JPH086873Y2 - 亀甲形セグメントの継手構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はシールド工法によって掘削されたトンネル内
周壁面に施工された亀甲形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
1,12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短辺側端面を
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７図に示すように、亀甲形セグメント
（１）が開発された。

この亀甲形セグメント（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は、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（17）の
端面とが交互に露出した状態となり、任意の空間部（1
7）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（17）を除く全ての端面（２）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、亀甲形セグメント（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、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になると共に推進ジ
ャッキのスプレッダを亀甲形セグメントの前端面に当接
させて推進反力をとる際に継手ボックスが存在すると、
充分な反力の支持を得ることができなくなり、又、亀甲
形セグメント同士の接合面間に止水材を注入すると、亀
甲形セグメントの表裏面側に漏出して止水が不完全とな
る等のという問題点があった。

本考案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形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、本考案の亀甲形セグメン
トの継手構造は、互いに平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形セグメントに
おいて、前記後端面に全長に亘って断面略コ字状の継手
金具を一体に取付けると共に前記前後傾斜端面のいずれ
か一方の傾斜端面に全長に亘って断面略コ字状の継手金
具を一体に取付け、これらの継手金具における亀甲形セ
グメントの表裏面側から夫々突出したフランジ部に複数
のボルト又はピンの取付孔を貫設すると共に継手金具を
取付けていない前記前端面部と他方の傾斜端面部とに前
記ボルト又はピンの挿嵌孔を設け、この亀甲形セグメン
トの前端面側をシールド機側に向けた状態で隣接する亀
甲形セグメント同士を、一方の亀甲形セグメントの継手
金具を他方の亀甲形セグメントの継手金具を設けていな
い端面部に被嵌させた状態にして互いに接合させると共
に、両亀甲形セグメントを継手金具の取付孔から該取付
孔に合致する挿嵌孔内にピン又はボルトを挿着すること
によって一体に連結し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
甲形セグメントによって覆工する場合、トンネルの周方
向に対向する亀甲形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形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
甲形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
の亀甲形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形セグメン
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
形セグメントによる覆工を施こしていくものであるが、
亀甲形セグメント同士を連結させる場合、台形状空間部
に亀甲形セグメントの後半台形状部分を嵌め込むと、そ
の後側傾斜端面と既に組立られているトンネル周方向に
配列した亀甲形セグメントの前側傾斜端面とが、いずれ
か一方の端面に突設している断面コ字状の継手金具を介
して互いに嵌着すると共に、台形状空間部に嵌合させた
亀甲形セグメントの後端面がトンネル長さ方向に対向し
た亀甲形セグメントの前端面に接合する。

この際、一方の亀甲形セグメントの傾斜端面に突設し
ている継手金具が他方の亀甲形セグメント対向傾斜端面
に被嵌すると、継手金具に穿設している取付孔と他方の
亀甲形セグメントの端面部ににおけるトンネル側に面す
る部分に穿設している挿嵌孔とが合致し、トンネル内か
ら取付孔を通じて挿嵌孔にボルト又はピンを挿着するこ
とによって隣接する亀甲形セグメント同士が連結される
ものである。

さらに、亀甲形セグメントの前後端面において、トン
ネル後方側の後端面に断面コ字状の継手金具を設けてお
き、シールド機側の前端面に該コ字状の継手金具を被せ
るように形成しているので、該亀甲形セグメントの前端
面を厚み方向の全幅に亘って推進ジャッキの受止面とす
ることができ、シールド機の推進反力を確実に受止して
円滑に掘進させることができるものである。又、亀甲形
セグメント同士の接合面間に止水材を注入すると、断面
コ字状の継手金具がその接合部の全長に亘って設けられ
ているので、止水材が亀甲形セグメントの表裏面側に漏
出するのを該継手金具のフランジ部によって阻止するこ
とができ、確実な止水処理が行えるものである。

（実施例） 本考案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形セグメン
ト（１）を示すものであって、その外周端面は、互いに
並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Ｖ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、亀甲形セグメント（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）（７）は亀甲形セグメント（１）の後端面
（３）と後側上下傾斜端面（５）（５）とに夫々一体に
固着した断面コ字状の嵌合溝（８）を有する継手金具
で、Ｉ型鋼材やＨ型鋼材よりなり、該型材の一側面を亀
甲形セグメント（１）の上記端面（３）（５）に全厚み
に亘って一体に密着固着させると共に他側面におけるウ
エブ面と両フランジの対向面とによって囲まれた空間部
で上記嵌合溝（８）を形成しているものである。

又、亀甲形セグメント（１）の前端面（２）と該前端
面（２）に連なる上下前側傾斜端面（４）（４）は、前
記継手金具（６）（７）が被嵌可能な形状に形成されて
ある。

この場合、第３図に示すように、継手金具（６）
（７）の嵌合溝（８）が開口端に向かって拡開した形状
に形成している場合には、該継手金具（６）（７）に嵌
合させる端部（９）をその表裏面間が端面に向かって徐
々に肉薄となる断面凸台形状に形成しておき、第４図に
示すように、Ｈ型鋼材によって開口幅が深さ方向に一定
幅の嵌合溝（８）に形成されている場合には、該継手金
具（６）（７）に嵌合させる端部（９）をフランジの対
向面間の間隔よりも僅かに小さい肉厚に形成しておけば
よい。

なお、亀甲形セグメント（１）の後端面（３）に固着
した継手金具（６）と、その上下端に連なる傾斜端面
（５）（５）に固着した継手金具（７）（７）とは、端
面から突出する対向フランジ部の連接部において、切欠
部（10）を形成し、組立てた際に隣接する亀甲形セグメ
ント（１）の継手金具（７）（７）のフランジ端部が該
切欠部（10）に嵌合するように形成してある。

（11）は嵌合溝（８）を形成した継手金具（６）
（７）の突出フランジ部において、トンネル側に面する
裏面側フランジ部（6a）（7a）に嵌合溝（８）に連通さ
せて数個宛貫設した取付孔で、各取付孔（11）の軸心方
向に対向する表面側フランジ部（6b）（7b）には必要に
応じて係止孔（12）が穿設されてある。

さらに、亀甲形セグメント（１）の前端側に形成して
いる嵌合端部（９）においては、前記各取付孔（11）に
対応する位置に裏面側から表面に向かって挿嵌孔（13）
を穿設してある。

この挿嵌孔（13）は嵌合端部（９）の表裏面間に貫通
させておいてもよく、又、適宜深さまで穿設しておいて
もよい。

（14）は取付孔（11）から挿嵌孔（13）に挿嵌させて
隣接する亀甲形セグメント（１）（１）を連結させるた
めのピンである。

（15）は亀甲形セグメント（１）の嵌合端部（９）の
端面に周方向に装着した水膨潤性のシール材、（16）は
亀甲形セグメント（１）の継手金具側端部に、そのトン
ネル側に面する適所から後端面に連通するように穿設し
た止水材注入孔である。

上記のように構成した亀甲形セグメント（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図に示すように、任意の亀甲形
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形セグメント
（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形セグメント（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形セグメント（１）（１）が
順次配設されてあり、且つ互いに接合した亀甲形セグメ
ント（１）（１）の傾斜端面（４）（５）間と前後端面
（２）（３）間とは継手金具（６）（７）と嵌合端部
（９）との嵌合後、取付孔（11）から挿嵌孔（13）にピ
ン（14）を挿嵌させ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形セグメ
ント（１）による覆工の前端部の形状は第８図の展開図
で示すように、トンネルの周方向に亀甲形セグメント
（１）（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つおきの亀甲形セグメント（１）の前半台形状部分
が突出していると共に、これらの亀甲形セグメント
（１）（１）の対向する前側の傾斜端面（４）（４）間
には亀甲形セグメント（１）を２分割した台形状の空間
部（17）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形セグメント
（1a）（斜線で示している）を嵌合させる任意の台形状
空間部（17a）以外の他の亀甲形セグメント（１）の前
端面（２）にシールド機（図示せず）に装着している複
数本の推進ジャッキ（18）のスプレッダを受止させ、前
記台形状空間部（17a）に対応する推進ジャッキ（18）
を収縮させた状態にして該台形状空間部（17a）にエレ
クター（図示せず）を使用して亀甲形セグメント（1a）
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
亀甲形セグメント（１）の前端面（２）に支持させてい
る推進ジャッキ（18）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
記組立中の亀甲形セグメント（1a）に続いて、次の亀甲
形セグメント（1b）の組立部位である台形状空間部（17
b）に対応する推進ジャッキ（18）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。

上記亀甲形セグメント（1a）を台形状空間部（17a）
に組み立てるには、該亀甲形セグメント（1a）の後半台
形状部分をこの台形状空間部（17a）に嵌合させると、
その後端面（３）及び後側傾斜端面（５）（５）から突
設している継手金具（６）（７）の嵌合溝（８）が既に
組立られているトンネル長さ方向と周方向との亀甲形セ
グメント（１）の前端面（２）及び前側傾斜端面（４）
（４）との嵌合端部（９）に夫々被嵌し、継手金具
（６）（７）に設けた取付孔（11）と嵌合端部（９）に
穿設している挿嵌孔（13）とが同一軸線上で合致した状
態となる。

この際、組立てられる亀甲形セグメント（1a）の後端
から突出した継手金具（６）（７）が、対応する亀甲形
セグメント（１）の嵌合端部（９）に被嵌し始めた状態
から、推進ジャッキ（18）を伸長させて亀甲形セグメン
ト（1a）の先端面を押圧することにより、継手金具
（６）（７）をガイドとして亀甲形セグメント（1a）を
既に組み立てた亀甲形セグメントに接合させることがで
きる。

こうして接合させたのち、トンネル内から継手金具
（６）（７）に穿設している取付孔（11）にピン（14）
を挿入して挿嵌孔（13）に挿着させることにより、亀甲
形セグメント（1a）を隣接する亀甲形セグメント（１）
に一体に連結させるものである。

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形セグメント（1b）
を上述した位置における台形状空間部（17b）に嵌め込
み、同様にして該亀甲形セグメント（1b）側の継手金具
（６）（７）とそれに対応する亀甲形セグメント（１）
（１）（１）側の嵌合端部（９）との嵌合、及びピン
（14）による連結作業を行う（第９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（17c）に対応する推進ジャッキ（18）を収縮させて
連結作業空間部を確保し、第10図に示すように該台形状
空間部（17c）に次の亀甲形セグメント（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（17）に順次亀甲形セグメント（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り、さら
に、組み立られた亀甲形セグメント（１）（１）間の接
合部にトンネル内から亀甲形セグメント（１）に設けら
れている注入孔（16）を通じてモルタル等の水止材を注
入することにより、接合部の止水処理を行う。

なお、以上の実施例においては、ピン（14）を亀甲形
セグメント（１）（１）の継手部における取付孔（11）
から挿嵌孔（13）に挿着したが、ボルトを採用して、そ
の先端螺子部を挿嵌孔（13）の適所又は係止孔（12）に
螺合させることにより、亀甲形セグメント（１）（１）
同士の連結を行ってもよい。

又、挿嵌孔（13）を亀甲形セグメント（１）の嵌合端
部に貫通状態で設けることなく、第５図に示すように適
宜深さの挿嵌孔（13）とし、この挿嵌孔（13）に取付孔
（12）を通してピン又はボルト（14）を挿着させるよう
にしてもよい。

さらに、亀甲形セグメント（１）の互いに並行な前後
端面において、後端面にのみ継手金具（６）を設けてお
くものであるが、前後傾斜端面（４）（５）において
は、上記実施例のように後側の傾斜端面（５）に代えて
第６図に示すように、前側の傾斜端面（４）に継手金具
（７）を設けておいてもよい。

（考案の効果） 以上のように本考案の亀甲形セグメントの継手構造に
よれば、互いに平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形セグメントにおいて、
前記後端面に全長に亘って断面略コ字状の継手金具を一
体に取付けると共に前記前後傾斜端面のいずれか一方の
傾斜端面に全長に亘って断面略コ字状の継手金具を一体
に取付け、これらの継手金具における亀甲形セグメント
の表裏面側から夫々突出したフランジ部に複数のボルト
又はピンの取付孔を貫設すると共に継手金具を取付けて
いない前記前端面部と他方の傾斜端面部とに前記ボルト
又はピンの挿嵌孔を設け、この亀甲形セグメントの前端
面側をシールド機側に向けた状態で隣接する亀甲形セグ
メント同士を、一方の亀甲形セグメントの継手金具を他
方の亀甲形セグメントの継手金具を設けていない端面部
に被嵌させた状態にして互いに接合させると共に、両亀
甲形セグメントを継手金具の取付孔から該取付孔に合致
する挿嵌孔内にピン又はボルトを挿着することによって
一体に連結し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、亀甲形セグメントはそ
のトンネル周方向の両側傾斜端面に突設した継手金具を
隣接する亀甲形セグメントの対向する傾斜端面に設けた
嵌合端部に嵌合させることによって順次組立てられるの
で、亀甲形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て亀甲形セグメントの組立
作業が円滑且つ能率良く行えるものである。

さらに、推進ジャッキのスプレッダを受止する亀甲形
セグメントの前端面には断面コ字状の継手金具が設けら
れていないので、該亀甲形セグメントの前端面を厚み方
向の全幅に亘って推進ジャッキの受止面とすることがで
き、シールド機の推進反力を確実に受止して円滑に掘進
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、亀甲形セグメント同士の接合部において、一方の
亀甲形セグメントの継手金具に穿設している取付孔を通
じて他方の亀甲形セグメントの嵌合端部に穿設している
挿嵌孔にピン又はボルトを挿着させているので、亀甲形
セグメントがトンネル長さ方向並びに周方向に強固に連
結一体化し、亀甲形セグメントによる精度の良いトンネ
ル覆工が行えるものであり、その上、亀甲形セグメント
同士の接合面間に止水材を注入すると、断面コ字状の継
手金具がその接合部の全長に亘って設けられているの
で、止水材が亀甲形セグメントの表裏面側に漏出するの
を該継手金具のフランジ部によって阻止することがで
き、確実な止水処理が行えるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示すもので、第１図は亀甲形セ
グメントの裏面側から見た斜視図、第２図はトンネル側
からみた連結状態を示す展開図、図、第３図はその連結
時における継手金具と嵌合端部との拡大縦断側面図、第
４図及び第５図は継手構造の変形例を示す縦断側面図、
第６図は亀甲形セグメントの変形例を示す正面図、第７
図は亀甲形セグメントの組立状態を示す簡略展開図、第
８図乃至第10図は組立工程を示す簡略展開図、第11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12図はその簡略展開平面図である。 （１）…亀甲形セグメント、（２）（３）…前後端面、
（４）（５）…前後傾斜端面、（６）（７）…継手金
具、（８）…嵌合溝、（９）…嵌合端部、（11）…取付
孔、（13）…挿嵌孔、（14）…ピン又はボルト、（15）
…水膨潤性シール材、（16）…止水材注入孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに平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形セグメントにおい
   て、前記後端面に全長に亘って断面略コ字状の継手金具
   を一体に取付けると共に前記前後傾斜端面のいずれか一
   方の傾斜端面に全長に亘って断面略コ字状の継手金具を
   一体に取付け、これらの継手金具における亀甲形セグメ
   ントの表裏面側から夫々突出したフランジ部に複数のボ
   ルト又はピンの取付孔を貫設すると共に継手金具を取付
   けていない前記前端面部と他方の傾斜端面部とに前記ボ
   ルト又はピンの挿嵌孔を設け、この亀甲形セグメントの
   前端面側をシールド機側に向けた状態で隣接する亀甲形
   セグメント同士を、一方の亀甲形セグメントの継手金具
   を他方の亀甲形セグメントの継手金具を設けていない端
   面部に被嵌させた状態にして互いに接合させると共に、
   両亀甲形セグメントを継手金具の取付孔から該取付孔に
   合致する挿嵌孔内にピン又はボルトを挿着することによ
   って一体に連結していることを特徴とする亀甲形セグメ
   ントの継手構造。