JPH07317496A - セグメントの継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トンネル工事におけるセグメント同士の接合
作業において、長ボルトを挿入する作業を排除し、セグ
メント同士の接合を容易とすることにより、該作業の作
業能率の向上を図ったセグメントの継手を提供すること
を目的とする。 【構成】 セグメント８は、セグメント本体１７と、セ
グメント本体１７のトンネルの軸方向の一端面１８、他
端面１９間に埋設されたシース管２０と、シース管２０
内に前記軸方向に抜き出し不可能に配設されたボルトユ
ニットとから構成されている。前記ボルトユニットに
は、セグメントの一端面１８から露出する一端部に雄螺
子部３２が形成され、セグメントの他端面１９側に位置
する他端部に雌螺子孔４０が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相互に複数接合するこ
とによりトンネルの軸線方向へ筒状壁体を構成するセグ
メントの継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、トンネル工事の方法としては、シ
ールド工法が一般に用いられている。シールド工法は、
シールド掘削機により地山を掘削しつつ、その掘削面の
周方向及び軸方向に複数のセグメントを配置し、これら
を相互に締結することによりトンネル壁を構築し、前記
シールド掘削機を前記トンネル壁に反力をとって推進さ
せ、前記シールド掘削機による地山の掘削、及び、セグ
メントによるトンネル壁の構築を順次繰り返すことによ
りトンネルを形成する方法である。従来、このようなシ
ールド工法に用いられるセグメントは、断面円弧状に形
成された平面視長方形状のものが主流であった。

【０００３】この種のセグメントを複数組み付ける場合
には、図３に示すように、接合箇所の近傍におけるセグ
メント１、１の内面側に凹部４、４を形成するととも
に、この凹部４、４の側壁４a、４aにボルト５が挿通可
能な孔６、６を形成しておき、この孔６、６へボルト５
を挿通し、このボルト５とナット７とによってそれぞれ
の凹部４、４の側壁４a、４a同士を締結することによ
り、セグメント１、１同士を接合していたが、このよう
な接合構造にあっては、セグメント１、１の側部近傍の
みだけが接合された状態となってしまい、接合面３、３
同士の確実な圧接状態を確保することが困難であるとと
もに、既に構築された筒状壁体へ十分な軸力を与えるこ
とができず、筒状壁体が歪んだ状態に構築されてしまう
恐れがあった。また、セグメントには、内面側に凹部４
が形成されているので、筒状壁体の内面を平滑にするこ
とができず、美観を損なうとともに、製造能率の低下の
原因になるといった問題があった。

【０００４】ところで、近年、トンネルの長距離化及び
施工期間の短縮化が要請されていることに対処すべく、
例えば図４に示す六角形形状に形成されたセグメント８
が提供されている。このセグメント８は、前記要請に応
えるとともに、図３の接合構造の欠点を改善すべく、各
セグメント８、８同士を長ボルトを用いて組み付けるよ
うに構成されている。以下、図４を参照して、前記長ボ
ルトを用いたセグメントの接合構造を説明する。図４
は、セグメント８を前記長ボルトを用いた接合構造によ
り接合した状態を示す図であって、互いに面方向に当接
されたセグメント８、８…は、長ボルト９を介して、互
いに接合されて、筒状壁体を形成している。

【０００５】前記セグメント８には、トンネルの軸方向
に向く一方の端面と他方の端面との間を貫通してボルト
挿通孔１０が形成されている。前記長ボルト９は、一端
には頭部を有し、該頭部には長ボルト９の先端が螺着可
能な固定孔１１が形成され、他端には雄螺子部を有して
なっている。そして、セグメント８は、接合すべき相手
側のセグメント８に対して、該相手側のセグメント８に
挿通されている長ボルト９の固定孔１１に、自身に挿通
されている長ボルト９の雄螺子部先端を螺着することに
より、互いに接合されている。

【０００６】前記長ボルト９を用いたセグメント８の接
合構造は、セグメント８、８同士の接合応力を、接合端
面近傍のみならず、セグメント８全体で支持するので、
セグメント８、８同士の確実な圧接状態を確保すること
ができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４に示す前記長ボル
ト９を用いたセグメント８の接合構造では、対向するそ
れぞれの接合端面に開口するボルト挿通孔１０から挿入
した長ボルト９を固定孔１１に螺着するが、長ボルト９
が長くて扱いづらいうえ、ボルト挿通孔１０も長くて、
長ボルト９を挿入すべき固定孔１１を作業中に目視でき
ないことから、長ボルト９の先端を固定孔１１に正確に
位置させることが困難で、作業性が悪く、作業能率の低
下の原因となっていた。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、長ボルトを挿入する作業を排除し、セグメント同
士の接合を容易とすることにより、セグメント接合作業
の作業能率の向上を図ったセグメントの継手を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
トンネルの軸方向及び周方向に複数配置され、隣接する
もの同士が互いに締結されてトンネル壁を形成するセグ
メントの継手であって、セグメント本体の前記軸方向の
一端面、他端面間に埋設されたシース管と該シース管内
に前記軸方向に抜き出し不可能に配設されたボルトユニ
ットとを有してなり、該ボルトユニットには、前記セグ
メント本体の一端面から露出する一端部に雄螺子部が形
成され、前記セグメントの他端面側に位置する他端部に
雌螺子孔が形成されていることを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のセ
グメントの継手において、前記ボルトユニットには、該
ボルトユニットの軸線に直交する係合突部が形成され、
前記シース管には、前記係合突部を係合させて前記ボル
トユニットの抜け出しを阻止する係合凹部が形成されて
いることを特徴とする。

【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載のセグメントの継手において、前記ボルトユ
ニットは、ボルトとこのボルトに係合するカプラとを有
してなり、前記ボルトは、一端に前記雄螺子部が形成さ
れ、他端に断面輪郭形状が多角形のボルト頭部が形成さ
れてなり、前記カプラは、一端に前記ボルト頭部と遊嵌
する断面輪郭形状が多角形の凹所を有し、他端に前記ボ
ルトの雄螺子部と螺着可能な雌螺子孔が形成されてなる
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】請求項１記載のセグメントの継手によれば、既
に締結されたセグメントの前記ボルトユニットの雌螺子
孔が露出する端面と、該セグメントに次に締結するセグ
メントの前記ボルトユニットの雄螺子部が露出する端面
とを対向させ、前記雌螺子孔にこれに対応する雄螺子部
を導き、締結機で雄螺子部を雌螺子孔に螺着することに
より、隣合うセグメントを締結する。請求項２記載のセ
グメントの継手によれば、互いに接続されたセグメント
のボルトユニットに引張り荷重が作用した際に、シース
管係合凹部とボルトユニットの係合突部とが係合してボ
ルトユニットの抜けを防止し、荷重を支持する。

【００１３】請求項３記載のセグメントの継手によれ
ば、既に締結されたセグメントの前記カプラの雌螺子孔
が露出する端面と、該セグメントに次に締結するセグメ
ントの前記ボルトの雄螺子部が露出する端面とを対向さ
せ、前記雌螺子孔にこれに対応する雄螺子部を導き、締
結機で隣合うセグメントを締結する。この際、ボルトユ
ニットを構成するボルトとカプラが遊嵌されることで、
カプラの向きを変更することが可能になり、隣合うセグ
メントの位置ずれが生じてもカプラとこれに対応するボ
ルトとが同一直線上で螺着される。また、互いに接続さ
れたセグメントのボルトユニットに引張り荷重が作用し
た際に、シース管係合部とボルトユニット係合部とが係
合して、ボルトユニットの抜けを防止し、荷重を支持す
る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の実施例を示す図であって、図
中符号８はセグメント、１７は鉄筋コンクリート製のセ
グメント本体、２０はシース管、２８はボルトユニット
である。セグメント８は、図４において、長ボルト９に
換えてボルト２９とカプラ３０とで構成されるボルトユ
ニット２８により隣接するセグメント８と接合されるよ
うに構成されている。

【００１５】図１において、セグメント本体１７のトン
ネル軸方向の一端面１８、他端面１９間には、シース管
２０が埋設され、シース管２０内に前記軸方向にボルト
２９とカプラ３０とから構成されるボルトユニット２８
が配設されている。

【００１６】シース管２０は、第一小径部２１、第一大
径部２２、第二小径部２３、及び第二大径部２４から形
成され、第一小径部２１の一端はセグメント本体８の一
端面１８に開口しており、第二大径部２４の一端はセグ
メント本体８の他端面１９に開口している。前記第一大
径部２２は、シース管２０の係合凹部２５を構成してお
り、シース管係合凹部２５内ではトンネルの軸方向の対
向する端面がそれぞれ係合面２６、係合面２７となって
いる。また、シース管２０は、図２に示す半割れシース
管４１を二つ重ね合わせて構成されている。前記ボルト
２９は、軸部３３の一端に雄螺子部３２を形成し、その
他端に断面輪郭形状が六角形の頭部３４を形成したもの
である。雄螺子部３２は、セグメント本体１７の一端面
１８から一定寸法突出しており、頭部３４はシース管の
係合凹部２５内に配置されている。前記カプラ３０は、
筒状の締結部３９と、締結部３９の一端に連接された締
結部３９より大径の連結部３８とから構成される。連結
部３８には断面輪郭形状が六角形の係合凹所３７が形成
されている。締結部３９の内部には、雌螺子孔４０が形
成され、雌螺子孔４０は前記係合凹所３７まで貫通して
いる。カプラ３０の連結部３８は、前記シース管の係合
凹部２５内に配置され、締結部３９は、シース管２０の
第二小径部２３及び第二大径部２４内に配置されてい
る。また、カプラの係合凹所３７には、前記ボルト２９
の頭部３４が遊嵌されており、カプラ３０の連結部３８
とボルトの頭部３４とにより、ボルトユニット２８の係
合突部３１が構成されている。

【００１７】前記ボルトユニット２８においては、ボル
ト２９の頭部３４とカプラ３０の凹所３７とが遊嵌され
ることにより、カプラの締結部３９が締結機により回動
されれば、前記ボルトの雄螺子部３２も同方向に回動さ
れる。

【００１８】前記シース管２０では、係合凹部２５がボ
ルトユニット２８の係合突部３１と係合することによ
り、ボルトユニット２８のシース管２０からの抜け出し
を防止している。すなわち、シース管２０の係合壁２６
がカプラの係合壁３５及びボルトの頭部３４と係合し、
シース管２０の係合壁２７がカプラの係合壁３６と係合
することにより、ボルトユニット２８のシース管２０か
らの抜け出しを防止している。

【００１９】前記セグメント８を製造するには、あらか
じめ型枠内に鉄筋を配置するとともに、前記ボルトユニ
ット２８を内部に配設した状態で、図２に示す半割れシ
ース管４１を一対重ね合わせて定位置に設置し、型枠内
にコンクリートを充填して固化させることによりセグメ
ント８を製造する。

【００２０】次に、上記のように製造された複数のセグ
メント８、８…間の接合方法について説明する。

【００２１】セグメント８、８同士の接合においては、
既に締結されたセグメント８のカプラ３０の雌螺子孔４
０が露出する端面１９と、該セグメント８に次に締結す
るセグメント８のボルトの雄螺子部３２が露出する端面
１８とを対向させ、前記カプラ３０の雌螺子孔４０に、
これに対応する前記ボルト２９の雄螺子部３２を導いた
のち、締結機によりカプラ３０の締結部３９を回動す
る。このときボルト２９の頭部３４とカプラの凹所３７
とが遊嵌されていることから、前記ボルトの雄螺子部３
２も同方向に回動されて前記カプラの雌螺子孔４０に螺
着されることにより、セグメント８、８同士が接合され
る。

【００２２】このセグメント８、８同士の接合において
は、あらかじめボルトユニット２８がセグメント８内に
配設されていることにより、従来例のように長ボルト９
をボルト挿通孔１０に挿入する作業が不要となり、接合
作業の能率が大幅に向上する。

【００２３】また、このセグメント８、８同士の接合に
おいては、接合するセグメント８、８同士を対向させ
て、接合するセグメント８のボルトの雄螺子部３２の先
端が接合されるセグメント８のカプラの雌螺子孔４０の
位置に到達したことを確認したのち、カプラの締結部３
９を回動することによりボルトの雄螺子部３２はカプラ
の雌螺子孔４０に螺着される。カプラ３０の雌螺子孔４
０はボルトの頭部３４とカプラの凹所３７とが遊嵌され
ていることから、カプラの雌螺子孔４０の中心軸をボル
ト２９の中心軸からずらすことが可能で、これによって
既設のセグメント８と接合作業を行なうセグメント８と
の間に僅かな位置ずれがあったり、各セグメント８、８
間のボルト２９、２９の軸線が僅かにずれていた場合に
も、ボルト２９に対してカプラ３０を変位させることに
より、カプラ３０の雌螺子孔４０へボルト２９を容易に
螺着することができる。したがって、ボルトの雄螺子部
３２の先端にカプラの雌螺子孔４０の開口部が当接した
際に安定するので、作業者はボルトの雄螺子部３２の先
端がカプラの雌螺子孔４０に到達したことの確認が容易
であるうえ、ボルトの雄螺子部３２とカプラの雌螺子孔
４０の螺着も簡単であることから、セグメント８、８同
士の接合作業の能率が大幅に向上する。

【００２４】なお、前記セグメント８の接合構造では、
接続したボルトユニット２８、２８に引張り荷重が作用
すれば、螺着されたボルト２９、及びカプラ３０とがト
ンネル軸方向に移動するが、ボルト２９は、ボルト２９
の頭部３４とシース管２０の係合壁２７とが係合される
ことにより抜けが防止され、カプラ３０は、カプラ３０
の係合壁３６とシース管２０の係合壁２７とが係合され
ることにより抜けが防止される。

【００２５】前記ボルトの頭部３４及びカプラの凹所３
７は、互いに相対回動が規制される形状であれば、前記
六角形形状以外であってもよい。また、カプラの締結部
３９も、締結機との相対回動が規制される形状であれ
ば、六角形形状以外であってもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び請求
項２に記載されたセグメントの継手は、セグメント本体
と、前記セグメント本体のトンネルの軸方向の一端面、
他端面間に埋設されたシース管と該シース管内に前記軸
方向に抜き出し不可能に配設されたボルトユニットとを
有し、該ボルトユニットには、前記セグメントの一端面
から露出する一端部に雄螺子部が形成され、前記セグメ
ントの他端面側に位置する他端部に雌螺子孔が形成され
ていることを特徴とするから、隣接するセグメント同士
の接合においては、前記ボルトユニットの雌螺子孔に、
これに締結されるボルトユニットの雄螺子部が導かれる
ように、隣接するセグメント同士を対向させたのち、締
結機により前記雌螺子孔に前記雄螺子部を螺着すること
でセグメント同士が接合されることから、従来技術のよ
うに長ボルトをボルト挿通孔に挿入する作業が不要とな
り、接合作業の能率が大幅に向上するといった効果を奏
する。

【００２７】請求項３に記載されたセグメントの継手に
おいては、前記ボルトユニットは、ボルトと該ボルトに
係合するカプラとを有し、前記ボルトは、一端に前記雄
螺子部が形成され、他端に断面輪郭形状が多角形のボル
ト頭部が形成され、前記カプラは、一端に前記ボルト頭
部と遊嵌する断面輪郭形状が多角形の凹所を有し、他端
に前記ボルト雄螺子部と螺着可能な雌螺子孔が形成され
てなることを特徴とするから、隣接するセグメント同士
の接合においては、前記ボルトユニットの雌螺子孔に、
これに締結されるボルトユニットの雄螺子部を導いたの
ち、カプラを回動することにより螺着するが、前記ボル
ト頭部と前記カプラ凹所とが遊嵌されていることから、
前記カプラの雌螺子孔の中心軸を前記ボルト中心軸から
ずらすことが可能で、ボルト雄螺子部の先端にカプラ雌
螺子孔の開口部が当接した際に安定するので、作業者は
ボルト雄螺子部の先端がカプラ雌螺子孔に到達したこと
の確認が容易であるうえ、ボルト雄螺子部とカプラ雌螺
子孔の螺着も簡単であることから、隣接するセグメント
同士の接合作業の能率が大幅に向上するといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のセグメントの継手の一実施例
を示す断面図である。

【図２】図２は、図１のセグメントを製造する際に用い
られる半割れシース管を示す斜視図である。

【図３】図３は、従来のセグメントの接合構造を示す要
部断面図である。

【図４】図４は、長ボルトを用いた従来のセグメントの
接合構造を示す底面図である。

【符号の説明】

８ セグメント １７ セグメント本体 １８ セグメント本体の一端面 １９ セグメント本体の他端面 ２０ シース管 ２５ シース管の係合凹部 ２８ ボルトユニット ２９ ボルト ３０ カプラ ３１ ボルトユニット係合突部 ３２ 雄螺子部 ３４ ボルトの頭部 ３７ カプラの凹所 ４０ 雌螺子孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネルの軸方向及び周方向に複数配置
   され、隣接するもの同士が互いに締結されてトンネル壁
   を形成するセグメントの継手であって、セグメント本体
   の前記軸方向の一端面、他端面間に埋設されたシース管
   と、該シース管内に前記軸方向に抜き出し不可能に配設
   されたボルトユニットとを有してなり、該ボルトユニッ
   トには、前記セグメント本体の一端面から露出する一端
   部に雄螺子部が形成され、前記セグメントの他端面側に
   位置する他端部に雌螺子孔が形成されていることを特徴
   とするセグメントの継手。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセグメントの継手におい
   て、前記ボルトユニットには、該ボルトユニットの軸線
   に直交する係合突部が形成され、前記シース管には、前
   記係合突部を係合させて前記ボルトユニットの抜け出し
   を阻止する係合凹部が形成されていることを特徴とする
   セグメントの継手。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のセグメン
   トの継手において、前記ボルトユニットは、ボルトと、
   このボルトに係合するカプラとを有してなり、前記ボル
   トは、一端に前記雄螺子部が形成され、他端に断面輪郭
   形状が多角形のボルト頭部が形成されてなり、前記カプ
   ラは、一端に前記ボルト頭部と遊嵌する断面輪郭形状が
   多角形の凹所を有し、他端に前記ボルトの雄螺子部と螺
   着可能な雌螺子孔が形成されてなることを特徴とするセ
   グメントの継手。