(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開削されたトンネルの内面に沿って配置されるセグメント（７）の背面に袋体（８）を配置してなるものであって、当該袋体（８）が、中央部に大径部（１１）を有し、両端部に小径部（１２）を有する異径の筒状織物（１０）よりなり、前記小径部（１２）の折畳み幅が前記大径部（１１）の直径よりも小さく、当該小径部（１２）の両端が偏平に折畳まれて閉塞されており、且つ当該偏平状態の小径部（１２）が前記大径部（１１）における前記セグメント（７）に接する側に折返された状態でセグメント（７）の背面に止着されており、セグメント（７）を貫通して袋体（８）内に通じる注入口（９）が形成されていることを特徴とする、トンネルの覆工部材
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、シールド工法などによりトンネルを形成する場合における、トンネル内面の覆工部材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、地中にトンネルを形成する方法として、シールド工法が広く知られている。
【０００３】
シールド工法は、図１に示すようにシールド機本体１を推進用ジャッキ２で地山内に押込み、然る後シールド機のテール部の内側において、複数の覆工用セグメント３を組立て、その覆工用セグメント３と地山５との間の余掘り空間４にコンクリートなどの裏込め材を充填するのが一般的である。
【０００４】
覆工用セグメント３は図２に示すように、トンネルの底部、両側部及び天井近くを構成する多数（図２においては６個）のＡ型３ａ  と、天井の両側を構成する２個のＢ型３ｂ  と、天井の頂部を構成するＣ型３ｃ  とよりなっており、シールド機本体１の後部でこれらの覆工用セグメント３を自動的に組立てて、略円筒形のトンネルを形成するのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの方法では、地盤が軟弱である場合には、覆工用セグメント３を組立てた後裏込め材が硬化するまでの間に地盤に緩みが生じ易い。またシールド機本体１を推進させるための反力は、後方の覆工用セグメント３が支持するのであるが、その覆工用セグメント３の周囲の地山５が緩んでいると、シールド機本体１の反力を支持することが困難である。
【０００６】
また覆工用セグメント３の外側に筒状の袋を取付け、当該袋内に裏込め材を充填して膨脹させ、地山５の緩みを防止しつつ、余掘り空間４を充填する方法も考えられる。
【０００７】
しかしながら一般にシールド工法においては、複数の覆工用セグメント３の移動・組立て・設置などの作業が自動的に行われるので、かかる自動化の工程中に、覆工用セグメント３の外側に沿ってリング状の袋を設置する工程を付加することは困難である。
【０００８】
また個々の覆工用セグメント３の外側に、予め分割された袋を個別に取付けておくことにより、自動化工程に組込むことも考えられるが、個々の袋の端末部が、覆工用セグメント３を組立てる障害とならず、且つ裏込め材を圧入したときにその圧力に耐えつつ、隣接する袋同士が突合わされ、覆工用セグメント３と地山５との間が全体に亙って裏込めされることが必要である。
【０００９】
特に裏込め材として遅硬性のモルタルなどを使用する場合には、当該モルタルなどが硬化するまでの間に地山の緩み防止や掘削の反力を確保するためには裏込め材の圧力を１０ｋｇ／ｃｍ２程度にまで高める必要があり、袋体として耐圧力を高めると共に、端末部においても高圧に耐える構造が必要とされるのである。
【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、覆工用セグメント３の外側に個別に袋体を取付け、覆工用セグメント３を地山５に対して強固に固定することのできる覆工部材を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決する手段】
而して本発明のトンネルの覆工部材は、開削されたトンネルの内面に沿って配置されるセグメントの背面に袋体を配置してなるものであって、当該袋体が、中央部に大径部を有し、両端部に小径部を有する異径の筒状織物よりなり、前記小径部の折畳み幅が前記大径部の直径よりも小さく、当該小径部の両端が偏平に折畳まれて閉塞されており、且つ当該偏平状態の小径部が前記大径部における前記セグメントに接する側に折返された状態でセグメントの背面に止着されており、セグメントを貫通して袋体内に通じる注入口が形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
以下本発明を図面に従って説明する。図３は本発明の覆工部材６を示すものであって、７はセグメントである。
【００１３】
当該セグメント７は、図２に示す覆工用セグメント３と同様に、複数のセグメント７を組合わせて断面略円形のトンネルの内張りを形成するように、略円弧状に彎曲せしめられている。
【００１４】
この図面においては、セグメント７は略円筒面の一部を形成する基板７ａと、当該基板７ａにおける彎曲の内側及び外側に、彎曲方向に沿って張出した複数の補強板７ｂ，７ｃとよりなっているが、このセグメント７は図３に示される構造のものに限られるものではなく、一般に覆工用セグメント３として使用されるものをそのまま使用することができる。
【００１５】
そして８は当該セグメント７における補強板７ｃ間の、基板７ａの彎曲の外側に沿って取付けられた袋体であって、基板７ａを貫通して袋体８内に通じる注入口９が形成されている。
【００１６】
図４は本発明における袋体８の一端部を示すものであって、１０は筒状織物である。この筒状織物１０は、中央部に大径部１１を有し、両端部には小径部１２を有する異径のものとなっている。
【００１７】
そして当該筒状織物１０の大径部１１は、セグメント７の基板７ａ背面と地山５との最大間隔よりも大きい径を有し、覆工部材６を組立てた状態で袋体８を膨ませたとき、当該袋体８がセグメント７及び地山５に圧接し得るものとするべきである。
【００１８】
筒状織物１０の前記小径部１２は、扁平に折畳んだ状態において前記大径部１１の直径より小さい折畳み幅を有し、小径部１２の端末は偏平に折畳まれて一対の挟圧片１３で挟圧され、閉塞されている。
【００１９】
挟圧片１３は、適宜の金属製の板などであって、偏平状態の小径部１２の端末をこの板で挟み、ボルトなどで締付けることにより小径部１２を挟圧することができる。
【００２０】
そしてこの小径部１２は大径部１１との境界部において、セグメント７に接近する方向に折返されており、この状態で小径部１２はセグメント７の背面に止着されている。また小径部１２の端末を閉塞した挟圧片１３は、セグメント７の背面に刻設された凹溝１４に嵌合されている。
【００２１】
なお小径部１２の端末を閉塞する手段としては、前記挟圧片１３で挟圧するものに限られるものではなく、縫合など他の手段によることもできる。またこの偏平状態の小径部１２をセグメント７の背面に止着するに当っても、ボルトやリベットで固定したり、接着することもできる。
【００２２】
【作用】
本発明においては、袋体８を扁平に折畳んだ状態でセグメント７の背面に取付ける。セグメント７が図３に示すように彎曲の外側に補強板７ｃを有する場合には、袋体８をさらに小さく折畳んで、補強板７ｃの外縁より突出しないように収容した状態としておくのが好ましい。
【００２３】
而してシールド工法などにおいて、図１に示すようにシールド機本体１が前進して掘削を進めた後、シールド機のテール部において本発明の複数の覆工部材６を組立てて覆工を形成する。
【００２４】
このとき覆工部材６は、セグメント７の外側に袋体８を取付けたものであるから、従来の工法における覆工用セグメント３と全く同様に取扱うことができ、自動的な覆工の組立て工程に組込むことができる。
【００２５】
そして覆工部材６を組立てた後、前記注入口９から袋体８内にモルタルなどの裏込め材を圧入する。この裏込め材の圧力によって袋体８は膨み、図３に示すように袋体８はセグメント７及び地山５に強く圧接され、余掘り空間４を埋めると共に、裏込め材内の水は袋体８の布目から排出される。
【００２６】
このとき図４（ｂ）に示すように、袋体８の大径部１１が膨むことにより、小径部１２は当該大径部１１とセグメント７との間に挟持され、また挟圧片１３がセグメント７の凹溝１４に係止するので、小径部１２は挟圧片１３から折返された状態に保持される。
【００２７】
従って袋体８が膨んだ状態においては、当該袋体８の端末は図４（ｂ）に示されるように、略半球状に膨むこととなり、当該端末に邪魔な部分が突出することがなく、図３に示すように隣接する覆工部材６の袋体８の端末同士が互いに突合わされて圧接する。
【００２８】
従って袋体８の端末同士が互いに圧接し、補強し合って袋体８の耐圧力を高めると共に、覆工をシールして地山５からトンネル内への地下水の侵入を阻止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
従って本発明によれば、裏込め材を高圧で袋体８内に充填することができ、当該袋体８がセグメント７及び地山５に圧接して覆工部材６を地山５に対して固定するので、地山５が軟弱であっても、裏込め材がその軟弱な岩盤の中に侵入して岩盤を緩めることがない。
【００３０】
従って軟弱地盤であっても覆工を地山５に対して強固に固定することができ、またシールド機本体１を推進させる反力も、組立てられた覆工部材６を介して地山５でしっかりと支持することができる。
【００３１】
また袋体８の小径部１２が大径部１１に重なるように折返されているので、内圧が作用したときに袋体８の端末が半球状を呈し、高い圧力に耐えることができると共に、隣接する覆工部材６の端末同士が圧接し、セグメント７と地山５との間の全体に亙って裏込め材を充填することができる。
【００３２】
また筒状織物１０の端末を閉塞した挟圧片１３は、セグメント７に刻設された凹溝１４に嵌合されているので、袋体８が挟圧片１３により傷付けられることがなく、また袋体８の収納にも障害にならない。また挟圧片１３が凹溝１４に係止されて移動しないので、袋体８に内圧がかかっても端末の半球状の形状が変化することがなく、高い耐圧力を維持できる。
【００３３】
さらに本発明においては袋体８の両端部が小径部１２であり、その折畳み幅が大径部１１の直径より小さいので、袋体８の端末の形状が滑らかとなり、内圧により局部的に大きな力がかかることがないと共に、その小径部１２を折返したときに大径部１１の側方にはみ出すことがなく、また挟圧片１３もコンパクトなものとなる。
【００３４】
なお以上の説明においては、本発明をシールド工法における覆工部材として説明しているが、本発明はシールド工法用のものに限られるものではなく、他の工法、例えばアーチ型支保工を用いるトンネルの形成についても適用することができる。この場合には、複数に分割された鋼性支保を本発明におけるセグメント７とし、その外側に袋体８を配置することにより、本発明の覆工部材６とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールド工法を実施する状態を示す概念図
【図２】シールド工法における覆工用セグメントの組立状態を示す概念図
【図３】本発明の覆工部材の中央縦断面図である。
【図４】本発明の袋体の端末部を示すものであって、（ａ）は筒状織物の端末部を示す側面図であり、（ｂ）は袋体の端末部の側面図である。
【符号の説明】
６  覆工部材
７  セグメント
８  袋体
９  注入口
１０  筒状織物
１１  大径部
１２  小径部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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