(57)【要約】  【課題】  構造が簡単であると共に、強度的に有利な支保工用セグメント継手圧入装置及び支保工用セグメント組立装置を提供する。  【解決手段】  互いに結合すべきセグメントに定設した雌継手２に雄継手７を圧入することにより、前記セグメントを結合する継手圧入装置２０において、前記雄継手７を前記雌継手２に圧入する圧入部と、棒状の係止ロッド２７と、該係止ロッド２７を回動させる係止ロッド用駆動装置２８とを有し、該係止ロッド２７の先端部には前記雌継手２の係止孔１０に係止される係止部２９が形成され、該係止部２９を前記係止孔１０に挿入して所定の角度回動させることにより、前記係止部２９が前記係止孔１０から引抜き不能に係止されるように構成された。【選択図】  図３
2005315048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに結合すべきセグメントに定設した雌継手に雄継手を圧入することにより、前記セグメントを結合する支保工用セグメント継手圧入装置において、
前記雄継手を前記雌継手に圧入する圧入部と、棒状の係止ロッドと、該係止ロッドを回動させる係止ロッド用駆動装置とを有し、該係止ロッドの先端部には前記雌継手の係止孔に係止される係止部が形成され、該係止部を前記係止孔に挿入して所定の角度回動させることにより、前記係止部が前記係止孔から引抜き不能に係止されるように構成されたことを特徴とする支保工用セグメント継手圧入装置。
【請求項２】
前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部の押込み力を測定する測定装置が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の支保工用セグメント継手圧入装置。
【請求項３】
前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部に、前記雄継手を固定する吸着装置が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の支保工用セグメント継手圧入装置。
【請求項４】
シールド筒の前部にカッタが回動可能に設置されると共に、後部に複数の推進ジャッキを設置したシールド機に備えられ、前記シールド筒よりやや小径のセグメントを順次組み立てるための支保工用セグメント組立装置において、
前記シールド筒内に回転自在にエレクタが支持され、該エレクタに請求項１乃至３の何れか一つに記載の支保工用セグメント継手圧入装置が備えられ、該支保工用セグメント継手圧入装置に、前記雄継手を前記雌継手に圧入可能な位置に移動可能な駆動装置が備えられていることを特徴とする支保工用セグメント組立装置。
【請求項５】
隣接するセグメントの各々に配設されて請求項１乃至３の何れか一つに記載の支保工用セグメント継手圧入装置によって雄継手が圧入されることにより接続される雌継手と、前記雌継手に圧入される前記雄継手とを有するセグメント継手構造であって、該雌継手には、前記係止ロッドの前記係止部が挿入される係止孔と、該係止孔に挿入された状態で所定角度回動されたときに前記係止部が係止される被係止部と、前記雄継手が挿入される雌部とを備えたことを特徴とするセグメント継手構造。
【請求項６】
前記雌継手の前記雌部には底板部が形成され、前記雄継手を前記雌部に挿入が完了した状態で前記底板部と前記雄継手との間には挿入余裕空間が形成されることを特徴とする請求項５に記載のセグメント継手構造。
【請求項７】
前記雌継手に前記雄継手を圧入した状態で、これらの表面上に継手用キャップが取付けられるセグメント継手構造であって、前記継手用キャップは、前記雌継手の前記被係止部に係止されるキャップ用係止部が形成されると共に、取付けられた状態で表面がセグメントの表面とほぼ連続するように構成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載のセグメント継手構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主としてシールドトンネルの支保工用セグメント継手圧入装置、支保工用セグメント組立装置、セグメント継手構造に関するものである。  
【背景技術】
【０００２】
従来、地下鉄、道路トンネルや上下水道等を構築するために、シールド機にて地盤を掘削し、掘削する毎にシールド機の後方に複数のセグメントを組み立て、地下にトンネルを形成している。その掘削した筒状の形状からなるシールド（シールド筒）よりやや小径のセグメントを順次組み立てて、これらを互いに締結して筒状にセグメントを組み立てることが行われている。
【０００３】
このセグメントは、長方形状で湾曲した形状を呈し、シールド筒の周方向に隣接するセグメントは、その合わせ面寄りにそれぞれ雌継手が固定されており、圧入装置により、両雌継手に跨って雄継手を押し込むことでくさび効果によって合わせ面を圧接させて両セグメントを結合させる。また、シールド筒の軸方向において隣接するセグメント同士も雌継手に跨って雄継手を押し込んで圧接させることにより接続するようにしている。
【０００４】
このトンネルは、シールド機により掘進しつつ構築されるが、このようなシールド機は、通常、筒状のシールド筒の前部にカッタを有すると共に、後部に複数の推進ジャッキが配置されており、カッタを回転させることにより掘削しつつ、推進ジャッキを作動させることにより掘進するようになっている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、このセグメント間を継ぎ合わせる方法として、「コッターを打ち込むためのピストンロッドを伸縮可能に備えた打ち込みジャッキのシリンダ先端部に対し長手方向中央部を揺動自在に取り付けたリンクの両端部に、締結溝のオーバーハング部に掛止可能な掛止爪を先端部外側に形成したレバーの基端部をそれぞれ枢着し、該各レバーを相互の先端部が近接離間するよう揺動操作する開閉ジャッキをリンクに設ける。」というコッター（継手）打ち込み装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−３２４５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の装置にあっては、雄継ぎ手であるコッターを押し込む際の力を、リンクを設けることにより負担するようにしているため、回動式のリンクを設けたり、このリンクの掛止爪が係止されるオーバーハング部を形成したりする必要があり、構造が複雑になる。また、リンクを回動自在に支持する回動軸に剪断力が働くため強度的に不利となる。
【０００７】
このような問題を解決するために、本発明は、構造が簡単であると共に、強度的に有利な支保工用セグメント継手圧入装置、支保工用セグメント組立装置及び支保工用雌継手を提供することを課題とする。
【０００８】
また、この発明の他の課題は、支保工用セグメントを組立てた後に、セグメントの内面を平滑にし、２次覆工を省略させる支保工用継手用キャップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、互いに結合すべきセグメントに定設した雌継手に雄継手を圧入することにより、前記セグメントを結合する支保工用セグメント継手圧入装置において、前記雄継手を前記雌継手に圧入する圧入部と、棒状の係止ロッドと、該係止ロッドを回動させる係止ロッド用駆動装置とを有し、該係止ロッドの先端部には前記雌継手の係止孔に係止される係止部が形成され、該係止部を前記係止孔に挿入して所定の角度回動させることにより、前記係止部が前記係止孔から引抜き不能に係止されるように構成された支保工用セグメント継手圧入装置としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部の押込み力を測定する測定装置が備えられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部に、前記雄継手を固定する吸着装置が備えられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、シールド筒の前部にカッタが回動可能に設置されると共に、後部に複数の推進ジャッキを設置したシールド機に備えられ、前記シールド筒よりやや小径のセグメントを順次組み立てるための支保工用セグメント組立装置において、前記シールド筒内に回転自在にエレクタが支持され、該エレクタに請求項１乃至３の何れか一つに記載の支保工用セグメント継手圧入装置が備えられ、該支保工用セグメント継手圧入装置に、前記雄継手を前記雌継手に圧入可能な位置に移動可能な駆動装置が備えられている支保工用セグメント組立装置としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、隣接するセグメントの各々に配設されて請求項１乃至３の何れか一つに記載の支保工用セグメント継手圧入装置によって雄継手が圧入されることにより接続される雌継手と、前記雌継手に圧入される前記雄継手とを有するセグメント継手構造であって、該雌継手には、前記係止ロッドの前記係止部が挿入される係止孔と、該係止孔に挿入された状態で所定角度回動されたときに前記係止部が係止される被係止部と、前記雄継手が挿入される雌部とを備えたセグメント継手構造としたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記雌継手の前記雌部には底板部が形成され、前記雄継手を前記雌部に挿入が完了した状態で前記底板部と前記雄継手との間には挿入余裕空間が形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の構成に加え、前記雌継手に前記雄継手を圧入した状態で、これらの表面上に継手用キャップが取付けられるセグメント継手構造であって、前記継手用キャップは、前記雌継手の前記被係止部に係止されるキャップ用係止部が形成されると共に、取付けられた状態で表面がセグメントの表面とほぼ連続するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、互いに結合すべきセグメントに定設した雌継手に雄継手を圧入することにより、前記セグメントを結合する支保工用セグメント継手圧入装置において、前記雄継手を前記雌継手に圧入する圧入部と、棒状の係止ロッドと、該係止ロッドを回動させる駆動装置とを有し、該係止ロッドの先端部には前記雌継手の係止孔に係止される係止部が形成され、該係止部を前記係止孔に挿入して所定の角度回動させることにより、前記係止部が前記係止孔から引抜き不能に係止されるように構成された支保工用セグメント継手圧入装置としたため、従来のようにリンク機構を設ける必要がなく構造が簡単であると共に、引張り力が係止ロッドに作用し、従来のような剪断力が作用しないことから強度的に有利となる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の構成に加え、前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部の押込み力を測定する測定装置が備えられているため、この測定値に基づいて圧入部の押込み力を調整できることから、押し込み過ぎによる前記セグメント、前記雄継手及び前記雌継手の損傷等を防止することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、前記雌継手に前記雄継手を圧入する圧入部に、前記雄継手を固定する吸着装置が備えられているため、雄継手を簡単にセットできると共に、雄継手を雌継手に嵌合後、圧入装置から雄継手を簡単に離脱させることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、シールド筒内に回転自在にエレクタが支持され、該エレクタに請求項１乃至３の何れか一つに記載の支保工用セグメント継手圧入装置が備えられ、該支保工用セグメント継手圧入装置に、前記雄継手を前記雌継手に圧入可能な位置に移動可能な駆動装置が備えられているため、セグメント組立から継ぎ合わせまでの作業を容易に実施できる支保工用セグメント組立装置を提供できる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、係止部が係止孔に挿入されて所定角度回動されることによって、係止部を被係止部に固定して継手圧入装置で雄継手を圧入するときに生じる反力を係止ロッドに受け持たせることができるから、雄継手を所定の力で雌部に確実に嵌合することができるので、雄継手を嵌合するくさび効果でセグメント同士の接合を強力にすることができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、前記雌継手の前記雌部には底板部が形成され、前記雄継手を前記雌部に挿入が完了した状態で前記底板部と前記雄継手との間には挿入余裕空間が形成されるから、コンクリートセグメント製作時のノロ、又は、作業所で土砂等が付着しても、雄継手が雌継手の設計位置まで確実に挿入できるようになる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、雌継手に雄継手を圧入した表面では、雌継手の被係止部にキャップ用係止部が嵌合して継手用キャップが取付けられ、この継手用キャップの表面がセグメントの表面とほぼ連続することから、継手用キャップがセグメント覆工体の内壁の一部を形成して覆工体内壁に継手部分が剥き出しになることがなくなるので、セグメント覆工体の２次覆工を省略することができ、又、セグメント覆工体の内面を平滑にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について、図１乃至図９を参照して説明する。図１乃至図９はこの実施の形態を示す図である。
【００２４】
まず構成を説明する。シールド機は、図１及び図２に示すように、シールド筒５０の前部にカッタ５１が回動可能に配設されると共に、後部に複数の推進ジャッキ５３、シールド筒５０よりやや小径のセグメントを順次組み立てるための支保工用セグメント組立装置７０（以下、「組立装置７０」という）が配設されている。
【００２５】
そのカッタ５１は、隔壁１４の前部に回転自在に配設され、カッタ駆動装置５１ａにより平行リンク運動されるようになっていると共に、複数の推進ジャッキ５３は、固定リング５４に固着されている。
【００２６】
また、組立装置７０は、リングガータ５６、固定板５７、トンネル軸方向ジャッキ５８、押付けジャッキ５９、組立アーム６０、圧入ボックス６１、ボックス駆動装置６２、組立ジャッキ６３、把持装置６４、支保工用セグメント継手圧入装置２０（以下「継手圧入装置２０」という）を有している。
【００２７】
そのリングガータ５６は、その内側にギヤ５６ａが設けられ、固定リング５４に回動可能に挿入され、このリングガータ５６は、ギヤ５５ａが設けられたリング駆動装置５５により円周方向に回転可能に支持されている。
【００２８】
さらに、リングガータ５６には、固定板５７が固定され、この固定板５７にトンネル軸方向ジャッキ５８が固定されている。そして、このトンネル軸方向ジャッキ５８の先端に押付けジャッキ５９が固定され、押付けジャッキ５９の先端に圧入ボックス６１を介して組立アーム６０が固定されている。
【００２９】
この圧入ボックス６１の内部には、ボックス駆動装置６２が設けられ、このボックス駆動装置６２により継手圧入装置２０が、トンネル軸方向に対して直角方向の第１軸を中心に回動させるように支持されている。また、その組立アーム６０は、下方に凸となるように略くの字状に形成され、この組立アーム６０の中央部には、セグメントの中央を把持する把持装置６４が組立ジャッキ６３を介して固定されている。
【００３０】
圧入ボックス６１（組立アーム６０の両端部）には、図１及び図２に示すように、継手圧入装置２０が２台ずつセットされている。この継手圧入装置２０は、トンネル軸方向に沿う回動軸６１ｃにより回転自在に軸支され、回転駆動装置６１ａにより回動軸６１ｃを中心に回転するように構成されている。
【００３１】
また、各継手圧入装置２０は、移動ジャッキ６１ｂにより、押付けジャッキ５９の駆動方向と直交する方向（トンネル軸及び第１軸に対して直角方向）に移動させるように構成されている。さらに、図１に示すように、トンネル軸方向に並んだ２台の継手圧入装置２０は、図５に示すように、把持装置６４を中心として軸方向に距離Ｘ、離間した位置に配置され、且つ、図２に示すように、トンネル円周方向に並んだ２台の継手圧入装置２０は、図５に示すように、支持部材７１を中心として円周方向に距離Ｙ、離間した位置に配置されている。
【００３２】
この継手圧入装置２０は、図３に示すように、筐体２１、センサー３０、「圧入装置」としてのジャッキ２２、押込ロッド２３、「吸着装置」としての磁石２４、反力板２５、ガイド部材２６を有している。
【００３３】
その筐体２１は、前記回動軸６１ｃにより回動自在に支持されると共に、この筐体２１の上端部内に「測定装置」としてのセンサー３０が固着され、このセンサー３０と、筐体２１内に摺動可能に挿入されたジャッキ２２とが固着されている。このセンサー３０により、ジャッキ２２により、雄継手７を雌継手２に圧入する際の押込み圧力が測定されるようになっている。
【００３４】
そして、このジャッキ２２の押込ロッド２３には、磁石２４が定着され、この磁石２４と反力板２５間にはガイド部材２６が左右対称に固着されている。このガイド部材２６は、図３及び図６に示すように、雄継手７の左右に対応した位置に配置され、雄継手７が挿入口ａから容易に挿入可能な大きさに形成され、ガイド背部２６ａ、一対のガイド側部２６ｂ、２６ｂにより略コの字形状形成され、雄継手７が内側に嵌合されるようになっている。
【００３５】
また、その筐体２１の両側部には、図３に示すように、左右一対の係止ロッド２７が回動可能に挿入され、この係止ロッド２７の上部には係止ロッド用駆動装置２８が配設され、この駆動装置２８により係止ロッド２７が回動されるようになっている。この係止ロッド２７の下部には係止部２９が形成され、雌継手２に形成された係止孔１０に挿入されて所定の角度回動させることにより、係止部２９が係止孔１０から引抜き不能に係止されるように構成されている。この係止孔１０は、図７に示すように、入り口が平面視において長方形状を呈し、内部側が円形に形成され、前記係止部２９は、その入り口から挿入可能な大きさで、内部に挿入されて所定の角度回動させることにより、引き抜き不能に形成されている。
【００３６】
その係止ロッド２７は、断面が円形で、下側部２７ａの外径寸法φ１が上側部２７ｂの外形寸法φ２より小さく形成され、この下側部２７ａが図３に示す反力板２５に貫通孔２５ａに挿入されている。  一方、シールドトンネルを構築するセグメント１は、シールド筒５０の後方に１リング毎に千鳥組、又はいも継ぎにて組み立てる。本実施の形態では、図４に示すように、千鳥組にて説明する。セグメント１は、施工条件やシールド筒外形により材質や形状、分割数が変動する。本実施の形態においては、コンクリートで形成されたコンクリートセグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、及びＫの６分割３種類で説明する。また、継手位置は、セグメント間のセグメント継手で説明する。
【００３７】
セグメント１は、図５に示すように、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｋの６分割３種類で形成されている。セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３は、図５に示すように展開すると、略長方形状を呈し、軸方向に対して水平な端面１３、１３’を有している。また、セグメントＢ１、Ｂ２は、図５に示すように展開すると、略台形状を呈し、一方側の端面１３は軸方向に対して水平で、他方側の端面１３ａは軸方向に対して角度α、傾斜している。セグメントＫは、図５に示すように展開すると、略台形状を呈し、両端面１３ａが軸方向に対して角度α、傾斜している。
【００３８】
各セグメント１の略中心には支持部材７１が設けられ、セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３の支持部材７１と端面１３’、１３の離隔距離Ｙ１、Ｙ１’は等しい。セグメントＢ１、Ｂ２の支持部材７１と端面１３ａの離隔距離はＹ２及びＹ３となっている。セグメントＫの両端面１３ａは、軸方向に角度αを持っているので支持部材７１と端面１３ａの離隔距離はＹ４、Ｙ４’となっている。
【００３９】
セグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２の雌継手２、２’の設置位置は、軸方向に等しく２列に設けられ、支持部材７１と等しい離隔距離Ｘ１、Ｘ１’に設けられている。セグメントＫの雌継手２、２’の設置位置は、軸方向に対してセグメントＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２と等しいが、端面１３ａに対して直角位置に設けられている。
【００４０】
雄継手７は、図８に示すように、中央のくびれ部７ａと楔部７ｂが一体に設けられた形状で構成される（上平面図（ａ））。この楔部７ｂの面積は下側部分から上側部分にいくにつれて徐々に大きくなると共にくびれ部７ａの面積は小さくなり（側面図（ｂ））、雄継手７全体の面積は下側部分から上側部分にいくにつれて徐々に大きくなる楔形状になっている（下平面図（ｃ））。このような楔形状の雄継手７を用いることにより、以下に説明する雌継手２、２’の位置が多少ずれていても、両雌継手２にスムーズに挿入できる構造となっている。
【００４１】
雌継手２は、図３，図７，図９で示すように、隣接するセグメントＡ２，Ａ３の各々の所定位置に製作時に予め配設されて、支保工用セグメント継手圧入装置２０によって雄継手７を圧入されることにより接続されるようになっている。また、雌継手２の雌部８は、雄継手７の形状に対応させて略相似形の略多角柱で形成され、底板部９の所まで雄継手７の圧入が可能に構成されている。また、雌継手２は、雌部８の側方には係止ロッド２７の係止部２９が挿入される係止孔１０が形成され、係止孔１０に挿入された状態で所定角度回動されたときに係止部２９が係止される被係止部３５が形成されている。
【００４２】
雌継手２は、図７で示すセグメント端面１３，１３’と図９で示す継手端部３，３’とが平滑に形成されており、継手端部３，３’の略反対側に螺着した定着鉄筋４によってセグメントＡ２，Ａ３内に固定されている。定着鉄筋４は、溶接又は鋳物等の一体成形でも良い。また、定着鉄筋４を使用せずに雌継手２をセグメントＡ２，Ａ３に固定しても良い。また、継手端部３にはシールド筒内側に凸部５と底板部９側に凹部６を左右に設けている。雌部８の開口部は雄継手７の半面と略同形で、雄継手７の半面が挿入可能な形状である。この雌部８の開口部はシールド筒内側に雌面取部８’を設け、雄継手７を雌部８に挿入するときスムーズに挿入できる構造である。雌継手２の雌部８には底板部９が形成され、雄継手７を雌部８に挿入が完了した状態で底板部９と雄継手７との間には挿入余裕空間Ｐが形成される。また、この挿入余裕空間Ｐが形成されることにより、雄継手７を雌部８に挿入したとき底板部９から寸法Ｌ１離間するようになっており、この寸法Ｌ１が楔形雄継手７の挿入余裕量であると共に、コンクリートセグメント製作時のノロ、又は、作業所で土砂等が付着しても、雄継手７が雌継手２、２’の設計位置まで確実に挿入できるようにするためのものである。
【００４３】
この底板部９は、楔形の雄継手７を雌継手２、２’に挿入した際雌継手２、２’に作用する楔効果のモーメントに対抗する効果があるのでセグメントＡ２，Ａ３に悪影響を与えない。例えば、コンクリートセグメントであれば、コンクリートのクラックを防止する効果がある。
【００４４】
そのセグメントＡ３には、図５に示す雌継手２’がセグメント製作時に予め所定位置に固着されており、セグメント端面１３’と図９に示す継手端部３’が同一平面上に設定されている。セグメントＡ３と雌継手２’は、図９等に示すように、継手端部３’の略反対側に螺着した定着鉄筋４により固定する。その継手端部３’には凹部１１と凸部１２が形成され、この雌継手２’の凹部１１と凸部１２は、雌継手２の凸部５と凹部６と嵌合する位置に設けられている。雌部８の開口部は、雄継手７の片側と略同形で、雄継手７の片側が挿入可能な形状である。また、この雌部８の開口部には、シールド筒内側に雌面取部８’が設けられ、雄継手７を雌部８に挿入するときスムーズに挿入できる構造となっている。
【００４５】
次に、作用について説明する。
【００４６】
まず、カッタ５１を回転させ推進ジャッキ５３と既に組み立てられたセグメント１で反力を取り地山を掘進し、排土装置５２により掘削土砂を排土する。新たなセグメント１を組むスペースまでシールド筒５０を掘進したら、カッタ５１を停止し、推進ジャッキ５３を縮め新たなセグメント１を組立装置７０で組立て、組立装置７０に設けた継手圧入装置２０を用いて、例えば、セグメントＡ２とセグメントＡ３との合わせ面寄りに設けた両雌継手２、２’に雄継手７を継手圧入装置２０にて押込むことにより、セグメントＡ２とＡ３を結合させる。
【００４７】
詳しくは、セグメントＡ２の組立に関与する推進ジャッキ５３を引き込み、図示しない搬送装置により、セグメントＡ２を、推進ジャッキ５３を引き込んだスペースに移動させる。リング駆動装置５５によりリングガータ５６を回動させ、セグメントＡ２の支持部材７１と把持装置６４の円周方向に合わせる。トンネル軸方向ジャッキ５８によりセグメントＡ２の支持部材７１と把持装置６４の軸方向を合わせ、組立ジャッキ６３を伸ばし、支持部材７１と把持装置６４を固定する。これにより、セグメントＡ２を把持し、セグメントＡ２と既設セグメント１を所定の位置に接合する。この際、既設セグメント１とのリング間接合は、ボルト、ホゾ、楔等の継手で固定する。引き込んだ推進ジャッキ５３をセグメントＡ２に圧着する。把持装置６４を開放し、組立ジャッキ６３を縮める。
【００４８】
セグメントＡ３の組立に干渉する推進ジャッキ５３を引き込む。図示しない移動手段によりセグメントＡ３をセグメントＡ２の上に移動させる。リング駆動装置５５によりリングガータ５６を回動させ、セグメントＡ３の支持部材７１と把持装置６４の円周方向を合わせる。トンネル軸方向ジャッキ５８によりセグメントＡ３の支持部材７１と把持装置６４の軸方向を合わせ、組立ジャッキ６３を伸ばし、支持部材７１と把持装置６４を固定する。これにより、セグメントＡ３を把持する。組立ジャッキ６３を縮めセグメントＡ３とセグメントＡ２が干渉しない位置まで上昇させる。リング駆動装置５５を駆動し、支保工用セグメント組立装置７０を円周方向に回動させ、セグメントＡ３を既設セグメント１と接合したセグメントＡ２と接合可能な位置に移動させる。この際、リング間継手にホゾ又は楔等の継手を使用している場合は、セグメントＡ３を切羽側に移動させ既設セグメント１と干渉しないことが必要である。
【００４９】
リング駆動装置５５により円周方向、トンネル軸方向ジャッキ５８により軸方向、押付けジャッキ５９、組立ジャッキ６３により鉛直方向を移動させ、セグメントＡ３を既設セグメント１と接合したセグメントＡ２と所定の位置に添着する。この際、雌継手２の凸部５と雌継手２’の凹部１１が嵌合し、雌継手２の凹部６を雌継手２’の凸部１２がそれぞれ嵌合する。リング間をボルト、ホゾ、楔等の継手で仮固定または固定する。
【００５０】
継手圧入装置２０と雌継手２、２’の位置が合ったら、図３に示すように、継手圧入装置２０の挿入口ａから雄継手７をガイド部材２６に沿わせて挿入し、磁石２４で雄継手７を吸着させる。継手圧入装置２０の左右係止部２９を雌継手２及び雌継手２’の係止孔１０に挿入する。左右の係止ロッド２７を駆動装置２８により約９０度回動し、継手圧入装置２０と雌継手２及び雌継手２’を定着させる。図示しない駆動装置２０でジャッキ２２を伸ばし、雄継手７を雌継手２、２’に圧入し楔着させる。センサー３０により押し込み力を計測しながら所定の圧力を加える。この際、継手圧入装置２０に及ぼす反力は、反力板２５と係止ロッド２７の外径の相違により浮き上がりを防止する。このように、センサー３０で押し込み力を計測しながら所定の圧力を加えることにより、雄継手７を圧入するので、継手挿入の圧力管理を確実に行うことができる。係止部２９は、図３に示すように、係止ロッド２７の両側から垂直な方向に伸びた２本の棒（逆Ｔ字型）で構成されている。
【００５１】
所定の圧力で楔継手を楔着したら、引き込んであった推進ジャッキ５３をセグメントＡ３に圧着する。
【００５２】
図示しない駆動装置でジャッキ２２を縮め、両側の駆動装置２８を元に戻し、継手圧入装置２０と雌継手２及び雌継手２’を開放する。以下、上述の手順を繰返し、セグメント１を組み立てる。
【００５３】
また、継手圧入装置２０と雌継手２、２’の位置を以下のような方法により合わせる。軸方向の位置はセグメントＡ３を把持した状態で、雌継手２、２’の位置が合う。つまり、把持装置６４からＸ１、Ｘ１’の離隔距離に継手圧入装置２０が設けられている。トンネル軸直角な角度θは回転駆動装置６１ａを回動させて位置を合わせる。軸方向の角度αはボックス駆動装置６２を回動させ位置を合わせる。円周方向は移動ジャッキ６１ｂの伸縮により位置を合わせる。
【００５４】
この発明の実施の形態では、雌継手２の形状は、雌継手２同士を接合することによって雄継手７の形状と略相似形になるように形成されていたが、雌継手２の強度を増し、雄継手７が雌継手２に圧入されたときのセグメントＡ２，Ａ３等に割れ目が入らないようにするために、上記実施の形態に限らず、図１０で示すように、雌継手１０２，１０２’同士を接合することによって、接合された２つの雌継手１０２，１０２’の外周が平面視において略楕円形状が形成されるようにしても良い。そのようにして、セグメントＡ１０２，Ａ１０３に固定された雌継手１０２，１０２’に設けられた雌部１０８を、雄継手１０７を圧入することによって接合しても良い。なお、雌部１０８は、雌面取部１０８’が形成されている。雌継手１０２，１０２’は、セグメントＡ１０２，Ａ１０３と定着鉄筋１０４で固定されている。なお、２つの雌継手１０２，１０２’同士が接合されて、接合された２つの雌継手１０２，１０２’の外周が平面視において略楕円形状となることにより、従来のように雌継手の外周が四角形となる場合に比較して、雌継手１０２，１０２’の剛性が大きくなり、コンクリートセグメントであればコンクリートのクラックを防止する効果がある。
【００５５】
また、この発明の実施の形態では取付けられてはいないものであるが、図１１で示すように、セグメントＡ１０２，Ａ１０３の表面に雌継手１０２，１０２’の表面よりも厚くなるように、２次覆工省略型腐食性被りとしての適当な段差を設け、雌継手１０２，１０２’に設けられた雌部１０８に雄継手１０７を圧入し、これら継手１０７，１０２，１０２’の表面上に継手用キャップ８１を取付け、セグメント覆工体の内壁を内面平滑型又は２次覆工省略型のセグメントＡ１０２，Ａ１０３として構成しても良い。継手用キャップ８１は、プラスチック又はゴム等で形成され、養生キャップとして機能して腐蝕環境下においても継手１０７，１０２，１０２’を保護し、雄継手１０７及び雌継手１０２，１０２’を被覆する。継手用キャップ８１の裏面には、雌継手１０２，１０２’の被係止部１０２ａに係止されるキャップ用係止部８１ａが設けられ、雌継手１０２，１０２’に取付けられた状態で表面がセグメントＡ１０２，Ａ１０３の表面とほぼ連続する構成になっている。また、継手用キャップ８１の代わりに無収縮モルタルを充填することによって内面平滑型又は２次覆工省略型のセグメント覆工体を成形しても良い。
【００５６】
本実施の形態での各ジャッキは油圧ジャッキを使用したが、電気式でも空気式でもネジ式でも良い。磁石２４は永久磁石でも電磁式でも良い。なお、吸着は磁力に拘わらず負圧による吸引でも良い。係止ロッド２７の下部は、Ｌ字型とすることもできる。係止ロッド２７の回動は手動とすることもできる。組立装置７０は、セグメント１の組立方法としていも継ぎでも良く、材質も鉄、鋳鉄等何れでも良い。また、セグメント１の形状、分割数、継手位置等も、上記実施の形態に限定されない。継手圧入装置２０は手動にて作動させても良いし、１台でも複数台でも良い。
【実施例】
【００５７】
シールドの外形をφ３０００ｍｍ程度の標準断面に使用する雌継手１０２，１０２’の概略寸法は、雌継手外周ａ＝３０ｍｍ、雌継手厚みｂ＝８０ｍｍ、底板厚みｃ＝５ｍｍ、挿入余裕量ｄ＝５ｍｍ、が好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明の実施の形態に係るシールド機とセグメントとを示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図２】同実施の形態に係るシールド機の内部を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】同実施の形態に係る継手圧入装置の概略図である。
【図４】同実施の形態に係るセグメントの斜視図である。
【図５】同実施の形態に係るセグメントの展開図である。
【図６】同実施の形態に係る図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図７】同実施の形態に係る図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図８】同実施の形態に係る雄継手の概略図である。
【図９】同実施の形態に係る雌継手の概略図である。
【図１０】他の実施の形態に係る雌継手に雄継手を嵌合させたときのセグメントの平面図である。
【図１１】他の実施の形態に係る継手用キャップを取付けられたセグメントの断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｋ  セグメント
２、２’、２ａ  雌継手
３  継手端部
４  定着鉄筋
５  凸部
６  凹部
７  雄継手
８  雌部
９  底板部
１０  係止孔
１１  凹部
１２  凸部
１３、１３’  セグメント端面
２０  支保工用セグメント継手圧入装置
２１  筐体
２２  ジャッキ
２３  押込ロッド
２４  磁石（吸着装置）
２５  反力板
２６  ガイド部材
２７  係止ロッド
２８  駆動装置
２９  係止部
３０  センサー（測定装置）
５０  シールド筒
５１  カッタ
５２  排土装置
５３  推進ジャッキ
５４  固定リング
５５  リング駆動装置
５６  リングガータ
５７  固定板
５８  トンネル軸方向ジャッキ
５９  押付けジャッキ
６０  組立アーム
６１  圧入ボックス
６１a 回転駆動装置
６１ｂ移動ジャッキ
６２  ボックス駆動装置
６３  組立ジャッキ
６４  把持装置
７０  組立装置
７１  支持部材
８１  継手用キャップ
１０２，１０２’  雌継手 
【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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