(57)【要約】【課題】シールドトンネルに対する支持金具などの被固定体の着脱作業を極めて容易に行うことのできる固定用金具およびその固定用金具により固定されて好適な支持金具を提供する。【解決手段】固定用金具７は、ねじジャッキ機構を備える張出・引込支柱１０の一端部に、支持金具６を凹部４の前側の壁部４ａに押し付ける押付力を付与する押付部材１１を設け、同張出・引込支柱１０の他端部に、前記押付力を付与するための反力を凹部４の後側の壁部４ｂから受け取る反力受部材１２を設けてなるものとする。一方、前記支持金具６は、凹部４の前側の壁部４ａに係合する第１の係合面２１および押付部材１１に係合する第２の係合面２２が表裏一体に形成されてなる取付部２３と、この取付部２３に連設され、かつ被支持体５を支持する支持手段（２５〜２７）が設けられるベース部２４とを有してなるものとする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のセグメントが締結部材により結合されてなるシールドトンネルの内周面においてその締結部材の着脱に必要な空間を確保するために設けられた凹部に被固定体を固定する固定用金具であって、
張出・引込機構を備える主体部を有し、この主体部の張出方向の一端部に、前記被固定体を前記凹部の一側の壁部に押し付ける押付力を付与する押付部材を設けるとともに、前記主体部の張出方向の他端部に、前記押付力を付与するための反力を前記凹部の他側の壁部から受け取る反力受部材を設けることを特徴とする固定用金具。
【請求項２】
前記押付部材および反力受部材の少なくとも一方は、前記主体部に対して傾動可能に装着されている請求項１に記載の固定用金具。
【請求項３】
前記押付部材および反力受部材の少なくとも一方には、前記凹部内に突出されている前記締結部材を受け入れ可能な空間が形成される請求項１または２に記載の固定用金具。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の固定用金具により固定される支持金具であって、
前記凹部の一側の壁部に係合する第１の係合面および前記押付部材に係合する第２の係合面が表裏一体に形成されてなる取付部と、この取付部に連設され、かつ被支持体を支持する支持手段が設けられるベース部とを有することを特徴とする支持金具。
【請求項５】
前記取付部には、前記凹部内に突出されている前記締結部材を受け入れ可能な開口部が形成される請求項４に記載の支持金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のセグメントが締結部材により結合されてなるシールドトンネルに、支持金具などの被固定体を固定する固定用金具およびその固定金具により固定されて好適な支持金具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のトンネル建設では、複雑な地層の掘削や工事条件の制約が多くなっていることから、機械掘りシールド（シールドマシン）によるシールド工法が採用されることが多い。この工法においては、シールドマシンの１ストローク分の掘進後に、１リング分のセグメントをエレクタにより円環に組み立てて、既に完成している先行円環にボルト締結によって結合するといった動作を繰り返すことにより、シールドトンネルを構築するようにされている。このようにして構築されるシールドトンネル内には、水や油の輸送に供する配管や、電力の供給に供する配線等が、シールドトンネルの内壁面に所要ピッチで適当な高さ位置に配設されている支持金具によって支持されている。
【０００３】
従来、前記支持金具のシールドトンネルへの取付手段として、例えば図４（ａ）にて示されるような、隣接するセグメント１０１，１０２が、通しボルト１０３に対するナット１０４の締め付けにより結合されている場合に適用される取付手段（Ａ）では、配管１０５を支持する支持金具１０６の基端部に形成された二又形状の取付部１０６ａを、それら通しボルト１０３およびナット１０４に対応するように各セグメント１０１，１０２に設けられたそれぞれの凹部１０７，１０８内に配し、その二又形状の取付部１０６ａをその通しボルト１０３とナット１０４にて共締めすることで両セグメント１０１，１０２に締着するようにされている。一方、例えば同図（ｂ）にて示されるような、隣接するセグメント１１１，１１２が一方のセグメント１１２に埋め込まれているナット１１３に対するねじ込みボルト１１４の締め付けにより結合されている場合に適用される取付手段（Ｂ）では、片持ち構造の支持金具１１６の取付部１１６ａを、そのねじ込みボルト１１４に対応するように他方のセグメント１１１に設けられた凹部１１７内に配し、ねじ込みボルト１１４にて共締めすることで他方のセグメント１１１に締着するようにされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４（ａ）にて示される前記取付手段（Ａ）では、支持金具１０６の取り付け・取り外しの際には通しボルト１０３とナット１０４の着脱作業を行わなければならず、加えて支持金具１０６の撤去後には通しボルト１０３とナット１０４の本締め作業を再度行わなければならないため、非常に面倒であり、多くの時間と労力を必要とするという問題点がある。また、同図（ｂ）にて示される前記取付手段（Ｂ）も同様に、支持金具１１６の取り付け・取り外しの際のねじ込みボルト１１４の着脱作業、並びに支持金具１１６の撤去後のねじ込みボルト１１４の本締め作業が必要であるために、前記取付手段（Ａ）と同様の問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、シールドトンネルに対する支持金具などの被固定体の着脱作業を極めて容易に行うことのできる固定用金具およびその固定用金具により固定されて好適な被固定体としての支持金具を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、第１発明による固定用金具は、
多数のセグメントが締結部材により結合されてなるシールドトンネルの内周面においてその締結部材の着脱に必要な空間を確保するために設けられた凹部に被固定体を固定する固定用金具であって、
張出・引込機構を備える主体部を有し、この主体部の張出方向の一端部に、前記被固定体を前記凹部の一側の壁部に押し付ける押付力を付与する押付部材を設けるとともに、前記主体部の張出方向の他端部に、前記押付力を付与するための反力を前記凹部の他側の壁部から受け取る反力受部材を設けることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明においては、シールドトンネルに対して被固定体を固定する際に、前記凹部内に本発明に係る固定用金具が配されるとともに、この固定用金具の押付部材と前記凹部の一側の壁部との間に被固定体が配される。そして、固定用金具の主体部に具備される張出・引込機構の張出操作にて固定用金具を凹部内で突っ張らせると、被固定体が凹部の一側の壁部に圧着されて固定される。一方、張出・引込機構の引込操作にて前記突っ張り状態を解除することで、被固定体がフリーにされる。本発明によれば、固定用金具の主体部に具備される張出・引込機構の操作にて被固定体の着脱を極めて容易に行うことができるので、例えば被固定体が配管・配線等を支持する支持金具である場合、工事施工時の配管・配線作業および工事終了後の撤去作業を容易かつ迅速に行うことができ、作業者の労力を著しく軽減することができる。なお、前記張出・引込機構の具体例としては、ねじジャッキ機構や、ラック駆動ジャッキ機構、油圧ジャッキ機構等が挙げられ、特にねじジャッキ機構は、安価かつシンプルな構造であるから適用されて好適である。
【０００８】
第１発明において、前記押付部材および反力受部材の少なくとも一方は、前記主体部に対して傾動可能に装着されているのが好ましい（第２発明）。このようにすれば、凹部の壁部に勾配が付されていたとしても、良好に着座させることが可能になる。
【０００９】
第１発明または第２発明において、前記押付部材および反力受部材の少なくとも一方には、前記凹部内に突出されている前記締結部材を受け入れ可能な空間が形成されるのが好ましい（第３発明）。このようにすれば、凹部の一側の壁部から締結部材が突出されていたとしても、その締結部材をかわして着座面を確保することができる。
【００１０】
次に、第４発明による支持金具は、
第１発明乃至第３発明に係る固定用金具により固定される支持金具であって、前記凹部の一側の壁部に係合する第１の係合面および前記押付部材に係合する第２の係合面が表裏一体に形成されてなる取付部と、この取付部に連設され、かつ被支持体を支持する支持手段が設けられるベース部とを有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明によれば、前記凹部内に第１発明乃至第３発明に係る固定用金具が配されるとともに、この固定用金具の押付部材と前記凹部の一側の壁部との間に当該支持金具の取付部が配された状態でその固定用金具を突っ張らせると、その取付部がその凹部の一側の壁部に圧着固定されるので、その取付部に連設されたベース部に設けられる支持手段により被支持体を支持することが可能になる。
【００１２】
第４発明において、前記取付部には、前記凹部内に突出されている前記締結部材を受け入れ可能な開口部が形成されるのが好ましい（第５発明）。このようにすれば、凹部の一側の壁部から前記締結部材が突出されていたとしても、その一側の壁部に対し前記取付部を良好に着座させることが可能になる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による固定用金具およびその固定用金具により固定される支持金具の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係る固定用金具およびその固定用金具により固定される支持金具の使用態様を表わす図が示されている。また、図２には、固定用金具の構造説明図で、正面図（ａ）、右側面図（ｂ）および左側面図（ｃ）がそれぞれ示されている。また、図３には、支持金具の構造説明図で、正面図（ａ）、左側面図（ｂ）および（ｂ）におけるＡ矢視図（ｃ）がそれぞれ示されている。
【００１５】
図１に示されるシールドトンネル１は、図示省略される機械掘りシールド（シールドマシン）の１ストローク分の掘進後に、１リング分のセグメントをエレクタにより円環に組み立てて、既に完成している先行円環にねじ込みボルト（締結部材）による締結により結合するといった動作を繰り返すことによって構築されている。ここで、使用されるセグメントは、二次覆工の省略のために当該シールドトンネル１の内側に配される側の面肌が滑らかに仕上げられた鉄筋コンクリート製のもの（いわゆる二重巻きセグメント）である。
【００１６】
前記シールドトンネル１の内周面には、隣接するセグメントの結合に供するねじ込みボルトの着脱に必要な空間を確保するために、各ねじ込みボルトに対応させて凹部が設けられている。なお、各ねじ込みボルトと螺合するナット（図示要略）は、隣接するセグメントにおける一方のセグメントに埋め込まれている。また、各凹部は、製造上不可避的に付される抜き勾配を有しており、例えば、前後方向に隣接するセグメント２，３のうちの後段側のセグメント３に形成されている凹部４では、その前側の壁部４ａが垂直面であるのに対し、その前側の壁部４ａに対向する後側の壁部４ｂは傾斜面にされている。
【００１７】
また、前記シールドトンネル１の内部には、水や油の輸送に供する配管５が、シールドトンネル１の内壁面に所要ピッチで適当な高さ位置に配設される支持金具６により支持されている。この支持金具６は、前述した後段側のセグメント３に形成されている凹部４の前側の壁部４ａに、固定用金具７によって固定されている。なお、この支持金具６が、本発明の「被固定体」に相当する。
【００１８】
前記固定用金具７は、ねじジャッキ機構（本発明の「張出・引込機構」に相当）を備える張出・引込支柱（本発明の「主体部」に相当）１０を有している。この張出・引込支柱１０の張出方向の一端部には、前記支持金具６を前記凹部４の前側（一側）の壁部４ａに押し付ける押付力を付与する押付部材１１が設けられている。また、この張出・引込支柱１０の張出方向の他端部には、前記押付力を付与するための反力を前記凹部４の後側（他側）の壁部４ｂから受け取る反力受部材１２が設けられている。
【００１９】
前記張出・引込支柱１０は、図２に示されるように、円筒状部材１３の一端および他端にそれぞれ左ねじナット１４および右ねじナット１５が同心で溶接固着されてなるグリップ部１６と、前記左ねじナット１４に螺合する左ねじロッド１７と、前記右ねじナット１５に螺合する右ねじロッド１８とを備え、左ねじロッド１７および右ねじロッド１８のそれぞれに対して、グリップ部１６を図２（ａ）中記号Ａで示される方向に回転させると、それらロッド１７，１８がグリップ部１６から押し出されるとともに、同グリップ部１６を図２（ａ）中記号Ｂで示される方向に回転させると、それらロッド１７，１８がグリップ部１６に引き込まれるように構成されている。
【００２０】
前記左ねじロッド１７の一端部には、前記押付部材１１が溶接により固着されている。ここで、押付部材１１は、前後方向に隣接するセグメント２，３を締結するねじ込みボルト１９における、凹部４内に突出されている頭部１９ａを受け入れ可能なカップ形状にされている。こうして、セグメント締結用のねじ込みボルト１９の頭部１９ａをかわして着座面を確保するようにされている。なお、このカップ形状にされた押付部材１１内の空間１１ａが、本発明にける「締結部材を受け入れ可能な空間」に相当する。
【００２１】
前記右ねじロッド１８の他端部には、皿形形状の前記反力受部材１２が取り付けられている。この反力受部材１２は、右ねじロッド１８の他端部への当該反力受部材１２の組み付けの後にその先端部をつぶすことによって形成される軸頸１８ａに対して自由度を持たせて装着されている。こうして、反力受部材１２の端面（座面）を張出・引込支柱１０の軸線に対して傾動可能にすることで、反力受部材１２の座面を、前記凹部４の後側の壁部４ｂに付された勾配に対応させて良好に着座させ得るようにされている。
【００２２】
前記支持金具６は、図３に示されるように、前記凹部４の前側の壁部４ａに係合する第１の係合面２１および前記押付部材１１に係合する第２の係合面２２が表裏一体に形成されてなる板状の取付部２３と、この取付部２３に一体でその取付部２３の基端部に直角に配される板状のベース部２４と、このベース部２４上に設けられるヒンジ部２５と、このヒンジ部２５により吊り下げ支持される揺動杆２６と、この揺動杆２６の略中央部分に固着されて配管５を掛け止めるフック２７を備えて構成されている。
【００２３】
ここで、前記取付部２３においては、セグメント締結用のねじ込みボルト１９の頭部１９ａをかわすための開口部として丸孔２８が形成されるとともに、前記凹部４の底壁部との干渉を避けるための面取りが各コーナ部に施されている（図３中記号Ｒで示される部分）。また、前記ベース部２４の上端部２４ａおよび下端部２４ｂはそれぞれ、シールドトンネル１の内周壁に対する角当りを防止するために、そのシールドトンネル１の中心方向にやや折り曲げられている。また、前記ヒンジ部２５は、前記揺動杆２６の枢支軸として機能する通しボルト２９と、この通しボルト２９のねじ軸端部に螺合されて抜け止め部材として機能する蝶ナット３０と、前記ベース部２４上に所要間隔を存して溶接固着されて前記通しボルト２９を支持する一対のナット３１，３１を備えて構成されている。また、前記揺動杆２６の下端部には、図示省略される増設用掛止部材が接続される接続口２６ａが形成されている。なお、この増設用掛止部材は、前記接続口２６ａに係止される係止部および前記接続口２６ａと同様の接続口がそれぞれ上端部および下端部に形成されてなる支持杆に前記フック２７と同様のフックが溶接固着されてなるものであって、配管５や配線の設置本数に応じて、当該増設用掛止部材に別体の増設用掛止部材が継ぎ足されるようにされている。なお、配管５が、本発明の「被支持体」に相当し、ヒンジ部２５、揺動杆２６およびフック２７を含む構成が本発明の「支持手段」に相当する。
【００２４】
次に、固定用金具７による支持金具６のシールドトンネル１への取付作業およびその取外作業について図１および図２を参照しつつ説明する。
【００２５】
シールドトンネル１に支持金具６を取り付ける際には、図１に示されるように、凹部４内に固定用金具７を配するとともに、この固定用金具７の押付部材１１と凹部４の前側の壁部４ａとの間に支持金具６の取付部２３を配する。そして、固定用金具７におけるグリップ部１６を例えばパイプレンチ（またはスパナ）を用いて図２（ａ）中記号Ａで示される方向に回転することで張出・引込支柱１０を張り出して、固定用金具７を凹部４内で突っ張らせる。これにより、支持金具６の取付部２３が凹部４の前側の壁部４ａに圧着固定され、シールドトンネル１に支持金具６が固定される。
【００２６】
このようしてシールドトンネル１に取り付けられた支持金具６を取り外す際には、グリップ部１６を例えばパイプレンチ（またはスパナ）を用いて図２（ａ）中記号Ｂで示される方向に回転することで張出・引込支柱１０を引き込んで、固定用金具７の突っ張り状態を解除する。これにより、支持金具６の取付部２３がフリーにされ、シールドトンネル１から支持金具６が取り外される。
【００２７】
本実施形態によれば、固定用金具７における張出・引込支柱１０の張出・引込操作にてシールドトンネル１に対する支持金具６の着脱を極めて容易に行うことができるので、工事施工時の配管作業および工事終了後の撤去作業を容易かつ迅速に行うことができ、作業者の労力を著しく軽減することができる。
【００２８】
なお、本実施形態においては、固定用金具７によりシールドトンネル１に固定される被固定体として支持金具６を例にして説明したが、これに限定されるものではない。
【００２９】
また、本実施形態においては、支持金具６における取付部２３を圧着固定する壁部として、凹部４の前側の壁部４ａを採用する例を示したが、これに限定されず、本発明の主旨に沿えば、凹部４の後側の壁部４ｂ、上側の壁部、および下側の壁部のそれぞれに対して取付部２３を圧着固定することも可能である。なお、この際、選択する壁部に応じて、支持金具６の構造や形状の若干の変更を要するのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る固定用金具およびその固定用金具により固定される支持金具の使用態様を表わす図である。
【図２】図２は、固定用金具の構造説明図で、正面図（ａ）、右側面図（ｂ）および左側面図（ｃ）である。
【図３】図３は、支持金具の構造説明図で、正面図（ａ）、左側面図（ｂ）および（ｂ）におけるＰ矢視図（ｃ）である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は、従来の取付手段を説明する図である。
【符号の説明】
１                  シールドトンネル
２，３              セグメント
４                  凹部
４ａ                壁部（凹部の前側（一側））
４ｂ                壁部（凹部の後側（他側））
５                  配管（被支持体）
６                  支持金具（被固定体）
７                  固定用金具
１０                張出・引込支柱（主体部）
１１                押付部材
１１ａ              空間
１２                反力受部材
１９                ねじ込みボルト（締結部材）
２１                第１の係合面
２２                第２の係合面
２３                取付部
２４                ベース部
２５                ヒンジ部（支持手段）
２６                揺動杆（支持手段）
２７                フック（支持手段）
【図１】
2004263522.tif 000003
【図２】
2004263522.tif 000004
【図３】
2004263522.tif 000005
【図４】
2004263522.tif 000006