JPH0216297A - 掘削穴の覆工用筒状壁体および掘削穴の覆工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、自身の軸線に対して点対称な断面形状を有
する掘削穴の覆工に用いられる、セグメントによって筒
状に組まれた覆工用筒状壁体と、この覆工用筒状壁体を
用いた掘削穴の覆工方法に関するものである。

「従来の技術」 近年、鉄道用トンネルなどの大断面トンネル構造物を構
築するための大断面シールド工法として、復円形特殊断
面シールド工法と呼ばれるものが行なわれるようになっ
た。

この工法は、円筒状のシールド掘削機を２基連結した構
造のシールド掘削機を用いて、円が２つその一部が重な
った状態で連なる形の断面形状に、地山あるいは地盤を
掘削し、この掘削された穴の内面に、セグメントを組み
立てて筒状壁体を形成しこの筒状壁体を穴に沿って複数
ボルト結合して連結しく一次覆工）、この−次覆工のセ
グメントの背面、すなわちセグメントと地山との間に、
空隙を埋める注入材を充填した後、−次覆工の内面にコ
ンクリートを巻き立て（二次覆工）、それらによって地
山を支持して、所定の内空を構成する、というものであ
る。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような２連形の掘削穴を一次覆工する場
合においても、円形の掘削穴の場合と同様に筒状壁体を
連結して同一平面上で曲線状に形成することを要求され
たり、あるいは、筒状壁体を軸線方向に連結する際の同
一平面上の蛇行の修正を要求されたりすることがある。

このような場合、従来は、円形の掘削穴の場合と同様に
、掘削穴の軸線方向にテーパを与えたテーパセグメント
を用い４手段が適用されている。

ところが、第９図に示すように、筒状壁体Ａのローリン
グを修正したい場合や、あるいは第１０図に示す上うに
、筒状壁体Ａを水平状態から起立状態に変更していきた
い場合、逆に、起立状態から水平状轢に変更していきた
い場合には、従来対処する方法がないのが実状であり、
その開発が待たれていた。

この発明は、前記事情に鑑みなされたもので、その目的
とするところは、軸線方向に連結する際、その軸線を中
心として回転変位させた状態で連結することができる掘
削穴の覆工用筒状壁体および掘削穴の覆工方法を提供す
ることにある。

「課題を解決するための手段」 かかる目的を達成するために、この発明の筒状壁体は、
自身の軸線に対して点対称な断面形状を有する掘削穴の
内壁面に沿って筒状に組まれたセグメントにより構成さ
れてなる覆工用筒状壁体であって、前記セグメントの前
端面および後端面に、それぞれ筒状壁体どうしを軸線方
向に連結するためのボルト挿通孔を設け、かつ、セグメ
ントの面端面および後端面に位置するボルト挿通孔のう
ちセグメントの後端面に位置するボルト挿通孔を、その
軸線がセグメントの前端面に位置するボルト挿通孔の軸
線よりも、筒状壁体を壁体自身の軸線を中心として所定
角度回転さ仕た位置に位置するように設けたことを特徴
とするものである。

また、この発明の掘削穴の覆工方法は、自身の軸線に対
して点対称な断面形状を有する掘削穴の内側を、掘削穴
の内壁面に沿ってセグメントを環状に組み立てることに
より構成される筒状壁体により覆工する方法であって、
セグメントの後端面に位置するボルト挿通孔を、その軸
線がセグメントの前端面に位置するボルト挿通孔の軸線
より、も、筒状壁体を壁体自身の軸線を中心として所定
角度回転させた位置に位置するように設けておき、セグ
メントを掘削穴の軸線方向に沿って連結する際に、セグ
メント後端面のボルト挿通孔とセグメント前端面のボル
ト挿通孔とを合わせてこれらをボルト止めし、セグメン
トにより環状に組み立てられる筒状壁体を所定角度回転
させていくことを特徴とするしのである。

なお、この細則穴の覆工方法において、セグメントを、
セグメントの本体を構成するコンクリート木本と、この
コンクリート本体の接合面に埋設したボルト挿通孔付き
の継手金具とから構成したものを利用することができ、
また、セグメントとして、長方形状の端板と、円弧状に
湾曲した側板と、これ社端板および側板により組まれた
枠体の外表面に張設されたスキンプレートより構成し、
前記端板お上び側板にそれぞれボルト挿通孔を形成した
構成とすることもできる。

また、同様の目的を達成するために、掘削穴の覆工方法
として、自身の軸線に対して点対称な断面形状を有する
掘削穴の内側を、掘削穴の内壁面に沿ってスチールセグ
メントを環状に組み立てることにより構成される筒状壁
体により覆工する方法において、掘削穴の軸線方向に沿
ってスチールセグメントを連結する際に、連結すべきス
チールセグメントを、既設のスチールセグメントの位置
よりも、筒状壁体の軸線を中心として所定角度回転させ
た位置にずらせて配設し、スチールセグメントの内側か
らスチールセグメントの側板にドリルにより穴を開け、
この穴を介してスチールセグメントをボルト止めしてい
くようにしても良い。

「作用　」 この発明においては、筒状壁体を構成するセグメントの
ボルト挿通孔のうち、セグメントの後端面に位置するボ
ルト挿通孔がセグメントの前端面に位置するボルト挿通
孔の軸線よりも、筒状壁体を壁体自身の軸線を中心とし
て所定角度回転させた位置に位置するように設けられて
いるから、既設の筒状壁体に対し、セグメントを筒状壁
体の軸線方向に順次ボルト止めし、環状に組み立ていく
と、セグメントにより新たに筒状に組まれた筒状壁体が
既設の筒状壁体に対してその軸線を中心として回転変位
させられることになるので、ローリングの修正や起立状
態から水平状態あるいはその逆の状態への変更が容易に
なる。

また、この発明において、筒状壁体をスチールセグメン
トにより構築すると、ドリルによりスチールセグメント
の側板に穴を開けることができるので、この場合には、
予めボルト挿通孔をセグメントに形成する必要がなく、
現場において自由にボルト挿通孔の位置決めをし得て、
筒状壁体の回転変位を容易に行うことが可能になる。

「実施例」 以下、この発明を第１図ないし第４図を参照して説明す
る。なお、実施例は断面円形の２つの掘削穴が互いにそ
れらの側方部どうしを重ねる如く形成されてなる２連形
掘削穴の内側を覆工するための覆工用筒状壁体にこの発
明を適用した例を示しており、掘削穴は、自身の軸線に
対して点対称な断面形状を有する眼鏡型に形成されてい
る。

第１図は請求項！にかがる覆工用筒状壁体の一実施例を
示すもので、この覆工用筒状壁体は、横２連形捕削穴の
左右に断面Ｃ字状、断面逆Ｃ字状に構築された主壁部１
ｊと、これら主壁部１，１の一端部（上端部）間および
他端部（下端部）間を連結する分岐部セグメント４．４
と、前記分岐部セグメント４．４の間に配置された板状
の柱壁５とを主体として構成されている。

前記主壁部１，１は、軸線Ｚ方向（図において紙面に直
交する方向）に沿う開口を有する如く、円弧版状のＲＣ
セグメント（セグメント　）２・・・がそれぞれこれら
の端面２ｃに埋設された継手金具３・・・を介してボル
ト・ナツトにより締結されて形成されるものであり、ま
たこの主壁部ｌ。

■を構成するＲｃ上セグメントは、第２図および第３図
に示すように、セグメントを構成するコンクリート本体
を主体として形成され、かつ、このＲＣセグメント２の
コンクリート本体の４つの接合面（すなわち、前端面２
ａ、後端面２ｂおよび両側端面２ｃ、２ｃ）に、それぞ
れボルトを挿通するためのボルト挿通孔３ａをもった継
手金具３が埋設された構造となっている。そして、実施
例では、このＲＣセグメント２の接合面に埋設された継
手金具３のうち後端面２ｂの継手金具３のボルト挿通孔
３ａが、その軸線をセグメントの前端面２ａに位置する
ボルト挿通孔３ａの軸線よりも、筒状壁体を壁体自身の
軸線Ｚを中心として反時計回りに角度θ回転した位置に
ずらして設けられていることを最大の特徴としている（
第１図参照）。

一方、分岐部ＲＣセグメント４．４は、第１図に示すよ
うに、コンクリートを主体としてなる外観Ｙ字状に形成
されており、その具体的構成は、その端面が柱壁５と連
結される断面方形の基部４０と、この基部４０から分岐
してそれぞれの端面が主壁部１，１と連結される断面方
形の連結腕部４１．４２　　とからなる基本構造となっ
ている。

ここで、２つの連結腕部４１．４２のうち、方の連結腕
部４Ｉは他方の連結腕部４２より長く形成されており、
また、これら連結腕部４１，４２は、その先端部側がＲ
Ｃセグメント２と同一の曲率半径をもって円弧版状に延
出している。連結腕部４１，４２のうち、一方を長く、
他方を短く形成するのは、セグメント２・・・、分岐部
セグメント４．４を筒状壁体の軸方向に千鳥状に配置す
るためである。なお、この分岐部セグメント４の前端面
４ａ、後端面および連結腕部４１，４２の先端面にもそ
れぞれＲＣセグメント２と同様に、継手金具３・・・が
埋設されており、また、後端面の継手金具３・・・のボ
ルト挿通孔３ａは、その軸線が前端面４ａの継手金具３
のボルト挿通孔３ａの軸線よりも、筒状壁体を壁体自身
の軸線Ｚを中心として反時計回りに角度θ回転した位置
にずらして設けられている点は、先に説明したＲＣセグ
メント２と同様である。

なお、平板状の柱壁５は、上下の分岐部セグメント４，
４の間に介在配置されてこれら分岐部セグメント４．４
を支持するもので、実施例では、上下の分岐比セグメン
ト４，４にそれぞれ固定されてなる構成となっている。

しかして、このような筒状壁体Ａを２連形掘削穴の覆工
に用いた場合には、筒状壁体Ａを構成するセグメント２
のボルト挿通孔３ａのうち、セグメント２の後端面２ｂ
に位置するボルト挿通孔３ａがセグメント２の前端面に
位置するボルト挿通孔３ａの軸線よりも、筒状壁体Ａを
壁体自身の軸線を中心として所定角度回転させた位置に
位置するように設けられているから、既設の筒状壁体Ａ
に対し、セグメント２を筒状壁体Ａの軸線方向に順次ボ
ルト止めし、環状に実施例の筒状壁体Ａを組み立ていく
と、実施例の筒状壁体Ａが既設の筒状壁体Ａに対してそ
の軸線を中心として回転変位させられることになるので
、ローリングの修正等の回転変位に容易に対応すること
が可能になる。

すなわち、第４図に示すように、既に設置されている筒
状壁体Ａ（第４図において向こう側に位置する筒状壁体
Ａ）に対して、その手前側に連結される筒状壁体として
実施例の筒状壁体Ａを適用すると、この筒状壁体Ａを構
成するセグメント２の後端面２ｂに埋設される継手金具
３のボルト挿通孔３ａが、その軸線をセグメント２の前
端面に位置するボルト挿通孔３ａの軸線よりも、筒状壁
体Ａを壁体自身の軸線を中心として所定角度回転させた
位置に位置するように設けられているから、既設の筒状
壁体を構成するセグメント２と手前側の筒状壁体を構成
するセグメント２どうしのボルト挿通孔３ａを互いに一
致させるように配設すると、手前側の筒状壁体Ａは、そ
の軸線Ｚを中心として時計回りに角度θ回転させた状態
に位置させられた状態で連結されることになる。

したがって、第４図において、たとえば、向こう側の筒
状壁体Ａが反時計回りにローリングして設置されてしま
っている場合、前記のようにして手前側の筒状壁体Ａを
時計回りに回転させた状態で連結することにより、ロー
リングを修正することができるのである。

なお、前記実施例では、ＲＣセグメント２によって組み
立てられた２連形の筒状壁体Ａについて説明したが、こ
れに限らず、たとえば第５図および第６図に示すような
構造のスチールセグメントＩＯを用いることもできる。

この場合のスチールセグメント１０は、一対の長方形状
の端板ｆＯａと、これら端板１０ａを連結する円弧状に
湾曲した一対の側板ｔａｂと、これら端板１０ａおよび
側板１０ｂにより組まれた枠体の外表面に張設されたス
キンプレートｌＯｃよりなり、側板１０ｂ間にはＬ字型
に曲げられた補強リブＩＯｄが取り付けられた構造とな
っている。

そして、枠体を構成する各端板１０ａおよび側板Ｊｏｂ
には、それぞれボルト挿通孔１１が形成され、後端側と
なるボルト挿通孔１１は、ＲＣセグメントの継手金具３
と同様に、セグメント２の前端面に位置するボルト挿通
孔３ａの軸線よりも、筒状壁体Ａを壁体自身の軸線を中
心として所定角度回転させた位置に位置するように設け
られている。なお、図中符号１２はグラウトホールを構
成するパイプを示す。

次ぎに、請求項２にかかる掘削穴の覆工方法の一実施例
を、横２連形の筒状壁体を縦２連形に回転させる場合を
例にとって説明する。

第１０図などに示すように、眼鏡型に構築された横２連
形の筒状壁体Ａを縦２連形に移行するには、セグメント
２の後端面に位置するボルト挿通孔３ａを、その軸線が
セグメント２の前端面に位置するボルト挿通孔３ａの軸
線よりも、筒状壁体を壁体自身の軸線Ｚを中心として所
定角度回転させた位置に位置するように設けておき、セ
グメント２を掘削穴の軸線方向に沿って連結する際に、
セグメント後端面のボルト挿通孔３ａとセグメント而端
面のボルト挿通孔３ａとを合わせてこれらをボルト止め
しつつ、セグメント２を掘削穴の内壁面に沿って環状に
組み立てる。

そして、この操作（筒状壁体Ａを組み立てる操作）を、
さらに順次掘削穴の軸線方向に沿って行えば、筒状壁体
Ａは次第に上下方向に角度を変えて回転させられ、最後
に水平状態から起立状態に変更することができる。

この操作は、第１図ないし第４図などに示す構造の筒状
壁体Ａを順次掘削穴の軸方向に連結するｉｐ純操作であ
り、その構築に際し、特別の技術を必要とせず、通常の
セグメントの連結操作と同様に行うことができるので、
現場での作業性および施工性を向上することができる。

次ぎに、請求項５にかかる掘削穴の覆工方法を用いて、
第１０図に示す五うに横２連形の筒状壁体を縦２悪形の
筒状壁体に移行する場合について説明する。この場合の
覆工方法では、第７図に示すスチールセグメントＩＯＡ
が用いられる。このスチールセグメントＩＯＡら、その
基本的な構成は、第５図および第６図に示すスチールセ
グメン１−１０と同様に、一対の長方形状の端板１０ａ
と、これら端板１０ａを連結する円弧状に湾曲した一対
の側板１０ｂと、これら端板１０ａおよび側板）Ｏｂに
より組まれた枠体の外表面に張設されたスキンプレート
ＩＯｃよりなり、側板１０ｂ間にはＬ字型に曲げられた
補強リブｌＯｄが取り付けられた構造となっている。

しかしこの実施例では、円弧状に湾曲した一対の側板１
０ｂにはボルト挿通孔が形成されていないことか特徴と
なっている。

そして、このような構成のスチールセグメント１０Ａを
用いて掘削穴を覆工するには、掘削穴の軸線方向に沿っ
てスチールセグメントＩＯＡを連結する際に、連結すべ
きスチールセグメントＩＯＡを、既設のスチールセグメ
ントＩＯＡの位置よりも、筒状壁体の軸線を中心として
所定角度回転させた位置にずらせて配設し、スチールセ
グメントＩＯＡの内側からこのスチールセグメントＩＯ
Ａの側板ｔａｂにドリルにより穴を開け、この穴を介し
てスチールセグメントＩＯＡをボルト止めする操作を行
う。なお図示例では、スチールセグメントＩＯＡにより
形成される主壁部１，１を連結する分岐部セグメントＩ
Ｉとしてスチール製のものが用いられており、またこの
分岐部セグメント１１は、具体的には、外観Ｙ字状の側
板１１ａと、長方形状の端板ｔｔｂと、住壁５との接合
面を形成する当接板１１ｃと、側板１１ａおよび端板１
１ｂの外面に張設されたスキンプレート１１ｄとを生木
として構成されている。

なお、実施例では、このように、スチールセグメントＩ
ＯＡの側板１０ｂに既設のセグメントのボルト孔の位置
を合わせながら、現場においてドリルにより穴を開ける
ことにより、ボルト孔の位置を調整することができるの
で、容易にセグメントどうしを互いに連結することが可
能になり、セグメントどかしのボルト孔の位置合わせが
不要になり、筒状壁体によるローリングの修正や、縦方
向あるいは横方向への位置の変更を容易に達成すること
が可能になる。

なお、前記実施例では、２連形の掘削穴を覆工する場合
について説明したが、本発明は前述したような２連形の
ものに限らず、その軸線に対して点対称な断面形状を有
する掘削穴であれば、たとえば長円の断面形状を有する
掘削穴にも適用可能である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明によれば、次のような優れた
効果を奏することができる。

（ａ）　　この発明にかかる掘削穴の覆工用筒状壁体に
おいては、既に設置されている筒状壁体に対して、この
発明の筒状壁体をその軸線を中心として所定角度回転さ
せて位置さけると、セグメントの後端面に位置するホル
ト挿通孔が既に設置されている筒状壁体の前端面に位置
するボルト挿通孔に一致するように構成されているので
、既設の筒状壁体に対して、軸線を中心として所定角度
回転させた状態で、ボルト結合して連結することかでき
る。したがって、筒状壁体がローリングして設置されて
しま５ている場合、この発明の筒状壁体をローリングし
ている方向と逆の方向に回転さけた状態で連結すること
により、ローリングを修正することができる。

しかも、この発明の筒状壁体を軸線を中心として所定角
度回転さけた状態で順次連結していけば、たとえば、筒
状壁体が水平状態から起立状態になるような回転方向の
変更を行うことができる。

（ｂ）　　また、この発明の掘削穴の覆工方法にあって
は、セグメントを筒状壁体の軸線方向に順次ボルト止め
し、環状に組み立ていく操作により、セグメントにより
新たに筒状に組まれた筒状壁体を既設の筒状壁体に対し
てその軸線を中心として回転変位させることができるの
で、ローリングの修正や起立状態から水平状態あるいは
その逆の状態への変更を容易におこなうことが可能にな
る。

（ｃ）　　また、この発明において、筒状壁体をスチー
ルセグメントにより構築すると、ドリルによりスチール
セグメントの側板に穴を開けることができるので、この
場合には、予めボルト挿通孔をセグメントに形成する必
要がなく、現場において自由にボルト挿通孔の位置決め
をし得て、筒状壁体のは軸変位を容易に行うことか可能
になる。

（ｄ）　　ｔＬお以上のように、セグメント前端面の継
手金具と後端面の継手金具とが正面視（、て同位置に設
けられている従来の筒状壁体を連結していく途中に、本
発明を用いることにより、従来の覆工方法では困難であ
ったローリングの修正を容易に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

策１図ないし第４図は本発明の一実施例を示すしので、
第１図は覆工用筒状壁体の正面図、第２図は覆工用筒状
壁体を構成するＩＩＣセグメントの側面図、第３図はそ
の平面図、第４図は掘削穴の）夏工方法を説明するため
に示した覆工用筒状壁体の正面図、第５図は覆工用筒状
壁体に適用可能なスチールセグメントの斜視図、第６図
はその側面図、第７図および第８図は請求項５にかかる
掘削穴の覆工方法の一実施例を説明するために示したら
ので、第７図はこの覆工方法に用いられるスチールセグ
メントの一例を示す斜視図、第８図はスチールセグメン
トにより筒状壁体を組み立てた状態を示す斜視図、第９
図は覆工用筒状壁体のローリングした状態と正規の状態
を示す正面図、第１０図は覆工用筒状壁体を水平状態か
ら起立状態あるいはその逆の状態に変位させる態様を示
す正面図である。 ｌ・・・・・・主壁部、２・・・・・・ＲＣセグメント
、３・・・・・・継手金具、３ａ・・・・・・ボルト挿
通孔、４・・・・・・分岐部セグメント、５・・・・・
・柱壁、Ａ・・・・・筒状壁体、Ｉ　Ｏ，＋　ＯＡ・・
・・・・スヂールセグメント。 出願人　石川島建材工業株式会社 第２図 第３図 第５図 第７図 りＤ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）自身の軸線に対して点対称な断面形状を有する掘削
   穴の内壁面に沿って筒状に組まれたセグメントにより構
   成されてなる覆工用筒状壁体であって、前記セグメント
   の前端面および後端面には、それぞれ筒状壁体どうしを
   軸線方向に連結するためのボルト挿通孔が設けられ、か
   つ、セグメントの前端面および後端面に位置するボルト
   挿通孔のうちセグメントの後端面に位置するボルト挿通
   孔は、その軸線をセグメントの前端面に位置するボルト
   挿通孔の軸線よりも、筒状壁体を壁体自身の軸線を中心
   として所定角度回転させた位置にずらして設けられてい
   ることを特徴とする掘削穴の覆工用筒状壁体。 ２）自身の軸線に対して点対称な断面形状を有する掘削
   穴の内側を、掘削穴の内壁面に沿ってセグメントを環状
   に組み立てることにより構成される筒状壁体により覆工
   する方法であって、セグメントの後端面に位置するボル
   ト挿通孔をその軸線がセグメントの前端面に位置するボ
   ルト挿通孔の軸線よりも、筒状壁体を壁体自身の軸線を
   中心として所定角度回転させた位置に位置するように設
   けておき、セグメントを掘削穴の軸線方向に沿って連結
   する際に、セグメント後端面のボルト挿通孔とセグメン
   ト前端面のボルト挿通孔とを合わせてこれらをボルト止
   めし、セグメントにより環状に組み立てられる筒状壁体
   を所定角度回転させていくことを特徴とする掘削穴の覆
   工方法。 ３）セグメントを、セグメントの本体を構成するコンク
   リート本体と、このコンクリート本体の接合面に埋設し
   たボルト挿通孔付きの継手金具とから構成したことを特
   徴とする請求項２記載の掘削穴の覆工方法。 ４）セグメントを、長方形状の端板と、円弧状に湾曲し
   た側板と、これら端板および側板により組まれた枠体の
   外表面に張設されたスキンプレートより構成し、前記端
   板および側板にそれぞれボルト挿通孔を形成したことを
   特徴とする請求項２記載の掘削穴の覆工方法。 ５）自身の軸線に対して点対称な断面形状を有する掘削
   穴の内側を、掘削穴の内壁面に沿ってスチールセグメン
   トを環状に組み立てることにより構成される筒状壁体に
   より覆工する方法であって、掘削穴の軸線方向に沿って
   スチールセグメントを連結する際に、連結すべきスチー
   ルセグメントを、既設のスチールセグメントの位置より
   も、筒状壁体の軸線を中心として所定角度回転させた位
   置にずらせて配設し、スチールセグメントの内側からス
   チールセグメントの側板にドリルにより穴を開け、この
   穴を介してスチールセグメントをボルト止めしていくこ
   とを特徴とする掘削穴の覆工方法。