(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した複数のセグメントを円周方向及び軸線方向に相互に連結して円筒形の構造物を構築するに際し、構造物の内周面に表出するセグメント同士の目地に目地材を介在させて防水シールするセグメントの目地構造であって、
前記セグメントの４辺の端面に目地材嵌入溝が連続形成され、
前記セグメントの坑口側の円周方向端面と、隣接するセグメント間におけるいずれか一方のセグメントの軸線方向の端面の前記目地材嵌入溝に目地材を前記端面から一部が突出して付設され、
前記目地材には、前記構造物の内周面と同一面となる目地面形成凸部が設けられるとともに、突出側には該目地面形成凸部より低い段差部が形成され、
隣接セグメントの目地材嵌入溝の溝開口縁には、前記段差部に嵌る内周面延出凸部が形成されたことを特徴とするセグメントの目地構造。
【請求項２】
前記構造物を構築するセグメントが、複数のＡセグメントと、１つのＫセグメントと、該Ｋセグメントの両側に配置される一対のＢセグメントから構成されたことを特徴とする請求項１記載のセグメントの目地構造。
【請求項３】
前記目地材は、坑口側の円周方向端面と軸線方向端面の目地材を略Ｌ字状となって付設されたものであることを特徴とする請求項１又は２記載のセグメントの目地構造。
【請求項４】
前記Ａセグメントと一方のＢセグメントは、坑口側の円周方向端面と一方の軸線方向端面の略Ｌ字状の目地材を付設し、
他方のＢセグメントは、坑口側の円周方向端面のみの略Ｉ字状の目地材を付設し、
前記Ｋセグメントは、坑口側の円周方向端面と２つの軸線方向端面の略コ字状の目地材を付設したものであることを特徴とする請求項２記載のセグメントの目地構造。
【請求項５】
前記セグメントに付設された略Ｌ字状、略Ｉ字状及び略コ字状の各目地材の両端部は、前記目地面形成凸部のみがセグメント端まで延出したことを特徴とする請求項４記載のセグメントの目地構造。
【請求項６】
前記セグメントに付設された略Ｌ字状、略Ｉ字状及び略コ字状の各目地材の両端部は、前記セグメント端まで延出され、かつ延出端部が構造物外面側から構造物内面側に向かって徐々に薄厚となる傾斜面で形成されたことを特徴とする請求項４記載のセグメントの目地構造。
【請求項７】
前記目地材には、アンカー脚片が突設され、該アンカー脚片が前記セグメントに予め埋入されたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６のいずれか１つに記載のセグメントの目地構造。
【請求項８】
前記セグメントの４辺の端面に前記目地材嵌入溝が形成され、前記目地材の嵌入半分が前記目地材嵌入溝に予め接着固定されたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６のいずれか１つに記載のセグメントの目地構造。
【請求項９】
前記セグメントが、湾曲内面に、樹脂板を被着してなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８のいずれか１つに記載のセグメントの目地構造。
【請求項１０】
前記目地材が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部を有したことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９のいずれか１つに記載のセグメントの目地構造。
【請求項１１】
前記目地材が、複数の発泡部を有したことを特徴とする請求項１，２，３，４，５，６，７，８，９のいずれか１つに記載のセグメントの目地構造。
【請求項１２】
複数のＡセグメントと、一対となるＢ１セグメントとＢ２セグメントと、該Ｂ１，Ｂ２セグメントの間に組み込まれるＫセグメントとで周方向にそれぞれ連結してセグメントリングを構築し、該セグメントリングをトンネル軸方向に順次連結し構成するとともに、シールドトンネルにおける内周面に表出する各セグメント同士の目地に目地材を介在させて防水シールを行うシールドセグメントトンネルの構築方法であって、
前記各Ａセグメントには、周方向と軸方向との隣接２辺の端面に目地材嵌入溝が連続形成されるとともに、他の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の前記目地材が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｂ１セグメントには、周方向の１辺とこれの一方の端部に連続する軸方向に平行な１辺と他方の端部に連続する軸方向に対し斜めの１辺の各端面に目地材嵌入溝が形成されるとともに、他の周方向の１辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝に嵌入する略Ｉ字状の前記目地材が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｂ２セグメントには、周方向と軸方向に斜めな方向の隣接２辺の端面に目地材嵌入溝が連続形成されるとともに、他の周方向と軸方向に平行な方向の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の前記目地材が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｋセグメントには、周方向の長尺な１辺の端面に目地材嵌入溝が形成されるとともに、周方向の短尺な１辺とこれの両端に連続する軸方向に斜めな２辺の各端面に前記各Ｂセグメントの目地材嵌入溝に嵌入する略コ字状の前記目地材が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記目地材には、前記セグメントの内周面と同一面となる目地面形成凸部が設けられるとともに、突出側には該目地面形成凸部より低い段差部が形成され、
前記目地材嵌入溝のセグメント内周面側の溝開口縁には、前記段差部に嵌る内周面延出凸部が形成されており、
前記Ａセグメントを周方向に複数連結した後、前記Ｂ１セグメント及びＢ２セグメントを連結して、該Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな辺の対向端面間に、前記Ｋセグメントを軸方向から差し込むように装着して、該Ｋセグメントに突設された目地材を、先に構築されたセグメントリングの周方向端面と、前記Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな端面とに形成された前記目地材嵌入溝へ嵌入させ、前記セグメントリングとし、順次これを繰り返しシールドトンネルを構築することを特徴とするシールドセグメントトンネルの構築方法。
【請求項１３】
前記目地材が付設される周方向の端面は、坑口側となる端面とされることを特徴とする請求項１２記載のシールドセグメントトンネルの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面視略矩形状の湾曲した複数のセグメントを円周方向及び軸線方向に相互に連結して円筒形の構造物を構築するに際し、セグメント同士の接合面には水膨張性シール材が使用され、さらに、構造物の内周面に表出するセグメント同士の目地に目地材を介在させて防水シールするセグメントの目地構造に関し、特に、シールドトンネルからなる各種地中埋設管路の目地に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
雨水用シールドトンネルや、ケーブル用シールドトンネル等の各種地中埋設管路は通常、コンクリートからなる複数個の湾曲板状あるいはボックス状セグメントのそれぞれの端面を互いに接合して組み立てられる。この種の地中埋設管路は端面の接合個所から内部への漏水が懸念される。この漏水を防止する方法として、例えば特許文献１に開示される漏水防止方法は、図１４（ａ）に示すように、コンクリート構造物１，１における目地部３の両壁面１ａ，１ａの上部に対向した第１段差面１ｂ，１ｂを加工又は形成し、目地部内に圧縮挿入したときに目地部３の両壁面１ａ，１ａと漏水防止用シール材５の断面略山形状の突条７とで形成した隙間９内に接着剤を充填施工することで、コンクリート構造物１，１における目地部３の漏水防止工事を短工期でかつ工費の低減を図り、再漏水のない高品質な施工を図っている。
【０００３】
また、特許文献２に開示されるコンクリートセグメントのシール方法は、コンクリートセグメント接合部に沿って設けられた切欠部に、図１４（ｂ）に示す弾性材料よりなるシール材１１を挿入し、この接合部をシールする方法において、切欠部に対して長さ方向に沿い、かつ内部で拡がった断面形状の切欠溝１３を有する弾性シール材１１を、この溝１３が表出するように挿入し、その後、この切欠溝１３に対してこれを拡張する部材を圧入することで、シール材１１を挿入固定する作業を簡単にし、かつシール圧を増大させてシール材の脱落を防止している。
【０００４】
さらに、特許文献３に開示される目地溝の埋設方法は、複数個のセグメントのそれぞれの端面を互いに接合して組み立てられる地中埋設管路において、管路内面のセグメント継目の目地溝に、導水溝を有するバックアップ材を、この導水溝の開口部が目地溝を覆うように嵌め込んで目地溝と導水溝との間に導水部を形成し、次いで、バックアップ材上にコーキング材を充填して目地溝を埋設する。これにより、目地溝への浸入水を防止するのみならず、浸入水のコンクリート内への浸透を防止してコンクリートの腐食による破壊防止を図っている。
【特許文献１】特開２００５−２８２１８０号公報
【特許文献２】特開昭５１−９８１３１号公報
【特許文献３】特開平８−２９６３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したいずれの方法もセグメントの組立後に行われる施工であり、シールドトンネル構築時には頻繁にバッテリー台車等が走行するため、これらを待避しながらの目地埋め作業となり、安全面に問題が生じるとともに、工期が長くなる問題があった。また、コンクリート構造物の組立完了後に目地材を挟入するため、コンクリート構造物同士に変位が生じ、目地幅が拡がると、止水性が低下したり、目地材が脱落する虞もあった。また、特に、目地部にコーキング作業を必要とする場合には、熟練技術が要求されるとともに、揮発する有機溶剤除去のための換気設備や、また工区によっては結露除去設備が必要になり、多くの設備機器の搬入、設置、搬出が必要となり、工期が長くなる問題があった。さらに、コーキング容器、マスキングテープ等の多量の廃棄物が発生する問題もあった。
【０００６】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、施工環境に左右されず、良好な施工性の下に、廃棄物を低減しながら、止水性の高いシールドトンネル等の構造物を短工期で構築することができるセグメントの目地構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
次に、上記の課題を解決するための手段を、実施の形態に対応する図面を参照して説明する。
本発明の請求項１記載のセグメントの目地構造は、湾曲した複数のセグメント２１を円周方向ａ及び軸線方向ｂに相互に連結して円筒形の構造物２３を構築するに際し、構造物２３の内周面２３ａに表出するセグメント同士の目地に目地材３５を介在させて防水シールするセグメント２１の目地構造であって、
前記セグメント２１の４辺２５，２７，３１，３３の端面に目地材嵌入溝２９が連続形成され、
前記セグメント２１の坑口側Ｔの円周方向ａ端面と、隣接するセグメント２１，２１間におけるいずれか一方のセグメント２１の軸線方向ｂの端面の前記目地材嵌入溝２９に目地材３５を前記端面から一部が突出して付設され、
前記目地材３５には、前記構造物２３の内周面２３ａと同一面となる目地面形成凸部３７が設けられるとともに、突出側には該目地面形成凸部３７より低い段差部３９が形成され、
隣接セグメント２１の目地材嵌入溝２９の溝開口縁には、前記段差部３９に嵌る内周面延出凸部４１が形成されたことを特徴とする。
【０００８】
このセグメントの目地構造では、一方のセグメント２１に予め付設された目地材３５が、他方のセグメント２１の目地材嵌入溝２９に嵌入され、セグメント同士が連結されて行くことで、目地の防水シールが完成される。したがって、コーキング作業等の熟練技術が不要となる。また、バッテリー台車等を待避しながらの危険な作業がなくなる。そして、コーキング作業のための環境改善のための結露除去設備、換気設備も不要となる。さらに、コーキング作業時に発生するコーキング容器、マスキング等の大量の廃棄物が削減可能となる。また、内周面延出凸部４１によって目地材３５の脱落が効果的に阻止される。
【０００９】
請求項２記載のセグメントの目地構造では、前記構造物２３を構築するセグメントが、複数のＡセグメント２１Ａと、１つのＫセグメント２１Ｋと、該Ｋセグメント２１Ｋの両側に配置される一対のＢセグメント２１Ｂ１，２１Ｂ２から構成されたことを特徴とする。
【００１０】
このセグメントの目地構造では、構造物を構築する複数のセグメントが、複数のＡセグメント２１Ａと、１つのＫセグメント２１Ｋと、該Ｋセグメント２１Ｋの両側に配置される一対のＢセグメント２１Ｂ１，２１Ｂ２とで構成され、これらＡ，Ｋ，Ｂ１，Ｂ２の各セグメントによって、坑内における円周方向ａが、略リング状に形成される。特にＫセグメント２１Ｋは、各セグメントの連結時に、その順序の最後になる。
【００１１】
請求項３記載のセグメントの目地構造では、前記目地材３５は、坑口側Ｔの円周方向ａ端面と軸線方向ｂ端面の目地材を略Ｌ字状となって付設されたものであることを特徴とする。
【００１２】
このセグメントの目地構造では、各セグメント２１（２１Ａ，２１Ｂ１，２１Ｂ２，２１Ｋ）に付設される目地材を、それぞれ略Ｌ字状として、セグメント同士が連結されることとなる。このような目地材によれば、各々の形状が中途を屈曲形成した目地材であることから、予め略Ｌ字状に目地材を製作しておき、各セグメントに付設が行える。そして、各セグメントは、略同等の構成となり、セグメント同士の連結にて目地部分に目地材が配置されることとなる。
【００１３】
請求項４記載のセグメントの目地構造では、前記Ａセグメント２１Ａと一方のＢセグメント２１Ｂ２は、坑口側Ｅの円周方向ａ端面と一方の軸線方向ｂ端面の略Ｌ字状の目地材３５Ａ，３５Ｂ２を付設し、
他方のＢセグメント２１Ｂ１は、坑口側Ｅの円周方向ａ端面のみの略Ｉ字状の目地材３５Ｂ１を付設し、
前記Ｋセグメント２１Ｋは、坑口側Ｅの円周方向ａ端面と２つの軸線方向ｂ端面の略コ字状の目地材３５Ｋを付設したものであることを特徴とする。
【００１４】
このセグメントの目地構造では、Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｋ各セグメントのそれぞれの形状に合せて、目地材３５Ａ，３５Ｂ１，３５Ｂ２，３５Ｋが付設され、各セグメントを組み立てた際の、最適な組み合わせとなる。すなわち、各セグメントを組み立てる順序の方向に応じて目地材が位置することとなり、組立時の目地材の脱落などを起こすことがなく、その作業性を向上させることができ、かつ、各セグメント間において、無駄なく目地材が配置され構成されることとなる。
【００１５】
請求項５記載のセグメントの目地構造は、前記セグメント（２１）に付設された略Ｌ字状、略Ｉ字状及び略コ字状の各目地材（３５）の両端部３５ｂは、前記目地面形成凸部３７のみがセグメント端４７まで延出したことを特徴とする。
【００１６】
このセグメントの目地構造では、隣接するセグメントや隣接するセグメント同士のＬ字状角部３５ａと他の目地材端部３５ｂとの連結部で、面状に不連続となる目地面形成凸部３７が、目地材端部３５ｂから延出させた略舌状の目地面形成凸部３７で埋められる。
【００１７】
請求項６記載のセグメントの目地構造は、前記セグメント（２１）に付設された略Ｌ字状、略Ｉ字状及び略コ字状の各目地材（３５）の両端部３５ｂは、前記セグメント端４７まで延出され、かつ延出端部３５ｂが構造物外面側から構造物内面側に向かって徐々に薄厚となる傾斜面４９で形成されたことを特徴とする。
【００１８】
このセグメントの目地構造では、隣接するセグメントや隣接するセグメント同士のＬ字状角部３５ａと他の目地材端部３５ｂとの連結部で、面状に不連続となる目地面形成凸部３７が、目地材端部３５ｂから延出させた略舌状の傾斜面部４９で埋められ、例えば、この傾斜面部４９が弾性変形して密着することで埋められる。また、この効果を得るための端部加工が、目地材端部３５ｂの斜め切断のみで可能となる。
【００１９】
請求項７記載のセグメントの目地構造は、前記目地材３５には、アンカー脚片４３が突設され、該アンカー脚片４３が前記セグメント２１に予め埋入されたことを特徴とする。
【００２０】
このセグメントの目地構造では、目地材３５がセグメント２１に高強度に一体化され、部品点数が削減されるとともに、施工が容易となり、かつセグメント２１からの目地材３５の脱落防止強度が高まる。
【００２１】
請求項８記載のセグメントの目地構造は、前記セグメント２１の４辺の端面に前記目地材嵌入溝２９が形成され、前記目地材３５の嵌入半分が前記目地材嵌入溝２９に予め接着固定されたことを特徴とする。
【００２２】
このセグメントの目地構造では、それぞれ単体で製作したセグメント２１と目地材３５とが予め接着固定され、目地材３５のセグメント２１への付設が容易となる。
【００２３】
請求項９記載のセグメントの目地構造は、前記セグメント５１が、湾曲内面に、樹脂板を被着してなることを特徴とする。
【００２４】
このセグメントの目地構造では、構造物内周面２３ａの腐食、セグメント本体の素材であるコンクリートの崩落等が防止される。
【００２５】
請求項１０記載のセグメントの目地構造は、前記目地材３５３が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部５１を有したことを特徴とする。
【００２６】
このセグメントの目地構造では、目地材３５３にクッション性が付与され、反発力が高まり、高い密着度が得られるようになる。
【００２７】
請求項１１記載のセグメントの目地構造は、前記目地材３５４が、複数の発泡部５３を有したことを特徴とする。
【００２８】
このセグメントの目地構造では、目地材３５４にクッション性が付与され、反発力が高まり、高い密着度が得られるようになるとともに、発泡部５３によってヘタリ難くなり、クッション性の長期間維持が可能となる。
【００２９】
請求項１２記載のシールドセグメントトンネルの構築方法は、複数のＡセグメント２１Ａと、一対となるＢ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２と、該Ｂ１，Ｂ２セグメントの間に組み込まれるＫセグメント２１Ｋとで周方向にそれぞれ連結してセグメントリングを構築し、該セグメントリングをトンネル軸方向ｂに順次連結し構成するとともに、シールドトンネルにおける内周面２３ａに表出する各セグメント同士の目地に目地材３５を介在させて防水シールを行うシールドセグメントトンネルの構築方法であって、
前記各Ａセグメント２１Ａには、周方向ａと軸方向ｂとの隣接２辺の端面に目地材嵌入溝２９が連続形成されるとともに、他の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の前記目地材３５Ａが一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｂ１セグメント２１Ｂ１には、周方向ａの１辺とこれの一方の端部に連続する軸方向ｂに平行な１辺と他方の端部に連続する軸方向ｂに対し斜めの１辺の各端面に目地材嵌入溝２９が形成されるとともに、他の周方向ａの１辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する略Ｉ字状の前記目地材３５Ｂ１が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｂ２セグメント２１Ｂ２には、周方向ａと軸方向ｂに斜めな方向の隣接２辺の端面に目地材嵌入溝２９が連続形成されるとともに、他の周方向ａと軸方向ｂに平行な方向の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の前記目地材３５Ｂ２が一部分を前記端面から突出して付設され、
前記Ｋセグメント２１Ｋには、周方向ａの長尺な１辺の端面に目地材嵌入溝２９が形成されるとともに、周方向ａの短尺な１辺とこれの両端に連続する軸方向ｂに斜めな２辺の各端面に前記各Ｂセグメント２１Ｂ１，２１Ｂ２の目地材嵌入溝２９に嵌入する略コ字状の前記目地材３５Ｋが一部分を前記端面から突出して付設され、
前記目地材３５Ａ，３５Ｂ１，３５Ｂ２，３５Ｋには、前記セグメントの内周面と同一面となる目地面形成凸部３７が設けられるとともに、突出側には該目地面形成凸部３７より低い段差部３９が形成され、
前記目地材嵌入溝２９のセグメント内周面側の溝開口縁には、前記段差部３９に嵌る内周面延出凸部４１が形成されており、
前記Ａセグメント２１Ａを周方向ａに複数連結した後、前記Ｂ１セグメント２１Ｂ１及びＢ２セグメント２１Ｂ２を連結して、該Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな辺の対向端面間に、前記Ｋセグメント２１Ｋを軸方向から差し込むように装着して、該Ｋセグメント２１Ｋに突設された目地材３５Ｋを、先に構築されたセグメントリングの周方向端面と、前記Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな端面とに形成された前記目地材嵌入溝２９へ嵌入させ、前記セグメントリングとし、順次これを繰り返しシールドトンネルを構築することを特徴とする。
【００３０】
このシールドセグメントトンネルの構築方法では、複数のＡセグメント２１Ａを連結した後、Ｂ１及びＢ２セグメント２１Ｂ１，２１Ｂ２を連結して、これらＢ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな辺の対向端面間に、Ｋセグメント２１Ｋを軸方向から差し込むように装着する。そして、Ｋセグメント２１Ｋに突設された目地材３５Ｋを、先に構築されたセグメントリングの周方向端面と、Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな端面とに形成された目地材嵌入溝２９へ嵌入させ、セグメントリングとし、順次これを繰り返すことでシールドトンネルが構築される。
【００３１】
請求項１３記載のシールドセグメントトンネルの構築方法は、前記目地材が付設される周方向ａの端面は、坑口側Ｅとなる端面とされることを特徴とする。
【００３２】
このシールドセグメントトンネルの構築方法では、目地材３５の付設される位置として、周方向ａの端面においては、坑口側Ｅとしたことで、シールドマシンが掘削を行う後方で、順次セグメントの組み立てが行え、かつその組み立て方向がシールドマシンの進行方向と逆方向であることから、ジャッキ圧による組み付け力を得ることができ、セグメントの組み立て施工性として向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る請求項１記載のセグメントの目地構造によれば、一方のセグメントに予め付設された目地材が、他方のセグメントの目地材嵌入溝に嵌入され、セグメント同士が連結されて行くことで、目地の防水シールが完成される。したがって、コーキング作業等の熟練技術が不要となる。また、坑内でのバッテリー台車等を待避しながらの危険な作業がなくなる。そして、コーキング作業のための環境改善のための結露除去設備、換気設備も不要となる。さらに、コーキング作業時に発生するコーキング容器、マスキング等の大量の廃棄物が削減可能となる。また、内周面延出凸部によって目地材の脱落が効果的に阻止される。この結果、施工環境に左右されず、良好な施工性の下に、廃棄物を低減しながら、止水性の高い構造物を短工期で構築することができる。
【００３４】
請求項２記載のセグメントの目地構造によれば、構造物を構築する複数のセグメントが、複数のＡセグメントと、１つのＫセグメントと、該Ｋセグメントの両側に配置される一対のＢセグメントとで構成され、これら各セグメントによって、坑内における円周方向が、略リング状に形成されることとなる。そして特にＫセグメントを、各セグメントの連結時におけるその順序の最後とすることで、リング状となる構造物の構築の作業性が向上する。
【００３５】
請求項３記載のセグメントの目地構造によれば、目地材の形状を、坑口側の円周方向端面と軸線方向端面の目地材を略Ｌ字状とし、付設することで、各々の形状が中途を屈曲形成した目地材であることから、予め略Ｌ字状に目地材を製作しておき、各セグメントに付設が行える。そして、各セグメントは、略同等の構成となり、セグメント同士の連結にて目地部分に目地材が配置されることとなる。
【００３６】
請求項４記載のセグメントの目地構造によれば、Ａセグメントと一方のＢセグメントでは、坑口側の円周方向端面と一方の軸線方向端面の略Ｌ字状の目地材を付設して、他方のＢセグメントでは、坑口側の円周方向端面のみの略Ｉ字状の目地材を付設し、Ｋセグメントでは、坑口側の円周方向端面と２つの軸線方向端面の略コ字状の目地材を付設した構成としたので、Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｋの各セグメントのそれぞれの形状に合せて、目地材が付設され、各セグメントを組み立てた際の、最適な組み合わせとなる。すなわち、各セグメントを組み立てる順序の方向に応じて目地材が位置することとなり、組立時の目地材の脱落などを起こすことがなく、その作業性を向上させることができ、かつ、各セグメント間において、無駄なく目地材が配置され構成されることとなる。
【００３７】
請求項５記載のセグメントの目地構造によれば、隣接するセグメントや隣接するセグメント同士のＬ字状角部と他の目地材端部との連結部で、面状に不連続となる目地面形成凸部が、目地材端部から延出させた略舌状の目地面形成凸部で埋めることができ、止水性、見栄えを向上させることができるとともに、構造物内周面の凹凸を無くし、流下物の引っ掛かりを防止して、流水性を向上させることができる。
【００３８】
請求項６記載のセグメントの目地構造によれば、隣接するセグメントや隣接するセグメント同士のＬ字状角部と他の目地材端部との連結部で、面状に不連続となる目地面形成凸部が、目地材端部から延出させた略舌状の傾斜面部で埋められ、例えば、この傾斜面部が弾性変形して密着することができ、止水性、見栄えを向上させることができるとともに、構造物内周面の凹凸を無くし、流下物の引っ掛かりを防止して、流水性を向上させることができる。これに加え、目地材端部の加工を斜め切断のみとすることができ容易に製作することができる。
【００３９】
請求項７記載のセグメントの目地構造によれば、目地材に、アンカー脚片を突設し、このアンカー脚片をセグメントに埋入したので、目地材をセグメントに高強度に一体化させることができ、部品点数の削減が図れるとともに、施工性を容易にし、かつセグメントからの目地材の脱落防止強度を大幅に高めることができる。
【００４０】
請求項８記載のセグメントの目地構造によれば、セグメントの４辺の端面に目地材嵌入溝を形成し、目地材の嵌入半分を目地材嵌入溝に予め接着固定したので、それぞれ単体で製作したセグメントと目地材とを現場搬入以前に予め接着固定することができ、目地材のセグメントへの付設を容易にすることができる。
【００４１】
請求項９記載のセグメントの目地構造によれば、セグメントが、湾曲内面に樹脂板を被着してなるので、構造物内周面の腐食、セグメント本体部分の素材であるコンクリートの崩落等を防止することができる。
【００４２】
請求項１０記載のセグメントの目地構造によれば、目地材が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部を有するので、目地材にクッション性を付与し、反発力を向上させて、高い密着度が得られるようになり、止水性を向上させることができる。
【００４３】
請求項１１記載のセグメントの目地構造によれば、目地材が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部に内設される発泡部を有したので、目地材にクッション性を付与し、反発力を向上させて、高い密着度が得られるようになり、止水性を向上させることができ、かつ発泡部によってヘタリを無くし、クッション性の長期間維持が可能となる。
【００４４】
請求項１２記載のシールドセグメントトンネルの構築方法によれば、複数のＡセグメントを連結した後、Ｂ１及びＢ２セグメントを連結して、これらＢ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな辺の対向端面間に、Ｋセグメントを軸方向から差し込むように装着し、Ｋセグメントに突設された目地材を、先に構築されたセグメントリングの周方向端面と、Ｂ１，Ｂ２セグメントの軸方向に斜めな端面とに形成された目地材嵌入溝へ嵌入させ、セグメントリングとし、順次これを繰り返すことでシールドトンネルが構築される手順とされることから、各セグメントの連結が、その連結される方向に目地材が位置しており、各目地材は、対する目地材嵌入溝に順次嵌入し、セグメント同士が連結されることとなり、連結時の目地材の脱落などが起こりにくくなる。
【００４５】
請求項１３記載のシールドセグメントトンネルの構築方法によれば、前記目地材が付設される周方向の端面は、坑口側となる端面とされる構成とされ、この目地材の付設される位置として、周方向の端面において坑口側であり、シールドマシンが掘削を行う後方で、順次セグメントの組み立てが行え、かつその組み立て方向がシールドマシンの進行方向と逆方向であることから、ジャッキ圧による組み付け力を得ることができ、セグメントの組み立て施工性として向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明に係るセグメントの目地構造の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る目地構造の要部分解断面図、図２は本発明に係る目地構造が適用されるコンクリート構造物の斜視図、図３は図２に示したセグメントの連結状態を表す展開状態を示す平面図、図４は図３に示したセグメントの連結前を（ａ）、連結後を（ｂ）に示した模式図、図５は図３の要部拡大平面図、図６は図５のＡ−Ａ矢視図である。
本実施の形態に係る目地構造は、例えば図２に示すように、平面視矩形状の湾曲した複数のセグメント２１を円周方向ａ及び軸線方向ｂに相互に連結して円筒形の構造物（トンネルの壁体）２３を構築するシールド工法に好適に用いることができる。シールド工法では、シールドマシンで地盤を掘進しつつ、シールドマシンの後方で、掘削部の周囲内壁面に沿ってセグメント２１を順次組み立てることによってトンネルの壁体２３を構築する。
【００４７】
図３の展開図に示すように、セグメント２１は、千鳥状に連結されて行くことになる。図４に示すように、セグメント２１の隣接２辺２５，２７の端面には目地材嵌入溝２９が連続形成されている。また、セグメント２１の他の隣接する２辺３１，３３の端面には目地材嵌入溝２９に嵌入する目地材３５が一部分を端面から突出して付設されている。すなわち、トンネルの壁体２３の内周面に表出するセグメント２１同士の目地は、目地材３５によって防水シールされる。
【００４８】
図１に示すように、目地材３５には、トンネルの壁体２３の内周面２３ａ（図２参照）と同一面となる目地面形成凸部３７が設けられるとともに、突出側にはこの目地面形成凸部３７より低い段差部３９が形成されている。この目地面形成凸部３７は、セグメント２１同士が連結されると、連結されたセグメント２１、２１同士の内周面２３ａ、２３ａ同士を連続させることになる。これにより、トンネルの壁体２３の内周面２３ａを平滑に形成できるようになっている。
【００４９】
一方、図１に示すように、目地材嵌入溝２９の内周面２３ａ側の溝開口縁には、段差部３９に嵌る内周面延出凸部４１が形成されている。これにより、セグメント２１同士が連結されると、内周面延出凸部４１が段差部３９に上方から被さるようになり、すなわち、略奥拡がり形状の溝となって目地材３５の脱落が確実に防止されるようになっている。
【００５０】
また、目地材３５には先端が膨出部４３ａとなったアンカー脚片４３が突設され、アンカー脚片４３はセグメント２１に埋入されている。セグメント２１は、目地材３５に、アンカー脚片４３を突設し、このアンカー脚片４３を埋入したので、目地材３５をセグメント２１に高強度に一体化させることができ、部品点数の削減が図れるとともに、施工性を容易にし、かつセグメント２１からの目地材３５の脱落防止強度を大幅に高めることができるようになっている。
【００５１】
ところで、図５に示すように、隣接する一方のセグメント２１に付設された目地材３５のＬ字状角部３５ａに、他方のセグメント２１に付設された目地材３５の端部３５ｂが当接した場合、段差部３９上に、図中斜線で示した目地面形成凸部３７の不連続部４５が形成されてしまう。そこで、セグメント２１の隣接２辺にＬ字状となって付設された目地材３５の両端部３５ｂは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、目地面形成凸部３７のみがセグメント端まで延出した舌片部３７ａとなっている。
【００５２】
セグメント２１の隣接２辺にＬ字状となって付設された目地材３５の両端部３５ｂにおいて、目地面形成凸部３７のみがセグメント端４７（図５参照）まで延出したので、隣接するセグメント２１同士のＬ字状角部３５ａと他の目地材端部３５ｂとの連結部で、不連続となる目地面形成凸部３７を、略舌状の目地面形成凸部（舌片部３７ａ）で埋めることができ、止水性、見栄えを向上させることができるとともに、内周面２３ａの凹凸を無くし、流下物の引っ掛かりを防止して、流水性を向上させることができる。
【００５３】
また、目地材３５は、図６（ａ）（ｂ）に示した舌片部３７ａの変形例として、図７（ａ）（ｂ）に示すように、端部３５ｂがセグメント端４７まで延出され、かつ延出端部３５ｂが壁体２３の外面側から壁体２３の内面側に向かって徐々に薄厚となる略くさび状傾斜面４９で形成されてもよい。このように、端部３５ｂを、徐々に薄厚となる傾斜面４９で形成すれば、不連続となる目地面形成凸部３７を、端部３５ｂから延出させた略舌状の傾斜面４９部で埋められ、例えば、この傾斜面部４９が弾性変形して密着することができ、止水性、見栄えを向上させることができるとともに、内周面２３ａの凹凸を無くし、流下物の引っ掛かりを防止して、流水性を向上させることができる。これに加え、上記効果を付与するための目地材端部３５ｂの加工を斜め切断のみとすることができ容易に製作することができる。
【００５４】
以上のように目地材３５を予め付設したセグメント２１は、例えば特開平８−２１１９５号公報に開示される水平コッターを有するほぞ式セグメント構造によって連結することができる。この連結構造では、セグメント２１の隣接セグメント２１に対する継手面切羽側に、水平方向に雌コッター金具が配設され、セグメント２１のリング継手面には互いに嵌合する雌ほぞ及び雄ほぞが配設される。また、相隣るセグメント２１の継手面に設けられた雌コッター金具間に亘って雄コッター金具が嵌合され、セグメント２１及び先行組立セグメント２１のリング継手面にそれぞれ設けられた雌雄のほぞが嵌合され、かつ通しボルトで締結されるように構成される。
【００５５】
セグメント２１は隣接セグメント２１に対する継手面切羽側に水平方向に雌コッター金具が配設されているので、セグメント継手の締結に際しては、隣接するセグメント２１のリング継手面に向けて切羽側からＨ形雄コッター金具を同各セグメント２１に埋設された雌コッター金具に挿入することによって行なわれる。一方、セグメント２１のリング継手の締結に際しては、同セグメント２１のリング継手面に設けられた雌ほぞに、切羽側に搬入され、新たに組立てられるセグメント２１のリング継手面に設けられた雄ほぞを嵌合し、水平雌コッター金具に雄コッター金具を圧入すると、同コッター金具の打込みによる引寄せ効果により雄ほぞが既設リングの雌ほぞに確実に嵌合し、雌雄のほぞを通しボルトで締結することと相俟ってほぞのせん断力伝達能力と水平コッターの張力伝達能力の組合せによってリングが形成される。
【００５６】
なお、セグメント２１は、湾曲内面に、不図示の樹脂板を被着してなることが好ましい。セグメント２１が、湾曲内面に樹脂板を被着してなるものであれば、内周面２３ａの腐食、セグメント本体部分の素材であるコンクリートの崩落等を防止することができる。この樹脂板は、上記したセグメント２１を目地材３５と一体化させる製造時に、同時に被着することが好ましく、例えば樹脂板の一方の面に複数の凸部を予め形成してこれら凸部が埋没するようにコンクリートを成型してセグメント２１としての湾曲内面に一体化とすることとする。
【００５７】
上記のセグメントの目地構造によれば、セグメント２１の隣接２辺２５，２７に目地材嵌入溝２９を連続形成し、他の隣接する２辺３１，３３に目地材３５を予め付設し、目地材３５にはトンネルの壁体２３の内周面２３ａと同一面となる目地面形成凸部３７とこの目地面形成凸部３７より低い段差部３９とを形成し、目地材嵌入溝２９には段差部３９に嵌る内周面延出凸部４１を形成したので、一方のセグメント２１に予め付設された目地材３５を、他方のセグメント２１の目地材嵌入溝２９に嵌入させながら、セグメント２１同士を連結して行くことで、目地の防水シールを完成させることができる。
【００５８】
したがって、コーキング作業等の熟練技術が不要となる。また、坑内を移動するバッテリー台車等を待避しながらの危険な作業がなくなる。そして、コーキング作業等のための環境改善のための結露除去設備、換気設備も不要となる。さらに、コーキング作業時に発生するコーキング容器、マスキング等の大量の廃棄物を削減することができる。また、内周面延出凸部４１によって目地材３５の脱落を効果的に阻止することができる。この結果、施工環境に左右されず、良好な施工性の下に、廃棄物を低減しながら、止水性の高いトンネルの壁体２３を短工期で構築することができる。
【００５９】
なお、上述したセグメントについて、平面視矩形状、すなわち各辺が略直角に接続されて、板面が湾曲した形状とされて、それぞれが千鳥状に連結されるとの説明としたが、図８（ｂ），図９（ｂ）の展開図に示すように、各セグメントは、円周方向ａに連結される状態、すなわちセグメントリングとなる状態で、上記セグメント２１と略同形状の複数のＡセグメント２１Ａと、一対となるＢ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２と、これらＢ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２との間に配設される１つのＫセグメント２１Ｋとで構成される。これらセグメントのＡセグメント２１Ａは、上述同様矩形状とされ、Ｂ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２は、周方向ａの一方の端部となる一辺が斜めに形成され、Ｋセグメント２１Ｋは、周方向ａとなる平行２辺が長短一対となり２つの斜辺とで略台形状に形成されている。
【００６０】
そして、図８に示すように、各セグメントの目地材嵌入溝と、各セグメントに付設される目地材とは、まず、複数で構成されるＡセグメント２１Ａにおいては、周方向ａと軸方向ｂとの隣接２辺の端面に目地材嵌入溝２９が連続形成されるとともに、他の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の目地材３５Ａが一部分を端面から突出して付設されており、また、Ｂ１セグメント２１Ｂ１では、周方向ａの１辺とこれの一方の端部に連続する軸方向ｂに平行な１辺と他方の端部に連続する軸方向ｂに対し斜めの１辺の各端面に目地材嵌入溝２９が形成されるとともに、他の周方向ａの１辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する略真直な略Ｉ字状の目地材３５Ｂ１が一部分を端面から突出して付設され、Ｂ２セグメント２１Ｂ２は、周方向ａと軸方向ｂに斜めな方向の隣接２辺の端面に目地材嵌入溝２９が連続形成されるとともに、他の周方向ａと軸方向ｂに平行な方向の隣接２辺の端面に他のセグメントの目地材嵌入溝２９に嵌入する中途が屈曲した略Ｌ字状の目地材３５Ｂ２が一部分を端面から突出して付設され、さらに、Ｋセグメント２１Ｋにおいては、周方向ａの長尺な１辺の端面に目地材嵌入溝２９が形成されるとともに、周方向ａの短尺な１辺とこれの両端に連続する軸方向ｂに斜めな２辺の各端面にＢ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２の目地材嵌入溝２９に嵌入する略コ字状の目地材３５Ｋが一部分を端面から突出して付設される。なお、図８中上側を切羽側Ｅとし、下側を坑口側Ｔとしており、すなわちトンネルを掘削し構築する際の、シールドマシンの進行（掘削）方向が切羽側Ｅであり、掘削されてトンネル壁面が順次構築される側が坑口側Ｔとなる。そして、これらセグメント２１Ａ，２１Ｂ１，２１Ｂ２，２１Ｋは、シールドマシンの後部にて順次組み着けられることから、各目地材における円周方向ａ端面の目地材は、坑口側Ｔの端面に予め付設される。
【００６１】
各セグメントの具体的な組み立て手順としては、各セグメントには、予め目地材が付設され、坑内に搬入となる。坑内おいて、まず、シールドマシンの後方位置で複数のＡセグメント２１Ａを順次上述同様に連結し、先行して組み立てる。各Ａセグメント２１Ａが連結された状態で、坑内における略天井部分に、周方向ａの間隙が位置することとなる。すなわち、この間隙に、Ｂ１セグメント２１Ｂ１とＢ２セグメント２１Ｂ２とＫセグメント２１Ｋが配置され連結されることとなる。
【００６２】
次に、ＢセグメントにおけるＬ字状に目地材を付設したＢ２セグメント２１Ｂ２を、上記間隙間における一方のＡセグメント２１Ａに隣接させて連結する（図９（ａ）参照）。この状態においては、Ｂ２セグメント２１Ｂ２の斜辺が切羽側Ｅを向く。次にＢセグメントにおけるＩ字状の目地材３５Ｂ１を付設したＢ１セグメント２１Ｂ１を、上記間隙における他方のＡセグメント２１Ａに隣接させて連結する。このときに、Ｂ１セグメント２１Ｂ１と、Ｂ２セグメント２１Ｂ２との間に、狭い間隙が形成されることとなり、軸線方向ｂに斜めな方向の目地材が付設されない端面、すなわち、目地材嵌入溝２９同士が、互いに向かい合うこととなる。
【００６３】
次に、Ｂ１セグメント２１Ｂ１と、Ｂ２セグメント２１Ｂ２との間に、Ｋセグメント２１Ｋが組み着けられる。このＫセグメント２１Ｋは、軸線方向ｂに真直に、差し込むように組み付けることで、Ｂ１，Ｂ２セグメントの対向する斜辺とＫセグメント２１Ｋの両側斜辺とが対向することとなり、このＫセグメント２１Ｋの目地材３５Ｋの突出部分がＢ１，Ｂ２セグメントの各目地材嵌入溝２９内に嵌入し、また、先にリング状に組み立てられたセグメントの目地材嵌入溝に嵌入することとなる。
【００６４】
そして、これによりリングが形成され（図９（ｂ）参照）、各Ａセグメント２１Ａ，Ｂ１セグメント２１Ｂ１，Ｂ２セグメント２１Ｂ２，Ｋセグメント２１Ｋは、それぞれに付設される略Ｌ字状、略Ｉ字状、略コ字状の目地材をそれぞれに選択して取り付けられることから目地材同士が重なるなどの不具合もなく、目地部分に目地材３５Ａ，３５Ｂ１，３５Ｂ２，３５Ｋが介在されるようになり、特に、Ｂ１，Ｂ２，Ｋセグメントにおける目地材形状の組み合わせで、セグメント同士の連結がスムースに行うことが出来て、これを順次繰り返すことでシールドセグメントトンネルが構築される。
【００６５】
次に、上記した実施の形態による目地構造の変形例を説明する。
図１０は目地構造の変形例１を表す要部拡大断面図、図１１は目地構造の変形例２を表す要部拡大断面図、図１２は目地構造の変形例３を表す要部拡大断面図、図１３は目地構造の変形例４を表す要部拡大断面図である。
目地構造は、アンカー脚片４３が設けられる場合、セグメント２１と目地材３５との固定が強固となるので、図１０に示すように、目地材３５１を付設する側の目地材嵌入溝２９Ａを簡素にすることができる。
【００６６】
また、目地構造は、図１１に示すように、セグメント２１の４辺の端面に目地材嵌入溝２９が形成され、目地材３５２の嵌入半分が目地材嵌入溝２９に予め接着固定されるものであってもよい。この場合、アンカー脚片４３が省略される。このように、セグメント２１の４辺の端面に目地材嵌入溝２９を形成し、目地材３５２の嵌入半分を目地材嵌入溝２９に予め接着固定すれば、それぞれ単体で製作したセグメント２１と目地材３５２とを現場搬入前に予め接着固定することができ、目地材３５２のセグメント２１への付設を容易にすることができる。
【００６７】
また、目地構造は、図１２に示すように、目地材３５３が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部５１を有するもの、すなわち管状に形成されるものであってもよい。このように、目地材３５３が、長手方向に直交する断面で閉じた中空部５１を備えれば、目地材３５３にクッション性を付与し、反発力を向上させて、高い密着度が得られるようになり、止水性を向上させることができる。
【００６８】
さらに、目地構造は、図１３に示すように、目地材３５４が、複数の発泡部５３を備えても良い。このように、目地材３５４が、複数の発泡部５３を有することで、目地材３５４にクッション性を付与し、反発力を向上させて、高い密着度が得られるようになり、止水性を向上させることがでる。これに加え、発泡部５３によってヘタリを無くし、クッション性の長期間維持を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係る目地構造の要部分解断面図である。
【図２】本発明に係る目地構造が適用されるコンクリート構造物の斜視図である。
【図３】図２に示したセグメントの連結状態を表す展開状態を示す平面図である。
【図４】図３に示したセグメントの連結前を（ａ）、連結後を（ｂ）に示した模式図である。
【図５】図３の要部拡大平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ矢視図を（ａ）、斜視図を（ｂ）で示した図である。
【図７】舌片部の変形例を示した図である。
【図８】セグメントの構成をＡ，Ｂ１，Ｂ２，Ｋセグメントとした変形例の各セグメント本体と目地材との分解図を（ａ）、各目地材を取り付けた状態の各セグメント平面図を（ｂ）に示した図である。
【図９】Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｋの各セグメントの連結手順を示す展開状態の平面図を（ａ）、各セグメントの連結状態を示す展開状態の平面図を（ｂ）に示した図である。
【図１０】目地構造の変形例１を表す要部拡大断面図である。
【図１１】目地構造の変形例２を表す要部拡大断面図である。
【図１２】目地構造の変形例３を表す要部拡大断面図である。
【図１３】目地構造の変形例４を表す要部拡大断面図である。
【図１４】従来の目地材を用いた目地構造の断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
２１…セグメント
２１Ａ…Ａセグメント
２１Ｂ１…Ｂ１セグメント
２１Ｂ２…Ｂ２セグメント
２１Ｋ…Ｋセグメント
２３…構造物（トンネルの壁体）
２３ａ…内周面
２９…目地材嵌入溝
３５…目地材
３５ｂ…目地材の両端部
３５Ａ…Ａセグメント用目地材
３５Ｂ１…Ｂ１セグメント用目地材
３５Ｂ２…Ｂ２セグメント用目地材
３５Ｋ…Ｋセグメント用目地材
３７…目地面形成凸部
３９…段差部
４１…内周面延出凸部
４３…アンカー脚片
４９…傾斜面
５１…中空部
５３…発泡部
ａ…円周方向
ｂ…軸線方向
Ｅ…切羽側
Ｔ…坑口側
【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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【図１３】
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【図１４】
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