JPH04254698A - テーパセグメントおよびテーパセグメントによるトンネル覆工方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシールド工法によって掘
削されるトンネル曲線部の覆工に使用するテーパセグメ
ントと、このテーパセグメントによるトンネル覆工方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、長距離トンネルの築造に際して、
図５に示すように、対向する辺が平行な亀甲型セグメン
ト２１によるトンネル覆工が開発されている。この亀甲
型セグメント２１を使用すれば、トンネルの周方向に順
次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２３、２４を嵌合状態で接合される。

【０００３】そのため、覆工したトンネル長さ方向の端
面は、突出したセグメント２１の半部分による突出端面
２２と次のセグメントの半部分を嵌合させる等脚台形状
空間部とがトンネル周方向に交互に形成され、任意の等
脚台形状空間部にセグメントを組立ながら他の露出端面
にシールド機の推進ジャッキの反力をとってトンネルの
掘削を連続的に行うことができるので、施工能率の向上
を図ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、亀甲型
セグメントを使用した場合、同一形状のセグメントを順
次、等脚台形状空間部に嵌合させながら組み合わせてい
くものであるから、直線トンネル部の覆工が容易であっ
ても、屈曲、蛇行した曲線トンネルを覆工する場合、亀
甲型セグメントではその修正用セグメントの形状が極め
て複雑となり、高価につくと共に組立作業も煩雑化する
という問題点があった。

【０００５】本発明はこのような問題点を解消し、トン
ネル直線部からトンネル曲線部への連続覆工が円滑且つ
能率良く行うことができるテーパセグメントおよびその
テーパセグメントを使用したトンネル覆工方法の提供を
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決るための手段】上記目的を達成するために
、本発明のテーパセグメントは、一半部が等脚台形状部
に形成され、他半部が不等脚台形状部に形成されている
六角形セグメントであって、等脚台形状部の頂辺側端面
に対向する不等脚台形状部の頂辺側端面を、これらの側
端面間の幅が六角形セグメントのトンネル長さ方向に指
向する一方のＶ字状傾斜端面側から他方のＶ字状傾斜端
面に向かって幅広く又は幅狭くなるように傾斜させてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】上記構成のテーパセグメントを使用して、
トンネル直線部から曲線部の覆工を連続形成する方法と
して請求項２に記載しているように、まず、前記トンネ
ル直線部の前端面数個所に形成される隣接する亀甲セグ
メントの突出一半部間の台形状空間部に、不等脚台形状
部の頂辺側端面の延長線がトンネルの屈曲中心に指向す
るように前記テーパセグメントの等脚台形状部を順次嵌
め込んで組立てる。次いで、トンネル周方向に隣接する
これらのテーパセグメントの突出不等脚台形状部間で形
成される不等脚台形状空間部にテーパセグメントの不等
脚台形状部を順次嵌め込んで組立て、この作業を繰り返
すことによってトンネル覆工の曲線部を形成することを
特徴とするものである。

【０００８】又、このようなトンネル覆工の曲線部を形
成する本発明の別な方法として、トンネル周方向に彎曲
した長辺側端面と短辺側端面とが所定の傾斜角度でもっ
て対向し、且つこれらの長短側端面の両端間を長辺側端
面に対して同一角度で傾斜している傾斜端面に形成され
てなる四角形状のテーパセグメントを使用する。そして
、まず、このような形状のテーパセグメントを複数個、
同一長さに形成された対向する傾斜端面同士を結合させ
ながらトンネル周方向に組立てることにより傾斜テーパ
セグメントリングを形成する。次いで、このテーパセグ
メントリングの各テーパセグメントの長辺又は短辺側端
面に夫々の端面と同一長さを有するテーパセグメントの
長辺又は短辺側端面を接合させることにより次のテーパ
セグメントリングを形成し、この作業を繰り返すことに
よってトンネル覆工の曲線部を形成するものである。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面について説明すると、
図１において、１は亀甲状の六角形テーパセグメントで
あって、その一半部が対向辺を互いに平行に形成されて
いる亀甲型セグメント２１の一半部の形状、大きさと同
一の等脚台形状部１ａに形成され、他半部が不等脚台形
状部１ｂに形成されてある。

【００１０】さらに、等脚台形状部１ａの外周端面はト
ンネル周方向に向かう頂辺側端面２と該頂辺側端面２の
両端から外方に同一傾斜度でもって傾斜している同一長
さの傾斜端面３、３とから形成されてある。一方、不等
脚台形状部１ｂの外周端面は、前記等脚台形状部１ａの
頂辺側端面２及び亀甲型セグメント２１の端面２２と同
一長さを有し、且つトンネル彎曲中心に向かって傾斜し
た頂辺側端面４と、この頂辺側端面４の両端から等脚台
形状部１ａの傾斜端面３、３に連なる長さが異なる傾斜
端面５、６とから形成されている。

【００１１】従って、等脚台形状部１ａと不等脚台形状
部１ｂとはそれらの長辺が共通し、且つ短辺となる上記
対向頂辺側端面２、４は並行に対向して等脚台形状部１
ａの頂辺側端面２に対して不等脚台形状部１ｂの頂辺側
端面４が傾斜した状態となっている。さらに、等脚台形
状部１ａと不等脚台形状部１ｂとの共通長辺に対する上
記傾斜端面３、３及び５、６とのなす角度は全て同一角
度に形成されている。又、頂辺側端面２、４とこれらの
傾斜端面３、５、６には長さ方向に一定間隔毎にボルト
連結孔７が設けられていると共に傾斜端面同士によって
形成されたＶ字状接合端面側から他方のＶ字状接合端面
に向かって全体的に頂辺側端面の長さ方向に向かってト
ンネル周方向に彎曲している。

【００１２】このように構成したテーパセグメント１を
使用して、図２に示すように、トンネル直線部Ａに連な
るトンネル曲線部Ｂの覆工を施す方法について述べる。

【００１３】まず、トンネル直線部Ａの覆工端面の形状
は、図５に示すように、亀甲型セグメント２１がトンネ
ルの周方向に千鳥状に組立てられてこれらのセグメント
２１は１つ置きにその等脚台形状の一半部を突出させて
いると共に、隣接する突出一半部間にはこれらのセグメ
ント２１、２１の対向傾斜端面２３、２４と該セグメン
トの他方の対向傾斜端面間に組立てられているセグメン
ト２１の端面２２とで等脚台形状の空間部Ｃが形成され
ている。

【００１４】この空間部Ｃに図２、図４に示すように、
上記テーパセグメント１の等脚台形状部１ａを嵌合する
と、該等脚台形状部１ａが空間部Ｃと同一形状に形成さ
れているので、その頂辺側端面２が空間部Ｃに露出して
いる亀甲型セグメント２１の端面２２に接合し、傾斜端
面３　、３　が上記対向傾斜端面２３、２４に接合して
該空間部Ｃに等脚台形状部１ａが完全に嵌合した状態で
組立てられると共に、該テーパセグメント１の不等脚台
形状部１ｂがその傾斜端面５、６の端部をトンネル周方
向に隣接する上記セグメント２１、２１の端面２２、２
２の端部に連なった状態でこれらの端面２２、２２から
突出する。

【００１５】同様にして、直線トンネル部Ａの覆工端面
に形成されている複数の空間部Ｃにテーパセグメント１
の等脚台形状部１ａを順次嵌合して組立てると、これら
のテーパセグメント１はその不等脚台形状部１ｂを亀甲
セグメント２１の端面２２から突出した状態となって、
トンネル周方向に隣接する不等脚台形状部１ｂ、１ｂ間
に不等脚台形状空間部Ｄが形成される。

【００１６】この際、上記空間部Ｃに等脚台形状部１ａ
を嵌合させる各テーパセグメント１において、図４に示
すように、その等脚台形状部１ａの形状、大きさは全て
同一であるが、不等脚台形状部１ｂにおいてはトンネル
の屈曲方向、即ち、彎曲中心点側に向かって配設される
テーパセグメント１ほど、その幅が徐々に小さくなるよ
うに傾斜端面５、６の長さを順次短く形成してある。そ
して、上側のテーパセグメント１の短い傾斜端面６と該
テーパセグメント１に接合する下側のテーパセグメント
１の長い傾斜端面５との長さを同一に形成してこれらの
テーパセグメント１によって組立てたセグメントリング
の頂辺側端面４は全てトンネルの彎曲中心点に向かう直
線上に配設されてある。

【００１７】次いで、上記のようにテーパセグメント１
の組立てによって形成された各不等脚台形状空間部Ｄに
、夫々の空間部Ｄと同一形状、大きさの不等脚台形状部
１ｂに形成されたテーパセグメント１の該不等脚台形状
部１ｂを順次、嵌合して組立てると、トンネル周方向に
隣接するテーパセグメント１の突出等脚台形状部１ａ、
１ａ間に等脚台形状空間部Ｃが形成され、この等脚台形
状空間部Ｃにテーパセグメント１の等脚台形状部１ａを
順次嵌合して組立てる。

【００１８】以下、同様にして、テーパセグメント１を
トンネルの屈曲長さに応じて組立てることにより、トン
ネル屈曲部Ｂの覆工を施工し、この屈曲部Ｂの終端面に
等脚台形状空間部Ｃを形成するようにして、この空間部
Ｃから亀甲セグメント２１を順次組立てていくことによ
り、トンネル直線部Ａを連続形成するものである。

【００１９】上記実施例においては六角形状のテーパセ
グメント１によってトンネル屈曲部Ｂを施工したが、四
角形状のテーパセグメント１１によって該トンネル屈曲
部Ｂを形成する施工例を図６〜９に基づいて次に述べる
。

【００２０】この施工方法において使用する四角形状の
テーパセグメント１１は、図６に示すように、亀甲セグ
メント２１の傾斜端面２３、２４の頂点間の寸法に等し
い長さ（等脚台形状の長辺寸法）を有する長辺側端面１
２と、亀甲セグメント２１の端面２２と同一長さ寸法を
有する短辺側端面１３とを有し、これらの長短辺端面１
２、１３の両端間を亀甲セグメント２１の傾斜端面２３
、２４と同一傾斜角度でもって傾斜している長短傾斜端
面１４、１５に形成した形状を有しているものである。

【００２１】さらに、全体がこれらの傾斜端面１４、１
５間に亘ってトンネル周方向に彎曲した形状に形成され
ていると共に、長傾斜端面１４側から短傾斜端面１５側
に向かってトンネルの彎曲度に対応するように徐々に幅
狭く形成してある。また、長短辺端面１２、１３および
長短傾斜端面１４、１５には長さ方向に一定間隔毎にボ
ルト連結孔７が設けられている

【００２２】このように構成したテーパセグメント１１
を使用してトンネル屈曲部Ｂの覆工を形成するに際して
、まず、図７に示すように、トンネル直線部Ａの端面に
おける前記全ての等脚台形状空間部Ｃに該空間部Ｃと同
一形状、大きさの等脚台形状セグメント３１を組み込む
ことによりトンネル直線部Ａの端面を面一に形成する。

【００２３】次に、この端面を形成している各正亀甲型
セグメント２１の端面２２にテーパセグメント１１の短
辺側端面１３を接合すると共に各等脚台形セグメント３
１の長辺側端面３２にテーパセグメント１１の長辺側端
面１２を接合して組立てる。

【００２４】この際、図９に示すように、トンネルの屈
曲方向に接合される上下に隣接するテーパセグメントに
おいて、上側のテーパセグメント１１の短傾斜端面１５
と下側のテーパセグメント１１の長傾斜端面１４とを同
一長さ寸法に形成されてあり、従ってこれらの長短傾斜
端面１４、１５を順次接合させることによって図８に示
すようにトンネル屈曲部Ｂの長さの一部分を覆工する傾
斜テーパセグメントリングＥが形成される。

【００２５】次いで、この傾斜テーパセグメントリング
Ｅのリング状端面を構成するテーパセグメント１１の長
辺側端面１２と該テーパセグメント１１に隣接するテー
パセグメント１１の短辺側端面１３に順次、これらの側
端面１２、１３と同一長さの側端面１２、１３を有する
テーパセグメント１１を順次、接合させて組立てること
により、次の傾斜テーパセグメントＥを施工する。

【００２６】同様にして、最初に形成した傾斜テーパセ
グメントＥと同一形状、同一テーパセグメント配列から
なる傾斜テーパセグメントＥを組立て、この作業をトン
ネル屈曲部Ｂの全長に亘って施工する。

【００２７】トンネル屈曲部Ｂのテーパセグメントリン
グ列による覆工作業が完了すると、最後に組立てられた
テーパセグメントリングＥにおいて、長辺側端面１２を
露出させている各テーパセグメント１１の該露出端面に
等脚台形状セグメント３１の長辺側端面３２を接合する
ことによって、トンネル周方向に対向する等脚台形状セ
グメント３１、３１の対向傾斜端面間の等脚台形状空間
部Ｃに正亀甲型セグメント２１を順次組立て、以下、こ
の正亀甲型セグメント２１によってトンネル直線部Ａを
形成していくものである。

【００２８】なお、上記実施例ではテーパセグメント１
１を１個ずつ組み立てる場合を説明したが、予め、２個
のセグメント１１、１１の長辺側端面１２、１２同士を
接合させて亀甲形状のテーパセグメントに組み合わせて
おき、このテーパセグメントを図２において説明した組
立方法と同様にして順次周方向に千鳥状に組立てゝもよ
く、このような方法を採用することによってトンネル掘
削とセグメントの組立てとを連続的に行うことができる
。

【００２９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一半部が
等脚台形状部に形成され、他半部が不等脚台形状部に形
成されている六角形セグメント、又は、長辺側端面と短
辺側端面とが所定の傾斜角度でもって対向し、且つこれ
らの長短側端面の両端間を傾斜端面に形成されてなる四
角形状のテーパセグメントを使用して、対向辺が互いに
平行な亀甲型セグメントにより形成されたトンネル直線
部に連続するトンネル曲線部の覆工が精度よく且つ能率
的に行え、その上、六角形セグメントやテーパセグメン
トの形状は、亀甲型セグメントの互いに平行する側端面
や傾斜端面の寸法に対応して設定されているので、量産
に適すると共にセグメント同士の組立作業が円滑且つ正
確に行えるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】角形テーパセグメントの斜視図

【図２】施工状
態を示すトンネル覆工部の側面図

【図３】トンネル屈曲
部を形成したテーパセグメントの端面図

【図４】その展開側面図

【図５】トンネル直線部の斜視図

【図６】四角形テーパセグメントの斜視図

【図７】施工
状態を示すトンネル覆工部の側面図

【図８】トンネル屈
曲部を形成したテーパセグメントの端面図

【図９】その展開側面図。

【符号の説明】

１　　六角形テーパセグメント １ａ　　等脚台形状部 １ｂ　　不等脚台形状部 ２、４　　頂辺側端面 ３、５、６　　傾斜端面 １１　　四角形テーパセグメント １２、１３　　長短辺端面 １４、１５　　長短傾斜端面 Ａ　　トンネル直線部 Ｂ　　トンネル曲線部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一半部が等脚台形状部に形成され、他
   半部が不等脚台形状部に形成されている六角形セグメン
   トであって、等脚台形状部の頂辺側端面に対向する不等
   脚台形状部の頂辺側端面を、これらの側端面間の幅が六
   角形セグメントのトンネル長さ方向に指向する一方のＶ
   字状傾斜端面側から他方のＶ字状傾斜端面に向かって幅
   広く又は幅狭くなるように傾斜させていることを特徴と
   するテーパセグメント。
2. 【請求項２】　　両側端面が互いに平行な亀甲型セグメ
   ントを組み合わせて築造されるトンネル直線部の覆工か
   ら曲線部の覆工を連続形成するに際して、前記トンネル
   直線部の前端面数個所に形成されるトンネル周方向に隣
   接する亀甲型セグメントの突出前半部間の台形状空間部
   に、不等脚台形状部の頂辺側端面の延長線がトンネルの
   屈曲中心に指向するように前記請求項１に記載のテーパ
   セグメントの等脚台形状部を順次嵌め込んで組立て、次
   いでトンネル周方向に隣接するこれらのテーパセグメン
   トの突出不等脚台形状部間で形成される不等脚台形状空
   間部にテーパセグメントの不等脚台形状部を順次嵌め込
   んで組立て、この作業を繰り返すことによってトンネル
   覆工の曲線部を形成することを特徴とするトンネル覆工
   方法。
3. 【請求項３】トンネル周方向に彎曲した長辺側端面と短
   辺側端面とが所定の傾斜角度でもって対向し、且つこれ
   らの長短側端面の両端間を長辺側端面に対して同一角度
   で傾斜している傾斜端面に形成されてなる四角形状のテ
   ーパセグメントを複数個、対向する傾斜端面同士を結合
   させながらトンネル周方向に組立てることにより傾斜テ
   ーパセグメントリングを形成し、このテーパセグメント
   リングの各テーパセグメントの長辺又は短辺側端面に夫
   々の端面と同一長さを有するテーパセグメントの長辺又
   は短辺側端面を接合させることにより次のテーパセグメ
   ントリングを形成し、この作業を繰り返すことによって
   トンネル覆工の曲線部を形成することを特徴とするトン
   ネル覆工方法。