JPH0819829B2 - 亀甲型セグメントの継手構造 - Google Patents

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継手構造に関す
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1
0、11図に示すように、矩形状のセグメント（ａ）を使
用し、一定長さのトンネル部の掘削後、セグメント
（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・ナット等によって連結（ｂ）す
ると共にトンネル周方向に隣接するセグメントの矩辺側
端面を互いに接合、連結（ｃ）し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ャッキ（ｄ）のスプレッダを受止
させて該推進ジャッキ（ｄ）を伸長させながら一定長さ
のトンネル部を掘削し、推進ジャッキ（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６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（５）（６）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は、突出したセグメント
（１）の前半部分による突出端面（３）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（15）の
端面とが交互に露出した状態となり、任意の空間部（1
5）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（15）を除く全ての端面（３）にシール
ド掘削機の推進ジャッ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・ナットで締結することに
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・ナッ
トで連結することによって行われているために、この接
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
のアンマ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継手構造の提供を目
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
トの継手構造は、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、各亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔
を設け、この貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通して
その先端部を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端
傾斜面に露出している連結ロッドの継手金具に連結させ
た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
に嵌め込む亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫設し
ている貫通孔に予め継手金具付連結ロッドを挿通してお
くか、或いは、嵌め込み後、継手金具付連結ロッドを挿
通し、その先端部を該亀甲型セグメントの後側傾斜端面
から突出する方向に押し込むと、既に組立られた亀甲型
セグメントの前後傾斜端面間にも継手金具付連結ロッド
が挿通されているので、互いに接合したこれらの亀甲型
セグメントの前後傾斜端面において、挿通した継手金具
付連結ロッドの先端部が既に組立てられている亀甲型セ
グメントの前記継手金具に当接する。

この状態で、継手金具付連結ロッドの先端部を継手金
具に螺合等によって嵌着させれば、亀甲型セグメント同
士が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夫々接合させた状態にし
て前記継手金具付連結ロッド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、継手
金具付連結ロッドが順次、トンネル長さ方向に連結する
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
亀甲型セグメント（１）を示すものであって、適宜厚さ
を有する鋼板材により、互いに平行な同一長さの前後辺
とこれらの前後辺の両端間に互いにＶ字状となる同一長
さの傾斜辺とを設けてなる亀甲型板材（２）を形成し、
この亀甲型板材（２）をその前後辺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、
形成していると共に、前記前後辺と前後傾斜辺とに一定
高さを有する前後端面板（３）（４）と前後傾斜端面板
（５）（６）とをトンネル内側に面する方向に向けて夫
々突設、固着してあり、さらに、これらの端面板（３）
〜（６）で囲まれた空間部にコンクリート等の充填材
（７）を充填することにより形成されているものであ
る。

又、この亀甲型セグメント（１）の前側の両傾斜端面
板（５）（５）における所定部分において、少なくとも
１個所（図においては２個所）をＬ字形状の係止端面板
部（８）に屈曲形成してあり、この係止端面板部（８）
で囲まれた部分を前方に向かって全面的に開放した三角
形状の継手金具収容部（９）に形成してある。

さらに、互いにＶ字状となった前後傾斜端面板（５）
（６）間において、前記継手金具収容部（９）から前記
前後端面板（３）（４）に対して直交する方向、即ち、
トンネル長さ方向に直状の鋼管（10）を充填材（７）内
に埋設してこの鋼管（10）により両端が継手金具収容部
（９）と後側傾斜端面間に開口した貫通孔（11）を形成
してある。

なお、図に示すように、貫通孔（11）を２個所に形成
した場合、長短の貫通孔（11a）（11b）が形成されるも
のである。

（12）は継手金具付連結ロッドで、その先端部を螺子
部（13）に形成していると共に基端部に螺子部（13）が
螺合可能な袋ナットよりなる継手金具（14）を一体に設
けてなるものであり、その長さは、前記貫通孔（11）に
挿通し得る長さ寸法に形成されてある。

なお、亀甲型セグメント（１）は上記のような複合セ
グメントに限らず、鉄筋コンクリートセグメントや鋼製
セグメントであってもよい。

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ゝ覆
工を施した場合、第２、６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板（５）
（５）、（６）（６）に夫々対向傾斜端面板（５）
（６）が接続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
は互いに平行した前後端面板（３）（４）同士が接合し
た状態で亀甲型セグメント（１）（１）が順次配設され
てあり、且つ互いに接合した傾斜端面板（５）（６）間
において亀甲型セグメント（１）（１）同士が貫通孔
（11）に挿通された継手金具付連結ロッド（12）（12）
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７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ト
（１）（１）・・・（１）が順次前後傾斜端面板（５）
（６）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
ト（１）（１）の対向する前側の傾斜端面板（５）
（５）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（15）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ト
（1a）（斜線で示している）を嵌合させる任意の台形状
空間部（15a）以外の他の亀甲型セグメント（１）の前
端面板（３）にシールド機（図示せず）に装着している
複数本の推進ジャッキ（16）のスプレッダを受止させ、
前記台形状空間部（15a）に対応する推進ジャッキ（1
6）を収縮させた状態にして該台形状空間部（15a）にエ
レクター（図示せず）を使用して亀甲型セグメント（1
a）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）の前端面板（３）に支持さ
せている推進ジャッキ（16）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
の亀甲型セグメント（1b）の組立部位である台形状空間
部（15b）に対応する推進ジャッキ（16）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ト（1a）を台形状空間部（15a）
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（15a）に嵌合させると、
その後端面板（４）が既に組立てられているトンネル長
さ方向の亀甲型セグメント（１）の前端面板（３）に当
接すると共に後側の両傾斜端面板（６）（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）の前側傾斜端面板（５）（５）に夫々当接
し、これらの亀甲型セグメント（１）（１）に設けてい
る貫通孔（11）（11）に該亀甲型セグメント（1a）に設
けている貫通孔（11）（11）が夫々トンネル長さ方向に
連通した状態となる。

亀甲型セグメント（１）（１）の貫通孔（11）（11）
には亀甲型セグメント同士を連結させた状態で挿入され
た継手金具付連結ロッド（12）が既に配設されていてそ
の継手金具（14）が前側傾斜端面の継手金具収納部
（９）に露出させているので、組立るべき前記亀甲型セ
グメント（1a）の貫通孔（11）に次の継手金具付連結ロ
ッド（12）を挿入して回転させれば、その先端螺子部
（13）が前記継手金具（14）の螺子孔に螺進し、基端側
の継手金具（14）が収納部（９）の係止端面板（８）に
当接した状態で螺締して亀甲型セグメント（1a）が既に
組立てられている亀甲型セグメント（１）（１）に一体
に連結する。

なお、継手金具付連結ロッド（12）は予め貫通孔（1
1）に挿通状態で組み込んでおいてもよい。

又、継手金具（14）は袋ナットにより構成する以外
に、第５図に示すように、内周面に弾性係止片（14b）
を有する挿嵌孔（14a）を設けた継手金具とし、この挿
嵌孔（14a）に連結ロッド（12）の先端部を嵌合させて
該先端部外周に設けた周溝（12a）を係止片（14b）に係
合させるようにしてもよい。このようにすると、連結ロ
ッド（12）を押し込むだけで互いに連結させることがで
きる。

この連結作業が終わると、それまで収縮させていた該
部分に対応する推進ジャッキ（16）を伸長させて亀甲型
セグメント（1a）の前端面板（３）に当接させることに
よりシールド機による掘進を続行させると共に、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（15b）に嵌め込み、同様にして継手金
具付連結ロッド（12）により連結作業を行う（第８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（15c）に対応する推進ジャッキ（1
6）を収縮させて連結作業空間部を確保し、第９図に示
すように該台形状空間部（15c）に次の亀甲型セグメン
ト（1c）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（15）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、継手金具収容部
（９）を亀甲型セグメント（１）の前側傾斜端面板
（５）側に設けているが、第４図に示すように、後側傾
斜端面板（６）側に設けておくと共に前側傾斜端面板
（５）側においては貫通孔（11）を形成する鋼管（10）
の端部を突出状態で該前側傾斜端面板（５）に一体に挿
着させた構造に構成してもよい。

さらに、亀甲型セグメント（１）の前後傾斜端面板
（５）（６）間のみに貫通孔（11）を設けているが、前
後端面板（３）（４）間にも貫通孔を設けておいて、ト
ンネル長さ方向に接合する亀甲型セグメント同士の連結
を行うようにしてもよい。

又、継手金具付連結ロッド（12）の締結完了後、必要
に応じて貫通孔（11）を形成している鋼管（10）内にセ
メントミルク等を注入してもよい。

（発明の効果） 以上のように本発明の亀甲型セグメントの継手構造に
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、
各亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔を設け、
この貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通してその先端
部を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端傾斜面に
露出している連結ロッドの継手金具に連結させた構造を
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夫々接
合させた状態にしてこれらの傾斜端面間を前記継手金具
付連結ロッドにより連結した構造となっているから、継
手金具付連結ロッドを亀甲型セグメントの貫通孔を通し
てトンネル長さ方向に配設しているにも拘わらず、この
継手金具付連結ロッドによって亀甲型セグメントを互い
に周方向にも長さ方向にも一工程で同時に連結させるこ
とができ、その上、継手金具付連結ロッドは亀甲型セグ
メントの傾斜端面に開口した貫通孔に挿通するものであ
るから、前端面に当接する推進ジャッキに何等の支障が
生じないものであり、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。

さらに、このような組立施工の容易性と共に継手金具
付連結ロッドは亀甲型セグメントの前後両端面間に亘っ
て貫通状態で締め付けられるので、亀甲型セグメント間
にその締付力が作用し、確実且つ強固な連結が可能とな
るものである。

又、継手金具付連結ロッドは亀甲型セグメントに設け
ている貫通孔に対してその挿通方向、挿入位置が設定さ
れていると共に取扱いが容易であるために、この継手金
具付連結ロッドの挿入、連結作業の自動化も図ることが
でき、セグメント覆工の作業性の向上と共に安全性を確
保できるものである。

【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図はその一部拡大縦断正面図、第４図は貫通孔
構造の別な実施例を示す一部の拡大縦断正面図、第５図
は継手部の別な実施例を示す縦断面図、第６図は亀甲型
セグメントの組立状態を示す簡略斜視図、第７図乃至第
９図は組立工程を示す簡略展開図、第10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11図は
その簡略展開平面図である。 （１）……亀甲型セグメント、（３）（４）……前後端
面板、（５）（６）……前後傾斜端面板、（11）貫通
孔、（12）……継手金具付連結ロッド、（14）……継手
金具、（15）……台形状空間部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、各亀甲型セグメントの前後傾斜端面間に貫通孔を設
   け、この貫通孔に継手金具付連結ロッドを挿通してその
   先端部を既に組立てられた亀甲型セグメントの前端傾斜
   面に露出している連結ロッドの継手金具に連結させてな
   ることを特徴とする亀甲型セグメントの継手構造。