JPH03286098A - セグメント - 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） 本発明はトンネルの築造時に、トンネル壁面に組立施工
されるセグメントに関するものである。

（従来の技術） 従来からシールド工法によりトンネルを掘進するに従っ
てその掘削壁面に組立施工するセグメントとしては、ト
ンネルの掘削面に沿って彎曲した長方形状のセグメント
が広く使用されている。

このセグメント（ａ）は第７．８図に示すように、複数
個のセグメン）　（ａ）の長辺側端面を既に組立施工し
たセグメント（ａ）の端面に当接させてボルト・ナツト
（ロ）により連結すると共にトンネルの周方向に対して
は互いにその短辺側端面同士を同様にしてボルト・ナツ
トｂ）により連結、一体止することにより、円環状のト
ンネル覆工部に形成していくものである。

従って、セグメント同士の接続作業に著しい手間を要す
るばかりでなく、次のセグメントを円環状に組立てるに
は、シールド掘削機（Ｃ）の推進ジヤツキ（ｄ）のスプ
レンダーを既に組立施工したセグメント端面に反力をと
って推進させ、セグメントが組立可能な一定長さのトン
ネル部を掘削したのちでしか行うことができないために
、トンネルの掘削と並行してセグメントの組立てが行え
ず、トンネル覆工作業の能率が低下するという問題点が
あった。

このため、第９図に示すように、亀甲形状に形成された
セグメント００が開発された。

この亀甲型セグメント０１）によれば、トンネルの周方
向に千鳥状に組み合わされてその方向に隣接するセグメ
ント同士の連結は、トンネル長さ方向に連結した２個の
セグメント（１００υの傾斜端面で形成されるＶ字状端
面にその両側傾斜端面０２）Ｑ２）を嵌合状態で接合さ
れるために、正確な接合が行われてボルト・ナツトによ
る連結が不要となり、その上、覆工したトンネル長さ方
向の端面ば、突出したセグメント０１）の手部分による
突出端面０３）と次のセグメン）（ＩＩ）の手部分を嵌
合させる凹部卸の端面０５）とが交互に露出した状態と
なり、両端面（＋３）０５）にシールド掘削機の推進ジ
ヤツキの反力をとってシールド機を掘進させると共に所
定長さの掘進が行われると、突出端面０３）に当接させ
ている推進ジヤツキでシールド掘削機の掘削を続行させ
なから凹部０４）の端面０５１に当接していた推進ジヤ
ツキを収縮させて該凹部０滲に次のセグメン）　（ＩＩ
）の嵌合による組立て作業が可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような亀甲型セグメントによれば、
シールド掘削機がローリングすると、シールド掘削機側
に配設している推進ジヤツキが周方向に変位してそのス
プレンダーが上記両端面ａツ０５）に沿ってずれ、該亀
甲型セグメントの傾斜端面０２）０２）に当接する場合
が発生してセグメントの破損につながるばかりでなく、
推進ジヤツキを作動させられない場合が生じる。

又、同一形状の亀甲型セグメン）（１０を順次、上記の
ように凹部０４）に嵌合させながら組立ていくものであ
るから、直線トンネルの築造が容易であっても、屈曲、
蛇行した曲線トンネルを形成する場合には、従来の長方
形状セグメントでは、トンネル長さ方向の幅が異なった
長方形状セグメントを使用して容易にトンネルの屈曲に
応した修正が可能となるが、亀甲型セグメント（１１）
ではその修正用セグメントの形状が極めて複雑となり、
組立ても煩雑化するという問題点があった。

本発明はこのような問題点を解消し得るセグメントの提
供を目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を遠戚するために、本発明のセグメントは、互
いに並行な長辺側端面と短辺側端面との両端間を傾斜端
面に形成し且つ外表面を両側斜端面間に亘って円弧状面
に形成してなる等脚台形状のセグメント部材を一対、長
片側端面同士を分離可能に接合、連結してなる構造を有
するものである。

このようなセグメントにおいて、上記一対の等脚台形状
セグメント部材の長短両辺の端面に設けられる連結用孔
としては、トンネルの周方向に長い長孔に形成しておく
ことが望ましい。

（作　　用） シールド掘削機によって掘削されるトンネル壁面をセグ
メントによって覆工する場合、上記従来の亀甲型セグメ
ントと同様に、トンネルの周方向には対向するセグメン
トの前後傾斜端面同士を交互に接合させながら千鳥状に
組合わされる。

従って、次のセグメントをトンネルの長さ方向に組立て
る場合に、その最前端面は、交互に突出した等脚台形状
のセグメント部材の短辺側端面による突出端面と、これ
ら突出端面に連なる両頭斜端面を介してトンネルの後方
側に向かって等脚台形状セグメント部材の長短辺間の寸
法に等しい長さだけずれた状態で組立てられた等脚台形
状セグメントの短辺側端面による口端面とで千鳥状端面
が形成され、その口端面と両頭斜端面とで囲まれた部分
が１個の等脚台形状セグメント部材と同形状の凹部空間
となっている。

この凹部空間にトンネルの掘進に従って、セグメントの
一半部を形成する等脚台形状セグメント部材を次々と嵌
合させながらトンネルの長さ方向に覆工を形成していく
ものであるが、シールド掘削機がローリングして、推進
ジヤツキのスプレッダ−が傾斜端面に当接する位置まで
変位した場合には、亀甲型に組み合わせているセグメン
トを２個の等脚台形状セグメント部材に分割してその分
割等脚台形状セグメント部材を上記凹部空間に嵌合して
その短辺側端面を開端面に連結させると、このセグメン
ト部材の長辺側端面と既に組立られているセグメント部
材の前記突出端面とが周方向に面一に連続することにな
る。

従って、この端面に推進ジヤツキのスプレッダ−を当接
させてシールド掘削機の推進が可能となり、さらに、該
端面に次の分割等脚台形状セグメント部材をローリング
に応じた寸法だけ周方向にずらしながらその長辺側端面
を前記凹部空間を介して面一端面一連結し、再び、該凹
部空間にセグメントを順次嵌合、連結させていくことに
よりトンネル覆工を形成していくものである。

この際、周方向の変位量が小さい場合には、セグメント
部材の長短両片の端面に穿設している連結用長孔Ｇこよ
って調整すればよい。

又、曲線トンネル部分を形成する場合には、上記のよう
に面一の端面を形成したのち、該端面にトンネル長さ方
向の幅を徐々に変化させている長方形状セグメント、或
いは不等脚台形状に形成しているセグメント部材を使用
して周方向に組立て＼いけばよく、所定長さの屈曲トン
ネル部の築造後、亀甲型セグメントによって直線トンネ
ル部の覆工を行うことができる。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面について説明すると、（１）は等
脚台形状のセグメント部材で、第１図に示すように、適
宜厚さを有する鋼板製の横長等脚台形状板材（２）をそ
の面が長さ方向にトンネル周方向の彎曲掘削面に沿う円
弧状面に形成されていると共に、互いに平行な長短端縁
にトンネル内側に向かって突出する一定幅を有する弓状
に彎曲した長短端面板（３）　（４）を一体に固着して
あり、さらに、両側傾斜端縁に該長短端面板（３）　（
４）と同一突出幅を有する傾斜端面板（５）（５）を一
体的に固着してこれらの端面板（３）（４）　（５）に
より等脚台形状の連結用枠を形成してなるものである。

又、長短端面板（３）（４）には、板材（２）の長さ方
向、即ち、トンネルの周方向に長いボルト連結用長孔（
６）（７）を夫々、長さ方向に一定間隔毎に穿設しであ
る。

なお、傾斜端面板（５）（５）にはその長さ方向に一定
間隔を損して円形状のボルト連結孔０６）０６）を穿設
しておいてもよい。

このように形成した等脚台形状セグメント部材（１）を
２枚、第２図に示すように、その長辺側端面板（３）（
３）を互いに接合し、該端面板（３）（３）に穿設して
いる各長孔（６）（６）間をボルト・ナンド（８）によ
って分離可能に連結、一体止して亀甲型セグメントを構
成しているものである。

そして、この亀甲型セグメントによりトンネルの掘削面
を覆工するには、第３．４図に示すように、シールド掘
削機（図示せず）の掘進に従って亀甲型セグメントをト
ンネルの周方向に順次組立施工する際に、隣接する亀甲
型セグメントの傾斜端面同士の接合は、一方の亀甲型セ
グメントの一半部を形成している等脚台形状セグメント
部材（１）の傾斜端面板（５）に他方の亀甲型セグメン
トの他半部を形成している等脚台形状セグメント部材（
１）の傾斜端面板（５）が互いに接合するように順次千
鳥状に組み合わされる。

即ち、既に組立てられたセグメント覆工の最前端面の形
状は、第３図に示すように、１つ置きに組立てられた亀
甲型セグメントの前半側を形成している等脚台形状セグ
メント部材（１）の短辺側端面板（４）の両端に、この
亀甲型セグメントと交互に組み合わされた亀甲型セグメ
ントの前半側の等脚台形状セグメント部材（１）の傾斜
端面板（５）（５）が連接して前方に向かって突出し、
該セグメント部材（１）の短辺側端面板（４゛）が前記
後方側に凹設している短辺側端面板（４）から等脚台形
状セグメント部材（１）の長短端面板（３）（４）間の
寸法に相当した長さでもって前方に突出し、全体的に千
鳥状端面に形成されるものである。

そして、対向する傾斜端面板（５）（５）と後方側に凹
設している短辺側端面板（４）とで囲まれた空間部は１
個の等脚台形状セグメント部材（１）ト同−形状の凹部
空間（９）に形成され、その凹部底端面を形成している
短辺側端面板（４）はトンネル周方向に連接した隣接す
る亀甲型セグメントの長辺側端面板（３）と周方向に面
一に連なっているものである。

従って、次の亀甲型セグメントをトンネルの長さ方向に
組立てる場合に、突出端面板（４゛）と凹設端面板（４
）にシールド掘削機の推進ジヤツキ０ωのスプレッダ−
を受止させて該推進ジヤツキ０■を伸長させながら掘進
することにより所定トンネル長さ部分を掘削したのち、
凹設端面板（４）に受止させている推進ジヤツキ０ωを
収縮させて該凹部空間（９）に亀甲型セグメントの後半
側等脚台形状セグメント部材（１）を嵌合させ、該セグ
メント部材（１）の両側傾斜端面板（５）（５）を凹部
空間（９）の対向傾斜端面板（５）（５）に接合させる
と共にその短辺側端面板（４）を、凹部空間（９）を形
成している既に組立てられた亀甲型セグメントの前半側
セグメント部材（１）の短辺側端面板（４）にボルト・
ナツト（８）により連結するものである。

こうして、全ての凹部空間（９）に亀甲型セグメントを
嵌合、接続させると、該亀甲型セグメントの前半部セグ
メント部材（１）の短辺側端面板（４）が突出端面とな
る一方、既に組立てられている亀甲型セグメントの前記
突出端面が凹部空間（９）の凹設端面となり、該凹設端
面と嵌合、接続した前記亀甲型セグメントの前半側セグ
メント部材（１）の傾斜端面板（５）　（５）間で形成
される凹部空間（９）に前記同様にして亀甲型セグメン
トを嵌合、接続し、トンネル長さ方向にセグメント覆工
を形成していくものである。

次に、シールド掘削機がローリングして、推進ジャ・ツ
キ０ωのスプレッダ−が傾斜端面板（５）　（５）に当
接する状態にまで変位した場合、亀甲型セグメントを構
成している一対の等脚台形状セグメント部材（１）（１
）の連結ボルト・ナツト（８）を外してこの亀甲型セグ
メントを２個の等脚台形状セグメント部材（１）（１）
に分割したのち、第５図に示すように、その分割等脚台
形状セグメント部材（１）を上記凹部空間（９）に嵌合
してその短辺側端面板（５）を凹設端面に連結させる。

そうすると、この分割等脚台形状セグメント部材（１）
の長辺側端面板（３）が既に組立てられている亀甲型セ
グメントの前半側の等脚台形状セグメント部材（１）の
前記突出端面とトンネル周方向に面一に連続することに
なる。

従って、この端面に推進ジヤツキのスプレッダ−を当接
させてシールド掘削機の推進が可能となり、さらに、該
端面に次の分割等脚台形状セグメント部材（１）をロー
リングに応じた寸法だけ周方向にずらしながらその長辺
側端面を前記凹部空間（９）を介して面一端面にボルト
・ナツト（８）により連結し、再び、該凹部空間（９）
に亀甲型セグメントを順次嵌合連結させていくことによ
りトンネル覆工を形成していくものである。

この場合、分割等脚台形状セグメント部材（１）をトン
ネル周方向にずらしても、セグメント部材（１）の長短
側端面板（３）（４）に穿設しているボルト・ナツト（
８）の連結用孔はトンネル長さ方向に長く形成された長
孔（６）　（７）であるから、これらの長孔（６）　（
７）を介して確実にセグメント部材（１）（１）同士の
連結、固着が可能となる。

なお、微小なローリングの変位量に対しては、長孔（６
）（７）同士の寸法を僅かにずらすだけて対応できる。

又、曲線トンネル部分を形成する場合には、上記のよう
にトンネル周方向に面一のセグメント端面を形成したの
ち、該端面にトンネル長さ方向の幅を徐々に変化させて
いる長方形状セグメント、或いは第６図に示すような不
等脚台形状セグメント部材（１゛〉を周方向に組立て＼
いけばよく、所定長さの屈曲トンネル部の築造後、亀甲
型セグメントを順次組立連結していくことによって直線
トンネル部の覆工を行うものである。

なお、以上の実施例においては、鋼板製の亀甲型セグメ
ントについて述べたが、コンクリート製の亀甲型セグメ
ントであっても、同様な作用効果を奏することができる
ものである。

（発明の効果） 以上のように本発明のセグメントによれば、互いに並行
な長辺側端面と短辺側端面との両端間を傾斜端面に形成
し且つトンネル掘削面側の表面を両幅斜端面間に亘って
該トンネルの掘削彎曲面に沿う円弧状面に形成してなる
等脚台形状のセグメント部材を一対、長片側端面同士を
分離可能に接合、連結してなるものであるから、このセ
グメントの一半側の等脚台形状セグメント部材の傾斜端
面に次のセグメントの他生側の等脚台形状セグメントの
傾斜端面を順次、トンネル周方向に千鳥状に連結させな
がら組立てることによって従来の亀甲型セグメントと同
様に能率よくトンネル覆工を形成できるのは勿論、シー
ルド掘削機がローリングして、推進ジヤツキのスプレッ
ダ−が傾斜端面に当接するような状態になった場合には
、セグメントを２個の等脚台形状セグメント部材に分割
してその分割等脚台形状セグメント部材を、上記千鳥状
に組み合わされたことにより覆工端面側に形成される等
脚台形状セグメントと同形状の凹部空間に嵌合、連結さ
せることにより、推進ジヤツキのスプレッダ−を受止す
る覆工セグメントの端面を周方向に面一に連続させるこ
とができ、従って、この端面に推進ジヤツキのスプレン
ダーを当接させてセグメントを破損させることなくシー
ルド掘削機の推進が可能となるものである。

さらに、このように面一に形成された覆工セグメント端
面に次の分割等脚台形状セグメント部材をローリングに
応じた寸法だけ周方向にずらしてその長辺側端面を短辺
側端面の間隔毎に順次連結することにより、上記凹部空
間を有する覆工セグメント端面に組立、復元することが
でき、再び、セグメントを使用して上記同様にトンネル
覆工作業が行えるものである。

又、曲線トンネル部分を形成する場合には、上記のよう
に面一の覆工セグメント端面を形成することによって該
端面にトンネル長さ方向の幅を徐々に変化させている長
方形状セグメントを周方向に容易に組立て＼いくことが
でき、従来の亀甲型セグメントでは行えなかった曲線ト
ンネル部の築造が簡単に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例を示すもので、第１
図は等脚台形状セグメント部材の斜視図、第２図はセグ
メントの斜視図、第３図は組立状態を示す簡略斜視図、
第４図および第５図は施工状態を示す簡略展開図、第６
図は不等脚台形状セグメント部材の平面図、第７図は従
来の長方形状セグメントによるトンネル施工例の簡略縦
断側面図、第８図はその簡略展開平面図、第９図は従来
の亀甲型セグメントの組立状態を示す斜視図である。 （１）・・・等脚台形状セグメント部材、（３）（４）
・・・長短端面板、（５）（５）・・・傾斜端面板、（
６）（７）・・・ボルト連結用長孔、（９）・・・凹部
空間。 ≧六　　１　の

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、互いに並行な長辺側端面と短辺側端面との両端
   間を傾斜端面に形成し且つ外表面を両傾斜端面間に亘っ
   て円弧状面に形成してなる等脚台形状のセグメント部材
   を一対、長片側端面同士を分離可能に接合、連結してな
   ることを特徴とするセグメント。
2. （２）、等脚台形状セグメント部材の長短両辺の端面に
   その長さ方向に長いボルト連結用長孔を所定間隔毎に穿
   設していることを特徴とする請求項（１）記載のセグメ
   ント。