JPH1082291A

JPH1082291A - トンネル壁体用セグメント

Info

Publication number: JPH1082291A
Application number: JP8238262A
Authority: JP
Inventors: Kenji Arakawa; 賢治荒川; Koji Shiraishi; 浩司白石; Hiroki Someya; 洋樹染谷; Akio Hashiguchi; 彰夫橋口
Original assignee: Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd; Okumura Corp
Current assignee: Ishikawajima Kenzai Kogyo Co Ltd; Ishikawajima Construction Materials Co Ltd; Okumura Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1998-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の凸型セグメントでは、外形輪郭形状に
凸部・凹部の双方が含まれるため製造に手間がかかり、
製造コストが増大するという問題点があり、製造コスト
の削減とローリング防止が課題であった。【解決手段】トンネル壁体２の軸方向に相当する幅方
向の中心線Ｌ２を境にした軸方向一端側の本体部５と他
端側のキー部７とに分かれており、本体部５は、前記軸
方向一端側１１から前記中心線３に向かい、周方向両端
が漸次狭まっていく台形状に形成された嵌合凸部１７と
され、キー部７は、本体部５の周方向中央部から前記他
端部方向に向かい、周方向両端が漸次狭まっていく台形
状に形成されて、両端部の傾斜面２１、２３同士が互い
に同角度で傾斜しており、本体部５とキー部７とは別個
のセグメントを接合して、一体化されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル壁体に構
成するトンネル壁体用セグメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールドマシンによって所定深度の地盤
を掘削しながら、その後方で、多数のセグメントを順次
接合して円筒状のトンネル壁体を構築していくいわゆる
シールド工法は、トンネル工法の主流をなしてきてい
る。このときに用いるセグメントとしては、鉄筋コンク
リート製、スチール製等があり、その形状は、平らな版
状のセグメントが一般的であったが、最近では、台形を
２つ重ねたような形状の凸形セグメント等、色々な異形
セグメントが提案されている。

【０００３】図８及び図９は、シールド工法によりセグ
メント１を多数組んで円筒上のトンネル壁体２を構築し
ている状態のそれぞれ斜視図、単体の正面図である。こ
れらの図において、矢印（イ）は、図示せぬシールドマ
シンの推進方向すなわちトンネルの構築方向（前方）を
指している。

【０００４】これらの図において、凸型セグメント１
は、鉄筋コンクリート製で、台形状の本体部５の上に、
これより小さい台形状のキー部７が突出した形状をして
いる。本体部５及びキー部７とからなる凸型セグメント
１は、トンネル壁体２の周方向に線対称をなし（対称線
Ｌ１）ている。また、凸型セグメント１は、トンネル壁
体の軸方向（前後方向）に相当する幅方向の中心線Ｌ２
を境にして、本体部５とキー部７とが一体化されて形成
されており、本体部５は、前記軸方向一端側１１から前
記中心線Ｌ２に向かい、周方向両端が漸次狭まっていく
台形状に形成された嵌合凸部１７とされている。

【０００５】キー部７は、本体部５の周方向中央部から
前記他端部方向に向かい、周方向両端が漸次狭まってい
く台形状に形成されている。本体部５とキー部７双方の
周方向両端面の傾斜面２１、２３は、互いに同角度（例
えばθ＝７５度前後）で傾斜しており、キー部７の傾斜
面と本体部５の中心線Ｌ２に一致する中心接合端面とに
より、本体部５の嵌合凸部１７が嵌合する内隅状の嵌合
段部３１が形成されている。

【０００６】図１０及び図１１は、シールド工法により
他の形状の凸型セグメント５１を多数組んで円筒上のト
ンネル壁体５２を構築している状態のそれぞれ斜視図、
及び単体の正面図である。これらの図において、矢印
（イ）は、図示せぬシールドマシンの推進方向すなわち
トンネルの構築方向（前方）を指している。

【０００７】これらの図において、セグメント（凸形セ
グメント）５１は、鉄筋コンクリート製で、逆台形状の
本体部５５の上に、これより小さい台形状のキー部５７
が突出した形状をしている。本体部５５及びキー部５７
とからなる凸型セグメント５１は、トンネル壁体の周方
向に線対称をなし（対称線Ｌ１）ている。また、セグメ
ント５１は、トンネル壁体の軸方向（前後方向）に相当
する幅方向の中心線Ｌ２を境にして、前方が本体部５５
と後方がキー部５７とが一体化されて形成されている。

【０００８】本体部５５は、前記軸方向一端側６１から
前記中心線Ｌ２に向かい、周方向両端が漸次広まってい
く台形状に形成された嵌合凸部６７とされている。キー
部５７は、本体部５５の周方向中央部から他端部方向に
向かい、周方向両端が漸次狭まっていく台形状に形成さ
れている。本体部５５とキー部５７双方の周方向両端面
の傾斜面７１、７３は、互いに反対方向に同角度（例え
ばθ＝７５度前後）で傾斜しており、キー部５７の傾斜
面と本体部５５の中心線Ｌ２に一致する中心接合端面と
により、本体部５５の嵌合凸部６７が嵌合する内隅状の
嵌合段部８１が形成されている。

【０００９】上記、２種類の凸形セグメント５１、５１
は、セグメント間継手面を円周方向に突出させて、作用
外力をトンネル円周方向に広い範囲で受け持たせるた
め、リング剛性が非常に高いという特徴をもつ。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような凸形セグメントは、外形輪郭形状に凸部、凹部の
双方が含まれるため、製造に手間がかかり、製造コスト
の増大という問題点があった。さらに、トンネルの孔を
掘削していく際に、ローリングによりトンネル掘削のた
めの推力が得られなくなるという問題点に対しては、上
記の凸形セグメントのみでは対応しにくいという問題点
もあった。本発明のトンネル壁体用凸形セグメントで
は、上記製造コストの削減とローリング防止という課題
を解決するために、以下に述べる手段を講じた。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のトンネル
壁体用セグメントにおいては、複数接合されて円筒状の
トンネル壁体を構成した状態で、トンネル壁体の軸方向
に相当する幅方向の中心線を境にした軸方向一端側の本
体部と他端側のキー部とを備えてなり、本体部は、前記
軸方向一端側から前記中心線に向かい、周方向両端が漸
次狭まっていく台形状に形成された嵌合凸部とされ、キ
ー部は、前記中心線から前記他端部方向に向かい、周方
向両端が漸次狭まっていく台形状に形成され、前記本体
部と前記キー部双方の前記周方向両端面の傾斜面は、互
いに同角度で傾斜しており、キー部の傾斜面と本体部の
前記中心線に一致する中心接合端面とにより、前記本体
部の前記嵌合凸部が嵌合する内隅状の嵌合段部が形成さ
れているトンネル壁体用セグメントにおいて、前記本体
部と前記キー部とが、別個のセグメントを接合して形成
されていることを特徴とする。

【００１２】このような構造をもつトンネル壁体用セグ
メントでは、前記本体部と前記キー部とが接合されて、
凸形セグメントを形成する。

【００１３】請求項２記載のトンネル壁体用セグメント
では、複数接合されて円筒状のトンネル壁体を構成した
状態で、トンネル壁体の軸方向に相当する幅方向の中心
線を境にした軸方向一端側の本体部と他端側のキー部と
を備えてなり、本体部は、前記軸方向一端側から前記中
心線に向かい、周方向両端が漸次広がっていく台形状に
形成された嵌合凸部とされ、キー部は、前記中心線から
前記他端部方向に向かい、周方向両端が漸次狭まってい
く台形状に形成されて、本体部とキー部双方の周方向両
端面の傾斜面は、互いに反対方向に同角度で傾斜してお
り、キー部の傾斜面と本体部の前記中心線に一致する中
心接合端面とにより、前記本体部の前記嵌合凸部が嵌合
する内隅状の嵌合段部が形成されているトンネル壁体用
セグメントにおいて、前記本体部とキー部とが、別個の
セグメントを接合して形成されていることを特徴とす
る。

【００１４】このような構造をもつトンネル壁体用セグ
メントにおいても、前記本体部とキー部とが接合され
て、凸形セグメントを形成する。

【００１５】請求項３記載のトンネル壁体用セグメント
では、請求項１または２記載のトンネル壁体用セグメン
トにおいて、前記本体部と前記キー部とは、前記本体部
と前記キー部との接合面に沿って、移動可能に固定され
ていることを特徴とする。

【００１６】このような構造をもつトンネル壁体用セグ
メントにおいては、前記本体部とキー部とが接合され
て、凸形セグメントを形成するとともに、本体部とキー
部の位置が相対移動し、前記凸形セグメントの形状が調
整される。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１乃至図３は、本発明の第１
の実施の形態を示す図であり、符号については、図と同
一箇所には同一符号を付してその説明を省略する。図１
は本発明のセグメント１を示しており、図２はセグメン
ト１を、複数接合されて円筒状のトンネル壁体２を構成
した状態である。

【００１８】図１に示すように、トンネル壁体２の周方
向に線対称（対称線Ｌ１）をなし、トンネル壁体の軸方
向に相当する幅方向の中心線Ｌ２を境にした軸方向一端
側の本体部５と他端側のキー部７とに分かれており、本
体部５は、前記軸方向一端側１１から前記中心線Ｌ２に
向かい、周方向両端が漸次狭まっていく台形状に形成さ
れた嵌合凸部１７とされている。

【００１９】キー部７は、本体部５の周方向中央部から
前記他端部方向に向かい、周方向両端が漸次狭まってい
く台形状に形成されている。本体部５とキー部７双方の
周方向両端面の傾斜面２１、２３は、互いに同角度（例
えばθ＝７５度）で傾斜しており、キー部７の傾斜面２
３と本体部５の中心線Ｌ２に一致する中心接合端面２５
とにより、本体部５の嵌合凸部１７が嵌合する内隅状の
嵌合段部３１が形成されている。

【００２０】上記本体部５とキー部７とは、図３に示す
ように、別個のセグメント（本体部５とキー部７）から
なり、ホルト３２により止められて一体化している。す
なわち、本体部５とキー部７との接合面には、凹部１８
が形成され、端部が本体部５とキー部７にそれぞれ埋設
されている２枚の板１９が重ね合わせられており、そこ
に貫通孔１９ａが形成されている。貫通孔１９ａには、
ボルト３２が貫通しており、ナット３３で両端がとめら
れて接合された状態になっている。

【００２１】上記セグメント１を用いてトンネル壁体２
を構築するには、まず本体部５とキー部７とをボルト３
２で止めて一体化し、セグメント１を形成する。

【００２２】次に、図１、２に示すように、１個のセグ
メント１の係合凸部１７を他のセグメント１の係合段部
３１と係合させて、周方向の端部に凹凸のない平坦なリ
ングＢを形成する。この場合、リングＢは、６個のセグ
メント１を互い違いに嵌合させて構成される。１個のリ
ングＢが形成されると、さらに、セグメント１を嵌合さ
せて次のリングＢを形成する。周方向のセグメント同士
の接合は、プレート状の金具を締結したり、貫通させた
長ボルトにより締結したりといった任意の継ぎ手手段に
よるものでよい。

【００２３】このような構造をもつトンネル壁体用セグ
メント１では、本体部５とキー部７の２つの台形のセグ
メントが接合されて、１体のセグメントを形成する。

【００２４】従って、２つの簡単な形状の（台形の）セ
グメントを接合させるだけで、凸型セグメントを形成す
ることができるため、従来の凸型セグメントの型枠と比
較して簡単な形状の型枠ですみ、型枠及びセグメントの
製造が容易になるとともに、製造コストも低減する。

【００２５】また、従来の凸型セグメントと同様に、セ
グメント間継ぎ手面を円周方向に突出させて、作用外力
をトンネル円周方向に広い範囲で受け持たせることがで
きるため、リング剛性が高くなる。さらに、接合後の凸
型セグメントは同一形状なので、同時施工が可能とな
り、工期が短縮し、工費が削減するという効果がある。

【００２６】図４乃至図５は、本発明の第２の実施の形
態を示す図である。これらの図において、セグメント５
１は、複数接合されて円筒状のトンネル壁体５２を構成
した状態で、トンネル壁体５２の周方向に線対称をな
し、トンネル壁体５２の軸方向に相当する幅方向の中心
線Ｌ２を境にした軸方向一端側の本体部５５と他端側の
キー部５７とに分かれている。

【００２７】図５に示すように、本体部５５は、軸方向
一端側から中心線Ｌ２に向かい、周方向両端が漸次広が
っていく台形状に形成された嵌合凸部６７とされてい
る。キー部５７は、本体部５５の周方向中央部から他端
部方向に向かい、周方向両端が漸次狭まっていく台形状
に形成されている。本体部５５とキー部５７双方の周方
向両端面の傾斜面７１、７３は、互いに反対方向に同角
度で（例えばθ＝７５度前後）傾斜しており、キー部５
７の傾斜面７３と本体部５５の中心線Ｌ２に一致する中
心接合端面７５とにより、本体部５５の嵌合凸部６７が
嵌合する内隅状の嵌合段部８１が形成されている。そし
て、図示しないが、図３と同様に本体部５５とキー部５
７とは別個のセグメントからなり、これらが、ボルト３
２により止められて一体化している。上記セグメント５
１を用いてトンネル壁体２を構築する方法は、第１の実
施の形態の場合と同様である。

【００２８】次に、図４に示すように、１個のセグメン
ト５１の嵌合凸部６７を他の凸形セグメント５１の嵌合
段部８１に合わせて、両部分を互いに嵌合させながら周
方向にジグザグ状のリングＢを組む。この場合、リング
Ｂは、６個の凸型セグメントで形成される。リングＢの
前面には、本体部５５と本体部５５の間の凹所９１によ
り、凹凸が形成される。凹所９１はキー部５７と同一形
状、同一寸法となる。

【００２９】シールドマシンの推進に伴って次のリング
を接合していくには、リングＢの前方にできた凹所９１
にキー部５７を嵌合させながら対向する接合端面同士を
組み合わせて周方向に据え付けていく。以上を繰り返し
て多数のセグメント５１を円筒状に据え付けてトンネル
壁体５２を構築する。

【００３０】なお、セグメント５１同士の接合は、プレ
ート状の金具を締結したり、貫通させた長ボルトを締結
したりといった、任意の継ぎ手手段によるものでよい。
このような構造をもつトンネル壁体用凸型セグメント５
１では、本体部５５とキー部５７の２つの台形のセグメ
ントが接合されて、１個のセグメントを形成する。

【００３１】また、構築したトンネル壁体５２では、リ
ングＢ上で周方向にジグザグ上に凸型セグメント５１が
組まれる。従って、本発明のセグメントにおいては、従
来の凸型セグメントの場合と同様に、軸方向はもとよ
り、径方向に生じるせん断力にもきわめて強い優れた剛
性をもつトンネル壁体を構築することができる。

【００３２】さらに、このようなセグメントでは、２つ
の簡単な形状の（台形の）セグメントを接合させるだけ
で、セグメントを形成することができるため、従来の凸
型セグメントの型枠と比較して簡単な形状の型枠です
み、型枠及びセグメントの製造が容易になるとともに、
製造コストも低減する。周方向に組まれるリング自体が
ジグザグ上になって隣合うリング間の目地が千鳥状にな
り、従って軸方向はもとより、径方向に生じるせん断に
もきわめて強い優れたトンネル壁体を構築することがで
きる。

【００３３】また、シールドマシンは通常組み立てたリ
ングに反力をとって推進させるが、その際に各セグメン
ト５１が受ける力は、方向の異なる３面、すなわちキー
部５７の後方接合端面７７、キー部５７の傾斜面７３及
び本体部５５の中心接合端面７５にかかることになる。
その結果、シールドマシンの推進力が安定して得られ
る。

【００３４】次に本発明の第３の実施の形態を示す。図
６は、本発明のセグメントの正面図である。セグメント
１０１は、本体部１０３とキー部１０５を接合して形成
されている。

【００３５】図７に示すように、本体部１０３とキー部
１０５とは、ボルト１１５により上記第１叉は第２の実
施の形態の場合と同様に板１０７及び１１１を挟んで接
合されているが、ボルト１１５を貫通させる貫通孔のう
ち、いずれか一方または双方の貫通孔１２１ａまたは１
２１ｂが長孔になっている。

【００３６】このような構成をもつセグメントでは、本
体部１０３とキー部１０５とは、接合面に沿って図６の
矢印に示すように、相対移動する。従って、セグメント
１０１を多数組み立てて、トンネル壁体を形成する際に
生じる凸型セグメント同士の接合面のずれ等を本体部１
０３とキー部１０５との相対移動により調整することが
できる。また、トンネル形成時のローリングの影響を相
対移動により調整することも可能である。

【００３７】

【発明の効果】本発明のセグメントによれば、次のよう
な効果を奏する。すなわち、請求項１記載のセグメント
においては、２つの簡単な形状（台形）の別個のセグメ
ントを接合させるだけで、従来の凸型セグメントを同じ
形状のセグメントを形成することができるため、従来の
凸型セグメントの型枠と比較して簡単な形状の型枠です
み、型枠及びセグメントの製造が容易になるとともに、
製造コストも低減する。また、従来の凸型セグメントと
同様に、セグメント間継ぎ手面を円周方向に突出させ
て、作用外力をトンネル円周方向に広い範囲で受け持た
せることができるため、リング剛性が高くなる。さら
に、接合後のセグメントは従来の凸型セグメントと同一
形状なので、同時施工が可能となり、工期が短縮し、工
費が削減するという効果がある。の場合と同様に、軸方
向はもとより、径方向に生じるせん断力にもきわめて強
い優れた剛性をもつトンネル壁体を構築することができ
る。

【００３８】請求項２記載のセグメントにおいては、請
求項１記載のセグメントと同様の効果が得られるととも
に、周方向に組まれるリング自体がジグザグ上になって
隣合うリング間の目地が千鳥状になり、従って軸方向は
もとより、径方向に生じるせん断にもきわめて強い優れ
たトンネル壁体を構築することができる。さらにシール
ドマシンの推進力が安定して得られる。

【００３９】請求項３記載のセグメントにおいては、上
記の効果に加えて、セグメントを多数組み立てて、トン
ネル壁体を形成する際に生じる凸型セグメント同士の接
合面のずれ等を調整することができる。さらに、トンネ
ル形成時のローリングの影響を相対移動により調整する
ことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態として示したセグ
メントの正面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態として示したセグ
メントを接合させて組み立てたトンネル壁体の斜視図で
ある。

【図３】本発明の第１の実施の形態として示したセグ
メントの背面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態として示したセグ
メントを接合させて組み立てたトンネル壁体の斜視図で
ある。

【図５】本発明の第２の実施の形態として示したセグ
メントの正面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態として示したセグ
メントの正面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態として示したセグ
メントの本体部とキー部との接合部分の概略断面図であ
る。

【図８】従来の凸型セグメントを接合させて組み立て
たトンネル壁体の斜視図である。

【図９】従来の凸型セグメントの正面図である。

【図１０】従来の凸型セグメントを接合させて組み立
てたトンネル壁体の斜視図である。

【図１１】従来の凸型セグメントの正面図である。

【符号の説明】

１…凸型セグメント、２…トンネル壁体、Ｌ２…中心
線、５…本体部、７…キー部、１７…嵌合凸部、２１、
２３…傾斜面、２５…中心接合端面、３１…嵌合段部、
Ｂ…リング、５１…セグメント、５２…トンネル壁体、
５５…本体部、５７…キー部、６７…嵌合凸部、７１、
７３…傾斜面、７５…中心接合端面、８１…嵌合段部、
９１…凹所、１０１…セグメント、１０３…本体部、１
０５…キー部、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白石浩司大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番２号株式会社奥村組内 (72)発明者染谷洋樹東京都中央区八重洲２丁目６番21号石川島建材工業株式会社内 (72)発明者橋口彰夫東京都中央区八重洲２丁目６番21号石川島建材工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数接合されて円筒状のトンネル壁体を
構成した状態で、トンネル壁体の軸方向に相当する幅方
向の中心線を境にした軸方向一端側の本体部と他端側の
キー部とを備えてなり、本体部は、前記軸方向一端側から前記中心線に向かい、
周方向両端が漸次狭まっていく台形状に形成された嵌合
凸部とされ、キー部は、前記中心線から前記他端部方向に向かい、周
方向両端が漸次狭まっていく台形状に形成され、前記本体部と前記キー部双方の前記周方向両端面の傾斜
面は、互いに同角度で傾斜しており、キー部の傾斜面と本体部の前記中心線に一致する中心接
合端面とにより、前記本体部の前記嵌合凸部が嵌合する
内隅状の嵌合段部が形成されているトンネル壁体用セグ
メントにおいて、前記本体部と前記キー部とが、別個のセグメントを接合
して形成されていることを特徴とするトンネル壁体用セ
グメント。
【請求項２】複数接合されて円筒状のトンネル壁体を
構成した状態で、トンネル壁体の軸方向に相当する幅方
向の中心線を境にした軸方向一端側の本体部と他端側の
キー部とを備えてなり、本体部は、前記軸方向一端側から前記中心線に向かい、
周方向両端が漸次広がっていく台形状に形成された嵌合
凸部とされ、キー部は、前記中心線から前記他端部方向に向かい、周
方向両端が漸次狭まっていく台形状に形成されて、本体部とキー部双方の周方向両端面の傾斜面は、互いに
反対方向に同角度で傾斜しており、キー部の傾斜面と本体部の前記中心線に一致する中心接
合端面とにより、前記本体部の前記嵌合凸部が嵌合する
内隅状の嵌合段部が形成されているトンネル壁体用セグ
メントにおいて、前記本体部とキー部とが、別個のセグメントを接合して
形成されていることを特徴とするトンネル壁体用セグメ
ント。
【請求項３】請求項１または記載のトンネル壁体用セ
グメントにおいて、前記本体部と前記キー部とは、前記
本体部と前記キー部との接合面に沿って、移動可能に固
定されていることを特徴とするトンネル壁体用セグメン
ト。