JP3456606B2 - Shield segment - Google Patents

Shield segment

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JP3456606B2 JP09484495A JP9484495A JP3456606B2 JP 3456606 B2 JP3456606 B2 JP 3456606B2 JP 09484495 A JP09484495 A JP 09484495A JP 9484495 A JP9484495 A JP 9484495A JP 3456606 B2 JP3456606 B2 JP 3456606B2
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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、土木工事におけるトン
ネル施工でのシールド工法におけるシールドセグメント
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】現在施工されている複円形シールド、い
わゆるめがね型もしくはまゆ型シールドは図14に示すよ
うな形状のものであり、これは複数の円形のカッターデ
ィスクを相互に部分的に重合させた多連形シールド機で
掘削施工する。図15は施工中の縦断側面図である。 【0003】図中1はシールド機、2はセグメント、14
は内巻きコンクリート、4は中間柱、5は補強梁であ
る。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】前記中間柱4や補強梁
5は上部の上載荷重および自重に対する補強として必要
とされるもので、このうち中間柱4は1リングに一つ毎
というように細かい間隔で配置され、そのため、セグメ
ント2の組立、補強梁5の架設に多大の労力を必要とす
る。 【0005】また、補強梁5の存在によりシールド内空
の使用に大きな制約を受けることになり、補強梁5が高
所での施工のため、危険であり、作業性が悪く、工費も
高騰する。 【0006】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、セグメント自体は軽量で薄いものでよく、シールド
内の中間柱の間隔を広げ、補強梁または桁を無くすまた
は小さくすることができ、安全性の向上にもなり、シー
ルド径を小さくすることで安価な施工も可能なシールド
セグメントを提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、複数セグメントリング毎に中間柱を設置する
場合、中間柱から複数リングのセグメントを縫うように
トンネル延長方向にPC鋼材を入れ、緊張してプレスト
レスを与えるものであり、中間柱4から1リング目のセ
グメント2 2 と中間柱4上のセグメント2 1 とを第1の
PC鋼材3 1 で一次プレストレスとして緊張し、中間柱
4から2リング目のセグメント2 3 と1リング目のセグ
メント2 2 と中間柱4上のセグメント2 1 とを第2のP
C鋼材3 2 で緊張し、前記セグメント2 2 とセグメント
3 と次の中間柱4上のセグメント2 4 とを第3のPC
鋼材3 3 で一次プレストレスとして緊張し、セグメント
3 とセグメント2 4 とは一端が前記第2のPC鋼材3
2 に接続する第4のPC鋼材3 4 で緊張し、全てのPC
鋼材3 1 〜3 4 は2次プレストレス)を導入し、グラウ
トを充填することを要旨とするものである。 【0008】 【作用】本発明によれば、セグメントにPC鋼材を入
れ、緊張し、プレストレスを与えることにより、セグメ
ントのリング間継手部の強度が増す。また、セグメント
の応力を小さく押さえることができ、セグメント自体の
厚みは薄いものでよく、シールド径を小さくできる。さ
らに、中間柱は間隔を広げることができるので、本数を
減じることができ、補強梁や補強桁はこれを無くすこと
または小さくすることができる。 【0009】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面について詳細に
説明する。図1は本発明のシールドセグメントの1実施
例を示す縦断側面図、図2は同上縦断正面図で、前記従
来例を示す図14、図15と同一構成要素には同一参照符号
を付したものである。 【0010】図中1はシールド機、2はセグメントであ
るが、本発明はこのセグメント2のトンネルの延長方向
にPC鋼棒、PC鋼線等のPC鋼材3を配設する。この
PC鋼材3は複数のセグメント2を縫うように入れるも
ので、緊張してプレストレスを与える。図中4は中間柱
である。 【0011】このようにセグメント2にプレストレスを
かけるための施工手順を図7〜図9について説明する
と、セグメント2は通常のエレクターを使用してセグメ
ントリングに組み立て、真円保持装置6をきかせるが、
例えば、3リング毎に中間柱4を設置する場合を想定す
ると、まず、中間柱4から1リング目のセグメント22
と中間柱4上のセグメント21 とを第1のPC鋼材31
で緊張する。この緊張は自重に耐える程度のプレストレ
ス(一次プレストレス)をかけることになる。 【0012】この第1のPC鋼材31 の配設は、図4に
も示すようにセグメント22 の前端面に箱抜きまたは鋼
製ボックス埋蔵による凹部7を形成し、この凹部7内に
第1のPC鋼材31 の一端をナットまたは工場加工によ
る定着金物8を設けて配設した。本実施例では定着金物
8にネジソケット9を一体に設ける。 【0013】これに対して第1のPC鋼材31 の他の一
端は中間柱4の上端ハンチ部側面で座金タイプの定着板
10とナット11とで定着するが、この部分をセンターホー
ルジャッキで緊張すればよい。 【0014】次いで、図8にも示すように、中間柱4か
ら2リング目のセグメント23 と1リング目のセグメン
ト22 と中間柱4上のセグメント21 とを第2のPC鋼
材32 で緊張する。 【0015】この第2のPC鋼材32 の配設は、図5に
も示すようにセグメント23 の前端面に前記凹部7を形
成し、ここに座金タイプの定着板10とナット11とを配し
た一端を収め、他端は中間柱4の上端ハンチ部側面で前
記定着板10とナット11とで定着するが、この部分をセン
ターホールジャッキで緊張する。 【0016】さらに、図9に示すように、前記セグメン
ト22 とセグメント23 と次の中間柱4上のセグメント
4 とを第3のPC鋼材33 で緊張する。この緊張も自
重に耐える程度の一次プレストレスである。 【0017】この第3のPC鋼材33 の配設は、図6に
も示すようにセグメント22 の後端面に凹部7を形成
し、ここに工場加工による定着金物12を設けた第3のP
C鋼材33 の一端を収め、一方、この第3のPC鋼材3
3 の他端はセグメント24 を支承する次の中間柱4の上
端ハンチ部側面で前記定着板10とナット11とで定着する
が、この部分をセンターホールジャッキで緊張する。 【0018】また、セグメント23 とセグメント24
は第4のPC鋼材34 で緊張するが、この第4のPC鋼
材34 は一端が前記第2のPC鋼材32 に接続するもの
であり、他端は前記セグメント24 を支承する次の中間
柱4の上端ハンチ部側面で前記定着板10とナット11とで
定着するが、この部分をセンターホールジャッキで緊張
する。 【0019】全てのPC鋼材31 〜34 はいずれも土圧
等の外圧に耐えるプレストレス(2次プレストレス)を
導入し、グラウトを充填する。 【0020】前記第4のPC鋼材34 と第2のPC鋼材
2 との接続は、第4のPC鋼材34 の端をネジ継手13
としてこれを前記定着金物8のネジソケット9に螺合す
る方法やコッター継手とする方法などが考えられ、予め
鋼材を挿入しておいて2リング目のセグメント以降に接
続して伸ばす方法もある。 【0021】また、図13〜図15に示すように、仮受柱15
1 ,152 ,…により仮受けを行い、中間柱4を設置後、
さきにセットしてあるシース16を利用してPC鋼材3を
挿入および緊張後、仮受柱151 ,152 ,…を撤去する方
法もある。 【0022】なお、セグメント上部のモーメントは、図
10に示すように働く。Aは従来工法の場合、Bは中間柱
4の間隔を広くした場合、Cはプレストレスをかけた場
合、Dは荷重を受けた場合である。 【0023】 【発明の効果】以上述べたように本発明のシールドセグ
メントは、トンネル内の形状については、シールド内の
中間柱の本数を減少させることができ、また、補強梁を
無くしまたはあっても形状を小さくすることができるも
のである。 【0024】さらに、プレストレスを与えることによ
り、セグメントのリング間継手部の強度が増し、また、
セグメントの応力を小さく押さえることができ、セグメ
ント自体の厚みは薄いものでよく、シールド径を小さく
でき、安価な施工が可能となるものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shield segment in a shield construction method in tunnel construction in civil engineering work. 2. Description of the Related Art Currently installed double circular shields, so-called eyeglass-type or eyebrow-type shields, have a shape as shown in FIG. 14, in which a plurality of circular cutter discs are partially connected to each other. Excavation is performed with a multiple shield machine that has been polymerized. FIG. 15 is a vertical side view during construction. In the figure, 1 is a shield machine, 2 is a segment, 14
Is an inner wound concrete, 4 is an intermediate pillar, and 5 is a reinforcing beam. The intermediate pillars 4 and the reinforcing beams 5 are required to reinforce the upper mounting load and the own weight of the intermediate pillars 4. Among them, the intermediate pillars 4 are one per ring. As described above, they are arranged at such fine intervals, so that a large amount of labor is required for assembling the segments 2 and erection of the reinforcing beams 5. In addition, the use of the reinforcing beam 5 imposes great restrictions on the use of the inside of the shield, and the reinforcing beam 5 is dangerous because it is installed at a high place, the workability is poor, and the construction cost rises. . It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art described above, wherein the segments themselves can be light and thin, the spacing of the intermediate posts in the shield can be increased, and reinforcing beams or girders can be eliminated or reduced; An object of the present invention is to provide a shield segment that can improve safety and can be inexpensively constructed by reducing the shield diameter. According to the present invention, in order to achieve the above object, an intermediate column is provided for each of a plurality of segment rings.
If you sew multiple ring segments from the middle column
Insert PC steel in the direction of tunnel extension, prestress
From the intermediate pillar 4 to the first ring.
Segment 2 2 and on the intermediate pillar 4 segments 2 1 and the first
Tense as the primary pre-stress on the PC steel 3 1, intermediate columns
Segment 2 3 of the 4th to 2nd ring and segment of the 1st ring
Placement 2 2 and the segments 2 1 on the intermediate column 4 the second P
Nervous in C steel 3 2, the segments 2 2 and segment
And 2 3 and segment 2 4 on the next intermediate pillar 4 third PC
In steel 3 3 tense as primary prestress, segment
2 3 and segment 2 4 wherein the one end and the second PC steel 3
Nervous the fourth PC steel 3 4 connected to the 2, every PC
Steel 3 1 to 3 4 introduce secondary prestress), Grau
The main point is to fill the garbage. According to the present invention, the strength of the joint between the rings of the segment is increased by putting the PC steel material into the segment, tensioning and applying prestress. Further, the stress of the segment can be kept small, the thickness of the segment itself can be small, and the shield diameter can be reduced. Furthermore, the spacing of the intermediate pillars can be increased, so that the number thereof can be reduced, and the reinforcing beams and girders can be eliminated or reduced. Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional side view showing one embodiment of a shield segment of the present invention, and FIG. 2 is a vertical sectional front view of the same. The same reference numerals are given to the same components as those in FIGS. It is. In the drawing, reference numeral 1 denotes a shield machine, and 2 denotes a segment. In the present invention, a PC steel material 3 such as a PC steel rod or a PC steel wire is disposed in the direction in which the tunnel of the segment 2 extends. The PC steel material 3 is used to sew a plurality of segments 2 and gives tension and prestress. 4 is an intermediate pillar in the figure. The procedure for applying prestress to the segment 2 will be described with reference to FIGS. 7 to 9. The segment 2 is assembled into a segment ring using a normal erector, and the roundness holding device 6 is driven. ,
For example, assuming that the intermediate pillar 4 is installed for every three rings, first, the segment 2 2 of the first ring from the intermediate pillar 4 is set.
And segments 2 1 on the intermediate pillar 4 and the first PC steel 3 1
I'm nervous. This tension puts prestress (primary prestress) enough to bear its own weight. [0012] The first PC steel 3 1 disposed forms a recess 7 by a box vent or steel boxes buried in the front end face of the segment 2 2 As shown in FIG. 4, first to the recess 7 1 of PC steel 3 1 end is disposed to provide a fixing hardware 8 by a nut or factory process. In this embodiment, a screw socket 9 is provided integrally with the fixing hardware 8. On the other hand, the other end of the first PC steel 31 is located on the side of the upper haunch portion of the intermediate column 4 and is a fixing plate of a washer type.
The fixing is performed by the nut 10 and the nut 11, but this part may be tensioned by the center hole jack. [0014] Then, as shown in FIG. 8, the intermediate pillar 4 from second ring th segment 2 3 1 ring th segment 2 2 and the segments 2 1 on the intermediate pillar 4 of the 2 PC steel 3 2 I'm nervous. [0015] The second arrangement of the PC steel member 3 2 forms the recess 7 on the front end surface of the segment 2 3 as shown in FIG. 5, a fixing plate 10 and the nut 11 of the washer type here The fixed end is accommodated, and the other end is fixed by the fixing plate 10 and the nut 11 on the side of the upper end haunch portion of the intermediate column 4, and this portion is tightened by a center hole jack. Furthermore, as shown in FIG. 9, the tension and the segment 2 2 and segment 2 3 and segment 2 4 on the next intermediate pillar 4 in the third PC steel 3 3. This tension is also a primary prestress that can withstand its own weight. [0017] The third arrangement of PC steel 3 3, the recess 7 is formed in the segments 2 2 on the rear end face as shown in FIG. 6, wherein the third provided with fixing hardware 12 by factory machining P
Matches one end of the C steel 3 3, whereas, the third PC steel 3
3 the other end is fixed between the fixing plate 10 and the nut 11 at the upper haunch portion side of the next intermediate column 4 for supporting the segments 2 4, but tension the part center hole jack. Further, the segment 2 3 and segment 2 4 intended Although tension fourth PC steel 3 4, the fourth PC steel 3 4 having one end connected to the second PC steel 3 2 There, the other end will be fixed by said fixing plate 10 and the nut 11 at the upper haunch portion side of the next intermediate column 4 for supporting the segments 2 4, tensioning the portion in center hole jack. [0019] All of PC steel 3 1 to 3 4 to Prestressing (secondary prestress) to withstand the external pressure of any soil pressure or the like, filling the grout. [0020] The a fourth PC steel 3 4 connected to the second PC steel 3 2, a fourth PC steel 3 fourth end threaded joint 13
A method of screwing it into the screw socket 9 of the fixing hardware 8 or a method of forming a cotter joint may be considered. A method of inserting a steel material in advance and connecting and extending the segment after the second ring is also available. Further, as shown in FIGS.
1 , 15 2 ,…
After insertion and tensioning the PC steel 3 by using the sheath 16 that is set previously, some temporary受柱15 1, 15 2, a method of removing the .... The moment at the top of the segment is shown in the figure.
Works as shown in 10. A is the case of the conventional method, B is the case where the interval between the intermediate columns 4 is widened, C is the case where a prestress is applied, and D is the case where a load is applied. As described above, in the shield segment of the present invention, the number of intermediate pillars in the shield can be reduced with respect to the shape in the tunnel, and the number of reinforcing beams can be reduced or eliminated. Can also be reduced in size. Further, by applying the prestress, the strength of the joint between the rings of the segments is increased, and
The stress of the segment can be suppressed to a small value, the thickness of the segment itself can be small, the shield diameter can be reduced, and low-cost construction can be performed.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明のシールドセグメントの1実施例を示す
縦断側面図である。 【図2】本発明のシールドセグメントの1実施例を示す
縦断正面図である。 【図3】本発明のシールドセグメントの1実施例を示す
要部の縦断側面図である。 【図4】PC鋼材配置の第1例を示す説明図である。 【図5】PC鋼材配置の第2例を示す説明図である。 【図6】PC鋼材配置の第3例を示す説明図である。 【図7】本発明のシールドセグメントを用いた施工で第
1工程を示す縦断側面図である。 【図8】本発明のシールドセグメントを用いた施工で第
2工程を示す縦断側面図である。 【図9】本発明のシールドセグメントを用いた施工で第
3工程を示す縦断側面図である。 【図10】セグメント上部のモーメントを示す説明図で
ある。 【図11】PC鋼材を後から挿入する場合の第1工程を
示す縦断側面図である。 【図12】PC鋼材を後から挿入する場合の第2工程を
示す縦断側面図である。 【図13】PC鋼材を後から挿入する場合の第3工程を
示す縦断側面図である。 【図14】従来例を示す縦断正面図である。 【図15】従来例を示す縦断側面図である。 【符号の説明】 1…シールド機 2,21 〜24
…セグメント 3…PC鋼材 31 〜34 …P
C鋼材 4…中間柱 5…補強梁 6…真円保持装
置 7…凹部 8…定着金物 9…ネジソケット 10…定着板 11…ナット 12…定着金物 13…ネジ継手 14…内巻きコン
クリート 151 ,152 ,……仮受柱 16…シース
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing one embodiment of a shield segment of the present invention. FIG. 2 is a longitudinal sectional front view showing one embodiment of the shield segment of the present invention. FIG. 3 is a longitudinal sectional side view of a main part showing one embodiment of the shield segment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view showing a first example of a PC steel material arrangement. FIG. 5 is an explanatory view showing a second example of the arrangement of PC steel materials. FIG. 6 is an explanatory view showing a third example of the arrangement of PC steel materials. FIG. 7 is a vertical sectional side view showing a first step in construction using the shield segment of the present invention. FIG. 8 is a longitudinal side view showing a second step in the construction using the shield segment of the present invention. FIG. 9 is a vertical sectional side view showing a third step in the construction using the shield segment of the present invention. FIG. 10 is an explanatory diagram showing a moment at an upper part of a segment. FIG. 11 is a longitudinal side view showing a first step when a PC steel material is inserted later. FIG. 12 is a vertical sectional side view showing a second step when a PC steel material is inserted later. FIG. 13 is a vertical sectional side view showing a third step when a PC steel material is inserted later. FIG. 14 is a longitudinal sectional front view showing a conventional example. FIG. 15 is a vertical sectional side view showing a conventional example. [Explanation of Signs] 1. Shield machine 2, 2 1 to 2 4
... segment 3 ... PC steel 3 1 ~3 4 ... P
C steel 4 ... intermediate pillar 5 ... reinforcing beams 6 ... circularity holding apparatus 7 ... recessed portions 8 fixing fittings 9 ... screw socket 10 ... fixing plate 11 ... nut 12 ... fixing fittings 13 ... screw joint 14 ... inner winding concrete 15 1, 15 2 …… Temporary support column 16… Sheath

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−290899(JP,A) 特開 昭62−141298(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/00 - 11/40 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-290899 (JP, A) JP-A-62-141298 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) E21D 11/00-11/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 複数セグメントリング毎に中間柱を設置
する場合、中間柱から複数リングのセグメントを縫うよ
うにトンネル延長方向にPC鋼材を入れ、緊張してプレ
ストレスを与えるものであり、中間柱4から1リング目
のセグメント2 2 と中間柱4上のセグメント2 1 とを第
1のPC鋼材3 1 で一次プレストレスとして緊張し、中
間柱4から2リング目のセグメント2 3 と1リング目の
セグメント2 2 と中間柱4上のセグメント2 1 とを第2
のPC鋼材3 2 で緊張し、前記セグメント2 2 とセグメ
ント2 3 と次の中間柱4上のセグメント2 4 とを第3の
PC鋼材3 3 で一次プレストレスとして緊張し、セグメ
ント2 3 とセグメント2 4 とは一端が前記第2のPC鋼
材3 2 に接続する第4のPC鋼材3 4 で緊張し、全ての
PC鋼材3 1 〜3 4 は2次プレストレス)を導入し、グ
ラウトを充填することを特徴とするシールドセグメン
ト。
(57) [Claims] [Claim 1] An intermediate pillar is installed for each of a plurality of segment rings.
Sew multiple ring segments from the middle column
Put PC steel in the direction of the tunnel extension
The first ring from the middle pillar 4
And segment 2 1 second on segment 2 2 and the intermediate pillar 4
1 PC steel 3 1 strained as primary prestress, medium
Studs 4 2 ring th segment 2 3 1 ring th
Segment 2 2 and the segment on the intermediate diamond 4 2 1 and the second
Tense in the PC steel 3 2, the segments 2 2 and segment
Cement 2 3 and follows the intermediate pillar 4 segments 2 4 and a third
Tense as the primary pre-stress on the PC steel 3 3, segment
Cement 2 3 and segment 2 4 wherein the one end and the second PC steel
Nervous the fourth PC steel 3 4 connected to the timber 3 2, all
PC steel 3 1 to 3 4 introduce secondary prestress), grayed
Shield segment characterized by filling with laut
G.
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