(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁部に枠体を備え、掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するセグメントの接合構造であって、
前記セグメントの内周面側には、前記枠体の縁部が突出され、
前記枠体の縁部には、ピン孔が、前記縁部に沿って多数周設され、
前記ピン孔は、隣接するセグメントのピン孔に一致され、
該隣接するセグメント双方の枠体の縁部は、前記ピン孔に挿通されるピンと、該ピンに連結され、前記隣接するセグメント双方の枠体の縁部を弾性的に挟持するクリップとからなる連結部材で連結され、
該連結部材が金属棒を屈曲して形成されていることを特徴とするセグメントの接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、掘削穴の軸線方向に筒状壁体を延設していくセグメントの接合構造に係わり、特に、施工の高速化、省力化を図ることができるセグメントの接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的にトンネルを構築する際には、掘削穴が形成されると共に、その掘削穴の壁面を支持するための覆工が施される。この覆工には、平面視長方形状で円弧版状のセグメントが用いられており、このセグメントを、掘削穴の軸線周りに周設させると共にその軸線方向に連設させて筒状壁体を形成する。そして、この筒状壁体が掘削穴の壁面を支持する覆工となる。
【０００３】
図６は従来の代表的なセグメントの一つである合成セグメントを示す図であり、合成セグメント１０とは、スチール製のスキンプレート１の周縁に枠体２を接合し、その枠体２の内部にコンクリート３を中詰めして形成されるものである。また、この枠体２の、掘削穴の軸線方向の両端部（主桁板２ａ）及び周方向の両端部（継手板２ｂ）には、ボルト穴２ｃ、２ｄが形成されており、枠体２内部のコンクリート３の周縁においてそのボルト穴２ｃ、２ｄに対応する位置には、ボルト取り付け用の空間である所謂ボルトボックス４が設けられている。
【０００４】
この合成セグメント１０の接合は、周方向に隣接されたセグメント１０、１０同士にあっては、その継手板２ｂのボルト穴２ｄにボルト８を挿通してボルト締結することにより行なわれ、軸方向に隣接されたセグメント１０、１０同士にあっては、その主桁板２ａのボルト穴２ｃにボルト（図示せず）を挿通してボルト締結することにより行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、そのようなセグメント１０による覆工では、各ボルト締結箇所でのボルト８の締め付け作業に多大な時間と労力を要する。そのため、これ以上の施工期間の短縮を図ることは難しいとされている。ところが、その一方で、益々施工の高速化、省力化の要望が強くなっている。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、更なる施工の高速化、省力化を図ることができるセグメント及びそのセグメントを用いた覆工方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のセグメントの接合構造は、周縁部に枠体を備え、掘削穴の軸線周りに周設されると共にその軸線方向に連設されて筒状壁体を形成するセグメントの接合構造であって、セグメントの内周面側には、枠体の縁部が突出され、枠体の縁部には、ピン孔が、縁部に沿って多数周設され、ピン孔は、隣接するセグメントのピン孔に一致され、隣接するセグメント双方の枠体の縁部は、ピン孔に挿通されるピンと、ピンに連結され、隣接するセグメント双方の枠体の縁部を弾性的に挟持するクリップとからなる連結部材で連結され、連結部材が金属棒を屈曲して形成されていることを特徴とする。
【０００８】
従って、セグメントを掘削穴の軸線周りに周設すると共に軸線方向に連設して筒状壁体を形成する際に、セグメント同士の接合を、相互に一致された枠体の縁部のピン孔に連結部材のピンを挿通すると共に、双方の縁部を連結部材のクリップにより挟持することにより行なうことができるので、セグメントの組立を容易且つ迅速になすことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図２に示すように、本実施形態のセグメントは、鋼板とコンクリートとからなる合成セグメント１００であり、この合成セグメント１００は、鋼製のスキンプレート１１を有している。スキンプレート１１は、図１に示すように長方形状の鋼板を掘削穴５の内壁面の曲率に合せて円弧状に湾曲させたものであり、スキンプレート１１の周縁には、長方形状の枠体２０が、図２に示すようにスキンプレート１１の外面側にコンクリート中詰め空間Ｓ１を形成するように接合されている。コンクリート中詰め空間Ｓ１には、中詰めコンクリート３０が打設充填されている。また、スキンプレート１１の内面１１ａの中央部には、セグメント把持金具１２が取り付けられており、スキンプレート１１の内面１１ａ側、即ち合成セグメント１００の内周面側の枠体２０の縁部２１ａ、２２ａは、スキンプレート１１の内面１１ａより内方に突出されている。
【００１０】
この枠体２０は、鋼製であり、掘削穴５の軸線方向（図１矢印Ａ、Ｂ方向）の両端部をなす主桁板２１、２１と、掘削穴５の軸線周りの周方向（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）の両端部をなす継手板２２、２２とからなっている。
【００１１】
枠体２０の縁部２１ａ、２２ａには、多数のピン孔２１ｂ、２２ｂが、その縁部２１ａ、２２ａに沿って周設されており、本実施形態では主桁板２１の縁部２１ａには、ピン孔２１ｂが略等間隔で配されており、継手板２２の縁部２２ａには、ピン孔２２ｂが略等間隔で配されている。
【００１２】
合成セグメント１００は、掘削穴５の軸線周り（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に周設されると共にその軸線方向（図１矢印Ａ、Ｂ方向）に連設されて筒状壁体９００を形成しており、軸線方向（図１矢印Ａ、Ｂ方向）に隣接する合成セグメント１００、１００は、相互の主桁板２１、２１を圧接させている。また、その主桁板２１、２１のピン孔２１ｂ、２１ｂは、連通するように一致しており、主桁板２１、２１の縁部２１ａ、２１ａは、多数の連結部材４０により連結されている。連結部材４０は、図３に示すようにピン孔２１ｂ、２１ｂに挿通されるピン４１と、ピン４１の基端から延在される金属棒を屈曲して形成され、主桁板２１、２１の縁部２１ａ、２１ａを挟持するクリップ４２とからなっている。クリップ４２は、図４に示すように側方から見てコ字状に形成されており、弾性的に挟持するものである。
【００１３】
また、図１に示すように掘削穴５の軸線周り（図１矢印Ｃ、Ｄ方向）に隣接する合成セグメント１００、１００は、相互の継手板２２、２２を圧接させており、その継手板２２、２２のピン孔２２ａは、連通するように一致している。継手板２２、２２の縁部２２ａ、２２ａは、上述同様の連結部材４０により連結されており、即ち、図３に示すように、連結部材４０のピン４１はピン孔２２ｂ、２２ｂに挿通され、連結部材４０のクリップ４２は継手板２２、２２の縁部２２ａ、２２ａを挟持している。
【００１４】
合成セグメント１００等は以上のような構成を有する。以下に図１に示すこのセグメント１００等を用いた掘削穴５の覆工方法の一実施形態を説明する。
【００１５】
まず、掘削穴５は、シールド掘進機（図示せず）により掘削する。このシールド掘進機は周知のものであり、後部のエレクタで合成セグメント１００を組み立てた後、同じく後部に設けられた多数の推進ジャッキの端部を組み立てられた合成セグメント１００の前端に当接し、その合成セグメント１００に反力を得て、シールド掘進機を推進すると共に、前部のカッターで掘削穴５の切羽を掘削していくものである。
【００１６】
エレクタによる合成セグメント１００の組立は、概して図５に示すように、合成セグメント１００を掘削穴５の軸線ＣＴ周り（図５矢印Ｃ、Ｄ方向）に周設してリング５００を形成し、図１に示すようにそのリング５００の掘削方向（図１矢印Ａ方向）側に同様のリング５００を連設し、筒状壁体９００を掘削方向（図１矢印Ａ方向）に延長するようにして行なわれる。
【００１７】
既設の筒状壁体９００の端面に次なるリング５００を連設しようとする際には、その端面をなす各合成セグメント１００は、シールド掘進機の多数の推進ジャッキにより掘削方向（図１矢印Ａ方向）への離脱を防止されている。そこで、まず、次のセグメント１００を連設すべき部分の推進ジャッキを縮め、一個分のセグメント設置スペースを形成する。次に、エレクタを合成セグメント１００のセグメント把持金具１２に取り付け、そのエレクタにより、前記スペースに、合成セグメント１００を運ぶ。
【００１８】
そして、その合成セグメント１００の主桁板２１は、既設の筒状壁体９００の端面をなす合成セグメント１００、１００の主桁板２１、２１に圧接され、相互の主桁板２１、２１のピン孔２１ｂ、２１ｂを一致させるように配置される。
【００１９】
そこで、相互の主桁板２１、２１の、一致した各ピン孔２１ｂ、２１ｂに、図３に示すように連結部材４０のピン４１を挿通し、そのクリップ４２を主桁板２１、２１の縁部２１ａ、２１ａに填め付ける。すると、主桁板２１、２１は、ピン４１により図５に示す掘削穴５の軸線ＣＴに直交する方向の移動を拘束されるので、図１に示すように、既設の筒状壁体９００に取り付けられる合成セグメント１００は、軸線方向である図１矢印Ａ方向以外の動きを拘束される。また、主桁板２１、２１は、図３に示すクリップ４２により、図１矢印Ａ方向の動きを阻止される。
【００２０】
また、接合された合成セグメント１００は、推進ジャッキにより、筒状壁体９００側に押え付けられ、支持される。
【００２１】
それ以降の合成セグメント１００も、上記合成セグメント１００同様に筒状壁体９００の端面に連結される。その際、その合成セグメント１００の継手板２２は、先に設けられた合成セグメント１００の継手板２２に密着され、連結部材４０により連結される。その連結部材４０による連結は、前述した相互の主桁板２１、２１の連結と同様、一致した各ピン孔２２ｂ、２２ｂに、図３に示すように連結部材４０のピン４１を挿通し、そのクリップ４２を継手板２２、２２の縁部２２ａ、２２ａに填め付けることにより行なわれる。
【００２２】
そうして図５に示すように７個の合成セグメント１００を周設した後、最後に残った隙間に、キーセグメント１１０を填め込んでリング５００は形成される。
【００２３】
従って、図１に示すように隣接する合成セグメント１００同士の接合は、図３に示すように連結部材４０のピン４１を、ピン孔２１ｂ、２２ｂに挿通し、そのクリップ４２を主桁板２１、２１又は継手板２２、２２の縁部２１ａ、２１ａ、２２ａ、２２ａに填め付けることによりなされるので、従来のように、ボルト締結する場合に比して、遥かに合成セグメント１００の組立を容易且つ迅速に行なうことができる。これにより、施工の高速化、省力化を図ることができる。
【００２４】
また、図５に示すように筒状壁体９００の内面側には、モルタル吹き付け等の二次覆工２００が施される。この二次覆工２００により、隣接する合成セグメント１００、１００間の連結力が高められ、筒状壁体９００の強度が高められる。従って、その筒状壁体９００及び二次覆工２００よりなる覆工の強度の向上、引いてはトンネルの耐力向上を図ることができる。
【００２５】
尚、上記実施形態のセグメント１００においては、図２に示すように枠体２０の内部に中詰めコンクリート３０を充填する合成セグメント１００としたが、スキンプレート１１、枠体２０等からなる鋼製セグメントとしてもよい。
【００２６】
また、二次覆工２００は必ずしもモルタル吹き付けである必要はなく、筒状壁体９００の強度を向上させる限りにおいて如何なるものであってもよいことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１記載のセグメントによれば、セグメントの組立を容易且つ迅速に行なうことができるので、施工の高速化、省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセグメントの一実施形態を示す図である。
【図２】図１のセグメントの正面断面図である。
【図３】図１のセグメントを連結している連結部材を示す図である。
【図４】図３の連結部材のクリップを示す側面図である。
【図５】図１のセグメントにより筒状壁体を組み立てた状態を示す正面図である。
【図６】従来のセグメントの一例を示す図である。
【符号の説明】
５…掘削穴、２０…枠体、２１ａ…縁部、２１ｂ…ピン孔、２２ａ…縁部、２２ｂ…ピン孔、４０…連結部材、４１…ピン、４２…クリップ、１００…合成セグメント、９００…筒状壁体、ＣＴ…軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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