(57)【要約】【課題】隣接するセグメント同士の連結を容易にすることにより、工期を短縮し、施工費を安く抑える。【解決手段】トンネルの内面に複数設けられて、トンネルの壁部を構築するセグメントであって、隣接する一方のセグメント１の端面に設けられる一方の噛合部５と、隣接する他方のセグメント９の端面に設けられるとともに、一方の噛合部５と噛み合い係合可能な他方の噛合部１３とからなる継手１７を備える。一方の噛合５部は、凸部６と凸部６に連続する凹部７とからなり、他方の噛合部１３は、一方の噛合部５の凸部６と係合可能な凹部１５と、凹部１５に連続するとともに、一方の噛合部５の凹部７と係合可能な凸部１４とからなる。各セグメント１、９の凸部６、１４と凹部７、１５との境界部８、１６は、凹部７、１５の先端が凸部６、１４の先端よりも内方に食い込むクサビ形状に形成される。【選択図】        図１
2004190258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内面に複数設けられて、トンネルの壁部を構築するセグメントであって、隣接する一方のセグメントの端面に設けられる一方の噛合部と、隣接する他方のセグメントの端面に設けられるとともに、前記一方の噛合部と噛み合い係合可能な他方の噛合部とからなる継手を備え、前記一方の噛合部は、他方のセグメントの方向に突出する凸部と、該凸部に連続するとともに、他方のセグメントから離れる方向に凹む凹部とからなり、前記他方の噛合部は、一方のセグメントから離れる方向に凹む前記凸部と係合可能な凹部と、該凹部に連続するとともに、一方のセグメントの方向に突出する前記凹部と係合可能な凸部とからなり、前記各セグメントの凸部と凹部との境界部を、それぞれ凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む形状に形成したことを特徴とするセグメント。
【請求項２】
請求項１に記載のセグメントであって、前記一方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込むクサビ形状に形成し、前記他方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部先端よりも内方に食い込む前記境界部と係合可能なクサビ形状に形成したことを特徴とするセグメント継手。
【請求項３】
請求項１に記載のセグメントであって、前記一方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む湾曲形状に形成し、前記他方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む前記境界部と係合可能な湾曲形状に形成したことを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの内面に複数設けられてトンネルの内面に壁部を構築するセグメントに関し、特に、周方向に隣接するセグメント同士を連結する継手を備えたセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シールド工法により地下鉄等のトンネルを構築する場合、シールド掘削機により掘削した部分の内面に複数のセグメント（スチール型セグメント、中詰コンクリート型セグメント、コンクリート型セグメント等）を設け、掘削した部分の内面を被覆して補強する覆工が行われている。
【０００３】
すなわち、シールド掘削機により地山を掘削し、掘削した部分の内面の同一周上に複数のセグメントを連続して設け、周方向に隣接するセグメントの端面間を継手を介して互いに連結し、同一周上にリング状のセグメントリング体を構築する。そして、このようなセグメントリング体を掘削方向に連続して設け、掘削方向に隣接するセグメント間を継手を介して互いに連結する。
【０００４】
そして、このようなことをトンネルの内面の全体に渡って行うことにより、トンネルの内面の全体を複数のセグメントにより被覆して補強することができるものである。
【０００５】
ところで、上記のようなトンネルの補強に使用されるセグメントにあっては、長手方向の端面及び幅方向の端面にそれぞれ鋼製の板を設け、その鋼製の板にネジ挿通用の孔を設け、周方向及び掘削方向に隣接するセグメントの鋼製の板のネジ挿通用の孔間にボルトを挿通させ、そのボルトにナットを締め付けることにより、周方向及び掘削方向に隣接するセグメント間を一体に連結している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３０５５９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、周方向及び掘削方向に隣接するセグメント間をボルトとナットとによって連結する方法では、ネジ挿通用の孔の位置決め、ボルトとナットとの締結作業等に非常に手間がかかるため、作業効率が悪く、工期が長期化し、施工費が高くついてしまう。
【０００８】
本発明は、前記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、作業効率が良く、工期を短縮することができて、施工費を安く抑えることができるセグメントを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項１に係る発明は、トンネルの内面に複数設けられて、トンネルの壁部を構築するセグメントであって、隣接する一方のセグメントの端面に設けられる一方の噛合部と、隣接する他方のセグメントの端面に設けられるとともに、前記一方の噛合部と噛み合い係合可能な他方の噛合部とからなる継手を備え、前記一方の噛合部は、他方のセグメントの方向に突出する凸部と、該凸部に連続するとともに、他方のセグメントから離れる方向に凹む凹部とからなり、前記他方の噛合部は、一方のセグメントから離れる方向に凹む前記凸部と係合可能な凹部と、該凹部に連続するとともに、一方のセグメントの方向に突出する前記凹部と係合可能な凸部とからなり、前記各セグメントの凸部と凹部との境界部を、それぞれ凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む形状に形成したことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、一方のセグメントの一方の噛合部の凸部及び凹部と、他方のセグメントの他方の噛合部の凹部及び凸部とを相互に係合させることにより、隣接する一方のセグメントと他方のセグメントとが一体に連結される。この場合、一方の噛合部の凸部と凹部との境界部と、他方の噛合部の凸部と凹部との境界部とが相互に係合することにより、両セグメントが離れる方向への力に対する抗力を付与することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のセグメントであって、前記一方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込むクサビ形状に形成し、前記他方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部先端よりも内方に食い込む前記境界部と係合可能なクサビ形状に形成したことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、一方の噛合部の凸部と凹部とのクサビ形状の境界部と、他方の噛合部の凸部と凹部とのクサビ形状の境界部とが相互に係合することにより、両セグメントが離れる方向への力に対する抗力を付与することができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のセグメントであって、前記一方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む湾曲形状に形成し、前記他方の噛合部の凸部と凹部との境界部を、凹部の先端が凸部の先端よりも内方に食い込む前記境界部と係合可能な湾曲形状に形成したことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、一方の噛合部の凸部と凹部との湾曲形状の境界部と、他方の噛合部の凸部と凹部との湾曲形状の境界部とが相互に係合することにより、両セグメントが離れる方向への力に対する抗力を付与することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４には、本発明によるセグメントの第１の実施の形態が示されていて、このセグメント１、９は、円弧板状をなすコンクリート型セグメントであって、地下鉄等のトンネルの内面に同一周上に複数連続して設けてリング状のセグメントリング体を構成し、このセグメントリング体をトンネルの掘削方向に連続して設けることにより、トンネルの内面の全体を被覆して補強するものである。
【００１３】
セグメントリング体を構成する周方向に隣接するセグメント１、９同士は、周方向に隣接する一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２に設けられる一方の噛合部５と、他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０に設けられるとともに、一方の噛合部５と係合可能な他方の噛合部１３とからなる継手１７によって一体に連結されるようになっている。
【００１４】
すなわち、一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２に設けられる一方の噛合部５は、他方のセグメント９の方向に突出する凸部６と、凸部６に連続するとともに、他方のセグメント９から離れる方向に凹む凹部７とを備えている。
【００１５】
凸部６は、一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２に、一方のセグメント１の幅方向の一方の端面３から他方の端面４に向かってほぼ中央部まで延出するように設けられるものであって、先端から根元に向かって順次厚みが厚くなる断面略台形状に形成されるようになっている。
【００１６】
凹部７は、一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２に、一方のセグメント１の幅方向の他方の端面４から一方の端面３に向かってほぼ中央部まで延出するように設けられるものであって、開口部から底部に向かって順次幅狭となる断面略台形状に形成されるようになっている。
【００１７】
凸部６と凹部７との境界部８は、凹部７の先端が凸部６よりも内方に食い込む形状に形成されるようになっている。すなわち、先端から根元にかけて順次凸部６の内方に食い込むクサビ形状に形成されるようになっている。
【００１８】
他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０に設けられる他方の噛合部１３は、一方のセグメント１から離れる方向に凹む一方のセグメント１の凸部６と係合可能な凹部１５と、凹部１５に連続する一方のセグメント１の方向に突出する一方のセグメント１の凹部７と係合可能な凸１４部とを備えている。
【００１９】
凹部１５は、他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０に、他方のセグメント９の幅方向の一方の端面１１から他方の端面１２に向かってほぼ中央部まで延出するように設けられるものであって、開口部から底部に向かって順次幅狭となる断面略台形状に形成されるようになっている。
【００２０】
凸部１４は、他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０に、他方のセグメント９の幅方向の他方の端面１２から一方の端面１１に向かってほぼ中央部まで延出するように設けられるものであって、先端から根元に向かって厚みが順次厚くなる断面略台形状に形成されるようになっている。
【００２１】
凹部１５と凸部１４との境界部１６は、凹部１５の先端が凸部１４の内方に食い込む形状に形成されるようになっている。すなわち、先端から根元にかけて順次凸部１４の内方に食い込む一方の噛合部５の境界部８と係合可能なクサビ形状に形成されるようになっている。
【００２２】
そして、上記のように構成した一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２と、他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０とを接触させて、一方の噛合部５の凸部６と他方の噛合部１３の凹部１５とを相互に係合させ、一方の噛合部５の凹部７と他方の噛合部１３の凸部１４とを相互に係合させ、一方の噛合部５の境界部８と他方の噛合部１３の境界部１６とを相互に係合させることで、周方向に隣接するセグメント１、９同士を一体に連結することができるものである。
【００２３】
そして、上記のような方法で周方向にセグメント１、９……を順次連結することで、同一周上に複数のセグメント１、９……からなるリング状のセグメントリング体を構築することができる。そして、このような構成のセグメントリング体をトンネルの掘削方向に順次構築し、隣接するセグメントリング体間を一体に連結することで、トンネルの内面の全体に複数のセグメント１、９……によって被覆して補強することができるものである。
【００２４】
上記のように構成したこの実施の形態によるセグメント１、９にあっては、周方向に隣接する一方のセグメント１に一方の噛合部５を設け、他方のセグメント９に他方の噛合部１３を設けて、一方の噛合部５の凸部６及び凹部７と他方の噛合部１３の凹部１５及び凸部１４とを相互に係合させることで、周方向に隣接するセグメント１、９同士を一体に連結することができるので、周方向に隣接するセグメント１、９同士の連結が容易となり、作業効率が向上し、工期を短縮でき、施工費を安く抑えることができることになる。
【００２５】
また、一方の噛合部５の境界部８は、先端から根元に向かって順次凸部６の内方に食い込むクサビ形状に形成され、他方の噛合部１３の境界部１６は、先端から根元に向かって順次凸部１４の内方に食い込むクサビ形状に形成され、これらの境界部８、１６が相互に係合することになるので、両セグメント１、９間に両セグメント１、９が離れる方向への力が加わったときに、その力に対する抗力を両境界部８、１６によって付与することができることになる。従って、周方向に隣接するセグメント１、９間が離れてしまうようなことはなく、長期的に安定した性能を発揮することができることにある。
【００２６】
図５〜図８には、本発明によるセグメントの第２の実施の形態が示されていて、このセグメント１、９は、一方のセグメント１の一方の噛合部５の凸部６と凹部７との境界部８を、先端から根元に向かって順次凸部６の内方に食い込む湾曲形状に形成するとともに、他方のセグメント９の他方の噛合部１３の凹部１５と凸部１４との境界部１６を、先端から根元に向かって順次凸部１４の内方に食い込む前記境界部８と係合可能な湾曲形状に形成したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。
【００２７】
そして、この実施の形態に示すセグメント１、９にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様に、一方のセグメント１の長手方向の一方の端面２と、他方のセグメント９の長手方向の他方の端面１０とを接触させて、一方の噛合部５の凸部６と他方の噛合部１３の凹部１５とを相互に係合させ、一方の噛合部５の凹部７と他方の噛合部１３の凸部１４とを相互に係合させ、一方の噛合部５の境界部８と他方の噛合部１３の境界部１６とを相互に係合させることで、周方向に隣接するセグメント１、９の長手方向の端面間を一体に連結することができる。
【００２８】
そして、上記のような方法で周方向にセグメント１、９……を順次連結することで、同一周上に複数のセグメント１、９……からなるリング状のセグメントリング体を構築することができる。そして、このような構成のセグメントリング体をトンネルの掘削方向に順次構築し、隣接するセグメントリング体間を一体に連結することで、トンネルの内面の全体に複数のセグメント１、９……によって被覆して補強することができるものである。
【００２９】
上記のように構成したこの実施の形態によるセグメント１、９にあっても、周方向に隣接する一方のセグメン１トに一方の噛合部５を設け、他方のセグメント９に他方の噛合部１３を設けて、一方の噛合部５の凸部６及び凹部７と他方の噛合部１３の凹部１５及び凸部１４とを相互に係合させることで、周方向に隣接するセグメント１、９同士を一体に連結することができるので、周方向に隣接するセグメント１、９同士の連結が容易となり、作業効率が向上し、工期を短縮でき、施工費を安く抑えることができる。
【００３０】
また、一方の噛合部５の境界部８は、先端から根元に向かって順次凸部６の内方に食い込む湾曲形状に形成され、他方の噛合部１３の境界部１６は、先端から根元に向かって順次凸部１４の内方に食い込む湾曲形状に形成され、これらの境界部８、１６が相互に係合することになるので、両セグメント１、９間に両セグメントが離れる方向への力が加わったときに、その力に対する抗力を両境界部８、１６によって付与することができることになる。従って、周方向に隣接するセグメント１、９間が離れてしまうようなことはなく、長期的に安定した性能を発揮することができることになる。
【００３１】
なお、前記各実施の形態においては、一方の噛合部５と他方の噛合部１３とからなる継手１７によって周方向に隣接するセグメント１、９同士を連結したが、トンネルの掘削方向に隣接するセグメント間の連結に前述した構成の一方の噛合部と他方の噛合部とからなる継手を適用しても良いものであり、その場合にも同様の作用効果を奏するものである。また、前記各実施の形態においては、コンクリート型セグメントに本発明によるセグメントを適用したが、スチール型セグメント又は中詰型コンクリートに本発明によるセグメントを適用しても良いものであり、その場合にも同様の作用効果を奏するものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項１に記載のセグメントによれば、隣接する一方のセグメントと他方のセグメントとを接触させて、一方のセグメントの一方の噛合部の凸部及び凹部と、他方のセグメントの他方の噛合部の凹部及び凸部とを相互に係合させることで、両セグメントが一体に連結されることになる。従って、隣接するセグメント間を連結する場合に、ネジ挿通用の孔の位置決めをしたり、ボルトをネジ挿通用の孔内に挿通させてナットを締め付けたりするような煩雑な作業が不要となり、作業効率が向上し、工期を短縮することができるので、施工費を安く抑えることができることになる。また、一方の噛合部の境界部及び他方の噛合部の境界部は、共に凹部の先端が凸部の内方に食い込む形状に形成されているので、それらの境界部同士を係合させた場合に、隣接するセグメント間に作用する、離れる方向への力に対する抗力を付与することができることになる。従って、長期的に安定した性能を発揮させることができることになる。
【００３３】
また、請求項２に記載のセグメントによれば、一方の噛合部の境界部及び他方の噛合部の境界部は、共に凹部の先端が凸部の内方に食い込むクサビ形状に形成されているので、それらの境界部同士を係合させた場合に、隣接するセグメント間に作用する、離れる方向への力に対する抗力を付与することができることになる。従って、長期的に安定した性能を発揮させることができることになる。
【００３４】
さらに、請求項３に記載のセグメントによれば、一方の噛合部の境界部及び他方の噛合部の境界部は、共に凹部の先端が凸部の内方に食い込む湾曲形状に形成されているので、それらの境界部同士を係合させた場合に、隣接するセグメント間に作用する、離れる方向への力に対する抗力を付与することができることになる。従って、長期的に安定した性能を発揮させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセグメントの第１の実施の形態を示した平面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の一方のセグメントの端面図である。
【図４】図１の他方のセグメントの端面図である。
【図５】本発明によるセグメントの第２の実施の形態を示した平面図である。
【図６】図１の正面図である。
【図７】図５の一方のセグメントの端面図である。
【図８】図５の他方のセグメントの端面図である。
【符号の説明】
１、９  セグメント
５  一方の噛合部
６、１４  凸部
７、１５  凹部
８、１６  境界部
１３  他方の噛合部
１７  継手
【図１】
2004190258.tif 000003
【図２】
2004190258.tif 000004
【図３】
2004190258.tif 000005
【図４】
2004190258.tif 000006
【図５】
2004190258.tif 000007
【図６】
2004190258.tif 000008
【図７】
2004190258.tif 000009
【図８】
2004190258.tif 000010