JP3995793B2

JP3995793B2 - segment

Info

Publication number: JP3995793B2
Application number: JP10318398A
Authority: JP
Inventors: 宗孝大関
Original assignee: 石川島建材工業株式会社
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 2007-10-24
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JPH11294088A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に連結することにより、掘削穴の軸方向にトンネル壁体を構築するセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメント（主にコンクリート製あるいはスチール製）を組み立てて筒状壁体（トンネル壁体）を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては平面視長方形状で円弧版状のものが主流であり、これらセグメント同士をボルトによって接合していた。
このボルトでセグメント同士を接合する構造としては、セグメントの接合面の近傍に、セグメントの接合面同士を当接させた際に、互いに連通する孔部を有する継手を埋め込んでおき、これら継手の孔部同士が連通するように、セグメントの接合面を当接させた状態にて、孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させて接合させる構造が一般的である。また、相互のセグメントにナット部材であるインサート金具を埋め込んでおき、隣接するセグメントに貫通させたボルトを締結させて互いに接合させる構造もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造では、構築現場にて継手の接合面に形成された孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させたり、相互のセグメントに埋め込んだインサート金具へボルトを締結させるという極めて煩雑な作業を要するため組み立て時間の短縮には限界があり、また、ロボットによる自動組み付けへの適応が困難であった。前記ボルトの締結作業は、軸方向へのセグメントの接合、周方向へのセグメントの接合の双方について行う必要があり、一つのセグメントの接合に多くの工数を要する。また、軸方向の接合と周方向の接合とでは、締結作業方向が異なることも、自動組み付けへの適応を困難にしていた。
さらに、二次覆工を省略する場合にも、ボルト・ナットを設置するためにセグメントに形成したボルトボックスの閉塞作業を行わなければならず、施工の高速化、省力化を目指す上で新たな接合技術の開発が急務となっているのが現状であった。
【０００４】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、接合作業を極めて簡便に行うことができ、しかも、軸方向への接合作業によって、軸方向、周方向の両方向に同時に接合することができ、組み付けの自動化が容易になるセグメントを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、互いの接合端面同士を合わせた状態で接合されることにより、トンネル壁体を構成するセグメントであって、前記トンネル壁体の軸方向への接合端面には、前記接合端面からピン状に突設される弾性変形可能な一対の挿入部と、前記一対の挿入部を連結する連結部とからなる取付部品を備え、前記一対の挿入部は、前記連結部付近の離間距離が最大となるとともに、前記連結部から離間するにしたがって互いに接近するように弓状に湾曲してなり、前記接合端面に対向する別の軸方向の接合端面に、前記一対の挿入部のそれぞれが挿入可能な直線状をなす嵌合穴を開口してなり、前記嵌合穴に挿入した前記挿入部が、該嵌合穴内にて弾性変形して嵌合することにより、互いに接合されることを特徴とするセグメントを前記課題の解決手段とした。
このセグメントは、相手側のセグメントの接合端面に対して押圧し、軸方向の接合端面に突設した取付部品を嵌合穴に挿入して嵌合させることで、軸方向に簡便に接合することができる。相手側のセグメントの嵌合穴へ挿入、嵌合された取付部品は、軸方向に互いに接合された両セグメントに固定されることとなるので、接合端面間の軸方向への固定のみならず、周方向にも固定力を発揮する。これにより、このセグメントは、軸方向に接合するだけで、軸方向および周方向の２方向に接合される。
また、このセグメントでは、予め周方向に接合されたセグメントのそれぞれに形成された嵌合穴に、前記一対の挿入部をそれぞれ挿入、嵌合することで、セグメント間の周方向への接合力をこの取付部品によって確保することができる。また、予め接合状態のセグメントの嵌合穴に挿入部を挿入嵌合して、この取付部品を嵌合固定することで、合計３個のセグメント間の接合力が取付部品によって確保され、このセグメントによって構築されるトンネル壁体の強度を向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、セグメント１によって構築されるトンネル壁体２の一例を示す斜視図である。図１において、セグメント１は、コンクリートから円弧版状に形成され、周方向、および軸方向に接合されることで、円筒状壁体のトンネル壁体２を構成する。なお、図中、仮想線Ｘは軸方向、この仮想線Ｘ回りは周方向である。
【０００９】
以下、本発明の１実施形態を、図２から図６を参照して説明する。
図２はトンネル壁体２を示す平面図、図３はトンネル壁体２を軸方向から見た図である。
図２および図３において、セグメント１は、軸方向の一方の接合端面３に、取付部品４、５を突設し、軸方向の他方の接合端面６に、前記取付部品４が挿入、嵌合される嵌合穴８ａ、８ｂと、取付部品５が挿入、嵌合される嵌合穴７ａ、７ｂとを開口している。そして、このセグメント１は、その接合端面３を、組み付けの完了したセグメント１（図２、図３中では、説明の便宜上１ａ、１ｂの符号を付している）の接合端面６に向けて軸方向に押圧して、取付部品４を、嵌合穴８ａ、８ｂに挿入、嵌合し、取付部品５を嵌合穴７ａ、７ｂに挿入、嵌合することで、接合される。
【００１０】
図４は、接合端面３の中央部に突設される取付部品４を示す。
図４において、この取付部品４は、全体がバネ材から形成されており、弓形に湾曲された一対の挿入部４ａ、４ｂを連結部４ｃにより連結したＨ形になっている。挿入部４ａ、４ｂは、連結部４ｃ付近の離間距離が最も大きく、連結部４ｃから離間するにしたがって互いに接近するように湾曲されている。
図２において、接合端面３の対向する両端部に突設される取付部品５は、全体がバネ材から弓形のピン状に湾曲して形成されている。
【００１１】
取付部品４、５は、セグメント１を別のセグメントに接合する際に、予め、このセグメント１の接合端面３に突出状態に取り付けられる。取付部品４は、接合端面３の中央部に開口する一対の嵌合穴９ａ、９ｂに挿入部４ａ、４ｂの約半分の長さを挿入、嵌合することで、突出状態に取り付けられる。挿入部４ａ、４ｂを嵌合穴９ａ、９ｂに挿入、嵌合すると、連結部４ｃが接合端面３に当接することで、取付部品４が接合端面３に位置決めされる。
取付部品５は、接合端面３の対向する両側に開口する嵌合穴１０ａ、１０ｂに、約半分の長さを挿入、嵌合して突出状態に取り付ける。
【００１２】
取付部品４は、挿入部４ａ、４ｂを嵌合穴９ａ、９ｂに挿入すると、この嵌合穴９ａ、９ｂの最も奥側（挿入部４ａ、４ｂの挿入方向奥側）に形成した係合凹部１１ａ、１１ｂに、挿入部４ａ、４ｂ先端の係合部４ｄ、４ｄがそれぞれ係合することで、嵌合穴９ａ、９ｂからの引き抜きが規制される。
図５は、取付部品４の挿入部４ｂの嵌合穴９ｂへの挿入、嵌合工程を示す。
図５において、嵌合穴９ｂは、挿入部４ｂの係合部４ｄ近傍が挿入可能な大きさであり、挿入部４ｂは、嵌合穴９ｂの開口部近傍のテーパ部９ｃによって嵌合穴９ｂ内にスムーズに挿入される。嵌合穴９ｂに挿入された挿入部４ｂは、当初、係合部４ｄと、挿入部４ｂの外面４ｆとが、嵌合穴９ｂの対向する両側の内面に当接することで、若干弾性変形されて、湾曲状態から直線状に変形される。そして、挿入を継続すると、係合部４ｄが係合凹部１１ｂに入り込んで係合、嵌合する。この時、挿入部外面４ｆの嵌合穴９ｂ内面に対する当接状態が維持されるため、挿入部４ｂの弾性によって、係合部４ｄが係合凹部１１ｂに押圧された状態が維持され、係合状態が解除されず、これにより、挿入部４ｂが嵌合穴９ｂ内に嵌合する。また、係合部４ｄが係合凹部１１ｂに入り込んで係合すると同時に、挿入部４ｂは、直線に近い状態から湾曲状態に戻り、連結部４ｃから係合部４ｄまでの距離が若干縮小するため、これにより、連結部４ｃが接合端面３に圧接状態となり、挿入部４ｂはぐらつくこと無く、安定に固定される。
挿入部４ａの嵌合穴９ａに対する挿入、嵌合についても、挿入部４ｂと同様である。
【００１３】
取付部品４の両側の挿入部４ａ、４ｂは、嵌合穴９ａ、９ｂに同時に挿入、嵌合されることで、嵌合穴９ａ、９ｂ間の中間壁１２を両側から挟み込んで嵌合するため、各挿入部４ａ、４ｂが嵌合穴９ａ、９ｂに嵌合、固定された状態がより確実に維持される。両挿入部４ａ、４ｂの挿入、嵌合が完了すると、取付部品４が接合端面３の目的位置に突出状態に固定される。
なお、ここで、連結部４ｃは、接合端面３に当接されるため、これにより、挿入部４ａ、４ｂの嵌合穴７ａ、７ｂへの挿入寸法および接合端面３からの突出寸法が設定され、接合端面３からは、目的の長さの挿入部４ａ、４ｂがピン状に突出される。
【００１４】
取付部品５の、嵌合穴１０ａ、１０ｂに対する挿入、嵌合も、取付部品４の挿入部４ａ、４ｂの嵌合穴９ａ、９ｂへの嵌合と同様である。すなわち、取付部品５は、湾曲状態を直線状に弾性変形させつつ嵌合穴１０ａ、１０ｂに挿入し、嵌合穴１０ａ、１０ｂの最も奥側（取付部品５の挿入方向奥側）に形成した係合凹部１３ａ、１３ｂに、取付部品５先端の係合部５ａを係合することで、嵌合穴１０ａ、１０ｂ内に嵌合、固定され、引き抜きが規制されるようになっている。また、取付部品５は、その約半分の長さが嵌合穴１０ａ、１０ｂに挿入され、残りの約半分の長さが、接合端面３から突出した状態になる。
【００１５】
一方、接合端面６側の中央部の嵌合穴７ａ、７ｂには、別のセグメント１の接合端面３に突出状態に取り付けられた取付部品５が、挿入、嵌合されるようになっている。この嵌合穴７ａ、７ｂに挿入された取付部品５は、嵌合穴１０ａ、１０ｂへの挿入、嵌合と同様に、嵌合穴７ａ、７ｂに嵌合、固定される。すなわち、取付部品５は、湾曲状態を直線状に弾性変形させつつ嵌合穴７ａ、７ｂに挿入することで、その先端の係合部５ｂが、嵌合穴７ａ、７ｂの最も奥側に形成された係合凹部１４ａ、１４ｂに係合することで引き抜きが規制されるとともに、嵌合穴７ａ、７ｂ内に嵌合、固定される。
また、嵌合穴７ａ、７ｂは、接合端面６近傍に固着した補強プレート１５に連通されているので、これら嵌合穴７ａ、７ｂに挿入した取付部品５、５は、補強プレート１５によって互いに離間しないように拘束される。
【００１６】
接合端面６の一端部の嵌合穴８ａには、別のセグメント１の接合端面３に突出状態に取り付けられた取付部品４の挿入部４ｂが挿入、嵌合され、他端部の嵌合穴８ｂには、前記取付部品４の挿入部４ａが挿入、嵌合される。嵌合穴８ａ、８ｂへの挿入部４ａまたは４ｂの挿入、嵌合は、嵌合穴９ａ、９ｂへの挿入、嵌合と同様になされる。すなわち、挿入部４ａ、４ｂは、湾曲状態から直線状にするように弾性変形させつつ嵌合穴８ａ、８ｂに挿入され、その先端の係合部５ｂが、嵌合穴８ａ、８ｂの最も奥側に形成された係合凹部１７ａ、１７ｂに係合し、この係合状態が、取付部品５自身の弾性力によって維持され、嵌合穴８ａ、８ｂ内に嵌合、固定される。
また、嵌合穴８ａ、８ｂは、接合端面６近傍に、取付部品４の補強プレート１５の約半分を収納するプレート収納部１６ａまたは１６ｂを備えている。セグメント１を周方向に接合すると、隣接した嵌合穴９ａ、９ｂのプレート収納部１６ａ、１６ｂが連続して、補強プレート１５を収納する形状となる。
【００１７】
このセグメント１を軸方向、周方向に接合して筒状のトンネル壁体を構築するには、まず、先行して組み付けたセグメント１に対して、予め、接合端面３に取付部品４、５が突出状態に取り付けられたセグメント１を、軸方向に押圧するようにして接合する。
すなわち、既設のセグメント１に対して接合するセグメント１には、接合前に予め、接合端面３に開口する嵌合穴９ａ、９ｂに取付部品４を嵌合固定し、嵌合穴１０ａ、１０ｂに取付部品５を嵌合固定し、取付部品４、５を、それぞれ、接合端面３から突出状態に取り付ける。次いで、取付部品４、５の取り付けを完了したセグメント１を、周方向に接合された既設のセグメント１、１（以下、説明の便宜上、セグメント１ａ、１ｂの符号を付す）の接合境界に、接合端面３の中央部を位置決めして押圧する。そして、セグメント１の嵌合穴１０ａに挿入、嵌合した取付部品５の接合端面３からの突出部分を、セグメント１ａの接合端面６の中央部に開口した嵌合穴７ｂに挿入、嵌合し、セグメント１の嵌合穴１０ｂに挿入、嵌合した取付部品５の接合端面３からの突出部分を、セグメント１ｂの接合端面６の中央部に開口した嵌合穴７ａに挿入、嵌合する。
【００１８】
また、セグメント１に突出状態に取り付けた取付部品４の両挿入部４ａ、４ｂを、セグメント１ａ、１ｂの接合境界近傍にて、互いに近接配置された一対の嵌合穴１０ｂ、１０ａに一括して挿入、嵌合する。詳述すると、挿入部４ａをセグメント１ａの嵌合穴１０ｂに挿入、嵌合し、挿入部４ｂをセグメント１ｂの嵌合穴１０ａに挿入、嵌合する。また、周方向に接合されたセグメント１ａ、１ｂ間では、嵌合穴１０ｂ、１０ａのプレート収納部１６ｂ、１６ａが連続されているので、このプレート収納部１６ｂ、１６ａに、取付部品４の補強プレート１５を収納、嵌合する。
これにより、取付部品４、５が、セグメント１ａ、１ｂの嵌合穴９ｂ、１０ｂ、１０ａ、９ａに嵌合、固定することで、セグメント１がセグメント１ａ、１ｂに対して接合される。
【００１９】
取付部品４、５は、その先端の係合部４ｅ、５ｂが、セグメント１ａ、１ｂ側の嵌合穴９ｂ、１０ｂ、１０ａ、９ａの係合凹部１４ｂ、１７ｂ、１７ａ、１４ａに係合すると同時に、自身の弾性変形によって、曲率が小さくなるように湾曲し、嵌合穴９ｂ、１０ｂ、１０ａ、９ａへの挿入長が若干短縮したようになるので、これにより、セグメント１、１ａ、１ｂの接合端面３、６間に圧接力が与えられ、軸方向の接合力が得られる。また、取付部品４、５は、軸方向に接合したセグメント１、１ａ、１ｂ間に連通状態になるので、セグメント１ａ、１ｂに対して接合したセグメント１の周方向への変位も規制される。これにより、セグメント１は、軸方向および周方向の両方向に接合される。
【００２０】
しかも、取付部品４の連結部４ｃによって連結された両挿入部４ａ、４ｂを、周方向に接合したセグメント１ａ、１ｂの嵌合穴１０ｂ、１０ａに挿入、嵌合するので、セグメント１ａ、１ｂ間が、取付部品４によって連結された状態になり、セグメント１ａ、１ｂ間の接合力が向上する。この時、取付部品４の連結部４ｃが応力を負担することにより、セグメント１ａ、１ｂ間に高い接合力が得られる。
【００２１】
セグメント１ａの嵌合穴７ｂの近傍の嵌合穴７ａには、セグメント１の周方向に連接する別のセグメント１ｃの接合端面３に突出状態に取り付けた取付部品５が挿入、嵌合される。セグメント１ａでは、嵌合穴７ｂに嵌合固定した、セグメント１の取付部品５と、嵌合穴７ａに嵌合固定した、セグメント１ｃの取付部品５とを、補強プレート１５により拘束するので、これにより、周方向に接合されたセグメント１、１ｃ間に接合力が与えられる。
セグメント１ｂにおいても、同様に、嵌合穴７ａ、７ｂに挿入、嵌合した取付部品５、５を補強プレート１５により拘束することで、周方向に接合したセグメント同士間に接合力を与えることができる。
なお、補強プレート１５によって、取付部品５から作用する応力がセグメント１ａ、１ｂの広い範囲に分散伝達されるので、嵌合穴１０ａ、１０ｂ近傍では、十分な強度を確保できる。
【００２２】
このように、このセグメント１によれば、取付部品４、５を、接合する相手側のセグメント１ａ、１ｂの嵌合穴７ｂ、８ｂ、８ａ、７ｂに挿入、嵌合するだけで、軸方向および周方向の両方向に固定することができるので、筒状のトンネル壁体２を短時間で構築することができる。
また、軸方向の作業のみによって、セグメント１を接合することができるので、接合作業は極めて単純であり、自動化も容易である。
さらに、接合作業前に、接合端面３に開口する嵌合穴９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂに、取付部品４、５を予め嵌合してから、接合作業を行うようになっているので、取付部品４、５を選択使用することで、既設のセグメント１ａ、１ｂの嵌合穴形状や、接合角度、誤差修正等に容易に対応することができる。嵌合穴９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂへの取付部品４、５の嵌合は、現場近くにおいても可能であるから、使用する取付部品の選択は、実際の接合作業状況に柔軟に対応して行うことができる。
【００２３】
なお、前記実施形態では、コンクリート製のセグメントについて説明したが、本発明はこれに限定されず、鉄骨からなるもの、スキンプレートを有するもの等、各種構成のセグメントに適用可能である。
取付部品は、前記実施形態に限定されず、各種構成が採用可能である。
例えば、取付部品の素材としては、バネ材に限定されず、樹脂等も採用可能である。また、取付部品に適用される金属としては、各種鋼材、鋳物等が採用可能である。
セグメントには、周方向への接合継手を別途設けることも可能である。この場合、トンネル軸方向への接合作業のみによって、接合可能な構造を採用する。
【００２４】
取付部品５に代えて、例えば、図６、図７に示す取付部品２１、２２も採用可能である。
図５に示す取付部品２１は、バネ材から弓形に湾曲された２本の挿入部２１ａを連結し、連結部２１ｂから対向する両側へ末広がりに成形したバネ体であり、図６に示す取付部品２２は、鋼製パイプの長手方向両端を二つ割り形状にしてなる挿入部２２ａを備えている。いずれの取付部品２１、２２を適用するにも、セグメントの接合端面に開口する嵌合穴を、取付部品２１、２２を挿入、嵌合可能な形状に変更することは言うまでも無い。
【００２５】
また、取付部品４に代えて、例えば、図８、図９に示す取付部品２３、２４を採用することも可能である。
図８に示す取付部品２３は、図６に示した取付部品２１と同様の構成に構成された挿入部２３ａを、連結部２３ｂの両側に対向配置して連結した構成であり、図９に示す取付部品２４は、図７に示した取付部品２２と同様の構成に構成された挿入部２４ａを、連結部２４ｂの両側に対向配置して連結した構成である。
いずれの取付部品２３、２４を適用するにも、セグメントの接合端面に開口する嵌合穴を、取付部品２３、２４を挿入、嵌合可能な形状に変更することは言うまでも無い。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のセグメントによれば、トンネル壁体の軸方向に押圧して、相手側のセグメントの接合端面に開口した嵌合穴に、ピン状の挿入部を挿入して嵌合させることで、軸方向に簡便に接合することができる。しかも、接合した両セグメント間にわたって連通状態の取付部品によって、軸方向のみならず周方向にも固定され、軸方向、周方向の両方向の接合力が、接合と同時に得られる。また、軸方向のみの接合作業によって接合することが可能であるので、極めて単純な作業により筒状のトンネル壁体を構築することができ、接合作業の自動化も容易であるといった優れた効果を奏する。
また、接合端面の中央部に取り付けられる取付部品が、それぞれ前記接合端面からピン状に突出され、かつ予め互いに周方向に接合されたセグメントのそれぞれに形成された嵌合穴に挿入、嵌合される一対の挿入部を連結部により連結してなる構成であるので、前記挿入部を、別の二つのセグメントに形成した嵌合穴にそれぞれ挿入、嵌合することで、これら二つのセグメント間を連結して接合力を高めることができ、トンネル壁体の強度を向上できるといった優れた効果を奏する。
【００２７】
そして、接合前のセグメントの接合端面に開口された嵌合穴に、取付部品を予め挿入、嵌合してから、セグメント同士を接合することが可能なので、接合するセグメントの形状等に適合する取付部品を選択使用することが可能になり、セグメントの汎用性が向上するといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセグメントによって組み立てられるトンネル壁体の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の１実施形態のセグメントによって組み立てられるトンネル壁体を示す平面図である。
【図３】図２のトンネル壁体を軸方向から見た側面図である。
【図４】図２のセグメントに適用する取付部品の一例を示す斜視図である。
【図５】セグメントの接合端面に開口した嵌合穴への取付部品の挿入、嵌合工程を示す図であって、嵌合穴近傍を示す断面図である。
【図６】本発明のセグメントに適用する取付部品の別態様を示す斜視図である。
【図７】本発明のセグメントに適用する取付部品の別態様を示す斜視図である。
【図８】本発明のセグメントに適用する取付部品の別態様を示す斜視図である。
【図９】本発明のセグメントに適用する取付部品の別態様を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃセグメント、
２トンネル壁体、
３接合端面、
４、５取付部品、
４ａ、４ｂ挿入部、
６接合端面、
７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂ嵌合穴、
９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ嵌合穴、
２１取付部品、
２１ａ挿入部、
２２取付部品、
２２ａ挿入部、
２３取付部品、
２３ａ挿入部、
２３ｂ連結部、
２４取付部品、
２４ａ挿入部、
２４ｂ連結部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a segment for constructing a tunnel wall body in the axial direction of an excavation hole by connecting to each other.
[0002]
[Prior art]
As a method for constructing a tunnel, a so-called shield construction method is generally used in which segments (mainly made of concrete or steel) are assembled on the inner surface side of an excavation hole to construct a cylindrical wall (tunnel wall).
As a segment used for this shield method, a rectangular shape in a plan view and an arc plate shape are mainly used, and these segments are joined together by bolts.
As a structure for joining segments with this bolt, joints having holes communicating with each other when the joint surfaces of the segments are brought into contact with each other in the vicinity of the joint surfaces of the segments are embedded. In general, a structure in which a bolt is inserted into a hole and a nut is fastened and joined to the bolt in a state where the joint surfaces of the segments are in contact with each other so that the parts communicate with each other. There is also a structure in which insert fittings which are nut members are embedded in the mutual segments, and bolts penetrating through the adjacent segments are fastened and joined together.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above structure, a bolt is inserted into a hole formed in the joint surface of the joint at the construction site, and a nut is fastened to this bolt, or a bolt is fastened to an insert fitting embedded in a mutual segment. Since complicated work is required, there is a limit to shortening the assembly time, and adaptation to automatic assembly by a robot is difficult. The bolt fastening operation needs to be performed for both the joining of the segments in the axial direction and the joining of the segments in the circumferential direction, and it takes a lot of man-hours to join one segment. Further, the fact that the fastening operation direction is different between the joining in the axial direction and the joining in the circumferential direction has made adaptation to automatic assembly difficult.
Furthermore, even when the secondary lining is omitted, the bolt box formed in the segment must be closed in order to install the bolts and nuts. At present, the development of joining technology has become an urgent task.
[0004]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be joined very easily, and can be joined simultaneously in both the axial direction and the circumferential direction by the joining work in the axial direction. An object is to provide a segment that facilitates assembly automation.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the invention according to claim 1, the segments constituting the tunnel wall body are joined in a state in which the joint end faces are aligned with each other, and the joint end face in the axial direction of the tunnel wall body includes the A mounting part comprising a pair of elastically deformable insertion portions projecting in a pin shape from a joining end surface and a connection portion for connecting the pair of insertion portions, the pair of insertion portions is located near the connection portion. The distance between the pair of insertion portions is maximized and curved in an arcuate shape so as to approach each other as the distance from the connection portion increases. Each is formed with a linear fitting hole that can be inserted, and the insertion portions inserted into the fitting holes are joined to each other by being elastically deformed and fitted in the fitting holes. Segments characterized by It was solutions of the problems.
This segment can be easily joined in the axial direction by pressing against the joining end surface of the mating segment and inserting the fitting parts protruding from the joining end surface in the axial direction into the fitting holes and fitting them together. Can do. Since the fitting part inserted and fitted into the mating hole of the mating segment is fixed to both segments joined together in the axial direction, not only the axial fixing between the joining end faces, Demonstrates fixing force in the circumferential direction. Thereby, this segment is joined in two directions of the axial direction and the circumferential direction only by joining in the axial direction.
In addition, in this segment, the insertion force in the circumferential direction between the segments is obtained by inserting and fitting the pair of insertion portions into the fitting holes respectively formed in the circumferentially joined segments. It can be secured by this mounting part. In addition, by inserting and fitting the insertion portion into the fitting hole of the joined segment in advance and fitting and fixing this attachment component, the joint force between the three segments in total is secured by the attachment component. The strength of the tunnel wall constructed by can be improved.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a tunnel wall body 2 constructed by segments 1. In FIG. 1, a segment 1 is formed in a circular arc shape from concrete and is joined in a circumferential direction and an axial direction to constitute a tunnel wall body 2 of a cylindrical wall body. In the drawing, the imaginary line X is the axial direction, and the circumference of the imaginary line X is the circumferential direction.
[0009]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a plan view showing the tunnel wall body 2, and FIG. 3 is a view of the tunnel wall body 2 seen from the axial direction.
2 and 3, the segment 1 has mounting parts 4 and 5 projecting from one joining end face 3 in the axial direction, and the mounting part 4 is inserted and fitted into the other joining end face 6 in the axial direction. The fitting holes 8a and 8b and the fitting holes 7a and 7b into which the attachment component 5 is inserted and fitted are opened. Then, the segment 1 is pivoted so that the joint end face 3 faces the joint end face 6 of the segment 1 that has been assembled (in FIG. 2 and FIG. 3, the reference numerals 1a and 1b are attached for convenience of explanation). By pressing in the direction, the attachment part 4 is inserted and fitted into the fitting holes 8a and 8b, and the attachment part 5 is inserted and fitted into the fitting holes 7a and 7b to be joined.
[0010]
FIG. 4 shows the attachment component 4 protruding from the central portion of the joining end surface 3.
In FIG. 4, the attachment part 4 is entirely formed of a spring material, and has an H shape in which a pair of insertion parts 4 a and 4 b curved in an arc shape are connected by a connection part 4 c. The insertion portions 4a and 4b have the largest separation distance in the vicinity of the connection portion 4c, and are curved so as to approach each other as the distance from the connection portion 4c increases.
In FIG. 2, the attachment parts 5 protruding from both opposing ends of the joining end surface 3 are entirely bent from a spring material into an arcuate pin shape.
[0011]
The attachment parts 4 and 5 are attached in advance to the joining end surface 3 of the segment 1 when the segment 1 is joined to another segment. The attachment component 4 is attached in a protruding state by inserting and fitting approximately half the length of the insertion portions 4a and 4b into a pair of fitting holes 9a and 9b opened in the center of the joint end surface 3. When the insertion portions 4 a and 4 b are inserted and fitted into the fitting holes 9 a and 9 b, the attachment portion 4 is positioned on the joint end surface 3 by the connection portion 4 c coming into contact with the joint end surface 3.
The attachment component 5 is attached in a protruding state by inserting and fitting approximately half the length into the fitting holes 10a and 10b that open on opposite sides of the joining end face 3.
[0012]
When the insertion part 4a, 4b is inserted into the fitting holes 9a, 9b, the attachment component 4 has an engagement recess formed on the innermost side of the fitting holes 9a, 9b (the inner side in the insertion direction of the insertion parts 4a, 4b). The engaging portions 4d and 4d at the distal ends of the insertion portions 4a and 4b engage with 11a and 11b, respectively, so that the extraction from the fitting holes 9a and 9b is restricted.
FIG. 5 shows the process of inserting the fitting part 4 into the fitting hole 9b and the fitting process.
In FIG. 5, the fitting hole 9b is sized so that the vicinity of the engaging portion 4d of the insertion portion 4b can be inserted. The insertion portion 4b is inserted into the fitting hole 9b by the tapered portion 9c near the opening of the fitting hole 9b. It is inserted smoothly inside. The insertion portion 4b inserted into the fitting hole 9b is initially slightly elastically deformed by the engagement portion 4d and the outer surface 4f of the insertion portion 4b coming into contact with the opposite inner surfaces of the fitting hole 9b. Thus, it is deformed from a curved state into a linear shape. When the insertion is continued, the engaging portion 4d enters the engaging recess 11b and engages and fits. At this time, since the contact state of the insertion portion outer surface 4f with the inner surface of the fitting hole 9b is maintained, the state where the engagement portion 4d is pressed against the engagement recess 11b is maintained by the elasticity of the insertion portion 4b. The state is not released, and the insertion portion 4b is thus fitted into the fitting hole 9b. Further, at the same time as the engaging portion 4d enters and engages with the engaging recess 11b, the insertion portion 4b returns from a state close to a straight line to a curved state, and the distance from the connecting portion 4c to the engaging portion 4d is slightly reduced. Thereby, the connecting portion 4c is brought into a pressure contact state with the joining end surface 3, and the insertion portion 4b is stably fixed without wobbling.
The insertion and fitting of the insertion portion 4a into the fitting hole 9a are the same as those of the insertion portion 4b.
[0013]
The insertion portions 4a and 4b on both sides of the mounting part 4 are inserted and fitted into the fitting holes 9a and 9b at the same time, so that the intermediate wall 12 between the fitting holes 9a and 9b is sandwiched and fitted from both sides. The state in which the insertion portions 4a and 4b are fitted and fixed in the fitting holes 9a and 9b is more reliably maintained. When the insertion and fitting of both the insertion portions 4a and 4b are completed, the attachment part 4 is fixed to the target position of the joining end surface 3 in a protruding state.
In addition, since the connection part 4c is contact | abutted by the joining end surface 3, the insertion dimension to the fitting holes 7a and 7b of the insertion parts 4a and 4b and the protrusion dimension from the joining end surface 3 are set by this. From the joint end surface 3, insertion portions 4a and 4b having a target length protrude in a pin shape.
[0014]
Insertion and fitting of the attachment part 5 into the fitting holes 10a and 10b are the same as the fitting of the insertion parts 4a and 4b of the attachment part 4 into the fitting holes 9a and 9b. That is, the attachment component 5 is inserted into the fitting holes 10a and 10b while elastically deforming the curved state in a straight line, and is formed on the innermost side of the fitting holes 10a and 10b (the inner side in the insertion direction of the attachment component 5). By engaging the engaging portion 5a at the tip of the mounting part 5 with the engaging recesses 13a and 13b, the engaging portions are fitted and fixed in the fitting holes 10a and 10b, and the extraction is restricted. In addition, about half of the attachment component 5 is inserted into the fitting holes 10 a and 10 b, and the remaining half of the attachment component 5 protrudes from the joining end surface 3.
[0015]
On the other hand, fitting parts 5 attached in a protruding state to the joining end surface 3 of another segment 1 are inserted and fitted into the fitting holes 7a and 7b at the center on the joining end surface 6 side. . The attachment component 5 inserted into the fitting holes 7a and 7b is fitted and fixed to the fitting holes 7a and 7b in the same manner as the insertion and fitting into the fitting holes 10a and 10b. That is, the attachment part 5 is inserted into the fitting holes 7a and 7b while elastically deforming the curved state linearly, so that the engaging portion 5b at the tip is formed at the innermost side of the fitting holes 7a and 7b. Pulling out is restricted by engaging with the engaging recesses 14a and 14b, and fitting and fixing are performed in the fitting holes 7a and 7b.
Further, since the fitting holes 7a and 7b communicate with the reinforcing plate 15 fixed in the vicinity of the joining end face 6, the mounting parts 5 and 5 inserted into the fitting holes 7a and 7b are separated from each other by the reinforcing plate 15. It is restrained not to.
[0016]
In the fitting hole 8a at one end of the joining end face 6, the insertion part 4b of the mounting part 4 attached in a protruding state to the joining end face 3 of another segment 1 is inserted and fitted, and the fitting hole at the other end is inserted. In 8b, the insertion portion 4a of the mounting part 4 is inserted and fitted. Insertion and fitting of the insertion portion 4a or 4b into the fitting holes 8a and 8b are performed in the same manner as insertion and fitting into the fitting holes 9a and 9b. That is, the insertion portions 4a and 4b are inserted into the fitting holes 8a and 8b while being elastically deformed so as to be linear from the curved state, and the engaging portion 5b at the tip thereof is the deepest of the fitting holes 8a and 8b. The engaging recesses 17a and 17b formed on the side are engaged, and this engaged state is maintained by the elastic force of the mounting part 5 itself, and is fitted and fixed in the fitting holes 8a and 8b.
Further, the fitting holes 8 a and 8 b are provided with a plate storage portion 16 a or 16 b for storing about half of the reinforcing plate 15 of the attachment part 4 in the vicinity of the joining end surface 6. When the segments 1 are joined in the circumferential direction, the plate housing portions 16a and 16b of the adjacent fitting holes 9a and 9b are continuous to form a shape for housing the reinforcing plate 15.
[0017]
In order to construct a tubular tunnel wall body by joining the segments 1 in the axial direction and the circumferential direction, first, the attachment parts 4 and 5 are attached to the joining end surface 3 in advance with respect to the segment 1 assembled in advance. The segments 1 attached in the protruding state are joined so as to be pressed in the axial direction.
That is, in the segment 1 to be joined to the existing segment 1, the attachment parts 4 are fitted and fixed in the fitting holes 9a and 9b opened in the joining end surface 3 in advance before joining, and the fitting holes 10a and 10b are fitted. The attachment parts 5 are fitted and fixed, and the attachment parts 4 and 5 are attached in a protruding state from the joint end surface 3. Next, the segment 1 in which the attachment parts 4 and 5 have been attached is joined to the joining boundary of the existing segments 1 and 1 joined in the circumferential direction (hereinafter, for convenience of explanation, the symbols 1a and 1b are attached). The center part of the end surface 3 is positioned and pressed. And the protrusion part from the joining end surface 3 of the attachment component 5 inserted and fitted in the fitting hole 10a of the segment 1 is inserted and fitted in the fitting hole 7b opened in the center part of the joining end surface 6 of the segment 1a. The protruding portion from the joint end face 3 of the attachment part 5 inserted and fitted into the fitting hole 10b of the segment 1 is inserted and fitted into the fitting hole 7a opened at the center of the joint end face 6 of the segment 1b.
[0018]
Further, the two insertion portions 4a and 4b of the attachment part 4 attached to the segment 1 in a protruding state are collectively put into a pair of fitting holes 10b and 10a arranged close to each other in the vicinity of the joining boundary of the segments 1a and 1b. Insert and mate. Specifically, the insertion portion 4a is inserted and fitted into the fitting hole 10b of the segment 1a, and the insertion portion 4b is inserted and fitted into the fitting hole 10a of the segment 1b. In addition, since the plate accommodating portions 16b and 16a of the fitting holes 10b and 10a are continuous between the segments 1a and 1b joined in the circumferential direction, the reinforcing plate of the mounting component 4 is connected to the plate accommodating portions 16b and 16a. 15 is stored and fitted.
Thereby, the segment 1 is joined with respect to the segments 1a and 1b because the attachment components 4 and 5 are fitted and fixed to the fitting holes 9b, 10b, 10a and 9a of the segments 1a and 1b.
[0019]
At the same time, the engaging parts 4e and 5b of the attachment parts 4 and 5 engage with the engaging recesses 14b, 17b, 17a and 14a of the fitting holes 9b, 10b, 10a and 9a on the segments 1a and 1b side. Because of its own elastic deformation, it is curved so that the curvature is reduced, and the insertion length into the fitting holes 9b, 10b, 10a, 9a is slightly shortened, so that the segments 1, 1a, 1b are joined together. A pressure contact force is applied between the end faces 3 and 6, and an axial joining force is obtained. Moreover, since the attachment components 4 and 5 will be in a communication state between the segments 1, 1a, and 1b joined to the axial direction, the displacement to the circumferential direction of the segment 1 joined with respect to the segments 1a and 1b is also controlled. Thereby, the segment 1 is joined to both the axial direction and the circumferential direction.
[0020]
In addition, since the two insertion portions 4a and 4b connected by the connection portion 4c of the attachment component 4 are inserted and fitted into the fitting holes 10b and 10a of the segments 1a and 1b joined in the circumferential direction, the segments 1a and 1b are However, it will be in the state connected by the attachment component 4, and the joining force between the segments 1a and 1b will improve. At this time, since the connecting portion 4c of the mounting component 4 bears stress, a high bonding force can be obtained between the segments 1a and 1b.
[0021]
In the fitting hole 7a in the vicinity of the fitting hole 7b of the segment 1a, the attachment component 5 attached in a protruding state is inserted and fitted onto the joining end surface 3 of another segment 1c connected in the circumferential direction of the segment 1. In the segment 1a, the attachment component 5 of the segment 1 that is fitted and fixed in the fitting hole 7b and the attachment component 5 of the segment 1c that is fitted and fixed in the fitting hole 7a are restrained by the reinforcing plate 15. Thus, a joining force is applied between the segments 1 and 1c joined in the circumferential direction.
Similarly, in the segment 1b, by attaching the fitting parts 5 and 5 inserted and fitted into the fitting holes 7a and 7b with the reinforcing plate 15, a joining force can be given between the segments joined in the circumferential direction. it can.
In addition, since the stress which acts from the attachment component 5 is distributed and transmitted by the reinforcement plate 15 to the wide range of the segments 1a and 1b, sufficient strength can be secured in the vicinity of the fitting holes 10a and 10b.
[0022]
Thus, according to this segment 1, the mounting parts 4 and 5 are inserted and fitted into the fitting holes 7b, 8b, 8a and 7b of the mating segments 1a and 1b to be joined. Since it can fix to both the circumferential directions, the cylindrical tunnel wall body 2 can be constructed in a short time.
Further, since the segments 1 can be joined only by the work in the axial direction, the joining work is very simple and automation is easy.
Further, since the attachment parts 4 and 5 are pre-fitted into the fitting holes 9a, 9b, 10a, and 10b opened in the joining end surface 3 before the joining work, the joining work is performed. By selectively using the parts 4 and 5, it is possible to easily cope with the fitting hole shape, joining angle, error correction, etc. of the existing segments 1 a and 1 b. Since the fitting parts 4 and 5 can be fitted to the fitting holes 9a, 9b, 10a and 10b near the site, the selection of the mounting parts to be used can be flexibly adapted to the actual joining work situation. It can be carried out.
[0023]
In the above-described embodiment, the concrete segment has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to segments having various configurations such as a steel frame and a skin plate.
The attachment component is not limited to the above embodiment, and various configurations can be adopted.
For example, the material of the mounting part is not limited to the spring material, and resin or the like can be used. Moreover, various steel materials, castings, etc. are employable as a metal applied to an attachment component.
It is also possible to separately provide a joint joint in the circumferential direction in the segment. In this case, a structure that can be joined only by joining work in the tunnel axis direction is adopted.
[0024]
Instead of the attachment part 5, for example, attachment parts 21 and 22 shown in FIGS. 6 and 7 can be employed.
The attachment component 21 shown in FIG. 5 is a spring body formed by connecting two insertion portions 21a curved in a bow shape from a spring material, and shaped so as to spread outwardly from both sides facing the connection portion 21b. 22 is provided with an insertion portion 22a formed by dividing the longitudinal ends of the steel pipe into two. Needless to say, in order to apply any of the attachment parts 21 and 22, the fitting hole opened in the joining end face of the segment is changed to a shape in which the attachment parts 21 and 22 can be inserted and fitted.
[0025]
Further, instead of the attachment part 4, for example, attachment parts 23 and 24 shown in FIGS. 8 and 9 may be employed.
The attachment component 23 shown in FIG. 8 has a configuration in which the insertion portions 23a configured in the same configuration as the attachment component 21 shown in FIG. 6 are arranged to be opposed to each other on both sides of the connection portion 23b, and are shown in FIG. The attachment component 24 has a configuration in which insertion portions 24a configured in the same manner as the attachment component 22 shown in FIG. 7 are connected to each other on both sides of the connection portion 24b.
Needless to say, in order to apply any of the attachment parts 23 and 24, the fitting hole opened in the joining end face of the segment is changed to a shape in which the attachment parts 23 and 24 can be inserted and fitted.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the segment of the first aspect, the pin-shaped insertion portion is inserted into the fitting hole that is pressed in the axial direction of the tunnel wall body and opened in the joining end surface of the counterpart segment. Can be easily joined in the axial direction. In addition, it is fixed not only in the axial direction but also in the circumferential direction by the attachment parts in communication between the joined segments, and joint forces in both the axial direction and the circumferential direction can be obtained simultaneously with the joining. Further, since it is possible to join by a joining operation only in the axial direction, it is possible to construct a cylindrical tunnel wall body by an extremely simple work, and there is an excellent effect that the joining work can be easily automated. .
In addition, the attachment parts attached to the central portion of the joining end face are respectively inserted and fitted into fitting holes formed in the respective segments protruding in the shape of pins from the joining end face and previously joined to each other in the circumferential direction. A pair of insertion parts connected by a connecting part, so that the insertion part is inserted into a fitting hole formed in another two segments, and fitted between the two segments. By connecting, it is possible to increase the bonding force, and it is possible to improve the strength of the tunnel wall body.
[0027]
And since fitting parts are inserted and fitted in the fitting holes opened on the joining end face of the segments before joining, the segments can be joined together, so the fitting fits the shape of the joining segments, etc. It becomes possible to select and use parts, and there is an excellent effect that the versatility of the segment is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a tunnel wall body assembled by a segment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a tunnel wall assembled by segments according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view of the tunnel wall body of FIG. 2 viewed from the axial direction.
4 is a perspective view showing an example of a mounting part applied to the segment of FIG. 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the vicinity of the fitting hole, showing a process of inserting and fitting the attachment part into the fitting hole opened in the joining end surface of the segment.
FIG. 6 is a perspective view showing another aspect of the attachment component applied to the segment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing another aspect of the attachment component applied to the segment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing another aspect of the attachment component applied to the segment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing another aspect of the attachment component applied to the segment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c segments,
2 tunnel walls,
3 joint end face,
4, 5 mounting parts,
4a, 4b insertion part,
6 Joint end face,
7a, 7b, 8a, 8b fitting hole,
9a, 9b, 10a, 10b fitting hole,
21 mounting parts,
21a insertion part,
22 Mounting parts,
22a insertion part,
23 Mounting parts,
23a insertion part,
23b connecting part,
24 mounting parts,
24a insertion part,
24b Connecting part.

Claims

互いの接合端面同士を合わせた状態で接合されることにより、トンネル壁体を構成するセグメントであって、
前記トンネル壁体の軸方向への接合端面には、
前記接合端面からピン状に突設される弾性変形可能な一対の挿入部と、
前記一対の挿入部を連結する連結部と、
からなる取付部品を備え、
前記一対の挿入部は、前記連結部付近の離間距離が最大となるとともに、前記連結部から離間するにしたがって互いに接近するように弓状に湾曲してなり、
前記接合端面に対向する別の軸方向の接合端面に、前記一対の挿入部のそれぞれが挿入可能な直線状をなす嵌合穴を開口してなり、
前記嵌合穴に挿入した前記挿入部が、該嵌合穴内にて弾性変形して嵌合することにより、互いに接合されることを特徴とするセグメント。It is a segment that constitutes a tunnel wall by being joined in a state in which the joining end faces of each other are combined,
In the joining end face in the axial direction of the tunnel wall body ,
A pair of elastically deformable insertion portions protruding in a pin shape from the joint end face;
A connecting portion for connecting the pair of insertion portions;
With mounting parts consisting of
The pair of insertion portions have a maximal separation distance in the vicinity of the connection portion, and are curved in an arch shape so as to approach each other as the distance from the connection portion increases.
Opening a fitting hole that forms a straight line into which each of the pair of insertion portions can be inserted in another axial joint end face facing the joint end face,
The segment , wherein the insertion portions inserted into the fitting holes are joined to each other by being elastically deformed and fitted in the fitting holes.