(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向及び軸方向に順次組み立てることによって複数のシールドトンネル同士が分岐又は合流する分岐・合流部において当該各シールドトンネルの一部である重なり部分を構築する樹脂被覆セグメントであって、
コンクリートよりなり、湾曲する内周面及び外周面を有するセグメント内部材と、このセグメント内部材の内周面及び外周面にそれぞれ接合される樹脂製被覆部材とを備え、
前記セグメント内部材の内周面及び外周面に対する前記各樹脂製被覆部材の接合面には、前記セグメント内部材の内周面及び外周面に対し凹凸接合される凹凸部が設けられ、
前記凹凸部は、前記セグメント内部材の周方向に連続的に配置され、それぞれセグメント内部材の周方向と直交する方向に延びており、
前記各樹脂製被覆部材としては、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体をガラス繊維で補強した板状部材が適用され、
前記ガラス繊維は、前記樹脂被覆セグメントの周方向に延び、前記凹凸部の凹部の切削加工時に直交する向きで切断されて、当該凹凸部の凸部の周方向の両端面より突出していることを特徴とする樹脂被覆セグメント。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記セグメント内部材の周方向と直交する方向にも連続的に配置され、それぞれセグメント内部材の周方向に延びている請求項１に記載の樹脂被覆セグメント。
【請求項３】
前記凹凸部は、前記セグメント内部材の周方向に凹部と凸部とが交互に配置され、かつそれぞれ凹部と凸部とがセグメント内部材の周方向と直交する方向に延びる直交方向凹凸部であり、前記セグメント内部材の周方向と直交する方向に凹部と凸部とが交互に配置され、かつそれぞれ凹部と凸部とがセグメント内部材の周方向に延びる周方向凹凸部も備え、
前記直交方向凹凸部の凹部又は前記周方向凹凸部の凹部には、その凹部の凹量を増大させる溝部が設けられている請求項１に記載の樹脂被覆セグメント。
【請求項４】
分岐又は合流する分岐・合流部においてその一部である重なり部分が樹脂被覆セグメントを周方向及び軸方向に順次組み立てることによって構築されたシールドトンネルであって、
前記樹脂被覆セグメントが、
湾曲する内周面及び外周面を有してコンクリートよりなるセグメント内部材と、
このセグメント内部材の内周面及び外周面に対しそれぞれ凹凸接合されて当該セグメント内部材の周方向と直交する方向に延びる凹凸部を有し、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を補強するために前記樹脂被覆セグメントの周方向に延びるガラス繊維を前記凹凸部の凹部の切削加工時に直交する向きで切断して当該凹凸部の凸部の周方向の両端面より突出させた板状部材よりなる樹脂製被覆部材とを備え、
前記分岐・合流部においてその重なり部分を構築するように周方向及び軸方向に順次組み立てられることを特徴とする樹脂被覆セグメントによって構築されたシールドトンネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周方向及び軸方向に順次組み立てることによってシールドトンネルを構築する樹脂被覆セグメント及びこれによって構築されたシールドトンネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、道路や鉄道等のトンネルあるいは下水道管渠築造用のトンネルなどを構築する場合、シールド工法が広く採用されている。シールド工法は、先端に掘削刃を備えたシールドマシンを地中で推進させながらトンネル穴を掘削していくものである。そして、このシールドマシンで地盤を掘進しつつ、掘削部の周囲内壁面に沿ってセグメントを順次組み立てることによってトンネルの壁体を構築する。
【０００３】
この種のセグメントは、例えばトンネル内の内周を複数に分割する大きさであり、内周方向およびシールドトンネルの進路方向に順次接合されていく。鋼板のみで製造された鋼製のセグメントを用いた場合は、トンネル内面が鋼板を組み合わせた構造となるため、平滑となりにくいことがあり、水路トンネル等では流下機能を確保するためにコンクリートを打設（二次覆工）して内面の平滑性を確保するようにしなければならない。このため、セグメント組立（一次覆工）とコンクリート打設（二次覆工）の二工程を必要とし、工期の短縮に支障を招くことになる。
【０００４】
そこで、近時では、鋼板のみで製造された鋼製セグメントだけでなく、セグメントを組み立てると同時にトンネル内面がコンクリート面で平滑に形成される、コンクリート製セグメント、あるいは鋼殻部にコンクリートを中詰め充填したコンクリート中詰め鋼製セグメントなどが使用されることも多くなっている（例えば、特許文献１及び２等参照）。
このようなセグメントを採用することにより、トンネルの内壁面をコンクリートにてコーティングする二次覆工の工程を省略することができ、二次覆工によってトンネル断面が縮小してしまうことを回避して、経済的・工期的なデメリットを解消することが可能となっている。
【０００５】
しかし、下水道管渠築造用のトンネルにあっては、下水から発生する強酸（硫化水素）などによりコンクリートが劣化したり腐食したりする。かかる点から、内周面を樹脂で被覆した樹脂被覆セグメントを用いることがあり、強酸などによるコンクリートの劣化又は腐食を防止するようにしている。この樹脂被覆セグメントとしては、鉄筋コンクリートよりなり、かつ湾曲する内周面及び外周面を有するセグメント内部材と、このセグメント内部材の内周面を被覆する樹脂製被覆部材とを備えている。
【０００６】
ところで、複数のシールドトンネル同士を分岐又は合流させることがあり、その場合には、各シールドトンネルの分岐・合流部において当該各シールドトンネルの一部である重なり部分をそれぞれシールドマシンなどにより切削するようにしている。このとき、前記の樹脂被覆セグメントなどのように、セグメント内部材が鉄筋コンクリートよりなるものであると、鉄筋が障害となってセグメント内部材の切除が難しく、各シールドトンネルの重なり部分を簡単に切削することができない。しかも、切削作業時に騒音・振動が非常に大きなものとなる。もちろん、鋼製セグメントの場合も同様である。
【０００７】
そこで、鉄筋を含まないコンクリート（例えば、シールドマシンで切削可能な鋼繊維（例えばスチールファイバーなど）や有機繊維（例えばポリプロピレンなど）を混入したコンクリートなど）よりなるセグメント内部材と、このセグメント内部材の内周面及び外周面にそれぞれ接合される樹脂製被覆部材とを備えた樹脂被覆セグメントを構成し、この樹脂被覆セグメントを周方向及び軸方向に順次組み立てて複数のシールドトンネルを構築することで、当該各シールドトンネルの重なる部分の切削を簡単に行いつつ、切削作業時の騒音・振動を大幅に抑えるようにしたものが提案されている。この場合、樹脂被覆セグメントにおいて樹脂製被覆部材を鉄筋に代わる引張材とすることで、樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−２２０９９９号公報
【特許文献２】特開２００６−２９９７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前記提案のものでは、樹脂製被覆部材を樹脂被覆セグメントの引張材としているため、セグメント内部材の内周面及び外周面に対する樹脂製被覆部材の接合強度が低ければ、セグメント内部材の内周面及び外周面から樹脂製被覆部材が離脱してしまい、樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保することができない。
すなわち、シールドトンネルを構築する際に組み立てられる各樹脂被覆セグメントでは、シールドトンネルに曲げモーメントが発生すると、セグメント内部材の内周面及び外周面と樹脂製被覆部材の接合面との間に応力が作用し、この応力によってセグメント内部材の内周面及び外周面から樹脂製被覆部材が離脱してしまう。特に、セグメント内部材の内周面が引っ張られる曲げモーメントが発生すると、そのセグメント内部材の内周面に接合される樹脂製被覆部材にその曲面形状に応じた剥離力が作用し、この剥離力によってセグメント内部材の内周面から樹脂製被覆部材が離脱してしまう。このため、セグメント内部材の内周面及び外周面から樹脂製被覆部材が離脱すると、樹脂製被覆部材が引張材として機能せず、樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保することができない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セグメント内部材の内周面及び外周面に対し樹脂製被覆部材を強固に接合して樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保することができる樹脂被覆セグメント及びこれによって構築されたシールドトンネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明では、  周方向及び軸方向に順次組み立てることによって複数のシールドトンネル同士が分岐又は合流する分岐・合流部において当該各シールドトンネルの一部である重なり部分を構築する樹脂被覆セグメントを前提とし、コンクリートよりなり、湾曲する内周面及び外周面を有するセグメント内部材と、このセグメント内部材の内周面及び外周面にそれぞれ接合される樹脂製被覆部材とを備えている。そして、前記セグメント内部材の内周面及び外周面に対する前記各樹脂製被覆部材の接合面に、前記セグメント内部材の内周面及び外周面に対し凹凸接合される凹凸部を設けている。前記凹凸部を、前記セグメント内部材の周方向に連続的に配置し、それぞれセグメント内部材の周方向と直交する方向に延ばしている。前記各樹脂製被覆部材として、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体をガラス繊維で補強した板状部材を適用し、前記ガラス繊維を、前記樹脂被覆セグメントの周方向に延ばし、前記凹凸部の凹部の切削加工時に直交する向きで切断して、当該凹凸部の凸部の周方向の両端面より突出させている。
この特定事項により、各樹脂製被覆部材は、コンクリート（例えば、シールドマシンで切削可能な鋼繊維や有機繊維を混入したコンクリートなど）よりなるセグメント内部材の内周面及び外周面に対し、その接合面に設けられた凹凸部によって凹凸接合され、セグメント内部材の内周面及び外周面の厚み方向に接合面積を確保して強固に接合される。このため、樹脂被覆セグメントを周方向及び軸方向に順次組み立てて構築されるシールドトンネルに発生する曲げモーメントによってセグメント内部材の内周面及び外周面と樹脂製被覆部材の接合面との間に応力が作用しても、その応力が凹凸部による凹凸接合によって各樹脂製被覆部材を剥離させることなく伝達される。しかも、セグメント内部材の内周面を引っ張る曲げモーメントによって樹脂製被覆部材の曲面形状に応じた剥離力が作用しても、その剥離力が凹凸部による凹凸接合によって各樹脂製被覆部材を剥離させることなく伝達される。これにより、セグメント内部材の内周面及び外周面からの樹脂製被覆部材の離脱が確実に防止され、樹脂製被覆部材を引張材として機能させて樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保することが可能となる。
【００１２】
また、前記凹凸部が、前記セグメント内部材の周方向に連続的に配置され、それぞれセグメント内部材の周方向と直交する方向に延びているので、セグメント内部材の内周面及び外周面と各樹脂製被覆部材の接合面との間に作用する荷重に対し、セグメント内部材の周方向で接触面積が拡大された凹凸部によってセグメント内部材の周方向において効果的に抗することができる。
更に、前記各樹脂製被覆部材として、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を無機繊維で補強した板状部材が適用されているので、引張材としての機能を備えかつ加工の容易な各樹脂製被覆部材によって、シールドトンネルの分岐又は合流する分岐・合流部での施工性を図ることができる。
【００１３】
また、前記凹凸部が、前記セグメント内部材の周方向と直交する方向にも連続的に配置され、それぞれセグメント内部材の周方向に延びていることが好ましい。この場合には、セグメント内部材の内周面及び外周面と各樹脂製被覆部材の接合面との間に作用する荷重に対し、セグメント内部材の周方向と直交する方向で接触面積が拡大された凹凸部によって効果的に抗することができる。
【００１４】
また、前記凹凸部を、前記セグメント内部材の周方向に凹部と凸部とが交互に配置され、かつそれぞれ凹部と凸部とがセグメント内部材の周方向と直交する方向に延びる直交方向凹凸部とし、前記セグメント内部材の周方向と直交する方向に凹部と凸部とを交互に配置し、かつそれぞれ凹部と凸部とをセグメント内部材の周方向に延ばした周方向凹凸部も備える。そして、前記直交方向凹凸部の凹部又は前記周方向凹凸部の凹部に、その凹部の凹量を増大させる溝部を設けていてもよい。
この場合には、セグメント内部材の内周面及び外周面と各樹脂製被覆部材の接合面との間に作用する荷重に対し、凹量の増大によりセグメント内部材の周方向又はその周方向と直交する方向で接触面積が拡大された溝部によって、セグメント内部材の周方向又はその周方向と直交する方向においてより効果的に抗することができる。
【００１６】
また、樹脂被覆セグメントを周方向及び軸方向に順次組み立てることによって分岐又は合流する分岐・合流部においてその一部である重なり部分が構築されたシールドトンネルとして、前記樹脂被覆セグメントが、湾曲する内周面及び外周面を有してコンクリートよりなるセグメント内部材と、このセグメント内部材の内周面及び外周面に対しそれぞれ凹凸接合されて当該セグメント内部材の周方向と直交する方向に延びる凹凸部を有し、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を補強するために前記樹脂被覆セグメントの周方向に延びるガラス繊維を前記凹凸部の凹部の切削加工時に直交する向きで切断して当該凹凸部の凸部の周方向の両端面より突出させた板状部材よりなる樹脂製被覆部材とを備える。そして、前記分岐・合流部においてその重なり部分を構築するように周方向及び軸方向に順次組み立てられる場合には、コンクリート（例えば、シールドマシンで切削可能な鋼繊維や有機繊維を混入したコンクリート）よりなるセグメント内部材の内周面及び外周面からの離脱を確実に防止する樹脂製被覆部材を引張材として機能させることで、耐荷性能を確保し得た樹脂被覆セグメントによってシールドトンネルの一部を円滑に構築することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上、要するに、各樹脂製被覆部材を凹凸部によってセグメント内部材の内周面及び外周面に対し凹凸接合することで、セグメント内部材の内周面及び外周面の厚み方向に接合面積を確保して各樹脂製被覆部材を強固に接合し、セグメント内部材の内周面及び外周面からの樹脂製被覆部材の離脱を確実に防止して、樹脂製被覆部材を引張材として機能させた樹脂被覆セグメントの耐荷性能を確保することができる。また、セグメント内部材の内周面及び外周面からの離脱を確実に防止する樹脂製被覆部材を引張材として機能させることで、耐荷性能を確保し得た樹脂被覆セグメントによってシールドトンネルを円滑に構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る樹脂被覆セグメントと鉄筋コンクリートセグメントと兼用セグメントとによって構築されたシールドトンネルの正面図である。
【図２】図１のシールドトンネルの非切削部位に設置される鉄筋コンクリートセグメントの正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線における断面図である。
【図４】図１のシールドトンネルの切削部位に設置される樹脂被覆セグメントの正面図である。
【図５】図４の樹脂被覆セグメントを内周面側から見た内面図である。
【図６】図４の樹脂被覆セグメントの内周面付近の拡大図である。
【図７】図４の樹脂被覆セグメントの把持金物付近の拡大図である。
【図８】図４の樹脂被覆セグメントの端面を矢視Ｘ方向から見た矢視図である。
【図９】図１のシールドトンネルの切削・非切削部位兼用の非切削部位領域と切削部位領域とに区画された兼用セグメントの正面図である。
【図１０】図９のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図１１】図４の樹脂被覆セグメント及び兼用のセグメントの切削部位領域に設置される樹脂製板状部材を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はシールドトンネルの軸線方向から見た正面図（湾曲しているものを直線状に延ばして表記）、（ｃ）は側面図である。
【図１２】先行のシールドトンネルに対し後行のシールドトンネルを分岐又は合流させる際にシールドマシンによって先行のシールドトンネルの分岐・合流部を切削する状態を示す模式図である。
【図１３】シールドマシンによって切削されるシールドトンネルの分岐・合流部の一部分を示す一部切り欠き正面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る樹脂被覆セグメントの樹脂製板状部材を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はシールドトンネルの軸線方向から見た正面図（湾曲しているものを直線状に延ばして表記）、（ｃ）は側面図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る樹脂被覆セグメントの樹脂製板状部材を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はシールドトンネルの軸線方向から見た正面図（湾曲しているものを直線状に延ばして表記）、（ｃ）は側面図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る樹脂被覆セグメントの樹脂製板状部材を模式的に示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はシールドトンネルの軸線方向から見た正面図（湾曲しているものを直線状に延ばして表記）、（ｃ）は側面図である。
【図１７】本発明の変形例に係る樹脂被覆セグメントの樹脂製板状部材をシールドトンネルの軸線方向から見た一部切り欠き正面図（湾曲しているものを直線状に延ばして表記）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００２０】
図１において、１は本発明の第１の実施の形態に係る樹脂被覆セグメントと一般的な鉄筋コンクリートセグメントと両セグメントを兼用する兼用セグメントとによって構築されたシールドトンネルを示し、このシールドトンネル１は、４つの第１セグメント１１，１１，…と、２つの第２セグメント１２，１２と、単一の第３セグメント１３とで略真円環状に形成されている。つまり、前記各セグメント１１〜１３を周方向に順次組み立てることによって、シールドトンネル１を略真円環状に構築している。この場合、鉄筋コンクリートセグメントは、各セグメント１１〜１３のうちのシールドトンネル１の切削されない非切削部位に設置されている一方、樹脂被覆セグメントは、各セグメント１１〜１３のうちのシールドトンネル１の切削される切削部位に設置されている。
【００２１】
また、前記各セグメント１１〜１３は、その周方向の端面同士がシールドトンネル１の軸方向に連続しないように周方向に位相を異ならせて軸方向に順次組み立てることによって、シールドトンネル１を軸方向に構築している。この場合、第３セグメント１３は周方向において各第１セグメント１１及び各第２セグメント１２を組み付けた後に組み付けられ、かかる点から、各第２セグメント１２の第３セグメント１３側端面は、第３セグメント１３を半径方向外方から最期に組み付けられるように互いに平行に成形されている。そして、第３セグメント１３の周方向の両端面も、各第２セグメント１２の第３セグメント１３側端面同士の間を挿通可能となるように互いに平行に成形されている。
【００２２】
前記各セグメント１１〜１３は、これらが複数のシールドトンネル同士が分岐又は合流する分岐・合流部１０（図１２に表れる）においてシールドマシンＷ（図１２に表れる）により切削される部位にて組み立てられる切削部位専用の樹脂被覆セグメントと、切削されない部位にて組み立てられる非切削部位専用の鉄筋コンクリートセグメントとで互いの構成を異ならせている。
【００２３】
ここで、非切削部位に設置される鉄筋コンクリートセグメントよりなる第１セグメント１１Ａ（以下、鉄筋コンクリートセグメントについては符号にＡを付す。）の構成を図２に基づいて説明する。なお、非切削部位に設置される鉄筋コンクリートセグメントよりなる各第２セグメント及び第３セグメントも同一構成となるので、第１セグメント１１Ａのみを例示して説明する。
図２において、非切削部位に設置される各第１セグメント１１Ａは、湾曲する内周面１４及び外周面１５を有する非切削部位専用セグメント内部材２１と、この非切削部位専用セグメント内部材２１の内部に配筋された鉄筋２２とを備えている。そして、図３に示すように、前記鉄筋２２は、非切削部位専用セグメント内部材２１の内部において内外周面及び両側面よりなる周縁に沿うようにシールドトンネル１の周方向所定間隔おきに配筋された略環状の副筋２２１と、この副筋２２１の内周側に所定間隔おきに接合されてシールドトンネル１の周方向に延びる主筋２２２とからなる。この場合、非切削部位専用の各第１セグメント１１Ａは、図示しない型枠内に鉄筋２２を配筋し、これに骨材を含有したコンクリートを打設することにより得られる。この場合、骨材としては、最大粗骨材の寸法が１０ｍｍ〜１５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、図２中３０は、非切削部位専用の各第１セグメント１１Ａを組み立てる際に所望位置まで搬送する搬送機材により把持するための把持金物であって、この把持金物３０は、各第１セグメント１１Ａ、各第２セグメント及び第３セグメントの内周面１４の略中間位置に取り付けられている。
【００２４】
次に、切削部位に設置される樹脂被覆セグメントよりなる第１セグメント１１Ｂ（以下、樹脂被覆セグメントについては符号にＢを付す。）の構成を図４に基づいて説明する。なお、切削部位に設置される樹脂被覆セグメントよりなる各第２セグメント及び第３セグメントも同一構成となるので、第１セグメント１１Ｂのみを例示して説明する。
図４において、切削部位に設置される各第１セグメント１１Ｂは、湾曲する内周面１４及び外周面１５を有する切削部位専用セグメント内部材３１と、この切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５にそれぞれ接合された樹脂製被覆部材としての樹脂製板状部材３２，３２とを備えている。この切削部位専用セグメント内部材３１は、鉄筋を含まない無筋コンクリート（例えば、シールドマシンＷで切削可能な鋼繊維（例えばスチールファイバーなど）や有機繊維（例えばポリプロピレンなど）を混入した無筋コンクリートなど）よりなる。また、各樹脂製板状部材３２としては、例えば硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を無機繊維としてのガラス繊維で補強した複合材（積水化学工業株式会社製 エスロンネオランバーＦＦＵなど）を適用している。この各樹脂製板状部材３２のガラス繊維は、切削部位専用セグメント内部材３１の周方向に延びている。そして、切削部位専用の各第１セグメント１１Ｂは、図示しない型枠内において樹脂製板状部材３２，３２を互いに対面させた状態で打設される、骨材を含有したコンクリートにより得られる。この場合、型枠内に固定された各樹脂製板状部材３２の互いの対向面には、例えばエポキシ樹脂を主剤としてポリアミド系の硬化剤を含有する接着剤（日米レジン株式会社製  アルプロンＤ−１２など）が塗布されている。
【００２５】
更に、図５にも示すように、前記切削部位専用セグメント内部材３１の正面及び背面のいずれか一方（図５では上面）には、シールドトンネル１の周方向９°毎に突出するピン１６，１６，…が設けられている。この各ピン１６と対応する前記各セグメント内部材３１の背面及び正面のいずれか他方（図５では下面）には、前記各ピン１６が嵌挿される嵌挿孔（図示せず）が設けられている。そして、各第１セグメント１１Ｂを軸方向に組み立てる際に、各ピン１６を嵌挿孔に嵌挿させることによって、各第１セグメント１１Ｂの組立がスムーズに行えるようになっている。この場合、非切削部位に設置される各第１セグメント１１Ａを軸方向に組み立てる際には、図示しないボルト部材などを用いて組み立てられる。なお、図４及び図５中３０は、切削部位専用の各第１セグメント１１Ｂを組み立てる際に搬送機材により把持される把持金物である。
【００２６】
また、図６及び図７に示すように、前記各樹脂製板状部材３２は、３層を貼り合わせて構成されてなり、切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に最も近い最内層３２１と、切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５から最も離れた最外層３２２と、この最外層３２２と前記最内層３２１との間に接着固定された中間層３２３とを備えている。前記切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に対する各樹脂製板状部材３２の接合面つまり最内層３２１の内面（図６では上面）には、前記切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に対し凹凸接合される凹凸部３５が設けられている。そして、各樹脂製板状部材３２は、切削部位専用セグメント内部材３１の湾曲する内周面１４及び外周面１５にそれぞれ接合される構成上、最内層３２１を切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に則した曲率で湾曲させておき、この湾曲させた最内層３２１に中間層３２３を接着固定して切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に則した曲率での湾曲状態を仮保持させ、その湾曲状態を仮保持した中間層３２３に最外層３２２を接着することで、切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５に則した曲率での湾曲状態を保持させるようにしている。この場合、切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４は、前記非切削部位専用セグメント内部材２１の内周面１４よりも樹脂製板状部材３２の径方向の厚み分だけ拡径されている一方、切削部位専用セグメント内部材３１の外周面１５は、前記非切削部位専用セグメント内部材２１の外周面１５よりも樹脂製板状部材３２の径方向の厚み分だけ縮径され、非切削部位専用セグメント内部材２１の内周面１４及び外周面１５に樹脂製板状部材３２をそれぞれ接合した際に非切削部位専用の各第１セグメント１１Ａの内周面１４及び外周面１５と略一致させるようにしている。なお、各樹脂製板状部材３２は、３層に限定されるものではなく、４層以上を貼り合わせて構成されていてもよい。
【００２７】
そして、互いに周方向で相隣る各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの内周面１４における周方向の両端には、その周方向の端部同士を連結する継手１７がそれぞれ取り付けられている。この継手１７としては、シールドマシンＷによる切削が不能な金属製のものが用いられており、かかる点から、シールドマシンＷによる切削を行う前に、切削部位に設置される各第１セグメント１１Ｂの周方向端部同士を連結している継手１７を取り外す必要がある。更に、前記各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの周方向の端面には、シールドトンネル１の軸方向に延びる略半円形状の凹部１８が設けられ、この各セグメント１１Ａ，１１Ｂの周方向の端面同士が組み立てられた際に略真円となる凹部１８，１８に、内部にモルタルが充填された塩化ビニールなどによりなる管１８１が挿通されることで、前記継手１７と相俟って各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの組み立て状態を保持するようにしている。また、各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの背面（図２及び図４では紙面奥側面）には、図８にも示すように、環状の樹脂製シール材を位置決めする背面シール溝１９１が周方向に連続して設けられている。そして、この各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの背面側において組み立てられた各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの正面との間で圧縮された樹脂製シール材によって、各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの軸方向でのシールがなされている。また、各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの一側面（図２及び図４では左側面）には、図８にも示すように、帯状の樹脂製シール材を位置決めする側面シール溝１９２が上記背面シール溝１９１の一側端より軸方向に連続して設けられている。そして、この各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの一側面側において組み立てられた各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの他側面との間で圧縮された樹脂製シール材によって、各第１セグメント１１Ａ，１１Ｂの周方向でのシールがなされている。
【００２８】
また、図９及び図１０に示すように、前記各第１セグメント１１は、非切削部位専用の鉄筋コンクリートセグメントよりなる各第１セグメント１１Ａ及び切削部位専用の樹脂被覆セグメントよりなる各第１セグメント１１Ｂの他、複数のシールドトンネル同士が分岐又は合流する分岐・合流部１０においてシールドマシンＷにより切削されない部位に位置する非切削部位領域１１Ｃと、シールドマシンＷにより切削される部位に位置する切削部位領域１１Ｄとを有する兼用セグメントよりなる第１セグメント１１Ｅ（以下、兼用セグメントについては符号にＥを付す。）を備えている。
【００２９】
この非切削部位領域１１Ｃと切削部位領域１１Ｄとを有する兼用セグメントよりなる各第１セグメント１１Ｅの構成を図９及び図１０に基づいて説明する。なお、兼用セグメントよりなる各第２セグメント及び第３セグメントも同一構成となるので、第１セグメント１１Ｅのみを例示して説明する。
【００３０】
図９において、兼用セグメントよりなる各第１セグメント１１Ｅは、その周方向において、切削されない非切削部位領域１１Ｃと、切削される切削部位領域１１Ｄとに略５：４の比率で区画されている。この非切削部位領域１１Ｃと切削部位領域１１Ｄとの区画は、これに限定されるものではなく、組み立てられる位置での非切削部位領域と切削部位領域との比率に応じて適宜変更される。そして、前記非切削部位領域１１Ｃは、図１０にも示すように、湾曲する内周面１４及び外周面１５を有する無筋コンクリートからなる兼用セグメント内部材４２の内部に配筋された鉄筋２２を備えている。一方、切削部位領域１１Ｄは、前記兼用セグメント内部材４２の内周面１４及び外周面１５にそれぞれ接合された樹脂製板状部材３２，３２を備えている。この兼用セグメント内部材４２は、前記切削部位専用セグメント内部材３１と同様に、鉄筋を含まない無筋コンクリート（例えば、シールドマシンＷで切削可能な鋼繊維（例えばスチールファイバーなど）や有機繊維（例えばポリプロピレンなど）を混入した無筋コンクリートなど）よりなる。そして、兼用の各第１セグメント１１Ｅは、図示しない型枠内の非切削部位領域１１Ｃに対応する部位において鉄筋２２を配筋し、かつ切削部位領域１１Ｄに対応する部位において樹脂製板状部材３２，３２を互いに対面させた状態で打設される、骨材を含有したコンクリートにより得られる。この場合においても、型枠内に固定された各樹脂製板状部材３２の互いの対向面に上記接着剤が塗布されている。
【００３１】
前記切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内周面１４及び外周面１５は、切削部位領域１１Ｄから非切削部位領域１１Ｃ側に一部入り込んだ部位が樹脂製板状部材３２の径方向の厚み分だけ鉄筋２２側にそれぞれ入り込んで段差状に形成されている。そして、この切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内周面１４及び外周面１５の段差部分にはそれぞれ樹脂製板状部材３２が接合され、この切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内周面１４及び外周面１５にそれぞれ接合した樹脂製板状部材３２によって、前記非切削部位領域１１Ｃに対応する兼用セグメント内部材４２の内周面１４及び外周面１５と同一径となる。
【００３２】
また、前記兼用セグメント内部材４２の正面及び背面のいずれか一方（図９では紙面手前側面）にも、シールドトンネル１の周方向９°毎に突出するピン１６，１６，…が設けられている。この各ピン１６と対応する前記兼用セグメント内部材４２の背面及び正面のいずれか他方（図９では紙面奥側面）には、前記各ピン１６を嵌挿させる嵌挿孔（図示せず）が設けられている。また、各セグメント１１Ｅの背面（図９では紙面奥側面）にも、環状の樹脂製シール材を位置決めする背面シール溝（図示せず）が周方向に連続して設けられているとともに、各セグメント１１Ｅの一側面（図９では左側面）にも、帯状の樹脂製シール材を位置決めする側面シール溝１９２が上記背面シール溝の一側端より軸方向に連続して設けられている。
【００３３】
そして、図１１の（ａ）〜（ｃ）にも示すように、前記各樹脂製板状部材３２の凹凸部３５は、最内層３２１の内面より切削部位専用セグメント内部材３１側（兼用セグメント内部材４２側）に突出する凸部３６，３６，…と、この互いに相隣る凸部３６，３６同士の間に位置する凹部３７，３７，…とからなり、各凹部３７を最内層３２１の内面に切削加工することによって構成されている。この各凸部３６及び各凹部３７は、前記切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向に連続的に配置され、それぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に延びている。この場合、各凸部３６の周方向の両端面が、シールドトンネル１の軸線に沿って当該軸線から放射状に延びる面と略平行に形成されている。
【００３４】
次に、複数のシールドトンネル同士、例えば２つのシールドトンネル同士が分岐又は合流する分岐・合流部においてシールドマシンにより切削されない部位に配置された非切削部位専用の鉄筋コンクリートセグメント、切削される部位に配置された切削部位専用の樹脂被覆セグメント、及び上記両部位に跨って配置された兼用セグメントの一例を図１２及び図１３に基づいて説明する。
【００３５】
図１２に示すように、先行のシールドトンネル１に対し後行のシールドトンネル１Ａを分岐又は合流させる際に、後行のシールドトンネル１Ａを掘削するシールドマシンＷによって先行のシールドトンネル１の分岐・合流部１０を切削している。このシールドトンネル１の分岐・合流部１０の一部分を図１３に示す。
【００３６】
この図１３では、前記シールドトンネル１の分岐・合流部１０でのシールドマシンＷによる切削領域（一点鎖線で示す領域）を示している。前記切削領域に位置する第１セグメント１１としては、切削部位専用のコンクリートセグメントよりなる第１セグメント１１Ｂ及び兼用セグメントよりなる第１セグメント１１Ｅがそれぞれ適用されている。前記兼用セグメントよりなる第１セグメント１１Ｅは、その周方向において、切削されない非切削部位領域１１Ｃと、切削される切削部位領域１１Ｄとに略２：１の比率で区画され、その切削部位領域１１Ｄのみが第１セグメント１１Ｂと共に分岐・合流部１０でのシールドマシンＷによる切削領域に位置している。
【００３７】
一方、非切削領域に位置するセグメントとしては、非切削部位専用の鉄筋コンクリートセグメントよりなる第１セグメント１１Ａ、第２セグメント１２Ａ及び第３セグメント１３Ａがそれぞれ適用されている。この場合、互いに周方向で隣接する第１セグメント１１Ａ、第２セグメント１２Ａ及び第３セグメント１３Ａの内周面１４における周方向の両端同士は、継手１７によって連結されている。
【００３８】
したがって、本実施の形態では、各樹脂製板状部材３２は、その接合面（最内層３２１の内面）に設けられた凹凸部３５によって切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５に対し凹凸接合され、当該切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５の厚み方向に接合面積を確保して強固に接合される。このため、樹脂被覆セグメントを周方向及び軸方向に順次組み立てて構築されるシールドトンネル１に発生する曲げモーメントによって切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と樹脂製板状部材３２の接合面との間に応力が作用しても、その応力が凹凸部３５による凹凸接合によって各樹脂製板状部材３２を剥離させることなく伝達される。しかも、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内周面１４を引っ張る曲げモーメントによって樹脂製板状部材３２の曲面形状に応じた剥離力が作用しても、その剥離力が凹凸部３５による凹凸接合によって各樹脂製板状部材３２を剥離させることなく伝達される。これにより、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５からの各樹脂製板状部材３２の離脱が確実に防止され、各樹脂製板状部材３２を引張材として機能させて各セグメント１１〜１３の耐荷性能を確保することができる。
【００３９】
また、前記凹凸部３５が、最内層３２１の本体側面より切削部位専用セグメント内部材３１側（兼用セグメント内部材４２側）に突出する凸部３６，３６，…と、この互いに相隣る凸部３６，３６同士の間に位置する凹部３７，３７，…とからなり、各凹部３７を切削加工することによって構成されているので、切削部位専用セグメント内部材３１の周方向に延びる各樹脂製板状部材３２のガラス繊維が、各凹部３７の切削加工時に直交する向きで切断され、各凸部３６の周方向の両端面より突出することになる。このため、前記各凸部３６の周方向の両端面より突出するガラス繊維によって切削部位専用セグメント内部材３１に対する接触抵抗が増し、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５からの樹脂製板状部材３２の離脱を確実に防止する上で非常に有利なものとなる。
【００４０】
また、前記凹凸部３５の各凸部３６及び各凹部３７が、前記切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向に連続的に配置され、それぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に延びているので、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と各樹脂製板状部材３２の接合面との間に作用する荷重に対し、各セグメント内部材３１，４２の周方向で接触面積が拡大された凹凸部３５によって効果的に抗することができる。
【００４１】
更に、シールドトンネル１の分岐・合流部１０でのシールドマシンＷによる切削領域に、切削部位専用のコンクリートセグメントよりなる第１セグメント１１Ｂと兼用セグメントよりなる第１セグメント１１Ｅの切削部位領域１１Ｄとが位置し、これらの内周面１４及び外周面１５に接合される樹脂製板状部材３２として、例えば硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を無機繊維としてのガラス繊維で補強した複合材が適用されているので、引張材としての機能を備えかつ加工の容易な各樹脂製板状部材３２によって、シールドトンネル１の分岐・合流部１０での施工性を図ることができる。
【００４２】
なお、前記第１の実施の形態では、各凹部３７を切削加工して凹凸部３５を構成したが、切削部位専用セグメント内部材３１（切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２）の内周面１４及び外周面１５に対する各樹脂製板状部材３２の付着強度の基本的な性状を確認するために当該両者３１，３２間での付着強度について実験を行うことで、凹凸部３５の各凸部３６の寸法比率を詳細に規定してもよい。
【００４３】
一例として、各樹脂製板状部材３２の接合面に接着剤が塗布されている場合に、各樹脂製板状部材３２の接合面と切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５との間でのせん断抵抗強度が、３．３Ｎ／ｍｍ2 （コンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合）であり、各樹脂製板状部材３２の接合面と切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５との間での直角方向の剥離抵抗強度が、３．６Ｎ／ｍｍ2 （コンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合）という結果が得られている。また、切削部位専用セグメント内部材３１の引張強度については、コンクリート標準示方書の推定式ｆｔ＝０．２３ｆ’ｃ2/3 に則り、これに切削部位専用セグメント内部材３１のコンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合を適用すると、ｆｔ＝３．２Ｎ／ｍｍ2 となる。また、切削部位専用セグメント内部材３１のせん断強度については、コンクリート標準示方書の付着強度に対する推定式τｃ＝０．２８ｆ’ｃ2/3 に則るものとし、これに切削部位専用セグメント内部材３１のコンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合を適用すると、ｆｔ＝３．９Ｎ／ｍｍ2 となる。このとき、各樹脂製板状部材３２のガラス繊維直角方向の引張強度は、３．１Ｎ／ｍｍ2 であり、ガラス繊維直角方向のせん断強度は、４．０Ｎ／ｍｍ2 である。
このとき、樹脂製板状部材３２の弾性係数が切削部位専用セグメント内部材３１の弾性係数よりも小さいために、樹脂製板状部材３２の各凸部３６が切削部位専用セグメント内部材３１に押されて変形し、剥離が生じると、各凸部３６の断面、特に根元部分ではせん断力が発生するため、これに対するせん断抵抗が必要となる。また、湾曲する内周面１４及び外周面１５に則した円弧状の各樹脂製板状部材３２では、切削部位専用セグメント内部材３１の内周面１４及び外周面１５から剥離する力が働くことから、各凸部３６の断面での引張力に対する引張抵抗が必要となる。加えて、前述の各凸部３６の断面と同様に、切削部位専用セグメント内部材３１の断面におけるせん断抵抗及び引張抵抗も必要となる。
そこで、各凸部３６の形状を設定するに当たり、各凸部３６の突起高Ｈ（半径方向の高さ）、各凸部３６の周方向の幅Ｂ及び互いに相隣る凸部３６，３６間の周方向の距離Ｗを設定する。なお、ずれに対する各凸部３６の側面でのひびわれ発生が破壊に関する指標となることから、ずれに対する各部の抵抗力を比較することによって各凸部３６の形状を設定するものとする。
ここで、樹脂製板状部材３２の各凸部３６の幅Ｂと突起高Ｈとは、各凸部３６の側面の剥離抵抗強度が３．６Ｎ／ｍｍ2 （コンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合）であれば、各凸部３６の断面でのガラス繊維直角方向のせん断強度が４．０Ｎ／ｍｍ2 であることから、Ｂ：Ｈの比率がほぼ１：１．１となる場合が各凸部３６の側面と各凸部３６の断面の抵抗力とが釣り合った状態となる。
また、樹脂製板状部材３２の各凸部３６の幅Ｂと互いに相隣る凸部３６，３６間の周方向の距離Ｗとは、各凸部３６の頂部横の切削部位専用セグメント内部材３１の突起根元部のせん断強度が３．９Ｎ／ｍｍ2 （コンクリート強度ｆ’ｃが略５０Ｎ／ｍｍ2 の場合）であれば、各凸部３６の断面の強度はガラス繊維直角方向のせん断強度が４．０Ｎ／ｍｍ2  であることから、Ｂ：Ｗの比率がほぼ１：１．０となる場合が各凸部３６の頂部横の切削部位専用セグメント内部材３１の突起根元部と各凸部３６の断面の抵抗力とが釣り合った状態となる。
よって、各凸部３６の幅Ｂと互いに相隣る凸部３６，３６間の距離Ｗと各凸部３６の突起高Ｈとの釣り合い比率は、Ｂ：Ｗ：Ｈがほぼ１：１．０：１．１となる。
また、コンクリートのせん断強度と引張強度と同程度の強度を有する接着剤を用い、コンクリートの圧縮強度の範囲を３０〜８０Ｎ／ｍｍ2 の範囲とした場合の比率は、
Ｂ：Ｗ：Ｈがほぼ１：０．７〜１．５：０．９〜１．８となる。
このとき、各凸部３６の突起幅Ｂと互いに相隣る凸部３６，３６間の距離Ｗとの和は、１つの凸部３６の応力分担幅といえるものであり、できるだけ小さい方がよい。よって、互いに相隣る凸部３６，３６間の距離Ｗについては、コンクリートの充填性を考慮して最大粗骨材寸法以上が望ましく、２０ｍｍ〜２５ｍｍ以上であればよい。また、各凸部３６の幅Ｂについては、材料加工時の精度確保の観点から、５ｍｍ以上であればよい。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態を図１４に基づいて説明する。
この第２の実施の形態では、樹脂製板状部材の最内層の構成を変更している。なお、樹脂製板状部材の最内層を除くその他の構成は、前記第１の実施の形態と同じであり、同一部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
すなわち、本実施の形態では、図１４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂製板状部材３２の最内層５１に設けられる凹凸部５２は、最内層５１の本体側面より切削部位専用セグメント内部材３１側（切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２側）に突出する凸部５３，５３，…と、この互いに相隣る凸部５３，５３同士の間に位置する凹部５４，５４，…とからなり、各凹部５４を切削加工することによって構成されている。この各凸部５３及び各凹部５４は、前記切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に連続的に配置され、それぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向に延びている。この場合、各凸部５３の周方向と直交する軸方向の両端面が、シールドトンネル１の軸線と直交する面と略平行に形成されている。
【００４６】
したがって、本実施の形態においても、各樹脂製板状部材３２は、その接合面に設けられた凹凸部５２によって切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５に対しそれぞれ凹凸接合され、当該切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５の厚み方向に接合面積を確保して強固に接合される。このため、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と樹脂製板状部材３２の接合面との間に作用する応力や、樹脂製板状部材３２の曲面形状に応じて作用する剥離力が、凹凸部５２による凹凸接合によって樹脂製板状部材３２を剥離させることなく伝達される。これにより、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５からの樹脂製板状部材３２の離脱が確実に防止され、樹脂製板状部材３２を引張材として機能させて各セグメント１１〜１３の耐荷性能を確保することができる。
しかも、凹凸部５２の各凸部５３及び各凹部５４が、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に連続的に配置され、それぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向に延びているので、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と各樹脂製板状部材３２の接合面との間に作用する荷重に対し、各セグメント内部材３１，４２の周方向と直交する軸方向で接触面積が拡大された凹凸部５２によって効果的に抗することができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施の形態を図１５に基づいて説明する。
この第３の実施の形態では、樹脂製板状部材の最内層の構成を変更している。なお、樹脂製板状部材の最内層を除くその他の構成は、前記第１の実施の形態と同じであり、同一部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４８】
すなわち、本実施の形態では、図１５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂製板状部材３２の最内層６１に設けられる凹凸部６２は、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向に凸部６３１及び凹部６３２が交互に配置され、かつ凸部６３１及び凹部６３２がそれぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に延びる直交方向凹凸部６３と、前記切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に凸部６４１及び凹部６４２が交互に配置され、その凸部６４１及び凹部６４２がそれぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向に延びる周方向凹凸部６４とを備えている。
【００４９】
前記直交方向凹凸部６３の各凸部６３１は、前記周方向凹凸部６４の各凹部６４２によって、周方向から区画されて周方向と直交する軸方向に断続的に形成されている。また、前記周方向凹凸部６４の各凸部６４１は、前記直交方向凹凸部６３の各凹部６３２によって、周方向と直交する軸方向から区画されて周方向に断続的に形成されている。そして、前記直交方向凹凸部６３の各凸部６３１及び前記周方向凹凸部６４の各凸部６４１は、前記周方向凹凸部６４の各凹部６４２及び前記直交方向凹凸部６３の各凹部６３２により区画されて互いに兼用され、それぞれ平面視で略矩形状を呈している。この場合、直交方向凹凸部６３の各凸部６３１の周方向の両端面は、シールドトンネル１の軸線に沿って当該軸線から放射状に延びる面と略平行に形成されている。また、周方向凹凸部６４の各凸部６４１の周方向と直交する軸方向の両端面は、シールドトンネル１の軸線と直交する面と略平行に形成されている。
【００５０】
また、前記直交方向凹凸部６３の各凹部６３２には、その各凹部６３２の凹量をそれぞれ略２倍に増大させる溝部６５，６５，…が設けられ、この各溝部６５によって、当該直交方向凹凸部６３の各凹部６３２が消失している。
【００５１】
したがって、本実施の形態では、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と各樹脂製板状部材３２の接合面との間に作用する荷重に対し、凹量の増大により切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向で接触面積がさらに拡大された各溝部６５によってより効果的に抗することができる。
【００５２】
次に、本発明の第４の実施の形態を図１６に基づいて説明する。
この第４の実施の形態では、樹脂製板状部材の最内層の構成を変更している。なお、樹脂製板状部材の最内層を除くその他の構成は、前記第１の実施の形態と同じであり、同一部分については、同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５３】
すなわち、本実施の形態では、図１６の（ａ）〜（ｃ）に示すように、樹脂製板状部材３２の最内層６７に設けられる凹凸部６２は、直交方向凹凸部６３と周方向凹凸部６４とを備えている。前記直交方向凹凸部６３の各凸部６３１は、前記周方向凹凸部６４の各凹部６４２によって、周方向から区画されて周方向と直交する軸方向に断続的に形成されている。また、前記周方向凹凸部６４の各凸部６４１は、前記直交方向凹凸部６３の各凹部６３２によって、周方向と直交する軸方向から区画されて周方向に断続的に形成されている。そして、前記直交方向凹凸部６３の各凸部６３１及び前記周方向凹凸部６４の各凸部６４１は、前記周方向凹凸部６４の各凹部６４２及び前記直交方向凹凸部６３の各凹部６３２により区画されて互いに兼用され、それぞれ平面視で略矩形状を呈している。
また、前記周方向凹凸部６４の各凹部６４２には、その各凹部６４２の凹量をそれぞれ略２倍に増大させる溝部６６，６６，…が設けられ、この各溝部６６によって、当該周方向凹凸部６４の各凹部６４２が消失している。
【００５４】
したがって、本実施の形態では、切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５と各樹脂製板状部材３２の接合面との間に作用する荷重に対し、凹量の増大により切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向で接触面積がさらに拡大された各溝部６６によってより効果的に抗することができる。
【００５５】
なお、本発明は、前記各実施の形態に限定されるものではなく、その他種々の変形例を包含している。例えば、前記各実施の形態では、凹凸部３５の凸部３６又は直交方向凹凸部６３の各凸部６３１の周方向の両端面を、シールドトンネル１の軸線に沿って当該軸線から放射状に延びる面と略平行に、凹凸部５２の凸部５３又は周方向凹凸部６４の凸部５３，６４１の周方向と直交する軸方向の両端面を、シールドトンネル１の軸線と直交する面と略平行に形成したが、図１７に示すように、樹脂製板状部材３２の最内層７１に設けられる凹凸部７２の凸部７３の周方向の両端面（図１７では左右両端面）が、先端に行くに従い近付くようなテーパー面に形成されていてもよい。また、図示しないが、樹脂製板状部材の最内層に設けられる凹凸部の凸部の周方向と直交する軸方向の両端面が、先端に行くに従い近付くようなテーパー面に形成されていてもよい。これらの場合には、樹脂製板状部材３２の凹凸部７２の各凸部７３が切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５から離脱し難い形状となり、凹凸部７２による切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の内外周面１４，１５の厚み方向への接合面積の確保と相俟ってより強固に接合することが可能となる。
【００５６】
また、前記各実施の形態では、各樹脂製板状部材３２の最内層３２１に凹凸部３５，５２、直交方向凹凸部６３及び周方向凹凸部６４を切削により形成したが、型枠内において互いに対向させた各樹脂製板状部材の対向面に、粒径が数ミリ単位の川砂などを接着剤（例えばポリエステル樹脂系など）により接着し、この川砂によって凹凸部が構成されていてもよい。
【００５７】
また、前記各実施の形態では、兼用の各第１セグメント１１Ｅの周方向における非切削部位領域１１Ｃと切削部位領域１１Ｄとの比率を略５：４又は略２：１としたが、この兼用の各第１セグメントの周方向の比率は、シールドトンネルの分岐又は合流する分岐・合流部１０での切削部位と非切削部位との占める割合に基づくものであり、これに限定されるものでないことはいうまでもない。
【００５８】
また、前記各実施の形態では、各樹脂製板状部材３２を最内層３２１，５１，６１，６７、最外層３２２及び中間層３２３の３層で構成したが、各樹脂製板状部材が単一層で構成されていてもよい。この場合には、各樹脂製板状部材を切削部位専用セグメント内部材及び兼用セグメント内部材の内外周面１４，１５に則した円弧状に形成しておく必要がある。
【００５９】
また、前記各実施の形態では、切削部位専用セグメント内部材３１、非切削部位専用セグメント内部材２１、及び兼用セグメント内部材４２の正面並びに背面のいずれか一方から突出するピン１６をシールドトンネル１の周方向９°毎に設けたが、切削部位専用セグメント内部材、非切削部位専用セグメント内部材、及び兼用セグメント内部材の背面並びに正面のいずれか一方にシールドトンネルの周方向に等間隔でピンが設けられていれば、その周方向での角度は何°であってもよい。この場合、このピンと対応する切削部位専用セグメント内部材、非切削部位専用セグメント内部材、及び兼用セグメント内部材の背面並びに正面のいずれか他方に、前記ピンを嵌挿させる嵌挿孔を設ける必要がある。
【００６０】
また、前記各実施の形態では、切削部位専用の各第１セグメント１１Ｂ及び兼用の各第１セグメント１１Ｅを、図示しない型枠内において互いに対面させた樹脂製板状部材３２，３２の対向面に接着剤を塗布した状態で打設される、骨材を含有したコンクリートにより得たが、予め型枠などにより成形された切削部位専用セグメント内部材及び兼用セグメント内部材の切削部位領域１１Ｄの内外周面に炭素繊維やガラス繊維などの無機繊維を巻き立て、これに樹脂を含浸させて固めることで樹脂製板状部材が得られるようにしてもよい。
【００６１】
また、前記各実施の形態では、切削部位専用セグメント内部材３１として、鉄筋を含まない鋼繊維や有機繊維を混入した無筋コンクリートを用いたが、混入物を含まない無筋コンクリートが適用されていてもよい。
【００６２】
また、前記第１の実施の形態では、各凸部３６及び各凹部３７をそれぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に延ばし、前記第２の実施の形態では、各凸部５３及び各凹部５４を切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に連続的に配置し、前記第３及び第４の実施の形態では、直交方向凹凸部６３の凸部６３１及び凹部６３２をそれぞれ切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に延ばし、周方向凹凸部６４の凸部６４１及び凹部６４２を切削部位専用セグメント内部材３１及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材４２の周方向と直交する軸方向に配置したが、各凸部及び各凹部が切削部位専用セグメント内部材及び切削部位領域１１Ｄに対応する兼用セグメント内部材の周方向と略直交していてもよいのはいうまでもない。
【００６３】
更に、前記各実施の形態では、樹脂製板状部材３２として、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体をガラス繊維で補強した複合材を適用したが、硬質ウレタン樹脂からなる熱硬化性樹脂発泡体を無機繊維としての炭素繊維で補強した複合材が適用されていてもよい。また、樹脂製板状部材として、繊維と樹脂を用いてプラスチックを補強したＦＲＰが適用されていてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１      シールドトンネル
１１（１１Ｂ）    第１セグメント（樹脂被覆セグメント）
１４    内周面
１５    外周面
３１    切削部位専用セグメント内部材（セグメント内部材）
３２    樹脂製板状部材（樹脂製被覆部材）
３５    凹凸部
４２    兼用セグメント内部材（セグメント内部材）
５２    凹凸部
６２    凹凸部
６３    直交方向凹凸部
６３１  凸部
６３２  凹部
６４    周方向凹凸部
６４１  凸部
６４２  凹部
６５，６６  溝部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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