JP6162594B2

JP6162594B2 - セグメントの構造

Info

Publication number: JP6162594B2
Application number: JP2013262449A
Authority: JP
Inventors: 伸行高松; 聡前原; 久輝岡田
Original assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2017-07-12
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: JP2015117538A

Description

本発明はシールドトンネルに使用するセグメントの構造に関するものである。

シールドトンネルは、シールド掘進機の鋼殻の後方で組み立てたセグメントリングに反力を取ってジャッキによってシールド掘進機を押し出して構築するものである。
その場合に複数の円弧状のセグメントを組み立ててセグメントリングを構成するから、安価なセグメントであること、組み立てが容易であることが要求される。

土木学会第５６回年次学術講演会（平成１３年１０月）の１７２頁「ワンパス継手（コーンコネクター）を用いたセグメントの施工について」

上記の非特許文献１に記載された「コーンコネクターセグメント」は、ワンパスでの組み立てが可能であり、金具がトンネルの内面に露出しないので防食性にも優れている、と記載してある。
しかしこのようなセグメントの構造にあっては次のような問題が存する。
＜１＞いずれの継手もその構造が複雑であるために、継手の鋼材自体が高価なものとなる。
＜２＞リング継手が、軸方向のスリットを持つ円錐台形状の金具の先端に爪を設けた金物と、この金物の先端の爪を収納する壁を備えた金物の組み合わせであるためにリング間結合力が小さい。
＜３＞リング継手間の結合力が小さい結果、大深度、高水圧下ではＫセグメントが押し出されてセグメントリングから抜け出る可能性がある。ここで「Ｋセグメント」とは、セグメントリングの組み立ての際に最後に押し込むセグメントであり、平面的に見た場合に台形であって、その継手面が末広がりに傾斜したセグメントのことである。

上記のような課題を解決する本発明のセグメントの構造は、シールド掘進機の内部で組み立ててジャッキでシールド掘進機の前進のための反力を取るセグメントの構造であって、セグメントのセグメント継手面には、継手面より内側に位置するオス継手と、継手面から突出したメス継手を備え、リング継手面のジャッキで加圧する側には、継手面より内側に位置するオス継手を、反対側には、継手面から突出したメス継手を備え、メス継手は、対向する爪板より構成し、両爪板には、弾性によって元の形状に戻る継手であり、オス継手は、メス継手端面に位置する爪板間に挿入する板体であり、メス継手の爪板が挿入可能な係合窓が開口している継手であり、セグメント継手面に設けたオス継手の収納室は、そこへ挿入するメス継手の幅よりもトンネル軸方向に広い空間を形成してあり、セグメント継手面のメス継手およびオス継手が、トンネル軸方向に移動する距離と、リング継手面のメス継手が、リング継手面のオス継手に挿入して嵌合する距離とを等しく構成したことを特徴とするものである。
また上記の構成において、セグメント継手面のメス継手がトンネル軸方向にスライドして、オス継手の係合窓に挿入しやすいように、オス継手とメス継手が接触してスライドする面を、斜面として形成したことを特徴としたものである。
また上記の構成において、リング継手面のメス継手がトンネル軸方向にスライドして、オス継手の係合窓に挿入しやすいように、オス継手とメス継手が接触してスライドする面を、斜面として形成したことを特徴としたものである。

本発明のセグメントの構造は以上説明したようになるから、既設のセグメントのセグメント継手面に、新設するセグメントの継手面を当ててトンネル軸方向にスライドするだけで、セグメント継手とリング継手面の両方の継手の接合を同時に完了させることができる。

本発明のセグメントの構造の実施例の説明図。セグメントの接合前の待機状態の説明図。セグメント継手の移動距離と、リング継手の移動距離の関係の説明図。メス継手をオス継手の収納室に挿入した状態の説明図。セグメントをトンネル軸方向にスライドして、セグメント継手とリング継手とを同時に接合した状態の説明図。セグメント継手の継手間の嵌合動作の説明図。従来の継手の実施例の説明図。

以下図面を参照にしながら本発明のセグメントの構造の好適な実施の形態を詳細に説明する。
本発明のセグメントは、シールド掘進機の内部で組み立ててジャッキでシールド掘進機の前進のための反力を取るセグメントである。
なお前記したように、セグメント間の継手は「セグメント継手」と、セグメントリング間の継手は「リング継手」と称する。
そしてセグメント間の接合面は「セグメント継手面」、セグメントリング間の接合面は「リング継手面」、両者を含めてセグメントの「側面」と称する。

＜１＞本発明のセグメントの接合の方法。
本発明のセグメントは、既設のセグメントと新設するセグメントの継手面を接触させたら、新設するセグメントをトンネル軸方向にスライドさせるだけで、セグメント継手の接合と、リング継手面の接合を同時に完了できる構造を備えている。
そのために次のような構造を有する。

＜２＞セグメント継手面。
セグメントのセグメント継手面には、継手面より内側に位置するオス継手１と、継手面から突出したメス継手２を備えている。
オス継手１をセグメントの内側に位置させるために、セグメント継手面には収納室３を開口してあり、その内部にオス継手１を設置する。

＜３＞リング継手面。
リング継手面は、ジャッキで加圧する側とその反対側があるが、ジャッキで加圧する側には突出する継手を設けることは不適当である。
そのためにジャッキで加圧する側には、継手面より内側に位置するオス継手１を設ける。
その場合にも、オス継手１をセグメントの内側に位置させるために、セグメント継手面には収納室３を開口してあり、その内部にオス継手１を設置する。
リング継手面の反対側には、継手面から突出させた状態でメス継手２を設ける。

＜４＞メス継手。
メス継手２は、対向する爪板２１より構成する。
両爪板２１は、バネ板２２の先端に対向して位置しており、バネ板２２の弾性によって元の形状に戻る継手である。
この両爪板２１の間に、オス継手１を強く挿入すると爪板２１の間隔が広がる。
さらにオス継手１を強く爪板２１の間に挿入することで、爪板２１がオス継手１の係合窓１１に嵌合して両者の接合を行う。

＜５＞オス継手。
オス継手１は、メス継手２端面に位置する爪板２１間に挿入する板体である。
この板体には、メス継手２の爪板２１が挿入可能な係合窓１１を開口する。
この係合窓１１の内部にメス継手２の爪板２１が嵌合することで、オス継手１とメス継手２の係合が完了する。
したがってオス継手１の係合窓１１の長さは、メス継手２の爪板２１の長さ以上の寸法を備えていることが必要である。
ここで「長さ」とは、トンネル軸方向の長さのことである。

＜６＞収納室の形状。
オス継手１を収納した収納室３の幅は、オス継手１の幅以上の幅を備えていることが必要である。
ここに収納室３の「幅」とはトンネル軸方向の長さのことである。
この幅は、オス継手１の幅とメス継手２の幅を足した寸法より広く構成する。
したがって収納室３には、オス継手１とメス継手２を平面的に並べて位置させることができる。

＜７＞移動距離の関係。（図３）
セグメント継手面におけるメス継手２およびオス継手１の移動距離Ｌと、リング継手面におけるメス継手２の移動距離Ｌは同一寸法に構成する。
ここで「移動」とはトンネル軸方向への移動である。
この距離Ｌは、メス継手２の中心線と、オス継手１の係合窓１１の中心線との距離Ｌと表現することもできる。
セグメント継手面におけるメス継手２およびオス継手１の移動距離Ｌと、リング継手面におけるメス継手２の移動距離Ｌが一致している結果、セグメント継手面において収納室３に挿入したメス継手２およびオス継手１が距離Ｌだけ移動して係合窓１１に係合すると、同時にリング継手面においてもまたメス継手２の爪板２１がオス継手１の係合窓１１に挿入して嵌合することになる。

＜８＞継手のスライド面。
セグメント継手面のメス継手２がトンネル軸方向にスライドして、オス継手１の係合窓１１に挿入しやすいように、オス継手１とメス継手２が接触してスライドする面を、斜面２３として形成する。
その場合のスライド面とは、トンネル軸方向に直交する面になる。
一方、リング継手面のメス継手２がトンネル軸方向にスライドして、オス継手１の係合窓１１に挿入しやすいように、オス継手１とメス継手２が接触してスライドする面を、斜面２３として形成する。
この場合の斜面２３も、トンネル軸方向に直交する面となる。

＜９＞セグメンの接合工程。
次に本発明のセグメントを、セグメント継手面と、リング継手面とを接合する工程について説明する。

＜１０＞収納室への挿入。（図４、図６上段）。
セグメント継手の接合に際しては、既設、および新設のセグメントの収納室３の内部に、新設、および既設のセグメントのメス継手２を挿入しておく。
この段階ではメス継手２は収納室３に挿入するだけで、メス継手２とオス継手１は収納室３の内部で平面的に平行に並んだ状態にあり、メス継手２の爪板２１とオス継手１の係合窓１１は係合していない。

＜１１＞トンネル軸方向へのスライド。
次に新設のセグメントをトンネルの軸方向に移動させる。（図６中、下段）
すると、各オス継手１は、各メス継手２の斜面２３をすべって距離Ｌだけスライドして、各オス継手１の係合窓１１に、各メス継手２の爪板２１が嵌合する。

＜１２＞リング継手の接合。
上記したようにセグメント継手のメス継手２およびオス継手１の移動可能な距離Ｌと、リング継手面のメス継手２の移動距離とを等しく構成してある。
そのために、セグメント継手において、メス継手２の爪板２１が、オス継手１の係合窓１１に嵌合すると同時に、リング継手においてもメス継手２の爪板２１が、オス継手１の係合窓１１に嵌合することになる。（図５）
その結果、新設するセグメントをトンネル軸方向にスライドすることで、セグメント継手の接合と、リング継手の接合を同時に完了することができる。

１：オス継手
１１：係合窓
２：メス継手
２１：爪板
２２：バネ板
２３：斜面
３：収納室

Claims

シールド掘進機の内部で組み立ててジャッキでシールド掘進機の前進のための反力を取るセグメントの構造であって、
セグメントのセグメント継手面には、継手面より内側に位置するオス継手と、継手面から突出したメス継手を備え、
リング継手面のジャッキで加圧する側には、継手面より内側に位置するオス継手を、反対側には、継手面から突出したメス継手を備え、
メス継手は、対向する爪板より構成し、両爪板には、弾性によって元の形状に戻る継手であり、
オス継手は、メス継手端面に位置する爪板間に挿入する板体であり、メス継手の爪板が挿入可能な係合窓が開口している継手であり、
セグメント継手面に設けたオス継手の収納室は、そこへ挿入するメス継手の幅よりもトンネル軸方向に広い空間を形成してあり、
セグメント継手面のメス継手およびオス継手が、トンネル軸方向に移動する距離と、
リング継手面のメス継手が、リング継手面のオス継手に挿入して嵌合する距離とを等しく構成したことを特徴とする、
セグメントの構造。
上記のセグメントの構成において、
セグメント継手面のメス継手がトンネル軸方向にスライドして、オス継手の係合窓に挿入しやすいように、
オス継手とメス継手が接触してスライドする面を、斜面として形成したことを特徴とする、
請求項１記載のセグメントの構造。
上記のセグメントの構成において、
リング継手面のメス継手がトンネル軸方向にスライドして、オス継手の係合窓に挿入しやすいように、
オス継手とメス継手が接触してスライドする面を、斜面として形成したことを特徴とする、
請求項１記載のセグメントの構造。