(57)【要約】      （修正有）【課題】突合せ面に形成されるシール用溝部が、例えば、互いに異なる曲率半径または幅を有するセグメントどうしであっても、所望どおりの止水性能を確保しながら連結固定することのできるトンネル用調整セグメントの提供。【解決手段】第１と第２セグメントＳ１，Ｓ２が、異なる曲率半径または幅のシール用溝部３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂを有する状態で、両セグメントＳ１，Ｓ２の突合せ面２，４間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントＳ３で、第１セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂに対応する第１シール用溝部を備え、第２セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂに対応する第２シール用溝部を備え、第１シール用溝部と第２シール用溝部が、調整セグメントＳ３の周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されている。【選択図】図４
2006138175.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第１セグメントと他側方に設置される第２セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第１セグメントと第２セグメントの間に設置されて第１セグメントと第２セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントであって、
その調整セグメントが、前記第１セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第１シール用溝部をその第１セグメントへの突合せ面に備え、前記第２セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第２シール用溝部をその第２セグメントへの突合せ面に備えていて、前記第１シール用溝部と第２シール用溝部が、前記調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているシールドトンネル用の調整セグメント。
【請求項２】
前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第１と第２セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第２セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第１セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、前記第１セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されている請求項１に記載のシールドトンネル用の調整セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第１セグメントと他側方に設置される第２セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第１セグメントと第２セグメントの間に設置されて第１セグメントと第２セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、地下鉄用のシールドトンネルを例にとると、比較的大荷重のかからない道路の下方では、コンクリート製セグメントが使用され、大荷重のかかる建物の下方では、強度的に優れた鋳鉄製セグメントが使用されることが多い。その場合、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントでは、セグメントの特性の違いや継手構造による制約の違いなどから、シール溝部の曲率半径または幅が異なる場合が多く、特に両セグメントの内径が異なる場合は、その違いが顕著であり、両セグメントの突合せ面間での調整に調整セグメントが必要となる。
このような異なるセグメントを接続する調整セグメントとしては、例えば、内径の比較的小さなコンクリート製セグメントと内径の比較的大きな鋳鉄製セグメントどうしを連結するシールドトンネル用の調整セグメントが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１８７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記公報に開示のシールドトンネル用の調整セグメントは、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントの突合せ面における凹凸形状に関するもので、突合せ面に形成されるシール用溝部については特別な配慮はなされていない。
すなわち、シールドトンネル用のセグメントの周囲には、隣接するセグメントとの突合せ面間における止水性能を確保するため、シール材を挿入するシール用溝部を設けることが必要不可欠となる。ところが、従来のシールドトンネル用の調整セグメントでは、その突合せ面に形成されるシール用溝部について特別な配慮がなされておらず、そのため、例えば、コンクリート製セグメントと鋳鉄製セグメントの突合せ面に形成されるシール用溝部はほぼ同一の曲率半径、つまり、トンネル軸心を中心として同じ半径のシール用溝部を有し、かつ、そのシール用溝部の幅もほぼ同一であることを前提としていた。
したがって、例えば、突合せ面に形成されるシール用溝部が、互いに異なる曲率半径または幅を有する場合、シール材が完全には連続しないため、止水性能が不十分なものとなる問題があった。
【０００５】
具体的には、図４の比較例に示すように、例えば、調整セグメントＳ３のシール用溝部１４ａ，１４ｂが、第２セグメントである鋳鉄製セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂに対応するように形成されると、そのシール用溝部１４ａ，１４ｂが、第１セグメントであるコンクリート製セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂに対応せず、したがって、調整セグメントＳ３のシール用溝部１４ａ，１４ｂとコンクリート製セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂに挿入したシール材１３どうしが完全に当接せず、シールドトンネルＴの止水性が阻害される。
逆に、調整セグメントＳ３のシール用溝部１４ａ，１４ｂが、コンクリート製セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂに対応するように形成されると、鋳鉄製セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂに対応せず、いずれにしても、止水性に優れたシールドトンネルＴを構築することができない。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目したもので、その目的は、突合せ面に形成されるシール用溝部が、例えば、互いに異なる曲率半径または幅を有するセグメントどうしであっても、所望どおりの止水性能を確保しながら連結固定することのできるトンネル用調整セグメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴構成は、トンネル軸心方向に沿って一側方に設置される第１セグメントと他側方に設置される第２セグメントが、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する状態で、それら第１セグメントと第２セグメントの間に設置されて第１セグメントと第２セグメントの突合せ面間の調整に使用されるシールドトンネル用の調整セグメントであって、その調整セグメントが、前記第１セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第１シール用溝部をその第１セグメントへの突合せ面に備え、前記第２セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第２シール用溝部をその第２セグメントへの突合せ面に備えていて、前記第１シール用溝部と第２シール用溝部が、前記調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているところにある。
【０００８】
本発明の第１の特徴構成によれば、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第１と第２セグメントの突合せ面間の調整に使用される調整セグメントが、第１セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第１シール用溝部をその第１セグメントへの突合せ面に備え、第２セグメントの突合せ面に形成のシール用溝部に対応する第２シール用溝部をその第２セグメントへの突合せ面に備えているので、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第１と第２セグメントどうしであっても、調整セグメントの介在によって、各突合せ面間において所望どおりの止水性能を確保して連結固定することができる。
そして、その調整セグメントに設けられる第１シール用溝部と第２シール用溝部が、調整セグメントの周囲で調整溝部を介して互いに連続するように構成されているので、隣接する調整セグメント間においても所望どおりの止水性能を確保することができ、その結果、互いに異なる曲率半径または幅のシール用溝部を有する第１と第２セグメントを使用して止水性能に優れたトンネルを構築することができる。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成は、前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第１と第２セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第２セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第１セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、前記第１セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されているところにある。
【００１０】
本発明の第２の特徴構成によれば、前記調整セグメントにおいて、その外周径が、同じ外周径を有する第１と第２セグメントの外周径とほぼ一致するように構成され、その肉厚が、肉厚の薄い第２セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されるとともに、肉厚の厚い第１セグメントへの突合せ面側に内側へ向くテーパ面が形成されて、その肉厚が、第１セグメントの肉厚とほぼ一致するように構成されているので、第１セグメントと第２セグメントの間の肉厚の差は、調整セグメントに形成のテーパ面により解消される。
その結果、肉厚の異なる第１と第２セグメント間において、調整セグメントの介在によりトンネル軸心方向への力の伝達が確実となり、例えば、掘削機に設けられたジャッキの伸長による押圧力を確実に伝達して、その反力により掘削機を確実に掘進させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明によるシールドトンネル用の調整セグメントの実施の形態を図面に基づいて説明する。
シールドトンネルは、その区間によってトンネルに作用する荷重条件が異なるため、図１に示すように、シールドトンネル用セグメントとしては、例えば、第１セグメントとしてのコンクリート製セグメントＳ１と、第２セグメントとしての金属製セグメント、つまり、強度的に優れたダクタイル鋳鉄製セグメント（以下、鋳鉄製セグメントと称する）Ｓ２といったように２種類またはそれ以上の種類のセグメントが使用される。
【００１２】
コンクリート製セグメントＳ１と鋳鉄製セグメントＳ２は、いずれもトンネルＴの周方向に沿って彎曲するほぼ矩形の形状を有し、図１に示す実施形態では、コンクリート製セグメントＳ１の方が鋳鉄製セグメントＳ２よりも肉厚に構成されているため、コンクリート製セグメントＳ１により構築されるトンネル部分と鋳鉄製セグメントＳ２により構築されるトンネル部分は、その外径が同一で内径が異なる構成とされている。
そして、コンクリート製セグメントＳ１には、その突合せ面２、つまり、鋳鉄製セグメントＳ２に対する突合せ面２を含んで、その四辺にわたる周囲に２本のシール用溝部３ａ，３ｂが形成され、同様に、鋳鉄製セグメントＳ２には、その突合せ面４を含んで四辺にわたる周囲に２本のシール用溝部５ａ，５ｂが形成されている。
【００１３】
両セグメントＳ１，Ｓ２における２本のシール用溝部３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂは、全てほぼ同一幅に構成されているが、コンクリート製セグメントＳ１と鋳鉄製セグメントＳ２の肉厚の差に起因して、それぞれの性能や形状が最適になるように設計されていることから、合計４本のシール用溝部３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂは、トンネル軸心Ｐを中心として全て異なる曲率半径を有している。
このような２種類のセグメントＳ１，Ｓ２のうちの一方、例えば、コンクリート製セグメントＳ１がトンネル軸心Ｐ方向に沿って一側方に設置され、他方の鋳鉄製セグメントＳ２が他側方に設置されるので、両セグメントＳ１，Ｓ２の接続箇所には、両セグメントＳ１，Ｓ２の突合せ面２，４間の調整のためにシールドトンネル用の調整セグメント（以下、調整セグメントと称する）Ｓ３が必要となる。
【００１４】
その調整セグメントＳ３は、図２にも示すように、トンネルＴの周方向に沿って彎曲するほぼ矩形の形状を有するダクタイル鋳鉄製で、コンクリート製セグメントＳ１の突合せ面２に対応する第１突合せ面６、鋳鉄製セグメントＳ２の突合せ面４に対応する第２突合せ面７、および、両突合せ面６，７に直交する左右の側面８を有している。
第１突合せ面６は、その肉厚がコンクリート製セグメントＳ１の突合せ面２の肉厚とほぼ一致するように、また、第２突合せ面７は、その肉厚が鋳鉄製セグメントＳ２の突合せ面４の肉厚とほぼ一致するように構成され、そのため、第１突合せ面６側には、その内側に滑らかなテーパ面９が形成されている。
つまり、調整セグメントＳ３の肉厚が、肉厚の薄い鋳鉄製セグメントＳ２の肉厚とほぼ一致するように構成され、肉厚の厚いコンクリート製セグメントＳ１への第１突合せ面６側に内側へ向くテーパ面９が形成されて、その肉厚が、コンクリート製セグメントＳ１の肉厚とほぼ一致するように構成されている。
【００１５】
調整セグメントＳ３の第１突合せ面６には、コンクリート製セグメントＳ１の突合せ面２に形成された２本のシール用溝部３ａ，３ｂに対応するように、それらのシール用溝部３ａ，３ｂとほぼ同一の幅とほぼ同一の曲率半径を有する２本の第１シール用溝部１０ａ，１０ｂが形成され、同様に、第２突合せ面７には、鋳鉄製セグメントＳ２の突合せ面４に形成された２本のシール用溝部５ａ，５ｂに対応するように、それらのシール用溝部５ａ，５ｂとほぼ同一の幅とほぼ同一の曲率半径を有する２本の第２シール用溝部１１ａ，１１ｂが形成されている。
そして、調整セグメントＳ３の両側面８には、２本の第１シール用溝部１０ａ，１０ｂと第２シール用溝部１１ａ，１１ｂを連続して接続するために、各溝部１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂとほぼ同一幅を有する２本の調整溝部１２ａ，１２ｂが傾斜して形成され、それによって、２本の第１シール用溝部１０ａ，１０ｂと第２シール用溝部１１ａ，１１ｂが、２本の調整溝部１２ａ，１２ｂを介して調整セグメントＳ３の周囲で互いに連続するように構成されている。
【００１６】
以上のように、シールドトンネル用の調整セグメントＳ３が、コンクリート製セグメントＳ１の突合せ面２に形成のシール用溝部３ａ，３ｂに対応する第１シール用溝部１０ａ，１０ｂをそのコンクリート製セグメントＳ１への第１突合せ面６に備え、鋳鉄製セグメントＳ２の突合せ面４に形成のシール用溝部５ａ，５ｂに対応する第２シール用溝部１１ａ，１１ｂをその鋳鉄製セグメントＳ２への第２突合せ面７に備えているので、コンクリート製セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂ、鋳鉄製セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂ、および、調整セグメントＳ３の第１シール用溝部１０ａ，１０ｂと第２シール用溝部１１ａ，１１ｂなどにシール材１３を挿入し、調整セグメントＳ３を介して第１と第２セグメントＳ１，Ｓ２を連結固定することにより、各セグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３間において所望どおりの止水性能を確保することができる。
そして、第１シール用溝部１０ａ，１０ｂと第２シール用溝部１１ａ，１１ｂが、調整溝部１２ａ，１２ｂを介して調整セグメントＳ３の周囲で互いに連続するように構成されているので、シール材１３の挿入によってトンネルＴの周方向において隣接する調整セグメントＳ３間においても所望どおりの止水性能を確保することができる。
【００１７】
〔別実施形態〕
つぎに、別の実施形態について説明するが、先の実施形態で説明した構成や同じ作用を有する構成については、同じ符号を付すことで詳しい説明を省略し、主として先の実施形態と異なる構成について説明する。
【００１８】
（１）先の実施形態では、調整セグメントＳ３の両側面８に傾斜した調整溝部１２ａ，１２ｂを設けた例を示したが、例えば、図３に示すように、２本の調整溝部１２ａ，１２ｂのうちの少なくとも一方の溝部１２ｂをクランク状に折曲した溝部に構成することもでき、また、図示はしないが、両溝部１２ａ，１２ｂを共にクランク状に折曲した溝部に構成することもできる。
【００１９】
（２）先の実施形態では、第１セグメントＳ１をコンクリート製セグメントで、第２セグメントＳ２をダクタイル鋳鉄製セグメントで、そして、トンネル用調整セグメントＳ３をダクタイル鋳鉄製セグメントで構成した例を示したが、これら各セグメントＳ１，Ｓ２，Ｓ３を構成する材料については種々の変更が可能である。
例えば、第１と第２セグメントＳ１，Ｓ２がコンクリート製セグメントで、その第１セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂと第２セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂにおいて、各溝の曲率半径そして／または幅が異なる場合に、トンネル用調整セグメントＳ３としてコンクリート製セグメントを使用することもできる。
また、第１と第２セグメントＳ１，Ｓ２の外周径をほぼ同じにした例を示したが、逆に、第１と第２セグメントＳ１，Ｓ２の内周径をほぼ同じにして実施することもできる。その場合には、先の実施形態とは逆に、第１セグメントＳ１への第１突合せ面６側に外側へ向くテーパ面を形成して、その肉厚を第１セグメントＳ１の肉厚とほぼ一致するように構成することになる。
【００２０】
（３）先の実施形態では、第１セグメントＳ１のシール用溝部３ａ，３ｂ、第２セグメントＳ２のシール用溝部５ａ，５ｂ、および、調整セグメントＳ３の第１シール用溝部１０ａ，１０ｂ、第２シール用溝部１１ａ，１１ｂ、調整溝部１２ａ，１２ｂなどについては、それぞれ２本ずつ有する例を示したが、これら溝部については１本だけのものや３本以上有するものなどにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】シールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【図２】シールドトンネル用の調整セグメントの斜視図
【図３】別の実施形態によるシールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【図４】比較例を示すシールドトンネル用の調整セグメントの縦断側面図
【符号の説明】
【００２２】
２              第１セグメントの突合せ面
３ａ，３ｂ      第１セグメントのシール用溝部
４              第２セグメントの突合せ面
５ａ，５ｂ      第２セグメントのシール用溝部
６，７          シールドトンネル用の調整セグメントの突合せ面
１０ａ，１０ｂ  第１シール用溝部
１１ａ，１１ｂ  第２シール用溝部
１２ａ，１２ｂ  調整溝部
Ｐ              トンネル軸心
Ｓ１            第１セグメント
Ｓ２            第２セグメント
Ｓ３            シールドトンネル用の調整セグメント
Ｔ              シールドトンネル
【図１】
2006138175.tif 000003
【図２】
2006138175.tif 000004
【図３】
2006138175.tif 000005
【図４】
2006138175.tif 000006