JPH08312294A - セグメント継手とセグメントの連結構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セグメントの組み立ての自動化が容易で、し
かもセグメントに断面欠損部を形成させないセグメント
継手を提供することを目的とする。 【構成】 このセグメント継手は、隣り合うセグメント
１０，１０の対向する各端面１０ａのうちの少なくとも
一方の端面に設けられた雌型継手２２と、雌型継手２２
に嵌合する雄型継手２４と、雄型継手２４を雌型継手２
２内において拡張させるクサビ２６とを備え、雌型継手
２２の内部はその入口より広く形成され、雄型継手２４
は少なくとも一方の端部に雌型継手２２に嵌合する嵌合
部２４ａを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、地下鉄、道路、上下
水道、電力、通信のとう道、共同溝などのトンネル内壁
を形成するセグメントを連結するためのセグメント継手
とこのセグメント継手を用いたセグメントの連結構造に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来のセグメント継手を用いて形
成したトンネルの一例の分解斜視図、図１０は図９の部
分拡大図、図１１は図１０のＡ−Ａ矢視断面図である。
これらの図において、セグメント１０は所定の厚さを有
する矩形の鉄筋コンクリート板からなり、この鉄筋コン
クリート板は円筒の一部を形成するように円弧状に湾曲
している。

【０００３】セグメント１０の四周の各端部には鋼板製
の継手板１２が所定間隔をおいて一体に設けられ、継手
板１２には貫通孔１２ａが穿設されている。継手板１２
は、セグメント１０を筒状に組み立てた場合に隣り合う
セグメント１０，１０間で相互に重なる位置に設けら
れ、貫通孔１２ａは重なる継手板１２，１２間で連通す
る位置に設けられている。

【０００４】セグメント１０の四周の各端部には、継手
板１２の内側に隣接して、箱状の窪みからなる中子ボッ
クス１４が設けられている。

【０００５】セグメント１０は、トンネル等の内部にお
いて止水シールを挟んで千鳥状に筒状に組み、内側から
継手板１２，１２の一方の側の中子ボックス１４の中に
ボルト１６を入れてそのねじ部を継手板１２の貫通孔１
２ａに通し、継手板１２，１２の他方の中子ボックス１
４の中にナット１８を入れてボルト１６のねじ部に螺合
させ、締付けることにより連結一体化させることができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のセグメント継手は、セグメント１０を組み立てる場
合、狭い中子ボックス１４の中でボルト・ナット１６，
１８の締結作業をしなければならないので、締結作業が
非常に面倒で、その作業時間は、シールド掘進作業時間
中大きな割合を占め、シールドの急速施工化をはばむ一
つの原因であった。また、作業が複雑な為、その自動化
（機械化）も困難であるという問題があった。

【０００７】また、従来のセグメント継手はセグメント
１０の内周面側に中子ボックス１４を設けなければなら
ないので、セグメント１０がコンクリートセグメントの
場合、断面欠損部を有する構造となってしまい、しかも
鉄筋の配置が複雑になるという問題があった。

【０００８】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたもので、セグメント組立の合理化を図り、組立
作業時間を低減でき、かつセグメントの組み立ての自動
化が可能で、しかもセグメントに断面欠損部を形成させ
ないセグメント継手を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するセグ
メントの継手は、隣り合うセグメントの対向する各端面
のうちの少なくとも一方の端面に設けられた雌型継手
と、該雌型継手に嵌合する雄型継手と、該雄型継手を該
雌型継手内において拡張させるクサビとを備え、前記雌
型継手の内部はその入口より広く形成され、前記雄型継
手は少なくとも一方の端部に前記雌型継手に嵌合する嵌
合部を有しているものである。

【００１０】ここで、前記雌型継手は、前記隣り合うセ
グメントの対向する各端面に各々設けてもよいし、一方
の端面にのみ設けてもよい。前記雌型継手を各端面に各
々設ける場合は、前記雄型継手の両端に前記雌型継手に
嵌合する嵌合部を各々設ける必要がある。

【００１１】前記隣り合うセグメントの対向する各端面
のうちの一方の端面にのみ前記雌型継手を設ける場合
は、他方の端面に雄型継手をねじなどにより予め一体に
植設・固定し、この雄型継手の突出した先端部に前記雌
型継手に嵌合する嵌合部を設ける必要がある。

【００１２】前記雄型継手は嵌合部が長手方向に形成さ
れた切れ目を有するものが好ましい。また、前記雄型継
手は合成樹脂で形成することができ、合成樹脂としては
例えばポリアミド樹脂を使用することができる。もちろ
ん金属製でも良い。また、前記セグメントとしてはコン
クリートセグメントまたは鋼セグメントを挙げることが
できる。

【００１３】前記セグメントをコンクリートセグメント
とする場合は、前記雌型継手を金属又は、合成樹脂で形
成し、該雌型継手を該コンクリートセグメントの端面に
埋設するか、コンクリートセグメントの端面に直接穴を
形成し、この孔をそのまま雌型継手とすることができ
る。

【００１４】雌型継手を該コンクリートセグメントの端
面に埋設する場合は、雌型継手をコンクリートセグメン
トに埋設されたアンカーによって前記セグメントに支持
させるのが好ましい。コンクリートセグメントの端面に
雌型継手を直接形成する場合は、前記雌型継手の内周面
を薄鋼板によって被覆し、前記雌型継手の周囲のコンク
リートを金属線によって補強するか、又は合成樹脂製の
雌型継手をコンクリート中に埋設し、同様に金属線によ
って補強するのが好ましい。

【００１５】以上説明したセグメント継手は、リング間
側に隣り合ったセグメントのリング間側の端面相互を連
結させることができる。この場合、更に、ピース間側に
隣り合ったセグメントのピース間側の端面を相互に噛み
合うように各々階段状に形成し、該端面のうちでリング
間方向に向いている部分相互を上記セグメント継手で連
結してもよい。

【００１６】

【作用】請求項１〜１２記載の発明において、セグメン
トの雌型継手内に雄型継手の嵌合部を挿入させると、ク
サビが該雌型継手の底部に押されて該雄型継手の嵌合部
内に侵入する。クサビが該雄型継手の嵌合部内に侵入す
ると、該嵌合部が該クサビによって拡張され、該嵌合部
が該雌型継手の内周面に強固に押し付けられて密着し、
該雌型継手と該雄型継手が強固に連結する。

【００１７】上記のようにして連結した雌型継手と雄型
継手の間に離れる方向の力が作用した場合、雄型継手の
嵌合部に侵入したクサビには抜ける力が作用しないの
で、雄型継手の嵌合部はクサビによって拡張させられた
ままであり、雄型継手は雌型継手から抜けない。

【００１８】更に、請求項４または５記載の発明の場
合、雄型継手が切れ目を有していたり、合成樹脂で形成
されていたりするので、雄型継手がクサビの侵入によっ
て容易に変形し、クサビが雄型継手の嵌合部に容易に侵
入する。

【００１９】また、請求項７記載の発明の場合、雌型継
手がアンカーによってセグメントに支持されているの
で、雌型継手に大きな力が作用しても雌型継手がセグメ
ントから抜け難い。

【００２０】また、請求項９記載の発明の場合、雌型継
手の側部のコンクリートが金属線によって補強されてい
るので、雌型継手に大きな力が作用しても雌型継手が壊
れ難い。

【００２１】本発明の場合、セグメントをトンネル軸方
向（リング間方向）に重ねて押圧するだけで、セグメン
トリング間が容易に連結され、人手による締結作業を必
要としない。

【００２２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例に係るセグメント
継手を用いて形成したトンネル内壁の一部の分解斜視
図、図２はこの発明の一実施例に係るセグメント継手
（連結前）の断面図、図３はこの発明の一実施例に係る
セグメント継手（連結後）の断面図である。

【００２３】セグメント１０は所定の厚さを有する矩形
板状の鉄筋コンクリート板からなり、この鉄筋コンクリ
ート板は円筒状に連結してトンネルの内壁を形成するよ
うに円弧状に湾曲している。セグメント１０のリング間
（トンネルの軸方向）はこの発明に係るセグメント継手
２０により連結されている。セグメント１０のピース間
（円周方向）には、ホゾが設けられ互に嵌合される。な
お、場合によっては、ピース間だけ従来のセグメント継
手を使用して連結しても良い。

【００２４】この発明に係るセグメント継手２０は、リ
ング間で隣り合うセグメント１０，１０の対向する各端
面１０ａ，１０ａに各々設けられた一対の雌型継手２２
と、雌型継手２２に各々嵌合して隣り合うセグメント１
０，１０を一体に連結させる雄型継手２４と、雄型継手
２４を雌型継手２２内において拡張させるクサビ２６と
からなる。

【００２５】雌型継手２２は略円筒状の金属部材からな
り、内部はその入口より広く形成されている。雌型継手
２２は側部２２ａと底部２２ｂを別々に作って、これら
を一体に溶接して形成してもよいし、側部２２ａと底部
２２ｂを初めから一体物として形成してもよい。雌型継
手２２の底部２２ｂはアンカー２８によってセグメント
１０の内部に支持させてもよい。

【００２６】雄型継手２４は中央部がやや膨らんだ円柱
状の部材からなり、雄型継手２４の両端は雌型継手２２
に嵌合する嵌合部２４ａ，２４ａとなっている。嵌合部
２４ａ，２４ａの外径は雌型継手２２の内径と略同一と
なっている。嵌合部２４ａには長手方向に向けて例えば
断面十字状に切れ目２４ｂが形成されている。雄型継手
２４の材料としてはポリアミド樹脂のような合成樹脂を
使用することができる。もちろん、雄型継手２４は金属
製でも良い。

【００２７】図４はこの発明の他の実施例に係るセグメ
ント継手の断面図である。この実施例において、セグメ
ントはコンクリートセグメントからなり、雌型継手２２
はコンクリートセグメントの端面１０ａに直接形成され
た穴からなる。雌型継手２２の内壁は薄鋼板２２ｃによ
って被覆され、雌型継手２２の周囲のコンクリートは金
属線２２ｄによって補強されている。

【００２８】図５はこの発明の更に他の実施例を示す斜
視図、図６は図５の雌型継手に雄型継手を嵌合させる場
合の説明図である。この実施例において、セグメントは
鋼板を加工した鋼セグメントからなり、雌型継手２２も
鋼板を加工したものからなる。雌型継手２２は鋼セグメ
ント１０に溶接され、一体化されている。雄型継手２４
及びクサビ２６は前記実施例のものと同様である。な
お、クサビ２６は雌型継手２２、雄型継手２４のいずれ
に設けても良い。

【００２９】以上説明したセグメント継手２０は次のよ
うにしてセグメント１０を連結する。すなわち、まず、
一のセグメント１０のリング間側の端面に他のセグメン
ト１０のリング間側の端面を雄型継手２４を挟んだ状態
で接近させ、セグメント１０を押圧すると、両方のセグ
メント１０，１０の雌型継手２２内に雄型継手２４の嵌
合部２４ａ，２４ａが各々挿入される。雌型継手２２内
において、クサビ２６が雌型継手２２の底部２２ｂに押
されて雄型継手２４の嵌合部２４ａ内に侵入し、嵌合部
２４ａがクサビ２６によって拡張され、嵌合部２４ａが
雌型継手２２の側部２２ａに強固に押し付けられて密着
し、２つのセグメント１０，１０は強固に連結する。な
お、止水性を向上させるためにセグメント１０，１０の
端面間に止水シール（図示せず）を挟んでおくのが好ま
しい。

【００３０】このようにして連結した２つのセグメント
１０，１０間に離れる方向の力が作用した場合、雄型継
手２４の嵌合部２４ａに侵入したクサビ２６には抜ける
力が作用しないので、雄型継手２４の嵌合部２４ａはク
サビ２６によって拡張させられたままであり、雄型継手
２４は雌型継手２２から抜けず、隣り合う２つのセグメ
ント１０，１０は強固に連結したままであり、離れな
い。

【００３１】図７はこの発明の更に他の実施例を示すセ
グメント継手の断面図である。この実施例は連結しよう
とする２つのセグメントピースの内、いずれか片側のみ
「ねじ」などにより、係止部材２９にあらかじめ固定し
たものである。この実施例でも同様な効果が期待でき
る。

【００３２】図８はこの発明に係るセグメント継手を用
いてセグメントのピース間を連結した他の実施例を示す
トンネル内壁の一部の分解斜視図である。上述のセグメ
ント継手２０は、リング間側に隣り合ったセグメント１
０，１０のリング間側の端面１０ａ，１０ａ相互を連結
させているが、同図に示すように、更に、ピース間側に
隣り合ったセグメント１０，１０のピース間側の端面を
相互に噛み合うように各々階段状に形成し、この端面の
うちでリング間方向に向いている部分相互を上記セグメ
ント継手で連結してもよい。

【００３３】

【発明の効果】請求項１〜１２記載の発明によれば、２
つのセグメントの間に雄型継手を挟んで押圧させるだけ
でこの２つのセグメントが連結されるので、セグメント
の組み立て作業が容易になり、セグメント組み立ての工
期が著しく短縮されるという効果がある。また、セグメ
ント組立の自動化も容易となる。

【００３４】また、請求項１〜１２記載の発明によれ
ば、セグメントに作用する引抜力に対する耐力が非常に
大きいので、セグメントの連結に弛みを生じ難く、止水
性の低下や耐震上の問題もないという効果がある。

【００３５】更に、請求項４または５記載の発明によれ
ば、雄型継手の嵌合部にクサビが侵入し易いので、強い
押圧力を要することなくセグメントを容易かつ確実に組
み立てることができるという効果がある。

【００３６】また、請求項７記載の発明によれば、雌型
継手に大きな力が作用しても雌型継手がセグメントから
抜け難いので、この雌型継手を支持しているセグメント
同士が強固に連結されるという効果がある。

【００３７】また、請求項９記載の発明によれば、雌型
継手に大きな力が作用しても雌型継手が壊れ難いので、
この雌型継手を支持しているセグメント同士が強固に連
結されるという効果がある。

【００３８】また、本発明によれば、セグメントをトン
ネル軸方向（リング間方向）に重ねて押圧するだけで、
セグメントリング間が容易に連結され、人手による締結
作業を必要としない効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例に係るセグメント継
手を用いて形成したトンネル内壁の一部の分解斜視図で
ある。

【図２】図２はこの発明の一実施例に係るセグメント継
手（連結前）の断面図である。

【図３】図３はこの発明の一実施例に係るセグメント継
手（連結後）の断面図である。

【図４】図４はこの発明の他の実施例に係るセグメント
継手の断面図である。

【図５】図５はこの発明の更に他の実施例を示す斜視図
である。

【図６】図６は図５の雌型継手に雄型継手を嵌合させる
場合の説明図である。

【図７】図７はこの発明の更に他の実施例を示すセグメ
ント継手の断面図である。

【図８】図８はこの発明に係るセグメント継手を用いて
セグメントのピース間を連結した例を示すトンネル内壁
の一部の分解斜視図である。

【図９】図９は従来のセグメント継手を用いて形成した
トンネルの斜視図である。

【図１０】図１０は図９の部分拡大図である。

【図１１】図１１は図１０のＡ−Ａ矢視断面図である。

【符号の説明】

１０ セグメント １０ａ 端面 １２ 継手板 １２ａ 貫通孔 １４ 中子ボックス ２０ セグメント継手 ２２ 雌型継手 ２２ａ 側部 ２２ｂ 底部 ２４ 雄型継手 ２４ａ 嵌合部 ２４ｂ 切れ目 ２６ クサビ ２８ アンカー ２９ 係止部材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣り合うセグメントの対向する各端面の
   うちの少なくとも一方の端面に設けられた雌型継手と、
   該雌型継手に嵌合する雄型継手と、該雄型継手を該雌型
   継手内において拡張させるクサビとを備え、前記雌型継
   手の内部はその入口より広く形成され、前記雄型継手は
   少なくとも一方の端部に前記雌型継手に嵌合する嵌合部
   を有していることを特徴とするセグメント継手。
2. 【請求項２】 前記隣り合うセグメントの対向する各端
   面に雌型継手が各々設けられ、前記雄型継手が前記雌型
   継手に嵌合する嵌合部を両端に各々有していることを特
   徴とする請求項１記載のセグメント継手。
3. 【請求項３】 前記隣り合うセグメントの対向する各端
   面のうちの一方の端面に雌型継手が設けられ、他方の端
   面に前記雄型継手が一体に植設・固定され、前記雌型継
   手に嵌合する嵌合部を前記雄型継手の先端部に有してい
   ることを特徴とする請求項１記載のセグメント継手。
4. 【請求項４】 前記雄型継手の嵌合部が長手方向に形成
   された切れ目を有していることを特徴とする請求項１〜
   ３記載のセグメント継手。
5. 【請求項５】 前記雄型継手が合成樹脂又は金属によっ
   て形成されていることを特徴とする請求項１〜４記載の
   セグメント継手。
6. 【請求項６】 前記セグメントがコンクリートセグメン
   トであり、前記雌型継手が金属又は合成樹脂によって形
   成されており、該雌型継手が該コンクリートセグメント
   の前記端面に埋設されていることを特徴とする請求項１
   〜５記載のセグメント継手。
7. 【請求項７】 前記コンクリートセグメントにアンカー
   が埋設され、前記雌型継手が該アンカーによって該コン
   クリートセグメントに支持されていることを特徴とする
   請求項６記載のセグメント継手。
8. 【請求項８】 前記セグメントがコンクリートセグメン
   トであり、前記雌型継手が該コンクリートセグメントの
   前記端面に形成された穴からなることを特徴とする請求
   項１〜５記載のセグメント継手。
9. 【請求項９】 前記雌型継手の内周面が薄鋼板によって
   被覆され、該雌型継手の周囲のコンクリートが金属線に
   よって補強されていることを特徴とする請求項８記載の
   セグメント継手。
10. 【請求項１０】 前記セグメントが鋼セグメントであ
    り、前記雌型継手が該鋼セグメントと一体に形成されて
    いることを特徴とする請求項１〜５記載のセグメント継
    手。
11. 【請求項１１】 リング間側に隣り合ったセグメントの
    リング間側の端面を請求項１〜１０記載のセグメント継
    手で連結したことを特徴とするセグメントの連結構造。
12. 【請求項１２】 ピース間側に隣り合ったセグメントの
    ピース間側の端面を相互に噛み合うように各々階段状に
    形成し、該端面のうちでリング間方向に向いている部分
    を請求項１〜１０記載のセグメント継手で連結したこと
    を特徴とするセグメントの連結構造。