JP3318545B2 - セグメントのローリング修正方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネルの掘削中に
おいて、掘削壁面に施工したセグメント覆工に生じてい
るローリングの修正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法においては、シールド掘削
機によって掘削された後方の掘削壁面に順次セグメント
を組み立てることによって覆工しているが、シールド掘
削機によるトンネルの掘削は、カッタヘッドを切羽面に
押し付けながら回転させると共にスキンプレートの後部
内に配設している複数本の推進ジャッキをセグメントの
前端面に反力をとって伸長させることにより行っている
ために、推進ジャッキにはカッタヘッドの回転方向と反
対方向の回転力が作用する。一方、セグメントにはセグ
メント同士を接合するためのボルトとボルト孔間には通
常、アソビが設けられているために、推進ジャッキに上
記回転力が作用すると、この推進ジャッキを受止してい
るセグメントがトンネル周方向に移動する、所謂、ロー
リングが発生する。

【０００３】このローリングが発生した場合、トンネル
の断面形状が円形の場合には覆工自体に影響を及ぼさな
いが、セグメントにより覆工した内周面に何らかの設備
を取り付けている時には問題が生じることになる。例え
ば、図５に示すように、セグメントＳによる一次覆工の
みで二次覆工を行わないトンネル工事において、トンネ
ル内に敷設する管路Ｐの取付用アンカーＡを事前にセグ
メントに装着しておく場合に、このセグメントが一定角
度以上ローリングすると、トンネル長さ方向に配設した
管路に捩じれが発生して管路内に配線等の工事を行うこ
とが困難となる事態が発生する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなローリン
グを修正する方法としては、組立てられたセグメントを
ローリング修正ジャッキを使用してローリングと反対方
向に移動させることが行われている。しかしながら、矩
形状セグメントのように、一定長のトンネルの掘削毎に
複数個のセグメントをリング状に組立ててこの１リング
分のセグメントを順次、トンネル長さ方向に接続しなが
らトンネル施工を行う場合には、ローリングが生じて
も、リング状に組立てたセグメントを単独的にトンネル
周方向に移動させてローリングの修正が可能であるが、
六角形セグメントのように、トンネル周方向に千鳥状に
組立てられた既設六角形セグメントにより形成されてい
る台形状空間部に新設六角形セグメントを組み込むこと
によってトンネル覆工を形成する場合には、１個の新設
六角形セグメントが既設六角形セグメントに対してトン
ネルの周方向と長さ方向に順次単独的に連結されている
ので、例え、セグメント同士を接合するためのボルトと
ボルト孔間のあそびの範囲内で強制的にローリング修正
を行おうとしても、修正ジャッキではローリングの修正
を行うことができないという問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、六角形セグメント
のように、トンネルの長さ方向と周方向との両方向に対
して互いに接合する傾斜端面を有するセグメントを組立
てる際に、一定の角度以上のローリングが発生した場
合、簡単且つ確実にローリング修正を可能にしたセグメ
ントのローリング修正方法を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るセグメントのローリング修
正方法は、トンネル周方向に隣接する既設セグメントの
対向する傾斜端面に新設セグメントの両側傾斜端面を接
合させることによってセグメントをトンネル周方向に順
次組立てる際に、新設セグメントのローリング方向に向
いている傾斜端面とこの傾斜端面に接合する既設セグメ
ントとの間に所定厚みのローリング修正用シート材を介
在させ、このシート材を介して新設セグメントの傾斜端
面をこの傾斜端面に対向する既設セグメントの傾斜端面
に接合させることを特徴としている。

【０００７】上記請求項１に記載したセグメントのロー
リング修正方法において、請求項２に係る発明は、セグ
メントの端面に全周に亘って設けられているシール溝に
水膨潤性の止水用シール材を装着していることを特徴と
している。

【０００８】また、請求項３に係る発明は、上記請求項
１又は請求項２に記載の発明において、セグメントは六
角形セグメントであって、トンネル周方向に千鳥状に組
立てられた既設六角形セグメントにより形成されている
台形状の空間部に新設六角形セグメントの後半部を組み
込む際に、新設六角形セグメントの後半部におけるロー
リング方向に向いている傾斜端面とこの傾斜端面に対向
する既設六角形セグメントの前側傾斜端面との間にロー
リング修正用シート材を介在しておき、このシート材を
介して新設六角形セグメントの上記傾斜端面を上記台形
状空間部の一方の傾斜面を形成している既設六角形セグ
メントの前半部側の傾斜端面に接合させることを特徴と
している。

【０００９】

【作用】トンネル周方向に隣接する既設セグメントの相
対する傾斜端面に新設セグメントの両側傾斜端面を接合
させることによってセグメントをトンネル周方向に順次
組立てる時に、既設セグメントがトンネル周方向に一定
のローリング角だけローリングしている場合、そのロー
リング方向に対向している既設セグメントの傾斜端面に
新設セグメントの傾斜端面、即ち、ローリング方向に向
いている傾斜端面を接合する際に、この新設セグメント
の傾斜端面と該傾斜端面に接合する既設セグメントとの
間に所定厚みのローリング修正用シート材を介在させ
る。なお、ローリング修正用シート材は接合させる新設
セグメントと既設セグメントとのいずれの傾斜端面に貼
着しておいてもよい。

【００１０】このシート材を介して新設セグメントを順
次、既設セグメントの対向する傾斜端面に接合させてセ
グメント覆工を組立てていくと、セグメントはシート材
の厚みに応じて順次、ローリングを修正したい方向に強
制的に移動させられ、ローリングが修正されるものであ
る。

【００１１】この時、既設セグメントと新設セグメント
との傾斜端面間に上記シート材の介在によって僅かな隙
間が生じるが、セグメントの端面に全周に亘って設けら
れているシール溝に止水用シール材として水膨潤性のシ
ール材を装着しておくことによって、該シール材が厚み
方向に膨張し、互いに対向するセグメントのシール材が
完全に圧着して確実な止水性を発揮する。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に本発明の具体的な実施の形態
を図面について説明すると、図１、図２において、１は
一定厚みを有するコンクリート製六角形セグメントであ
って、トンネル長さ方向に一定の間隔を存して形成して
いる一定長の前後端面２、３を互いに平行な端面に形成
していると共にこれらの前後端面２、３の両端間に連な
る両側端面は、前後端面２、３の両端からそれぞれトン
ネル周方向に突出した前後傾斜端面４、５からなるＶ字
状端面に形成されてあり、さらに、この両側のＶ字状端
面間に亘ってトンネル周方向に円弧状に湾曲した形状を
有している。

【００１３】さらに、この六角形セグメント１の端面に
おける厚さ方向の上下部には周方向に２条のシール溝
６、６が全周に亘って無端状に形成されてあり、これら
のシール溝６、６に該シール溝２に一本の水膨張性を有
するベルト状ゴム製止水用シール材７が装着されてい
る。また、この六角形セグメント１の前端面２の両側部
から前側傾斜端面４、４に平行にして後側傾斜端面５、
５の中央部に貫通するボルト装着孔９が設けられている
と共に前側傾斜端面４、４の中央部には後側傾斜端面
５、５に平行して螺子孔10、10が設けられている。

【００１４】８は一定厚みと幅を有する帯状のローリン
グ修正用シート材であって、ローリングの修正時に上記
六角形セグメント１の前側の両傾斜端面４におけるロー
リング方向に対向する傾斜端面４に貼着されるものであ
る。なお、このローリング修正用シート材８は、新たに
組み立てる新設の六角形セグメント１(1A)におけるロー
リング方向に向いた後側傾斜端面５に貼着しておいても
よく、いずれにしても六角形セグメント１の傾斜端面４
又は５のみに該傾斜端面の全長に亘って上記止水シール
材７に平行に且つこの止水シール材７よりも傾斜端面か
らの突出高さが高くなるように貼着されるものである。
具体的には、ローリング修正用シート材８は厚みが２m
m、幅が15mmに形成されてあり、シール溝６内に装着し
ている止水用シール材７は厚みが３mm、幅が18mmである
が、傾斜端面からの突出高さは１mm以下としている。こ
のようなローリング修正用シート材８としてはゴム製の
ものが望ましいが、帯状の合成樹脂製シート材、薄い木
質板片からなる帯状シート材であってもよい。

【００１５】シールド掘削機（図示せず）の掘進に従っ
て組立てられた六角形セグメント１による覆工構造は図
３、図４に示すように、トンネル長さ方向に対しては前
後に隣接する既設の六角形セグメント1B、1B同士が互い
にその前後端面２、３を止水シール材７を介して接合
し、トンネル周方向に対しては一方の既設六角形セグメ
ント1Bの前側傾斜端面４に他方の既設六角形セグメント
1Bの後側傾斜端面５を止水シール材７を介して接合させ
て順次、千鳥状に組み合わされている。

【００１６】従って、セグメント覆工の前端部は、トン
ネル周方向に１つ置きの既設六角形セグメント1Bの前半
台形状部分が前方に突出し、且つ突出した既設六角形セ
グメント1B、1Bの対向する前側傾斜端面４、４とこれら
の既設六角形セグメント1B、1B間に配設している既設六
角形セグメント1Bの前端面２とによって台形状の空間部
11が形成された形状を有している。さらに、これらの既
設六角形セグメント1B、1B同士が接合した前後傾斜端面
４、５間は、一方の既設六角形セグメント1Bの上記ボル
ト装着孔９に挿通しているボルト（図示せず）を他方の
既設六角形セグメント1Bの螺子孔10に螺合させることに
よって連結した構造となっている。

【００１７】そして、シールド掘削機を掘進させながら
既設六角形セグメント1Bに新設六角形セグメント1Aを順
次組立てゝ覆工を形成していくには、図４に示すよう
に、新設六角形セグメント1A（斜線で示している）を組
み込む１つの台形状空間部11に露出した既設六角形セグ
メント1Bを除く他の全ての既設六角形セグメント1Bの前
端面２にシールド掘削機のスキンプレートの後端部内に
装着している複数本の推進ジャッキ12のロッド先端を受
止させ、上記台形状空間部11にエレクタを使用して新設
六角形セグメント1Aを組み込んで組立作業を行うと同時
に既設六角形セグメント1Bの前端面２に支持させている
推進ジャッキ12を伸長させてシールド掘削機を掘進させ
る。

【００１８】新設六角形セグメント1Aを台形状空間部11
に組み込むと、その後半部の両側傾斜端面５、５が台形
状空間部11を斜面を形成している隣接する既設六角形セ
グメント1B、1Bの前側傾斜端面４、４に止水用シール材
７を介して接合すると共に新設六角形セグメント1Aの後
端面３が台形状空間部11の底面を形成している既設六角
形セグメント1Bの前端面２に当接した状態となる。

【００１９】この時、既に組立ているセグメント覆工に
ローリングが生じている場合には、上記台形状空間部11
に新設六角形セグメント1Aを組み込む際に、この新設六
角形セグメント1Aの後側両傾斜端面５、５におけるロー
リング方向に向いた傾斜端面５に上記ローリング修正用
シート材８を貼着するか、或いは、この傾斜端面５が接
合する既設六角形セグメント1Bの前側傾斜端面４、即
ち、ローリング方向に面してローリング修正方向に向い
ている前側傾斜端面５にローリング修正用シート材８を
貼着し、このローリング修正用シート材８を介して新設
六角形セグメント1Aの上記後側傾斜端面５を既設六角形
セグメント1Bの前側傾斜端面４に接合させると共に新設
六角形セグメント1Aに設けているボルト装着孔９にボル
ト（図示せず）を挿入してこのボルトを既設六角形セグ
メント1Bに設けている螺子孔10に螺締させることにより
新設六角形セグメント1Aを既設六角形セグメント1Bに一
体に連結する。

【００２０】このように、新設六角形セグメント1Aのロ
ーリング方向に向いている傾斜端面５とこの傾斜端面５
に接合する既設六角形セグメント1Bの傾斜端面４との間
に所定厚みのローリング修正用シート材８を介在させた
のち、新設六角形セグメント1Aを既設六角形セグメント
1Bに連結すると、ローリング修正用シート材８はその厚
み方向に圧縮するが、その圧縮した厚み分に相当する寸
法だけ新設六角形セグメント1Aがローリング修正方向に
僅かに移動した状態に組み込まれる。この際、ローリン
グ修正用シート材８の厚みは、ボルト装着用９とこのボ
ルト装着用孔９に挿入されるボルトとの隙間よりも小さ
いために、セグメント同士の連結作業に何ら支障を及ぼ
すことはない。そして、このローリング修正用シート材
８を介しての台形状空間部11に対する新設六角形セグメ
ント1Aの組み込み作業を順次複数回、繰り返し行って、
セグメント覆工のローリング角が大きくなる前に、ロー
リング修正用シート材８を介して組み込んだ複数個の新
設六角形セグメント1Aによってローリング修正を行うも
のである。

【００２１】一方、新設六角形セグメント1Aの周設して
いるシール溝６に装着した止水用シール材７は、この止
水性シール材７と対向した既設六角形セグメント1B側の
止水性シール材７とが突き合わせ状に接合し、該止水性
シール材７が水分を吸収することによって厚み方向に膨
張して上記ローリング修正用シート材８が設けられてい
る傾斜端面側においても止水性シール材７、７同士が完
全に圧着して確実な止水性を発揮するものである。

【００２２】なお、以上の実施例においては、六角形セ
グメントによって覆工を形成する場合におけるローリン
グ修正方法を説明したが、六角形セグメントに限らず、
両側が傾斜端面に形成されているセグメントを既に組立
てられたセグメント覆工の前端面における台形状の空間
部にトンネル周方向に順次組立てる場合に本発明を採用
することができるものである。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明のセグメントのロー
リング修正方法によれば、セグメント同士がその対向す
る前後傾斜端面を順次接合させてトンネル周方向に千鳥
状に組立てられる際に、新設セグメントのローリング方
向に向いている傾斜端面とこの傾斜端面に接合する既設
セグメントとの間に所定厚みのローリング修正用シート
材を介在させ、このシート材を介して新設セグメントの
傾斜端面をこの傾斜端面に対向する既設セグメントの傾
斜端面に接合させるものであるから、ローリング修正用
ジャッキでは修正が行えない上記セグメント覆工に生じ
たローリングを、新設セグメントの傾斜端面とこの傾斜
端面に対向する既設セグメントの傾斜端面間にローリン
グ修正用シート材を介在させることによってセグメント
の組立作業と平行して簡単に修正することができるもの
である。

【００２４】この際、ローリング修正用シート材の厚み
がボルトによるセグメント同士の連結の支障にならない
程度の薄肉に形成されているので、一枚のシート材によ
るローリング修正角度が極く僅かであり、従って、この
シート材を介して既設セグメントに新設セグメントを順
次組み込むことによってローリング修正を正確に精度よ
く行うことができ、セグメント覆工内に配管を行う場合
においても、該配管に捩じれを生じさせることなく直状
に精度よく配管することができる。

【００２５】また、請求項２に係る発明によれば、セグ
メントの端面に全周に亘って設けられているシール溝に
水膨潤性の止水用シール材を装着しているので、既設セ
グメントと新設セグメントとの傾斜端面間に上記ローリ
ング修正用シート材の介在によって僅かな隙間が生じる
が、この止水用シール材の膨張によって対向するセグメ
ント間を確実に水止することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】六角形セグメントの簡略平面図、

【図２】そのローリング修正用シート材を装着した傾斜
端面部の拡大断面図、

【図３】六角形セグメントの組立状態を示す簡略斜視
図、

【図４】ローリング修正を行っている組立状態を示す展
開図、

【図５】配管を設置している覆工構造を示す縦断正面
図。

【符号の説明】

１ 六角形セグメント 1A 新設六角形セグメント 1B 既設六角形セグメント ２、３ 前後端面 ４、５ 前後傾斜端面 ６ シール溝 ７ 止水用シール材 ８ ローリング修正用シート材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/40 E21D 11/04 E21D 11/38

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル周方向に隣接する既設セグメン
   トの対向する傾斜端面に新設セグメントの両側傾斜端面
   を接合させることによってセグメントをトンネル周方向
   に順次組立てる際に、新設セグメントのローリング方向
   に向いている傾斜端面とこの傾斜端面に接合する既設セ
   グメントとの間に所定厚みのローリング修正用シート材
   を介在させ、このシート材を介して新設セグメントの傾
   斜端面をこの傾斜端面に対向する既設セグメントの傾斜
   端面に接合させることを特徴とするセグメントのローリ
   ング修正方法。
2. 【請求項２】 セグメントの端面に全周に亘って設けら
   れているシール溝に水膨潤性の止水用シール材を装着し
   ていることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの
   ローリング修正方法。
3. 【請求項３】 セグメントは六角形セグメントであるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のローリ
   ング修正方法。