(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記長手方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。
【請求項２】
相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記幅方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。
【請求項３】
相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、
掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、
前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面は、それぞれ少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴とするセグメント。
【請求項４】
前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面の厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、相互に複数連結することにより掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルを構築する方法としては、掘削穴の内面側にセグメントを組み立てて筒状壁体を構築する、いわゆるシールド工法が一般的である。
このシールド工法に用いられるセグメントとしては、図６に示すように、平面視長方形状で円弧版状のものが主流であり、これらセグメント１同士を、その接合端面２に設けられた継手板３同士をボルト・ナットによって連結することにより接合していた。
即ち、シールドマシンによって地盤を掘削して、その後方側に形成された掘削穴内にてセグメント１を掘削穴の内面に沿って組み付けるとともに、軸方向に沿った接合端面２を順次接合・連結して無端のリング体を形成し、このリング体を掘削穴の軸方向に連結することにより、掘削穴の内面に筒状壁体が構築されるようになっている。
なお、図中符号４は、セグメント１の接合端面２に設けられたシール材であり、このシール材４によって互いに接合されるセグメント１同士の接合箇所がシールされるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図７に示すように、掘削穴を掘削するシールドマシンは、その後方側に設けられた複数のジャッキ６を伸長させて、既に組み立てられた筒状壁体Ｔから推進力を得るようになっている。
このため、既に組み立てられた筒状壁体Ｔを構成するセグメント１には、その幅方向に大きな力が加えられるため、その角部が隣り合うセグメント１の接合端面２へ食い込んで、局部的に大きな応力を生じさせてしまう。特に、筒状壁体Ｔが大断面であったり大深度にて筒状壁体Ｔを構築する際には、シールドマシンが大きな推進力を必要とするため、局部的な応力がさらに大きくなり、セグメント１にクラック等を生じさせてしまう恐れもなしとはしないものであった。
また、構築後、筒状壁体Ｔに土圧が加わった場合にも、上記と同様に、セグメント１の角部によって隣り合うセグメント１に大きな応力が生じてしまう恐れがあった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、筒状壁体に外力が加わったとしても、セグメントに局部的な応力によって破損するような恐れのないセグメントを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記長手方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
請求項２記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記幅方向の接合端面は、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
【０００６】
請求項３記載のセグメントは、相互に接合することにより、掘削穴の軸方向に筒状壁体を構成するセグメントであって、掘削穴の軸方向へ互いに接合される長手方向の接合端面と、掘削穴の周方向へ互いに接合される幅方向の接合端面とを有し、前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面は、それぞれ少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面から形成された角部近傍が、外方へ僅かに膨出された平面視湾曲形状に形成されていることを特徴としている。
請求項４記載のセグメントは、請求項１〜３のいずれか１項記載のセグメントにおいて、前記長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面の厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態のセグメントを図によって説明する。
図１に示すように、本実施の形態のコンクリート製のセグメント１１は、その接合端面１２の内、長手方向の接合端面１２ａが外方へ向かって僅かに膨出した平面視湾曲形状とされている。また、このセグメント１１の長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂは、図２に示すように、厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
【０００８】
次に、上記セグメント１１を用いて筒状壁体Ｔを構築する場合について説明する。
シールドマシンによって地盤に掘削穴を形成したら、この掘削穴内にて、セグメント１１の幅方向の接合端面１２ｂの継手板３同士をボルト・ナットによって互いに接合・連結させて無端のリング体を構築する。そして、このリング体を構成するセグメント１１の長手方向の接合端面１２ａの継手板３同士をボルト・ナットによって互いに接合・連結させることにより、リング体同士を掘削穴の軸方向へ連結する。
【０００９】
このようにすると、シールドマシンによって掘削された掘削穴内に、セグメント１１からなる筒状壁体Ｔが構築される。
その後、シールドマシンによって、さらに地盤を掘削し、その後方に形成された掘削穴内に、上記のようにセグメント１１によって筒状壁体Ｔを構築していく。
【００１０】
ここで、このシールドマシンによって、地盤を掘削する場合、前述したように、シールドマシンに設けられた複数のジャッキ６を伸長させて、既に構築した後方側の筒状壁体Ｔから推進力を得るため、筒状壁体Ｔを構成するセグメント１１は、掘削穴の軸方向に大きな圧縮力を受けることとなるが、上記セグメント１１は、長手方向の接合端面１２ａが予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、筒状壁体Ｔを構成するセグメント１１に大きな圧縮力が加わっても、セグメント１１の角部が隣り合うセグメント１１の長手方向の接合端面１２ａへ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
【００１１】
これにより、シールドマシンの推進時に、特に大きな圧縮力を筒状壁体Ｔへ加えてしまう、大断面の筒状壁体Ｔの構築あるいは大深度における筒状壁体Ｔの構築にも、極めて好適に用いることができる。
【００１２】
また、長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂの厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされているので、セグメント１１同士の接合箇所に大きな圧縮力が加わったとしても、セグメント１１の上下の角部同士における応力集中を低減させることができ、これにより、セグメント１１の上下の角部における破損、損傷等も防止することができる。
【００１３】
次に、他の実施の形態のセグメント１１について説明する。
図３に示すように、このセグメント１１は、幅方向の接合端面１２ｂが、外方へ向かって僅かに膨出した平面視湾曲形状とされている。また、このセグメント１１の場合も、長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂの厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
【００１４】
そして、この形状のセグメント１１によれば、筒状壁体Ｔを構築した後に、この筒状壁体Ｔに土圧が加わって、セグメント１１にその長手方向、つまり周方向へ向かって圧縮力が作用したとしても、幅方向の接合端面１２ｂが予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメント１１の角部が隣り合うセグメント１１の長手方向の接合端面１２ａへ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメント１１の破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、特に大きな土圧が加わる大深度にて筒状壁体Ｔを構築する場合にも極めて好適に用いることができる。
【００１５】
また、図４に示すものは、長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂが、それぞれ外方へ向かって僅かに膨出した形状とされ、さらに、これら長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂの厚さ方向の断面形状が外方へ向かって僅かに膨出した形状とされている。
即ち、この形状のセグメント１１によれば、筒状壁体Ｔに、シールドマシンのジャッキ６にる幅方向（軸方向）への圧縮力及び土圧による長手方向（周方向）への圧縮力が加わっても、セグメント１１の角部の隣り合うセグメント１１への食い込みを防止することができ、これにより、角部の食い込みによる応力集中を防止して、セグメント１１の破損、損傷等の生じる恐れを確実になくすことができ、極めて信頼性の高い筒状壁体Ｔを構築することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態のセグメント１１では、長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂの全体を外方へ僅かに膨出させた形状としたが、図５に示すように、これら長手方向の接合端面１２ａ及び幅方向の接合端面１２ｂから形成される角部近傍のみを湾曲面１２ａ′、１２ｂ′とし、その他の部分を平面１２ａ″、１２ｂ″としたセグメント１１であっても上記と同様な作用効果を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のセグメントによれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載のセグメントによれば、シールドマシンによる地盤掘削時に、シールドマシンのジャッキによって筒状壁体を構成するセグメントに大きな圧縮力が加わっても、少なくとも長手方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部が隣り合うセグメントの長手方向の接合端面へ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、シールドマシンの推進時に、特に大きな圧縮力を筒状壁体へ加えてしまう、大断面の筒状壁体の構築あるいは大深度における筒状壁体の構築にも、極めて好適に用いることができる。
【００１８】
請求項２記載のセグメントによれば、筒状壁体を構築した後に、この筒状壁体に土圧が加わって、セグメントにその長手方向へ向かって圧縮力が作用したとしても、少なくとも幅方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部が隣り合うセグメントの長手方向の接合端面へ食い込んで、大きな応力集中を生じさせるようなことがなく、したがって、この応力集中によるセグメントの破損、損傷等の発生をなくすことができる。
これにより、特に大きな土圧が加わる大深度にて筒状壁体を構築する場合にも極めて好適に用いることができる。
請求項３記載のセグメントによれば、シールドマシンのジャッキにる幅方向への圧縮力及び土圧による長手方向への圧縮力が加わっても、少なくとも長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面における角部近傍が予め僅かに外方へ向かって膨出された平面視湾曲形状とされているので、セグメントの角部の隣り合うセグメントへの食い込みを防止することができ、これにより、角部の食い込みによる応力集中を防止して、セグメントの破損、損傷等の生じる恐れを確実になくすことができ、極めて信頼性の高い筒状壁体を構築することができる。
【００１９】
請求項４記載のセグメントによれば、長手方向の接合端面及び幅方向の接合端面の厚さ方向の断面形状が、外方へ僅かに膨出された形状とされているので、セグメント同士の接合箇所に大きな圧縮力が加わったとしても、セグメントの上下の角部同士における応力集中を低減させることができ、これにより、セグメントの上下の角部における破損、損傷等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図２】  本発明の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの断面図である。
【図３】  本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図４】  本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図５】  本発明の他の実施の形態のセグメントの形状を説明するセグメントの平面図である。
【図６】  筒状壁体を構成するセグメントの構成及び構造を説明するセグメントの斜視図である。
【図７】  シールド工法による筒状壁体の構築の仕方を説明する筒状壁体の概略側面図である。
【符号の説明】
１１  セグメント
１２ａ  長手方向の接合端面
１２ｂ  幅方向の接合端面
Ｔ  筒状壁体
【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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