(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手構造体であって、該継手構造体は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、継手構造体。
【請求項２】
前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とする、請求項１に記載の継手構造体。
【請求項３】
前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の継手構造体。
【請求項４】
継手構造体であって、該継手構造体は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、継手構造体。
【請求項５】
シールドトンネルを構築するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手であって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、セグメント用継手。
【請求項６】
前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とする、請求項５に記載のセグメント用継手。
【請求項７】
前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とする、請求項５または６に記載のセグメント用継手。
【請求項８】
前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備える、請求項５〜７のいずれか１項に記載のセグメント用継手。
【請求項９】
シールドトンネルを構築するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手であって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、セグメント用継手。
【請求項１０】
互いに隣接するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手を含むセグメントであって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、セグメント。
【請求項１１】
前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とする、請求項１０に記載のセグメント。
【請求項１２】
前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のセグメント。
【請求項１３】
前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備える、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１４】
前記セグメントは、前記通孔に向けて貫通する貫通孔が設けられ、前記係止部材が前記貫通孔に挿通されていて、前記係止部材により前記突出部材が係止された後に前記貫通孔にグラウトを充填することを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか１項に記載のセグメント。
【請求項１５】
互いに隣接するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手を含むセグメントであって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、セグメント。
【請求項１６】
セグメントを周方向に連結して構築されるシールドトンネルであって、トンネル周方向に互いに隣接するセグメントがオス金具とメス金具とにより連結され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、シールドトンネル。
【請求項１７】
前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とする、請求項１６に記載のシールドトンネル。
【請求項１８】
前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とする、請求項１６または１７に記載のシールドトンネル。
【請求項１９】
前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備える、請求項１６〜１８のいずれか１項に記載のシールドトンネル。
【請求項２０】
前記セグメントは、前記通孔に向けて貫通する貫通孔が設けられ、前記係止部材が前記貫通孔に挿通されていて、前記係止部材により前記突出部材が係止された後に前記貫通孔にグラウトを充填することを特徴とする、請求項１６〜１９のいずれか１項に記載のシールドトンネル。
【請求項２１】
セグメントを周方向に連結して構築されるシールドトンネルであって、トンネル周方向に互いに隣接するセグメントがオス金具とメス金具とにより連結され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される、シールドトンネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、継手構造体および該継手構造体を使用して形成される掘削坑の内側にセグメントを周方向およびトンネル軸方向に連結して構築されるシールドトンネルのために用いられるセグメント用継手、該継手を備えるセグメントおよびシールドトンネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで、互いに隣接する部材を連結するために種々の継手構造が、必要に応じて材質、締結力、作業性、効率性といった点から提案されている。例えば、シールド工法は、トンネルや坑道を構築するために用いられ、シールド掘進機を用いて地下に穴を堀進し、この穴の内側をセグメントリングで覆工する工法であり、安全かつ確実に作業を行うことができるという特徴がある。
【０００３】
このシールド工法に用いられるセグメントリングは、通常は複数のセグメントに分割された状態で堀削坑の内部に運ばれ、内部の施工現場で堀削坑の内径に沿って組み立てられる。このため、セグメントは容易に連結できることが望まれている。また、耐久性や安全性などの面から、トンネル内面に継手が露出しないことが望まれている。
【０００４】
セグメント間の連結は、例えば特開平９−１３２９９７号公報によると、互いに連結すべきセグメントに継手プレートが設けられ、ボルトボックスを利用してワッシャを介してボルトを通し、またワッシャを介してナットを締め付けることによって行われることが開示されている。
【０００５】
また、特開平１０−２２０１８５号公報には、互いに連結すべきセグメントの一方にピンが突設され、他方にはピン穴が設けられ、一方のピンが他方のピン穴に挿入される構造が開示されている。また、突設されたピンには、側方に張り出す係止凸部が設けられ、ピン穴には回動自在とされた筒体と、筒体内部に係止部材と、筒体を回動方向に付勢するゼンマイとが設けられ、ピンの係止凸部とピン穴の係止部材とによって連結される継手構造が開示されている。
【０００６】
さらに、特開平９−１３２９９７号公報には、ボルトボックスを利用してボルトを継手プレートに高剛性ワッシャを介して通し、通したボルトに、さらに高剛性ワッシャを介してナットを填めて締結する方法が開示されている。従来のボルト、ナットを用いた連結方法と比較すると、ボルトをナットに填めることが容易であり、高剛性ワッシャを用いて締結するため、ナットの緩みを抑えることができるなどの利点がある。しかしながら、特開平９−１３２９９７号公報に開示された方法は、セグメントに取り付ける継手の位置や継手プレートおよび高剛性ワッシャの加工精度、セグメントの設置位置などを厳密に管理する必要がある。
【０００７】
また、特開平１０−２２０１８５号公報には、互いに連結すべきセグメントの突設されたピンを、ピン穴の筒体を回転させて挿入し、突設されたピンの側方に張り出す係止凸部と筒体内部の係止部材とにより、容易にセグメントを連結できる方法が開示されている。しかしながら、特開平１０−２２０１８５号公報に開示される方法は、ピンと、ピン穴との位置がずれるとセグメントを連結できない場合があるため、これらの設置位置とセグメントの設置位置の双方を厳密に管理する必要がある。さらに、セグメントを固定させるために、ピンに設けられる係止凸部の位置と、ピン穴に設けられる係止部材の位置および強度とを厳密に管理する必要もある。
【０００８】
また、上述したピンおよびボルト、ナットを用いた従来例では、セグメントの加工を複雑にするため、セグメントコストが高くなるという問題があった。さらに、高剛性ワッシャを用いたとしても、ナットには緩みが生じるため、ナットの増し締めなどの事後工程を要し、コストおよび効率といった点において充分とはいえなかった。また、上述した従来例では、ボルトボックスを設ける必要上、セグメントにコンクリート製のセグメントを用いる場合、継手部分のひび割れや漏水を多く生じるといった問題があった。さらに、従来例では、継手の配設がセグメントの内周側に集中しており、この構造はセグメント内側の曲げ引張応力に対して耐久性がある一方で、セグメント外側の曲げ引張応力に弱い欠点がある。このため、土圧などのセグメント外周部への圧力により構築したシールドトンネルに変形を生じるといった問題もあった。
【０００９】
特開２００１−１７３３７４号公報には、セグメントに設けられたオス継手とメス継手とを嵌合させて一時的な荷重を緩和させ、接合面同士が隣接した状態でＰＣ鋼材を挿通させてプレストレスをかけることにより連結することが開示されている。この接合構造では、ボルトおよびナットを用いることがないために施工性が良く、事後工程を必要としないといった利点がある。しかしながら、特開２００１−１７３３７４号公報に開示の接合構造は、ＰＣ鋼材を挿通させる孔をセグメントに設ける必要があり、セグメントを連結してトンネルを形成するのに多くのＰＣ鋼材を必要とする問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って、容易に、かつ迅速に互いに隣接する部材を連結することができる継手構造体を提供し、さらにシールド工法を施工する際に、トンネル周方向にセグメントを連結することにより、労力を低減させ、かつ低コストとなるセグメント用継手、土圧などによる外部圧力に対しても耐久性のあるシールドトンネルを構築することを可能とする該セグメント用継手を備えたセグメントおよびシールドトンネルを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、本発明の継手構造体、該継手構造体を用いたセグメント用継手、セグメントおよびシールドトンネルを提供することにより達成される。
【００１２】
本発明の請求項１の発明によれば、継手構造体であって、該継手構造体は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される継手構造体が提供される。
【００１３】
本発明の請求項２の発明によれば、前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とする継手構造体が提供される。
【００１４】
本発明の請求項３の発明によれば、前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とする継手構造体が提供される。
【００１５】
本発明の請求項４の発明によれば、継手構造体であって、該継手構造体は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止される継手構造体が提供される。
【００１６】
本発明の請求項５の発明によれば、シールドトンネルを構築するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手であって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるセグメント用継手が提供される。
【００１７】
本発明の請求項６の発明によれば、前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【００１８】
本発明の請求項７の発明によれば、前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とするセグメント用継手が提供される。
【００１９】
本発明の請求項８の発明によれば、前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備えるセグメント用継手が提供される。
【００２０】
本発明の請求項９の発明によれば、シールドトンネルを構築するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手であって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるセグメント用継手が提供される。
【００２１】
本発明の請求項１０の発明によれば、互いに隣接するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手を含むセグメントであって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるセグメントが提供される。
【００２２】
本発明の請求項１１の発明によれば、前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とするセグメントが提供される。
【００２３】
本発明の請求項１２の発明によれば、前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とするセグメントが提供される。
【００２４】
本発明の請求項１３の発明によれば、前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備えるセグメントが提供される。
【００２５】
本発明の請求項１４の発明によれば、前記セグメントは、前記通孔に向けて貫通する貫通孔が設けられ、前記係止部材が前記貫通孔に挿通されていて、前記係止部材により前記突出部材が係止された後に前記貫通孔にグラウトを充填することを特徴とするセグメントが提供される。
【００２６】
本発明の請求項１５の発明によれば、互いに隣接するセグメントをトンネル周方向に連結するためのセグメント用継手を含むセグメントであって、該継手は、オス金具とメス金具とから構成され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるセグメントが提供される。
【００２７】
本発明の請求項１６の発明によれば、セグメントを周方向に連結して構築されるシールドトンネルであって、トンネル周方向に互いに隣接するセグメントがオス金具とメス金具とにより連結され、
前記オス金具は、拡張した先端部と、前記先端部に連続し、穴が設けられた根本部とを含む突出部材と、前記突出部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部とを含む先端部収容部材を備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるシールドトンネルが提供される。
【００２８】
本発明の請求項１７の発明によれば、前記係止部材は、先端から末端に向けて径が拡大した拡径部を備え、前記穴は、前記拡径部に適合する穴とされていて、前記突出部材は、前記拡径部を前記穴に挿設するにつれて張力が増加することを特徴とするシールドトンネルが提供される。
【００２９】
本発明の請求項１８の発明によれば、前記先端部および前記嵌合部は、テーパが形成されていることを特徴とするシールドトンネルが提供される。
【００３０】
本発明の請求項１９の発明によれば、前記先端部収容部材および前記収容部材は、前記セグメントに固定するためのアンカーを備えるシールドトンネルが提供される。
【００３１】
本発明の請求項２０の発明によれば、前記セグメントは、前記通孔に向けて貫通する貫通孔が設けられ、前記係止部材が前記貫通孔に挿通されていて、前記係止部材により前記突出部材が係止された後に前記貫通孔にグラウトを充填することを特徴とするシールドトンネルが提供される。
【００３２】
本発明の請求項２１の発明によれば、セグメントを周方向に連結して構築されるシールドトンネルであって、トンネル周方向に互いに隣接するセグメントがオス金具とメス金具とにより連結され、
前記オス金具は、拡張した先端部と前記先端部に連続する根本部とを含む突出部材を備え、
前記メス金具は、前記根本部が挿通可能な正面部開口と、前記正面部開口に連続し、前記先端部が挿通可能な側部開口と、前記正面部開口および前記側部開口に連続し、前記先端部を嵌挿させるように収容可能な嵌合部と、穴が設けられた末端部とを含む先端部収容部材と、前記先端部収容部材を突出および収容可能とし、かつ通孔が設けられた収容部材と、前記通孔と前記穴とに跨るように挿設できる係止部材とを備えており、
前記先端部収容部材は、前記先端部を収容し、かつ前記収容部材に収容され、前記係止部材により前記収容部材に収容した前記突出部材が突出しないように係止されるシールドトンネルが提供される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の継手構造体をシールド工法に用いられるセグメントを連結するためのセグメント用継手として、実施の形態をもって詳細に説明する。図１は、本発明のセグメント用継手を備えるセグメント１が周方向に連結されて構築されるセグメントリング２を示した斜視図である。図１に示すセグメントリング２は、セグメント１が堀削坑の内側において本発明のセグメント用継手を用いて周方向に連結されることにより構築することができる。本発明のシールドトンネルは、トンネル軸方向へシールドジャッキなどの手段を用いて掘削し、トンネル軸方向に連続した別のセグメントリングが延ばされることにより構築される。
【００３４】
本発明のセグメント用継手は、オス金具とメス金具とが対になって構成されており、これらのオス金具とメス金具とは、セグメント１のトンネル周方向に互いに対向したセグメント端部３ａ、３ｂに配設されて、セグメント１をトンネル周方向へと連結することができる。また、セグメント１を軸方向へ連結させるためには、これまで知られている例えば、ボルトおよびナットを用いた継手などにより行うことができる。また、トンネル軸方向においても本発明のセグメント用継手を用いることが可能である。本発明のセグメント用継手に用いられるオス金具およびメス金具には、鋳鉄やセラミックスといった材料を用いることができる。さらに、連結を維持するのに充分な強度を持つものであれば、鋳鉄やセラミックス以外の、いかなる材料でも用いることができる。また、本発明のセグメント継手は、セグメント端部３ａ、３ｂに連結に必要な数設けることができる。
【００３５】
図２は、本発明のセグメント用継手の第１の実施の形態を示した断面図である。図２に示すセグメント用継手は、オス金具４とメス金具５とから構成されていて、一方のセグメント１ａのセグメント端部３ａにオス金具４が、他方のセグメント１ｂのセグメント端部３ｂにメス金具５が設けられている。また、図２においては、セグメント１ａとセグメント１ｂとをセグメント用継手を用いてトンネル周方向に連結されるようになっている。図２に示すオス金具４は、突出部材６と、突出部材６を収容する収容部材７と、収容した突出部材６を収容部材７に係止する係止部材８とを備えている。図２に示す突出部材６は、拡張した先端部６ａと、先端部６ａに連続する根本部６ｂと、所定位置に穴９が設けられ、根本部６ｂに比較して拡張した末端部６ｃとを備えている。また、収容部材７は、突出部材６を突出および収容可能とし、所定位置に通孔１０が設けられている。図２に示す係止部材８は、突出部材６を収容部材７に収容した場合に末端部６ｃに設けられた穴９と収容部材７に設けられた通孔１０とに跨るように挿設でき、突出部材６が収容部材７から突出しないように係止することができるようになっている。
【００３６】
図２に示す突出部材６は、根本部６ｂと、根本部６ｂに比較して拡張した先端部６ａと末端部６ｃとを備えている。本発明において根本部６ｂは、適切な厚さを有する平板などとすることができる。また、根本部６ｂは、セグメント１ａと隣接するセグメント１ｂとを連結した場合に、土圧などの所定の荷重に耐えうるような厚さとすることができる。本発明においては、セグメント端部３ａにオス金具４を配設する数や所定の強度を有するように適宜根本部６ｂの幅を選択することができる。また、先端部６ａは、セグメント１をトンネル坑内に配設した場合にセグメント１の内周方向および外周方向に拡張された形状とされている。先端部６ａの幅は、上述した根本部６ｂと同じ幅とすることができる。図２に示す実施の形態では、先端部６ａは、トンネル軸方向への幅が根本部６ｂと同じとされ、セグメント１ｂの内周方向および外周方向に突出した三角柱状のものが平板の上下に設けられたような形状とされている。本発明のセグメント継手に用いられる突出部材６の先端部６ａの形状は、根本部６ｂと比較して拡張されていれば、いかなる別の形状のものでも用いることができる。ただし、先端部６ａの形状は、後述するメス金具５の先端部収容部材に収容した場合に正面部開口から抜けない程度に拡張された形状とする必要がある。
【００３７】
図２に示す末端部６ｃは、根本部６ｂに連続する先端部６ａとは反対側の端部に設けられている。図２に示す末端部６ｃは、所定位置に突出部材６が突出する方向に対して垂直となる方向に向いた穴９が設けられている。また、末端部６ｃは、一部が根本部６ｂと比較してセグメント１ｂの厚さ方向、すなわち内周方向および外周方向に拡張されていて、末端部６ｃが収容部材７から外れないようになっている。さらに、図２に示す末端部６ｃの一部に設けられた穴９は、ボルト穴とされていて、係止部材８の先端に設けられる拡径ボルトと嵌合させて締結されるようになっている。本発明において末端部６ｃは、トンネル軸方向に拡張されていても良いし、内周方向、外周方向およびトンネル軸方向のすべてに拡張された形状とされていても良い。また、本発明においては、根本部６ｂと末端部６ｃとに分かれていなくても良く、穴９が設けられた根本部６ｂであっても良い。さらに、本発明においては、突出部材６が収容部材７から外れるようになっていても良く、この場合には、メス金具５と連結した突出部材６を収容部材７に収容し、係止部材８によって係止させてオス金具４とメス金具５とを連結させることができる。
【００３８】
図２に示す収容部材７は、先端部６ａを嵌挿したメス金具５を収容する第１の収容部７ａと、末端部６ｃを収容する第２の収容部７ｂと、根本部６ｂおよび末端部６ｃの一部を収容する連通部７ｃとを含んでいる。図２に示す第１の収容部７ａは、先端部６ａを嵌挿した後述するメス金具５の先端部収容部材を収容できるようになっている。第２の収容部７ｂは、末端部６ｃが移動可能とされていて、連通部７ｃは、根本部６ｂおよび拡張されていない末端部６ｃの一部が挿通可能とされている。また、第２の収容部７ｂには、係止部材８を挿設するための通孔１０が設けられている。図２に示す実施の形態では、通孔１０は、係止部材８を挿通させるための通孔とされている。本発明においては、末端部６ｃと収容部材７とを固定するために穴９と通孔１０との両方をボルト穴とすることもできる。また、穴９が貫通された穴とされ、通孔１０と穴９を通り抜けた側の第２の収容部７ｂにもボルト穴とされた通孔１０が設けられ、両方の通孔１０により固定されるようにされていても良い。
【００３９】
図２に示す係止部材８は、通孔１０に比較して拡張した拡径部１１と、通孔１０およびセグメント１ａに設けられた貫通孔１２に挿設される軸部１３と、セグメント１ａの内周側に配設される回転部１４とから構成されている。図２に示す実施の形態では、係止部材８は、拡径部１１のみがねじ切りされたボルトとされている。また、係止部材８は、オス金具４とメス金具５とを連結した後、回転部１４を回転させることにより拡径部１１を末端部６ｃに設けられた穴９に挿入して締結できるようになっている。本発明において係止部材８は、穴９と通孔１０とに跨るように挿設でき、収容部材７に収容した突出部材６を突出させないようにできるものであれば上述したもの以外にいかなるものでも用いることができる。本発明においては、回転部１４は、セグメント１ａに凹部を設け、その内部に配設されるようにしても良い。また、本発明においては、軸部１３の長さを変更することによりセグメント１ａの内周側から外周側までいかなる位置にオス金具４を設けることができる。本発明においては、図２に示すようにセグメント１ａの外周側にオス金具４を配設することができるため、セグメント外側の曲げ引張応力に対して耐久性を与えることが可能となる。また、本発明においては、係止部材の一部がセグメントの内周側に現れるが、その面積が狭小であるため、セグメント内面または構築したシールドトンネルの内面を略平滑に仕上げることが可能である。さらに、本発明においては、回転部１４がセグメント１ａの内周側に現れるため、特殊レンチなどを使用することなく、また再増し締めなどを容易に行うことができる。
【００４０】
図２に示すメス金具５は、先端部収容部材１５を備え、セグメント端部３ｂのオス金具４と対向する位置に配設されている。図２に示す先端部収容部材１５は、先端部６ａを嵌挿させることができるように一部が突出され、その他がセグメント１ｂに配設されている。先端部収容部材１５の突出した部分は、オス金具４に設けられた第１の収容部７ａに収容できるようになっている。また、メス金具５の正面部１６には、オス金具４の先端部６ａを嵌挿するとともに根本部６ｂを挿通させるための正面部開口１７が設けられている。さらに、オス金具４とメス金具５との連結は、セグメント１ａまたはセグメント１ｂをトンネル軸方向に滑動、すなわちスライドさせるようにして嵌挿するため、先端部収容部材１５の側部に側部開口１８が設けられている。オス金具４の先端部６ａは、側部開口１８を通してスライドするように嵌挿されることにより、先端部収容部材１５に収容される。また、図２に示す先端部収容部材１５は、オス金具４の先端部６ａを嵌挿させて収容するための嵌合部１９を備えている。
【００４１】
図２に示す実施の形態では、上述したように先端部収容部材１５の嵌合部１９にオス金具４の先端部６ａが嵌挿され、先端部６ａが嵌挿されたままで先端部収容部材１５が第１の収容部７ａに収容される。第１の収容部７ａに収容された先端部６ａは、先端部収容部材１５の側部開口１８に向けてスライドさせることができなくなる。また、第１の収容部７ａに突出した先端部６ａを収容した場合、係止部材８の拡径部１１を穴９に挿設することができるようになる。図２においては、係止部材８の拡径部１１を穴９に挿入し、回転部１４を回転させて締結することにより先端部収容部材１５が外れなくなる。本発明のセグメント用継手は、上述したようにしてセグメント１ａとセグメント１ｂとを連結することができる。
【００４２】
図２に示す収容部材７および先端部収容部材１５は、セグメント１ａおよびセグメント１ｂに固定するためにアンカー２０ａ、２０ｂが設けられている。また、図２に示すアンカー２０ａ、２０ｂは、セグメント１ａ、１ｂの周方向に延びるように配設されている。本発明においてアンカー２０ａ、２０ｂは、オス金具４およびメス金具５それぞれを固定する以外に、オス金具４とメス金具５とを連結した際に容易に外れないような形状、長さ、本数とすることができる。また、アンカー２０ａ、２０ｂは、セグメント１ａ、１ｂの周方向でなくてもトンネル軸方向に向けて配設されていても良い。図２においてアンカー２０ａ、２０ｂは、棒状とされているが、容易に抜けないように棒状のものに突起などが複数設けられた形状のものなどを用いることができる。また、アンカー２０ａ、２０ｂは、収容部材７および先端部収容部材１５のそれぞれに溶接などして配設することができる。
【００４３】
本発明においては、セグメント１ａ、１ｂの片側の端部にオス金具４を、他側の端部にメス金具５を設けることができる。また、オス金具４のみを設けたセグメント１ａ、１ｂとメス金具５のみを設けたセグメント１ａ、１ｂとを交互に連結しても良い。本発明においては、セグメント１ａ、１ｂの片側の端部に設けられるオス金具４またはメス金具５は、セグメント１ａ、１ｂの大きさ、重量などを考慮して適切な数、位置に設けることができる。本発明においては、先端部収容部材１５を突出および収容可能とすることも可能であるし、先端部６ａおよび嵌合部１９、第１の収容部７ａおよび正面部１６にテーパが形成されているものを用いて嵌挿させて連結することもできる。
【００４４】
図３は、本発明のセグメント用継手のオス金具４の突出部材６とメス金具５の先端部収容部材１５の一部とを例示した図である。図３（ａ）は、突出部材６および先端部収容部材１５を例示した第１の図である。図３（ａ）に示す突出部材６の先端部６ａは、図２に示す先端部６ａと同様、セグメントの内周方向および外周方向に三角形状に拡張された形状とされている。また、先端部収容部材１５は、先端部６ａを嵌挿して収容できる形状とされている。先端部６ａは、先端部収容部材１５の側部開口１８より嵌挿し、嵌合部１９に収容することができる。また、先端部６ａを側部開口１８に嵌挿する際、先端部６ａに連続する根本部６ｂは、側部開口１８に連続する前部開口１７を通して挿通させることができる。嵌合部１９に収容した先端部６ａは、前部開口１７を通して外れないようになっている。このことにより、オス金具４とメス金具５とを連結することが可能となる。
【００４５】
図３（ｂ）は、突出部材６および先端部収容部材１５を例示した第２の図である。図３（ｂ）に示す突出部材６の先端部６ａは、セグメントの内周方向および外周方向に角柱状のものが連結された形状とされている。また、先端部収容部材１５は、図３（ａ）に示す先端部収容部材１５と同様、先端部６ａを嵌挿して収容できる形状とされている。先端部６ａは、先端部収容部材１５の側部開口１８より嵌挿し、嵌合部１９に収容することができる。
【００４６】
図３（ｃ）は、突出部材６および先端部収容部材１５を例示した第３の図である。図３（ｃ）に示す突出部材６の先端部６ａは、セグメントの内周方向および外周方向に半円筒状のものが連結された形状とされている。また、先端部収容部材１５は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す先端部収容部材１５と同様、先端部６ａを嵌挿して収容できる形状とされている。先端部６ａは、先端部収容部材１５の側部開口１８より嵌挿し、嵌合部１９に収容することができる。本発明において先端部６ａは、これらの例示に限らず、根本部６ｂより拡張した形状とされていればいかなる形状であっても良い。ただし、本発明において先端部６ａは、嵌合部１９に収容して連結した際に、容易に前部開口１７を通して外れない程度に拡張されていることが必要である。
【００４７】
図４は、本発明のセグメント用継手の収容部材７、末端部６ｃおよび係止部材８を例示した図である。図４（ａ）は、収容部材７、末端部６ｃおよび係止部材８を例示した第１の図である。図４（ａ）に示す末端部６ｃは、根本部６ｂに連続し、所定位置に穴９が設けられている。図４（ａ）に示す穴９は、セグメント内周側に向いた開口とされていて、穴９の内周部分にねじ切りされているボルト穴となっている。また、第２の収容部７ｂには、末端部６ｃのほか、係止部材８の拡径部１１も収容されている。図４（ａ）に示す係止部材８は、拡径部１１のほか、セグメント内周側に配置される回転部１４と、拡径部１１と回転部１４とを連結する軸部１３とから構成されている。軸部１３は、セグメント１ａに設けられた貫通孔１２および収容部材７に設けられた通孔１０内に挿設されている。図４（ａ）に示す実施の形態では、先端部６ａを収容した図２または図３に示す先端部収容部材１５を第１の収容部７ａに収容すると、末端部６ｃが押し込まれるように第２の収容部７ｂ内を移動する。また、拡径部１１上に穴９を備える末端部６ｃが配置されると、係止部材８の拡径部１１を挿設することができるようになる。この場合、係止部材８の回転部１４をスパナやレンチなどを使用して回転させることにより穴９内へ拡径部１１を挿入して締結させることができ、末端部６ｃと収容部材７とを係止させることができる。こうすることにより、収容した先端部収容部材１５が突出し、先端部収容部材１５からスライドして先端部６ａが外れないようにすることができる。本発明においては、穴９がボルト穴とされていなくても、通孔１０がボルト穴とされ、通孔１０に対応する軸部１３がねじ切りされていても良い。さらに、本発明においては、拡径部１１が先端から末端に向けて径が拡大したボルト、穴９が拡径部１１に適合するボルト穴とされていても良い。
【００４８】
図４（ｂ）は、収容部材７、末端部６ｃおよび係止部材８を例示した第２の図である。図４（ｂ）に示す末端部６ｃは、根本部６ｂに連続し、所定位置に穴９が設けられている。図４（ｂ）に示す穴９は、セグメント内周方向または外周方向に向いた通孔とされていて、穴９の内周部分にねじ切りされているボルト穴となっている。また、第２の収容部７ｂには、末端部６ｃのほか、係止部材８の拡径部１１も収容されている。さらに、拡径部１１は、第２の収容部７ｂおよび収容部材７に設けられた通孔１０の一部に収容されている。図４（ｂ）に示す係止部材８は、拡径部１１のほか、セグメント内周側に配置される回転部１４と、拡径部１１と回転部１４とを連結する軸部１３とから構成されている。軸部１３は、セグメントに設けられた貫通孔１２および収容部材７に設けられた通孔１０内に挿設されている。図４（ｂ）に示す実施の形態では、先端部６ａを収容した図２または図３に示す先端部収容部材１５を第１の収容部７ａに収容すると、末端部６ｃが押し込まれるように第２の収容部７ｂ内を移動する。図４（ｂ）に示す拡径部１１上に穴９を備える末端部６ｃが配置され、係止部材８の拡径部１１を挿設することができるようになる。係止部材８の回転部１４をスパナやレンチなどを使用して回転させると穴９内へ締結させることができ、末端部６ｃと収容部材７とに跨るように挿設することができる。図４（ａ）と同様に、収容した先端部収容部材１５が突出し、先端部収容部材１５からスライドして先端部６ａが外れないようにすることができる。本発明においては、拡径部１１が先端から末端に向けて径が拡大したボルト、穴９が拡径部１１に適合するボルト穴とされていても良い。
【００４９】
図４（ｃ）は、収容部材７、末端部６ｃおよび係止部材８を例示した第３の図である。図４（ｃ）に示す末端部６ｃは、根本部６ｂに連続し、所定位置に穴９が設けられている。図４（ｃ）に示す穴９は、セグメント内周方向または外周方向に向いた通孔とされている。また、第２の収容部７ｂには、末端部６ｃのほか、係止部材８の先端が挿入されている。係止部材８の先端には、ねじ切りされたボルトとされている。また、収容部材７の通孔１０に対向する位置に開口１０ａが設けられていて、通孔１０、穴９および開口１０ａが同一線上となるように配置されると、係止部材８を挿通させて開口１０ａに設けられたボルト穴に締結することができるようになっている。
【００５０】
図４（ｃ）に示す係止部材８は、セグメント内周側に配置される回転部１４と、拡径部１１と回転部１４とを連結する軸部１３とから構成されている。軸部１３は、セグメントに設けられた貫通孔１２および収容部材７に設けられた通孔１０内に挿設されている。図４（ｃ）に示す実施の形態では、先端部６ａを収容した図２または図３に示す先端部収容部材１５を第１の収容部７ａに収容すると、末端部６ｃが押し込まれるように第２の収容部７ｂ内を移動する。図４（ｃ）に示す係止部材８の先端上に穴９を備える末端部６ｃが配置され、穴９を通して通孔１０に対向する開口１０ａに締結することができるようになる。また、係止部材８の回転部１４をスパナやレンチなどを使用して回転させると開口１０ａに締結させることができ、末端部６ｃと収容部材７とに跨るように挿設することができる。図４（ａ）および図４（ｂ）と同様に、収容した先端部収容部材１５が突出し、先端部収容部材１５からスライドして先端部６ａが外れないようにすることができる。本発明においては、拡径部１１が先端から末端に向けて径が拡大したボルト、穴９が拡径部１１に適合するボルト穴とされていても良い。また、本発明においては、上述した実施の形態に限らず、末端部６ｃと収容部材７とに跨るように挿設されることにより突出部材７が突出しないように係止させることができるのであればいかなるものでも用いることができる。
【００５１】
図５は、本発明のセグメント用継手の第２の実施の形態を示した断面図である。図５に示すオス金具４は、突出部材６と、突出部材６を収容する収容部材７とを含んでいる。また、突出部材６は、テーパが形成され拡張した先端部６ａと、先端部６ａに連続する根本部６ｂと、所定位置に穴９が設けられた末端部６ｃと備えている。図５に示すオス金具４は、突出部材６を突出および収容可能とし、所定位置に通孔１０が設けられた収容部材７を備えている。また、図５に示すオス金具４は、突出部材６を収容部材７に収容し、末端部６ｃに設けられた穴９と収容部材７に設けられた通孔１０とに跨るように挿設され、突出部材６が突出しないように係止させることができる係止部材８を備えている。
【００５２】
図５に示す突出部材６は、根本部６ｂに比較して拡張した先端部６ａを備え、先端部６ａのメス金具５に向く面にテーパが形成されている。図５に示す先端部６ａは、セグメント１をトンネル坑内に配設した場合にセグメント１の内周方向および外周方向に拡張された形状とされている。図５に示す実施の形態では、先端部６ａは、トンネル軸方向への幅が根本部６ｂと同じとされ、セグメント１ｂの内周方向および外周方向に突出した三角柱状のものが平板の上下に設けられたような形状とされている。本発明のセグメント継手に用いられる突出部材６の先端部６ａの形状は、根本部６ｂと比較して拡張されていれば、いかなる別の形状のものでも用いることができる。ただし、先端部６ａの形状は、メス金具５の先端部収容部材１５に収容した場合に正面部開口１６から抜けない形状とする必要がある。
【００５３】
図５に示す突出部材６は、根本部６ｂの端部に末端部６ｃを備えている。図５に示す末端部６ｃは、Ｕ字金具と所定位置に一方から他方に向けて径が拡大する穴９が設けられた筒状部材とが溶接された構造となっている。また、末端部６ｃは、穴９が設けられた筒状部材がセグメント１ａの内周方向および外周方向に拡張されていて、突出部材６が収容部材７から外れないようになっている。本発明においては、上述したように末端部６ｃを設けなくても良く、突出部材６が収容部材７から外れる構造とされていても良い。
【００５４】
図５に示す収容部材７は、先端部６ａを嵌挿したメス金具５の一部を収容する第１の収容部７ａと、筒状部材を備える末端部６ｃを収容する第２の収容部７ｂと、根本部６ｂおよびＵ字金具が挿通可能な連通部７ｃとから構成されている。図５に示す第１の収容部７ａは、メス金具５に設けられたテーパ部を収容することができるようにテーパが形成されている。第２の収容部７ｂは、筒状部材を備える末端部６ｃが移動可能とされていて、連通部７ｃには、根本部６ｂおよび末端部６ｃの一部が挿通可能とされている。また、第２の収容部７ｂには、係止部材８を挿設するための通孔１０が設けられている。図５に示す実施の形態では、通孔１０は、係止部材８を挿通させるための通孔とされている。
【００５５】
図５に示す係止部材８は、上述したように先端から末端に向けて径が拡大した拡径部１１と、通孔１０およびセグメント１ａに設けられた貫通孔１２に挿設される軸部１３と、セグメント１ａの内周側に配設される回転部１４とから構成されている。図５に示す拡径部１１を有する係止部材８は、オス金具４とメス金具５との間に張力を与えることができる。図５に示す拡径部１１は、穴９に挿入するにしたがって張力を増加することができる。このように、図５に示す係止部材８は、継手間で張力を有する構造とされているため、継手部で発生するひび割れなどを減少させることができる。
【００５６】
図５に示すメス金具５は、先端部収容部材１５からなり、セグメント端部３ｂの、オス金具４と対向する位置に配設されている。図５に示す先端部収容部材１５は、オス金具４に設けられた第１の収容部７ａに形成されたテーパに隣接して収容できるように、オス金具４に対向する正面部１６にテーパが形成されている。また、正面部１６には、オス金具４の先端部６ａを嵌挿するとともに根本部６ｂを挿通させるための正面部開口１７が設けられている。さらに、オス金具４とメス金具５との連結は、セグメント１ｂをトンネル軸方向に滑動、すなわちスライドさせるようにして嵌挿するため、先端部収容部材１５の側部に側部開口１８が設けられている。オス金具４の先端部６ａは、側部開口１８を通してスライドさせ、先端部収容部材１５に収容されるようになっている。また、図５に示す先端部収容部材１５は、オス金具４の先端部６ａを嵌挿させて収容する嵌合部１９が設けられ、嵌合部１９は、先端部６ａに形成されたテーパと隣接するようにテーパが形成されている。
【００５７】
図５に示す収容部材７および先端部収容部材１５は、セグメント１ａおよびセグメント１ｂに固定するためにアンカー２０ａ、２０ｂが設けられている。また、図５に示すアンカー２０ａ、２０ｂは、セグメント１ａ、１ｂの周方向に延びるように配設されている。
【００５８】
図６は、図５に示すオス金具４とメス金具５とを連結したところを拡大して示した図である。図６（ａ）は、オス金具４およびメス金具５をトンネル軸方向から見たところを示した断面図であり、図６（ｂ）は、オス金具４およびメス金具５をセグメント１ａ、１ｂをトンネル坑内に配設し、セグメントの内周側または外周側から見たところを示した断面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示すオス金具４とメス金具５との連結は、上述したようにして行うことができる。図６（ｂ）に示すセグメント１ａには、先端部収容部材１５の嵌合部１９のテーパに連続するテーパ部１ｃが設けられていて、オス金具４の先端部６ａのテーパをテーパ部１ｃに隣接させながらスライドさせ、先端部収容部材１５に収容することができる。図６に示すオス金具４の突出部材６は、テーパ部１ｃをスライドさせて側部開口１８を通して嵌挿され、先端部６ａは嵌合部１９に、根本部６ｂの一部は正面部開口１７に配置される。本発明のセグメント用継手は、嵌合部１９に収容した先端部６ａが正面部開口１７を通して抜けない構造となっている。すなわち、正面部開口１７は、根本部６ｂが挿通可能な大きさ、形状とされていて、拡張した先端部６ａが通り抜けることができないようになっている。
【００５９】
図６に示す実施の形態では、先端部６ａを嵌合部１９に収容した後、上述した係止部材８の拡径部１１が末端部６ｃに設けられる穴９に挿入される。図６に示す末端部６ｃは、Ｕ字金具と、Ｕ字金具に穴９が設けられた筒状部材が溶接された構造とされている。拡径部１１は、セグメント１ａの内周方向に向けて径が拡大されていて、挿入するにつれて突出部材６を収容部材７に引き込むことができるようになっている。引き込むといった張力を与えられると、先端部収容部材１５の正面部１６が第１の収容部７ａに収容され、セグメント端部３ａとセグメント端部３ｂとが隣接した状態となりセグメント１ａとセグメント１ｂとが固定される。セグメント端部３ａとセグメント端部３ｂとが隣接した状態であること、正面部１６が第１の収容部７ａに収容されていることにより、嵌合部１９に収容された先端部６ａが再びスライドすることがなくなり、オス金具４とメス金具５とが外れないようになっている。
【００６０】
図６（ａ）、（ｂ）に示す係止部材８は、上述したように拡径部１１と、軸部１３と、図５に示す回転部１４とを備えており、回転部１４を回転させることにより穴９に挿入することができるようになっている。本発明においては、上述した拡径ボルトでなくても良く、拡径部１１を有するものであればいかなるものでも用いることができる。また、拡径部１１の先端から末端の長さに対する拡径する割合は、適宜設定することができる。さらに、セグメント１ａ、１ｂの厚さ、オス金具４またはメス金具５の配設位置などにより軸部１３の長さ、径も適宜設定することができる。
【００６１】
図７は、本発明のセグメント用継手の第３の実施の形態を示した断面図である。図７に示すセグメント用継手は、メス金具５に収容部材２１および係止部材８を備えていて、オス金具４がセグメント１ａに配設されている。図７に示すオス金具４は、テーパが形成され拡張した先端部６ａと、端部が拡張した根本部６ｂと、拡張した根本部６ｂと先端部６ａに連続する根本部６ｂとを収容する収容部材２２とから構成されている。図７に示す実施の形態では、端部が拡張した根本部６ｂを用いることにより収容部材２２から突出部材６が抜けないようになっている。
【００６２】
図７に示すメス金具５は、オス金具４の先端部６ａを収容する先端部収容部材１５と、先端部収容部材１５を収容するための収容部材２１と、係止部材８とを備えている。先端部収容部材１５は、オス金具４の先端部６ａを収容する嵌合部１９と、側部開口１８と、正面部開口１７と、穴２３が設けられ、端部が拡張した末端部２４とを備えている。図７に示す先端部収容部材１５は、突出させて先端部６ａを嵌挿させて収容し、メス金具５に設けられた収容部材２１に再び押し込むことによって収容し、係止部材８を用いて先端部収容部材１５が突出しなように係止させることができる。係止部材８としては、上述したものを用いることができ、張力を増加させて固定することができる。図７に示す末端部２４は、図５に示す末端部６ｃと同様、所定位置に一方から他方に向けて径が拡大した穴２３が設けられている。また、末端部２４は、穴２３が設けられた部分がセグメント１ｂの内周方向および外周方向に拡張されていて、先端部収容部材１５が収容部材２１から外れないようになっている。
【００６３】
図７に示す収容部材２１は、先端部収容部材１５を収容する第１の収容部２１ａと、拡張した末端部２４ａを収容する第２の収容部２１ｂと、拡張していない末端部２４ｂが挿通可能な連通部２１ｃとから構成されている。図７に示す第１の収容部２１ａは、先端部収容部材１５を収容することができ、第２の収容部２１ｂは、拡張した末端部２４ａが移動可能とされていて、連通部２１ｃには、拡張していない末端部２４ｂが挿通されている。また、第２の収容部２１ｂには、係止部材８を挿設するための通孔１０が設けられている。図７に示す実施の形態では、通孔１０は、係止部材８を挿通させるための通孔とされている。
【００６４】
図７に示す係止部材８は、図５に示す係止部材８と同様に拡径ボルトとされていて、拡径部１１がねじ切りされているものを用いることができる。図７に示す実施の形態では、オス金具４とメス金具５とを連結した後、回転部１４を回転させることにより拡径部１１が末端部２４に設けられた穴２３に挿入される。図７に示す穴２３は、拡径部１１に適合するボルト穴とされていて、回転部１４を回転することにより締結されるようになっている。また、回転部１４を回転させて締結することにより、先端部収容部材１５が収容部材２１に引き込まれ、張力を増加させて固定することができる。
【００６５】
また、図７に示す収容部材２１、２２は、セグメント１ａ、１ｂに固定するためにアンカー２０ａ、２０ｂが配設されている。図７に示すアンカー２０ａ、２０ｂも、上述した形状、長さ、本数、配設位置とすることができる。
【００６６】
以下、図８および図９を用いて図５および図７に示すオス金具４とメス金具５とを連結する方法について詳細に説明する。図８は、図５に示すオス金具４を備えるセグメント１ａとメス金具５を備えるセグメント１ｂとを連結するところ示した図である。図８に示す実施の形態においては、まず、オス金具４の突出部材６を突出させる。突出させる方法としては、オス金具４が設けられたセグメント１ａをオス金具４が下側に向くようにして突出させることができる。また、フックを有する部材により拡張した先端部６ａに引っ掛けるようにして突出させることもできる。次に、突出させた突出部材６の先端部６ａをメス金具５の先端部収容部材１５に挿入する。先端部６ａは、矢線Ａに示す方向へ移動させることにより先端部収容部材１５に挿入することができる。
【００６７】
図８に示すセグメント１ｂは、先端部収容部材１５の嵌合部１９に連続するテーパ部２５が設けられ、先端部６ａに形成されたテーパをテーパ部２５に隣接させながらスライドさせることにより側部開口１８を通して嵌合部１９に嵌挿させて収容することができる。先端部６ａを嵌合部１９に収容すると、矢線Ｂに示す方向にオス金具４を備えるセグメント１ａを移動させる。この場合、矢線Ｂに示す方向とは反対方向にメス金具５を備えるセグメント１ｂを移動させても良い。こうすることにより、矢線Ｃに示すように突出部材６が収容部材７に収容される。
【００６８】
図８に示す実施の形態では、先端部収容部材１５に形成されたテーパの一部がセグメント端部３ｂより突出していて、その突出した部分を収容部材７に収容することができるようになっている。このように収容すると、セグメント端部３ａとセグメント端部３ｂとが隣接する。本発明においては、この隣接する間にシール材などを設けることもできる。突出部材６が収容部材７に収容されると、末端部６ｃに設けられた穴９が図５に示す通孔１０および貫通孔１２と同一線上に配置され、上述した拡径ボルトといった図５に示す係止部材８を挿入することにより突出部材６が突出しないように係止される。また、拡径ボルトの場合、図５に示す回転部１４を回転させることにより穴９に締結され、張力を増加させて固定することができる。さらに、拡径ボルトと図５に示す貫通孔１２との隙間には、グラウトを充填して隙間を埋めることができる。上記グラウトとは、セメント、水、混和剤または混和材、砂などを混ぜてできた液のことをいう。
【００６９】
図９は、図７に示すオス金具４を備えるセグメント１ａとメス金具５を備えるセグメント１ｂとを連結するところ示した図である。図９に示す実施の形態では、まず、メス金具５の先端部収容部材１５を突出させる。突出させる方法としては、上述したオス金具４を突出させる方法と同様、メス金具５が設けられたセグメント１ｂをメス金具５が下側に向くようにして突出させることができる。また、フックを有する部材を用いて嵌合部１９に引っ掛けるようにして突出させることもできる。次に、突出させた先端部収容部材１５にオス金具４の先端部６ａを挿入する。先端部６ａは、矢線Ａに示す方向へ移動させることにより先端部収容部材１５に挿入することができる。
【００７０】
図９に示す先端部６ａは、先端部収容部材１５の側部開口１８を通して嵌合部１９に収容される。図９においては、先端部６ａに形成されたテーパを嵌合部１９に形成されたテーパに隣接させながらスライドさせることにより嵌合部１９に嵌挿させて収容することができる。先端部６ａを嵌合部１９に収容すると、矢線Ｂに示す方向にオス金具４を備えるセグメント１ａを移動させる。この場合、矢線Ｂに示す方向とは反対方向にメス金具５を備えるセグメント１ｂを移動させても良い。こうすることにより、矢線Ｃに示すように突出部材６の先端部６ａが収容された先端部収容部材１５を収容部材２１に収容することができる。このように収容すると、セグメント端部３ａとセグメント端部３ｂとが隣接する。本発明においては、この隣接する間にシール材などを設けることもできる。先端部収容部材１５が収容部材２１に収容されると、末端部２４に設けられた穴２３が通孔１０および貫通孔１２と同一線上に配置され、上述した拡径ボルトといった係止部材８を挿入することができる。図７に示す係止部材８を挿入することにより、先端部収容部材１５が突出しないように固定することができる。また、図７に示す係止部材８として上述した拡径ボルトを使用する場合、図７に示す回転部１４を回転させることにより穴２３に締結され、先端部収容部材１５を収容部材２１に引き込む張力を増加させることにより固定することができる。さらに、拡径ボルトと図７に示す貫通孔１２との隙間には、上述したようにグラウトを充填して隙間を埋めることができる。
【００７１】
本発明をこれまで図面に示した実施の形態により詳細に説明を加えてきたが、本発明のセグメント用継手に用いられる材料、各種の寸法、形状などについては、従来知られたいかなるものでも適宜、本発明の効果を奏する限り用いることができる。また、これまで本発明の継手構造体を、シールド工法により構築されるトンネルの隣接するセグメントを連結するためのセグメント継手に適用する実施の形態をもって説明してきたが、本発明の継手構造体は、シールド工法のための継手以外にも、建設・土木分野において迅速、かつ確実に隣接部材を連結することが要求される施工において広く適用することができるものである。
【００７２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、スライドさせて嵌め込み、締結することより確実かつ容易に連結できる継手構造体、および該継手構造体をセグメントリング間の連結をトンネル周方向へ容易に行うことができ、施工性を著しく改善するセグメント用継手、該セグメント用継手を用いるセグメント、およびシールドトンネルが提供できる。
【００７３】
また、本発明によれば、係止部材の一部がセグメントの内周側に現れるが、その面積が狭小であるため、セグメント内面または構築したシールドトンネルの内面を略平滑に仕上げることが可能となる。係止部材がセグメントの内周側に配設されるので、施工が容易である。係止部材に上述した拡径ボルトを使用する場合、ボルトの回転部がセグメントの内周側に配設されるため、特殊レンチなどの特殊工具を必要とすることなく、容易に締結でき、さらには再増締めを行うことも可能である。
【００７４】
本発明におけるセグメント用継手は、セグメントの外周側に配設することができ、セグメント外側の曲げ引張応力に対して耐久性のあるセグメントを提供することが可能となる。また、セグメント用継手をコンクリート製セグメントに適用する場合においても、継手間で張力を有する構造とされているため、継手部で発生するひび割れなどを減少させることができる。さらに、継手間に張力を与えて連結する構造であるため、継手間またはセグメント間に配置されるシール材の自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によりセグメントが周方向に連結されて構築されるセグメントを示した斜視図。
【図２】本発明のセグメント用継手の第１の実施の形態を示した図。
【図３】本発明のセグメント用継手のオス金具の突出部材とメス金具の先端部収容部材の一部とを例示した図。
【図４】本発明のセグメント用継手の本発明のセグメント用継手の収容部材、末端部および係止部材を例示した図。
【図５】本発明のセグメント用継手の第２の実施の形態を示した図。
【図６】図５に示すセグメント用継手を用いて連結したところを拡大して示した図。
【図７】本発明のセグメント用継手の第３の実施の形態を示した図。
【図８】図５に示すオス金具を備えるセグメントとメス金具を備えるセグメントとを連結するところを示した図。
【図９】図７に示すオス金具を備えるセグメントとメス金具を備えるセグメントとを連結するところを示した図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ…セグメント
１ｃ…テーパ部
２…セグメントリング
３ａ、３ｂ…セグメント端部
４…オス金具
５…メス金具
６…突出部材
６ａ…先端部
６ｂ…根本部
６ｃ…末端部
７…収容部材
７ａ…第１の収容部
７ｂ…第２の収容部
７ｃ…連通部
８…係止部材
９…穴
１０…通孔
１０ａ…開口
１１…拡径部
１２…貫通孔
１３…軸部
１４…回転部
１５…先端部収容部材
１６…正面部
１７…正面部開口
１８…側部開口
１９…嵌合部
２０ａ、２０ｂ…アンカー
２１、２２…収容部材
２１ａ…第１の収容部
２１ｂ…第２の収容部
２１ｃ…連通部
２３…穴
２４、２４ａ、２４ｂ…末端部
２５…テーパ部
【図１】
0003556630.tif 000002
【図２】
0003556630.tif 000003
【図３】
0003556630.tif 000004
【図４】
0003556630.tif 000005
【図５】
0003556630.tif 000006
【図６】
0003556630.tif 000007
【図７】
0003556630.tif 000008
【図８】
0003556630.tif 000009
【図９】
0003556630.tif 000010