JPH10121892A - シールドセグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント内面に継手部材が露出しない構造
にできるとともに、必要に応じて継手部の剛性及び外力
に対する弾性を任意に変えることができ、またトンネル
の大断面化に対応できるのは勿論のこと、リング同士の
添接効果も期待できるシールドセグメントの継手構造を
提供する。 【解決手段】 セグメント１には、そのトンネル軸方向
の端面であるリング接合面１ａに継手孔５を設け、継手
部材２Ａは両端にピン部４を突出させてコ字形とする。
トンネル周方向の端面であるピース接合面１ｂを突き合
わせたセグメント同士の継手孔５中に、継手部材２Ａの
両端のピン部４をそれぞれ嵌合させてセグメント同士を
結合する。リング接合面１ａに、継手部材のピン部以外
の部分３を嵌合させる溝６を設ける。継手部材をＨ形に
すると、リング間も結合できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シールドセグメン
トの継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のシールドセグメントの継手構造と
しては、主に次の３種が知られている。 ボルト結合によるもの。 １リングを３分割したセグメントのトンネル周方向
の端面であるピース接合面に、湾曲凸部と湾曲凹部とに
よるナックルジョイントを設け、これら湾曲凸部と湾曲
凹部とでヒンジ継手構造としたもの。 セグメントのトンネル周方向の端面であるピース接
合面、及びトンネル軸方向の端面であるリング接合面
に、断面台形の凹部と凸部を設け、これら凹部と凸部と
を嵌合させるほぞ継手構造としたもの。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
継手構造では、それぞれ次のような問題点があった。 ボルト結合によるものでは、セグメント内面にボル
トやボルトボックス等の金物が露出するため、セグメン
ト内面が平滑とならず、その平滑化や防錆や止水等を目
的とした二次覆工が必要となる。 ナックルジョイントによるヒンジ継手構造では、１
リング当たりのセグメント数に制約があるため、リング
を大型にすると１個のセグメントの大きさも必然的に大
きくせざるを得ないので、トンネルを大断面化できな
い。 ほぞ継手構造は、自重作用時のリングの安定性を確
保するために、組立時にボルトによる仮結合が必要であ
る。 従来のいずれの継手構造でも、必要に応じて継手部
の剛性及び外力に対する弾性を任意に変えることができ
ない。

【０００４】本発明の課題は、従来技術によるこのよう
な問題点に鑑み、セグメント内面に継手部材が露出しな
い構造にできるとともに、必要に応じて継手部の剛性及
び外力に対する弾性を任意に変えることができ、またト
ンネルの大断面化に対応できるのは勿論のこと、リング
同士の添接効果も期待できるシールドセグメントの継手
構造を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、セグメント同
士を継手部材で結合するシールドセグメントの継手構造
において、セグメントには、そのトンネル軸方向の端
面、つまりリング同士を接合させるためのリング接合面
に継手孔を設け、継手部材は、その両端部をＬ形として
両端にピン部を突出させ、トンネル周方向の端面、つま
りセグメントピース同士を接合させるピース接合面を突
き合わせたセグメント同士の継手孔中に、継手部材の両
端のピン部をそれぞれ嵌合させてセグメント同士を結合
したことを特徴とする。

【０００６】このような構造によると、継手部材は、ト
ンネル軸方向の端面であるリング接合面においてセグメ
ント同士を結合するため、セグメント内面には露出しな
い。継手部材の両端のピン部が、セグメント相互間にお
いてトンネル内外方向の変位を許容する軸のような役目
をするため、いわば弾性継手のような形態となる。

【０００７】セグメントのリング接合面から継手部材が
突出してリング同士の接合の支障にならないように、継
手部材のピン部以外の部分を嵌合させる溝を設けると良
い。この場合、継手部材のピン部以外の部分を板状とす
ると、継手部材自体の剛性を高められるとともに、溝と
の嵌合具合が安定する。

【０００８】継手部材の両端のそれぞれに互いに反対向
きに突出するピン部を設けて継手部材をＨ形とし、これ
ら反対向きのピン部を、リング接合面を突き合わせるセ
グメント同士の継手孔中にそれぞれ嵌合させれば、同じ
継手部材で同一リングのセグメント同士を結合できると
ともに、リング同士のセグメントも結合できる。

【０００９】セグメントのリング接合面に複数組の継手
孔を設け、各組ごとに継手部材のピン部を嵌合させる
と、継手の剛性を高められる。

【００１０】セグメントのリング接合面における上記の
ような継手に、セグメントの内表面における継手も加え
ることによって、継手の剛性を更に高められる。この場
合には、セグメントの内表面に内側継手孔を設け、トン
ネル周方向の端面であるピース接合面を突き合わせたセ
グメント同士の内側継手孔中にコ字形の内側継手部材を
嵌合させ、該内側継手部材を内側継手孔と共にモルタル
等の充填材で埋設して、内側継手部材がセグメントの内
表面に露出しないようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。

【００１２】図１に示す実施例では、同一リングにおけ
るセグメント１同士を結合するに当たり、そのトンネル
軸方向の端面であるリング接合面１ａにおいて、コ字形
の鋼材による継手部材２Ａを使用する。この継手部材２
Ａは、連結部３の両端にピン部４を直角に一体に突出さ
せたものである。その連結部３は、角形断面でしかもセ
グメント１のリング接合面１ａの円弧に沿って少し湾曲
しているが、両ピン部４は、円形断面で真っ直ぐ突出し
ている。

【００１３】各セグメント１の両側のリング接合面１ａ
には、トンネル周方向の端面であるピース接合面１ｂの
近くに継手孔５がそれぞれ設けられているとともに、こ
の継手孔５からピース接合面１ｂまで達する溝６がそれ
ぞれ設けられている。継手孔５は、継手部材２Ａのピン
部４を嵌合させることができる深さ、溝６は、継手部材
２Ａの連結部３を嵌合させることができる深さとなって
いる。

【００１４】図１の例において、セグメント１同士のピ
ース接合面１ｂを突き合わせて両セグメント１の溝６を
連続させ、両セグメント１の両側のリング接合面１ａの
それぞれにおいて、その継手孔５に継手部材２Ａのピン
部４をそれぞれ嵌合させるとともに、連続した溝６に継
手部材２Ａの連結部３を嵌合させると、セグメント１同
士が、両側のリング接合面１ａにおいて継手部材２Ａに
より結合される。

【００１５】この状態において、継手部材２Ａは、セグ
メント内面１ｃに露出しないでリング接合面１ａに露出
しているが、この面から突出せずにセグメント１の肉厚
内に完全に納まる。継手部材２Ａは、その連結部３がセ
グメント１同士を連結し、両端のピン部４が、連結され
たセグメント１相互間においてトンネル内外方向の変位
を許容する軸のような役目をするため、いわば弾性継手
のような形態となる。

【００１６】図２に示す実施例は、継手孔５及び溝６を
同じリング接合面１ａに２組ずつ設け、両セグメント１
の両側のリング接合面１ａのそれぞれにおいて、２個の
継手部材２Ａで結合して継手の剛性を高めたものであ
る。

【００１７】図３は、図１に示した継手構造を、同じリ
ング内の全テーパーセグメント１Ａに適用した使用例を
示す。この場合、図４に示すようにテーパーセグメント
１Ａの両側のリング接合面１ａのそれぞれにおいて、継
手部材２Ａによる結合を行うことができる。

【００１８】図５は、１リングを４分割した４個のセグ
メントのうちの２個のセグメント１Ａと１Ｂ間を図１に
示した継手構造で結合し、セグメント１Ａと１Ｃ間、セ
グメント１Ｂと１Ｄ間、及びセグメント１Ｃと１Ｄ間
は、従来のナックルジョイントによるヒンジ継手で接合
した使用例を示す。この使用例のように、本発明による
継手構造を一部のセグメント間に適用することにより、
３分割によるヒンジ継手の利点を損なわずに、１リング
中のセグメント数を増やしてトンネルの大断面化に対応
できる。図６の使用例は、図１の継手構造を従来のナッ
クジョイントと併用した場合、図７の使用例は、図２の
継手構造を従来のナックジョイントと併用した場合であ
る。図８の使用例は、図１の継手構造を従来のほぞ継手
と併用した場合、図９の使用例は、図２の継手構造を従
来のほぞ継手と併用した場合である。

【００１９】図１０に示す実施例は、連結部３が板状の
継手部材２Ｂを用い、セグメント１のリング接合面１ａ
の溝６を板状の連結部３に応じた深さとしたことが、図
１に示す実施例と相違する。このように継手部材２Ｂの
連結部３を板状にすると、継手部材２Ｂ自体の剛性が高
くなるとともに、溝６との嵌合具合が安定する。図１１
に示す実施例は、このような継手部材２Ｂを、図２に示
した実施例と同様に各リング接合面１ａについて２個ず
つ使用した場合である。図１２の使用例は、図１０の継
手構造をテーパーセグメント１Ａに適用した場合であ
る。

【００２０】図１３に示す実施例は、セグメント１側の
継手孔５及び溝６は図１に示した実施例と同じである
が、Ｈ形の継手部材２Ｃを使用してリング間の結合も同
時に行えるようにしたものである。すなわち、継手部材
２Ｃは、角形断面の連結部３の両端のそれぞれに、互い
に反対方向に突出するピン部４を一体に設けたもので、
全体としてＨ形になっている。従って、このようなＨ形
継手部材２Ｃの一方側の２本のピン部４を一方のリング
のセグメント１の継手孔５に嵌合させ、他方側の２本の
ピン部４を他方のリングのセグメント１の継手孔５に嵌
合させれば、同じリングにおいてセグメント１同士を結
合できるとともに、リング相互間のセグメント１同士も
結合できる。

【００２１】図１４に示す実施例は、図２に示す実施例
と同様に、継手孔５及び溝６を同じリング接合面１ａに
２組ずつ設け、両セグメント１の両側のリング接合面１
ａのそれぞれにおいて、２個のＨ形継手部材２Ｃで結合
して継手の剛性を高めたものである。図１５の使用例
は、図１３の継手構造をテーパーセグメント１Ａに適用
した場合である。

【００２２】図１６に示す実施例は、連結部３が板状の
Ｈ形継手部材２Ｄを用い、セグメント１のリング接合面
１ａの溝６を板状の連結部３に応じた深さとしたこと
が、図１３に示す実施例と相違する。図１７に示す実施
例は、このような継手部材２Ｄを、図２に示した実施例
と同様に各リング接合面１ａについて２個ずつ使用した
場合である。図１８の使用例は、図１６の継手構造をテ
ーパーセグメント１Ａに適用した場合である。

【００２３】図１９から図２１に示す実施例は、同一リ
ングのセグメント１同士を、セグメント１のリング接合
面１ａにおける継手に加えて、セグメント内面１ｃにお
ける継手も使用して結合するようにしたものである。リ
ング接合面１ａで使用する継手部材２Ｅ及びセグメント
内面１ｃで使用する内側継手部材２Ｆのいずれも、板材
をコ字形に折曲したような形状になっている。リング接
合面１ａには、継手部材２Ｅを嵌合させる継手孔５Ｅと
溝が設けられ、セグメント内面１ｃには、内側継手部材
２Ｆを図の例では２個使用することから、内側継手部材
２Ｆを嵌合させる継手孔５Ｆと溝が２個所に設けられて
いる。

【００２４】内側継手部材２Ｆは、セグメント内面１ｃ
から露出しないように、図２１に示すように継手孔５Ｆ
に嵌合させてから、その中にモルタル等の充填材７を充
填して、継手孔５Ｆと共に充填材７で埋設する。また、
リング間は通しボルト８により結合する。

【００２５】なお、鋼材による継手部材２Ａ・２Ｂ・２
Ｃ・２Ｄの防錆等を目的として、そのピン部４を、図２
２及び図２３に示すように継手孔５内に嵌め込んだ樹脂
等によるスリーブ９中に挿入し、これらピン部４とスリ
ーブ９との隙間に樹脂系接着剤１０を充填すると良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば次
のような効果がある。 セグメント同士を、両端にピン部を突出させた継手
部材で、トンネル軸方向の端面であるリング接合面にお
いて結合するため、継手の簡略化が可能であるととも
に、二次覆工が不要となり、経済性が高い。 継手部材の両端のピン部が、セグメント相互間にお
いてトンネル内外方向の変位を許容する軸のような役目
をして、いわば弾性継手のような形態となるので、従来
の一般的なセグメントの他に、ほぞ付きセグメントやナ
ックルジョイント付きセグメント等にも利用でき、適用
性が高い。 ナックルジョイントによるヒンジ継手と併用できる
ため、３分割によるヒンジ継手の利点を損なわずに、１
リング中のセグメント数を増やしてトンネルの大断面化
に対応できる。

【００２７】請求項２のように、セグメントのリング接
合面に、継手部材のピン部以外の部分を嵌合させる溝を
設けると、セグメントのリング接合面から継手部材が突
出しないので、リング同士の接合を支障なく行える。請
求項３のように、継手部材のピン部以外の部分を板状と
すると、継手部材自体の剛性を高められるとともに、溝
との嵌合具合が安定する。

【００２８】請求項４のように、継手部材の両端のそれ
ぞれに互いに反対向きに突出するピン部を設けて継手部
材をＨ形とし、これら反対向きのピン部を、リング接合
面を突き合わせるセグメント同士の継手孔中にそれぞれ
嵌合させれば、同じ継手部材で同一リングのセグメント
同士を結合できるとともに、リング同士のセグメントも
結合できる。

【００２９】請求項５のように、セグメントのリング接
合面に複数組の継手孔を設け、各組ごとに継手部材のピ
ン部を嵌合させると、継手の剛性を高められる。

【００３０】請求項６のように、セグメントの内表面に
おける内側継手により、継手の剛性を更に高められ、ま
た該内側継手部材がセグメントの内表面に露出するのを
防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】コ字形の継手部材を１個使用した本発明の一実
施例の斜視図である。

【図２】コ字形の継手部材を２個使用した実施例の斜視
図である。

【図３】図１の継手構造をテーパーセグメントに適用し
た使用例を示し、（Ａ）は展開図、（Ｂ）は正面図であ
る。

【図４】図１の継手構造をテーパーセグメントに適用し
た使用例の展開図である。

【図５】図１の継手構造をナックルジョイント付きセグ
メント適用した使用例を示し、（Ａ）は展開図、（Ｂ）
は正面図である。

【図６】同上の一部拡大正面図である。

【図７】継手部材を２個使用した場合の図６と同様の図
である。

【図８】図１の継手構造をほぞ付きセグメントに適用し
た使用例の一部の正面図である。

【図９】継手部材を２個使用した場合の図８と同様の図
である。

【図１０】連結部が板状の継手部材を使用した実施例を
示す斜視図である。

【図１１】図１０と同様の継手部材を２個使用した実施
例を示す斜視図である。

【図１２】図１０の継手構造をテーパーセグメントに適
用した使用例の展開図である。

【図１３】Ｈ形継手部材を使用した実施例を示す斜視図
である。

【図１４】図１３と同様の継手部材を２個使用した実施
例を示す斜視図である。

【図１５】図１３の継手構造をテーパーセグメントに適
用した使用例の展開図である。

【図１６】連結部を板状としたＨ形継手部材を使用した
実施例を示す斜視図である。

【図１７】図１６と同様の継手部材を２個使用した実施
例を示す斜視図である。

【図１８】図１６の継手構造をテーパーセグメントに適
用した使用例の展開図である。

【図１９】セグメント内面における継手部材も使用した
実施例を示す斜視図である。

【図２０】同上の平面図である。

【図２１】同上の一部の断面図である。

【図２２】継手部材のピン部と継手孔との隙間を樹脂系
接着剤で埋める実施例の斜視図である。

【図２３】同上の断面図である。

【符号の説明】

１・１Ａ セグメント １ａ リング接合面 １ｂ ピース接合面 １ｃ セグメント内面 ２Ａ・２Ｂ・２Ｃ・２Ｄ・２Ｅ 継手部材 ２Ｆ 継手部材 ３ 連結部 ４ ピン部 ５ 継手孔 ５Ｆ 内側継手孔 ６ 溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 滝沢 究 東京都港区北青山二丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 片岡 希誉司 東京都渋谷区千駄ヶ谷４丁目６番15号 株 式会社フジタ内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セグメント同士を継手部材で結合するシー
   ルドセグメントの継手構造において、セグメントには、
   そのトンネル軸方向の端面であるリング接合面に継手孔
   を設け、継手部材は、その両端部をＬ形として両端にピ
   ン部を突出させ、トンネル周方向の端面であるピース接
   合面を突き合わせたセグメント同士の上記継手孔中に、
   継手部材の両端のピン部をそれぞれ嵌合させてセグメン
   ト同士を結合したことを特徴とするシールドセグメント
   の継手構造。
2. 【請求項２】セグメントのリング接合面に、継手部材の
   ピン部以外の部分を嵌合させる溝を設けたことを特徴と
   する請求項１に記載のシールドセグメントの継手構造。
3. 【請求項３】継手部材のピン部以外の部分を板状とした
   ことを特徴とする請求項２に記載のシールドセグメント
   の継手構造。
4. 【請求項４】継手部材の両端のそれぞれに互いに反対向
   きに突出するピン部を設けて継手部材をＨ形とし、これ
   ら反対向きのピン部を、リング接合面を突き合わせるセ
   グメント同士の継手孔中にそれぞれ嵌合させることを特
   徴とする請求項１、２又は３に記載のシールドセグメン
   トの継手構造。
5. 【請求項５】セグメントのリング接合面に複数組の継手
   孔を設け、各組ごとに継手部材のピン部を嵌合させたこ
   とを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載のシール
   ドセグメントの継手構造。
6. 【請求項６】セグメントのトンネル内側の面である内表
   面に内側継手孔を設け、トンネル周方向の端面であるピ
   ース接合面を突き合わせたセグメント同士の内側継手孔
   中にコ字形の内側継手部材を嵌合させ、該内側継手部材
   を内側継手孔と共にモルタル等の充填材で埋設したこと
   を特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載のシー
   ルドセグメントの継手構造。