JPH09268891A - シールド工法の合成セグメントおよびセグメント間連結 構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品削減、作業簡略化とともに、セグメント
リングの形状を良好にし十分な連結強度を確保できる合
成セグメントおよびその連結構造を提供する。 【解決手段】 円弧版状のセグメントを円周方向に接合
してセグメントリングを形成すると共に、セグメントリ
ング間を円周方向の接合面の位置をずらしつつ長手方向
に連結するシールド工法に用いるシールド工法用合成セ
グメントの両方向連結金具において、半径垂直断面と長
手垂直断面に２つのＨ型断面を有し、そのフランジ部の
内側にはテーパが施されたコッター式の両方向連結金具
１３と、両方向連結金具１３の片方のフランジ部に嵌合
する断面を有し、両方向連結金具１３のフランジ部の内
側が接触する部分にはテーパが施されたコッター式の両
方向埋め込み金具１７とからなるシールド工法用合成セ
グメントの両方向連結金具。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールド工法の合
成セグメント、その連結金具、セグメント間連結構造、
セグメント組み立て方法およびセグメント間シール方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成セグメントの組み立てにおいては、
円周方向の各セグメントを継手金物で連結し、リング軸
方向の各セグメントリングを貫通させた締結ボルトで連
結することが一般に行われている。しかし、シールド堀
進の進捗に伴い、セグメント間では継目の内側が開くこ
とが多く、セグメントリング間ではズレを生じることが
多いので、既設あるいは新設リングの真円度矯正のため
の多大な労力と時間が必要である。

【０００３】図８は特開平６−２７２４９４公報に示さ
れるセグメントの円周方向側接合状態の断面図である。
両セグメントリング間接合面の両端部には一端部をセグ
メント本体の円周方向側接合面３２ａ、３２ｂの両端部
に開放した継手溝５ａ、５ｂの両端部がそれぞれ形成さ
れている。この両継手溝５ａ、５ｂは各接合面の長さ方
向の中央側を円形に膨らませた形状に形成され、セグメ
ントを接合した際に円周方向に隣り合うセグメント間に
おいて、両継手溝５ａ、５ｂが連続配置となる位置に形
成されている。

【０００４】図９は、同公報に示されるセグメントリン
グ間の締結状態の断面図である。このタイプでは長方形
状の円弧版状をしたセグメント本体１の円形軸方向側の
接合面、即ちセグメントリング間接合面の内の一方側に
長手方向に連続して凹ほぞ８に嵌まり合う形状の凸ほぞ
９が形成されている。このセグメントリング間接合面の
凹ほぞ８および凸ほぞ９よりリング外面側にパッキン嵌
合溝４が形成されている。

【０００５】同公報に示されるセグメントリング間の締
結は、ボルトによるものである。セグメントリング間接
合面には、セグメント本体１の肉厚内に貫通して開口さ
せたボルト穴１０が連通開口され、それぞれの一方側端
部（トンネル切羽側）には、ボルト頭部受け用の拡径部
１０ａが形成されている。更に、組み立て時にトンネル
切羽側になる接合面には、セグメントリング間締結ボル
ト１２が螺嵌されるアンカーナット１１が開口部を露出
させて埋設されている。

【０００６】なお、このセグメント本体１のセグメント
リング間接合面にはパッキン嵌合溝４がそれぞれ設けら
れている他は略平に形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のセグメント
又はセグメント間連結構造においては、次に述べるよう
な欠点がある。 （１）セグメントの接合において、ボルト孔の全てがピ
タリと合うように接合しなければボルト締結を行うこと
ができないので、セグメントの微調整位置決めおよび接
合は困難である。 （２）リング間連結用の締結ボルトがセグメント幅の長
さを有して非常に長いので、セグメント１ピース内のボ
ルト孔を全て検出し、全てのボルト孔で同時にボルト締
結を行わなければならないことからも、ボルト格納およ
びボルト締結は非常に困難であり、また、ボルト締結力
は非常に大きなものが必要である。 （３）セグメントリング間の連結部において、従来のボ
ルトやコッター等の継手金具を使用すると、新設のセグ
メントが既設のセグメントリングに組まれる際に、次の
問題がある。シールド掘進機のシールドジャッキでもっ
てセグメントを押し付ける方法を用いると、ボルトが緩
み再度の締め直し作業を必要としたり、また、セグメン
ト自動組立装置でもってセグメント同士を高精度に締結
する方法を用いると、セグメント間にズレや緩みが生
じ、複雑な位置合わせ作業を必要としたり、緩みを生じ
ることが避けられない。その結果、連続したセグメント
リング間で変形を増長させると共に、セグメントリング
の真円度を低下させて、変形矯正のための多大な労力と
時間を必要とする。

【０００８】本発明は、これらの問題を解決し、セグメ
ントの連結に必要な部品を大幅に削減し作業を簡略化す
るとともに、セグメントリングの形状を良好にし十分な
連結強度を確保できる合成セグメントおよびその連結構
造を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、円弧
版状のセグメントを円周方向に接合してセグメントリン
グを形成すると共に、セグメントリング間を円周方向の
接合面の位置をずらしつつ長手方向に連結するシールド
工法に用いるシールド工法用合成セグメントの両方向連
結金具において、半径垂直断面と長手垂直断面に２つの
Ｈ型断面を有し、そのフランジ部の内側にはテーパが施
されたコッター式の両方向連結金具と、この両方向連結
金具の片方のフランジ部に嵌合する断面を有し、この両
方向連結金具のフランジ部の内側と接触する部分にはテ
ーパが施されたコッター式の両方向埋め込み金具とから
なるシールド工法用合成セグメントの両方向連結金具で
ある。

【００１０】この発明の両方向連結金具では、一方のＨ
型断面の両方向連結金具をセグメントリング間に跨がっ
て配置し、金具の長手方向の片方を、セグメントリング
間の接合面の中央部に埋め込んでおく。なお、半径垂直
断面と長手垂直断面に２つのＨ型断面を有するとは、半
径方向に垂直な断面と長手方向に垂直な断面にそれぞれ
Ｈ型の断面が見られるということである。

【００１１】もう一方の両方向埋め込み金具は、セグメ
ントの円周方向の接合面に全体を埋め込んで使用する。
これらの両方向埋め込み金具は、２つの隣接するセグメ
ントの接合面を合わせると、２つ１組でＨ型断面の孔を
形成することになる。Ｈ型断面の両方向連結金具を、こ
の２つの両方向埋め込み金具により形成されるＨ型断面
の孔に挿入する。これにより、セグメントを円周方向に
連結すると同時に、セグメントリング間を連結すること
ができる。

【００１２】次に、本発明では、両方向連結金具と両方
向埋め込み金具に施されたテーパにより、円周方向に隣
接する２つのセグメントの接合面に圧縮力が生じる。両
方向連結金具と両方向埋め込み金具の相互の接触面は、
嵌合状態においては互いに締め付けた状態となり、引き
抜き力が押し込みに要する力と同程度の大きな値とな
る。従って、長手方向についても、十分な継手強さが得
られる。

【００１３】また、２つのＨ型断面の両方向連結金具に
ついては、断面形状の剛性が高いため軽量化できるとと
もに、表面積が広いのでセグメントの材料（一般にコン
クリート）との接触面積が広くなり密着性も高くなる。
更に、セグメントの中に貫通孔をあける必要がないの
で、両方向連結金具は大きな断面積をとることができ
る。従って、ボルト締結に比べてはるかに大きな連結金
具強度が得られる。

【００１４】請求項２の発明は、セグメントリング間の
接合面の中央に請求項１記載のコッター式の両方向連結
金具を有し、円周方向の接合面に請求項１記載のコッタ
ー式の両方向埋め込み金具を有し、かつこれらの金具が
セグメントと一体化しているシールド工法用の合成セグ
メントである。

【００１５】本発明の合成セグメントは、両方向連結金
具と両方向埋め込み金具をセグメントに埋め込み一体化
させているので、セグメントの他にボルトやコッター等
の継手金具や部品を必要としない。従って、これら部品
の手配や運搬等の付帯作業が不要となる。

【００１６】合成セグメントの締結は、セグメントに取
り付けられた２つのＨ型断面を有する両方向連結金具
を、前述のように２つ１組の両方向埋め込み金具により
形成される断面がＨ型の楔孔に挿入し、軸方向に押し込
み嵌合させることにより容易に実施できる。

【００１７】請求項３の発明は、セグメントリング内の
円周方向に隣接する請求項２記載の２つの合成セグメン
トの２つのコッター式の両方向埋め込み金具には、長手
方向に隣接するセグメントリング内の合成セグメントの
コッター式の両方向連結金具のフランジ部の双方がそれ
ぞれ嵌合し、合成セグメントの円周方向の接合面には前
記２つのコッター式の両方向埋め込み金具と前記コッタ
ー式の両方向連結金具のテーパにより圧縮力が作用して
いるシールド工法のセグメント間連結構造である。

【００１８】本発明では、円周方向に隣接する２つのセ
グメントの接合面に圧縮力が作用しているので、前記２
つのコッター式の両方向埋め込み金具と前記コッター式
の両方向連結金具の間に垂直な抗力が作用して引抜きに
対する摩擦力が生じる。これが、引抜きに対する抵抗
力、即ち継手強さとなる。さらに、コッター式の両方向
連結金具が、２つのコッター式の両方向埋め込み金具の
楔孔に内包され、圧縮されて楔孔面積が縮み接触面積が
広くなるので、強い締結力が得られることになる。

【００１９】セグメントの連結に当たっては、両方向連
結金具を個々別々に押し込むのではなく、これらと一体
化されている合成セグメントを既設のセグメントに対し
て押し込む。従って、ボルト締結に比べて大きな力を必
要とするが、この押し込みの作業をするだけでセグメン
トの連結が完了し、セグメントにコッターを個々に挿入
する作業や、ボルト締結の作業が省略できる。

【００２０】ここで、セグメントの押し込み力が大きい
ということは、逆に言うと両方向連結金具どうしの摩擦
力が大きいということであり、引き抜きに対する抵抗
力、即ち継手強さを大きくすることができる。セグメン
ト間の締結力は、両方向連結金具が合成セグメントと一
体化しているので、セグメントの構造全体に伝達され
る。このため、ボルトにかかる力をワッシャで受けてコ
ンクリート等に伝達する従来の方式に比べ、コンクリー
ト等のクラック発生等を防止し易くなる。

【００２１】また、セグメントの接合面が互いに圧縮力
を及ぼしていることから、セグメントリングの形状が確
保され易くなる。その結果、円周方向に隣接する２つの
セグメントも本来の形状、即ちセグメントの円弧の形状
に連結され、次の段のセグメントの両方向連結金具の挿
入がし易くなる。

【００２２】さらに、コッター式両方向連結金具とコッ
ター式両方向連結金具の位置合わせについても、セグメ
ントリング間の接合面の両端部とそれらの中間部の３か
所だけですむ。特に、連結金具にテーパが施されている
ので、金具の先端部を合わせる際に余裕があり、ボルト
孔の位置合わせのような精度を必要としない。

【００２３】なお、円周方向に隣接するセグメント間の
接合面が互いに密着するのでシール性が向上すること
も、この発明の効果の１つである。

【００２４】請求項４の発明は、請求項２記載の合成セ
グメントを用いて、セグメントリング内の変形の大きい
部分に、曲率が僅かに大きい合成セグメントを用いてセ
グメントリングの変形を矯正するシールド工法のセグメ
ントリングの変形矯正方法である。

【００２５】この発明では、セグメントリングの変形が
本来の曲率より小さくなった場合（つぶれた場合）は、
曲率が大きめのセグメントを連結することにより、セグ
メントリングの変形を打ち消す。ここで、曲率が僅かに
大きいとは矯正すべき変形量と同程度（本来の曲率よ
り）大きいということである。一気に矯正しようとして
極端に曲率の異なるセグメントを連結するようなこと
は、この発明の範囲外である。

【００２６】ここでは、横方向（長手方向）からセグメ
ントを押し込むのに伴い、コッター式両方向連結金具と
コッター式両方向連結金具のテーパの作用で、既設のセ
グメントリングの曲率が新設のセグメントの曲率に近づ
いていく。このようにして、変形が矯正されるので、セ
グメントリングの半径方向から別途真円度保持装置等で
押し上げたりする矯正作業が不要となる。

【００２７】請求項５の発明は、シールド堀進機のシー
ルドジャッキを用いて、請求項２記載の合成セグメント
と一体化しているコッター式の両方向連結金具とコッタ
ー式の両方向埋め込み金具とを、既設のセグメントリン
グ内の合成セグメントと一体化しているコッター式の両
方向埋め込み金具とコッター式の両方向連結金具とにそ
れぞれセグメント間で互い違いに押し込むことにより合
成セグメントを組み立てるシールド工法のセグメント組
み立て方法である。

【００２８】この発明では、シールドジャッキで新設の
合成セグメントを、長手方向から水平に押し込むこと
で、新旧の合成セグメントの連結が完了する。従って、
ボルトやコッター等の継手金具を別途供給し、更にそれ
らを締結する作業が不要となる。

【００２９】請求項６の発明は、請求項２記載の合成セ
グメントの円周方向及び長手方向の２つの接合面に、コ
ッター式の両方向埋め込み金具よりセグメントリングの
外径側にシール手段を設け、前記円周方向の接合面圧縮
力及びシールドジャッキの長手方向の接合面押し込み力
をシール手段に作用させるシールド工法のセグメント間
シール方法である。

【００３０】この発明では、セグメントリングの外径側
にシール手段を設けるので、連結構造が複雑な継目であ
ってもシール性が確保される。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の１
例を示す斜視図である。図中、１はセグメント、３２は
円周方向の連結面、３３は長手方向の連結面、１３はコ
ッター式の両方向連結金具、１７はコッター式の両方向
埋め込み金具をそれぞれ示す。

【００３２】前記コッター式の両方向連結金具１３は、
セグメント間およびセグメントリング間にまたがる２つ
の断面形が両方ともＨ型である二重断面構造の既設側と
新設側セグメントリングにまたがる金具であり、セグメ
ントリング間の断面形のＨ型の一組に向かい合うテーパ
ーを有し、圧入されることによってセグメント間の連結
面（隙間）を閉じてゆき、セグメン間の端部を強く締結
する。

【００３３】セグメント間の断面形のＨ型は全くテーパ
ーを有さず、圧入され、埋め込まれることによって、コ
ッター式のインサート両方向連結金具金具として、引き
抜けることなく、抜け落ちることなく、セグメントリン
グ間を継いでゆき、セグメントリング間の連結面３３を
強く安定して連結する。

【００３４】また、セグメント間連結金具はセグメント
リング間で半径垂直断面と長手垂直断面に２つのＨ型断
面を有する二重断面構造であり断面剛性が非常に大き
く、セグメント間連結面２に大きな締結力や摩擦力を働
かせ、コッター式の両方向連結金具１３の変形抵抗性に
加えて、セグメント本体や圧縮縁端部のハイブリッド構
造の変形抵抗性を加え、さらにコッター式のホゾとして
セグメント間を係止し、セグメント間の変形抵抗性を大
きくする。

【００３５】また、前記コッター式の両方向埋め込み金
具１７は長手方向の連結面３３の両端部に埋め込まれ、
断面形はＣ型であり、一組向かい合ってＨ形の連結溝を
形成する。この連結溝に前記コッター式の両方向連結金
具１３を強く押し付けることによって、逆楔作用とイン
サート両方向連結金具作用を働かせ、セグメント間の連
結面を締結し、セグメントリング間の連結部３２を連結
する。

【００３６】さらに、この金具は、セグメント側面の肉
厚内にＣ型金具が抜け出さないよう密実に埋め込まれる
金具であり、合成セグメント１の側面に破壊曲げモーメ
ントや破壊せん断力を受けても抜け出して破壊すること
なく金具抵抗を大きくし、セグメント間の強度を大きく
する。

【００３７】また、前記合成セグメント１は合成セグメ
ント１側面の中央部にコッター式の両方向連結金具１３
の半分が埋め込まれ、両端部にコッター式の両方向埋め
込み金具１７が埋め込まれ、中央部のコッター式の両方
向連結金具１３と両端部のコッター式の両方向埋め込み
金具１７にオスとメスの両方向連結金具作用を働かせ、
連結金具の位置を互い違い配置にすることでもって、セ
グメントリング間連結構造の変形抵抗性を大きくする。

【００３８】さらに合成セグメント１を千鳥形配列に組
み立てることによって、大きくなった変形抵抗性でもっ
て矯正作用を働かせ、既設側セグメントリングの真円度
が劣る場合に新設側のセグメントリングの真円度でもっ
て徐々に追従させて矯正し、セグメント自動組立装置に
よるセグメントの組み立て精度と施工性を高くする。ま
た、前記セグメント自動組立方法はセグメント間および
セグメントリング間のボルトやコッター等の継手金具の
供給及び締結工程を省略してセグメント自動組立工程を
１工程分確実に短縮する。

【００３９】ここで、シールド工法におけるセグメント
リングの変形矯正の基本的な考え方を説明する。変形は
比較的に微小であり、例えばリング径３８００ｍｍに対
して１０ｍｍのつぶれが発生する程度である。従って、
微小変形理論が適用でき変形の線型重ね合わせが可能で
ある。そこで、変形を起こす（可能性のある）部分のセ
グメントの曲率半径を変形分だけ小さく（曲率を大き
く）して、曲がりを上に凸にしてセグメントリングの変
形（つぶれ）をわずかに持ち上げて円形に矯正するので
ある。

【００４０】この場合、セグメントの曲率を多少大きく
（曲率半径を多少小さく）するのは、変形分を打ち消す
ためであり、その大きさは長手方向に変形するセグメン
トリングの数Ｎと最大変形から求まる。簡単には、最大
変形をＮの半分で割った値とすればよい。ここでＮの半
分とは、Ｎが偶数の場合はＮ／２、Ｎが奇数の場合は
（Ｎ＋１）／２とする。

【００４１】このように、変形を起こす（可能性のあ
る）部分のセグメントの曲率を変形分だけ大きくして曲
がりを上に凸にして連続して施工することにより、セグ
メントリングの変形（つぶれ）を横方向から上方向に持
ち上げることによって矯正するのである。これにより、
円周方向に隣接するセグメント間の角度関係（中心角）
も本来の値に矯正され、また、長手方向の変形（例え
ば、天井部分の垂れ下がり）も同時に矯正される。

【００４２】本発明は、セグメント間連結構造（セグメ
ント継手）とセグメントリング間連結構造（リング継
手）を、セグメント間とセグメントリング間の両方向に
またがる一つの連結構造にしたものである。これを構成
する連結金具は、セグメント間とセグメントリング間の
二つの断面形がともにＨ型である二重断面構造であり、
１つのセグメントリング間のＨ型は一組向かい合ったテ
ーパーを有し、もう１つのセグメント間のＨ型は全くテ
ーパーを有せず、断面剛性は比較して大きいものであ
る。これに対して、この埋め込み金具はその断面形が向
かい合ったＣ型であり、セグメント側面に埋め込まれて
連結溝を形成し、セグメント内側に抜け出して破壊する
ことはなく金具抵抗は非常に大きい。

【００４３】この連結構造を有する一体化セグメントで
もって、セグメント間とセグメントリング間の両方向を
水平方向から安定して連結・固定するという組み方によ
って、シールド工事のセグメント組み立て作業を簡略化
するとともに、連結金具の供給及び締結工程を省略して
セグメント自動組立工程を１工程分確実に短縮して組み
立て工程を短縮する。

【００４４】また、連結構造の断面剛性が非常に大きい
上に、コッター式の両方向連結金具の変形抵抗性に加え
て、セグメント本体や圧縮縁端部の変形抵抗性を加え、
さらに、コッター式のホゾとしてセグメント間を係止す
ることによって、セグメント間及びセグメントリング間
の変形抵抗性を大きくするようにしたコッター式の両方
向セグメント間連結構造に関するものであり、次に述べ
るような優れた効果を挙げることとなった。

【００４５】（１）コッター式の両方向セグメント間連
結構造を有するセグメントは、セグメント側面の中央部
と両端部に連結金具が付いている一体化セグメントであ
り、新設セグメントをシールド掘進機のシールドジャッ
キで水平方向から押し付けるだけの簡単な組み方によっ
て、従来の長ボルト方式のようなネジ締めを不要とし、
セグメント間をコッターで締め付け、セグメントリング
間を簡単に短時間にコッター式のインサートで連結して
組み立てを行い、セグメント間およびセグメントリング
間の組み立てを安定させ、セグメント組み立て作業を簡
略化し、連結金具の供給及び締結工程を省略してセグメ
ント自動組立工程を１工程分確実に短縮して、セグメン
ト自動組立工程を短縮する。

【００４６】（２）既設セグメントリングの真円度が非
常に高い場合には、当合成セグメントをシールドジャッ
キで水平方向から押し付けるという組み方によって、セ
グメントリング間のリング真円度を簡単に伝達し、新設
セグメントリング真円度を高く保持する。また、既設セ
グメントリング真円度が劣る場合には、その曲率がわず
かづつ大きくなり上に凸になる当該合成セグメントを使
用して水平方向から押し付けて組み立て、シールド掘進
機の真円度保持装置でもって既設のリング真円度を高く
維持しては、既設のセグメントリングの変形を新設のそ
れに徐々に追従させることによって、新設と既設のセグ
メントリング真円度が矯正され、シールド・セグメント
の組み立て精度（セグメントリング真円度等）および施
工性を高くする。

【００４７】（３）当連結構造は両方向連結金具の位置
が互い違い配置であることによって、従来のコッター式
両方向連結金具がセグメント内側からセグメント間を個
別に連結するのと異なり、セグメント側面からセグメン
ト間を相互に締め付けて連結する。従って、セグメント
リング間のコッター式の連結構造に加えてハイブリッド
製のセグメント本体や圧縮縁端部の強度も加わり、セグ
メントリング間の連結構造の強度を非常に大きくし、シ
ールド・トンネルの壁体強度を非常に大きくする。

【００４８】（４）当連結構造は、コッター式の両方向
連結金具をコッター式の両方向埋め込み金具にシールド
ジャッキで水平方向（セグメント側面）から圧入するこ
とによって、従来の鉛直方向（セグメント内側）からの
コッター式両方向連結金具と違って、連結金具の水平方
向の一つのＨ型とセグメント側面にある埋め込み金具の
楔孔が噛み合う。

【００４９】その結果、当連結金具が円周方向に締結さ
れ、同時に当連結金具が半径方向に係止され、全く抜け
落ちることがないようにし、一旦圧入されると抜けない
コッター式のインサート継手とし、一つの連結構造でも
って、セグメント間とセグメントリング間の両方向を同
時に安定して強く連結することを可能にした。

【００５０】（５）当連結構造は、従来のコッター式継
手がセグメント面に複雑な凹凸面を表出して形成するの
と異なり、シールドジャッキで水平方向（セグメント側
面）から押し付ける組み方によって、水みちが長い、複
雑な凹凸面を当合成セグメント本体に内包して形成でき
る。

【００５１】また、セグメント継ぎ目は、セグメント間
では強く締結され、セグメントリング間では安定してイ
ンサート継ぎされ、シールド掘進機のシールドジャッキ
の押し込み力及び推進反力でもってセグメント間の両方
向に強く均等に押し付けられることによって、セグメン
ト間およびセグメントリング間の両方向にシール性を向
上させる。

【００５２】

【実施例】図２は本発明に使用する合成コンクリートセ
グメントの一例の斜視図であり、本発明のコッター式の
両方向セグメント間連結構造を示す斜視図である。この
実施例では、符号Ａのセグメントは、多数連結されて円
筒状のトンネル壁体を構成する円弧版状のもので、主桁
プレート１８、エンドプレート１９、ストラット２０、
表面プレート２１及びコンクリート２２から構成された
合成セグメントである。

【００５３】この合成セグメントＡは、幅方向に沿った
端面どうしが合わせられて一つのリングが構成され、こ
のリングを継手部の目地をずらした互い違い状に配し
て、長手方向（周方向）に沿った端面どうしを合わせる
ことにより円筒状のトンネル壁体が構成される。ここ
で、合成セグメントの幅方向に沿った端面プレートをエ
ンドプレート１９と称する。

【００５４】主桁プレート１８には、２つのＨ型の断面
形状をもつコッター式の両方向連結金具１３が合成セグ
メント本体Ａに埋設された状態で設けられている。この
連結金具１３は主桁プレート１８の中央部で合成セグメ
ントＡの長手方向に沿った端面側に突出しており、その
突出部分の主桁プレート１８の両端部ではコッター式の
両方向埋め込み金具１７が合成セグメント本体Ａの長手
方向に沿った端面側に表出している。その表出部分のエ
ンドプレート１９の両端でも合成セグメントＡの幅方向
に沿った端面側に表出するように、コッター式の両方向
埋め込み金具１７が埋設された状態で設けられ、その表
出部分の中央には楔孔が形成されている。

【００５５】そして、セグメント継手面であるエンドプ
レート１９どうしとともにコッター式の両方向埋め込み
金具１７どうしを合わせ、リング継手面である主桁プレ
ート１８に合わせられる合成セグメントＡに設けられた
コッター式の両方向連結金具１３によって、セグメント
継手面であるエンドプレート１９どうしは締結されてい
る。同時に、リング継手面である主桁プレート１８どう
しは継ぎ合わされて固定され、これにより長手方向に沿
う合成セグメントＡどうしが連結され、円筒状のトンネ
ル壁体が形成される。

【００５６】図３（ａ）、（ｂ）は、本発明のシールド
工法におけるコッター式の両方向セグメント間連結構造
のセグメント間の締結状態の正面図である。この実施例
では、コッター式の両方向連結金具１３は、一対のフラ
ンジ１５ａ、１５ｂとこれらフランジ１５ａ、１５ｂの
中央部どうしを連結するウエブ１６ｂとからなる左右対
称のＨ型を長手方向に沿う一つの断面形状にもつ金具で
ある。

【００５７】また、フランジ１５ａ、１５ｂは内面がカ
ットされたテーパー１４ａ、１４ｂであり、各フランジ
１５ａ、１５ｂの付け根の関係は、前記コッター式の両
方向埋め込み金具１７ａ、１７ｂの端部が一組向かい合
った厚さよりも僅かに小に設定され、ウエブ１６ｂの厚
さは、前記コッター式の両方向埋め込み金具１７の継手
溝の幅より僅かに小に設定されている。

【００５８】このコッター式の両方向埋め込み金具１７
は、エンドプレート１９ａ、１９ｂに合わせられる合成
セグメントＡにおける主桁プレート１８の長手方向中央
に、ウエブ１６ｂと各フランジ１５ａ、１５ｂの裏側
が、各フランジ１５ａ、１５ｂをセグメント継手面であ
るエンドプレート１９側にそれぞれ振り分けた状態で埋
設され、この状態でウエブ１６ｂと各フランジ１５ａ、
１５ｂの裏側は、リング継手面である主桁プレート１８
から外側に突出している。

【００５９】そして、セグメント継手面であるエンドプ
レート１９ａ、１９ｂどうしを合わせることにより、コ
ッター式の両方向埋め込み金具１７ａ、１７ｂどうしを
合わせられた一対の合成セグメントＡに対し、コッター
式の両方向連結金具１３の各フランジ１５ａ、１５ｂを
楔孔２３ａ、２３ｂに圧入しながらリング継手面である
主桁プレート１８どうしを継ぎ合わせる。これにより、
重ね合わせられた一対のコッター式の両方向埋め込み金
具１７ａ、１７ｂの端部がコッター式の両方向連結金具
のフランジ１５ａ、１５ｂのテーパー１４ａ、１４ｂに
締結されて固定され、もって合成セグメントＡ同志の連
結がなされる。

【００６０】図４は本発明のシールド工法におけるコッ
ター式の両方向セグメント間連結構造のセグメント間の
締結状態の平面図である。図５は本発明のシールド工法
におけるコッター式の両方向セグメント間連結構造の締
結状態を示す斜視図である。この実施例では、コッター
式の両方向連結金具１３は、一対のフランジ１５ａ、１
５ｂとこれらフランジ１５ａ、１５ｂの中央部どうしを
連結するウエプ１６ａとからなる左右対称のＨ型を幅方
向に沿う他一つの断面形状にもつ金具で、フランジ１５
ａ、１５ｂは内面がカットされ、テーパー１４ａ、１４
ｂとなっている。各フランジ１５ａ、１５ｂの付け根の
間隔は、前記コッター式の両方向埋め込み金具１７ａ、
１７ｂの端部が一組向かい合った厚さよりも僅かに小に
設定されている。

【００６１】ウェブ１６ｂの付け根の奥行きは、前記コ
ッター式の両方向埋め込み金具１７の楔孔２３ａ、２３
ｂの深さよりも僅かに大に設定されている。また、ウェ
ブ１６ｂの厚さは前記コッター式の両方向埋め込み金具
１７の継手溝３ａ、２３ｂの幅よりも僅かに小に設定さ
れている。このコッター式の両方向埋め込み金具１７は
エンドプレート１９ａ、１９ｂに合わせられる合成セグ
メントＡにおける主桁プレート１８ａの長手方向中央
に、各ウエブ１６ａ、１６ｂの裏側が、各フランジ１５
ａ、１５ｂをセグメント継手面であるエンドプレート１
９ａ、１９ｂの両側にそれぞれ振り分けた状態で埋設さ
れている。この状態でウエブ１６ａ、１６ｂの表側は、
リング継手面である主桁プレート１８ａからそれぞれわ
ずかに凹んでいる。

【００６２】図６は本発明によるセグメント組立工程の
一例を示す展開図である。この実施例では、図６（イ）
において、３０ａは組み立てられているセグメントリン
グであり、同図中、Ａ１〜Ａ３は前述した合成セグメン
トＡと同じものを示している。このセグメントリング３
０ａは図３（ａ）、（ｂ）に示すように各セグメント間
のコッター式の両方向埋め込み金具１７の楔孔２３ａ、
２３ｂにまたがらせて、コッター式の両方向連結金具１
３は、圧入することにより各円周方向に合成セグメント
Ａを連結している。コッター式の両方向連結金具１３
は、一つのＨ型断面のウエブ１６ｂの両端にフランジ１
５ａ、１５ｂを一体成形し、互いに突き合わせ配置の継
手溝の楔孔２３ａ、２３ｂの形状に整合するようにして
いる。

【００６３】このようにして組み立てられている既設の
セグメントリング３０ａに対し、トンネル切羽側から図
６（イ）に示すように第一番目の合成セグメントＡ２を
既設セグメントリングのセグメントＡ１、Ａ２にまたが
らせた位置に接合し、図４に示すように他一つのＨ型断
面のウエブ１６ａの両端に一体成形したフランジ１５
ａ、１５ｂにより継ぎ合わせて固定する。このとき合成
セグメントＡ２の坑口側面のコッター式の両方向埋め込
み金具１７の継手溝の楔孔２３ａ、２３ｂにはコッター
式の両方向連結金具１３の一つのＨ型断面のフランジ１
５ａ、１５ｂを予め嵌め込んで仮置きしておく。

【００６４】次いで、図６（ロ）に示すように第一番目
の合成セグメントＡ２の両側に第二番目、第三の合成セ
グメントＡ１、Ａ３を接合し、コッター式の両方向連結
金具の一つのＨ型断面のフランジ１５ａ、１５ｂ・・・
・・・により円周方向に隣り合う合成セグメント間を連
結し、既設セグメントリング３０ａに対し、コッター式
の両方向連結金具の他の一つのＨ型断面のフランジ１５
ａ、１５ｂ・・・・・・をもって継ぎ合わせて固定す
る。同様にして図６（ハ）に示すように合成セグメント
Ｂ、Ｃを連結固定し、最後に図６（ニ）に示すように合
成セグメントＫを固定する。これによって、セグメント
リング３０ｂの組立連結を完了する。

【００６５】この工程をシールド堀進機の１ストローク
分の堀進毎に行って順次復工を延長する。このようにし
て、図７に示すようにセグメント１をセグメントリング
２に組立連結したシールド構造が完成する。

【００６６】

【発明の効果】本発明のセグメントは、連結金具が付い
ている一体化セグメントであり、新設セグメントをシー
ルドジャッキで水平方向から押し付けるだけで簡単にセ
グメントリング間の組み立てができる。従って、複雑な
動作を行う継手金具の供給および締結の作業を省略し、
継手金具によるセグメント組み立て精度の低下が防止さ
れる。更に、この一体化セグメントの内、セグメントの
曲率を変形分だけ大きくしたセグメントを用いて、変形
が大きい部分に連続して施工して、セグメントの変形を
水平方向から矯正できる。これは、地山の偏土圧により
変形したセグメントの真円度を矯正し、セグメント自動
組み立て工程を短縮する。

【００６７】この連結構造は、連結金具を埋め込み金具
にシールドジャッキで水平方向（セグメント側面）から
押し付けるので連結金具が埋め込み金具により鉛直方向
に係止されるので、セグメントを鉛直方向に支える必要
がなく、作業性が向上する。また、シールドジャッキで
水平方向から押し付けるので、水みちが長い複雑な連結
部の凹凸面を合成セグメント本体に内包できるので、止
水性が優れて高くなる。

【００６８】更に、連結金具にテーパを設けシールドジ
ャッキで水平方向から押し込むことにより、セグメント
間の継手強度を非常に大きくし、シールド・トンネルの
壁面強度を非常に大きくする。また、シールドジャッキ
の押し込み力及び推進反力でもって、セグメント間の両
方向に強く均等に押し付けられることによって、セグメ
ント間およびセグメントリング間の両方のシール性が優
れて向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１例を示す斜視図であ
る。

【図２】本発明に使用する合成コンクリートセグメント
の一例の斜視図である。

【図３】本発明のシールド工法におけるコッター式の両
方向セグメント間連結構造のセグメント間の締結状態の
断面図である。

【図４】本発明のシールド工法におけるコッター式の両
方向セグメント間連結構造のセグメント間の締結状態の
平面図である。

【図５】本発明のシールド工法におけるコッター式の両
方向セグメント間連結構造の締結状態を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明によるセグメント組立工程の一例を示す
展開図である。

【図７】シールド構造を示す外観図である。

【図８】同公報に示されるセグメントリング間接合面の
断面図である。

【図９】同公報に示されるセグメントリング間の締結状
態の断面図である。

【符号の説明】

１ セグメント １３ 両方向連結金具 １４ テーパ １５ フランジ １６ ウェブ １７ 両方向埋め込み金具 ３０ セグメントリング ３２ 円周方向の接合面 ３３ 長手方向の連結面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円弧版状のセグメントを円周方向に接合
   してセグメントリングを形成すると共に、セグメントリ
   ング間を円周方向の接合面の位置をずらしつつ長手方向
   に連結するシールド工法に用いるシールド工法用合成セ
   グメントの両方向連結金具において、半径垂直断面と長
   手垂直断面に２つのＨ型断面を有し、そのフランジ部の
   内側にはテーパが施されたコッター式の両方向連結金具
   と、この両方向連結金具の片方のフランジ部に嵌合する
   断面を有し、この両方向連結金具のフランジ部の内側と
   接触する部分にはテーパが施されたコッター式の両方向
   埋め込み金具とからなるシールド工法用合成セグメント
   の両方向連結金具。
2. 【請求項２】 セグメントリング間の接合面の中央に請
   求項１記載のコッター式の両方向連結金具を有し、円周
   方向の接合面に請求項１記載のコッター式の両方向埋め
   込み金具を有し、かつこれらの金具がセグメントと一体
   化しているシールド工法用の合成セグメント。
3. 【請求項３】 セグメントリング内の円周方向に隣接す
   る請求項２記載の２つの合成セグメントの２つのコッタ
   ー式の両方向埋め込み金具には、長手方向に隣接するセ
   グメントリング内の合成セグメントのコッター式の両方
   向連結金具のフランジ部の双方がそれぞれセグメントリ
   ング間で互い違いに嵌合し、その合成セグメントの円周
   方向の接合面には前記２つのコッター式の両方向埋め込
   み金具と前記コッター式の両方向連結金具のテーパによ
   り圧縮力が作用しているシールド工法のセグメント間連
   結構造。
4. 【請求項４】 請求項２記載の合成セグメントを用い
   て、セグメントリング内の変形の大きい部分に、曲率が
   僅かに大きい合成セグメントを用いてセグメントリング
   の変形を矯正するシールド工法のセグメントリングの変
   形矯正方法。
5. 【請求項５】 シールド堀進機のシールドジャッキを用
   いて、請求項２記載の合成セグメントと一体化している
   コッター式の両方向連結金具とコッター式の両方向埋め
   込み金具とを、既設のセグメントリング内の合成セグメ
   ントと一体化しているコッター式の両方向埋め込み金具
   とコッター式の両方向連結金具とにそれぞれセグメント
   リング間で互い違いに押し込むことにより合成セグメン
   トを組み立てるシールド工法のセグメント組み立て方
   法。
6. 【請求項６】 請求項２記載の合成セグメントの円周方
   向及び長手方向の２つの接合面に、コッター式の両方向
   埋め込み金具よりセグメントリングの外径側にシール手
   段を設け、前記円周方向の接合面圧縮力及びシールドジ
   ャッキの長手方向の接合面押し込み力をシール手段に作
   用させるシールド工法のセグメント間シール方法。