説明

シールドトンネル用の調整セグメント

【課題】突合せ面に形成されるシール用溝部が、例えば、互いに異なる曲率半径または幅を有するセグメントどうしであっても、所望どおりの止水性能を確保しながら連結固定することのできるトンネル用調整セグメントの提供。
【解決手段】第1と第2セグメントS1,S2が、異なる曲率半径または幅のシール用溝部3a,3b,5a,5bを有する状態で、両セグメントS1,S2の突合せ面2,4間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントS3で、第1セグメントS1のシール用溝部3a,3bに対応する第1シール用溝部を備え、第2セグメントS2のシール用溝部5a,5bに対応する第2シール用溝部を備え、第1シール用溝部と第2シール用溝部が、調整セグメントS3の周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第1セグメントと他側方に設置される第2セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第1セグメントと第2セグメントの間に設置されて第1セグメントと第2セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントに関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、地下鉄用のシールドトンネルを例にとると、比較的大荷重のかからない道路の下方では、コンクリート製セグメントが使用され、大荷重のかかる建物の下方では、強度的に優れた鋳鉄製セグメントが使用されることが多い。その場合、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントでは、セグメントの特性の違いや継手構造による制約の違いなどから、シール溝部の曲率半径または幅が異なる場合が多く、特に両セグメントの内径が異なる場合は、その違いが顕著であり、両セグメントの突合せ面間での調整に調整セグメントが必要となる。
このような異なるセグメントを接続する調整セグメントとしては、例えば、内径の比較的小さなコンクリート製セグメントと内径の比較的大きな鋳鉄製セグメントどうしを連結するシールドトンネル用の調整セグメントが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平8−218785号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記公報に開示のシールドトンネル用の調整セグメントは、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントの突合せ面における凹凸形状に関するもので、突合せ面に形成されるシール用溝部については特別な配慮はなされていない。
すなわち、シールドトンネル用のセグメントの周囲には、隣接するセグメントとの突合せ面間における止水性能を確保するため、シール材を挿入するシール用溝部を設けることが必要不可欠となる。ところが、従来のシールドトンネル用の調整セグメントでは、その突合せ面に形成されるシール用溝部について特別な配慮がなされておらず、そのため、例えば、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントの突合せ面に形成されるシール用溝部はほぼ同一の曲率半径、つまり、トンネル軸心を中心として同じ半径のシール用溝部を有し、かつ、そのシール用溝部の幅もほぼ同一であることを前提としていた。
したがって、例えば、突合せ面に形成されるシール用溝部が、互いに異なる曲率半径または幅を有する場合、シール材が完全には連続しないため、止水性能が不十分なものとなる問題があった。
【0005】
具体的には、図4の比較例に示すように、例えば、調整セグメントS3のシール用溝部14a,14bが、第2セグメントである鋳鉄製セグメントS2のシール用溝部5a,5bに対応するように形成されると、そのシール用溝部14a,14bが、第1セグメントであるコンクリート製セグメントS1のシール用溝部3a,3bに対応せず、したがって、調整セグメントS3のシール用溝部14a,14bとコンクリート製セグメントS1のシール用溝部3a,3bに挿入したシール材13どうしが完全に当接せず、シールドトンネルTの止水性が阻害される。
逆に、調整セグメントS3のシール用溝部14a,14bが、コンクリート製セグメントS1のシール用溝部3a,3bに対応するように形成されると、鋳鉄製セグメントS2のシール用溝部5a,5bに対応せず、いずれにしても、止水性に優れたシールドトンネルTを構築することができない。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、突合せ面に形成されるシール用溝部が、例えば、互いに異なる曲率半径または幅を有するセグメントどうしであっても、所望どおりの止水性能を確保しながら連結固定することのできるトンネル用調整セグメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の特徴構成は、トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第1セグメントと他側方に設置される第2セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第1セグメントと第2セグメントの間に設置されて第1セグメントと第2セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントであって、その調整セグメントが、前記第1セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第1シール用溝部をその第1セグメントへの突合せ面に備え、前記第2セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第2シール用溝部をその第2セグメントへの突合せ面に備えていて、前記第1シール用溝部と第2シール用溝部が、前記調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているところにある。
【0008】
本発明の第1の特徴構成によれば、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第1と第2セグメントの突合せ面間の調整に使用される調整セグメントが、第1セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第1シール用溝部をその第1セグメントへの突合せ面に備え、第2セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第2シール用溝部をその第2セグメントへの突合せ面に備えているので、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第1と第2セグメントどうしであっても、調整セグメントの介在によって、各突合せ面間において所望どおりの止水性能を確保して連結固定することができる。
そして、その調整セグメントに設けられる第1シール用溝部と第2シール用溝部が、調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているので、隣接する調整セグメント間においても所望どおりの止水性能を確保することができ、その結果、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第1と第2セグメントを使用して止水性能に優れたトンネルを構築することができる。
【0009】
本発明の第2の特徴構成は、前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第1と第2セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第2セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第1セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、前記第1セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されているところにある。
【0010】
本発明の第2の特徴構成によれば、前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第1と第2セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第2セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第1セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、第1セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されているので、第1セグメントと第2セグメントの間の肉厚の差は、調整セグメントに形成のテーパ面により解消される。
その結果、肉厚の異なる第1と第2セグメント間において、調整セグメントの介在によりトンネル軸心方向への力の伝達が確実となり、例えば、掘削機に設けられたジャッキの伸長による押圧力を確実に伝達して、その反力により掘削機を確実に掘進させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明によるシールドトンネル用の調整セグメントの実施の形態を図面に基づいて説明する。
シールドトンネルは、その区間によってトンネルに作用する荷重条件が異なるため、図1に示すように、シールドトンネル用セグメントとしては、例えば、第1セグメントとしてのコンクリート製セグメントS1と、第2セグメントとしての金属製セグメント、つまり、強度的に優れたダクタイル鋳鉄製セグメント(以下、鋳鉄製セグメントと称する)S2といったように2種類またはそれ以上の種類のセグメントが使用される。
【0012】
コンクリート製セグメントS1と鋳鉄製セグメントS2は、いずれもトンネルTの周方向に沿って彎曲するほぼ矩形の形状を有し、図1に示す実施形態では、コンクリート製セグメントS1の方が鋳鉄製セグメントS2よりも肉厚に構成されているため、コンクリート製セグメントS1により構築されるトンネル部分と鋳鉄製セグメントS2により構築されるトンネル部分は、その外径が同一で内径が異なる構成とされている。
そして、コンクリート製セグメントS1には、その突合せ面2、つまり、鋳鉄製セグメントS2に対する突合せ面2を含んで、その四辺にわたる周囲に2本のシール用溝部3a,3bが形成され、同様に、鋳鉄製セグメントS2には、その突合せ面4を含んで四辺にわたる周囲に2本のシール用溝部5a,5bが形成されている。
【0013】
両セグメントS1,S2における2本のシール用溝部3a,3b,5a,5bは、全てほぼ同一幅に構成されているが、コンクリート製セグメントS1と鋳鉄製セグメントS2の肉厚の差に起因して、それぞれの性能や形状が最適になるように設計されていることから、合計4本のシール用溝部3a,3b,5a,5bは、トンネル軸心Pを中心として全て異なる曲率半径を有している。
このような2種類のセグメントS1,S2のうちの一方、例えば、コンクリート製セグメントS1がトンネル軸心P方向に沿って一側方に設置され、他方の鋳鉄製セグメントS2が他側方に設置されるので、両セグメントS1,S2の接続箇所には、両セグメントS1,S2の突合せ面2,4間の調整のためにシールドトンネル用の調整セグメント(以下、調整セグメントと称する)S3が必要となる。
【0014】
その調整セグメントS3は、図2にも示すように、トンネルTの周方向に沿って彎曲するほぼ矩形の形状を有するダクタイル鋳鉄製で、コンクリート製セグメントS1の突合せ面2に対応する第1突合せ面6、鋳鉄製セグメントS2の突合せ面4に対応する第2突合せ面7、および、両突合せ面6,7に直交する左右の側面8を有している。
第1突合せ面6は、その肉厚がコンクリート製セグメントS1の突合せ面2の肉厚とほぼ一致するように、また、第2突合せ面7は、その肉厚が鋳鉄製セグメントS2の突合せ面4の肉厚とほぼ一致するように構成され、そのため、第1突合せ面6側には、その内側に滑らかなテーパ面9が形成されている。
つまり、調整セグメントS3の肉厚が、肉厚の薄い鋳鉄製セグメントS2の肉厚とほぼ一致するように構成され、肉厚の厚いコンクリート製セグメントS1への第1突合せ面6側に内側へ向くテーパ面9が形成されて、その肉厚が、コンクリート製セグメントS1の肉厚とほぼ一致するように構成されている。
【0015】
調整セグメントS3の第1突合せ面6には、コンクリート製セグメントS1の突合せ面2に形成された2本のシール用溝部3a,3bに対応するように、それらのシール用溝部3a,3bとほぼ同一の幅とほぼ同一の曲率半径を有する2本の第1シール用溝部10a,10bが形成され、同様に、第2突合せ面7には、鋳鉄製セグメントS2の突合せ面4に形成された2本のシール用溝部5a,5bに対応するように、それらのシール用溝部5a,5bとほぼ同一の幅とほぼ同一の曲率半径を有する2本の第2シール用溝部11a,11bが形成されている。
そして、調整セグメントS3の両側面8には、2本の第1シール用溝部10a,10bと第2シール用溝部11a,11bを連続して接続するために、各溝部10a,10b,11a,11bとほぼ同一幅を有する2本の調整溝部12a,12bが傾斜して形成され、それによって、2本の第1シール用溝部10a,10bと第2シール用溝部11a,11bが、2本の調整溝部12a,12bを介して調整セグメントS3の周囲で互いに連続するように構成されている。
【0016】
以上のように、シールドトンネル用の調整セグメントS3が、コンクリート製セグメントS1の突合せ面2に形成のシール用溝部3a,3bに対応する第1シール用溝部10a,10bをそのコンクリート製セグメントS1への第1突合せ面6に備え、鋳鉄製セグメントS2の突合せ面4に形成のシール用溝部5a,5bに対応する第2シール用溝部11a,11bをその鋳鉄製セグメントS2への第2突合せ面7に備えているので、コンクリート製セグメントS1のシール用溝部3a,3b、鋳鉄製セグメントS2のシール用溝部5a,5b、および、調整セグメントS3の第1シール用溝部10a,10bと第2シール用溝部11a,11bなどにシール材13を挿入し、調整セグメントS3を介して第1と第2セグメントS1,S2を連結固定することにより、各セグメントS1,S2,S3間において所望どおりの止水性能を確保することができる。
そして、第1シール用溝部10a,10bと第2シール用溝部11a,11bが、調整溝部12a,12bを介して調整セグメントS3の周囲で互いに連続するように構成されているので、シール材13の挿入によってトンネルTの周方向において隣接する調整セグメントS3間においても所望どおりの止水性能を確保することができる。
【0017】
〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、先の実施形態で説明した構成や同じ作用を有する構成については、同じ符号を付すことで詳しい説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
【0018】
(1)先の実施形態では、調整セグメントS3の両側面8に傾斜した調整溝部12a,12bを設けた例を示したが、例えば、図3に示すように、2本の調整溝部12a,12bのうちの少なくとも一方の溝部12bをクランク状に折曲した溝部に構成することもでき、また、図示はしないが、両溝部12a,12bを共にクランク状に折曲した溝部に構成することもできる。
【0019】
(2)先の実施形態では、第1セグメントS1をコンクリート製セグメントで、第2セグメントS2をダクタイル鋳鉄製セグメントで、そして、トンネル用調整セグメントS3をダクタイル鋳鉄製セグメントで構成した例を示したが、これら各セグメントS1,S2,S3を構成する材料については種々の変更が可能である。
例えば、第1と第2セグメントS1,S2がコンクリート製セグメントで、その第1セグメントS1のシール用溝部3a,3bと第2セグメントS2のシール用溝部5a,5bにおいて、各溝の曲率半径そして/または幅が異なる場合に、トンネル用調整セグメントS3としてコンクリート製セグメントを使用することもできる。
また、第1と第2セグメントS1,S2の外周径をほぼ同じにした例を示したが、逆に、第1と第2セグメントS1,S2の内周径をほぼ同じにして実施することもできる。その場合には、先の実施形態とは逆に、第1セグメントS1への第1突合せ面6側に外側へ向くテーパ面を形成して、その肉厚を第1セグメントS1の肉厚とほぼ一致するように構成することになる。
【0020】
(3)先の実施形態では、第1セグメントS1のシール用溝部3a,3b、第2セグメントS2のシール用溝部5a,5b、および、調整セグメントS3の第1シール用溝部10a,10b、第2シール用溝部11a,11b、調整溝部12a,12bなどについては、それぞれ2本ずつ有する例を示したが、これら溝部については1本だけのものや3本以上有するものなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】シールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【図2】シールドトンネル用の調整セグメントの斜視図
【図3】別の実施形態によるシールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【図4】比較例を示すシールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【符号の説明】
【0022】
2 第1セグメントの突合せ面
3a,3b 第1セグメントのシール用溝部
4 第2セグメントの突合せ面
5a,5b 第2セグメントのシール用溝部
6,7 シールドトンネル用の調整セグメントの突合せ面
10a,10b 第1シール用溝部
11a,11b 第2シール用溝部
12a,12b 調整溝部
P トンネル軸心
S1 第1セグメント
S2 第2セグメント
S3 シールドトンネル用の調整セグメント
T シールドトンネル


【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第1セグメントと他側方に設置される第2セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第1セグメントと第2セグメントの間に設置されて第1セグメントと第2セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントであって、
その調整セグメントが、前記第1セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第1シール用溝部をその第1セグメントへの突合せ面に備え、前記第2セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第2シール用溝部をその第2セグメントへの突合せ面に備えていて、前記第1シール用溝部と第2シール用溝部が、前記調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているシールドトンネル用の調整セグメント。
【請求項2】
前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第1と第2セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第2セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第1セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、前記第1セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されている請求項1に記載のシールドトンネル用の調整セグメント。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2006−138175(P2006−138175A)
【公開日】平成18年6月1日(2006.6.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−330872(P2004−330872)
【出願日】平成16年11月15日(2004.11.15)
【出願人】(000001052)株式会社クボタ (4,415)
【Fターム(参考)】