(57)【要約】【課題】掘削工事の工期を短縮する。【解決手段】シールド工法により掘削坑を形成する場合にセグメントＳＧの一対の主桁板ＳＧｇ，ＳＧｇ間に、ジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとを備える補強部材２０を設置した。補強部材２０は掘削坑の延在方向に沿って同一軸上に設置されている。このような補強部材２０を設けたことにより、セグメントＳＧ全体の剛性を高めることができるので、シールド掘進時にセグメントＳＧの変形を抑制または防止することができる。また、セグメントＳＧにおいて縦リブＳＧｒの増設や形状変更が不要になるので、掘削工事の工期を短縮することができる。【選択図】図３
2015140622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘進機により地盤に掘削坑を形成する工程と、
前記掘削坑の内壁面に複数個の鋼製セグメントを組み付ける工程と、
前記複数個の鋼製セグメントと前記掘削坑との対向面間に裏込め材を注入する工程と、
前記複数個の鋼製セグメントの一対の主桁間に、前記掘削坑の延在方向に隣接するもの同士が同軸上に位置するように複数個の補強部材を設置する工程と、
を有し、
前記補強部材は、
前記掘削坑の延在方向に沿って伸縮可能なジャッキと、
前記ジャッキの対向面に形成された穴に一部が挿入された状態で、前記ジャッキの軸方向に直列に設置されたボルトと、
前記ボルトの外周に該ボルトの軸方向に移動可能な状態で螺合されたナットと、
を備えることを特徴とするシールド工法におけるセグメントの補強方法。
【請求項２】
前記掘削坑の延在方向に隣接する前記補強部材を、該補強部材の同一部材同士を突き合わせるように設置することを特徴とする請求項１記載のシールド工法におけるセグメントの補強方法。
【請求項３】
前記シールド掘進機の曲折方向とは反対側に配置される前記補強部材の数を、前記シールド掘進機の曲折方向に配置される前記補強部材の数よりも多くすることを特徴とする請求項１または２記載のシールド工法におけるセグメントの補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法における鋼製セグメントの補強方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法は、切羽の安定を図りながらシールド掘進機のカッタ盤を切羽に押し当て回転させることにより地山を掘削する一方、掘削坑の内壁面に複数個の鋼製セグメントを組み付けることによりトンネルを構築する工法である。
【０００３】
シールド掘進機は、機内の複数のジャッキを鋼製セグメントに押し当て反力を取りながら伸長させることにより地中を推進するようになっている。この際、鋼製セグメントに非常に大きな荷重がかかるので、鋼製セグメントの主桁間に掘進方向に延びる縦リブを設けることにより鋼製セグメントの強度を確保するようにしている。
【０００４】
なお、鋼製セグメントの補強構造については、例えば特許文献１〜４に記載があり、特許文献１，２には、鋼製セグメントの主桁間に縦リブを着脱自在の状態で設ける構造が開示され、特許文献３，４には、鋼製セグメントの主桁間に補強部材を着脱自在の状態で設ける構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−１３６４９９号公報
【特許文献２】特開２００６−８３６５７号公報
【特許文献３】特開２００９−１６１９８７号公報
【特許文献４】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】
ところで、シールド工法によるガスパイプライン工事等においては、セグメントが仮設扱いなので、コストダウンを図る等の観点から軽構造の鋼製セグメントが使用されている。しかし、鋼製セグメントは軽構造なため、シールド掘進時に反力をとる場合に、鋼製セグメントが変形し、シールド掘進機の姿勢制御が困難になる場合がある。
【０００７】
そこで、鋼製セグメントに対して計算上設定した以上のジャッキ推力を載荷する場合には、掘削坑内の必要な区間の鋼製セグメントの主桁間に掘進方向に延びる縦リブを増設するか、または、縦リブを大型の形状に作り替えるか等で対応している。しかし、鋼製セグメントの縦リブの増設や形状変更は、対応に時間がかかり、掘削工事の工期短縮を阻害するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述の技術的背景からなされたものであって、その目的は、掘削工事の工期を短縮することが可能な技術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】
【０００９】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明のシールド工法におけるセグメントの補強方法は、シールド掘進機により地盤に掘削坑を形成する工程と、前記掘削坑の内壁面に複数個の鋼製セグメントを組み付ける工程と、前記複数個の鋼製セグメントと前記掘削坑との対向面間に裏込め材を注入する工程と、前記複数個の鋼製セグメントの一対の主桁間に、前記掘削坑の延在方向に隣接するもの同士が同軸上に位置するように複数個の補強部材を設置する工程と、を有し、前記補強部材は、前記掘削坑の延在方向に沿って伸縮可能なジャッキと、前記ジャッキの対向面に形成された穴に一部が挿入された状態で、前記ジャッキの軸方向に直列に設置されたボルトと、前記ボルトの外周に該ボルトの軸方向に移動可能な状態で螺合されたナットと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の本発明は、上記請求項１記載の発明において、前記掘削坑の延在方向に隣接する前記補強部材を、該補強部材の同一部材同士を突き合わせるように設置することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の本発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記シールド掘進機の曲折方向とは反対側に配置される前記補強部材の数を、前記シールド掘進機の曲折方向に配置される前記補強部材の数よりも多くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、セグメントの縦リブを増設したり形状変更したりすることなく、セグメント全体の剛性を高めることができるので、掘削工事の工期を短縮することが可能になる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、掘削坑の延在方向に隣接する補強部材の押し合う部分の面積をほぼ等しくすることができるので、補強部材の安定性を向上させることができる。このため、安定した状態でセグメントを補強することが可能になる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、セグメントの補強状態を維持したまま、補強部材を掘削坑の周方向に均等に設置する場合に比べて補強部材の設置個数を減らすことができるので、掘削工事の工期を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る泥土圧シールド掘進機の内部を側面から透かして見せた要部構成図である。
【図２】（ａ）は複数個のセグメントにより構成される覆工体の正面図、（ｂ）はセグメントの全体斜視図である。
【図３】掘削坑の内壁面に設置された複数個のセグメントと各セグメントに設置された補強部材とを掘削坑の内側から見た覆工体の要部平面図である。
【図４】（ａ）は図３の補強部材の一部を軸方向に沿って切断して示した要部断面図、（ｂ）は図４（ａ）の補強部材の軸方向端面の平面図である。
【図５】図４（ａ）の補強部材を分解して示した要部断面図である。
【図６】急曲線部を有する掘削坑における補強部材の面内配置例を模式的に示した概略図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は図７に続く掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は図８に続く掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は図９に続く掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【図１１】（ａ），（ｂ）は図１０に続く掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一例としての実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための図面において、同一の構成要素には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１７】
まず、本実施の形態のシールド掘進機の一例について図１を参照しながら説明する。図１は本実施の形態のシールド掘進機の内部を側面から透かして見せた要部構成図である。なお、矢印Ｃは掘削坑の周方向、矢印Ｅは掘削坑の延在方向（長手方向）を示している。
【００１８】
本実施の形態のシールド掘進機１は、例えば、カッタヘッド２と機器本体３との間のチャンバ４内に泥土を充填した状態で掘進することにより泥土圧を発生させ、その泥土圧を切羽の土圧に対抗させた状態で掘進を行う泥土圧シールド掘進機である。この場合、チャンバ４内の泥土は、カッタヘッド２により掘削された土砂に添加材を注入して練り混ぜることにより生成されており、不透水性と塑性流動性（自由に変形および移動できる性質）とを有している。
【００１９】
シールド掘進機１の運転は、その後方の後続台車（図示せず）内の運転室内でオペレータにより制御される。また、その運転室内に設けられた制御部によりシールド掘進機１の全体の動作が制御される。このシールド掘進機１により構築されるトンネルは、特に限定されるものではないが、例えば、ガスパイプラインのような比較的小口径のトンネルである。
【００２０】
シールド掘進機１の機器本体３の前面には、例えば、円盤状のスポークタイプのカッタヘッド２が機器本体３の周方向に沿って正逆方向に回転可能な状態で設置されている。カッタヘッド２は、地盤の切羽を掘削する部材であり、その前面（切羽に対向する面）には、センタービット５ａ、ビット５ｂおよびスクレーパツース（図示せず）等が設置されている。また、カッタヘッド２の外周には、コピーカッタ５ｄが設置されている。コピーカッタ５ｄは、急曲線施工時の余堀りやシールド掘進機１の姿勢制御等を行う役割を備えている。
【００２１】
また、カッタヘッド２には、添加材注入部（図示せず）が設けられている。この添加材注入部は、例えばベントナイトのような添加材（作泥土材）を切羽に向けて注入する部分である。なお、添加材には、例えば、ベントナイトに代えて気泡材を用いても良いし、ベントナイトと気泡材との両方を用いても良い。
【００２２】
さらに、カッタヘッド２の裏面には、練混ぜ翼６が設置されている。練混ぜ翼６は、例えば、円柱状に形成されており、カッタヘッド２が回転するとチャンバ４内の土砂と添加材とを撹拌混合する役割を備えている。
【００２３】
一方、シールド掘進機１を構成する機器本体３は、前胴プレート（前胴部）３ａと、その後方の後胴プレート（後胴部）３ｂと、その後方のテールシール３ｃとを備えている。
【００２４】
前胴プレート３ａおよび後胴プレート３ｂは、例えば円筒状の鋼製板により形成されており、機器本体３の外形を形成するとともに、機器本体３の内部に中空空間を形成する構成部である。前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとは、前胴プレート３ａの後端側において後胴プレート３ｂの先端の球面軸受部が前胴プレート３ａの内周面に接した状態で入り込むことで係合されている。
【００２５】
テールシール３ｃは、掘進作業中に機器本体３の後部から機器本体３内に地下水等が入り込むのを防止する封止部材であり、後胴プレート３ｂの後端部に後胴プレート３ｂの内周に沿って枠状に設置されている。
【００２６】
前胴プレート３ａの前面側において、その前面から機器本体３の内方に後退した位置には、機器本体３内の中空空間を切羽側と機内側とに分ける隔壁７が設置されている。この隔壁７の切羽側、すなわち、上記カッタヘッド２と隔壁７との間に、上記チャンバ４が設けられている。チャンバ４には、カッタヘッド２により掘削された土砂等がカッタヘッド２の貫通孔（図示せず）を通じて取り込まれる。
【００２７】
シールド掘進機１において隔壁７の機内側には、カッタ駆動体８、中折れジャッキ９ａ、シールドジャッキ９ｂ、スクリューコンベア１０、エレクタ１１、土圧検出部１２および添加材注入部１３ａ等が設置されている。
【００２８】
カッタ駆動体８は、カッタヘッド２を正逆方向に回転させるモータ（駆動源）である。ここでは、カッタ駆動方式として外周支持駆動方式が例示されている。すなわち、カッタ駆動体８は、カッタヘッド２の正面内の外周近傍位置に、カッタヘッド２の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
【００２９】
中折れジャッキ９ａは、前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとを連結するとともに、シールド掘進機１の推進方向や姿勢を修正する機器である。中折れジャッキ９ａは、機器本体３内において前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとの境界を跨ぐように、機器本体３の周方向に沿って複数個並んで配置されている。この中折れジャッキ９ａに圧油を供給し前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとを予め決められた方向および角度に屈折させた状態でシールド掘進機１を推進することにより、シールド掘進機１の推進方向や姿勢を制御することが可能になっている。
【００３０】
シールドジャッキ９ｂは、機器本体３の後方に設置されたセグメントＳＧに反力をとってシールド掘進機１を前進させるための推進力を発生させる機器である。シールドジャッキ９ｂは、機器本体３内において前胴プレート３ａと後胴プレート３ｂとの境界を跨ぐように、機器本体３の周方向に沿って複数個並んで配置されている。
【００３１】
スクリューコンベア１０は、チャンバ４内に取り込まれた土砂を機外に排出するための機器であり、機器本体３の底部において隔壁７を貫通しチャンバ４内に配置された土砂取込端部１０ａから機器本体３の後方において機器本体３の高さ方向中央より若干高い位置に配置された排出端部１０ｂに向かって斜め上向きに連続的に延在した状態で設けられている。ここではリボンスクリューコンベアが例示されている。
【００３２】
エレクタ１１は、セグメントＳＧを把持して掘削坑の内周方向に旋回し、掘削坑の内周方向の組立位置に移送する組立装置である。エレクタ１１は、エレクタ駆動用の油圧モータ（図示せず）により掘削坑の周方向に沿って回転可能な状態で後胴プレート３ｂの中空内に設置されている。
【００３３】
土圧検出部１２は、チャンバ４内の泥土圧を検出するセンサである。シールド掘進機１は、土圧検出部１２により検出されたチャンバ４内の泥土圧を管理することによって切羽の安定性を維持しながら掘進作業を行う。
【００３４】
添加材注入部１３ａは、シールド掘進機１の外周や切羽に対して上記添加材（作泥土材）を注入する部分である。この添加材注入部１３ａは、前胴プレート３ａの周方向に沿って複数箇所に配置されている。なお、隔壁７の面内には、上記した添加材（作泥土材）をチャンバ４内に注入する添加材注入部（図示せず）が設置されている。
【００３５】
次に、セグメントＳＧの一例について図２を参照しながら説明する。図２（ａ）は複数個のセグメントにより構成される覆工体の正面図、図２（ｂ）はセグメントの全体斜視図である。
【００３６】
セグメントＳＧは、掘削坑内に覆工体を形成するための単位部材であるとともに、シールド掘進時にはシールドジャッキ９ｂ（図１参照）の反力を受ける部分である。覆工体は、複数個のセグメントＳＧが掘削坑の周方向Ｃおよび延在方向Ｅに沿って隣接した状態で配置されることにより掘削坑の内壁面を覆うように円環状に形成されている。掘削坑の周方向Ｃおよび延在方向Ｅに隣接するセグメントＳＧ，ＳＧ同士は、セグメントボルトおよびナット（図示せず）により連結されている。
【００３７】
各セグメントＳＧは、図２（ｂ）に示すように、例えば、圧延鋼板を溶接することによって箱型に組み立てられており、スキンプレートＳＧｓと、一対の主桁板ＳＧｇと、一対の継手板ＳＧｊと、縦リブＳＧｒと、グラウトホールＳＧｈと、吊手板（図示せず）とを備えている。
【００３８】
スキンプレートＳＧｓは、掘削坑の内壁面に対向しこれを覆う部分であり、掘削坑の内壁面（掘削坑の周方向Ｃ）に沿って円弧状に形成されている。このスキンプレートＳＧｓは、その外周に形成された一対の主桁板ＳＧｇと一対の継手板ＳＧｊとで囲まれ支持されている。
【００３９】
主桁板ＳＧｇは、掘削坑に作用する外力に抵抗する主要部材であり、スキンプレートＳＧｓの外周の一対の長辺（周方向Ｃに沿う辺）に沿って設けられている。主桁板ＳＧｇは、スキンプレートＳＧｓの厚さ方向に突き出すように立設されており、掘削坑の周方向Ｃに沿うセグメントＳＧの側壁部を形成している。
【００４０】
継手板ＳＧｊは、掘削坑の周方向Ｃに隣接するセグメントＳＧ，ＳＧ同士を継ぐための板状部材であり、スキンプレートＳＧｓの外周の一対の短辺（延在方向Ｅに沿う辺）に沿って設けられている。継手板ＳＧｊは、スキンプレートＳＧｓの厚さ方向に突き出すように立設されており、掘削坑の延在方向Ｅに沿うセグメントＳＧの側壁部を形成している。
【００４１】
縦リブＳＧｒは、シールドジャッキ９ｂ（図１参照）の推力に抵抗するとともに、スキンプレートＳＧｓに作用する荷重を主桁板ＳＧｇに伝達する部材であり、一対の主桁板ＳＧｇの間を結ぶように延在方向Ｅに沿って延びた状態で設置されている。また、縦リブＳＧｒは、スキンプレートＳＧｓに接するように設けられており、地盤の土水圧や裏込め材の圧力によりスキンプレートＳＧｓが変形しないように補強する役割も有している。ここでは、縦リブＳＧｒとして、例えば、ボックス型鋼を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｌ型鋼、Ｈ型鋼または丸型鋼を用いても良い。
【００４２】
１つのセグメントＳＧに取り付けられる縦リブＳＧｒの本数は、掘削坑の施工時に作用する荷重の大きさによって導き出される。ここでは、後述の補強部材を取り外した状態でも外部からスキンプレートＳＧｓに作用する圧力に抵抗可能なように縦リブＳＧｒを設けているが、主桁板ＳＧｇ、継手板ＳＧｊおよびスキンプレートＳＧｓにより充分な抵抗力を得られる場合には、縦リブＳＧｒを設けなくても良い。
【００４３】
グラウトホールＳＧｈは、セグメントＳＧと掘削坑との対向面間に裏込め材を注入するための穴である。なお、ここではグラウトホールＳＧｈを通じて裏込め在を注入する即時注入方式を採用す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、例えば、シールド掘進機１の外周に設けられた注入管を通じて直接テール後方のセグメントＳＧと掘削坑との対向面間に裏込め材を注入する同時注入方式を採用しても良い。
【００４４】
吊手板（図示せず）は、セグメントＳＧをエレクタ１１により組み立てる際にセグメントＳＧを吊り上げるための部分である。
【００４５】
ところで、シールド工法によるガスパイプライン工事等においては、セグメントが仮設扱いなので、コストダウンを図る等の観点から軽構造の鋼製セグメントが使用されている。しかし、鋼製セグメントは軽構造なため、シールド掘進時に反力をとる場合に、鋼製セグメントが変形し、シールド掘進機の姿勢制御が困難になる場合がある。
【００４６】
そこで、鋼製セグメントに対して計算上設定した以上のジャッキ推力を載荷する場合には、掘削坑内の必要な区間の鋼製セグメントの主桁間に上記縦リブを増設するか、または、縦リブを大型の形状に作り替えるか等で対応している。しかし、縦リブの増設や形状変更は、対応に時間がかかり、掘削工事の工期短縮を阻害するという問題がある。また、縦リブの増設はセグメント連結用のボルトの挿入を困難にし、作業性を低下させる場合もある。さらに、縦リブの増設や形状変更は材料費を増大させる問題もある。
【００４７】
そこで、本実施の形態においては、セグメントＳＧの一対の主桁板ＳＧｇ間に以下の補強部材を設置することにより、セグメントＳＧを補強するようにした。ここで、補強部材の一例について図３〜図５を参照しながら説明する。図３は掘削坑の内壁面に設置された複数個のセグメントと各セグメントに設置された補強部材とを掘削坑の内側から見た覆工体の要部平面図、図４（ａ）は図３の補強部材の一部を軸方向に沿って切断して示した要部断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の補強部材の軸方向端面の平面図、図５は図４（ａ）の補強部材を分解して示した要部断面図である。
【００４８】
補強部材２０は、シールド掘進時にセグメントＳＧが変形しないようにセグメントＳＧを補強する部材であり、図３に示すように、掘削坑の延在方向Ｅにおいて同一軸上に位置するように、各セグメントＳＧの一対の主桁板ＳＧｇ，ＳＧｇ間に着脱可能な状態で設置されている。なお、ここで言う同一軸とは厳密な意味での同一ではなく、シールド掘進時にシールドジャッキ９ｂの反力に抗してセグメントＳＧの強度を確保することができる範囲であれば補強部材２０同士の若干の位置ずれを許容しうるものである。
【００４９】
このように補強部材２０を設置することにより、セグメントＳＧ全体の剛性を高めることができるので、シールド掘進時にセグメントＳＧの変形を抑制または防止することができる。このため、シールド掘進機１の姿勢制御を容易にすることができる。また、セグメントＳＧを補強することができるので、縦リブＳＧｒの増設や形状変更が不要になる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。
【００５０】
各補強部材２０は、図３〜図５に示すように、ジャッキ２０Ｊと、ボルト２０Ｂと、２個のナット２０Ｎ１，２０Ｎ２とを備えている。
【００５１】
ジャッキ２０Ｊは、例えば、掘削坑の延在方向Ｅに沿って伸縮可能なスチフナージャッキにより構成されており、ロッド部ＲＤと、その軸方向（長手方向）両端側に螺合された２個のスピンドル部ＳＰとを備えている。
【００５２】
ロッド部ＲＤの軸方向中央にはロッド部ＲＤの径方向に突出する複数個のハンドル部ＨＤが設けられている。また、ロッド部ＲＤの軸方向中央から軸方向両端に渡る表面には雄ねじが切られている。
【００５３】
各スピンドル部ＳＰ，ＳＰは、例えば略中空円錐状に形成されており、その中空内には、ロッド部ＲＤの雄ねじに合うように雌ねじが切られている。各スピンドル部ＳＰ，ＳＰの軸方向の端面は、図４（ｂ）に示すように、例えば角丸の四角形状に形成されており、その面内中央には、平面円形状の穴ＨＬがスピンドル部ＳＰの中空穴と連通した状態で形成されている。
【００５４】
ジャッキ２０Ｊの伸縮方向および伸縮量は、ロッド部ＲＤの回転方向および回転量によって調整することが可能になっている。すなわち、ハンドル部ＨＤにハンドルパイプ等を嵌め込みロッド部ＲＤを回転させると、その回転方向および回転量に応じてロッド部ＲＤの軸方向両端側のスピンドル部ＳＰ，ＳＰが互いに離間または近接する方向に移動することにより、ジャッキ２０Ｊを所定の長さだけ伸縮させることが可能になっている。
【００５５】
ボルト２０Ｂは、その軸方向（長手方向）端部の一部が、スピンドル部ＳＰの穴ＨＬ内に挿入された状態でジャッキ２０Ｊの軸方向に沿って直列に設置されている。このようにボルト２０Ｂの軸方向端部の一部を穴ＨＬに挿入することにより、ボルト２０Ｂを安定した状態で設置することができるので、補強部材２０を安定した状態で設置することができる。
【００５６】
このボルト２０Ｂの表面には軸方向全面に渡って雄ねじが切られているが、ボルト２０Ｂの直径（山の直径）は、スピンドル部ＳＰの穴ＨＬ（中空内）の山の直径よりも小さくなるように形成されている。このため、ボルト２０Ｂはスピンドル部ＳＰの穴ＨＬ（中空内）に螺合されることなく嵌め合わされるだけになっている。
【００５７】
また、ナット２０Ｎ１，２０Ｎ２には、ボルト２０Ｂの雄ねじに合うように雌ねじが切られている。これにより、２個のナット２０Ｎ１，２０Ｎ２は、ボルト２０Ｂの軸方向に沿って移動可能な状態でボルト２０Ｂの外周に螺合されている。
【００５８】
また、ボルト２０Ｂの表面の雄ねじおよびナット２０Ｎ１，２０Ｎ２の雌ねじは、それらのピッチ（山と山の間隔）が、ジャッキ２０Ｊのロッド部ＲＤの雄ねじおよびスピンドル部ＳＰの雌ねじのピッチよりも短くなるように形成されている。すなわち、ジャッキ２０Ｊのロッド部ＲＤの雄ねじおよびスピンドル部ＳＰの雌ねじのピッチは、ボルト２０Ｂの雄ねじおよびナット２０Ｎ１，２０Ｎ２のピッチよりも粗くなっている。
【００５９】
そこで、本実施の形態においては、補強部材２０の軸方向伸縮長さを大まかに調整する場合は、ジャッキ２０Ｊの伸縮長さにより調整する。これにより、補強部材２０の軸方向伸縮長さを、ナット２０Ｎ１の位置により調整する場合よりも速く設定することができる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。一方、補強部材２０の軸方向伸縮長さを細かく調整する場合は、ナット２０Ｎ１の位置により調整する。これにより、補強部材２０の軸方向伸縮長さを、ジャッキ２０Ｊの伸縮により調整する場合よりも高い精度で設定することができる。すなわち、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとに分けたことにより、補強部材２０を速く、しかも精密にしっかりと固定することができる。
【００６０】
また、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとに分けたことにより、搬送時等に重量を軽くすることができるので、補強部材２０の設置のための施工時の作業性を向上させることができる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。
【００６１】
また、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとの組み合わせにより構成したことにより、例えば、急曲線部のセグメント（テーパセグメント）のように他のセグメントとは幅（短方向寸法）の異なるセグメントＳＧに対しても、ボルト２０Ｂの長さを変えたり、ジャッキ２０Ｊの伸縮長さを変えたり、ナット２０Ｎ１の位置を変えたりすることより柔軟に対応することができる。
【００６２】
また、補強部材２０のジャッキ２０Ｊは既製品でリース品であるため、材料費を大幅に低減することができる。したがって、掘削工事の施工費を低減することができる。
【００６３】
また、補強部材２０は、図３に示すように、掘削坑の延在方向Ｅに隣接するセグメントＳＧの各々において、補強部材２０の同一部材同士が突き合わされるように設置されている。具体的にはスピンドル部ＳＰ，ＳＰ同士が突き合わされるように、また、ボルト２０Ｂ，２０Ｂ同士が突き合わされるように設置されている。掘削坑の延在方向Ｅに隣接する補強部材２０，２０において押し合う部分の面積が異なると補強部材２０の安定性が低下する。これに対して、本実施の形態においては、掘削坑の延在方向Ｅに隣接する補強部材２０，２０の同一部材同士を突き合わせることにより、補強部材２０，２０の押し合う部分の面積をほぼ等しくすることができるので、補強部材２０の安定性を向上させることができる。したがって、安定した状態でセグメントＳＧを補強することができる。
【００６４】
次に、図６は急曲線部を有する掘削坑における補強部材の面内配置例を模式的に示した概略図である。ここでは、掘削坑ＥＨが右に曲がる場合を例示している。また、図面を見易くするために補強部材２０にハッチングを付した。
【００６５】
この場合、シールド掘進機１の曲折方向とは、反対側（ここでは左側）に配置される補強部材２０の数を、シールド掘進機１の曲折方向（ここでは右側）に配置される補強部材２０よりも多くする。すなわち、より大きな荷重がかかる側の補強部材２０の数を相対的に増やす。これにより、セグメントＳＧの補強状態を維持したまま、補強部材２０を掘削坑の周方向に均等に設置する場合に比べて補強部材２０の設置個数を減らすことができる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。また、掘削工事の施工費を低減することができる。
【００６６】
次に、本実施の形態のシールド工法の一例について図７〜図１１を参照して説明する。図７〜図１１は掘削工程中のシールド掘進機の要部を側面側から見た概略図である。
【００６７】
図７（ａ），（ｂ）に示すように、シールド掘進機１により地盤ＧＤに掘られた掘削坑ＥＨの後方には複数個のセグメントＳＧが組み付けられている。また、セグメントＳＧと掘削坑ＥＨとの間には裏込め材ＢＧ１が注入されている。さらに、図７（ｂ）に示すように、各セグメントＳＧには、補強部材２０が設置されている。なお、図７（ａ），（ｂ）は同一工程であるが、図７（ａ）には図面を見易くするために補強部材２０を省略し、図７（ｂ）に補強部材２０を示した。また、補強部材２０の設置の仕方は図３で説明した通りである。
【００６８】
続いて、図８（ａ）に示すように、切羽の安定を図りながらシールド掘進機１のカッタヘッド２を切羽に押し当てた状態で回転させることにより地盤ＧＤを掘削する。これと同時に、シールド掘進機１のシールドジャッキ９ｂを伸ばすことにより、シールド掘進機１を前に進める。この際、本実施の形態においては、補強部材２０によりセグメントＳＧ全体の剛性を高めることができるので、セグメントＳＧの変形を抑制または防止することができる。このため、シールド掘進機１の姿勢制御を容易にすることができる。
【００６９】
また、補強部材２０を設置することにより、セグメントＳＧを補強することができるので、縦リブＳＧｒの増設や形状変更が不要になる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。
【００７０】
その後、カッタヘッド２の回転を止め、地盤ＧＤの掘削を止めた後、図８（ｂ）に示すように、シールドジャッキ９ｂを縮める。なお、図８（ａ），（ｂ）では図面を見易くするために補強部材２０を省略している。
【００７１】
次いで、図９（ａ）に示すように、シールド掘進機１が前進したことでシールドジャッキ９ｂと最前列のセグメントＳＧとの間に形成された空間に複数個のセグメントＳＧをエレクタ１１（図１参照）により新たに組み付ける。
【００７２】
続いて、図９（ｂ）に示すように、新たに組み付けられたセグメントＳＧのグラウトホールＳＧｈ（図２（ｂ）参照）を通じてセグメントＳＧと掘削坑ＥＨとの間に裏込め材ＢＧ２を注入する。なお、裏込め材ＢＧ１，ＢＧ２は同一材料であるが、時間的な差による硬化の違いを考慮して区別している。また、裏込め材ＢＧ１，ＢＧ２の注入方法は上記同時注入方式を採用しても良い。また、図９（ａ），（ｂ）においても図面を見易くするために補強部材２０を省略している。
【００７３】
次いで、図１０（ａ）に示すように、掘削坑ＥＨの後方のセグメントＳＧ上の裏込め材ＢＧ１は既に硬化しておりセグメントＳＧの剛性が高められているので、その後方のセグメントＳＧに設置された補強部材２０を取り外し、新たに組み付けられたセグメントＳＧの一対の主桁板ＳＧｇ，ＳＧｇ間に設置する。そして、図１０（ｂ）に示すように、同様にして掘削坑ＥＨの周方向Ｃに沿って補強部材２０を設置する。なお、補強部材２０の設置の仕方は図３で説明した通りである。また、図１０（ａ）においては図面を見易くするため一部の補強部材２０のみを示した。
【００７４】
ここで、補強部材２０は、セグメントＳＧを組み付けてから設置するので、補強部材２０がセグメントボルトの設置の邪魔になることもない。このため、セグメントＳＧの組み付け施工時の作業性を阻害することもない。したがって、セグメントＳＧに縦リブを増設したり縦リブを大型化したりする場合に比べて掘削工事の工期を短縮することができる。
【００７５】
また、個々の補強部材２０の設置においては、セグメントＳＧの幅（一対の主桁板ＳＧｇ，ＳＧｇ間の長さ）に合った長さのボルト２０Ｂを用い、そのボルト２０Ｂの一端の一部をジャッキ２０Ｊの一端面の穴ＨＬ内に嵌め込んだ状態で、補強部材２０をセグメントＳＧの一対の主桁板ＳＧｇ，ＳＧｇ間に設置する。このため、補強部材２０を安定した状態で設置することができる。また、この際、補強部材２０の軸方向伸縮長さの大まかな調整は、ジャッキ２０Ｊのロッド部ＲＤの回転方向および回転量により行う。これにより、補強部材２０の軸方向伸縮長さを、ナット２０Ｎ１の位置により調整する場合よりも速く設定することができる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。その後、補強部材２０の軸方向伸縮長さの細かな調整は、ナット２０Ｎ１の位置により調整する。これにより、補強部材２０の軸方向伸縮長さを、ジャッキ２０Ｊの伸縮により調整する場合よりも高い精度で設定することができる。すなわち、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとに分けたことにより、補強部材２０を速く、しかも精密にしっかりと固定することができる。
【００７６】
また、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとに分けたことにより、搬送時等に重量を軽くすることができるので、補強部材２０の設置のための施工時の作業性を向上させることができる。このため、掘削工事の工期を短縮することができる。
【００７７】
また、補強部材２０をジャッキ２０Ｊとボルト２０Ｂとの組み合わせにより構成したことにより、例えば、急曲線部のセグメント（テーパセグメント）のように他のセグメントとは幅の異なるセグメントＳＧに対しても、ボルト２０Ｂの長さを変えたり、ジャッキ２０Ｊの伸縮長さを変えたり、ナット２０Ｎ１の位置を変えたりすることより柔軟に対応することができる。
【００７８】
また、補強部材２０のジャッキ２０Ｊは既製品でリース品であるため、材料費を大幅に低減することができる。したがって、掘削工事の施工費用を低減することができる。
【００７９】
続いて、図８〜図１０の工程を繰り返すことにより、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、掘削坑ＥＨの内壁面に複数個のセグメントＳＧを組み付ける。ここで、領域Ａ１においては裏込め材ＢＧ１が充分に硬化しているので補強部材２０が配置されていない。一方、その前方の領域Ａ２においては裏込め材ＢＧ２が充分に硬化していないので補強部材２０が配置されておりセグメントＳＧが補強されている。
【００８０】
このように、本実施の形態においては、掘削坑ＥＨの全長に渡って補強部材２０を設置するわけではなく、裏込め材が硬化している領域Ａ１から硬化していない領域Ａ２に補強部材２０を移動させる。これにより、掘削坑ＥＨの全長に渡って補強部材２０を設ける場合に比べて掘削工事で使用する補強部材２０の数を低減することができるので、掘削工事の施工費を低減することができる。なお、図１１（ａ），（ｂ）は同一工程であるが、図１１（ａ）には図面を見易くするために補強部材２０を省略し、図１１（ｂ）に補強部材２０を示した。
【００８１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本明細書で開示された実施の形態はすべての点で例示であって、開示された技術に限定されるものではないと考えるべきである。すなわち、本発明の技術的な範囲は、前記の実施の形態における説明に基づいて制限的に解釈されるものでなく、あくまでも特許請求の範囲の記載に従って解釈されるべきであり、特許請求の範囲の記載技術と均等な技術および特許請求の範囲の要旨を逸脱しない限りにおけるすべての変更が含まれる。
【００８２】
例えば、前記実施の形態においては、リボンスクリューコンベアを用いた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種々変更可能であり、例えばリボン型と軸付き型とを組み合わせたスクリューコンベアを用いても良い。
【００８３】
また、前記実施の形態においては、中間支持駆動方式の泥土圧シールド掘進機を用いた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、例えばセンターシャフト駆動方式や外周支持駆動方式の泥土圧シールド掘進機等、他の泥土圧シールド掘進機を用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上の説明では、本発明を泥土圧シールド掘進機を用いるシールド工法に適用した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、例えば、カッタヘッドと機器本体との間の泥水室に泥水を圧送し、泥水室内の泥水の圧力を切羽の土圧および地下水圧に見合う圧力にして切羽の安定を図りながらカッタヘッドを切羽に押し当てて回転させることにより地盤を掘削する泥水式シールド掘進機を用いるシールド工法に適用しても良い。
【符号の説明】
【００８５】
１  シールド掘進機
２  カッタヘッド
３  機器本体
４  チャンバ
７  隔壁
９ａ  中折れジャッキ
９ｂ  シールドジャッキ
２０  補強部材
２０Ｊ  ジャッキ
２０Ｂ  ボルト
２０Ｎ１，２０Ｎ２  ナット
ＧＤ  地盤
ＥＨ  掘削坑
ＳＧ  セグメント
ＳＧｓ  スキンプレート
ＳＧｇ  主桁板
ＳＧｊ  継手板
ＳＧｒ  グラウトホール
ＲＤ  ロッド部
ＨＤ  ハンドル部
ＳＰ  スピンドル部
ＨＬ  穴
ＢＧ１，ＢＧ２  裏込め材
【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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