(57)【要約】【課題】  製造が容易であるばかりでなく、製作精度や強度等の品質が良好であり、さらに製造コストを低減することが可能なシールド工法用セグメントの遠心力成型方法を提供する。【解決手段】  推進工法用埋設管を遠心力成型するための遠心型枠１１０を用いてシールド工法用のセグメントを遠心力成型する。遠心型枠１１０の内側には、回転軸方向に複数のリング間仕切部材１２０を配設するとともに、円周方向に複数のセグメント間仕切部材を配設する。遠心型枠１１０を回転させながらコンクリートを打設することにより、複数リングのセグメントを遠心力成型する。【選択図】  図８
2008162273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
推進工法用埋設管を遠心力成型するための遠心型枠を用いてシールド工法用のセグメントを遠心力成型する方法であって、
遠心型枠の内部に、セグメントを回転軸方向に複数の円筒に分割するとともに、各円筒を円周方向に複数に分割するための分割部材を配設し、
遠心型枠を回転させながらコンクリートを打設することにより、複数リングのセグメントを遠心力成型することを特徴とするシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【請求項２】
前記分割部材は、円筒を複数に分割した構造でその内部に鉄筋が配筋されたフレーム枠からなることを特徴とする請求項１に記載のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【請求項３】
前記遠心型枠内にフレーム枠を組み付ける際に、前記遠心型枠の内周面にフレーム枠の固定用内張りを取り付け、フレーム枠の外径側開口面をこの内張りで閉鎖した状態で、コンクリートを打設することを特徴とする請求項２に記載のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【請求項４】
前記フレーム枠を、遠心型枠の軸方向に複数組並べて組み付けることにより、複数個のセグメントリングを同時に成型することを特徴とする請求項２又は３に記載のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【請求項５】
前記分割部材は、遠心型枠の内側において、回転軸方向に配設された複数のリング間仕切部材と、円周方向に配設された複数のセグメント間仕切部材とからなることを特徴とする請求項１に記載のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【請求項６】
前記リング間仕切部材及び前記セグメント間仕切部材の少なくとも一方に凹凸部を設け、この凹凸形状に合致した溝を一体的に形成することを特徴とする請求項５に記載のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法用セグメントの成型方法に関するものであり、特に、推進工法用埋設管の製造に用いる遠心型枠を用いたシールド工法用セグメント（以下、シールド用セグメントと略記する場合がある）の遠心力成型方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地上から掘削することなく地中に水路や配線用等の管路やトンネルを構築するための工法として知られているシールド工法は、掘進機による掘進とその後方でのセグメントの組立を順次繰り返して行いながら管路を構築してゆくものである。
上記のようなシールド工法に用いられるセグメント（以下、セグメントと称する）は、所定の内径を有する円筒体を複数に分割した構造を有し、分割状態で掘進機の後方に搬入し、掘削孔の部分で円筒に組み立てることによりセグメントリングに形成し、このセグメントリングを順次組み立てながら接続することで管路を形成するものである。
【０００３】
従来、シールド用セグメントを製造する方法は、例えば、仕上がり内径１０００ｍｍ用のセグメントを製造する場合、まずセグメントの幅、桁高（厚さ）、分割数を決めた設計図に従って、円筒を複数に分割した構造を有するスチール製のセグメント用型枠を製作する。
【０００４】
次に、型枠内に鉄筋を組み込み、流動性のあるコンクリートを型枠内に流し込み、型枠全体を振動させることによりコンクリートの締め固めを行い、コンクリートの養生後に脱型することでセグメントを得るものであり、一組の型枠で一つのセグメントリングを製作することになるので、能率的には、通常５〜１０組の型枠を準備している。
【０００５】
ところで、小口径の下水道を構築する技術として、推進工法とシールド工法とがある。推進工法は、発進位置に元押しジャッキを設置し、この元押しジャッキにより埋設管の最後尾に推進力を加えることにより、埋設管を順次連結しながら地盤内に推進させ、トンネルを構築する工法である。一方、シールド工法は、円筒形の鋼殻からなるシールドマシンにより地中を掘削し、シールドマシンの後方でセグメントによる覆工を行い、このセグメントに推進反力を取ってシールドマシンを地盤内に推進させ、トンネルを構築する工法である。
【０００６】
両工法にはそれぞれ長所短所があり、両工法の特性に応じて両工法が使い分けられていた。近年、両工法の短所を補いつつ長所を効果的に発揮させることができる工法として、推進・シールド複合工法が採用されるようになってきた。このような推進・シールド複合工法として、種々の技術が開示されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００７】
特許文献１に記載された技術は、シールドマシンと、推進管を推進させるための元押しジャッキとを備えており、推進工法に続いてシールド工法を採用してトンネルを掘削するものである。具体的には、シールドマシンを前進させながら、シールドマシンにより掘削された穿孔内に、元押しジャッキを用いてヒューム管を押入することによりセミシールド孔を形成する。このセミシールド孔に続いて、シールドマシンの後方に生じる空所内でセグメントを組み立て、シールドジャッキの反力をセグメント組立体に取ってシールドマシンを前進させることにより、シールド孔を形成する。
【０００８】
また、特許文献２に記載された技術は、先導体と先導体の後方に連結された埋設管とを地盤内に推進させて、先導体で形成された埋設孔に埋設管を敷設してゆく推進工程と、推進工程に続いて実施され、先導体の内部でセグメントから組み立てられたシールド筒を、先導体の後方に押し出し、押し出されたシールド筒からの反力で先導体を地盤内に推進させるシールド工程とを含むものである。
【０００９】
【特許文献１】特開平７−５４５７７号公報
【特許文献２】特開２００１−２００６８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、従来の振動により成型する製造方法は、発注者の注文寸法に応じてセグメント型枠を製造するため、セグメント型枠の製造コストがかかるだけでなく、注文を受けたセグメントの製造数によって、一つのセグメントリング当たりの価格が変動するという問題がある。
また、セグメント型枠を組み立てたり解体するために手間がかかり、その分コスト高になるとともに、セグメント型枠を製作する際、数ｍｍ単位の製作精度が要求されるため、技術的に製作が困難となり、国内に数社あるセグメントメーカでしか製造できないのが現状である。
【００１１】
また、一般的に、推進工法に用いる推進管は、円筒形の回転型枠を使用して遠心力成型により製造される。一方、シールド工法で用いるセグメントは、１ピースずつ型枠にコンクリートを流し込み、締め固めることにより製造される。
【００１２】
セグメント工場の設備では、一般的なシールド工法に用いるセグメントを製造する場合に、１ピースあたり数ｍ3のコンクリートを打設している。これに対して、推進・シールド複合工法に用いるセグメントは内径が１０００ｍｍ程度であり、１ピースあたり数十リットル程度という少量のコンクリートを打設することになる。したがって、推進・シールド複合工法に用いるセグメントを製造する場合には、セグメント工場の設備を使用することができないばかりでなく、人手を要し、製造コストが上昇するという問題があった。
さらに、３分割ミニシールド用セグメントのように、１リング分ずつ縦打ちしたとしても、製作精度や強度など、品質面において改善すべき課題が残っている。
【００１３】
そこで、国内で多用されているヒューム管製造装置に着目し、このヒューム管製造装置を利用してセグメントを遠心法で成型できるようにし、ヒューム管製造装置の有効利用が図れるだけでなく、品質の優れたセグメントを効率よく製造することで製造コストの低減を図ることができることに想到した。
本発明は上述した事情に鑑み提案されたもので、製造が容易であるばかりでなく、製作精度や強度等の品質が良好であり、さらに製造コストを低減することが可能なシールド工法用セグメントの遠心力成型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】
【００１４】
本発明のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法は、上述した目的を達成するために、ヒューム管製造用回転体（遠心型枠）の内周に、円筒を複数に分割した構造でその内部に鉄筋が配筋されたフレーム枠を円筒状に組み付け、回転体（遠心型枠）を回転させながらフレーム枠内にコンクリートを流し込むことで、フレーム枠付きのセグメントを遠心法によって成型するようになっている。
【００１５】
ここで、回転体（遠心型枠）の内周にフレーム枠を組み付けるに際して、回転体（遠心型枠）の内周面にフレーム枠の固定用内張りを取り付け、フレーム枠の外径側開口面をこの内張りで閉鎖した状態で、コンクリートを流し込んで遠心法によってフレーム枠付きのセグメントを成型することが可能である。
【００１６】
また、フレーム枠を、回転体（遠心型枠）の軸方向に複数組を並べて組み付けることにより、複数個のセグメントリングを同時に成型することが可能である。
【００１７】
より具体的に説明すると、本発明のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法は、推進工法用埋設管を遠心力成型するための遠心型枠を用いてシールド工法用のセグメントを遠心力成型する方法であって、遠心型枠の内部において、セグメントを回転軸方向に複数の円筒に分割するとともに、各円筒を円周方向に複数に分割するための分割部材を配設し、遠心型枠を回転させながらコンクリートを打設することにより、複数リングのセグメントを遠心力成型することを特徴とするものである。
【００１８】
この場合、分割部材は、円筒を複数に分割した構造でその内部に鉄筋が配筋されたフレーム枠から構成することが可能である。
【００１９】
また、遠心型枠内にフレーム枠を組み付ける際に、遠心型枠の内周面にフレーム枠の固定用内張りを取り付け、フレーム枠の外径側開口面をこの内張りで閉鎖した状態で、コンクリートを打設することが可能である。
【００２０】
また、フレーム枠を、遠心型枠の軸方向に複数組並べて組み付けることにより、複数個のセグメントリングを同時に成型することが可能である。
【００２１】
また、分割部材は、遠心型枠の内側において、回転軸方向に配設された複数のリング間仕切部材と、円周方向に配設された複数のセグメント間仕切部材とからなることを特徴としてもよい。
【００２２】
この場合、リング間仕切部材及びセグメント間仕切部材の少なくとも一方に凹凸部を設け、この凹凸形状に合致した溝を一体的に形成することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によると、円筒を複数に分割した構造でその内部に鉄筋が配筋されたフレーム枠をヒューム管製造用回転体（遠心型枠）の内周に円筒状に組み付け、回転体（遠心型枠）を回転させながらフレーム枠内にコンクリートを流し込むことで、フレーム枠付きのセグメントを遠心法によって成型するようにしたので、以下に列挙する効果がある。
【００２４】
セグメントの製造にヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）を利用することで、全国的に広範囲に点在するヒューム管製造メーカが既に使用しているヒューム管製造装置の有効利用が図れることになり、ヒューム管製造装置の稼働効率を向上させることができる。
【００２５】
回転体（遠心型枠）を回転させながら遠心法によってセグメントを成型することで、ヒューム管と同様に、短時間で容易にセグメントを製造でき、しかも、ヒューム管と同様の平滑な内径面のセグメントを得ることができる。
セグメントは、外周にスチールのフレーム枠を備えているので、コンクリート部分の周囲を保繕でき、これまで現場で起きていたコーナ部分の欠けや圧力による胴割れ等が起きない製品となる。
【００２６】
ヒューム管製造用回転体（遠心型枠）の軸方向に沿って複数のフレーム枠を組み付けることにより、複数個のセグメントリングを同時に製造することができる。
また、フレーム枠が新たに必要になるが、能率向上等によりトータルコストの低減が図れる。
【００２７】
ヒューム管製造用回転体（遠心型枠）を用いた遠心法によって、真円精度に優れ内周面が平滑なセグメントを製造することができる。
【００２８】
また、本発明のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法によれば、推進工法用埋設管を遠心力成型するための遠心型枠を用いて、シールド工法用セグメントを遠心力成型する。この際、遠心型枠に、軸方向のリング間仕切部材と、円周方向のセグメント間仕切部材とを取り付けて、遠心力成型によりコンクリートを打設することにより、１回の製造工程で、数リング分（例えば、４リング×４ピースとした場合に１６ピース）のセグメントを製造することができる。また、１リングを構成するセグメントのピース間に、セグメント間仕切部材を挟み込むことにより、概ね円形の内径となる。さらに、セグメント間仕切部材の厚みを調整することにより、推進工法用埋設管の内径とほぼ同一の内径とすることができる。
【００２９】
また、コンクリートを養生した後に、遠心型枠を外し、さらにリング間仕切部材とセグメント間仕切部材を取り外すという簡便な製造工程により、シールド工法用セグメントを容易に製造することができる。
さらに、リング間仕切部材及びセグメント間仕切部材の少なくとも一方に凹凸部を設けた場合には、シール溝やコーキング溝等を精度よく製造することができる。
【００３０】
このように、遠心力成型によりコンクリートを打設することにより、強度と水密性に優れたコンクリート製品を得ることができ、さらに数リングを一体に打設することにより、組立時に必要な端面精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法は、推進工法用埋設管（以下、推進管と記す）を遠心力成型するための遠心型枠を用いてシールド工法用のセグメントを遠心力成型する方法である。
推進管を遠心力成型するための遠心型枠は、周知のものを使用することができる。具体的には、例えば、回転軸方向（長さ方向）に沿って２分割可能な円筒形をなしており、回転成型機の上に載置して使用する。成型工程では、回転成型機を駆動して遠心型枠を回転させながら、遠心型枠内に挿入した供給ノズルからコンクリートを吐出させて、遠心型枠の内周にコンクリートを打設する。そして、遠心型枠の回転に伴う遠心力と回転成型機の振動によりコンクリートの締め固めを行うことにより、セグメントパーツが形成される。
【００３２】
＜第１の実施形態＞
まず、図１乃至図７を参照して、本発明の第１の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法を説明する。
図１は、セグメントの形成に用いるフレーム枠をリングに結合した状態を示す斜視図である。図２は、ヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）にリングに結合したフレーム枠を四個並べて組み込んだ状態を示す斜視図である。図３（ａ）は、セグメントの外径面から見た斜視図、図３（ｂ）はセグメントの内径面側を示す斜視図、図３（ｃ）は軸方向に隣接するセグメントの接続部分を示す縦断面図である。図４は、セグメントの要部を拡大した断面図である。図５は、この発明のセグメントを製造するために使用するヒューム管製造装置を示す正面図である。図６は、ヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）とその内部に組み込むセグメントのフレーム枠の関係を模式的に示す断面図である。図７（ａ）は、セグメントを使用する推進工法とシールド工法を併用した切換え工法の施工例を示す推進工法時の状態の縦断面図、図７（ｂ）は同シールド工法時の縦断面図である。
【００３３】
図１乃至図４に示すように、シールド用のセグメント１は、スチール製のフレーム枠２と、このフレーム枠２の内部に成型したコンクリート層３と、コンクリート層３内に埋設した鉄筋４とによって形成され、図示の場合、セグメント１は円筒を四分割した構造を有し、組となる四つのセグメント１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを順次結合することにより、セグメントリングが組み上がることになる。
【００３４】
上記フレーム枠２は、厚さ６ｍｍのスチールで形成した断面Ｌ型材を用い、両側が円弧となる矩形枠に形成され、最上部のセグメント１ａを除く他のセグメント１ｂ、１ｃ、１ｄにおいては、フレーム枠２の外周側の中間部に横桟５が設けられ、この横桟５にグラウト材の注入用金具６が固定され、かつ、フレーム枠２の内部には、周方向と軸方向に鉄筋４が架設され、このフレーム枠２の内部を埋めるコンクリート層３が周方向に弧状となるよう成型されている。
また、最上部のセグメント１ａは、周方向の長さが最も短く、鉄筋が架設されたフレーム枠２の内部にコンクリート層３を周方向に弧状となるように成型した構造になっている。
【００３５】
上記各セグメント１は、フレーム枠２の外周にシールを周設するようにしてもよいとともに、各セグメント１を周方向に結合してシールド用セグメントリングとするため、図３のように、コンクリート層３には、周方向の一端に埋め込み袋ナット７が埋設され、他端に袋ナット７にねじ込み結合するボルト８の収まる切り欠き状の空間９が形成されている。
また、軸方向に隣接する各セグメント１を、周方向と同様の構造で結合する場合の位置合わせのため、セグメント１の一方側面に結合ピン１０と他方側面にこの結合ピン１０が嵌入する結合孔１１が設けられている。
【００３６】
図５は、この発明の上記各セグメント１を製造するために使用するヒューム管製造装置を示し、ベース１２上に複数の回転ロール１３を所定間隔で水平に平行配置し、隣接する回転ロール１３の上でヒューム管を遠心力成型するための型となる円筒状の回転体（遠心型枠）１４を支持し、駆動モータで回転ロール１３を介して回転体（遠心型枠）１４を回転させるとともに、この回転体（遠心型枠）１４内に所定量のコンクリートをコンベア１５で投入することにより、高速回転による遠心力で推進管（ヒューム管）１６を遠心力成型するものである。図５では、右側推進管１６を成型する回転体（遠心型枠）１４を示している。
【００３７】
このような推進工法のコンクリート推進管１６を製造するヒューム管製造装置とそれに用いる回転体（遠心型枠）１４は、全国的に散在するヒューム管の製造会社が既に備えている設備であり、このような設備をセグメント１の製造設備として使用することにより、ヒューム管製造装置の稼働効率を向上させることができることになる。
【００３８】
上記回転体（遠心型枠）１４は、図２に示すように、軸心に沿って二分割された二つ割構造となって推進管１６の脱型が可能となり、その内径が推進管１６の外径を成型する面となり、内部に鉄筋を組み込んだ状態で軸心を中心にして高速回転させ、流動性のあるコンクリートを流し込んでこれを高速回転による遠心力により締め固めすることで、所定の内外径を有する推進管１６を製造することになる。
【００３９】
推進工法に用いる推進管１６は、例えば、内径が１０００ｍｍの場合、外径が１２００ｍｍ、軸方向の長さが２４３０ｍｍとなり、このため、このような推進管１６を成型する回転体（遠心型枠）１４は２８００ｍｍの長さを有している。
【００４０】
このような推進管１６に対して、内径が１０００ｍｍのセグメント１の場合、外径は１１４０ｍｍで軸方向の幅（長さ）が６００ｍｍとなり、回転体（遠心型枠）１４の内径とフレーム枠２の外径とに差が生じるため、このセグメント１を上記回転体（遠心型枠）１４を用いて形成する場合、図６に示すように、回転体（遠心型枠）１４の成型面に対して、厚み３０ｍｍとなる木製等のフレーム枠固定用内張り１７を取り付け、この内張り１７の内周に一組となるフレーム枠２を取り付けて周方向に環状となるよう組み付け、図２のごとく、このような周方向に環状となるフレーム枠２を軸方向に四組並べて固定することにより、四個のセグメントリングを同時に成型することができることになる。
【００４１】
次に、仕上がり内径１０００ｍｍ用のセグメント１の製造方法を説明する。
まず、仕上がり内径１０００ｍｍ用の四分割されたフレーム枠２を製作する。このフレーム枠２の外径は１１４０ｍｍとなり、その内部には鉄筋４が架設されている。
【００４２】
次に、ヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）１４に仕上がり内径１０００ｍｍのものを用い、この回転体（遠心型枠）１４の内周成型面全体に厚み３０ｍｍとなるフレーム枠固定用内張り１７を取り付ける。そして、この内張り１７の内周に一組となるフレーム枠２を組み込んで周方向に環状となるように、ボルト及びナットを用いて取り付けるとともにこれらを結合して組み付ける。さらに、周方向に環状となるフレーム枠２を軸方向に四組並べて固定する。
【００４３】
上記のように、内部にフレーム枠２を組み込んだ回転体（遠心型枠）１４をヒューム管製造装置の回転ロール１３上に載置した状態で、回転体（遠心型枠）１４を高速回転させながら、コンベア１５を用いて流動性のあるコンクリートを厚みの約３分の１程度の量だけ流し込み、これを高速回転による遠心力成型によって締め固めし、残り約３分の２の量のコンクリートを２度に分けて流し込む。
【００４４】
このように、コンクリートを一層、二層、三層と分けて流し込んで締め固めることにより、フレーム枠２の角部に対してもコンクリートを確実に充填して空間の発生をなくすことができる。また、高速回転による遠心力でコンクリートを締め固めることにより、わずか３０分程度で品質の優れたセグメントリングを同時に４リング製造できることになる。
【００４５】
上記セグメント１の成型に遠心力成型を採用することにより、推進管１６と同等仕上げとなる真円性に優れて歪がなく、コンクリート層３の内周面が平滑となるフレーム枠２付きのセグメント１を成型することができる。そして、停止させた回転体（遠心型枠）１４を上下に分割して取出せば、四個のセグメントリングを同時に一工程で製造できる。
【００４６】
このようにして製造されたセグメント１は、シールド工法による管路の構築に用いられることになり、このセグメント１による管路の構築としては、推進工法とシールド工法を併用した切換え工法を例示することができる。
【００４７】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、推進工法とシールド工法を併用した切換え工法の施工例を示している。
まず、図７（ａ）に示すように、推進工法は、掘進機１８の後方に配置したシールド筒ユニット１９の後端に、予め、組となるセグメント１をボルト結合した接続用のセグメントリングＡを接続し、この接続用セグメントリングＡの後端に固定した異形ジョイント２０に推進管１６の先端を接続する。そして、掘進機１８を掘進させながら推進管１６を周知の推進工法によって地中に進入させる。
【００４８】
推進工法の推力に限界が生じた時点で推進工法を停止してシールド工法に切換え、シールド筒ユニット１９の内部に分割したセグメント１を搬入し、図７（ｂ）に示すように、推進ジャッキ２１を伸縮作動させ、接続用のセグメントリングＡを反力とする掘進機１８の前進と、シールド筒ユニット１９内でのセグメントリングＡの組み立てとを繰り返すことにより、推進管１６の先端にセグメントリングＡを用いて管路を構築してゆく。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法を説明する。
第２の実施形態では、遠心型枠の内側に、回転軸方向に複数のリング間仕切部材を配設するとともに、円周方向に複数のセグメント間仕切部材を配設する。第２の実施形態では、４リングのセグメントをそれぞれ４ピースに分割し、合計１６ピースのセグメントパーツを遠心力成型できるようになっている。
【００５０】
また、第２の実施形態では、リング間仕切部材及びセグメント間仕切部材の外周部に凹凸部が設けられている。この凹凸形状は、リール溝やコーキング溝等に合致する形状となっており、セグメントを遠心力成型する際に、リール溝やコーキング溝等を一体的に形成することができる。
【００５１】
＜リング間仕切部材＞
まず、リング間仕切部材について説明する。
図８は第２の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法で用いる遠心型枠の横断面図である。また、図９及び図１０はリング間仕切部材を示すもので、図９は一般部に対応するリング間仕切部材の一部縦断面図、図１０はホゾ断面部に対応するリング間仕切部材の一部縦断面図である。
【００５２】
図８に示すように、遠心型枠１１０の内周面には、回転軸方向に複数のリング間仕切部材１２０が取り付けられている。隣り合う一対のリング間仕切部材１２０により１リング分のリング型枠１３０が形成される。リング型枠１３０内には、それぞれ鉄筋１４０が配設されるとともに、グラウト材の注入孔を形成するための注入孔形成部材１５０が配置されている。なお、図８に示す例では、説明を容易にするためにリング型枠１３０のすべてに鉄筋１４０及び注入孔形成部材１５０が配置されていないが、実際の遠心型枠１１０では、リング型枠１３０のすべてに鉄筋１４０及び注入孔形成部材１５０が配置されている。
また、ファイバーコンクリートあるいはレジンコンクリートを用いることにより、鉄筋を省略することも可能である。さらに、不分離性コンクリートを用いることにより、水みちや砂目等の端面の仕上がりを向上させることができる。
【００５３】
また、隣り合うリング型枠１３０の間に位置する一対のリング間仕切部材１２０の間には、リブ補強部材を設けることにより、リング型枠１３０の補強を行ってもよい。
このリング間仕切部材１２０は、円環状の部材で、周方向に沿って一般部とホゾ断面部とに区分することができ、一般部とホゾ断面部とでは外面形状が異なっている。以下、各部分について説明する。
【００５４】
＜リング間仕切部材／一般部＞
リング間仕切部材１２０の一般部は、図９に示すように、リング型枠１３０の内面に位置する側に、コーキング溝を形成するためのコーキング凸部１２１と、シール溝を形成するためのシール凸部１２２と、面取り部を形成するための面取り凸部１２３とが形成されている。各凸部の外径形状は、形成するコーキング溝、シール溝、面取り部の形状にそれぞれ対応している。コーキング凸部１２１、シール凸部１２２、面取り凸部１２３が形成された側にコンクリート１７０が打設され、それぞれ、コーキング溝、シール溝、面取り部が形成される。
【００５５】
なお、図１０に示す例では、コーキング凸部１２１、シール凸部１２２、面取り凸部１２３を形成しているが、これらの凸部の他に、形成すべき溝等に対応させて他の形状の凸部を形成してもよい。
【００５６】
＜リング間仕切部材／ホゾ断面部＞
リング間仕切部材１２０のホゾ断面部は、図１０に示すように、リング型枠１３０の内面に位置する側に、一般部に形成したコーキング凸部１２１、シール凸部１２２、面取り凸部１２３に加えて、ホゾ溝を形成するためのホゾ凸部１２４が形成されている。各凸部の外径形状は、形成するコーキング溝、シール溝、面取り部、ホゾ溝の形状にそれぞれ対応している。コーキング凸部１２１、シール凸部１２２、面取り凸部１２３、ホゾ凸部１２４が形成された側にコンクリート１７０が打設され、それぞれ、コーキング溝、シール溝、面取り部、ホゾ溝が形成される。
【００５７】
なお、図９及び図１０に示す例では、コーキング凸部１２１、シール凸部１２２、面取り凸部１２３、ホゾ凸部１２４を形成しているが、これらの凸部の他に、形成すべき溝等に対応させて他の形状の凸部を形成してもよい。
【００５８】
＜リング同士の接合＞
上述したように、リング間仕切部材１２０にはホゾ溝が形成される。図１１は、リング同士の接合方法を示す説明図である。
隣り合うリングを構成するセグメント３００同士を接合するには、図１１に示すように、隣り合うリングを構成するセグメント３００にそれぞれ形成されたホゾ溝３１０内にソロバン玉状のコマ部材１８０を位置させて、セグメント３００同士を接近させればよい。このコマ部材１８０により、隣り合うリングを構成するセグメント３００の位置合わせを正確に行うことができる。
【００５９】
＜リング間継ぎ手＞
また、ホゾ溝３１０の部分にリング間継ぎ手を取り付けることもできる。なお、リング間継ぎ手は、予めリング間仕切部材１２０に必要な部材を埋め込むことにより、ホゾ溝３１０とともに形成することができる。図１２は、リング継ぎ手の取り付け状態を示す縦断面図である。
【００６０】
リング間継ぎ手２２０は、図１２に示すように、雌部材１９０と雄部材２００とからなる。リング間継ぎ手２２０の雌部材１９０は、図１２（ａ）に示すように、リング間仕切部材を形成する際に予めリング間仕切部材内に埋め込んだアンカー１９１と、アンカー１９１の先端部に設けた雄ネジ部に螺着したナット１９２と、ナット１９２の外周面に設けた雄ネジ部に螺着した接合筐体１９３と、接合筐体１９３内に配設したバネ部材１９４及び接合部材１９５と、を備えている。
【００６１】
接合筐体１９３は、筒状の部材からなり、基端部の内面に雌ネジ部を設けるとともに、長さ方向のほぼ中程から先端部へ向かって縮径する第１傾斜部１９６と、第１傾斜部１９６の先端側から接合筐体１９３の先端部へ向かって拡径する第２傾斜部１９７と、を設けてある。
【００６２】
バネ部材１９４及び接合部材１９５は、接合筐体１９３内の第１傾斜部１９６よりも基端側に配設されている。接合部材１９５は、可撓性及び弾性を有し、周方向に３分割された筒状の部材からなり、内面には、挿入杆２０３の先端部付近に設けた接合溝部２０４が係合する係合溝部１９８を設けてある。
【００６３】
リング間継ぎ手２２０の雄部材２００は、図１２（ｂ）に示すように、リング間仕切部材を形成する際に予めリング間仕切部材内に埋め込んだアンカー２０１と、アンカー２０１の先端部に設けた雄ネジ部に螺着したナット２０２と、ナット２０２に螺着した挿入杆２０３とを備えている。また、挿入杆２０３の先端部付近には接合溝部２０４が形成されている。
【００６４】
リング間継ぎ手２２０により隣り合うリングを接合するには、まず、挿入杆２０３にソロバン玉状のコマ部材１８０を取り付け、挿入杆２０３の先端部を接合部材１９５の内部へ挿入する。この際、挿入杆２０３の先端部が第２傾斜部１９７に接触しながら接合部材１９５へ向かって導かれるため、いわゆる探りによる肌合わせを容易に行うことができる。
【００６５】
挿入杆２０３の先端部を接合部材１９５内に挿入すると、挿入杆２０３に押されて接合部材１９５が拡径して挿入杆２０３の先端部を受け入れるとともに、バネ部材１９４の弾性力に抗して接合部材１９５が接合筐体１９３の内部へ押し込まれる。そして、隣り合うリングが適正な位置に落ち着くと、接合部材１９５の係合溝部１９８と挿入杆２０３の接合溝部２０４とが噛み合って、雌部材１９０内に雄部材２００が固定される。
【００６６】
＜セグメント間仕切部材＞
次に、セグメント間仕切部材について説明する。図１３は、１リング分のセグメントに対応する遠心型枠の展開図である。また、図１４は、セグメント間仕切部材の斜視図である。
１リング分のセグメント３００は、図１３に示すように、４つのパーツ３０１、３０２、３０３、３０４に分割されて形成される。遠心型枠１１０の内面には、１リング分のセグメント３００を４つのパーツ３０１、３０２、３０３、３０４に分割するためのセグメント間仕切部材２３０が設けられている。図１３に示す例では、１リング分のセグメント３００を、インバート（台形）３０１、側壁（平行四辺形）３０２、３０４、頂部（台形）３０３に分割している。
【００６７】
セグメント間仕切部材２３０は、図１４に示すように、遠心型枠の内面に取り付ける基端部（図１４において上側）から先端部（図１４において下側）に向かって拡径した断面略台形状の部材からなる。このセグメント間仕切部材２３０の一側には、シール溝を形成するためのシール凸部２３１と、ガイド溝を形成するためのガイド凸部２３２とが設けられている。
【００６８】
セグメント間仕切部材２３０のシール凸部２３１は、リング間仕切部材１２０に設けたシール凸部１２２に対応している。また、ガイド凸部２３２は、例えば硬質ウレタンをカマボコ状とし、このカマボコ状の部材を、ネジ止め等の接着手段によりセグメント間仕切部材２３０の表面に取り付けることにより形成される。また、シール溝には、硬質ゴム等からなるシール材１６０が取り付けられる。
【００６９】
＜セグメント＞
次に、上述した遠心型枠を用いて製造されたセグメントについて説明する。図１５は、本発明の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法により製造したセグメントの１パーツの斜視図である。
【００７０】
本発明の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法では、推進工法用埋設管を遠心力成型するための遠心型枠１１０内に、上述したリング間仕切部材１２０及びセグメント間仕切部材２３０を配置する。この状態で、回転成型機を駆動して遠心型枠１１０を回転させながら、遠心型枠１１０内に挿入した供給ノズルからコンクリートを吐出させて、遠心型枠１１０の内周にコンクリートを打設する。そして、コンクリートを養生した後に、遠心型枠１１０を外し、さらにリング間仕切部材１２０とセグメント間仕切部材２３０を取り外すことにより、セグメント３００を製造することができる。
【００７１】
本発明の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法により製造したセグメント３００の１パーツ３０１は、図１５に示すように、１リングを形成する他のセグメントと対向する端面と、他のリングに対向する端面の所定の位置に、ホゾ溝３１０、コーキング溝３２０，３３０、シール溝３４０，３５０、ガイド溝３６０、面取り部３７０等が形成されるとともに、セグメントパーツ３０１を貫通してグラウト材の注入孔３８０が形成されている。また、図１５に示す例では、ホゾ溝３１０に、リング間継ぎ手２２０の雌部材１９０を取り付けてある。
【００７２】
他のリングに対向する端面のコーキング溝３２０、シール溝３４０、面取り部３７０、及びグラウト材の注入孔３８０は、リング間仕切部材１２０により形成される。また、１リングを形成する他のセグメントと対向する端面のガイド溝３６０及びシール溝３５０は、セグメント間仕切部材２３０に設けた凸部により形成される。
【００７３】
他のリングに対向する端面のシール溝にはリング状シール（図示せず）が嵌め込まれる。このリング状シールは、水膨潤する部材により形成され、隣り合うリングを接合した際に、水密性を高めることができるようになっている。
【００７４】
＜他の実施形態＞
本発明のシールド工法用セグメントの遠心力成型方法は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。例えば、形成する凹凸部の数、形状、大きさ等は上述した実施形態に限定されるものではなく、製造するセグメントの形状に合わせて適宜変更して実施することができる。また、パーツの分割数も４リング×４パーツに限定されず、各パーツの形状も上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１の実施形態において、セグメントの形成に用いるフレーム枠をリングに結合した状態を示す斜視図。
【図２】ヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）にリングに結合したフレーム枠を四個並べて組み込んだ状態を示す斜視図。
【図３】（ａ）はセグメントの外径面から見た斜視図、（ｂ）はセグメントの内径面側を示す斜視図、（ｃ）は軸方向に隣接するセグメントの接続部分を示す縦断面図。
【図４】セグメントの要部を拡大した断面図。
【図５】この発明のセグメントを製造するために使用するヒューム管製造装置を示す正面図。
【図６】ヒューム管製造装置の回転体（遠心型枠）とその内部に組み込むセグメントのフレーム枠の関係を模式的に示す断面図。
【図７】（ａ）はセグメントを使用する推進工法とシールド工法を併用した切換え工法の施工例を示す推進工法時の状態の縦断面図、（ｂ）は同シールド工法時の縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法で用いる遠心型枠の横断面図。
【図９】一般部に対応するリング間仕切部材の一部縦断面図。
【図１０】ホゾ断面部に対応するリング間仕切部材の一部縦断面図。
【図１１】リング同士の接合方法を示す説明図。
【図１２】リング継ぎ手の取り付け状態を示す縦断面図。
【図１３】１リング分のセグメントに対応する遠心型枠の展開図。
【図１４】セグメント間仕切部材の斜視図。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係るシールド工法用セグメントの遠心力成型方法により製造したセグメントの１パーツの斜視図。
【符号の説明】
【００７６】
１  セグメント
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ  セグメント（分割）
２  フレーム枠
３  コンクリート層
４  鉄筋
５  横桟
６  注入用金具
７  袋ナット
８  ボルト
９  切り欠き状の空間
１０  結合ピン
１１  結合孔
１２  ベース
１３  回転ロール
１４  回転体（遠心型枠）
１５  コンベア
１６  推進管（ヒューム管）
１７  フレーム枠固定用内張り
１８  掘進機
１９  シールド筒ユニット
２０  異形ジョイント
２１  推進ジャッキ
１１０  遠心型枠
１２０  リング間仕切部材
１２１  コーキング凸部
１２２  シール凸部
１２３  面取り凸部
１２４  ホゾ凸部
１３０  リング型枠
１４０  鉄筋
１５０  注入孔形成部材
１６０  シール材
１７０  コンクリート
１８０  コマ部材
１９０  雌部材
１９１  アンカー
１９２  ナット
１９３  接合筐体
１９４  バネ部材
１９５  接合部材
１９６  第１傾斜部
１９７  第２傾斜部
１９８  係合溝部
２００  雄部材
２０１  アンカー
２０２  ナット
２０３  挿入杆
２０４  接合溝部
２２０  リング間継ぎ手
２３０  セグメント間仕切部材
２３１  シール凸部
２３２  ガイド凸部
３００  １リングを構成するセグメント
３０１  セグメントパーツ
３０２  セグメントパーツ
３０３  セグメントパーツ
３０４  セグメントパーツ
３１０  ホゾ溝
３２０，３３０  コーキング溝
３４０，３５０  シール溝
３６０  ガイド溝
３７０  面取り部
３８０  グラウト材の注入孔
【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】
2008162273.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008162273.tif 000011
【図１０】
2008162273.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2008162273.tif 000014
【図１３】
2008162273.tif 000015
【図１４】
2008162273.tif 000016
【図１５】
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