JPH04131499A - 亀甲型セグメント - 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によって掘削されたトンネル内周
壁面に施工される亀甲型セグメントの改良に関するもの
である。

（従来の技術） 従来から、シールド工法によってトンネルを掘進しなが
ら、その掘削壁面にセグメント覆工を施すには、第９．
１０図に示すように、矩形状のセグメン）　（ａ）を使
用し、一定長さのトンネル部の掘削後、セグメン）　（
ａ）の長辺側後端面を既に組立てられたセグメントの長
辺側前端面にボルト・ナツト等によって連結（ｂ）する
と共にトンネル周方向に隣接するセグメントの短辺側端
面を互いに接合、連結（Ｃ）シながら組立てることによ
り１リングの覆工部を形成し、次いでこのリング状覆工
部の前端面に推進ジヤツキ（ｄ）のスプレッダを受止さ
せて該推進ジヤツキ（ｄ）を伸長させながら一定長さの
トンネル部を掘削し、推進ジヤツキ（ｄ）の収縮後、上
記同様にして次の１リングの覆工部を形成していくこと
が行われているが、このような覆工方法によれば、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、シールドの掘進施工とセグメントの組立施工とを別
々に独立して行わなければならないために、掘削稼働率
が低下し、特に、長距離トンネルの施工には長期間を要
するという問題点がある。

このため、第５図に示すように、亀甲型セグメント（１
）が開発された。

この亀甲型セグメント（１）を使用すれば、トンネルの
周方向に千鳥状に組み合わされ、その方向に隣接するセ
グメント同士は、トンネル長さ方向に接合した２個のセ
グメント（１）（１）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（４）　（５）を嵌合状態で接合
されているために、正確な接合が可能となるばかりでな
く、トンネル長さ方向の端面ば、突出したセグメント（
１）の前半部分による突出端面（２）と次のセグメント
（１）の後半部分を嵌合させる台形状空間部側の端面と
が交互に露出した状態となり、任意の空間部０４）に次
のセグメントを嵌合させるセグメント組立作業と、その
空間部側を除く全ての端面（２）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掘削
施工とを並行して同時施工することが可能となる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、亀甲型セグメント（１）（１）同士の連
結手段としては、従来の長方形状セグメント（ａ）と同
様に、互いに並行な前後端面部とｖ字状両端面部との数
個所に継手ボックスを埋設状態で配設しておき、トンネ
ル長さ方向の連結は互いに接合した前後端面部の対向す
る継手ボックス間をボルト・ナンドで締結することによ
り行い、トンネル周方向の連結は互いに接合したＶ字状
両端面部に配設された継手ボックス間をボルト・ナツト
で連結することによって行われているために、その接続
作業に著しい手間を要してトンネルの施工能率が低下す
るばかりでなく、複数個の継手ボックスや該ボックスの
アンカー筋等を要して構造が複雑化すると共に高価につ
く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、トンネルの周方向
並びに長さ方向の連結を一工程で簡単、且つ確実に行え
るようにした亀甲型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） 上記目的を達成するために、本発明の亀甲型セグメント
は、互いに並行な前後端面の両端にｖ字状に形成された
前後傾斜端面を有する亀甲型セグメントにおいて、前記
後面側における少なくとも傾斜端面にトンネル長さ方向
に複数本の連結ピンを突設すると共に前記前面側におけ
る少なくとも傾斜端面に前記各連結ピンに対応させてこ
れらの連結ピンが夫々嵌着可能な挿嵌孔を設けてなる構
造を有するものである。

（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亀甲
型セグメントによって覆工する場合、トンネルの周方向
に対向する亀甲型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み合わせると、１つおきに
組み合わされた亀甲型セグメントの前半台形状部分が前
方に突出した状態となり、これらの突出前半台形状部分
間には該前半台形状部と同形状の台形状空間部が形成さ
れることになる。

この台形状空間部にトンネルの掘進に並行して次の亀甲
型セグメントの後半台形状部分を順次嵌合させながら連
結する作業をトンネル周方向に１回り行うと、これらの
亀甲型セグメントの前半台形状部分が先に組立られた前
記突出前半台形状部分から前方に突出し、その突出部の
前側傾斜端面間に上記同様にして次の亀甲型セグメント
の嵌合用台形状空間部が形成される。

この作業を繰り返し行ってトンネルの長さ方向に亀甲型
セグメントによる覆工を施こしていくものであるが、亀
甲型セグメント同士を連結させる場合、台形状空間部に
亀甲型セグメントの後半台形状部分を嵌め込むと、その
後側傾斜端面から突出している連結ピンが既に組立られ
ているトンネル周方向に配列した亀甲型セグメントの前
側傾斜端面に開口している挿嵌孔内に挿嵌して両者は互
いに嵌着し、台形状空間部に嵌合させた亀甲型セグメン
トの後端面並びに後側傾斜端面を夫々に対向した亀甲型
セグメントの前端面と前側傾斜端面とに接合状態で連結
するものである。

この場合、台形状空間部に嵌合させる亀甲型セグメント
は、その後半部におけるトンネル周方向の両側傾斜端面
を既に組立てられたトンネル周方向で隣接する亀甲型セ
グメントの前半部における前側傾斜端面に夫々接合させ
た状態にして前記連結ピンと挿嵌孔とにより連結される
ので、亀甲型セグメントが互いに周方向に連結すると共
に連結ピンが順次、トンネル長さ方向に連結されるもの
であるから、その方向に連なる亀甲型セグメント同士の
連結も同時に行われるものである。

（実　施　例） 本発明の実施例を図面について説明すると、第１図は一
定厚さを有する鉄筋コンクリート製の亀甲型セグメント
（１）を示すものであって、その外周端面ば、互いに平
行な同一長さの前後端面（２）　（３）とこれらの前後
端面（２）（３）の両端間に互いに７字状となる同一長
さの前後傾斜端面（４）　（５）とに形成されてあり、
さらに、全体の形状がその前後端面の長さ方向に向かっ
てトンネル周方向の彎曲掘削面に沿う円弧状面に彎曲、
形成してなるものである。

なお、亀甲型セグメント（１）は合成セグメント又は鋼
製セグメントであってもよい。

（６）は亀甲型セグメント（１）の後端面（３）と後側
傾斜端面（５）とに亀甲型セグメント（１）の周方向に
一定間隔毎に突設した一定長さを有する鋼製の連結ピン
で、その先端近傍部の周面に周溝（７）を設けである。

この連結ピン（６）の基端は亀甲型セグメント（１）の
端面に埋設、固着した補強鋼板（８）に溶接等によって
一体に固定され、トンネルの長さ方向に突設しているも
のである。

（９）は亀甲型セグメント（１）の前端面（２）と前側
傾斜端面（４）側に前記連結ピン（６）と同一方向に向
けて埋設したソケット体で、トンネル長さ方向（図にお
いては水平方向）に対向する各連結ピン（６）と対とな
るように亀甲型セグメント（１）の周方向に一定間隔毎
に設けられてあり、その中心部に端面から所定深さの連
結ピン挿嵌係止孔００）を設けていると共に該挿嵌係止
孔０ωの開口端部を前記端面（２）（４）に沿って埋設
、固着した補強鋼板（Ｉ＋）に溶接等によって一体化さ
せ、この補強鋼板（１０を介して外部に開口させである
。

（＋２１は挿嵌係止孔０ωの内底近傍部における内周面
に突設したバネ板よりなる係止片で、内底面に向かって
傾斜させてあり、連結ピン（６）がこの挿嵌係止孔０ω
に完全に挿入された時に該係止片Ｑ２）が連結ピン（６
）の周溝（７）に係止するように構成しているものであ
る。

０３）はトンネル長さ方向に順次対向したソケット体（
９）と連結ピン（６）とを一体に連結している綱棒製ロ
ッドで、亀甲型セグメント（１）内に埋設されてあり、
その一端を前記補強鋼板（８）に溶接等によって固着さ
せることにより、該補強鋼板（８）を介して連結ピン（
６）に一体に連結しているが、ソケット体（９）はこの
連結ピン（６）と別体に形成して両者を溶接等により連
結させることなく、該連結ロッドａωの他端部にソケッ
ト体（９）を一体に形成しておいてもよい。

このように構成した亀甲型セグメント（１）をシールド
掘削機によって掘削されたトンネル壁面に組立て一覆工
を施した場合、第２．５図に示すように、任意の亀甲型
セグメント（１）においてその前後傾斜端面（４）（４
）、（５）（５）に夫々対向する亀甲型セグメン）（１
）（１）の傾斜端面（４）　（５）が接合した状態でト
ンネルの周方向に千鳥状に亀甲型セグメント（１）が配
設され、トンネル長さ方向には前後端面（２）　（３）
同士が接合した状態で亀甲型セグメン１（１）が順次配
設されてあり、且つ互いに接合した亀甲型セグメント（
１）（１）の傾斜端面（４）（５）間と前後端面（２）
　（３）間とは連結ピン（６）が挿嵌係止孔００）に挿
嵌、係止することによって連結した構造となっているも
のである。

このようなセグメント覆工の施工方法を述べると、既に
一定長さのトンネル部分に組立てられた亀甲型セグメン
ト（１）による覆工の前端部の形状は第６図の展開図で
示すように、トンネルの周方向に亀甲型セグメン）　（
］）（１）・・・（１）が順次前後傾斜端面（４）（５
）同士を接合して千鳥状に配設されていてトンネル周方
向に１つおきの亀甲型セグメント（１）の前半台形状部
分が突出していると共に、これらの亀甲型セグメンｌ−
（１）（１）の対向する前側の傾斜端面（４）（４）間
には亀甲型セグメント（１）を２分割した台形状の空間
部０４）が形成された状態となっている。

この状態から、次に組立てるべき亀甲型セグメン）（ｌ
ａ）（斜線で示している）を嵌合させる任意の台形状空
間部（１４ａ）以外の他の亀甲型セグメント（Ｉ）の前
端面（２）にシールド機（図示せず）に装着している複
数本の推進ジヤツキ（＋５１のスプレッダを受止させ、
前記台形状空間部（１４ａ）に対応する推進ジヤツキ０
５）を収縮させた状態にして該台形状空間部（１４ａ）
にエレクタ−（図示せず）を使用して亀甲型セグメント
（Ｉａ）の後半台形状部分を嵌め込んで組立作業を行う
と同時に亀甲型セグメント（１）の前端面（２）に支持
させている推進ジヤツキ面を伸長させてシールド機を掘
進させることによりトンネルの掘削を続行する。この時
、前記組立中の亀甲型セグメント（１ａ）に続いて、次
の亀甲型セグメン）　（Ｉｂ）の組立部位である台形状
空間部（１４ｂ）に対応する推進ジヤツキ（１５）は伸
長させることなく徐々に収縮させて次の組立作業空間部
を得る。

上記亀甲型セグメン）　（Ｉａ）を台形状空間部（１４
ａ）に組み立てるには、該亀甲型セグメント（１ａ）の
後半台形状部分をこの台形状空間部（１４ａ）に嵌合さ
せると、その後端面（３）から突設している連結ピン（
６）が既に組立られているトンネル長さ方向の亀甲型セ
グメント（１）の前端面（２）に開口している挿嵌係止
孔ａω内に挿入すると共に後側の両頭斜端面（５）　（
５）から突設している連結ピン（６）はトンネル周方向
に組立てられている隣接する亀甲型セグメント（１）（
１）の前側傾斜端面（４）（４）に開口している挿嵌係
止孔ａω内に挿入する。

連結ピン（６）を挿嵌係止孔０ωに完全に挿嵌させるに
は、適宜な押込み手段によって行ってもよいが、上記の
ように組立てられる亀甲型セグメント（ｌａ）の後端か
ら突出した連結ピン（６）の先端部を、対応する亀甲型
セグメント（１）の挿嵌係止孔００）に嵌入させた状態
から、推進ジヤツキ０９を伸長させて亀甲型セグメント
（ｌａ）の先端面を押圧することにより、連結ピン（６
）を挿嵌係止孔００）に押し込み、該亀甲型セグメント
（ｌａ）の後端面（３）並びに後端傾斜面（５）　（５
）を既に組立てられている亀甲型セグメント（１）の対
向端面に当接させると共に連結ピン（６）を挿嵌係止孔
００）に挿嵌させるものであり、このように推進ジヤツ
キ（＋５１の作動力を利用すれば、セグメント組立用エ
レクタ−との協同作業によってセグメント覆工の自動化
を図ることができるものである。

連結ピン（６）と挿嵌係止孔００）との係止は、連結ピ
ン（６）を該挿嵌係止孔０ω内に挿入していくと、その
先端面が挿嵌係止孔ａωの係止片ａカに当接し、その状
態からさらに挿入すると該係止片（１２１が弾性的に押
し拡げられて連結ピン（６）を通過させ、連結ピン（６
）の周溝（７）が係止片０２）の位置にまで達した時に
係止片０２）がその弾性復元力によって周溝（７）に係
止して両者が完全に嵌着するものである。

この連結作業が終わると、シールド機による掘進を続行
させながら、引き続いて次の亀甲型セグメント（１ｂ）
を上述した位置における台形状空間部（１４ｂ）に嵌め
込み、同様にして該亀甲型セグメント（１ｂ）側の連結
ピン（６）とそれに対応する亀甲型セグメント（１）（
１０１）側の挿嵌係止孔ａωとの嵌着により連結作業を
行う（第７図参照）。この間、シールド機による掘進を
続行すると共に次の台形状空間部（１４ｃ）に対応する
推進ジヤツキ０ωを収縮させて連結作業空間部を確保し
、第８図に示すように該台形状空間部（１４ｃ）に次の
亀甲型セグメント（ＩＣ）を上記同様にして組み立てる
。

このように、シールド機を掘進させながら台形状空間部
側に順次亀甲型セグメント（１）を組立てることよって
セグメント覆工を施工していくものである。

なお、以上の実施例においては、連結ピン（６）を連結
ロッド０３）に一体化させているが、第４図に示すよう
に、連結ロンド的の端部に螺子孔０ωを形成し、この螺
子孔θωに連結ピン（６）の基端から突設した螺子部０
７）を着脱自在に螺合させた構造としてもよく、このよ
うに構成すると、組立時以外の時には連結ピン（６）を
取り外しておくことができ、亀甲型セグメント（１）の
運搬その他の取扱いが容易となるものである。

さらに、連結ピン（６）を挿嵌させる挿嵌係止孔ａωと
しては、係止片面による係止手段の外に適宜な嵌着手段
によって両者を一体結合させるようにした挿嵌孔であれ
ばよい。

又、連結ピン（６）は亀甲型セグメント（１）の後端面
（３）とそれに連なる傾斜面（５）　（５）とに設けて
いるが、少なくとも傾斜面（５）（５）に突設しておけ
ば本発明の目的を達成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亀甲型セグメントによれば、互い
に並行な前後端面の両端にＶ字状に形成された前後傾斜
端面を有する亀甲型セグメントにおいて、前記後面側に
おける少なくとも傾斜端面にトンネル長さ方向に複数本
の連結ピンを突設すると共に前記前面側における少なく
とも傾斜端面に前記各連結ピンに対応させてこれらの連
結ピンが夫々嵌着可能な挿嵌孔を設けてなる構造を有し
ているので、従来のようなセグメント間継手ボックスや
該継手ボックスなどのアンカー筋が不要となって構造が
簡易化するばかりでなく、安価に提供できるのは勿論、
亀甲型セグメントはその後半部におけるトンネル周方向
の両側傾斜端面に突設した連結ピンを既に組立てられた
隣接する亀甲型セグメントの前半部における対向する傾
斜端面に設けた挿嵌孔に挿嵌させることによって順次組
立てられるので、連結ピンがトンネル長さ方向に突出し
ているにも拘わらず、亀甲型セグメントを互いに周方向
にも長さ方向にも同時に連結させることができ、その上
、連結ピンは亀甲型セグメントの後端面側に設けられて
いるので、推進ジヤツキの作動に何等の支障が生じない
ばかりでなく、推進ジヤツキによって亀甲型セグメント
を押圧することにより該亀甲型セグメントに突設した連
結ピンを自動的に挿嵌孔に挿入、係止させることができ
、従って、亀甲型セグメントの組立作業が円滑且つ能率
良く行えてシールド機による掘削稼働率を向上させるこ
とができ、長距離のトンネル急速施工に対応させること
ができるものである。

又、トンネル長さ方向に対向する連結ピンと挿嵌孔とを
亀甲型セグメント内に埋設した連結ロッドによって一体
に連結しておくことにより、より強固なセグメント覆工
が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は亀甲型セ
グメントの斜視図、第２図は連結状態を示す縦断正面図
、第３図はその連結前の一部拡大縦断正面図、第４回は
連結ピンを着脱自在とした別な実施例の一部の拡大縦断
正面図、第５図は亀甲型セグメントの組立状態を示す簡
略斜視図、第６図乃至第８図は組立工程を示す簡略展開
図、第９図は従来の長方形セグメントによる覆工例の簡
略縦断側面図、第１０図はその簡略展開平面図である。 （１）・・・亀甲型セグメント、（２）（３）・・・前
後端面、（４）（５）・・・前後傾斜端面、（６）・・
・連結ピン、（７）・・・周溝、（９）−・・ソケット
体、００）・・・挿嵌係止孔、０２１・・・係止片。 ンべ　　ｊ　色 ４４　の

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、互いに並行な前後端面の両端にＶ字状に形成さ
   れた前後傾斜端面を有する亀甲型セグメントにおいて、
   前記後端面側における少なくとも傾斜端面にトンネル長
   さ方向に複数本の連結ピンを突設すると共に前記前端面
   側における少なくとも傾斜端面に前記各連結ピンに対応
   させてこれらの連結ピンが夫々嵌着可能な挿嵌孔を設け
   ていることを特徴とする亀甲型セグメント。
2. （２）、トンネル長さ方向に対向する連結ピンと挿嵌孔
   とを亀甲型セグメント内に埋設した連結ロッドによって
   一体に連結していることを特徴とする請求項１記載の亀
   甲型セグメント。
3. （３）、連結ロッドの後端に螺子孔を設け、この螺子孔
   に連結ピンの基端に突設した螺子部を着脱自在に螺合さ
   せていることを特徴とする請求項（１）又は（２）記載
   の亀甲壁セグメント。