(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメントを周方向へ接合してなるリングを掘削穴の軸線方向へ連結することにより構成される筒状壁体に設けられ、周方向へ互いに連結されて可撓性を有するリングを構成する可撓セグメントであって、
軸線方向へそれぞれ他のセグメントに接合され、かつ軸線方向へ互いに隙間をあけた状態に設置される一対の枠セグメントと、
これら枠セグメント同士の間に設けられて前記隙間を塞ぐ可撓性を有する可撓板と、
前記各枠セグメントの内部に設けられて、ボルトが挿通される孔部が形成されかつ該孔部同士を連通させた状態にて互いに重なり合う一対のリブと、
これらリブの孔部に挿通されたボルトにナットを螺合させてなり、前記枠セグメント同士を前記隙間をあけた状態にて解除可能に締結する締結手段とから構成されてなることを特徴とする可撓セグメント。
【請求項２】
前記可撓板は、断面波形に形成されてなることを特徴とする請求項１記載の可撓セグメント。
【請求項３】
前記枠セグメント同士の間には、前記可撓板の外周側を覆う、可撓性を有する保護板が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の可撓セグメント。
【請求項４】
可撓セグメントの端面の全面に、シール板が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の可撓セグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、相互に複数接合することにより掘削穴の軸線方向に筒状壁体を構成するセグメントに係り、特に、接合箇所に可撓性を持たせることが可能な可撓セグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメント（主にコンクリート製あるいはスチール製）を組み立てて筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
ところで、このシールド工法において、特に、軟弱地盤中などにトンネルを構築する場合、地震や地盤の不等沈下などによってその構築したトンネルが屈折崩壊する恐れがある。このため、筒状壁体の軸方向へ、適宜可撓性を有するリングを介在させていた。
【０００３】
この種のリングとして、図１７に示すものを例にとって説明する。図において、符号１は、可撓リングである。この可撓リング１は、一対の環状に形成された枠リング２同士の間に、蛇腹状に形成された環状の止水ゴム３、４が設けられており、さらに内周側には、空洞が形成された環状のカバーゴム５が設けられている。また、それぞれの枠リング２同士には、両端部にワッシャ等からなる係止部７がボルト８によって取り付けられた軸方向へ移動可能なバー６が、円周方向へ間隔をあけて設けられた構造とされている。
そして、上記可撓リング１が設けられた筒状壁体によれば、外力が加わった際に、枠リング２同士の間が、伸縮することにより、外力が逃がされ、筒状壁体の崩壊が防止されるようになっている。また、このとき、枠リング２同士の間に設けられた蛇腹状の止水ゴム３、４及びカバーゴム５が止水性を確保しつつ伸縮するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記可撓リング１にあっては、いずれも環状に形成された枠リング２、止水ゴム３、４、カバーゴム５を、現場において周方向へ連結して取り付けるものであるので、その接合構造が複雑化してしまうとともに、可撓リング１の組み立て作業を行なう場合に、通常のセグメントの組み付け作業を中断しなければならず、工期の長期化を招いてしまうという問題があった。また、この可撓リング１の両側のリングを構成するセグメントとして、可撓リング１の枠リング２が取り付け可能な特殊な形状に成形されたセグメントが必要であった。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて容易に組み立てることができかつ安価な可撓セグメントを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の可撓セグメントは、セグメントを周方向へ接合してなるリングを掘削穴の軸線方向へ連結することにより構成される筒状壁体に設けられ、周方向へ互いに連結されて可撓性を有するリングを構成する可撓セグメントであって、軸線方向へそれぞれ他のセグメントに接合され、かつ軸線方向へ互いに隙間をあけた状態に設置される一対の枠セグメントと、これら枠セグメント同士の間に設けられて前記隙間を塞ぐ可撓性を有する可撓板と、前記各枠セグメントの内部に設けられて、ボルトが挿通される孔部が形成されかつ該孔部同士を連通させた状態にて互いに重なり合う一対のリブと、これらリブの孔部に挿通されたボルトにナットを螺合させてなり、前記枠セグメント同士を前記隙間をあけた状態にて解除可能に締結する締結手段とから構成されてなることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の可撓セグメントは、請求項１記載の可撓セグメントにおいて、前記可撓板が、断面波形に形成されてなることを特徴としている。
請求項３記載の可撓セグメントは、請求項１または２記載の可撓セグメントにおいて、前記枠セグメント同士の間に、前記可撓板の外周側を覆う、可撓性を有する保護板が設けられていることを特徴としている。
請求項４記載の可撓セグメントは、請求項１〜３のいずれか１項記載の可撓セグメントにおいて、可撓セグメントの端面の全面に、シール板が設けられていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可撓セグメントの実施の形態を図によって説明する。
図１〜図４において、符号１１は、周方向へ接合させることによりリングを構成する可撓セグメントである。この可撓セグメント１１は、軸線方向へ互いに間隔をあけた状態に設置される一対のスチール製の枠セグメント１２と、これら枠セグメント１２同士の間に設けられた可撓板１３とから構成されている。
枠セグメント１２は、隣り合うセグメントと接合される主桁板１４と、これら主桁板１４の端部に溶接固定された端面板１５と、外周側を覆うように主桁板１４に溶接固定されたスキンプレート１６とから概略構成されている。主桁板１４には、隣り合うセグメントとのボルト締結用の孔部１７が形成されており、端面板１５には、可撓セグメント１１同士を周方向へ接合させるためのボルト締結用の孔部１８が形成されている。
【０００９】
そして、これら枠セグメント１２同士の間に、前記可撓板１３が、それぞれのスキンプレート１６の外面側に貼り付けられた状態に設けられている。この可撓板１３は、例えば、ゴム、薄鋼鈑等の伸縮、変形可能な可撓性を有する材料から形成されたもので、スキンプレート１６に、ねじ止め、溶接あるいは接着等の固定手段によって貼り付けられている。
また、この可撓板１３は、その端部が内周側へ折り返されて、端面板１５の外面側に形成された切り欠き部１５ａに嵌め込まれた状態に固定されている。そして、この可撓板１３の折り返し部分を含んだ端面板１５の外面側全面に、端面板１５の孔部１８と連通する孔部１９を有するゴム等のシール板２０が貼り付けられている。
【００１０】
枠セグメント１２には、図５及び図６に示すように、その内部に、ボルト２１が挿通される孔部２２が形成された互いに重なり合う縦リブ２３が設けられており、これら縦リブ２３は、その孔部２２同士を連通させた状態にて、孔部２２へ挿通されたボルト２１にナット２４を螺合させてなる締結手段によって互いに解除可能に締結され、すなわち、前記締結手段によって前記枠セグメント同士が前記隙間をあけた状態にて解除可能に締結されるようになっている。
【００１１】
そして、上記可撓セグメント１１を組み込む場合は、前記縦リブ２３をボルト２１・ナット２４によって締結した状態にて、通常の組み付け作業、つまり、シールドマシンによって地盤を掘削しながら、通常のセグメントと同様にリング間及びセグメント間をボルト・ナットによって締結する。
その後、ジャッキ推力が低減したら、縦リブ２３同士を締結させていたボルト２１・ナット２４を緩める。
このようにすると、可撓セグメント１１を構成する枠セグメント１２同士が縦リブ２３の孔部２２とボルト２１とのクリアランス分にて近接離間可能な状態となる。即ち、これら可撓セグメント１１によって  、それぞれ枠セグメント１２同士の間が可撓板１３によって連結された状態のリングが構成される。
【００１２】
そして、上記構造の可撓セグメント１１を周方向へ連結したリングを有する筒状壁体によれば地震、地盤の不等沈下等によって筒状壁体に軸線方向と交差する方向から筒状壁体を屈曲させようとする外力が加わると、屈曲方向内方側において、筒状壁体の内周側にて可撓セグメント１１の枠セグメント１２同士が近接されることにより屈曲され、筒状壁体へ加わる外力が逃がされ、筒状壁体の崩壊が防止される。
【００１３】
このように、上記の可撓セグメント１１によれば、通常のセグメントと同様にボルト・ナットによって締結して組み上げてリングを構成して、ボルト２１・ナット２４による縦リブ２３同士の締結を解除するだけで、極めて容易に軸線方向と交差する方向からの外力が加わっても屈曲して外力を逃がすことが可能な筒状壁体を得ることができる。
これにより、従来のように、多数の環状に形成された構成部品を、セグメントの組み立て作業を中断して現場にて組み立てる複雑なものと比較して、作業の簡略化を図ることができ、工期短縮を図ることができる。
【００１４】
また、この可撓セグメント１１の端部構造としては、例えば、図７〜図９に示すように、端面板１５同士の間に、この端面板１５の上下に亘って形成された段部１５ｂへゴム等から形成されたシール板３１を嵌め込んで設置し、その端部を、可撓板１３の内面側へ折り込んだ構造としても良い。
【００１５】
また、図１０〜図１２に示すものは、可撓板１３として、断面波形（コルゲート状）に形成されたものを用いた可撓セグメントである。また、この可撓セグメント１１の端部は、可撓板１３を折り曲げて、端面板１５の上下に亘って形成された段部１５ｂへ嵌め込んで固定されている。
そして、この可撓セグメント１１によれば、枠セグメント１２同士の、特に離間する方向への変位を良好にすることができる。
また、図１３に示すものは、波形の可撓板１３を、それぞれの枠セグメント１２のスキンプレート１６に、周方向へ亘って形成した段部３３へ嵌め込んで取り付け、さらに、この可撓板１３の外面側に保護板３４を嵌め込んで取り付け、可撓板１３の保護及びさらなるシール性に向上を図るようにしても良い。
【００１６】
なお、ボルト２１及びナット２４によって締結させる縦リブ２３として、図１４に示すように、一方の枠セグメント１２に一対の縦リブ２３を設け、他方の枠セグメント１２に、これら一対の縦リブ２３間に挿入される縦リブ２３を設けて、これら縦リブ２３同士をボルト２１及びナット２４によって締結する構造とすることにより、他方の枠セグメント１２の縦リブ２３を、一方の枠セグメント１２の一対の縦リブ２３によって挟持した状態に確実に締結することができる。
また、図１５に示すように、それぞれの枠セグメント１２の内面間の寸法と略同一長さ寸法に形成された断面コ字状の締結治具２５を、図１６に示すように、縦リブ２３へ嵌め込んで、この締結治具２５に形成された孔部２５ａと縦リブ２３の孔部２２とを連通させてボルト２１を挿通し、ナット２４を締結することにより、さらに強固な締結状態を得ることができる。
なお、縦リブ２３の構造及び締結するボルト２１・ナット２４の数量、径、材質等は、シールドマシンのジャッキ推力の大きさによって適宜選定される。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の可撓セグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の可撓セグメントによれば、通常のセグメントと同様に、円周方向へ連結してリングを構成するとともに、他のセグメントへ軸線方向へ連結させることにより、極めて容易に軸線方向と交差する方向からの外力が加わっても屈曲して外力を逃がすことが可能な筒状壁体を得ることができる。これにより、従来のように、多数の環状に形成された構成部品を、セグメントの組み立て作業を中断して現場にて組み立てる複雑なものと比較して、作業の簡略化を図ることができ、工期短縮を図ることができる。
また、設置する際には、締結手段によってリブ同士の締結を介して枠セグメント同士が締結されているので、設置作業の容易化を図ることができ、さらに、設置後は、締結手段のボルト・ナットを緩めてリブ同士の締結を解除させることにより、枠セグメント同士の間にて可撓性を持たせることができる。
【００１８】
請求項２記載の可撓セグメントによれば、可撓板が断面波形に形成されているので、枠セグメント同士を、特に離間する方向への変位を良好にすることができる。
請求項３記載の可撓セグメントによれば、保護板によって可撓板が保護されているので、可撓板の長寿命化及び枠セグメント間におけるシール性の向上を図ることができる。
請求項４記載の可撓セグメントによれば、シール板によって、周方向への接合箇所における良好なシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の可撓セグメントの構成及び構造を説明する可撓セグメントの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の可撓セグメントの構成及び構造を説明する可撓セグメントの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態の可撓セグメントの端部の構造を説明する可撓セグメントの端部における周方向への断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の可撓セグメントの端部の構造を説明する可撓セグメントの端部における平断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の可撓セグメントに設けられた縦リブを説明する可撓セグメントの断面図である。
【図６】本発明の実施の形態の可撓セグメントに設けられた縦リブを説明する可撓セグメントの平断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の端部構造を有する可撓セグメントの端部の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の端部構造を有する可撓セグメントの端部の周方向への断面図である。
【図９】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の端部構造を有する可撓セグメントの端部の平断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の形状の可撓板が設けられた可撓セグメントの斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の形状の可撓板が設けられた可撓セグメントの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の形状の可撓板が設けられた可撓セグメントの端部構造を説明する端部の平断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態の可撓セグメントの他の形状の可撓板の外周側に保護板が設けられた可撓セグメントの断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態の可撓セグメントに設けられた他の構造の縦リブを説明する可撓セグメントの平断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態の可撓セグメントの枠セグメントの縦リブ同士を締結する際に用いられる締結治具の斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態の可撓セグメントに締結治具を用いた締結構造を説明する可撓セグメントの断面図である。
【図１７】筒状壁体に可撓性を持たせるために従来から用いられている可撓リングの構成及び構造を説明する可撓リングの断面図である。
【符号の説明】
１１  可撓セグメント
１２  枠セグメント
１３  可撓板
２０  シール板
２１  ボルト（締結手段）
２４  ナット（締結手段）
３４  保護板
【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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