(57)【要約】【課題】内面が平滑であるセグメントの形状を生かし、セグメントの使用状況に応じて、効果的にセグメントの耐久性等の性能を向上させたセグメントを提供する。【解決手段】複数を接合することにより筒状の構造体を形成するセグメントにおいて、それぞれ互いに接合する接合面Ａ、Ｂ、Ｃと、前記接合面Ａ、Ｂ、Ｃに設けられ、それぞれ互いに接合する継手部材１、２、３、４と、構造体の内周面の一部を構成する内面Ｄと、前記内面Ｄの略全体を覆う平滑な被覆部材５と、を備えていることを特徴とするセグメント。【選択図】  図１
2004346683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数を接合することにより筒状の構造体を形成するセグメントにおいて、
それぞれ互いに接合する接合面と、
前記各接合面に設けられ、それぞれ互いに接合する継手部材と、
前記構造体の内周面の一部を構成する内面と、
前記内面の略全体を覆う平滑な被覆部材と、
を備えていることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
前記被覆部材は、前記内面と接合面との交差部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
前記被覆部材は、接合する他のセグメントの被覆部材との間に目地部材を介装していること特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセグメント。
【請求項４】
前記被覆部材は、接合する他のセグメントの被覆部材と係合部材を用いて接合されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のセグメント。
【請求項５】
前記継手部材は、接合面に突起状に設けられた雄継手と、この雄継手を嵌入する穴状の雌継手であり、この雄継手と雌継手の少なくともいずれか一方には、雄継手が雌継手に嵌入すると圧縮される弾性部材を有していることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数を接合することにより構造体を形成するセグメントであって、特にシールド工法により構築されるトンネル等の大型の構造体を形成するのに好適に利用できる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２は、従来のセグメントの一例である。このセグメントは、複数を接合することにより、トンネルを形成するセグメントである。トンネルの内面を構成する内面Ｇと他のセグメントと接合する接合面Ｈとの交差部には、ボルト及びナットを挿入して接合作業ができるボルトボックス１０１が設けられており、このボルトボックス１０１には、他のセグメントと接合するボルトボックス金具１０２が設けられている。このボルトボックス金具１０２には、ボルトを挿入するボルト穴１０２ａが設けられている。また、前記内面Ｇは、表面に被覆部材１０３を有している。
【０００３】
このセグメントの接合方法は、まず、両セグメントの接合面Ｈをつき合わせて設置する。次いで、両セグメントの接合面Ｈのボルトボックス金具に設けられたボルト穴１０２ａの位置を合わせて、一方のセグメントの内側からボルトをボルト穴１０２ａに貫入して、このボルトを他方のセグメントのボルトボックス１０１まで貫通させる。そして、他方のセグメントのボルトボックス１０１からボルトをナットで締結して、両セグメントを接合する。
【０００４】
また、セグメントは、近年多種多様な用途に用いられており、使用環境に応じてセグメントの性能を向上させることが求められている。例えば、下水道トンネルのセグメントは、下水道流に含まれる硫化水素対策として耐食性が求められており、道路・鉄道トンネルにおいては、トンネル内の火災対策として耐火性、耐熱性が求められている。
【０００５】
そこで、セグメントの内面を被覆部材で覆うことにより、セグメント本体を保護し、セグメントの性能を向上させることが考えられた。しかし、従来のセグメントにおいては、セグメント内面Ｇにボルトボックス１０１が設けられているため、内面Ｇ全体を被覆部材で覆うことは難しく、セグメントを設置した後に、ボルトボックス１０１部分を蓋等で防ぎ、セグメントの保護を図る必要があった。
【０００６】
一方、トンネル等の大規模な構造体を形成するセグメントは、１枚あたりの重量が数百ｋｇから数千ｋｇと重い。そのため、ほとんどの場合は人力でセグメントを設置することは難しく、所定の組立装置を用いてセグメントを設置する。しかし、従来のセグメントにおいては、上述のボルトとナットの締結作業は、手作業により行わなければならない。
【０００７】
従って、構造体の側方や上方のセグメントを締結するときは、組立装置でセグメントを支えながら、この組立装置とセグメントの間において手作業で締結作業をしなければならない。この組立装置とセグメントの間は、狭い空間であることが多いため、例えば、作業中にセグメントと組立装置との間に挟まれる等の危険を伴うことが考えられる。
【０００８】
また、組立装置を用いて１枚のセグメントを設置する毎に、機械での作業を止めて、手作業で締結作業を行わなければならず、作業の効率はあまり良くない。そこで、本出願人は、このような問題を解決すべく、手作業による締結作業が少なく、効率良く接合することが出来るセグメントを開発した。
【０００９】
このセグメントは、互いに接合する面に継手部材を設け、互いの接合面を突き合わせて摺動させることにより接合できるセグメントであり、構造体の内面を構成するセグメントの内面には、継手部材を有しないため、セグメントの内面は平滑である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この内面が平滑であるセグメントの形状を生かし、セグメントの使用状況に応じて、効果的にセグメントの耐久性等の性能を向上させたセグメントを提供することを技術的課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、複数を接合して筒状の構造体を形成するセグメントであり、構造体の内周面を構成する平滑な内面にセグメントを保護する部材を全体にわたって設けたセグメントである。
【００１２】
ここで、構造体とは、建築物、土木建造物等であり、本発明に係るセグメントは多岐に渡って利用できるが、特に、シールド工法により建設するトンネル等の大型の構造体に好適に利用することが出来る。
【００１３】
また、トンネルを形成するセグメントの一対の接合面の形状は、通常円弧状であり、複数を接合することで円筒状となる。
【００１４】
本発明は、複数を接合することにより筒状の構造体を形成するセグメントであり、それぞれ互いに接合する接合面と、前記各接合面に設けられ、それぞれ互いに接合する継手部材と、前記構造体の内周面の一部を構成する内面と、前記内面の略全体を覆う平滑な被覆部材を備えている。
【００１５】
前記構成により、構造体の内周面は、セグメントに設けた被覆部材で全体が覆われることとなるため、セグメント本体を被覆部材で保護し、セグメント本体の劣化等を防ぐことが可能となる。
【００１６】
ここで、被覆部材について説明する。被覆部材は、内面の略全体を覆う部材であり、その材料は、セグメントの使用環境に応じて適宜に選択する。例えば、下水道トンネルは、下水道流に含まれる硫化水素等によりセグメント本体が劣化がしやすい。従って、耐食性に優れた塩化ビニル、ファイバー材を用いると良い。また、道路、鉄道トンネルでは、トンネル内火災による火災熱の伝播により、セグメントの劣化が生じやすい。そのため。耐熱性に優れた陶磁器材等の材料が好適である。尚、本発明の被覆部材はこれらに限られず、セグメントの用途、使用環境に応じた材料を用いることが望ましい。
【００１７】
さらに、この被覆部材は、通常、セグメントを施工する際に予め、内面の略全体を覆うように設け、セグメント本体と一体化させる。そのため、セグメントの設置後に、被覆部材を設置する作業を要せず、効率的にセグメントの設置作業をすることができる。
【００１８】
また、前記被覆部材は、セグメントの内面と接合面との交差部を覆っていることが望ましい。
【００１９】
前記構成により、セグメントの内面と接合面との交差部の角欠けを防ぐことができる。セグメントの角部は、セグメントの搬送中、及び、セグメントの設置作業の際に衝突等により欠けてしまうおそれがある。そのため、セグメントの内面全体と、内面と接合面との交差部を被覆部材により覆うことにより、被覆部材によりセグメント本体を保護することが可能である。さらに、コンクリート本体のひび割れ等のクラックを防止することも可能である。
【００２０】
さらに、前記被覆部材は、接合する他のセグメントの被覆部材との間に目地部材を介装していることが望ましい。
【００２１】
被覆部材の大きさ及びセグメントの接合方法によっては、被覆部材同士の間に多少の隙間が生じることある。かかる場合に、目地部材を介装することにより、隙間を埋め、セグメント本体を保護することができる。例えば、水密性、気密性が要求される構造体においては、目地部材を用いることにより効果的に被覆部材を利用することが可能である。また、目地部材は、原則として被覆部材と同じ材料を用いると良い。しかし、被覆部材と同じ部材を用いずに、被覆部材と同じ性質をもつ部材であっても良い。
【００２２】
また、前記被覆部材は、接合する他のセグメントの被覆部材と係合部材を用いて接合しても良い。
【００２３】
前記構成により、隣り合う被覆部材同士を確実に接合することができ、その締結力により、セグメントの内面を補強する役割を果たすことが可能である。セグメント本体同士の継手部材と独立して被覆部材同士を締結させることにより、被覆部材が独立してセグメントの内面を補強することが可能となる。
【００２４】
例えば、内水圧作用が生じるトンネルにおいては、被覆部材を強度のある部材とするとともに、被覆部材同士を係合部材を用いて接続することで、セグメント、及び、構造体の補強材の役割をも果たすこととなり、被覆部材を好適に利用することができる。
【００２５】
さらに、前記継手部材は、接合面に突起状に設けられた雄継手と、この雄継手を嵌入する穴状の雌継手であり、この雄継手と雌継手の少なくともいずれか一方には、雄継手が雌継手に嵌入すると圧縮される弾性部材を有していることが望ましい。
【００２６】
前記構成により、雄継手を有する接合面と、雌継手を有する接合面を突き合わせて摺動させることにより、雄継手を雌継手に嵌入することができる。また、雄継手が雌継手に嵌入すると圧縮される弾性部材の付勢力により、接合面同士を接合することができる。従って、継手部材は接合面のみに設けることで良く、内面には継手部材を設ける必要がなく、内面を平滑にすることができる。
【００２７】
さらに、雄継手と雌継手を有しない他の接合面は、嵌入することのみで締結できる継手部材を設けることにより、他の接合面の継手部材も接合面にのみ設けることができ、内面を平滑にすることができる。
【００２８】
すなわち、本発明に係るセグメントは、以上の構成に基づいているが、前記構成のみに限られず、可能な限りこれらの構成の組合せをも含んでいる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
まず、本実施の形態に係るセグメントについて説明する。本実施の形態のセグメントは、トンネルの覆工として用いられるものであり、複数接合したとき円筒を形成するよう円弧状をなす。このセグメントは、コンクリート製である。
【００３０】
ここで、本実施の形態に係るトンネルの構築方法を説明する。本実施の形態では、シールド工法を用いてトンネルを構築する。シールド工法とは、シールドという機械を地中で推進させながら、掘削作業、覆工作業を行い、トンネルを構築する工法である。この掘削作業は、シールドの先端に設けたカッターヘッドで行う。しかし、掘削しただけでは土砂が崩れてしまうので、この壁面を覆う必要がある。この掘削したトンネルの壁面を被覆するのが覆工である。この覆工に用いる機械がエレクターであり、通常シールドに取り付けて掘削後の壁面にセグメントを組み立てる。
【００３１】
（実施の形態１）
実施の形態１は、道路トンネルの構築である。道路トンネルにおいては、車両のトンネル火災対策が重要である。トンネル火災が発生すると、長期間にわたる高温加熱により、トンネル構造体が損傷、爆裂等を発生する危険性がある。そのため、道路トンネルのセグメントは、被覆部材を設けることが望ましい。この被覆部材は、セグメント本体の上昇温度を所定の温度以内に制御する性能と、車両の排気ガスに対する耐久性と、車両通行に伴う風圧、振動に対する耐久性が要求される。本実施の形態１では、耐熱性、耐久性に優れた合成樹脂を被覆部材とした。
【００３２】
ここで、道路トンネルに好適に用いることができる被覆部材について、いくつか例を挙げて説明する。まず石綿は、高い断熱性、耐熱性に加えて、吸音性を備えており、道路トンネルのセグメントに好適に用いることができる。また、陶磁器性部材は、耐火性、耐熱性に優れているため、陶磁器性タイル部材を用いても良い。
【００３３】
図１には、実施の形態１のセグメントの一部斜視図が示されている。このセグメントは、トンネルの周方向を接合する接合面を接合面Ａとしたときに、接合面Ａに継手部材としての雄継手１と雌継手２を有し、接合面Ａと垂直に交わる一方の接合面Ｂにボルト３を有し、接合面Ａと垂直に交わる他方の接合面Ｃにナット４を有し、それぞれの接合面は他のセグメントと接合する。また、トンネルの内面を構成する内面Ｄには、セグメント本体の略全体を覆う被覆部材５が設けられている。
【００３４】
被覆部材５は、セグメントを施工する際に、予め設けておく。すなわち、セグメントを施工する型枠内に被覆部材を設置してから、コンクリートを打設することで、被覆部材５と一体化したセグメントができる。
【００３５】
ここで、継手部材について詳細に説明する。接合面Ａ上の任意の位置には、雄継手１を突出させる長方形状の穴１ａと、その長手方向の両端部に丸穴１ｂが設けられている。雄継手１は、前記長方形の穴１ａから突出するＴ字部材１１と、このＴ字部材１１と接合された係合板１２と、この係合板１２を覆うカバー部材１３と、このカバー部材１３を接合面Ａの裏面Ａ２に取り付ける段付ボルト１４と、前記係合板１２と接合面Ａの裏面Ａ２との間に介装された皿ばね１５とから成る。
【００３６】
前記Ｔ字部材１１は、長手方向における断面形状が略Ｔ字形であり、上部に雌継手２と係合する傾斜面を有する頭部１１ａと、この頭部１１ａを支持する軸部１１ｂと、この軸部１１ｂの下方に形成され前記長方形状の穴１ａと係合する底部１１ｃとから構成されている。前記頭部１１ａは、軸部１１ｂに対してフランジ状である。また、Ｔ字部材１１の底部１１ｃは、係合板１２と接合している。そのため、係合板１２とＴ字部材１１は一体となっており、係合板１２と接合面Ａ２との距離をＹとし、頭部１１ａの傾斜面と接合面Ａの表面Ａ１との距離をＸとすると、ＸとＹとの関係は相対的に変動する。
【００３７】
前記カバー部材１３は、前記係合板１２全体を覆っており、接合面Ａの裏面Ａ２と接合されている。このカバー部材１３は、セグメントの内側にコンクリートを打設した際に雄継手１内にコンクリートを入り込まないようにして、雄継手１を保護するためのものである。
【００３８】
また、前記係合板１２と接合面Ａの裏面Ａ２の間には皿ばね１５が介装されている。この皿ばね１５は、係合板１２と接合板Ａの裏面Ａ２との間の距離Ｙを大きくする方向に付勢するように設けられている。すなわち、頭部１１ａの傾斜面と接合面Ａの表面Ａ１との距離Ｘについては、小さくする方向に付勢している。
【００３９】
この皿ばね１５は、ばね定数が異なる二種類のばねを直列に併設している。そのため、一方の皿ばねが弾性限に至っても、他方の皿ばねにより弾性力は維持される。また、二つの皿ばねを直列に併設していることにより、皿ばねの変位量の幅を大きくすることができる。
【００４０】
加えて、段付ボルト１４は、カバー部材１３に設けた穴と、係合板１２の丸穴と、皿ばね１５の中央部を貫通している。また、先端部は、径が小さくなっており、段差１４ａが形成されている。段付ボルト１４の先端を接合面Ａの丸穴１ｂに貫入し、先端部の段差１４ａと接合面Ａの裏面Ａ２とを突き合わせて係止している。従って、カバー部材１３は段付ボルト１４により接合面Ａに固定されており、接合面ＡとＴ字部材１１の頭部１１ａ、及び、接合面Ａと係合板１２との位置関係が変動しても、カバー部材１３と接合面Ａとの位置関係は変動しない。
【００４１】
一方、前記雌継手２は、接合面Ａと接合面Ｂとが交わる部分に設けられている。この雌継手２は、接合面Ａを他のセグメントと接合するときに、セグメント同士を当設して摺動して、接合面Ａをつき合わせた状態で、接合面Ｂから雄継手１を嵌入する穴状である。
【００４２】
この雌継手２の接合面Ｂ上の形状は、Ｔ字型の開口部であり、接合面Ａ上は、雄継手１のＴ字部材１１の軸部１１ｂを嵌入する直線の開口部である。雌継手２は、接合面Ｂから雄継手１を嵌入するため、接合面Ｂ側から一定の長さの開口部が設けられている。そして、この雌継手２内には、前記開口部を囲むようにＵ字型のくさび部材２１が設けられている。
【００４３】
前記くさび部材２１は、接合面Ｂと距離が長くなるほどその厚さは厚くなっており、傾斜面を有している。このくさび部材２１の傾斜面と、前記Ｔ字部材１１の頭部１１ａの傾斜面が係合する。
【００４４】
くさび部材２１とＴ字部材の頭部１１ａの傾斜面との嵌合が進むと、くさび部材２１との係合により、頭部１１ａと接合面Ａとの距離Ｘは大きくなる。距離Ｘが大きくなると、係合板１２と接合面Ａとの距離Ｙは小さくなり、皿ばね１５は圧縮される。そうすると、皿ばね１５は距離Ｘを小さくする方向に付勢し、頭部１１ａと接合面Ａの表面Ａ２により、雌継手２を有する接合面Ａは、雄継手１を有する接合面Ａに密着させる方向に力が加えられる。従って、雄継手１を有するセグメントと雌継手２を有するセグメントが締結される。
【００４５】
次いで、接合面Ｂには、接合しようとするセグメントに向けてボルト３が予め溶接されている。このボルト３は、棒状であり、表面には雄ねじが設けられている。また、接合面Ｃには、ボルト３を挿入するナット４が予め埋設してある。このナット４は、筒状のナット本体４１と、そのナット本体内に、ボルト３と係合する雌ねじを設けたねじピース４２と、ナット４に挿入されたボルト側に向かってねじピース４２を退出させる向きに付勢するバネ４３を有している。
【００４６】
前記ねじピース４２は、リング状のねじ部をボルト３の挿入方向に３つに分割したものであり、ナット本体４１とは傾斜面で係合している。これにより、ボルト３をナット内に挿入すると、ねじピース４２はナット本体内の傾斜面をボルト３の挿入方向に移動してボルト３から待避する。そのため、ボルト３がナット４に挿入するときは、ボルト３とねじピース４２は歯合しない。
【００４７】
しかし、ナット内に挿入されたボルト３に向かってねじピース４２を送出させる向きに付勢するバネ４３が設けられていることで、ねじピース４２がボルト３から待避すると、このねじピース４２にバネ４３の付勢力がかかる。よって、ボルト３にナット４から離脱させる方向に力が加わったときは、バネ４３の付勢力により付勢されたねじピース４２がボルト３の雄ねじとナット本体４１の間に歯合する。
【００４８】
次いで、このセグメントの接合方法を説明する。図７は、図１に示すセグメントを用いたセグメントの接合工程の概略図である。図５には、セグメント５１、５２、５３が示されている。セグメント５１は、セグメント５３と予め接合されている。そして、セグメント５２の一方の接合面をセグメント５１と、セグメント５２の他方の接合面をセグメント５３と接合する接合方法である。
【００４９】
まず、セグメント５１とセグメント５２の接合方法について説明する。セグメント５１、セグメント５２において、セグメント５１と５２をつき合わせて接合しようとする面を接合面Ａとする。セグメント５１において、接合面Ａと垂直に交わる接合面のうち、セグメント５３と接合する一方の面を接合面Ｂとして、他方の面を接合面Ｃとする。また、セグメント５２において、接合面Ａと垂直に交わる接合面のうち、セグメント５３と接合する一方の面を接合面Ｂとして、他方の接合面を接合面Ｃとする。
【００５０】
セグメント５１は、接合面Ａ上の接合面Ｂ側に雄継手１が設けられている。また、セグメント５１は、接合面Ａと接合面Ｃと交わる部分に雌継手２が設けられている。雌継手２は、接合面Ｃから雄継手１を嵌入する穴である。
【００５１】
一方、セグメント５２は、接合面Ａ上の接合面Ｃ側に雄継手１が突設されており、接合面Ａと接合面Ｂが交わる部分に雌継手２が設けられている。（工程Ａ）このセグメント５１とセグメント５２は、それぞれ雄継手１と雌継手２を有しており、二対の継手を用いて接合する。
【００５２】
また、それぞれの継手は、雄継手１を雌継手２に挿入する方向が相反しており、雄継手内に設けられた弾性部材が互いのセグメントの接合面Ａを密着させる方向に付勢するように設けられている。これにより、二対の継手内の弾性部材が付勢して、雄継手が雌継手から抜け出しにくくなり、セグメント間の締結力がより向上する。
【００５３】
まず、エレクターを用いて、セグメント５２を設置する。セグメント５１の接合面Ａとセグメント５２の接合面Ａをつき合わせる。そして、セグメント５１とセグメント５２を当設した状態で、セグメント５２をセグメント５３の方向へ摺動させる。（工程Ｂ）そして、セグメント５１の雄継手１をセグメント５２の雌継手２に嵌入して、セグメント５２の雄継手１をセグメント５１の雌継手２に嵌入する。（工程Ｃ）そして、セグメント５２を更に、セグメント５３の方へ摺動させて雄継手１と雌継手２とを嵌合する。（工程Ｄ）これにより、セグメント５１とセグメント５２は接合される。
【００５４】
また、雄継手１を雌継手２に嵌入すると、雄継手１内に設けられた皿ばね１５は圧縮され、セグメント５１とセグメント５２とを密着させる方向に付勢する。このようにして、セグメント５１とセグメント５２は接合される。
【００５５】
次いで、セグメント５２とセグメント５３の接合について説明する。セグメント５２の接合面Ｂにはボルト３が突設してあり、セグメント５２と接合するセグメント５３の接合面には、ナット４が埋設してある。
【００５６】
前記セグメント５１とセグメント５２との接合は、セグメント５２の接合面Ａを、セグメント５１に当設し、セグメント５２をセグメント５３の方向に摺動させる。その際に、セグメント５２の接合面Ｂに設けたボルト３が、セグメント５３に設けたナット４に挿入される。
【００５７】
前述のようにボルト３をナット４に挿入することで、ボルト３とナット４は歯合するため、セグメント５２において、セグメント５１と接合すると同時に、セグメント５３も係合することが出来る。
【００５８】
このような継手部材を用いることで、セグメントの内面は平滑な形態とすることができる。尚、本実施の形態では、上述の継手部材を用いたが、本発明の継手部材はこれに限られず、接合面に設けることができる継手部材で、セグメントの内面を平滑な形態とすることができる継手部材であれば良く、他の構成の継手部材としても良い。
【００５９】
こうして、セグメント同士を接合することで、セグメントの設けられた被覆部材５同士も隣接し、トンネル内面を一体化して覆い保護することができる。また、実施の形態１は、道路トンネルであり、気密性、水密性は特に考慮する必要性がないため、セグメント間の目地処理は行っていない。しかし、必要に応じ、目地部分に接着剤を貼ったり、充填部材を充填する等の目地処理を行っても良い。
【００６０】
（実施の形態２）
実施の形態２は、下水道トンネルの構築である。下水道トンネルにおいては、下水道流に含まれる硫化水素等の化学物質対策が重要である。下水道流に含まれる硫化水素は、硫黄酸化細菌によって硫酸に酸化され、コンクリートを著しく腐食させる。施工直後のコンクリート表面は、ｐＨ＝１２〜１３の強アルカリであるため硫黄酸化細菌は生息できないが、二酸化炭素によりコンクリートの中性化が進行すると、硫黄酸化細菌が活動し、硫化水素を硫酸に変化させる。硫酸は、コンクリート中のセメント成分と反応し、エトリンガイトという膨張性の鉱物生じ、更に生成された硫酸によりエトリンガイトは二水石膏に変化する。このようにして、硫化水素によりコンクリートが腐食する。
【００６１】
従って、下水道トンネルのセグメントは、耐酸性、耐食性に優れた被覆部材を設けることが望ましい。下水道トンネルに適した被覆部材としては、塩化ビニル、ファイバー材を材料とした部材が挙げられる。本実施の形態２では、塩化ビニルの重合であり比較的高強度を得られる硬質塩化ビニル樹脂を材料とした被覆部材を用いた。
【００６２】
実施の形態２のセグメントは、実施の形態１のセグメントの被覆部材の形状を変えたものであり、被覆部材が内面Ｄと内面Ｄと接合面Ａ、Ｂ、Ｃの交差部を覆っている。雄継手、雌継手の形状、及び、他の接合面のボルトとナットは同様であり、このセグメントの接合方法も同様であるため、継手部材、接合方法の説明は省略する。
【００６３】
図９には、本実施の形態２に係るセグメントの断面図が示されている。被覆部材５は、セグメントの内面Ｄと、内面Ｄと接合面Ａ、Ｂ、Ｃとの交差部１０ａを覆っている。これにより、セグメント本体１０の角部１０ａの角欠けを防止できるとともに、コンクリート本体のひび割れ等のクラックを防止することが可能である。
【００６４】
また、下水道トンネルにおいては、セグメント間に隙間があると、この隙間から硫化水素がセグメント本体のコンクリートに接触し、コンクリートの腐食を起こさせる要因となる。そのため、セグメントを設置後、被覆部材５間を目地部材で塞ぐことが望ましい。本実施の形態２では、セグメント設置後、被覆部材５間にグラウト材を充填した。これによりトンネル内の気密性が保たれ、セグメント本体を効果的に保護することができた。
【００６５】
（実施の形態３）
実施の形態３は、導水路トンネルの構築である。一般的に、大都市圏における地下河川や、都市近傍の河川を連絡する導水路トンネルは、通常のシールドトンネルと異なり、一時的または恒久的にトンネルに内水圧が作用する。そのため、覆工に作用する荷重状態が通常のトンネルとは異なり、永久構造物としての信頼性と耐久性が求められる。従って、導水路トンネルのセグメントは、優れた耐久性を有すると共に、ある程度の強度を有する被覆部材を設けることが望ましい。本実施の形態３では、導水路トンネルのセグメントに防食のために亜鉛メッキを表面に施した炭素鋼等を被覆した部材を用いた。
【００６６】
実施の形態３のセグメントは、実施の形態１のセグメントの被覆部材の形状を変えたものであり、雄継手、雌継手の形状、及び、他の接合面のボルトとナットは実施の形態１、２同様であり、このセグメントの接合方法も同様であるため、継手部材、接合方法の説明は省略する。
【００６７】
本実施の形態３の被覆部材５は、接合面Ａ、Ｂ、Ｃに隣り合う被覆部材と接合する係合部材を設けた。図１０は、被覆部材の接合部分の拡大図であり、一方の被覆部材の接合面に凸部５ａを設け、他方の被覆部材の接合面に凸部５ａが嵌入される凹部５ｂを設けた。
【００６８】
一方の凸部５ａを他方の凹部５ｂに嵌入することで、被覆部材５同士を接続することができる。そのため、いずれの接合面においても用いることができる。また、接合面Ａは、上述のように、接合面同士を突き合わせ、摺動させることで接合するため、図１１に示す構成としても良い。一方の被覆部材の接合面に爪部５ｃを設け、他方の被覆部材の接合面に噛み合う爪部５ｄを設ける。しかし、接合面Ｂ、Ｃにおいては、ボルト３をナット４に嵌入することによりセグメント同士を接合する構造であるため、被覆部材５間の接合においても嵌入することにより接合できる構造にしなければならない。
【００６９】
このように、被覆部材同士を接合することで、被覆部材５が一体化し、セグメントの保護だけでなく、トンネルの補強材としての役割も果たすことができ、被覆部材を好適に利用することができる。
【００７０】
加えて、いずれの接合面においても、セグメント設置後、溶接等により被覆部材５間を接合することにより、係合部材を設けた場合と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
尚、本実施の形態３は、導水路トンネルのセグメントであるが、内水圧が作用する上下水道トンネル、貯留トンネル等でも効果的に用いることができる技術である。
【００７２】
【発明の効果】
以上のように本発明のセグメントは、セグメントの使用状況に応じた被覆部材を内面に設けているため、耐久性等の性能が向上する。また、被覆部材は予めセグメントに設けているので、二次覆工を必要とせず、効率的にセグメントを設置することができる。
【００７３】
また、被覆部材間に目地部材を設けることで、より効果的にセグメント本体を保護することが可能である。さらに、被覆部材に強度を保たせるとともに、被覆部材間を接続することで、被覆部材を保護部材としてのみらなず、補強材としても好適に利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係るセグメントの一部斜視図である。
【図２】実施の形態１に係るセグメントの雄継手と雌継手のＸ１−Ｘ２、Ｙ１−Ｙ２断面図である。
【図３】実施の形態１に係るセグメントの雄継手と雌継手のＺ１−Ｚ２断面図である。
【図４】実施の形態１に係るセグメントの雄継手のＰ１−Ｐ２断面図である。
【図５】実施の形態１に係るセグメントの雄継手のＱ１−Ｑ２断面図である。
【図６】実施の形態１に係るセグメントのボルトとナットの概略図である。
【図７】実施の形態１に係るセグメントの接合工程の概略図である。
【図８】実施の形態１に係るセグメントの接合面Ａの側面図である。
【図９】実施の形態２に係るセグメントの断面図である。
【図１０】実施の形態３に係るセグメントの被覆部材間の接合図である。
【図１１】実施の形態３に係るセグメントの被覆部材間の接合図である。
【図１２】従来のセグメントの一例の概略図である。
【符号の説明】
１  雄継手
２  雌継手
３  ボルト
４  ナット
５  被覆部材
１０  セグメント
１１  Ｔ字部材
１２  係合板
１３  カバー部材
１４  段付ボルト
１５  皿ばね
２１  くさび部材
４１  ナット本体
４２  ねじピース
４３  バネ
５１  セグメント
５２  セグメント
５３  セグメント
【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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