(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削されたトンネルの地山（１５）の内面に沿って配置されるセグメント本体（２）の背面に陥凹部（３）を形成し、当該セグメント本体（２）と同程度か又はそれより大きい筒状の布帛よりなる袋（５）を偏平に折り畳み、さらに幅方向及び長さ方向に折り畳み、当該折り畳まれた袋（５）に、袋（５）を折り畳んだ状態に保持しかつ袋（５）に内圧を作用させることにより容易に破断し得る被覆（６）を形成して袋体（４）を形成し、当該袋体（４）を前記被覆（６）が背面に露出するように前記陥凹部（３）に嵌合し、前記セグメント本体（２）を貫通して前記袋（５）内に裏込め材（１４）を圧入する圧入口（９）を形成したことを特徴とする、トンネルライニング用セグメント
【請求項２】
掘削されたトンネルの地山（１５）の内面に沿って配置されるセグメント本体（２）の背面に取り付けられ、内部に裏込め材（１４）を圧入することにより膨脹してセグメント本体（２）と地山との間の空所を満たしてシールする裏込め用袋体（４）において、前記セグメント本体（２）と同程度か又はそれより大きい筒状の布帛よりなる袋（５）を偏平に折り畳み、さらにそれを前記セグメント本体（２）より小さくなるように幅方向及び長さ方向に折り畳み、且つ少なくともその片面に、袋（５）の折り畳み状態を保持し且つ袋（５）に内圧を作用させることにより容易に破断し得る被覆（６）を形成したことを特徴とする、トンネルライニング用セグメントの裏込め用袋体
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法においてトンネルを構築するに際し、掘削されたトンネルの地山内面に沿ってセグメントを配置してライニングを形成し、そのライニングと地山との間に裏込めするためのセグメント及び、その裏込め用袋体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法においてトンネルを構築する際には、掘削されたトンネルの地山内面に沿って多数のセグメントを配置してライニングを形成し、そのライニングと地山との間に裏込め材を充填して硬化させ、セグメントを安定化させると共に地山の肌落ちによる地盤の緩みを防止している。
【０００３】
しかしながらこの方法では、充填された裏込め材がシールドマシンの前方に回り、切り羽のカッターや土砂運搬用のコンベアに悪影響を及ぼす恐れがある。そのためセグメントに布製の袋体を取り付け、その袋体に裏込め材を圧入することにより、裏込め材が過度に流動することなくセグメントを固定することが行われている。
【０００４】
これらの方法としては、例えば特開昭６３−６３８９３号公報、特開昭６３−６３８９４号公報、特開平８−１９３４９７号公報などに記載されたものが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これらの方法においては、袋体をセグメント内に保持し、シールドマシンのブラシで傷付くのを防止するために、セグメントの背面における袋体の外側を、蓋体やシートのカバーで覆うことが必要であり、セグメントの構造が複雑となり、製作に手間のかかるものであった。
【０００６】
特に鋼鉄製のセグメントの場合にはかなり複雑な構造も可能であるが、コンクリート製のセグメントに適用しようとした場合には、その構造に制約があり複雑な構造のものとすることが困難である。
【０００７】
またライニングにおける全てのセグメントに袋体を取り付ける必要はなく、所定の間隔ごとに袋体を取り付けたセグメントをリング状に配置し、それ以外の部分は通常の簡単な構造のセグメントを使用すれば良いのであるが、このように構造の異る二種のセグメントを別個に製作し、それらを管理しなければならないのであって、取り扱いが面倒であった。
【０００８】
本発明はかかる事情に鑑みなされたものであって、セグメントへの取り付けが簡単であって特別な構造を必要とせず、通常の構造のセグメントに作業現場において簡単に取り付けることのできる裏込め用袋体及び、当該袋体を取り付けたセグメントを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
而して本発明のセグメントの発明は、掘削されたトンネルの地山の内面に沿って配置されるセグメント本体の背面に陥凹部を形成し、当該セグメント本体と同程度か又はそれより大きい筒状の布帛よりなる袋を偏平に折り畳み、さらに幅方向及び長さ方向に折り畳み、当該折り畳まれた袋に、袋を折り畳んだ状態に保持しかつ袋に内圧を作用させることにより容易に破断し得る被覆を形成して袋体を形成し、当該袋体を前記被覆が背面に露出するように前記陥凹部に嵌合し、前記セグメント本体を貫通して前記袋内に裏込め材を圧入する圧入口を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明の袋体の発明は、掘削されたトンネルの地山内面に沿って配置されるセグメント本体の背面に取り付けられ、内部に裏込め材を圧入することにより膨脹してセグメント本体と地山との間の空所を満たしてシールする裏込め用袋体において、前記セグメント本体より十分に大きい筒状の布帛よりなる袋を偏平に折り畳み、さらにそれを前記セグメント本体より小さくなるように幅方向及び長さ方向に折り畳み、且つ少なくともその片面に、袋の折り畳み状態を保持し且つ袋に内圧を作用させることにより容易に破断し得る被覆を形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のセグメント１を示すものであって、２はトンネルの内面形状に合わせて彎曲したセグメント本体であり、その背面には陥凹部３が形成されており、その陥凹部３内には袋体４が嵌合されている。
【００１２】
袋体４は、前記セグメント本体２と同程度か又はそれより大きい筒状の袋５を有しており、その袋５は布帛よりなるものである。そしてその袋５は偏平に折り畳まれ、さらに幅方向及び長さ方向に折り畳んで前記セグメント本体２の陥凹部３に嵌合されており、当該折り畳まれた袋５における前記セグメント本体２の背面に露出する面には、プラスチックの被覆６が形成されている。
【００１３】
被覆６は、ポリ塩化ビニルやポリウレタンなどの柔軟なプラスチックよりなり、その被覆６によって袋５を折り畳んだ状態に保持すると共に、袋５内に内圧を作用させることにより被覆６が容易に破断して、その内圧によって袋５が膨脹することができるようになっている。
【００１４】
図２乃至図４は、前記袋５の折り畳み状態の一例を示すものである。袋５は図２に示すように、中央部に大径部７が形成され、その両端にテーパー部８を介して、裏込め材の圧入口となる小径の口部９を形成したものであって、その大径部７がセグメント本体２の幅及び長さと同程度か又はそれより大きい径及び長さを有している。
【００１５】
そしてその袋５は、偏平に折り畳まれており、その裏面には取り付け紐１０が止着されている。
【００１６】
そして図３に示すように、袋５のテーパー部８を大径部７内に折り込んで長さを縮小し、その大径部７の端末から口部９を突出せしめる。さらにテーパー部８を折り込んだ大径部７の両側部を、図３の矢印方向に表側に折り畳んで、図４に示すように観音開き状に開くことができるように両側縁を突き合わせ、幅を縮小してセグメント本体２の陥凹部３に嵌合し得る大きさとする。
【００１７】
この折り畳み方で十分に縮小し得ない場合には、さらに小さく折り畳むこともできるが、両側部を表側の中央部で突き合わせ、観音開き状に開くことができるように折り畳むことが好ましい。
【００１８】
そして図４（ｂ）に示すように、折り畳まれた袋５の表側における突き合わされた両側部に跨がって、プラスチックの被覆６を形成し、袋５を折り畳まれた状態に保持して、袋体４とする。なお被覆６は、図面では表側のみに形成されているが、裏側も含めて全面に形成することもできる。
【００１９】
而して図１に示すように、この袋体４をセグメント本体２の陥凹部３に嵌合し、セグメント本体２を貫通して穿設された透孔１１に、袋５の両端から突出した口部９を挿通し、口金１２を挿入して口部９を透孔１１に固定する。
【００２０】
また取り付け紐１０を適宜の手段でセグメント本体２に固定し、袋体４をセグメント本体２に取り付ける。なお図面では取り付け紐１０をセグメント本体２の背面に固定しているが、透孔１１又は他の小孔を通してセグメント本体２の内面側に固定することもできる。
【００２１】
さらに袋体４は取り付け紐１０でセグメント本体２に固定するのが良いが、必ずしもこれは必要ではなく、口部９を透孔１１に固定することによって、袋体４をセグメント本体２に取り付けることもできる。また取り付け紐を用いずに、セグメントの背面に接着剤で接着して固定することもできる。
【００２２】
袋５の構造は前述のような大径部７の両端にテーパー部８を介して口部９を形成したものが好ましいが、本発明においては必ずしもかかる構造に限定されるものではなく、例えば織物よりなる長方形の袋の裏側に筒状の口部を縫着したものであっても良い。
【００２３】
この袋を適宜折り畳んで被覆を形成して本発明の袋体４とし、これを陥凹部３に嵌合して口部９を透孔１１に挿通して固定し、本発明のセグメント１とすることもできる。また口部９も必ずしも二つ必要ではなく、一つであってもまた三つ以上であっても差し支えない。
【００２４】
【作用】
本発明の袋体４は、袋５を折り畳んだ状態で被覆６を形成し、袋５の折り畳み状態が保持されているので、セグメント本体２から分離した状態で取り扱うことができ、施工現場において袋体４をセグメント本体２に取り付けて本発明のセグメント１を形成することができる。
【００２５】
すなわち袋体４をセグメント本体２の陥凹部３に嵌合し、口部９を透孔１１に挿通して固定し、さらに取り付け紐１０を適宜の手段でセグメント本体２に固定することにより、簡単にセグメント１を形成することができる。
【００２６】
而してシールドマシンの後方においてセグメント１を組み立ててライニングを構築する。この場合ライニングを構成する多数のセグメントのうち、所定間隔ごとに本発明のセグメント１をリング状に配し、その他のセグメントには袋体４を取り付けないものを配する。
【００２７】
本発明のセグメント１をリング状に配してライニングを構築した後、口部９から裏込め材を圧入する。このとき袋５に二つ以上の口部９が設けられている場合には、それら全ての口部９から同時に裏込め材を圧入しても良く、また一つの口部９からのみ裏込め材を圧入し、他の口部９は図１（ａ）に示すように蓋１３で閉塞しておいても良い。
【００２８】
袋５に裏込め材１４を圧入すると、折り畳まれた袋５が膨脹して、図５に示すように袋５の両側部が開き、当該両側部を繋いでいた被覆６が破断して、袋５のさらなる膨脹が可能となる。
【００２９】
そして折り畳み状態を解消しつつ袋５は膨脹し、図６及び図７に示すように地山１５に押し付けられ、この状態で口部９からさらに裏込め材１４を圧入して圧力を高めると、裏込め材１４の水分が袋５の布目の間から排出されて濃度が高くなり、硬化して緻密な裏込めが形成される。
【００３０】
これによりセグメント１と地山１５との間にリング状の緻密な裏込めが形成され、セグメント１は地山１５に支持される。そしてそのリング状の裏込めの間において、セグメント１と地山１５との間の空所にさらに裏込め材を充填し、地山１５に強固に支持されたライニングを形成する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、袋体４は、袋５を小さく折り畳んで被覆６によりその折り畳み状態を保持しているので、袋体４をセグメント本体２と組み合わせることなく、単独で取り扱うことができる。
【００３２】
またセグメント本体２も袋体４を取り付けるための陥凹部３及び透孔１１を形成するだけで、構造が簡単であるので、本発明におけるセグメント本体２と袋体４を取り付けないセグメントとを区別して製作する必要がなく、単一のセグメントに施工現場において必要に応じて袋体４を取り付けて本発明のセグメント１とすることができ、資材の管理が容易である。
【００３３】
そしてセグメント本体２に袋体４を取り付けたセグメント１においては、袋体４はセグメント１の背面に露出しているが、袋５の外側が被覆６で覆われているので、袋５が被覆６で保護されており、地山１５と接触したりシールドマシンのブラシで擦られたりしても、傷付くことがない。
【００３４】
而して袋５内に裏込め材１４を圧入すると、被覆６が破断して袋５が膨脹することが可能となるので、地山１５に圧接してセグメント本体２と地山１５との間に裏込めを形成することができる。このとき従来の方法のように蓋やシートが脱落することがなく、それらが落下して部分的に裏込めの形成にとって障害となることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のセグメントを示すものであって、（ａ）は中央縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図２】  本発明における袋の一例を示す平面図
【図３】  図２の袋を折り畳んで長さを縮小する過程を示す平面図
【図４】  （ａ）は図２の袋を折り畳んで幅を縮小した状態を示す平面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【図５】  本発明のセグメントにおいて、袋に裏込め材を圧入する状態を示す横断面図
【図６】  本発明のセグメントで裏込めした状態を示す横断面図
【図７】  本発明のセグメントで裏込めした状態を示す中央縦断面図
【符号の説明】
１  セグメント
２  セグメント本体
３  陥凹部
４  袋体
５  袋
６  被覆
１４  裏込め材
１５  地山
【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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