(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの接合面同士を合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントであって、
互いに周方向へ接合される接合面は、掘削穴の軸方向に対して傾斜されてなり、これら接合面の一方の厚さ方向中央部に接合突起が設けられ、他方の厚さ方向中央部に前記接合突起が嵌合可能な接合凹部が形成され、
これら接合突起及び接合凹部は、互いに当接するとともに、掘削穴の軸方向と直交する当接面を有し、
これら当接面には、互いに嵌合する突起部及び嵌合穴が形成されてなることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
互いの接合面同士を合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントであって、
互いに周方向へ接合される接合面は、掘削穴の軸方向に対して傾斜されてなり、これら接合面の一方に、接合突起が設けられ、他方に前記接合突起が嵌合可能な接合凹部が形成され、
これら接合突起及び接合凹部は、互いに当接するとともに、掘削穴の軸方向と直交する当接面を有し、
これら当接面には、互いに嵌合する突起部及び嵌合穴が形成されてなり、
前記接合突起及び前記接合凹部には、前記突起部及び前記嵌合穴が形成された当接板が設けられてなることを特徴とするセグメント。
【請求項３】
スキンプレートが表裏に設けられ、これらスキンプレート同士の間に、補強鋼材が設けられてなり、これら補強鋼材に、前記当接板が固定されてなることを特徴とする請求項２記載のセグメント。
【請求項４】
スキンプレートが表裏に設けられ、これらスキンプレート同士の間に、補強鋼材が設けられてなり、これら補強鋼材に、前記突起部及び前記嵌合穴が設けられてなることを特徴とする請求項１または２記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、相互に複数連結することにより掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成する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。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては平面視長方形状で円弧版状のものが主流であり、これらセグメント同士をボルトによって接合していた。
このボルトでセグメント同士を接合する構造としては、セグメントの接合面の近傍に、セグメントの接合面同士を当接させた際に、互いに連通する孔部を有する継手を埋め込んでおき、これら継手の孔部同士が連通するように、セグメントの接合面を当接させた状態にて、孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させて接合させる構造が一般的である。また、相互のセグメントにナット部材であるインサート金具を埋め込んでおき、隣接するセグメントに貫通させたボルトを締結させて互いに接合させる構造もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造では、構築現場にて継手の接合面に形成された孔部へボルトを挿通させ、このボルトへナットを締結させたり、相互のセグメントに埋め込んだインサート金具へボルトを締結させるという極めて煩雑な作業を要するため組み立て時間の短縮には限界があり、また、ロボットによる自動組み付けへの適応が困難であった。さらには、二次覆工を省略する場合にもボルト・ナットを設置するためにセグメントに形成したボルトボックスの閉塞作業を行なわなければならず、施工の高速化、省力化を目指す上で新たな継手構造の開発が急務となっているのが現状であった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて容易にかつ確実に相互に接合させることが可能なセグメントを提供することを目的としている。
【０００５】
【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記載のセグメントは、互いの接合面同士を合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントであって、互いに周方向へ接合される接合面は、掘削穴の軸方向に対して傾斜されてなり、これら接合面の一方の厚さ方向中央部に接合突起が設けられ、他方の厚さ方向中央部に前記接合突起が嵌合可能な接合凹部が形成され、これら接合突起及び接合凹部は、互いに当接するとともに、掘削穴の軸方向と直交する当接面を有し、これら当接面には、互いに嵌合する突起部及び嵌合穴が形成されてなることを特徴としている。
【０００６】
請求項２記載のセグメントは、互いの接合面同士を合わせた状態で接合されて、トンネル壁体を構成するセグメントであって、互いに周方向へ接合される接合面は、掘削穴の軸方向に対して傾斜されてなり、これら接合面の一方に、接合突起が設けられ、他方に前記接合突起が嵌合可能な接合凹部が形成され、これら接合突起及び接合凹部は、互いに当接するとともに、掘削穴の軸方向と直交する当接面を有し、これら当接面には、互いに嵌合する突起部及び嵌合穴が形成されてなり、前記接合突起及び前記接合凹部には、前記突起部及び前記嵌合穴が形成された当接板が設けられてなることを特徴としている。
請求項３記載のセグメントは、請求項２記載のセグメントにおいて、スキンプレートが表裏に設けられ、これらスキンプレート同士の間に、補強鋼材が設けられてなり、これら補強鋼材に、前記当接板が固定されてなることを特徴としている。
請求項４記載のセグメントは、請求項１または２記載のセグメントにおいて、スキンプレートが表裏に設けられ、これらスキンプレート同士の間に、補強鋼材が設けられてなり、これら補強鋼材に、前記突起部及び前記嵌合穴が設けられてなることを特徴としている。
【０００７】
【作用】
請求項１記載のセグメントによれば、接合突起を接合凹部へ嵌合させながら接合面同士を当接させると、これら接合突起及び接合凹部の当接面が、その突起部と嵌合穴とが嵌合した状態に当接されてセグメント同士が接合される。
請求項２記載のセグメントによれば、接合突起を接合凹部へ嵌合させながら接合面同士を当接させると、これら接合突起及び接合凹部の当接板同士が、その突起部と嵌合穴とが嵌合した状態に当接されてセグメント同士が接合される。
請求項３記載のセグメントによれば、表裏に設けられたスキンプレート及びこれらスキンプレート同士の間に設けられた補強鋼材によってセグメントの強度が向上される。
請求項４記載のセグメントによれば、表裏に設けられたスキンプレート及びこれらスキンプレート同士の間に設けられた補強鋼材によってセグメントの強度が向上される。また、補強鋼材に突起部及び嵌合穴が直接形成されているので、構造の簡略化が図られる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明のセグメントの実施例を図１〜図５によって説明する。
図において、符号１は雄型セグメントであり、符号２は雌型セグメントである。これら雄型セグメント１及び雌型セグメント２は、それぞれ平面視台形状に形成されて、周方向への接合面１ａ、２ａが、それぞれ掘削穴の軸方向に対して傾斜された円弧板からなるもので、それぞれ周方向へ接合させることにより、筒状壁体を構成するリングが構築されるようになっている。また、これら雄型セグメント１及び雌型セグメント２は、それぞれ金属板からなるスキンプレート３同士の間がコンクリートＫとされた高強度な合成セグメントとされており、その内部には、スキンプレート３同士に溶接等によって固定されたせん断補強鋼材４が配設されている。
【０００９】
雄型セグメント１には、その周方向への接合面１ａに厚さ方向へ一対ずつかつ幅方向へ間隔をあけて接合突起５が形成されている。これら接合突起５は、それぞれ前記せん断補強鋼材４の突出された端部と、この端部とともに突出されたコンクリートＫと、せん断補強鋼材４の端部近傍に積層させた状態に例えば、ボルト・ナットによる締結あるいは溶接等によって固定された突起部６を有する継手板（当接板）７とから構成されている。
また、雌型セグメント２には、その周方向への接合面２ａに、雄型セグメント１の接合突起５が嵌合可能な接合凹部８が、厚さ方向へ一対ずつかつ幅方向へ間隔をあけて形成されている。そして、この接合凹部８には、前記突起部６が嵌合可能な嵌合穴９が形成された受け板（固定板）１０が設けられており、前記せん断補強鋼材４に、例えば、ボルト・ナットによる締結あるいは溶接等によって固定されている。
【００１０】
そして、この雄型セグメント１の接合突起５を、雌型セグメント２の接合凹部８へ嵌合させることにより、突起部６が嵌合穴９へ嵌合するとともに、継手板７及び受け板１０の表面からなる当接面が互いに当接するようになっている。
なお、これら継手板７及び受け板１０の表面からなる当接面は、それぞれ掘削穴の軸に対して直交する面とされている。
【００１１】
また、これら雄型セグメント１及び雌型セグメント２を用いて筒状壁体を構成するリングを構築する際に、周方向への分割数が偶数の場合は、それぞれ平面視台形状の雄型セグメント１及び雌型セグメント２を交互に接合させる。また、周方向への分割数が奇数の場合は、一端側に雄型セグメント１に設けられた接合突起５を有し、他端側に雌型セグメント２に設けられた接合凹部８を有する平行四辺形のセグメントを用いて接合させる。
【００１２】
このように、上記構成のセグメント１、２によれば、雄型セグメント１の接合面１ａと雌型セグメント２の接合面２ａとを、雄型セグメント１の接合突起５を雌型セグメント２の接合凹部８へ嵌合させるだけで、極めて容易に、接合突起５に形成された突起部６を受け板１０に形成された嵌合穴９へ嵌合させて、これら雄型セグメント１と雌型セグメント２とを周方向へ連結させてリングを構築することができる。
即ち、従来のボルト・ナットによる締結構造あるいはインサート金具へボルトを締結させる締結構造と比較して、その接合作業にかかる労力を大幅に低減させることができるとともにロボットによる自動組み立ての容易化を図ることができ、さらには、ボルトボックス等がないので、ボルトボックスの閉塞作業を省略することができる。
【００１３】
なお、上記実施例では、突起部６を有する継手板７及び突起部６が嵌合する嵌合穴９を有する受け板１０をそれぞれせん断補強鋼材４に取り付けたが、これらの継手板７及び受け板１０を用いずに、突起部６及び嵌合穴９を、せん断補強鋼材４に直接設けても良い。また、接合突起５及び接合凹部８の形成位置、形状等としては、上記のものに限定されることはない。
【００１４】
図６〜図９に示すものは、雄型セグメント１の一方の接合突起５及び雌型セグメント２の一方の接合凹部８を、それぞれセグメント１、２の一側部側に寄せて設けたものであり、図１０〜図１３に示すものは、接合突起５及び接合凹部８をそれぞれ厚さ方向に一つずつ設けたものである。また、図１４に示すものは、接合突起（図示略）及び接合凹部８をそれぞれ厚さ方向中央部に設けるとともに、厚さ方向に長い、突起部（図示略）及び嵌合穴９を設けたものである。
また、上記実施例では、表裏にスキンプレート３を設け、これらスキンプレート３同士の間がコンクリートＫとされた合成セグメントについて説明したが、図１５〜図１８に示すように、コンクリート製のセグメントにも適応できるのは勿論である。なお、図１５〜図１８中符号１１は、継手板７及び受け板１０をセグメント１、２に強固に一体化させるアンカー筋である。
【００１５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の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記載のセグメントによれば、接合突起を接合凹部へ嵌合させるだけで、これら接合突起及び接合凹部の当接面同士を当接させて、突起部と嵌合穴とを嵌合させ、これら突起部と嵌合穴との係止力によって、極めて容易にセグメント同士を接合させることができる。
即ち、従来のボルト・ナットによる締結構造あるいはインサート金具へボルトを締結させる締結構造と比較して、その接合作業にかかる労力を大幅に低減させることができるとともにロボットによる自動組み立ての容易化を図ることができ、さらには、ボルトボックス等がないので、ボルトボックスの閉塞作業を省略することができる。
【００１６】
請求項２記載のセグメントによれば、それぞれのセグメントの当接板の突起部と嵌合穴との係合力によってそれぞれのセグメント同士を確実に接合させることができる。
請求項３記載のセグメントによれば、スキンプレート及びこれらスキンプレート同士の間に設けられた補強鋼材によって大幅な強度向上が図られるとともに、補強鋼材に設けられた突起部と嵌合穴とが互いに嵌合して接合されるので、さらなる確実な接合状態を確保することができる。
請求項４記載のセグメントによれば、スキンプレートの間に設けられた補強鋼材に、突起部と嵌合穴とが直接設けられて構造が簡略化されているので、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のセグメントの構成及び構造を説明するセグメントの一部を平面視した平断面図である。
【図２】本発明の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの斜視図である。
【図３】本発明の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの正面図である。
【図４】本発明の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの斜視図である。
【図５】本発明の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの正面図である。
【図６】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの平面図である。
【図７】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの正面図である。
【図８】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの平面図である。
【図９】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの正面図である。
【図１０】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの正面図である。
【図１２】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの斜視図である。
【図１３】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの正面図である。
【図１４】本発明の他の実施例のセグメントを説明する雌型セグメントの斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの平面図である。
【図１６】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雄型セグメントの正面図である。
【図１７】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの平面図である。
【図１８】本発明の他の実施例のセグメントを構成する雌型セグメントの正面図である。
【符号の説明】
１  雄型セグメント（セグメント）
１ａ、２ａ  接合面
２  雌型セグメント（セグメント）
３  スキンプレート
４  せん断補強鋼材（補強鋼材）
５  接合突起
６  突起部
７  継手板（当接板）
８  接合凹部
９  嵌合穴
１０  受け板（当接板）
【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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【図１８】
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