(57)【要約】【課題】  従来の曲がりボルト継手では、曲がりボルトの両端にナットを締結してセグメント同士を接合した後に、大きな凹部により形成されたボルトボックスを埋める後作業が必要となるので、工事が煩雑となる。【解決手段】  本発明のシールドトンネルの構築方法は、セグメント２にはセグメント２の内面１２と端面１１とに連続する曲がり孔１３を形成しておき、２つのセグメントの端面同士を突合わせて連続させた２つのセグメント２の曲がり孔１８に曲がりボルト１５を挿入して、曲がりボルト１５の両端（端部２３；２３）をそれぞれのセグメント２の内面１２より突出させた状態のまま曲がりボルト１５を曲がり孔１８より抜けないように締結部材（ナット１７）により固定することでセグメント２：２同士を接合し、後に当該接合部分の曲がりボルトの締結部材による締結を解除して曲がりボルト１５を曲がり孔１８より引抜いて取外した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドマシンの後方にセグメントを組立てていってトンネルを構築するシールドトンネルの構築方法において、セグメントにはセグメントの内面と端面とに連続する曲がり孔を形成しておき、２つのセグメントの端面同士を突合わせて連続させた２つのセグメントの曲がり孔に曲がりボルトを挿入して、曲がりボルトの両端をそれぞれのセグメントの内面より突出させた状態のまま曲がりボルトを曲がり孔より抜けないように締結部材により固定することでセグメント同士を接合し、後に当該接合部分の曲がりボルトの締結部材による締結を解除して曲がりボルトを曲がり孔より引抜いて取外したことを特徴とするシールドトンネルの構築方法。
【請求項２】
２つのセグメントの端面同士を突合わせた場合に両端の開口がそれぞれのセグメントの内面に連続する曲がり孔と、この曲がり孔内に挿入されて２つのセグメントの内面の開口より両端を突出させた曲がりボルトと、曲がりボルトの端部を貫通してセグメントの内面に着座する座金と、曲がりボルトの端部のねじ部に締結されて座金をセグメントの内面に押付けることで、曲がりボルトを曲がり孔より抜けないように固定してセグメント同士を接合する締結部材とで形成され、上記座金は、セグメントの内面の曲面に対応する形状に形成された曲面部と、締結部材からの圧力を受ける受圧面と、曲面部と受圧面との間を繋ぐよう貫通させた曲がりボルト通し孔とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルの構築方法に使用する曲がりボルト継手。
【請求項３】
２つのセグメントの端面同士を突合わせた場合に両端の開口がそれぞれのセグメントの内面に連続する曲がり孔と、この曲がり孔内に挿入されて２つのセグメントの内面の開口より両端を突出させた曲がりボルトと、曲がりボルトの端部を貫通してセグメントの内面に着座する座金と、曲がりボルトの端部のねじ部に締結されて座金をセグメントの内面に押付けることで、曲がりボルトを曲がり孔より抜けないように固定してセグメント同士を接合する締結部材とで形成され、上記座金は、柱筒状に形成され、柱筒の一端面の一部または全部と柱筒の周面の一部とがセグメントの内面における曲がり孔の開口付近に形成された凹部に収納されるとともに、締結部材からの圧力を受ける受圧面となる柱筒の他端面と、柱筒の一端面と他端面との間を繋ぐよう貫通させた曲がりボルト通し孔とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルの構築方法に使用する曲がりボルト継手。
【請求項４】
２つのセグメントの端面同士を突合わせた場合に両端の開口がそれぞれのセグメントの内面に連続する曲がり孔と、この曲がり孔内に挿入されて２つのセグメントの内面の開口より両端を突出させた曲がりボルトと、曲がりボルトの一端部を貫通してセグメントの内面に着座する座金と、曲がりボルトの一端部に形成されたねじ部に締結される締結部材とで形成され、曲がりボルトの他端部には、セグメントの内面に形成された曲がり孔の開口の径より大きくてセグメントの内面に係止する係止部と摘み部とを備え、曲がりボルトの一端部のねじ部に締結部材を締結して座金をセグメントの内面に押付けて固定するとともに、係止部を内面に係止させることで、曲がりボルトが曲がり孔より抜けないように固定されてセグメント同士を接合したことを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネルの構築方法に使用する曲がりボルト継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲がりボルトによりセグメント同士を接合してシールドトンネルを構築する方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工事において、セグメント同士を曲がりボルトで接合したままとする場合、曲がりボルトをセグメントの内面より内側に突出させておくようにすれば、突出した部分をコンクリート等で覆う後作業を行わなくてはならず大変である。このため、セグメントの内面よりセグメントの外面の方向に窪ませたボルトボックスを形成し、曲がりボルトの両端をセグメントの内面より内側に突出させない構造が知られている（特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開平７−１５０８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、曲がりボルトが曲がり孔より抜けないように曲がりボルトの両端に設けるナットをボルトの両端に締結するためには、スパナなどの締結工具が必要であり、上記ボルトボックスを形成する凹部としては、締結工具を使用するための作業スペースを確保するために大きな凹部を形成する必要がある。よって、曲がりボルトの両端にナットを締結してセグメント同士を接合した後に上記大きな凹部により形成されたボルトボックスを埋める後作業が必要となるので、工事が煩雑となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明によれば、シールドマシンの後方にセグメントを組立てていってトンネルを構築するシールドトンネルの構築方法において、セグメントにはセグメントの内面と端面とに連続する曲がり孔を形成しておき、２つのセグメントの端面同士を突合わせて連続させた２つのセグメントの曲がり孔に曲がりボルトを挿入して、曲がりボルトの両端をそれぞれのセグメントの内面より突出させた状態のまま曲がりボルトを曲がり孔より抜けないように締結部材により固定することでセグメント同士を接合し、後に当該接合部分の曲がりボルトの締結部材による締結を解除して曲がりボルトを曲がり孔より引抜いて取外したことを特徴とする。
本発明のシールドトンネルの構築方法に使用する曲がりボルト継手によれば、２つのセグメントの端面同士を突合わせた場合に両端の開口がそれぞれのセグメントの内面に連続する曲がり孔と、この曲がり孔内に挿入されて２つのセグメントの内面の開口より両端を突出させた曲がりボルトと、曲がりボルトの端部を貫通してセグメントの内面に着座する座金と、曲がりボルトの端部のねじ部に締結されて座金をセグメントの内面に押付けることで、曲がりボルトを曲がり孔より抜けないように固定してセグメント同士を接合する締結部材とで形成され、上記座金は、セグメントの内面の曲面に対応する形状に形成された曲面部と、締結部材からの圧力を受ける受圧面と、曲面部と受圧面との間を繋ぐよう貫通させた曲がりボルト通し孔とを備えた。上記座金の代わりに、柱筒状に形成されて、柱筒の一端面の一部または全部と柱筒の周面の一部とがセグメントの内面における曲がり孔の開口付近に形成された凹部に収納される座金を用いた。また、他の曲がりボルト継手は、２つのセグメントの端面同士を突合わせた場合に両端の開口がそれぞれのセグメントの内面に連続する曲がり孔と、この曲がり孔内に挿入されて２つのセグメントの内面の開口より両端を突出させた曲がりボルトと、曲がりボルトの一端部を貫通してセグメントの内面に着座する座金と、曲がりボルトの一端部に形成されたねじ部に締結される締結部材とで形成され、曲がりボルトの他端部には、セグメントの内面に形成された曲がり孔の開口の径より大きくてセグメントの内面に係止する係止部と摘み部とを備え、曲がりボルトの一端部のねじ部に締結部材を締結して座金をセグメントの内面に押付けて固定するとともに、係止部を内面に係止させることで、曲がりボルトが曲がり孔より抜けないように固定されてセグメント同士を接合した。
【発明の効果】
【０００５】
本発明におけるシールドトンネルの構築方法によれば、セグメント同士の接合を曲がりボルト継手により接合した後に、曲がりボルトを曲がり孔より取り外すので、接合の際には曲がりボルトの両端部をセグメントの内面より突出させておくことができて、従来のような大きな凹部のボルトボックスを不要でき、曲がり孔の開口の穴埋めに要する後処理を容易にできる。セグメントの内面の曲面に対応する形状に形成された曲面部を備えた座金を用いることで、セグメントの内面における凹部の形成を不要とでき、曲がり孔の開口の穴埋めに要する後処理を容易にできる。柱筒状の座金を用いれば、座金の製造コストを削減でき、経済的に有利となるとともに、柱筒状の座金を収納するためにセグメントの内面に形成された凹部は締結工具の作業スペースを確保する必要がないために小さくできるので、凹部を埋めるための後作業を少なくできる。他端部に係止部と摘み部とを備えた曲がりボルトを用いたことで、締結部材の締結作業を少なくできるとともに、人が摘み部をつかんで曲がりボルトを曲がり孔より容易に引き抜くことができることから、作業の容易化を促進できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１〜図３は本形態を示し、図１はシールドトンネルの構築方法におけるセグメント同士の接合方法を示し、図２は曲がりボルトによるセグメント同士の接合部の断面を示し、図３はシールド工法によるシールドトンネルの構築方法の概要を示す。
【０００７】
図３に示すように、シールド工事は、シールドマシン１の後方に複数のセグメント２を接合していって円筒壁体３を組立て、組立てた円筒壁体３の前面４でシールドマシン１の推進ジャッキ５の反力をとってシールドマシン１を推進させて地山１００を掘進してから上記円筒壁体３の前面４に新しい円筒壁体３を組立て、以後、シールドマシン１の推進と円筒壁体３の組立てとを繰り返してトンネル壁体を構築する。１つ１つのセグメント２は、上記円筒壁体３の中心線を基準として所定の角度間隔で分割した円筒周面の一部に相当する形状に形成された板状のコンクリート製品である。すなわち、シールドトンネルを構成するパーツである。
【０００８】
セグメント２同士は、構築するトンネルの周方向に沿ってセグメント２同士を接合していくセグメント間接合とトンネルの進行方向に沿ってセグメント２同士を接合していくリング間接合とにより接合される。本形態では、図１（ｂ）に示すように、セグメント２同士のセグメント間接合に仮設継手としての曲がりボルト継手６を用い、セグメント２同士のリング間接合に周知の例えばピン継手７を用いる。
【０００９】
以下、セグメント２において、トンネルの進行方向に沿った方向に対応する方向を幅方向、トンネルの周面を１周する方向を周方向として説明する。図１に示すように、セグメント２の幅方向における両側の端面８；９のうち、一方の端面８にはピン継手７が当該端面８より突出した状態に設けられ、他方の端面９には当該セグメント２と接合されるセグメント２に設けられた上記ピン継手７が嵌合されるピン継手受孔１０が形成される。セグメント２の幅方向における両側の端面のうちの１つの端面９に近い側で、かつ、セグメント２の周方向における両側の端面１１；１１側には、セグメント２の周方向における端面１１とセグメントの内面１２とに貫通する曲がり孔１３が形成される。図４に示すように、曲がり孔１３内には金属や塩化ビニルにより形成された管１４が挿入される。
【００１０】
曲がりボルト継手６は、曲がりボルト１５と座金１６と締結部材としてのナット１７と曲がり孔１８とにより構成される。曲がりボルト１５の長さは、２つのセグメント２；２の周方向における端面１１；１１同士を突き合わせて互いに連通する２つの曲がり孔１３;１３とにより形成された曲がり孔１８の長さより長い。座金１６は、セグメント２の内面１２の曲面に対応する形状に形成された曲面部１９と、ナット１７の締結による圧力を受ける受圧面２０と、曲面部１９と受圧面２０との間を繋ぐよう貫通させた曲がりボルト通し孔２１とを備える。すなわち、座金１６は、筒柱状の座金の一端がセグメント２の内面１２の曲面に対応する形状に加工されて曲面部１９として形成されたものである。曲がりボルト１５を曲がり孔１８内の管１４内をスライドさせて曲がり孔１８内に挿入し、セグメント２の内面１２に延長する曲がり孔１８の両端の開口２２より曲がりボルト１５の両方の端部２３を同じ長さだけ突出させる。開口２２より突出する端部２３の周面にはねじ部２４が形成される。座金１６のボルト通し孔２１に端部２３を通した座金１６の曲面部１９をセグメント２の内面１２に接触させた状態において、ねじ部２４は座金１６の受圧面２０を超えて開口２２付近まで形成されていることから、ねじ部２４にナット１７を挿入して締結した場合に、ナット１７を締め付けることで座金１６をセグメント２の内面１２に押し付けることができ、曲がりボルト１５が曲がり孔１８より外れないよう強固に固定される。このような構成の曲がりボルト継手６により、セグメント２同士が接合される。
【００１１】
図１に基づいてシールドトンネルの構築方法を説明する。既に組立てた円筒壁体３（図３参照）の前面４で推進ジャッキ５の反力をとってシールドマシン１を推進させて地山１００を掘進し、そして、シールドマシン１の後方に新たな円筒壁体３を組み立てて行く。この際、図１（a）のように、２つのセグメント２の周方向における端面１１；１１同士を突き合わせて曲がり孔１３；１３を互いに連通させた状態とした後に、図１（ｂ）のように、予め型枠による成型の際に曲がり孔１３内に設けられた管１４内に開口２２から曲がりボルト１５を挿入して、曲がりボルト１５の両端部２３；２３を２つのセグメント２；２の内面１２より突出させ、セグメント２の内面１２より突出させた曲がりボルト１５の両端部２３；２３に座金１６；１６を挿入して、両端部２３；２３のねじ部２４；２４にナット１７；１７を締結する。以上により、セグメント２同士のセグメント間が曲がりボルト継手６により接合される。その後、曲がりボルト継手６で接合されたセグメント２と新たなセグメント２とのリング間接合をピン継手７により行い、さらに、曲がりボルト継手６によりセグメント２同士のセグメント間を接合していく。以上を繰り返し、シールドトンネルを構築していく。この構築作業において、曲がりボルト継手６による接合部分は、この接合部分を有するセグメント２が施工時荷重（シールドマシン１の掘進推力）を受ける期間は、そのままとしておくことで、施工時荷重により発生するセグメント２；２間の目違い（内面１２；１２の位置がずれることで段差を生じること）や目開き（端面１１；１１間に隙間を生じること）を防止できる。曲がりボルト１５は、この曲がりボルト１５で接合されているセグメント２に作用する施工時荷重の大きさが影響範囲外となった段階で取り外し、シールドマシン１側のこれから組み立てる新たなセグメント２；２同士の接合に使用する。施工時荷重の大きさが影響範囲外となるのは、例えば、推進ジャッキ５の圧力を受ける先端側のセグメント２の受圧面である前面４と曲がりボルト継手６による接合部分との間の距離Ｘ（図３参照）が２０ｍ〜３０ｍとなった場合である。すなわち、曲がりボルト継手６による接合部分がシールドマシン１の推進力の影響を受けないぐらいにシールドマシン１より離れた場合に、当該接合部分の曲がりボルト１５のナット１７による締結を解除して曲がりボルト１５を曲がり孔１８より引抜いて取外す。曲がりボルト１５を取り外した後の曲がり孔１８の開口２２は図外のキャップやモルタル等の塞ぎ材で穴埋めする。この場合、セグメント２の内面１２において開口する開口２２を塞げばよいので、開口２２を塞ぐ後処理が簡単となり、従来技術のような大きな凹部により形成されたボルトボックスを埋める後作業に比べて作業が容易となる。すなわち、セグメント２の内面１２の曲面に対応する形状に形成された曲面部１９を備えた座金１６を用いることで、接合の際には曲がりボルト１５の両端部２３；２３をセグメント２の内面１２より突出させておくことができ、また、セグメント２；２同士の接合を曲がりボルト継手６により接合した後に曲がりボルト１５を曲がり孔１８より取り外すので、ナット１７の締結工具を使用する��めの作業スペースを確保するための凹部によるボルトボックスをセグメント２の内面１２に形成する必要がなくなり、また、曲がり孔１８の開口２２；２２の穴埋めに要する後処理も容易にできる。
【００１２】
他の形態１．
図４に示すような柱筒状に形成された座金３０を用いてもよい。柱筒状の座金３０は、一端面３１の全部（または一部）と周面３２の一部とがセグメント２の内面１２における曲がり孔１８の開口２２付近に形成された凹部３３に収納されるとともに、ナット１７からの圧力を受ける受圧面となる他端面３４と、一端面３１と他端面３４との間を繋ぐよう貫通させた曲がりボルト通し孔３５とを備える。この座金３０が凹部３３に収納されることで、曲がりボルト１５の両端部２３；２３のねじ部２４；２４に締結されるナット１７；１７がセグメント２；２の内面１２；１２より突出する位置に設定される。このような柱筒状の座金３０は、上述したような下面を曲面に形成した特殊な座金１６を用いる場合と比べて製造コストを削減でき、経済的に有利となる。また、従来技術のように、スパナなどの締結工具を使用するための作業スペースを確保するための大きな凹部を形成する必要がなくなり、曲がりボルト１５を曲がり孔１８より引き抜いて取り外した後凹部３３を埋める後作業を少なくできる。
【００１３】
他の形態２．
図５に示すような曲がりボルト４０を用いてもよい。曲がりボルト４０は、一端部４１にはねじ部２４が形成され、他端部４２にはセグメント２の内面１２に形成された曲がり孔１８の開口２２の径より大きくて内面１２に係止する係止部４３及び摘み部４４とを備える。すなわち、他端部４２に係止部４３及び摘み部４４とが一体に形成された曲がりボルト４０を備える。そして、曲がりボルト４０の一端部４１側から曲がり孔１８内に曲がりボルト４０を挿入していって、曲がりボルト４０の他端部４２に設けられた係止部４３の下面であり、セグメント２の内面１２の面形状に対応して形成された係止面４５を、セグメント２の内面１２に係止させた後に、曲がり孔１８を通過して内面１２より突出する曲がりボルト４０の他端部４２のねじ部２４に座金１６とナット１７を順番に挿入してからナット１７を締結して座金１６をセグメント２の内面１２に押付けて固定する。これにより、曲がりボルト４０が曲がり孔１８より抜けないように固定されてセグメント２；２同士が接合される。摘み部４４は、指を引っ掛けるためのくびれ部４６を備える。よって、曲がりボルト４０を曲がり孔１８より引き抜いて取り外す際には、ナット１７をねじ部２４より取り外してから、人が摘み部４４をつかんで曲がりボルト４０を曲がり孔１８より容易に引き抜くことができ、作業の容易化を促進できる。また、曲がりボルト４０の一端部４１のねじ部２４にのみナット１７を締結すればよく、ナット１７の締結作業を少なくできる。図５では、図２の座金１６を用いる場合の曲がりボルト４０を例示しているが、図４の座金３０を用いてもよく、この場合、係止部４３を座金３０の形状と同じ形状に形成すればよい。
【００１４】
他の形態３．
図６に示すように、図２のような曲がりボルト１５を用い、曲がりボルト１５の一方の端部２３側のねじ部２４（図２の曲がりボルト１５よりねじ部２４の長さが長い方が好ましい）に着脱自在なねじ締結キャップ５０を取付けることで、当該取付けられたねじ締結キャップ５０で摘み部４４を形成しても良い。このようにすれば、曲がりボルト１５の２つの端部２３；２３のいずれからでも曲がりボルト１５を曲がり孔１８に挿入でき、曲がり孔１８を通過して曲がりボルト１５の両方の端部２３；２３を内面１２より突出させてから座金１６、ナット１７及びねじ締結キャップ５０を取付ければよいので、作業性を向上できる。この場合、ねじ締結キャップ５０の取付けられる側においてナット１７で内面１２の方向に押し付けられる座金１６が係止部を形成する。尚、一方の端部２３側にねじ締結キャップ５０及びナット１７に相当する形状物を一体に形成した曲がりボルトを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
上記では、曲がりボルト継手６をセグメント２；２同士のセグメント間接合に用いたが、曲がりボルト継手６をセグメント２；２同士のリング間接合に用いても良い。また、曲がり孔１８内に管１４を設けた場合は、曲がりボルト１５；４０が管１４内を滑りやすくなり、曲がりボルト１５；４０の着脱作業の容易化を図れるが、曲がり孔１８内に管１４を設けないようすればコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】セグメント同士の接合方法を示す図（最良の形態）。
【図２】曲がりボルト継手によるセグメント同士の接合部の断面図（最良の形態）。
【図３】シールドトンネルの構築方法を示す断面図（最良の形態）。
【図４】曲がりボルト継手によるセグメント同士の接合部の断面図（他の形態１）。
【図５】曲がりボルト継手によるセグメント同士の接合部の断面図（他の形態２）。
【図６】曲がりボルト継手によるセグメント同士の接合部の断面図（他の形態３）。
【符号の説明】
【００１７】
１  シールドマシン、２  セグメント、１１  セグメントの端面、
１２  セグメントの内面、１３；１８  曲がり孔、１５；４０  曲がりボルト、
１６  座金、１７  ナット（締結部材）、１９  曲面部、２０  座金の受圧面、
２１  曲がりボルト通し孔、２２  開口、２３  端部、２４  ねじ部、
４３  係止部、４４  摘み部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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