(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルを構成している各セグメントリングの変位に対応すべく設けられる、前記各セグメントリングのリング間継手であり、
連結すべき両セグメントリングにおける連結面に設けた両連結板と、この両連結板を貫通して締付けることで、前記両セグメントリングを連結している連結ボルトとを有しており、
前記連結ボルトは、そのボルト軸線が、シールドトンネルのトンネル軸線と平行に沿う位置から、トンネル軸線と交差する位置へと変動することができるように配設されており、前記両連結板の締付け時に介在される付勢部によって、両セグメントリングの変位に追従しての前記両連結板の締付け状態、即ち、両セグメントリングの連結状態を維持できるように構成されており、
前記両連結板には、前記連結ボルトでの締付け時において、互いの係止して、前記両セグメントリングの変位を一定量に抑えることのできる係止部が形成されていることを特徴とするセグメントリング用リング間継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールドトンネルを構成している各セグメントリングのリング間継手、特に、連結すべき両セグメントリングの変位に対応することのできるリング間継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液状化の恐れのある地盤や軟弱な地盤内にシールドトンネルを構築する場合には、そのシールドトンネルが、地震動や圧密沈下によって、大きな圧力を受けることとなる。そして、この大きな圧力によって、シールドトンネルを構成している各セグメントリングに変位が生じてしまい、各セグメントリングの軸線とシールドトンネルの軸線とが一致しなくなったり、セグメントリング間の連結面に目開きが生じてしまう。
【０００３】
そこで、この大きな圧力から生じる各セグメントリングの変位に対応する対策として、従来では、シールドトンネルを構成しているセグメントリングと相隣れるセグメントリングとの間に可撓性セグメントリングを挿入し、この可撓性セグメントリングが変形することによって前記変位を吸収できるようにしたものが一般に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の可撓性セグメントリングは、圧力を受けた時の変形量の大きいものが一般的であった。そのため、この従来の可撓性セグメントリングを含む各セグメントリングで構成したシールドトンネルは、圧力を受けて変位した時に、トンネル軸方向において大きな段差を生じたものとなってしまうことがあった。
【０００５】
しかも、前述した従来の可撓性セグメントリングは、構造上、非常に高価になるものが一般的であり、この可撓性セグメントリングを使用するシールドトンネル全体の施工費も高価なものとしていた。
【０００６】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は安価な構造で変位に対応することができ、しかも、圧力による変位を一定量に抑えて大きな圧力（変形）への対応を複数のリングで行えるようにできるセグメントリング用リング間継手を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明のセグメントリング用リング間継手は、連結すべき両セグメントリングにおける連結面に設けた両連結板と、この両連結板を貫通して締付けることで、両セグメントリングを連結している連結ボルトとを備える。この連結ボルトは、そのボルト軸線が、シールドトンネルのトンネル軸線と平行に沿う位置から、トンネル軸線と交差する位置へと変動可能に配設されていると共に、両連結部の締付け時に介在される付勢部によって、両セグメントリングの変位に追従しての両連結板の締付け状態（両セグメントリングの連結状態）を維持できるように構成する。また、連結すべき両セグメントリングにおける両連結板には、連結ボルトでの締付け時において、互いに係止して両セグメントリングの変位を一定量に抑える係止部を形成する。
【０００８】
そして、このような本発明のセグメントリング用リング間継手によれば、両連結板と付勢部を介在して配設した連結ボルトとからなる、簡単で安価な構造とする。また、この両連結板と、付勢部および連結ボルトとからなる構造によって、両セグメントリングの変位に追従して行う、両連結板の締付け状態維持を確実に行えるようにする。さらに、両連結板に設けた互いに係止する係止部によって、両セグメントリングの変位を一定量に抑え、大きな圧力（変形）への対応を複数のリングで行えるようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のセグメントリング用リング間継手を、図示する実施形態によって説明する。
【００１０】
シールドトンネル（図示せず）を構成している各セグメントリング２の変位に対応すべく設けられる、各セグメントリング２のリング間継手１（図１参照）は、連結すべき両セグメントリング２における連結面２ａに設けた両連結板３と、この両連結板３を貫通して締付けることで、両セグメントリング２を連結している連結ボルト４とを有している。
【００１１】
そして、連結ボルト４は、そのボルト軸線が、シールドトンネルのトンネル軸線と平行に沿う位置から、トンネル軸線と交差する位置へと変動することができるように配設されており、両連結板３の締付け時に介在される付勢部５によって、両セグメントリング２の変位に追従しての両連結板３の締付け状態（両セグメントリングの連結状態）を維持できるように構成されている。また、連結すべき両セグメントリング２における両連結板３には、連結ボルト４での締付け時において、互いに係止して両セグメントリング２の変位を一定量に抑えることのできる係止部６が形成されている。
【００１２】
この実施形態での両連結板３は、図２に示すように、アンカー筋７が設けられている両側板８に取付けられ、両側板８とで略コ字状となるように構成されている。また、この両連結板３に形成されている係止部６は、図２に示すように、一方のセグメントリング２における連結板３に形成した係止凸部１３と、他方のセグメントリングにおける連結板に形成した係止凹部１４とからなっている。そして、両セグメントリング２の連結時に、一方の連結板３の係止凸部１３が他方の連結板３の係止凹部１４内に入り込み、両セグメントリング２に変位が生じた時、係止凸部１３の外周面が係止凹部１４の内周面に当接することで、変位を一定量に抑えるように構成されている。
【００１３】
なお、この連結板３は、複数の鋼板を溶接によって組立てるものや、ダクタイル鋳鉄等の鋳鉄を用いるものが考えられる。この鋳鉄製の連結板３は、一体成形によって作成されるので、変位を一定量に抑える係止部６を連結板３へ容易に形成することができる。
【００１４】
また、この実施形態での連結ボルト４は、ボルト頭部４ａと連結板３およびボルトねじ部４ｂに螺合しているナット１０と連結板３との間に配設された両付勢部５によって、両セグメントリング２の変位に追従して両連結板３の締付け状態を維持できるように構成されている。この付勢部５の付勢部材１１としては、図１に示したように、コイルスプリングか、図５に示すように、ゴム等の粘弾性体などが考えられる。
【００１５】
この付勢部５の構成としては、図１に示したコイルスプリング等の付勢部材１１のみの他に、図４に示す実施形態も考えられる。この図４での付勢部５は、連結板３との当接面が球面状に形成されている両台座１２と、この両台座１２とボルト頭部４ａおよびナット１０との間に配設された付勢部材１１であるコイルスプリングとからなっている。このような構成にすると、連結した両セグメントリング２が変位して、連結ボルト４の配設位置（ボルト軸線位置）が、シールドトンネルのトンネル軸線と平行な位置から、トンネル軸線と交差する位置へと変動しても、台座１２の作用によって付勢部材１１（コイルスプリング）が常に連結ボルト４の軸線方向へ付勢することとなるので、両連結板３の締付け状態（両セグメントリング２の連結状態）を確実に維持することができる。
【００１６】
なお、図１における符号９は、止水シール用全周溝であり、連結された両セグメントリング２のずれに見合った幅とすることにより、両セグメントリング変位後の防水性を保つことができる。
【００１７】
このような構成からなるリング間継手１を使用してセグメントリング２どうしを連結すると、リング間継手１は、次に述べるように挙動する。
【００１８】
先ず、セグメントリング２どうしを連結する際には、その連結精度を確保するため、図６に示すように、セグメントリング２の自重による剪断力が保持される断面を有した凸部１５と凹部１６とを嵌合させるようにする。
【００１９】
詳述すると、連結すべき一方のセグメントリング２における連結面２ａに位置決め用凸部１５を、また、他方のセグメントリング２における連結面２ａに位置決め用凹部１６を形成する。ここでの位置決め用凸部１５は、セグメントリング２の自重による剪断力が保持され、セグメントリング２が圧力を受けた時に剪断破壊を起こすように構成されている。このことから、位置決め用凹凸部１５，１６は、圧力に対抗せず、その圧力で生じる両セグメントリング２の変位を拘束しないように構成されている。
【００２０】
そして、地震等によって地山に過大な変形が生じ、シールドトンネルを構成している各セグメントリング２に圧力が加わると、図６に示した、位置決め用凸部１５が剪断力によって切断されて、連結されている両セグメントリング２に変位が生じる。
【００２１】
この時のセグメントリング２の変位の抑制機能は、図３に示すように、連結ボルト４の締め付け力によって、または、付勢部５の付勢部材１１（スプリングや粘弾性体）に与えられた締結力によって保持される。その後に、剪断変形がさらに大きくなった場合は、図２の示したリング状に形成された小径または大径の凸条部９からなる係止部６の作用によって、即ち、図３に示すように、互いの凸条部９が当接することで規制される。
【００２２】
これらのことから、本発明のセグメントリング用リング間継手によれば、連結板３の係止部６によって両セグメントリング２の変位を一定量に規制して、両セグメントリング２間に大きな段差が生じないようにすることができる。また、連結した両セグメントリング２に変位が生じても、連結ボルト４と付勢部５との作用によって、両連結板３の締付け状態を、即ち、両セグメントリング２の連結状態を確実にすることができる。
【００２３】
なお、変位量がさらに大きくなった場合は、隣接するセグメントリング２の変位で吸収する。この非常に大きな変形が予想される場合には、セグメントリング２の幅（一般的には９０〜１００ｃｍ  ）を縮小することで、両セグメントリング２間の段差を大きくすることなく、より大きな変形に追従することができる。
【００２４】
また、本発明のリング間継手１を用いて連結した各セグメントリング２（一次覆工）に二次覆工を行う時には、図１および図４に示すような、二次覆工用カバー１７で覆うことにより、連結ボルト４が変動できる空間を確保する。このことにより、二次覆工施工時において、ボルト締め作業用凹部１８内へのコンクリートの打設が可能となる。この二次覆工用カバー１７は、連結板３に取付けられた円筒状のカバー本体部１７ａと、このカバー本体部１７ａの作業用凹部１８内側端に取付けられるキャップ部１７ｂとからなっている。
【００２５】
【発明の効果】
この発明のセグメントリング用リング間継手によれば、両連結板と付勢部を介在して配設した連結ボルトとからなる簡単な構造として、リング間継手を安価に提供することができる。また、この両連結板と、付勢部および連結ボルトとからなる構造によって、両セグメントリングの変位に追従して行う、両連結板の締付け状態維持を確実に行うことができる。さらに、両連結板に設けた互いに係止することのできる係止部により、両セグメントリングの変位を一定量に抑えて、大きな圧力（変形）への対応を複数のリングで行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のセグメントリング用リング間継手を用いた両セグメントリングの連結状態を示す概略断面図である。
【図２】この発明のセグメントリング用リング間継手における連結板を示す概略斜視図である。
【図３】この発明のセグメントリング用リング間継手を用いて連結した両セグメントリングに変位が生じた状態を示す概略断面図である。
【図４】この発明のリング間継手の別態様を示す概略断面図である。
【図５】この発明のセグメントリング用リング間継手に用いる付勢部の別態様を示す概略断面図である。
【図６】両セグメントリングの連結時に使用する位置決め用凹凸部を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１…セグメントリング用リング間継手、２…セグメントリング、２ａ…連結面、３…連結板、４…連結ボルト、４ａ…ボルト頭部、４ｂ…ボルトねじ部、５…付勢部、６…係止部、７…アンカー筋、８…側板、９…止水シール用全周溝、１０…ナット、１１…付勢部材、１２…台座、１３…係止凸部、１４…係止凹部、１５…位置決め用凸部、１６…位置決め用凹部、１７…二次覆工用カバー、１７ａ…カバー本体部、１７ｂ…キャップ部、１８…ボルト締め作業用凹部。
【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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