技術概要
KLセグメント(Key Lock Type Segment）は、円弧状の「緩衝キー」を継手面の全周にわたって配置することにより、曲がりボルトやH-KL継手などの簡易な継手締結部材で組み立てる事ができるシールドトンネル用RCセグメントです．二次覆工省略に適しており、経済性に優れていることから、鉄道、道路、共同溝、電力、下水道などに採用され、その実績は施工延長で50km以上（施工実績20件以上）に達しています。
本技術は2000年に一般財団法人先端技術センターより「先端建設技術審査証」を取得しています。
KLセグメント
特長
リング継手間全周に設けられた曲率の異なる円弧状の凹凸からなる「緩衝キー」は、応力を放射状に分散させながらせん断力を滑らかに伝達することができます。このような構造特性により、以下の特長があります。
緩衝キーのせん断伝達機構
コストダウン
添接効果が有効に発揮され、ピース間継手部の負担が減ることにより、高価な継手金物を省略できます。継手金物の露出がなくなり、二次覆工の省略に最適です。
優れた構造安定性
「緩衝キー」は高いせん断能力を有し、トンネル全体の耐力を向上させます。継手付近の応力集中によるクラックを防止でき、セグメント本体の止水性が向上します。
リング間に曲がりボルトや長ボルトを用いることで、トンネルは柔構造となり耐震性が向上します。
良好な施工性
「緩衝キー」の調心作用によって組立精度(目違い、目開き、真円度)が向上します。
適用範囲
- 1.トンネル用途
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鉄道・道路・共同溝・電気洞道・上下水道など、二次覆工を省略したトンネルに最適
- 2.形状寸法
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外径(実績)：φ2,550mm～φ12,400mm
桁高(実績)：175mm～550mm
分 割 数：従来型セグメントと同等（Kピース：軸方向挿入） - 3.土質・土被り
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良質地盤に最適(N＝2程度の軟弱地盤での実績あり)
最大土被り：67m - 4.線形
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最小曲線半径(実績)：R100m
最大縦断勾配(実績)：15% - 5.シール材
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水膨張シール材(従来品)
最大水圧(実績)：0.6MPa - 6.継手種別
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曲がりボルト、直ボルトおよびH-KL継手（リング間）※
H-KL継手：雄側
H-KL継手：雌側
※H-KL継手
H-KL継手は、継手面に円弧状の凹凸を設けたKLセグメントと一緒に使用する、簡易なリング間ピン式継手です。施工時はボルト締結等の手間を省くことができ、施工性に優れます。また、ボルトボックスの穴埋めが必要なく、内面が平滑になります。
H-KL継手の構造は非常に簡易であり、一般的に使用されるリング間のピン式継手に比べて安価です。
雄側は中空の軸部と拡幅ピン、雌側は中間部にくびれを有するソケットで構成されています。
エレクターを使って雄側の拡幅ピンが雌側ソケットの奥に突き当たるまで挿入します。
シールドジャッキを使って継手面が接するまで押し込むと、中空軸内に拡幅ピンが貫入します。このとき、貫入軸がソケット内で紡錘状に膨らみ、くびれの部分と篏合することで締結力が発揮されます。
H-KL継手の組立機構
大断面・大深度・高水圧施工へのKLセグメント適用例
| 工事名 | 高速横浜環状北西線シールドトンネル建設工事 |
|---|---|
| セグメント構造 | φ12,400ｍｍ×幅2,000ｍｍ×桁高450ｍｍ （8＋Ｋ分割） |
| 延長 | 3,890ｍ |
| 土質 | 上総層群砂質土、上上総群泥岩 |
| 特徴 | 大深度施工（最大土被り67ｍ） |
| 河川・鉄道横断 |
シールド坑内
土質縦断図
KLセグメントの主な実績
施工件数25件 KLセグメント施工実績総延長 52,322m