(57)【要約】      （修正有）【課題】シールドトンネルを合流・分岐する場合、シールドトンネルの一部を切削可能な切削部位用セグメントを提供する。【解決手段】コンクリートにより形成され、外周面及び内周面を有するとともに、軸方向の両端に軸方向端面を有するセグメント本体と、樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の外周面側に配置されて周方向に延び、軸方向に所定間隔をおいて配置される複数の第１主筋部材５１と、樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の内周面側に配置されて周方向に延び、軸方向に所定間隔をおいて配置される複数の第２主筋部材５２と、各第１主筋部材の外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置される複数の第１突部材８１と、各第２主筋部材の外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置される複数の第２突部材８２とを備えている。【選択図】図６
2018040137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルを構成する壁体の少なくとも一部を形成するため、当該壁体の周方向及び軸方向に組立てられる切削部位用セグメントであって、
コンクリートにより形成され、外周面及び内周面を有するとともに、前記軸方向の両端に軸方向端面を有するセグメント本体と、
樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の前記外周面側に配置されて前記周方向に延び、前記軸方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第１主筋部材と、
樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の前記内周面側に配置されて前記周方向に延び、前記軸方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第２主筋部材と、
前記各第１主筋部材の前記外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置され、前記軸方向に延び、前記周方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第１突部材と、
前記各第２主筋部材の前記外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置され、前記軸方向に延び、前記周方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第２突部材と、
を備えている、切削部位用セグメント。
【請求項２】
前記複数の第１突部材は、前記各第１主筋部材の前記内周面側の面に配置され、
前記複数の第２突部材は、前記各第２主筋部材の前記外周面側の面に配置されている、請求項１に記載の切削部位用セグメント。
【請求項３】
前記複数の第１突部材の軸方向の長さは、前記各第１主筋部材の軸方向の長さと同じであり、
前記複数の第２突部材の軸方向の長さは、前記各第２主筋部材の軸方向の長さと同じである、請求項１または２に記載の切削部位用セグメント。
【請求項４】
前記セグメント本体の内部で前記軸方向に延び、前記複数の第１主筋部材を連結し、前記周方向に所定間隔をおいて配置されている、複数の第１配力筋部材と、
前記セグメント本体の内部で前記軸方向に延び、前記複数の第２主筋部材を連結し、前記周方向に所定間隔をおいて配置されている、複数の第２配力筋部材と、
をさらに備えている、請求項１から３のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【請求項５】
前記周方向に並ぶ前記第１突部材間の間隔Ｐ１と、前記各第１突部材の前記周方向の幅Ｗ１との関係が、３≦Ｐ１／Ｗ１≦７を充足し、
前記周方向に並ぶ前記第２突部材間の間隔Ｐ２と、前記各第２突部材の前記周方向の幅Ｗ２との関係が、３≦Ｐ２／Ｗ２≦７を充足する、請求項１から４のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【請求項６】
前記各第１及び第２主筋部材の周方向の両端部の外径が、他の部分の外径より大きく形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【請求項７】
隣接する前記第１主筋部材の間隔、及び隣接する前記第２主筋部材の間隔が５０〜４００ｍｍである、請求項１から６のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【請求項８】
前記第１及び第２主筋部材は、断面矩形状に形成されており、前記軸方向の長さが３０〜６０ｍｍ、前記径方向の長さが１９〜４０ｍｍである、請求項１から７のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【請求項９】
前記各第１及び第２主筋部材は、前記周方向に延びる複数の繊維を含有する樹脂材料で形成されている、請求項１から８のいずれかに記載の切削部位用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルを構成する壁体の少なくとも一部を形成するため、当該壁体の周方向及び軸方向に組立てられる切削部位用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、道路や鉄道等のトンネルあるいは下水道管渠築造用のトンネルなどを構築する場合、シールド工法が広く採用されている。シールド工法は、先端に掘削刃を備えたシールドマシンを地中で推進させながらトンネルを掘削していくものである。そして、このシールドマシンで地盤を掘進しつつ、掘削部の周囲内壁面に沿ってセグメントを順次組み立てることによってトンネルの壁体を構築する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２２０９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、複数のシールドトンネル同士を分岐又は合流させることがある。その場合には、各シールドトンネルの分岐・合流部において、当該各シールドトンネルの重なり部分をシールドマシンなどにより切削するようにしている。このとき、セグメントが鉄筋コンクリートで形成されていると、鉄筋が障害となってシールドマシンで切削するのは容易ではない。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、シールドトンネルを合流・分岐する場合、シールドトンネルの一部を切削可能な切削部位用セグメント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】
【０００６】
本発明に係る切削部位用セグメントは、シールドトンネルを構成する壁体の少なくとも一部を形成するため、当該壁体の周方向及び軸方向に組立てられるセグメントであって、コンクリートにより形成され、外周面及び内周面を有するとともに、前記軸方向の両端に軸方向端面を有するセグメント本体と、樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の前記外周面側に配置されて前記周方向に延び、前記軸方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第１主筋部材と、樹脂製の材料で形成され、前記セグメント本体の内部の前記内周面側に配置されて前記周方向に延び、前記軸方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第２主筋部材と、前記各第１主筋部材の前記外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置され、前記軸方向に延び、前記周方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第１突部材と、前記各第２主筋部材の前記外周面側の面及び内周面側の面の少なくとも一方に配置され、前記軸方向に延び、前記周方向に所定間隔をおいて配置される、複数の第２突部材と、を備えている。
【０００７】
上記切削部位用セグメントにおいては、前記複数の第１突部材は、前記各第１主筋部材の前記内周面側の面に配置され、前記複数の第２突部材は、前記各第２主筋部材の前記外周面側の面に配置されているものとすることができる。
【０００８】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記複数の第１突部材の軸方向の長さは、前記各第１主筋部材の軸方向の長さと同じであり、前記複数の第２突部材の軸方向の長さは、前記各第２主筋部材の軸方向の長さと同じであるものとすることができる。
【０００９】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記セグメント本体の内部で前記軸方向に延び、前記複数の第１主筋部材を連結し、前記周方向に所定間隔をおいて配置されている、複数の第１配力筋部材と、前記セグメント本体の内部で前記軸方向に延び、前記複数の第２主筋部材を連結し、前記周方向に所定間隔をおいて配置されている、複数の第２配力筋部材と、をさらに備えることができる。
【００１０】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記周方向に並ぶ前記第１突部材間の間隔Ｐ１と、前記各第１突部材の前記周方向の幅Ｗ１との関係が、３≦Ｐ１／Ｗ１≦７を充足し、前記周方向に並ぶ前記第２突部材間の間隔Ｐ２と、前記各第２突部材の前記周方向の幅Ｗ２との関係が、３≦Ｐ２／Ｗ２≦７を充足するものとすることができる。
【００１１】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記各第１及び第２主筋部材の周方向の両端部の外径が、他の部分の外径より大きく形成されているものとすることができる。
【００１２】
上記切削部位用セグメントにおいては、隣接する前記第１主筋部材の間隔、及び隣接する前記第２主筋部材の間隔を５０〜４００ｍｍとすることができる。
【００１３】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記第１及び第２主筋部材は、断面矩形状に形成されており、前記軸方向の長さが３０〜６０ｍｍ、前記径方向の長さが１９〜４０ｍｍであるものとすることができる。
【００１４】
上記各切削部位用セグメントにおいては、前記各第１及び第２主筋部材は、前記周方向に延びる複数の繊維を含有する樹脂材料で形成されているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る切削部位用セグメントによれば、シールドトンネルを合流・分岐する場合、シールドトンネルの一部を切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】、本発明に係るシールドトンネルの一実施形態の断面図である。
【図２】非切削部位用の第１セグメントの側面図である。
【図３】図２の第１セグメントを内周面側から見た図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】切削部位用のセグメントに含まれる樹脂筋構造体を軸方向から見た正面図である。
【図６】図５の樹脂筋構造体を外周面側から見た平面図である。
【図７】２つのシールドトンネルが削孔されている状態を示す斜視図である。
【図８】第１シールドトンネルＡの合流部Ｄの一部分の断面図である。
【図９】本発明に係る他の切削部位用セグメントの側面図である。
【図１０】実施例に係る切削部位用セグメントの側面図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】図１０の断面図である。
【図１３】曲げ荷重試験の概要を示す図である。
【図１４】実施例及び比較例に係るひび割れ幅と荷重との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る切削部位用セグメントの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。このセグメントは、シールドトンネルの壁体の少なくとも一部を形成するために用いられるものであり、複数のセグメントをシールドトンネルの軸方向及び周方向に組立てることで、壁体の少なくとも一部を構成する。
【００１８】
＜１．シールドトンネルの概要＞
図１は、本実施形態に係るシールドトンネルの断面図である。図１に示すように、このシールドトンネルを構成する壁体は、断面円弧状の複数のセグメント、つまり、中心角が約６０度の４つの第１セグメント１０Ａ、中心角が約４５度の２つの第２セグメント１０Ｂ、及び中心角が約２０度の第３セグメント１０Ｃを周方向に組み合わせることで、断面円形状の壁体が構成されている。より詳細には、４つの第１セグメント１０Ａが周方向に連結され、その両端に配置された第１セグメント１０Ａに対し、第２セグメント１０Ｂがそれぞれ連結されている。そして、２つの第２セグメント１０Ｂの間に第３セグメント１０Ｃが連結されている。また、各セグメント１０Ａ〜１０Ｃの軸方向の長さは同じである。こうして、７個のセグメントを組立てることで、円筒状のトンネルユニットが形成される。
【００１９】
トンネルユニットを組立てる際には、まず、４つの第１セグメント１０Ａを連結し、その後、両端に配置された第１セグメント１０Ａに対し、第２セグメント１０Ｂがそれぞれ連結される。最後に、２つの第２セグメント１０Ｂの間に第３セグメント１０Ｃが連結される。そのため、２つの第２セグメント１０Ｂにおいて、対向する端面は、互いに平行になるように形成されている。そのため、第３セグメント１０Ｃの周方向の端面も、互いに平行になるように形成されている。
【００２０】
そして、シールドトンネルは、このトンネルユニットを軸方向に連結することで形成される。但し、隣接するトンネルユニットにおいては、各トンネルユニットに形成されるセグメント間のつなぎ目が、軸方向に連続しないように配置されている。すなわち、隣接するトンネルユニットにおいては、軸線回りの各セグメントの回転位置が相違するように連結されている。
【００２１】
本実施形態に係るシールドトンネルは、後述するように、事後的に建設されるシールドトンネルと合流するため、壁体の一部がシールドマシンによって切削可能となっている。したがって、壁体を構成する３つのセグメント１０Ａ〜１０Ｃは、非切削部位用または切削部位用のいずれかで形成されている。そして、非切削部位用のセグメントは、鉄筋コンクリートによって形成されており、切削部位用のセグメントは、樹脂製の筋材が含まれたコンクリートによって形成されている。以下、非切削部位用のセグメント、及び切削部位用のセグメントについて詳細に説明する。
【００２２】
＜２．非切削部位用のセグメント＞
以下では、第１セグメント１０Ａを非切削部位用のセグメントとした例について説明する。図２は非切削部位用の第１セグメントの正面図、図３は図２の第１セグメントを内周面側から見た図、図４は図２のＡ−Ａ線断面図である。
【００２３】
図２〜図４に示すように、この第１セグメント１０Ａは、コンクリートにより形成されたセグメント本体１と、このセグメント本体１の内部に配置された鉄筋構造体２と、を備えている。セグメント本体１は、径方向内方の内周面１１、径方向外方の外周面１２、及び軸方向に対向する一対の軸方向端面１３を有する断面矩形状に形成されている。また、周方向の両端には、他の第１セグメント１０Ａまたは第２セグメント１０Ｂと連結される矩形状の周方向端面１４がそれぞれ形成されている。そして、このセグメント本体１のいずれか一方の軸方向端面１３には、軸方向に突出するピン１５が、周方向に所定間隔をおいて取り付けられている。そして、他方の軸方向端面１３には、他のセグメントのピンが挿入される挿入孔（図示省略）が周方向に所定間隔をおいて形成されている。
【００２４】
セグメント本体１の内周面１１において、周方向の一方の端部には、セグメント同士を周方向に連結するための板状の継手１６が取り付けられている。本実施形態においては、２つの継手１６が軸方向に並べてられており、周方向に突出するように配置されている。各継手１６は、例えば、セグメント本体１の内周面１１にボルトによって固定することができる。また、セグメント本体１の周方向端面には、軸方向に延びる断面半円状の溝１７が形成されている。そして、セグメントを周方向に連結した場合には、各セグメントの溝１７が合わさって断面円形の貫通孔が形成される。この貫通孔には、例えば、内部にモルタルが充填された塩化ビニールなどで形成された管部材を挿入することかができる。これにより、継手１６とともに、隣接するセグメントの組立状態を保持できるようになっている。
【００２５】
また、セグメント本体１のいずれかの軸方向端面１３には、周方向に沿って延びるシール溝（図示省略）を形成することができる。そして、セグメントを軸方向に連結した後、このシール溝に、例えば、樹脂製のシール材を充填することができる。これによって、軸方向に隣接するセグメント間の隙間をシールすることができる。さらに、このシール溝と連続するように、両周方向端面には、側面溝（図示省略）が形成されており、その側面溝にも樹脂製のシール材を充填することができる。これにより、周方向に連結されるセグメントの隙間をシールすることができる。
【００２６】
セグメント本体１の内周面には、周方向の中央付近に、把持金物３が固定されている。この把持金物３は、第１セグメント１０Ａを搬送するときに、搬送装置によって把持されるものである。
【００２７】
また、このセグメント本体１は、骨材を含有したコンクリートにより形成することができる。このような骨材としては、例えば、最大粗骨材の寸法が１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。また、骨材のほか、アラミド繊維などの繊維を含有することもできる。
【００２８】
次に、鉄筋構造体２について説明する。鉄筋構造体２は、矩形の枠状に形成された複数の副筋２１と、これら副筋２１を周方向に連結する複数の主筋２２と、によって構成されている。副筋２１は、棒状の金属製の筋材を、セグメント本体１の内周面１１、外周面１２、及び一対の軸方向端面１３に沿うように矩形状に折り曲げることで形成されている。そして、複数の副筋２１が、所定間隔をおいて周方向に配置されている。また、主筋２２は、棒状の金属製の筋材であり、副筋２１の内周縁に沿って所定間隔をおいて固定され、セグメント本体１の周方向に沿って延びている。
【００２９】
このような第１セグメント１０Ａは、例えば、型枠内に鉄筋構造体２を配置した後、この型枠内に上述した骨材を含有したコンクリートを打設することにより、製造することができる。なお、第２セグメント１０Ｂ及び第３セグメント１０Ｃを非切削部位用のセグメントとする場合には、上記と同様に形成される。
【００３０】
＜３．切削部位用のセグメント＞
図５は、切削部位用のセグメントに含まれる樹脂筋構造体を軸方向から見た正面図、図６は図５の樹脂筋構造体を外周面側から見た平面図である。
【００３１】
以下では、第１セグメント１０Ａを切削部位用のセグメントとした例について説明する。この第１セグメント１０Ａは、コンクリートにより形成されたセグメント本体１と、このセグメント本体１の内部に配置され、樹脂で形成された筋材からなる樹脂筋構造体４０と、を備えている。セグメント本体は、上述した非切削部位用のセグメントと同じであるため、以下では、樹脂筋構造体について説明する。
【００３２】
図５及び図６に示すように、この樹脂筋構造体４０は、セグメント本体１の周方向に沿って配置される複数の樹脂製の主筋部材５１，５２と、セグメント本体１の軸方向に沿って配置される複数の樹脂製の配力筋部材６１，６２と、セグメント本体１の径方向に延びる複数の樹脂製の縦筋部材７と、を組み合わせることで形成されている。主筋部材５１，５２は、円弧状に延びる断面矩形状の棒状の部材であり、セグメント本体の外周面側及び内周面側に沿って配置されている。また、配力筋部材６１，６２も、断面矩形状の棒状の部材であり、セグメントの外周面側及び内周面側に沿って配置されている。ここでは、セグメント本体１の外周面側に配置されている主筋部材を第１主筋部材５１、内周面側に配置されている主筋部材を第２主筋部材５２と称することとする。また、セグメント本体１の外周面側に配置されている配力筋部材を第１配力筋部材６１、内周面側に配置されている配力筋部材を第２配力筋部材６２と称することとする。
【００３３】
複数の第１主筋部材５１は、軸方向に沿って所定間隔をおいて配置されている。同様に、複数の第２主筋部材５２も軸方向に沿って所定間隔をおいて配置されている。本実施形態では、第１主筋部材５１及び第２主筋部材５２をそれぞれ４個ずつ用いているが、その数は特には限定されない。第１及び第２主筋部材５１，５２の軸方向の長さは、例えば、３０〜６０ｍｍとすることができる。また、第１及び第２主筋部材５１，５２の径方向の長さは、例えば、１９〜４０ｍｍとすることができる。この点は、配力筋部材６１，６２、縦筋部材７も同じにすることができる。
【００３４】
また、各第１主筋部材５１の内周面５１１及び第２主筋部材５２の外周面５２１には、それぞれ直方体状の複数の突部材８１，８２が固定されている。ここでは、第１主筋部材５１に固定される突部材を第１突部材８１、第２主筋部材５２に固定される突部材を第２突部材８２と称することとする。複数の第１突部材８１は、第１主筋部材５１の軸方向の全長に亘って延び、周方向に所定間隔をおいて配置されている。同様に、複数の第２突部材８２も、第２主筋部材５２の軸方向の全長に亘って延び、周方向に所定間隔をおいて配置されている。第１及び第２突部材８１，８２の第１及び第２主筋部材５１，５２からの高さは、例えば、５〜２０ｍｍとすることができる。また、第１及び第２突部材８１，８２の周方向の長さ（幅）Ｗ１，Ｗ２は、例えば、１５〜８０ｍｍとすることができる。さらに、周方向に並ぶ第１突部材８１の間隔Ｐ１、及び周方向に並ぶ第２突部材８２の間隔Ｐ２は、例えば、４５〜５６０ｍｍとすることができる。そして、Ｗ１，Ｗ２，Ｐ１，Ｐ２の関係は、以下の式（１）（２）のようにすることができる。
３≦Ｐ１／Ｗ１≦７      （１）
３≦Ｐ２／Ｗ２≦７      （２）
【００３５】
これは、Ｐ１／Ｗ１、Ｐ２／Ｗ２が、３より小さいと、突部材８１，８２間の間隔が小さくなりすぎたり、あるいは突部材８１，８２の幅が大きすぎることで、主筋部材５１，５２の表面とセグメント本体１との接触面積が小さくなり、セグメント本体１に対する主筋部材５１，５２の付着力が向上しがたいからである。一方、７より大きいと、突部材８１，８２間の間隔が大きくなりすぎたり、あるいは突部材８１，８２の幅が小さすぎることにより、セグメント本体１に対する主筋部材５１，５２の付着力が向上しがたいからである。
【００３６】
なお、各突部材８１，８２は、例えば、接着剤、ボルトなど、種々の手段によって主筋部材５１，５２に固定することができる。その他、主筋部材５１，５２の内周面５１１及び外周面５２１を切削することで、突部材８１，８２を形成することもできる。
【００３７】
複数の第１配力筋部材６１は、複数の第１主筋部材５１の外周面５１２を連結するように、軸方向に延び、周方向に所定間隔をおいて配置されている。同様に、複数の第２配力筋部材６２は、複数の第２主筋部材５２の内周面を連結するように、軸方向に延び、周方向に所定間隔をおいて配置されている。
【００３８】
また、複数の縦筋部材７は、断面矩形状の棒状の部材である。そして、複数の縦筋部材７は、周方向に沿って所定間隔をおいて配置され、最も軸方向端面側に配置された第１主筋部材５１と第２主筋部材５２とを連結するものである。具体的には、セグメント本体１に対し最も軸方向端面１３側に配置された第１主筋部材５１の軸方向端面と、第２主筋部材５２の軸方向端面と、とを連結するように、径方向に延びている。そして、各縦筋部材７の両端部は、それぞれ、配力筋部材６１，６２が固定されている位置で、第１主筋部材５１と第２主筋部材５２に固定されている。
【００３９】
以上の各主筋部材５１，５２、配力筋部材６１，６２、及び縦筋部材７は、５０〜４００ｍｍ程度の間隔をおいて格子状に配置することが好ましい。また、これらの部材は、接着剤、ボルトなどで、互いに固定することができる。
【００４０】
次に、樹脂筋構造体４０を構成する材料について説明する。樹脂筋構造体４０を構成する各部材は、繊維を含有する発泡樹脂材料からなる発泡成形体とすることができる。
【００４１】
各部材５１，５２、６１，６２，７には一方向に延びる多数の繊維が含有されている。本実施形態では、主筋部材５１，５２、配力筋部材６１，６２、及び縦筋部材７の延びる方向と繊維の延びる方向とが概ね一致するようにしている。この繊維とは、連続した長い繊維状物を指し、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ポリイミド繊維、セルロース繊維などがあげられる。なかでも耐熱性、コストの面でガラス繊維が好ましい。
【００４２】
上記繊維の形状は特には限定されないが、ロービング、ロービングクロス、マット、ストランドマット、不織布などがあげられる。中でも生産性の面で、ロービングが好ましい。
【００４３】
上記繊維の量も特には限定されないが、少なすぎると、得られる発泡成形体に剛性の低下や、ばらつきを生じ、多すぎると繊維束全体に発泡性樹脂液を均一に含浸することができない。したがって、剛性のばらつきが生じないように、樹脂材料１００重量部に対して２０〜１５０重量部が好ましい。
【００４４】
繊維の直径も特には限定されないが、細すぎると含浸の際に繊維が切断されてしまい、太すぎると繊維の表面積が減少して、発泡性樹脂液との密着力が減少して得られる補強部材の強度が低下するので２〜１００μｍが好ましい。
【００４５】
また、樹脂材料としては、例えば、水などの発泡剤を含む発泡性樹脂液を発泡、硬化させたものを用いることができる。このような発泡性樹脂液としては、例えば、ポリウレタン樹脂，フェノール樹脂，ポリエステル樹脂等が好適に用いられる。また、発泡性樹脂液は固形充填剤を含むことができる。固形充填剤とは、短繊維状ないし粉末状の充填剤を意味し、たとえば、ガラス繊維，アスベスト繊維，鉱物繊維等の無機質短繊維状物、木綿，麻等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、ポリアミド，ポリエステル，ポリオレフィンなどの合成繊維等の有機質短繊維状物、炭酸カルシウム，タルク，クレー，硅砂，シラスバルーン，軽石などの無機質粉粒体、および木粉，竹粉，澱粉，米ぬかなどの有機質粉状物、あるいはこれらの混合物、あるいは、長繊維補強発泡成形体の切削屑などが挙げられる。以上のような発泡樹脂材料の代表的なものとしては、ガラス長繊維強化プラスチック発泡体（Fiber  reinforced  Foamed Urethane:  FFU)がある。
【００４６】
このような第１セグメント１０Ａは、例えば、型枠内に樹脂筋構造体４０を配置した後、この型枠内に上述した骨材を含有したコンクリートを打設することにより、製造することができる。なお、第２セグメント１０Ｂ及び第３セグメント１０Ｃを切削部位用とする場合には、上記と同様に形成される。
【００４７】
＜４．シールドトンネルの合流部分の構造＞
図７は、２つのシールドトンネルが連結された状態を示す斜視図である。図７では、先行して建設された第１シールドトンネルＡに対し、後行の第２シールドトンネルＢを合流させる際に、第２シールドトンネルＢを掘削するシールドマシンＷによって、第１シールドトンネルＡの壁体を切削することで、合流部Ｄを形成している。なお、第１シールドトンネルＡから第２シールドトンネルＢを分岐させるときにも、同様に、第１シールドトンネルＡの壁体が切削される。
【００４８】
図８は、第１シールドトンネルＡの合流部Ｄの一部分の断面図である。図８では、第１シールドトンネルＡの合流部Ｄにおいて、シールドマシンＷによる切削領域を一点鎖線Ｚで示している。図８に示す断面では、切削領域に配置される２個の第１セグメント１０Ａ及び１個の第２セグメント１０Ｂを、切削部位用のセグメントで形成している。それ以外のセグメントについては、非切削部位用のセグメントで形成している。但し、いずれのセグメントを切削部位用にするか、非切削部位用にするかは、これに限定されるものではなく、施工状況に応じて適宜決定することができる。
【００４９】
＜５．特徴＞
以上の本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1) シールドトンネルの壁体の一部を上記のような切削部位用のセグメントで形成すると、切削部位用のセグメント本体１に含まれる樹脂筋構造体４０は、鉄筋構造体と同様の強度を有しつつ、切削することができるため、壁体の一部を後行するシールドトンネル用のシールドマシンで切削し、シールドトンネルを合流させることができる。
【００５０】
(2) 本実施形態に係る樹脂筋構造体４０においては、各主筋部材５１，５２に突部材８１，８２を設けている。これにより、セグメントに曲げ荷重が作用したとき、つまり、トンネルの径方向からの荷重が作用したとき、各主筋部材５１，５２が、セグメント本体１に対し、周方向に滑るのを防止することができ、各主筋部材５１，５２のセグメント本体１に対する付着力を向上することができる。これにより、セグメント本体１の曲げ荷重に対する強度を向上することができ、例えば、セグメント本体１を構成するコンクリートにひび割れなどが生じたり、あるいは生じたひび割れが拡大するのを抑制することができる。
【００５１】
(3) 主筋部材５１，５２、配力筋部材６１，６２、縦筋部材７は、互いに、隙間を空けて形成しているため、樹脂筋構造体４０を形成するコストを低減することができる。特に、各部材の断面形状や間隔を上記のように設定しているため、数少ない部材でも、強度も保つことができる。
【００５２】
＜６．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下の変形例は、適宜組み合わせ可能である。
【００５３】
＜６−１＞
上記実施形態では、樹脂筋構造体を構成する主筋部材、配力筋部材、縦筋部材を断面矩形状の棒状の部材で形成しているが、この形状については特には限定されず、例えば、断面円形であってもよい。
【００５４】
＜６−２＞
主筋部材５１，５２については、例えば、図９に示すように、周方向の端部の外径を大きくすることができる。この例では、主筋部材５１の両端部の内周面５１１及び外周面５１２に、板状の補強部材９を複数積層することで、主筋部材５１の両端部の厚みを大きくしている。これにより、主筋部材５１の両端部に段差が形成されるため、セグメントの両端部に荷重が作用したときに、主筋部材５１がセグメント本体１に定着することができる。但し、主筋部材５１の端部の外径を大きくする方法は特には限定されず、主筋部材５１の軸方向、径方向の少なくとも一方の長さが大きくなるように形成されていればよい。
【００５５】
＜６−３＞
上記実施形態では、第１主筋部材５１の内周面５１１、第２主筋部材５２の外周面５２１に突部材８１，８２を設けているが、これに限定されず、第１主筋部材５１の外周面５１２、第２主筋部材５２の内周面５２２に突部材８１，８２を設けることもできる。但し、突部材８１，８２を、第１主筋部材５１の外周面５１２、第２主筋部材５２の内周面５２２に設けると、コンクリートを打設するときに、型枠との間の隙間が小さくなり、コンクリートの充填不足になるおそれがあるため、上記実施形態のように配置することが好ましい。
【００５６】
また、突部材８１，８２の軸方向の長さは、各主筋部材５１、５２の軸方向の長さと同じにしているが、必ずしも同じでなくてもよく、突部材８１，８２を短くしたり、あるいは主筋部材５１，５２からややはみ出すようにすることもできる。また、突部材８１，８２の断面形状も特には限定されず、上記実施形態では、断面矩形状であったが、三角形状、多角形状や、曲面状に形成することもできる。
【００５７】
＜６−４＞
樹脂筋構造体４０を構成する主筋部材５１，５２、配力筋部材６１，６２、縦筋部材７の数、配置は特には限定されず、格子状に適宜変更することができる。また、これらの部材は、切削可能に樹脂製であればよく、上述した発泡成形体に限定されるものではない。したがって、所定の強度を有する樹脂材料であれば、特には限定されない。また、本発明においては、少なくとも主筋部材５１，５２が設けられていればよく、配力筋部材６１，６２、縦筋部材７は補助的に設けることができる。
【００５８】
＜６−５＞
上記実施形態では、第１〜第３セグメント１０Ａ〜１０Ｃについて説明したが、セグメントの形状はこれに限定されるものではなく、少なくともシールドトンネルの壁体の一部を構成するように円弧状に形成されていればよい。さらに、部分的には直線状のセグメントであってもよい。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されない。
【００６０】
まず、実施例として、図１０〜図１２に示すような切削部位用のセグメントを作製した。ここでは、実験のため、セグメントに湾曲を形成せず、真っ直ぐに延びるように形成している。樹脂筋構造体を構成する主筋部材、配力筋部材、縦筋部材、及び突部材は、ガラス長繊維強化プラスチック発泡体により形成した。各部材の寸法は、図１０〜図１２に示すとおりである。
【００６１】
また、セグメント本体を構成するコンクリートは、以下の物性のものを使用した。
【表１】
2018040137.tif 000003
【００６２】
比較例と実施例との相違点は、比較例では突部材を設けていない点であり、その他の点は、実施例とすべて同じである。
【００６３】
上記のように形成された実施例及び比較例に対し、図１３に示すように、曲げ荷重を作用させた。すなわち、各セグメントの長手方向の中央付近の２箇所で、下向きの荷重を作用させた。そして、荷重の変化とともに、各セグメントの下面における長手方向の中央の点Ｘで生じたひび割れの幅を測定した。結果は、図１４に示すとおりである。
【００６４】
図１４に示すように、実施例は、比較例と比べ、作用させる荷重が大きくなっても、ひび割れの幅が小さいことが分かる。したがって、実施例では、突部材を設けることで、セグメントに作用する曲げ荷重に対するひび割れ分散性もしくは強度が向上したことが分かる。
【符号の説明】
【００６５】
１  セグメント本体
５１  第１主筋部材
５２  第２種筋部材
６１  第１配力筋部材
６２  第２配力筋部材
８１  第１突部材
８２  第２突部材
【図１】
2018040137.tif 000004
【図２】
2018040137.tif 000005
【図３】
2018040137.tif 000006
【図４】
2018040137.tif 000007
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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