(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第１セグメント本体に対して第２セグメント本体をトンネルの長手方向に沿って切羽側から坑口側に押込んで連結するために、前記第１・第２セグメント本体の夫々が、互いに連結するための突合せ部をトンネル周方向に沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部における前記坑口側の端部に坑口側アリ溝部を形成すると共に、夫々の前記突合せ部における前記切羽側の端部に切羽側アリ溝部を形成し、前記第１、第２セグメント本体を突き合わせた状態で対向する両アリ溝部に沿って各別に嵌入自在な一対の拡大縁部を一体に備え、前記拡大縁部に対する夫々の前記アリ溝部の接当面を、前記拡大縁部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記両突合せ部が相対的に近接するテーパー面状に形成した連結具を形成し、前記第１セグメント本体の前記坑口側アリ溝部に坑口側連結具を備えると共に、前記第２セグメント本体の前記切羽側アリ溝部にも切羽側連結具を備え、切羽側から坑口側への前記第２セグメント本体の押込み操作によって、前記第１・第２セグメント本体を連結するトンネル用セグメントの連結部であって、前記第２セグメント本体の押込み操作によって前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を、前記第１・第２セグメント本体に設けた前記アリ溝部の内、少なくとも前記第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に設けると共に、その切羽側アリ溝部に前記連結具を挿入するための開口を前記第２セグメント本体の突合せ部に設けてあり、前記坑口側連結具と切羽側連結具における一対の拡大縁部は、押込み方向の一方に向かって先細り形状に形成され、前記第１セグメント本体側の坑口側連結具は、その先細り側を切羽側に向けて、前記第２セグメント本体側の切羽側連結具は、その先細り側を坑口側に向けて配置され、前記坑口側連結具と切羽側連結具は、その一対の拡大縁部の一方にバックアップ材を備え、前記坑口側連結具は、前記バックアップ材を備えた拡大縁部を第１セグメント本体の坑口側アリ溝部に嵌入し、前記バックアップ材を既設トンネルリングに当接するように配置され、前記切羽側連結具は、前記バックアップ材を備えた拡大縁部を第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に嵌入し、前記バックアップ材を前記反力受け部に当接するように配置されているトンネル用セグメントの連結部。
【請求項２】
複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第１セグメント本体に対して第２セグメント本体をトンネルの長手方向に沿って切羽側から坑口側に押込んで連結するために、前記第１・第２セグメント本体の夫々が、互いに連結するための突合せ部をトンネル周方向に沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部における前記坑口側の端部に坑口側アリ溝部を形成すると共に、夫々の前記突合せ部における前記切羽側の端部に切羽側アリ溝部を形成し、前記第１、第２セグメント本体を突き合わせた状態で対向する両アリ溝部に沿って各別に嵌入自在な一対の拡大縁部を一体に備え、前記拡大縁部に対する夫々の前記アリ溝部の接当面を、前記拡大縁部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記両突合せ部が相対的に近接するテーパー面状に形成した連結具を形成し、前記第１セグメント本体の前記坑口側アリ溝部に坑口側連結具を備えると共に、前記第２セグメント本体の前記切羽側アリ溝部にも切羽側連結具を備え、切羽側から坑口側への前記第２セグメント本体の押込み操作によって、前記第１・第２セグメント本体を連結するトンネル用セグメントの連結部であって、前記第２セグメント本体の押込み操作によって前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を、前記第１・第２セグメント本体に設けた前記アリ溝部の内、少なくとも前記第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に設けると共に、前記反力受け部を、前記第２セグメント本体に対して着脱自在に構成してあるトンネル用セグメントの連結部。
【請求項３】
前記アリ溝部内に前記連結具を備えたときに、前記連結具と前記アリ溝部との間に形成される隙間を埋めて前記連結具の姿勢が変更するのを規制する規制部材を設けてある請求項１又は２に記載のトンネル用セグメントの連結部。
【請求項４】
周方向に隣合う隣接セグメント本体との突合せ部に前記隣接セグメント本体と接合するためのアリ溝部を複数設け、トンネル長手方向に沿う方向で前記アリ溝部に嵌合自在な一対の拡大縁部を一体に備えたセグメント連結用の連結具の前記拡大縁部、及びその拡大縁部に対する前記アリ溝部の接当面を、前記拡大縁部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記アリ溝部を前記隣接セグメント本体側に近接させるテーパー面状に形成してあるトンネル用セグメントであって、前記セグメント本体に設けた前記複数のアリ溝部のうち、選択された任意の箇所に予め前記連結具を挿入し、前記予め挿入された連結具のうち、隣接セグメント本体に対する前記セグメント本体の押し込み操作によって、前記隣接セグメント本体のアリ溝部に嵌入される連結具を予め挿入配置してあるセグメント本体のアリ溝部に、前記セグメント本体の押し込み連結の際に前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を設けると共に、その反力受け部を設けたアリ溝部に前記連結具を挿入するための開口をそのセグメント本体の突合せ部に設けてあり、前記反力受け部が、前記セグメント本体の外形面から突出しない状態で設けられているトンネル用セグメント。
【請求項５】
前記アリ溝部が、セグメント本体に埋設するアンカー部と、前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部と、前記連結具の押込みによりセグメント本体同士を引付けるアリ溝とを設けた連結用金具によって形成されている請求項１〜３の何れかに記載のトンネル用セグメントの連結部に使用するトンネルセグメント用連結金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具を用いてトンネル周方向に引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第１セグメント本体に対して第２セグメント本体をトンネルの長手方向に沿って切羽側から坑口側に押込んで連結するために、前記第１・第２セグメント本体の夫々が、互いに連結するための突合せ部をトンネル周方向に沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部における前記坑口側の端部に坑口側アリ溝部を形成すると共に、夫々の前記突合せ部における前記切羽側の端部に切羽側アリ溝部を形成し、前記第１セグメント本体の前記坑口側アリ溝部に坑口側連結具を備えると共に、前記第２セグメント本体の前記切羽側アリ溝部にも切羽側連結具を備え、切羽側から坑口側への前記第２セグメント本体の押込み操作によって、前記第１・第２セグメント本体を連結するトンネル用セグメントの連結部及び連結金具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトンネル用セグメントの連結部及び連結金具に関する技術としては、図１９（イ），（ロ）に示すように、第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２に対して切羽側連結具Ｒ２を前記第２セグメント本体Ｆ２の突合せ部４からトンネル周方向Ｘ側へ突出するように設け、シールドジャッキＪによる第１、第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２の継手部１１に対する切羽側から坑口側への押し込み操作によって、前記切羽側連結具Ｒ２の切羽側端部に設けた、トンネルセグメント本体同士を引き付け連結する際に一定の締付力を付与するためのバックアップ材Ｔと、前記第２セグメント本体Ｆ２とを同時に押し込んで前記第１，第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２同士を引き付け連結していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のトンネル用セグメントの連結部及び連結金具によれば、図１９（イ），（ロ）に示すように、第２セグメント本体Ｆ２と共に、前記切羽側連結具Ｒ２の切羽側端部に設けたバックアップ材ＴとをシールドジャッキＪに接当させて、前記シールドジャッキによる切羽側から坑口側への押し込み操作によって前記第１，第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２同士を引き付け連結していたが、図２０（イ），（ロ）に示すように、前記シールドジャッキＪが、継手部１１から外れて前記切羽側連結具Ｒ２の切羽側端部に設けたバックアップ材Ｔに接当せずに第２セグメント本体Ｆ２だけを押し込むようになった場合、バックアップ材Ｔの変形反力をとることができず、一定の締付力を付与することができなかった。また、場合によっては連結具がセグメント本体Ｆから抜け出す可能性もあった。
そこで、継手部１１からシールドジャッキＪの位置が外れた場合でも、第２セグメント本体Ｆ２と同時に切羽側端部に設けたバックアップ材Ｔを押し込むために、図２１（イ）に示すようにシールドジャッキＪに拡大スプレッダ２０を設けたり、さらに、図２１（ロ）に示すように、拡大スプレッダ２０でもカバーできない部分についてはプレート２１を追加するか、又は、継手部１１にシールドジャッキＪが確実にくるように、セグメント本体の分割位置の変更又は、シールドジャッキＪの改造が必要となり、拡大スプレッダ２０及びプレート２１の着脱に手間がかかって、トンネルの建設作業性が低下するという問題と、トンネル建設費のコストアップに繋がり易いといった問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、継手部からシールドジャッキの押し込み位置が外れた場合でも、手間をかけることなくバックアップ材を押し込んで、セグメント本体同士の連結に一定の締付力を付与でき、トンネルの建設作業性の低下、及びトンネルの建設費のコストアップを防止できるトンネル用セグメントの連結部及び連結金具を提供するところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
請求項１の発明の特徴構成は図６〜８に例示するごとく、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具Ｒを用いてトンネル周方向Ｘに引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第１セグメント本体Ｆ１に対して第２セグメント本体Ｆ２をトンネルの長手方向Ｙに沿って切羽側から坑口側に押込んで連結するために、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２の夫々が、互いに連結するための突合せ部４をトンネル周方向Ｘに沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部４における前記坑口側の端部７に坑口側アリ溝部Ｍ１を形成すると共に、夫々の前記突合せ部４における前記切羽側の端部８に切羽側アリ溝部Ｍ２を形成し、前記第１、第２セグメント本体を突き合わせた状態で対抗する両アリ溝部に沿って各別に嵌入自在な一対の拡大縁部を一体に備え、前記拡大縁部に対する夫々の前記アリ溝部の接当面を、前記拡大縁部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記両突合せ部が相対的に近接するテーパー面状に形成した連結具を形成し、前記第１セグメント本体Ｆ１の前記坑口側アリ溝部Ｍ１に坑口側連結具Ｒ１を備えると共に、前記第２セグメント本体Ｆ２の前記切羽側アリ溝部Ｍ２にも切羽側連結具Ｒ２を備え、切羽側から坑口側への前記第２セグメント本体Ｆ２の押込み操作によって、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２を連結するトンネル用セグメントの連結部であって、前記第２セグメント本体Ｆ２の押込み操作によって前記連結具Ｒに生じる反力を受ける反力受け部９を、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２に設けた前記アリ溝部Ｍの内、少なくとも前記第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２に設けると共に、その切羽側アリ溝部Ｍ２に前記連結具Ｒを挿入するための開口１０を前記第２セグメント本体Ｆ２の突合せ部４に設けてあり、前記坑口側連結具Ｒ１と切羽側連結具Ｒ２における一対の拡大縁部は、押込み方向の一方に向かって先細り形状に形成され、前記第１セグメント本体Ｆ１側の坑口側連結具Ｒ１は、その先細り側を切羽側に向けて、前記第２セグメント本体Ｆ２側の切羽側連結具Ｒ２は、その先細り側を坑口側に向けて配置され、前記坑口側連結具Ｒ１と切羽側連結具Ｒ２は、その一対の拡大縁部の一方にバックアップ材Ｔを備え、前記坑口側連結具Ｒ１は、前記バックアップ材Ｔを備えた拡大縁部を第１セグメント本体Ｆ１の坑口側アリ溝部Ｍ１に嵌入し、前記バックアップ材Ｔを既設トンネルリングに当接するように配置され、前記切羽側連結具Ｒ２は、前記バックアップ材Ｔを備えた拡大縁部を第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２に嵌入し、前記バックアップ材Ｔを前記反力受け部９に当接するように配置されているところにある。
【０００６】
請求項２の発明の特徴構成は図１１に例示するごとく、複数のトンネル用セグメント本体を、連結具Ｒを用いてトンネル周方向Ｘに引付け連結してトンネル壁を構築すべく、既に構築した第１セグメント本体Ｆ１に対して第２セグメント本体Ｆ２をトンネルの長手方向Ｙに沿って切羽側から坑口側に押込んで連結するために、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２の夫々が、互いに連結するための突合せ部４をトンネル周方向Ｘに沿った端部に備え、夫々の前記突合せ部４における前記坑口側の端部７に坑口側アリ溝部Ｍ１を形成すると共に、夫々の前記突合せ部４における前記切羽側の端部８に切羽側アリ溝部Ｍ２を形成し、前記第１、第２セグメント本体を突き合わせた状態で対抗する両アリ溝部に沿って各別に嵌入自在な一対の拡大縁部を一体に備え、前記拡大縁部に対する夫々の前記アリ溝部の接当面を、前記拡大縁部を前記アリ溝部に沿って嵌入させるに伴って前記両突合せ部が相対的に近接するテーパー面状に形成した連結具を形成し、前記第１セグメント本体Ｆ１の前記坑口側アリ溝部Ｍ１に坑口側連結具Ｒ１を備えると共に、前記第２セグメント本体Ｆ２の前記切羽側アリ溝部Ｍ２にも切羽側連結具Ｒ２を備え、切羽側から坑口側への前記第２セグメント本体Ｆ２の押込み操作によって、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２を連結するトンネル用セグメントの連結部であって、前記第２セグメント本体Ｆ２の押込み操作によって前記連結具Ｒに生じる反力を受ける反力受け部９を、前記第１・第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２に設けた前記アリ溝部Ｍの内、少なくとも前記第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２に設けると共に、前記反力受け部９を、前記第２セグメント本体Ｆ２に対して着脱自在に構成してあるところにある。
【０００７】
請求項３の発明の特徴構成は図２，６に例示するごとく、前記アリ溝部Ｍ内に前記連結具Ｒを備えたときに、前記連結具Ｒと前記アリ溝部Ｍとの間に形成される隙間Ｓを埋めて前記連結具Ｒの姿勢が変更するのを規制する規制部材６を設けてあるところにある。
【０００８】
請求項４の発明の特徴構成は図３に例示するごとく、周方向Ｘに隣合う隣接セグメント本体との突合せ部４に前記隣接セグメント本体と接合するためのアリ溝部Ｍを複数設け、トンネル長手方向Ｙに沿う方向で前記アリ溝部Ｍに嵌合自在な一対の拡大縁部１を一体に備えたセグメント連結用の連結具Ｒの前記拡大縁部１、及びその拡大縁部１に対する前記アリ溝部Ｍの接当面を、前記拡大縁部１を前記アリ溝部Ｍに沿って嵌入させるに伴って前記アリ溝部Ｍを前記隣接セグメント本体側に近接させるテーパー面状に形成してあるトンネル用セグメントであって、前記セグメント本体に設けた前記複数のアリ溝部Ｍのうち、選択された任意の箇所に予め前記連結具Ｒを挿入し、前記予め挿入された連結具Ｒのうち、隣接セグメント本体に対する前記セグメント本体の押し込み操作によって、前記隣接セグメント本体のアリ溝部Ｍに嵌入される連結具Ｒを予め挿入配置してあるセグメント本体のアリ溝部Ｍに、前記セグメント本体の押し込み連結の際に前記連結具Ｒに生じる反力を受ける反力受け部９を設けると共に、その反力受け部９を設けたアリ溝部Ｍに前記連結具Ｒを挿入するための開口１０をそのセグメント本体の突合せ部４に設けてあり、前記反力受け部９が、前記セグメント本体の外形面から突出しない状態で設けられているところにある。
【０００９】
請求項５の発明の特徴構成は図１３〜１５に例示するごとく、前記アリ溝部Ｍが、セグメント本体Ｆに埋設するアンカー部１３と、前記連結具Ｒに生じる反力を受ける反力受け部９と、前記連結具Ｒの押込みによりセグメント本体Ｆ同士を引付けるアリ溝とを設けた連結用金具１５によって形成されているところにある。
【００１０】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１１】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明により、前記第２セグメント本体の押込み操作によって前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を、前記第１・第２セグメント本体に設けた前記アリ溝部の内、少なくとも前記第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に設けると共に、その切羽側アリ溝部に前記連結具を挿入するための開口を前記第２セグメント本体の突合せ部に設けてあるから、前記開口から連結具を挿入することができると共に、シールドジャッキの接当位置にかかわらず、反力受け部を介して連結具を押し込んでセグメント本体同士を引き付け連結することができる。
つまり、セグメント本体同士の継手部にシールドジャッキの接当位置が位置しないで、連結具を直接シールドジャッキに接当させて押し込むことができなくても、第２セグメント本体の押し込み操作により切羽側アリ溝部に設けた反力受け部に前記切羽側連結具が接当し、前記第２セグメント本体に対する押し込み力が前記反力受け部によって前記連結具に伝達されてアリ溝部内における坑口側への押し込み力として作用し、セグメント本体同士を引き付け連結することができる。
その結果、継手部からシールドジャッキの接当位置が外れていても、手間をかけることなく迅速に連結具を押し込んで、セグメント本体同士の引き付け連結が行えるようになった。
また、このときに、切羽側アリ溝部内の反力受け部側に位置する連結具の切羽側端部にバックアップ材を設けてあれば、トンネルセグメント本体同士を引き付け連結する際に一定の締付力を付与することができる。
そして、このような作用効果を叶えることができるのに加えて、坑口側連結具と切羽側連結具における一対の拡大縁部が、押込み方向の一方に向かって先細り形状に形成され、第１セグメント本体側の坑口側連結具は、その先細り側を切羽側に向けて、第２セグメント本体側の切羽側連結具は、その先細り側を坑口側に向けて配置されているので、第２セグメント本体を切羽側から坑口側へ押込む際、最初に第２セグメント本体の突合せ部を第１セグメント本体の突合せ部に接触させ、その接触させた状態のままで第２セグメント本体を押込み操作することができるので、第１セグメント本体の突合せ部をガイド部材として第２セグメント本体の押込み操作を円滑、確実に行うことができると共に、トンネルリングを完成させるために最後に押込み操作するセグメント本体についても、支障なく円滑に押込んでトンネルリングを完成させることができる。
さらに、坑口側連結具と切羽側連結具が、その一対の拡大縁部の一方にバックアップ材を備え、坑口側連結具は、バックアップ材を備えた拡大縁部を第１セグメント本体の坑口側アリ溝部に嵌入し、バックアップ材を既設トンネルリングに当接するように配置され、切羽側連結具は、バックアップ材を備えた拡大縁部を第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に嵌入し、バックアップ材を反力受け部に当接するように配置されているので、上述したように第２セグメント本体を押込み操作するだけで、第１セグメント本体と第２セグメント本体の坑口側と切羽側において、ほぼ一定の締付力で締め付けて両セグメント本体を確実に連結することができる。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様に、前記第２セグメント本体の押込み操作によって前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を、前記第１・第２セグメント本体に設けた前記アリ溝部の内、少なくとも前記第２セグメント本体の切羽側アリ溝部に設けてあるから、シールドジャッキの接当位置にかかわらず、反力受け部を介して連結具を押し込んでセグメント本体同士を引き付け連結することができる。
そして、このような作用効果を叶えることができるのに加えて、前記反力受け部を、前記第２セグメント本体に対して着脱自在に構成してあるから、トンネル周方向に隣接するセグメント本体夫々の突合せ部を突き合わせた後でも、連結具を切羽側から挿入することができる。
つまり、反力受け部を切羽側に設けてセグメント本体に対する押し込み力を前記連結具に伝達していたので、例えば、反力受け部がセグメント本体に固定されているものだとセグメント本体の切羽側端部に連結具挿入のための開口を設けることができないので、トンネル周方向に隣接するセグメント本体夫々の突合せ部を突き合わせる作業よりも前に、突合せ部に形成した連結具挿入用の開口から予め連結具をアリ溝部内に挿入しておく必要があり、第２セグメント本体のトンネル周方向に連結具の一端部を突出させた状態のまま、セグメント本体同士の突合せ部を突合せてから第２セグメント本体を押し込み操作する必要があるが、前記セグメント本体同士の突合せ作業の際に、第２セグメント本体の位置ずれを生じ、前記突出した連結具の一端部が第１セグメント本体に接当して破損したり、前記接当により第２セグメント本体が、その送り込み方向に傾きを生じて押し込み作業ができなくなる恐れがある。ところが、本件だとセグメント本体同士の突合せ部を突き合わせた後に連結具を挿入することができるので、セグメント本体同士の突合せ部の突合せ作業の際に、連結具が第１セグメントに接当して破損したり、第２セグメント本体の押し込み作業ができなくなる恐れはなくなる。
その結果、セグメント本体同士の連結作業において、連結具の破損、及び第２セグメント本体の押し込み作業に支障をきたすことがなくなるので、セグメント本体同士の連結作業の作業性を向上させることができるようになった。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記アリ溝部内に前記連結具を備えたときに、前記連結具と前記アリ溝部との間に形成される隙間を埋めて前記連結具の姿勢が変更するのを規制する規制部材を設けてあるから、セグメント本体同士の連結作業の際に連結具が転倒することなくスムーズにアリ溝部に挿入されるようになる。
つまり、アリ溝部内に連結具を備えたときに、連結具とアリ溝部の間に形成される隙間によって連結具の動きが許容されるので、第２セグメント本体の押し込み操作時にセグメント本体のアリ溝部に嵌入する連結具が、セグメント本体との接触で転倒し易くなり、セグメント本体の押し込みが出来なくなる恐れを生じるが、本件だと、規制部材によって連結具がセグメント本体と接触しても転倒するのを防止できるので、アリ溝部内にスムーズに連結具を嵌入させることができ、セグメント本体の押し込み作業に支障をきたすことがなくなる。
その結果、セグメント本体同士の連結作業の作業性を向上させることができるようになった。
【００１４】
請求項４の発明によれば、前記セグメント本体に設けた前記複数のアリ溝部のうち、選択された任意の箇所に予め前記連結具を挿入し、前記予め挿入された連結具のうち、隣接セグメント本体に対する前記セグメント本体の押し込み操作によって、前記隣接セグメント本体のアリ溝部に嵌入される連結具を予め挿入配置してあるセグメント本体のアリ溝部に、前記セグメント本体の押し込み連結の際に前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部を設けると共に、その反力受け部を設けたアリ溝部に前記連結具を挿入するための開口をそのセグメント本体の突合せ部に設けてあるから、前記開口から連結具を挿入することができると共に、シールドジャッキの接当位置にかかわらず、セグメント本体同士を引き付け連結することができる。
つまり、セグメント本体同士の継手部にシールドジャッキの接当位置が位置しなくても、前記隣接セグメント本体のアリ溝部に嵌入される連結具を予め挿入配置してあるセグメント本体アリ溝部に反力受け部を設け、前記セグメント本体の前記隣接セグメント本体への押し込み操作に伴って前記連結具が前記反力受け部に接当し、前記隣接セグメント本体に対する押し込み力が前記反力受け部によって前記連結具に伝達され、セグメント本体同士を引き付け連結する引き付け力として作用させることができる。
その結果、継手部からシールドジャッキの接当位置が外れていても、手間をかけることなく迅速に連結具を押し込んで、セグメント本体同士の引き付け連結を行うことができるトンネル用セグメントを提供できるようになった。
そして、このような作用効果を叶えることができるのに加えて、前記反力受け部が、セグメント本体の外形面から突出しない状態で設けられているので、セグメント本体の運搬時や取り扱い時において、反力受け部に他物が接当するおそれが少なく、したがって、他物の接当による反力受け部の損傷を防止することができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、請求項１〜３の発明による作用効果を叶えることができるのに加えて、前記アリ溝部が、セグメント本体に埋設するアンカー部と、前記連結具に生じる反力を受ける反力受け部と、前記連結具の押込みによりセグメント本体同士を引付けるアリ溝とを設けた連結用金具によって形成されているから、コンクリートセグメントにおいて、容易に反力受け部を備えたアリ溝連結部を形成することができる。
つまり、コンクリートセグメント本体の周方向における突合せ端部に前記連結用金具の突合せ面がくるようにして、前記連結用金具に設けたアンカー部をコンクリートセグメント本体内に埋め込むだけで前記突合せ端部に反力受け部を備えたアリ溝連結部を形成することができるので、
その結果、反力受け部を備えたアリ溝連結部を設けたコンクリートセグメント本体形成の作業性を向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
【００１７】
本発明のトンネル用セグメントの連結具Ｒおよびトンネルリング形成用ユニットに係わる概要を図１および図２に示す。
本実施形態では、トンネル周方向Ｘに連続して環状に構築された既設トンネルリングＴＲに対してＡセグメント本体ａと、Ｂセグメント本体ｂと、Ｃセグメント本体ｃとを連結具Ｒを用いて順次取付け、新たなトンネルリングＴＲを構築する場合の例を示す。
ここで、前記Ａセグメント本体ａは、前記既設トンネルＴＲに対して最初に取付るセグメント本体である。つまり、新たなトンネルリングＴＲを構築する際にトンネル周方向Ｘにおいて最初に連結されるセグメント本体である。
前記Ｂセグメント本体ｂは、前記Ａセグメント本体ａを挟んでトンネル周方向Ｘに順次連結するセグメント本体であり、一つのトンネルリングＴＲを形成するセグメント本体のうち、前記Ａセグメント本体ａと後述するＣセグメント本体ｃとを除く全てのセグメント本体が当該Ｂセグメント本体ｂである。
前記Ｃセグメント本体ｃは、一つのトンネルリングＴＲを完成させるために最後に連結するセグメント本体である。つまり、前記Ｃセグメント本体ｃは、二つのＢセグメント本体ｂによって形成された隙間に押し込んで連結する。
尚、これらのセグメント本体は、例えば、ダクタイルセグメントの他に、コンクリートセグメント、スチールセグメント、ダクタイル＋コンクリートの合成セグメントなどの各種のセグメントで構成することができる。
【００１８】
前記Ａ・Ｂ・Ｃの各セグメント本体は、図２に示すような連結具Ｒを用いて互いに連結する。図３には、前記Ａ・Ｂ・Ｃの各セグメント本体を連結する際の態様を示す。
【００１９】
前記連結具Ｒは図２に示すように、略矩形状であって、当該連結具Ｒの押し込み方向Ｚに沿った両縁部に夫々拡大縁部１を有している。当該双方の拡大縁部１は平板状の胴部２で連接されている。また、夫々の拡大縁部１には実際にセグメント本体Ｆどうしを引きつけるためのテーパー面状の挟持部３を形成してある。これら挟持部３どうしの間隔は、当該連結具Ｒの押し込み方向Ｚに沿った押し込み方向Ｚの反対側ほど広く構成してあり、そのため、連結具Ｒにおける一対の拡大縁部１は、押し込み方向Ｚの一方に向かって先細り形状に形成されている。
図中６は、連結具Ｒを、アリ溝部Ｍ内に備えたときに前記連結具Ｒと前記アリ溝部Ｍとの間に形成される隙間Ｓにおいて、その隙間Ｓを埋めて前記連結具Ｒの姿勢が変更するのを規制する規制部材である。
【００２０】
一方、前記Ａ・Ｂ・Ｃの各セグメント本体の端部のうちトンネル周方向Ｘの両端部には、隣接するセグメント本体と連結するための突合せ部４を備えてある。そして、当該突合せ部４のうち、トンネル長手方向Ｙに沿った両端部には夫々アリ溝部Ｍを形成してある。当該アリ溝部Ｍには、アリ溝内に前記連結具Ｒの拡大縁部１を挿入したときに前記挟持部３が当接する被挟持部５を形成してある。
【００２１】
セグメント本体どうしの連結は以下のごとく行う。尚、ここでは、図３に示したうちの前記Ａセグメント本体ａと前記Ｂセグメント本体ｂとを連結する場合を例にとる。
図３は、前記Ａセグメント本体ａが既設のトンネルリングＴＲに連結された状態を示している。尚、図面中のトンネル長手方向Ｙを上下方向、トンネル周方向Ｘを左右方向と見なして説明する。図３においては、下方側がトンネルシールドの切羽側であり、上方側が坑口側である。トンネル掘削は図３の下方に向かって行われる。よって、ここで連結するＢセグメント本体ｂは、図３の上方に向かって押し込まれる。本実施形態では、当該Ｂセグメント本体ｂを押し込む方向を坑口側と称し、その反対側を切羽側と称する。
前記Ａセグメント本体ａの双方の突合せ部４には、合計四箇所にアリ溝部Ｍを形成してある。このうち、既設トンネルリングＴＲの側の二つを坑口側アリ溝部Ｍ１とし、他の残りの二つを切羽側アリ溝部Ｍ２とする。Ａセグメント本体ａは、双方の坑口側アリ溝部Ｍ１に坑口側連結具Ｒ１を挿入した状態で既設トンネルリングＴＲに取付てある。
一方、当該Ａセグメント本体ａに対して連結するＢセグメント本体ｂの双方の突合せ部４にも、夫々坑口側アリ溝部Ｍ１と切羽側アリ溝部Ｍ２とを形成してある。ただし、Ｂセグメント本体ｂにおいては、前記Ａセグメント本体ａに連結する突合せ部４の切羽側アリ溝部Ｍ２に切羽側連結具Ｒ２を備えるとともに、他方の突合せ部４の前記坑口側アリ溝部Ｍ１に坑口側連結具Ｒ１を備えている。
尚、図３に示すごとく、前記Ｃセグメント本体ｃでは、夫々の突合せ部４において何れも前記切羽側アリ溝部Ｍ２に切羽側連結具Ｒ２を備えてある。
【００２２】
前記Ｂセグメント本体ｂを押し込む際には、前記Ａセグメント本体ａの坑口側アリ溝部Ｍ１に設けた坑口側連結具Ｒ１に対してＢセグメント本体ｂの坑口側アリ溝部Ｍ１を嵌合し、同時に、前記Ａセグメント本体ａの前記切羽側アリ溝部Ｍ２に対して、前記Ｂセグメント本体ｂの切羽側アリ溝部Ｍ２に設けた切羽側連結具Ｒ２を挿入する。この状態でＢセグメント本体ｂをさらに押し込むと、夫々の連結具Ｒ１，Ｒ２によって、Ａセグメント本体ａとＢセグメント本体ｂとが引き付けられ、連結される。
この場合に、坑口側連結具Ｒ１は前記既設トンネルリングＴＲに接当して押込み力を得ることができ、一方の切羽側連結具Ｒ２は、例えばトンネルシールドのジャッキＪ等の押込手段によって押込み力を得る。
【００２３】
本発明に係る連結具Ｒは、バックアップ材Ｔを備えている。バックアップ材Ｔは、双方の拡大縁部１のうち一方の端部に設けてあり、その突出方向は当該連結具Ｒの押込み方向Ｚと略平行に設定してある。このように一方の拡大縁部１にのみバックアップ材Ｔを設けるのは、連結具Ｒを実質的に押し込むのは前記Ｂセグメント本体ｂの切羽側アリ溝部Ｍ２に形成の反力受け部９であると共に、坑口側アリ溝部Ｍ１であることに基づく。
当該バックアップ材Ｔの取付けは、図２に示すごとく前記拡大縁部１の後端に形成した凹部１２に嵌入固定するものであってもよいし、接着剤等を用いて接着固定するものであってもよい。尚、前記バックアップ材Ｔは双方の拡大縁部１の後端部に設けても構わない。
図２に示すごとく、前記バックアップ材Ｔは、例えば中空の円筒部材１６で構成する。前記バックアップ材Ｔは、例えば連結具Ｒ１の場合は既設のトンネルリングＴＲから所定の押圧力を受け、連結具Ｒ２の場合は反力受け部９から所定の押圧力を受けて図４に示すごとく面外変形する。つまり、連結具Ｒが押し込まれるとＡセグメント本体ａとＢセグメント本体ｂとが次第に引き付けられるから、これに伴って連結具Ｒを押し込むために必要な力が増加する。この間、前記バックアップ材Ｔは弾性変形する。しかし、締結力が所定の値に達した段階で前記バックアップ材Ｔには塑性変形が生じ始める。この状態では、連結具Ｒによる締結力はもはや上昇せず、Ａセグメント本体ａとＢセグメント本体ｂとを引き付ける力は一定に保持されるのである。
【００２４】
前記アリ溝部Ｍの溝の形状は、図９に示すように、連結具Ｒの挟持部３に対する被挟持部５以外の部分は、連結具Ｒに対して密着させる必要はないので隙間Ｓを設けて形成してある。これだと、被挟持部５以外は鋳ばなし状態で良くなるので被挟持部５の切削代が少なくなり切削作業の作業性が向上する。
【００２５】
前記アリ溝部Ｍのうち坑口側アリ溝部Ｍ１は、図８に示すように、トンネル長手方向Ｙに沿った坑口側端部７に開口しており、前記坑口側連結具Ｒ１は、バックアップ材Ｔを坑口側に向けて、そのバックアップ材Ｔを備えた拡大縁部１側を当該開口側から前記坑口側アリ溝部Ｍ１に挿入して、前記突合せ部４の中央部に向かって押し込むこととなる。
前記アリ溝部Ｍのうち切羽側アリ溝部Ｍ２は、セグメント本体Ｆのトンネル周方向Ｘに沿う左右でその形状は異なっており、図７，８に示すように、第１セグメント本体Ｆ１（既設セグメント本体）と、前記第１セグメント本体Ｆ１に対して後から連結する第２セグメント本体Ｆ２との突合せ部４に位置する切羽側アリ溝部Ｍ２のうち、第２セグメント本体Ｆ２側の切羽側アリ溝部Ｍ２は、前記第１セグメント本体Ｆ１との突合せ部４に切羽側連結具Ｒ２挿入用の開口１０を設けると共に、前記切羽側アリ溝部Ｍ２における切羽側端部８には、前記第２セグメント本体Ｆ２の押し込みによる押し込み力を前記バックアップ材Ｔを介して前記切羽側連結具Ｒ２に伝える反力受け部９を設けて形成してある。したがって、切羽側連結具Ｒ２は、バックアップ材Ｔを切羽側に向けて、そのバックアップ材Ｔを備えた拡大縁部１側を開口１０から前記切羽側アリ溝部Ｍ２に挿入して、反力受け部９に向かって押し込むこととなる。また、第１セグメント本体Ｆ１側の切羽側アリ溝部Ｍ２は、前記坑口側アリ溝部Ｍ１同様にトンネル長手方向Ｙに沿った切羽側端部８に開口しており、前記第２セグメント本体Ｆ２の切羽側溝部Ｍ２に備えた連結具Ｒ２が、前記第２セグメント本体Ｆ２の押し込み操作により当該開口側から前記第１セグメント本体Ｆ１の切羽側アリ溝部Ｍ２に挿入し、前記突合せ部４の中央側に向かって押し込むこととなる。
【００２６】
Ｂセグメント本体ｂを押し込む際の前記連結具Ｒの動作原理を以下に示す。
尚、連結する二つのセグメント本体の組み合わせは、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｂ、Ｂ−Ｃの三種類があり、夫々のセグメント本体において坑口側の連結具Ｒ１と切羽側の連結具Ｒ２とは各別に押し込まれるが、何れの連結具Ｒの動作原理は同じである。
つまり、坑口側の連結具Ｒ１は既設トンネルリングＴＲに当接し、切羽側の連結具Ｒ２は押込手段Ｊにより切羽側アリ溝部Ｍ２に形成の反力受け部９に当接するものである。
【００２７】
前記既設トンネルリングＴＲに取付た第１セグメント本体Ｆ１に対して前記連結具Ｒを用いて第２セグメント本体Ｆ２を連結する過程を切羽側アリ溝部Ｍ２について説明する。
図６に示すごとく、第２セグメント本体Ｆ２のうち、第１セグメント本体Ｆ１側に位置する突合せ部４に形成した切羽側連結具Ｒ２挿入用の開口１０から、切羽側連結具Ｒ２の双方の挟持部３のうちバックアップ材Ｔを備えた側の挟持部３を挿入し、図７に示すように、前記バックアップ材Ｔを設けていない側の挟持部３は露出させたまま切羽側アリ溝部Ｍ２内の切羽側へ移動させる。このとき、前記連結具Ｒ２に一体形成してあるゴム材で形成された規制部材６が、前記切羽側連結具Ｒ２と前記切羽側アリ溝部Ｍ２との間に形成される隙間Ｓを埋めて前記切羽側連結具Ｒ２の姿勢が変更するのを規制する。
そして、シールドジャッキＪによる第２セグメント本体Ｆ２の押し込み操作により露出させた前記切羽側連結具Ｒ２の挟持部３が、第１セグメント本体Ｆ１の切羽側アリ溝部Ｍ２に挿入し、前記シールドジャッキＪによる押し込み力を、前記第２セグメント本体Ｆ２に形成の反力受け部９から前記切羽側連結具Ｒ２に設けたバックアップ材Ｔを介して前記切羽側連結具Ｒ２に形成の挟持部３に伝え、前記第１，第２セグメント本体Ｆ１，Ｆ２に形成の切羽側アリ溝部Ｍ２内の夫々の被挟持部５との摺接で両セグメント本体Ｆ同士が引き付け連結される。このとき、バックアップ材Ｔは、図２に示すごとく中空の円筒部材１６で構成されており、図４に示すように所定の押し圧力を受けた前記バックアップ材Ｔが塑性変形しながら引き付け連結することによって、締結力を所定の値に保持することができるようになっている。
前記シールドジャッキＪは、セグメント本体Ｆ同士の継手部１１に位置させると共に、直接切羽側連結具Ｒ２に接当させる必要はなく、第２セグメント本体Ｆ２を押し込むだけでセグメント本体Ｆ同士の引き付け連結を行うことができる。
【００２８】
〔別実施形態〕
以下に他の実施形態を説明する。
〈１〉反力受け部９は先の実施形態で説明した切羽側アリ溝部Ｍ２内に形成したものに限るものではなく、例えば、図１０（イ），（ロ）に示すように、第２セグメント本体Ｆ２から第１セグメント本体Ｆ１側に延設した板壁によるものでも良い。
これだと、少なくとも当該側にバックアップ材Ｔを設けておけば、第２セグメント本体Ｆ２による押込み力の作用線上にバックアップ材Ｔが位置することとなるから、押込みに際して切羽側連結具Ｒ２が回転する等の不都合は生じない。
このとき、第１セグメント本体Ｆ１の切羽側アリ溝部Ｍ２の切羽側端部８を前記反力受け部９を形成する板壁分の凹部を形成する必要がある。
〈２〉反力受け具９は先の実施形態で説明した第２セグメント本体Ｆ２と一体に固定されたものに限るものではなく、例えば、図１１（イ），（ロ）に示すように、ねじ込み式のプラグ１９等により着脱自在に形成してあるものでも良い。つまり、第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２の切羽側端部８に雌ネジ部１７を形成し、前記プラグ１９に形成の雄ねじ部１８をねじ込んで装着することにより反力受け部を形成する。これだと、第１、第２セグメント本体同士の突合せ部４を突き合わせてからでも連結具Ｒを切羽側から第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２内に挿入することができる。さらに、連結具Ｒを挿入するための大きな開口部（図６の開口１０参照）は必要なく、アリ溝部Ｍ２を小型、軽量化できる。
〈３〉コンクリートセグメントに使用するアリ溝部Ｍは、例えば図１２に示すように、第１セグメント本体Ｆ１と第２セグメント本体Ｆ２との突合せ部４に埋設形成した連結用金具のうち、第１セグメント本体の切羽側アリ溝部Ｍ１と坑口側アリ溝部Ｍ２、及び第２セグメント本体Ｆ２の坑口側アリ溝部Ｍ２には、トンネル長手方向に沿った夫々の切羽側端部８又は坑口側端部７に連結具Ｒが嵌入するための開口を形成した連結用金具２２を使用し、第２セグメント本体Ｆ２の切羽側アリ溝部Ｍ２には、前記第１セグメント本体Ｆ１との突合せ部４に切羽側連結具Ｒ２挿入用の開口１０を設けると共に、前記切羽側アリ溝Ｍ２における切羽側端部８には、前記第２セグメント本体Ｆ２の押し込みによる押し込み力を前記バックアップ材Ｔを介して前記切羽側連結具Ｒ２に伝える反力受け部９を設けて形成した連結用金具２３を使用する構成のものでも良い。
〈４〉コンクリートセグメントに使用するアリ溝部Ｍは、例えば、図１３，１４，１５に示すように、セグメント本体Ｆに埋設するアンカー部１３と、前記連結具Ｒに生じる反力を受ける反力受け部９と、前記連結具Ｒの押込みによりセグメント本体同士を引付けるアリ溝部Ｍとを設けた連結用金具１５によって形成されているものでも良い。連結具Ｒ１及び連結具Ｒ２の前記連結用金具１５内への挿入操作は、前記連結金具１５に形成の開口１０より行われる。
〈５〉規制部材６の形状は先の実施形態で説明した形状のものに限るものではなく、例えば、図１６，１７に示すような突出部を形成したものでも良い。前記突出部は、連結具Ｒの押し込み方向Ｚにおける連結具Ｒの長さ全体にわたって設けてあっても良いし、その一部の長さでも良い。要するに、第１セグメント本体Ｆ１と第２セグメント本体Ｆ２との連結の際の抵抗で、前記連結具Ｒが転倒することのないようにその姿勢を規制できる形状であれば任意である。
また、図１８に示すように連結具Ｒ本体に設けるのではなく、アリ溝部Ｍ内に突出部を形成するものであっても良い。その材質もゴム材に限るものではなく、連結具Ｒの姿勢変更を規制できるものであるなら任意である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル用セグメントの連結部の概要を示す斜視図
【図２】本発明に係わる連結具を示す平面図
【図３】各種セグメント本体の連結態様を示す説明図
【図４】変形途中の突出部材を示す説明図
【図５】本発明に係わるセグメント本体の突合せ部を示す斜視図
【図６】本発明に係わる連結具の取付態様を示す部分断面図
【図７】本発明に係わるセグメント本体の連結過程の詳細を示す一部切り欠き断面図
【図８】本発明に係わるセグメント本体の連結態様を示す一部切り欠き断面図
【図９】本発明に係わる連結具による連結態様を示す部分拡大縦断正面図
【図１０】本発明に係わるセグメント本体の他の連結態様を示す説明図
【図１１】本発明に係わるセグメント本体の他の例の連結態様を示す説明図
【図１２】本発明に係わるセグメント本体の他の例の突合せ部を示す斜視図
【図１３】本発明に係わるセグメント本体の他の例の突合せ部を示す斜視図
【図１４】本発明に係わるセグメント本体の他の例の連結態様を示す横断平面図
【図１５】本発明に係わる連結具による他の例の連結態様を示す部分拡大縦断正面図
【図１６】本発明に係わる連結具の他の例を示す連結説明図
【図１７】本発明に係わる連結具の他の例を示す連結説明図
【図１８】本発明に係わる連結具の他の例を示す連結説明図
【図１９】従来例の連結態様を示す連結説明図
【図２０】従来例の連結態様を示す連結説明図
【図２１】従来例の連結態様を示す連結説明図
【符号の説明】
Ｒ      連結具
Ｘ      トンネル周方向
Ｙ      トンネル長手方向
Ｆ１    第１セグメント本体
Ｆ２    第２セグメント本体
Ｍ      アリ溝部
Ｍ１    坑口側アリ溝部
Ｍ２    切羽側アリ溝部
Ｒ      連結具
Ｒ１    坑口側連結具
Ｒ２    切羽側連結具
Ｓ      隙間
Ｔ      バックアップ材
４      突合せ部
６      規制部材
７      坑口側端部
８      切羽側端部
９      反力受け部
１０    開口
１３    アンカー部
１４    アリ溝
１５    連結用金具
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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