(57)【要約】【課題】止水性が向上した複数の並設されたシールドトンネル間の連結構造及び連結方法を提供することができ、複数のシールドトンネルの並設方向に対して直交する方向のせん断力に対して強い連結構造及び連結方法を提供すること。【解決手段】並設する先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル１との連結構造であって、先行シールドトンネル１は覆工体１０の外周面から凹んだ覆工体凹部１１を備え、後行シールドトンネル１は覆工体１０の外周面から突設された覆工体凸部１２を備えており、先行シールドトンネル１の覆工体１０と後行シールドトンネル１の覆工体１０とは接触しておらず、覆工体凸部１２の少なくとも一部が覆工体凹部１１内に位置することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
並設する一のシールドトンネルと他のシールドトンネルとの連結構造であって、
一のシールドトンネルは、当該シールドトンネルを構成する覆工体の外周面から凹んだ覆工体凹部を備え、
他のシールドトンネルは、当該シールドトンネルを構成する覆工体の外周面から突設された覆工体凸部を備え、
前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触しておらず、前記覆工体凸部の少なくとも一部が前記覆工体凹部内に位置する
ことを特徴とするシールドトンネル間の連結構造。
【請求項２】
前記覆工体凸部と前記覆工体凹部との間には、裏込め材が介在することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル間の連結構造。
【請求項３】
前記覆工体凸部と前記覆工体凹部との間であって、前記覆工体凹部内には、充填材が充填された袋体が介在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシールドトンネル間の連結構造。
【請求項４】
前記覆工体凸部と前記覆工体凹部とは、連結ボルトによって連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のシールドトンネル間の連結構造。
【請求項５】
並設する一のシールドトンネルと他のシールドトンネルとを連結する連結方法であって、
前記一のシールドトンネルを構成する覆工体は、外周面から凹んだ覆工体凹部を有しており、
前記他のシールドトンネルを構成する覆工体は、外周面から突設した覆工体凸部を有しており、
前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部と、前記外胴凸部の内側に凹となる外胴凸部内形面とを有しており、
前記一のシールドトンネルを構成する覆工体を設置する第１の工程、
前記第１の工程で設置された前記覆工体凹部内に前記外胴凸部の少なくとも一部を位置させ、前記外胴凸部内形面に前記覆工体凸部を配置して前記他のシールドトンネルを構成する覆工体を設置する第２の工程、
前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機を掘進させて、当該シールド掘進機の外胴を前記覆工体凸部から離して、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とを接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させる第３の工程を備える
ことを特徴とする連結方法。
【請求項６】
前記第１の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体を設置した後に裏込め材を注入し、
前記第２の工程において、前記第１の工程で前記覆工体凹部に注入された裏込め材を前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機の前記外胴凸部で除去するとともに、前記第１の工程で設置された前記覆工体凹部内に前記外胴凸部の少なくとも一部を位置させ、前記外胴凸部内形面に前記覆工体凸部を配置して前記他のシールドトンネルの覆工体を構成し、
前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させて、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体に裏込め材を充填する
ことを特徴とする請求項５に記載の連結方法。
【請求項７】
前記覆工体凸部または前記覆工体凹部は、充填材が充填されることで膨張して前記覆工体凹部内に位置する袋体を有しており、
前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させ、前記袋体に充填材を充填し前記袋体を膨張させる
ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の連結方法。
【請求項８】
前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させ、前記覆工体凸部と前記覆工体凹部とを連結ボルトで連結する請求項５乃至請求項７のうちいずれか１項に記載の連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並設された複数のシールドトンネルを連結する連結構造およびその連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下構造物の構築には、複数の管体を並設してそれらを連結して構築する方法が採用される場合がある。これらの地下構造物としては、例えば、パイプルーフ、連続地中壁、高速道路の本線トンネルとランプトンネルとを接合する際の外周壁などが挙げられる。並設される複数の管体の施工は、掘進機を先端に備えた推進管を元押しジャッキで押して設置する推進工法や掘進機で組み立てたセグメントから反力をとって掘進するシールド工法などが挙げられるが、長距離施工や曲線施工などが要求される条件では、シールド工法が採用される。
【０００３】
複数のシールドトンネルを並設し、これらを連結して構築するものとしては、特許文献１に記載のようなものがある。
特許文献１では、複数のセグメントから円筒状覆工材のセグメントの下部に、円弧状凹部を軸心方向に沿って形成し、上下方向に隣接する覆工材同士をその外周部と円弧状凹部とを嵌め込んで構築し、覆工材同士を連結材により連結したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平６−３１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数のシールドトンネルを並設し、これらを連結して構築された地中構造物では、シールドトンネル間の止水性の確保が重要な問題の一つである。
特許文献１のような連結構造では、円弧状の凹部に対して、トンネル基本断面そのものを形成する円弧状部を嵌め込むため、土水圧が作用しこの円弧状に沿って水みちとなり止水性が低下する場合がある。
また、複数のシールドトンネルの並設方向に対して直交する方向のせん断力が作用したときにも、トンネル基本断面そのものを形成する円弧状部を嵌め込んだものであるため、ズレが生じる場合がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、複数の並設されたシールドトンネル間を連結する連結構造において、止水性を向上させる連結構造及び連結方法を提供することである。また、複数のシールドトンネルの並設方向に対して直交する方向のせん断力に対して強い連結構造及び連結方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に係る発明は、並設する一のシールドトンネルと他のシールドトンネルとの連結構造であって、一のシールドトンネルは、当該シールドトンネルを構成する覆工体の外周面から凹んだ覆工体凹部を備え、他のシールドトンネルは、当該シールドトンネルを構成する覆工体の外周面から突設された覆工体凸部を備え、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触しておらず、前記覆工体凸部の少なくとも一部が前記覆工体凹部内に位置することを特徴とするシールドトンネル間の連結構造である。
【０００８】
本願請求項２に係る発明は、前記覆工体凸部と前記覆工体凹部との間には、裏込め材が介在することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル間の連結構造である。
【０００９】
本願請求項３に係る発明は、前記覆工体凸部と前記覆工体凹部との間であって、前記覆工体凹部内には、充填材が充填された袋体が介在することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシールドトンネル間の連結構造である。
【００１０】
本願請求項４に係る発明は、前記覆工体凸部と前記覆工体凹部とは、連結ボルトによって連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載のシールドトンネル間の連結構造である。
【００１１】
本願請求項５に係る発明は、並設する一のシールドトンネルと他のシールドトンネルとを連結する連結方法であって、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体は、外周面から凹んだ覆工体凹部を有しており、前記他のシールドトンネルを構成する覆工体は、外周面から突設した覆工体凸部を有しており、前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機は、外胴の外周面から突設した外胴凸部と、前記外胴凸部の内側に凹となる外胴凸部内形面とを有しており、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体を設置する第１の工程、前記第１の工程で設置された前記覆工体凹部内に前記外胴凸部の少なくとも一部を位置させ、前記外胴凸部内形面に前記覆工体凸部を配置して前記他のシールドトンネルを構成する覆工体を設置する第２の工程、前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機を掘進させて、当該シールド掘進機の外胴を前記覆工体凸部から離して、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とを接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させる第３の工程を備えることを特徴とする連結方法である。
【００１２】
本願請求項６に係る発明は、前記第１の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体を設置した後に裏込め材を注入し、前記第２の工程において、前記第１の工程で前記覆工体凹部に注入された裏込め材を前記他のシールドトンネルを掘削するシールド掘進機の前記外胴凸部で除去するとともに、前記第１の工程で設置された前記覆工体凹部内に前記外胴凸部の少なくとも一部を位置させ、前記外胴凸部内形面に前記覆工体凸部を配置して前記他のシールドトンネルの覆工体を構成し、前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させて、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体に裏込め材を充填することを特徴とする請求項５に記載の連結方法である。
【００１３】
本願請求項７に係る発明は、前記覆工体凸部または前記覆工体凹部は、充填材が充填されることで膨張して前記覆工体凹部内に位置する袋体を有しており、前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させ、前記袋体に充填材を充填し前記袋体を膨張させることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の連結方法である。
【００１４】
本願請求項８に係る発明は、前記第３の工程において、前記一のシールドトンネルを構成する覆工体と前記他のシールドトンネルを構成する覆工体とは接触させず、前記覆工体凸部の少なくとも一部を前記覆工体凹部内に位置させ、前記覆工体凸部と前記覆工体凹部とを連結ボルトで連結する請求項５乃至請求項７のうちいずれか１項に記載の連結方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１乃至８に係る構成により、止水性が向上した複数の並設されたシールドトンネル間の連結構造及び連結方法を提供することができる。また、複数のシールドトンネルの並設方向に対して直交した方向のせん断力に対して強い連結構造及び連結方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態を採用したシールドトンネルの全体図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に採用されたシールドトンネルの右上からの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に採用されたシールドトンネルの左上からの斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に採用されるシールド掘進機とセグメントの断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における施工順序を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における施工順序を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に採用されるセグメントの一つの斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施形態における施工順序を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における施工順序を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００１８】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面の図１乃至図６と共に説明する。
図１は、シールドトンネルを水平方向に並設して隣合うシールドトンネル間を連結して施工する状況を示したものである。
図１において向って左側から順に先行してシールドトンネル１が施工され、その右隣に並ぶようにシールドトンネル１が後行して施工されていく。各々のシールドトンネル１は覆工体１０を備えており、覆工体１０は、地中を回転カッタ３で掘削しながら進むシールド掘進機２の外胴４内で組み立てられるセグメントで構成される。
【００１９】
以下、並設される２つのシールドトンネルのうち、先行して施工されるシールドトンネルを先行シールドトンネル、当該先行シールドトンネルを施工する掘進機を先行シールド掘進機といい、後行して施工されるシールドトンネルを後行シールドトンネル、当該後行シールドトンネルを施工する掘進機を後行シールド掘進機という。
また、「先行」、「後行」とは相対的なものである。
【００２０】
本実施形態では、シールドトンネル１の基本断面の形状は円形である。よって、シールドトンネル１を掘削するシールド掘進機２の外胴４の基本断面も円形を指し、シールドトンネル１を構成する覆工体１０の基本断面も円形を指す。そして、基本断面を指すときは、外周面や内周面と述べる。
後述する外胴凹部５、外胴凸部６、覆工体凹部１１及び覆工体凸部１２に係る凹部、凸部は、基本断面に含まれるものではない。このような凹部、凸部を基本断面に含めて述べるときは、外形面や内形面と述べる。
【００２１】
図１において、隣合って施工されるシールドトンネル１のうち、先行シールドトンネル１の覆工体１０と後行シールドトンネル１の覆工体１０とが隣合って設置された部分が、シールドトンネル１同士が連結された部分、すなわち覆工体１０が連結された部分である。当該連結は、後述するように、隣合う一方の先行シールドトンネル１の覆工体１０に設けられた覆工体凹部１１内に、他方の後行シールドトンネル１の覆工体１０に設けられた覆工体凸部１２を位置させることで行われる。
隣合う一方の先行シールドトンネル１は、本発明の並設する一のシールドトンネルに相当し、他方の後行シールドトンネル１は、本発明の他のシールドトンネルに相当する。
【００２２】
図１に示すように、後行シールド掘進機２は、先行シールドトンネル１に沿って掘進していく。具体的には、後行シールド掘進機２の外胴４の外周面の先行シールドトンネル１側に外胴凸部６を設け、この外胴凸部６を先行シールドトンネル１の覆工体１０の外周面に設けられた覆工体凹部１１内に位置させ、後行シールド掘進機２を掘進させる。このようにすることで、正確に先行シールドトンネル１と後行シールドトンネル１とを設置できるとともに、連結の精度も高くすることができる。
【００２３】
図２及び図３は、シールドトンネル１とシールド掘進機２を示したものである。図２及び図３に示すように、シールド掘進機２の外胴４の外周面には、外胴凹部５と外胴凸部６が設けられている。
外胴凹部５は、並設するシールドトンネル１の施工が完了し、シールド掘進機２を地中内に残置させるときにその効果を発揮するものである。後行シールド掘進機２が先行シールド掘進機２の横に並んで停止させる際には、後行シールド掘進機２の外胴凸部６を先行シールド掘進機２の外胴凹部５内に位置させるようにして停止させる。このようにすることで、外胴凸部６を備えるような後行シールド掘進機２が停止する際に、先行シールド掘進機２の横に後行シールド掘進機２を並べて残置させることができるので、先行シールド掘進機２の機長分だけ先行シールドトンネルの施工長を延ばす必要がなくなる。
【００２４】
外胴凸部６は、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１にガイドさせるべく外胴４の外周面から突設されたものである。後行シールド掘進機２は、外胴凸部６を既に掘削された先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に位置させて掘進するので、この部分を掘削する必要はない。
外胴凸部６の形状はどのような形状でもよく、少なくとも一部が覆工体凹部１１内に位置するようなものであればよい。
外胴凹部５と外胴凸部６の形状は、どのような形状でもよく、外胴凸部６の少なくとも一部が外胴凹部５内に位置するようなものであればよい。
【００２５】
シールドトンネル１の覆工体１０の外周面には、覆工体凹部１１と覆工体凸部１２が設けられている。
覆工体凹部１１と覆工体凸部１２の形状は、どのような形状でもよく、覆工体凸部１２の少なくとも一部が覆工体凹部１１内に位置するようなものであればよい。
覆工体凹部１１は、覆工体１０の外周面（本実施例では基本断面が円形のシールドトンネル１であるので円形）より凹んで形成されることが必要である。換言すると、覆工体凹部１１は、覆工体凹部１１に隣接する部分から凹んだものである。
【００２６】
覆工体凸部１２は、覆工体１０の外周面（本実施例では基本断面が円形のシールドトンネル１であるので円形）より突出して形成されることが必要である。換言すると、覆工体凸部１２は、覆工体凸部１２に隣接する部分から突設されたものであり、特許文献１のような覆工体の基本断面そのものが凹部内に位置するような部分をもって覆工体凸部とはいわない。
【００２７】
本実施形態の覆工体凹部１１と覆工体凸部１２、外胴凹部５と外胴凸部６は、並設されたシールドトンネル１が左右に連結されるため、左右方向に形成されている。並設されるシールドトンネル１が上下に連結される場合では、覆工体凹部１１と覆工体凸部１２、外胴凹部５と外胴凸部６は、上下方向に形成されることになる。
【００２８】
図４は、シールド掘進機２の外胴４内で組み立てられた覆工体１０を示したものである。
図４に示すように、シールド掘進機２の外胴４はスキンプレートで構成されており、その形状は外周面、内周面とも円形であり、外胴凹部５と外胴凸部６の内形面は、それぞれ外胴凹部５と外胴凸部６の形状に沿って形成され、内側に凸となる外胴凹部内形面５ａと内側に凹となる外胴凸部内形面６ａを構成している。
【００２９】
外胴４の内形面から所定のクリアランスを空けて、その内形面の形状に合わせて、覆工体１０が配置される。覆工体１０は、４つのセグメント１０ａ〜１０ｄを組み立てることで形成される。組み立ては、図示しないボルトで連結して行われる。
４つのセグメントのうちセグメント１０ｄが覆工体凹部１１を備えており、セグメント１０ｂが覆工体凸部１２を備えている。覆工体凹部１１は外胴凹部５に、覆工体凸部１２は外胴凸部６に、それぞれ対応するようにセグメント１０ａ〜１０ｄが配置されて組み立てられる。具体的には、外胴凹部内形面５ａの凸形状に合わせて覆工体凹部１１が配置され、外胴凸部内形面６ａの凹形状に合わせて覆工体凸部１２を配置される。外胴凹部内形面５ａの凸形状に合わせて覆工体凹部１１を配置し、外胴凸部内形面６ａの凹形状に合わせて覆工体凸部１２を配置するので、外胴４内におけるセグメントの位置合わせを容易に行うことができる。
【００３０】
覆工体凹部１１を備えるセグメント１０ｄは、その内形面が覆工体凹部１１の形状に沿って形成されている。覆工体凸部１２を備えるセグメント１０ｂは、その内周面が覆工体凸部１２の形状に沿って形成されておらず、セグメント１０ａ及びセグメント１０ｃの内周面と同様の円形に形成されている。
【００３１】
図４で示す２０は、掘削線である。本実施形態では、オーバーカットは考慮していないので、掘削線２０は、シールド掘進機２の外胴４の基本断面と一致して位置している。図４から明らかなように、外胴凹部５は掘削線２０から内側に位置し、外胴凸部６は掘削線２０から外側に位置することになる。
覆工体凹部１１と覆工体凸部１２には、並設された覆工体と連結させるためのボルト孔が設けられるが、図示を省略している。
【００３２】
掘削線２０及び外胴凸部６の外形面と、覆工体１０の外形面との間には、外胴４が掘進によって移動した後に裏込め材が注入される。裏込め材を注入する注入孔の記載は、省略している。覆工体凹部１１と掘削線２０と間には、比較的大きな間隙が生じるが、ここにも裏込め材が注入される。そして、この裏込め材を除去しながら、後行シールド掘進機２の外胴凸部６が通過して、覆工体凸部１２が配置される。
裏込め材の除去には、外胴凸部６の先端に裏込め材を除去する手段を設ける。また、裏込め材を除去しやすい低強度のものにしておいてもよい。低強度のものであれば、外胴凸部６の先端に設ける除去手段として回転カッタなどの大掛かりな手段を設ける必要はない。問題が生じないのであれば、裏込め材の注入をせずにおいてもよい。外胴凸部６の先端による除去の負担を検討して設定すればよい。除去の負担が軽いものであれば、外胴凸部６の先端に回転カッタのような除去手段を設けなくてもよい。
【００３３】
図５及び図６によって、本実施形態による並設されたシールドトンネル同士の覆工体１０の連結方法を説明する。
図５（Ａ）は、並設された先行シールドトンネル１の覆工体１０が連結されている状態を示したものである。先行シールドトンネル１同士は、覆工体凹部１１内に覆工体凸部１２が配置されており、覆工体１０と地山との間には裏込め材２１が注入されている。覆工体凹部１１と覆工体凸部１２には、連結ボルト１３が配置されている。覆工体１０同士は離間しており、その間に裏込め材２１が介在して配置されているので、覆工体１０同士は接触していない。
図５（Ａ）における向かって右側に後行シールドトンネルの覆工体を連結させる。
【００３４】
図５（Ｂ）に示すように、後行シールド掘進機２が先行シールドトンネル１の覆工体１０に沿って掘進させる。掘進は、先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に、後行シールド掘進機２の外胴凸部６を配置させるように行う。このように掘進することで、覆工体凹部１１がガイドとなり、正確に後行シールド掘進機２を掘進させることができる。
後行シールド掘進機２の外胴凸部６は、覆工体凹部１１内の裏込め材２１を除去して位置することになる。
【００３５】
図５（Ｃ）に示すように、後行シールド掘進機２の外胴４内で、覆工体１０を形成するセグメント１０ａ〜１０ｄを組み立てる。
後行シールド掘進機２の外胴凸部６の外胴凸部内形面６ａにセグメント１０ｂの覆工体凸部１２を配置し、外胴凹部５の外胴凹部内形面５ａにセグメント１０ｄの覆工体凹部１１を配置する。このときに組み立てられた後行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凸部１２は、先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に位置することになる。
セグメント１０ａ〜１０ｄを連結するボルトは図示を省略している。
【００３６】
図６（Ａ）に示すように、後行シールド掘進機２は覆工体１０から反力をとって掘進するので、外胴４がなくなり覆工体１０が残された状態となる。換言すると、後行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凸部１２は、先行シールドトンネル１の覆工体１０の覆工体凹部１１内に位置した状態のまま外胴４が掘進する。
【００３７】
図６（Ｂ）に示すように、掘削線２０及び後行シールド掘進機２の外胴４の外胴凸部６があった部分と覆工体１０との間に、裏込め材２１を注入する。
後行シールド掘進機２の外胴凸部６があった部分と覆工体凸部１２との間に充填する裏込め材２１は、他の箇所より止水性が高く、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に充填された裏込め材２１と接着力が高い高強度のものとしてもよい。一方、後行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に充填する裏込め材２１は、覆工体凹部１１内を後行シールド掘進機２の外胴凸部６が通過するので、除去されやすい低強度のものとしてもよい。
【００３８】
図６（Ｃ）に示すように、隣合う先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２とを、連結ボルト１３によって連結する。連結ボルト１３は、上下方向に２箇所、奥行き方向に２箇所の４本が配置される。ボルト孔は図示を省略している。
【００３９】
このように、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を位置させるように配置されるため、地下水圧が作用してもその水みちが覆工体凸部１２に沿うことになって抵抗が大きくなるので、止水性が向上する。
また、覆工体１０の並設方向に対して直交する方向のせん断力が作用したとしても、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を位置させているので、せん断力に抵抗することができる。
【００４０】
先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２との間に裏込め材２１が存在するため、より連結部の止水性が向上することになる。
また、裏込め材２１が注入されることによって、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２との連結力も強化される。
【００４１】
また、本発明は後行シールドトンネル１の覆工体１０を１リング設置するごとに先行シールドトンネル１の覆工体１０と連結していけるため、全長にわたって推進管を設置した後でないと連結できない推進工法と異なり、先行シールドトンネルと後行シールドトンネルとが重複して施工できるので、効率的である。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図面の図７乃至図９と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を備えるセグメント１０ｂに袋体３０を設けたものである。
図７に示すように、袋体３０は、覆工体凸部１２の先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１側の垂直面の上部と下部に設けられている。
【００４３】
袋体３０は、セグメント１０ｂの内周面と連通した図示しない充填通路と連通しており、充填通路から充填材が充填されることで膨張するようになっている。充填材が充填され膨張した袋体３０は、十分な止水性能を発揮するようになっている。また充填材は充填後に所要の強度が発現するものである。
図７では、膨張した状態の袋体３０を表している。袋体３０の全長は、セグメント１０ｂのセグメント幅より長くなっており両端が突出している。これは、隣のリングのセグメントが配置されたときに袋体３０同士の端部が隙間なく接触させるようにするためである。
【００４４】
図７に示すように、上下の袋体３０の間には、連結ボルト１３を通すためにボルト孔１４が４箇所に設けられ、中央に裏込め材２１を注入する注入孔１５が設けられている。ボルト孔１４及び注入孔１５の上下方に袋体３０を配置するようにし、上下の袋体３０の存在によって止水性能が向上するので、ボルト孔１４及び注入孔１５からの浸水を少なくすることができる。
【００４５】
図８及び図９によって、本実施形態による並設されたシールドトンネル同士の覆工体１０の連結方法を説明する。
本実施形態における連結方法は、第１の実施形態の図５（Ｃ）の状態までは、同様である。
図８（Ａ）に示すように、後行シールド掘進機の掘進により外胴がなくなった状態までは、後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２に設けられた袋体３０は折り畳まれている。
本実施形態では、袋体３０は覆工体凸部１２の表面に折り畳まれて取り付けられているが、覆工体凸部１２の表面から凹部を設けてその中に折り畳まれて取り付けられるようにしてもよい。そのようにすることで、袋体３０が損傷するのを保護することができる。
【００４６】
図８（Ｂ）に示すように、袋体３０に充填材を充填して袋体３０を膨張させて、先行シールドトンネル１の裏込め材２１と後行シールドトンネル１の覆工体１０との間隙を埋める。
袋体３０が覆工体凸部１２の覆工体凹部１１内に位置する部分に設けられているので、膨張させた袋体３０が覆工体凹部１１内に配置されることになり、高い止水性が確保できる。
また、本実施形態では、袋体３０は、覆工体凹部１１の角部に配置されるようにしている。このため、袋体３０を膨張させた際に、袋体３０が拘束され位置ずれが発生しづらく密着状態がより確保される。
【００４７】
図９（Ａ）に示すように、後行シールドトンネル１の覆工体１０の外形面と地山との間に裏込め材２１を注入する。上下の袋体３０の間の部分の裏込め材２１は、図７で示した注入孔１５によって注入される。
図９（Ｂ）に示すように、隣合う先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１と後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２とを、連結ボルト１３によって連結する。連結ボルト１３は上下方向に２箇所、奥行き方向に２箇所の４本が配置される。ボルト孔は図示を省略している。
【００４８】
本実施形態では、袋体３０を連結部に備えるようにしたため、より止水性の向上を図ることができる。また、裏込め材２１の注入が行われていない場合でも、袋体３０を膨張させて先行シールドトンネル１の裏込め材２１に十分に密着させることができるので、止水性を確保することができる。
さらに、隣合う覆工体１０の並設方向に圧縮力が作用した場合にも、袋体３０がこれに抵抗するようになり、安定性を高めることができる。
【００４９】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について図面の図１０と共に説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第３実施形態では、第２の実施形態のように袋体３０を、膨張したときに覆工体凸部１２の垂直面に配置されるように設けるのではなく、水平面にも配置されるようにしたものである。
【００５０】
図１０（Ａ）は、袋体３０を覆工体凸部１２の水平面にわたって配置されるように設けたものである。図１０（Ｂ）は、袋体３０を覆工体凸部１２の垂直面と水平面とにわたって配置されるように設けたものである。
水平面にも袋体３０が設けられるようにすると、覆工体１０の並設方向に対して直交した方向のせん断力が作用した際にも、この袋体３０をせん断力に抵抗させるようにすることができる。
【００５１】
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
【００５２】
本実施形態では、先行シールドトンネル１の覆工体凹部１１内に後行シールドトンネル１の覆工体凸部１２を位置させるものであったが、これに限定されるものではなく、先行シールドトンネルの覆工体凸部に対して、後行シールドトンネルの覆工体凹部を位置させるようにしてもよい。この際には、先行シールドトンネル１の覆工体凸部の部分を掘削する必要があるが、シールド掘進機の回転カッタによってオーバーカットするなどして対応する。
このように先行シールドトンネルの覆工体凸部に対して、後行シールドトンネルの覆工体凹部を位置させる場合において、袋体３０を採用するには、袋体３０は、覆工体凹部に設けることになる。
【００５３】
本実施形態では、並設された覆工体１０と覆工体１０との連結に連結ボルトを採用したが、必要でない場合には連結ボルトを採用しなくてもよい。すなわち、本発明の連結構造とは、連結ボルトで連結するものだけが含まれるものではない。
【００５４】
本実施形態では、並設されるシールドトンネルの基本断面は円形でこれらを連結するものであったが、これに限定されるものではなく、シールドトンネルの基本断面を矩形として、これらを連結するものでもよい。また、矩形と円形を連結するものでもよい。
【００５５】
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１          シールドトンネル
２          シールド掘進機
３          回転カッタ
４          外胴
５          外胴凹部
５ａ        外胴凹部内形面
６          外胴凸部
６ａ        外胴凸部内形面
１０        覆工体（セグメント）
１１        覆工体凹部
１２        覆工体凸部
１３        連結ボルト
１４        ボルト孔
１５        注入孔
２０        掘削線
２１        裏込め材
３０        袋体
【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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