JPH0411199A - 合成セグメント - 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〕 本発明はシールド工法などに使用されるトンネル覆工用
合成セグメントに関するものである。

〔従来の技術〕

シールド工法によってトンネルを構築する場合、通常、
覆工材としてセグメントが用いられるが、その種類には
使用材料から分類して、鋼製セグメント、鉄筋コンクリ
ート製セグメント、ＩＩ！材とコンクリートを組み合わ
せた合成セグメントがある。

鋼製セグメントは比較的軽量で施工性が良く、品質も安
定しているが、変形しやすい。

鉄筋コンクリート製セグメントは耐久性、耐圧縮性に優
れているが、比較的重量が大きく、また破損しやすいた
め、運搬および施工時の取り扱いに注意を要する。

合成セグメントはその構造においてさまざまな種類が考
えられるが、主なものはトンネル地山側もしくは内空側
に鋼板を有するタイプ、６面を鋼板で覆ったタイプ（特
開昭６１−２８６４９７号公報参照）などである。合成
セグメントは鋼材とコンクリートの各々の材料特性を有
効に発揮することにより、強度、剛性の面で優れ、厚さ
も薄くできるが、鋼板とコンクリートとの合成化が難し
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

都市部にトンネルを建設する場合、最近は大深度、大断
面の条件下に設置される傾向にある。この場合、覆工材
に大きな断面力が作用するため、高強度、高剛性のセグ
メントが要求される。

この条件を満たすセグメントとして、鋼板とコンクリー
ト−とからなる合成セグメントが適しているが、このよ
うな大深度、大断面の条件下において、土圧、水圧など
によるトンネル半径方向荷重と、ジヤツキ推力などによ
るトンネル軸方向荷重の双方から生じる大きな応力に対
し、いかに鋼板とコンクリートが一体として合成挙動す
るような構造とするかが問題となるところである。

本発明は上記問題点の解決を目的としたものであり、大
深度、大断面などの高応力条件の下に、シールド工法で
トンネルを構築する場合に適した高強度、高剛性でかつ
合成化に優れたセグメントを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のセグメントは、覆工の地山側およびトンネル内
空側に鋼板を有し、それら鋼板に挟まれる形でコンクリ
ートを打設したもので、鋼板とコンクリートとの付着性
能を高めるため、地山側の鋼板のコンクリート側には複
数本のスタッドを溶植し、内空側の鋼板のコンクリート
側にはトラス形のジベルを複数列配置している。

なお、本発明でいうトラス形のジベルとは、例えば帯状
の細長い鋼板あるいは鉄筋などを三角の波形に屈曲させ
、片側の各頂部を内空側の鋼板のコンクリート打設側に
、溶接などにより接合したものである。

また、地山側の鋼板については、複数本のスタッドを溶
植する代わりに、例えば内空側のトラス形のジベルと交
互に噛み合わせるような形で、同様のトラス形のジベル
を複数列配置してもよい。

さらに、セグメントの継手金具を介して画調板間を接合
すれば、画調板の形状保持が継手金具によって行われ、
鋼板を型枠兼用として合成セグメントの製作が容易とな
る。

０作　用〕 本発明の合成セグメントは、鋼板がコンクリートの最外
縁に位置するサンドイッチ形状なので、鋼板部が引張力
（曲げ力）、コンクリート部が圧縮力に対して、それぞ
れ有効に働き、両者の材料特性を効果的に発揮させるこ
とができる。

次に、スタッドおよびトラス形ジベルの配置を考えると
、トンネル内空側鋼板が曲げ引張を受ける圧油げの場合
、内空側鋼板がコンクリートから剥離する方向に働くが
、地山側鋼板が曲げ引張を受ける負曲げの場合では地山
側鋼板がコンクリートを押え付ける方向に働く。

このことを考慮して、本発明では内空側については、コ
ンクリートとの合成効果が高く、かつせん断補強として
有効に作用する鋼板または鉄筋などを曲げて製作したト
ラス形ジベルを内空側鋼板に取り付けた。一方、地山側
については、施工の容易なスタッドを地山側鋼板に取り
付けた。

なお、コストの面では高く付くが、地山側鋼板にも内空
側鋼板と同様のトラス形ジベルを取り付は合成効果の向
上を図ることも考えられる。

さらに、内空側および地山側の画調板に突起を付与した
場合には、鋼板自体の剛性、並びにコンクリートとの付
着性能が向上し、鋼板の剥離防止、ずれ止め効果が得ら
れる。また、この突起によって、コンクリートのひび割
れ分散性能が向上することから、一部のひび割れの伸展
により構造体の挙動が支配されるようなことがなくなり
、耐力の向上につながる。

なお、画調板間を継手金具を介して接合することにより
、合成セグメントを構成する両銅板の形状保持が容易と
なり、コンクリートはセグメント軸方向直角面の開口部
より打設することができる。

〔実施例〕

次に図示した実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明の合成セグメントの一実施
例において、コンクリート打設前の鋼材部分の構成を示
したものである。

本発明の合成セグメント１はトンネル地山側鋼板２、ト
ンネル内空側鋼板３を有し、これらの鋼板２．３の所定
位置にセグメント間継手ボックス７　（図中、７ｂはア
ンカー筋）、リング間継手ボックス８　（図中、８ａは
ボルト孔、８ｂはアンカー筋）、グラウト注入口９を形
成するとともに、スタッド４を地山側鋼板２に、鋼板ま
たは鉄筋で作成したトラス形ジベル５を内空側鋼板３に
取り付ける。

なお、地山側鋼板２、内空側鋼板３とも第４図（ａ）、
（６）または第５図（ａ）、ら）に示すような突起付鋼
板を用い、菱目タイプの突起部１０あるいはチエッカ−
タイプの突起部１１がコンクリート側となるようにすれ
ば、コンクリートと鋼板２．３の付着力も向上し、耐荷
特性も向上する。

また、本実施例における継手ボックス７．８は地山側鋼
板２と内空側鋼板３をつなぐ形で取り付けられており、
これら両開板２．３の位置決めおよび形状保持部材とも
なり、コンクリートの打設はセグメント軸方向直角面の
開口部１２より容易に行なえる。

第３図は他の実施例を示したもので、本実施例において
は、地山側鋼板２にもトラス形ジベル６を取り付け、内
空側鋼板３に取り付けたトラス形ジベル５と交互に噛み
合うような形で配置し、鋼板２．３とコンクリート（図
示せず）の合成化を高めている。

〔発明の効果〕

本発明のセグメントは従来の鋼製、鉄筋コンクリート製
のセグメントと比べ、剛性、強度の面で極めて優れてお
り、高性能である。このことから、従来のセグメントに
比べ、セグメント厚を薄くでき、掘削断面の削減、重量
減による施工性、運搬性の向上など、建設に係わるトー
タルコストの低減に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例をコンクリートを省略して示
した正面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線断面図、第３図
は他の実施例をコンクリートを省略して示した正面図、
第４図（ａ）、　（ｂ）は突起付鋼板の一例を示す平面
図およびその■−■線断面図、第５図（ａ）、（６）は
他の突起付鋼板の例を示す平面図およびその■−■線断
面図である。 １・・・合成セグメント、２・・・地山側鋼板、３・・
・内空側鋼板、４・・・スタッド、５，６・・・トラス
形ジベル、７・・・セグメント間継手ボ゛ツクス、８・
・・リング１ｍ継手ボックス、９・・・グラウト注入口
、１０．１１・・・突起部、１２・・・開口部第４図 （ａ） 第５図 （ａ） （ｂ） （ｂ） 手 続 補 正 書 平成 ２年 ６月１５日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼とコンクリートから構成されるトンネル覆工用
   合成セグメントにおいて、トンネルの地山側と内空側の
   ２面に鋼板を用い、前記地山側の鋼板のコンクサード側
   に複数本のスタッドを溶植し、前記内空側の鋼板のコン
   クリート側にトラス形のジベルを複数列配置し、前記両
   鋼板間にコンクリートを打設したことを特徴とする合成
   セグメント。
2. （２）請求項１記載の合成セグメントにおいて、前記複
   数本のスタッドを溶植する代わりに、前記地山側の鋼板
   のコンクリート側にもトラス形のジベルを複数列配置し
   たことを特徴とする合成セグメント。
3. （３）隣り合うセグメントどうしを接続するためのボル
   ト孔を有する複数の継手金具により前記両鋼板間を接合
   している請求項１または２記載の合成セグメント。