(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備え、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設してなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設されていることを特徴としてなるシールドトンネル用セグメント。
【請求項２】
セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備えてなるセグメントを前記凹嵌合部と凸嵌合部とを互いに嵌め合せたヒンジ結合により、リング状に組み立てられ、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設したシールドトンネル覆工において、
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設され、
セグメント本体のトンネル軸方向側の各リング接合面間において前記凹形接合具の前記雌形基体部に前記凸形接合具の雄形基体部が相互に嵌め合わされて連結されていることを特徴としてなるシールドトンネル覆工。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にシールドトンネルは、シールド掘削機の後端部側で、円形断面の覆工形状を複数に分割した円弧状セグメントを組み立て、円形リング状の覆工を順次延長して形成し、これに反力をとってシールド掘削機を推進させるようにしている。
【０００３】
この種のシールドトンネルに使用されている従来のセグメントは、円弧状をなし、覆工の周方向の接合、即ちピース間接合及び一屈進工程毎に延長される覆工リングのトンネル軸方向側の接合、即ちリング間接合を、何れもボルトとナットを使用した剛接合によっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシールドトンネル用のセグメントは、リング間及びピース間の接合がボルトとナットによる連結であるため、そのための金具を多く要し、組み立て時の手作業が多く自動組み立てが困難であり、しかもアンカーナットやボルト挿入孔形成用のパイプ等を高精度にインサート成形する必要からもコスト高となるという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、金具を用いないで接合を行えるシールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工を得ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題点を解決し、所期の目的を達成するための本発明に係るシールドトンネル用セグメントの特徴は、  セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備え、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設してなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
【０００７】
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設されていることにある。
【０００８】
このようにセグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けると、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、自動組み立てが可能になる。また、凹形接合具と凸形接合具とが共に樹脂製であると、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されていると、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【０００９】
たま、このようにアンカー部を各基体部の背面における長手方向の両側にそれぞれ突設すると、各接合具のセグメント本体に対する埋設強度を一層向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係るシールドトンネル覆工の特徴は、セグメント本体の覆工周方向の一方のピース間接合面にセグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部が形成され、他方のピース間接合面に前記凹嵌合部に嵌り合う形状の凸嵌合部を一体に備えてなるセグメントを前記凹嵌合部と凸嵌合部とを互いに嵌め合せたヒンジ結合により、リング状に組み立てられ、前記凹嵌合部の一部に合成樹脂製の凹形接合具を埋設するとともに、前記凸嵌合部の一部に前記凹形接合具に嵌り合う形状の凸形接合具を埋設したシールドトンネル覆工において、
【００１１】
前記凹形接合具は、接合面が断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部と、該雌形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記アンカー部が一方の前記ピース間接合端面に前記雌形基体部の先端を開口させて埋設され、
【００１２】
凸形接合具は、先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている雄形基体部と、該雄形基体部の背面の長手方向の両端にそれぞれ一体に形成されている断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているアンカー部とで構成され、前記雄形基体部を他方の前記ピース間接合端面から突出させて埋設され、
セグメント本体のトンネル軸方向側の各リング接合面間において前記凹形接合具の前記雌形基体部に前記凸形接合具の雄形基体部が相互に嵌め合わされて連結されていることにある。
【００１３】
このようにセグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けると、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、シールドトンネル覆工の自動組み立てが可能になる。また、さらに、凹形接合具と凸形接合具とが樹脂製であると、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されていると、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図１１は、本発明に係るシールドトンネル用セグメント及び該セグメントを使用したシールドトンネル覆工における実施の形態の一例を示したものである。本例は、多角形のシールドトンネル覆工に本発明を適用した例について示している。
【００１５】
本例のシールドトンネル覆工１は、図１及び図２に示すように、外形状が正十角形に形成され、四種類の角型セグメント、即ち、３個の普通セグメント２、２個の最終連結凹部用セグメント３ａ，３ｂ及び１個の最終挿入セグメント４をそれぞれヒンジ接合させることによって、各１リング１ａ，１ａ……がそれぞれ組み立てられている。
【００１６】
普通セグメント２は、図３及び図４に示すように、覆工１の外周面の互いに隣り合う２平面１０ａ，１０ｂを外面側に有する平面状部１１ａ，１１ｂを一体に有する山形に形成されており、両平面１０ａ，１０ｂの長さがそれぞれ覆工１の外面の多角形の一辺の全長を構成する長さとなっている。
【００１７】
最終連結凹部用セグメント３ａは、図５及び図６に示すように、前述の普通セグメント２と同様に、覆工１の外周面の互いに隣り合う２平面１０ａ，１０ｂを外面側に有する平面状部１１ａ，１１ｂを一体に有する山形に形成されているものであるが、一方の平面状部１１ｂの長さが覆工１の外面の多角形の一辺の全長を構成する長さとなっているのに対し、他方の平面状部１１ａの長さが前記一辺の略半分の長さとなっており、且つ該平面状部１１ａは坑口側が切羽側に比べて長くなっている。
【００１８】
また、他方の最終連結凹部用セグメント３ｂは、図１及び図２に示すように、前述した最終連結凹部用セグメント３ａと対象な形状に成形され、両セグメント３ａ，３ｂの間に形成される最終連結セグメント挿入空間ａは、切羽側が広くなるようになっている。
【００１９】
最終挿入セグメント４は、前述した空間ａ内に挿入されて覆工リング１ａが完成されるようになっているものであり、図７及び図８に示すように、覆工１の外周面の互いに隣り合う２平面１０ａ，１０ｂを外面側に有する平面状部１１ａ，１１ｂを一体に有する山形に形成されているものであるが、両平面状部１１ａ，１１ｂの長さがそれぞれ覆工１の外面の一辺の長さの略半分の長さとなっており、各平面状部１１ａ，１１ｂは切羽側が広く成形されている。
【００２０】
各セグメント２，３ａ，３ｂ，４は、それぞれ山形の稜線部２１の内面側は平面状のＲ部２２が形成されている。両端のピース間接合面２３ａ，２３ｂは、それぞれ覆工１の半径方向と同じ角度に成形され、一方のピース間接合面２３ａには、セグメント幅方向に向けた溝状の凹嵌合部２４が形成され、他方のピース間接合面２３ｂには、前記凹嵌合部２４に嵌まり合う形状の凸嵌合部２５が一体に突設されている。
【００２１】
また、ピース間接合面２３ａ，２３ｂの中央側には、それぞれ１対の樹脂製の凹形接合具２６と樹脂製の凸形接合具２７とが埋設されている。
【００２２】
凹形接合具２６は、図９〜図１４に示すように、接合面２８ａが断面半円形状をした溝状の凹面となっている雌形基体部２８と、該雌形基体部２８の背面の長手方向の両端に一体に形成されている断面形状が角筒状で端部にロック部２９が外開きに突設されているアンカー部３０とで構成されている。雌形基体部２８の背面には、所定間隔で補強リブ３１が突設されている。各アンカー部３０の先端部は、開口されている。
【００２３】
接合面２８ａの凹面は、各セグメントの凹嵌合部２４の凹面と同じ断面形状となっており、雌型基体部２８が凹嵌合部２４の一部を構成するように、各セグメントに埋設されている。
【００２４】
凸形接合具２７は、図１５〜図２０に示すように、雌形基体部２８に嵌め合わされるように接合面３２ａが凸面となっている雄形基体部３２と、該雄形基体部３２の背面の長手方向の両端に一体に形成されている断面形状が角筒状で端部にロック部３３が外開きに突設されているアンカー部３４とで構成されている。各アンカー部３４の先端部は、開口されている。前記接合面３２ａにはその先端部に前記雌形基体部の凹面に嵌め合わされる円形曲面を備えている
【００２５】
接合面３２ａは、セグメントの凸嵌合部２５の凸面と同じ断面形状となっており、雄形基体部３２が他方のピース間接合端面２３ｂから突出した凸嵌合部２５の一部を構成するような各セグメントに埋設されている。
【００２６】
各セグメント２，３ａ，３ｂ，４の一方のリング間接合面３５ａには連結用突起３６，３６…が、また他方のリング間接合面３５ｂには対応する連結用突起３６が嵌まり合う突起嵌合孔３７が設けられている。
【００２７】
さらに、各セグメント２，３ａ，３ｂ，４の各接合面２３ａ，２３ｂ，３５ａ，３５ｂには、互いに連続する配置にシール材嵌め込み用の溝部３８が形成されている。
【００２８】
これらセグメント２，３ａ，３ｂ，４を使用した覆工１の組み立ては、従来と同様の組み立て装置を使用し、図１，図２に示すように、各セグメントのピース間接合面２３ａ，２３ｂで凹部嵌合部２４と凸部嵌合部２５とを嵌め合わせることによって、図２１に示すように凹形接合具２６の凹面の一部となっている接合面２８ａに凸形接合具２７の雄形基体部３２の先端部を嵌めることによりヒンジ接合による連結がなされる。両最終連結凹部用セグメント３ａ，３ｂを組み立てた後、最終挿入セグメント４を、覆工外面高さ位置から覆工軸方向に移動させて最終連結凹部用セグメント３ａ，３ｂ間の最終連結セグメント挿入空間ａに挿入することにより１リングの組み立てを完了する。
【００２９】
なお、リング１ａ，１ａ間においては、先に組み立てたリングのピース間接合部に、後に組み立てるリングのセグメントの稜線部が位置するように、覆工外周の多角形の１辺ずつ位置をずらせ、両リング１ａ，１ａ間において連結用突起３６を対応する突起嵌合孔３７に嵌めることにより連結する。
【００３０】
なお、本発明において各セグメントは必ずしもその内面側のＲ部２２は必要ではない。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載のシールドトンネル用セグメントにおいては、セグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けているので、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、自動組み立てが可能になる。また、凹形接合具と凸形接合具とが共に樹脂製であるので、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているので、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【００３２】
請求項２に記載のシールドトンネル用セグメントにおいては、アンカー部を各基体部の背面における長手方向の両側にそれぞれ突設しているので、各接合具のセグメント本体に対する埋設強度を一層向上させることができる。
【００３３】
請求項３に記載のシールドトンネル覆工では、セグメント本体の覆工周方向の両端のピース間接合端面に樹脂製の凹形接合具と樹脂製の凸形接合具とを設けているので、凹凸の嵌め合わせで接合することができて、シールドトンネル覆工の自動組み立てが可能になる。また、さらに、凹形接合具と凸形接合具とが樹脂製であるので、腐食せず、軽量であり、且つコストの低減を図ることができる。さらに、各アンカー部の断面形状が筒状で端部にロック部が外開きに突設されているので、筒状のアンカー部の外開きのロック部の存在により、アンカー作用を確実に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るシールドトンネル覆工の一例を示す正面図である。
【図２】  図１の部分展開平面図である。
【図３】  本発明に係る角形セグメントの一例の側面図である。
【図４】  図３に示す角形セグメントの底面図である。
【図５】  本発明に係る角形セグメントの他の例の側面図である。
【図６】  図５に示す角形セグメントの底面図である。
【図７】  本発明に係る角形セグメントの更に他の例の側面図である。
【図８】  図７に示す角形セグメントの底面図である。
【図９】  本発明で用いている凹形接合具の一例を示す平面図である。
【図１０】  同上の正面図である。
【図１１】  同上の底面図である。
【図１２】  同上の側面図である。
【図１３】  図１０中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１４】  図１０中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１５】  本発明で用いている凸形接合具の一例を示す平面図である。
【図１６】  同上の左半分を縦断して示す平面図である。
【図１７】  同上の底面図である。
【図１８】  同上の側面図である。
【図１９】  図１５中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２０】  図１５中のＤ−Ｄ線断面図である。
【図２１】  凹形接合具と凸形接合具の嵌合状態での側面図である。
【符号の説明】
１ シールドトンネル覆工
１ａ １リング
２ 普通セグメント
３ａ，３ｂ 最終連結凹部用セグメント
４ 最終挿入セグメント
１０ａ，１０ｂ 平面
１１ａ，１１ｂ 平面状部
２１ 稜線部
２２ Ｒ部
２３ａ，２３ｂ ピース間接合面
２４ 凹嵌合部
２５ 凸嵌合部
２６ 凹形接合具
２７ 凸形接合具
２８ 雌形基体部
２９ ロック部
３０ アンカー部
３１ 補強リブ
３２ 雄形基体部
３３ ロック部
３４ アンカー部
３５ａ，３５ｂ リング間接合面
３６ 連結用突起
３７ 突起嵌合孔
３８ 溝部
【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】
0004140037.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0004140037.tif 000016
【図１６】
0004140037.tif 000017
【図１７】
0004140037.tif 000018
【図１８】
0004140037.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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