JP3252938B2 - シールドセグメントの継手構造 - Google Patents

シールドセグメントの継手構造

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JP3252938B2 JP03238294A JP3238294A JP3252938B2 JP 3252938 B2 JP3252938 B2 JP 3252938B2 JP 03238294 A JP03238294 A JP 03238294A JP 3238294 A JP3238294 A JP 3238294A JP 3252938 B2 JP3252938 B2 JP 3252938B2
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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
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 (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
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