(57)【要約】【課題】止水性の向上を可能とするセグメントを提供する。【解決手段】トンネル７の周方向Ｗ及び軸方向Ｘに対して相互に連結することで前記トンネル７を構築するためのセグメント１であって、トンネル周方向Ｗの一対の端面２１と、トンネル軸方向Ｘの一対の側面２２と、トンネル法線方向Ｙにおける地山側Ａの外表面２０ａと、前記トンネル法線方向Ｙにおける内空側Ｉの内表面２０ｂとで構成される６面を備える本体部２と、前記外表面２０ａと接するスキンプレート５とを備え、前記スキンプレート５は、エンボス加工された凹凸部を有し、前記凹凸部は、前記トンネル周方向Ｗに沿って複数の凹凸を含む第１凹凸部が形成されることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントであって、
トンネル周方向の一対の端面と、トンネル軸方向の一対の側面と、トンネル法線方向における地山側の外表面と、前記トンネル法線方向における内空側の内表面とで構成される６面を備える本体部と、前記外表面と接するスキンプレートとを備え、
前記スキンプレートは、エンボス加工された凹凸部を有し、
前記凹凸部は、前記トンネル周方向に沿って複数の凹凸を含む第１凹凸部が形成されること
を特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記凹凸部は、前記トンネル軸方向に沿って複数の凹凸を含む第２凹凸部が形成されること
を特徴とする請求項１記載のセグメント。
【請求項３】
前記第１凹凸部における前記トンネル法線方向の高さは、前記第２凹凸部における前記トンネル法線方向の高さよりも高いこと
を特徴とする請求項２記載のセグメント。
【請求項４】
前記スキンプレートは、前記トンネル周方向の一対の端面の近傍、及び前記トンネル軸方向の一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のセグメント。
【請求項５】
前記スキンプレートにおける前記トンネル軸方向の両端部と接合する一対の拘束材をさらに備え、
前記拘束材は、前記トンネル周方向に沿って延在すること
を特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載のセグメント。
【請求項６】
前記拘束材は、前記トンネル法線方向に沿って前記本体部に埋設されること
を特徴とする請求項５記載のセグメント。
【請求項７】
前記拘束材は、複数の開孔部を有すること
を特徴とする請求項６記載のセグメント。
【請求項８】
前記拘束材は、前記側面に接して設けられること
を特徴とする請求項５記載のセグメント。
【請求項９】
前記拘束材は、前記側面を覆う主桁であること
を特徴とする請求項８記載のセグメント。
【請求項１０】
前記外表面は、前記凹凸部と係合する形状を有すること
を特徴とする請求項１〜９の何れか１項記載のセグメント。
【請求項１１】
前記スキンプレートを覆う膜部をさらに備えること
を特徴とする請求項１〜１０の何れか１項記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールドトンネルの水密性向上を目的として、例えば特許文献１のシールドトンネル用外面樹脂被覆セグメントが提案されている。
【０００３】
特許文献１のシールドトンネル用外面樹脂被覆セグメントは、隣接するセグメントを接合する各接合面にシール材を装着するシール溝を有するセグメントと、セグメントの外表面とシール溝を含む各接合面を覆うように塗装された硬化性樹脂塗膜層と、からなることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７０２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、トンネルを構築する際のシールド工事において、テールブラシが用いられる。テールブラシは、セグメントの外表面に当接した状態を保つことで、シールド機内への地下水等の流入を抑制する。このとき、セグメントの外表面にテールブラシ反力が作用するため、セグメントの外表面の早期劣化を引き起こし、止水性の低下が課題として挙げられている。
【０００６】
この点、特許文献１の開示技術では、セグメントの外表面に硬化性樹脂塗膜層が設けられる。硬化性樹脂塗膜層は、一般的に固い特性を有する反面、固い特性が災いしてテールブラシの押し付けの反力を受けやすく、そのためテールブラシ等に対する耐摩耗性が弱く、傷が発生し易い傾向を示す。このため、例えば硬化性樹脂塗膜層に傷が発生した場合、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大や、剥がれ等の発生を引き起こし易くなる恐れがある。これにより、硬化性樹脂塗膜層における傷の拡大部分等が、水みちを形成することになり、止水性の低下を引き起こす恐れがある。従って、特許文献１の開示技術では、上述した問題点を解決することが難しい。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであって、その目的とするところは、止水性の向上を可能とする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】
【０００８】
第１発明に係るセグメントは、トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントであって、トンネル周方向の一対の端面と、トンネル軸方向の一対の側面と、トンネル法線方向における地山側の外表面と、前記トンネル法線方向における内空側の内表面とで構成される６面を備える本体部と、前記外表面と接するスキンプレートとを備え、前記スキンプレートは、エンボス加工された凹凸部を有し、前記凹凸部は、前記トンネル周方向に沿って複数の凹凸を含む第１凹凸部が形成されることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係るセグメントは、第１発明において、前記凹凸部は、前記トンネル軸方向に沿って複数の凹凸を含む第２凹凸部が形成されることを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係るセグメントは、第２発明において、前記第１凹凸部における前記トンネル法線方向の高さは、前記第２凹凸部における前記トンネル法線方向の高さよりも高いことを特徴とする。
【００１１】
第４発明に係るセグメントは、第１発明〜第３発明の何れかにおいて、前記スキンプレートは、前記トンネル周方向の一対の端面の近傍、及び前記トンネル軸方向の一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成されることを特徴とする。
【００１２】
第５発明に係るセグメントは、第１発明〜第４発明の何れかにおいて、前記スキンプレートにおける前記トンネル軸方向の両端部と接合する一対の拘束材をさらに備え、前記拘束材は、前記トンネル周方向に沿って延在することを特徴とする。
【００１３】
第６発明に係るセグメントは、第５発明において、前記拘束材は、前記トンネル法線方向に沿って前記本体部に埋設されることを特徴とする。
【００１４】
第７発明に係るセグメントは、第６発明において、前記拘束材は、複数の開孔部を有することを特徴とする。
【００１５】
第８発明に係るセグメントは、第５発明において、前記拘束材は、前記側面に接して設けられることを特徴とする。
【００１６】
第９発明に係るセグメントは、第８発明において、前記拘束材は、前記側面を覆う主桁であることを特徴とする。
【００１７】
第１０発明に係るセグメントは、第１発明〜第９発明の何れかにおいて、前記外表面は、前記凹凸部と係合する形状を有することを特徴とする。
【００１８】
第１１発明に係るセグメントは、第１発明〜第１０発明の何れかにおいて、前記スキンプレートを覆う膜部をさらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
第１発明〜第１１発明によれば、スキンプレートは、凹凸部を有する。このため、従来のスキンプレートに比べて、スキンプレートの強度を飛躍的に高めることができる。また、凹凸部には、第１凹凸部が形成される。このため、トンネル軸方向に沿ってのみ凹凸部が形成された場合に比べて、スキンプレートの強度を高めることができる。これにより、テールブラシ反力等が作用した場合においても、スキンプレートの劣化を抑制することができる。従って、セグメントの止水性を向上させることが可能となる。
【００２０】
特に、第２発明によれば、凹凸部には、第２凹凸部が形成される。このため、第１凹凸部に加えて第２凹凸部を形成することで、スキンプレートの強度をさらに高めることができる。これにより、スキンプレートの劣化をさらに抑制することが可能となる。また、トンネル周方向及びトンネル軸方向に第１凹凸部、第２凹凸部が形成されることで、外表面からのずれを抑制することができる。これにより、長期的な外表面の保護を実現することが可能となる。
【００２１】
特に、第３発明によれば、第１凹凸部における高さは、第２凹凸部における高さよりも高い。このため、円形トンネルにおいて荷重が伝播しやすいトンネル周方向の強度が飛躍的に高まりトンネルの耐久性が向上する。従って、スキンプレートの強度向上を優先した上で、外表面からのずれを抑制することができる。これにより、スキンプレートの劣化の抑制と、長期的な外表面の保護とを容易に実現することが可能となる。
【００２２】
特に、第４発明によれば、スキンプレートにおけるトンネル周方向の一対の端面の近傍、及びトンネル軸方向の一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成される。このため、本体部との接合面が密着するため、スキンプレートを外表面上に強固に固定することができる。また、接合面の耐久性が向上する。
【００２３】
特に、第５発明によれば、スキンプレートにおけるトンネル軸方向の両端部と接合する一対の拘束材をさらに備える。このため、スキンプレートを外表面上に強固に固定することができる。このため、スキンプレートが外荷重を受けた場合にも面外に座屈を起こすことが無く、これにより、長期的な外表面の保護を容易に実現することが可能となる。
【００２４】
特に、第６発明によれば、拘束材は、トンネル法線方向に沿って本体部に埋設される。このため、拘束材を本体部内に強固に固定することができる。これにより、スキンプレートの固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００２５】
特に、第７発明によれば、拘束材は、複数の開孔部を有する。このため、拘束材の固定をさらに強固にすることができる。これにより、スキンプレートの固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００２６】
特に、第８発明及び第９発明によれば、拘束材は、側面に接して設けられる。このため、隣接するセグメントとの連結に伴い、拘束材を強固に固定することができる。これにより、スキンプレートの固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００２７】
特に、第１０発明によれば、外表面は、凹凸部と係合する形状を有する。このため、スキンプレートと外表面とのずれを抑制することができ、コンクリートとの一体性を高めることができる。これにより、長期的な外表面の保護を実現することが可能となる。
【００２８】
特に、第１１発明によれば、スキンプレートを覆う膜部をさらに備える。このため、スキンプレートの劣化を容易に抑制することができる。これにより、長期的なスキンプレートの保護を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を適用したセグメントを複数組み合わせて構築されるトンネルの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したセグメントの第１実施形態における一例を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、凹凸部の一例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における３Ｂ−３Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における３Ｃ−３Ｃの断面図である。
【図４】（ａ）は、凹凸部の第１変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における４Ｂ−４Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における４Ｃ−４Ｃの断面図である。
【図５】（ａ）は、凹凸部の第２変形例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における５Ｂ−５Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における５Ｃ−５Ｃの断面図である。
【図６】図５（ａ）に示す６Ａ枠の拡大図、及び各凹凸部の高さを示す図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、外表面と凹凸部との係合状態を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、スキンプレートに接合された拘束材の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す８Ｂ枠の拡大図である。
【図９】スキンプレートに接合された拘束材の他の例を示す断面図である。
【図１０】スキンプレートに接合された主桁板の例を示す断面図である。
【図１１】本発明を適用したセグメントの第２実施形態における一例を示す斜視図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、膜部の一例を示す断面図である。
【図１３】保護膜の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（セグメント１：第１実施形態）
以下、本発明を適用したセグメント１の第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
本発明を適用したセグメント１は、図１に示すように、トンネルの周方向Ｗ（トンネル周方向）に対して相互に連結し、トンネルの軸方向Ｘ（トンネル軸方向）に対して千鳥配列状等に連結箇所を配置して連結することで、主にシールドトンネル７を地中９に構築するためのものである。
【００３２】
シールドトンネル７は、周方向Ｗに沿って複数のセグメント１をリング状に相互に連結させて形成されたセグメントリング７１を、軸方向Ｘに沿って複数連結させることで構築される。このため、シールドトンネル７には、軸方向Ｘに沿って連結された複数のセグメントリング７１によって、トンネルの地山側Ａと内空側Ｉとが形成される。これにより、シールドトンネル７は、トンネルの地山側Ａからの土圧や水圧に対して、複数のセグメントリング７１を抵抗させるものとすることができ、トンネルの内空側Ｉに内側空間Ｓを確保することが可能となる。
【００３３】
セグメントリング７１は、シールドマシン７０を用いて地中９を軸方向Ｘに沿って掘削し、シールドマシン７０の後方（坑口側Ｄ）において複数のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結することで形成される。上述したシールドマシン７０を用いた掘削と、セグメントリング７１の形成とを繰り返すことで、坑口側Ｄから切羽側Ｃに沿ったシールドトンネル７が構築される。
【００３４】
本発明を適用したセグメント１は、図２に示すように、本体部２と、スキンプレート５とを備え、例えばセグメント継手４５と、リング継手３６とを備えてもよい。
【００３５】
本体部２は、周方向Ｗに延在する。本体部２は、周方向Ｗと交わり軸方向Ｘに延在する一対の端面２１と、軸方向Ｘと交わり周方向Ｗに延在する一対の側面２２と、法線方向Ｙ（トンネル法線方向）と交わり軸方向Ｘ及び周方向Ｗと平行な面を有する一対の面２０とで構成される６面を備える。一対の面２０は、法線方向Ｙにおける地山側Ａの外表面２０ａと、及び内空側Ｉの内表面２０ｂとで表される。本体部２は、例えば軸方向Ｘの幅が２００ｍｍ〜２，５００ｍｍ程度であり、トンネルの法線方向Ｙの厚さが１５０ｍｍ〜７００ｍｍ程度である。
【００３６】
本発明を適用したセグメント１は、例えば一対の端面２１と接して設けられる一対の継手板４と、一対の側面２２と接して設けられる一対の主桁板３とを備えてもよい。継手板４は、軸方向Ｘに沿って延在する。主桁板３は、周方向Ｗに沿って円弧状に延在する。
【００３７】
継手板４及び主桁板３として、例えば鋼板やセグメント形鋼が用いられる。一対の継手板４の各端部と、一対の主桁板３の各端部とを接合することで、本体部２を囲む鋼殻が形成される。本発明を適用したセグメント１は、例えば鋼殻の内部に中詰めコンクリートを充填することで、本体部２を形成することができる。
【００３８】
スキンプレート５は、外表面２０ａと接して設けられる。スキンプレート５は、外表面２０ａ上全体に延在し、外表面２０ａを覆う。なお、本発明を適用したセグメント１は、例えば内表面２０ｂと接して設けられるスキンプレート５をさらに備えてもよい。
【００３９】
スキンプレート５は、例えば図３に示すように、エンボス加工された凹凸部５１を有する。凹凸部５１は、スキンプレート５の表面全体に形成されるほか、例えばスキンプレート５の表面の一部に形成されてもよい。凹凸部５１は、湾曲した波状に形成されるほか、例えば平坦面を有する矩形状に形成されてもよい。
【００４０】
凹凸部５１には、周方向Ｗに沿って複数の凹凸を含む第１凹凸部５１ａが形成される。第１凹凸部５１ａのピッチは、周方向Ｗに沿って一定に形成されるほか、例えば周方向Ｗに沿ってピッチを変化させてもよい。
【００４１】
凹凸部５１には、例えば図４及び図５に示すように、第１凹凸部５１ａと、軸方向Ｘに沿って複数の凹凸を含む第２凹凸部５１ｂとが形成されてもよい。第１凹凸部５１ａ及び第２凹凸部５１ｂは、例えば法線方向Ｙから見て、図４に示す矩形状に形成されるほか、例えば図５に示すハニカム形状に形成されてもよい。第１凹凸部５１ａに加えて第２凹凸部５１ｂを形成することで、スキンプレート５の強度をさらに高めることができる。また、周方向Ｗ及び軸方向Ｘに各凹凸部５１ａ、５１ｂが形成されることで、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。
【００４２】
なお、凹凸部５１は、例えばスキンプレート５の端部周辺に形成されなくてもよい。すなわち、スキンプレート５には、例えば周方向Ｗの両端側に位置する一対の端面の近傍、及び軸方向Ｘの両端側に位置する一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成されてもよい。
【００４３】
例えば図６に示すように、第１凹凸部５１ａにおける法線方向Ｙの高さＨ１は、第２凹凸部５１ｂにおける法線方向Ｙの高さＨ２よりも高い。この場合、スキンプレート５の強度向上を優先した上で、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。これにより、スキンプレート５の劣化の抑制と、長期的な外表面２０ａの保護とを容易に実現することが可能となる。さらにスキンプレート５の周方向Ｗ及び軸方向Ｘに対する縦横寸法に応じて、高さＨ１と高さＨ２の高さを調節することで、スキンプレート５の縦横強度を適切に設定することができるため、スキンプレート５の製造コストを抑制できる。
【００４４】
外表面２０ａは、例えば図７に示すように、スキンプレート５の凹凸部５１と係合する形状を有してもよい。外表面２０ａ及び凹凸部５１は、上述した矩形状等を有するほか、例えば図７（ａ）に示す波形状や、図７（ｂ）に示す折板構造状に形成されてもよい。外表面２０ａ及び凹凸部５１の形状が波形状の場合、例えば法線方向Ｙの高さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。外表面２０ａ及び凹凸部５１の形状が折板構造状の場合、例えば法線方向Ｙの高さは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。
【００４５】
例えば地震等に伴う変形（図７の矢印）が発生した場合、スキンプレート５から本体部２に向けて、変形に伴う力が作用する（図７の白抜き矢印）。このとき、外表面２０ａが凹凸部５１と係合する形状を有することで、スキンプレート５と外表面２０ａとのずれを容易に抑制することができる。
【００４６】
本発明を適用したセグメント１は、例えば図８に示すように、拘束材３５を備える。スキンプレート５における軸方向Ｘと交わり周方向Ｗに沿って延在する両端部は、一対の拘束材３５に接合される。拘束材３５は、周方向Ｗに沿って円弧状に延在し、溶接接合等によりスキンプレート５と接合される。この場合、スキンプレート５を外表面２０ａ上に強固に固定することができる。
【００４７】
拘束材３５は、例えば図８に示すように、法線方向Ｙに沿って本体部２に埋設される。この場合、拘束材３５は、例えば複数の開孔部３５ｈを有してもよい。開孔部３５ｈを有する場合、開孔部３５ｈ内に本体部２（コンクリート）が充填されるため、拘束材３５と本体部２との間の固結強度を向上させることが可能となる。なお、拘束材３５が埋設される法線方向Ｙの長さは任意である。
【００４８】
拘束材３５は、例えば図９に示すように、側面２２に接して設けられてもよい。この場合、本体部２を形成したあとに、拘束材３５を設けることができる。なお、拘束材３５における法線方向Ｙに延在する長さは、任意である。
【００４９】
拘束材３５として、例えば図１０に示すように、主桁板３が用いられてもよい。即ち、スキンプレート５は、溶接接合等により一対の主桁板３と接合されてもよい。この場合、新たな部材を用いることなく、スキンプレート５を外表面２０ａ上に強固に固定することができる。
【００５０】
本発明を適用したセグメント１は、例えば図２に示すように、側面２２に配置されたリング継手３６を備える。リング継手３６は、一対のセグメント１を軸方向Ｘに沿って連結するために用いられる。リング継手３６の配置される数及び位置は、任意である。
【００５１】
各リング継手３６は、雄側リング継手又は雌側リング継手の何れかを有する。雄側リング継手及び雌側リング継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、軸方向Ｘに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側リング継手が配置され、他方のセグメント１には雌側リング継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各リング継手３６は、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設される。
【００５２】
本発明を適用したセグメント１は、例えば端面２１又は側面２２に配置されたセグメント継手４５を備える。セグメント継手４５は、一対のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結するために用いられる。セグメント継手４５の配置される数及び位置は、任意である。
【００５３】
各セグメント継手４５は、例えば雄側セグメント継手又は雌側セグメント継手の何れかを有する。雄側セグメント継手及び雌側セグメント継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、周方向Ｗに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側セグメント継手が配置され、他方のセグメント１には雌側セグメント継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各セグメント継手４５は、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設される。なお、一対のセグメント１がボルトとナットで連結される場合は、ボルトが雄側セグメント継手、ナットが雌側セグメント継手となる。
【００５４】
本発明を適用したセグメント１によれば、スキンプレート５は、凹凸部５１を有する。このため、従来のスキンプレートに比べて、スキンプレート５の強度を飛躍的に高めることができる。また、凹凸部５１には、第１凹凸部５１ａが形成される。このため、軸方向Ｘに沿ってのみ凹凸部５１が形成された場合に比べて、スキンプレート５の強度を高めることができる。これにより、テールブラシ反力等が作用した場合においても、スキンプレート５の劣化を抑制することができる。従って、セグメント１の止水性を向上させることが可能となる。
【００５５】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、凹凸部５１には、第２凹凸部５１ｂが形成される。このため、第１凹凸部５１ａに加えて第２凹凸部５１ｂを形成することで、スキンプレート５の強度をさらに高めることができる。これにより、スキンプレート５の劣化をさらに抑制することが可能となる。また、周方向Ｗ及び軸方向Ｘに第１凹凸部５１ａ、第２凹凸部５１ｂが形成されることで、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。
【００５６】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、第１凹凸部５１ａにおける高さＨ１は、第２凹凸部５１ｂにおける高さＨ２よりも高い。このため、このため、円形トンネルにおいて荷重が伝播しやすい周方向Ｗの強度が飛躍的に高まりトンネルの耐久性が向上する。従って、スキンプレート５の強度向上を優先した上で、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。これにより、スキンプレート５の劣化の抑制と、長期的な外表面２０ａの保護とを容易に実現することが可能となる。
【００５７】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、スキンプレート５における周方向Ｗの一対の端面の近傍、及び軸方向Ｘの一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成される。このため、本体部２との接合面が密着するため、スキンプレート５を外表面上に強固に固定することができる。また、接合面の耐久性が向上する。
【００５８】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、スキンプレート５における軸方向Ｘの両端部と接合する一対の拘束材３５をさらに備える。このため、スキンプレート５が外荷重を受けた場合にも面外に座屈を起こすことが無く、スキンプレート５を外表面２０ａ上に強固に固定することができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を容易に実現することが可能となる。
【００５９】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、拘束材３５は、法線方向Ｙに沿って本体部２に埋設される。このため、拘束材３５を本体部２内に強固に固定することができる。これにより、スキンプレート５の固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００６０】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、拘束材３５は、複数の開孔部３５ｈを有する。このため、拘束材３５の固定をさらに強固にすることができる。これにより、スキンプレート５の固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００６１】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、拘束材３５は、側面２２に接して設けられる。このため、隣接するセグメント１との連結に伴い、拘束材３５を強固に固定することができる。これにより、スキンプレート５の固定をさらに強固にすることが可能となる。
【００６２】
また、本発明を適用したセグメント１によれば、外表面２０ａは、凹凸部５１と係合する形状を有する。このため、スキンプレート５と外表面２０ａとのずれを抑制することができ、コンクリートとの一体性を高めることができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。
【００６３】
（セグメント１：第２実施形態）
次に、本発明を適用したセグメント１の第２実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００６４】
第２実施形態と第１実施形態との違いは、膜部６を備える点である。なお、上述した内容と同様の構成については、説明を省略する。
【００６５】
膜部６は、例えば図１１に示すように、スキンプレート５上全体に延在し、スキンプレート５及び外表面２０ａを覆う。スキンプレート５は、外表面２０ａと膜部６との間に設けられる。このため、膜部６は、スキンプレート５を介して外表面２０ａと離間する。膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。
【００６６】
アスファルトとして、例えばJIS K 2207に対応するブローンアスファルト、又は上記規格に相当する性能を有するアスファルト材料が用いられる。ゴムとして、例えばJIS A 6021に対応するウレタンゴム系、アクリルゴム系、クロロブレンゴム系、シリコーンゴム系、又は上記規格に相当する性能を有するゴム材料が用いられる。ゴムアスファルトとして、例えばJIS A 6021に対応するゴムアスファルト系、又は上記規格に相当する性能を有するゴムアスファルト材料が用いられる。厚膜６１は、例えば水酸基末端ポリブタジエンを主剤として含む。
【００６７】
厚膜６１は、例えば上述したアスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを、外表面２０ａ等に対して吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの何れかによって形成されたものである。
【００６８】
膜部６における法線方向Ｙの厚さは、シールド工事におけるテールクリアランス以下であり、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。
【００６９】
例えば図１２（ａ）に示すように、テールブラシ反力等の作用によって厚膜６１に傷６ｂが発生する場合がある。このとき、厚膜６１がアスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含むことで、例えば図１２（ｂ）に示すように、厚膜６１の自己修復性能により傷６ｂ幅、長さなどの拡大を抑制することができる。このため、例えば図１２の矢印に沿って地下水等が流れる際、傷６ｂを介してスキンプレート５上に地下水等が到達することを防ぐことができる。
【００７０】
膜部６は、例えば図１３に示すように、スキンプレート５と、厚膜６１との間に設けられる保護膜６２を有する。保護膜６２は、重防食膜及び水反応膨張膜の少なくとも何れかを含む。このため、厚膜６１の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、保護膜６２によってスキンプレート５を保護することができる。
【００７１】
保護膜６２は、例えばスキンプレート５及び厚膜６１と接する。このとき、保護膜６２は、プライマーとしての役割を担う。このため、厚膜６１がスキンプレート５に接する場合に比べ、膜部６全体とスキンプレート５との間の密着性を高めることができる。
【００７２】
重防食膜として、例えばJIS K 5552に対応するジンクリッチプライマー、JIS K 5553に対応する厚膜形ジンクリッチペイント、又は上記規格に相当する性能を有する重防食塗料が用いられる。水反応膨張膜として、例えばポリウレタン等を主成分として、吸水膨張して止水性能を発揮する吸水膨潤性材料や、クロロプレンゴム系材料、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）系材料、天然ゴム系材料等の弾性を有する水膨張性シール材等が用いられる。
【００７３】
なお、保護膜６２は、例えば外表面２０ａ上に設けられるほか、例えば端面２１、側面２２、及び内表面２０ｂの少なくとも何れかに設けられてもよい。この場合、例えば一対のセグメント１の間等に水みちが発生した場合においても、保護膜６２によって本体部２を保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。
【００７４】
本発明を適用したセグメント１によれば、上述した実施形態と同様に、スキンプレート５は、凹凸部５１を有する。このため、従来のスキンプレートに比べて、スキンプレート５の強度を飛躍的に高めることができる。また、凹凸部５１には、第１凹凸部５１ａが形成される。このため、軸方向Ｘに沿ってのみ凹凸部５１が形成された場合に比べて、スキンプレート５の強度を高めることができる。これにより、テールブラシ反力等が作用した場合においても、スキンプレート５の劣化を抑制することができる。従って、セグメント１の止水性を向上させることが可能となる。
【００７５】
また、本実施形態によれば、膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。このため、厚膜６１の表面に傷が発生した場合においても、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大を抑制することができる。これにより、止水性を向上させることが可能となる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、保護膜６２は、スキンプレート５及び厚膜６１と接する。このため、厚膜６１がスキンプレート５に接する場合に比べ、膜部６全体とスキンプレート５との間の密着性を高めることができる。これにより、長期的なスキンプレート５の保護を実現することが可能となる。
【００７７】
また、本実施形態によれば、厚膜６１は、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの少なくとも何れかによって形成される。吹き付けによる施工は、例えばアスファルトをエマルジョン状にしてノズルから噴射しセグメント１の外表面２０ａに貼着させる。塗り付けによる施工は、例えばアフファルトに細粒成分の増粘剤を混合し、粘性を高めることで、例えば所謂左官のようにコテを使用してセグメント１の外表面２０ａに塗り付ける。刷毛塗りは、所謂改質アスファルトを採用することで、常温において液状としたものを塗料等の施工のように刷毛塗りでセグメント１の外表面２０ａに塗布する。いずれの施工方法も事前に定型に成形した厚膜版を糊で接着する施工のものとは異なり、セグメント１の表面に含浸して固化するため、セグメント１の外表面２０ａに強固に付着させられることから、厚膜６１の剥がれに対する耐性が極めて高く、厚膜６１の耐久性を大幅に向上させることが可能となる。
【００７８】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。
【符号の説明】
【００７９】
１      ：セグメント
２      ：本体部
２０    ：面
２０ａ  ：外表面
２０ｂ  ：内表面
２１    ：端面
２２    ：側面
３      ：主桁板
３５    ：拘束材
３５ｈ  ：開孔部
３６    ：リング継手
４      ：継手板
４５    ：セグメント継手
５      ：スキンプレート
５１    ：凹凸部
５１ａ  ：第１凹凸部
５１ｂ  ：第２凹凸部
６      ：膜部
６ｂ    ：傷
６１    ：厚膜
６２    ：保護膜
７      ：シールドトンネル
７０    ：シールドマシン
７１    ：セグメントリング
９      ：地中
Ａ      ：地山側
Ｃ      ：切羽側
Ｄ      ：坑口側
Ｉ      ：内空側
Ｓ      ：内側空間
Ｗ      ：周方向
Ｘ      ：軸方向
Ｙ      ：法線方向
【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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【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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