JP2003097197A - セグメントの接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施工能率の向上。 【解決手段】 セグメントの接続方法では、トンネル掘
削面に沿って複数の曲板状セグメントピース１０の端面
同士が接合するように相互に隣接配置し、ピース１０間
を相互に連結してリング状の組立体を形成し、掘削の進
行に伴って、リング状の組立体を、軸方向の端面同士が
相互に接合するように順次隣接形成し、トンネル軸方向
に沿った組立体を連結して、トンネル掘削面に筒状のセ
グメントを構築する。リング状組立体を形成する際に、
ピース１０の周方向の連結が、嵌着形式の仮固定連結材
３０を用いて行われる。連結材３０は、ピース１０間に
本体部３０ａが跨るようにして、周方向連結用ジョイン
トボックス１７を介して、嵌着装着される。１リング分
の組立体が形成されると、その形成終了後に、仮固定連
結材３０とセグメントピース１０との間を間詰め材３２
により固着固定する。

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、トンネルを構築
する際に用いられるセグメントの接続方法に関し、特
に、地下水位が低く、高度の止水性が要求されない場合
に好適なセグメントの接続方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルを始めとして、各種の
トンネルを構築する際に、掘削面の覆工体として、ＲＣ
構造，スチール構造などのセグメントが用いられてい
る。この種のセグメントは、通常、筒体を周および軸方
向に複数に分割したセグメントピースとして、予め作製
される。

【０００３】トンネルを構築する際には、トンネル掘削
面に沿って複数の曲板状セグメントピースを、周方向の
端面同士が接合するように相互に隣接配置し、セグメン
トピース間を相互に連結してリング状の組立体を形成す
る。

【０００４】そして、掘削の進行に伴って、順次組立て
られるリング状の組立体は、軸方向の端面同士が相互に
接合するように順次隣接設置し、トンネル軸方向に沿っ
た組立体間を相互に連結して、トンネル掘削面に筒状の
セグメントを構築する。

【０００５】このようなトンネルの構築に用いられるセ
グメントピース間の継手構造は、止水性の問題，トンネ
ル掘進時のジャッキによる偏圧対策上から、ボルトナッ
トなどの金物による緊結方法が通常採用されている。

【０００６】しかしながら、このような従来のセグメン
トの接続方法には、以下に説明する技術的な課題があっ
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の接続
方法では、セグメントピースを周方向にジョイント金具
で緊結しながらリング状の組立体を形成するが、掘削面
に微妙な凹凸があったり、あるいは、セグメントピース
間の配置に若干のズレなどが発生すると、組立体のリン
グ形状に歪みが発生し、このような状態でジョイント用
の金具を緊結すると、ジョイントボックスの近傍に、応
力が集中して、クラックが発生することがある。

【０００８】また、ボルトナット形式のジョイント用金
具は、緊結に時間がかかるとともに、組立体のリング形
状に歪みが発生した際には、ボルトナットを緩めなけれ
ばならないので、矯正にも時間がかかり、施工能率が低
下する要因になっていた。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、比
較的安価で、クラックの発生する可能性が殆どなく、し
かも、施工能率が向上するセグメントの接続方法を提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トンネル掘削面に沿って複数の曲板状セ
グメントピースを、周方向の端面同士が接合するように
相互に隣接配置し、前記セグメントピース間を相互に連
結してリング状の組立体を形成し、前記リング状の組立
体を、掘削の進行に伴って、軸方向の端面同士が相互に
接合するように順次隣接設置し、トンネル軸方向に沿っ
た前記リング状の組立体間を相互に連結して、トンネル
掘削面に筒状のセグメントを構築するトンネル工法に用
いるセグメントの接続方法において、前記組立体を形成
する際に、前記セグメントピース間の周方向連結部に、
嵌着形式の仮固定連結材を装着し、前記組立体の形成終
了後に、前記連結材と前記セグメントピースとの間を間
詰め材により固着固定するようにした。

【００１１】このように構成したセグメントの接続方法
によれば、セグメントピース間を相互に連結してリング
状の組立体を形成する際に、セグメントピース間の周方
向連結部に、嵌着形式の仮固定連結材を装着し、組立体
の形成終了後に、連結材とセグメントピースとの間を間
詰め材により固着固定するので、間詰め材で仮固定連結
材を固着するまでは、リング状の組立体に嵌着結合に応
じた自由度が確保されている。

【００１２】このため、リング状組立体を形成する際
に、リング形状に歪みが発生すると、連結材とセグメン
トピースとの間を固着固定する前に、リング形状を簡単
に矯正することができ、連結材の緊結に伴うクラックの
発生を防止しつつ、施工能率を向上させることができ
る。

【００１３】前記セグメントピースには、周および軸方
向端面の周縁に複数のジョイントボックスと、一端が各
ジョイントボックスに開口し、他端が前記セグメントピ
ースの周ないしは軸方向端面に開口する複数の挿通孔と
を備え、周方向に隣接設置される複数の前記セグメント
ピース間の前記挿通孔を連通させた状態で、対応する一
対のジョイントボックス間に前記仮固定連結材を介在さ
せることができる。

【００１４】前記組立体間を連結する際に、１つのセグ
メントピースに対して、少なくとも２以上の前記仮固定
連結材を、ボルトナットに変更して、前記ボルトナット
の螺着により、軸方向に隣接する前記組立体の前記セグ
メントピース間を緊結することができる。

【００１５】前記間詰め材は、モルタルなどの硬化性グ
ラウト材から構成され、この間詰め材を前記ジョイント
ボックス内に充填することで、前記連結材と前記セグメ
ントピースとの間を固着固定することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図４は、本発明にかかるセグメントの接続方法の一実
施例を示している。

【００１７】これらの図に示したセグメントの接続方法
は、例えば、地下水位が低く、トンネルの構築個所の止
水性に問題がない場合に採用される簡易的な接続方法で
あって、図１は、本発明の接続方法で用いるセグメント
ピースの全体斜視図である。

【００１８】セグメントは、図１に示したセグメントピ
ース１０を、トンネル掘削面に沿って隣接配置し、隣接
するセグメントピース１０間の周縁部同士を相互に連結
することにより円筒状に組立てられる。

【００１９】図１に示したセグメントピース１０は、両
端が開口した所定長さの円筒を、周方向に沿って７分割
したものであって、湾曲した板形状に形成されたＲＣ構
造の本体１２を有している。

【００２０】本体１２は、掘削面側に配置される外面１
４と、トンネル内に配置される内面１６と、接合面とな
る周方向端面１７と、軸方向端面１８とを有している。

【００２１】本体１２の内面１６側には、周方向端面１
７に近接し、かつ、端面１７に沿って、縁部から所定の
間隔を隔てた位置に、ピース間連結用ジョイントボック
ス２０が複数設けられている。

【００２２】本実施例の場合、このピース間連結用ジョ
イントボックス２０は、左右方向の周方向端面１７にそ
れぞれ対応して設けられ、各端面１７側に一対ずつ配置
されている。また、本体１２の内面１６側には、軸方向
端面１８に近接し、かつ、端面１８に沿って、縁部から
所定の間隔を隔てた位置に、軸方向連結用ジョイントボ
ックス２１が複数設けられている。

【００２３】本実施例の場合、この軸方向連結用ジョイ
ントボックス２１は、前後方向の軸方向端面１８にそれ
ぞれ対応して設けられ、各端面１８に対して、４個ずつ
配置されている。

【００２４】各ジョイントボックス２０，２１は、本体
１２の内面１６を部分的に切欠するように角形凹状に形
成されていて、各ジョイントボックス２０，２１の内面
には、後述する仮固定連結材３０ないしは緊結用ボルト
ナット３６が挿入される挿通孔２４の一端が、それぞれ
開口している。

【００２５】各挿通孔２４の他端は、本体１２の周方向
および軸方向端面１７，１８の中心よりも内面１６側に
偏位した位置に開口している。本体１２の端面１７，１
８には、挿通孔２４の両側に、所定の間隔を隔てて、２
本のシール材２６が周回するようにして貼着されてい
る。

【００２６】シール材２６は、高分子ゴムなどから構成
され、本体１２の端面１７，１８に設けられた凹溝に下
端側の一部を嵌合するようにして各端面１７，１８から
外方に突出するようにして貼着されている。なお、本実
施例の場合には、端面１７，１８を周回する２本のシー
ル材２６を設けているが、このシール材２６は、１本で
あっても良い。

【００２７】以上のように構成されたセグメントピース
１０は、円筒状に組立てる際には、まず、トンネル掘削
面に沿って７個のセグメントピース１０を、周方向の端
面１７同士が、接合するように相互に隣接配置して、図
２に示すようなリング状組立体２８を形成する。

【００２８】このリング状組立体２８を形成する際に、
本実施例の場合には、セグメントピース１０の周方向の
連結が、嵌着形式の仮固定連結材３０を用いて行われ
る。仮固定連結材３０は、図３に嵌着状態の断面を示す
ように、ロッド状の本体３０ａと、この本体３０ａの一
端に一体形成された拡大頭部３０ｂとを備えている。

【００２９】本体３０ａの直径は、挿通孔２４内に挿入
可能に形成され、拡大頭部３０ｂは、挿通孔２４の内径
よりも大きくなっている。このような形状の仮固定連結
材３０は、隣接設置されるセグメントピース１０間の周
方向端面１７が、挿通孔２４同士が位置対応するように
位置決めされると、セグメントピース１０間に本体部３
０ａが跨るようにして、周方向連結用ジョイントボック
ス１７を介して、嵌着装着される。

【００３０】そして、１リング分の組立体２８がリング
状に組立形成されると、その形成終了後に、仮固定連結
材３０とセグメントピース１０との間を間詰め材３２に
より固着固定する。

【００３１】図３には、間つめ材３２で仮固定連結材３
０を固着固定した状態が示されていて、本実施例の場合
には、間詰め材３２は、モルタルなどの硬化性グラウト
材から構成され、このグラウト材を周方向連結用ジョイ
ントボックス２０内に充填することで、連結材３０をセ
グメントピース１０に固着固定している。

【００３２】このようなリング状の組立体２８は、掘削
の進行に伴って、軸方向の端面同士が相互に接合するよ
うに順次隣接設置され、トンネル軸方向に沿ったリング
状の組立体２８間に、軸方向シール材３４を介在させ
て、軸方向ジョイントボックス２１を介して、組立体２
８同士を相互に連結して、トンネル掘削面に筒状のセグ
メントを構築する。

【００３３】この際に、組立体２８間に介装される軸方
向シール材３４は、組立体２８同士を連結する前に、組
立体２８の１リング分が形成される度に、この組立体２
８の切羽側の端面に、継ぎ目のない連続した環状状態で
周回設置すればよい。

【００３４】組立体２８同士を軸方向に連結する際に
は、図４，５に連結状態の展開を示すように、１つのセ
グメントピース１０に対して、少なくとも２以上の仮固
定連結材３０を、ボルトナット３６に変更して、ボルト
ナット３６の螺着により、軸方向に隣接する組立体２８
のセグメントピース１０間を緊結し、組立体２８同士の
連結状態の安定性を確保する。

【００３５】本実施例の場合には、１セグメントピース
１０に対して、軸方向の連結個所が４箇所あるので、両
端側の２箇所にボルトナット３６による緊結を採用し、
中央側の２個所に仮固定連結材３０を用いている。

【００３６】なお、仮固定連結材３０用いた軸方向連結
用ジョイントボックス２１内には、上記と同様に、間詰
め材３２を充填して、連結材３０をセグメントピース１
０に固着固定する。

【００３７】さて、以上のように構成したセグメントの
接続方法によれば、セグメントピース１０間を相互に連
結してリング状の組立体２８を形成する際に、セグメン
トピース１０間の周方向連結部に、嵌着形式の仮固定連
結材３０を装着し、組立体２８の形成終了後の、次工程
の掘削開始前に、連結材３０とセグメントピース１０と
の間を間詰め材３２により固着固定するので、間詰め材
３２で仮固定連結材３０を固着するまでは、リング状の
組立体２８に嵌着結合に応じた自由度が確保されてい
る。

【００３８】このため、リング状組立体２８を形成する
際に、リング形状に歪みが発生すると、連結材３０とセ
グメントピース１０との間を固着固定する前に、リング
形状を簡単に矯正することができ、連結材３０の緊結に
伴うクラックの発生を防止することができる。

【００３９】また、嵌着形式の狩固定連結材３０の装着
は、ボルトナット３６の螺着よりも簡単であり、短時間
に装着することができ、施工能率を向上させることがで
きる。

【００４０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるセグメントの接続方法によれば、比較的安価で、
クラックの発生する可能性が殆どなく、しかも、施工能
率が向上し、特に、地下水位が低く、高度の止水性が要
求されない場合に好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるセグメントの接続方法に用いる
セグメントピースの一例を示す斜視図である。

【図２】図１のセグメントピースを用いてリング状組立
体を形成した状態の説明図である。

【図３】本発明にかかるセグメントの接続方法のセグメ
ントピース間の周方向連結状態の断面説明図である。

【図４】本発明にかかるセグメントの接続方法における
セグメントピース間の軸方向連結状態の断面説明図であ
る。

【図５】本発明にかかるセグメントの接続方法における
セグメントピース間の連結状態の展開図である。

【符号の説明】

１０ セグメントピース １２ 本体 １４ 外面 １６ 内面 １７ 周方向端面 １８ 軸方向端面 ２０ 周方向連結用ジョイントボックス ２１ 軸方向連結用ジョイントボックス ２４ 挿通孔 ２６ シール材 ２８ 組立体 ３０ 仮固定連結材 ３２ 間詰め材 ３４ 軸方向シール材 ３６ ボルトナット

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル掘削面に沿って複数の曲板状セ
   グメントピースを、周方向の端面同士が接合するように
   相互に隣接配置し、前記セグメントピース間を相互に連
   結してリング状の組立体を形成し、 前記リング状の組立体を、掘削の進行に伴って、軸方向
   の端面同士が相互に接合するように順次隣接設置し、ト
   ンネル軸方向に沿った前記リング状の組立体間を相互に
   連結して、トンネル掘削面に筒状のセグメントを構築す
   るトンネル工法に用いるセグメントの接続方法におい
   て、 前記組立体を形成する際に、前記セグメントピース間の
   周方向連結部に、嵌着形式の仮固定連結材を装着し、 前記組立体の形成終了後に、前記連結材と前記セグメン
   トピースとの間を間詰め材により固着固定することを特
   徴とするセグメントの接続方法。
2. 【請求項２】 前記セグメントピースには、周および軸
   方向端面の周縁に複数のジョイントボックスと、一端が
   各ジョイントボックスに開口し、他端が前記セグメント
   ピースの周ないしは軸方向端面に開口する複数の挿通孔
   とを備え、 周方向に隣接設置される複数の前記セグメントピース間
   の前記挿通孔を連通させた状態で、対応する一対のジョ
   イントボックス間に前記仮固定連結材を介在させること
   を特徴とする請求項１記載のセグメントの接続方法。
3. 【請求項３】 前記組立体間を連結する際に、１つのセ
   グメントピースに対して、少なくとも２以上の前記仮固
   定連結材を、ボルトナットに変更して、前記ボルトナッ
   トの螺着により、軸方向に隣接する前記組立体の前記セ
   グメントピース間を緊結することを特徴とする請求項２
   記載のセグメントの接続方法。
4. 【請求項４】 前記間詰め材は、モルタルなどの硬化性
   グラウト材から構成され、この間詰め材を前記ジョイン
   トボックス内に充填することで、前記連結材と前記セグ
   メントピースとの間を固着固定することを特徴とする請
   求項２または３記載のセグメントの接続方法。