(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向に隣接させて組み付けられるトンネル用セグメントの両突合せ部（１ａ）に、セグメント連結用のアリ部材（５）の一対の拡大頭部（４）の一方が嵌入自在なアリ溝部（３）を、突合せ部（１ａ）の長手方向に沿わせて設け、
前記アリ部材（５）の拡大頭部（４）のアゴ部に対する前記アリ溝部（３）の接当面（６）を、前記拡大頭部（４）を前記アリ溝部（３）に沿って嵌入させるに伴って前記隣接するセグメント（１）夫々の両突合せ部（１ａ）を相対的に近接させるようにテーパー面状に形成してあるトンネル用セグメントであって、
前記アリ溝部（３）を前記突合せ部長手方向のセグメント両端側に設けた第１、第２アリ溝部（３ａ，３ｂ）で構成すると共に、その第１、第２アリ溝部（３ａ，３ｂ）夫々の前記接当面（６）を、セグメント内方側ほど前記両突合せ部（１ａ）より遠ざかる形状に形成し、
前記第１、第２アリ溝部（３ａ，３ｂ）にそれぞれ嵌入させたアリ部材（５）どうしを前記突合せ部（１ａ）長手方向に沿って引き寄せるための棒体（８）を挿通させるための連通孔（７）を、前記第１、第２アリ溝部（３ａ，３ｂ）に亘って設けてあるトンネル用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、周方向に隣接させて組み付けられるトンネル用セグメントの両突合せ部に、セグメント連結用のアリ部材の一対の拡大頭部の一方が嵌入自在なアリ溝部を、突合せ部の長手方向に沿わせて設け、前記アリ部材の拡大頭部のアゴ部に対する前記アリ溝部の接当面を、前記拡大頭部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記隣接するセグメント夫々の両突合せ部を相対的に近接させるようにテーパー面状に形成してあるトンネル用セグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記トンネル用セグメントでは、従来、例えば図１１に示すように、突合せ部１ａをトンネル軸芯方向に沿った突合せ部として、第１アリ溝部３ａを坑口側に、第２アリ溝部３ｂを切羽側に設けるとともに、第１及び第２アリ溝部３ａ，３ｂ夫々の接当面を、セグメント内方側ほど両突合せ部１ａより遠ざかる形状に形成して、第１アリ部材５Ａを坑口側から第１アリ溝部３ａに、第２アリ部材５Ｂを切羽側から第２アリ溝部３ｂに夫々嵌入させるようにしていた（例えば、特開平６−２９９７９６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術においては、突合せ部長手方向の両側（坑口側及び切羽側）から各アリ溝部に対してアリ部材５Ａ，５Ｂ嵌入作業を行う必要があってセグメント組立作業が面倒になるとともに、特に、坑口側からは既に造成したセグメントが配置されているためにアリ部材５Ａ，５Ｂ嵌入作業が容易でなく、トンネル覆工作業の作業能率が低いという不具合があった。
【０００４】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消すべく、セグメントの突合せ部長手方向両端側での各アリ溝部に対する各アリ部材嵌入作業を突合せ部長手方向の一方側（例えば切羽側）から行うことができるトンネル用セグメントを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によるトンネル用セグメントの第１の特徴構成は、前記アリ溝部を前記突合せ部長手方向のセグメント両端側に設けた第１、第２アリ溝部で構成すると共に、前記第１、第２アリ溝部夫々の前記接当面を、セグメント内方側ほど前記両突合せ部より遠ざかる形状に形成し、前記第１、第２アリ溝部にそれぞれ嵌入させたアリ部材どうしを前記突合せ部長手方向に沿って引き寄せるための棒体を挿通させるための連通孔を、前記第１、第２アリ溝部に亘って設けてある点にある。
【０００６】
【０００７】
【作用】
本発明によるトンネル用セグメントの第１の特徴構成によれば、隣接させて組み付けられる一対のトンネル用セグメントの両突合せ部を突き合わせた状態で対向するアリ溝で構成して、両セグメント夫々の突合せ部の長手方向両端側に各別に設けた第１及び第２アリ溝部夫々の接当面を、セグメント内方側ほど両突合せ部より遠ざかる形状のテーパー面状に形成する一方で、第１及び第２アリ部材に一体で備えて同様なテーパー面状に形成した拡大頭部を、上記両突合せ部を突き合わせた状態で、第１及び第２アリ溝部夫々のアリ溝に沿って各別にセグメント内方側に嵌入させるために、第１及び第２アリ溝部に亘って連通する連通孔に挿通した棒体の先端部を第１アリ部材側の連結部に連結するとともに、棒体の基端側を締結用部材に係合し、その締結用部材にて棒体の基端側を突合せ部長手方向に沿ってセグメント外方側に引き寄せて第１アリ部材をセグメント内方側に引き寄せながら、第２アリ部材をセグメント内方側に押し込む。
【０００８】
【０００９】
【発明の効果】
従って、本発明によるトンネル用セグメントの第１の特徴構成によれば、セグメントの突合せ部長手方向両端側での各アリ部材圧入作業を突合せ部長手方向の一方側（例えば切羽側）から行うことができるので、従来技術のように、突合せ部長手方向の両側（例えば坑口側及び切羽側）からアリ部材圧入作業を行っているためにセグメント組立作業が面倒であり、特に、既に造成したセグメントが配置されている坑口側からのアリ部材圧入作業が容易でない、という不具合が解消され、もって、トンネル覆工作業の作業能率向上が実現できるトンネル用セグメントが得られる。
【００１０】
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図２に示すように、トンネルＨは、トンネル用セグメント（以下、単にセグメントと表記する）１の複数個をトンネル周方向に沿った環状に組み、それらを互いに連結固定して横穴周壁Ｘを構築することによって造成される。
【００１２】
上記トンネルＨの造成にあたっては、先端部にカッター２ａ、後端側に推進用ジャッキ２ｂを備えたシールドトンネル掘削機２を、前記横穴周壁Ｘに組み立てられたセグメント１に推進反力をとる推進用ジャッキ２ｂの伸長によって長手方向に移動させつつ、カッター２ａをトンネル軸芯Ｐ周りに回転させて地中を掘り進み、セグメント１の１リング当たりの推進距離（通常、１００ｃｍ／ｒｉｎｇの場合が多い）を推進した後、推進用ジャッキ２ｂを収縮させて、その推進用ジャッキ２ｂと横穴周壁Ｘのセグメント１との間に、順次セグメント１を設置していく。
【００１３】
前記セグメント１は、鋳物製で、図１に示すように、トンネル周方向に沿って湾曲した形状に形成してある。また、トンネル周方向での両端部、及び、トンネル軸芯方向での両端部には、隣接させて組み付けられるセグメント１に対する突合せ部１ａ，１ｂを各別に設けてあり、その突合せ部１ａ，１ｂには、突合せ部１ａ，１ｂに沿った全周に亘って、隣接するセグメント１との間をシールしてセグメント１背面側からトンネルＨ内への漏水を防止するシール材設置用の溝部１ｃを設けてある。
【００１４】
次に、本実施例のトンネル用セグメントについて説明すると、図３、図４及び図７に示すように、トンネル周方向に隣接させて組み付けられる一対のセグメント１の両突合せ部１ａを突き合わせた状態で対向するアリ溝を、前記両セグメント１夫々の突合せ部１ａの長手方向両端側に各別に設けて第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂを形成し、その第１及び第２アリ溝部３ａ，３ｂ夫々で前記突き合わせ状態で対向する両アリ溝に沿って各別に嵌入自在な拡大頭部４を一体に備えた第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂを設けてある。尚、上記両アリ溝部３ａ，３ｂは、坑口側に第１アリ溝部３ａが、切羽側に第２アリ溝部３ｂが形成される。
【００１５】
前記各アリ部材５Ａ，５Ｂは、平板状のアリ本体５ａを備え、そのアリ本体５ａの両側部に、長手方向に沿って円柱状で且つ先細り形状の前記拡大頭部４を各別に備えている。そして、前記第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂ夫々の拡大頭部４及び前記第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂの接当面６を、前記拡大頭部４を前記アリ溝に沿って嵌入させるに伴って前記両突合せ部１ａが相対的に近接するテーパー面状に形成してある。即ち、前記第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂ夫々の前記接当面６を、セグメント内方側ほど前記両突合せ部１ａより遠ざかる形状に形成してある。尚、拡大頭部４側の接当部４ａも、上記接当面６の形状に合わせてセグメント内方側ほど前記両突合せ部１ａより遠ざかる形状に形成してある。従って、前記第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂ夫々の拡大頭部４を前記第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂ夫々の前記接当面６に沿ってセグメント外方側から内方側に向かって嵌入させると、前記両突合せ部１ａが相対的に近接することになる。
【００１６】
前記第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂに亘って連通する長孔状の連通孔７を設けるとともに、この連通孔７に挿通自在な棒体としての丸棒８を設けてある。この丸棒８の先端側に、雄ネジ部８ａを形成し、この雄ネジ部８ａが螺合する雌ネジ部５ｂを丸棒８の先端部と連結するための連結部として、前記第１アリ溝部３ａ
に嵌入自在な第１アリ部材５Ａに設けてある。
【００１７】
また、丸棒８を挿通自在な挿通孔５ｃを前記第２アリ溝部３ｂに嵌入自在な第２アリ部材５Ｂに設けるとともに、前記第１アリ部材５Ａを前記突合せ部長手方向に沿ってセグメント内方側に引き寄せるために、丸棒８の基端側に係合してその基端側を前記突合せ部長手方向に沿ってセグメント外方側に引き寄せながら、第２アリ部材５Ｂをセグメント内方側に押し込む締結用部材を設けてある。具体的には、丸棒８の基端側に雄ネジ部８ｂを形成し、前記締結用部材９を棒体基端側の雄ネジ部８ｂに螺合するナット９にて構成している。
【００１８】
そして、上記各部材とトンネル用セグメントを用いて、図７に示すように、セグメント１が互いの突合せ部１ａを対向させた状態で隣接配置され、前記丸棒８の先端側が第１アリ部材５Ａに連結されるとともに、丸棒８の基端側が前記連通孔７及び第２アリ部材５Ｂの前記挿通孔５ｃを挿通してから前記ナット９に係合し、前記第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂの各拡大頭部４が前記第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂの接当面に対して前記突合せ部長手方向に沿うセグメント内方側へ嵌入して、前記両突合せ部１ａが相対的に近接しているトンネルセグメント組立構造が得られる。
【００１９】
次に、上記トンネル用セグメントを用いるトンネルセグメント組立方法の第１例について、図５及び図６に基づいて説明する。先ず、図５に示すように、隣接配置された前記両セグメント１の前記突合せ部長手方向の一方の端部側（図の上側）において、丸棒８の先端側が連結された第１アリ部材５Ａを第１アリ溝部３ａにセグメント内方側へ向けて挿入しながら、丸棒８の基端側を連通孔７に挿通させる。次に、両セグメント１の前記突合せ部長手方向の他方の端部側（図の下側）において、第２アリ部材５Ｂを第２アリ溝部３ｂにセグメント内方側へ向けて挿入ながら、丸棒８の基端側を第２アリ部材５Ｂの挿通孔５ｃに挿通させる。次に、図６に示すように、ナット９を第２アリ部材５Ｂにてセグメント内方側で受け止めした状態で丸棒８の基端側に係合させて前記突合せ部長手方向に沿うセグメント外方側へ引き寄せ（尚、このとき、工具１０を使用してナット９を締付方向に回転させる）、第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂに第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂを圧入する。
【００２０】
上記トンネル用セグメントを用いる他のトンネルセグメント組立方法の例について説明する。前記図５及び図６に示す手順に従って、第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂに第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂを圧入して、図７の状態のものを得る。次に第２例として、図８に示すように、ナット９を前記工具１０を用いて締付方向と逆方向に回転させて取り外してから、例えば、丸棒８の基端側の雄ネジ部８ｂよりもさらに基端側に形成した断面半円形状等の部分を、取り外し用の工具（図示しない）にて、丸棒８の先端側の雄ネジ部８ａを第１アリ部材５Ａの雌ネジ部５ｂにねじ込む方向と逆方向に回転させて取り外す。これにより、前記丸棒８及び前記ナット９を繰り返し使用して、材料費の低減を図ることができる。尚、上記丸棒８等を取り外した空間から第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂと第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂの圧入箇所に充填材を注入して、圧入状態の補強を行ってもよい。
【００２１】
上記第１例では、丸棒８の先端側に雄ネジ部８ａを形成するとともに、この雄ネジ部８ａに螺合する雌ネジ部５ｂを第１アリ部材５Ａに形成して、連結部としたが、これ以外に、第３例として図９の（イ）及び（ロ）に示すように、丸棒８の先端側に係止用の頭部８Ａを形成するとともに、この頭部８Ａを係止する係止部５ｄを第１アリ部材５Ａに形成して連結部としてもよい。又、図示しないが、丸棒８の先端側を第１アリ部材５Ａに一体に固着して連結させるようにしてもよい。
【００２２】
また、上記実施例では、丸棒８の基端側に雄ネジ部８ｂを形成するとともに、この雄ネジ部８ｂに螺合するナット９にて締結用部材を構成したが、これ以外に、第４例として図１０の（イ）及び（ロ）に示すように、丸棒８の基端側に係止用の頭部８Ｂを形成するとともに、第２アリ部材５Ｂにてセグメント内方側で受け止められた状態で上記頭部８Ｂをセグメント外方側に移動させる締結工具１１にて締結部材を構成することもできる。具体的には、締結工具１１に設けた可動アーム１１Ａの係止部を上記頭部８Ｂに係止させた状態でセグメント外方側に移動させて、第１、第２アリ溝部３ａ，３ｂに第１、第２アリ部材５Ａ，５Ｂを圧入する。
【００２３】
また、上記実施例では、締結部材（ナット９）を第２アリ部材５Ｂにてセグメント内方側で受け止めた状態で棒体８の基端側に係合してセグメント外方側に引き寄せるようにしたが、これ以外に、締結部材（ナット９）をセグメント１の切羽側の端部等にて受け止めて棒体８の基端側に係合してセグメント外方側に引き寄せるようにしてもよい。尚、この場合には、第２アリ部材５Ｂは、切羽側からジャッキ等を用いてセグメント内方側に押し込む必要がある。
【００２４】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル用セグメントを示す斜視図
【図２】シールドトンネルを表す縦断面図
【図３】トンネルセグメント組立構造を示すトンネル軸芯方向視断面図
【図４】アリ溝部及びアリ部材を示す斜視図
【図５】トンネルセグメント組立方法の第１例の手順を示す平面断面図
【図６】トンネルセグメント組立方法の第１例の手順を示す平面断面図
【図７】トンネルセグメント組立構造を示す平面断面図
【図８】トンネルセグメント組立方法の第２例を示す平面断面図
【図９】同第３例の連結部及び棒体を示す一部断面平面図
【図１０】同第４例の棒体及び締結用部材を示す一部断面平面図
【図１１】従来のトンネル用セグメント及びその組立方法を示す斜視図
【符号の説明】
１    トンネル用セグメント
１ａ  突合せ部
３ａ  第１アリ溝部
３ｂ  第２アリ溝部
４    拡大頭部
５Ａ  第１アリ部材
５Ｂ  第２アリ部材
５ａ  アリ本体
５ｂ  雌ネジ部
５ｄ  係止部
５ｃ  挿通孔
６    接当面
７    連通孔
８    棒体
８ａ  雄ネジ部
８ｂ  雄ネジ部
９    締結用部材
９    ナット
１１  締結用部材
【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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