JP3939309B2 - Segmented shaft casing - Google Patents

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Description

本発明は、地中にマンホール等を構築する際に用いられる、コンクリート製立坑ケーシングに関し、特に周方向に分割したセグメント形立坑ケーシングに関する。   The present invention relates to a concrete shaft casing used when building a manhole or the like in the ground, and more particularly to a segment type shaft casing divided in the circumferential direction.

マンホールを設置する場合の工法として、仮設の鋼管立坑を設置し、その中に組立式マンホールを設置したり、鋼管立坑を形枠として現場でコンクリートを打設する方法が主に行われている。   As a construction method for installing a manhole, a temporary steel pipe shaft is installed, and an assembly-type manhole is installed therein, or concrete is cast on site using the steel pipe shaft as a formwork.

また、最近では、鋼管立坑設置と同様な方法でコンクリート製のケーシングを立坑構築機で全周回転または揺動させて地中に圧入し、内部の土砂をバケット等で排出し、直接マンホールを設置する方法が用いられている。この方法は仮設の鋼管立坑を利用する方法よりも工程が少なく、工期が短いという特徴がある。   In addition, recently, concrete casings are rotated or swung all around with a shaft construction machine and pressed into the ground in the same way as steel pipe shafts. Method is used. This method is characterized by fewer steps and a shorter construction period than the method using a temporary steel pipe shaft.

ただ、この方法はコンクリート製のケーシングを直接、立坑構築機のバンドで締め付け固定するために、割れや欠けが発生していた。そのため特許文献１に開示しているような、コンクリート製のケーシングの外周に鋼板を巻いたコンクリート製ケーシングも使われるようになった。   However, in this method, the concrete casing was directly clamped and fixed with the band of the shaft construction machine, and cracks and chips were generated. Therefore, a concrete casing in which a steel plate is wound around the outer periphery of a concrete casing as disclosed in Patent Document 1 has also been used.

特開２００１−１３２３７９号公報JP 2001-132379 A 特開２００１−３４１１１５号公報JP 2001-341115 A 特開２００３−２１３６２５号公報JP 2003-213625 A

しかしながら、特許文献１に開示されている立抗用先端躯体は、ケーシングが一体型であるため運搬の制約があり、外径が約３０００ｍｍ以下のものしか施工が出来ないという制約がある。   However, since the casing for the resisting body disclosed in Patent Document 1 has an integral casing, there are restrictions on transportation, and there is a restriction that only an outer diameter of about 3000 mm or less can be applied.

また、ケーシング上下の接続がボルト接続のため、人がケーシングの中に入って接続する必要があり、立坑が深くなると危険が伴う。また、回転または揺動トルクをボルトで受けるためボルトはトルクを受けるのに十分な強度をもったものにする必要がある。   In addition, since the upper and lower connections of the casing are bolt connections, it is necessary for a person to enter and connect the casing, and there is a danger when the shaft is deepened. Further, since the rotation or swing torque is received by the bolt, the bolt needs to have sufficient strength to receive the torque.

さらに、一般的に組立式マンホールは、地震や不等沈下等の地盤変化により、ケーシングにずれが生じ、止水性が保てなくなるという問題もある。   In addition, the assembly type manhole generally has a problem that the water stoppage cannot be maintained due to the displacement of the casing due to the ground change such as an earthquake or uneven settlement.

そこで本発明は、大型のマンホールの施工が可能で、安全な接続作業を行うことができ、また地盤変動にも強いセグメント形立坑ケーシングを提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a segmented vertical shaft casing capable of constructing a large manhole, performing a safe connection work, and being resistant to ground fluctuations.

前記課題を解決するため、本発明の第１の構成は、全周回転または揺動により地中に圧入するコンクリート製の円形ケーシングにおいて、前記ケーシングの外周を鋼板とし、縦方向の分割面により周方向に複数分割可能なセグメントとしたセグメント形立坑ケーシングである。
この第１の構成においては、コンクリート製円形ケーシングで、外周を鋼板とし、縦方向に複数分割可能なセグメントとすることにより、分割して運搬が可能となり、外径３０００ｍｍ以上の大型のケーシングの施工も可能となる。 In order to solve the above-mentioned problems, a first configuration of the present invention is a concrete circular casing that is press-fitted into the ground by rotating or swinging around the circumference, and the outer periphery of the casing is a steel plate and is surrounded by a vertical dividing surface. It is a segment type shaft casing made into a segment which can be divided into a plurality of directions.
In this first configuration, a concrete circular casing having a steel plate outer periphery and a segment that can be divided into a plurality of parts in the vertical direction can be divided and transported, and construction of a large casing having an outer diameter of 3000 mm or more is possible. Is also possible.

本発明の第２の構成は、前記セグメントの縦方向の分割面における周方向の接続をボルト接合としたものである。
この第２の構成においては、各セグメントは縦方向接合面にコーキング等の止水材を施用し、ボルトで接合することにより止水性を持った円形ケーシングとすることができる。 In the second configuration of the present invention, the connection in the circumferential direction on the vertical dividing surface of the segment is bolted.
In this second configuration, each segment can be formed into a circular casing having water-stopping properties by applying a water-stopping material such as caulking to the joining surface in the longitudinal direction and joining them with bolts.

本発明の第３の構成は、前記セグメントの上下接合部に、前記セグメントを周方向に組み立てたときにリング状になるように止水溝を設け、接合される上下のセグメントの止水溝にわたって止水リングを設けたものである。
この第３の構成においては、セグメントの上下接合部に、セグメントを組み立てたときにリング状になるように溝を設け、上下のセグメントの溝にわたってリング状の止水リング（ゴム等）を設けることにより、重ねて設置された円形ケーシング相互間の隙間を止水リングによって容易に塞ぐことができるので、目地材などを隙間に詰め込んだりする作業を行わずに可撓性と止水性を得ることができる。また、地震等の地盤変化によるケーシングのずれが生じても、止水リングの変形により止水性を保つことができる。 According to a third configuration of the present invention, the upper and lower joints of the segments are provided with water stop grooves so as to form a ring shape when the segments are assembled in the circumferential direction, and the water stop grooves of the upper and lower segments to be joined are provided. A water stop ring is provided.
In this third configuration, a groove is provided at the upper and lower joints of the segment so as to form a ring when the segment is assembled, and a ring-shaped water stop ring (such as rubber) is provided across the upper and lower segment grooves. Therefore, it is possible to easily close the gap between the stacked circular casings with the water-stop ring, so that it is possible to obtain flexibility and water-stopping without performing the work of filling the joint material or the like into the gap. it can. Moreover, even if the casing shifts due to ground change such as an earthquake, the water stoppage can be maintained by the deformation of the water stop ring.

本発明の第４の構成は、前記セグメントを組み立てて複数の円形のケーシングとし、その円形ケーシングの上下を、前記外周の鋼板を溶接することにより接続したものである。
本発明の第５の構成は、前記セグメントにおける前記縦方向の分割面を、前記円形ケーシングの外周の鋼板を溶接することにより接合したものである。 According to a fourth configuration of the present invention, the segments are assembled into a plurality of circular casings, and the upper and lower sides of the circular casings are connected by welding the outer peripheral steel plates.
According to a fifth configuration of the present invention, the vertical dividing surfaces of the segments are joined by welding steel plates on the outer periphery of the circular casing.

これらの第４および第５の構成により、組み立てた円形ケーシングの上下を、外周の鋼板を溶接して接続することで、ケーシングの外側から接合することができるため、人がケーシングの中に入る必要がなく、安全であり、外周の鋼板全体で回転または揺動のトルクを伝達することができるので、内部のコンクリートにトルクによる偏荷重がかからない。   By these fourth and fifth configurations, the upper and lower sides of the assembled circular casing can be joined from the outside of the casing by welding the outer peripheral steel plates, so that a person needs to enter the casing Therefore, it is safe and the rotational or swinging torque can be transmitted over the entire outer peripheral steel plate, so that no uneven load due to the torque is applied to the internal concrete.

本発明によれば、コンクリート製で外周を鋼板とし、周方向に複数分割可能なセグメントとすることにより、大型のマンホールの施工も可能となる。また、セグメントを組み立てた円形ケーシングの上下の接続は、外周の鋼板を溶接して行うことにより、接続作業も安全で、かつ内部のコンクリートに負荷をかけずにトルクの伝達ができる。また上下の接続に上下にケーシングにわたって止水リング（ゴム等）を設けることにより地盤変動にも強いマンホールとすることができる。   According to the present invention, it is possible to construct a large manhole by making the outer periphery a steel plate with a segment that can be divided into a plurality of segments in the circumferential direction. In addition, the upper and lower connections of the circular casing assembled with the segments are performed by welding the outer peripheral steel plates, so that the connection work is safe and torque can be transmitted without applying a load to the concrete inside. In addition, by providing a water stop ring (rubber or the like) over the upper and lower casings in the upper and lower connections, a manhole resistant to ground fluctuation can be obtained.

以下、本発明の実施の形態を、図１〜図８に基づいて説明する。
図１は本発明に係るセグメント形立坑ケーシングを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は２分割式セグメントの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。また、図３は周方向接続部の拡大図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図４はノックピン取付け穴を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図５は止水リング取付け図を示すものであり、（ａ）は取付け状態の拡大断面図、（ｂ）は地盤変動時の状態を示す断面図である。図６は縦方向に立坑ケーシングを接続した状態の半断面図である。図７は止水溝と止水リングの拡大図であり、（ａ）は止水溝の断面図、（ｂ）は止水溝に止水リングを装着した状態の断面図である。図８はチュービング装置を用いて立坑を掘削する装置を示す説明図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a segment type shaft casing according to the present invention, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. (A) is a top view, (b) is a front view. 3 is an enlarged view of the circumferential connection portion, (a) is a cross-sectional view, and (b) is a BB cross-sectional view of (a). FIGS. 4A and 4B are enlarged views showing the knock pin mounting hole, where FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 5A and 5B show a water stop ring attachment diagram, wherein FIG. 5A is an enlarged sectional view of the attached state, and FIG. 5B is a sectional view showing a state at the time of ground change. FIG. 6 is a half cross-sectional view of the shaft casing connected in the vertical direction. 7A and 7B are enlarged views of the water stop groove and the water stop ring, where FIG. 7A is a cross-sectional view of the water stop groove, and FIG. 7B is a cross-sectional view of a state where the water stop ring is attached to the water stop groove. FIG. 8 is an explanatory view showing an apparatus for excavating a shaft using a tubing device.

本実施の形態は、２つに分割可能な半円筒状のセグメントを接合することにより、立坑ケーシングを形成するものである。図において、立坑ケーシング１は、半円筒状のセグメント１Ａおよび１Ｂにより構成され、各セグメント１Ａ，１Ｂは、半円筒状に成形されたコンクリート２と、そのコンクリート２の外周を被覆する鋼板３とを備えている。   In this embodiment, a shaft casing is formed by joining semi-cylindrical segments that can be divided into two. In the figure, a shaft casing 1 is composed of semi-cylindrical segments 1A and 1B. Each segment 1A, 1B comprises a semi-cylindrical concrete 2 and a steel plate 3 covering the outer periphery of the concrete 2. I have.

また、縦方向の分割面には、本例では上中下の３箇所に周方向接続金具６がコンクリート２に埋設状態に固着されており、セグメント１Ａ，１Ｂは、周方向接続ボルト７により接合される（図３参照）。これにより、セグメント１Ａ，１Ｂは筒状に組み立てられ、接合面にコーキング等の止水材を施用することにより、止水作用が維持されることになる。
セグメント１Ａ，１Ｂの上下接合部には、ケーシング１として組み立てたときにリング状となる半円の止水溝８が形成されており、ここに、止水リング９が装着される（図５参照）。 Further, in this example, circumferential connection fittings 6 are fixedly embedded in the concrete 2 at three locations, upper, middle, and lower, on the vertical dividing surface, and the segments 1A and 1B are joined by circumferential connection bolts 7. (See FIG. 3). Thereby, the segments 1A and 1B are assembled in a cylindrical shape, and the water-stopping action is maintained by applying a water-stopping material such as coking to the joint surface.
A semicircular water stop groove 8 that forms a ring shape when assembled as the casing 1 is formed at the upper and lower joints of the segments 1A and 1B, and a water stop ring 9 is attached thereto (see FIG. 5). ).

また、セグメント１Ａ，１Ｂの上下接合部には、本例では円周を４分割した位置にノックピン取付け穴１０が設けられており、上下のケーシング１のノックピン取付け穴１０にまたがるようにノックピン１１が装着される。これにより、ケーシング１を縦方向に接合する際の位置決めとすることができる。   In addition, in this example, the upper and lower joints of the segments 1A and 1B are provided with knock pin mounting holes 10 at positions where the circumference is divided into four, and the knock pins 11 are provided so as to straddle the knock pin mounting holes 10 of the upper and lower casings 1. Installed. Thereby, it can be set as the positioning at the time of joining the casing 1 to the vertical direction.

ケーシング１は、立坑掘削が進むにつれて継ぎ足されるが、継ぎ足しを行う際に、上下のケーシング１外周の鋼板３の継ぎ目を溶接し、全周溶接部１２を形成する。   The casing 1 is added as the shaft excavation progresses. When the addition is performed, the seams of the steel plates 3 on the outer periphery of the upper and lower casings 1 are welded to form the entire circumference welded portion 12.

上述した止水溝８は、図７に示すように、断面円形の取付け孔８ａと、この取付け孔８ａを外部に開放させるために取付け孔８ａに向かって先窄み状の開口部８ｂからなる。そして取付け孔８ａと閉口部８ｂとの境界の頭部はくびれ部８ｃとなっている。
止水溝８には、ケーシング１を重ねて設置する場合に、ケーシング１相互間の隙間を塞ぐための止水リング９の側部が挿入される。 As shown in FIG. 7, the water stop groove 8 described above includes a mounting hole 8a having a circular cross section and an opening 8b tapered toward the mounting hole 8a in order to open the mounting hole 8a to the outside. . The head portion at the boundary between the mounting hole 8a and the closed portion 8b is a constricted portion 8c.
In the water stop groove 8, a side portion of the water stop ring 9 for closing a gap between the casings 1 is inserted when the casing 1 is installed in an overlapping manner.

止水リング９はゴムなどの弾性体により帯状に形成されている。この止水リング９の左右両側端には止水溝８の取付け孔８ａに挿入し接合される係合部９ａが設けられ、また開口部８ｂ内に位置される部位には開口部８ｂの内面に圧接される斜状のリップ部９ｂが複数個設けられている。更に止水リング９の中央部には、ほぼＵ字状の伸縮部９ｃが設けられ、この伸縮部９ｃが伸縮することにより、止水リング９の幅が変化する。   The water stop ring 9 is formed in a band shape by an elastic body such as rubber. Engaging portions 9a that are inserted into and attached to the mounting holes 8a of the water-stop groove 8 are provided at both the left and right ends of the water-stop ring 9, and the inner surface of the opening 8b is provided at a position located in the opening 8b. A plurality of oblique lip portions 9b that are pressed against each other are provided. Furthermore, a substantially U-shaped expansion / contraction part 9c is provided at the center of the water stop ring 9, and the width of the water stop ring 9 changes as the expansion / contraction part 9c expands and contracts.

上下２個のケーシング１を止水リング９により接合するには、２個のケーシング１の止水溝８，８にコーキング材を注入した後、止水リング９の左右両側部の係合部９ａ，９ａを２個のケーシング１の開口部８ｂ，８ｂから取付け孔８ａ，８ａ内に挿入する。   In order to join the two upper and lower casings 1 with the water stop ring 9, after injecting caulking material into the water stop grooves 8, 8 of the two casings 1, the engaging portions 9 a on the left and right side portions of the water stop ring 9. , 9a are inserted into the mounting holes 8a, 8a from the openings 8b, 8b of the two casings 1.

コーキング材が硬化すると、係合部９ａがくびれ部８ｃに接合して取付け孔８ａから抜け出ないようになると共に、止水リング９は幅方向に伸縮可能であり、リップ部９ｂが開口部８ｂの内面に圧接して止水作用を果たす。   When the caulking material is cured, the engaging portion 9a is joined to the constricted portion 8c so as not to come out of the mounting hole 8a, the water stop ring 9 can be expanded and contracted in the width direction, and the lip portion 9b is formed in the opening portion 8b. Performs water-stopping action by pressing against the inner surface.

以上の構成の実施の形態に係るセグメント形立坑ケーシングを用いた立坑掘削方法について、図８を用いて説明する。図８は、チュービング装置（立坑構築機）を用いて立坑を掘削する装置を示すものである。   A shaft excavation method using the segment type shaft casing according to the embodiment having the above configuration will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows an apparatus for excavating a shaft using a tubing device (a shaft construction machine).

まず、予めセグメント１Ａ，１Ｂを接合した先端のケーシング１−１を、ベースマシン２３で固定されたチュービング装置２０に取付け、回転モータ（図示せず）および圧入シリンダ２１を用いて筒状ケーシング１−１を回転および圧入しながら、先端の掘削刃１３で掘削する。掘削した土砂は、ベースマシン２３の先端のグラブバケット２４で外部に排出する。   First, the casing 1-1 at the front end in which the segments 1A and 1B are joined in advance is attached to the tubing device 20 fixed by the base machine 23, and the cylindrical casing 1- is used by using a rotary motor (not shown) and a press-fitting cylinder 21. Excavating with the excavating blade 13 at the tip while rotating and press-fitting 1. The excavated earth and sand are discharged to the outside by the grab bucket 24 at the tip of the base machine 23.

掘削が進んでケーシング１−１の上部がチュービング装置２０の上部近くになると、止水溝８に止水リング９を装着して次のケーシング１−２を継ぎ足し、上下のケーシング１−１と１−２の外周の鋼板２の継ぎ目を溶接して全周溶接部１２を形成する。立坑の深さに応じて筒状ケーシング１を継ぎ足し、所定の深さまで掘削を行う。   When excavation progresses and the upper part of the casing 1-1 is close to the upper part of the tubing device 20, a water stop ring 9 is attached to the water stop groove 8 to add the next casing 1-2, and the upper and lower casings 1-1 and 1 are connected. -2 welds the seam of the outer peripheral steel plate 2 to form the entire circumference welded portion 12. The cylindrical casing 1 is added according to the depth of the shaft, and excavation is performed to a predetermined depth.

このようにして、本実施の形態のセグメント形立坑ケーシング１を用いて立坑を構築することができる。   Thus, a shaft can be constructed using the segment type shaft casing 1 of the present embodiment.

本発明は、大型のマンホールの施工が可能であり、安全な接続作業が可能であり、また地盤変動にも強いセグメント形立坑ケーシングとして、マンホール等の立坑掘削工事の分野において利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of shaft excavation work such as manholes as a segmented shaft casing capable of constructing large manholes, enabling safe connection work, and resistant to ground fluctuations.

本発明の実施の形態に係るセグメント形立坑ケーシングを示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。The segment type shaft casing which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is AA sectional drawing of (a). 本発明の実施の形態に係る２分割式セグメントの形状を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。The shape of the 2-part dividing-type segment which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is a top view, (b) is a front view. 本発明の実施の形態に係る周方向接続部の拡大図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。It is an enlarged view of the circumferential direction connection part which concerns on embodiment of this invention, (a) is a cross-sectional view, (b) is BB sectional drawing of (a). 本発明の実施の形態に係るノックピン取付け穴を示す拡大図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。It is an enlarged view which shows the knock pin attachment hole which concerns on embodiment of this invention, (a) is a top view, (b) is CC sectional drawing of (a). 本発明の実施の形態に係る止水リング取付け図を示すものであり、（ａ）は取付け状態の拡大断面図、（ｂ）は地盤変動時の状態を示す断面図である。The water stop ring attachment drawing which concerns on embodiment of this invention is shown, (a) is an expanded sectional view of an attachment state, (b) is sectional drawing which shows the state at the time of ground change. 本発明の実施の形態に係る縦方向に立坑ケーシングを接続した状態の半断面図である。It is a half sectional view of a state where a shaft casing is connected in the vertical direction according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態に係る止水溝と止水リングの拡大図であり、（ａ）は止水溝の断面図、（ｂ）は止水溝に止水リングを装着した状態の断面図である。It is an enlarged view of a water stop groove and a water stop ring concerning an embodiment of the invention, (a) is a sectional view of a water stop groove, (b) is a sectional view in the state where a water stop ring was installed in a water stop groove. It is. チュービング装置を用いて立坑を掘削する装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the apparatus which excavates a shaft using a tubing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 立坑ケーシング
１Ａ，１Ｂ セグメント
２ コンクリート
３ 鋼板
６ 周方向接続金具
７ 周方向接続ボルト
８ 止水溝
８ａ 取付け孔
８ｂ 開口部
８ｃ くびれ部
９ 止水リング
９ａ 係合部
９ｂ リップ部
９ｃ 伸縮部
１０ ノックピン取付け穴
１１ ノックピン
１２ 全周溶接部
１３ 刃先
２０ チュービング装置
２１ 圧入シリンダ
２３ ベースマシン
２４ グラブバケット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft casing 1A, 1B Segment 2 Concrete 3 Steel plate 6 Circumferential connection metal fitting 7 Circumferential connection bolt 8 Water stop groove 8a Mounting hole 8b Opening part 8c Constriction part 9 Water stop ring 9a Engagement part 9b Lip part 9c Expansion / contraction part 10 Knock pin Mounting hole 11 Dowel pin 12 Welded part of entire circumference 13 Cutting edge 20 Tubing device 21 Press-in cylinder 23 Base machine 24 Grab bucket

Claims (4)

全周回転または揺動により地中に圧入するコンクリート製の円形ケーシングにおいて、前記ケーシングの外周を鋼板とし、縦方向の分割面により周方向に複数分割可能なセグメントとし、前記セグメントを周方向に組み立てて複数の円形のケーシングとし、その円形ケーシングの上下を、前記外周の鋼板を溶接することにより接続したことを特徴とするセグメント形立坑ケーシング。 In a concrete circular casing that is press-fitted into the ground by rotating or swinging around the circumference, the outer periphery of the casing is a steel plate, a segment that can be divided into a plurality of circumferential directions by a vertical dividing surface, and the segments are assembled in the circumferential direction. A plurality of circular casings, and the upper and lower sides of the circular casings are connected by welding the outer peripheral steel plates . 前記セグメントの縦方向の分割面における周方向の接続をボルト接合としたことを特徴とする請求項１記載のセグメント形立坑ケーシング。   The segment type shaft casing according to claim 1, wherein a connection in a circumferential direction on a vertical dividing surface of the segment is a bolt joint. 前記セグメントの上下接合部に、前記セグメントを周方向に組み立てたときにリング状になるように止水溝を設け、接合される上下のセグメントの止水溝にわたって止水リングを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のセグメント形立坑ケーシング。   The upper and lower joints of the segments are provided with a water stop groove so as to form a ring when the segments are assembled in the circumferential direction, and a water stop ring is provided over the water stop grooves of the upper and lower segments to be joined. The segment type shaft casing according to claim 1 or 2. 前記セグメントにおける前記縦方向の分割面を、前記円形ケーシングの外周の鋼板を溶接することにより接合したことを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載のセグメント形立坑ケーシング。 The segment-type shaft casing according to any one of claims 1 to 3 , wherein the vertical dividing surfaces of the segments are joined by welding steel plates on the outer periphery of the circular casing.
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