(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削穴内で円周方向にリング状に連結されるセグメント本体の外周面に、グラウトの充填によって上記セグメント本体と地山との間に膨張させられる袋体が取り付けられた袋付きセグメントにおいて、
上記袋体は、セグメント本体の外周面に設けられた囲枠内に軟質シートを介してセグメント本体に固定して折畳み自在に設けられていると共に、上記軟質シートの自由端にカバープレートが前記囲枠内に折り畳まれた袋体の外面を覆った状態で付着手段により着脱自在に付着されたことを特徴とする袋付きセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘削機によるトンネルの掘削時に筒状壁体と掘削穴との間に形成されるテールボイド（空隙）へ裏込材を充填する際に用いて好適な袋付きセグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法において生じるテールボイドへの裏込材の充填を迅速かつ的確に行って、地山の肌落ちによる地盤の緩みを防止するために、図８に示すようにセグメント本体２１の外周面に袋体２２を取り付けた袋付きセグメントＳａが開発されている。
【０００３】
この袋付きセグメントＳａは、掘削穴Ｈ内で円周方向にリング状に連結して筒状壁体Ｒａを構築し、各袋付きセグメントＳａの袋体２２内にセグメント本体２１に形成された注入孔２１ａからグラウトｇを注入充填して袋体２２を地山Ｇと筒状壁体Ｒａとの間に膨張させ、テールボイドＶを横断するように掘削穴Ｈの掘削方向に袋体２２で仕切って使用する。
【０００４】
このため、袋体２２を有しない通常のセグメントＳｂで構築された筒状壁体Ｒｂと地山Ｇ間のテールボイドＶへの裏込材の注入を、シールド掘削機への裏込材の流出を防止して高圧で的確に行うことができる。なお、テールボイドＶは、トンネルの曲線部において大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シールド掘削機は、外筒体のテール部にテールシールを備え、そのテールシールを筒状壁体Ｒａ，Ｒｂの外面に接触させて筒状壁体Ｒａ，Ｒｂと地山Ｇ間の隙間を塞いだ状態で掘進する。したがって、シールド掘削機の掘進時にセグメントＳａの袋体２２がテールシールで擦られることになる。
【０００６】
テールシールが袋体２２を設計通りの力で擦って移動するだけなら何も問題はないのであるが、袋体の強度が弱かったり、或いは何等かの事情で袋体２２がテールシールによって異常に強い力で擦られるようなことがあると、袋体２２が破損したり捩じられたりして正常に膨張させることができなくなることが懸念される。
【０００７】
本発明は、袋体が破損したり捩れたりしにくい袋付きセグメントを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、袋体を所定の状態に支障なく膨張させることができる袋付きセグメントを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の少なくとも１つの目的を達成するために、請求項１記載の発明は、掘削穴内で円周方向にリング状に連結されるセグメント本体の外周面に、グラウトの充填によって上記セグメント本体と地山との間に膨張させられる袋体が取り付けられた袋付きセグメントにおいて、上記袋体は、セグメント本体の外周面に設けられた囲枠内に軟質シートを介してセグメント本体に固定して折畳み自在に設けられていると共に、上記軟質シートの自由端にカバープレートが前記囲枠内に折り畳まれた袋体の外面を覆った状態で付着手段により着脱自在に付着されたことを特徴とする。
【０００９】
この構成では、囲枠がシールド掘削機のテールシールに触れテールシールの移動によって加えられる力の大半を受けるので、袋体に加わるテールシールの摩擦力が軽減される。このため、テールシールの移動に伴う袋体の破損や捩れが緩和される。
しかも、カバープレートが袋体に対するテールシールの接触を防止する。したがって、袋体のテールシール等による破損や捩れなどが一層確実に防止される。袋体にグラウトを充填すると、袋体は、カバープレートを外側に押して膨張するが、この際、付着手段は、袋体の膨張変形に伴ってカバープレートを袋体から分離し、袋体の膨張を自由にする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１ないし図６を参照して説明する。
これらの図において符号１はセグメント本体である。セグメント本体１は、長形状に溶接された主桁板１ａ，１ａと継手板１ｂ，１ｂの外側の端面に外面板（スキンプレート）１ｃを溶接し、その外面板１ｃの外面に囲枠１ｄを溶接するとともに、外面板１ｃの内側の面に円筒状のグラウト用ソケット１ｅを外面板１ｃに形成された注入孔１ｆに連通させて取り付け、また、主桁板１ａ，１ａと外面板１ｃに縦リブ１ｇを溶接して製作されている。
【００１５】
セグメント本体１の、厚さ方向に見た正面形状は長形状とされ、また側面形状は円弧状とされている。セグメント本体１を構成している主桁板１ａ、継手板１ｂ、外面板１ｃ、囲枠１ｄ、グラウト用ソケット１ｅ、縦リブ１ｇは鋼等の金属製である。グラウト用ソケット１ｅには、該グラウト用ソケット１ｅのねじ孔にねじ込まれてソケット１ｅを閉じるねじ構造のプラグ１ｈが付設されている。なお、外面板１ｃに対するグラウト用ソケット１ｅの取付けは、溶接（図３）又はボルト（図４、図５）によって行うのが普通である。
【００１６】
符号２は袋体である。袋体２は、透水性の強化クロスで製作されており、セグメント本体１の外面板１ｃの外周面にビニールターポリン等の軟質シート３を介して固定手段５で固定され、囲枠１ｄ内に折り畳むことができるようになっている。固定手段５には、一般に、ボルト又は鋲と接着剤が用いられる。袋体２は、図３のように軟質シート３に重ねて外面板１ｃに固定手段５で取り付けることも、また、図４のように軟質シート３に縫い付けてその軟質シート３を固定手段５で外面板１ｃに取り付けるようにしてもよい。
【００１７】
軟質シート３の自由端３ａの長さは囲枠１ｄの高さよりも十分に大きくされ、その自由端３ａにカバープレート６が付着手段７で着脱自在に取り付けられている。カバープレート６は、囲枠１ｄ内に畳み込まれた袋体２の外面を覆うもので、囲枠１ｄの開口端の外形形状に合わせて耐摩耗性の鋼等の金属板で製作されている。
【００１８】
付着手段７は、本袋付きセグメントＳによる筒状壁体の構築時や運搬時には、カバープレート６の付着を保って脱落を防ぎ、また袋体２の膨張時にはカバープレート６を袋体２から分離して袋体２の膨張変形を自由にするような適度な力でカバープレート６を袋体２に付着している。付着手段７としては、通常、ベルベット式ファスナが使用されるが、強度の小さい鋲などの金具を用いることができる。
【００１９】
袋付きセグメントＳの、主桁板１ａの内端縁からカバープレート６の外面までの厚さｔ（図３）は、通常、袋体２を有しない普通のセグメントの厚さと等しくされる。
【００２０】
上記の構成とされた袋付きセグメントＳは、従来同様に、掘削穴Ｈ（図８参照）内で円周方向にリング状に連結して筒状壁体Ｒａを構築し、シールド掘削機の外筒体に設けられたテールシールの通過後、各袋付きセグメントＳの袋体２内にセグメント本体１のグラウト用ソケット１ｅから注入孔１ｆを通じグラウトｇを充填して袋体２を地山Ｇと筒状壁体Ｒ間のテールボイドＶに膨張させる。そして、袋体２，２の間に裏込材を従来と同じように注入する。
【００２１】
上記で、シールド掘削機の掘削移動でテールシールが袋体２の部分を通過する場合、テールシールは袋体２を覆っているカバープレート６の外面に沿って移動する。したがって、袋体２はテールシールに触れて直接擦られることがなく、破損や捩れが防止されるので、常に正常に膨張する。上記のように機能して袋体２の破損等を防止したカバープレート６は、袋体２の膨張操作時に、袋体２の膨張変形力が付着手段７の付着力よりも大きくなると、袋体２から外れて袋体２の膨張変形を自由にする。
【００２２】
袋体２にグラウトｇを充填して袋体２を膨張させ終った後、グラウト用ソケット１ｅをプラグ１ｈで密閉する。
【００２３】
図７は、本発明の他の実施の形態を示す。この実施の形態では、カバープレートに代えて蓋板１０が用いられている。蓋板１０は耐摩耗性の鋼等の金属板で製作され、囲枠１ｄの開口端に着脱自在に嵌着されている。また、袋体２の頂面２ａは、ビニールターポリン等の軟質シートで形成されている。他の構造は、図１〜図６の袋付きセグメントと同一である。
【００２４】
この袋付きセグメントＳの場合は、シールド掘削機のテールシールの移動に対して蓋板１０が袋体２を保護する。蓋板１０は、袋体２の膨張時にその圧力で囲枠１ｄから外され、袋体２の膨張を自由にする。したがってこの袋付きセグメントＳにおいても、テールシール等による袋体２の破損や捩れが防止され、袋体２を的確に膨張させることができる。
【００２５】
上記の袋付きセグメントにおいて、カバープレート６と蓋板１０を省くことができる。この場合は、囲枠１ｄがテールシールによって加えられる力の大半を受けて袋体２に対するテールシールの摩擦力を軽減するので、袋体２の破損や捩れが緩和される。
【００２６】
図の囲枠１ｄは、長形状に連続しているが、その一部が切除されていてもよい。セグメントの厚さ方向の形状は、トンネルの曲り部等において、例えば台形など種々変えられるので、長形状のものに限られるものではない。また本発明は六角形セグメントにも適用することができる。図１〜図６の袋付きセグメントＳに図７の袋体２を用いることも、また図７の袋付きセグメントに図１〜図６の袋体２を用いることもいずれも可能である。また、本発明は、コンクリート製のセグメントにも適用することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の袋付きセグメントにおいては、袋体は囲枠によって保護され、シールド掘削機のテールシールの摩擦を軽減されるので、破損や捩れが緩和されるようになり、常に的確に膨張させることができる効果がある。
【００２８】
また、袋体はカバープレートで一層確実に保護され、テールシールに触れて破損されたり捩れたりすることがない。しかも、用済み後のカバープレートは袋体又は囲枠から袋体の膨張力によって外れるので、袋体の膨張がカバープレートによって阻害されることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る袋付きセグメントの実施の形態を示す側面図である。
【図２】  図１の袋付きセグメントを下から見た図である。
【図３】  図２の（III−III）線部分の断面図である。
【図４】  袋体の膨張状態を示す主要部の縦断面図である。
【図５】  図４のセグメント本体を下から見た図である。
【図６】  袋体の膨張状態を示す横断面図である。
【図７】  袋付きセグメントの他の実施の形態を示す横断面図である。
【図８】  従来の袋付きセグメントの横断面図である。
【符号の説明】
１  セグメント本体                １ｄ  囲枠
２  袋体                          ３  軟質シート
３ａ  自由端                      ５  固定手段
６  カバープレート                ７  付着手段
１０  蓋板                        Ｓ  袋付きセグメント
【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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