JP4713454B2 - 拡幅セグメント - Google Patents
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そして、前記拡幅セグメントは、基板部材のトンネルの幅方向における両側にスライド部材を配し、前記基板部材に対してスライド部材をトンネルの幅方向の外側に移動させることにより、前記スライド部材に接合された前記一対の半円形状セグメントリングをトンネルの幅方向に移動させる。その際、縮幅時に前記基板部材と一対のスライド部材が密接して、それらの外周面が全体として前記セグメントリングの外周面と連続した円弧面をなしていたものが、前記拡幅により基板部材とスライド部材の外周面が不連続となり、その外周面の不連続部の発生により基板部材とスライド部材との間にトンネルの軸方向に沿った凹所が生じることとなる。
しかしながら、前記従来の拡幅セグメントのように、基板部材とスライド部材との間に凹所が生じると、拡幅式シールド掘進機のテールシール装置は、前記基板部材とスライド部材の外周面にシールブラシ列が接触する部分では止水ができるものの、前記凹所の部分では、該凹所内にシールブラシ列が入り込んで前記基板部材とスライド部材の奥部の表面に接触することができず、したがって、凹所部における止水を行うことができない問題がある。
この拡幅された環状セグメントリングにおいては、前記各可動枠部材の内端部どうしの間に生じる空間が前記可撓板部材によって閉鎖されるので、各可動枠部材の外周面どうしは前記可撓板部材の外周面によってほぼ平坦に連絡された状態となる。
そのため、拡幅式シールド掘削機がトンネルの掘削を進めていく際に、シールド本体の後部に設けたシールブラシ列が、拡幅された環状セグメントリングを連結した拡幅セグメントの外周部に良好に接触して、これにより、地山からの泥水や土砂のシールド本体内への侵入が確実に防止される。
このようにすると、前記可撓板部材の剛性が比較的低い場合でも、前記支持台によって可撓板部材が背面からしっかりと支えられて、該可撓板部材のトンネルの内側方向への撓みが抑制されるため、各可動枠部材の内端部間に生じる空間が可撓板部材の平坦な表面によって閉鎖され、拡幅式シールド掘削機のシールブラシ列による止水を一層確実にすることができる。
この構成によれば、各可動枠部材の離間移動時に、前記スライド部材が、案内レールに支持されて各可動枠部材の内端部間における可撓板部材の背面側に案内板を確実に位置させ、該可撓板部材を背面側から支えることができるので、前記可撓板部材のトンネルの内側方向への撓みを良好に抑制することができる。
この構成によれば、各可動枠部材の離間移動時に、前記各案内輪が、各可動枠部材の移動方向に連動されて、前記可撓板部材における各可動枠部材のポケットから脱出した近傍部分を背面から支持するので、各可動枠部材の内端部どうしの空間において前記可撓板部材の外周面を平坦な状態にして介在させることができる。
このようにすると、可撓板部材が撓み易いゴム板を保形部材によって剛性を高めて構成されるので、各可動枠部材の内端部間に生じる空間がゴム板の平滑な平面によって閉鎖され、前記ゴム板と拡幅式シールド掘削機のシールブラシ列との密着性が良くなって止水効果を高めることができる。
この構成によれば、各可動枠部材とこれに対して相対移動する可撓板部材とにおけるトンネルの軸方向の両端に設けたシール材のトンネルの周方向における連続性を確保することができ、環状セグメントリングどうしのトンネルの軸方向における接合部の止水を的確に行うことができる。
図1は本発明の一実施の形態に係る拡幅セグメント1を用いて掘削されたトンネルTの拡幅部T1に拡幅して施工した環状セグメントリングRを示す斜視図であり、図2は同じく拡幅前の環状セグメントリングRを示す横断面図である。
前記環状セグメントリングRは、円弧版状の鋼製セグメント2を複数個トンネルTの周方向に接合してなる一対の半円環状セグメントリング3,3が、前記トンネルTの両側壁面に対向して配置され、それらの対向する端部どうしを前記トンネルTの天井面と底面に対向して配置された前記拡幅セグメント1,1によって接合して環状に構成されている。そして、前記拡幅セグメント1をトンネルの幅方向(図1,図2で左右方向に拡幅、縮縮させることによって、前記半環状セグメントリング3,3をトンネルTの幅方向に互いに離間移動させて前記環状セグメントリングRを横断面が横長の小判型となるように拡幅させ、また、前記半環状セグメントリング3,3をトンネルTの幅方向に互いに接近移動させて前記環状セグメントリングRを横断面が円形になるように縮幅させることができるようになっている。
前記内側可動枠部材5Aは、前記環状セグメントRのスキンプレート2cと同一の円弧を有するように湾曲され、かつトンネルTの軸方向の長さを環状セグメントRのトンネル軸方向の長さに一致された円弧状のスキンプレート5a1と、該スキンプレート5a1におけるトンネルTの軸方向の両端部に、トンネルTの内側へ向けてスキンプレート5a1に対し垂直に延出されて固着され、内端側の板幅(板高さ)を広く形成された一対の桁板5b1,5b1と、該一対の桁板5b1,5b1の外端側にトンネルTの軸方向に向けて掛け渡し、トンネルTの内側へ向けてスキンプレート5a1に対し垂直に延出されて固着された接合板5c1とにより形成されている。なお、前記桁板5b1,5b1の内端辺はトンネルの高さ方向に向けて鉛直に形成され、また、桁板5b1,5b1のトンネルTの内側となる辺はトンネルTの幅方向に向けて水平に形成されている。
なお、図示を省略したが、前記外側可動枠部材5Bの外端部(一対の可動枠部材5,5が前記半環状セグメントリング3,3の端部に接合される端部側)には、半環状セグメントリング3,3の端部に設けられている継手板と接合される継手板が固着されている。
前記可撓板部材7は、図9〜図11に示すように、鋼材や合成樹脂等の剛性を有する矩形板状部材がトンネルTの幅方向に並べられてピン結合部12により連結されてなり、トンネルTの周方向に沿って湾曲可能な保形部材13と、該保形部材13の外周面に貼付されたゴム板(可撓板)14とを備えており、全体として、前記ポケット6の内部にトンネルTの周方向に滑合し得る厚さとトンネルTの軸方向の幅を有し、前記一対の内側可動枠部材5A,5Aの各ポケット6,6の合計長さに略等しい長さを有する板状に形成されている。
なお、前記可撓板14は、ゴム板に代えて湾曲変形可能な適宜厚さの鋼板や合成樹脂板を使用することができる。
前記固定部材9は、二対設けられ、前記可動枠部材5,5が互いに所定距離だけ離間された場合に、図10、図11に示すように、それぞれ、内側可動枠部材5A,5Aの内側から前記スライド板16の挿通穴20,20を通して前記スライド板16におけるトンネルTの軸方向の両端部上に載置され、上端がボルト21によって前記可撓板部材7の保形部材13における前記平板部材13dに固定されると共に、長さ方向の外端を前記可動枠部材5,5の内端に当接されるようになっている。さらに、図示しないが、一対の固定部材9,9は、それらの内端部どうしが当接されて適宜締結部材により連結されると共に、各外端が内側可動枠部材5A,5Aの内端部に適宜締結部材により連結されている。
先ず、図2に示すように、拡幅式シールド掘削機(図示せず)によってトンネルTを円筒状に掘削しながら、前記シールド本体の後部に設けられているエレクタ装置によって縮幅状態で円形断面の環状セグメントリングRによりトンネル覆工体を施工する。そして、トンネルTの拡幅部T1に至った場合は、図1に示すように、前記エレクタ装置によってトンネルTの両側壁面に施工される半環状セグメントリング3,3を、複数のセグメント2をトンネルTの周方向に沿って配置してそれらの隣接するものどうしを接合することによって形成する。
また、トンネルTの拡幅部に3つ以上の環状セグメントリングRを接合する場合には、中間に位置する環状セグメントリングRの前記フランジ板4は必要により撤去することができる。また、縮幅状態の円環状セグメントリングRと拡幅状態の環状セグメントリングRのトンネルTの軸方向における接合は、前記縮幅状態の円環状セグメントリングRの主桁板2aと拡幅状態の環状セグメントリングRに設けられたフランジ板4とをボルト、ナット等の締結部材で連結することによって行われる。
したがって、前記拡幅式シールド掘削機がトンネルTの掘削を進めていく際に、シールド本体の後部に設けたシールブラシ列が、拡幅された前記環状セグメントリングRを連結した拡幅セグメント1,1の外周部に良好に接触して、これにより、地山からの泥水や土砂のシールド本体内への侵入が確実に防止される。
また、円形断面の円環状セグメントリングRを拡幅して横長の小判型断面の環状セグメントリングを形成する場合に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、正方形、矩形断面または5角形以上の多角形断面の環状セグメントリングを拡幅して横長の矩形断面、多角形断面の環状セグメントリングを形成する場合にも適用することができる。
さらに、前記実施の形態に係る拡幅セグメント1においては、鋼製セグメントによって構成された環状セグメントリングRを拡幅する場合に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、コンクリートセグメントや鋼製セグメントの内側にコンクリートを充填させてなる合成セグメントによって構成された環状セグメントリングを拡幅する場合にも適用して同様な作用、効果を得ることができる。
2 セグメント
3 半環状セグメントリング
5 可動枠部材
5e,15 シール材
5f,10 スリット
6 ポケット
7 可撓板部材
8 支持台
9 固定部材
11 案内レール
12 ピン結合部
13 保形部材
14 ゴム板(可撓板)
16 スライド部材
17 案内板
18 案内輪
20 挿通穴
21 ボルト
R 環状セグメントリング
T トンネル
T1 トンネルの拡幅部
Claims (6)
- 掘削されたトンネルの天井面と底面に対向して配置され、トンネルの両側壁面に対向して配置される一対の半環状セグメントリングの対向する端部どうしを接合して環状セグメントリングを構成し、かつ該環状セグメントリングをトンネルの幅方向に拡幅、縮幅可能とする拡幅セグメントであって、
外周面が前記半環状セグメントリングの外周面に沿った形状に形成され、トンネルの幅方向の外端部を一対の半環状セグメントリングの対向する端部にそれぞれ接合され、内端部どうしを対向して配置されてトンネルの幅方向に移動可能な一対の可動枠部材と、トンネルの周方向に沿って湾曲可能であり、各可動枠部材の外周部側に沿って形成されたポケットに跨って収納されており、前記環状セグメントリングの拡幅時に各可動枠部材に対してトンネルの幅方向に相対移動し、前記各可動枠部材の内端部間に生じる空間を閉鎖する可撓板部材と、前記可動枠部材の内端部どうしの間に介在されて該可動枠部材どうしを連結する固定部材とを備えていることを特徴とする拡幅セグメント。 - 前記各可動枠部材の内部には、前記可撓板部材を背面側から支えて該可撓板部材のトンネルの内側方向への撓みを抑制する支持台が、各可動枠部材に跨って支持され、各可動枠部材に対してトンネルの幅方向に相対移動可能に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の拡幅セグメント。
- 前記支持台は、前記各可動枠部材の内側に設けた案内レールに支持されたスライド部材と、外周部が前記可動枠部材の外周面に沿う形状に形成され、前記スライド部材にトンネルの軸方向に間隔をあけて固着された一対の案内板とを備えており、該一対の案内板の外周部によって前記可撓板部材が背面から支えられることを特徴とする請求項2に記載の拡幅セグメント。
- 前記支持台には、前記トンネルの軸方向に沿う軸周りに回転する案内輪が、トンネルの軸方向、幅方向に間隔をあけて配置され、かつトンネルの幅方向に移動可能に支持され、該案内輪の外周部によって前記可撓板部材が背面から支えられることを特徴とする請求項2または3に記載の拡幅セグメント。
- 前記可撓板部材は、複数の剛性板状部材がトンネルの幅方向に並べられてピン結合部により連結されてなり、トンネルの周方向に沿って湾曲可能な保形部材と、該保形部材の外周面に貼付されたゴム板とを備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の拡幅セグメント。
- 前記可撓板部材におけるトンネル軸方向の両端には弾性のシール材が固着して設けられ、該シール材が前記各可動枠部材のポケットの両端に沿って開口するスリットから外側に突き出され、前記各可動枠部材におけるトンネルの軸方向の両外端の外周部に形成されたシール溝に装着されたシール材に密着されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の拡幅セグメント。
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