JPH10325296A - セグメントの接合部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に小断面シールドトンネル間の接合部イに
おける鋼製セグメント同士の三次元的な相対誤差を吸収
して鋼製セグメントどうしを確実にかつ容易に接合でき
るようにしたセグメントの接合部構造を提供する。 【解決手段】 セグメント接合金具２を、連結棒５とそ
の両端部に所定間隔に突設された複数の耐荷板６とから
形成し、このセグメント接合金具２を隣接するセグメン
ト1,1 間に架け渡すとともに、両端の耐荷板６をセグメ
ント１の端部に形成された凹状継手７にそれぞれ係合
し、かつ耐荷板６と凹状継手７との間隙に充填材８を充
填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特に複数の小断
面シールドトンネルを近接して施工し、この小断面シー
ルドトンネル間を接合して一体化し、かつその内側を掘
削して大断面トンネルを構築する際に、セグメント同士
を接合するセグメントの接合部構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】当出願人は、これまで大断面トンネルを
効率良く、かつ経済的に構築する方法として、例えば図
７と図８に図示するように、複数の小断面シールドトン
ネルａを近接して掘進し、この小断面シールドトンネル
ａ同士を互いに接合し、かつ各小断面シールドトンネル
ａ内および小断面シールドトンネルa,a 間の接合部にコ
ンクリートをそれぞれ打設して大断面のシールドを構築
し、さらにこの大断面のシールド内を在来工法によって
掘削することにより、大断面トンネルを構築する方法を
開発した。

【０００３】この場合、各小断面シールドトンネルａの
内周は鋼製セグメントで覆工されるが、その際小断面シ
ールドトンネルa,a 間の接合部イ（図８参照）におい
て、大断面トンネルの周方向に隣接する鋼製セグメント
の主桁同士を連結することにより、鋼製セグメントを大
断面トンネルＡの構造部材（特に引っ張り抵抗材）とし
て有効に働かせることができる。このため、鋼製セグメ
ントを大断面トンネルの構造部材として有効に働かせる
には、小断面シールドトンネルa,a 間の接合部イにおい
て、鋼製セグメント同士を確実に接合することが必要で
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、接合部イにお
ける鋼製セグメント同士の接合部には、小断面シールド
トンネルａの掘進時にシールド機がトンネル軸方向（Ｘ
方向）、トンネル軸直角方向（Ｙ方向）およびトンネル
鉛直方向（Ｚ方向）に移動することにより生ずる誤差
と、シールド機がトンネル軸方向、トンネル軸直角方向
およびトンネル鉛直方向を軸にそれぞれ回転移動（ロー
リング、ピッチング、ヨーイング）することにより生じ
る誤差とが組み合わさって三次元的な相対誤差が発生す
る（図９(a)〜(g) 参照）。

【０００５】このため、通常用いられている溶接接合や
添接板を使用した摩擦接合などの接合方法では、施工が
困難である等の理由から要求品質を充分満足できない等
の課題があった。

【０００６】この発明は、以上の課題を解決するために
なされたもので、特に小断面シールドトンネル間の接合
部イにおける鋼製セグメント同士の三次元的な相対誤差
を吸収して鋼製セグメントどうしを確実にかつ容易に接
合できるようにしたセグメントの接合部構造を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、この発明に係るセグメントの接合部構造は、セグ
メント接合金具を、連結棒とその両端部に所定間隔に突
出する複数の耐荷板とから形成し、このセグメント接合
金具を隣接する前記セグメント間に架け渡すとともに、
両端の耐荷板を前記セグメントの端部に形成された凹状
継手にそれぞれ係合し、かつ前記耐荷板と前記凹状継手
との間隙に充填材を充填することにより構成されてい
る。

【０００８】耐荷板は連結棒の両端部に固定ナットで両
側から挟み付けて取り付けられ、また連結棒は複数部分
に分割され、かつこの複数部分を連結ボルトで連結する
ことにより形成されている。

【０００９】さらに、凹状継手の内側に耐荷リブを所定
間隔に複数突設し、また充填材としてコンクリート、モ
ルタル、高強度コンクリート、無収縮モルタルまたは合
成樹脂材などが使用されている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図５は、この発明の実施の
一形態を示し、図において小断面シールドトンネルａを
複数互いに近接させて並列に掘進し、この小断面シール
ドトンネルａどうしを互いに接合し、かつ各小断面シー
ルドトンネルａ内および小断面シールドトンネルa,a 間
の接合部イにコンクリートｂを連続して打設することに
より、矩形大断面のシールドが構築されている。また、
シールド内は在来工法によて掘削され、このようにして
大断面のシールドトンネルＡが構築されている（図１参
照）。

【００１１】各小断面シールドトンネルａの内周は複数
の鋼製セグメント１でそれぞれ覆工され、また隣接する
小断面シールドトンネルa,a どうしは複数のセグメント
接合金具２によってそれぞれ接合されている。さらに、
各小断面シールドトンネルａ内にはＨ形鋼などの形鋼や
平鋼などからなる補剛柱３と補剛ばり４がそれぞれ複数
設置されている。

【００１２】鋼製セグメント１は、各小断面シールドト
ンネルａの周方向に中主桁1aと側主桁1bをそれぞれ複数
平行に設置するとともに、この中主桁1a,1a 間、中主桁
1aと側主桁1b間に縦リブ1cを所定間隔に複数取り付け、
さらにこれらの部材によって格子状に構成された骨組の
外側に面板1dを取り付けることにより矩形板状に構成さ
れている（図２参照）。

【００１３】中主桁1a、側主桁1bおよび縦リブ1cは、い
ずれも平鋼、またはＨ形鋼やＩ形鋼などの形鋼から形成
され、面板1dは鋼板から形成され、これらの部材は溶接
または接合ボルトなどによって互いに一体的に接合され
ている。

【００１４】セグメント接合金具２は、平鋼、形鋼、鉄
筋またはＰＣ鋼材（ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線）などから
なる連結棒５の両端部に、耐荷板６を所定間隔に複数突
設することにより形成され、また複数の耐荷板６は隣接
する中主桁1a,1a 間、中主桁1aと側主桁1b間にそれぞれ
嵌め込める大きさに形成されている。

【００１５】このように形成されたセグメント接合金具
２は、隣接する小断面シールドトンネルa,a の上端部間
と下端部間にそれぞれ複数架け渡され、また両端の耐荷
板６は隣接する中主桁1a,1a 間、中主桁1aと側主桁1b間
にそれぞれ嵌め込まれている。

【００１６】隣接する中主桁1a,1a 間、中主桁1aと側主
桁1b間の端部には、中主桁1a,1a と縦リブ1c、中主桁1a
と側主桁1bと縦リブ1cとからそれぞれなる凹状継手７が
箱状に形成され、また凹状継手７の内側に耐荷リブ7aが
が所定間隔に複数突設されている。さらに、この凹状継
手７には、耐荷板６を係合した後、モルタル、高強度コ
ンクリート、無収縮モルタルまたは合成樹脂材などから
なる充填材８が充填されている。

【００１７】なお、充填材８としてモルタル、高強度コ
ンクリート、無収縮モルタルまたは合成樹脂材を凹状継
手７にのみ充填することにより充填性を高めることがで
きるが、小断面シールドトンネルa,a 間の接合部に充填
されるコンクリートと同じものを接合部と同時に充填し
てもよい。また、特に無収縮モルタルや合成樹脂材はき
わめて高価なものなので、凹状継手７内のごく限られた
部分にのみ充填するのが望ましい。

【００１８】このようにして、セグメント接合金具２の
耐荷板６は鋼製セグメント１の端部に一体的に固着さ
れ、かくして隣接する小断面シールドトンネルａどうし
が複数のセグメント接合金具２を介して互いに接合され
ている。そして、鋼製セグメント１とセグメント接合金
具２間の、主に引張応力は複数の耐荷板６と充填材８と
複数の耐荷リブ7aとを介して伝達され、かくして隣接す
る小断面シールドトンネルa,a 間の引張応力が伝達され
る。

【００１９】なお、セグメント接合金具２の連結棒５を
２本の連結棒5aを複数の高力ボルト９で連結して形成す
ることにより、セグメント接合金具２を中央部分で二つ
に分割できるように部品化することにより、運搬、搬入
および取り付けの際の、軽量化による作業性の向上を図
ることができる（図２参照）。またその際、高力ボルト
９のボルト孔（図省略）を長孔にして連結棒５の長さを
自由に調整できるようにすることにより、隣接する小断
面シールドトンネルa,a 間の設置間隔にも自由に対応で
きる。

【００２０】さらに、連結棒５の両端部に雄ねじ部を形
成し、この雄ねじ部に耐荷板６を固定ナット10で両側か
ら挟み付けて取り付ければ、耐荷板６を連結棒５の両端
部に必要な数だけきわめて簡単に取り付けることがで
き、また耐荷板６の設置間隔を自由に調節できる（図６
参照）。

【００２１】隣接する小断面シールドトンネルa,a 同士
がこのように接合されていることにより、凹状継手７内
に充填材８を充填する前に、セグメント接合金具２を任
意の方向に向けることによって、小断面シールドトンネ
ルa,a 間の接合部における鋼製セグメント１同士の三次
元的な相対誤差を容易に吸収できて鋼製セグメント１同
士を容易にかつ確実に接合することができる。

【００２２】なお、発明の実施の形態では、小断面シー
ルドトンネルa,a 間の接合部における鋼製セグメント１
同士の接合部構造について説明したが、単に単体トンネ
ルの内周を覆工するセグメント同士の接合にも適用でき
ることはいうまでもなく、またコンクリート製セグメン
ト同士の接合部にも適用できることもいうまでもなく、
さらに矩形状シールドトンネルおよび円形状シールドト
ンネルを構築するいずれのセグメント同士の接合にも適
用できることもいうまでもない。

【００２３】

【発明の効果】この発明に係るセグメントの接合部構造
は、以上説明した構成からなり、特にセグメント接合金
具を、連結棒とその両端部に所定間隔に突設された複数
の耐荷板とから形成し、このセグメント接合金具を隣接
する前記セグメント間に架け渡すとともに、両端の耐荷
板を前記セグメントの端部に形成された箱状継手にそれ
ぞれ係合し、かつ前記耐荷板と前記凹状継手との間隙に
充填材を充填することにより鋼製セグメント同士が接合
されているので、前記耐荷板と前記凹状継手との間隙に
充填材を充填する前に、セグメント接合金具を任意の方
向に向けることによって小断面シールドトンネル間の接
合部におけるセグメント同士の三次元的な相対誤差を容
易に吸収できてセグメント同士を確実かつ容易に接合で
きる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】大断面トンネルの断面図である。

【図２】鋼製セグメントの一部斜視図である。

【図３】鋼製セグメント接合部の一部断面図である。

【図４】図３におけるａ−ａ線断面図である。

【図５】図３におけるｂ−ｂ線断面図である。

【図６】図３におけるａ−ａ線断面図である。

【図７】大断面トンネルの一部斜視図である。

【図８】大断面トンネルの断面図である。

【図９】(a),(b),(c),(d),(e),(f),(g) は、掘進中の小
断面シールドトンネルの挙動を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 鋼製セグメント 1a 中主桁 1b 側主桁 1c 縦リブ 1d 面板 ２ セグメント接合金具 ３ 補剛柱 ４ 補剛梁 ５ 連結棒 ６ 耐荷板 ７ 凹状継手 ８ 充填材 ９ 高力ボルト 10 固定ナット

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの周方向に隣接するセグメント
   同士をセグメント接合金具を介して接合するセグメント
   の接合部構造において、前記セグメント接合金具を、連
   結棒とその両端部に所定間隔に突出する複数の耐荷板と
   から形成し、このセグメント接合金具を隣接する前記セ
   グメント間に架け渡すとともに、両端の前記耐荷板を前
   記セグメントの端部に形成された凹状継手にそれぞれ係
   合し、かつ前記耐荷板と前記凹状継手との間隙に充填材
   を充填してなることを特徴とするセグメントの接合部構
   造。
2. 【請求項２】 連結棒の両端部に耐荷板を固定ナットで
   両側から挟み付けて取り付けて形成してなることを特徴
   とする請求項第１項記載のセグメントの接合部構造。
3. 【請求項３】 連結棒を複数部分に分割し、かつこの複
   数部分を連結ボルトで連結して形成してなることを特徴
   とする請求項第１項または第２項記載のセグメントの接
   合部構造。
4. 【請求項４】 凹状継手の内側に耐荷リブを所定間隔に
   複数突設してなることを特徴とする請求項第１項、第２
   項または第３項記載のセグメントの接合部構造。
5. 【請求項５】 充填材はモルタル、高強度コンクリー
   ト、無収縮モルタルまたは合成樹脂材であることを特徴
   とする請求項第１項、第２項、第３項または第４項記載
   のセグメントの接合部構造。