(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製セグメント、ＲＣセグメント等のセグメントを推進工法によりシールドトンネルの周方向および軸方向に連結してなるシールドトンネルの内面覆工構造であって、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を複数のセグメントからなる一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を該内面覆工板に取付け、他端部を該一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより該内面覆工板を該一次覆工体に固定したシールドトンネルの内面覆工構造において、該内面覆工板は鉄板を内装したゴム板であることを特徴とするシールドトンネルの内面覆工構造。
【請求項２】
鋼製セグメント、ＲＣセグメント等のセグメントを推進工法によりシールドトンネルの周方向および軸方向に連結してなるシールドトンネルの内面覆工構造であって、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を複数のセグメントからなる一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を該内面覆工板に取付け、他端部を該一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより該内面覆工板を該一次覆工体に固定したシールドトンネルの内面覆工構造において、該セグメント同志を連結する締結部材はシールドトンネルの軸方向に隣接する両セグメントの隣接する各リング間継手部に形成されたボルト挿通孔に挿入されるボルトとこれに螺合するナットであり、該内面覆工板取付金具はシールドトンネルの軸方向に隣接する両内面覆工板の隣接する各端部においてシールドトンネルの軸方向に延長するようにして形成された取付金具挿入溝に挿入される板状の内面覆工板側取付端部と、該内面覆工板側取付端部から直交するようにして延長し、前記ボルトが挿通されるボルト挿通孔を有する板状のセグメント側取付端部からなることを特徴とするシールドトンネルの内面覆工構造。
【請求項３】
鋼製セグメント、ＲＣセグメント等のセグメントを推進工法によりシールドトンネルの周方向および軸方向に連結してなるシールドトンネルの内面覆工構造であって、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を複数のセグメントからなる一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を該内面覆工板に取付け、他端部を該一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより該内面覆工板を該一次覆工体に固定したシールドトンネルの内面覆工構造において、該内面覆工板には所定の間隔で内面覆工板取付金具の一端部を収容するためのザグリ穴が所定の厚さを残して形成されており、該ザグリ穴の底部には内面覆工板取付金具のナットの径よりも小径の内面覆工板取付金具挿通孔が形成されており、該内面覆工板取付金具はほぼＬ字形の棒状部材であり、その一端部にはネジ部が形成され、該内面覆工板の内面覆工板取付金具挿通孔に挿通されて該ザグリ穴中に突出し、該ネジ部にはナットが螺合しており、他端部はセグメントの縦リブの立上り部から折曲したセグメント内周側端部の外周側に接するように配置されていることを特徴とするシールドトンネルの内面覆工構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼製セグメント、ＲＣセグメント等のセグメントを推進工法によりシールドトンネルの周方向および軸方向に連結してなるシールドトンネルの内面覆工構造に関し、特に導水トンネル、下水道管路等トンネル内を水が流れるシールドトンネルの内面覆工構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種のシールドトンネルは、図１３の部分断面図に示すように、一次覆工体は鋼製セグメントｂまたは（ＲＣセグメント）を連結することにより形成し、その管路内周側に内外圧に対抗できるコンクリートを打設して二次覆工体ｃを形成することにより、シールドトンネルａの耐久性、止水性の向上を計っている。
【０００３】
図１３のシールドトンネルは従来一般に用いられて来た型のものであるが、コンクリートからなる二次覆工体を設けたシールドトンネルは耐震性が弱いという問題点があり、最近この型にかわる種々の型のシールドトンネルの内面覆工構造が検討され、使用されている。
【０００４】
これらコンクリート二次覆工に代る内面覆工構造の中、一次覆工体が鋼製セグメントの場合は、図１４の部分断面図に示すような型のものが使用されている。このシールドトンネルｄは鋼製セグメントｅからなる一次覆工体の内周側に間隔をおいて内外圧に対応できるＦＲＰＭからなる内管ｆを配設し、この内管ｆと鋼製セグメントｅとの間の空間に内管ｆの位置固定と鋼製セグメント内面の防錆対策のためにエアーモルタルｇを充填してなるものである。
【０００５】
また一次覆工体としてＲＣセグメントを使用する型のシールドトンネルにおいては、二次覆工コンクリートを打設するかわりにＲＣセグメントの内周面を樹脂塗装することが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のコンクリート打設により二次覆工体を形成する型のシールドトンネルは上記のとおり耐震性が劣り、また、鉄筋とコンクリートの打設に時間がかかり施工性も劣るという欠点もある。
【０００７】
また、前記鋼製セグメントの内周側にＦＲＰＭの内管を配置し、内管と鋼製セグメントの間にエアーモルタルを充填する型のシールドトンネルは、コンクリート打設による二次覆工型のものに比べて耐震性および施工性は向上しているが、ＦＲＰＭの内管は高価であるのでコスト高となる欠点がある。
【０００８】
さらに、ＲＣセグメントの内周面を樹脂塗装する型のシールドトンネルは塗装技術の限界から充分な厚みの塗膜を形成することが難しく、このため塗膜の剥離・破れが生じるおそれがあり、耐摩耗性も長期的には問題となる。また、トンネルが地震等により変形する場合は剛性が小さい継手部のみが変形するため、継手部に塗装された塗膜が局部伸びで破損するという問題点がある。
【０００９】
本発明は、上記従来のシールドトンネルの各内面覆工構造の問題点にかんがみなされたものであって、耐震性、施工性に優れ、かつ低コストで施工できるシールドトンネルの内面覆工構造を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成するシールドトンネルの内面覆工構造は、鋼製セグメント、ＲＣセグメント等のセグメントを推進工法によりシールドトンネルの周方向および軸方向に連結してなるシールドトンネルの内面覆工構造であって、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を複数のセグメントからなる一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を該内面覆工板に取付け、他端部を該一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより該内面覆工板を該一次覆工体に固定したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施態様においては、内面覆工板は鉄板を内装したゴム板で形成することができる。
【００１２】
本発明の一側面において、該セグメント同志を連結する締結部材はシールドトンネルの軸方向に隣接する両セグメントの隣接する各リング間継手部に形成されたボルト孔に挿入されるボルトとこれに螺合するナットであり、該内面覆工板取付金具はシールドトンネルの軸方向に隣接する両内面覆工板の隣接する各端部においてシールドトンネルの軸方向に延長するようにして形成された取付金具挿入溝に挿入される板状の内面覆工板側取付端部と、該内面覆工板側取付端部から直交するようにして延長し、前記ボルトが挿通されるボルト挿通孔を有する板状のセグメント側取付端部からなるものである。
【００１３】
本発明の他の側面において、内面覆工板には所定の間隔で内面覆工板取付金具の一端部を収容するためのザグリ穴が所定の厚さを残して形成されており、該ザグリ穴の底部には内面覆工板取付金具のナットの径よりも小径の内面覆工板取付金具挿通孔が形成されており、該内面覆工板取付金具はほぼＬ字形の棒状部材であり、その一端部にはネジ部が形成され、該内面覆工板の内面覆工板取付金具挿通孔に挿通されて該ザグリ穴中に突出し、該ネジ部にはナットが螺合しており、他端部はセグメントの縦リブの立上り部から折曲したセグメント内周側端部の外周側に接するように配置されている。
【００１４】
【作用】
本発明によれば、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を内面覆工板に取付け、他端部を一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより内面覆工板を一次覆工体に固定するので、コンクリート打設による二次覆工体を省略しても内外圧に対抗できる二次覆工体を構成することができ、この内面覆工板として流水に対して充分な耐摩耗性を有する材料を選択することにより、従来のコンクリート打設による二次覆工体に比べて耐震性を向上させることができる。
【００１５】
また、内面覆工板のセグメントへの取付けは、セグメント同志を連結する締結部材（鋼製セグメントまたはＲＣセグメント）またはセグメントの縦リブ（鋼製セグメント）というセグメントに既設の構成部分を利用して行われるので、内面覆工板をセグメントに取付けるための取付手段は簡単な取付金具を使用して迅速かつ容易に行うことができ、従来のコンクリート打設により二次覆工体を形成する型のものおよびＦＲＰＭ内管およびエアーモルタルにより二次覆工体を形成する型のものに比べて施工が簡単であるとともに施工コストを大幅に低減することができる。
【００１６】
また内面覆工板は必要な摩耗代を板厚を調節することにより確保することができ、ＲＣセグメント内周面に樹脂塗装を施す場合に比べて充分な耐摩耗性を有し、塗膜の剥離・破損のおそれもない。
【００１７】
本発明の一実施態様において内面覆工板として鉄板を内装したゴム板を使用した場合は、合成樹脂板を使用した場合に比べて耐摩耗性に優れているので板厚を薄くすることができる上に曲面に加工することが容易であり大きな寸法の曲面板に加工することができるので、取付金具の取付箇所も少くてすむという長所がある。またＳＵＳ板等の鋼板を使用する場合に比べて軽量でトンネル内での取扱いが容易であり、また鋼製セグメントに使用しても異種金属の使用に帰因する鋼製セグメントの電食のおそれもない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の実施の態様について説明する。
【００１９】
図１〜図７は本発明を鋼製セグメントについて適用した１実施態様を示すもので、図１はシールドトンネルの軸方向に隣接して相互に連結される鋼製セグメントの中図中手前側のセグメントを省略して示す正面図、図２は内面覆工板の正面図、図３は内面覆工板の平面図、図４は内面覆工板の取付金具挿入溝を示す図３中Ａ−Ａ矢視図、図５は内面覆工板取付金具を示す斜視図、図６は隣接する両鋼製セグメントに内面覆工板を取付けた状態を示す斜視図で、理解の便宜上図中右側のセグメントはそのリング間継手部のみを示し、内面覆工板も図示を省略している。また図７は内面覆工板の取付状態を示す断面図である。
【００２０】
円筒形のシールドトンネル１は複数の鋼製セグメント３を推進工法によりシールドトンネル１の周方向および軸方向に連結することにより構成され、これら鋼製セグメント３はシールドトンネル１の一次覆工体２を構成する。
【００２１】
内面覆工板４は、図２および図３に示すように、鋼製セグメント３の内周面の形状に合致する部分円筒状の曲面を有する長方形の板で、本実施態様においては図４から明らかなように外周側に鉄板５を内装したゴム板として構成されている。内面覆工板４のトンネル軸方向の長さは鋼製セグメント３のトンネル軸方向の長さと一致し、トンネル周方向の長さは鋼製セグメント３のトンネル周方向長さよりも小さく形成されている。
【００２２】
内面覆工板４は、図４から明らかなように、周方向中央部の軸方向両端部および４隅すなわち軸方向に隣接する内面覆工板と隣接する両端部において、トンネル軸方向に延長するようにして取付金具挿入溝６が内面覆工板４の厚み方向ほぼ中央部かつ内装された鉄板５よりも内周側に形成されている。取付金具挿入溝６の深さは内面覆工板取付金具７（図５）の内面覆工板側取付端部７ａのトンネル軸方向の長さＬ１の約１／２よりもやや大きく、その周方向長さは中央部の取付溝６において取付端部７ａの周方向長さＬ２よりも僅かに大きく、四隅の取付溝６において１／Ｌ２よりも僅かに大きく、また取付溝６のトンネル径方向の高さは取付端部７ａの厚さＴよりも僅かに大きく形成されている。
【００２３】
内面覆工板４の内周側（流水側）は流水との摩擦をできるだけ少くし摩耗を少くするために平滑な表面に形成されていることが好ましい。
【００２４】
なお、図１において、３′はセグメントの周方向接続部を構成する鋼製セグメントを示し、４′は内面覆工板の周方向接続部を構成する内面覆工板を示す。内面覆工板４′はその周方向長さが短く、中央の取付金具挿入溝６が省略されている以外は内面覆工板４と同一構造である。
【００２５】
内面覆工板取付金具７は取付金具挿入溝６に挿入される板状の内面覆工板側取付端部７ａと、これと直交するようにして取付端部７ａの中央部から延長する板状のセグメント側取付端部７ｂからなり、周方向断面において両取付端部７ａ、７ｂは、図７に示すように、Ｔ字形状である。
【００２６】
内面覆工板側取付端部７ａはそのトンネル軸方向長さＬ１の１／２の部分が隣接する両鋼製セグメント３、３の中の一方のセグメント３の取付金具挿入溝６内に挿入され、トンネル軸方向長さＬ１の１／２の残りの部分が他方のセグメント３の取付金具挿入溝６に挿入されるように形成されている。またセグメント側取付端部７ｂには締結部材を構成するリング間ボルト（後述）が挿通されるボルト挿通孔７ｃが形成されている。
【００２７】
この取付金具７を使用して内面覆工板４を鋼製セグメント３に取付けるには、図７に示すように、先に敷設された鋼製セグメント３−１の内周面を覆うようにして、かつ後続の鋼製セグメント３−２と隣接する側の端部が鋼製セグメント３−１のリング間継手部を構成する主桁８−１よりも所定長さだけ突出するようにして第１の内面覆工板４−１を配置する。主桁８−１のボルト挿通孔（図示せず）にはリング間ボルト９が予め挿通されている。次に後続の鋼製セグメント３−２を、その主桁８−２が鋼製セグメント３−１の主桁８−１と接触するようにして、また主桁８−２のボルト挿通孔（図示せず）にリング間ボルト９が挿通されるようにして敷設した後、内面覆工板取付金具７の内面覆工板側取付端部７ａのトンネル軸方向長さＬ１の１／２の部分を内面覆工板４−１の取付金具挿入溝６−１に挿入するとともに、セグメント側取付端部７ｂのボルト挿通孔７ｃ（図５）にリング間ボルト９を挿通するようにして、セグメント側取付端部７ｂを主桁８−２に接触させる。
【００２８】
次にナット１０をリング間ボルト９に螺合させ緊締することにより主桁８−１と８−２を相互に固定するとともに内面覆工板取付金具７を主桁８−１、８−２に固定する。その後第２の内面覆工板４−２の取付金具挿入溝６−２に内面覆工板取付金具の内面覆工板側取付端部７ａの長さＬ１の残りの長さ１／２の部分を挿入する。以下上記の施工手順を繰返すことにより内面覆工板４を鋼製セグメント３に固定して内面覆工構造を完成する。なお、図７において、１１は鋼製セグメント３−１、３−２の外周面を形成するスキンプレートを示す。
【００２９】
図８は本発明をＲＣセグメントに適用した実施態様を示すもので、隣接する両ＲＣセグメントに内面覆工板を取付けた状態を示す断面図である。図８において図１〜図７の実施態様と同一の構成部分は同一符号で示し、詳細な説明を省略する。
【００３０】
図８において、内面覆工板取付金具７は隣接するＲＣセグメント１２−１、１２−２のリング間継手部を構成する鉄板１３−１、１３−２を相互に固定するリング間ボルト９に螺合するナット１０と鉄板１３−２との間に挾まれた形で内面覆工板４−１、４−２をＲＣセグメント１２−１、１２−２に固定している。
【００３１】
図９〜図１２は本発明を鋼製セグメントに適用した他の実施態様を示すもので、図９は内面覆工板取付金具を示す斜視図、図１０は内面覆工板を鋼製セグメントに取付けた状態を示す部分斜視図、図１１は図１０中部分Ａを拡大して示す斜視図、図１２は鋼製セグメントに内面覆工板を取付けた状態を示す断面図である。
【００３２】
この実施態様において内面覆工板１３は鉄板１４を内装したゴム板で、トンネルの周方向および軸方向に所定間隔で、後述の内面覆工板取付金具の一端部を収容するためのザグリ穴１５が内装鉄板１４の内周側に所定の厚さを残して形成されており、ザグリ穴１５の底部１５ａ（図１１）には内面覆工板取付金具１６のナット１８の径よりも小径の内面覆工板取付金具挿通孔１９（図１２）が形成されている。
【００３３】
内面覆工板取付金具１６はほぼＬ字形の棒状部材であり、その一端部１７ａにはネジ部１７ａが形成され、内面覆工板１３の内面覆工板取付金具挿通孔１９に挿通されてザグリ穴１５中に突出し、ネジ部１７ａにはワッシャ２２を介してナット１８が螺合している。取付金具１６の他端部１７ｂは鋼製セグメント２３の縦リブ２０の立上り部２０ａから折曲したセグメント内周側端部２０ｂの外周側の面に接触するようにして配置されている。なお、図１０において、２４は鋼製セグメントのスキンプレート、２５は主桁、２６は内面覆工板１３の端部を支持する支持部材である。支持部材２６は縦リブ２０の内周側端部２０ｂと隣接する両内面覆工板１３の端部との間に介装されている。
【００３４】
この実施態様において内面覆工板１３を鋼製セグメント２３に取付けるには、取付金具１７を内面覆工板１３に取付けた後に取付金具の一端部１７ｂが縦リブ２０の内周側端部２０ｂの外周側の面に沿ってスライドするようにして内面覆工板１３を図１２中矢印Ｂ方向に移動し、所定位置に配置した後ナット１８を締めることにより内面覆工板１３を縦リブ２０にしっかりと固定する。
【００３５】
上記各実施態様においては、内面覆工板として鉄板を内装したゴム板を用いているが、内面覆工板としてはこの他合成樹脂やＳＵＳ板を用いることもできる。ただし合成樹脂板は硬質のため摩耗し易いので厚みをゴム板よりも大きくしなければならず、またＳＵＳ板は重量が大きくトンネル内での取扱いに重機が必要となる上に、鋼製セグメントに適用する場合は異種金属となり電食により錆びるという問題があるので、鉄板を内装して補強したゴム板がもっとも好ましい。
【００３６】
また上記実施態様においては内面覆工板を一次覆工体の内周面の全部を覆うようにして敷設しているが、流水と接する一次覆工体下部のみに敷設してもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、流水側の面が平滑な複数の内面覆工板を一次覆工体の内周面の全部または一部を覆うようにして隙間なく敷設し、内面覆工板取付金具の一端部を内面覆工板に取付け、他端部を一次覆工体を構成するセグメント同志を連結する締結部材または各セグメントの縦リブを介してセグメントに取付けることにより内面覆工板を一次覆工体に固定するので、コンクリート打設による二次覆工体を省略しても内外圧に対抗できる二次覆工体を構成することができ、この内面覆工板として流水に対し充分な耐摩耗性を有する材料を選択することにより、従来のコンクリート打設による二次覆工体に比べて耐震性を向上させることができる。
【００３８】
また、内面覆工板のセグメントへの取付けは、セグメント同志を連結する締結部材（鋼製セグメントまたはＲＣセグメント）またはセグメントの縦リブ（鋼製セグメント）というセグメントに既設の構成部分を利用して行われるので、内面覆工板をセグメントに取付けるための取付手段は簡単な取付金具を使用して迅速かつ容易に行うことができ、従来のコンクリート打設により二次覆工体を形成する型のものおよびＦＲＰＭ内管およびエアーモルタルにより二次覆工体を形成する型のものに比べて施工が簡単であるとともに施工コストを大幅に低減することができる。
【００３９】
また内面覆工板は必要な摩耗代を板厚を調節することにより確保することができ、ＲＣセグメント内周面に樹脂塗装を施す場合に比べて充分な耐摩耗性を有し、塗膜の剥離・破損のおそれもない。
【００４０】
本発明の一実施態様において内面覆工板として鉄板を内装したゴム板を使用した場合は、合成樹脂板を使用した場合に比べて耐摩耗性に優れているので板厚を薄くすることができる上に曲面に加工することが容易であり大きな寸法の曲面板に加工することができるので、取付金具の取付箇所も少くてすむという長所がある。またＳＵＳ板等の鋼板を使用する場合に比べて軽量でトンネル内での取扱いが容易であり、また鋼製セグメントに使用しても異種金属の使用に帰因する鋼製セグメントの電食のおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施態様を示す正面図である。
【図２】内面覆工板の正面図である。
【図３】内面覆工板の平面図である。
【図４】図３中Ａ−Ａ矢視図である。
【図５】内面覆工板取付金具を示す斜視図である。
【図６】鋼製セグメントに内面覆工板を取付けた状態を示す斜視図である。
【図７】内面覆工板の取付状態を示す断面図である。
【図８】本発明の他の実施態様を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施態様において使用する内面覆工板取付金具を示す分解斜視図である。
【図１０】同実施態様の斜視図である。
【図１１】図１０中Ａ部分の拡大斜視図である。
【図１２】同実施態様の断面図である。
【図１３】従来のシールドトンネルの内面覆工構造を示す断面図である。
【図１４】従来のシールドトンネルの他の内面覆工構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  シールドトンネル
２  一次覆工体
３、２３  鋼製セグメント
４、１３  内面覆工板
７、１６  内面覆工板取付金具
【図１】
0003905280.tif 000002
【図２】
0003905280.tif 000003
【図３】
0003905280.tif 000004
【図４】
0003905280.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003905280.tif 000007
【図７】
0003905280.tif 000008
【図８】
0003905280.tif 000009
【図９】
0003905280.tif 000010
【図１０】
0003905280.tif 000011
【図１１】
0003905280.tif 000012
【図１２】
0003905280.tif 000013
【図１３】
0003905280.tif 000014
【図１４】
0003905280.tif 000015