(57)【要約】【課題】周方向において互いに隣接するセグメント相互間を任意の位置で締結可能とし、肉厚が薄いセグメントにも適用可能とするセグメントの締結構造を提供すること。【解決手段】隣り合うセグメント１０を相互に締結するセグメント１０の締結構造において、セグメント１０の内側に形成した凹部１６，２１に筒状のインサート１８を予め埋設し、インサート１８にカスガイ状の継手３０を嵌挿し、隣り合うセグメント１０を相互に締結するようにしたので、周方向において互いに隣接するセグメント１０相互間を任意の位置で締結でき、肉厚が薄いセグメント１０にも適用できる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣り合うセグメントを相互に締結するセグメントの締結構造において、
セグメントの内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設し、
該インサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結したことを特徴とするセグメントの締結構造。
【請求項２】
前記インサートが合成樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載のセグメントの締結構造。
【請求項３】
内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設したセグメントを隣り合わせに配設した後に、内側から各セグメントのインサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結することを特徴とするセグメントの締結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド掘削工法における、トンネル覆工壁を施工する際に用いるセグメントの締結構造およびセグメントの締結方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
セグメントとセグメントとを容易に締結するセグメントの締結構造が各種提案されている。たとえば、各セグメントの外周面に開口する凹部を形成し、周方向において互いに隣接するセグメントの凹部内にカスガイ状の継手を差し込むことにより、周方向において互いに隣接するセグメント相互間を締結し、各セグメントの軸方向一端面に凹部を形成し、軸方向他端面に取り付けたカスガイ状の継手を差し込むことにより、軸方向において互いに隣接するセグメント（セグメントリング）相互間を締結するセグメントの締結構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３３１５９４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、周方向において互いに隣接するセグメント相互間を締結する場合に、セグメントの外周面側から継手を差し込むことができないので、セグメントの外周面に開口する凹部をセグメントの軸方向端面に形成しなければならなかった。このため、セグメントを締結できる箇所も軸方向端面に限られていた。
【０００５】
また、軸方向において互いに隣接するセグメント（セグメントリング）相互間を締結する場合に、上述した軸方向一端面に凹部を形成する必要があった。このため、鋼繊維補強コンクリート（Steel Fiber Rein Forced Concrete）製等の肉厚が薄いセグメントへの適用が困難であった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、周方向において互いに隣接するセグメント相互間を任意の位置で締結可能とし、肉厚が薄いセグメントにも適用可能とするセグメントの締結構造およびセグメントの締結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、隣り合うセグメントを相互に締結するセグメントの締結構造において、セグメントの内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設し、該インサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結したことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記インサートが合成樹脂製であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設したセグメントを隣り合わせに配設した後に、内側から各セグメントのインサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るセグメントの締結構造は、セグメントの内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設し、インサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結するので、周方向において互いに隣接するセグメント相互間を任意の位置で締結でき、肉厚が薄いセグメントにも適用できる。
【００１１】
また、本発明に係るセグメントの締結方法は、内側に形成した凹部に筒状のインサートを予め埋設したセグメントを隣り合わせに配設した後に、内側から各セグメントのインサートにカスガイ状の継手の脚部を嵌挿し、隣り合うセグメントを相互に締結するので、軸方向において互いに隣接するセグメント相互間を締結する場合であっても、従来のように、セグメントに予め継手を取り付ける必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施例に係るセグメントの締結構造を図面に基づいて詳細に説明する。ここでは、シールド掘削工法における、トンネル覆工壁を施工する際に用いるセグメントの締結構造を例に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１３】
図１は本発明に係るセグメントの締結構造を適用したトンネルの覆工壁を坑口側から切羽側に向けて見た正面図、図２は図１に示したセグメントリングの展開図、図３および図４は周方向において隣接するセグメントの締結構造を示す図、図５は締結する切羽側のセグメントの端面と坑口側のセグメントの端面とを示した拡大図、図６および図７は軸方向において隣接するセグメントの締結構造を示す図である。
【００１４】
シールド掘削工法により、掘削されたトンネルを覆工する覆工壁１は、複数のセグメント１０を組み合わせて、輪環（セグメントリング２）を構成している。本実施例に係るトンネルの覆工壁１は、図１および図２に示すように、一対のＡ型セグメント１１、Ｂ１型セグメント１２、Ｂ２型セグメント１３およびＫ型セグメント１４の五つのセグメントにより、セグメントリング２を構成する。したがって、各セグメント１０は、輪環をその円周方向に分割した形状の円弧状を呈する。
【００１５】
Ａ型セグメント１１は、図２に示すように、展開した場合に、矩形を成すように形成してあり、一対のＡ型セグメント１１は隣り合うように配設される（図１参照）。Ｂ１型セグメント１２およびＢ２型セグメント１３は、展開した場合に、切羽側よりも坑口側が長辺となる台形を成すように形成してある。また、Ｂ１型セグメント１２とＢ２型セグメント１３とは対称形を有し、一対のＡ型セグメント１１を挟んで対向するように配設される（図１参照）。Ｋ型セグメント１４は、展開した場合に、切羽側が坑口側よりも長辺となる左右対称の台形であって、Ｂ１型セグメント１２とＢ２型セグメント１３との間に配設される。
【００１６】
図１および図２に示すように、各セグメント１０の中央部には、セグメント１０を貫通するグラウト孔１５が設けてある。グラウト孔１５は、地質の不良・湧水箇所、空隙などの改良と防水を目的として、セメントミルクや薬液を注入するためのものである。グラウト孔１５の内周面には、螺旋状のネジ溝が形成してあり、外周面に螺旋状のネジ山を形成したソケット（図示せず）が螺合される。また、ソケットは、軸方向に貫通し、その内周面に螺旋状に形成したネジ溝が形成してあり、外周面に螺旋状のネジ山を形成したプラグ（図示せず）を螺合することにより、封止可能である。
【００１７】
図２〜図４に示すように、各セグメント１０の側部には、凹部１６が形成してある。凹部１６は、周方向において隣り合うセグメント１０を相互に締結するカスガイ状の継手３０を収容する部分であり、セグメント１０を周方向に配設した場合に、各セグメント１０に形成した凹部１６が隣接し、覆工壁１の内周側から見た場合に一つの矩形の凹部１７を構成することになる。本実施例では、周方向において隣り合うセグメント１０を一つの継手で締結することとしたため、各セグメント１０の一側部に一つの凹部１６が形成してある。
【００１８】
各凹部１６には、インサート１８が予め埋設してある。インサート１８は、継手３０の脚部３１が嵌挿される部分であり、たとえば、ポリプロピレン等の合成樹脂等、継手３０より軟らかい材料により形成してある。インサート１８は、有底の円筒形状を有し、その内径は、継手３０の脚部３１よりも、僅かに小径に形成してある。
【００１９】
カスガイ状の継手３０は、基部３２と基部３２の両端部からセグメント１０の径外方向に延在する脚部３１とを有するものであり、上述したように、継手３０の脚部３１をインサート１８に嵌挿（圧入）し、基部３２を凹部１７に収容すると、周方向において隣り合うセグメント１０の相互間が締結される。
【００２０】
また、図１および図５に示すように、軸方向において隣り合うセグメント１０の接合面となる坑口側端面には、半球状に凸設した緩衝キー１９が形成してあり、切羽側端面には、半球状に凹設した緩衝キー２０が形成してある。これらの緩衝キー１９，２０は、セグメントリング２を構成した場合に、当該セグメントリング２を円周方向に等分するように形成してある。本実施例では、セグメントリング２を１３等分するように緩衝キー１９，２０が形成してある。
【００２１】
坑口側端面に形成した緩衝キー１９の半径は、切羽側に形成した緩衝キー１７の半径よりも小さく、セグメント１０を軸方向において隣接させた場合に、坑口側端面に形成した緩衝キー１９が切羽側端面に形成した緩衝キー２０に収容されることになる。この結果、応力を放射状に分散させながらせん断力を滑らかに伝達可能である。
【００２２】
また、図２および図６、図７に示すように、各セグメント１０の坑口側端部と切羽側端部とにも、凹部２１が形成してある。これらの凹部２１は、各セグメント１０を締結して構成したセグメントリング２とセグメント１０とを軸方向に締結するカスガイ状の継手３０を収容する部分であり、セグメントリング２を構成した場合に、当該セグメントリング２を円周方向に等分するように形成してある。本実施例では、セグメントリング２を１３等分するように凹部２１が形成してある。
【００２３】
したがって、軸方向におけるセグメント１０の位相を一致させて配設した場合（いわゆるイモ（通し）目地に配設した場合）、位相をずらして千鳥状に配設した場合（いわゆる馬踏み（破れ）目地に配設した場合）にも、軸方向において、隣り合うセグメント１０に形成した凹部２１が隣接し、覆工壁１の内周側から見た場合に一つの矩形の凹部２２を構成することになる。
【００２４】
これらの各凹部２１にも、上述したインサート１８が予め埋設してある。したがって、カスガイ状の継手３０の脚部３１をインサート１８に嵌挿（圧入）し、基部３２を凹部２２に収容すると、軸方向において隣り合うセグメント１０の相互間が締結される。
【００２５】
上述した実施例によれば、周方向において隣り合うセグメント１０を一つの継手３０で締結することとしたため、各セグメント１０の一側部に一つの凹部１６を形成したが、任意の数の継手で締結するものとし、継手の数に対応する数の凹部１６を各セグメント１０の一側部に形成してもよい。
【００２６】
このため、上述したセグメント１０の締結構造は、周方向において互いに隣接するセグメント１０相互間を任意の位置で締結でき、肉厚が薄いセグメント１０にも適用できる。
【００２７】
また、軸方向において隣り合うセグメント相互間を締結するために、セグメントリング２を１３等分した位置に凹部２１を形成したが、１３等分に限られるものではなく、任意の数で等分して凹部２１を形成してもよい。
【００２８】
上述した実施例に係るセグメントの締結構造は、内側に形成した凹部１６，２１に筒状のインサート１８を予め埋設したセグメント１０を隣り合わせに配設した後に、内側から各セグメント１０のインサート１８にカスガイ状の継手３０の脚部３１を嵌挿し、隣り合うセグメント１０を相互に締結することにより構成される。
【００２９】
このため、軸方向において互いに隣接するセグメント１０相互間を締結する場合であっても、従来のように、セグメントに予め継手を取り付ける必要がない。
【００３０】
なお、上述したセグメント１０の締結構造を適用したセグメントリング２に係る力は、円周方向に向けた圧縮力であるので、組立時にセグメント１０を締結するものであれば良く、組立後の締結力を考慮する必要はない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明に係るセグメントの締結構造および締結方法は、肉厚の薄いセグメント相互の締結に有用であり、特に、鋼繊維補強コンクリート製のセグメントの締結構造および締結方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係るセグメントの締結構造を適用したトンネルの覆工壁を坑口側から切羽側に向けて見た正面図である。
【図２】図１に示したセグメントリングの展開図である。
【図３】周方向において隣接するセグメントの締結構造を示す断面図である。
【図４】周方向において隣接するセグメントの締結構造を内周側から見た図である。
【図５】締結する切羽側のセグメントの端面と坑口側のセグメントの端面とを示した拡大図である。
【図６】軸方向において隣接するセグメントの締結構造を示す断面図である。
【図７】軸方向において隣接するセグメントの締結構造を内周側から見た図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    覆工壁
２    セグメントリング
１０    セグメント
１１    Ａ型セグメント
１２    Ｂ１型セグメント
１３    Ｂ２型セグメント
１４    Ｋ型セグメント
１５    グラウト孔
１６    凹部
１７    凹部
１８    インサート
１９    緩衝キー
２０    緩衝キー
２１    凹部
２２    凹部
３０    継手
３１    脚部
３２    基部
【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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【図７】
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