JPH09310585A - 合成セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネルなどの施工が容易で、安価で、耐久
性の高い合成セグメントを提供すること。 【解決手段】 地山側鋼板３上に１対の円弧梁４が設け
られ、円弧梁４上に内側鋼板５が設けられる。１対の円
弧梁４の間に、端部横梁７、中間横梁９が設けられる。
端部横梁７と中間横梁９とのあいだ、中間横梁９どうし
のあいだには、凹部１３が形成される。端部横梁７には
ボルト穴１１ａが設けられ、円弧梁４にはボルト穴１１
ｂが設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドトンネル
などの掘削部の周囲内壁面に沿って組み立てる際などに
用いられる、合成セグメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールドトンネル建設時には、
シールド機で地盤を掘進しつつ、シールド機の後方で、
掘削部の周囲内壁面に沿って順次セグメントを組み立て
る。セグメントは、例えばトンネル内の円周を６分割す
る大きさであり、円周方向およびシールドトンネル延長
方向に順次継ぎ足される。

【０００３】シールド工法に用いられるセグメントに
は、その分類として、鋼製セグメント、ＲＣセグメン
ト、ダクタイルセグメントなどがある。一般的に、５〜
６ｍ以上の中口径トンネル以上では、製作コスト面か
ら、ＲＣセグメントが用いられる場合が多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＣセ
グメントには、以下のような問題があった。 （ａ）ＲＣセグメントでは、トンネルが大口径の場合
や、大深度に設置する場合や、作用荷重が増大する場合
には、設計部材力が大きくなるに伴い、部材厚も大きく
なる。このため、所要仕上がり内径に対してトンネル外
径が大きくなり、掘削外径も大きくなるため、掘削土量
の増大につながる。

【０００５】（ｂ）従来のＲＣセグメントでは、製造に
高度な寸法精度が求められるため、コンクリート打設時
に振動締め固めを行なう必要があり、高剛性の型枠材が
用いられてきた。したがって、型枠製作費が高コストと
なっていた。

【０００６】（ｃ）ＲＣセグメントでは、搬送・組立時
の衝撃により、コーナー部などが欠けたり、剥離が生じ
やすいという欠点があった。また、ＲＣセグメントで
は、急曲線の線形を施工する場合と、ジャッキによる片
押しによりＲＣコンクリートに無理がかかり損傷の生じ
る場合があった。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、トンネルなどの施
工が容易で、安価で、耐久性の高い合成セグメントを提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、鋼材とコンクリートで構築される合
成セグメントにおいて、湾曲した鋼板と、前記鋼板上の
長手方向に形成される湾曲梁と、前記湾曲梁と直交する
ように設けられる横梁と、を具備することを特徴とする
合成セグメントである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。図１は合成セグメ
ント１を示す斜視図、図２は図１のＡ方向から見た平面
図、図３は図２のＣ方向から見た側面図、図４は図２の
Ｄ−Ｄ断面図、図５は図２のＥ−Ｅ断面図、図６は図１
のＢ方向から見た側面図、図７は図２のＦ−Ｆ断面図、
図８は図２のＧ−Ｇ断面図である。

【００１０】図１から図３に示すように、合成セグメン
ト１は、鋼とコンクリートから構成されるトンネルの覆
工用合成セグメントである。合成セグメント１のトンネ
ルの地山側に接する側は１枚の地山側鋼板３からなり、
地山側鋼板３上に１対のコンクリート製の円弧梁（湾曲
梁）４を形成し、円弧梁４上に内側鋼板５を設ける。

【００１１】また、１対の円弧梁４の間には、両端部に
鉄筋コンクリート製の端部横梁７が形成され、中間部に
２〜３個の鉄筋コンクリート製の中間横梁９が形成され
る。したがって、端部横梁７と中間横梁９の間、および
中間横梁９と中間横梁９の間に凹部１３が形成される。
また、端部横梁７の上面には鋼板１０を設けてもよい。
１５はピース間継手面であり、１７はリング間継手面で
ある。

【００１２】端部横梁７には、凹部１３とピース間継手
面１５との間を貫通するボルト穴１１ａが、例えば２個
設けられる。ボルト穴１１ａは、合成セグメント１と他
のセグメントとをボルト（図示せず）で接合する場合の
穴であり、凹部１３側からボルトを挿入する。

【００１３】円弧梁４には、凹部１３とリング間継手面
１７との間を貫通するボルト穴１１ｂが、例えば４個設
けられる。ボルト穴１１ｂは、合成セグメント１と他の
セグメントとをボルト（図示せず）で接合する場合の穴
であり、凹部１３側からボルトを挿入する。

【００１４】図４に示すように、地山側鋼板３にはコン
クリートとの付着を図るためのジベル１９ａが設けら
れ、内側鋼板５にはコンクリートとの付着を図るための
ジベル１９ｂが設けられる。

【００１５】図５に示すように、端部横梁７の内部に
は、その長手方向に鉄筋２０が配置され、中間横梁９に
も同様に鉄筋２１が配置される。したがって端部横梁
７、中間横梁９は、鉄筋コンクリート製となる。

【００１６】次に、この合成セグメント１を製造する方
法について説明する。まず地山側鋼板３にスポット溶接
などでジベル１９ａを植え込み、同様に内側鋼板５にジ
ベル１９ｂを植え込む。

【００１７】図９に示すように、地山側鋼板３と内側鋼
板５とを垂立させ、鉄筋２０、鉄筋２１を配置し、ジベ
ル１９ａとジベル１９ｂとを溶接する。ジベル１９ａと
ジベル１９ｂとは鋼線で結合させてもよい。

【００１８】次に、図１０に示すような凸部２５の形成
された型枠２３を、図９に示すように内側鋼板５側に配
置し、Ｈ方向からコンクリートを流し込む。型枠２３の
凸部２５により、凹部１３が形成される。図９では、セ
グメントを立てた状態で製作する方法を示したが、上に
凸の状態で横置し、地山側鋼板の中央に穴をあけて、そ
こからコンクリートを流し込んでもよい。

【００１９】打設するコンクリートは、高流動コンクリ
ートとし、水、セメント、細骨材、粗骨材、微粉末の混
和剤、流動化機能を有する混和剤を含む。配合例として
は、スランプが６５±５ｃｍで、水１８７ｋｇ／ｍ３、
セメント５９２ｋｇ／ｍ３、細骨材８３５ｋｇ／ｍ３、
粗骨材８２９ｋｇ／ｍ３、混和材料８．８８ｋｇ／ｍ３
である。

【００２０】高流動コンクリートは、充填性が高く、コ
ンクリートと鋼板との密着度も高い。また、コンクリー
ト打設時に振動締め固めなどの作業も不要なものであ
る。

【００２１】以上、詳細に説明したように、本実施の形
態における合成セグメントには、次のような利点があ
る。 （ア）全体としての耐力が大きいため、大口径の場合や
作用荷重が増大する場合に、特に有効的に用いることが
できる。

【００２２】（イ）８箇所の角が鋼板であるため、ＲＣ
セグメントに生じやすい欠けや剥離などを防止すること
ができる。また鋼板が主要部分を覆っているために、急
曲線の線形を施工する際のジャッキによる片押し状態に
おいても、セグメントが損傷することがないため無理な
く施工できる。

【００２３】（ウ）上記（ア）、（イ）により、ＲＣセ
グメントよりも薄いセグメントで、同じ耐力を実現でき
るため、軽量化が図れ、それによって施工性および運搬
性が向上する。またより小さい掘削径で、より大きなト
ンネル内径を実現できるため、工事費が低減する。

【００２４】（エ）高流動コンクリートは充填性が高
く、コンクリートと鋼板との密着度が高く、コンクリー
ト打設時に振動締め固めなどの作業を必要としないた
め、セグメント製作工程が簡略化できる。

【００２５】なお、本実施の形態における地山側鋼板３
および内側鋼板５には、亜鉛メッキ、アルミニウムメッ
キ、塩ビ加工などの表面処理を行なってもよい。また、
地山側鋼板３および内側鋼板５の内面には、ジベルの他
に縞加工やメッシュ加工を施してもよい。また、内側鋼
板５の形状も任意でよい。また、高流動コンクリート以
外のコンクリートを用いてもよい。また、図８に示すよ
うに、鋼板にゴムまたは水膨脹性の高分子材からなる止
水材２０を帯状に張り付けて、止水性を高めてもよい。

【００２６】次に他の実施の形態について簡単に説明す
る。図１１は、合成セグメント５１を示す斜視図であ
る。合成セグメント５１は、１枚の地山側鋼板５３上に
３本の円弧梁６９が設けられ、円弧梁６９上に内側鋼板
５５が設けられる。

【００２７】なお、図１１において、５７は端部横梁、
５９は中間横梁、６１ａ、６１ｂはボルト穴、６３は凹
部、６５はリング継手面、６７はセグメント継手面であ
る。

【００２８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、トンネルなどの施工が容易で、安価で、耐久性
の高い合成セグメントを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 合成セグメント１を示す斜視図

【図２】 図１のＡ方向から見た平面図

【図３】 図２のＣ方向から見た側面図

【図４】 図２のＤ−Ｄ断面図

【図５】 図２のＥ−Ｅ断面図

【図６】 図１のＢ方向から見た側面図

【図７】 図２のＦ−Ｆ断面図

【図８】 図２のＧ−Ｇ断面図

【図９】 合成セグメント１の構築を示す説明図

【図１０】 型枠２３の斜視図

【図１１】 セグメント５１を示す斜視図

【符号の説明】

１………合成セグメント ３………地山側鋼板 ５………内側鋼板 ７………端部横梁 ９………中間横梁 １１ａ、１１ｂ………ボルト穴 １３………凹部 １５………ピース間継手面 １７………リング間継手面 １９ａ、１９ｂ………ジベル ２０………止水材 ２１………円弧梁 ２３………型枠 ５１………合成セグメント ５３………地山側鋼板 ５５………内側鋼板 ５７………端部横梁 ５９………中間横梁 ６１………ボルト穴 ６３………凹部 ６５………ピース間継手面 ６７………リング間継手面

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材とコンクリートで構築される合成セ
   グメントにおいて、 湾曲した鋼板と、 前記鋼板上の長手方向に形成される湾曲梁と、 前記湾曲梁と直交するように設けられる横梁と、 を具備することを特徴とする合成セグメント。
2. 【請求項２】 前記湾曲梁上に鋼板が設けられることを
   特徴とする請求項１に記載された合成セグメント。
3. 【請求項３】 前記横梁上に鋼板が設けられることを特
   徴とする請求項１または請求項２に記載された合成セグ
   メント。
4. 【請求項４】 前記湾曲梁および端部横梁に、ボルト穴
   が形成され、前記湾曲梁と前記横梁とで形成される凹部
   からボルトを通すことを特徴とする請求項１に記載され
   た合成セグメント。
5. 【請求項５】 前記鋼板にはジベルが取り付けられるこ
   とを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載
   された合成セグメント。
6. 【請求項６】 前記横梁は鉄筋コンクリート製であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載された合成セグメント。
7. 【請求項７】 前記コンクリートとして高流動コンクリ
   ートを用いることを特徴とする請求項１に記載された合
   成セグメント。