JPH078494U - セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シールド工法に用いるセグメントの接合作業
を容易にし、かつ、その接合状態での継手部の曲げ強度
を高めることのできるセグメントの継手構造を提供する
ことを目的とする。 【構成】 隣り合うセグメント１０，１０の端部にそれ
ぞれ配設した継手板１２，１２を対向配置させて、連結
金具１３の連結部１４ａ，１４ｂを一方のセグメント１
０ａ側から継手板１２，１２に挿通させ、かつ他方のセ
グメント１０ｂ側に突出した前記連結部１４ａ，１４ｂ
の内側に、親クサビ１５，子クサビ１６とからなるクサ
ビ部材２１を打ち込む継手構造とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、シールド工法によりトンネルを構築する際に、セグメントどうしを 接合するためのセグメントの継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

周知のようにシールド工法は、外形円筒状のスキンプレートを有するシールド 掘削機の前部に設けられたカッタ装置で地山を掘削しつつ、スキンプレート内で 、環状体を所定厚さおよび所定角度に分割してなるセグメントを組み立て、さら にこのセグメントの前端に反力をとってシールド掘削機内部の推進ジャッキを伸 長させることで地中にトンネルを構築する工法である。

【０００３】 従来、このようなシールド工法において、掘削した坑内でセグメントを組み立 てるに際しては、隣接するセグメントどうしをボルト・ナットで接合する継手構 造が用いられている。 図８に示すように、例えばコンクリート製の各セグメント１の内面側１ａの端 部には、例えば断面コ字状の継手金具２が所定間隔で埋設されている。この継手 金具２の継手板３には、ボルト穴４が形成されている。 そして、隣接するセグメント１，１は、それぞれの継手金具２の継手板３どう しを対向させ、ボルト穴４，４に挿通させたボルト５・ナット６で締結すること により、接合されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述したような従来のセグメントの継手構造には、以下のよう な問題が存在する。 まず、隣接するセグメント１，１をボルト５・ナット６で接合するに際しては 、セグメント１を一つ継ぎ足す毎に、そのセグメント１を接合するために必要な 多数のボルト５・ナット６を締結しなければならないため、非常に手間がかかる 。このような問題に対し、このボルト５・ナット６の締結作業を自動化するため 、様々なセグメント自動組立装置が提案されているが、ボルト５・ナット６を把 持してボルト５をボルト穴４に挿入した後、ナット６を締込むという複雑な動作 をしなければならないため、いずれもその構造が非常に複雑なものとなっている のが実情であった。

【０００５】 また、セグメント１，１を接合するボルト５・ナット６が、トンネルの径方向 において、セグメント１，１の内面側１ａ，１ａ寄りに位置するため、セグメン ト１，１の継手部７に、その曲率半径が拡径する方向（図中符号（イ））の力が 作用したときの曲げ強度に対し、縮径する方向（図中符号（ロ））の力が作用し たときの曲げ強度が低くなるという問題がある。 これに対し、前記縮径する方向（図中符号（ロ））の力が作用したときの継手 部７の曲げ強度を高めるために、ボルト５・ナット６の締結位置を、セグメント １，１の外面側１ｂ，１ｂ寄りにすることが考えられるが、このようにすると、 前記継手金具２が大きくなっていしまい、また、ボルト５・ナット６が奥に位置 することになり、その締結作業がやりずらくなってしまう。 本考案は、以上のような点を考慮してなされたもので、シールド工法に用いる セグメントの接合作業を容易にし、かつ、その接合状態での継手部の曲げ強度を 高めることのできるセグメントの継手構造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る考案は、互いに接合すべきセグメントの端面にそれぞれ凹部あ るいは段部が形成され、これらセグメントが前記凹部あるいは段部に設けられた 継手板どうしを対向させて配置されてなり、平板状の基部と、該基部と直交する 面内に位置する門型の連結部とからなる連結金具が、前記連結部を一方のセグメ ント側から双方の継手板に形成された穴に挿通させるとともに、前記基部を前記 一方のセグメントの継手板に当接させて配設され、かつ他方のセグメント側に突 出した前記連結部の内側には、クサビ部材が打ち込まれてなることを特徴として いる。

【０００７】 請求項２に係る考案は、請求項１記載のセグメントの継手構造において、前記 連結金具の連結部が上下方向に２以上形成されていることを特徴としている。

【０００８】 請求項３に係る考案は、請求項１または２記載のセグメントの継手構造におい て、前記クサビ部材が、第一のクサビと第二のクサビとからなり、前記第一のク サビには、前記第二のクサビと当接する側の面に係止突起が形成され、前記第二 クサビにはその先端部から基端部に向けて一定長さのスリットが形成され、かつ 該前記第二のクサビは、その幅が前記門型の連結部の内側の幅と略同一とされて いることを特徴としている。

【０００９】

【作用】

請求項１記載の考案では、隣り合うセグメントの継手板どうしが対向配置され 、連結金具の門型の連結部を一方のセグメント側から双方の継手板に形成された 穴に挿通させるとともに、他方のセグメント側に突出した前記連結部にクサビ部 材を打ち込んだ構造とされ、これにより、隣り合うセグメントどうしが接合され る。このとき、隣り合うセグメントの継手板どうしは、平板状の連結金具の基部 と、クサビ部材とで挟み込まれる形態となり、これら基部，継手板，クサビ部材 とが面接触することになる。

【００１０】 請求項２記載の考案では、連結金具の連結部を上下方向に２以上形成したので 、隣り合うセグメントどうしの継手強度が高められる。

【００１１】 請求項３記載の考案では、クサビ部材を第一のクサビと第二のクサビとから構 成し、第一のクサビには係止突起を形成し、第二のクサビには、その先端部から 基端部に向けて一定長さのスリットを形成し、かつ第二のクサビはその幅を前記 連結部の内側の幅と略同一とした。これにより、前記隣り合うセグメントに挿通 した連結金具の連結部に第一のクサビと第二のクサビとを打ち込み、第一のクサ ビの係止突起が第二のクサビのスリットに入り込むと、このスリットが押し拡げ られて、第二のクサビの幅が連結部の内側の幅よりも大となる。

【００１２】

【実施例】

以下、本考案を図面に示す一実施例を参照して説明する。 図１は、本考案に係るセグメントの継手構造の一例を示すものである。 図１に示すように、各セグメント１０の内面側１０ａの端部には、その周方向 に沿って所定間隔で凹部１１が形成され、各凹部１１にはセグメント１０の外周 面と同一面内に位置する継手板１２が配設されている。

【００１３】 図１および図２に示すように、互いに接合すべきセグメント１０，１０の継手 部Ａにおいては、継手板１２，１２どうしが対向するように配置されている。そ して、セグメント１０，１０が、連結金具１３と、連結金具１３の連結部１４に 打ち込まれた親クサビ（第一のクサビ）１５，子クサビ（第二のクサビ）１６と で接合された構造となっている。

【００１４】 図３に示すように、連結金具１３は、平板状の基部１７と、基部１７と直交す る面内に位置する門型の連結部１４ａ，１４ｂとから形成されている。連結部１ ４ａ，１４ｂは、図１に示したように、それぞれ一方のセグメント１０ｂ側から 継手板１２，１２を挿通して他方のセグメント１０ｃ側に突出させ、かつその内 側に親クサビ１５，子クサビ１６を打ち込むため、基部１７から連結部１４ａの 先端部の内側までの寸法Ｌ１（図３参照）が、継手板１２，１２、親クサビ１５ ，子クサビ１６の厚さの総和よりも若干小さい寸法とされている。一方、連結部 １４ｂの基部１７から連結部１４ｂの先端部の内側までの寸法Ｌ２（図３参照） は、継手板１２，１２と親クサビ１５の厚さの総和よりも若干小さい寸法とされ ている。また、これら連結部１４ａ，１４ｂの内側の幅方向の寸法Ｌ３（図３参 照）は、図２に示したように、親クサビ１５および子クサビ１６の幅方向の寸法 と略同一とされている。 図４に示すように、前記親クサビ１５は、その基端部１５ａ側がその厚さが一 定な平板状とされ、先端部１５ｂ側が先端に向けてその厚さが小となるテーパ形 状とされている。また、親クサビ１５には、基端部１５ａ側に鋭角部１８ａ，１ ８ａが位置する係止突起１８，１８が形成されている。 図５に示すように、前記子クサビ１６は、その基端部１６ａから先端部１６ｂ に向けてその厚さ方向の寸法が小となるテーパ形状とされている。そして、先端 部１６ｂから基端部１６ａに向けて、一定長さのスリット１９，１９が形成され ている。各スリット１９の端部にはスリット１９からの破断防止用の穴２０が形 成されている。 上記の親クサビ１５および子クサビ１６とから、図１に示したクサビ部材２１ が構成されることになる。

【００１５】 継手部Ａにおいて、このような連結金具１３とクサビ部材２１とを用いて、セ グメント１０，１０を接合するには、以下のような継手構造とされている。 すなわち、図１に示したように、継手部Ａにおいては、一方のセグメント１０ ｂ側から、連結金具１３が、連結部１４ａ，１４ｂをそれぞれ前記継手板１２， １２に形成された穴１２ａ，１２ａに挿通させ、かつ基部１７をセグメント１０ ｂの継手板１２に当接させて、配設されている。そして、他方のセグメント１０ ｃ側から突出した前記連結部１４ａ，１４ｂの内側には、クサビ部材２１が打ち 込まれた構造とされている。 このとき、クサビ部材２１（図５参照）の子クサビ１６のスリット１９，１９ には、親クサビ１５（図４参照）の係止突起１８，１８が入り込むことになる。

【００１６】 次に、上記のようなセグメント１０，１０の継手構造の作用について、図１な いし図５を参照して説明する。 図１に示したように、セグメント１０，１０の継手部Ａにおいて、セグメント １０，１０どうしは、継手板１２，１２が連結金具１３とクサビ部材２１とで挟 み込まれて接合されている。このとき、連結金具１３とクサビ部材２１の親クサ ビ１５とが、継手板１２，１２に面接触となるので、より確実にセグメント１０ ，１０が接合され、その継手部Ａの強度が高められる。また、構築すべきトンネ ルの径方向において、セグメント１０，１０は、その内面側１０ａに位置する連 結部１４ａと、中央部近傍に位置する連結部１４ｂの二箇所で継手板１２，１２ が締め付けられて接合される形態となるので、この点からも継手部Ａの接合強度 が高められる。 親クサビ１５（図４参照）には係止突起１８，１８が形成され、一方、子クサ ビ１６（図５参照）にはスリット１９，１９が形成されている。これにより、セ グメント１０，１０の継手部Ａ（図１参照）において、子クサビ１６のスリット １９，１９には、親クサビ１５の係止突起１８，１８が入り込んでスリット１９ ，１９が押し拡げられ、子クサビ１６の先端部１６ｂの幅方向の寸法が、連結金 具１３の連結部１４ａの内側の幅寸法よりも拡げられたことになり、親クサビ１ ５および子クサビ１６が抜けて外れることが防止される。

【００１７】 次に、上記のような継手構造でセグメント１０，１０を接合する方法について 、図１，図６および図７を参照して説明する。 まず、図示しないシールド掘削機で掘削したトンネル坑内において、接合すべ きセグメント１０ｂを、エレクタ機構（図示なし）によって、既に所定の位置に 取り付けた他のセグメント１０ｃの継手板１２と、当該セグメント１０ｂの継手 板１２とが対向するようにして位置させる。 そして、図６（ａ）に示すように、セグメント１０ｂ，１０ｃの内面側１０ａ から、一方のセグメント１０ｂの凹部１１ａ内に連結金具１３を入れた後、連結 部１４ａ，１４ｂを継手板１２，１２の穴１２ａ，１２ａに挿入して、基部１７ をセグメント１０ｂの継手板１２に当接させる。すると、連結部１４ａ，１４ｂ の先端部が、他方のセグメント１０ｃの継手板１２から突出することになる。 次いで、親クサビ１５を、連結部１４ａ，１４ｂの内側に挿入する（図６（ｂ ）参照）。 この後、子クサビ１６を連結部１４ａの内側に打ち込むことにより、図１に示 した状態となる。このとき、子クサビ１６のスリット１９，１９に親クサビ１５ の係止突起１８，１８が入り込むことにより、前記したように子クサビ１６の先 端部１６ａ（図５参照）が拡がって、親クサビ１５，子クサビ１６の抜け外れ防 止となる。 セグメント１０ｂ，１０ｃの各継手部Ａにおいて、上記と同様にして接合作業 を行うことにより、セグメント１０ｂ，１０ｃの接合作業が完了する。

【００１８】 上述したセグメント１０，１０の継手構造では、隣り合うセグメント１０，１ ０の継手板１２，１２が、連結金具１３とクサビ部材２１とで挟み込まれて接合 される。このとき、連結金具１３と親クサビ１５とが、継手板１２，１２に面接 触となるので、セグメント１０，１０の継手部Ａの接合強度を高めることができ る。また、その接合作業を行うに際しても、連結金具１３を継手板１２，１２に 挿入した後、親クサビ１５，子クサビ１６を打ち込むのみでよく、図８に示した 従来例のように、ボルト穴４にボルト５を挿入した後、ナット６をねじ込むとい う面倒な作業を行う必要がないので、セグメント１０，１０の接合作業を大幅に 簡略化して、作業の迅速化，施工コストの低減等を図ることができる。 また、トンネルの径方向において、セグメント１０，１０の内面側１０ａに位 置する連結部１４ａと中央部近傍に位置する連結部１４ｂの二箇所で、継手板１ ２，１２を接合する形態となるので、セグメント１０，１０の継手部Ａにその曲 率半径が縮径する方向（図１中符号（ロ））の力が作用したときの曲げ強度を、 その接合作業を面倒なものとすることなく、大幅に向上させることができる。な お、継手部Ａにその曲率半径が拡径する方向（図１中符号（イ））の力が作用し たときの曲げ強度は、従来の継手構造（図８参照）と同等以上であるのは言うま でもない。 また、親クサビ１５には係止突起１８，１８が形成され、子クサビ１６にはス リット１９，１９が形成されている。これにより、セグメント１０，１０を接合 した状態において、子クサビ１６のスリット１９，１９には、親クサビ１５の係 止突起１８，１８が入り込み、子クサビ１６の先端部１６ａの幅方向の寸法が、 連結金具１３の連結部１４ａの内側の幅寸法よりも拡げられる。したがって、親 クサビ１５および子クサビ１６が連結部１４ａから抜けて外れることを防止する ことができる。

【００１９】 なお、上記実施例において、セグメント１０，１０の接合作業を自動組立装置 により行ってもよい。このとき、連結金具１３，親クサビ１５，子クサビ１６は 、それぞれその基端部をチャックしてセグメント１０，１０の所定の位置に配設 すればよいので、従来のボルト５・ナット６等を把持してねじ込む機構に比較し て、その装置を大幅に簡略化することが可能となる。 また、親クサビ１５，子クサビ１６の連結金具１３からの抜け外れ防止のため に、係止突起１８，スリット１９を形成する構成としたが、その形状，設置箇所 等は、これに限定するものではない。例えば、図７に示すように、子クサビ１６ ’のスリット１９’に、親クサビ１５’の係止突起１８’と係合する係合溝２５ を形成してもよい。このとき、係合溝２５の内寸は、係止突起１８’の外寸より も若干小さくして、係止突起１８’と係合溝２５とが係合したときに、スリット １９’が拡がり、子クサビ（第二のクサビ）１６’の幅方向寸法が拡がるように して、子クサビ１６’の抜け外れを防止する。また、係合溝２５に段部２５ａ， ２５ａを形成して、子クサビ１６’の抜け外れをより確実に防止する構成として もよい。

【００２０】

【考案の効果】

以上説明したように、請求項１に係るセグメントの継手構造によれば、隣り合 うセグメントどうしを、連結金具と、この連結金具の連結部に打ち込まれたクサ ビ部材とで接合することができる。このとき、連結金具とクサビ部材とが、双方 のセグメントの継手板に面接触となるので、セグメントの継手部の接合強度を高 めることができる。また、その接合作業を行うに際しても、連結金具を継手板に 挿入した後、クサビ部材を打ち込むのみでよく、従来例のように、ボルト穴にボ ルトを挿入した後、ナットをねじ込むなど面倒な作業を行う必要がないので、セ グメントの接合作業を大幅に簡略化して、作業の迅速化，施工コストの低減等を 図ることができる。

【００２１】 請求項２に係るセグメントの継手構造によれば、連結金具の連結部を上下方向 に２以上形成するので、この点からもセグメントの継手部の接合強度を高めるこ とができる。したがって、セグメントの継手部に、その曲率半径が縮径する方向 の力が作用したときの曲げ強度を、その接合作業を面倒なものとすることなく、 大幅に向上させることができる。

【００２２】 請求項３に係るセグメントの継手構造によれば、クサビ部材が第一のクサビと 第二のクサビとからなり、第一のクサビには係止突起を形成し、第二のクサビに はスリットを形成した。これにより、隣接するセグメントを接合した状態におい て、第二のクサビのスリットには第一のクサビの係止突起が入り込み、これによ り第二のクサビの幅寸法が連結部の内側の幅よりも拡がって、連結金具の連結部 から抜け外れるのを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るセグメントの継手構造の一例を示
す正断面図である。

【図２】同継手構造を示す平面図である。

【図３】同継手構造に用いる連結金具を示す斜視図であ
る。

【図４】同継手構造に用いる第一のクサビを示す斜視図
である。

【図５】同継手構造に用いる第二のクサビを示す斜視図
である。

【図６】同継手構造の施工手順を示す正断面図である。

【図７】同継手構造のクサビ部材の他の一例を示す側面
図である。

【図８】従来のセグメントの継手構造の一例を示す正断
面図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １１ 凹部 １２ 継手板 １２ａ 穴 １３ 連結金具 １４ 連結部 １５ 親クサビ（第一のクサビ） １６，１６’ 子クサビ（第二のクサビ） １７ 基部 １８，１８’ 係止突起 １９，１９’ スリット ２１ クサビ部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 田中 大三 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)考案者 青山 哲也 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接合すべきセグメントの端面にそ
   れぞれ凹部あるいは段部が形成され、これらセグメント
   が前記凹部あるいは段部に設けられた継手板どうしを対
   向させて配置されてなり、平板状の基部と、該基部と直
   交する面内に位置する門型の連結部とからなる連結金具
   が、前記連結部を一方のセグメント側から双方の継手板
   に形成された穴に挿通させるとともに、前記基部を前記
   一方のセグメントの継手板に当接させて配設され、かつ
   他方のセグメント側に突出した前記連結部の内側には、
   クサビ部材が打ち込まれてなることを特徴とするセグメ
   ントの継手構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセグメントの継手構造に
   おいて、前記連結金具の連結部が上下方向に２以上形成
   されていることを特徴とするセグメントの継手構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のセグメントの継
   手構造において、前記クサビ部材が、第一のクサビと第
   二のクサビとからなり、前記第一のクサビには、前記第
   二のクサビと当接する側の面に係止突起が形成され、前
   記第二クサビにはその先端部から基端部に向けて一定長
   さのスリットが形成され、かつ該前記第二のクサビは、
   その幅が前記門型の連結部の内側の幅と略同一とされて
   いることを特徴とするセグメントの継手構造。