(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造であって、せん断力に対して大きな耐力を確保することが可能なセグメントを提供する。【解決手段】複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメント１である。そして、トンネルの外周面を形成するスキンプレート２と、トンネルの軸方向に間隔を置いてスキンプレートの両側縁に対となって立設されるリング間継手部３と、トンネルの周方向に間隔を置いてスキンプレートの両端縁に対となって立設されるセグメント間継手部とを備え、リング間継手部に、隣接して設置される他のセグメントと接合した際に、継手方向に略直交する凸面３１ａとウエブ面３２ａの面接触が生成される凹凸嵌合構造が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、
トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、
前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に対となって立設されるリング間継手部と、
前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に対となって立設されるセグメント間継手部とを備え、
前記リング間継手部又は前記セグメント間継手部の少なくとも一方に、隣接して設置される他のセグメントと接合した際に、継手方向に略直交する面同士の面接触が生成される凹凸嵌合構造が形成されることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記凹凸嵌合構造は、前記トンネルの外周面より内周面側に段差を介して形成される凸外面とその凸外面に略直交する凸面と前記トンネルの内周面より外周面側に段差を介して形成される凸内面を有する凸部と、前記凸外面と接触させる外フランジ面と前記凸面と接触させるウエブ面と前記凸内面と接触させる内フランジ面を有する凹部とによって形成されることを特徴とする請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
前記凸部は断面視略コ字形の鋼材によって形成され、前記凹部は断面視略Ｉ字形又は断面視略Ｈ字形の鋼材によって形成されることを特徴とする請求項２に記載のセグメント。
【請求項４】
前記外フランジ面の継手方向への突出長さよりも前記内フランジ面の継手方向への突出長さを長くしたことを特徴とする請求項２又は３に記載のセグメント。
【請求項５】
前記面接触が生成される面間にシール材を介在させたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項６】
前記凹凸嵌合構造が形成された継手部に引き抜き抵抗となる引張継手を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネルの覆工（外殻）に使用されるセグメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の円弧板状のセグメントを周方向に接合していくことで円筒状のトンネルの覆工を組み立てる工法が知られている（特許文献１−４など参照）。
【０００３】
これらの特許文献に記載されたセグメントは、地山側に配置されてトンネルの外周面を形成する薄肉鋼板製のスキンプレートと、そのスキンプレートの周囲を囲む鋼製枠材と、スキンプレートと鋼製枠材とによって箱型に成形された内空に充填されるコンクリートとによって構成される。
【０００４】
一方、セグメント同士の継手構造は、大地震などによってトンネルの覆工に大きなせん断力が作用した場合でも、隣接するセグメント同士にずれが生じないようになっていなければ、トンネルの内部に漏水が生じたり、覆工が損壊したりするおそれがある。
【０００５】
そして、特許文献１−４には、トンネルの周方向の継手（セグメント間継手）又はトンネルの軸方向の継手（リング間継手）において、鋼製枠材のフランジを特殊な形状に成形し、突き合わされたフランジ間に形成された直方体状の空隙にモルタルなどの固化材を注入する継手構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２５６６４９５号公報
【特許文献２】特許第３３０２９２５号公報
【特許文献３】特許第３３４３０９０号公報
【特許文献４】特許第３３７３１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の特許文献１−４に開示された継手構造では、特殊な形状に加工された鋼材をセグメントの端部に使用する必要があるため、製作コストが高くなるおそれがある。
【０００８】
また、セグメントの端面間に固化材を注入する工程が必要になるうえに、固化材による結合は所定時間の経過後でなければ発現されず、所定の強度を確保するために待ち時間が発生する場合もある。
【０００９】
さらに、特許文献１には、板状のフランジの端面同士を突合せただけではずれによるせん断力が発生してコンクリートの亀裂の原因になるため、フランジに突条と凹部を設けて嵌め合わせる構造とした発明が開示されているが、依然として板状のフランジの板厚の範囲での接触にすぎない。
【００１０】
そこで、本発明は、簡単な構造であって、せん断力に対して大きな耐力を確保することが可能なセグメントを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のセグメントは、複数を組み合わせることによってトンネルの外殻を形成するセグメントであって、トンネルの外周面を形成するスキンプレートと、前記トンネルの軸方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両側縁に対となって立設されるリング間継手部と、前記トンネルの周方向に間隔を置いて前記スキンプレートの両端縁に対となって立設されるセグメント間継手部とを備え、前記リング間継手部又は前記セグメント間継手部の少なくとも一方に、隣接して設置される他のセグメントと接合した際に、継手方向に略直交する面同士の面接触が生成される凹凸嵌合構造が形成されることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記凹凸嵌合構造は、前記トンネルの外周面より内周面側に段差を介して形成される凸外面とその凸外面に略直交する凸面と前記トンネルの内周面より外周面側に段差を介して形成される凸内面を有する凸部と、前記凸外面と接触させる外フランジ面と前記凸面と接触させるウエブ面と前記凸内面と接触させる内フランジ面を有する凹部とによって形成されるのが好ましい。
【００１３】
また、前記凸部は断面視略コ字形の鋼材によって形成され、前記凹部は断面視略Ｉ字形又は断面視略Ｈ字形の鋼材によって形成されるものであってもよい。さらに、前記外フランジ面の継手方向への突出長さよりも前記内フランジ面の継手方向への突出長さを長くすることができる。
【００１４】
また、前記面接触が生成される面間にシール材を介在させるのが好ましい。さらに、前記凹凸嵌合構造が形成された継手部に引き抜き抵抗となる引張継手を設けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された本発明のセグメントは、リング間継手部とセグメント間継手部の少なくとも一方が、継手方向に略直交する面同士の面接触が生成される凹凸嵌合構造となっている。
【００１６】
このため、隣接させたセグメント同士の対となる凹凸を嵌め合わせるだけで、簡単に継手をおこなうことができる。また、板状部材の板厚の範囲での突合せなどではなく、面同士が面接触する凹凸嵌合構造であるため、せん断力に対して大きな耐力を確保することができる。
【００１７】
さらに、セグメントの厚さから両側の段差分を引いた幅の凸面と、外フランジ面と内フランジ面との間のウエブ面とが面接触する凹凸嵌合構造であれば、接触面積が広く安定した継手構造になるとともに、せん断力に対する耐力を高めることができる。また、凹凸嵌合によって位置決めがされるので、精度よく継手をおこなうことができる。
【００１８】
さらに、凸部を断面視コ字形の鋼材によって形成し、凹部を断面視略Ｉ字形又は略Ｈ字形の鋼材によって形成するのであれば、汎用されている鋼材が利用でき、安価に製作することができる。
【００１９】
また、内フランジ面の突出長さを長くすることで、地下調整池や下水管などのように内水圧が作用するトンネルであっても、所望されるせん断力に対する耐力をセグメントの厚さを過大にすることなく確保することができる。
【００２０】
さらに、面接触が生成される面間にシール材を介在させることによって、高い止水性能を確保することができる。
【００２１】
また、凹凸嵌合構造に加えて引張継手を設けることによって、例えば地震時にトンネルの覆工に引張力が発生しても、隣接するセグメントの間が離隔することがなく、漏水の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態のセグメントの継手構造の構成を説明する断面図である。
【図２】セグメントの構成を説明するために一部破断してトンネルの内周面側から見た斜視図である。
【図３】セグメントをトンネルの外周面側から見た斜視図である。
【図４】トンネルの周方向からセグメント間継手部側を見たセグメントの側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視方向で見たコンクリートが充填されていない状態のセグメントの平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ矢視方向で見たコンクリートが充填されていない状態のセグメントの断面図である。
【図７】実施例１のセグメントの構成を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はリング間継手部周辺の構成を説明する拡大断面図である。
【図８】実施例２のセグメントの構成を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はリング間継手部周辺の構成を説明する拡大断面図である。
【図９】実施例３のセグメントの構成を説明する図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）はリング間継手部周辺の構成を説明する拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１−３は、本実施の形態のセグメント１（１Ａ，１Ｂ）の構成を説明する断面図と斜視図である。このセグメント１は円弧板状の部材で、複数のセグメント１，・・・を組み合わせることによってトンネルの円筒状の覆工（外殻）が形成される。
【００２５】
以下、トンネルが延伸される方向をトンネルの軸方向といい、円筒状のトンネルの円弧方向をトンネルの周方向といい、覆工の地山側をトンネルの外周面といい、覆工の内空側をトンネルの内周面という。
【００２６】
このセグメント１は、トンネルの外周面の一部を形成するスキンプレート２と、スキンプレート２の両側縁に対となって立設されるリング間継手部３と、スキンプレート２の両端縁に対となって立設されるセグメント間継手部５と、スキンプレート２の面上でセグメント間継手部５に並行に延設される複数のリブ部２１，・・・と、内空に充填されるコンクリート部４とを主に備えた合成セグメントである。
【００２７】
このスキンプレート２は、薄肉の矩形の鋼板を側面視円弧状に曲げ加工することによって成形される。このスキンプレート２は、長辺がトンネルの周方向となり、短辺がトンネルの軸方向となる。
【００２８】
また、スキンプレート２の長辺側となる側縁に沿って円弧状のリング間継手部３が立設される。このリング間継手部３は、図１に示すように、凸部３１と凹部３２とが対となって凹凸嵌合構造を形成している。すなわち、凸部３１と凹部３２は、トンネルの軸方向に間隔をおいて並行に立設される。
【００２９】
この凸部３１は、図１の左端に示すように、断面視略コ字形の鋼材によって外形が形成される。すなわち、凸部３１は、トンネルの軸方向となる継手方向に略直交する凸面３１ａと、その凸面３１ａの上縁及び下縁において凸面３１ａに対して略直交する凸外面３１ｂ及び凸内面３１ｃとを有している。
【００３０】
この凸外面３１ｂは、トンネルの外周面より内周面側に一段下がってスキンプレート２と略平行に形成される。また、凸内面３１ｃは、トンネルの内周面より外周面側に一段上がって凸外面３１ｂと略平行に形成される。
【００３１】
一方、凹部３２は、図１の右端に示すように、セグメント１の外部側への突出長さの方が内部側に埋設される長さより長くなる非対称の断面視略Ｉ字形の鋼材によって外形が形成される。
【００３２】
この凹部３２は、トンネルの軸方向となる継手方向に略直交するウエブ面３２ａと、そのウエブ面３２ａの上縁及び下縁においてウエブ面３２ａに対して略直交する外フランジ面３２ｂ及び内フランジ面３２ｃとを有している。
【００３３】
このような凸部３１と凹部３２は、複数の帯状の鋼板を溶接などで接合して製作することができる。また、断面視コ字形、Ｉ字形、Ｈ字形又はＬ字形などの鋼材を利用して製作することもできる。
【００３４】
そして、図１に示すように、トンネルの軸方向に隣接するセグメント１Ａ，１Ｂ間のリング間継手部３では、凸部３１の三面（凸面３１ａ，凸外面３１ｂ，凸内面３１ｃ）と凹部３２の三面（ウエブ面３２ａ，外フランジ面３２ｂ，内フランジ面３２ｃ）とがそれぞれ接触することになる。
【００３５】
また、図１の中央に示すように、凸面３１ａとウエブ面３２ａとの間には、シール材３４を介在させる。このシール材３４には、ゴムパッキング、水膨張性シール材などが使用できる。
【００３６】
さらに、リング間継手部３には、引張継手３３が設けられる。この引張継手３３は、引張力によってセグメント１Ａ，１Ｂ間が離間するのを防ぐために設けられる。
【００３７】
この引張継手３３は、一方のセグメント１Ａ側に設けられる圧入金物３３ｂと、他方のセグメント１Ｂ側に設けられる圧入受け金物３３ａとによって構成される。
【００３８】
そして、圧入金物３３ｂを圧入受け金物３３ａに差し込むだけで、ワンタッチ式にセグメント１Ａ，１Ｂ同士を連結させることができる。なお、引張継手３３は、ボルトとナット部によって連結をおこなう構成であってもよい。
【００３９】
また、圧入金物３３ｂが鋼棒などによって成形されていれば、トンネルの軸方向の引張力に加えて、それに直交する例えばトンネル径方向（トンネル内外方向）のせん断力に抵抗させることができる。
【００４０】
他方、セグメント間継手部５は、図２−４に示すように、凸部３１と凹部３２の端部間を繋ぐように、スキンプレート２の短辺側となる端縁に沿って立設される。
【００４１】
このセグメント間継手部５は、図４に示すように、継手面を形成する継手板５５と、挿入金具５１と、隣接して配置されるセグメント１の対峙する位置の挿入金具５１を受け入れる受け金具５２と、継手板５５の継手面に固着されるせん断突起部５３と、シール材５４とによって主に構成される。
【００４２】
この継手板５５は、例えば矩形の鋼板によって形成され、凸部３１と凹部３２の端部に溶接などによって接合される。また、せん断突起部５３は、継手板５５にトンネルの軸方向に溝を設け、その溝に丸鋼、角鋼又は鉄筋などを固着させることによって形成する。さらに、図４に示すように、平行に設けられた２本のせん断突起部５３，５３のトンネル外周面側とトンネル内周面側には、ゴムパッキングなどのシール材５４，５４がそれぞれ取り付けられる。
【００４３】
また、挿入金具５１と受け金具５２は、例えば継手板５５にそれぞれ一つずつ取り付けられ、周方向に連結させる別のセグメント１の継手板５５には、この挿入金具５１に対峙する位置に受け金具５２が取り付けられ、この受け金具５２に対峙する位置には挿入金具５１が取り付けられる。そして、挿入金具５１を受け金具５２にそれぞれ嵌入させることによって、２つのセグメント１，１間の周方向の連結が行われる。
【００４４】
この挿入金具５１は、図５，６に示すように、継手板５５よりもセグメント１の外側に突出される挿入部５１ｂと、挿入部５１ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着板部５１ａとを備えている。
【００４５】
また、受け金具５２は、図５，６に示すように、継手板５５にセグメント１の外側に向けて開口される収容部５２ｂと、収容部５２ｂに一体に設けられてセグメント１の内部に延設される定着板部５２ａとを備えている。
【００４６】
これらの挿入金具５１と受け金具５２とは、鋼材を溶接で接合することによって製作することができる。また、鋳物として一体に成形してもよい。
【００４７】
また、図４，５に示すように、継手板５５には受け金具５２の収容部５２ｂに連通する挿入口５２ｃが設けられており、この挿入口５２ｃに連結させるセグメント１の挿入金具５１の挿入部５１ｂを差し込んで、セグメント１をトンネルの軸方向に移動させると、挿入金具５１が受け金具５２に嵌入される。
【００４８】
さらに、リブ部２１は、図５，６に示すように、継手板５５に並行に凸部３１と凹部３２との間に差し渡される。このリブ部２１は、トンネルの周方向に間隔を置いて複数、立設される。
【００４９】
このリブ部２１は、図１，５に示すように、矩形の鋼板によって形成されており、門形になるように中央付近の上半が切り取られてスキンプレート２との間に連通孔２１ａが形成される。この連通孔２１ａによって、リブ部２１に遮断されることなくコンクリートを充填することができる。
【００５０】
さらに、リブ部２１には、トンネルの内周面側に突出されるスペーサ４２が取り付けられる。このスペーサ４２は、鉄筋をＬ字形やＵ字形に成形することによって製作できる。また、スペーサ４２は、その脚部をリブ部２１の側面に溶接することによって固定される。
【００５１】
そして、このスペーサ４２の上には、図２に示すように補強鉄筋４１が格子状に配筋される。この補強鉄筋４１のセグメント１の覆工厚方向における配置位置は、スペーサ４２のトンネル内周面側への突出量によって調整される。例えば、補強鉄筋４１をひび割れ防止鉄筋として配筋する場合と、トンネル内周面側の引張補強鉄筋として配筋する場合とでは、セグメント１の覆工厚方向の配置位置が異なることになるが、スペーサ４２の突出量を調整することで、正確な位置に補強鉄筋４１を配置して機能させることができる。
【００５２】
また、図６に示すように、セグメント１の中央には円筒状の把持金物１１を立設させる。この把持金物１１は、セグメント１を運搬、設置する際にエレクタ装置などに把持させる把持部として利用される。
【００５３】
さらに、コンクリート部４は、スキンプレート２とその縁部に立設される凸部３１と凹部３２及び継手板５５，５５とによって形成される箱型の空間、及び補強鉄筋４１が埋没する位置までコンクリートを充填することによって形成される。
【００５４】
また、コンクリート部４は、ポリプロピレン繊維又はビニロン繊維などの合成樹脂系繊維が混入された耐火性能の高いコンクリートによって成形することができる。
【００５５】
さらに、コンクリートを充填するに際しては、剛性の高い型枠装置（図示省略）によってセグメント１の外周を囲み、コンクリートの充填圧などによってひずみや変形が生じないようする。また、この型枠装置に振動機を装備させることによって、コンクリートの充填性能が向上し、密実なコンクリート部４を成形することができる。
【００５６】
次に、本実施の形態のセグメント１の作用について説明する。
【００５７】
このように構成された本実施の形態のセグメント１は、スキンプレート２と、その縁部に立設される凸部３１、凹部３２及び継手板５５，５５と、スキンプレート２面上に延設されるリブ部２１と、これらによって形成された空間に充填されるコンクリート部４とによって合成セグメントとして製作される。このような合成セグメントは、鋼材断面を最適化させる設計が容易におこなえるため、セグメント１の製造コストを低減することができる。
【００５８】
そして、セグメント１のリング間継手部３は、継手方向に略直交する凸面３１ａと、同じく継手方向に略直交するウエブ面３２ａとが面接触する凹凸嵌合構造となっている。
【００５９】
このため、隣接させたセグメント１Ａ，１Ｂ同士の対となる凸部３１と凹部３２とを嵌め合わせるだけで、正確な位置で簡単に継手をおこなうことができる。また、この凹凸嵌合構造は、板状部材の板厚の範囲での突合せなどではなく、継手面の大半を占める凸面３１ａとウエブ面３２ａとが面接触する凹凸嵌合構造であるため、せん断抵抗力に対して高耐力を確保することができる。
【００６０】
すなわち、セグメント１の厚さから両側の段差分を引いた幅の凸面３１ａと、外フランジ面３２ｂと内フランジ面３２ｃとの間のウエブ面３２ａとが面接触する凹凸嵌合構造であれば、接触面積が広く安定した継手構造となるとともに、せん断力に対する耐力を高めることができる。
【００６１】
また、凸外面３１ｂと外フランジ面３２ｂ、及び凸内面３１ｃと内フランジ面３２ｃの面接触が加わることによって、さらに安定度が増すとともに、せん断耐力を増加させることができる。
【００６２】
また、凸部３１を断面視コ字形に鋼材によって形成し、凹部３２を断面視略Ｉ字形に鋼材によって形成するのであれば、汎用されている鋼材が利用でき、安価に製作することができる。
【００６３】
さらに、水みちになるおそれがある継手面が凹凸嵌合構造によって曲折して長くなれば止水性能が向上するうえに、凸面３１ａとウエブ面３２ａとの間にシール材３４を介在させることによって、より高い止水性能を確保することができる。
【００６４】
また、凹凸嵌合構造に加えて引張継手３３を設けることによって、例えば地震時にトンネルの覆工に引張力が発生しても、隣接するセグメント１，１の間が離隔することがなく、漏水の発生を防ぐことができる。
【実施例１】
【００６５】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例１について、図７を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００６６】
この実施例１で説明するセグメント７では、トンネルの軸方向の継手部になるリング間継手部７３に凹凸嵌合構造が形成される。すなわち、図７（ａ）に示すように、セグメント７のトンネル軸方向の両側縁には、対となる凸部７３１と凹部７３２が形成され、図７（ｂ）に示すように隣接するセグメント７Ａ，７Ｂ間で凸部７３１と凹部７３２とが嵌合して凹凸嵌合構造となる。
【００６７】
この凸部７３１は、図７（ａ）の左側に示すように、スキンプレート７２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板７３１ｄと、その外板７３１ｄに平行となるように配置されセグメント７の内周面を形成する内板７３１ｅとの間に鋼板を差し渡すことによって形成される。
【００６８】
すなわち、外板７３１ｄと内板７３１ｅに対して略直交し、かつそれらの端面よりも外側に突出する凸面７３１ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凸部７３１が形成される。そして、トンネルの外周面側で凸面７３１ａに略直交する面が凸外面７３１ｂとなり、トンネルの内周面側で凸面７３１ａに略直交する面が凸内面７３１ｃとなる。
【００６９】
この凸外面７３１ｂは、トンネルの外周面より内周面側に一段下がってスキンプレート７２と略平行に形成されている。また、凸内面７３１ｃは、トンネルの内周面より外周面側に一段上がって凸外面７３１ｂと略平行に形成されている。
【００７０】
一方、凹部７３２は、図７（ａ）の右側に示すように、スキンプレート７２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板７３２ｄと、その外板７３２ｄに平行となるように配置されセグメント７の内周面を形成する内板７３２ｅとの間に鋼板を差し渡すことによって形成される。
【００７１】
すなわち、外板７３２ｄと内板７３２ｅに対して略直交し、かつそれらの端面よりも内側に窪んだウエブ面７３２ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凹部７３２が形成される。そして、トンネルの外周面側でウエブ面７３２ａよりも外側に突出する外板７３２ｄの下面が外フランジ面７３２ｂとなり、トンネルの内周面側でウエブ面７３２ａよりも外側に突出する内板７３２ｅの上面が内フランジ面７３２ｃとなる。
【００７２】
このように構成された凸部７３１と凹部７３２を嵌め合わせると、図７（ｂ）に示すように、トンネル軸方向に隣接するセグメント７Ａ，７Ｂ間のリング間継手部７３では、凸部７３１の三面（凸面７３１ａ，凸外面７３１ｂ，凸内面７３１ｃ）と凹部７３２の三面（ウエブ面７３２ａ，外フランジ面７３２ｂ，内フランジ面７３２ｃ）とがそれぞれ接触することになる。
【００７３】
また、凸面７３１ａとウエブ面７３２ａのそれぞれにトンネルの周方向に延設される窪みを設け、その窪みに図７（ｂ）に示すようにシール材３４を介在させる。
【００７４】
さらに、実施例１では、凹凸嵌合のトンネル外周面側では外板７３１ｄの端面と外板７３２ｄの端面とが突き合わされる。また、凹凸嵌合のトンネル内周面側では内板７３１ｅの端面と内板７３２ｅの端面とが突き合わされる。
【００７５】
このように構成された実施例１のセグメント７は、凹凸嵌合構造の上下においても面接触が発生するため、接触面積が広く安定した継手構造となるとともに、せん断力に対する耐力を高めることができる。
【００７６】
また、凸部７３１の突出量が凸面７３１ａを形成する鋼板の板厚よりも少ない少量であるため、凹部７３２に対して嵌め込みやすく、迅速に連結作業をおこなうことができる。
【００７７】
さらに、凸面７３１ａとウエブ面７３２ａとの間に複数のシール材３４，３４を介在させることによって、高い止水性能を確保することができる。
【００７８】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例２】
【００７９】
以下、前記した実施の形態及び実施例１とは別の形態の実施例２について、図８を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００８０】
この実施例２で説明するセグメント８では、トンネルの軸方向の継手部になるリング間継手部８３に凹凸嵌合構造が形成される。すなわち、図８（ａ）に示すように、セグメント８のトンネル軸方向の両側縁には、対となる凸部８３１と凹部８３２が形成され、図８（ｂ）に示すように隣接するセグメント８Ａ，８Ｂ間で凸部８３１と凹部８３２とが嵌合して凹凸嵌合構造となる。
【００８１】
この凸部８３１は、図８（ａ）の左側に示すように、スキンプレート８２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板８３１ｄの下面から、外板８３１ｄに略直交するように鋼板を垂下させることによって形成される。
【００８２】
すなわち、外板８３１ｄの端面よりも外側に突出する凸面８３１ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凸部８３１が形成される。そして、トンネルの外周面側で凸面８３１ａに略直交する面が凸外面８３１ｂとなり、トンネルの内周面側で凸面８３１ａに略直交する面が凸内面８３１ｃとなる。また、凸内面８３１ｃと面一になるように、セグメント８の内側に向けて切欠部８３１ｅが設けられる。
【００８３】
この凸外面８３１ｂは、トンネルの外周面より内周面側に一段下がってスキンプレート８２と略平行に形成されている。また、凸内面８３１ｃは、トンネルの内周面より外周面側に一段上がって凸外面８３１ｂと略平行に形成されている。
【００８４】
一方、凹部８３２は、図８（ａ）の右側に示すように、スキンプレート８２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板８３２ｄと、その外板８３２ｄに平行となるように配置されセグメント８の内周面を形成する内板８３２ｅとの間に鋼板を差し渡すことによって形成される。
【００８５】
すなわち、外板８３２ｄと内板８３２ｅに対して略直交し、かつそれらの端面よりも内側に窪んだウエブ面８３２ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凹部８３２が形成される。
【００８６】
そして、トンネルの外周面側でウエブ面８３２ａよりも外側に突出する外板８３２ｄの下面が外フランジ面８３２ｂとなり、トンネルの内周面側でウエブ面８３２ａよりも外側に突出する内板８３２ｅの上面が内フランジ面８３２ｃとなる。また、この内フランジ面８３２ｃの継手方向（トンネル軸方向）への突出長さは、外フランジ面８３２ｂの継手方向への突出長さよりも長くなっている。
【００８７】
このように構成された凸部８３１と凹部８３２を嵌め合わせると、図８（ｂ）に示すように、トンネル軸方向に隣接するセグメント８Ａ，８Ｂ間のリング間継手部８３では、凸部８３１の三面（凸面８３１ａ，凸外面８３１ｂ，凸内面８３１ｃ）と凹部８３２の三面（ウエブ面８３２ａ，外フランジ面８３２ｂ，内フランジ面８３２ｃ）とがそれぞれ接触することになる。
【００８８】
また、凸面８３１ａとウエブ面８３２ａのそれぞれにトンネルの周方向に延設される窪みを設け、その窪みに図８（ｂ）に示すようにシール材３４を介在させる。
【００８９】
さらに、実施例２では、凹凸嵌合のトンネル外周面側では外板８３１ｄの端面と外板８３２ｄの端面とが突き合わされる。また、凹凸嵌合のトンネル内周面側では内板８３２ｅの突出部が切欠部８３１ｅに差し込まれる。
【００９０】
このように構成された実施例２のセグメント８は、凹凸嵌合構造の上下においても面接触が発生するため、接触面積が広く安定した継手構造となるとともに、せん断力に対する耐力を高めることができる。
【００９１】
また、内フランジ面８３２ｃの突出長さを外フランジ面８３２ｂの突出長さよりも長くすることで、地下調整池や下水管などのように内水圧が作用するトンネルであっても、所望されるせん断力に対する耐力をセグメント８の厚さを過大にすることなく確保することができる。
【００９２】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００９３】
以下、前記した実施の形態及び他の実施例とは別の形態の実施例３について、図９を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は他の実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００９４】
この実施例３で説明するセグメント９では、トンネルの軸方向の継手部になるリング間継手部９３に凹凸嵌合構造が形成される。すなわち、図９（ａ）に示すように、セグメント９のトンネル軸方向の両側縁には、対となる凸部９３１と凹部９３２が形成され、図９（ｂ）に示すように隣接するセグメント９Ａ，９Ｂ間で凸部９３１と凹部９３２とが嵌合して凹凸嵌合構造となる。
【００９５】
この凸部９３１は、図９（ａ）の左側に示すように、スキンプレート９２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板９３１ｄと、その外板９３１ｄに平行となるようにセグメント９の内周面の切欠部９３１ｆに配置された内板９３１ｅとの間に鋼板を差し渡すことによって形成される。
【００９６】
すなわち、外板９３１ｄと内板９３１ｅに対して略直交し、かつそれらの端面よりも外側に突出する凸面９３１ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凸部９３１が形成される。
【００９７】
そして、トンネルの外周面側で凸面９３１ａに略直交する面が凸外面９３１ｂとなり、トンネルの内周面側で凸面９３１ａに略直交する面が凸内面９３１ｃとなる。この凸外面９３１ｂは、トンネルの外周面より内周面側に一段下がってスキンプレート９２と略平行に形成されている。また、凸内面９３１ｃは、トンネルの内周面より外周面側に一段上がって凸外面９３１ｂと略平行に形成されている。
【００９８】
一方、凹部９３２は、図９（ａ）の右側に示すように、スキンプレート９２の内周面側に取り付けられる帯状の鋼板によって形成される外板９３２ｄと、その外板９３２ｄに平行となるように配置されセグメント９の内周面を形成する内板９３２ｅとの間に鋼板を差し渡すことによって形成される。
【００９９】
すなわち、外板９３２ｄと内板９３２ｅに対して略直交し、かつそれらの端面よりも内側に窪んだウエブ面９３２ａが形成されるように鋼板を取り付けることによって凹部９３２が形成される。
【０１００】
そして、トンネルの外周面側でウエブ面９３２ａよりも外側に突出する外板９３２ｄの下面が外フランジ面９３２ｂとなり、トンネルの内周面側でウエブ面９３２ａよりも外側に突出する内板９３２ｅの上面が内フランジ面９３２ｃとなる。また、この内フランジ面９３２ｃの継手方向への突出長さは、外フランジ面９３２ｂの継手方向への突出長さよりも長くなっている。
【０１０１】
このように構成された凸部９３１と凹部９３２を嵌め合わせると、図９（ｂ）に示すように、トンネル軸方向に隣接するセグメント９Ａ，９Ｂ間のリング間継手部９３では、凸部９３１の三面（凸面９３１ａ，凸外面９３１ｂ，凸内面９３１ｃ）と凹部９３２の三面（ウエブ面９３２ａ，外フランジ面９３２ｂ，内フランジ面９３２ｃ）とがそれぞれ接触することになる。
【０１０２】
また、凸面９３１ａとウエブ面９３２ａのそれぞれにトンネルの周方向に延設される窪みを設け、その窪みに図９（ｂ）に示すようにシール材３４を介在させる。
【０１０３】
さらに、実施例３では、凹凸嵌合のトンネル外周面側では外板９３１ｄの端面と外板９３２ｄの端面とが突き合わされる。また、凹凸嵌合のトンネル内周面側では内板９３２ｅの突出部が切欠部９３１ｆに差し込まれ、内板９３１ｅの下面に内フランジ面９３２ｃが当接される。ここで、切欠部９３１ｆと内板９３２ｅとの間には隙間が発生する。
【０１０４】
このように構成された実施例３のセグメント９は、凹凸嵌合構造の上下においても面接触が発生するため、接触面積が広く安定した継手構造となるとともに、せん断力に対する耐力を高めることができる。
【０１０５】
また、内フランジ面９３２ｃの突出長さを外フランジ面９３２ｂの突出長さよりも長くすることで、地下調整池や下水管などのように内水圧が作用するトンネルであっても、所望されるせん断力に対する耐力をセグメント９の厚さを過大にすることなく確保することができる。
【０１０６】
さらに、切欠部９３１ｆに内板９３１ｅを配置し、差し込まれた内板９３２ｅとの間に隙間が開く構造にすることで、セグメント９Ｂのコンクリート部４と内板９３２ｅとの接触が起きず、コンクリート部４が損傷することを防ぐことができる。
【０１０７】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【０１０８】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０９】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、リング間継手部３，７３，８３，９３が凹凸嵌合構造になる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、セグメント間継手部が本発明の凹凸嵌合構造となってもよい
また、前記実施の形態及び実施例では、トンネル内周面側に鋼材が露出するセグメント１，７，８，９について説明したが、これに限定されるものではなく、トンネル内周面側の鋼材が50mm〜70mmの耐火代で覆われるようにコンクリート部４を形成してもよい。
【０１１０】
さらに、前記実施の形態及び実施例では、内空にコンクリート部４を設ける場合について説明したが、これに限定されるものではなく、鋼材のみの鋼製セグメントであってもよい。また、鋼製セグメントを円筒状に組み立てた後に、内側にコンクリートを打設する場合にも、本発明を適用することができる。
【０１１１】
また、前記実施の形態では、継手板５５にせん断突起部５３，５３を設ける構成について説明したが、これに限定されるものではなく、必要に応じて設ければよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１，１Ａ，１Ｂ  セグメント
２              スキンプレート
３              リング間継手部
３１            凸部
３１ａ          凸面
３１ｂ          凸外面
３１ｃ          凸内面
３２            凹部
３２ａ          ウエブ面
３２ｂ          外フランジ面
３２ｃ          内フランジ面
３３            引張継手
３４            シール材
４              コンクリート部
５              セグメント間継手部
７，７Ａ，７Ｂ  セグメント
７２            スキンプレート
７３            リング間継手部
７３１          凸部
７３１ａ        凸面
７３１ｂ        凸外面
７３１ｃ        凸内面
７３２          凹部
７３２ａ        ウエブ面
７３２ｂ        外フランジ面
７３２ｃ        内フランジ面
８，８Ａ，８Ｂ  セグメント
８２            スキンプレート
８３            リング間継手部
８３１          凸部
８３１ａ        凸面
８３１ｂ        凸外面
８３１ｃ        凸内面
８３２          凹部
８３２ａ        ウエブ面
８３２ｂ        外フランジ面
８３２ｃ        内フランジ面
９，９Ａ，９Ｂ  セグメント
９２            スキンプレート
９３            リング間継手部
９３１          凸部
９３１ａ        凸面
９３１ｂ        凸外面
９３１ｃ        凸内面
９３２          凹部
９３２ａ        ウエブ面
９３２ｂ        外フランジ面
９３２ｃ        内フランジ面
【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】
2011162987.tif 000008
【図７】
2011162987.tif 000009
【図８】
2011162987.tif 000010
【図９】
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