JP4261390B2 - トンネル覆工用セグメント - Google Patents

Description

本発明は、トンネルの覆工に用いられるセグメントに関する。

セグメントによるトンネルの覆工は、地中を推進されるシールド掘進機が掘削するトンネルの壁面に沿って複数のセグメントをリングに組み立てることにより形成される。

ところで、推進中のシールド掘進機にその軸線回りの回転であるローリングが生じることがあり、このローリングの発生のため、前記シールド掘進機の後方にあってその推進反力を担うセグメントリングにもまたローリングが生じることがある。

前記リングのローリングは該リングを構成する各セグメントの前記リングの周方向における設置位置（周方向位置）に変化を生じさせる。これは、後にトンネル内に設置される配管、電気ケーブル等を支持するために特定のセグメントに予め取り付けられるアームやブラケットの取り付け位置の変更をもたらし、そのための対策を講じることを余儀なくされる。

従来、このようなローリングを実質的に解消すべく、ローリング修正ジャッキを用いて、組み立て後の１のリングを前記ローリング方向と反対の方向に回転させることが行われている（後記特許文献１参照）。

しかし、これには、前記ローリングジャッキの設置に多大の労力と時間とを要するという問題がある。

特開２００１−５９３９６号公報

本発明の目的は、トンネル覆工にローリングが生じたとき、そのローリング量の解消が容易であるセグメントを提供することにある。

本発明は、リング継ぎボルトが通される複数のボルト孔が開口する一対の側面を有するトンネル覆工用セグメントに関し、前記ボルト孔は前記側面の伸長方向へ伸びる長穴からなる。

本発明に係る他のトンネル覆工用セグメントは、一方の側面に開口する前記ボルト孔が前記側面の伸長方向へ伸びる長穴からなり、他方の側面に開口する前記ボルト孔が円形穴からなる。

前記セグメントは、さらに、前記長穴に挿入され、前記長穴を前記リング継ぎボルトを通すのに必要十分な大きさにする少なくとも一つのコマを含むものとすることができる。

本発明によれば、セグメントの一方の側面に開口するリング継ぎボルトが通される複数のボルト孔についてこれらを長穴としたことから、前記長穴の長さ（より詳細には前記長穴の長さから前記リング継ぎボルトの直径を差し引いた長さ）の範囲で、先に設置されたセグメントリングに対して、これに連結される新たなリングを構成するセグメントの周方向位置を調整することができ、これにより、ローリング量を容易に解消することができる。

また、前記長穴にコマを挿入することにより、前記リング継ぎボルトの前記長穴における挿通位置をより確実に保持すること、したがって前記長穴の長さ方向への前記リング継ぎボルトの移動の可能性を排除することができる。

図１を参照すると、トンネルの覆工を形成するために用いられる本発明に係る２つの同一の平板形のセグメントがそれぞれ全体に符号１０及び１２で示されている。

セグメント１０とセグメント１２とは、セグメント１０が前記トンネルの壁面に沿って先に設置されたリング１４の一部をなし、またセグメント１２が、リング１４の前方にあってこれに隣接する他のリング１６を形成すべく後に設置されかつセグメント１０に連結される関係にある。

各セグメントは、前記トンネル又はリング１４，１６の周方向に関して互いに相対する一対の端面１８と、これらの端面に連なり前記トンネル又はリング１４，１６の軸線方向に関して互いに相対する一対の側面２０とを有する。

リング１４，１６はそれぞれ前記トンネルの周方向に隣接する一対のセグメント１０，１２がこれらの端面１８において互いに突き合わされかつ連結されることにより形成される。また、互いに隣接する前後一対のリング１４，１６はこれらのリングを構成するセグメントの側面２０において互いに当接されかつ連結される。

セグメントの各端面１８と各側面２０とには、それぞれ、セグメント同士を周方向に連結するために用いられるセグメント継ぎボルト（図示せず）が通される複数のボルト孔２２とリング同士を連結するために用いられるリング継ぎボルト（図示せず）が通される複数のボルト孔２４とが設けられ開口している。

図１においては、セグメント１０を含む後行のリング１４及びこれに後続する他のリング（図示せず）に、矢印２６で示す方向へのローリングが生じている。先行のリング１６を構成するセグメント１２は、これをその本来の設置位置に配置すべく、後行リング１４のセグメント１０の端面１８から矢印２６と反対の方向へ、リング１４のローリング量に相当する間隔ａをおいて配置されている。

図１及び図２に示すように、前記リング継ぎボルトが通されるボルト孔２４は長穴からなる。前記長穴は、前記リングの周方向又はセグメントの側面２０の伸長方向へ伸びている。また、前記長穴の幅寸法は前記リング継ぎボルトの軸径よりわずかに大きい。

前記長穴の長さ寸法は、修正しようとするローリング量ａの大きさを考慮して定められる。すなわち、前記長穴からなるボルト孔２４の長さ寸法、より正確には、ボルト孔２４の長さ寸法から前記リング継ぎボルトの軸径を差し引いた長さ寸法ｂ（図２参照）は、間隔ａ以上に設定される。図示の例では、前記長さ寸法ｂ＝間隔ａに設定されている。

したがって、前記リングの周方向に間隔ａだけずれた位置関係にあるセグメント１０及びセグメント１２における相対する側面２０に開口する両ボルト孔２４は互いに整合しないが、これらの互いに反対側の端部において部分的に重なり合い、前記リング継ぎボルトのための円形の挿通孔２７を規定する。このため、前記円形の挿通孔に前記リング継ぎボルトを通し、これを締結することにより、前記周方向に関してずれた関係にある両セグメント１０，１２の相互連結状態を維持することができる。

これにより、後行リング１４の直前に形成されるリング１６及び該リングの前方に引き続いて形成される他のリング（図示せず）におけるローリング量を零に設定し又は低減することができる。

図示の例では、前記覆工を形成するための全てのセグメントが本発明に係るセグメント１０，１２からなる。また、好ましくは、これらの両セグメント１０，１２の互いに相対する側面２０に開口するボルト孔である各長穴２４に、セグメント１０，１２に付加されこれらの一部をなす１つのコマ２８が挿入される。

コマ２８は、長穴２４の一端部に合致する凸状の端部３０と、長穴２４の他端部と相対し該他端部と共同して前記円形穴を規定する凹状の端部３２とを有し、長穴２４に挿入されたコマ２８は長穴２４の一部を占め、長穴２４を実質的に前記リング継ぎボルトを通すための円形穴２７に変える役目をなす。このため、長穴２４に挿入され両セグメント１０，１２を相互に連結する前記リング継ぎボルトの各セグメントに対する相対移動とこれに伴う両セグメント１０，１２の前記周方向への相対移動とが阻止される。

長穴２４は、両端部が凸状を呈する図示の例に代えて、両端部の少なくとも一方が平坦であるものとすることができる。また、コマ２８は、図示の例に代えて、その両端部の少なくとも一方が平坦であるブロック（図示せず）からなるものとすることができる。前記長穴及びコマの変形例によれば、前記リング継ぎボルトが通される穴として、矩形穴のような非円形穴が形成される。

長穴２４が設けられたセグメント１０，１２は、前記ローリングが生じていない場合においても使用することができる。この場合には、図３及び図４に示すように、両セグメント１０，１２がこれらの互いに相対する長穴２４が整合するように配置される。

また、図３に示すように、コマ２８を使用するときは、互いに整合する両長穴２４のそれぞれの一方の端部側に配置する。これにより、リング継ぎボルト３４が通される、互いに相対しかつ整合する一対の円形穴２７が両長穴２４のそれぞれの他方の端部側に規定される。図中において、符号３５は、ボルト３４に螺合されるナットを示す。また、符号３６，３８は、それぞれ、長穴２４が設けられセグメント１０，１２の側面を規定するプレートを示す。

図３に示す例に代えて、図４に示すように、コマ２８と同様であるがこれより短い長さ寸法を有する２つの同一のコマ４０を用いることができる。両コマ４０はそれぞれ長穴２４の両端部側に挿入され、長穴２４の長さ方向における中央部に、リング継ぎボルト３４が通される円形穴２７を規定する。

次に、図５を参照する。図５には、セグメント１０（プレート３６）が、図１に示す矢印２６と反対方向にローリングした場合におけるセグメント１２（プレート３８）の配置について示されている。

また、図５には、セグメント１０のローリング量ａが図１に示す例と比べて小さい例について示されており、セグメント１０（プレート３６）の長穴２４には、図４におけると同様の２つのコマ４０が挿入され、またセグメント１２（プレート３８）の長穴２４には、互いに長さの異なる、コマ２８と同様のコマ４２，４４が挿入される。両コマ４０によりセグメント１０の長穴２４の中央部に前記したと同様の円形穴２７が規定され、また両コマ４２，４４により、セグメント１２の長穴２４の中央部以外の個所に、セグメント１０の円形穴２７と整合する円形穴２７を規定することができる。両コマ４２，４４の長さ寸法は、ローリング量ａの大きさに応じて設定することができる。

各側面２０に開口する全てのボルト孔２４が前記長穴からなる図１に示すセグメント１０，１２に代えて、一方の側面２０に開口する複数のボルト孔が前記長穴からなり、他方の側面２０に開口する複数のボルト孔の一部及びその残りの一部がそれぞれ長穴及び円形穴４６からなるセグメント４８とすることができる（図６）。この例において、前記他方の側面の長手方向における前記長穴及び前記円形穴の順番及びそれぞれの個数は任意に設定することができる。

また、一方の側面２０に開口する複数のボルト孔が前記長穴からなり、他方の側面２０に開口する複数のボルト孔の全てが円形穴４６からなるセグメント５０とすることができる。

いずれの例のセグメントにおいても、一方の側面に開口する前記長穴を利用して、前記したと同様にして、ローリング量を零に設定し又は低減した状態で新たなセグメント又はリングの形成を行うことができる。

なお、本発明に係るセグメント１０，１２，４８，５０は、後行リング１４及びこれに後続するリング（図示せず）を構成するセグメントがこれらのボルト孔の全てが丸穴からなる従来のものであっても、適用することができる。また、本発明は、全体に矩形の平面形状を有するものに限らず、他の平面形状を有するもの、例えば六角形の平面形状を有するものについても適用することができる。

本発明に係るセグメントの一例を示す斜視図である。 本発明に係るセグメントの部分拡大斜視図である。 長穴からなるボルト孔に挿入されるコマの配置例を示す斜視図である。 長穴からなるボルト孔に挿入されるコマの他の配置例を示す斜視図である。 長穴からなるボルト孔に挿入されるコマのさらに他の配置例を示す斜視図である。 本発明に係るセグメントの他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０，１２，４８，５０ セグメント
２０ セグメントの側面
２４ セグメントの側面に開口するボルト孔
２８，４０，４２，４４ コマ
３４ リング継ぎボルト
４６ 円形穴

Claims (2)

1. リング継ぎボルトが通される複数のボルト孔が開口する一対の側面を有するトンネル覆工用セグメントであって、
   前記ボルト孔が前記側面の伸長方向へ伸びる長穴からなり、
   前記長穴に挿入され、前記長穴を前記リング継ぎボルトを通すのに必要十分な大きさにする少なくとも一つのコマを含む、トンネル覆工用セグメント。
2. リング継ぎボルトが通される複数のボルト孔が開口する一対の側面を有するトンネル覆工用セグメントであって、
   一方の側面に開口する前記ボルト孔が前記側面の伸長方向へ伸びる長穴からなり、他方の側面に開口する前記ボルト孔が円形穴からなり、
   前記長穴に挿入され、前記長穴を前記リング継ぎボルトを通すのに必要十分な大きさにする少なくとも一つのコマを含む、トンネル覆工用セグメント。

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