JP2005264511A

JP2005264511A - トンネル用セグメントの連結構造とトンネル用セグメント

Info

Publication number: JP2005264511A
Application number: JP2004076563A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Aoki; 敏行青木; Kazunori Tsujimoto; 和則辻本
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】セグメントどうしの各連結部において、セグメントのトンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、連結具を第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着できるようにして、構造の簡略化を図ることができる利点を生かしながら、各連結部において、セグメントどうしをトンネル周方向に確実に引き寄せることができるとともに、切羽側連結部において、セグメントを押圧するジャッキの寸法が大きくなったり、ジャッキのセグメントに対する押圧位置に制約を受けたりするおそれがないようにする。
【解決手段】切羽側と抗口側との二箇所の連結部Ａのうちの、切羽側連結部Ａ１における第２係合部材１５の第２蟻溝１２への挿入方向が切羽側に向き、かつ、抗口側連結部Ａ２における第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向が抗口側に向くように設け、連結具２の反力受け部１７を、第２係合部材の挿入方向を基準にして、第１蟻溝１１の上手側に設けてあるトンネル用セグメントの連結構造。
【選択図】図７

Description

本発明は、トンネル周方向で隣り合うセグメントどうしの突合せ部を連結具を介して連結可能な連結部を、前記突合せ部のトンネル切羽側とトンネル抗口側との二箇所に設け、前記連結部の各々を構成するに、トンネル長手方向に沿う第１蟻溝を一方の突合せ部にその端部がセグメントのトンネル長手方向端面に開口するように設け、他方の突合せ部にトンネル長手方向に沿う第２蟻溝を設けるとともに、前記第１蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第１係合部材と、前記第２蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第２係合部材とを前記連結具に一体に設け、前記第１蟻溝と第１係合部材とが係合する第１係合部と、前記第２蟻溝と第２係合部材とが係合する第２係合部とのトンネル周方向での間隔が、前記第２係合部材の第２蟻溝に対する挿入方向下手側ほど広くなるように設けるとともに、前記第２蟻溝の前記挿入方向上手側に、前記第２係合部材が第２蟻溝の長手方向端部に臨むように入り込み可能な空間を設けて、前記トンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、前記連結具を前記第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着しておいて、前記セグメントどうしを、トンネル長手方向に位置をずらせた状態で、第２係合部材が前記空間に入り込むようにトンネル周方向に近接移動させた後、セグメントどうしをトンネル長手方向で互いに近接するように相対移動させることにより、前記第２係合部材を第２蟻溝に押し込んで、前記セグメントどうしをトンネル周方向に互いに引き寄せながら連結可能に構成し、前記第１蟻溝と前記第２蟻溝との組み合わせを、平面視で点対称となる位置関係で、前記二箇所の連結部の各々に配置してあるトンネル用セグメントの連結構造とその連結構造によって連結可能なトンネル用セグメントに関する。

上記トンネル用セグメントの連結構造は、先行して設置してある先行セグメントに対して、後続して設置する後続セグメントを、第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向を基準にして、第２蟻溝の上手側に設けた空間に第２係合部材が入り込むようにトンネル周方向に近接移動させた後、その後続セグメントをトンネル切羽側からトンネル抗口側に向けて強制移動させて、各連結具の第２係合部材を第２蟻溝に押し込むように設けてあり、各連結部において、セグメントのトンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、連結具を第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着できるので、第１係合部材を第１蟻溝に入り込ませるための凹入部を突合せ部に設ける必要が無く、構造の簡略化を図ることができる利点がある。
従来の上記トンネル用セグメントの連結構造では、二箇所の連結部のうちの切羽側連結部における第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向が抗口側に向き、かつ、抗口側連結部における第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向が切羽側に向くように設け、各連結具の第２係合部材を第２蟻溝に押し込む際に、セグメントどうしをトンネル周方向に互いに引き寄せながら連結できるように、トンネル抗口側連結部においては、トンネル長手方向で隣り合うように先行して設置してあるセグメントの切羽側端面を連結具の反力受け部に構成し、トンネル切羽側連結部においては、後続セグメントをトンネル切羽側から押圧してトンネル抗口側に向けて強制移動させるジャッキを連結具の反力受け部に構成している（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−９８８９４号

このため、抗口側連結部においては、トンネル長手方向でのセグメントどうしの相対位置によっては、セグメントどうしをトンネル周方向に確実に引き寄せることができないおそれがあり、切羽側連結部においては、後続セグメントを押圧するジャッキの寸法が大きくなったり、ジャッキの後続セグメントに対する押圧位置に制約を受けたりする欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、各連結部において、セグメントのトンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、連結具を第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着できるようにして、構造の簡略化を図ることができる利点を生かしながら、各連結部において、セグメントどうしをトンネル周方向に確実に引き寄せることができるとともに、切羽側連結部において、セグメントを押圧するジャッキの寸法が大きくなったり、ジャッキのセグメントに対する押圧位置に制約を受けたりするおそれがないようにすることを目的とする。

本発明の第１特徴構成は、トンネル周方向で隣り合うセグメントどうしの突合せ部を連結具を介して連結可能な連結部を、前記突合せ部のトンネル切羽側とトンネル抗口側との二箇所に設け、
前記連結部の各々を構成するに、トンネル長手方向に沿う第１蟻溝を一方の突合せ部にその端部がセグメントのトンネル長手方向端面に開口するように設け、他方の突合せ部にトンネル長手方向に沿う第２蟻溝を設けるとともに、前記第１蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第１係合部材と、前記第２蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第２係合部材とを前記連結具に一体に設け、前記第１蟻溝と第１係合部材とが係合する第１係合部と、前記第２蟻溝と第２係合部材とが係合する第２係合部とのトンネル周方向での間隔が、前記第２係合部材の第２蟻溝に対する挿入方向下手側ほど広くなるように設けるとともに、前記第２蟻溝の前記挿入方向上手側に、前記第２係合部材が第２蟻溝の長手方向端部に臨むように入り込み可能な空間を設けて、前記トンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、前記連結具を前記第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着しておいて、前記セグメントどうしを、トンネル長手方向に位置をずらせた状態で、第２係合部材が前記空間に入り込むようにトンネル周方向に近接移動させた後、セグメントどうしをトンネル長手方向で互いに近接するように相対移動させることにより、前記第２係合部材を第２蟻溝に押し込んで、前記セグメントどうしをトンネル周方向に互いに引き寄せながら連結可能に構成し、前記第１蟻溝と前記第２蟻溝との組み合わせを、平面視で点対称となる位置関係で、前記二箇所の連結部の各々に配置してあるトンネル用セグメントの連結構造であって、
前記二箇所の連結部のうちの切羽側連結部における前記第２係合部材の挿入方向が前記切羽側に向き、かつ、抗口側連結部における前記第２係合部材の挿入方向が前記抗口側に向くように設け、前記連結具の反力受け部を、前記第２係合部材の挿入方向を基準にして、前記第１蟻溝の上手側に設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
各連結部において、セグメントのトンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、連結具を第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着できるようにして、構造の簡略化を図ることができる利点を生かしながら、二箇所の連結部のうちの切羽側連結部における第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向が切羽側に向き、かつ、抗口側連結部における第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向が抗口側に向くように設け、連結具の反力受け部を、第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向を基準にして、第１蟻溝の上手側に設けてあるので、抗口側連結部において、トンネル長手方向で隣り合うように先行して設置してあるセグメントの切羽側端面を連結具の反力受け部に構成したり、切羽側連結部において、セグメントをトンネル切羽側から押圧してトンネル抗口側に向けて強制移動させるジャッキを連結具の反力受け部に構成したりする必要がなくなり、各連結部において、セグメントどうしをトンネル周方向に確実に引き寄せることができるとともに、切羽側連結部において、セグメントを押圧するジャッキの寸法が大きくなったり、ジャッキのセグメントに対する押圧位置に制約を受けたりするおそれがない。

本発明の第２特徴構成は、前記反力受け部に押し付け可能なバックアップ材を、前記第２係合部材の挿入方向を基準にして、前記連結具の上手側に設け、前記第２係合部材の第２蟻溝への押し込み力が所定の大きさを越えると、その押し込み力で前記バックアップ材を圧縮変形させて、セグメントどうしの引き寄せ力を略一定に保持可能に構成してある点にある。

〔作用及び効果〕
反力受け部に押し付け可能なバックアップ材を、第２係合部材の第２蟻溝への挿入方向を基準にして、連結具の上手側に設け、第２係合部材の第２蟻溝への押し込み力が所定の大きさを越えると、その押し込み力でバックアップ材を圧縮変形させて、セグメントどうしの引き寄せ力を略一定に保持可能に構成してあるので、第２係合部材の第２蟻溝への押し込み量を、セグメントどうしの引き寄せ力が略一定になるように規制できる。

本発明の第３特徴構成は、トンネル周方向の両端部を構成する二つの突合せ部の各々に、請求項１記載の連結構造を構成する第１蟻溝と第２蟻溝とを設けてあるトンネル用セグメントであって、前記二つの突合せ部に、前記第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
二つの突合せ部に、第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてあるので、二つの突合せ部に切羽側の第１蟻溝に第１係合部材が入り込むように連結具を予め装着しておいて、その二つの突合せ部に対して、抗口側に設けてある第１蟻溝に第１係合部材が入り込むように連結具を予め装着してある後続のセグメントを、切羽側から抗口側に向けて強制移動させて連結することができ、トンネル周方向で隣り合う複数のセグメントのうちの最初に設置するセグメントに使用して、トンネル周方向で隣り合うセグメントを左右バランス良く連結することができる。
その上、二つの突合せ部を鋳型を使って鋳造するような場合に、第１蟻溝を形成するための第１蟻溝用中子と、第２蟻溝、及び、第２係合部材の第２蟻溝に対する挿入方向で、その第２蟻溝の上手側に設ける連結具の入り込み用空間とを一連に形成するための第２蟻溝用中子との二種類の中子を使用して、第１蟻溝用中子を鋳型の切羽側に左右対称となるようにセットし、第２蟻溝用中子を鋳型の抗口側に左右対称となるようにセットして鋳造できるので、鋳造コストを安くすることができる。

本発明の第４特徴構成は、トンネル周方向の両端部を構成する二つの突合せ部の各々に、請求項１記載の連結構造を構成する第１蟻溝と第２蟻溝とを設けてあるトンネル用セグメントであって、先行して設置してあるセグメントに対して連結する突合せ部に、前記第１蟻溝が抗口側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が切羽側に位置するように設け、後続して設置するセグメントに対して連結する突合せ部に、前記第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてある点にある。

〔作用及び効果〕
先行して設置してあるセグメントに対して連結する突合せ部に、第１蟻溝が抗口側に位置し、かつ、第２蟻溝が切羽側に位置するように設け、後続して設置するセグメントに対して連結する突合せ部に、第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてあるので、先行して設置してある先行セグメントに対しても、後続して設置するセグメントに対しても連結することができる。
その上、二つの突合せ部を鋳型を使って鋳造するような場合に、第１蟻溝を形成するための第１蟻溝用中子と、第２蟻溝、及び、第２係合部材の第２蟻溝に対する挿入方向で、その第２蟻溝の上手側に設ける連結具の入り込み用空間とを一連に形成するための第２蟻溝用中子との二種類の中子を使用して、第１蟻溝用中子と第２蟻溝用中子とを平面視で点対称となる位置関係で鋳型にセットして鋳造できるので、鋳造コストを安くすることができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、トンネル周方向で隣り合う六個のトンネル用セグメント１どうしの突合せ部３を後述する連結具２でトンネル周方向に互いに引き寄せて連結してある筒状のセグメントリングＲを示しており、このセグメントリングＲの複数を、トンネル抗口側に設置済みのセグメントリングＲに対してシールドマシン等によるトンネル切羽側から、トンネル周方向での連結箇所が隣り合うセグメントリングＲにおける連結箇所に対して周方向にずれるように、トンネル長手方向に順次連結してトンネルＴを構築するようにしてある。

前記セグメントリングＲは、周方向で隣り合うセグメント１どうしを連結しながら、同時に、既設のセグメントリングＲの切羽側に連結して順次連結してあり、図２に示すように、既設のセグメントリングＲの切羽側下部に対して、中央セグメントａ（１）を最初に連結した後、その中央セグメントａ（１）の両側に側部セグメントｂ（１）と上部セグメントｃ（１）とを順次連結し、左右の上部セグメントｃ（１）間にキーセグメントｄ（１）を嵌合して、中央セグメントａとキーセグメントｄとを中心にして左右対称の筒状に連結してある。

上記セグメント１の各々は、図３，図４に示すように、平面視で略矩形の鋳鋼製枠体４にコンクリート５を打設して、その枠体４にセグメント１どうしの突合せ部３を形成してあり、セグメント外周側にグラウト材を注入するためのグラウト注入孔６を中央部に備えるとともに、抗口側に向けて設置する抗口側端面７には、既設のセグメントリングＲの切羽側に向けて設置してある切羽側端面８に対する連結用の複数のジョイント金具９を設け、切羽側端面８には、切羽側で隣り合うセグメント１のジョイント金具９が抜け止め状態で嵌合する複数のジョイント受け口１０を設けてある。

次に、トンネル周方向で隣り合うセグメント１どうしの突合せ部３を連結具２を介して連結可能な連結部Ａを、突合せ部３の切羽側と抗口側との二箇所に設けて構成してある本発明による連結構造を、中央セグメントａと、その中央セグメントａにトンネル周方向で隣り合う側部セグメントｂとの連結構造を例示して説明する。

前記中央セグメントａは、図５〜図７にも示すように、側部セグメントｂの突合せ部３ｂに対する突合せ部３ａに、トンネル長手方向に沿う第１蟻溝１１をその端部が切羽側端面８に開口するように設けるとともに、トンネル長手方向に沿う第２蟻溝１２をその端部が抗口側端面７に開口するように設けてある。

前記側部セグメントｂは、図５〜図７にも示すように、中央セグメントａの突合せ部３ａに連結する突合せ部３ｂに、中央セグメントａに設けたものと同じ寸法形状で、第１蟻溝１１をその端部が抗口側端面７に開口するように設けるとともに、中央セグメントａに設けたものと同じ寸法形状で、第２蟻溝１２をその端部が切羽側端面８に開口するように設けて、突合せ部３ａと突合せ部３ｂとに設けた第１蟻溝１１と第２蟻溝１２との組み合わせを、平面視で点対称となる位置関係で、切羽側と抗口側との二箇所の連結部Ａの各々に配置してある。

また、後続して設置する上部セグメントｃの突合せ部３に対して連結する突合せ部３ｃに、第１蟻溝１１を、中央セグメントａに設けたものと同じ寸法形状で、その端部が切羽側端面８に開口するように設けるとともに、第２蟻溝１２を、中央セグメントａに設けたものと同じ寸法形状で、その端部が抗口側端面７に開口するように設けてある。

前記蟻溝１１，１２の各々には、図３（ロ）に示すように、セグメント厚み方向で対向する状態でトンネル長手方向に沿う二つのセグメント側係合面１３を、各セグメントａ，ｂにおけるトンネル周方向内方側に向けて、かつ、トンネル周方向で内方側ほど互いに離間するように傾斜させて形成してある。

前記連結具２は、図８に示すように、第１蟻溝１１にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第１係合部材１４と、第２蟻溝１２にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第２係合部材１５とを一体に設けてあり、各係合部材１４，１５に、中央セグメントａ及び側部セグメントｂのセグメント側係合面１３に各別に係合させる一対の連結具側係合面１６をトンネル周方向に対向するように形成してある。

そして、連結具２の反力受け部１７を、第２係合部材１５の第２蟻溝１２に対する挿入方向を基準にして、各第１蟻溝１１の上手側に設け、その反力受け部１７に押し付け可能な銅合金やアルミ合金製のバックアップ材１８を、第２係合部材１５の第２蟻溝１２への挿入方向を基準にして、連結具２の上手側に設け、第２係合部材１５の第２蟻溝１２への押し込み力が所定の大きさを越えると、その押し込み力でバックアップ材１８を圧縮変形させて、セグメントａ，ｂどうしの引き寄せ力を略一定に保持可能に構成してある。

また、第２係合部材１５の第２蟻溝１２に対する挿入方向を基準にして、第２蟻溝１２の挿入方向上手側の突合せ部３ａ，３ｂの各々に、第２係合部材１５が第２蟻溝１２の長手方向端部に臨むように入り込み可能な空間１９を設け、切羽側と抗口側との二箇所の連結部Ａのうちの切羽側連結部Ａ１における第２係合部材１５の第２蟻溝１２に対する挿入方向が切羽側に向き、かつ、抗口側連結部Ａ２における第２係合部材１５の第２蟻溝１２に対する挿入方向が抗口側に向くように設けてある。

前記第１蟻溝１１のセグメント側係合面１３と第１係合部材１４の連結具側係合面１６とが係合する第１係合部２０と、第２蟻溝１２のセグメント側係合面１３と第２係合部材１５の連結具側係合面１６とが係合する第２係合部２１は、トンネル周方向での間隔が、第２係合部材１５の第２蟻溝１２に対する挿入方向下手側ほど広くなるように設けてある。

そして、図５に示すように、既設のセグメントリングＲの切羽側下部に対して最初に連結した中央セグメントａの切羽側端面８に開口する第１蟻溝１１の端部を通して、連結具２を第１係合部材１４が第１蟻溝１１に入り込むように予め装着しておいて、側部セグメントｂを中央セグメントａに対して切羽側に位置をずらせた状態で、図６に示すように、第２係合部材１５が空間１９に入り込むようにトンネル周方向に近接移動させた後、側部セグメントｂを油圧ジャッキＪで抗口側に押圧して、中央セグメントａに対してトンネル長手方向で近接するように、つまり、トンネル周方向で整列するように相対移動させることにより、図７に示すように、第２係合部材１５を第２蟻溝１２に押し込んで、セグメントａ，ｂどうしをトンネル周方向に互いに引き寄せながら連結可能に構成してある。

トンネル用セグメントの連結構造の概要を示す斜視図連結手順を説明する展開図（イ）はトンネル用セグメントの内面側を示す平面図、（ロ）は切羽側端面の側面図トンネル用セグメントの内面側を示す平面図要部の断面図要部の断面図要部の断面図連結具の斜視図

符号の説明

１セグメント
２連結具
３突合せ部
７トンネル長手方向端面
８トンネル長手方向端面
１１第１蟻溝
１２第２蟻溝
１４第１係合部材
１５第２係合部材
１７反力受け部
１８バックアップ材
１９空間
２０第１係合部
２１第２係合部
Ａ連結部
Ａ１切羽側連結部
Ａ２抗口側連結部

Claims

トンネル周方向で隣り合うセグメントどうしの突合せ部を連結具を介して連結可能な連結部を、前記突合せ部のトンネル切羽側とトンネル抗口側との二箇所に設け、
前記連結部の各々を構成するに、
トンネル長手方向に沿う第１蟻溝を一方の突合せ部にその端部がセグメントのトンネル長手方向端面に開口するように設け、他方の突合せ部にトンネル長手方向に沿う第２蟻溝を設けるとともに、前記第１蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第１係合部材と、前記第２蟻溝にトンネル長手方向から挿入してトンネル周方向に係合可能な第２係合部材とを前記連結具に一体に設け、
前記第１蟻溝と第１係合部材とが係合する第１係合部と、前記第２蟻溝と第２係合部材とが係合する第２係合部とのトンネル周方向での間隔が、前記第２係合部材の第２蟻溝に対する挿入方向下手側ほど広くなるように設けるとともに、前記第２蟻溝の前記挿入方向上手側に、前記第２係合部材が第２蟻溝の長手方向端部に臨むように入り込み可能な空間を設けて、
前記トンネル長手方向端面に開口する第１蟻溝の端部を通して、前記連結具を前記第１係合部材が第１蟻溝に入り込むように予め装着しておいて、前記セグメントどうしを、トンネル長手方向に位置をずらせた状態で、第２係合部材が前記空間に入り込むようにトンネル周方向に近接移動させた後、セグメントどうしをトンネル長手方向で互いに近接するように相対移動させることにより、前記第２係合部材を第２蟻溝に押し込んで、前記セグメントどうしをトンネル周方向に互いに引き寄せながら連結可能に構成し、
前記第１蟻溝と前記第２蟻溝との組み合わせを、平面視で点対称となる位置関係で、前記二箇所の連結部の各々に配置してあるトンネル用セグメントの連結構造であって、
前記二箇所の連結部のうちの切羽側連結部における前記第２係合部材の挿入方向が前記切羽側に向き、かつ、抗口側連結部における前記第２係合部材の挿入方向が前記抗口側に向くように設け、
前記連結具の反力受け部を、前記第２係合部材の挿入方向を基準にして、前記第１蟻溝の上手側に設けてあるトンネル用セグメントの連結構造。
前記反力受け部に押し付け可能なバックアップ材を、前記第２係合部材の挿入方向を基準にして、前記連結具の上手側に設け、前記第２係合部材の第２蟻溝への押し込み力が所定の大きさを越えると、その押し込み力で前記バックアップ材を圧縮変形させて、セグメントどうしの引き寄せ力を略一定に保持可能に構成してある請求項１記載のトンネル用セグメントの連結構造。
トンネル周方向の両端部を構成する二つの突合せ部の各々に、請求項１記載の連結構造を構成する第１蟻溝と第２蟻溝とを設けてあるトンネル用セグメントであって、
前記二つの突合せ部に、前記第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてあるトンネル用セグメント。
トンネル周方向の両端部を構成する二つの突合せ部の各々に、請求項１記載の連結構造を構成する第１蟻溝と第２蟻溝とを設けてあるトンネル用セグメントであって、
先行して設置してあるセグメントに対して連結する突合せ部に、前記第１蟻溝が抗口側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が切羽側に位置するように設け、後続して設置するセグメントに対して連結する突合せ部に、前記第１蟻溝が切羽側に位置し、かつ、前記第２蟻溝が抗口側に位置するように設けてあるトンネル用セグメント。