(57)【要約】【課題】  トンネル用セグメントの製造コストの上昇を抑制しながら、セグメントの自重でトンネルの浮き上がりを防止できるようにする。【解決手段】  トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向に開口する凹入部Ａを形成してある金属製のセグメント本体３を設け、その凹入部に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物４を充填してある。【選択図】        図３
2005090000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向に開口する凹入部を形成してある金属製のセグメント本体を設け、前記凹入部に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填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トンネル外周側に開口する外向き凹入部と、トンネル周方向に沿ってトンネル内周側に開口する内向き凹入部とをトンネル長手方向に沿って交互に形成して構成し、
前記外向き凹入部に前記重量物を充填してある請求項１記載のトンネル用セグメント。
【請求項３】
前記内向き凹入部のトンネル外周側底面を形成するトンネル外周側底板を、前記外向き凹入部のトンネル内周側底面を形成するトンネル内周側底板よりも厚肉に形成してある請求項２記載のトンネル用セグメント。
【請求項４】
前記セグメント本体を、トンネル外周側に開口する箱形に形成して、その内側を前記凹入部に構成してある請求項１記載のトンネル用セグメント。
【請求項５】
トンネル周方向に沿って筒状の金属製のセグメント本体を設け、前記セグメント本体の内側に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填してあるトンネル用セグメント。
【請求項６】
前記重量物を、金属系資材とその金属系資材を前記凹入部又は前記セグメント本体の内側に埋設するコンクリートとで構成してある請求項１〜５のいずれか１項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、トンネル用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル用セグメントを連結して河床や海底の地下などの土被りの浅い地下を通過するトンネルを構築する場合は、地下水圧によってトンネルに浮力が作用し、所定の構築位置から浮き上がって変形したり、セグメントどうしの連結強度を確保できなかったりするおそれがあるので、従来、トンネル構築時に、浮力に対抗する荷重をトンネルに作用させるための荷重台車をトンネル内に移動させてその浮上を抑えながら、アンカーロッドなどをセグメント側から地中に埋め込む工法により、トンネルの浮き上がりを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３０３０８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、施工時に荷重台車やその移動用設備が必要になるだけでなく、アンカーロッドなどの埋め込み作業にも手間と時間が掛かる欠点がある。
【０００５】
そこで、このような欠点を解消するために、例えば、通常の砂利などよりも重い骨材、例えば鉄鉱石などを加工した骨材を使用した重量コンクリートで通常よりも重いコンクリート製セグメントを製造したり、通常よりも厚肉のダクタイル鋳鉄で通常よりも重いダクタイル鋳鉄製セグメントを製造して、荷重台車やその移動用設備を設けることなく、また、アンカーロッドなどの埋め込み作業を要することなく、セグメントの自重でトンネルの浮き上がりを防止できるようにすることが考えられる。
【０００６】
しかしながら、重量コンクリートで通常よりも重いコンクリート製セグメントを製造する場合は、鉄鉱石などを骨材として使用できるように加工する必要があるので、製造コストが高くなる欠点があり、また、通常よりも厚肉のダクタイル鋳鉄で通常よりも重いダクタイル鋳鉄製セグメントを製造する場合も、鋳造設備の大型化による鋳造コストの上昇を招くおそれがあるだけでなく、厚肉化によって引け巣や偏析などの鋳造欠陥が生じ易くなるとともに、形状精度も確保しにくく、製造コストが高くなる欠点がある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、トンネル用セグメントの製造コストの上昇を抑制しながら、セグメントの自重でトンネルの浮き上がりを防止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１特徴構成は、トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向に開口する凹入部を形成してある金属製のセグメント本体を設け、前記凹入部に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填してあるトンネル用セグメントにある。  
【０００９】
〔作用及び効果〕
トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向に開口する凹入部を形成してある金属製のセグメント本体を設け、その凹入部に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填してあるので、セグメント本体を特に厚肉化することなく、セグメントの重量を凹入部に充填してある重量物で通常よりも重くすることができ、トンネル用セグメントの製造コストの上昇を抑制しながら、セグメントの自重でトンネルの浮き上がりを防止できるようにすることができる。
【００１０】
本発明の第２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トンネル外周側に開口する外向き凹入部と、トンネル周方向に沿ってトンネル内周側に開口する内向き凹入部とをトンネル長手方向に沿って交互に形成して構成し、前記外向き凹入部に前記重量物を充填してある点にある。
【００１１】
〔作用及び効果〕
セグメント本体を、トンネル周方向に沿ってトンネル外周側に開口する外向き凹入部と、トンネル周方向に沿ってトンネル内周側に開口する内向き凹入部とをトンネル長手方向に沿って交互に形成して構成してあるので、土圧などによるトンネル周方向に沿う曲げ変形に対するトンネル外周側の圧縮強度もトンネル内周側の引っ張り強度も確保し易い。
また、外向き凹入部に重量物を充填してあるので、トンネル上部を構成するセグメントに設けてある重量物のセグメント本体に対する固定が外れても、トンネル内側に落下するようなおそれがない。
【００１２】
本発明の第３特徴構成は、前記内向き凹入部のトンネル外周側底面を形成するトンネル外周側底板を、前記外向き凹入部のトンネル内周側底面を形成するトンネル内周側底板よりも厚肉に形成してある点にある。
【００１３】
〔作用及び効果〕
内向き凹入部のトンネル外周側底面を形成するトンネル外周側底板を、外向き凹入部のトンネル内周側底面を形成するトンネル内周側底板よりも厚肉に形成してあるので、重量物の充填量が多くなるように、外向き凹入部のトンネル長手方向の幅を広くしても、トンネル外周側底板の断面積を確保して、土圧などによるトンネル周方向に沿う曲げ変形に対するトンネル外周側の圧縮強度を確保し易い。
【００１４】
本発明の第４特徴構成は、前記セグメント本体を、トンネル外周側に開口する箱形に形成して、その内側を前記凹入部に構成してある点にある。
【００１５】
〔作用及び効果〕
セグメント本体を、トンネル外周側に開口する箱形に形成して、その内側を重量物充填用の凹入部に構成してあるので、セグメント本体の凹入部の全体にトンネル外周側から重量物を能率良く充填できるとともに、トンネル上部を構成するセグメントに設けてある重量物のセグメント本体に対する固定が外れても、トンネル内側に落下するようなおそれがない。
【００１６】
本発明の第５特徴構成は、トンネル周方向に沿って筒状の金属製のセグメント本体を設け、前記セグメント本体の内側に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填してあるトンネル用セグメントにある。
【００１７】
〔作用及び効果〕
トンネル周方向に沿って筒状の金属製のセグメント本体を設け、そのセグメント本体の内側に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物を充填してあるので、セグメント本体を特に厚肉化することなく、セグメントの重量をセグメント本体の内側に充填してある重量物で通常よりも重くすることができ、トンネル用セグメントの製造コストの上昇を抑制しながら、セグメントの自重でトンネルの浮き上がりを防止できるようにすることができる。
また、筒状のセグメント本体の内側に重量物を充填してあるので、トンネル上部を構成するセグメントに設けてある重量物のセグメント本体に対する固定が外れても、トンネル内側に落下するようなおそれがない。
【００１８】
本発明の第６特徴構成は、前記重量物を、金属系資材とその金属系資材を前記凹入部又は前記セグメント本体の内側に埋設するコンクリートとで構成してある点にある。
【００１９】
〔作用及び効果〕
重量物を、金属系資材とその金属系資材を凹入部又はセグメント本体の内側に埋設するコンクリートとで構成してあるので、トンネル用セグメントの製造時に、安価な金属系資材をコンクリートで凹入部又はセグメント本体の内側に埋設して、重量物を充填しておくことができ、セグメントの製造効率と採算性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は、本発明によるトンネル用セグメントを示し、トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向のトンネル外周側に開口する外向き凹入部１（Ａ）と、トンネル周方向に沿ってセグメント厚さ方向のトンネル内周側に開口する内向き凹入部２とをトンネル長手方向に沿って交互に形成してあるいわゆるコルゲート型のダクタイル鋳鉄（金属の一例）製セグメント本体３を設け、外向き凹入部１（Ａ）に、コンクリートを充填した場合における充填重量よりも重い重量物４を充填して、セグメント本体３に一体に固定してある。
【００２１】
前記セグメント本体３はトンネル用セグメントとして必要な強度を備えており、トンネル周方向端部を形成する二枚の端板５と、トンネル長手方向端部を形成する二枚の側板６２とで、平面視で略矩形、かつ、トンネル長手方向視で円弧状の枠体７を一体形成し、その枠体７の内側に、内向き凹入部２をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成してトンネル長手方向の両側に位置するように一体に設けるとともに、外向き凹入部１（Ａ）をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成して両内向き凹入部２間に一体に設け、各凹入部１（Ａ），２にはトンネル長手方向に沿わせたリブ板８をトンネル周方向に間隔を隔てて設けてある。
【００２２】
前記外向き凹入部１（Ａ）のトンネル長手方向に沿う横幅は、左右の内向き凹入部２のトンネル長手方向に沿う横幅よりも広くなるように幅広に形成するとともに、左右の内向き凹入部２のトンネル外周側底面を形成するトンネル外周側底板９を、そのトンネル長手方向での断面積の合計面積が、外向き凹入部１（Ａ）のトンネル内周側底面を形成するトンネル内周側底板１０のトンネル長手方向での断面積と略同じ面積になるように、トンネル内周側底板１０よりも厚肉に形成してある。
【００２３】
そして、内向き凹入部２のトンネル長手方向に沿う横幅がトンネル周方向の両端部において広くなるように、外向き凹入部１（Ａ）のトンネル長手方向に沿う横幅をトンネル周方向の両端部においてテーパ状に狭くして、各端板５のうちの内向き凹入部２をトンネル周方向両端から挟んでいる端板部分５ａの夫々に、２つのボルト孔１１をトンネル長手方向に並設し、トンネル周方向で隣り合うセグメントの端板５どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）で互いに連結できるように構成してある。
【００２４】
また、側板６の夫々にも、複数のボルト孔１１をトンネル周方向に並設して、トンネル長手方向で隣り合うセグメントの側板６どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）で互いに連結できるように構成してある。
【００２５】
前記端板５と側板６には、枠体７の全周に亘って一連のシール溝１２をトンネル外周側に設けるとともに、枠体７の全周に亘って一連のコーキング溝１３をトンネル内周側端部に設けて、シール溝１２に装着した帯状シール材（図外）と、コーキング溝１３に充填したコーキング材（図外）とで、セグメントどうしの突合せ部を通したトンネル外周側の地下水などの漏水を防止できるように構成してある。
【００２６】
前記重量物４は、外向き凹入部１（Ａ）にコンクリートを充填した場合における充填重量よりも重くなるように、鉄塊などの金属系資材１４を溶接などによりトンネル内周側底板１０などに固定して、セメントコンクリート１５で埋設してある。
【００２７】
〔第２実施形態〕
図４〜図６は、本発明によるトンネル用セグメントの別実施形態を示し、ダクタイル鋳鉄製のセグメント本体３を、枠体７のトンネル内周側を底板１６で塞いで、セグメント厚さ方向の一方であるトンネル外周側に開口する箱形に形成してあり、その内側を重量物４を充填する凹入部Ａに構成し、凹入部Ａの内側に設けたトンネル周方向の横桁板１７と、トンネル長手方向の縦桁板１８とで補強してある。
【００２８】
そして、各端板５と底板１６とに亘ってトンネル内周側に開口するボルトボックス１９を設けて、ボルトボックス１９に連通するボルト孔１１をトンネル長手方向に並設し、トンネル周方向で隣り合うセグメントの端板５どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）互いに連結できるように構成してある。
【００２９】
また、各側板６と底板１６とに亘ってトンネル内周側に開口するボルトボックス１９を設けて、それらのボルトボックス１９に連通するボルト孔１１をトンネル周方向に並設し、トンネル長手方向で隣り合うセグメントの側板６どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）で互いに連結できるように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３０】
〔第３実施形態〕
図７，図８は、本発明によるトンネル用セグメントの別実施形態を示し、枠体７のトンネル内周側とトンネル外周側とを円弧状の内周板２０と外周板２１とで塞いで、トンネル周方向に沿って矩形筒状に形成してある鋼板（金属の一例）製のセグメント本体３を設け、そのセグメント本体３の内側に重量物４を充填してある。
【００３１】
そして、各端板５と内周板２０とに亘ってトンネル内周側に開口するボルトボックス１９を設けて、ボルトボックス１９に連通するボルト孔１１をトンネル長手方向に並設し、トンネル周方向で隣り合うセグメントの端板５どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）で互いに連結できるように構成してある。
【００３２】
また、各側板６と内周板２０とに亘ってトンネル内周側に開口するボルトボックス１９を設けて、それらのボルトボックス１９に連通するボルト孔１１をトンネル周方向に並設し、トンネル長手方向で隣り合うセグメントの側板６どうしを突き合わせて、各ボルト孔１１に挿通した連結ボルト（図外）で互いに連結できるように構成してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３３】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネル用セグメントは、道路や鉄道用のトンネルを構築するために使用するもの以外に、上下水道や地下河川などの導水用や貯水用の空間，共同溝などを地中に構築するために使用するものであっても良い。
２．本発明によるトンネル用セグメントは、トンネル内周側に開口する凹入部に重量物を充填して固定してあっても良い。
３．本発明によるトンネル用セグメントは、コルゲート型に形成したセグメント本体のトンネル外周側に開口する外向き凹入部と、トンネル内周側に開口する内向き凹入部との双方に重量物を充填して固定してあっても良い。
４．本発明によるトンネル用セグメントは、重量物を構成する金属系資材がスクラップ鋼材や鉄鉱石などであっても良い。
５．本発明によるトンネル用セグメントは、重量物を構成するコンクリートが、鉄筋コンクリートやアスファルトコンクリート，レジンコンクリートなどであっても良い。
６．本発明によるトンネル用セグメントは、重量物を金属系資材のみで構成して、セグメント本体に溶接などで固定してあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】トンネル用セグメントの斜視図
【図２】トンネル用セグメントの斜視図
【図３】要部の断面図
【図４】第２実施形態を示す斜視図
【図５】第２実施形態を示す斜視図
【図６】要部の断面図
【図７】第３実施形態を示す斜視図
【図８】要部の断面図
【符号の説明】
【００３５】
Ａ    凹入部
１    外向き凹入部
２    内向き凹入部
３    セグメント本体
４    重量物
９    トンネル外周側底板
１０  トンネル内周側底板
１４  金属系資材
１５  コンクリート
１７  桁板
１８  桁板
【図１】
2005090000.tif 000003
【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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