JPH10231692A - セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント接合作業の効率化，作業性，およ
び品質の向上を図ることのできるセグメントの継手構造
を提供することを課題とする。 【解決手段】 互いに接合されるセグメント１，１の、
一方のセグメント１の端面に断面視矩形のピン２が突設
され、他方のセグメント１の端面にピン穴３が形成され
た構成とし、さらに、ピン２には所定の位置にクサビ穴
５が形成され、ピン穴３には、ピン穴３内に突出・退去
自在なクサビ本体１７と、これをピン穴３側に付勢する
付勢部材１８と、クサビ本体１７がピン穴３内に突出し
ないよう押さえておくクサビ押さえ９とが備えられた構
成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】トンネルを構築する際に、セ
グメントどうしを接合するときに用いて好適なセグメン
トの継手構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のようにシールド工法は、外形円筒
状のスキンプレートを有するシールド掘削機の前部に設
けられたカッタ装置で地山を掘削しつつ、スキンプレー
ト内で、環状体を所定厚さおよび所定角度に分割してな
るセグメントを組み立て、さらにこのセグメントの前端
に反力をとってシールド掘削機内部の推進ジャッキを伸
長させることで地中にトンネルを構築していく工法であ
る。

【０００３】従来、このようなシールド工法等におい
て、掘削した坑内でセグメントを組み立てるに際して
は、隣接するセグメントどうしをボルト・ナットで接合
する継手構造が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のセグメントの継手構造には、以下のよう
な問題が存在する。まず、ボルト・ナットの締付け作業
は人力で行っているため、能率が悪く時間がかかり、工
期短縮化の妨げとなっている。しかも人力作業では締め
付け力を均一にすることが困難であり、セグメント継手
部の品質向上の妨げにもなっている。また、その接合作
業は、シールド機のテールシール内の狭い空間で行わな
ければならず、作業性が悪いという問題がある。本発明
は、以上のような点を考慮してなされたもので、セグメ
ント接合作業の効率化，作業性，および品質の向上を図
ることのできるセグメントの継手構造を提供することを
課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
トンネルを覆工するため互いに接合されるセグメント
の、一方の側のセグメントの端面に、ピンが突出するよ
う設けられ、他方の側のセグメントの端面には、前記ピ
ンが挿入されるピン穴が形成された構成とされ、前記ピ
ンには、その軸線と略直交するクサビ穴が形成され、前
記ピン穴には、前記ピンの軸線と略直交する方向に移動
自在とされて前記ピン穴内に突出・退去自在なクサビ部
材と、該クサビ部材を前記ピン側に付勢する付勢部材
と、前記ピンを挿入するための空間を確保するため前記
クサビ部材を定められた位置に押さえておくクサビ押さ
えとが備えられていることを特徴としている。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載のセ
グメントの継手構造において、前記ピンが断面視矩形と
されていることを特徴としている。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１または２
記載のセグメントの継手構造において、前記クサビ部材
が前記セグメントの外部から突出・退去操作可能とされ
ていることを特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセグメントの
継手構造の実施の形態の一例を、図１ないし図４を参照
して説明する。

【０００９】図１に示すように、各セグメント１は、構
築すべきトンネルが連続する方向において一方の端面１
ａに、ピン２が複数（例えば２本）設けられ、他方の端
面１ｂに、ピン穴３がピン２と同数設けられた概略構成
となっている。

【００１０】ピン２は、セグメント１の径方向（厚さ方
向）に長い断面視長方形（矩形）となっている。図２に
示すように、このピン２は、その基部２ａがセグメント
１の一方の端面１ａにアンカー筋４と一体に埋設され、
セグメント１の一方の端面１ａから所定寸法突出する先
端部２ｂは、その角部が面取りされている。

【００１１】また、このピン２の先端部２ｂから所定寸
法の位置には、セグメント１の周方向においてピン２の
軸線と直交するクサビ穴５が形成されている。このクサ
ビ穴５は、断面視略長方形で、ピン２の先端部２ｂ側の
面が傾斜面５ａとされており、すなわちクサビ穴５の一
方の側から他方の側に向けてその断面積が漸次小さくな
る形状とされている。

【００１２】一方、ピン穴３は、ケーシング７内に、ク
サビ８とクサビ押さえ９とが配設された構成となってい
る。

【００１３】ケーシング７は、箱状をなしており、アン
カー筋１０と一体にセグメント１の他方の端面１ｂ側に
埋設されている。このケーシング７は、セグメント１の
他方の端面１ｂと面一とされた継手板７ａを有してお
り、この継手板７ａには、前記ピン２（図２参照）を挿
入するための矩形の開口部１１が形成されている。そし
て、ケーシング７内には、この開口部１１に連続する空
洞１２が、ピン２の挿入される方向に延在するよう形成
されている。この空洞１２は、開口部１１から所定寸法
離間した位置で、その断面積が拡大するよう形成されて
いる。さらにケーシング７には、その一側面に空洞１２
の内外を貫通する貫通穴１３が形成されている。

【００１４】そして、このケーシング７の一側面には、
側方（セグメント１の周方向）に向けて延びるシリンダ
１５が一体に設けられており、このシリンダ１５内の空
間は貫通穴１３を介して空洞１２に連通した構成となっ
ている。

【００１５】クサビ８は、前記シリンダ１５の中心軸線
に沿って延在する軸１６と、この軸１６の先端部に一体
に形成されたクサビ本体（クサビ部材）１７と、このク
サビ本体１７を空洞１２側に向けて付勢するための付勢
部材１８とから構成されている。

【００１６】軸１６は、シリンダ１５の一端を塞ぐ蓋体
１５ａに形成された穴１５ｂをガイドとして、シリンダ
１５の中心軸線に沿って移動自在とされている。さら
に、この軸１６は、その基端部１６ａが穴１５ｂから外
方に突出するようになっており、セグメント１の側面に
形成された凹部１ｃからその進退を外部操作できるよう
になっている。

【００１７】クサビ本体１７は、軸１６の軸線と直交す
る方向において断面視長方形で、ケーシング７の後面７
ｂ側の面が傾斜面１９とされている。これによって、ク
サビ本体１７は、軸１６の先端部側から断面積が漸次縮
小するテーパ形状をなしている。

【００１８】付勢部材１８は、例えばコイルスプリング
からなり、その内側に軸１６が挿通されて、シリンダ１
５の蓋体１５ａとクサビ本体１７との間に圧縮状態で装
着されている。これにより、この付勢部材１８は、クサ
ビ本体１７を空洞１２側に向けて付勢するようになって
いる。

【００１９】前記クサビ押さえ９は、空洞１２の断面と
略同寸を有した板状で、このクサビ押さえ９とケーシン
グ７の後面７ｂとの間には、スプリング２０が介装され
ている。これによって、クサビ押さえ９は、空洞１２内
で、開口部１１側に向けて付勢された構造となってい
る。

【００２０】このクサビ押さえ９は、スプリング２０の
付勢力によって空洞１２内で開口部１１側に位置した状
態では、クサビ本体１７が空洞１２内に入るのを押さえ
るようになっている。この状態は、クサビ８の軸１６を
セグメント１の外部から引っ張ることによって容易に作
り出すことができる。そして、ピン２の挿入によりクサ
ビ押さえ９が空洞１２内で後退させられると、クサビ本
体１７が解放され、付勢部材１８に付勢されて空洞１２
内に突出するようになっている。

【００２１】図３に示すように、このようなピン２とピ
ン穴３とを備えたセグメント１どうしを接合するには、
一方のセグメント１側のピン穴３の開口部１１に、他方
のセグメント１側のピン２を挿入させるようにする。す
ると、開口部１１からケーシング７内に挿入されたピン
２は、その先端部２ｂがクサビ押さえ９を押し込んでい
く。そして、このクサビ押さえ９が、クサビ本体１７の
下面を通り過ぎると、引き続きピン２の先端部２ｂがク
サビ本体１７の移動を阻止した状態となる。さらにピン
２を奥に挿入してくと、クサビ穴５がクサビ本体１７の
下方に到達し、付勢部材１８の付勢力が解放されてクサ
ビ本体１７がクサビ５に挿入される。これによってピン
２とピン穴３とが係合されたこととなり、セグメント
１，１どうしが接合されるようになっている。

【００２２】このようにしてピン２がピン穴３に挿入さ
れることによって互いに接合されたセグメント１，１
は、引張力に対しては、ピン２のクサビ穴５とピン穴３
のクサビ本体１７との係合により抵抗し、またせん断力
に対しては、ピン２とピン穴３の継手板７ａとによって
抵抗するようになっている。

【００２３】上記継手構造を有したセグメント１を組み
付けるに際しては、図４に示すように、例えば、シール
ド掘削機２１の推進ジャッキ２２を用いる。すなわち、
図示しない組み付け装置等で所定の位置に保持したセグ
メント１を、推進ジャッキ２２の伸長により、先に組付
けの完了したセグメント１に向けて押し出す。そして先
に組み付けたセグメント１のピン穴３に、推進ジャッキ
２２で押し出したセグメント１のピン２を挿入すること
によって、セグメント１どうしを接合する。

【００２４】上述したセグメント１の継手構造では、互
いに接合されるセグメント１，１の、一方のセグメント
１の端面に断面視矩形のピン２が突設され、他方のセグ
メント１の端面にピン穴３が形成された構成とされ、さ
らに、ピン２には所定の位置にクサビ穴５が形成され、
ピン穴３には、ピン穴３内に突出・退去自在なクサビ本
体１７と、これをピン穴３側に付勢する付勢部材１８
と、クサビ本体１７がピン穴３内に突出しないよう押さ
えておくクサビ押さえ９とが備えられた構成となってい
る。これにより、セグメント１を組み付けるに際して
は、組み付けるべきセグメント１のピン２を、先に組み
付けの完了したセグメント１のピン穴３に単に挿入する
のみで、ピン２のクサビ穴５とピン穴３のクサビ本体１
７とが係合して、セグメント１，１どうしを密に接合す
ることができる。このようにして、従来のようにボルト
・ナットを用いることなく、セグメント１，１どうしを
ワンタッチで容易かつ確実に、さらに均一に接合するこ
とができるので、工期の短縮化およびセグメント継手部
の品質向上を図ることができる。さらには、狭い空間で
接合作業を行う必要もないので、作業性を向上するとと
もに安全性を向上させることができる。

【００２５】また、クサビ８はセグメント１の外部から
操作可能な構成となっており、軸１６をセグメント１の
外部から引っ張ることによってクサビ本体１７を空洞１
２内から退去させることができる。これによって、ピン
２を挿入させる前の段階で、クサビ押さえ９でクサビ本
体１７を所定の位置に押さえておく状態を容易に作り出
すことができるだけでなく、何らかの理由により一旦接
合したセグメント１，１を取り外す必要が生じた場合
に、クサビ本体１７をクサビ穴５から抜くことも可能で
ある。

【００２６】加えて、このような継手構造では、シール
ド掘削機２１の推進ジャッキ２２でセグメント１を押す
ことによって、これを先に組み付けの完了したセグメン
ト１に接合するようにしたので、セグメント１の組み付
け作業の自動化を図り、作業人員を低減させることもで
きる。

【００２７】なお、上記実施の形態において、ピン２、
ピン穴３の材質，寸法等については、本願発明の主旨を
逸脱しない範囲内であれば、適宜最適なものを採用すれ
ばよいのであって、上記のものに何ら拘束されるもので
はない。例えばピン２やピン穴３を、上記したものに対
して、その軸線回りに９０度転回させた状態で設ける等
してもよい。また、クサビ穴５とクサビ８についても、
ピン２とピン穴３とを確実に係合できるのであれば、細
部の構造や形状、材質等については何ら限定するもので
はない。また、セグメント１自体についても、その外形
形状や材質を何ら問うものではない。加えて、上記実施
の形態では、先に組み付けの完了したセグメント１のピ
ン穴３に、組み付けるべきセグメント１のピン２を挿入
する形態としたが、これに限定するものではなく、組付
けの完了したセグメント１のピン２を、組み付けるセグ
メント１のピン穴３に挿入する形態としてもよい。さら
に、上記実施の形態においては、本発明に係るセグメン
トの継手構造を、シールド工法で構築するトンネルのセ
グメントに適用する構成としたが、もちろん、セグメン
トを用いるのであればシールド工法以外の工法にも適用
することが可能であり、それによって上記と同様の効果
を得ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るセ
グメントの継手構造によれば、互いに接合されるセグメ
ントの、一方のセグメントの端面にピンが突設され、他
方のセグメントの端面にピン穴が形成された構成とさ
れ、ピンにはクサビ穴が形成され、ピン穴には、突出・
退去自在なクサビ部材と、このクサビ部材をピン穴内に
向けて付勢する付勢部材と、クサビ部材を所定の位置に
押さえておくクサビ押さえとが備えられた構成となって
いる。また、請求項２に係るセグメントの継手構造によ
れば、ピンが断面視矩形とされた構成となっている。こ
れにより、セグメントを組み付けるに際しては、組み付
けるべきセグメントまたは先に組み付けの完了したセグ
メントのうち、いずれか一方のセグメントのピンを、他
方のセグメントのピン穴に挿入することにより、ピンの
クサビ穴にピン穴のクサビ部材が係合して、セグメント
どうしを密に接合することができる。このようにして、
従来のようにボルト・ナットを用いることなく、セグメ
ントどうしを人手を介さずにワンタッチで接合すること
ができるので、セグメント接合作業を容易かつ確実に行
うことができ、さらにその接合強度を均一にすることが
でき、その結果、工期の短縮化およびセグメント継手部
の品質向上を図ることができる。さらには、狭い空間で
接合作業を行う必要もないので、作業性を向上するとと
もに安全性を向上させることができる。加えて、このよ
うな継手構造では、組み付けるセグメントを、先に組み
付けの完了したセグメントに向けて押すだけでよく、こ
れには例えばシールド掘削機の推進ジャッキを用いるこ
ともでき、これによってもセグメントの組み付け作業の
省力化を図ることが可能である。

【００２９】請求項３に係るセグメントの継手構造によ
れば、クサビ部材がセグメントの外部から突出・退去操
作可能な構成となっている。これにより、クサビ部材を
セグメントの外部から引っ張ることによってクサビ部材
を退去させることができる。これによって、ピンを挿入
させる前の段階で、クサビ押さえでクサビ部材を所定の
位置に押さえておく状態を容易に作り出すことができる
だけでなく、何らかの理由により一旦接合したセグメン
トを取り外す必要が生じた場合に、クサビ部材をクサビ
穴から抜くことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るセグメントの継手構造を適用し
たトンネルの施工方法を示す斜視図である。

【図２】 前記セグメントの継手構造を適用したセグメ
ントの一例を示す断面図である。

【図３】 図２で示したセグメントどうしを接合した状
態を示す断面図である。

【図４】 前記セグメントを接合する方法の一例とし
て、シールド掘削機の推進ジャッキを用いる方法を示す
側断面図である。

【符号の説明】

１ セグメント ２ ピン ３ ピン穴 ５ クサビ穴 ９ クサビ押さえ １７ クサビ本体（クサビ部材） １８ 付勢部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 啓明 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 宮沢 和夫 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルを覆工するため互いに接合され
   るセグメントの、一方の側のセグメントの端面に、ピン
   が突出するよう設けられ、他方の側のセグメントの端面
   には、前記ピンが挿入されるピン穴が形成された構成と
   され、 前記ピンには、その軸線と略直交するクサビ穴が形成さ
   れ、 前記ピン穴には、前記ピンの軸線と略直交する方向に移
   動自在とされて前記ピン穴内に突出・退去自在なクサビ
   部材と、該クサビ部材を前記ピン側に付勢する付勢部材
   と、前記ピンを挿入するための空間を確保するため前記
   クサビ部材を定められた位置に押さえておくクサビ押さ
   えとが備えられていることを特徴とするセグメントの継
   手構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセグメントの継手構造に
   おいて、前記ピンが断面視矩形とされていることを特徴
   とするセグメントの継手構造。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のセグメントの継
   手構造において、前記クサビ部材が前記セグメントの外
   部から突出・退去操作可能とされていることを特徴とす
   るセグメントの継手構造。