JP7032119B2

JP7032119B2 - セグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法

Info

Publication number: JP7032119B2
Application number: JP2017242606A
Authority: JP
Inventors: 智明大木; 弘章四方; 徹後藤; 申二斧; 竜之介鹿島; 眞也阿部
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019108738A

Description

本発明は、セグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法に関する。

周知の通り、シールド工法においては、シールドマシン内部で、あらかじめ工場製作された鉄筋コンクリート製、鋼製などの円弧状でブロック状のセグメントをエレクタにより組みあげ、トンネル断面の１周分（１リング）のトンネル覆工本体を構築する。

その後、シールドマシンにより地山を掘り進み、シールドマシン内部にトンネル断面の１周分（１リング）のセグメント組立スペースを確保した段階で、再びトンネル断面の１周分（１リング）のセグメントを組み立てるという作業を繰り返し、トンネルを構築してゆく。

一方、先に組立したセグメントと、後に組立したセグメントには円周方向にずれが生じる場合がある。これをローリングといい、このローリングは、１リングごとにみると０～数ｍｍ程度の微小であっても、同じ方向に連続してローリングが発生するとトンネル延長に従い累積されるため、大きなずれとなる場合がある。

道路や鉄道のシールドトンネルでは、セグメント組立完了後に床版や照明、換気ファン等の内部構築をして設備を取り付けるために、セグメント自体にあらかじめインサート金具や、突起部等を付けておく必要があり、セグメント組立後にインサート金具や突起物等がトンネル断面の円周方向のどの位置にあるかが重要で、ローリングが累積して大きなずれが発生すると支障が生じることになる。

そこで、従来、シールド工法でトンネルを構築する際には、ローリング修正用のセグメントを使用することにより、ローリング修正を行ったり、設置部材にズレを吸収する機構設けるようにしている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００８－２１５５号公報特開２００８－２１５６号公報

しかしながら、ローリング修正用のセグメントを使用する場合には、セグメント構造の制約上、数ｍｍ単位の修正は不可能で、１Ｒで２０ｍｍ程度～数１０ｍｍ程度を一度に修正せざるを得ず、大きなずれを一度に修正することで多大な労力を要するとともに修正精度を確保することが難しくなる。

また、ズレを吸収する機構を設け、部材設置時の位置調整を行う場合においても、多大な労力がかかる上、プレキャスト部材の場合には機構の構造に制約が生じることもある。

さらに、セグメントのローリングリスクを考えると、インバートや側壁のように定位置でセグメントに取り付ける部材は、セグメント製作時に一体化しておくことが難しい。また、側壁のプレキャスト化は、セグメントのローリングを吸収する機構を組み込むことが難しく実現し難い。このため、従来は側壁を現場でのコンクリート打設で構築しなくてはならなかった。

本発明は、上記事情に鑑み、より効率的且つ効果的にセグメントのローリングを制御することを可能にするセグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明のセグメントのローリング制御構造は、セグメントの切羽側と坑口側の側面にそれぞれ凹設されたピン嵌合孔と、隣り合うセグメントの互いに対向する切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔同士に嵌合する調芯ピンとを備えるとともに、前記切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔をセグメント１ピース当りそれぞれ複数対設けて構成され、且つ、前記切羽側の前記ピン嵌合孔と前記坑口側の前記ピン嵌合孔とは、中心を周方向に所定の量ずらして配設され、中心を周方向の一方向側にずらした前記切羽側と前記坑口側の一対のピン嵌合孔と、中心を周方向の他方向側にずらした前記切羽側と前記坑口側の一対のピン嵌合孔と、を備えていることを特徴とする。

さらに、本発明のセグメントのローリング制御構造においては、前記切羽側と坑口側の一対のピン嵌合孔の中心を周方向にずらす前記所定の量が１ｍｍ～３ｍｍであることがより望ましい。

また、本発明のセグメントのローリング制御構造においては、前記調芯ピンが、隣り合うセグメントの互いに対向する切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔同士に嵌合する軸線方向両側がテーパー状で、略そろばん玉状に形成されていることがさらに望ましい。

本発明のセグメントのローリング制御方法は、ローリングが必要な場合に、隣り合う上記のいずれかのセグメントのローリング制御構造を備えたセグメントのピン嵌合孔同士に前記調芯ピンを嵌合させ、セグメント組立とともにローリングを強制的に発生させるようにしたことを特徴とする。

本発明のセグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法においては、より効率的且つ効果的にセグメントのローリングを制御することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るセグメント及びセグメントのローリング制御構造を示す図であり、（ａ）が坑口側の側面図、（ｂ）が平面図、（ｃ）が切羽側の側面図である。本発明の一実施形態に係る覆工の展開図である。本発明の一実施形態に係るセグメント及びセグメントのローリング制御構造の調芯ピンを示す図である。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係るセグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法について説明する。

本実施形態のセグメントのローリング制御構造Ａは、図１及び図２、図３に示すように、セグメント本体（セグメント）１の切羽側の側面１ａと坑口側の側面１ｂにそれぞれ凹設されたピン嵌合孔２、３と、隣り合うセグメント１の互いに対向する切羽側と坑口側一対のピン嵌合孔２、３同士に嵌合する調芯ピン４とを備えるとともに、切羽側と坑口側の一対のピン嵌合孔２、３をセグメント１ピース当り複数対設けて構成されている。

また、坑口側のピン嵌合孔３と切羽側のピン嵌合孔２は、周方向に１ｍｍ～３ｍｍ程度ずらして配設されている。

さらに、複数の一対の坑口側のピン嵌合孔３と切羽側のピン嵌合孔２はそれぞれ、坑口側のピン嵌合孔３と切羽側のピン嵌合孔２の位置を時計廻り（周方向の一方向）Ｔ１と逆廻り（周方向の他方向）Ｔ２の２種類でずらすようにする。

これにより、どちらのピン嵌合孔２、３を使用して調芯ピン４を設置するかによって、組み立てるセグメント１は、既設のセグメント１に対して時計廻り、または逆廻りに１ｍｍ～３ｍｍ程度相対的に回転させることが可能になる。

なお、セグメント継手５は３ｍｍ程度ずれても締結できる継手（例えばＳＵリング、ボルト）とする。

そして、本実施形態のセグメントのローリング制御方法では、セグメント１の坑口側のピン嵌合孔３のローリングさせたい方向に適したズレのピン嵌合孔３に調芯ピン４を設置し、セグメント組立時にはズレた位置の調芯ピン４が、既設セグメント１の切羽側のピン嵌合孔２にぴったり合い、ローリングを強制的に発生させる。

これにより、ローリングの制御を実現することが可能になり、ピン嵌合孔２、３を設け、ピン嵌合孔２、３に調芯ピン４を取り付けるだけで、ローリングを制御し、セグメント１のズレを修正することが可能になる。

なお、ローリング制御が必要ない場合には、調芯ピン４を設置しなければよい。また、調芯ピン４はピン嵌合孔２、３に嵌合して取り付けることが可能であれば、特にその形状を限定する必要はないが、例えば、図３に示すように嵌合部４ａ、４ｂをテーパー状に形成、言い換えれば、略そろばん玉状に形成すると、取扱性、施工性をよくすることができる。

したがって、本実施形態のセグメントのローリング制御構造Ａ及びセグメントのローリング制御方法においては、シールドトンネル構築中にセグメントローリングを制御することにより、内部構築の一部をセグメント製作時に一体化して付けておくことができる。また、後施工の内部構築のためのインサート金具や突起部等が設計通りの定位置に配置することが可能になるので、側壁などのプレキャスト化が容易になり、その部材の設置が簡便になる。

よって、本実施形態のセグメントのローリング制御構造Ａ及びセグメントのローリング制御方法によれば、より効率的且つ効果的にセグメント１のローリングを制御することが可能になる。

以上、本発明に係るセグメントのローリング制御構造及びセグメントのローリング制御方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１セグメント（セグメント本体）
２切羽側のピン嵌合孔
３坑口側のピン嵌合孔
４調芯ピン
４ａ嵌合部
４ｂ嵌合部
５セグメント継手
Ａセグメントのローリング制御構造

Claims

セグメントの切羽側と坑口側の側面にそれぞれ凹設されたピン嵌合孔と、隣り合うセグメントの互いに対向する切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔同士に嵌合する調芯ピンとを備えるとともに、前記切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔をセグメント１ピース当りそれぞれ複数対設けて構成され、
且つ、前記切羽側の前記ピン嵌合孔と前記坑口側の前記ピン嵌合孔とは、中心を周方向に所定の量ずらして配設され、
中心を周方向の一方向側にずらした前記切羽側と前記坑口側の一対のピン嵌合孔と、中心を周方向の他方向側にずらした前記切羽側と前記坑口側の一対のピン嵌合孔と、を備えていることを特徴とするセグメントのローリング制御構造。
請求項１に記載のセグメントのローリング制御構造において、
前記切羽側と坑口側の一対のピン嵌合孔の中心を周方向にずらす前記所定の量が１ｍｍ～３ｍｍであることを特徴とするセグメントのローリング制御構造。
請求項１または請求項２に記載のセグメントのローリング制御構造において、
前記調芯ピンが、隣り合うセグメントの互いに対向する切羽側と坑口側の前記ピン嵌合孔同士に嵌合する軸線方向両側がテーパー状で、略そろばん玉状に形成されていることを特徴とするセグメントのローリング制御構造。
ローリングが必要な場合に、隣り合う請求項１から請求項３のいずれかに記載のセグメントのローリング制御構造を備えたセグメントのピン嵌合孔同士に前記調芯ピンを嵌合させ、セグメント組立とともにローリングを強制的に発生させるようにしたことを特徴とするセグメントのローリング制御方法。