(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルの一次覆工ライニングを構成するため螺旋状に組み立てられる曲線対応スパイラルセグメントにおいて、
前記一次覆工ライニングの曲線部に相当する円筒を曲率半径方向の中心線で所定数に分割して斜截円筒を形成し、
前記斜截円筒を円周方向に所定数に分割して１セットのセグメント本体を形成し、
前記１セットのセグメント本体は、前記円筒の円周方向に隣り合った複数の曲線用セグメントを有し、
前記複数の曲線用セグメントは、接辺である第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸線方向に所定寸法ずつずらして配され、
前記曲線用セグメントは、隣り合う曲線用セグメントの両側辺上に、前記第一辺からそれぞれ同一距離離れた四点を設け、前記隣り合う曲線用セグメントの両側辺上に設けられたそれぞれの二点同士を結ぶことにより形成された二つの短傾斜辺接続部と、
前記第一辺をまたぐように、前記両側辺上に設けられたそれぞれの点同士を結ぶことにより形成された一つの長傾斜辺接続部とを有し、
前記複数の曲線用セグメントの各々の短傾斜辺接続部と長傾斜辺接続部とが接して前記隣り合う曲線用セグメントが螺旋状に配置され、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とする曲線対応スパイラルセグメント。
【請求項２】
シールドトンネルの一次覆工ライニングを構成するため螺旋状に組み立てられる曲線対応スパイラルセグメントにおいて、
前記一次覆工ライニングの直線部に対応する直線用スパイラルセグメントと同一直径及び同一幅の円筒の片端面をその中心軸線に対して直角に保持すると共に、前記円筒の他端面を前記中心軸線に対して所定の角度で傾斜させて片テーパ円筒を形成し、前記片テーパ円筒を円周方向の所定数のブロックに分割し、
前記各ブロックの円周方向の先端部を所定の寸法だけ延長して１セットのセグメント本体を形成し、
前記１セットのセグメント本体は、前記円筒の円周方向に隣り合った複数の直線用セグメントを有し、
前記複数の直線用セグメントは、接辺である第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸線方向に所定寸法ずつずらして配され、
前記直線用セグメントは、隣り合う直線用セグメントの両側辺上に、前記第一辺からそれぞれ同一距離離れた四点を設け、前記隣り合う直線用セグメントの両側辺上に設けられたそれぞれの二点同士を結ぶことにより形成された二つの短傾斜辺接続部と、
前記第一辺をまたぐように、前記両側辺上に設けられたそれぞれの点同士を結ぶことにより形成された一つの長傾斜辺接続部とを有し、
前記複数の直線用セグメントの各々の短傾斜辺接続部と長傾斜辺接続部とが接して前記隣り合う直線用セグメントが螺旋状に配置され、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とする直線対応スパイラルセグメント。
【請求項３】
前記セグメント本体の組立順序を調整することにより前記一次覆工ライニングの直線部を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の曲線対応スパイラルセグメント。
【請求項４】
前記セグメント本体の円周方向の両端部がそれぞれ山形に突出形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の曲線対応スパイラルセグメント。
【請求項５】
シールドトンネルの一次覆工ライニングを構成する曲線対応スパイラルセグメントを用いたシールドトンネルの施工方法であって、
前記一次覆工ライニングの曲線部に相当する円筒を曲率半径方向の中心線で所定数に分割して斜截円筒を形成し、
前記斜截円筒を円周方向に所定数に分割して形成１セットのセグメント本体を形成し、
前記１セットのセグメント本体は、前記円筒の円周方向に隣り合った複数の曲線用セグメントを有し、
前記曲線用セグメントは、接辺である第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸方向に所定寸法ずつずらして配され、
前記曲線用セグメントは、隣り合う曲線用セグメントの両側辺上に、前記第一辺からそれぞれ同一距離離れた四点を設け、前記隣り合う曲線用セグメントの両側辺上に設けられたそれぞれの二点同士を結ぶことにより形成された二つの短傾斜辺接続部と、前記第一辺をまたぐように、前記両側辺上に設けられたそれぞれの点同士を結ぶことにより形成された一つの長傾斜辺接続部とを有し、
前記複数の曲線用セグメントを、前記第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸線方向に所定寸法ずつずらして配し、
前記複数の曲線用セグメントの各々の短傾斜辺接続部と長傾斜辺接続部とを当接させて前記隣り合う曲線用セグメントを螺旋状に配置し、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とするシールドトンネルの施工方法。
【請求項６】
シールドトンネルの一次覆工ライニングを構成する曲線対応スパイラルセグメントを用いたシールドトンネルの施工方法であって、
前記一次覆工ライニングの直線部に対応する直線用スパイラルセグメントと同一直径及び同一幅の円筒の片端面をその中心軸線に対して直角に保持すると共に、前記円筒の他端面を前記中心軸線に対して所定の角度で傾斜させて片テーパ円筒を形成し、前記片テーパ円筒を円周方向の所定数のブロックに分割し、
前記各ブロックの円周方向の先端部を所定の寸法だけ延長して１セットのセグメント本体を形成し、
前記斜截円筒を円周方向に所定数に分割して形成１セットのセグメント本体を形成し、
前記１セットのセグメント本体は、前記円筒の円周方向に隣り合った複数の直線用セグメントを有し、
前記直線用セグメントは、接辺である第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸方向に所定寸法ずつずらして配され、
前記直線用セグメントは、隣り合う直線用セグメントの両側辺上に、前記第一辺からそれぞれ同一距離離れた四点を設け、前記隣り合う直線用セグメントの両側辺上に設けられたそれぞれの二点同士を結ぶことにより形成された二つの短傾斜辺接続部と、前記第一辺をまたぐように、前記両側辺上に設けられたそれぞれの点同士を結ぶことにより形成された一つの長傾斜辺接続部とを有し、
前記複数の直線用セグメントを、前記第一辺で接しながら、前記中心線の中心軸線方向に所定寸法ずつずらして配し、
前記複数の直線用セグメントの各々の短傾斜辺接続部と長傾斜辺接続部とを当接させて前記隣り合う直線用セグメントを螺旋状に配置し、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とするシールドトンネルの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルの一次覆工ライニングの曲線部に使用することが可能な曲線対応スパイラルセグメントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルは、多数のセグメントによって組み立てられた一次覆工ライニングで内面が保護されている。このようなセグメントの中には、図２０に示すようなスパイラルセグメント１００がある。このスパイラルセグメント１００は、例えばミュンヘンの地下鉄に使用されたものであり、全体が亀甲状を呈し、湾曲方向の両端部がそれぞれ２個の傾斜辺１０１、１０２及び傾斜辺１０３、１０４を有する山形に形成されている。
【０００３】
このスパイラルセグメント１００を組み立てる場合は、基準となるスパイラルセグメント１００を所定の位置に配置し、このスパイラルセグメント１００の例えば傾斜辺１０１に、これから組み立てようとする別のスパイラルセグメント１００の傾斜辺１０４を当てて接続する。この作業を繰り返すことによって、複数のスパイラルセグメント１００が螺旋状に組み立てられる。
【０００４】
このスパイラルセグメント１００を使用すると、切り羽面が（セグメント幅）／（セグメントの円周分割数）だけ進む間にスパイラルセグメント１００を一個ずつ設置することができる、すなわち、トンネルの掘進と一次覆工ライニングの組立とをほぼ同時に行うことができるので、作業能率及び作業速度が向上するという利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のスパイラルセグメント１００は、一次覆工ライニングの直線部に使用することはできるが、曲線部には不向きであった。そのため、曲線部のあるトンネルを掘削する場合には、直線部にスパイラルセグメント１００を使用し、曲線部に通常のリング状に組み立てるセグメントを使用するか、又は、直線部と曲線部の両方に通常のリング状に組み立てるセグメントを使用しなければならなず、スパイラルセグメントの利点を十分に活用することができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、このような問題点を解決するためになされたものであり、一次覆工ライニングの曲線部にも使用可能な曲線対応スパイラルセグメントを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は曲線対応スパイラルセグメントであり、前述の技術的課題を解決するために以下のように構成されている。すなわち、本発明の曲線対応スパイラルセグメントは、シールドトンネルの一次覆工ライニングを構成するため螺旋状に組み立てられるスパイラルセグメントにおいて、前記一次覆工ライニングの曲線部に相当する円筒を曲率半径方向の中心線で所定数に分割して斜截円筒を形成し、前記斜截円筒を円周方向に所定数に分割して１セットのセグメント本体を形成し、前記１セットのセグメント本体の各々を順次所定寸法ずつ横にずらして螺旋状に配置することにより、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明はシールドトンネルの一次覆工ライニングを構成するため螺旋状に組み立てられる曲線対応スパイラルセグメントにおいて、前記一次覆工ライニングの直線部に対応する直線用スパイラルセグメントと同一直径及び同一幅の円筒の片端面をその中心軸線に対して直角に保持すると共に、前記円筒の他端面を前記中心軸線に対して所定の角度で傾斜させて片テーパ円筒を形成し、前記片テーパ円筒を円周方向の所定数のブロックに分割し、前記各ブロックの円周方向の先端部を所定の寸法だけ延長して１セットのセグメント本体を形成し、前記１セットのセグメント本体の各々を順次所定寸法ずつ横にずらして螺旋状に配置することにより、前記一次覆工ライニングの曲線部を構成することを特徴とする。
【０００９】
前記セグメント本体の組立順序を調整することにより前記一次覆工ライニングの直線部を構成することができる。また、この曲線対応スパイラルセグメントは、前記セグメント本体の円周方向の両端部をそれぞれ山形に突出形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る曲線対応スパイラルセグメントを図示の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメント１ａ〜１ｆを使用して、一次覆工ライニング２の曲線部２１を途中まで組み立てた状態を示す上面図である。この曲線対応スパイラルセグメント（以下曲線用セグメントという。）１ａ〜１ｆは、通常この６個を１セットとして使用するもので、主として曲線部に用いられる。
【００１２】
ここで、曲線用セグメント１ａ〜１ｆの構成を分かりやすくするため、曲線用セグメント１ａ〜１ｆの形状設定方法について説明する。まず、図２に示すように一次覆工ライニング２の曲線部２１に相当する湾曲した円筒３０を、曲率半径方向の中心線３１、すなわち、中心軸線に直交する平面で標準幅Ｗｂ±テーパ量（２△ｂ）に分割して斜截円筒３２を形成する。
【００１３】
次に、図３に示すように斜截円筒３２を円周方向に適宜な数ｎのブロック３３ａ〜３３ｆに分割する。本例は、ｎ＝６の場合を示す。次に、図４に示すように、例えばブロック３３ａを基準として他のブロック３３ｂ〜３３ｆ（ブロック３３ａ、３３ｂ、３３ｅ、３３ｆを斜線で図示）を、順次所定の寸法Ｌだけ横、すなわち、中心軸線方向にずらして配置する。ここで、セグメントの標準幅Ｗｂを基準とした場合、寸法ＬはＬ＝Ｗｂ／ｎ＝Ｗｂ／６となる。
【００１４】
次に、図５に示すように各ブロック３３ａ〜３３ｆ（ブロック３３ｃ、３３ｄは省略した）の円周方向の両端に、それぞれ山形に突出する短傾斜辺接続部３４ａｂ〜３４ｆａ及び長傾斜辺接続部３５ａｂ〜３５ｆａを設ける。これにより、既設のセグメントが受け勾配の形となり、新設のセグメント３３ｆ（斜線部）の組立が容易になる。ここで、一例としてブロック３３ｆ、３３ａ間の山形形状について説明する。
【００１５】
図６に示すように、ブロック３３ｆとブロック３３ａは辺３６ｆａで接しながら、Ｌ＝Ｗｂ／６だけ横にずれている。ここで、両ブロック３３ｆ、３３ａの側辺３９ｆ、３９ａ上に辺３６ｆａから△ｔだけ離れた点３７ｆａ、３７ａｆを設け、これらを山形に結ぶことによって短傾斜辺接続部３４ｆａ及び長傾斜辺接続部３５ｆａを設ける。
【００１６】
他のブロック間の接続部３６ａｂ〜３６ｅｆも、同様にして決めることができる。この場合、短傾斜辺接続部３４ｆａ〜３４ｅｆは常に底辺長Ｗｂ／ｎ、高さ２△ｔの直角三角形の斜辺に相当し、各ブロックで共通したものとなる。長傾斜辺接続部３５ｆａ〜３５ｅｆは、接辺３６ｆａ〜３６ｅｆの長さに対応した変動を示す。ここで、△ｔは長傾斜辺接続部３５ｆａ〜３５ｅｆの角度が、従来のリング状組立セグメントでの軸方向挿入式Ｋセグメントの角度（１０°前後）程度になるようにしておく。すなわち、△ｔ＝（Ｗｂ／２）×ｔａｎ１０°程度となる。
【００１７】
上述の説明から分かるように、曲線用セグメント１ａ〜１ｆは、斜截円筒３２（図２）を円周方向に分割してブロック３３ａ〜３３ｆ（図３）を形成し、これを所定量だけ横にずらした後（図４）、各ブロック３３ａ〜３３ｆの円周方向の両端に短傾斜辺接続部３４ｆａ〜３４ｅｆ及び長傾斜辺接続部３５ｆａ〜３５ｅｆ（図５及び図６）を設けたものであり、通常は曲線用セグメント１ａ〜１ｆを１セットとして使用する。
【００１８】
この曲線用セグメント１ａ〜１ｆを用いて一次覆工ライニング２の曲線部２１を組み立てる場合には、図１に示すように例えば曲線用セグメント１ａを基準位置に配置し、この曲線用セグメント１ａの長傾斜辺接続部３５ａｂに、隣接する曲線用セグメント１ｂの長傾斜辺接続部３５ａｂを合わせて接続する。
【００１９】
同様にして、残りの曲線用セグメント１ｃ〜１ｆを順次接続することにより、これらの曲線用セグメント１ａ〜１ｆが曲線を描いて螺旋状に組み立てられる。なお、曲線用セグメント１ａ〜１ｆの接続には、螺旋方向の接続用としてコッター４６等を使用することができ、軸線方向の接続用としてクイックジョイント４７等を使用することができる。このように、コッター４６及びクイックジョイント４７等を使用して接続することにより、背面止水などの対策を行い易くなる。
【００２０】
この曲線用セグメント１ａ〜１ｆは、次に説明するように１セット又は数セット単位で組立順序を変えることによって、一次覆工ライニング２の直線部を構成することができる。この場合には、多少の蛇行は生ずるが実用上は問題がない程度の直線となる。
【００２１】
すなわち、曲線用セグメント１ａ〜１ｆを用いて直線部を構成する場合には、例えば奇数番目のセットの組立順序を１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆとし、偶数番目のセットの組立順序を１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ａ、１ｂ、１ｃとするのである。こうすれば、前のセットの幅の変化に対して後のセットの幅の変化が逆になるので、全体的に見た場合には多少の蛇行はあるものの略直線となるのである。
【００２２】
この曲線用セグメント１ａ〜１ｆは、一次覆工ライニング２の曲線部２１に使用することができるので、トンネルの曲線部の掘進と一次覆工ライニング２の組立とをほぼ同時に行うことができ、作業効率及び作業速度が向上する。
【００２３】
また、曲線用セグメント１ａ〜１ｆの組立順序を変えることにより、一次覆工ライニング２の曲線部２１と直線部の両方に使用することができるので、セグメントの種類を少なく抑えることができ、これによってセグメントの管理を容易にすることができる。
【００２４】
上述のように曲線用セグメント１ａ〜１ｆを用いて、一次覆工ライニング２の直線部を組み立てることができるが、図７に示すように曲線用セグメント１ａ〜１ｆに接続可能な直線用のスパイラルセグメント（以下直線用セグメントという）５を使用して、一次覆工ライニング２の直線部２２を構成することもできる。
【００２５】
この直線用セグメント５は幅Ｗｂを一定にしたものであり、上述した曲線用セグメント１ａ〜１ｆの何れか、本例では両端に配置される曲線用セグメント１ａ、１ｃ、１ｄ、１ｆの４片に接続することができるように、円周方向の両端に曲線用セグメント１ｆ、１ａ間及びセグメント１ｃ、１ｄ間と同一形状の接続部５５が設けられている。
【００２６】
ここで、この直線用セグメント５の形状設定方法について説明する。まず、図８に示すように、一次覆工ライニング２の直線部２２に相当する円筒５０を、曲線用セグメントの基準幅Ｗｂと同一幅で分割して短円筒５１を形成する。
【００２７】
次に、図９に示すように短円筒５１を円周方向にｎ個に分割、本例では曲線用セグメント１ａ〜１ｆと同様に６等分してブロック５２を形成し、各ブロック５２を順次所定量Ｌ＝Ｗｂ／ｎずつ横にずらして螺旋状に配置する。そして、図１０に示すように、円周方向の両端に曲線用セグメント１ｆ、１ａ間（１ｃ、１ｄ間）と同一形状の接続部５５を設ける。
【００２８】
すなわち、接続部５５は常にセグメント幅Ｗｂで接し、Ｗｂ／ｎだけ横ずれしており、これは曲線部の接辺３６ｆａ、３６ｃｄと同一形状となる。よって、そこでの山形は曲線部での３４ｆａ、３５ｆａ（３４ｃｄ、３５ｃｄ）と同一のものとなる。
【００２９】
この直線用セグメント５は、図７に示すように螺旋状に接続して一次覆工ライニング２の直線部２２を構成することができる。また、両端の接続部５５が曲線用セグメント１ｆ、１ａ間及び１ｃ、１ｄ間と同一の形状なので、直線用セグメント５と曲線用セグメント１ａ、１ｃ、１ｄ、１ｆとを螺旋方向に接続することができ、一次覆工ライニング２の直線部２２と曲線部２１とを簡単に接続することができる。
【００３０】
このように、直線部２２に曲線部２１を接続する場合、曲線用セグメント１ａ、１ｄの接続開始位置を適宜選択することにより、鉛直面を１セットの直線用セグメント５の数ｎで分割した方向、本例では６等分した方向の何れかに曲線部２１を延ばすことができる。つまり、直線部２２の例えば上下左右及びその中間の何れかの方向に曲線部２１を延ばすことができる。
【００３１】
更に、曲線用セグメント１ａ〜１ｆと直線用セグメント５とを適宜組み合わせて配置することにより、一次覆工ライニング２の曲線部２１の曲率を容易に変えることができる。例えば、１セットの曲線用セグメント１ａ〜１ｆを螺旋状に組み立てた後、これと同数の６個の直線用セグメント５を螺旋状に組み立てれば、曲線用セグメント１ａ〜１ｆを２セット連続して使用した場合に比べて曲線部２１の曲率半径が大きくなる。この場合には、曲線部２１の中に直線部２２が混在するので多少滑らかさがなくなるが、実用上は問題がない。
【００３２】
なお、上述の第１の実施形態では、図４に示すように１セットの曲線セグメント１ａ〜１ｆの原型となるブロック３３ａ〜３３ｆにおいて、坑口側すなわち図中の左側に示す手前側と、切羽側すなわち図中の右側に示す奥側との間に、中心角６０°の斜円弧がグループ内相互の平行を保ちながらＬ＝Ｗｂ／ｎずつ横にずれた端面が形成されていることにより、１セット内の接合はもとより、次セットとの接合も同一形状の端面同士の接合となるので滑らかに行うことができるものとして説明した。
【００３３】
しかし、セット間の接合を厳密に評価すると、図１１に示すようにセグメント３３ａの起点側の内側角度Ａｉｎは、曲線部を形成するための斜截円筒３２（図２）における中心角θの影響により、Ａｉｎ＝（９０°−θ／２）となる。また、その外側の空間の角度は内側の角度と補角関係にあることから、外側角度Ａｏｕｔ＝（９０°＋θ／２）となる。
【００３４】
セット間の接合は、この外側角度Ａｏｕｔの空間に次セットの初めのブロック３３ａを納めることであり、図１２に示すようにＡｏｕｔ＝（９０°＋θ／２）の空間にＡｉｎ＝（９０°−θ／２）のものが入り込むことになる。従って、前の第ｎセットの最後のブロック３３ｆ（ｎ）と、後の第（ｎ＋１）セットの最初のブロック３３ａ（ｎ＋１）との間に、開き角度γ＝（外側角度Ａｏｕｔ−内側角度Ａｉｎ）＝θの空隙５８が発生する。
【００３５】
一例として、一般的なトンネル、例えばトンネル径Ｄ＝４．３ｍ、セグメント幅Ｗｂ＝１．０ｍ、中心軸線における曲率半径Ｒ＝１００ｍのトンネルに上述の曲線用セグメント１ａ〜１ｆを適用した場合を想定し、このときの空隙５８の開き角度γを求めてみる。この場合、斜截円筒３２の形状によりＲ×ｔａｎ（θ／２）＝Ｗｂ／２が成立するので、開き角度γは斜截円筒３２の中心角θと同一であり、γ＝θ＝２ｔａｎ-1（Ｗｂ／（２Ｒ））＝２ｔａｎ-1（１．０／（２×１００））＝０．５７３°となる。また、空隙５８の先端の最大幅ｈはｈ＝（（ｎ−１）／ｎ）×Ｗｂ×ｔａｎθ＝（５／６）×Ｗｂ×ｔａｎθ＝（５／６）×１０００×ｔａｎ０．５７３°＝８．３３ｍｍとなる。この空隙５８は、セットの接合がすすむにしたがって累積されてゆくことになる。
【００３６】
そのため、上述した第１実施形態の曲線セグメント１ａ〜１ｆを使用して目開きが少なく止水性の高い一次覆工を施工しようとすると、各セットの接合部に生ずる空隙５８に応じた大きさの間詰め材（図示せず）を、曲線セグメント１ａ〜１ｆとは別に設置しなければならないので、手間がかかると共に原価アップになる。
【００３７】
そこで、次に説明する第２の実施形態の曲線対応スパイラルセグメントにおいては、空隙５８に相当する部分をセグメント本体の延長部で埋めることにより、止水性の高い一次覆工を手間をかけずにしかも安価に施工できるようになっている。
【００３８】
ここで、第２の実施形態の曲線対応スパイラルセグメント（以下曲線用セグメントという。）６０ａ〜６０ｆ（図１９）の形状設定方法について説明する。この曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆは、図１３に示すように先ず一次覆工ライニング２の曲線部２１（図１）と同一直径Ｄで、所定の幅Ｗｂの円筒６１を設定する。
【００３９】
次に、この円筒６１の坑口側に配置される片端面６２を中心軸線に対して直角に保持すると共に、切羽側に配置される他端面６３を中心軸線に対して所定の角度αで傾斜させて片テーパ円筒６４を形成する。このとき、片テーパ円筒６４の投影図における中心軸線上の幅が元の幅Ｗｂになるようにする。また、傾斜角度αはα＝９０°＋θ＝９０°＋ｔａｎ-1（Ｗｂ／Ｒ）となるように設定する。つまり、角度αは幅Ｗｂと曲率半径Ｒ（中心軸線上における曲率半径）とによって一義的に決定される。
【００４０】
次に、図１４に示すようにこの片テーパ円筒６４を円周方向に所定数ｎ、本例ではｎ＝６個のブロック６４ａ〜６４ｆに分割する。このとき、幅Ｗｂの位置から分割を開始する。続いて、図１５に示すように各ブロック６４ａ〜６４ｆを順次、所定寸法Ｌ＝Ｗｂ／ｎ＝Ｗｂ／６ずつ横、すなわち中心軸線方向にずらして配置する。
【００４１】
そうすると、最初のブロック６４ａの側端面６５と最後のブロック６４ｆの先端面６６との間の角度βはβ＝９０°＋θとなる。つまり、この場合には図１６に示すように前の第ｎセットの最初のブロック６４ａ（ｎ）と最後のブロック６４ｆ（ｎ）との間に、次の第（ｎ＋１）セットの最初のブロック６４ａ（ｎ＋１）を前のブロック６４ａ（ｎ）に当接させて配置したとすると、第１の実施形態の曲線用セグメント１ａ〜１ｆと同様に、前のセットの最後のブロック６４ｆ（ｎ）と次のセットの最初のブロック６４ａ（ｎ＋１）との間に隙間６７が発生する。この隙間６７の最大幅ｈは、ｈ＝（（ｎ−１）／ｎ）×Ｗｂ×ｔａｎθ＝（５／６）×Ｗｂ×ｔａｎθとなる。
【００４２】
そこで、この第２実施形態では隙間６７を吸収するため、図１７に示す展開図のように各ブロック６４ａ〜６４ｆの円周方向の先端部を隙間６７の１／ｎずつ延長して、図６に示す山形形状の寸法（△ｔ）の調整でブロック６８ａ〜６８ｆを形成する。このブロック６８ａ〜６８ｆにおいては、図１８に示すように各ブロック６８ａ〜６８ｆの延長部分が累積されて最後のブロック６８ｆの先端縁は円周方向に隙間６７の幅ｈ分だけ移動した位置に配置され、最初のブロック６８ａの切羽側の側端面７０ａと最後のブロック６８ｆの円周方向の先端面７１ｆとの間の角度が９０°になり、隙間６７が吸収され、しかも切羽側には平行でＷｂ／ｎずつずれた側端面群７０ａ〜７０ｆが形成される。したがって、前の第ｎセットの最後のブロック６８ｆ（ｎ）の後に、次の第（ｎ＋１）セットの最初のブロック６８ａ（ｎ＋１）を配置したとき、これらのブロック６８ａ（ｎ＋１）、６８ｆ（ｎ）の円周方向の端面が当接するようになる。
【００４３】
なお、ブロック６８ａ〜６８ｆの円周方向の先端部を延長することによって、坑口側の円周長と切羽側の円周長とに差が生じるが、この差分は坑口側の円周と切羽側の円周とを同心円として、坑口側から切羽側にかけて円錐状に広がるように各ブロック６８ａ〜６８ｆを配置することによって解消することができる。これは、各ブロック６８ａ〜６８ｆの中心軸線方向の両側端面を外周面及び内周面に対して適宜な角度で傾斜させることによって、各ブロック６８ａ〜６８ｆを配置するだけで自動的に達成することができる。
【００４４】
このようにして形成されたブロック６８ａ〜６８ｆの円周方向の両端部に、図１９に示すように第１実施形態のセグメント１ａ〜１ｆと同様な山形の突起を設けることにより、第２実施形態の曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆが完成する。そして、この曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆを必要数だけ配置することによって、一次覆工ライニング２の曲線部２１（図７）を構成することができる。このときには、既設の曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆの切羽側の端面によって凹状のガイド溝が形成されるので、次の曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆを配置しやすくなる。
【００４５】
また、各曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆの円周方向の先端部分を延長しているので、組み立てが進むほどこの延長部が累積されて各曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆの位置が時計回転方向に少しずつずれてくる。そうすると、各曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆとこれを押圧するシールドジャッキ（図示せず）との位置関係がずれてくるので、そのままではシールドジャッキが継手の部分を押圧してしまうなどの不都合が発生するおそれがある。
【００４６】
そこで、このような場合にはシールドジャッキの先端に取り付けられているスプレッダー（台座）の位置を調整したり、或いは継手部分に当たるシールドジャッキを休止し、これ以外のシールドジャッキだけ動作させるなどの処置を採ることによって曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆを確実に押圧することができる。
【００４７】
この第２実施形態の曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆは、上述のように各セット間に隙間６７が生じないのでこれを使用した一次覆工ライニング２の止水性を高めることができ、しかも手間をかけずに安価に施工することができる。また、各セグメント６０ａ〜６０ｆの使用開始位置を適宜選択することによって、第１実施形態の曲線用セグメント１ａ〜１ｆと同様に、直線部２２から伸びる曲線部２１の曲がる方向を上下左右又はその中間など任意に設定することができる。
【００４８】
更に、曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆと直線用セグメント５とを適宜な比率で混合配置することにより、曲線部２１の曲率を変えることができる。また、各曲線用セグメント６０ａ〜６０ｆの配置する順序を変えることによって、直線部を構成することもできる。なお、上述の実施形態では曲線用セグメント１ａ〜１ｆ、６０ａ〜６０ｆを時計回転方向に組み立ててゆく場合について説明したが、反時計回転方向に組み立ててゆく場合も同様でる。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の曲線対応スパイラルセグメントによれば、一次覆工ライニングの曲線部を構成することができるので、トンネルの形状に拘わらず掘進と一次覆工ライニングの組立をほぼ同時に進めることができ、作業効率及び作業速度を上げることができる。また、組立順序を適宜調整することにより一次覆工ライニングの曲線部と直線部の両方を構成することができるので、使用するセグメント本体の種類を少なく抑えて管理を容易にすることができる。更に、止水性の高い一次覆工ライニングを手間をかけずにしかも安価に施工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントで構成した一次覆工ライニングの曲線部を示す上面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（１／５）を示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（２／５）を示す図で、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（３／５）を示す図で、図３のＢ矢視図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（４／５）を示す図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（５／５）を示す図である。
【図７】直線用のスパイラルセグメントで構成した一次覆工ライニングの直線部を示す上面図である。
【図８】直線用のスパイラルセグメントの形状設定方法（１／３）を示す図である。
【図９】直線用のスパイラルセグメントの形状設定方法（２／３）を示す図である。
【図１０】直線用のスパイラルセグメントの形状設定方法（３／３）を示す図である。
【図１１】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントのセット間の接合関係を説明する図である。
【図１２】本発明に係る第１実施形態の曲線対応スパイラルセグメントのセット間の接合部に生じる隙間を説明する図である。
【図１３】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（１／７）を示す図である。
【図１４】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（２／７）を示す図である。
【図１５】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（３／７）を示す図である。
【図１６】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（４／７）を示す図である。
【図１７】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（５／７）を示す図である。
【図１８】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（６／７）を示す図である。
【図１９】本発明に係る第２実施形態の曲線対応スパイラルセグメントの形状設定方法（７／７）を示す図である。
【図２０】従来例に係るスパイラルセグメントを示す図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｆ、６０ａ〜６０ｆ  曲線対応スパイラルセグメント
２  一次覆工ライニング
５  直線用のスパイラルセグメント
２１  一次覆工ライニングの曲線部
２２  一次覆工ライニングの直線部
３４ｆａ〜３４ｅｆ  短傾斜辺接続部
３５ｆａ〜３５ｅｆ  長傾斜辺接続部
５５  接続部
６１  円筒
６２  円筒の片端面
６３  円筒の他端面
６４  片テーパ円筒
６８ａ〜６８ｆ  ブロック
【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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