JP7104641B2 - 合成セグメント、リング体及び埋設構造物 - Google Patents
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Description
掘削される部分のセグメントとして、従来、掘削可能な材料としてガラス長繊維により補強されたウレタン樹脂発泡体と、ウレタン樹脂発泡体の内側面を覆う金属製の補強プレート部材とを有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
図1は、埋設構造物1の構成を説明するための図である。埋設構造物1は、沈設構造物とも称呼され、シールド工法等によって地中に構築されるトンネルの掘削開始地点や中間地点等に設けられる。埋設構造物1の内側の空間がシールドマシンの搬送路や換気口となる。
沈設体2は、リング体3を高さ方向(軸線x方向)に沿って重ねることにより構築されている。横坑の掘削開始地点や中間地点等に相当する沈設体2の部分は、掘削部分Aとして形成されている。リング体3は、刃口リング4と、合成リング5,6と、を有する。
刃口リング4は、沈設体2の最下端に設けられている。刃口リング4は、その下端に刃口を有している。
図2は、合成リング5の平面図である。合成リング5は、刃口リング4の上方に複数段に亘って重ねられている。合成リング5は、複数の円弧状の合成セグメント(第1の合成セグメント)50を周方向に連結することにより円環状に形成されている。合成リング5は、合成セグメント50のみによって構成されている。
合成セグメント50は、鋼製の外側ピース51と、鋼製の内側ピース52と、中詰材53とを有する。外側ピース51は、埋設構造物1において沈設体2の外壁を形成する。内側ピース52は、埋設構造物1において内壁を形成する。中詰材53は、コンクリートであり、外側ピース51と内側ピース52との間の空間を埋める。外側ピース51及び内側ピース52は、複数の連結ピース(図示せず。)により互いに連結されている。複数の連結ピースは、合成セグメント50の長さ方向Lに亘って互いに所定の間隔をあけて設けられている。連結ピースは、中詰材53内に埋設されている。
埋設構造物1において横坑を形成する場合、シールドマシンにより沈設体2に開口を形成する。従来の埋設構造物の合成セグメントは、沈設体の圧入時にかかる外力(推力)を受けるために、掘削可能な部材を比較的肉厚な鋼板により形成された補強プレートにより覆っていた。シールドマシンがそのまま合成セグメントと接触すると、シールドマシンの刃(ビット)が破損するおそれがあった。そのため、予め機械や人力により合成セグメントから補強プレートを溶断により除去しなければならなかった。
掘削セグメント60の周方向Lにおける寸法は、合成セグメント50の周方向Lにおける寸法よりも大きい。掘削セグメント60の高さ方向H及び幅方向Wにおける寸法は、それぞれ合成セグメント50の高さ方向H及び幅方向Wにおける寸法と同じである。本実施の形態において、掘削セグメント60の周方向Lにおける寸法は、合成セグメント50の周方向Lにおける寸法の約2倍程度になっている。
なお、合成リング6において、掘削セグメント60の周方向Lにおける寸法は、掘削部分Aの設計寸法に応じて適宜設定すればよい。合成リング6における合成セグメント50の周方向Lにおける寸法は、掘削セグメント60の寸法に応じて適宜設定すればよい。
外側ピース61は、複数の樹脂製のピン部材(図示せず。)と、複数の凹部(図示せず。)と、を有する。ピン部材は、高さ方向Hにおいて外側ピース61の上端面から突出して、周方向Lにおいて等間隔に設けられている。外側ピース61の下端面には複数の凹部が等間隔に設けられている。凹部は、高さ方向Hにおいて外側ピース61の下端面に、周方向Lにおいて等間隔に設けられている。凹部は、他の掘削セグメント60に設けられているピン部材又は合成セグメント50の雄型継手51mが挿入されるように凹んで形成されている。
内側ピース62は、複数の樹脂製のピン部材(図示せず。)と、複数の凹部(図示せず。)と、を有する。ピン部材は、高さ方向Hにおいて内側ピース62の上端面から突出して、周方向Lにおいて等間隔に設けられている。内側ピース62の下端面には複数の凹部が等間隔に設けられている。凹部は、高さ方向Hにおいて内側ピース62の下端面に、周方向Lにおいて等間隔に設けられている。凹部は、他の掘削セグメント60に設けられているピン部材又は合成セグメント50の雄型継手52mが挿入されるように凹んで形成されている。
外側ピース61及び内側ピース62は、同じ構造を有している。以下に、内側ピース62を例にしてその構造を説明する。図6は、合成セグメント60における内側ピース62の一部を断面にして拡大して示す拡大断面図である。
なお、隣接する全ての層の当接部622の位置をずらすことが好ましいが、全ての層の当接部622の位置をずらす必要はない。また、各層における板材621の枚数は2枚に限られず、3枚以上であってもよい。長尺の板材621を確保するこができれば、各層は1枚の板材621により形成してもよい。
図1に戻って、沈設体2における掘削部分Aに対応する位置(段)には、合成リング6が配置されている。合成リング5を高さ方向Hに積み重ねた沈設体2を所定の深さまで地中に圧入した後、合成リング6を沈設体2上に形成する。合成リング5上に合成セグメント50及び掘削セグメント60を載置して、合成セグメント50及び掘削セグメント60を周方向Lに互いに連結していく。
また、掘削セグメント60は、現場に搬送された外側ピース61及び内側ピース62を互いに連結側面板646により連結して、中詰材63を打設することにより形成される。枠体64のうち端部側面板644は、工場にて予め連結部641に取り付けられている。
掘削部分Aの形成後、合成リング6上に合成リング5を形成しつつ、所定の深さまで沈設体2を圧入していく。
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、本発明の範囲を超えない範囲で適宜変更が可能である。上記実施の形態における合成セグメント60は、例えば、地中への沈設体2の沈設深度が深く、大口径の埋設構造物1に対応していた。これに対して、地中への沈設体の沈設深度がより浅く、より小口径の埋設構造物においては、図7に示す掘削セグメント70を使用することができる。図7は、掘削セグメント70の概略的な斜視図である。
側面部743は、掘削セグメント70の周方向における側面を形成する。側面部743には4つの連結孔744が形成されている。本実施の形態においては、連結孔744は、高さ方向Hに2つ、幅方向Wに2つ設けられている。連結孔744の数は、特に限定されず、複数設けられていることが好ましいが、1つだけであってもよい。連結孔744は、枠体74の厚さ方向に貫通して形成されている。周方向において隣接する合成セグメントと掘削セグメント70とを連結するためのボルト(図示せず。)が連結孔744に挿通される。この場合、合成セグメントの連結板には、連結孔744に対応する位置に連結孔が設けられている。
2 沈設体
3 リング体
5 合成リング
51 外側ピース
52 内側ピース
53 中詰材
6 合成リング
61 外側ピース
62 内側ピース
621 板材(樹脂部材)
622 当接部(当接位置)
63 中詰材
64 枠体
65 樹脂製の連結部材
Claims (6)
- 地中に埋設される埋設構造物を構成する合成セグメントであって、
前記埋設構造物の外壁を形成する樹脂製の外側ピースと、
前記埋設構造物の内壁を形成する樹脂製の内側ピースと、
前記外側ピースと前記内側ピースとの間に設けられた中詰材と、
を備えることを特徴とする合成セグメント。 - 前記外側ピース及び前記内側ピースは、それぞれ複数の板状の樹脂部材を有し、前記複数の樹脂部材は、それぞれ前記埋設構造物の外から内に向かう方向に積層されていることを特徴とする請求項1に記載の合成セグメント。
- 前記外側ピース及び前記内側ピースの各層は、複数の樹脂部材を有しており、
前記各層における前記樹脂部材の端部同士は、互いに当接しており、
隣接する層における前記端部同士の当接位置は、延在方向にずらされていることを特徴とする請求項1又は2に記載の合成セグメント。 - 前記外側ピース、前記内側ピース及び前記中詰材を貫通して、前記外側ピースと前記内側ピースとを互いに連結する樹脂製の連結部材を備えることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の合成セグメント。
- 地中に埋設される埋設構造物を構成する合成セグメントを複数連結してなるリング体であって、
前記合成セグメントは、
前記埋設構造物の外壁を形成する鋼製の外側ピース、前記埋設構造物の内壁を形成する鋼製の内側ピース、前記外側ピースと前記内側ピースとを互いに離間した状態において連結する複数の連結ピース、及び前記外側ピースと前記内側ピースの間に設けられている中詰材を有する第1の合成セグメントと、
前記埋設構造物の外壁を形成する樹脂製の外側ピース、前記埋設構造物の内壁を形成する樹脂製の内側ピース、及び前記外側ピースと前記内側ピースとの間に設けられた中詰材を有する第2の合成セグメントと、
を有することを特徴とするリング体。 - 合成セグメントを複数連結してなるリング体が軸線方向に複数連結される埋設構造物であって、
前記合成セグメントは、
前記埋設構造物の外壁を形成する鋼製の外側ピース、前記埋設構造物の内壁を形成する鋼製の内側ピース、前記外側ピースと前記内側ピースとを互いに離間した状態において連結する複数の連結ピース、及び前記外側ピースと前記内側ピースの間に設けられている中詰材を有する第1の合成セグメントと、
前記埋設構造物の外壁を形成する樹脂製の外側ピース、前記埋設構造物の内壁を形成する樹脂製の内側ピース、及び前記外側ピースと前記内側ピースとの間に設けられた中詰材を有する第2の合成セグメントと、
を有することを特徴とする埋設構造物。
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