(57)【要約】【課題】隣接するセグメント間における位置ずれを抑制すること。【解決手段】セグメント１０は、凹多角形状の外形を有する筒状の外周面を備える。外周面は、対称移動または平行移動させると互いに重なる第１の外周面１１および第２の外周面１２を含む。第１の外周面１１は、外周側に向けて突出した少なくとも１つの凸部１０ａａを含み、第２の外周面１２は、内周側に向けて窪んだ少なくとも１つの凹部１０ａｂを含む。また、構造体１００は、複数のセグメント１０を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹多角形状の外形を有する外周面を備え、
前記外周面は、対称移動または平行移動させると互いに重なる第１の外周面および第２の外周面を含み、
前記第１の外周面は、外周側に向けて突出した少なくとも１つの凸部を含み、
前記第２の外周面は、内周側に向けて窪んだ少なくとも１つの凹部を含む、セグメント。
【請求項２】
前記第１の外周面は、前記少なくとも１つの凸部と隣り合い、内周側に向けて窪んだ少なくとも１つの凹部を含み、
前記第２の外周面は、前記少なくとも１つの凹部と隣り合い、外周側に向けて突出した少なくとも１つの凸部を含む、請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
前記外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む、請求項２に記載のセグメント。
【請求項４】
前記外周面は、外周の少なくとも一部を周方向に切り欠く溝部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項５】
前記外周面は、前記第１の外周面および前記第２の外周面の一端同士を繋ぐ平坦な第３の外周面と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の外周面とを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項６】
前記第１の外周面および前記第２の外周面のそれぞれの周方向の幅は、前記第３の外周面および前記第４の外周面のそれぞれの周方向の幅よりも大きい、請求項５に記載のセグメント。
【請求項７】
前記外周面は、筒状の周壁の外壁面である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項８】
前記筒状の周壁の一方の開口を閉塞する閉塞壁を備える、請求項７に記載のセグメント。
【請求項９】
前記第１の外周面および前記第２の外周面のそれぞれの周方向の幅は、閉塞側のほうが開口側よりも大きい、請求項８に記載のセグメント。
【請求項１０】
対向する前記凹部同士を繋ぐ内壁を備える、請求項８または９に記載のセグメント。
【請求項１１】
前記周壁は、前記外周面を貫く貫通孔を含む、請求項７〜１０のいずれか一項に記載のセグメント。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のセグメントを複数備え、
複数の前記セグメントがトンネルの内壁に沿って並べて配置されている、構造体。
【請求項１３】
複数のセグメントと、トンネルの内壁に沿って前記セグメントのそれぞれを回転移動させるアーム部とを用い、
前記セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第１のアーチ状構造体を組み立てる第１の組立工程と、
前記セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第２のアーチ状構造体を組み立てる第２の組立工程とを含み、
前記第２の組立工程は、前記第１のアーチ状構造体と干渉しない位置まで前記アーム部を移動させる工程と、
直前に回転移動させて前記第１のアーチ状構造体に接触させた第１の前記セグメントの隣の第１の位置まで第２の前記セグメントを回転移動させる工程と、
前記アーム部を移動させることにより第２の前記セグメントを前記第１の位置から前記第１のアーチ状構造体に接触する第２の位置まで移動させる工程とを含む、構造体の組立方法。
【請求項１４】
複数のセグメントと、トンネルの内壁に沿って前記セグメントのそれぞれを回転移動させるアーム部とを用い、
前記セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第１のアーチ状構造体を組み立てる工程と、
前記第１のアーチ状構造体と干渉しない位置まで前記アーム部を移動させる工程と、
前記セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第２のアーチ状構造体を組み立てる工程と、
前記第２のアーチ状構造体を前記第１のアーチ状構造体に接触させる工程とを含む、構造体の組立方法。
【請求項１５】
筒状の周壁を備え、
前記周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含み、
前記周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、前記第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、前記第１の側壁および前記第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含み、
前記第１の側壁および前記第２の側壁の対向する前記凸部同士を繋ぐ第１の内壁をさらに備える、セグメント。
【請求項１６】
筒状の周壁を備え、
前記周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含み、
前記周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、前記第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、前記第１の側壁および前記第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含み、
前記第３の側壁および前記第４の側壁を繋ぐ第２の内壁をさらに備える、セグメント。
【請求項１７】
筒状の周壁を備え、
前記周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含み、
前記周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、前記第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、前記第１の側壁および前記第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含み、
前記筒状の周壁の一方の開口の一部を覆うように、前記第１の側壁および前記第２の側壁の前記凸部から内周側に向けて張り出した張出部をさらに備える、セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セグメント、構造体および構造体の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル周方向およびトンネル軸方向に複数連結されてトンネル内に筒状の構造体を構成する鋼製セグメントが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、トンネルの内周に沿うように湾曲したスキンプレートと、スキンプレートのトンネルの長さ方向両側の縁に沿って立設された一対の主桁と、トンネルの周方向両側の縁に沿って立設された一対の継ぎ板とにより、略矩形状に形成された鋼製の枠体を有する鋼製セグメントが開示されている。
【０００４】
特許文献１に開示された鋼製セグメントによれば、枠体が略矩形状に形成されているため、隣接するセグメント同士をボルトおよびナットにより連結することで、隣接するセグメント間における位置ずれを抑制する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１３８６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、隣接するセグメント間における位置ずれを抑制することができるセグメント、このセグメントを備えた構造体および構造体の組立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】
本発明の一態様は、凹多角形状の外形を有する外周面を備えるセグメントである。外周面は、対称移動または平行移動させると互いに重なる第１の外周面および第２の外周面を含む。第１の外周面は、外周側に向けて突出した少なくとも１つの凸部を含み、第２の外周面は、内周側に向けて窪んだ少なくとも１つの凹部を含む。
【０００８】
上記したセグメントの外周面は凹多角形状の外形を有するため、内周側に向けて窪んだ凹部を含む。したがって、セグメントを複数並べて配置する際に、隣接する２つのセグメントを、一方のセグメントの凸部と、他方のセグメントの凹部とが噛み合うように配置することができる。このため、隣接する２つのセグメント間において、一方のセグメントが他方のセグメントに対して位置ずれを起こす方向を減らすことができる。したがって、隣接する２つのセグメント間における位置ずれを抑制しやすい。
【０００９】
第１の外周面は、少なくとも１つの凸部と隣り合い、内周側に向けて窪んだ少なくとも１つの凹部を含み、第２の外周面は、少なくとも１つの凹部と隣り合い、外周側に向けて突出した少なくとも１つの凸部を含むことが好ましい。各外周面が、隣り合う凸部および凹部を含むため、各外周面をジグザグ状にすることができる。したがって、隣接する２つのセグメント間における位置ずれを一層抑制しやすい。
【００１０】
外周面の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含むことが好ましい。外周面の外形は一列に連接した複数の六角形の輪郭を含むため、第１の外周面と第２の外周面とは対称移動させると互いに重なり、両外周面の凸部同士が対向し、凹部同士が対向する。このため、セグメントを複数並べて配置することでハニカム構造を形成することができる。したがって、構造力学的に安定したセグメントを提供することができる。
【００１１】
外周面は、外周の少なくとも一部を周方向に切り欠く溝部を含むことが好ましい。溝部に止水材等を配置することが可能となり、隣接する外周面間の止水性を向上させることができる。
【００１２】
外周面は、第１の外周面および第２の外周面の一端同士を繋ぐ平坦な第３の外周面と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の外周面とを含むことが好ましい。２つのセグメントを隣接させる際に、一方のセグメントの平坦な外周面を、他方のセグメントの平坦な外周面に対してスライドさせて配置することもできる。したがって、複数のセグメントを効率よく並べて配置することができる。
【００１３】
第１の外周面および第２の外周面のそれぞれの周方向の幅は、第３の外周面および第４の外周面のそれぞれの周方向の幅よりも大きいことが好ましい。隣接する２つのセグメント間において、第１の外周面および第２の外周面による接触面積を、第３の外周面および第４の外周面による接触面積よりも大きくすることができる。したがって、位置ずれ抑制を図りながら、セグメントをコンパクト化しやすい。
【００１４】
外周面は、筒状の周壁の外壁面であることが好ましい。外周面を筒状の周壁の外壁面とすることでセグメントの軽量化を図ることができる。
【００１５】
セグメントは、筒状の周壁の一方の開口を閉塞する閉塞壁を備えることが好ましい。閉塞壁が周壁の一方の開口を閉塞することで、セグメントの曲げ強度を増すことができ、セグメントの外形を保持しやすくすることができる。
【００１６】
第１の外周面および第２の外周面のそれぞれの周方向の幅は、閉塞側のほうが開口側よりも大きいことが好ましい。閉塞側の幅が開口側の幅よりも大きいセグメントを敷き詰めることで、閉塞側が外向きの構造体を得ることができる。
【００１７】
セグメントは、対向する凹部同士を繋ぐ内壁を備えることが好ましい。内壁が両外周面の対向する凹部同士を繋ぐことで、セグメントの強度を向上させることができる。
【００１８】
周壁は、外周面を貫く貫通孔を含むことが好ましい。貫通孔を利用することで、隣接するセグメント同士を締結具等で締結することができる。
【００１９】
本発明の他の態様は、上記のセグメントを複数備え、複数のセグメントがトンネルの内壁に沿って並べて配置されている構造体である。上記のセグメントを用いることで、隣接するセグメント間における位置ずれを抑制した構造体を提供することができる。
【００２０】
本発明の他の態様は、複数のセグメントと、トンネルの内壁に沿ってセグメントのそれぞれを回転移動させるアーム部とを用いる構造体の組立方法である。この組立方法は、セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第１のアーチ状構造体を組み立てる第１の組立工程と、セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第２のアーチ状構造体を組み立てる第２の組立工程とを含む。第２の組立工程は、第１のアーチ状構造体と干渉しない位置までアーム部を移動させる工程と、直前に回転移動させて第１のアーチ状構造体に接触させた第１のセグメントの隣の第１の位置まで第２のセグメントを回転移動させる工程と、アーム部を移動させることにより第２のセグメントを第１の位置から第１のアーチ状構造体に接触する第２の位置まで移動させる工程とを含む。
【００２１】
複数のセグメントを１つずつ第１の位置から第２の位置まで移動させることで、効率よく第１のアーチ状構造体と第２のアーチ状構造体とを接触させることができる。したがって、第１の組立工程と第２の組立工程とを繰り返すことで、効率よく構造体を組み立てることができる。
【００２２】
本発明の他の態様は、複数のセグメントと、トンネルの内壁に沿ってセグメントのそれぞれを回転移動させるアーム部とを用いる構造体の組立方法である。この組立方法は、セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第１のアーチ状構造体を組み立てる工程と、第１のアーチ状構造体と干渉しない位置までアーム部を移動させる工程と、セグメントのそれぞれを回転移動させることにより第２のアーチ状構造体を組み立てる工程と、第２のアーチ状構造体を第１のアーチ状構造体に接触させる工程とを含む。
【００２３】
第１のアーチ状構造体と干渉しない位置で第２のアーチ状構造体を組み立てた後で、第２のアーチ状構造体を一体的に第１のアーチ状構造体に接触させることができるため、効率よく構造体を組み立てることができる。
【００２４】
本発明の他の態様は、筒状の周壁を備えるセグメントである。周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、第１の側壁および第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含む。セグメントは、第１の側壁および第２の側壁の対向する凸部同士を繋ぐ第１の内壁をさらに備える。
【００２５】
上記したセグメントは、筒状の周壁の外形が、一列に連接した複数の六角形の輪郭を含むため、第１の側壁と第２の側壁とは対称移動させると互いに重なり、両側壁の凸部同士が対向し、凹部同士が対向する。このため、セグメントを複数並べて配置することでハニカム構造を形成することができる。したがって、構造力学的に安定したセグメントを提供することができる。さらに、このセグメントは、第１および第２の側壁の対向する凸部同士を繋ぐ第１の内壁を備えている。このため、第１および第２の側壁がアーチ状構造体の周方向に沿うようにセグメントを敷き詰め、アーチ状構造体に対して上方から外力が作用し、各セグメントに対して第３および第４の側壁同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、第１の内壁が、対向する凸部同士が遠ざかろうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメントの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【００２６】
本発明の他の態様は、筒状の周壁を備えるセグメントである。周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、第１の側壁および第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含む。セグメントは、第３の側壁および第４の側壁を繋ぐ第２の内壁をさらに備える。
【００２７】
上記したセグメントは、筒状の周壁の外形が、一列に連接した複数の六角形の輪郭を含むため、第１の側壁と第２の側壁とは対称移動させると互いに重なり、両側壁の凸部同士が対向し、凹部同士が対向する。このため、セグメントを複数並べて配置することでハニカム構造を形成することができる。したがって、構造力学的に安定したセグメントを提供することができる。さらに、このセグメントは、第３および第４の側壁を繋ぐ第２の内壁を備えている。このため、第１および第２の側壁がアーチ状構造体の周方向に沿うようにセグメントを敷き詰め、アーチ状構造体に対して上方から外力が作用し、各セグメントに対して第３および第４の側壁同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、第２の内壁が、第３および第４の側壁同士が近づこうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメントの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【００２８】
本発明の他の態様は、筒状の周壁を備えるセグメントである。周壁の外形は、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁は、外周側に向けて突出した凸部および内周側に向けて窪んだ凹部が隣り合う第１の側壁と、第１の側壁を対称移動させた第２の側壁と、第１の側壁および第２の側壁の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁とを含む。セグメントは、筒状の周壁の一方の開口の一部を覆うように、第１の側壁および第２の側壁の凸部から内周側に向けて張り出した張出部をさらに備える。
【００２９】
上記したセグメントは、筒状の周壁の外形が、一列に連接した複数の六角形の輪郭を含むため、第１の側壁と第２の側壁とは対称移動させると互いに重なり、両側壁の凸部同士が対向し、凹部同士が対向する。このため、セグメントを複数並べて配置することでハニカム構造を形成することができる。したがって、構造力学的に安定したセグメントを提供することができる。さらに、このセグメントは、第１および第２の側壁の凸部から内周側に向けて張り出した張出部を備えている。このため、第１の側壁および第２の側壁がアーチ状構造体の周方向に沿うようにセグメントを敷き詰め、アーチ状構造体に対して上方から外力が作用し、各セグメントに対して第３および第４の側壁同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、張出部が、凸部の内角が狭まろうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメントの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、隣接するセグメント間における位置ずれを抑制することができるセグメント、このセグメントを備えた構造体および構造体の組立方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、実施形態に係る構造体を備えたトンネル状構造物の斜視模式図である。
【図２】図２は、セグメントの斜視図である。
【図３】図３は、セグメントの並べ方の例を示す説明図である。
【図４】図４は、セグメントの正面図である。
【図５】図５は、図４のV−V線における断面図である。
【図６】図６は、セグメントの背面図である。
【図７】図７は、図６のVII−VII線における断面図である。
【図８】図８は、セグメントの結合例を示す説明図である。
【図９】図９は、セグメントの変形例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、セグメントの周壁の変形例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、セグメントの内壁の変形例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、構造体の組立方法を示す説明図その１である。
【図１３】図１３は、構造体の組立方法を示す説明図その２である。
【図１４】図１４は、組立方法の手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、組立方法の変形例を示す説明図その１である。
【図１６】図１６は、組立方法の変形例を示す説明図その２である。
【図１７】図１７は、組立方法の変形例の手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、凹多角形のバリエーションその１を示す説明図である。
【図１９】図１９は、凹多角形のバリエーションその２を示す説明図である。
【図２０】図２０は、凹多角形のバリエーションその３を示す説明図である。
【図２１】図２１は、凹多角形のバリエーションその４を示す説明図である。
【図２２】図２２は、凹多角形のバリエーションその５を示す説明図である。
【図２３】図２３は、凹多角形のバリエーションその６を示す説明図である。
【図２４】図２４は、凹多角形のバリエーションその７を示す説明図である。
【図２５】図２５は、セグメントのその他の変形例その１を示す斜視図である。
【図２６】図２６は、図２５に示した第１の内壁の変形例を示す斜視図である。
【図２７】図２７は、セグメントのその他の変形例その２を示す斜視図である。
【図２８】図２８は、セグメントのその他の変形例その３を示す斜視図である。
【図２９】図２９は、図２８のXXIX−XXIX線における断面図である。
【図３０】図３０は、図２８に示した張出部の変形例その１を示す斜視図である。
【図３１】図３１は、図３０のXXXI−XXXI線における断面図である。
【図３２】図３２は、図２８に示した張出部の変形例その２を示す斜視図である。
【図３３】図３３は、図３２のXXXIII−XXXIII線における断面図である。
【図３４】図３４は、図７に示した貫通孔の変形例その１を示す斜視図である。
【図３５】図３５は、図７に示した貫通孔の変形例その２を示す斜視図である。
【図３６】図３６は、図７に示した貫通孔の変形例その３を示す斜視図である。
【図３７】図３７は、図１１に示した開口の変形例その１を示す斜視図である。
【図３８】図３８は、図１１に示した開口の変形例その２を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するセグメント、構造体および構造体の組立方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００３３】
また、以下に示す実施形態では、「対称」、「一致する」あるいは「重なる」といった表現を用いるが、厳密に「対称」であること、「一致する」あるいは「重なる」ことを要しない。すなわち、上記した各表現は、製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。
【００３４】
また、以下に示す実施形態では、中空構造のセグメントについて主に説明するが、中実構造のセグメントとしてもよい。
【００３５】
まず、実施形態に係る構造体１００を備えたトンネル状構造物１について図１を用いて説明する。図１は、実施形態に係る構造体１００を備えたトンネル状構造物１の斜視模式図である。なお、図１では、トンネル状構造物１の外周側における土砂や岩盤の記載を省略している。
【００３６】
また、図１には、参考のため、ｚ軸がトンネルの中心軸Ｃと一致するｒθｚ円柱座標系を示している。以下では、θ方向を「周方向θ」、ｒ方向を「径方向ｒ」、ｚ方向を「軸方向ｚ」と記載する場合がある。
【００３７】
なお、トンネル状構造物１は、円筒状または円弧状の構造物とすることができるが、図１では、上方に向けて凸の円弧状であるアーチ状の構造物を示している。また、トンネル状構造物１は、外周側から内周側へ向けて既設覆工層６００、既設覆工層６００の内周側に位置する充填層５００、および充填層５００の内周側に位置する構造体１００を備える。
【００３８】
既設覆工層６００は、たとえば、シールドマシンで土砂や岩盤を掘削しつつ、セグメントを順次敷き詰めることで形成される。ここで、セグメントは、たとえば、鋼製、コンクリート製、鋳鉄製あるいは合成構造などのセグメントである。なお、充填層５００は、たとえば、既設覆工層６００の内周と、構造体１００の外周との間にモルタルなどの充填材を充填することで形成される。
【００３９】
構造体１００は、既設覆工層６００の内周側に充填層５００用の隙間をあけてセグメント１０を敷き詰めることで形成される。なお、本実施形態では、構造体１００が、既設覆工層６００を補強する目的で用いられる場合について説明する。しかしながら、これに限らず、新設の場合には、構造体１００で既設覆工層６００を置き換えることとしてもよい。
【００４０】
ここで、セグメント１０は、鋼製、アルミニウム製、ウレタン製、コンクリート製、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製とすることもできるが、中空構造の鋳鉄で製造すると経済性があり、軽く、施工性もよい。このため、以下では、中空構造で鋳鉄製のセグメント１０について説明することとする。
【００４１】
次に、中空構造のセグメント１０について図２等を用いて詳細に説明する。なお、中実構造であっても基本的な構成は同様である。図２は、セグメント１０の斜視図である。なお、図２には、セグメント１０を径方向ｒ内側からみた斜視図を示している。
【００４２】
図２に示すように、セグメント１０は、凹多角形状の外形を有する筒状の周壁１０ａを備える。ここで、凹多角形とは、少なくとも１つの凹角（１８０°よりも大きい内角）を有する多角形である。つまり、周壁１０ａは、セグメント１０の外周側に向けて突出した凸部と、内周側に向けて窪んだ凹部とを備える。
【００４３】
ここで、凸部とは、凹多角形において１つの凸角（１８０°よりも小さい内角）のみにより構成される部位、または連続する複数の凸角のみにより構成される部位である。また、凹部とは、凹多角形において１つの凹角のみにより構成される部位、または連続する複数の凹角のみにより構成される部位である。なお、図２では、凸角や凹角が角張った形状である場合を示しているが、丸みのある形状とすることとしてもよい。つまり、凸部や凹部は丸みのある角（Ｒがついた角）を含んでいてもよい。
【００４４】
次に、セグメント１０の並べ方について図３を用いて説明する。図３は、セグメント１０の並べ方の例を示す説明図である。なお、図３には、セグメント１０を径方向ｒ（図１参照）外側からみた斜視図を示している。また、図３では、周方向θに並べた２つのセグメント１０を実線で、軸方向ｚに並べた２つのセグメント１０を破線で、それぞれ示している。なお、図３では、セグメント１０の長手方向を周方向θに沿って並べた場合を示したが、長手方向を軸方向ｚに沿って並べることとしてもよい。また、以下では、図２に示した構成についても適宜説明することとする。
【００４５】
図３に示すように、周方向θにおける複数のセグメント１０は、外周面同士が接するように並べられる。また、軸方向ｚにおける複数のセグメント１０は、凹部と凸部とが噛み合うように周方向θにずらして並べられる。このように、セグメント１０を並べることで、セグメント１０を半円筒状に敷き詰めることができる。
【００４６】
このように、周壁１０ａは、凸部と凹部とを備えるので、セグメント１０を複数並べて配置する際に、隣接する２つのセグメント１０を、一方のセグメント１０の凸部と、他方のセグメント１０の凹部とが噛み合うように配置することができる。
【００４７】
このため、隣接する２つのセグメント１０間において、一方のセグメント１０が他方のセグメント１０に対して位置ずれを起こす方向を減らすことができる。したがって、隣接する２つのセグメント１０間における位置ずれを抑制しやすい。
【００４８】
また、セグメント１０の周壁１０ａは、上記したように凹多角形状の外形を有するので、セグメント１０を複数並べて配置する際に、隣接するセグメント１０の接触する外周面同士が対向する方向を多方向化することができる。
【００４９】
具体的には、セグメント１０の周壁１０ａに作用する応力は、隣接する外周面を介して伝達されるため、隣接する外周面同士が対向する方向を多方向化することで、矩形状の外形を有するセグメントよりも応力の伝達方向を増やすことができる。したがって、周壁１０ａに作用する応力を多方向に分散させて伝達させやすく、隣接するセグメントに対する応力伝達性を向上させやすい。
【００５０】
ここで、図２に示したように、周壁１０ａにおける凸部および凹部は、それぞれ、周壁１０ａの径方向ｒについて一部の領域のみ（たとえば、面上の突起や凹み）ではなく、径方向ｒ全体にわたって、径方向ｒの両端に達するように形成されている。したがって、セグメント１０を複数並べて配置する際に、噛み合わせのための正確な位置合わせが不要となる。また、面上に突起を設けたりする場合に発生しやすい、局所的な応力集中を緩和することができる。
【００５１】
なお、図２に示したように、セグメント１０は、周壁１０ａの一方の開口を閉塞する閉塞面を有する閉塞壁１０ｂを備える。このように、閉塞壁１０ｂを設けることで、セグメント１０の曲げ強度を増すことができ、セグメント１０の外形を保持しやすくすることができる。なお、図２では、閉塞壁１０ｂが、径方向ｒ外側の開口を閉塞するように設けられる場合を示しているが、内側の開口を閉塞するように閉塞壁１０ｂを設けることとしてもよい。
【００５２】
外側の開口を閉塞するように閉塞壁１０ｂを設ける場合は、充填材を充填しやすく、充填量も少なくすることができる。一方、内側の開口を閉塞するように閉塞壁１０ｂを設ける場合は、河川トンネルのようにトンネル内に雨水などの流体を流す場合に有効となる。
【００５３】
また、図２に示したように、セグメント１０は、対向する凹部同士を繋ぐ内壁１０ｃを備える。内壁１０ｃを設けることで、セグメント１０の強度を高めることができる。また、内壁１０ｃは、対向する凹部同士を繋ぐので、凸部同士を繋ぐ場合よりも内壁１０ｃを短くすることができ、内壁１０ｃ自体の強度を高めることができる。また、隣接するセグメント１０の凸部を凹部に受け入れた場合に、凸部からの応力をスムーズに伝達することができ、セグメント１０の変形を抑えることが可能となる。
【００５４】
ここで、上記した閉塞壁１０ｂを設ける場合には、内壁１０ｃは閉塞壁１０ｂとも繋がれていることが好ましい。このようにすることで、セグメント１０の強度をさらに高めることができるためである。なお、図２では、閉塞壁１０ｂおよび内壁１０ｃを備えるセグメント１０を示したが、内壁１０ｃを省略することとしてもよい。内壁１０ｃを省略することでセグメント１０の軽量化を図ることができる。また、図２では、対向する凹部同士を繋ぐ内壁１０ｃを示したが、内壁１０ｃは、周壁１０ａと繋がっていれば途中で分断されていてもよく、径方向ｒ（図１参照）の幅が周壁１０ａの幅よりも小さくてもよい。
【００５５】
次に、図２および図３に示したセグメント１０の形状について、図４〜図７を用いてさらに詳細に説明する。図４は、セグメント１０の正面図である。なお、図４は、セグメント１０を径方向ｒ（図１参照）内側からみた図に相当する。
【００５６】
図４に示すように、セグメント１０は、凹多角形状の外形を有している。ここで、かかる外形は、３つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を有する。つまり、かかる２次元の輪郭を径方向ｒ（図１参照）に積み重ねることで凹多角形状の３次元の外形となる。なお、図４には、３つの六角形を一列に並べた形状を例示したが、２つ以上の任意の個数の六角形を一例に並べた形状としてもよい。
【００５７】
このような外形を形成する周壁１０ａは、図４に示した対称軸Ｓについて対称移動すると互いに重なる第１の外周面１１および第２の外周面１２を含んでいる。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、凹凸を交互に繰り返す、いわゆる、ジグザグ形状である。そして、両外周面の凸部１０ａａ同士は対向し、凹部１０ａｂ同士も対向する。このように、第１の外周面１１は、凸部１０ａａと隣り合う凹部１０ａｂを含み、第２の外周面１２は、凹部１０ａｂと隣り合う凸部１０ａａを含む。
【００５８】
図４に示したように、凹部１０ａｂおよび凸部１０ａａは、それぞれ対称移動すると互いに重なるように配置されているので、周壁１０ａは、凹部１０ａｂと、凹部１０ａｂに嵌まる形状の凸部１０ａａを有している。このため、１種類のセグメント１０を複数用意すれば、これらを組み合わせることで構造体１００（図１参照）を形成することができる。したがって、複数種類の形状が異なるセグメントを製造する必要がなく、１種類の形状のセグメント１０の製造だけで足りるので、製造コストを抑制することが可能となる。
【００５９】
ここで、凹部１０ａｂの利点について説明しておく。図４に示したように、凹部１０ａｂの内角αは１８０°よりも大きい。したがって、隣接するセグメント１０から受ける圧縮力に対する反力ＲＦは、凹多角形の外側で交点ＣＰをもつことになる。これに対し、凸多角形の場合は、反力ＲＦが凸多角形の外側で交点ＣＰをもつことはない。
【００６０】
このように、凹部１０ａｂを有する多角形である凹多角形は、反力ＲＦが凹多角形の外側で交点ＣＰをもつので、凹部１０ａｂに嵌まる凸部１０ａａを挟み込む力が作用することになる。したがって、凹多角形の形状を有するセグメント１０は、隣接するセグメント１０同士の凹部１０ａｂおよび凸部１０ａａがしっかりと嵌り合うので、位置ずれを抑制することができる。
【００６１】
なお、上記した凹多角形の効果は、図１８〜図２４を用いて後述するセグメント１０のバリエーションでも同様に発生する効果である。
【００６２】
なお、図４では、第１の外周面１１および第２の外周面１２が、対称移動すると互いに重なる場合を示したが、第１の外周面１１および第２の外周面１２を、平行移動させると互いに重なる形状としてもよい。なお、この点の詳細については図１８等を用いて後述する。
【００６３】
ところで、周壁１０ａは、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ平坦な第３の外周面１３と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の外周面１４とを含んでいる。ここで、図４では、第３の外周面１３および第４の外周面１４がそれぞれ平坦な場合を示したが、平坦にしなくてもよい。この点の詳細については、図１８を用いて後述する。なお、閉塞壁１０ｂおよび内壁１０ｃについては図２を用いて既に説明したので、ここでの説明を省略する。
【００６４】
また、図４に示したように、第１の外周面１１および第２の外周面１２のそれぞれの周壁１０ａにおける周方向の幅は、第３の外周面１３および第４の外周面１４のそれぞれの周壁１０ａにおける周方向の幅よりも大きい。
【００６５】
このようにすることで、隣接する２つのセグメント１０間において、第１の外周面１１および第２の外周面１２による接触面積を、第３の外周面１３および第４の外周面１４による接触面積よりも大きくすることができる。したがって、位置ずれ抑制を図りながら、セグメント１０をコンパクト化しやすい。また、セグメント１０を周方向θに並べてリング（後述するアーチ状構造体）を形成する際に、１つのリングに含まれるセグメント１０の個数を削減することができる。このように、１つのリングあたりの個数を削減することで、１つのリングあたりの組み立て工数を削減することが可能となる。
【００６６】
次に、図４に示したセグメント１０の断面形状について図５を用いて説明する。図５は、図４のV-V線における断面図である。図５に示すように、内壁１０ｃは、両側の周壁１０ａに挟まれるように周壁１０ａと連続している。また、周壁１０ａには、周壁１０ａを貫く貫通孔１０ｈが形成されている。
【００６７】
ここで、貫通孔１０ｈは、図４に示した周壁１０ａの外形における各辺に対応する面にそれぞれ設けられる。また、貫通孔１０ｈは、たとえば、各面の中央部分など各面の共通する位置に設けられる。これは、セグメント１０を並べる場合に、隣り合うセグメント１０の貫通孔１０ｈ同士が連通するようにするためである。なお、隣り合うセグメント１０同士に限らず、３つ以上のセグメント１０の貫通孔１０ｈが連通するので、複数のセグメント１０をまとめて締結することも可能となる。
【００６８】
なお、貫通孔１０ｈを、図４に示した第１の外周面１１、第２の外周面１２、第３の外周面１３および第４の外周面１４の少なくともいずれかにのみ設けることとしてもよい。また、セグメント１０から貫通孔１０ｈを省略することとしてもよい。なお、貫通孔１０ｈの利用法については図８を用いて後述する。
【００６９】
次に、図４に示したセグメント１０を裏側からみた場合について図６を用いて説明する。図６は、セグメント１０の背面図である。なお、図６は、セグメント１０を径方向ｒ（図１参照）外側からみた図に相当する。なお、図６に示したセグメント１０の外形に囲まれた領域の面積は、図４に示したセグメント１０の外形に囲まれた領域の面積よりも大きい。これは、セグメント１０を敷き詰めた構造体１００（図１参照）を、半円筒状の形状とするためである。
【００７０】
図６に示すように、周壁１０ａは、図４と同様の形状の第１の外周面１１、第２の外周面１２、第３の外周面１３および第４の外周面１４を含んでいる。ここで、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、対称軸Ｓについて対称移動すると互いに重なる。また、セグメント１０には周壁１０ａと連続するように閉塞壁１０ｂが設けられている。
【００７１】
次に、図６に示したセグメント１０の断面形状について図７を用いて説明する。図７は、図６のVII−VII線における断面図である。図７に示すように、周壁１０ａは、閉塞壁１０ｂと連続するとともに、内壁１０ｃも、閉塞壁１０ｂと連続している。このように、周壁１０ａ、閉塞壁１０ｂおよび内壁１０ｃは、たとえば、鋳造により一体成形されている。また、セグメント１０には、周壁１０ａ、閉塞壁１０ｂおよび内壁１０ｃで区切られた内部空間ＩＳが形成されている。
【００７２】
また、貫通孔１０ｈは、周壁１０ａの外形における各辺に対応する面にそれぞれ設けられている。なお、図７に示した貫通孔１０ｈは、図６に示した第１の外周面１１に含まれる各面、第３の外周面１３および第４の外周面１４に設けられる貫通孔１０ｈである。また、図７において記載を省略した第２の外周面１２にも第１の外周面１１と同様に貫通孔１０ｈが設けられる。
【００７３】
また、図７に示したように、セグメント１０において閉塞壁１０ｂが設けられる側である閉塞側の周方向θの幅は、開口端側である開口側の周方向θの幅よりも大きい。つまり、第１の外周面１１（図６参照）および第２の外周面１２（図６参照）のそれぞれの周方向θの幅は、閉塞側のほうが開口側よりも大きい。したがって、閉塞側が外向き（径方向ｒ外側）の構造体１００（図１参照）を得ることができる。
【００７４】
次に、図７等に示した貫通孔１０ｈの利用法について図８を用いて説明する。図８は、セグメント１０の結合例を示す説明図である。なお、図８は、図４と同様に、セグメント１０を正面側（径方向ｒ内側）すなわち、開口端側からみた図に相当する。また、図８には、複数のセグメント１０を敷き詰めた例を示している。
【００７５】
上記したように、図７等に示した貫通孔１０ｈは、隣り合うセグメント１０の貫通孔１０ｈと連通するように配置されている。したがって、連通する貫通孔１０ｈを介して締結具２０で固定することで、隣り合うセグメント１０同士を結合することができる。
【００７６】
ここで、上記したように、セグメント１０は、周壁１０ａ等で囲まれた内部空間ＩＳが形成された中空構造のセグメントであるので、中実構造のセグメントよりも軽量化を図ることができる。また、作業者が内部空間ＩＳを利用してセグメント１０の内側から締結具２０の締結作業や、取外し作業を行うことができる。
【００７７】
なお、締結具２０としては、たとえば、ボルトおよびナットを用いることができる。ここで、締結具２０は、組み立ての際に仮止め用として締結し、組み立てが完了してから取り外すこととしてもよいし、本止め用として締結したままとしてもよい。
【００７８】
また、セグメント１０は、一列に連接した複数の六角形の輪郭を有するので、セグメント１０を敷き詰めると、六角形の各辺をそれぞれ外側から押圧する向きに圧縮力が発生する。つまり、セグメント１０を複数並べて配置することでいわゆるハニカム構造を形成することができる。したがって、セグメント１０は、構造力学的に安定しているといえる。このため、仮に、締結具２０を用いなくても隣接するセグメント１０間の位置ずれを抑制することができる。したがって、ボルト等の締結具２０に対する負荷を軽減できるため、周壁１０ａ自体の厚みを薄くしやすく、軽量化しやすい結果、低コスト化を図るとともに施工性も向上させることができる。
【００７９】
なお、図８では、隣接するセグメント１０同士を締結する場合を示したが、３個以上のセグメント１０を串刺し状に締結する長さの締結具２０を用いて３個以上のセグメント１０をまとめて締結することとしてもよい。これにより、３個以上のセグメント１０の一体化を図ることができ、３個以上のセグメント１０間における位置ずれを一層抑制することができる。この場合、周壁１０ａを貫く貫通孔１０ｈは、３個以上のセグメントを相互に隣接させた場合に、締結具２０がストレートに挿入可能となるような位置に形成されていればよい。なお、締結具２０としては上記したボルトおよびナットの他、ＰＣ鋼線などのＰＣ鋼材を用いることができる。
【００８０】
次に、図４に示したセグメント１０の変形例について図９を用いて説明する。図９は、セグメント１０の変形例を示す説明図である。なお、図９は、図４と同様に、セグメント１０を正面側（径方向ｒ内側）、すなわち、開口端側からみた図に相当する。
【００８１】
図９に示したセグメント１０は、周壁１０ａおよび内壁１０ｃで囲まれた隅角部内側に肉厚部１６を設けた点で、図４に示したセグメント１０と異なる。このように、周壁１０ａおよび内壁１０ｃで囲まれた隅角部内側を厚くすることで、隅角部への応力集中を防ぐことができる。
【００８２】
したがって、セグメント１０の高強度化を図ることが可能となる。なお、図９では、すべての隅角部を肉厚にする場合を例示したが、すべての隅角部のうち任意の個数の隅角部のみを肉厚とすることとしてもよい。
【００８３】
次に、セグメント１０における周壁１０ａの変形例について図１０を用いて説明する。図１０は、セグメント１０の周壁１０ａの変形例を示す説明図である。なお、図１０は、第３の外周面１３と第４の外周面１４とが接するように配置した２つのセグメント１０を軸方向ｚ（図１参照）からみた側面図に相当する。
【００８４】
図１０に示すように、第３の外周面１３および第４の外周面１４における閉塞壁１０ｂ側の角部には軸方向ｚにわたって切り欠かれた切欠部１７が設けられている。また、第３の外周面１３および第４の外周面１４における開口端１０ｓよりも閉塞壁１０ｂ側は、軸方向ｚにわたって切り欠かれた溝部１８が設けられている。なお、図１０では、切欠部１７の切欠き形状が三角柱状で、溝部１８の切欠き形状が四角柱状である場合を例示しているが、それぞれの切欠き形状は、任意の形状でよい。
【００８５】
このように、切欠部１７および溝部１８を設けることで、切り欠かれた部分に止水材等を配置することが可能となる。したがって、隣接するセグメント１０の外周面間の止水性を向上させることができるとともに、充填層５００に充填されたモルタル等の充填剤が漏れ落ちることを防止することができる。
【００８６】
なお、図１０では、第３の外周面１３および第４の外周面１４に切欠部１７および溝部１８を設ける場合を例示したが、第１の外周面１１や第２の外周面１２に切欠部１７および溝部１８を設けることとしてもよい。つまり、セグメント１０における外周面の少なくとも一部を周方向に切り欠くこととしてもよい。また、図１０では、切欠部１７および溝部１８を双方とも備えるセグメント１０を例示したが、切欠部１７および溝部１８の一方をセグメント１０から省略することとしてもよい。
【００８７】
次に、セグメント１０における内壁１０ｃの変形例について図１１を用いて説明する。図１１は、セグメント１０の内壁１０ｃの変形例を示す説明図である。なお、図１１は、図５に示した断面図に対応する図である。また、図１１では、図５に示した貫通孔１０ｈの記載を省略している。
【００８８】
図１１に示すように、内壁１０ｃには、内壁１０ｃを貫通する矩形状の開口１０ｃａが設けられている。内壁１０ｃに開口１０ｃａを設けることで、セグメント１０の軽量化を図ることができるとともに、作業者は、内部空間ＩＳ（図８参照）があるので手を入れることができ、さらに、開口１０ｃａがあるので、ロープや器具等を挿入したりすることが可能となり、セグメント１０の運搬性を高めることができる。
【００８９】
なお、図１１では、内壁１０ｃにおける開口端１０ｓよりも閉塞壁１０ｂ寄りの位置に開口１０ｃａを設ける場合を例示したが、開口１０ｃａを設ける位置は、周壁１０ａの開口端１０ｓ寄りの位置でもよい。また、図１１では、矩形状の開口１０ｃａを例示したが、開口１０ｃａの形状は、三角形状、円形状、楕円形状等としてもよい。また、内壁１０ｃが複数ある場合には、すべての内壁１０ｃに開口１０ｃａを設けることとしてもよく、一部の内壁１０ｃのみに開口１０ｃａを設けることとしてもよい。さらに、異なる形状の開口１０ｃａを含ませることとしてもよい。なお、図１１では、矩形状の開口１０ｃａと閉塞壁１０ｂとが離れている場合を例示したが、離れていなくてもよい。
【００９０】
次に、図１に示した構造体１００の組立方法について図１２〜図１４を用いて説明する。図１２および図１３は、構造体１００の組立方法を示す説明図その１およびその２である。また、図１４は、組立方法の手順を示すフローチャートである。
【００９１】
ここで、図１２〜図１４に示す組立方法は、セグメント１０を周方向θに配置することでアーチ状構造体を組み立て、次に、組み立てたアーチ状構造体を構造体ごと先に組み立てたアーチ状構造体側に接触するまで移動させることで構造体１００を組み立てる方法である。なお、図１２では、図１に示した既設覆工層６００の内壁に沿って配置されるアーチ状の一組のガイド部のうち、手前側のガイド部３０１（図１３参照）の記載を省略している。
【００９２】
図１２に示すように、構造体１００の組立方法は、振れ防止や落下防止のためのガイド部３００に沿ってトンネルの内壁ＩＷの一方の下端Ｆ１から他方の下端Ｆ２に向けて（周方向θにおける向きＤ１参照）セグメント１０を１つずつ回転移動させるアーム部２００を用いる。また、他方の下端Ｆ２には、１つめのセグメント１０の高さを調整する油圧ジャッキなどの調整装置４００が配置される。なお、ガイド部３００およびガイド部３０１を省略し、たとえば、アーム部２００の動作で組み立てたアーチ状構造体同士を接触させることとしてもよい。
【００９３】
アーム部２００は、トンネルの中心軸Ｃまわりに旋回する。また、アーム部２００は、先端側にセグメント１０を保持する保持機構を備える。また、アーム部２００は、中心軸Ｃに沿って平行移動する。ここで、アーム部２００および調整装置４００の動作は、図示しない制御装置によって制御されるものとする。なお、アーム部２００あるいは調整装置４００の動作を手動によって行うこととしてもよい。
【００９４】
なお、図１２では、１つめのセグメント１０をセグメント１０−１、２つめのセグメント１０をセグメント１０−２のように記載している。また、図１２では、一方の下端Ｆ１にあるセグメント１０−２を実線で、セグメント１０−１に接する位置まで回転移動したセグメント１０−２を破線でそれぞれ示している。
【００９５】
図１３には、第１のアーチ状構造体Ｒ１を組み立てる工程（図１３のステップＳ１参照）、第２のアーチ状構造体Ｒ２を組み立てる工程（ステップＳ２参照）、および、第２のアーチ状構造体Ｒ２を第１のアーチ状構造体Ｒ１に接触させる工程（ステップＳ３参照）の３つの工程を示している。
【００９６】
第１のアーチ状構造体Ｒ１を組み立てる工程では、一方のガイド部３０１でガイドしつつ、アーム部２００でセグメント１０を順次回転移動させることで第１のアーチ状構造体Ｒ１を組み立てる。ここで、一方のガイド部３０１は、トンネルの内壁ＩＷに固定されている。なお、他方のガイド部３００も内壁ＩＷに固定することとしてもよい。
【００９７】
次に、第２のアーチ状構造体Ｒ２を組み立てる工程では、まず、他方のガイド部３００およびアーム部２００を、第２のアーチ状構造体Ｒ２が第１のアーチ状構造体Ｒ１と接触しない位置まで平行移動させる。具体的には、他方のガイド部３００を軸方向ｚにおける第１のアーチ状構造体Ｒ１から離れる向きＤ２へ所定量だけ移動させた後、アーム部２００も同様に向きＤ２へ所定量だけ移動させる。そして、他方のガイド部３００でガイドしつつ、アーム部２００でセグメント１０を順次回転移動させることで第２のアーチ状構造体Ｒ２を組み立てる。なお、ステップＳ１において他方のガイド部３００を内壁ＩＷに固定していた場合には、向きＤ２への移動前にいったん固定を解除し、移動後に再固定することとすればよい。
【００９８】
また、図１３に示したように、第１のアーチ状構造体Ｒ１のセグメント１０と、第２のアーチ状構造体Ｒ２のセグメント１０とは、外周の凹凸が噛み合うように周方向θにずらして配置される。したがって、第１のアーチ状構造体Ｒ１と、第２のアーチ状構造体Ｒ２とでは、１つめのセグメント１０−１の高さが異なるため、セグメント１０を半分にしたセグメント１０Ｆ（図２３）を用いることでセグメント１０−１の高さがそれぞれ調整される。
【００９９】
次に、第２のアーチ状構造体Ｒ２を第１のアーチ状構造体Ｒ１に接触させる工程では、アーム部２００を、第２のアーチ状構造体Ｒ２が第１のアーチ状構造体Ｒ１と接触する位置まで平行移動させる。つまり、アーム部２００を軸方向ｚにおける第１のアーチ状構造体Ｒ１へ近づく向きＤ３へ上記した所定量だけ移動させる。これらの工程を繰り返すことで、効率よく構造体１００を組み立てることができる。
【０１００】
次に、図１２および図１３を用いて説明した構造体１００の組立方法の手順について図１４を用いて説明する。なお、以下の説明では、セグメント１０を単に「セグメント」と、アーチ状構造体Ｒ１，Ｒ２などのアーチ状構造体を単に「アーチ」と記載する。
【０１０１】
図１４に示すように、本組立方法では、一方のガイド部３０１に沿ってセグメント１０を回転移動させることで最初のアーチを組み立てる（ステップＳ１０１）。そして、直前のアーチと干渉しない位置までアーム部２００および他方のガイド部３００を移動させる（ステップＳ１０２）。
【０１０２】
つづいて、他方のガイド部３００に沿ってセグメントを回転移動させることで次のアーチを組み立てる（ステップＳ１０３）。そして、次のアーチを直前のアーチと接触するまでアーム部２００を移動させる（ステップＳ１０４）。
【０１０３】
つづいて、構造体１００が完成したか否かを判定し（ステップＳ１０５）、構造体１００が完成したと判定された場合には（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、構造体１００が完成していないと判定された場合には（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、ステップＳ１０２以降の処理手順を繰り返す。このようにして完成する構造体１００は、上記したセグメント（セグメント１０）を用いているので、隣接するセグメント１０間における位置ずれを抑制することができる。
【０１０４】
なお、図８を用いて説明したように、複数のセグメント１０をまとめて締結する場合には、複数のアーチ状構造体Ｒにまたがるように締結することとすればよい。
【０１０５】
次に、構造体１００の組立方法の変形例について図１５〜図１７を用いて説明する。図１５および図１６は、組立方法の変形例を示す説明図その１およびその２である。また、図１７は、組立方法の変形例の手順を示すフローチャートである。
【０１０６】
図１５に示すように、変形例に係る組立方法は、第２のアーチ状構造体Ｒ２に含まれるセグメント１０を１つずつ第１のアーチ状構造体Ｒ１に接触させていく点で図１２〜図１４に示した組立方法と異なる。なお、図１５に示すセグメント１０−１は、既に第１のアーチ状構造体Ｒ１に接触する位置まで移動済みのセグメント１０であるものとする。
【０１０７】
第２のアーチ状構造体Ｒ２を組み立てる際、まず、アーム部２００を、周方向θに回転移動させるセグメント１０が第１のアーチ状構造体Ｒ１と接触しない位置まで平行移動させる。そして、アーム部２００を周方向θにおける向きＤ４に旋回させることで、セグメント１０−１の隣の「第１の位置Ｐ１」までセグメント１０−２を回転移動させる。ここで、セグメント１０−２の回転移動は、セグメント１０−１に接触する直前で停止される。接触する直前で回転移動を停止することで、セグメント１０−２における周方向θの位置の微調整を行いやすい。つまり、第２のアーチ状構造体Ｒ２におけるセグメント１０−２の外周の凹凸を、第１のアーチ状構造体Ｒ１の凹凸と噛み合わせやすい。なお、セグメント１０−２を、セグメント１０−１に接触するまで回転移動させることとしてもよい。図１５には、第１の位置Ｐ１をセグメント１０−２に沿う破線で示している。
【０１０８】
つづいて、第１の位置Ｐ１にあるセグメント１０−２を軸方向ｚにおける第１のアーチ状構造体Ｒ１に近づく向きＤ５へ移動させることで、第１のアーチ状構造体Ｒ１に接触する位置である「第２の位置Ｐ２」まで移動させる。この際、第３の外周面１３と、第４の外周面１４とはそれぞれ平坦であるので、両者を接触させたとしてもスライドさせることが容易である。
【０１０９】
図１６には、第２の位置Ｐ２へ移動したセグメント１０−２を示している。このように、回転移動したセグメント１０を１つずつ隣のアーチ状構造体Ｒへ接触させることでも、効率よく構造体１００を組み立てることができる。なお、図１６には、第２の位置Ｐ２をセグメント１０−２に沿う破線で示している。
【０１１０】
次に、図１５および図１６を用いて説明した組立方法の変形例の手順について図１７を用いて説明する。なお、以下の説明では、セグメント１０を単に「セグメント」と、アーチ状構造体Ｒ１，Ｒ２などのアーチ状構造体を単に「アーチ」と記載する。
【０１１１】
変形例に係る組立方法では、セグメントを回転移動させることで最初のアーチを組み立てる（ステップＳ２０１）。つづいて、次のアーチの組み立てを開始する（ステップＳ２０２）。まず、直前のアーチと干渉しない位置までアーム部２００を移動する（ステップＳ２０３）。そして、最初のセグメントを回転移動させる（ステップＳ２０４）。
【０１１２】
そして、最初のセグメントを直前のアーチ（第１のアーチ）と接触する第２の位置Ｐ２まで移動させる（ステップＳ２０５）。つづいて、セグメントを直前のセグメントの隣の第１の位置Ｐ１まで回転移動させる（ステップＳ２０６）。そして、セグメントを直前のアーチ（第１のアーチ）と接触する第２の位置Ｐ２まで移動させる（ステップＳ２０７）。
【０１１３】
つづいて、ステップＳ２０２における「次のアーチ」が完成したか否かを判定し（ステップＳ２０８）、次のアーチが完成したと判定された場合には（ステップＳ２０８，Ｙｅｓ）、構造体１００が完成したか否かを判定する（ステップＳ２０９）。なお、次のアーチが完成していないと判定された場合には（ステップＳ２０８，Ｎｏ）、ステップＳ２０６以降の処理を繰り返す。
【０１１４】
そして、ステップＳ２０９における判定において構造体１００が完成したと判定された場合には（ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）、処理を終了する。なお、構造体１００が完成していないと判定された場合には（ステップＳ２０９，Ｎｏ）、ステップＳ２０２以降の処理を繰り返す。
【０１１５】
なお、図１７では、１つのアーム部２００で構造体１００を組み立てる場合について示したが、複数のアーム部２００を用いることとしてもよい。たとえば、１つのアーチの半分ずつをそれぞれ担当する２つのアーム部２００を用い、一方のアーム部２００が完成させた半アーチについて、後追い形式で他方のアーム部２００が残りの半アーチを完成させることとしてもよい。このようにすることで、構造体１００の完成に要する時間を半減させることができる。
【０１１６】
また、図１２〜図１７では、トンネル内に、軌道用のレールや架線などの設備がない場合について示したが、これらの設備がある場合であっても構造体１００を完成させることができる。たとえば、アーム部２００をレール上を走行可能な台車に設けることで、軸方向ｚへの移動が容易となる。また、アーム部２００に回転軸を設けてアーム部２００を屈曲可能とし、架線などの障害物を避けるようにアーム部２００を適宜屈曲させながら構造体１００を組み立てることとしてもよい。
【０１１７】
また、軌道用のレールが複数セット設けられる場合には、構造体１００の組み立て箇所に応じて上記した台車が走行するレールを変更しつつ、構造体１００を組み立てることとしてもよい。たとえば、複数セットのレールのうち運用中のレールがある場合には、運用中のレールへの影響を抑えつつ構造体１００の組み立てを行うことができる。
【０１１８】
また、図１２〜図１７では、トンネルの内壁の一方の下端から他方の下端に向けて各セグメントのそれぞれを順次回転移動させる場合について示したが、各セグメントを回転移動させる順序については適宜変更することができる。たとえば、途中で回転移動の向きを逆向きとしたり、回転移動の範囲を複数の区間に区切り、各区間の施工順序を任意の順序に変更したり、各区間における回転移動の向きを適宜変更したりすることとしてもよい。
【０１１９】
ところで、これまでは、複数の六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を有するセグメント１０について説明してきた。しかしながら、これに限らず、セグメント１０は、輪郭の形状が凹多角形であり、複数のセグメント１０を敷き詰め可能であれば、他の形状であってもよい。このため、以下では、凹多角形のバリエーションについて図１８〜図２４を用いて説明する。図１８〜図２４は、凹多角形のバリエーションその１〜その７を示す説明図である。
【０１２０】
まず、凹多角形のバリエーションその１について図１８を用いて説明する。図１８に示したセグメント１０Ａは、６辺を有する凹多角形の形状を有している。図１８に示すように、第１の外周面１１は、２辺で形成される１つの凹部１０ａｂを有しており、第２の外周面１２は、２辺で形成される１つの凸部１０ａａを有している。
【０１２１】
また、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。ここで、第１の外周面１１と第２の外周面１２とを入れ替え、第１の外周面１１が１つの凸部を有し、第２の外周面１２が１つの凹部を有するようにしてもよい。なお、図１８以降に示す他のバリエーションにおいても第１の外周面１１と第２の外周面１２とを入れ替えてもよい。
【０１２２】
図１８の説明をつづける。第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、図１８に実線で示したように平坦とすることができる。ここで、第３の外周面１３に凹部１３ａを、第４の外周面１４に凹部１３ａと噛み合う形状の凸部１４ａをそれぞれ設けることとしてもよい（図１８の破線参照）。ここで、第３の外周面１３と第４の外周面１４とを入れ替え、第３の外周面１３に凸部を、第４の外周面１４に凹部をそれぞれ設けることとしてもよい。
【０１２３】
なお、図１９〜図２４に示した各バリエーションにおいても第３の外周面１３および第４の外周面１４に互いに噛み合う凹部あるいは凸部を設けることとしてもよい。また、図４等に示したセグメント１０についても同様である。
【０１２４】
また、図１８に示した６辺を有する凹多角形の形状を、第３の外周面１３あるいは第４の外周面１４側に複数個連続させる形状としてもよい。また、複数個連続させる場合、第１の外周面１１と第２の外周面１２とを交互に反転させることとしてもよい。なお、図１９〜図２４に示した各バリエーションについても同様である。
【０１２５】
また、図１８に示したセグメント１０Ａにおける第３の外周面１３および第４の外周面１４が平坦でない場合は（図１８の破線参照）、図１５および図１６に示した組み立て方法を以下のようにすればよい。すなわち、第３の外周面１３および第４の外周面１４のうち一方の凸部１４ａが他方の凹部１３ａ以外の位置に接触する位置を第１の位置Ｐ１（図１５参照）とし、かかる凸部１４ａおよび凹部１３ａが嵌り合う位置までアーム部２００を移動させることでセグメント１０Ａを第２の位置Ｐ２（図１６参照）へ移動させることとすればよい。
【０１２６】
次に、凹多角形のバリエーションその２について図１９を用いて説明する。図１９に示したセグメント１０Ｂは、第１の外周面１１の凹部１０ａｂ、第２の外周面１２の凸部１０ａａがそれぞれ３辺で形成される点が図１８に示したセグメント１０Ａと異なる。
【０１２７】
第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図１９に示したように平坦とすることができる。
【０１２８】
次に、凹多角形のバリエーションその３について図２０を用いて説明する。図２０に示したセグメント１０Ｃは、第１の外周面１１が矩形状の凹部１０ａｂを有し、第２の外周面１２が矩形状の凸部１０ａａを有する点が図１８に示したセグメント１０Ａと異なる。
【０１２９】
第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図２０に示したように平坦とすることができる。
【０１３０】
次に、凹多角形のバリエーションその４について図２１を用いて説明する。図２１に示したセグメント１０Ｄは、図１８に示したセグメント１０Ａの形状を１．５個分繰り返した点がセグメント１０Ａと異なる。以降では、符号を図示することで凸部１０ａａおよび凹部１０ａｂについての説明を省略する。
【０１３１】
図２１に示したように、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図２１に示したように平坦とすることができる。
【０１３２】
次に、凹多角形のバリエーションその５について図２２を用いて説明する。図２２に示したセグメント１０Ｅは、図１８に示したセグメント１０Ａを、矩形を挟んで並べた形状である点がセグメント１０Ａと異なる。
【０１３３】
図２２に示したように、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図２２に示したように平坦とすることができる。
【０１３４】
次に、凹多角形のバリエーションその６について図２３を用いて説明する。図２３に示したセグメント１０Ｆは、図６等に示したセグメント１０を第３の外周面１３あるいは第４の外周面１４と平行に２等分した形状である。なお、２つのセグメント１０Ｆを、第４の外周面１４同士が接するように並べるとセグメント１０（図６参照）と同じ形状になる。
【０１３５】
図２３に示したように、第１の外周面１１および第２の外周面１２は、対称移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図２３に示したように平坦とすることができる。
【０１３６】
次に、凹多角形のバリエーションその７について図２４を用いて説明する。図２４に示したセグメント１０Ｇは、３つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように並べた形状である。ここで、図２４に示したセグメント１０Ｇは、３つの六角形が一列に並んでいない点で、図６等に示したセグメント１０とは異なる。
【０１３７】
つまり、セグメント１０Ｇは、２つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように並べ、３つめの六角形を、一列に並ぶ辺の隣の辺に並べた形状である。なお、図２４では、六角形の重なり合う一辺を、参考のため破線で示している。
【０１３８】
第１の外周面１１および第２の外周面１２は、平行移動すると互いに重なる形状である。また、第１の外周面１１および第２の外周面１２の一端同士を繋ぐ第３の外周面１３および第４の外周面１４は、たとえば、図２４に示したように、２辺で形成される１つの凸部１０ａａとすることができる。
【０１３９】
このように、凹多角形のバリエーションについて図１８〜図２４を用いて説明してきたが、これらのバリエーションは数多いバリエーションの一部にすぎない。つまり、複数のセグメント１０同士を嵌め合わせることが可能な凹多角形であれば足りる。
【０１４０】
次に、図２〜図７に示したセグメント１０のその他の変形例その１について図２５を用いて説明する。図２５に示したセグメント１０Ｊは、筒状の周壁１０ａを備えている。周壁１０ａの外形は、図４に示したセグメント１０と同様に、３つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁１０ａは、外周側に向けて突出した凸部１０ａａおよび内周側に向けて窪んだ凹部１０ａｂが隣り合う第１の側壁１０１と、第１の側壁１０１を対称移動させた第２の側壁１０２と、第１の側壁１０１および第２の側壁１０２の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁１０３と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁１０４とを含む。第１の側壁１０１は、第１の側壁１０１の外壁面である第１の外周面１１（図４参照）を有し、第２の側壁１０２は、第２の側壁１０２の外壁面である第２の外周面１２（図４参照）を有し、第３の側壁１０３は、第３の側壁１０３の外壁面である第３の外周面１３（図４参照）を有し、第４の側壁１０４は、第４の側壁１０４の外壁面である第４の外周面１４（図４参照）を有する。
【０１４１】
セグメント１０Ｊは、筒状の周壁１０ａの外形が、一列に連接した３つの六角形の輪郭を含むため、第１の側壁１０１と第２の側壁１０２とは対称移動させると互いに重なり、両側壁１０１，１０２の凸部１０ａａ同士が対向し、凹部１０ａｂ同士が対向する。このため、セグメント１０Ｊを複数並べて配置することでハニカム構造を形成することができる。したがって、構造力学的に安定したセグメント１０Ｊを提供することができる。
【０１４２】
さらに、このセグメント１０Ｊは、第１および第２の側壁１０１，１０２の対向する凸部１０ａａ同士を繋ぐ第１の内壁１１１を備えている。このため、第１および第２の側壁１０１，１０２がアーチ状構造体の周方向θに沿うようにセグメント１０Ｊを敷き詰め（図１参照）、アーチ状構造体に対して上方から外力が作用し、各セグメント１０Ｊに対して第３および第４の側壁１０３，１０４同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、第１の内壁１１１が、対向する凸部１０ａａ同士が遠ざかろうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメント１０Ｊの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【０１４３】
具体的には、周方向θにおいて各セグメント１０Ｊに対して圧縮力が作用すると、凸部１０ａａに相当する山同士が遠ざかる向きに、凹部１０ａｂに相当する谷同士が近づく向きに、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づく向きに、各セグメント１０Ｊは変形しようとする。セグメント１０Ｊでは、凸部１０ａａ同士を繋ぐ第１の内壁１１１が設けられているため、山同士が遠ざかる向きの変形に対して抵抗することができる。セグメント１０Ｊでは、さらに、凹部１０ａｂ同士を繋ぐ内壁１０ｃが設けられているため、谷同士が近づく向きの変形に対しても抵抗することができる。したがって、セグメント１０Ｊの変形を一層抑制することができる。
【０１４４】
なお、セグメント１０Ｊでは、第１の内壁１１１が、第１および第２の側壁１０１，１０２の対向する凸部１０ａａのすべてを繋ぐように設けられているが、対向する凸部１０ａａの幾つかを繋ぐように設けてもよい。また、セグメント１０Ｊでは、第１の内壁１１１が、対向する凸部１０ａａ同士を繋ぐとともに閉塞壁１０ｂとも連なるように形成されているが、第１の内壁１１１と閉塞壁１０ｂとの間に空間を設けることとしてもよい。このようにすることで、セグメント１０Ｊの軽量化を図ることができる。
【０１４５】
次に、図２５に示した第１の内壁１１１の変形例について図２６を用いて説明する。図２６に示すように、変形例に係る第１の内壁１１１Ａは、セグメント１０Ｊの開口側から第１の内壁１１１（図２５参照）がくり抜かれた形状を有する点で第１の内壁１１１とは異なる。具体的には、第１の内壁１１１Ａは、第１の側壁１０１、第２の側壁１０２および閉塞壁１０ｂと連なるように形成された突出部１１１ａを残してくり抜かれた形状である。このようにすることで、セグメント１０Ｊの変形を抑制しつつ、第１の内壁１１１を設けた場合よりもセグメント１０Ｊの軽量化を図ることができる。
【０１４６】
次に、セグメント１０のその他の変形例その２について図２７を用いて説明する。図２７に示したセグメント１０Ｋも、図２５に示したセグメント１０Ｊと同様に、筒状の周壁１０ａを備え、周壁１０ａの外形は、３つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁１０ａは、外周側に向けて突出した凸部１０ａａおよび内周側に向けて窪んだ凹部１０ａｂが隣り合う第１の側壁１０１と、第１の側壁１０１を対称移動させた第２の側壁１０２と、第１の側壁１０１および第２の側壁１０２の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁１０３と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁１０４とを含む。
【０１４７】
さらに、このセグメント１０Ｋは、第３および第４の側壁１０３，１０４を繋ぐ第２の内壁１１２を備えている。このため、図２５に示したセグメント１０Ｊと同様に、周方向θにおいて各セグメント１０Ｋに対して第３および第４の側壁１０３，１０４同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、第２の内壁１１２が、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づこうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメント１０Ｋの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【０１４８】
具体的には、周方向θにおいて各セグメント１０Ｋに対して圧縮力が作用すると、凸部１０ａａに相当する山同士が遠ざかる向きに、凹部１０ａｂに相当する谷同士が近づく向きに、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づく向きに、各セグメント１０Ｋは変形しようとする。セグメント１０Ｋでは、第３および第４の側壁１０３，１０４を繋ぐ第２の内壁１１２が設けられているため、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づく向きの変形に対して抵抗することができる。セグメント１０Ｋでは、さらに、凸部１０ａａ同士を繋ぐ第１の内壁１１１が設けられているため、山同士が遠ざかる向きの変形に対しても抵抗することができる。セグメント１０Ｋでは、さらに、凹部１０ａｂ同士を繋ぐ内壁１０ｃが設けられているため、谷同士が近づく向きの変形に対しても抵抗することができる。したがって、セグメント１０Ｋの変形を一層抑制することができる。
【０１４９】
なお、セグメント１０Ｋでは、第２の内壁１１２が、第３および第４の側壁１０３，１０４を繋ぐとともに閉塞壁１０ｂ（図２５参照）とも連なるように形成されているが、第２の内壁１１２と閉塞壁１０ｂとの間に空間を設けることとしてもよい。このようにすることで、セグメント１０Ｋの軽量化を図ることができる。
【０１５０】
次に、セグメント１０のその他の変形例その３について図２８を用いて説明する。図２８に示したセグメント１０Ｌも、図２７に示したセグメント１０Ｋと同様に、筒状の周壁１０ａを備え、周壁１０ａの外形は、３つの六角形を、隣り合う六角形の一辺同士が重なるように一列に並べた形状の輪郭を含む。周壁１０ａは、外周側に向けて突出した凸部１０ａａおよび内周側に向けて窪んだ凹部１０ａｂが隣り合う第１の側壁１０１と、第１の側壁１０１を対称移動させた第２の側壁１０２と、第１の側壁１０１および第２の側壁１０２の一端同士を繋ぐ平坦な第３の側壁１０３と、他端同士を繋ぐ平坦な第４の側壁１０４とを含む。
【０１５１】
さらに、このセグメント１０Ｌは、筒状の周壁１０ａの開口１０ａｚの一部を覆うように、第１および第２の側壁１０１，１０２の凸部１０ａａから内周側に向けて張り出した張出部１１５を備えている。張出部１１５は、凸部１０ａａの内角ａ１の開口側を塞ぐように凸部１０ａａから張り出した部分を含む。このため、図２７に示したセグメント１０Ｋと同様に、周方向θにおいて各セグメント１０Ｌに対して第３および第４の側壁１０３，１０４同士を近づけようとする向きに圧縮力が作用した場合、張出部１１５が、凸部１０ａａの内角ａ１が狭まろうとする変形に対して抵抗する。したがって、セグメント１０Ｌの変形を抑制することができ、ハニカム構造を保持しやすくすることができる。
【０１５２】
具体的には、周方向θにおいて各セグメント１０Ｌに対して圧縮力が作用すると、凸部１０ａａに相当する山同士が遠ざかる向きに、凹部１０ａｂに相当する谷同士が近づく向きに、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づく向きに、各セグメント１０Ｌは変形しようとする。また、周壁１０ａの外形を形成する一列に連接した３つの六角形のそれぞれの六角形において、凸部１０ａａの各面１０ａａｓの内角ａ１（六角形の内角に対応）は狭まろうとする向きに、内角ａ１を除く内角ａ２は広がろうとする向きに、それぞれ変形しようとする。セグメント１０Ｌでは、凸部１０ａａの内角ａ１の開口側を塞ぐように張出部１１５が設けられているため、内角ａ１が狭まろうとする変形に対して抵抗することができる。セグメント１０Ｌでは、さらに、張出部１１５が、第１、第２、第３および第４の側壁１０１，１０２，１０３，１０４と内壁１０ｃとの開口端１０ｓから、それぞれの六角形の内側へと張り出しているため、六角形のすべての内角ａ１が狭まろうとする変形や、すべての内角ａ２が広がろうとする変形に対して抵抗することができる。セグメント１０Ｌでは、さらに、凸部１０ａａ同士を繋ぐ第１の内壁１１１が設けられているため、山同士が遠ざかる向きの変形に対して抵抗することができる。したがって、セグメント１０Ｌの変形を一層抑制することができる。
【０１５３】
次に、図２８に示したセグメント１０Ｌの断面形状について図２９を用いて説明する。図２９は、図２８のXXIX−XXIX線における断面図である。図２９に示すように、張出部１１５の厚みの一例は、閉塞壁１０ｂや第１の内壁１１１の厚みとほぼ同等か薄いものであるが、任意の厚みとすることができる。なお、セグメント１０Ｌでは、張出部１１５がすべての内角ａ１，ａ２に設けられているが、いずれかの内角ａ１，ａ２に設けることとしてもよい。
【０１５４】
次に、図２８に示した張出部１１５の変形例その１について図３０を用いて説明する。図３０に示したセグメント１０ＬＡは、図４に示したセグメント１０に、図２８に示した張出部１１５とは異なる形状の張出部１１５Ａを設けた点で図４に示したセグメント１０あるいは図２８に示したセグメント１０Ｌとは異なる。
【０１５５】
図３０に示すように、張出部１１５Ａは、凸部１０ａａの内角ａ１の開口側を三角形状に塞ぐように凸部１０ａａから張り出した部分を含む。このため、張出部１１５Ａに覆われていない開口部分の形状は矩形状となっている。このようにすることで、凸部１０ａａの各面１０ａａｓの内角ａ１が狭まろうとする変形を一層抑制することができる。
【０１５６】
次に、図３０に示したセグメント１０ＬＡの断面形状について図３１を用いて説明する。図３１は、図３０のXXXI−XXXI線における断面図である。なお、図３１には、張出部１１５Ａの端面が図示されている。張出部１１５Ａが開口の一部を覆う形状は、図３０および図３１に示した形状に関わらず、任意の形状とすることができる。たとえば、張出部１１５Ａの内周側を曲線状としてもよい。
【０１５７】
次に、図２８に示した張出部１１５の変形例その２について図３２を用いて説明する。図３２に示したセグメント１０ＬＢは、図３０に示した張出部１１５Ａとは異なる形状の張出部１１５Ｂを有する点で図３０に示したセグメント１０ＬＡとは異なる。
【０１５８】
図３２に示すように、張出部１１５Ｂは、凸部１０ａａの内角ａ１の開口側を塞ぐように凸部１０ａａから張り出した部分を含む。また、張出部１１５Ｂは、対向する凸部１０ａａ同士の開口側を繋ぐように形成されている。
【０１５９】
具体的には、周方向θにおいて各セグメント１０ＬＢに対して圧縮力が作用すると、凸部１０ａａに相当する山同士が遠ざかる向きに、凹部１０ａｂに相当する谷同士が近づく向きに、第３および第４の側壁１０３，１０４同士が近づく向きに、セグメント１０ＬＢは変形しようとする。また、凸部１０ａａの内角ａ１は狭まろうとする向きに、内角ａ１を除く内角ａ２は広がろうとする向きに、それぞれ変形しようとする。セグメント１０ＬＢでは、凸部１０ａａの内角ａ１の開口側を塞ぐように張出部１１５Ｂが設けられているため、内角ａ１が狭まろうとする変形に対して抵抗することができる。セグメント１０ＬＢでは、さらに、張出部１１５Ｂが、対向する凸部１０ａａ同士の開口側を繋ぐように形成されているため、山同士が遠ざかる向きの変形に対して抵抗することができる。したがって、セグメント１０ＬＢの変形を抑制することができる。
【０１６０】
次に、図３２に示したセグメント１０ＬＢの断面形状について図３３を用いて説明する。図３３は、図３２のXXXIII−XXXIII線における断面図である。図３３に示すように、張出部１１５Ｂは、凸形状の断面形状を有している。このようにすることで、張出部１１５Ｂの断面性能を高めることができ、セグメント１０ＬＢの変形を抑制することができる。
【０１６１】
次に、図５や図７に示した貫通孔１０ｈの変形例について図３４〜図３６を用いて説明する。図３４に示したのは、第１および第２の側壁１０１，１０２の各面を貫く貫通孔１０ｈを、径方向ｒに沿って複数並べた場合である。このようにすることで、隣り合うセグメント１０Ｍ同士をより強固に連結することができる。
【０１６２】
図３５に示したのは、第１および第２の側壁１０１，１０２の各面に、セグメント１０ＭＡの開口側に寄せて２つの貫通孔１０ｈを並べた場合である。このようにすることで、隣り合うセグメント１０ＭＡ同士を、閉塞壁１０ｂ側よりも変形しやすい開口側で連結することができ、セグメント１０ＭＡの変形を一層抑制することができる。また、各面の貫通孔１０ｈを複数とすることで、隣り合うセグメント１０ＭＡ同士をより強固に連結することができる。なお、各面に３つ以上の貫通孔１０ｈを並べることとしてもよい。
【０１６３】
図３６に示したのは、図３５に示した貫通孔１０ｈをそれぞれ各面の繋ぎ部分（折れ曲がった部分）に寄るように離して並べた場合である。このようにすることで、変形の変位量が大きくなりやすい繋ぎ部分でセグメント１０ＭＢ同士を連結することができ、セグメント１０ＭＢの変形を一層抑制することができる。
【０１６４】
次に、図１１に示した開口１０ｃａの変形例について図３７および図３８を用いて説明する。図３７および図３８では、図１１において凹部１０ａｂ同士を繋ぐ内壁１０ｃに設けられていた開口１０ｃａを周壁１０ａ等に設けている。
【０１６５】
図３７に示したのは、周壁１０ａの各面に、閉塞壁１０ｂに寄せた開口１０ａｈを１つずつ設けた場合である。このようにすることで、セグメント１０Ｎの軽量化を図りつつ、閉塞壁１０ｂ側よりも変形しやすい開口側の変形を抑制することができる。なお、図３７には、矩形状の開口１０ａｈを示したが、開口１０ａｈの形状を円状や楕円状の他の形状とすることとしてもよい。
【０１６６】
図３８に示したのは、周壁１０ａの各面に、径方向ｒに沿って２つの開口１０ａｈを並べた場合である。このように、周壁１０ａの各面に複数の開口１０ａｈを設けることとしてもよい。なお、図３８に示したセグメント１０ＮＡでは、閉塞壁１０ｂにも第１の内壁１１１を避ける位置に開口１０ｂｈを設けている。このように、閉塞壁１０ｂにも開口１０ｂｈを設けることとしてもよい。このように、周壁１０ａや閉塞壁１０ｂを肉抜きすることで、セグメント１０ＮＡの軽量化を図ることができる。なお、周壁１０ａの各面に並べる開口１０ａｈの個数を３つ以上とすることとしてもよく、開口１０ａｈをマトリクス状に並べることとしてもよい。
【０１６７】
なお、図３７や図３８では、周壁１０ａや閉塞壁１０ｂを貫通する開口１０ａｈや開口１０ｂｈを示したが、壁の厚みを薄肉化してもよい。このようにすることによってもセグメントの軽量化を図ることができる。
【０１６８】
また、図２５〜図３３では、周方向θにおいて各セグメントに対して圧縮力が作用した場合について説明したが、各セグメントに対して引張力が作用した場合であっても、第１の内壁１１１、第２の内壁１１２あるいは張出部１１５は、かかる引張力にも抵抗することができる。したがって、引張力に伴うセグメントの変形を抑制することもできる。
【０１６９】
なお、上述した実施形態における六角形は、正六角形とすることが好ましいが、一組の対向する辺が、その他の辺よりも長い、あるいは、短い六角形としてもよい。また、上述した実施形態では、アーチ状のトンネル状構造物１および構造体１００を示したが、トンネル状構造物１および構造体１００を、円筒状としてもよい。また、構造体１００を、たとえば、水道管や下水管などの外周側に配置することで、これらの管の補強に用いることとしてもよい。
【０１７０】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施例に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１７１】
１  トンネル状構造物、  １０  セグメント、  １０ａ  周壁、  １０ａａ  凸部、  １０ａｂ  凹部、  １０ｂ  閉塞壁、  １０ｃ  内壁、  １０ｈ  貫通孔、  １０ｓ  開口端、  １１  第１の外周面、  １２  第２の外周面、  １３  第３の外周面、  １４  第４の外周面、  １６  肉厚部、  １７  切欠部、  １８    溝部、  ２０  締結具、  １００  構造体、  １０１  第１の側壁、  １０２  第２の側壁、  １０３  第３の側壁、  １０４  第４の側壁、  １１１  第１の内壁、  １１２  第２の内壁、  １１５  張出部、  ２００  アーム部、  ３００，３０１  ガイド部、  ４００  調整装置、  ５００  充填層、  ６００  既設覆工層、  Ｃ  中心軸、  Ｐ１  第１の位置、  Ｐ２  第２の位置、  Ｓ  対称軸、  θ  周方向、  ｒ  径方向、  ｚ  軸方向。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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