JPH10252396A - シールドトンネルの構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】セグメントの組立を複数の箇所で同時にできる
シールドトンネルの構造を提供すること。 【解決手段】セグメント３０を接続したシールドトンネ
ル２０の構造において、セグメント３０を平行四辺形を
基本形状とし、多重らせんに配列する。

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
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市部において、立坑の用地を確保する
ことが困難となってきている。そのため、シールドトン
ネルが長距離化する傾向にある。このシールドトンネル
の長距離化に伴い、施工速度の向上が求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

＜イ＞本発明は、セグメントの施工速度を速くできるシ
ールドトンネルの構造を提供することにある。 ＜ロ＞本発明は、セグメントの組立を複数の箇所で同時
にできるシールドトンネルの構造を提供することにあ
る。

【０００４】

【発明を解決するための手段】本発明は、セグメントを
接続したシールドトンネルの構造において、セグメント
は、平行四辺形を基本形状とし、セグメントは複数の個
数の配列からなる多重らせんの配列とし、各配列は、前
記個数のリングピース先で閉合することを特徴とする、
シールドトンネルの構造、又は、セグメントを接続した
シールドトンネルの構造において、セグメントは、平行
四辺形を基本形状とし、セグメントは第１配列と第２配
列の二重らせんの配列とし、第１配列と第２配列は、各
々２リングピース先で閉合することを特徴とする、シー
ルドトンネルの構造、又は、前記シールドトンネルの構
造において、セグメントは、厚さ方向に順に第１、第２
及び第３の３層で形成され、セグメントの第２の層は、
他方の配列と隣接する端面にトンネル軸と直交する当接
面を備え、当接面にシールドジャッキのスプレッダが当
接されることを特徴とする、シールドトンネルの構造、
又は、前記シールドトンネルの構造において、セグメン
トは、１個の隅に四角形が切り欠かれていることを特徴
とする、シールドトンネルの構造、又は、前記シールド
トンネルの構造において、セグメントは、直角四辺形を
基本形状とすることを特徴とする、シールドトンネルの
構造、又は、前記シールドトンネルの構造において、セ
グメントの切り欠きのある隅と対角の隅に三角形が切り
欠かれて、テーパが形成され、該テーパとほぼ同一の傾
斜のテーパを四角形の切り欠き部にも形成することを特
徴とする、シールドトンネルの構造にある。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の態様を説明する。

【０００６】＜イ＞シールドトンネルの構造の概要 図１のように、シールド掘進機１０で地盤を掘削し、掘
削されたトンネルにセグメント３０を組み立て、シール
ドトンネル２０の構造物を構築する。シールドジャッキ
１１のスプレッダ１２を構築されたセグメント３０の端
面に当接し、そこから反力をとってシールドジャッキ１
１を伸縮してシールド掘進機１０を推進する。このセグ
メント３０は、図１では第１配列２１と第２配列２２の
二重らせん状に配列されるが、三重など多重らせんでも
同様に配置することができる。

【０００７】＜ロ＞セグメントの分割 １リングをｎ分割したセグメント３０を使用する。ここ
で、分割とは１リング分前方に進んだ時のピース数をい
う。セグメント３０は、トンネル内の運搬などの取り扱
いを容易にするために、４枚以上に分割すると良い。

【０００８】図２は、シールドトンネル２０を平面上に
展開した図であり、左右の端線は同一の線であり、０度
（３６０度）を示しており、また、その方向はトンネル
軸方向１３を示している。図２では、１リングを８分割
した例を示している。

【０００９】＜ハ＞セグメントの形状 各セグメント３０の平面形状は、セグメント３０をらせ
んに配列するために、基本的には平行四辺形の形状をと
る。セグメント３０は、Ａ列の第１配列２１と、Ｂ列の
第２配列２２の二重らせんに配列出来るような形状にす
る。例えば、図２の場合、トンネルの周長（Ｊ）を底辺
とし、セグメントのトンネル軸方向１３の辺長（Ｋ）の
２倍を高さとし、セグメントの他の辺長（Ｌ）の８倍を
斜辺とする直角三角形が得られるように、セグメント３
０の２辺と角度が決められる。

【００１０】セグメント３０の端面は、シールドジャッ
キ１１で押した際に、ジャッキに有効な反力が伝達され
るように、ジャッキのスプレッダ１２がセグメントの端
面に直角に当接するように形成すると良い。

【００１１】例えば、図３のように、セグメント３０を
第１ブロック３１、第２ブロック３２及び第３ブロック
３３の３ブロックに形成し、第２ブロック３２のジャッ
キが当接する端面をトンネル軸に直交する面に形成す
る。その面を当接面３４と呼び、例えば３段〜４段に形
成する。

【００１２】＜ニ＞セグメントの他の形状 セグメント３０は、平行四辺形の特殊形状である直角四
辺形を基本形状とし、一部の隅に切り欠き３５を入れ
て、多重らせん状にセグメント３０を接続することが出
来る。例えば二重らせんの場合、図４のように、１リン
グを８分割し、一部の隅に直角四辺形の切り欠き３５を
入れたセグメント３０を使用することが出来る。

【００１３】このセグメント３０は、基本形状が直角四
辺形であるので、シールドジャッキ１１が当接する面
は、ジャッキ１１のスプレッド１２と直交している。そ
の結果、ジャッキ１１に有効な反力を付与することが出
来る。

【００１４】図５に図４のセグメント３０の拡大図を示
す。図５（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図を示す。セグ
メント３０のトンネル軸の辺長ＥにおいてＥ／４の切り
欠き３５を入れ、トンネル３０の周方向の辺長Ｆにおい
てＦ／４の切り欠き３５を入れる。

【００１５】図４乃至図５のような８分割２列の場合、
４列目で元の位置に戻り、その時のセグメントの１ピー
ス長さＦは、周長を７．５で割って求めることができ
る。即ち、１周の個数は、６個＋２個×３／４＝７．５
となる。

【００１６】その他、６分割２列の場合、１周の個数
は、４個＋２個×２／３＝５＋１／３となる。又、１０
分割２列の場合、１周の個数は、８個＋２個×４／５＝
９＋３／５となる。周長をこれら数で割って１ピース長
さＦを求めることができる。

【００１７】図６は、図５のセグメントの変形例を示
す。図６（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図を示す。図６
のセグメント３０は、図５の２隅にテーパ３６、３６を
付け、セグメント３０を組み立てや易くしたものであ
る。

【００１８】以下にセグメントの組み立て方法を説明す
る。

【００１９】＜イ＞セグメントの組み立て 多重らせんのセグメントにおいて、各配列毎に順に接続
し、例えば、図２又は図４の二重らせんにおいて、第１
配列２１についてセグメント３０の側面（トンネル軸に
ほぼ平行な面）を順に接続する。セグメント３０は平行
四辺形又は切り欠き３５を有しているので、徐々に位置
がずれて組み立てられる。その結果、らせん状にセグメ
ント３０の組立が進行してゆく。

【００２０】セグメント３０は、二重らせん状となる形
状を有しているので、第１配列２１と第２配列２２のセ
グメントを順次接続することにより、トンネル全周を包
囲することが出来る。

【００２１】＜ロ＞セグメントの同時組み立て セグメント３０を複数個の配列するので、トンネルの周
の複数箇所で同時にセグメントを組み立てることがで
き、例えば二重らせんの場合、第１配列２１と第２配列
２２の二重配列にすることにより、トンネルの周の対向
する位置（対称の位置）で同時にセグメントを組み立て
ることが出来る。

【００２２】例えば、図２又は図４において、第２配列
２２のセグメントＢ１、Ｂ２を組み立てると同時に、第
１配列２１のセグメントＡ５、Ａ６を組み立てることが
出来る。即ち、第１配列のＡ１〜Ａ４が既に組み立てら
れていれば、第２配列のＢ１〜Ｂ４を組み立てることは
可能であり、又、第２配列のＢ１以前のものが既に組み
立てられていれば、Ａ５〜Ａ７を組み立てることが出来
る。このようにして、複数箇所において、同時にセグメ
ント３０を組み立てることができる。

【００２３】

【発明の効果】

＜イ＞掘進中に複数箇所でセグメントを組み立てること
ができるので、セグメントの組立時間を短縮でき、掘削
時間内にゆとりを持ってセグメントを組み立てることが
できる。 ＜ロ＞トンネルの複数箇所のセグメントを同時に施工で
きるので、シールド掘進機をバランス良く推進でき、方
向制御を容易にできる。 ＜ハ＞図１のセグメントの場合、従来の六角形のセグメ
ントに比べて曲線区間において、セグメントを形成する
型枠の数を大幅に減らすことができ、コスト削減を可能
にできる。 ＜ニ＞シールドジャッキをセグメント端面に対して直角
に当接することができるので、通常行われている油圧ジ
ャッキを利用することができる。又、セグメントの周方
向に力がかからないため、シールド掘進機やセグメント
のローリングが少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールドトンネルの構造の説明図

【図２】シールドトンネルのセグメントの展開図

【図３】セグメントの形状の１例の説明図

【図４】他の形状のセグメントの展開図

【図５】切り欠きを有するセグメントの形状の説明図

【図６】切り欠きを有するセグメントの他の形状の説明
図

【符号の説明】

１０・・シールド掘進機 １１・・シールドジャッキ １２・・スプレッダ １３・・トンネル軸方向 ２０・・シールドトンネル ２１・・第１配列 ２２・・第２配列 ３０・・セグメント ３１・・第１ブロック ３２・・第２ブロック ３３・・第３ブロック ３４・・当接面 ３５・・切り欠き ３６・・テーパ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栄毅熾 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 金子迪弌 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 西田義則 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 (72)発明者 藤井茂男 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 北山仁志 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 橋本博英 東京都千代田区有楽町１丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セグメントを接続したシールドトンネルの
   構造において、 セグメントは、平行四辺形を基本形状とし、 セグメントは複数の個数の配列からなる多重らせんの配
   列とし、 各配列は、前記個数のリングピース先で閉合することを
   特徴とする、 シールドトンネルの構造。
2. 【請求項２】セグメントを接続したシールドトンネルの
   構造において、 セグメントは、平行四辺形を基本形状とし、 セグメントは第１配列と第２配列の二重らせんの配列と
   し、 第１配列と第２配列は、各々２リングピース先で閉合す
   ることを特徴とする、 シールドトンネルの構造。
3. 【請求項３】請求項１乃至２のいずれかに記載のシール
   ドトンネルの構造において、 セグメントは、厚さ方向に順に第１、第２及び第３の３
   層で形成され、 セグメントの第２の層は、他方の配列と隣接する端面に
   トンネル軸と直交する当接面を備え、 当接面にシールドジャッキのスプレッダが当接されるこ
   とを特徴とする、 シールドトンネルの構造。
4. 【請求項４】請求項１乃至２のいずれかに記載のシール
   ドトンネルの構造において、 セグメントは、１個の隅に四角形が切り欠かれているこ
   とを特徴とする、 シールドトンネルの構造。
5. 【請求項５】請求項４に記載のシールドトンネルの構造
   において、 セグメントは、直角四辺形を基本形状とすることを特徴
   とする、 シールドトンネルの構造。
6. 【請求項６】請求項４に記載のシールドトンネルの構造
   において、 セグメントの切り欠きのある隅と対角の隅に三角形が切
   り欠かれて、テーパが形成され、 該テーパとほぼ同一の傾斜のテーパを四角形の切り欠き
   部にも形成することを特徴とする、 シールドトンネルの構造。