JPH11131987A - セグメントの継手構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメント継手部において強度上の欠点を無
くし、品質や接合強度を高めるとともに、組立作業を容
易に行う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】 一方のセグメント１にインサート金具３
を埋設し、他方のセグメント１には、その端面から定め
られた寸法離間した位置に形成した凹部１０と接合端面
との間にシース８を埋設するとともに、凹部１０の内周
面にプレート９を配設した。そして、ネジ部材１６をシ
ース８に挿通させ、その一端をインサート金具３に螺着
させ、他端をナット１８でプレート９に定着させる構成
とした。さらに、ピース間の継手部では溝間に調芯棒を
挟み込み、リング間の継手部では調芯ピンと調芯穴とを
嵌合させることによって調芯する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にシールドトン
ネルを構築するため、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、シール
ド掘削機で地山を掘削しつつ、シールド掘削機のスキン
プレート内で、複数のセグメントを、構築すべきトンネ
ルの周方向（これを「ピース間」という）と、トンネル
の延長方向（これを「リング間」という）とで互いに接
合していくことによってトンネルを構築していく工法で
ある。

【０００３】セグメントを互いに接合するに際しては、
ボルト・ナットを用いた継手構造が従来より多用されて
いる。そして、ボルト・ナットを取り付けるために、双
方のセグメントの端部には、いわゆるボルトボックスと
称される空間が形成されている。

【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、ボルトボックスは、セグメン
トのコンクリート部の断面欠損となるため、その強度に
影響を及ぼし、その数が多かったり大きさが大きくなる
と強度上好ましくないという問題がある。しかも、ボル
トボックスは一般にセグメントの端部に位置するもので
あるため、この部分には鉄筋を連続して配筋することが
できず、これによってもこの部分が強度上の欠点とな
り、セグメントの欠けの発生などを招くことがある。さ
らに、セグメントの接合完了後にはモルタル等の充填材
でボルトボックスを埋める必要があり、これに手間とコ
ストがかかるという問題がある。また、ボルトボックス
にはセグメント接合端面に鋼製の継手プレート等が設け
られているが、このような金具が表面に露出するのは防
食面や強度面で不利になる。

【０００５】近年、上記ボルトボックスを用いた場合に
伴う問題を解決するため、一方のセグメントの端部にイ
ンサート金物を埋設しておき、このインサート金物にボ
ルトを締結することによってセグメントどうしを接合す
る継手構造が用いられ始めている。しかしながら、イン
サート金物を用いる場合においては、インサート金物が
セグメントに埋設固定されているので、他方のセグメン
ト側からボルトをインサート金物に挿入するには、双方
のセグメントを従来よりも高い精度で芯合わせする必要
がある。このため、セグメントの位置決め等に手間がか
かり、セグメント組立に時間がかかってしまうという問
題が伴う。

【０００６】これに対応するため、構築すべきトンネル
の延長方向において互いに前後するセグメントどうし、
いわゆるリング間の芯合わせを容易にする調芯機構が開
発されている。これは、既に組立の完了したセグメント
の端面と、新たに組み付けるセグメントのいずれか一方
に、先端に向けてその断面寸法が漸次小さくなるテーパ
状の調芯ピンを設け、他方にこの調芯ピンに嵌合する調
芯穴を設けたものとなっている。そして、セグメントを
組み付けるに際してはテーパ状の調芯ピンと調芯穴とを
はめ合わせることによって、セグメントどうしをリング
間で精度良くかつ容易に芯合わせできる構造となってい
る。

【０００７】ところが、このような調芯機構を備えたセ
グメントの継手構造を採用することによって、リング間
でのセグメントどうしの芯合わせは容易に行うことが可
能となったものの、リング間とピース間とでそれぞれ互
いに隣接するセグメントどうしの芯合わせを同時に行う
ことはできない。このために、ピース間の接合にはイン
サート金物を用いることが困難となっており、依然とし
てボルト・ナットを用いているのが現状で、前記したよ
うな問題を完全に解決したとは言えなかった。

【０００８】本発明は以上のような点を考慮してなされ
たもので、セグメント継手部において強度上の欠点を無
くし、品質や接合強度を高めるとともに、組立作業を容
易に行う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。

【０００９】

【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セグメントの継手構造であって、互
いに隣接するセグメントどうしのうち、一方のセグメン
トには、雌ねじ部の形成されたインサート部材がその端
部を前記セグメントの端面に臨ませて埋設され、他方の
セグメントには、その端面から定められた寸法離間した
位置に凹部が形成され、該凹部と前記端面との間には筒
状部材が埋設されるとともに、前記凹部の前記筒状部材
側の内周面には補強プレートが配設された構成とされ
て、これら双方のセグメントが、一端を前記一方のセグ
メントのインサート部材に螺着させ、かつ前記他方のセ
グメントの筒状部材を挿通させてその他端を前記補強プ
レートに定着させたネジ部材によって、互いに接合され
てなり、前記トンネルの周方向において互いに隣接する
前記セグメントのそれぞれには、その接合端面に前記ト
ンネルの軸線方向に延在する溝が形成されて、これら互
いに対向する前記接合端面の前記溝間には前記軸線方向
に延在する調芯部材が挟み込まれていることを特徴とし
ている。

【００１０】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、前記ネジ部材はその両端
にネジ部が形成されてなり、かつ前記補強プレート側に
はナットが螺着されていることを特徴としている。

【００１１】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、前記トンネルの
延長方向において互いに前後するセグメントの一方に
は、その接合端面に前方または後方に向けて突出する調
芯ピンが設けられ、他方のセグメントの接合端面には、
前記調芯ピンに嵌合する調芯穴が形成され、これら双方
のセグメントの継手部において、前記一方のセグメント
の調芯ピンと前記他方のセグメントの調芯穴とが嵌合す
る構成とされていることを特徴としている。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３
のいずれかに記載のセグメントの継手構造において、前
記一方のセグメントには複数本の前記インサート部材が
一体化されて埋設され、前記他方のセグメントには前記
筒状部材が前記各インサート部材に対応した位置に埋設
されていることを特徴としている。

【００１３】請求項５に係る発明は、請求項１ないし４
のいずれかに記載のセグメントの継手構造において、せ
ん断補強筋が前記インサート部材に接してまたは近傍に
埋設されていることを特徴としている。

【００１４】請求項６に係る発明は、請求項１ないし５
のいずれかに記載のセグメントの継手構造において、前
記ネジ部材の前記補強プレート側の端部には、該ネジ部
材を回すための工具をかける回転保持部が形成されてい
ることを特徴としている。

【００１５】請求項７に係る発明は、請求項６記載のセ
グメントの継手構造において、前記回転保持部が断面多
角形形状の凸部または凹部であることを特徴としてい
る。

【００１６】請求項８に係る発明は、請求項６記載のセ
グメントの継手構造において、前記回転保持部が複数の
穴であることを特徴としている。

【００１７】請求項９に係る発明は、請求項１ないし８
のいずれかに記載のセグメントの継手構造において、互
いに隣接するセグメントどうしの接続部に配されるイン
サート部材、筒状部材、補強プレート、ネジ部材等が、
耐食性を有した材料で形成されていることを特徴として
いる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るセグメントの
継手構造の第一ないし第三の実施の形態を、図１ないし
図１２を参照して説明する。

【００１９】［第一の実施の形態］図１に示すように、
プレキャストコンクリート製の各セグメント１には、そ
の四方に、該セグメント１を他のセグメント１とリング
間で接合するための接合端面２Ａ，２Ｂと、ピース間で
接合するための接合端面２Ｃ，２Ｄとが形成されてい
る。

【００２０】リング間の継手部となる接合端面２Ａ，２
Ｂのうち、切羽側となる接合端面２Ａには、所定の位置
に複数のインサート金具（インサート部材）３が設置さ
れており、坑口側となる接合端面２Ｂには、ボルトブラ
ケット４が形成されている。さらに、これら接合端面２
Ａ，２Ｂには、それぞれ後述する調芯ピンを挿入するた
めの略円錐状の調芯穴５が形成されている。

【００２１】図２に示すように、インサート金具３は、
所定長の鋼棒の端部にネジ穴（雌ねじ部）６が形成され
たもので、このネジ穴６を接合端面２Ａに臨ませて埋設
されている。さらにこのインサート金具３には、せん断
補強筋７が一体に溶接されている。図３に示すように、
このせん断補強筋７は、その両端部７ａが略Ｕ字状とさ
れており、アンカー筋としての機能を果たすとともに、
セグメント１の端部のひび割れ防止等の補強筋としても
機能するようになっている。なお、せん断補強筋７は、
必ずしもインサート金具３に一体に溶接しなくとも良
く、例えばインサート金具３に接するように設けたり、
あるいはインサート金具３の近傍に位置させて設けるよ
うにしても良い。

【００２２】図２に示したように、ボルトブラケット４
は、ボルトを挿通させるための所定長を有した鋼製で筒
状のシース（筒状部材）８と、このシース８の一端に一
体に設けられた鋼製のプレート（補強プレート）９とか
ら形成されている。そして、セグメント１の接合端面２
Ｂ側の端部には、接合端面２Ｂから所定寸法離間した位
置に凹部１０が形成されている。この凹部１０は、後述
するようにナットおよびワッシャーをネジ部材の端部に
ねじ込めるだけの最小限の大きさがあれば良く、従来の
いわゆるボルトボックスのようにボルトを挿入できるだ
けの大きさを有する必要はない。

【００２３】このようなボルトブラケット４は、シース
８の一端を接合端面２Ｂに臨ませ、かつ凹部１０のシー
ス８側の内周面にプレート９を位置させて埋設されてい
る。さら図２および図４に示すように、シース８の周囲
には、セグメント１の端部のひび割れ防止等のため、せ
ん断補強筋１１が配筋されている。ところで、図２にお
いて、符号１２に示すものは、セグメント１を構成する
構造用鉄筋である。

【００２４】図２および図５に示すように、このような
セグメント１どうしをリング間で接合するには、一方の
セグメント１Ａ（この場合切羽側）の接合端面２Ａと、
他方のセグメント１Ｂの接合端面２Ｂとを突き合わせ
る。このとき、図５に示したように、一方の接合端面２
Ｂの各調芯穴５には、その中心部から両端部に向けてそ
れぞれ径が漸次小さくなる円錐台状の調芯ピン１５を接
着剤等で装着し、接合端面２Ｂから突出させる。そし
て、セグメント１Ｂ側の調芯ピン１５に、セグメント１
Ａの接合端面２Ａに形成されている各調芯穴５を嵌合さ
せることによって、セグメント１Ａと他方のセグメント
１Ｂとを調芯（芯合わせ）する構成となっている。

【００２５】そして、図２に示したように、両端部に雄
ネジ部１６ａ，１６ｂが形成された所定長のネジ部材１
６を用い、一端側の雄ネジ部１６ａを一方のセグメント
１Ａのインサート金具３のネジ穴６にねじ込み、他端側
の雄ネジ部１６ｂをボルトブラケット４のシース８に挿
通させて凹部１０内に露出させ、これにワッシャー１７
およびナット１８を螺着させて、プレート９に定着させ
ることによって双方のセグメント１Ａ，１Ｂを接合する
ようになっている。

【００２６】また、図６に示すように、セグメント１の
ピース間の継手部となる接合端面２Ｃ，２Ｄには、イン
サート金具（インサート部材）２０とボルトブラケット
２１とがそれぞれ形成されている。

【００２７】インサート金具２０は、二本のインサート
部材２２がジョイント部２３によって一体化されたもの
で、その後端部側には、各インサート部材２２と直交す
るアンカープレート２４が一体に設けられている。各イ
ンサート部材２２には、その端部に所定長のネジ穴（雌
ねじ部）２５が形成されている。そしてこのインサート
金具２０は、各ネジ穴２５を接合端面２Ｃ（または２
Ｄ）に臨ませ、かつインサート部材２２，２２がセグメ
ント１の厚さ方向に沿って並ぶよう埋設されている。

【００２８】ボルトブラケット２１は、二本一対で所定
長を有した鋼製で筒状のシース（筒状部材）２６，２６
と、これらシース２６，２６の一端に一体に設けられた
鋼製のプレート（補強プレート）２７とから構成されて
いる。このボルトブラケット２１は、前記リング間の接
合端面２Ｂに設けられたボルトブラケット４（図２参
照）と同様、シース２６，２６の一端を接合端面２Ｄ
（または２Ｃ）に臨ませ、かつ接合端面２Ｄ（または２
Ｃ）から所定寸法の位置に形成された凹部２８の内周面
にプレート２６を位置させて埋設されている。なお、こ
の図において符号１２で示すものは、ボルトブラケット
４を補強する補強鉄筋である。

【００２９】また、このセグメント１のピース間の接合
端面２Ｃ，２Ｄには、それぞれ、トンネルの延長方向に
延在する断面視半円形の溝３０が形成されている。

【００３０】このようなセグメント１をピース間で接合
するためには、一方のセグメント１Ｂの接合端面２Ｃの
溝３０Ａに、所定長を有した断面視円形の調芯棒（調芯
部材）３１を接着剤等で取り付け、他方のセグメント１
Ｃの接合端面２Ｄの溝３０Ｂをこの調芯棒３１にはめこ
むようにする。これによって、セグメント１Ｂ，１Ｃの
ピース間での芯合わせを行うようになっている。さら
に、接合端面２Ａ，２Ｂ間の接合構造（図２参照）と同
様、両端部に雄ネジ部１６ａ，１６ｂが形成された所定
長のネジ部材１６を用い、一端側の雄ネジ部１６ａを一
方のインサート金具２０の各ネジ穴２５にねじ込み、他
端側の雄ネジ部１６ｂをボルトブラケット２１のシース
２６を挿通させて凹部２８内に露出させ、これにワッシ
ャー１７およびナット１８を螺着させてプレート９に定
着させることによって双方のセグメント１Ｂ，１Ｃを接
合するようになっている。

【００３１】次に、このようなセグメント１を組み付け
る方法について説明する。図５において、セグメント１
Ａ，１Ａ，…は、既にリング状に組み付けの完了したも
のである。

【００３２】このようなセグメント１Ａ，１Ａ，…に、
新たにセグメント１Ｂを組み付けるに際しては、まず、
組み立てようとしているセグメント１Ｂの接合端面２Ｂ
の各調芯穴５に調芯ピン１５を接着剤等で装着する。さ
らに、図２に示したように、接合端面２Ｂの各ボルトブ
ラケット４のシース８（図２参照）内にネジ部材１６を
セットし、ワッシャー１７およびナット１８を取り付け
ておく。必要に応じ、ネジ部材１６の接合端面２Ｂから
の飛び出し防止のための処置として、ネジ部材１６とシ
ース８との間にゴムリング等を取り付けても良い。

【００３３】次いで、図５に示したように、調芯ピン１
５を装着したセグメント１Ｂをセグメント１Ａに向けて
押し出し、セグメント１Ｂ側の調芯ピン１５をセグメン
ト１Ａ側の接合端面２Ａの各調芯穴５にはめ込む。する
と、調芯ピン１５と調芯穴５とがそれぞれテーパ状とな
っているので、組み付けるセグメント１Ｂがセグメント
１Ａに対して自動的に芯合わせされることとなる。

【００３４】続いて、図２に示したように、セグメント
１Ｂの接合端面２Ｂと、セグメント１Ａの接合端面２Ａ
とを当接させた状態で、セグメント１Ｂ側のシース８内
にセットしておいたネジ部材１６の雄ネジ部１６ａをイ
ンサート金具３のネジ穴６にねじ込み、さらにナット１
８を締め付ける。これによって、リング状に組み立てら
れているセグメント１Ａ，１Ａ，…に、セグメント１Ｂ
がリング間で接合された状態となる。

【００３５】次に、図７に示すように、セグメント１Ｂ
に対して周方向に隣接する位置にセグメント１Ｃをピー
ス間で接合するには、まず、セグメント１Ｂの接合端面
２Ｃの溝３０に調芯棒３１を接着剤等で装着しておく。
また、図６に示したように、セグメント１Ｂ，１Ｃの接
合端面２Ｃ，２Ｄの各ボルトブラケット２１のシース２
６、およびセグメント１Ｂの接合端面２Ｂに位置する各
ボルトブラケット４のシース８（図２参照）には、それ
ぞれネジ部材１６をセットしておく。

【００３６】そして、図７に示したように、セグメント
１Ｃを、セグメント１Ａの接合端面２Ａから所定寸法離
間した位置（セグメント１Ａの接合端面２Ａが、セグメ
ント１Ｃの接合端面２Ｂに装着された調芯ピン１５に接
触しない位置）まで接近させる。そして、このセグメン
ト１Ｃをトンネルの周方向に移動させて、隣接するセグ
メント１Ｂに向けて接近させる。すると、セグメント１
Ｃの接合端面２Ｄに形成されている溝３０に、このセグ
メント１Ｂの接合端面２Ｃに取り付けられた調芯棒３１
がはまりこみ、これによってセグメント１Ｃを、セグメ
ント１Ｂに対してトンネルの径方向に芯合わせすること
ができ、すなわちピース間の芯合わせをすることができ
る。

【００３７】この後は、調芯棒３１を溝３０にはめ込ん
だままの状態で、セグメント１Ｃをセグメント１Ａ側に
向けて押し出す。すると、セグメント１Ｃは、接合端面
２Ｄの溝３０がセグメント１Ｂの調芯棒３１にガイドさ
れて、トンネル径方向の位置がずれることなく押し出さ
れるようになっている。そして、セグメント１Ｃの接合
端面２Ｂの調芯ピン１５を、セグメント１Ａの接合端面
２Ａに形成されている各調芯穴５にはめ込む。これによ
り、セグメント１Ｃは、セグメント１Ａに対して調芯ピ
ン１５によってリング間で芯合わせされ、セグメント１
Ｂに対して調芯棒３１および溝３０によってピース間で
芯合わせされたことになる。

【００３８】この後は、図２および図６に示したよう
に、各ボルトブラケット４および２１にセットしておい
たネジ部材１６を、対向するインサート金具３または２
０にねじ込み、さらにナット１８を締め付けることによ
って、このセグメント１Ｃをセグメント１Ａ，１Ｂに対
してリング間・ピース間で接合することができる。

【００３９】しかる後には、上記作業を繰り返して、セ
グメント１を順次ピース間で接合していき、リング状に
組み立てていく。

【００４０】上述したセグメント１の継手構造では、リ
ング間、およびピース間で互いに隣接するセグメント
１，１どうしのうち、一方のセグメント１にはインサー
ト金具３または２０が埋設され、他方のセグメント１に
は、その端面から定められた寸法離間した位置に凹部１
０または２８が形成され、凹部１０，２８と接合端面と
の間にはシース８，２６が埋設されるとともに、凹部１
０，２８のシース８，２６側の内周面にはプレート９，
２７が配設された構成となっている。そして、両端に雄
ネジ部１６ａ，１６ｂが形成されたネジ部材１６をシー
ス８，２６に挿通させ、その一端をインサート金具３，
２０に螺着させ、他端をナット１８でプレート９，２７
に定着させることによってこれら双方のセグメント１，
１が互いに接合された構成となっている。これにより、
従来のボルトボックスを無くすことができ、セグメント
１の端面に鋼製の継手プレート等が露出することもな
く、防食面や強度面で有利となる。しかも、凹部１０，
２８を接合端面２Ｂ，２Ｃ，２Ｄから所定寸法離間した
位置に形成することによって、セグメント１の端部に鉄
筋を連続して配筋することができ、強度上の欠点を無く
し、セグメント１の欠けの発生等を防止することができ
る。

【００４１】さらに、両端部に雄ネジ部１６ａ，１６ｂ
が形成されたネジ部材１６を用い、施工時にこれを予め
シース８に挿通させておくことによって、凹部１０はナ
ット１８をネジ部材１６にねじ込むだけのスペースがあ
れば良く、その大きさを最小限とすることができる。こ
れによりセグメント１のコンクリート部の断面欠損を最
小限として、強度への影響を小さくすることができ、ま
た、セグメント１の接合完了後にモルタル等の充填材で
凹部１０を埋める手間とコストについても最低限に抑え
ることができる。

【００４２】加えて、セグメント１の組立後においても
ネジ部材１６を交換することができるので、ナット１８
のみの交換も可能である。したがって、鉄道用のトンネ
ルを構築する場合等には、セグメント１を組み立てた後
に、ナット１８を一旦取り外し、ここに吊り金具等を取
り付けることも可能であり、吊り金具等の取付を容易に
行うことが可能となる。

【００４３】また、セグメント１，１のピース間の継手
部には、接合端面２Ｃ，２Ｄに溝３０がそれぞれ形成さ
れ、これら互いに対向する接合端面２Ｃ，２Ｄの溝３
０，３０間に調芯棒３１が挟み込まれた構成となってい
る。そして、セグメント１，１のリング間の継手部とな
る接合端面２Ａ，２Ｂには、一方に調芯ピン１５が設け
られ、他方に調芯穴５が形成され、これら調芯ピン１５
と調芯穴５とが嵌合する構成となっている。これによ
り、セグメント１の組み付けに際しては、調芯部材３１
を溝３０にはめた後、このセグメント１を既にリング状
に組立の完了したセグメント１，１，…に向けてスライ
ドさせて、調芯ピン１５と調芯穴５とをはめ合わせるこ
とによって、ピース間の芯合わせとリング間の芯合わせ
とを一度に行うことが可能となり、セグメント組立作業
の省力化と効率化を図ることができる。そして、これに
より、リング間だけでなくピース間のセグメント１の接
合にもインサート金物２０を用いることが可能となる。
しかも、このようなセグメント１の製作時には外方に突
出するものを形成することなく溝３０のみを形成すれば
良く、セグメント型枠の製作コストの上昇を抑えること
ができる。

【００４４】さらに、ピース間の継手部においては、イ
ンサート金具２０が、二本一対のインサート部材２２を
ジョイント部２３で一体化した構成となっている。これ
により、インサート金具２０を剛性の高いものとするこ
とができる。

【００４５】また、リング間の継手部においては、イン
サート金具３にせん断補強筋１１が一体に配筋された構
成となっている。これにより、セグメント１の端部にお
けるひび割れの発生などを防止することができる。

【００４６】ところで、上記セグメント１の継手構造に
おける曲げ試験を行ったのでその結果を以下に示す。図
８に示すように、試験は、２枚のセグメント１，１をピ
ース間で接合し、その両端部はフリーとしておき、その
継手部の両側の２カ所（図中Ｐ）に一分当たり０．４ｔ
ｏｎピッチで載荷していった。そして、そのときの鉛直
変位（たわみ）、水平変位、継手の開き、コンクリート
およびアンカー鉄筋の歪み、ひび割れ発生状況、破壊荷
重値等を測定した。

【００４７】その結果、継手の回転角と曲げモーメント
との関係は、図９の示すようになった。この結果、継手
の回転バネ定数Ｋｍは、正曲げで、 Ｋｍ１＝３８３５ ｔ・ｍ／ｒａｄ となる。これに対して、同様の条件で試験を行った従来
の短ボルト（通常の継手板を有したボルトボックス＋ボ
ルト・ナット接合）を用いた継手構造では、正曲げで、 Ｋｍ１＝２６００ ｔ・ｍ／ｒａｄ となり、上記セグメント１の継手構造では従来に比較し
て曲げ剛性が約４８％向上した。

【００４８】［第二の実施の形態］次に、本発明にかか
るセグメントの継手構造の第二の実施の形態を示す。こ
こでは、前記第一の実施の形態におけるネジ部材１６に
代えて、他のネジ部材を採用する場合の例について説明
する。なお、以下に説明する第二の実施の形態と前記第
一の実施の形態とでは、ネジ部材の構成が異なるのみで
他の構成については同様であるため、相違点についての
み説明し、共通する構成についてはその説明を省略す
る。

【００４９】図１０（ａ）に示すように、ネジ部材３６
は、前記ネジ部材１６（図２参照）と同様、両端部に雄
ネジ部３６ａ，３６ｂが形成されており、一端側の雄ネ
ジ部３６ａを一方のセグメント１Ａのインサート金具３
のネジ穴６にねじ込み、他端側の雄ネジ部３６ｂをボル
トブラケット４のシース８に挿通させて凹部１０内に露
出させ、これにワッシャー１７およびナット１８を螺着
させて、プレート９に定着させることによって双方のセ
グメント１Ａ，１Ｂを接合するようになっている。図１
０（ａ）および（ｂ）に示すように、このネジ部材３６
には、他端側の雄ねじ部３６ｂの端部に、例えば断面視
六角形状の凸部３７が形成されている。

【００５０】このようなネジ部材３６を用いることによ
って、前記第一の実施の形態における効果と同様の効果
を得ることが可能であり、さらに加え、レンチ等の工具
を凸部３７にかけることによってでネジ部材３６を回す
ことができるので、例えばネジ部材３６をインサート金
具３に挿入するときに微妙な調整を容易に行うことがで
き、また一旦締結したネジ部材３６に損傷等があった場
合にも容易にこれをゆるめて交換することができ、結果
的にセグメント組立能率の向上を図ることができる。

【００５１】なお、上記第二の実施の形態においては、
ネジ部材３６に凸部３６を形成する構成としたが、これ
に代えて図１１（ａ）および（ｂ）に示すように、ネジ
部材３６’の他端側の雄ねじ部３６ｂ’に、例えば断面
視六角形状の凹部３８を形成する構成としても良い。こ
のような構成によれば、凹部３８に六角レンチ等の工具
を差し込むことによって、上記ネジ部材３６の場合と同
様の効果を得ることが可能である。

【００５２】もちろん、上記ネジ部材３６の凸部３７
や、ネジ部材３６’の凹部３８は、断面視六角形に限ら
ず、用いる工具に合わせた形状であれば、例えば四角形
等、他のいかなる形状であっても支障はない。

【００５３】また、図１２（ａ）および（ｂ）に示すよ
うに、他端側の端部３６ｂ”に、所定間隔を隔てた例え
ば計４個の小径穴（穴）３９，３９，…が形成されたネ
ジ部材３６”を用いる構成としても良い。このようなネ
ジ部材３６”を回すには、図１２（ｃ）に示すように、
小径穴３９，３９，…に対応した突起４０，４０，…を
備えた工具４１を準備する。そして、突起４０，４０，
…を小径穴３９，３９，…にはめることによって、工具
４１でネジ部材３６”を回す。このネジ部材３６”を採
用した構成によっても、上記ネジ部材３６の場合と同様
の効果を得ることができる。

【００５４】［第三の実施の形態］次に、本発明にかか
るセグメントの継手構造の第三の実施の形態を示す。こ
こでは、図１ないし図１２で示した上記第一の実施の形
態および第二の実施の形態の構成において、互いに隣接
するセグメント１，１どうしの接続部に配される金具
類、すなわち、インサート金具３，３０、シース８，２
６、プレート９，２７、ネジ部材１６，３６，３６’，
３６”、ワッシャー１７、ナット１８等を、地下水に対
して耐食性を有し、かつ十分な強度を有した材料、たと
えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）やエンジニアリン
グプラスチック等で形成するようにする。なお、ここで
は、上記各部材の材質を変更する以外、上記第一および
第二の実施の形態の構成に変更点はないので、その構成
についての説明は省略する。

【００５５】このような構成を採用することによって、
二次覆工を省略したトンネルにおいても、地下水による
前記金具類の腐食を防止することができ、特に下水管や
放水路等に対しても、二次覆工省略型のトンネルを実現
することができ、大幅な工費の低減を図ることができ
る。

【００５６】なお、上記第三の実施の形態において、耐
食性を有した材料に変更する部材については、上記にあ
げた部材に限らず、上記以外の他の部材を耐食性を有し
た材料に変更しても良いし、逆に上記にあげた部材の一
部のみを耐食性を有した材料に変更する構成としても良
い。また、その材質についても、耐食性を有し、かつ所
要の強度を有しているのであれば上記以外の材料であっ
ても良い。

【００５７】なお、上記第一ないし第三の実施の形態に
おいて、セグメント１の形状は、上記のものに限定する
ものではなく、組み付け順序や位置等によって他の形状
となるのは当然のことである。そして、形状が上記のも
のと異なっていても、同様の構成を適用することが可能
であるのは言うまでもない。

【００５８】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。

【００５９】

【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、互いに隣接するセグメン
トどうしのうち、一方のセグメントには、雌ねじ部の形
成されたインサート部材が埋設され、他方のセグメント
には、その端面から定められた寸法離間した位置に凹部
が形成され、凹部と端面との間には筒状部材が埋設され
るとともに、凹部の筒状部材側の内周面には補強プレー
トが配設されて、これら双方のセグメントが、一端を一
方のセグメントのインサート部材に螺着させかつ他端を
他方のセグメントの補強プレートに定着させたネジ部材
によって互いに接合され、また、トンネルの周方向にお
いて互いに隣接するセグメントのそれぞれには、その接
合端面にトンネルの軸線方向に延在する溝が形成され
て、これら互いに対向する接合端面の溝間に調芯部材が
挟み込まれた構成となっている。そして、請求項２に係
るセグメントの継手構造によれば、ネジ部材には両端に
ネジ部が形成され、その補強プレート側にはナットが螺
着された構成となっている。このようにして一方のセグ
メントにはインサート部材を設け、他方のセグメントに
は筒状部材を配設することによって、従来のボルトボッ
クスのようにセグメントの端面に鋼製の継手プレートが
露出することなく、防食面や強度面で有利となる。しか
も、ボルトボックスを無くし、凹部を接合端面から所定
寸法離間した位置に形成することによって、セグメント
の接合端面近傍にも鉄筋を連続して配筋することがで
き、強度上の欠点を無くし、セグメントの欠けの発生等
を防止することができる。

【００６０】そして、ネジ部材にその両端にネジ部が形
成されたものを用いることによって、凹部はナットをネ
ジ部材にねじ込むだけのスペースがあれば良く、その大
きさを最小限とすることができる。これによりセグメン
トのコンクリート部の断面欠損を最小限として、強度へ
の影響を小さくすることができ、また、セグメントの接
合完了後にモルタル等の充填材で凹部を埋める手間とコ
ストについても最低限に抑えることができる。

【００６１】また、トンネルの周方向において互いに隣
接するセグメントは、それぞれの接合端面に形成された
溝と調芯部材とによって調芯できるようになっており、
したがって、リング間だけでなくピース間のセグメント
の接合にもインサート金物を用いることが可能となる。
しかも、このようなセグメントの製作時には外方に突出
するものを形成することなく、溝のみを形成すれば良
く、セグメント型枠の製作コストの上昇を抑えることが
できる。

【００６２】請求項３に係るセグメントの継手構造によ
れば、トンネルの延長方向において互いに前後するセグ
メントの一方には、その接合端面に調芯ピンが設けら
れ、他方のセグメントの接合端面には調芯穴が形成さ
れ、これら双方のセグメントの継手部において、一方の
セグメントの調芯ピンと他方のセグメントの調芯穴とが
嵌合する構成となっている。これにより、セグメントの
組み付けに際しては、調芯部材を溝にはめた後、一方の
セグメントを既にリング状に組立の完了したセグメント
に向けてスライドさせればよく、これによって、ピース
間の芯合わせとリング間の芯合わせとを一度に行うこと
が可能となり、セグメント組立作業の省力化と効率化を
図ることができる。

【００６３】請求項４に係るセグメントの継手構造によ
れば、一方のセグメントには複数本のインサート部材が
一体化されて埋設され、他方のセグメントには筒状部材
が各インサート部材に対応した位置に埋設された構成と
なっている。これにより、インサート部材を剛性の高い
ものとすることができる。

【００６４】請求項５に係るセグメントの継手構造によ
れば、せん断補強筋がインサート部材に接してまたは近
傍に埋設された構成となっている。これにより、セグメ
ント端部におけるひび割れの発生などを防止することが
できる。

【００６５】請求項６ないし８に係るセグメントの継手
構造によれば、ネジ部材の補強プレート側の端部に、工
具をかけるたけの凸部や凹部、あるいは複数の穴等から
なる回転保持部が形成された構成となっている。これに
より、工具でネジ部材を回すことができるので、例えば
ネジ部材をインサート部材に挿入するときに微妙な調整
を容易に行うことができ、また一旦締結したネジ部材に
損傷等があった場合にも容易にこれをゆるめて交換する
ことができ、結果的にセグメント組立能率の向上を図る
ことができる。

【００６６】請求項９に係るセグメントの継手構造によ
れば、互いに隣接するセグメントどうしの接続部に配さ
れるインサート部材、筒状部材、補強プレート、ネジ部
材等が、耐食性を有した材料で形成された構成となって
いる。これにより、二次覆工を省略したトンネルにおい
ても、地下水による部材の腐食を防止することができ、
特に下水管や放水路等に対しても、二次覆工省略型のト
ンネルを実現することができ、大幅な工費の低減を図る
ことができる。

【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す
るセグメントの一例を示す図である。

【図２】 同継手構造の第一の実施の形態を示す図であ
って、リング間の継手構造を示す側断面図である。

【図３】 前記セグメントのリング間の継手部に備えた
せん断補強筋を示す正断面図である。

【図４】 同セグメントのリング間の継手部に備えた他
のせん断補強筋を示す正断面図である。

【図５】 前記セグメントの継手構造におけるセグメン
トの接合方法を示す図である。

【図６】 同継手構造におけるピース間の継手構造を示
す側断面図である。

【図７】 同継手構造におけるセグメントの接合方法を
示す図である。

【図８】 同継手構造における曲げ試験方法を示す概略
図である。

【図９】 前記曲げ試験結果に基づく継手の回転角と曲
げモーメントとの関係を示す図である。

【図１０】 本発明に係るセグメントの継手構造の第二
の実施の形態を示す側断面図である。

【図１１】 本発明に係るセグメントの継手構造の第二
の実施の形態における他の形態を示す側断面図である。

【図１２】 本発明に係るセグメントの継手構造の第二
の実施の形態におけるさらに他の形態を示す側断面図で
ある。

【符号の説明】

１ セグメント ３，２０ インサート金具（インサート部材） ５ 調芯穴 ６，２５ ネジ穴（雌ねじ部） ７ せん断補強筋 ８，２６ シース（筒状部材） ９，２７ プレート（補強プレート） １０，２８ 凹部 １５ 調芯ピン １６、３６、３６’、３６” ネジ部材 １８ ナット ３０ 溝 ３１ 調芯棒（調芯部材） ３７ 凸部 ３８ 凹部 ３９ 小径穴（穴）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入田 健一郎 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 都築 純一 東京都世田谷区成城６丁目30番８号

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルを覆工するセグメントの継手構
   造であって、互いに隣接するセグメントどうしのうち、
   一方のセグメントには、雌ねじ部の形成されたインサー
   ト部材がその端部を前記セグメントの端面に臨ませて埋
   設され、他方のセグメントには、その端面から定められ
   た寸法離間した位置に凹部が形成され、該凹部と前記端
   面との間には筒状部材が埋設されるとともに、前記凹部
   の前記筒状部材側の内周面には補強プレートが配設され
   た構成とされて、 これら双方のセグメントが、一端を前記一方のセグメン
   トのインサート部材に螺着させ、かつ前記他方のセグメ
   ントの筒状部材を挿通させてその他端を前記補強プレー
   トに定着させたネジ部材によって、互いに接合されてな
   り、 前記トンネルの周方向において互いに隣接する前記セグ
   メントのそれぞれには、その接合端面に前記トンネルの
   軸線方向に延在する溝が形成されて、これら互いに対向
   する前記接合端面の前記溝間には前記軸線方向に延在す
   る調芯部材が挟み込ま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、前記ネジ部材はその両端にネジ部が形成されて
   なり、かつ前記補強プレート側にはナットが螺着されて
   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、前記トンネルの延長方向において互い
   に前後するセグメントの一方には、その接合端面に前方
   または後方に向けて突出する調芯ピンが設けられ、他方
   のセグメントの接合端面には、前記調芯ピンに嵌合する
   調芯穴が形成され、 これら双方のセグメントの継手部において、前記一方の
   セグメントの調芯ピンと前記他方のセグメントの調芯穴
   とが嵌合する構成とされていることを特徴とするセグメ
   ントの継手構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のセ
   グメントの継手構造において、前記一方のセグメントに
   は複数本の前記インサート部材が一体化されて埋設さ
   れ、前記他方のセグメントには前記筒状部材が前記各イ
   ンサート部材に対応した位置に埋設されていることを特
   徴とするセグメントの継手構造。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のセ
   グメントの継手構造において、せん断補強筋が前記イン
   サート部材に接してまたは近傍に埋設されていることを
   特徴とするセグメントの継手構造。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のセ
   グメントの継手構造において、前記ネジ部材の前記補強
   プレート側の端部には、該ネジ部材を回すための工具を
   かける回転保持部が形成されていることを特徴とするセ
   グメントの継手構造。
7. 【請求項７】 請求項６記載のセグメントの継手構造に
   おいて、前記回転保持部が断面多角形形状の凸部または
   凹部であることを特徴とするセグメントの継手構造。
8. 【請求項８】 請求項６記載のセグメントの継手構造に
   おいて、前記回転保持部が複数の穴であることを特徴と
   するセグメントの継手構造。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載のセ
   グメントの継手構造において、互いに隣接するセグメン
   トどうしの接続部に配されるインサート部材、筒状部
   材、補強プレート、ネジ部材等が、耐食性を有した材料
   で形成されていることを特徴とするセグメントの継手構
   造。