(57)【要約】【目的】  シールドトンネルセグメントに設けられるモルタル注入管を兼ねる把持金具からの洩れを容易且つ確実に遮断すること。  組立てアームからの大きなモーメントに耐え、更に簡単にセグメントに埋め込むことで安価で良質の把持金具を提供することである。【構成】  シールドトンネルセグメントに設けられるモルタル注入管を兼ねる把持金具の掘削孔面側にテーパーを設けラッパ状に拡大する。  前記拡大部を延長して凹凸又はタコ足を設ける。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルセグメントと地盤の掘削孔面との間の空隙に、トンネルセグメント内からセメントモルタルを注入するために、トンネルセグメントに設けられる注入管であって、該注入管は、セグメントを筒状に組立てる機械（エレクターと呼ばれる）のアームで把持される把持金具とを兼ねる機能を有するものであって、該注入管即ち把持金具の掘削孔面側の一端をラッパ状に拡大せしめたことを特徴とするトンネルセグメントにおけるモルタル注入管を兼ねる把持金具。
【請求項２】
前記掘削孔面側を拡大せしめた把持金具であって、該拡大部を延長して鍔となし、該鍔のまま或いは該鍔の一部又は全部に凹凸を設けてアンカー機能を備えせしめた請求項１に記載の注入管を兼ねる把持金具。
【請求項３】
前記掘削孔面側の一端をタコ足となすことによってアンカー機能を備えせしめた請求項１に記載の注入管を兼ねる把持金具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シールド工法によるトンネル工事において、トンネルセグメントにセメントモルタルを注入する注入管を兼ねる把持金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、掘削機をつけた断面が円、楕円、双胴、矩形等の筒体（シールドマシン１）を地山（掘削面）に押し付けながら掘削して進むシールド工法によるトンネル工事において、図１に示すように該シールドマシン１が掘り進んだ後、シールドマシン１の背後で露出している掘削孔面３の土砂の崩落を防護すると同時に、シールドマシン１を前方に押し出して掘削せしめる油圧ジャッキ８の推進力を支える鉄材、又はコンクリートのブロックが図２に示すように筒状に組立てられ、これが後方長手方向に連続して構成されることでトンネルの内壁となっている。
【０００３】
上記ブロックがトンネルセグメント２である。
然して、セグメント２はシールドマシン１内で筒状に組立てられるため、シールドマシン１が掘り進んでセグメント２がシールドマシン１から長手方向に外に出るときは図１に示すようにシールドマシン１の厚み分（通常外板の厚さ５ｃｍ）、セグメント２と掘削孔面３との間に空隙４ができる不都合がある。
このため、シールドマシン１から筒状に組立てられたセグメント２が、シールドマシン１から出ると同時にその空隙４を埋める必要がある。
該空隙４を埋める方法として、
（１）同時注入法
（２）即時注入法  の２種類が行なわれている。
（１）は図１に示すようにシールドマシン１内に設けられた注入管５より、シールドマシン１の進行に伴ってセグメント２と掘削孔面３の間の空隙４にセメントモルタルを注入してゆく。
（２）は予めセグメント２に設けられた注入管５から、セグメント２と掘削孔面３との空隙４にセメントモルタルを注入してゆく。
形態としては（１）の方法で注入されることが望ましいが、現実は注入管５が詰まったり、注入管出口の突起部が掘削の妨げになったりすることで、トラブルが多いため（１）、（２）が併用されることが多い。
【０００４】
然してセグメント２の組立ては、同じシールドマシン１内に図２に示すようにエレクターと呼ばれる組立て機械１０が設けられ、その機械のアーム６がセグメント２を把持して前後左右自在に回転などしながらセグメント２を筒状に組立ててゆく。
この組立てに係るセグメント２の把持は、図１２に示すようにネジ式が一般的で、前記アーム６に設けられる雄ネジ１１と対応する雌ネジ９構造の注入管を兼ねる把持金具５がセグメント２の所定の箇所に埋め込まれている。
把持金具（注入管）５は特殊な把持装置を使用する以外は注入管と把持金具が兼用されることが多い。
即ち図１４に示すように該雌ネジ９にモルタル供給ホース２５がニップル２６で接続される。
【０００５】
把持金具（注入管）５は通常セグメント２の重心の位置に設けられ、且つセグメント２を組立てるため、セグメントの自重及び組立て時に発生する大きなモーメントに充分耐えることができる強度と、セグメント２を構成するコンクリートセメントから脱落しない抜け止め機能が必要とされる。
【０００６】
従来の把持金具５は、図１２に示すように単純な筒状のものを、図１３のように把持金具５に鉄筋１２を溶接した後セグメント２に埋め込んでいるために、前記モーメントに対する機能は満足するものであるが、製作の手数が大変でコストが掛かる問題があった。
【０００７】
更に、注入管（把持金具）をセグメントの所定の位置に埋設するために、該把持金具をセグメント製造型枠にセットする際、図１１、図１６（イ）に示すように把持金具を設ける底型枠２８の所定の位置に穴を穿け、先ずボルト１６を差し込み、そのボルト１６に把持金具５の内径に添うアダプター２３をセットした後、把持金具５を被せ、そして把持金具５の上部に押え用のコーン２９を乗せ、上下のナットを締め込むことでセグメント製造型枠２７に把持金具がセットされる。
この時従来の把持金具では押え用のコーン２９が図１５に示すように把持金具５の管の肉厚部のみに乗っている。このためセグメント製造型枠２７にコンクリート打設するときに使用される強力なバイブレーターの振動で、把持金具とコーン２９との間にズレや隙間が発生し、液状のコンクリートが把持金具５の内部に浸透して把持金具５の雌ネジ９が埋まったり、汚れたりすることがある。
この汚れた把持金具の内部を清掃整備に大変な手間が掛かる問題があった。
【０００８】
更に、土中から構築されるセグメント２には絶えず大きな水圧が掛かるために、注入管を兼ねる把持金具から洩れが生じることが多々あることから、水が浸入しない工夫が種々なされ、常に改良されている。
【０００９】
例えば図１２に示す特開平８−０１３９８４号、特開平１１−０６２４８６号ではセグメントの注入管（把持金具）５に逆止弁１３が設けられている。
【００１０】
把持金具５を注入管として使用されないときは、図１４に示すように出口側にキャップ２２を置いてからモルタル２４を塗布して封じている。
この従来のキャップ２２では垂直な内径にキャップ２２を押し込むだけのため管の内径公差とキャップの外径公差とが加算されて誤差が拡大されることにより、現実は大きな隙間でも許容され、完全な密着を保つことができずに漏水を生じることになる。
従来、これを防ぐために接着剤を併用しなければならなかった。
即ちコストが掛かっていた。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−０６２４８６号
【特許文献２】特開平８−０１３９８４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明が解決しようとする課題は、従来からのシールド工法において必ず生じるシールドマシン１が掘削した掘削孔面３とセグメント２との間隙４を、効率よく埋めることができると同時に、止水効果が確実なモルタル注入孔を兼ねるセグメント２の把持金具５を安価に提供することである。
【００１３】
そしてセグメント２への把持金具５の埋込みを容易にすると同時に、セグメント組立て時に発生する大きなモーメントに耐えると共にセグメントのセメントコンクリートからの抜止め、及びコンクリートとの接合強度に優れた把持金具と、この把持金具を備えたセグメントを廉価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題の解決はトンネルセグメントにおける把持金具５の少なくとも一端を図３に示すようにラッパ状の拡大部７とすることによって解決される。
更に必要に応じて図６に示すようにこれに鍔１５と凹凸部１７、又は図９に示すようにタコ足２０を設けることによって解決される。
【発明の効果】
【００１５】
セグメント２における注入管を兼ねる把持金具５であって、該把持金具５の掘削孔面３側の一端がラッパ状７に拡大されることによって、このテーパー部で図１１に示すようにコーン２９が把持金具５に完全に密着し、コンクリート打設でバイブレーターの強い振動があってもコーン２９と把持金具５との間にズレや隙間が発生しないため把持金具５の内面にコンクリートが浸透する不都合が全く無くなる。
更に、合成樹脂栓、ゴム栓２１、金属栓１４等が拡大部７のテーパーによって効率良く密栓され、地下水の流入が確実に阻止される。
【００１６】
該把持金具５の掘削孔面３側の一端がラッパ状に拡大されることによって、この拡大された部分７が、コンクリートからの抜止め、及びコンクリートとの接合強度を増加し、更には該拡大部７の一部又は延長して鍔状凹凸部１７又はタコ足２０を設けることによって、エレクター（組立て機械１０）のアーム６に把持されて前後左右振り回される際に生じる大きなモーメントと、セグメント２からの引抜き力に耐えることができる。
【００１７】
前記把持金具５をコンクリートセグメント２に埋込むことによって、従来の把持金具５に必要であった鉄筋１２の溶接が必ずしも必要でなくなり、その分手間が掛からないばかりでなく、製造が簡単、取り扱いが容易になる。
【００１８】
更に、把持金具５の拡大部７の延長部分がアンカー機能を持つため、１本の鋼管で一体化した把持金具５の製造ができ、安価になる。
【実施例１】
【００１９】
従来と同様にシールド工法によるトンネル工事に用いられるトンネルセグメント１は、シールドマシン１で掘削されたトンネルの中、更にそのシールドマシン１の中で複数個組合わされて、筒状に組立てられ、これが長手方向に連続して耐圧筒即ちトンネル内壁となる。
そして前記シールドマシン１の掘削によって生成された掘削孔面３とセグメント２との間隙４にセメントモルタルが注入され、該セメントモルタルが固化してコンクリートとなることで、掘削孔面３とセグメント２が結合、トンネルが完成する。
【００２０】
ここで用いられるセグメント２は、厚さ２００〜７００ｍｍの鋼鉄、ダクタイル鋳鉄、又は鉄筋コンクリート等から構成される円弧状に湾曲した板面で、外周面にはボルトナット等によりセグメント２を固定及び接続するための外周固定用穴が設けられている。
また板面には把持金具取付け用の穴が予め開設されており、該穴にモルタル注入管を兼ねる把持金具５が嵌合される。
【００２１】
セグメント２が鋼鉄製のときには、モルタル注入管を兼ねる把持金具５は、セグメント２の該穴に嵌合溶接され、セグメント２がコンクリート製のときには、把持金具５をセグメントの該穴に嵌合配置した後、コンクリートを流し込んで硬化固定される。
【００２２】
実施例１の把持金具５はセグメント２の外周側の一端がラッパ状に拡大７された円筒で内径には雌ネジ９が切られる。
【００２３】
円筒状の把持金具５の一端を拡大７させる方法として、図３に示すように把持金具５となる鋼管を把持金具５の内径から円錐台形に拡大する金型３０で押圧プレスしてラッパ状７に拡大させる。
或いは、把持金具５となる鋼管の一端からローラーを用いたセートル（拡管器）を回転させてラッパ状７に拡大させる。
この拡大部７は必要に応じて旋削加工して仕上げられる。
把持金具を鋼鉄製のセグメント２に溶接する場合はこのもので充分である。
【００２４】
更に、把持金具５には従来と同様、図１２に示すように逆止弁１３が設けられ、モルタル供給ホース２５を取り外しても洩れることがない。
【００２５】
そして図１４に示すように、モルタル供給ホース２５からニップル２６を把持金具５の雌ネジ９に螺合接続し、注入管を兼ねる把持金具５から掘削孔面３とセグメント２との間に形成された間隙４にセメントモルタルが注入充填される。
【実施例２】
【００２６】
この実施例は図１０に示す。把持金具５は注入管としては使用せず、セグメント２を筒状に組立てる把持金具５としてだけに使用するものである。
従って、把持金具５の拡大部７には円錐台形の合成樹脂或いはゴム栓２１が設けられ、これがテーパー状の拡大部７に嵌合することで確実に封止される。
【実施例３】
【００２７】
この実施例は把持金具５をセグメント２の所定位置に埋設する過程を説明する。
図１１と図１６（イ）、（ロ）に示すようにセグメント底型枠２８の所定の位置の中心に穴を穿け、先ずボルト１６を差し込み、そのボルト１６に把持金具５の内径に添うアダプター２３をセットした後、該アダプター２３に把持金具５を嵌合配設する。そして把持金具５の上部に押え用のコーン２９を乗せ上下のナットを締め込むことで型枠２７に把持金具５がセットされる。そして型枠２７にコンクリートが打設され型枠２を取り外すことでセグメント２となる。
図１６（ハ）は型枠、底型枠を外し完成したセグメント２を断面図で示したものである。
この実施例でも把持金具５の拡大部７には円錐台形の合成樹脂栓ゴム栓２１或いは金属栓１４が設けられ、これが拡大部７に嵌合することで、コンクリート打設時に行なわれる激しいバイブレーターの振動に対しても確実な密閉をすることができる。
【実施例４】
【００２８】
この実施例は更に凹凸形のアンカーを備えた請求項２の把持金具と、その製造過程を説明する。
図４に示すように
（１）鋼管製の把持金具５の組立てアーム６側には所定の雌ネジ９が切られる。
（２）先端が円錐形になった金型３０を、把持金具５端縁から軸方向に押込んで鍔部１５とし、更に押込んで拡大部７を構成する。
該鍔部１５は図５、図６に示すように適宜形状にカット又は変形して凹凸１７が設けられアンカーとなる。
【実施例５】
【００２９】
この実施例はタコ足２０のアンカーを備えた請求項３の把持金具５と、その製造過程を説明する。
即ち、図７に示すように
（１）鋼管製の把持金具５の組立てアーム６側には所定の雌ネジ９が切られる。
（２）アームの反対側、即ち掘削孔面側の一端から５０ｍｍ、円周を８等分して直径方向に６ｍｍの錐穴１８が設けられる。
（３）一端から前記錐穴まで幅が２ｍｍの鋸歯でスリット１９が切られる。
（４）先端が円錐形になった金型３１を、（３）のスリット１９が切られた一端から軸方向に押し込み、スリット１９を押し広げてタコ足２０とし、続いてプレスすることで金型３１の円錐台３２が全面で把持金具５の内面に当接し、把持金具５の所定部分がラッパ状７に拡大成形される。
【００３０】
前記広げられたタコ足２０は図９（点線）のタコ足３３のように、交互に曲率を変化させることでセメントコンクリートとの接合強度が増大する。
或いは捻ってもよい。
【実施例６】
【００３１】
この実施例は実施例３の錐穴１８を穿けないでスリット１９を設け、これをタコ足２０に押し広げ更に金型３１の円錐台３２が全面で把持金具５の内面に当接し、把持金具５の所定部分がラッパ状７に拡大成形されて把持金具５としたものである。
【実施例７】
【００３２】
この実施例は実施例３の錐穴を必ずしも穿けないでスリット１９を設け、これをタコ足２０に押し広げて把持金具５としてものである。スリット１９は必ずしも直線でなく曲線であっても良い。
この実施例の把持金具はラッパ状の拡大が無い。
【００３３】
上記実施例の説明は、この発明の１実施例を説明したものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定するものではなく、又各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形応用が可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１はシールドマシンとトンネルセグメント及びトンネル掘削孔面の関係を示す説明図である。
【図２】図２は筒状に組立てられるトンネルセグメントと該セグメントの把持金具及びアームの関係を示す説明図である。
【図３】図３はこの発明の把持金具の成形態様を示す断面図である。
【図４】図４は実施例４の把持金具の成形態様を示す断面図である。
【図５】図５は実施例４のＡ―Ａ線で切断した平面図である。
【図６】図６は実施例４の斜視図である。
【図７】図７は実施例５の加工工程を示す断面図である。
【図８】図８は実施例５の次の加工工程を示す断面図である。
【図９】図９は実施例５の斜視図である。
【図１０】図１０はゴムキャップで拡大部を閉じる態様を示す断面図である。
【図１１】図１１は金属栓で拡大部を閉じる態様を示す断面図である。
【図１２】図１２は従来の把持金具とその使用例を示す断面図である。
【図１３】図１３は図１２のＡ−Ａ線縦断平面図である。
【図１４】図１４は従来のほかの把持金具を示す断面図である。
【図１５】図１５は従来の把持金具にコーンを押しつけた態様の説明図である。
【図１６】（イ）はセグメント製造時、型枠に把持金具をセットする説明図である。              （ロ）は図１６（イ）の平面図である。              （ハ）は完成したセグメントを示す、図１６（イ）の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１．  シールドマシン
２．  セグメント
３．  掘削孔面
４．  空隙
５．  把持金具（注入管）
６．  アーム
７．  拡大部
８．  ジャッキ
９．  雌ネジ
１０．  組立て機械
１１．  雄ネジ
１２．  鉄筋
１３．  逆止弁
１４．  金属栓
１５．  鍔部
１６．  杆
１７．  凹凸
１８．  錐穴
１９．  スリット
２０．  タコ足
２１．  ゴム栓
２２．  キャップ
２３．  アダプター
２４．  モルタル
２５．  ホース
２６．  ニップル
２７．  セグメント型枠
２８．  セグメント底型枠
２９．  コーン
３０．  金型
３１．  金型
３２．  円錐台
５０．  注入管
【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】
2005256455.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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