JP4140037B2 - シールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工 - Google Patents
シールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にシールドトンネルは、シールド掘削機の後端部側で、円形断面の覆工形状を複数に分割した円弧状セグメントを組み立て、円形リング状の覆工を順次延長して形成し、これに反力をとってシールド掘削機を推進させるようにしている。
【0003】
この種のシールドトンネルに使用されている従来のセグメントは、円弧状をなし、覆工の周方向の接合、即ちピース間接合及び一屈進工程毎に延長される覆工リングのトンネル軸方向側の接合、即ちリング間接合を、何れもボルトとナットを使用した剛接合によっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシールドトンネル用のセグメントは、リング間及びピース間の接合がボルトとナットによる連結であるため、そのための金具を多く要し、組み立て時の手作業が多く自動組み立てが困難であり、しかもアンカーナットやボルト挿入孔形成用のパイプ等を高精度にインサート成形する必要からもコスト高となるという問題点があった。
【0005】
本発明の目的は、金具を用いないで接合を行えるシールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工を得ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題点を解決し、所期の目的を達成するための本発明に係るシールドトンネル用セグメントの特徴は、 セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備え、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設してなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
【0007】
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設されていることにある。
【0008】
このようにセグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けると、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、自動組み立てが可能になる。また、凹形接合具と凸形接合具とが共に樹脂製であると、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されていると、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【0009】
たま、このようにアンカー部を各基体部の背面における長手方向の両側にそれぞれ突設すると、各接合具のセグメント本体に対する埋設強度を一層向上させることができる。
【0010】
また、本発明に係るシールドトンネル覆工の特徴は、セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備えてなるセグメントを前記凹嵌合部と凸嵌合部とを互いに嵌め合せたヒンジ結合により、リング状に組み立てられ、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設したシールドトンネル覆工において、
【0011】
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が 一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
【0012】
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設され、
セグメント本体のトンネル軸方向側の各リング接合面間において前記凹形接合具の前記雌形基体部に前記凸形接合具の雄形基体部が相互に嵌め合わされて連結されていることにある。
【0013】
このようにセグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けると、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、シールドトンネル覆工の自動組み立てが可能になる。また、さらに、凹形接合具と凸形接合具とが樹脂製であると、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されていると、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1〜図11は、本発明に係るシールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工における実施の形態の一例を示したものである。本例は、多角形のシールドトンネル覆工に本発明を適用した例について示している。
【0015】
本例のシールドトンネル覆工1は、図1及び図2に示すように、外形状が正十角形に形成され、四種類の角型セグメント、即ち、3個の普通セグメント2、2個の最終連結凹部用セグメント3a,3b及び1個の最終挿入セグメント4をそれぞれヒンジ接合させることによって、各1リング1a,1a……がそれぞれ組み立てられている。
【0016】
普通セグメント2は、図3及び図4に示すように、覆工1の外周面の互いに隣り合う2平面10a,10bを外面側に有する平面状部11a,11bを一体に有する山形に形成されており、両平面10a,10bの長さがそれぞれ覆工1の外面の多角形の一辺の全長を構成する長さとなっている。
【0017】
最終連結凹部用セグメント3aは、図5及び図6に示すように、前述の普通セグメント2と同様に、覆工1の外周面の互いに隣り合う2平面10a,10bを外面側に有する平面状部11a,11bを一体に有する山形に形成されているものであるが、一方の平面状部11bの長さが覆工1の外面の多角形の一辺の全長を構成する長さとなっているのに対し、他方の平面状部11aの長さが前記一辺の略半分の長さとなっており、且つ該平面状部11aは坑口側が切羽側に比べて長くなっている。
【0018】
また、他方の最終連結凹部用セグメント3bは、図1及び図2に示すように、前述した最終連結凹部用セグメント3aと対象な形状に成形され、両セグメント3a,3bの間に形成される最終連結セグメント挿入空間aは、切羽側が広くなるようになっている。
【0019】
最終挿入セグメント4は、前述した空間a内に挿入されて覆工リング1aが完成されるようになっているものであり、図7及び図8に示すように、覆工1の外周面の互いに隣り合う2平面10a,10bを外面側に有する平面状部11a,11bを一体に有する山形に形成されているものであるが、両平面状部11a,11bの長さがそれぞれ覆工1の外面の一辺の長さの略半分の長さとなっており、各平面状部11a,11bは切羽側が広く成形されている。
【0020】
各セグメント2,3a,3b,4は、それぞれ山形の稜線部21の内面側は平面状のR部22が形成されている。両端のピース間接合面23a,23bは、それぞれ覆工1の半径方向と同じ角度に成形され、一方のピース間接合面23aには、セグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部24が形成され、他方のピース間接合面23bには、前記凹嵌合部24に嵌まり合う形状の凸嵌合部25が一体に突設されている。
【0021】
また、ピース間接合面23a,23bの中央側には、それぞれ1対の樹脂製の凹形接合具26と樹脂製の凸形接合具27とが埋設されている。
【0022】
凹形接合具26は、図9〜図14に示すように、接合面28aが断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部28と、該雌形基体部28の背面の長手方向の両端に一体に形成されている断面形状が角筒状で端部にロック部29が外開きに突設されているアンカー部30とで構成されている。雌形基体部28の背面には、所定間隔で補強リブ31が突設されている。各アンカー部30の先端部は、開口されている。
【0023】
接合面28aの凹面は、各セグメントの凹嵌合部24の凹面と同じ断面形状となっており、雌型基体部28が凹嵌合部24の一部を構成するように、各セグメントに埋設されている。
【0024】
凸形接合具27は、図15〜図20に示すように、雌形基体部28に嵌め合わされるように接合面32aが凸面となっている雄形基体部32と、該雄形基体部32の背面の長手方向の両端に一体に形成されている断面形状が角筒状で端部にロック部33が外開きに突設されているアンカー部34とで構成されている。各アンカー部34の先端部は、開口されている。前記接合面32aにはその先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている
【0025】
接合面32aは、セグメントの凸嵌合部25の凸面と同じ断面形状となっており、雄形基体部32が他方のピース間接合端面23bから突出した凸嵌合部25の一部を構成するような各セグメントに埋設されている。
【0026】
各セグメント2,3a,3b,4の一方のリング間接合面35aには連結用突起36,36…が、また他方のリング間接合面35bには対応する連結用突起36が嵌まり合う突起嵌合孔37が設けられている。
【0027】
さらに、各セグメント2,3a,3b,4の各接合面23a,23b,35a,35bには、互いに連続する配置にシール材嵌め込み用の溝部38が形成されている。
【0028】
これらセグメント2,3a,3b,4を使用した覆工1の組み立ては、従来と同様の組み立て装置を使用し、図1,図2に示すように、各セグメントのピース間接合面23a,23bで凹部嵌合部24と凸部嵌合部25とを嵌め合わせることによって、図21に示すように凹形接合具26の凹面の一部となっている接合面28aに凸形接合具27の雄形基体部32の先端部を嵌めることによりヒンジ接合による連結がなされる。両最終連結凹部用セグメント3a,3bを組み立てた後、最終挿入セグメント4を、覆工外面高さ位置から覆工軸方向に移動させて最終連結凹部用セグメント3a,3b間の最終連結セグメント挿入空間aに挿入することにより1リングの組み立てを完了する。
【0029】
なお、リング1a,1a間においては、先に組み立てたリングのピース間接合部に、後に組み立てるリングのセグメントの稜線部が位置するように、覆工外周の多角形の1辺ずつ位置をずらせ、両リング1a,1a間において連結用突起36を対応する突起嵌合孔37に嵌めることにより連結する。
【0030】
なお、本発明において各セグメントは必ずしもその内面側のR部22は必要ではない。
【0031】
【発明の効果】
請求項1に記載のシールドトンネル用セグメントにおいては、セグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けているので、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、自動組み立てが可能になる。また、凹形接合具と凸形接合具とが共に樹脂製であるので、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているので、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【0032】
請求項2に記載のシールドトンネル用セグメントにおいては、アンカー部を各基体部の背面における長手方向の両側にそれぞれ突設しているので、各接合具のセグメント本体に対する埋設強度を一層向上させることができる。
【0033】
請求項3に記載のシールドトンネル覆工では、セグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けているので、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、シールドトンネル覆工の自動組み立てが可能になる。また、さらに、凹形接合具と凸形接合具とが樹脂製であるので、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているので、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るシールドトンネル覆工の一例を示す正面図である。
【図2】 図1の部分展開平面図である。
【図3】 本発明に係る角形セグメントの一例の側面図である。
【図4】 図3に示す角形セグメントの底面図である。
【図5】 本発明に係る角形セグメントの他の例の側面図である。
【図6】 図5に示す角形セグメントの底面図である。
【図7】 本発明に係る角形セグメントの更に他の例の側面図である。
【図8】 図7に示す角形セグメントの底面図である。
【図9】 本発明で用いている凹形接合具の一例を示す平面図である。
【図10】 同上の正面図である。
【図11】 同上の底面図である。
【図12】 同上の側面図である。
【図13】 図10中のA−A線断面図である。
【図14】 図10中のB−B線断面図である。
【図15】 本発明で用いている凸形接合具の一例を示す平面図である。
【図16】 同上の左半分を縦断して示す平面図である。
【図17】 同上の底面図である。
【図18】 同上の側面図である。
【図19】 図15中のC−C線断面図である。
【図20】 図15中のD−D線断面図である。
【図21】 凹形接合具と凸形接合具の嵌合状態での側面図である。
【符号の説明】
1 シールドトンネル覆工
1a 1リング
2 普通セグメント
3a,3b 最終連結凹部用セグメント
4 最終挿入セグメント
10a,10b 平面
11a,11b 平面状部
21 稜線部
22 R部
23a,23b ピース間接合面
24 凹嵌合部
25 凸嵌合部
26 凹形接合具
27 凸形接合具
28 雌形基体部
29 ロック部
30 アンカー部
31 補強リブ
32 雄形基体部
33 ロック部
34 アンカー部
35a,35b リング間接合面
36 連結用突起
37 突起嵌合孔
38 溝部
Claims (2)
- セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備え、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設してなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設されていることを特徴としてなるシールドトンネル用セグメント。 - セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備えてなるセグメントを前記凹嵌合部と凸嵌合部とを互いに嵌め合せたヒンジ結合により、リング状に組み立てられ、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設したシールドトンネル覆工において、
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設され、
セグメント本体のトンネル軸方向側の各リング接合面間において前記凹形接合具の前記雌形基体部に前記凸形接合具の雄形基体部が相互に嵌め合わされて連結されていることを特徴としてなるシールドトンネル覆工。
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