は同一番号を付すこととする。

【００１７】この実施例によれば、接合される２つのセ
グメントの内、一方のセグメント１には、セグメント１
の内周面８より接合対象となる端面２（仮に軸方向端面
とする）にかけて斜めに孔３が貫通形成される。これに
対し、他方のセグメント１０の端面１２には、セグメン
ト接合状態において孔３に整合する端面位置に、端面１
２よりセグメント外周面１４にかけて斜めに貫通した孔
１３が形成される。これらの孔３，１３は、セグメント
接合状態において同一軸線を成すように、アライメント
される。また、本実施例において使用される棒状継手部
材４は、図示するように、一方の端面４ｂが継手軸線４
Ａに対して斜めに形成されており、第１実施例と同様に
孔３，１３の内径にほぼ等しい外径を有し、補強材で補
強された高強度樹脂材料より形成される。

【００１８】しかして、その接合は、まずセグメント組
立て用エレクタを用いてセグメント１の端面３をセグメ
ント１０の端面１３に突き合わせ、次に棒状継手部材４
の外面に接着剤５を塗布してセグメント１の内周面８よ
り孔３に差し込み、図６に示すように継手部材４の先端
斜面４ｂがセグメント１０の外周面１４と面一になる位
置まで他端面４ｂを押圧する。なお、この実施例では他
端面４ｃは、この押圧を容易とするべく継手軸線４Ａに
対して垂直に設定されている。そして、このようにして
孔３，１３の所定位置に位置せしめたならば、継手部材
４で占められない孔３内の余剰空間に対して樹脂系の接
着剤１５が充填され、やがて継手外面の接着剤５の硬化
に伴い２つのセグメント１，１０が棒状継手部材４を介
して接合されるのである。

【００１９】このように本発明の第２実施例によれば、
２つのセグメント１，１０をまず突き合わせた上で、そ
の内方より接合手段としての棒状継手部材４を挿入する
だけで容易にセグメント同士が接合でき、これまでのよ
うなボルト締め作業に比較して、シールド施工現場での
継手取り付けが可能となる。また第１実施例と同様に、
接着剤５を介したセグメント接合であるために、ボルト
締結法に比較してセグメント組立時間や作業能率を格段
に向上することができる。なお、棒状継手部材４のセグ
メント１，１０への挿入も、孔３，１３が共に貫通孔で
あるために挿入に伴って継手部材４により孔１３内の空
気がセグメント外周面１４側へと抜け、継手挿入をスム
ーズにすることが可能となる。

【００２０】図７はこの棒状継手部材４を差し込む孔
３，１３の一配置例を示したものである。ここでは、セ
グメントの円周方向端面６同士の接合、および軸方向端
面２，１２同士の接合に対して、上述した棒状継手部材
４を使用することを想定して斜め方向の貫通孔３，１３
が形成されている。当然、この変形例としては、トンネ
ル軸方向または円周方向の接合に対してのみ、本実施例
による継手構造を適用しても良く、また前述した第１実
施例による継手構造を組み合わせても良い。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明によれ
ば、シールド施工現場では予め接着剤を封入したガラス
容器を、継手挿入に先立って孔内に入れるだけであるの
で、シールド施工現場における作業工程を著しく短縮す
ることができる。また、第２の発明によれば、シールド
施工現場でセグメントを隣接させた状態において同一軸
線を成す孔に内周面側から外周面に接着剤が塗布された
棒状の継手部材をはめ込むだけであるので、シールド施
工現場における作業工程を著しく短縮することができ
る。そして、本発明では、継手部材もこれを嵌め込む孔
も直線構造であるので、製造コストを抑えることがで
き、組立作業も簡単であることから、施工コストの抑制
ができるという効果がある。更に、本発明では、接合端
面に形成された孔に継手部分を挿入し、これを接着剤に
よって孔内でシールドセグメントに固着することで、金
具を介したボルト締結による従来のセグメント継手構造
に比較して、セグメントに対する欠損部を少なくするこ
とができ、セグメント製造時の労力と材料費が低減でき
る。また棒状継手は接着剤によってセグメントと一体化
されるために、シールド施工現場での取り付けが可能と
なり、セグメント運搬などでの継手変形などの問題がな
い。さらにセグメント組立時間が大幅に低減でき、作業
能率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例としての継手構造を示すシ
ールドセグメントの外観斜視図である。

【図２】図１のセグメントのトンネル軸方向の接合前後
を示す外観図である。

【図３】図１のセグメントの円周方向の接合状態を示す
外観図である。

【図４】図１のセグメント棒状継手の変形例を示す外観
図である。

【図５】本発明の第２実施例としての継手構造を示すシ
ールドセグメントの外観斜視図である。

【図６】図５のセグメント継手部分の断面図である。

【図７】第２実施例で使用されるセグメントの外観図で
ある。

【図８】従来のセグメント部分の外観斜視図である。

【図９】図８の継手部分の断面図である。

【符号の説明】

１，１０シールドセグメント２，１２軸方向端面３，１３孔４棒状継手部材５，１５接着剤６円周方向端面１０接着剤Ａセグメント円周方向Ｂシールドトンネル軸方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者澤田直道東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開昭62−284896（ＪＰ，Ａ) 特開平２−132294（ＪＰ，Ａ) 特開平５−179893（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−80210（ＪＰ，Ｕ) 特公昭53−40262（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/04 E21D 11/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】隣接するシールドセグメント(1,10)の円
周方向端面(6) 同士または軸方向端面(2, 12) 同士を接
合する継手構造であって、接合されるべき双方のシールドセグメント(1,10)の前記
端面に形成される複数の孔(3,13)と、一方のシールドセグメント(1) に形成された前記孔(3)
と他方のシールドセグメント(10)に形成された前記孔(1
3)とに挿入される棒状の継手部材(4) と、前記孔(3,13)の中に入れられる、接着剤(5) を適量分封
入したガラス容器(7)と、を備え、前記継手部材(4) の前記孔(3,13)への挿入に先立って、
前記ガラス容器(7) を予め前記孔(3,13)の中に入れてお
き、前記セグメントの端面同士の突き当ての際に、前記継手
部材(4) の両端が前記孔にそれぞれ挿入されることによ
って前記ガラス容器(7) を破壊し、ガラス容器内から流
出した接着剤により、前記継手部材をシールドセグメン
トに固着させることを特徴とするシールドセグメントの
継手構造。
【請求項２】隣接するシールドセグメント(1,10)の円
周方向端面(6) 同士または軸方向端面(2, 12) 同士を接
合する継手構造であって、接合されるべき双方のシールドセグメント(1,10)の接合
部分に形成され、一方のシールドセグメントにおいて、
その内周面より接合端面に向かって斜めに形成され、他
方のシールドセグメントにおいて、接合端面からセグメ
ント外周面に向かって斜めに形成され、セグメント接合
状態において同一軸線を成すように配置される複数の孔
(3,13)と、前記セグメントの接合位置において同一軸線を成す前記
孔に内周面側から挿入される棒状の継手部材(4) と、前記継手部材の外周面に塗布される接着剤(5) と、を備
えることを特徴とするシールドセグメントの継手構造。