(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内に設置するセグメントであって、
四角形又は四角形に継手部材として突出部を設けた形状の平面を有する本体と、
前記本体に設けられた、前記トンネル周方向の一方の側面から前記トンネル軸方向の一方の側面への第１の貫通穴と、前記第１の貫通穴に略平行な前記トンネル軸方向の他方の側面から前記トンネル周方向の他方の側面への第２の貫通穴と、
前記本体の前記トンネルの軸方向の一方の側面に更に設けられた穴と、
を具備することを特徴とする斜ボルトセグメント。
【請求項２】
前記本体は、補強材を用いたコンクリート製である請求項１記載の斜ボルトセグメント。
【請求項３】
前記本体は、鋼製、鋳鋼製、または短繊維が混入されたセメント質硬化体製である請求項１記載の斜ボルトセグメント。
【請求項４】
請求項１記載の斜ボルトセグメントを、固定手段を用いて、トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントとトンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントとに、同時に固定する斜ボルトセグメントの固定方法。
【請求項５】
前記斜ボルトセグメントの前記第１の貫通穴のトンネル周方向側面の穴と、前記トンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントの第２の貫通穴のトンネル周方向側面の穴とを合わせ、
前記斜ボルトセグメントの前記第２の貫通穴の軸方向側面の穴と、前記トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントのトンネル軸方向側面の穴とを、合わせて固定する請求項４記載の斜ボルトセグメントの固定方法。
【請求項６】
前記固定手段は、ナット及び長ナットと、ボルトであり、
前記斜ボルトセグメントの前記第１の貫通穴の周方向側面の穴を、前記トンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントの第２の貫通穴のトンネル周方向側面の穴から突出して設けられたボルトに合わせ、
前記斜ボルトセグメントの前記第２の貫通穴の軸方向側面の穴を、前記トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントのトンネル軸方向側面の穴から突出して設けられたボルトに合わせ、
前記斜ボルトセグメントの第１の貫通穴及び第２の貫通穴に前記ボルトを挿入し、前記ナット及び長ナットを締着して固定する請求項４記載の斜ボルトセグメントの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、斜ボルトセグメントおよび斜ボルトセグメントの固定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セグメントを組み立てる際、トンネル内面から結合ボルトを挿入してセグメント同士を結合し、円筒状のライニングとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この場合には、ボルト締結用の作業スペースがセグメントの内面に必要になる。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、セグメントの内面での作業が不要で、効率よく組み立てられる斜ボルトセグメントおよび斜ボルトセグメントの固定方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために、本発明は、トンネル内に設置するセグメントであって、四角形状又は四角形に継手部材として突出部を設けた形状の平面を有する本体と、前記本体に設けられた、前記トンネル周方向の一方の側面から前記トンネル軸方向の一方の側面への第１の貫通穴と、前記第１の貫通穴に略平行な前記トンネル軸方向の他方の側面から前記トンネル周方向の他方の側面への第２の貫通穴と、前記本体の前記トンネルの軸方向の一方の側面に更に設けられた穴と、を具備することを特徴とする斜ボルトセグメントである。
【０００６】
第１の発明では、平面が多角形状のセグメント本体に、トンネル周方向の側面からトンネル軸方向の側面までを貫通する斜めの貫通穴を設ける。多角形状とは、長方形、台形、平行四辺形等の四角形状や、四角形の側部に継手部材として突出部を設けた多角形状である。また、セグメント本体のトンネル周方向の側面に穴を設ける。斜ボルトセグメントでは、側面に貫通穴を設けるので、ボルトの挿入やナットの締め付けを、セグメントの側面から行える。
【０００７】
また、第２の発明は、トンネル内に設置するセグメントであって、四角形又は四角形に継手部材として突出部を設けた形状の平面を有する本体と、前記本体に設けられた、前記トンネル周方向の一方の側面から前記トンネル軸方向の一方の側面への第１の貫通穴と、前記第１の貫通穴に略平行な前記トンネル軸方向の他方の側面から前記トンネル周方向の他方の側面への第２の貫通穴と、前記本体の前記トンネルの軸方向の一方の側面に更に穴と、を具備することを特徴とする斜ボルトセグメントを、固定手段を用いて、トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントとトンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントとに同時に固定する斜めボルトセグメントの固定方法である。
【０００８】
第２の発明では、トンネル軸方向に隣接するセグメントの穴と斜ボルトセグメントの貫通穴、また、トンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントの貫通穴同士の位置を合わせ、固定手段で固定する。固定手段は、例えばボルト、ナット、長ナット等である。斜ボルトセグメントは、斜めの貫通穴を有するので、トンネル軸方向および周方向に隣接する斜ボルトセグメントに同時に連結することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、斜ボルトセグメント１の平面図、図２は、図１のＡ−Ａ方向の側面図である。斜ボルトセグメント１は、本体３、ボルト用穴５ａ、５ｂ、インサート９等から成る。
【００１０】
本体３は直方体状であり、トンネル内面側１０を凹として、長辺方向に湾曲している。本体３は、例えば、補強材を用いたコンクリート製、鋼製、鋳鋼製、短繊維が混入されたセメント質硬化体製の部材である。短繊維には、例えば、金属ファイバー、カーボンファイバー等が使用される。
【００１１】
本体３には、長辺方向の側面４ａから短辺方向の側面４ｂまでを斜めに貫通するボルト用穴５ａが設けられる。ボルト用穴５ａは、側面４ａから側面４ｂに向かって徐々に断面積が減少する。ボルト用穴５ａの側面４ｂ側の端部には、インサート７ａが設けられる。インサート７ａの断面積は、ボルト用穴５ａの側面４ａ側での断面積と同等の大きさである。
【００１２】
また、本体３には、短辺方向の側面４ｄから長辺方向の側面４ｃまでを斜めに貫通するボルト用穴５ｂが設けられる。ボルト用穴５ｂは、側面４ｄから側面４ｃに向かって徐々に断面積が減少する。ボルト用穴５ｂの側面４ｃ側の端部には、インサート７ｂが設けられる。インサート７ｂの断面積は、ボルト用穴５ｂの側面４ｄ側での断面積と同等の大きさである。
【００１３】
本体３の長辺方向の側面４ｃのほぼ中央には、インサート９が設けられる。ボルト用穴５ａ、５ｂ、インサート７ａ、７ｂ、インサート９は、本体３の厚みのほぼ中央の断面に設けられる。ボルト用穴５ａ、５ｂにはボルト（図示せず）が挿入される。インサート７ａ、７ｂ、インサート９では、ボルトにナットまたは長ナット（図示せず）が締め付けられる。
【００１４】
次に、斜ボルトセグメント１の組み立て方法について説明する。図３は、トンネル１３の軸方向の断面の斜視図である。図３に示すように、斜ボルトセグメントは、地山１１に掘削したトンネル１３の壁面に千鳥格子状に配置される。既設ライニング１２は、トンネル１３の内側に円筒状に設置された複数の斜ボルトセグメント１、１−（ｍ＋１）…で構成される。
【００１５】
図４は、図３のＢ部の拡大図である。既設ライニング１２として、斜ボルトセグメント１−ｍ、１−（ｍ＋１）…が設置されている。斜ボルトセグメント１−ｍには、トンネル１３の軸方向に隣接して斜ボルトセグメント１−ｎが連結されている。図４は、斜ボルトセグメント１−ｎと斜ボルトセグメント１−（ｍ＋１）に、斜ボルトセグメント１−（ｎ＋１）を連結する前の状態を示す。
【００１６】
斜ボルトセグメント１ｍのインサート９ｍには、ナット１５ａｍが埋め込まれている。ナット１５ａ−ｍにはボルト１７ａ−ｎが螺合されている。ボルト１７ａ−ｎは斜ボルトセグメント１−ｎのボルト用穴５ａ−ｎに挿入され、インサート７ａ−ｎでは、長ナット１９ａ−ｎがボルト１７ａ−ｎに締着されている。
【００１７】
斜ボルトセグメント１−ｎの外側では、長ナット１９ａ−ｎにボルト２１ｂ−（ｎ＋１）がねじ込まれている。また、斜ボルトセグメント１−（ｍ＋１）のインサート９−（ｍ＋１）にはナット１５ａ−（ｍ＋１）が埋め込まれ、ナット１５ａ−（ｍ＋１）にはボルト１７ａ−（ｎ＋１）がねじ込まれている。
【００１８】
図４に示す状態から、斜ボルトセグメント１−（ｎ＋１）を矢印Ｄの方向に動かし、ボルト用穴５ｂ−（ｎ＋１）にボルト２１ｂ−（ｎ＋１）を、ボルト用穴５ａ−（ｎ＋１）にボルト１７ａ−（ｎ＋１）を挿入する。
【００１９】
次に、ナット２３ｂ−（ｎ＋１）をインサート７ｂ−（ｎ＋１）に挿入し、トルクを加えて側面２５ａ側からボルト２１ｂ−（ｎ＋１）に締め付ける。また、長ナット１９ａ−（ｎ＋１）をインサート７ａ−（ｎ＋１）に挿入し、トルクを加えて側面２５ｂ側からボルト１７ａ−（ｎ＋１）に締め付ける。さらに、長ナット１９ａ−（ｎ＋１）にボルト２１ｂ−（ｎ＋２）をねじ込む。ボルト２１ｂ−（ｎ＋１）、ボルト１７ａ−（ｎ＋１）は緊張力を加えて締着される。
【００２０】
この段階で、斜ボルトセグメント１−（ｎ＋１）が、図４の斜ボルトセグメント１−ｎと同様の状態になる。一連の作業を繰り返して、斜ボルトセグメントを円筒状に連結していく。
【００２１】
このように、第１の実施の形態では、斜ボルトセグメント１の側面からボルト用穴５ａ、５ｂにボルトを挿入する。また、ボルトへのナットの締め付けも斜ボルトセグメント１の側面から行う。よって、トンネル内面での作業が不要になり、セグメント組み立て作業の効率化が図れる。
【００２２】
なお、図４では、既設ライニング１２や先行して組み立てられた斜ボルトセグメント１−ｎにボルト２１ｂ−（ｎ＋１）、１７ａ−（ｎ＋１）を取り付けてから、斜ボルトセグメント１−（ｎ＋１）のボルト用穴５ｂ−（ｎ＋１）、５ａ−（ｎ＋１）に挿入したが、斜ボルトセグメント１ｎを所定の位置に配置した後、ボルト２１ｂ−（ｎ＋１）、１７ａ−（ｎ＋１）をボルト用穴５ｂ−（ｎ＋１）、５ａ−（ｎ＋１）に挿入し、長ナット１９ａ−ｎ、ナット１５ａ−（ｍ＋１）にねじ込んでもよい。
【００２３】
また、斜ボルトセグメント１の平面形状は、図１に示すような長方形に限らない。図９に示すような平行四辺形でもよい。また、図１０に示すように長方形の短辺に継手部材として突出部５５を設けた形としてもよい。
【００２４】
いずれの場合も、トンネル内に設置する際に、トンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントのボルト用穴５７ａとボルト用穴５７ｂが、また、トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントのボルト用穴５７ａとインサート５９がつながるような位置に、ボルト用穴５７ａ、５７ｂ、インサート５９が設けられる。
【００２５】
次に、第２の実施の形態について説明する。図５は、斜ボルトセグメント３１の平面図、図６は、図５のＣ−Ｃ方向の断面図である。斜ボルトセグメント３１は、底面３３の周囲に側面３５ａ、側面３５ｂ、側面３５ｃ、側面３５ｄが設けられた直方体形状の箱体であり、底面３３側を凸として、長辺方向に湾曲している。斜ボルトセグメント３１は、例えば、鋼製、鋳鋼製、または短繊維が混入されたセメント質硬化体製である。短繊維には、例えば、金属ファイバー、カーボンファイバー等が使用される。
【００２６】
斜ボルトセグメント３１は、側面３５ａと側面３５ｂが接する部分に、三角柱状の隅角部３７ａを、側面３５ｃと側面３５ｄが接する部分に、三角柱状の隅角部３７ｂを有する。隅角部３７ａ、３７ｂは、側面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄと同じ材質である。
【００２７】
隅角部３７ａには、長辺方向の側面３５ａから短辺方向の側面３５ｂまでを斜めに貫通するボルト用穴３９ａが設けられる。ボルト用穴３９ａは、側面３５ａから側面３５ｂに向かって徐々に断面積が減少する。ボルト用穴３９ａの側面３５ｂ側の端部には、インサート４１ａが設けられる。インサート４１ａの断面積は、ボルト用穴３９ａの側面３５ａ側での断面積と同等の大きさである。
【００２８】
また、隅角部３７ｂには、短辺方向の側面３５ｄから長辺方向の側面３５ｃまでを斜めに貫通するボルト用穴３７ｂが設けられる。ボルト用穴３７ｂは、側面３５ｄから側面３５ｃに向かって徐々に断面積が減少する。ボルト用穴３７ｂの側面３５ｃ側の端部には、インサート４１ｂが設けられる。インサート４１ｂの断面積は、ボルト用穴３７ｂの側面３５ｄ側での断面積と同等の大きさである。
【００２９】
斜ボルトセグメント３１の長辺方向の側面３５ｃのほぼ中央には、インサート４３が設けられる。ボルト用穴３７ａ、３７ｂ、インサート４１ａ、４１ｂ、インサート４３は、隅角部３７ａ、３７ｂの厚みのほぼ中央の断面に設けられる。
【００３０】
斜ボルトセグメント３１の組み立て方法は、第１の実施の形態の斜ボルトセグメント１と同様である。斜ボルトセグメント３１のボルト用穴３９ａ、３９ｂ、インサート４１ａ、４１ｂ、インサート４３は、それぞれ、斜ボルトセグメント１のボルト用穴５ａ、５ｂ、インサート７ａ、７ｂ、インサート９に相当する。
【００３１】
次に、第３の実施の形態について説明する。図７は、斜ボルトセグメント５１の平面図、図８は、図７のＤ−Ｄ方向の断面図である。斜ボルトセグメント５１では、第２の実施の形態の斜ボルトセグメント３１のインサート４３を貫通穴４４としたものの内部に、コンクリート５３が充填される。コンクリート５３には、貫通穴４４に対応する位置に凹部５４が設けられる。
【００３２】
斜ボルトセグメント５１の組み立て方法は、第１、第２の実施の形態の斜ボルトセグメントとほぼ同様である。第１、第２の実施の形態では、インサート９、４３にナットを埋めこんだが、斜ボルトセグメント５１では、貫通穴４４にボルトを挿入し、凹部５４を用いて側面３５ｃの内側からナットをボルトに締着する。
【００３３】
なお、第３の実施の形態では、図５に示す斜ボルトセグメント３１の内部にコンクリートを充填してもよい。この場合、斜ボルトセグメント３１と同様の組み立て方法で、斜ボルトセグメントをトンネル内に設置する。
【００３４】
第２、第３の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、斜ボルトセグメント３１、５１の平面形状は、長方形に限らない。図１１に示すような平行四辺形でもよい。また、図１２に示すように長方形の短辺に継手部材として突出部５５を設けた形としてもよい。
【００３５】
いずれの場合も、トンネルに設置する際に、トンネル周方向に隣接する斜ボルトセグメントのボルト用穴５７ａとボルト用穴５７ｂが、また、トンネル軸方向に隣接する斜ボルトセグメントのボルト用穴５７ａとインサート５９がつながるような位置に、ボルト用穴５７ａ、５７ｂ、インサート５９が設けられる。
【００３６】
第１から第３の実施の形態の斜ボルトセグメントは、新設トンネルのライニング用としてのみでなく、既設トンネルの補修用のセグメントとして用いることもできる。
【００３７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、セグメントの内面での作業が不要で、効率よく組み立てられる斜ボルトセグメントおよび斜ボルトセグメントの固定方法を提供できる。
【図面の詳細な説明】
【図１】斜ボルトセグメント１の平面図
【図２】図１のＡ−Ａ方向の側面図
【図３】トンネル１３の軸方向の断面の斜視図
【図４】図３のＢ部の拡大図
【図５】斜ボルトセグメント３１の平面図
【図６】図５のＣ−Ｃ方向の断面図
【図７】斜ボルトセグメント５１の平面図
【図８】図７のＥ−Ｅ方向の断面図
【図９】斜ボルトセグメント１の他の形状を示す図
【図１０】斜ボルトセグメント１の他の形状を示す図
【図１１】斜ボルトセグメント３１、５１の他の形状を示す図
【図１２】斜ボルトセグメント３１、５１の他の形状を示す図
【符号の説明】
１、１−ｍ、１−（ｍ＋１）、１−ｎ、１−（ｎ＋１）、３１、５１………斜ボルトセグメント
３………本体
５ａ、５ｂ、３９ａ、３９ｂ、５７ａ、５７ｂ………ボルト用穴
７ａ、７ｂ、９、４１ａ、４１ｂ、４３、５７ａ、５７ｂ、５９………インサート
１５ａ−ｍ、１５ａ−（ｍ＋１）………ナット
１７ａ−ｎ、１７ａ−（ｎ＋１）………ボルト
１９ａ−ｎ、１９ａ−（ｎ＋１）………長ナット
２１ｂ−（ｎ＋１）、２１ｂ−（ｎ＋２）………ボルト
２３ｂ−（ｎ＋１）………ナット
５３………コンクリート
【図１】
0003581116.tif 000002
【図２】
0003581116.tif 000003
【図３】
0003581116.tif 000004
【図４】
0003581116.tif 000005
【図５】
0003581116.tif 000006
【図６】
0003581116.tif 000007
【図７】
0003581116.tif 000008
【図８】
0003581116.tif 000009
【図９】
0003581116.tif 000010
【図１０】
0003581116.tif 000011
【図１１】
0003581116.tif 000012
【図１２】
0003581116.tif 000013