JPH09256788A

JPH09256788A - 覆工材

Info

Publication number: JPH09256788A
Application number: JP8094676A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Koizumi; 淳小泉; Hiroshi Toida; 浩戸井田; Katsuto Oguchi; 克人大口
Original assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Current assignee: Nippon Kokan Light Steel Co Ltd
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 1997-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】トンネル内壁に沿って複数の鋼製セグメント
などと呼ばれる覆工材１が連結されてトンネル内壁を支
える際に、前記連結が容易に行える覆工材を提供する。【解決手段】覆工材１である鋼製セグメントを構成す
る桁５、７にＨ型鋼を用いる。このＨ型が形成する一方
のコの字の先端が突き合わされて、覆工材の隣接した状
態となる。同時に２つのコの字のうち一方に溶接された
嵌合用部材３の他端が、他方のコの字に嵌合する。この
嵌合により、覆工材１の連結が容易にかつ強固に行われ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘削されたトンネ
ル内壁を支える覆工材に関し、特にＴＢＭ（トンネル・
ボーリング・マシン）により掘削される山岳トンネル
で、掘削された先進導坑における軽度な土圧に対しこの
先進導坑を保護するための覆工材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＴＢＭにより掘削されるトンネル
においても、軟弱地盤におけるトンネル工法の１つであ
るシールド工法において用いられる、トンネル内壁を支
える覆工材である鋼製セグメントが用いられることが多
かった。

【０００３】上記鋼製セグメントの例を図１０に示す。
鋼製セグメント５は、主桁５２と副桁５１を枠状に溶接
し、更に外側にスキンプレート５３を溶接し、内側に縦
リブ５４を取り付け、補強したものである。副桁５１，
主桁５２にはボルト締結のための孔５１ａ，５２ｂが設
けられている。そして、図１１に示すように、上記鋼製
セグメント５は副桁５１同士、及び主桁５２同士をボル
ト５５により締結し、トンネル内壁を覆工する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の覆工材
である鋼製セグメントを組立てるときには、主桁同士、
及び副桁同士をボルト締結しなければならず、ボルト締
結箇所が非常に多くなるため締結作業に多大の時間を要
する。そこで、本発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、ボルト締結を行わずに複数を容易に連
結することができる覆工材を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明は、トンネル内壁に沿って連結さ
れてトンネル内壁を支えるための前記覆工材において、
隣接する覆工材を夫々構成する構成部材同士が、前記隣
接が行われる面で接し、これら接した構成部材の横断面
には略コの字形状の部分が含まれ、該コの字の両先端が
突き合わされて前記隣接した状態となり、突き合わされ
る２つのコの字の一方に嵌合用部材の一端が固設され、
この嵌合用部材の他端が前記２つのコの字の他方に嵌合
する寸法を有することを特徴とする覆工材である。

【０００６】また、請求項２の発明は、更に、前記覆工
材は、トンネルの周方向に設けられた２本の主桁と、ト
ンネルの略長手方向に設けられた２本の副桁とが結合さ
れてなる四角形の枠体に、スキンプレートが張り渡され
て構成され、接する構成部材は、隣接する覆工材の主桁
または副桁であって、Ｈ型鋼が用いられ、Ｈ型が形成す
る一方のコの字の先端が突き合わされて前記隣接した状
態となることを特徴とする請求項１記載の覆工材であ
る。

【０００７】また、請求項３の発明は、更に、前記覆工
材は、トンネルの周方向に設けられた２本の主桁と、ト
ンネルの略長手方向に設けられた２本の副桁とが結合さ
れてなる四角形の枠体に、スキンプレートが張り渡され
て構成され、接する構成部材は、隣接する覆工材の主桁
または副桁であって、コの字断面の溝型鋼が用いられ、
コの字の先端が突き合わされて前記隣接した状態となる
ことを特徴とする請求項１記載の覆工材である。

【０００８】また、請求項４の発明は、更に、前記嵌合
用部材は、突き合わされた２つのコの字によって囲まれ
る空間と同一の形状を有することで、剪断抵抗部材を兼
ねることを特徴とする請求項１、２、または３記載の覆
工材である。

【０００９】また、請求項５の発明は、更に、前記嵌合
用部材は、一対の部材からなり、各部材の一端は、突き
合わされる２つのコの字のうち一方のコの字の先端の内
側に溶接され、各部材の他端は、他方のコの字の対応す
る先続き端の内側に嵌合することを特徴とする請求項
１、２、または３記載の覆工材である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図４において説明する。本実施形態の覆工材は、Ｔ
ＢＭにより掘削される山岳トンネルの先進導坑の内壁を
支え、軽度な土圧に対し先進導坑を保護するためのもの
である。

【００１１】図１及び図４に示すように、この覆工材１
は、トンネル（先進導坑）の内壁をトンネル軸方向に分
割し，更に円周方向に分割したものである。トンネル内
壁の展開図である図４において、覆工材１は３種類のも
のが存在し、完全に長方形の覆工材１ａが先に組立てら
れ、次に一辺のみが斜辺となっている覆工材１ｂが隣接
して設けられ、更に２辺が斜辺となっている覆工材１ｃ
が最後に図中左方向に嵌め込まれるようにして隣接さ
れ、連結が行われる。

【００１２】なお図４中の右方向がトンネルの掘削方向
である。更に、図中短い棒線によって嵌合用部材３の位
置が示される。

【００１３】図２に、３種類の覆工材１のうち四角形の
覆工材１ａを代表として示す。トンネルの周方向に２本
の主桁５が平行に設けられ、トンネルの長手方向に２本
の副桁７が平行に設けられる。各桁５、７は溶接により
結合されて長方形の枠体を作る。この枠体に更に２本の
縦リブ９が補強として設けられ、全体にスキンプレート
１１が貼り渡される。このようにして覆工材１の概略が
構成される。

【００１４】覆工材１の前記主桁５または副桁７は、共
にＨ型鋼が用いられる。Ｈ型鋼は、２つのコの字が背中
合わせとなった形状を有するＨ型の横断面を有する。一
方のコの字の先端Ｓ１，Ｓ２（図３参照）が突き合わさ
れて、覆工材１が隣接した状態となる。

【００１５】この突き合わされる２つのコの字のうち一
方に、嵌合用部材３の一端が溶接（１３）して固設され
る。この嵌合用部材３の他端は、外に向かって突出して
おり、この突出部分が他方のコの字に嵌合する寸法を有
する。即ち、突き合わされる２つのコの字で囲まれる長
方形の空間と同一の形状を嵌合用部材３が有する。

【００１６】従って、嵌合用部材３は前記空間にぴった
りと嵌合する。これにより、隣り合う覆工材１の連結部
において、嵌合用部材３は剪断抵抗部材を兼ねる。即
ち、覆工材１に加わる土圧などによる剪断力に対し、嵌
合用部材３は十分に大きな抵抗力を有することとなる。

【００１７】また、従来のようにボルト締結を行わず
に、単に嵌合用部材３による嵌合によって覆工材１の連
結を、迅速に、強固に、かつ容易に行える。この嵌合用
部材３が溶接される位置は、縦リブ９が設けられる位置
とする。これにより構造を連続的なものとすることがで
き、構造強度の構造が図れる。なお、土圧条件によって
は副桁７同志を嵌合するための嵌合用部材３は無くても
良い場合もある。

【００１８】第二の実施形態を図５乃至図７に示す。即
ち、前記第一実施形態においては桁５，７にはＨ型鋼が
用いられたが、本実施形態においては溝型鋼が用いられ
る。溝型鋼は本来コの字断面を有し、このコの字断面を
覆工材１の外側に向けることで、覆工材１が隣接した状
態で、２つのコの字を突き合わせることができる。これ
により、第一実施形態とほぼ同様の作用効果を得ること
ができる。

【００１９】第三の実施形態を図８に示す。即ち、前記
２つの実施形態においては嵌合用部材３は剪断抵抗部材
を兼ねるものであったが、本実施形態においてはバネ性
によりより強固な嵌合が行え、かつ剪断抵抗部材ともな
るものである。

【００２０】つまり、嵌合用部材３は、一対の板部材か
らなる。各板部材の一端は、突き合わされる２つのコの
字のうち一方のコの字の先端Ｓ１，Ｓ２の内側に溶接さ
れる。溶接されるコの字は同一の桁５，７のものであ
る。各板部材の他端１５は、先端外側が削られ、他方の
コの字の対応する先端Ｓ１，Ｓ２の内側に嵌合しやすい
形状となっている。

【００２１】本実施形態においては、嵌合用部材３を嵌
合させる際に、嵌合用部材３である２つの板部材はある
程度弾性的に撓み、バネ性を発揮することができる。従
って、バネ性を伴った強固な嵌合が行え、従って覆工材
１の強固な連結が可能となる。

【００２２】（他の実施形態）以上の実施形態のよう
に、嵌合部材３を構成する板部材は桁５、７の長手方向
の全長に渡って設けても良い（図８（Ｂ）（Ｄ））が、
他の実施形態においては一部にのみ設けても良い（図
９）。一部に設ける場合には、設ける位置は縦リブ９の
位置とすることが構造強度上望ましい。

【００２３】また、以上の実施形態においては嵌合用部
材３は一枚の板材を切断してそのまま使用したものであ
ったが、他の実施例においては板材を立体的に溶接して
構成したものであっても良い。

【００２４】また、以上の実施形態においては桁５、７
の断面形状はＨ型またはコの字型であったが他の実施形
態においてはこれら以外の断面形状であって一部にのみ
コの字形状の部分が含まれるものであっても良い。

【００２５】また、以上の実施形態においては覆工材１
は長方形のものを例に説明したが、他の実施形態におい
ては他の２種類の台形形状の覆工材１ｂ，１ｃ（図４）
に対し本発明を実施するものであっても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２、
３、４、又は５の発明によれば、隣接する覆工材をそれ
ぞれ構成する構成部材同士が接する際に、突き合わされ
る２つの断面コの字の一方に固設された嵌合用部材の他
端を他方のコの字に嵌合することで、複数の覆工材の連
結が容易に行われる。

【００２７】請求項２の発明によれば、更に、桁にＨ型
鋼を用いることで、スキンプレートの張り渡しを行う面
積が広く取れ、このスキンプレートとの境目における強
度を十分なものにできる。

【００２８】請求項４の発明によれば、更に、嵌合用部
材が、桁の突き合わされた２つのコの字によって囲まれ
る空間と同一の横断面を有することで、覆工材に働く土
圧などによる剪断力に対する抵抗を大きくすることがで
きる。

【００２９】請求項５の発明によれば、更に、嵌合用部
材を一対の部材からなるものとすることで、各部材は嵌
合した状態でバネ性を発揮でき、より強固な嵌合が可能
となり、ひいては覆工材のより強固な連結が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る覆工材が連結さ
れた状態をトンネル軸方向から見た図である。

【図２】図１の１つの覆工材を示すもので（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は側面図である。

【図３】図１の覆工材が連結されるための嵌合が行われ
る部分を示すもので（Ａ）は嵌合前の正面図、（Ｂ）は
（Ａ）の平面図、（Ｃ）は嵌合後の正面図、（Ｄ）は
（Ｃ）の平面図である。

【図４】図１の展開図である。

【図５】本発明の第二の実施形態に係る覆工材が連結さ
れた状態をトンネル軸方向から見た図である。

【図６】図５の１つの覆工材を示すもので（Ａ）は平面
図、（Ｂ）は側面図である。

【図７】図５の覆工材を連結するために嵌合を行う部分
を示すもので（Ａ）は嵌合前の正面図、（Ｂ）は（Ａ）
の平面図、（Ｃ）は嵌合後の正面図、（Ｄ）は（Ｃ）の
平面図である。

【図８】本発明の第三の実施形態において嵌合する部分
を示すもので（Ａ）は嵌合前の正面図、（Ｂ）は（Ａ）
の平面図、（Ｃ）は嵌合後の正面図、（Ｄ）は（Ｃ）の
平面図である。

【図９】本発明の第四の実施形態において嵌合する部分
を示すもので（Ａ）は図８の（Ｂ）に対応する図、
（Ｂ）は図８（Ｄ）に対応する図である。

【図１０】従来の覆工材を示す全体斜視図である。

【図１１】（ａ）及び（ｂ）は図１０の覆工材を連結す
るためのボルト締結を示す拡大図である。

【符号の説明】

１覆工材３嵌合用部材５主桁７副桁１１スキンプレート１３溶接部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トンネル内壁に沿って連結されてトンネ
ル内壁を支えるための覆工材において、隣接する覆工材を夫々構成する構成部材同士が、前記隣
接が行われる面で接し、これら接した構成部材の横断面
には略コの字形状の部分が含まれ、該コの字の両先端が
突き合わされて前記隣接した状態となり、突き合わされ
る２つのコの字の一方に嵌合用部材の一端が固設され、
この嵌合用部材の他端が前記２つのコの字の他方に嵌合
する寸法を有することを特徴とする覆工材。
【請求項２】前記覆工材は、トンネルの周方向に設け
られた２本の主桁と、トンネルの略長手方向に設けられ
た２本の副桁とが結合されてなる四角形の枠体に、スキ
ンプレートが張り渡されて構成され、接する構成部材
は、隣接する覆工材の主桁または副桁であって、Ｈ型鋼
が用いられ、Ｈ型が形成する一方のコの字の先端が突き
合わされて前記隣接した状態となることを特徴とする請
求項１記載の覆工材。
【請求項３】前記覆工材は、トンネルの周方向に設け
られた２本の主桁と、トンネルの略長手方向に設けられ
た２本の副桁とが結合されてなる四角形の枠体に、スキ
ンプレートが張り渡されて構成され、接する構成部材
は、隣接する覆工材の主桁または副桁であって、コの字
断面の溝型鋼が用いられ、コの字の先端が突き合わされ
て前記隣接した状態となることを特徴とする請求項１記
載の覆工材。
【請求項４】前記嵌合用部材は、突き合わされた２つ
のコの字によって囲まれる空間と同一の形状を有するこ
とで、剪断抵抗部材を兼ねることを特徴とする請求項
１、２、または３記載の覆工材。
【請求項５】前記嵌合用部材は、一対の部材からな
り、各部材の一端は、突き合わされる２つのコの字のう
ち一方のコの字の先端の内側に溶接され、各部材の他端
は、他方のコの字の対応する先端の内側に嵌合すること
を特徴とする請求項１、２、または３記載の覆工材。