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■ボルト締結を必要としない内面平滑セグメント （ガイドロックセグメント−Guide Lock Segment）を開発 1998.07.14 |
東急建設（株）、三井建設（株）、日本鋼管ライトスチール（株）、ＮＫＫおよび住友重機械工業（株）は共同で、セグメントの組立とシールド掘進の同時施工を可能にするセグメント−ガイドロックセグメント（Guide Lock Segment）を開発しました。 従来のシールド工法では、シールドの掘進とセグメントの組立作業は別々に行われてきました。しかし、このガイドロックセグメントを用いた急速施工法はシールドの掘進と同時にセグメントの組立作業が行えます。また、従来工法のようなボルト締結作業がないため、従来工法の2倍程度の速度での掘進も可能となります。 |
【開発の背景】
景気の低迷とともに、建設事業を取り巻く環境は非常に厳しくなり、各方面で建設コストの縮減が緊急課題とされています。同時に、品質の確保や環境問題も、取り組むべき大きな課題となっています。 シールド工事においては、急速施工法がこうした問題に対応する有効な方法の一つであることから、急速施工を実現できるセグメントの開発に着手いたしました。 まず品質確保に関しては、セグメントの高剛性化を目指したためセグメントリングの真円度が向上し、品質のよいトンネルを建設することが可能と考えました。またコスト縮減や環境への配慮としては、ボルトボックスなどの継手部材がトンネル内面に露出しないため、トンネルの用途によっては二次覆工が省略でき掘削断面の減少につながり、同時に周辺地盤への影響も小さくなると考えました。 |
【セグメントの概要】
ガイドロックセグメントは通常のセグメントとは形状が異なり、セグメント継手面が50分の1の勾配をもつ六角形状になっています。セグメント継手は、図
１に示すようにT字形状の雄金具と雄金具を受け入れる雌金具とからなっており、雌金具をガイドとして雄金具をトンネル軸方向に押し込むだけで締結を行うことができます。この継手押し込み時のくさび効果にともない発生する雄金具ウェブの軸ひずみによりボルト継手における初期締め付け効果と同様な締め付け力がセグメント組立と同時にセグメント継手面に生じて継手を結合します。 また、セグメント継手はセグメント幅方向に連続な鋼製のウェブを有しているため、セグメント本体とほぼ同等な剛性を有する高剛性継手です。 |
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ガイドロックセグメントの概要 |
【工法の特徴】
セグメントは下図に示すように、セグメントリング半リング分のシールド掘進後、1リングを構成するセグメントピースの半数を1ピースおきに同時に組み立てます。組立時、セグメントはシールドジャッキによりトンネル軸方向に押しつけます。 このように、本工法のセグメント組立はシールドの掘進と同時に行い、かつ、ボルト締結作業を必要としないため、 1.セグメント組立時間の短縮と同時掘進の採用により生産性が向上し、工期短縮ができる。 2.セグメントの組立が容易であり短時間で行えることから、同時掘進における狭隘箇所での輻輳作業がなく安全性が高い。 3.ボルトボックスがないためセグメント内面が平滑で耐腐食性が向上し、トンネルの用途によっては二次覆工を省略することができる。 4.ボルト締結機構が不要なため通常の自動組立エレクタよりも設備軽減が図れる。 などの特長を有しています。 |
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ガイドロックセグメントを用いた急速施工法の概要 |
【開発の経緯】
平成7年度から東急建設（株）、日本鋼管ライトスチール（株）およびＮＫＫが共同で開発に着手し、まず、セグメント継手模型の嵌合実験と曲げ実験を行いセグメント継手の基本性能を確認しました。つづいて、セグメント外径φ3350mm、厚さ150mmの実物セグメントの単体曲げ試験と継手曲げ試験を行い、本セグメントが所定の性能を有していることを確認しました。現在、シールドテール部を模擬した装置を用いて、同径セグメントのセグメント組立実験を行うとともに、三井建設（株）および住友重機械工業（株）が加わった五社により、実工事に向けて本セグメントの適用性を検討し、ガイドロックセグメントを用いた急速施工法が実用段階にあることを確認しました。 |
【今後の展開】
現在、実工事への適用を計画しており、施工法を含めた詳細な検討を進めています。 また、セグメントのさらなるコストダウンを達成するために継手金物の構造や材質、機能などを検討し、コスト縮減が果たせるシールド工事の新工法としての信頼性を向上させていきたいと考えています。 |
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【本件に関する問い合わせ先】
東急建設株式会社 |
