水平コッターによるセグメントの締結部構造およびこの締結部を有するセグメント
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法により掘削されたトンネル内に、覆工材として組み立てられるセグメントにおいて、周方向に隣接するセグメントピースをピース間継手部で連結するためのピース間継手部において、特に最後に組立てられる台形状のセグメントピースのピース間継手部における水平コッターによるセグメントの締結部構造および水平コッターによる締結部を有するセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばセグメントの連結方法としてボルト・ナットを使用する他に、コッターを使用してセグメントを連結するものがある。従来ではセグメントピースの隣接する締結面に、コッター穴を形成する連結金具を埋め込んでおき、セグメントを組立位置に位置決めした後、コッターピンをトンネル半径方向に沿ってコッター穴に打込んで締結する。このように、コッターピンを半径方向に打込む垂直コッター方式の場合、連結後で一定時間経過後にコッターピンを再度打込んで増し締め作業が可能であるという長所があるが、反面締結部が半径方向の負荷に対して弱いという問題を有している。
【０００３】
そのため近年では、周方向に隣接するセグメントピースのピース間継手部にトンネル軸心方向にコッターピンを打込む水平コッター方式が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この水平コッター方式は、Ｔ形の溝を有する連結金具を弧長方向に突き合わせることにより、Ｈ形またはＩ形のコッター穴をシールド軸心方向に形成し、セグメント前端部からピース間継手部にコッターピンをシールド軸心方向に打込むことで連結するもので、Ｈ形またはＩ形のコッターピンには、対向する内面にテーパ面が形成されていることから、トンネル半径方向の負荷に対して大きい強度が確保でき、さらにセグメントの内面に凹凸部が極めて少なくなる点で極めて有望視されている。
【０００５】
この水平コッター方式が今まで採用されなかった要因として、推進力の反力受けとして使用されるセグメントと推進ジャッキにより出退駆動される押付部材とのスペースが狭く、このスペースからコッターピンを打込むのが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる水平コッターによるセグメントの締結部構造およびこの締結部を有するセグメントを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の水平コッターによるセグメントの締結部構造は、トンネル周方向に隣接して配置されるセグメントピースのピース間継手部に、シールド軸心に対してくさび角だけ傾斜する傾斜締結面が形成され、この傾斜締結面の前後位置に複数の連結金具が中間挿入穴を介して装着され、ピース間継手部に前端部から打込まれたコッターピンにより連結金具を介して両セグメントピースが連結固定される水平コッターによるセグメントの締結部構造であって、後側連結金具のコッター穴に嵌入される後側コッターピンと、中間挿入穴に挿入されるスペーサと、前側連結金具のコッター穴に嵌入される前側コッターピンとを具備し、前記傾斜締結面における前部の連結金具と後部の連結金具との距離を、シールド軸心と平行な締結面を有する他のピース間継手部の前後の連結金具との距離と同一に設定するとともに、全てのピース間継手部の前後位置の連結金具をセグメントピースの前後幅の中心位置から等距離に配置したものである。
【０００８】
上記構成によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またセグメントリングの組立で最後に締結される正面視が台形状のセグメントピースなどの、シールド軸心に対して傾斜する傾斜ピース間継手部で、前部連結金具と後部連結金具との距離を、シール軸心と平行な他のピース間継手部と同一距離で、かつ他のピース間継手部の連結金具の配置中心位置に対応して等距離に配置したので、コッターピンやスペーサを他のピース間継手部と共通する同一部材を使用して同一手順で打込むことができるとともに、シールド掘進機に設けられたセグメント締結装置による打込みは、傾斜締結面に対応して傾斜させるだけでよく、他のピース間継手部と同様に締結することができる。また前後の連結金具も均等位置に配置されるので、前後で均等な締結強度を得ることができる。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、上記構成において、前側コッターピンおよび後側コッターピンは、互いに平行なフランジ部を連結部で連結したＩ形またはＨ形断面に形成され、対向するフランジ部の内面が打込み方向の後方ほど互いに接近するテーパ面に形成されるものである。
【００１０】
上記構成によれば、Ｉ形またはＨ形断面のコッターピンにより均等な締結力を得ることができる。
さらに請求項３記載の水平コッターによる締結部を有するセグメントは、トンネル周方向に隣接して配置されてセグメントリングを形成する各セグメントピースのピース間継手部の締結面に、複数の連結金具が中間挿入穴を介して前後位置に装着されており、前端部からピース間継手部に打込まれたコッターピンにより連結金具を介して連結固定される水平コッターによる締結部を有するセグメントであって、曲線施工されるトンネルの湾曲部に組立てられるセグメントリングは、トンネル切羽側端面がシールド軸心に直交する面に沿って形成されるとともに、トンネル基端側端面がシールド軸心に直交する面に対して所定角度で傾斜するテーパ面に形成されるものである。
【００１１】
上記構成によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またトンネル基端側のみがテーパ面のセグメントリングを採用することで、セグメントの打込み側の切羽側端面がシールド掘進機のシールド軸心と直交する垂直面と一致させることができ、また連結金具も同一の垂直面上に配置することができるので、切羽側トンネル内に配置されてシールド軸心を基準としてコッターピンの打込み位置および打込み方向が設定されるシールド掘進機のセグメント締結装置を、通常の直線施工と同様に動作制御して施工することができる。したがって、曲線部のセグメント締結作業であっても、直線部締結作業と同様に締結時間や性能を低下させることなく行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る水平コッターによるセグメントの締結部構造およびその締結部を有するセグメントの実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。
【００１３】
この円形セグメント１は、図３〜図５に示すように、シールド工法により掘削された円形断面トンネルの覆工材として、シールド掘進機５１後部に配置されたセグメント組立装置５２（図１０，図１１）により組立てられるもので、周方向に複数に分割されたセグメントピース２をピース間継手部３で連結して円形のセグメントリング４に組立て、セグメントリング４同士を複数のリング間継手部５で連結して円筒状に組立てるものである。
【００１４】
この発明は、セグメントリング４を構成するセグメントピース２のうち、最後に組立てられるセグメントピース７１とそれに隣接するセグメントピース７２の傾斜締結面７１ａ，７２ａを有する傾斜ピース間継手部７０に関するものであるが、まずシールド軸心Ｏに沿う締結面を有する通常のピース間継手部３について説明する。
【００１５】
このピース間継手部３は、図６，図７に示すように、組立られたセグメント１の切羽側前端部から打込み治具８を使用して複数（図では前側と後側の２個）のコッターピン６Ａ，６Ｂおよびスペーサ７をトンネル軸心方向後方に向って順次打込み連結するものである。
【００１６】
すなわち、セグメントピース２のピース間継手部３には、シールド軸心Ｏに平行でかつ半径方向に沿う締結面１０に、コッター溝１２ａを有する左右一対の連結金具１１Ａ，１１Ｂが前後２組、軸心方向に設置間隔Ｌ（幅方向の中心線ＣからＬａ＋Ｌｂ，但しＬａ＝Ｌｂ）をあけてそれぞれ埋め込まれており、セグメントピース２が弧長方向に突き合わされて連結金具１１Ａ，１１Ｂのコッター溝１２ａによりコッター穴１２Ａ，１２Ｂが形成される。さらにセグメントピース２の前端面２ａから前側連結金具１１Ａの間に、締結面１０に形成された挿入溝が突き合わされてコッターピン６Ａ，６Ｂおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が挿通可能な開口挿入穴１３Ａが形成され、さらに前側連結金具１１Ａと後側連結金具１１Ｂの間に、挿入溝を突き合わされて後側コッターピン６Ｂおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が挿通可能な中間挿入穴１３Ｂが形成されている。これら連結金具１１Ａ，１１Ｂは、それぞれアンカー筋によりセグメントピース２に固定されており、前記コッター穴１２Ａ，１２ＢはＩ形断面（あるいはＨ形断面でも可、以下Ｉ形という）に形成され、フランジ部空間１２ａの内面が前部側ほど接近するテーパ面１２ｃに形成されている。そして図６（ａ）（ｃ）に示すように、前側連結金具１２Ａのコッター穴１２Ａは後側連結金具１１Ｂのコッター穴１２Ｂより大きく、後側コッターピン６Ａおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が通過可能に形成されている。
【００１７】
前記前側コッターピン６Ａおよび後側コッターピン６Ｂは、図６（ａ）（ｃ）に示すように、それぞれ係合部２１と、係合部２１の基端側に取付けられた把手部２２とで構成されている。前記係合部２１は、互いに平行な一対のフランジ部２１ａ，２１ａを連結部２１ｂにより連結したＩ形断面に形成されるとともに、これらフランジ部２１ａの内面間距離が前部（打込み方向基端側）ほど接近する方向に傾斜するテーパ面２１ｃに形成されている。またフランジ部２１ａの左右外側面には、コッターピン６Ａ，６Ｂを保持搬送するためＶ形断面の保持溝２３と、その前部に把持凹部２４がそれぞれ形成されている。また把手部２２は、連結部２１ｂから連続する一定厚さに形成され、左右側面に離脱用凹部２５が形成されている。
【００１８】
また前側コッターピン６Ａと後側コッターピン６Ｂとはテーパ面２１ｃの内面幅が異なり、奥側となる後側コッターピン６Ｂが、前側連結金具１１Ａの開口挿入穴１３Ａを通過する必要があるため、テーパ面２１ｃの内面幅が前側コッターピン６Ａより大きく設定されている。また他の部分は同一に形成される。
【００１９】
前記スペーサ７は、図６（ｂ）に示すように、前側連結金具１１Ａの前側挿入溝１３Ａを通過可能な押込み部３１と、その後部に取付けられた把手部３２により構成されている。そして押込み部３１は、一対のフランジ部３１ａ，３１ａと連結部３１ｂによりテーパ面のないＩ形断面に形成され、コッターピン６Ａ，６Ｂと同一形状の保持溝３３および把持凹部３４ならびに離脱用凹部３５がコッターピン６Ａ，６Ｂと同一に形成される。
【００２０】
また前記打込み治具８は、図６（ｄ）に示すように、前側連結金具１１Ａの前側挿入溝１３Ａを通過可能な打込み部４１と、その後部に取付けられた把手部４２により構成されている。そして押込み部４１は、一対のフランジ部４１ａ，４１ａと連結部４１ｂによりテーパ面のないＩ形断面に形成され、コッターピン６Ａ，６Ｂと同一形状の保持溝４３と押込み溝４４とが形成される。また把手部４２は、先端面にＣ字形に開口された掛止爪４５が形成されており、図６（ｄ）に矢印で示すように、セグメント締結装置１５の打込みジャッキ１６のＴ形打込部材１６ａが打込み方向と直交する上下方向には嵌合離脱自在で、打込み方向および引出し方向に対して抜け止めするように構成される。
【００２１】
ところで、これらコッターピン６Ａ，６Ｂをピース間継手部３に打込むセグメント締結装置１５は、図１０，図１１に示すように、シールド掘進機５１の後部でセグメントピース２を所定位置に搬送して位置決めするセグメント組立装置５２に設けられている。このセグメント組立装置５２は、シールド本体５１ａの後部に設けられた支持リング５４に旋回軸受５５を介して旋回フレーム５６がシールド軸心Ｏを中心に回転自在に支持され、旋回軸受５５の外周側の旋回フレーム５６に設けられたリングギヤ５７と、このリングギヤ５７に噛み合い旋回駆動モータ５８に回転駆動される駆動ピニオン５９とからなる旋回駆動装置６０により回転駆動される。またこの旋回フレーム５６には、複数の姿勢調整用シリンダ、すなわち半径方向出退シリンダ６１、旋回微調整シリンダ６２、ヨーイング用シリンダ６３、ローリング用シリンダ６４、スライド用シリンダ６７およびピッチング用シリンダ６８とそれぞれのガイド装置により姿勢制御されるセグメント保持フレーム６５が設けられており、このセグメント保持フレーム６５に設けられたセグメント把持装置６６によりセグメントピース２が保持される。そして、このセグメント締結装置１５はセグメント保持フレーム６５の両側で前部にそれぞれ配設される。
【００２２】
ここで、図８（ａ）〜（ｄ）および図９（ｅ）〜（ｈ）を参照してセグメントの締結方法を説明する。
セグメント組立装置５２により所定位置にセグメントピース２が位置決めされると、周方向に隣接された既設セグメントピース２との間のピース間継手３に対向するようにセグメント締結装置１５を移動させる。
【００２３】
そして、図８（ａ），（ｂ）に示すように、セグメント締結装置１５の把持アーム１７により後側コッターピン６Ｂを把持させて開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入し、さらに把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６を伸展して打込み部材１６ａにより後側コッターピン６Ｂをコッター穴１２Ａの奥側に押込む。
【００２４】
図８（ｃ）に示すように、把持アーム１７によりスペーサ７を開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入して、後側コッターピン６Ｂを奥に押込み、さらに把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６を伸展してスペーサ７をさらに奥に押込むことにより、後側コッターピン６Ｂを中間挿入穴１３Ｂに押込む。
【００２５】
図８（ｄ），図９（ｅ）に示すように、把持アーム１７により打込み治具８を開口挿入穴１３Ａに挿入してスペーサ７を前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの奥に押込み、スペーサ７を介して後側コッターピン６Ｂを後側連結金具１１Ｂのコッター穴１２Ｂの入口に挿入させる。次いで把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６により打込み治具８およびスペーサ７を介して後側コッターピン６Ｂをコッター穴１２Ｂに打込み、後側コッターピン６Ｂのテーパ面２１ｃの作用で後側連結金具１１Ｂ，１１Ｂを強固に締結する。
【００２６】
図９（ｆ）に示すように、打込みジャッキ１６の打込部材１６ａを収縮して掛止爪４５により打込み治具８をコッター穴１２Ａから抜き出し、さらに把持アーム５１により開口挿入穴１３Ａから取出す。
【００２７】
図９(ｇ)，（ｈ）に示すように、把持アーム５１により前側コッターピン６Ａを開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入し、把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ５３を伸展させて前側コッターピン６Ａをコッター穴１２Ａに嵌入させる。これにより前側コッターピン６ａのテーパ面２１ｃの作用で後側連結金具１１Ａ，１１Ｂが強固に連結される。
【００２８】
次に本発明に係る傾斜ピース間継手７０について図１〜図４を参照して説明する。ピース間継手部３の締結面は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、シールド軸心Ｏ方向でかつシールド半径方向に形成されている。しかし、セグメントピース２のうち、セグメントリング４の組立行程で最後に組立てられるセグメントピース７１は、図３，図４に示すように、最後の嵌め合いが容易なように台形状に形成されている。すなわち、このセグメントピース７１の両側の傾斜ピース管継手部７０は、シールド軸心Ｏに対するくさび角αを有するとともに、左右の締結面７１ａ，７１ａ延長上の交点がシールド軸心Ｏより遠方か、または平行、あるいは広がるように半径方向に対して逃げ角βを有する傾斜締結面７１ａ，７１ａに形成されている。またこのセグメントピース７１の両側には、くさび角αおよび逃げ角βに相対する傾斜角を有する傾斜締結面７２ａがセグメントピース７１側に形成された直角台形状のセグメントピース７２が配置されている。したがって、これら傾斜ピース間継手部７０では、傾斜締結面７１ａ，７２ａが互いにくさび角αおよび逃げ角βを持って弧長方向に突き合わされており、たとえば図示したくさび角αは１２°前後、逃げ角βは１１°前後である。
【００２９】
ところで、これら傾斜ピース間継手部７０の傾斜締結面７１ａは、他の直角締結面に比較して長く、均等な締結力を得るために、連結金具１１Ａ，１１Ｂを他のピース間継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂと同一円周上に配置すればよい。しかしこれを実施すると、連結金具１１Ａ，１１Ｂ間の距離が他のピース間継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂより長くなることになる。すると、セグメント締結装置１５による打込み距離やスペーサ７の長さを、セグメントピース７１の傾斜ピース間継手部７０の締結時のみ特別に設定する必要が生じる。
【００３０】
これを解決するために本発明では、セグメントピース２，７１,７２の幅方向の中心を通りかつシールド軸心Ｏと直交する面Ｃとコッター金具６Ａ，６Ｂの中心線の交点ＯＡ，ＯＢを中心として一定の配設距離Ｌａ＝Ｌｂだけ離れて連結金具１１Ａ，１１Ｂが配設されており、この配設距離Ｌａ，Ｌｂは、図１（ｂ）および図７に示すように他のピース管継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂと同一に設定されている。なお、コッターピン６Ａ，６Ｂ、スペーサ７および打込み治具８も同一の形状で良く、また打込み手順も先に述べた他のピース管継手部３と同様に実施できる。
【００３１】
上記実施の形態によれば、セグメントピース７１の傾斜ピース間継手部７０であっても、他のピース間継手部３と同一のコッターピン６Ａ，６Ｂとスペーサ７を使用して締結することが可能となり、打込み距離も変更する必要がない。したがって、前記セグメント締結装置１５は、図示しないが、内径側と外径側に２基配置された締結機を、傾斜ピース間継手部７０における打込み作業時のみ、コッター打込み方向をくさび角αだけ傾斜させるとともに、逃げ角βに起因する周方向のずれ量δだけ内周側締結機と外周側締結機とを接線方向にシフトさせればよい。このように、シールド掘進機５１に設けられたセグメント締結装置１５による打込み位置や打込み方向などの位置制御や方向制御の基準要素も、他のピース間継手部３と共通させることができ、また締結強度も前後で均等にすることができる。
【００３２】
ところで、図１２に示すように、この水平コッター方式の締結構造で組立てられるセグメントリング２は円筒形で、直線状トンネル内に組立てるものを示したが、トンネルを曲線状に施工した場合のセグメントリングは、その接続端面が軸心に対して傾斜するテーパ状セグメントリングが使用される。このテーパ状セグメントリングには、切羽側（トンネル先端側）がテーパ面に形成されたものと、坑口側（トンネル基端側）がテーパ面に形成されたものと、切羽側と坑口側の両方がテーパ面に形成されたものがあるが、この水平コッター式の締結方法を採用する場合、切羽側のみがテーパ面に形成されたセグメントリング８１が使用される。
【００３３】
これは、たとえばシールド本体（前胴）５１ａに揺動胴部（後胴）５２ｂとが揺動自在に連結された曲線施工用の屈曲式シールド掘進機５１の場合、セグメント組立装置５２に設けられたセグメント締結装置１５は、切羽側シールド軸心ＯＨ上に位置されるシールド本体５１ａ側に取付けられており、このセグメント締結装置１５の制御基準線が切羽側シールド軸心ＯＨとなる。ここで切羽側端面がテーパ面に形成された切羽面傾斜セグメントリング８１を採用することにより、ピース間継手部３におけるコッター打込み方向は常にシールド軸心ＯＨと平行になり、さらにシールド軸心ＯＨに直交する同一の面内に連結金具１１Ａまたは１１Ｂも配置されるため、このセグメント締結装置１５では、締結位置の位置決めやコッターピン６Ａ，６Ｂの打込み角度の調整も、直線施工時のピース間継手３と同様に位置および方向制御することができ、セグメント締結装置１５の動作制御を容易かつ正確に行うことができる。
【００３４】
もちろん、ここで他のテーパ状セグメントを採用すると、セグメントの切羽側端面が、切羽側シールド軸心ＯＨに対して直角でなく湾曲分の傾斜角を有することになり、各ピース間締結部３毎に、セグメント締結装置１５のシールド軸心ＯＨ方向の位置と打込み方向とを調整する必要が生じることになる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またセグメントリングの組立で最後に締結される正面視が台形状のセグメントピースなどの、シールド軸心に対して傾斜する傾斜ピース間継手部で、前部連結金具と後部連結金具との距離を、シールド軸心と平行な他のピース間継手部と同一距離で、かつ他のピース間継手部の連結金具の配置中心位置に対応して等距離に配置したので、コッターピンやスペーサを他のピース間継手部と共通する同一部材を使用して同一手順で打込むことができるとともに、シールド掘進機に設けられたセグメント締結装置による打込みは、傾斜締結面に対応して傾斜させるだけでよく、他のピース間継手部と同様に締結することができる。また前後の連結金具も均等位置に配置されるので、前後で均等な締結強度をえることができる。
【００３６】
また請求項２記載の発明によれば、Ｉ形またはＨ形断面のコッターピンにより均等な締結力を得ることができる。
さらに請求項３記載の発明によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またトンネル基端側のみがテーパ面のセグメントリングを採用することで、セグメントの打込み側の切羽側端面がシールド掘進機のシールド軸心と直交する垂直面と一致させることができ、また連結金具も同一の垂直面上に配置することができるので、切羽側トンネル内に配置されてシールド軸心を基準としてコッターピンの打込み位置および打込み方向が設定されるシールド掘進機のセグメント締結装置を、通常の直線施工と同様に動作制御して施工することができる。したがって、曲線部のセグメント締結作業であっても、直線部締結作業と同様に締結時間や性能を低下させることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水平コッターによる締結部の実施の形態を示し、（ａ）は傾斜ピース間継手部を示す平面断面図、（ｂ）はピース間継手部を示す平面断面図である。
【図２】同締結部の実施の形態を示し、（ａ）は傾斜ピース間継手部を示す正面図、（ｂ）はピース間継手部を示す正面図である。
【図３】同水平コッターによる締結部構造を有するセグメントリングを示す平面図である。
【図４】同水平コッターによる締結部構造を有するセグメントリングを示す正面図である。
【図５】同締結部を示すセグメントの説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ同ピース間継手部の構成部材を示し、（ａ）は後側コッターピンの斜視図、（ｂ）はスペーサの斜視図、（ｃ）は前側コッターピンの斜視図、（ｄ）は打込み治具である。
【図７】同ピース間継手部の連結状態を示す斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ同ピース間継手部の締結方法を説明する正面断面図である。
【図９】（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ同ピース間継手部の締結方法を説明する正面断面図である。
【図１０】同ピース管継手のセグメント締結装置を有するセグメント組立装置を示す側面図である。
【図１１】同セグメント組立装置を示す正面図である。
【図１２】本発明に係る水平コッターによる締結部を有するセグメントの接続構造を示し、曲線施工状態を説明する側面図である。
【符号の説明】
１ セグメント
２ セグメントピース
３ ピース間継手部
４ セグメントリング
５ リング間継手部
１５ セグメント締結装置
１６ 打込みジャッキ
１８ 把持アーム
５１ シールド掘進機
５２ セグメント組立装置
７０ 傾斜ピース間継手部
７１ セグメントピース
７１ａ 傾斜締結面
７２ セグメントピース
７２ａ 傾斜締結面
８１ 切羽面傾斜セグメントリング
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法により掘削されたトンネル内に、覆工材として組み立てられるセグメントにおいて、周方向に隣接するセグメントピースをピース間継手部で連結するためのピース間継手部において、特に最後に組立てられる台形状のセグメントピースのピース間継手部における水平コッターによるセグメントの締結部構造および水平コッターによる締結部を有するセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえばセグメントの連結方法としてボルト・ナットを使用する他に、コッターを使用してセグメントを連結するものがある。従来ではセグメントピースの隣接する締結面に、コッター穴を形成する連結金具を埋め込んでおき、セグメントを組立位置に位置決めした後、コッターピンをトンネル半径方向に沿ってコッター穴に打込んで締結する。このように、コッターピンを半径方向に打込む垂直コッター方式の場合、連結後で一定時間経過後にコッターピンを再度打込んで増し締め作業が可能であるという長所があるが、反面締結部が半径方向の負荷に対して弱いという問題を有している。
【０００３】
そのため近年では、周方向に隣接するセグメントピースのピース間継手部にトンネル軸心方向にコッターピンを打込む水平コッター方式が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この水平コッター方式は、Ｔ形の溝を有する連結金具を弧長方向に突き合わせることにより、Ｈ形またはＩ形のコッター穴をシールド軸心方向に形成し、セグメント前端部からピース間継手部にコッターピンをシールド軸心方向に打込むことで連結するもので、Ｈ形またはＩ形のコッターピンには、対向する内面にテーパ面が形成されていることから、トンネル半径方向の負荷に対して大きい強度が確保でき、さらにセグメントの内面に凹凸部が極めて少なくなる点で極めて有望視されている。
【０００５】
この水平コッター方式が今まで採用されなかった要因として、推進力の反力受けとして使用されるセグメントと推進ジャッキにより出退駆動される押付部材とのスペースが狭く、このスペースからコッターピンを打込むのが困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決して、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる水平コッターによるセグメントの締結部構造およびこの締結部を有するセグメントを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の水平コッターによるセグメントの締結部構造は、トンネル周方向に隣接して配置されるセグメントピースのピース間継手部に、シールド軸心に対してくさび角だけ傾斜する傾斜締結面が形成され、この傾斜締結面の前後位置に複数の連結金具が中間挿入穴を介して装着され、ピース間継手部に前端部から打込まれたコッターピンにより連結金具を介して両セグメントピースが連結固定される水平コッターによるセグメントの締結部構造であって、後側連結金具のコッター穴に嵌入される後側コッターピンと、中間挿入穴に挿入されるスペーサと、前側連結金具のコッター穴に嵌入される前側コッターピンとを具備し、前記傾斜締結面における前部の連結金具と後部の連結金具との距離を、シールド軸心と平行な締結面を有する他のピース間継手部の前後の連結金具との距離と同一に設定するとともに、全てのピース間継手部の前後位置の連結金具をセグメントピースの前後幅の中心位置から等距離に配置したものである。
【０００８】
上記構成によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またセグメントリングの組立で最後に締結される正面視が台形状のセグメントピースなどの、シールド軸心に対して傾斜する傾斜ピース間継手部で、前部連結金具と後部連結金具との距離を、シール軸心と平行な他のピース間継手部と同一距離で、かつ他のピース間継手部の連結金具の配置中心位置に対応して等距離に配置したので、コッターピンやスペーサを他のピース間継手部と共通する同一部材を使用して同一手順で打込むことができるとともに、シールド掘進機に設けられたセグメント締結装置による打込みは、傾斜締結面に対応して傾斜させるだけでよく、他のピース間継手部と同様に締結することができる。また前後の連結金具も均等位置に配置されるので、前後で均等な締結強度を得ることができる。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、上記構成において、前側コッターピンおよび後側コッターピンは、互いに平行なフランジ部を連結部で連結したＩ形またはＨ形断面に形成され、対向するフランジ部の内面が打込み方向の後方ほど互いに接近するテーパ面に形成されるものである。
【００１０】
上記構成によれば、Ｉ形またはＨ形断面のコッターピンにより均等な締結力を得ることができる。
さらに請求項３記載の水平コッターによる締結部を有するセグメントは、トンネル周方向に隣接して配置されてセグメントリングを形成する各セグメントピースのピース間継手部の締結面に、複数の連結金具が中間挿入穴を介して前後位置に装着されており、前端部からピース間継手部に打込まれたコッターピンにより連結金具を介して連結固定される水平コッターによる締結部を有するセグメントであって、曲線施工されるトンネルの湾曲部に組立てられるセグメントリングは、トンネル切羽側端面がシールド軸心に直交する面に沿って形成されるとともに、トンネル基端側端面がシールド軸心に直交する面に対して所定角度で傾斜するテーパ面に形成されるものである。
【００１１】
上記構成によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またトンネル基端側のみがテーパ面のセグメントリングを採用することで、セグメントの打込み側の切羽側端面がシールド掘進機のシールド軸心と直交する垂直面と一致させることができ、また連結金具も同一の垂直面上に配置することができるので、切羽側トンネル内に配置されてシールド軸心を基準としてコッターピンの打込み位置および打込み方向が設定されるシールド掘進機のセグメント締結装置を、通常の直線施工と同様に動作制御して施工することができる。したがって、曲線部のセグメント締結作業であっても、直線部締結作業と同様に締結時間や性能を低下させることなく行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る水平コッターによるセグメントの締結部構造およびその締結部を有するセグメントの実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。
【００１３】
この円形セグメント１は、図３〜図５に示すように、シールド工法により掘削された円形断面トンネルの覆工材として、シールド掘進機５１後部に配置されたセグメント組立装置５２（図１０，図１１）により組立てられるもので、周方向に複数に分割されたセグメントピース２をピース間継手部３で連結して円形のセグメントリング４に組立て、セグメントリング４同士を複数のリング間継手部５で連結して円筒状に組立てるものである。
【００１４】
この発明は、セグメントリング４を構成するセグメントピース２のうち、最後に組立てられるセグメントピース７１とそれに隣接するセグメントピース７２の傾斜締結面７１ａ，７２ａを有する傾斜ピース間継手部７０に関するものであるが、まずシールド軸心Ｏに沿う締結面を有する通常のピース間継手部３について説明する。
【００１５】
このピース間継手部３は、図６，図７に示すように、組立られたセグメント１の切羽側前端部から打込み治具８を使用して複数（図では前側と後側の２個）のコッターピン６Ａ，６Ｂおよびスペーサ７をトンネル軸心方向後方に向って順次打込み連結するものである。
【００１６】
すなわち、セグメントピース２のピース間継手部３には、シールド軸心Ｏに平行でかつ半径方向に沿う締結面１０に、コッター溝１２ａを有する左右一対の連結金具１１Ａ，１１Ｂが前後２組、軸心方向に設置間隔Ｌ（幅方向の中心線ＣからＬａ＋Ｌｂ，但しＬａ＝Ｌｂ）をあけてそれぞれ埋め込まれており、セグメントピース２が弧長方向に突き合わされて連結金具１１Ａ，１１Ｂのコッター溝１２ａによりコッター穴１２Ａ，１２Ｂが形成される。さらにセグメントピース２の前端面２ａから前側連結金具１１Ａの間に、締結面１０に形成された挿入溝が突き合わされてコッターピン６Ａ，６Ｂおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が挿通可能な開口挿入穴１３Ａが形成され、さらに前側連結金具１１Ａと後側連結金具１１Ｂの間に、挿入溝を突き合わされて後側コッターピン６Ｂおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が挿通可能な中間挿入穴１３Ｂが形成されている。これら連結金具１１Ａ，１１Ｂは、それぞれアンカー筋によりセグメントピース２に固定されており、前記コッター穴１２Ａ，１２ＢはＩ形断面（あるいはＨ形断面でも可、以下Ｉ形という）に形成され、フランジ部空間１２ａの内面が前部側ほど接近するテーパ面１２ｃに形成されている。そして図６（ａ）（ｃ）に示すように、前側連結金具１２Ａのコッター穴１２Ａは後側連結金具１１Ｂのコッター穴１２Ｂより大きく、後側コッターピン６Ａおよびスペーサ７ならびに打込み治具８が通過可能に形成されている。
【００１７】
前記前側コッターピン６Ａおよび後側コッターピン６Ｂは、図６（ａ）（ｃ）に示すように、それぞれ係合部２１と、係合部２１の基端側に取付けられた把手部２２とで構成されている。前記係合部２１は、互いに平行な一対のフランジ部２１ａ，２１ａを連結部２１ｂにより連結したＩ形断面に形成されるとともに、これらフランジ部２１ａの内面間距離が前部（打込み方向基端側）ほど接近する方向に傾斜するテーパ面２１ｃに形成されている。またフランジ部２１ａの左右外側面には、コッターピン６Ａ，６Ｂを保持搬送するためＶ形断面の保持溝２３と、その前部に把持凹部２４がそれぞれ形成されている。また把手部２２は、連結部２１ｂから連続する一定厚さに形成され、左右側面に離脱用凹部２５が形成されている。
【００１８】
また前側コッターピン６Ａと後側コッターピン６Ｂとはテーパ面２１ｃの内面幅が異なり、奥側となる後側コッターピン６Ｂが、前側連結金具１１Ａの開口挿入穴１３Ａを通過する必要があるため、テーパ面２１ｃの内面幅が前側コッターピン６Ａより大きく設定されている。また他の部分は同一に形成される。
【００１９】
前記スペーサ７は、図６（ｂ）に示すように、前側連結金具１１Ａの前側挿入溝１３Ａを通過可能な押込み部３１と、その後部に取付けられた把手部３２により構成されている。そして押込み部３１は、一対のフランジ部３１ａ，３１ａと連結部３１ｂによりテーパ面のないＩ形断面に形成され、コッターピン６Ａ，６Ｂと同一形状の保持溝３３および把持凹部３４ならびに離脱用凹部３５がコッターピン６Ａ，６Ｂと同一に形成される。
【００２０】
また前記打込み治具８は、図６（ｄ）に示すように、前側連結金具１１Ａの前側挿入溝１３Ａを通過可能な打込み部４１と、その後部に取付けられた把手部４２により構成されている。そして押込み部４１は、一対のフランジ部４１ａ，４１ａと連結部４１ｂによりテーパ面のないＩ形断面に形成され、コッターピン６Ａ，６Ｂと同一形状の保持溝４３と押込み溝４４とが形成される。また把手部４２は、先端面にＣ字形に開口された掛止爪４５が形成されており、図６（ｄ）に矢印で示すように、セグメント締結装置１５の打込みジャッキ１６のＴ形打込部材１６ａが打込み方向と直交する上下方向には嵌合離脱自在で、打込み方向および引出し方向に対して抜け止めするように構成される。
【００２１】
ところで、これらコッターピン６Ａ，６Ｂをピース間継手部３に打込むセグメント締結装置１５は、図１０，図１１に示すように、シールド掘進機５１の後部でセグメントピース２を所定位置に搬送して位置決めするセグメント組立装置５２に設けられている。このセグメント組立装置５２は、シールド本体５１ａの後部に設けられた支持リング５４に旋回軸受５５を介して旋回フレーム５６がシールド軸心Ｏを中心に回転自在に支持され、旋回軸受５５の外周側の旋回フレーム５６に設けられたリングギヤ５７と、このリングギヤ５７に噛み合い旋回駆動モータ５８に回転駆動される駆動ピニオン５９とからなる旋回駆動装置６０により回転駆動される。またこの旋回フレーム５６には、複数の姿勢調整用シリンダ、すなわち半径方向出退シリンダ６１、旋回微調整シリンダ６２、ヨーイング用シリンダ６３、ローリング用シリンダ６４、スライド用シリンダ６７およびピッチング用シリンダ６８とそれぞれのガイド装置により姿勢制御されるセグメント保持フレーム６５が設けられており、このセグメント保持フレーム６５に設けられたセグメント把持装置６６によりセグメントピース２が保持される。そして、このセグメント締結装置１５はセグメント保持フレーム６５の両側で前部にそれぞれ配設される。
【００２２】
ここで、図８（ａ）〜（ｄ）および図９（ｅ）〜（ｈ）を参照してセグメントの締結方法を説明する。
セグメント組立装置５２により所定位置にセグメントピース２が位置決めされると、周方向に隣接された既設セグメントピース２との間のピース間継手３に対向するようにセグメント締結装置１５を移動させる。
【００２３】
そして、図８（ａ），（ｂ）に示すように、セグメント締結装置１５の把持アーム１７により後側コッターピン６Ｂを把持させて開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入し、さらに把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６を伸展して打込み部材１６ａにより後側コッターピン６Ｂをコッター穴１２Ａの奥側に押込む。
【００２４】
図８（ｃ）に示すように、把持アーム１７によりスペーサ７を開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入して、後側コッターピン６Ｂを奥に押込み、さらに把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６を伸展してスペーサ７をさらに奥に押込むことにより、後側コッターピン６Ｂを中間挿入穴１３Ｂに押込む。
【００２５】
図８（ｄ），図９（ｅ）に示すように、把持アーム１７により打込み治具８を開口挿入穴１３Ａに挿入してスペーサ７を前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの奥に押込み、スペーサ７を介して後側コッターピン６Ｂを後側連結金具１１Ｂのコッター穴１２Ｂの入口に挿入させる。次いで把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ１６により打込み治具８およびスペーサ７を介して後側コッターピン６Ｂをコッター穴１２Ｂに打込み、後側コッターピン６Ｂのテーパ面２１ｃの作用で後側連結金具１１Ｂ，１１Ｂを強固に締結する。
【００２６】
図９（ｆ）に示すように、打込みジャッキ１６の打込部材１６ａを収縮して掛止爪４５により打込み治具８をコッター穴１２Ａから抜き出し、さらに把持アーム５１により開口挿入穴１３Ａから取出す。
【００２７】
図９(ｇ)，（ｈ）に示すように、把持アーム５１により前側コッターピン６Ａを開口挿入穴１３Ａから前側連結金具１１Ａのコッター穴１２Ａの入口に挿入し、把持アーム１７を開放するとともに、打込みジャッキ５３を伸展させて前側コッターピン６Ａをコッター穴１２Ａに嵌入させる。これにより前側コッターピン６ａのテーパ面２１ｃの作用で後側連結金具１１Ａ，１１Ｂが強固に連結される。
【００２８】
次に本発明に係る傾斜ピース間継手７０について図１〜図４を参照して説明する。ピース間継手部３の締結面は、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、シールド軸心Ｏ方向でかつシールド半径方向に形成されている。しかし、セグメントピース２のうち、セグメントリング４の組立行程で最後に組立てられるセグメントピース７１は、図３，図４に示すように、最後の嵌め合いが容易なように台形状に形成されている。すなわち、このセグメントピース７１の両側の傾斜ピース管継手部７０は、シールド軸心Ｏに対するくさび角αを有するとともに、左右の締結面７１ａ，７１ａ延長上の交点がシールド軸心Ｏより遠方か、または平行、あるいは広がるように半径方向に対して逃げ角βを有する傾斜締結面７１ａ，７１ａに形成されている。またこのセグメントピース７１の両側には、くさび角αおよび逃げ角βに相対する傾斜角を有する傾斜締結面７２ａがセグメントピース７１側に形成された直角台形状のセグメントピース７２が配置されている。したがって、これら傾斜ピース間継手部７０では、傾斜締結面７１ａ，７２ａが互いにくさび角αおよび逃げ角βを持って弧長方向に突き合わされており、たとえば図示したくさび角αは１２°前後、逃げ角βは１１°前後である。
【００２９】
ところで、これら傾斜ピース間継手部７０の傾斜締結面７１ａは、他の直角締結面に比較して長く、均等な締結力を得るために、連結金具１１Ａ，１１Ｂを他のピース間継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂと同一円周上に配置すればよい。しかしこれを実施すると、連結金具１１Ａ，１１Ｂ間の距離が他のピース間継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂより長くなることになる。すると、セグメント締結装置１５による打込み距離やスペーサ７の長さを、セグメントピース７１の傾斜ピース間継手部７０の締結時のみ特別に設定する必要が生じる。
【００３０】
これを解決するために本発明では、セグメントピース２，７１,７２の幅方向の中心を通りかつシールド軸心Ｏと直交する面Ｃとコッター金具６Ａ，６Ｂの中心線の交点ＯＡ，ＯＢを中心として一定の配設距離Ｌａ＝Ｌｂだけ離れて連結金具１１Ａ，１１Ｂが配設されており、この配設距離Ｌａ，Ｌｂは、図１（ｂ）および図７に示すように他のピース管継手部３の連結金具１１Ａ，１１Ｂと同一に設定されている。なお、コッターピン６Ａ，６Ｂ、スペーサ７および打込み治具８も同一の形状で良く、また打込み手順も先に述べた他のピース管継手部３と同様に実施できる。
【００３１】
上記実施の形態によれば、セグメントピース７１の傾斜ピース間継手部７０であっても、他のピース間継手部３と同一のコッターピン６Ａ，６Ｂとスペーサ７を使用して締結することが可能となり、打込み距離も変更する必要がない。したがって、前記セグメント締結装置１５は、図示しないが、内径側と外径側に２基配置された締結機を、傾斜ピース間継手部７０における打込み作業時のみ、コッター打込み方向をくさび角αだけ傾斜させるとともに、逃げ角βに起因する周方向のずれ量δだけ内周側締結機と外周側締結機とを接線方向にシフトさせればよい。このように、シールド掘進機５１に設けられたセグメント締結装置１５による打込み位置や打込み方向などの位置制御や方向制御の基準要素も、他のピース間継手部３と共通させることができ、また締結強度も前後で均等にすることができる。
【００３２】
ところで、図１２に示すように、この水平コッター方式の締結構造で組立てられるセグメントリング２は円筒形で、直線状トンネル内に組立てるものを示したが、トンネルを曲線状に施工した場合のセグメントリングは、その接続端面が軸心に対して傾斜するテーパ状セグメントリングが使用される。このテーパ状セグメントリングには、切羽側（トンネル先端側）がテーパ面に形成されたものと、坑口側（トンネル基端側）がテーパ面に形成されたものと、切羽側と坑口側の両方がテーパ面に形成されたものがあるが、この水平コッター式の締結方法を採用する場合、切羽側のみがテーパ面に形成されたセグメントリング８１が使用される。
【００３３】
これは、たとえばシールド本体（前胴）５１ａに揺動胴部（後胴）５２ｂとが揺動自在に連結された曲線施工用の屈曲式シールド掘進機５１の場合、セグメント組立装置５２に設けられたセグメント締結装置１５は、切羽側シールド軸心ＯＨ上に位置されるシールド本体５１ａ側に取付けられており、このセグメント締結装置１５の制御基準線が切羽側シールド軸心ＯＨとなる。ここで切羽側端面がテーパ面に形成された切羽面傾斜セグメントリング８１を採用することにより、ピース間継手部３におけるコッター打込み方向は常にシールド軸心ＯＨと平行になり、さらにシールド軸心ＯＨに直交する同一の面内に連結金具１１Ａまたは１１Ｂも配置されるため、このセグメント締結装置１５では、締結位置の位置決めやコッターピン６Ａ，６Ｂの打込み角度の調整も、直線施工時のピース間継手３と同様に位置および方向制御することができ、セグメント締結装置１５の動作制御を容易かつ正確に行うことができる。
【００３４】
もちろん、ここで他のテーパ状セグメントを採用すると、セグメントの切羽側端面が、切羽側シールド軸心ＯＨに対して直角でなく湾曲分の傾斜角を有することになり、各ピース間締結部３毎に、セグメント締結装置１５のシールド軸心ＯＨ方向の位置と打込み方向とを調整する必要が生じることになる。
【００３５】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またセグメントリングの組立で最後に締結される正面視が台形状のセグメントピースなどの、シールド軸心に対して傾斜する傾斜ピース間継手部で、前部連結金具と後部連結金具との距離を、シールド軸心と平行な他のピース間継手部と同一距離で、かつ他のピース間継手部の連結金具の配置中心位置に対応して等距離に配置したので、コッターピンやスペーサを他のピース間継手部と共通する同一部材を使用して同一手順で打込むことができるとともに、シールド掘進機に設けられたセグメント締結装置による打込みは、傾斜締結面に対応して傾斜させるだけでよく、他のピース間継手部と同様に締結することができる。また前後の連結金具も均等位置に配置されるので、前後で均等な締結強度をえることができる。
【００３６】
また請求項２記載の発明によれば、Ｉ形またはＨ形断面のコッターピンにより均等な締結力を得ることができる。
さらに請求項３記載の発明によれば、ピース間継手部に複数の連結金具を前後方向に配置するとともに、これら連結金具のコッター穴に打込むコッターピンをスペーサおよび打込み治具を介して打込むように構成したので、組立てられたセグメントの前端面と推進ジャッキの押付部材とのスペースが狭くても、周方向に隣接するセグメントの締結部にコッターピンを水平方向に打込んで良好に連結固定することができる。またトンネル基端側のみがテーパ面のセグメントリングを採用することで、セグメントの打込み側の切羽側端面がシールド掘進機のシールド軸心と直交する垂直面と一致させることができ、また連結金具も同一の垂直面上に配置することができるので、切羽側トンネル内に配置されてシールド軸心を基準としてコッターピンの打込み位置および打込み方向が設定されるシールド掘進機のセグメント締結装置を、通常の直線施工と同様に動作制御して施工することができる。したがって、曲線部のセグメント締結作業であっても、直線部締結作業と同様に締結時間や性能を低下させることなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水平コッターによる締結部の実施の形態を示し、（ａ）は傾斜ピース間継手部を示す平面断面図、（ｂ）はピース間継手部を示す平面断面図である。
【図２】同締結部の実施の形態を示し、（ａ）は傾斜ピース間継手部を示す正面図、（ｂ）はピース間継手部を示す正面図である。
【図３】同水平コッターによる締結部構造を有するセグメントリングを示す平面図である。
【図４】同水平コッターによる締結部構造を有するセグメントリングを示す正面図である。
【図５】同締結部を示すセグメントの説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ同ピース間継手部の構成部材を示し、（ａ）は後側コッターピンの斜視図、（ｂ）はスペーサの斜視図、（ｃ）は前側コッターピンの斜視図、（ｄ）は打込み治具である。
【図７】同ピース間継手部の連結状態を示す斜視図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ同ピース間継手部の締結方法を説明する正面断面図である。
【図９】（ｅ）〜（ｈ）はそれぞれ同ピース間継手部の締結方法を説明する正面断面図である。
【図１０】同ピース管継手のセグメント締結装置を有するセグメント組立装置を示す側面図である。
【図１１】同セグメント組立装置を示す正面図である。
【図１２】本発明に係る水平コッターによる締結部を有するセグメントの接続構造を示し、曲線施工状態を説明する側面図である。
【符号の説明】
１ セグメント
２ セグメントピース
３ ピース間継手部
４ セグメントリング
５ リング間継手部
１５ セグメント締結装置
１６ 打込みジャッキ
１８ 把持アーム
５１ シールド掘進機
５２ セグメント組立装置
７０ 傾斜ピース間継手部
７１ セグメントピース
７１ａ 傾斜締結面
７２ セグメントピース
７２ａ 傾斜締結面
８１ 切羽面傾斜セグメントリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル周方向に隣接して配置されるセグメントピースのピース間継手部に、シールド軸心に対してくさび角だけ傾斜する傾斜締結面が形成され、この傾斜締結面の前後位置に複数の連結金具が中間挿入穴を介して装着され、ピース間継手部に前端部から打込まれたコッターピンにより連結金具を介して両セグメントピースが連結固定される水平コッターによるセグメントの締結部構造であって、
後側連結金具のコッター穴に嵌入される後側コッターピンと、中間挿入穴に挿入されるスペーサと、前側連結金具のコッター穴に嵌入される前側コッターピンとを具備し、
前記傾斜締結面における前部の連結金具と後部の連結金具との距離を、シールド軸心と平行な締結面を有する他のピース間継手部の前後の連結金具との距離と同一に設定するとともに、全てのピース間継手部の前後位置の連結金具をセグメントピースの前後幅の中心位置から等距離に配置した
ことを特徴とする水平コッターによるセグメントの締結部構造。
【請求項２】
前側コッターピンおよび後側コッターピンは、互いに平行なフランジ部を連結部で連結したＩ形またはＨ形断面に形成され、対向するフランジ部の内面が打込み方向の後方ほど互いに接近するテーパ面に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の水平コッターによるセグメントの締結部構造。
【請求項３】
トンネル周方向に隣接して配置されてセグメントリングを形成する各セグメントピースのピース間継手部の締結面に、複数の連結金具が中間挿入穴を介して前後位置に装着されており、前端部からピース間継手部に打込まれたコッターピンにより連結金具を介して連結固定される水平コッターによる締結部を有するセグメントであって、
曲線施工されるトンネルの湾曲部に組立てられるセグメントリングは、トンネル切羽側端面がシールド軸心に直交する面に沿って形成されるとともに、トンネル基端側端面がシールド軸心に直交する面に対して所定角度で傾斜するテーパ面に形成される
ことを特徴とする水平コッターによる締結部を有するセグメント。
【請求項１】
トンネル周方向に隣接して配置されるセグメントピースのピース間継手部に、シールド軸心に対してくさび角だけ傾斜する傾斜締結面が形成され、この傾斜締結面の前後位置に複数の連結金具が中間挿入穴を介して装着され、ピース間継手部に前端部から打込まれたコッターピンにより連結金具を介して両セグメントピースが連結固定される水平コッターによるセグメントの締結部構造であって、
後側連結金具のコッター穴に嵌入される後側コッターピンと、中間挿入穴に挿入されるスペーサと、前側連結金具のコッター穴に嵌入される前側コッターピンとを具備し、
前記傾斜締結面における前部の連結金具と後部の連結金具との距離を、シールド軸心と平行な締結面を有する他のピース間継手部の前後の連結金具との距離と同一に設定するとともに、全てのピース間継手部の前後位置の連結金具をセグメントピースの前後幅の中心位置から等距離に配置した
ことを特徴とする水平コッターによるセグメントの締結部構造。
【請求項２】
前側コッターピンおよび後側コッターピンは、互いに平行なフランジ部を連結部で連結したＩ形またはＨ形断面に形成され、対向するフランジ部の内面が打込み方向の後方ほど互いに接近するテーパ面に形成される
ことを特徴とする請求項１記載の水平コッターによるセグメントの締結部構造。
【請求項３】
トンネル周方向に隣接して配置されてセグメントリングを形成する各セグメントピースのピース間継手部の締結面に、複数の連結金具が中間挿入穴を介して前後位置に装着されており、前端部からピース間継手部に打込まれたコッターピンにより連結金具を介して連結固定される水平コッターによる締結部を有するセグメントであって、
曲線施工されるトンネルの湾曲部に組立てられるセグメントリングは、トンネル切羽側端面がシールド軸心に直交する面に沿って形成されるとともに、トンネル基端側端面がシールド軸心に直交する面に対して所定角度で傾斜するテーパ面に形成される
ことを特徴とする水平コッターによる締結部を有するセグメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【特許番号】特許第３５７６０２１号（Ｐ３５７６０２１）
【登録日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【発行日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１１−２０８９８
【出願日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９）
【公開番号】特開２０００−２２０３８８（Ｐ２０００−２２０３８８Ａ）
【公開日】平成１２年８月８日（２０００．８．８）
【審査請求日】平成１４年１月２３日（２００２．１．２３）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【参考文献】
【文献】実用新案登録第２５１６８５０（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】実用新案登録第２５２３９９５（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】特開平０７−２６９２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実用新案登録第２５４６８２２（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】実開平０３−１０８０９６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平１１−２９４０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第３２７２６７０（ＪＰ，Ｂ２）
【登録日】平成１６年７月１６日（２００４．７．１６）
【発行日】平成１６年１０月１３日（２００４．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１１年１月２９日（１９９９．１．２９）
【公開番号】特開２０００−２２０３８８（Ｐ２０００−２２０３８８Ａ）
【公開日】平成１２年８月８日（２０００．８．８）
【審査請求日】平成１４年１月２３日（２００２．１．２３）
【出願人】（００００００５４９）株式会社大林組 (1,758)
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【出願人】（０００２０１４７８）前田建設工業株式会社 (358)
【出願人】（０００００５１１９）日立造船株式会社 (764)
【参考文献】
【文献】実用新案登録第２５１６８５０（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】実用新案登録第２５２３９９５（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】特開平０７−２６９２９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実用新案登録第２５４６８２２（ＪＰ，Ｙ２）
【文献】実開平０３−１０８０９６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平１１−２９４０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第３２７２６７０（ＪＰ，Ｂ２）
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