(57)【要約】【課題】  シールドトンネルの側部に配置された場合にボルトボックス部に水が溜まり難いようにする。【解決手段】  トンネル軸芯方向に隣接するセグメント本体Ｓ１どうしをボルト連結するためのボルトボックス部Ｂ１を、トンネル内周側に開口する状態に備えたトンネル用セグメントにおいて、ボルトボックス部Ｂ１の内周面の内、トンネ                        ル周方向に対向するボックス内周面ｍ１，ｍ２どうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間する末広がり面として形成してある。【選択図】        図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル軸芯方向に隣接するセグメント本体どうしをボルト連結するためのボルトボックス部を、トンネル内周側に開口する状態に備えたトンネル用セグメントであって、
前記ボルトボックス部の内周面の内、トンネル周方向に対向するボックス内周面どうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間する末広がり面として形成してあるトンネル用セグメント。
【請求項２】
前記セグメント本体をトンネル周方向に沿って組み上げてトンネルインバートを形成した状態で、少なくともトンネル中心より下で且つトンネルインバートより上に位置する前記ボルトボックス部の下面側のボックス内周面が、トンネル内空部に下り勾配となるよう形成してある請求項１に記載のトンネル用セグメント。
【請求項３】
セグメント本体のスキンプレートは、前記セグメント本体のトンネル内空側の周面に設けてあり、前記ボルトボックス部と一体に形成してある請求項１又は２に記載のトンネル用セグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル軸芯方向に隣接するセグメント本体どうしをボルト連結するためのボルトボックス部を、トンネル内周側に開口する状態に備えたトンネル用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のトンネル用セグメントとしては、図１３に示すように、トンネル軸芯方向視で矩形形状の空間Ｖ０を備えたボルトボックス部Ｂを、トンネル周方向に間隔をあけて形成してあるものがあった。
尚、この様な従来技術に関しては、先行技術調査を行うまでもなく、当業者の間で広く知られているものであることから、先行技術文献は示していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トンネル用セグメント２０は、図１２に示すように、リング状のトンネル周壁Ｗを形成するための分割周壁部材であり、図には示さないが、それら分割周壁部材をシールドマシン内でトンネル周方向に突き合わせて連結しながらリング状に組み立てて、そのリング状周壁の端面にシールドマシンの推進ジャッキを押し当てて推進反力を確保しながらシールドマシンが推進を行う手順でシールドトンネルＴが形成される。こうして形成されるシールドトンネルＴにおいては、図に示すように、底部Ｔ１のトンネルインバートＮには、トンネル用セグメントを覆う状態にコンクリート等が打設されて平坦な床ｆが構成され、側部Ｔ２や天部Ｔ３は、トンネル用セグメント２０が露出された状態で使用されることがある。
このような使用形態を採用される場合、シールドトンネル内に発生する水は、天部Ｔ３や側部Ｔ２を伝って前記底部Ｔ１の床ｆ上に落ちて、トンネル勾配に沿って排出されることになる。
上述した従来のトンネル用セグメントによれば、前記ボルトボックス部Ｂがトンネル軸芯方向視で矩形形状の空間Ｖ０を形成するように構成されているから、特にトンネル側部Ｔ２に配置される場合には、図１３に示すように、ボルトボックス部Ｂのボックス内周面ｍの内、下面ｍ１が奥に傾いた逆勾配となって前記空間Ｖ０の下隅部分に水が溜まったままになり易い危険性があった。その結果、その水が溜まった部分からトンネル用セグメントを腐食させ易く、更には、ボルトボックス部内に露出する連結ボルトまで腐食させてしまうと言った問題点があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、シールドトンネルの側部に配置された場合にボルトボックス部に水が溜まり難いトンネル用セグメントを提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明の特徴構成は、トンネル軸芯方向に隣接するセグメント本体どうしをボルト連結するためのボルトボックス部を、トンネル内周側に開口する状態に備えたトンネル用セグメントにおいて、前記ボルトボックス部の内周面の内、トンネル周方向に対向するボックス内周面どうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間する末広がり面として形成してあるところにある。
【０００６】
請求項１の発明の特徴構成によれば、ボルトボックス部の内周面の内、トンネル周方向に対向するボックス内周面どうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間す
る末広がり面として形成してあるから、セグメント本体が縦姿勢となるように配置された状態において、前記ボックス内周面の内の下側の面は、トンネル径方向での外側から内側へ傾斜した姿勢になり易く、例えば、前記ボルトボックス部内に水が入ったとしても、ボックス内周面の傾斜に誘導されてシールドトンネル内空側へ排出され、ボルトボックス部内に溜まり難い。
従って、従来のような溜まり水によってセグメント本体や連結ボルトが腐食すると言ったことを防止し易くなり、シールドトンネルそのものの耐久性を向上させることが可能となる。
【０００７】
請求項２の発明の特徴構成は、前記セグメント本体をトンネル周方向に沿って組み上げてトンネルインバートを形成した状態で、少なくともトンネル中心より下で且つトンネルインバートより上に位置する前記ボルトボックス部の下面側のボックス内周面が、トンネル内空部に下り勾配となるよう形成してあるところにある。
【０００８】
請求項２の発明の特徴構成によれば、請求項１の発明による作用効果をより顕著に発揮することができる。即ち、従来技術で説明したように、トンネル中心より下で且つトンネルインバートより上に位置するボルトボックス部には、特に、水が溜まり易いが、その箇所に設置された状態のボルトボックス部の下面側ボックス内周面がトンネル内空部側に下り勾配となるように形成してあることで、確実に水をボルトボックス部から排除することが可能となる。従って、ボルトボックス部に水が溜まりその水によってセグメント本体や連結ボルトが腐食するといったことをより確実に防止することが可能となる。
【０００９】
請求項３の発明の特徴構成は、セグメント本体のスキンプレートは、前記セグメント本体のトンネル内空側の周面に設けてあり、前記ボルトボックス部と一体に形成してあるところにある。
【００１０】
シールドマシンを推進させるには、前述の通り、トンネル用セグメントをリング状に組み付けて連結してリング状周壁を形成し、その端面にシールドマシンの推進ジャッキを押し当てて推進反力を確保しながらジャッキを伸長させることで実施されるが、シールドマシンの機構上、推進ジャッキの押し当て作用位置は、トンネル用セグメントの厚み中央よりトンネル内側に寄った位置に設定されていることが多い。従って、トンネル用セグメントの厚みのうち、トンネル内周側に、より大きい推進力が作用することとなる。
請求項３の発明の特徴構成によれば、請求項１又は２の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、セグメント本体のスキンプレートが、前記セグメント本体のトンネル内空側の周面に設けてあることで、推進ジャッキの軸力を、強度の高いスキンプレートで支持することが可能となる。特に、ボルトボックス部が設けてある部分近傍においても、セグメント本体の端面リブから加わる推進ジャッキの軸力を、ボルトボックス部とスキンプレートとで一丸となって受け止めることができる。従って、スキンプレートをセグメント本体のトンネル外周側の周面に設けるものに比べて、より確実に且つ強力に推進ジャッキの軸力を受け止めることが可能となる。これは、例えば、コンクリート等の中埋め材を使用する場合でも同様であり、トンネル軸芯方向の推進反力を、より確保し易いから、高推進力を作用させて推進能率の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１２】
図１〜７は、本発明のトンネル用セグメントの一実施形態品（以後、単にセグメントと言う）Ｓを示すもので、前記セグメントＳは、図には示さないが、シールドマシンによって地中推進するに伴ってトンネル周壁を形成するための分割周壁部材である。それら分割
周壁部材をシールドマシン内でトンネル周方向に突き合わせて連結しながらリング状に組み立てて、そのリング状周壁に推進反力を確保しながらシールドマシンが推進を行う手順でシールドトンネルが形成される。
【００１３】
セグメントＳは、トンネル周方向に沿った湾曲形状に形成されたセグメント本体Ｓ１で構成してある。そして、このセグメント本体Ｓ１は、図２、４、５に示すように、トンネル周方向に沿って配置される第一リブ１と、トンネル軸芯方向に沿って配置される第二リブ２と、トンネル周面に沿って配置されるスキンプレート３と、前記第一リブ１と第二リブ２とスキンプレート３で囲まれた範囲にコンクリートＣを充填して形成された中埋め部４とを備えて構成してある。前記第一リブ１、第二リブ２、スキンプレート３は、何れも金属（例えば、鋳鉄）によって一体的に形成してある。
【００１４】
前記スキンプレート３は、当該実施形態のセグメント本体Ｓ１においては、トンネル外周面側に位置しており、そのスキンプレート３の内周面側に、前記各リブ１，２が設けられている。
前記第一リブ１は、当該実施形態のセグメント本体Ｓ１においては、セグメント幅方向（設置された状態でのトンネル軸芯方向）に間隔をあけて複数（当該実施形態では４つ）のものが並設してある。
前記第二リブ２は、当該実施形態のセグメント本体Ｓ１においては、セグメント長手方向（設置された状態でのトンネル周方向）に間隔をあけて複数（当該実施形態では１０）のものが並設してある。
前記第一リブ１，第二リブ２は、外側に配置されるもの１Ａ，２Ａに関しては、高さ寸法は、セグメント本体Ｓ１の厚み寸法に相当する寸法に形成してあるが、内側に配置される各第一リブ１Ｂ，第二リブ２Ｂに関しては、セグメント本体Ｓ１の厚み寸法より小さめの高さ寸法に設定してある。
【００１５】
また、外側に配置される第一リブ１Ａ、及び、第二リブ２Ａには、長手方向に間隔をあけて複数のボルト挿通孔５が形成してある。従って、隣接セグメントの各リブと付きあわせた状態で、図３に示すように、両者のボルト挿通孔５に連結用ボルトＲを挿通させて締め付けることによってセグメント本体Ｓ１どうしの連結を行うことが出来るものである。
【００１６】
尚、トンネル内部空間側から前記連結用ボルトの締結作業を実施できるように、ボルトセット空間確保用のボルトボックス部Ｂが、前記ボルト挿通孔５の裏側に形成してある。これは、当該実施形態においては、コンクリートの打設前に抜き型を設置しておき、硬化後にこの抜き型を除去することで形成してある。そして、各ボルトボックス部Ｂの内、前記第一リブ１Ａに沿って設けられているのが、リング継ぎ手用ボルトボックス部Ｂ１で、前記第二リブ２Ａに沿って設けられているのが、セグメント継ぎ手用ボルトボックス部Ｂ２である。即ち、前記リング継ぎ手用ボルトボックス部Ｂ１を用いて、トンネル軸芯方向に隣接するセグメント本体Ｓ１どうしの連結が実施される。また、前記セグメント継ぎ手用ボルトボックス部Ｂ２を用いて、トンネル周方向に隣接するセグメント本体Ｓ１どうしの連結が実施される。
因みに、セグメントＳの中央部分にも窪み７が形成してあり、この窪み７は、図には示さないがセグメント組立装置によってセグメントを把持するために使用される。
【００１７】
前記リング継ぎ手用ボルトボックス部Ｂ１の形状は、図７に示すように、トンネル周方向に対向するボックス内周面ｍどうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間する末広がり面として形成してある。具体的には、セグメント本体Ｓ１を縦配置にした状態でのボックス内周面ｍの内の下面ｍ１と上面ｍ２とがトンネル中心側ほど離間する末広がり面となるように構成されている。そして、両者の交差部分は凹曲面を描くように構成されている。即ち、ボルトボックス部Ｂ１内の空間Ｖ１は、シールド軸芯方向視によれ
ば、概ね三角形の形状に仕上げられている。
従って、図１、図７に示すように、セグメント本体Ｓ１を組み付けて底部Ｔ１のトンネルインバートＮにコンクリートを打設した状態においては、トンネル側部Ｔ２に位置するセグメント本体Ｓ１に形成されている何れのボルトボックス部Ｂ１も、下面ｍ１は、トンネル内空側へ傾斜しており、ボルトボックス部Ｂ１内に水が溜まるのを防止し易い。よって、溜まり水によるボルトボックス内の腐食や、連結用ボルトＲの腐食等を未然に防ぐことが可能となる。また、前記下面ｍ１と上面ｍ２とは、連続曲面で連結されているので、角が無く応力集中が生じ難い。
【００１８】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００１９】
〈１〉  前記セグメントＳは、ボルトボックス部を、先の実施形態で説明したコンクリートで形成したものに限るものではなく、例えば、リブやスキンプレートと同様に、鋳鉄や、他の金属等によって形成してあるものであってもよい。また、中埋め部４には必ずしもコンクリートを充填するものに限らず、何も充填しない構成を採用することも可能である。また、中埋め部４に充填する場合も、素材は、コンクリートに限るものではなく、例えば、モルタル等のセメント硬化物や、発泡樹脂等の合成樹脂硬化物等であってもよい。
また、前記セグメントＳは、鉄筋とコンクリートを組み合わせて形成した所謂「ＲＣセグメント」であってもよい。
〈２〉  また、各リブや、スキンプレートの形状や、配置、数等も、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、適宜変更が可能である。そして、特に、スキンプレートは、先の実施形態で説明したようにセグメント本体の厚み方向でのトンネル外側に位置させてあるものに限らず、例えば、図８〜１０に示すように、セグメント本体の厚み方向でのトンネル内側に位置させたものや、図には示さないが、それらの組み合わせ配置によるもの等であってもよい。尚、スキンプレートをトンネル内側に位置させる場合、前記ボルトボックス部Ｂは、スキンプレートの一部を裏面側に窪ませることでも形成することができる。
〈３〉  また、前記第一リブ１は、先の実施形態で説明したように外側に配置される第一リブ１Ａと、内側に配置される第一リブ１Ｂとを二つずつ設けたものに限らず、例えば、図８に示すように、内側に配置される第一リブ１Ｂを一つ設けてあるものや、図９に示すように、外側に配置される第一リブ１Ａのみで構成してあるものや、図には示さないが、内側に配置される第一リブ１Ｂを、三つ以上備えたものであってもよい。また、このことは、第二リブ２についても同様に適用することができる。そして、各リブの内、外側に配置されたものと、内側に配置されたものとは、同じ高さ寸法に形成してあってもよい。
尚、隣接するセグメント対向部の何れにもボルトボックスを形成してあることに限らず、図１１に示すように、何れか一方は、先付けナットを設けておき、他方のボルトボックス側から連結用ボルトを挿通して前記先付けナットに螺合させるように構成するものであってもよい。
一方、セグメント全体の形状は、湾曲形状のものを説明したが、この形状に限るものではなく、例えば、矩形平板形状のものや、アングル形状のものであっても良く、他の変更も可能である。
要するに、前記ボルトボックス部Ｂのボックス内周面ｍの内、トンネル周方向に対向するボックス内周面ｍ１，ｍ２どうしが、セグメント厚み方向でのトンネル中心側ほど離間する末広がり面として形成してあればよい。
【００２０】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】トンネル軸芯方向視によるセグメント組み立て状態を示す斜視図
【図２】セグメントを示す斜視図
【図３】セグメントの連結状況を示す斜視図
【図４】セグメントをトンネル内周面側から見た説明図
【図５】セグメントのトンネル軸芯方向視の断面図                                      （イ）図４中のイ−イ矢視図    （ロ）図４中のロ−ロ矢視図
【図６】セグメントの周方向視の断面図
【図７】セグメントの要部を示すトンネル軸芯方向視断面図
【図８】別実施形態のセグメントを示す斜視図
【図９】別実施形態のセグメントを示す斜視図
【図１０】別実施形態のセグメントを示す斜視図
【図１１】別実施形態のセグメントを示す斜視図
【図１２】従来例のトンネル軸芯方向視によるセグメント組み立て状態を示す斜視図
【図１３】従来例のセグメントの要部を示すトンネル軸芯方向視断面図
【符号の説明】
【００２２】
３      スキンプレート
Ｂ１    リング継ぎ手用ボルトボックス部
ｍ      ボックス内周面
ｍ１    ボックス内周面（下面）
ｍ２    ボックス内周面（上面）
Ｎ      トンネルインバート
Ｓ１    セグメント本体
【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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