特許 6282146 シールド工法用可撓セグメント及びその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6282146

(24)【登録日】2018年2月2日

(45)【発行日】2018年2月21日

(54)【発明の名称】シールド工法用可撓セグメント及びその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/04 20060101AFI20180208BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/04 A

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-52490(P2014-52490)

(22)【出願日】2014年3月14日

(65)【公開番号】特開2015-175164(P2015-175164A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2017年1月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000196624

【氏名又は名称】西武ポリマ化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100104329

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 卓治

(74)【代理人】

【識別番号】100109449

【弁理士】

【氏名又は名称】毛受 隆典

(74)【代理人】

【識別番号】100180817

【弁理士】

【氏名又は名称】平瀬 実

(74)【代理人】

【識別番号】100177149

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 浩義

(72)【発明者】

【氏名】下澤 成夫

(72)【発明者】

【氏名】原 裕介

【審査官】 佐々木 創太郎

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭５５−１４５６００（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０６−１８００９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５９−２２８５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００２６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２００５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−１３４４８８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−２２０３９２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周面をなす曲板状の枠スキンプレートと、前記枠スキンプレートのトンネル軸方向の両端部で中心方向に対向立設される円弧状の内主桁及び外主桁とを備え、前記外主桁は前記内主桁よりもトンネルの径方向の幅が広い枠セグメントを、前記軸方向に間隔をあけて前記内主桁同士が向かい合うように対向配置した一対の枠セグメントと、
前記一対の枠セグメントの前記内主桁間に介設され、前記軸方向に伸縮可能な止水ゴムと、
曲率が前記内主桁の内周より大きい曲板状の内スキンプレートと、前記内スキンプレートの前記軸方向の少なくとも両端部で中心方向に対向立設される円弧状の２枚以上の主桁とを備え、前記一対の枠セグメントの内周側に添設されて前記止水ゴムの内側への変形を抑制する内セグメントと、
前記一対の枠セグメントの前記外主桁と、前記内セグメントの前記主桁との間に着脱可能に設置される推力受材と、を備え、
前記推力受材が撤去されることにより、前記一対の枠セグメントの前記外主桁が、前記軸方向に前記推力受材の前記軸方向の幅と同じ距離を移動可能となり、前記軸方向の変位を吸収できる、
シールド工法用可撓セグメント。

【請求項2】

前記内セグメントは、前記軸方向に複数のセグメント片に分割されている、
請求項１に記載のシールド工法用可撓セグメント。

【請求項3】

前記内セグメントは、前記内スキンプレート上に前記止水ゴムの前記軸方向への伸張を制御する伸張制御部材を有する、
請求項１又は２に記載のシールド工法用可撓セグメント。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシールド工法用可撓セグメントから前記推力受材を撤去する、推力受材撤去工程と、
前記一対の枠セグメントの前記外主桁と前記内セグメントの前記主桁との間を塞ぐことによって二次覆工時に覆工材料が流入することを防ぐ目地部材を設ける、目地部材設置工程を含む、
シールド工法用可撓セグメントの施工方法。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシールド工法用可撓セグメントを、トンネルの周方向に複数個接合して枠セグメントリング及び内セグメントリングを形成し、
推力の影響がなくなった時点で、前記推力受材を撤去する、
シールド工法用可撓セグメントの施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シールド工法に使用される可撓セグメント及びその施工方法に関し、より詳細には、地震等による変位を吸収することができる可撓セグメント及びその施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シールド工法で構築されるトンネルには、地震、温度変化、地盤の不等沈下等による破損を防止するため、トンネルの変位を吸収する可撓性部分が設けられている。このような可撓性部分として、並設された一対の環状体の間に、伸縮可能な止水ゴムを介設した可撓セグメントが用いられることがある。例えば、特許文献１には、所定間隔離して対向させた一対の環状体の相互間に、軸方向へ伸縮可能な止水ゴムを張設し、この止水ゴムの内方に、当該止水ゴムの内方への過剰変形を防止するバックアップ材を設けている可撓セグメントが記載されている。また、このバックアップ材が、一対の環状体間に遊動自在に仮設される支持部材（仮推力受け材）を備えることが記載されている。

【0003】

また、近年、地下構造物について耐震安全性照査の実施が義務付けられている。そして、地下のシールドトンネルに対して行った耐震計算（レベル２地震動）の結果によれば、大きな変位に対応できる可撓セグメントの設置が必要となる場合がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−１８００９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

更に、地震波の選定によっては、伸び変位に比較して縮み変位の方が大きいという耐震計算結果が得られる場合があり、伸び変位の例えば約１０倍もの大きな縮み変位に対応できる可撓セグメントが求められる。しかし、特許文献１に記載の可撓セグメントでは、仮推力受け材を構成する一対のナットの離反幅により伸縮の変位量が決定される構造となっているため、このような大きな縮み変位が必要とされる場合には対応できないという問題がある。また、バックアップ材が複数個の円弧状部材とそれを支持する仮推力受け材とから構成されているため、構造が複雑になるという問題がある。

【0006】

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するため、大きな縮み変位にも対応できる簡易な構造のシールド工法用可撓セグメント及びその施工方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成する本発明のシールド工法用可撓セグメントは、以下の態様を含む。
（１）外周面をなす曲板状の枠スキンプレートと、前記枠スキンプレートのトンネル軸方向の両端部で中心方向に対向立設される円弧状の内主桁及び外主桁とを備え、前記外主桁は前記内主桁よりもトンネルの径方向の幅が広い枠セグメントを、前記軸方向に間隔をあけて前記内主桁同士が向かい合うように対向配置した一対の枠セグメントと、
前記一対の枠セグメントの前記内主桁間に介設され、前記軸方向に伸縮可能な止水ゴムと、
曲率が前記内主桁の内周より大きい曲板状の内スキンプレートと、前記内スキンプレートの前記軸方向の少なくとも両端部で中心方向に対向立設される円弧状の２枚以上の主桁とを備え、前記一対の枠セグメントの内周側に添設されて前記止水ゴムの内側への変形を抑制する内セグメントと、
前記一対の枠セグメントの前記外主桁と、前記内セグメントの前記主桁との間に着脱可能に設置される推力受材と、を備え、
前記推力受材が撤去されることにより、前記一対の枠セグメントの前記外主桁が、前記軸方向に前記推力受材の前記軸方向の幅と同じ距離を移動可能となり、前記軸方向の変位を吸収できる、
シールド工法用可撓セグメント。
（２）前記内セグメントは、前記軸方向に複数のセグメント片に分割されている、
前記（１）に記載のシールド工法用可撓セグメント。
（３）前記内セグメントは、前記内スキンプレート上に前記止水ゴムの前記軸方向への伸張を制御する伸張制御部材を有する、
前記（１）又は（２）に記載のシールド工法用可撓セグメント。
（４）前記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載のシールド工法用可撓セグメントから前記推力受材を撤去する、推力受材撤去工程と、
前記一対の枠セグメントの前記外主桁と前記内セグメントの前記主桁との間を塞ぐことによって二次覆工時に覆工材料が流入することを防ぐ目地部材を設ける、目地部材設置工程を含む、
シールド工法用可撓セグメントの施工方法。
（５）前記（１）乃至（３）のいずれか一つに記載のシールド工法用可撓セグメントを、トンネルの周方向に複数個接合して枠セグメントリング及び内セグメントリングを形成し、
推力の影響がなくなった時点で、前記推力受材を撤去する、
シールド工法用可撓セグメントの施工方法。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、大きな縮み変位を吸収できる簡易な構造のシールド工法用可撓セグメント及びその施工方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントを用いたシールドトンネルの概略構造を示す部分切欠斜視図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントのトンネル掘進時のトンネル軸方向断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントのトンネル完成時のトンネル軸方向断面図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントのトンネル完成時のトンネル軸方向断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの止水ゴムが縮小し、枠セグメントの外主桁がトンネル軸方向に移動した状態を示すトンネル軸方向断面図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの推力受材を設置した状態を示す部分斜視図である。

【図7】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの枠セグメントを示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図8】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの内セグメントを示す上面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。

【図9】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの枠セグメントの組立図である。

【図10】本発明の一実施形態に係る可撓セグメントの内セグメントの組立図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の一実施形態について図を参照して説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。また、方向の説明として、図１に示した、トンネルの軸方向Ａ、周方向Ｃ、及び径方向Ｒ等の用語を用いる。

【0011】

図１は、本発明に係るシールド工法用可撓セグメントを用いたシールドトンネルの概略構造を示す部分切欠斜視図である。鉄筋コンクリート製等の標準セグメントＴ１とＴ２の間に、可撓セグメント１０１〜１０５が接合された可撓セグメントリングが設置されている。本発明に係るシールド工法用可撓セグメントは、このようなシールド工法によって施工されるトンネルにおいてトンネル内壁に覆工されて支保工を構築するセグメントである。

【0012】

図２は、本発明に係るシールド工法用可撓セグメント１のトンネル掘進時の構造を示すトンネル軸方向断面図（枠セグメントが縦リブ部、内セグメントが継手部）である。可撓セグメント１は、トンネル軸方向Ａに所定の間隔をあけて対向配置される円弧状の一対の枠セグメント２ａ、２ｂと、この枠セグメント２ａと２ｂの間に介設されるトンネル軸方向Ａに伸縮可能な止水ゴム３と、一対の枠セグメント２ａ、２ｂの内周側に添設される内セグメント４と、内セグメント４のトンネル軸方向Ａの両端で、それぞれ枠セグメント２ａ、２ｂとの間に着脱可能に介設される推力受材５ａ、５ｂとを備える。また、一対の枠セグメント２ａと２ｂの間の外周側を覆うカバープレート６を有する。

【0013】

図７（ａ）は、枠セグメントを径方向中心側から見た図であり、紙面の上下がトンネル軸方向Ａ、左右がトンネル周方向Ｃである。枠セグメント２ａは、図７（ａ）に示すように、２枚の主桁７ａ、８と２枚の継手板９ａ、９ｃと枠スキンプレート１０とを有する（図２・７参照）。主桁７ａ、８、継手板９ａ、９ｃ、及び枠スキンプレート１０は、いずれも鋼製等の板状部材である。図７（ｂ）は、図７（ａ）を紙面で上方向から見た図であり、トンネル軸方向Ａから見た正面図である。図７（ｂ）に示すように、２枚の主桁７ａ、８は、トンネル周方向Ｃに円弧状に延びた形状であり、曲板状の枠スキンプレート１０のトンネル軸方向Ａの両端部に互いに対向するように立設され、トンネル径方向Ｒの幅が異なる。枠スキンプレート１０は、本実施形態のシールド工法用可撓セグメントの外周面をなす。２枚の主桁７ａ、８のうち、トンネル径方向Ｒの幅が狭い方を内主桁７ａ、広い方を外主桁８とする。ここで、内主桁７ａが立設される枠スキンプレート１０の端部とは、先端でなくてもよく、枠スキンプレート１０が内主桁７ａの立設した部分から更にタブ状に延長ができる。２枚の継手板９ａ、９ｃは、トンネル径方向Ｒの幅が内主桁７ａと等しく、２枚の主桁７ａ、８のトンネル周方向Ｃの両端に配設される。

【0014】

一対の枠セグメント２は、枠セグメント２ａと、枠セグメント２ａと同じ構造を有する２ｂとが、図２及び７に示すように、トンネル軸方向Ａに所定の間隔をあけて、内主桁７同士が向かい合うように対向配置されてなる。枠セグメント２は、その大きさを、運搬性、組み立て性などによって適宜変更できる（図９の２０１〜２０５参照）。また、例えば、図９において、枠セグメントの組み立ての際に枠セグメント２０１を最後に嵌め込めるように、枠スキンプレート１０に対する継手板９の設置角度及び外主桁８の周方向末端形状を適宜変更することも可能である。

【0015】

止水ゴム３は、トンネル外からの水流入を防止し、かつ可撓セグメント１に可撓性を付与する部材であり、トンネル軸方向断面が波形の板状ゴム部材である（図２参照）。止水ゴム３のトンネル軸方向Ａの端部は、止水ゴム取付ボルト１１により枠セグメント２の内主桁７に固定されている。

【0016】

枠セグメント２ａと２ｂの間には、図２に示すように、枠スキンプレート１０に密接するようにカバープレート６を設置できる。カバープレート６は、災害時の止水ゴムの変形を妨げる土砂などの止水ゴム部分への進入を防ぐ鋼製等の板状部材である。

【0017】

図８（ａ）は、内セグメントを径方向中心側から見た図であり、紙面の上下がトンネル軸方向Ａ、左右がトンネル周方向Ｃである。また、図８（ｂ）は、図８（ａ）を紙面で上側から見た図であり、トンネル軸方向Ａから見た正面図である。内セグメント４は、図８（ａ）・図８（ｂ）に示すように、曲板状の鋼製等の長方形の板である内スキンプレート１２と、内スキンプレート１２のトンネル軸方向Ａの両端部で中心方向に対向立設される鋼製等の２枚の主桁１３ａ及び１３ｂと、内スキンプレート１２のトンネル周方向Ｃの両端部で中心方向に対向立設される鋼製等の２枚の継手板１４a、１４ｃとを備える（図２・８参照）。主桁は、例えば、３枚又は４枚等、２枚以上備えていてもよく、内スキンプレート１２上のトンネル軸方向Ａの両端部以外の部分で中心方向に立設されていてもよい。本実施態様では、更に、主桁１３ａと主桁１３ｂに介設される内セグメント縦リブ１５を備える。内スキンプレート１２並びに主桁１３ａ及び１３ｂの外周の曲率は、前記枠セグメント２の内主桁７の内周より大きい。それにより内セグメント４は、枠セグメント２の内側に嵌めることができる。内セグメント４のトンネル軸方向Ａの長さは、枠セグメント２ａと２ｂとの和よりも狭く、枠セグメント２ａより広い。内セグメント４は、内スキンプレート１２が枠セグメント２ａ、２ｂの各内主桁７ａ、７ｂの内周側端面に接するように、枠セグメント２の内周側に添設される。内セグメント４のトンネル径方向Ｒの幅と枠セグメント２ａの内主桁７ａの幅との和は、枠セグメント２ａの外主桁８の幅に略等しい。この内セグメント４は、その大きさを施工のし易さなどによって適宜変更することができる（図１０の４０１〜４１３参照）。また、例えば、図１０において、内セグメントの組み立ての際に内セグメント４０１又は４１３を最後に嵌め込めるように、内スキンプレート１２に対する継手板１４の設置角度及び主桁１３の周方向末端形状を適宜変更することも可能である。

【0018】

また、内セグメント４は、トンネル軸方向Ａに複数の内セグメント片に分割されていてもよく、例えば図２に示すように、２つの内セグメント片４ａ、４ｂで構成されていてもよい。その場合、内セグメント片同士は、リング間ボルト１６により固定される。このように内セグメントを複数の内セグメント片で構成することで、施工現場への運搬や設置が容易になる。

【0019】

また、内セグメント４は、内スキンプレート１２上に、止水ゴム３のトンネル軸方向Ａの伸張を制御する伸張制御部材１７を有していてもよい。伸張制御部材１７は、トンネル周方向Ｃに円弧状に延びる鋼製等の円弧状部材である。伸張制御部材１７は、図２に示すように、内スキンプレート１２上で、内スキンプレート１２が枠セグメント２の内主桁７に接する部分と内スキンプレート１２のトンネル軸方向Ａの端との間に突起として位置し、止水ゴム３が伸張しても内主桁７がその位置を越えて変位することを抑制する。また、定常時には、内セグメント４の位置がトンネル軸方向Ａに大きく変位することを抑制する。

【0020】

シールド工法では、例えば、シールドマシンを、ＴＢＭ（トンネル・ボーリング・マシン）の中で組立てたセグメントにジャッキを押しつけて、ジャッキが伸びることで前へ進ませる。推力受材５は、シールドマシンの掘進時に可撓セグメント１に付与される推力を、内セグメント４と共に受け止め、可撓セグメント１に剛性を持たせるための部材である。推力受材５は、鋼製等の推力受材取付板１８と推力受材継手板１９が溶接されている。図６は、推力受材５を設置した状態を示す部分斜視図である。図２・６に示すように、推力受材取付板１８は、推力受材取付ボルト２０により枠セグメント２の枠セグメント縦リブ２１に固定される。また、推力受材継手板１９は、推力受材継手ボルト２２により内セグメント４の主桁１３に固定される。可撓セグメント１にかかる推力は、枠セグメントの外主桁８、推力受材５、推力受材継手板１９、内セグメント４の主桁１３、内セグメント縦リブ１５を介して伝わる（図６参照）。

【0021】

カバープレート６は、鋼製等の板状部材である。図２・７に示すように、カバープレート６は、枠セグメント２ａと２ｂの間を覆うように枠セグメント２ａ及び２ｂの枠スキンプレート１０に密接して設置される。

【0022】

次に、推力受材５が撤去された後の構造について説明する。推力受材５は、推力の影響がなくなった時点以降に撤去され、図２の状態から図３・４の状態になる。図３は、本発明に係るシールド工法用可撓セグメント１のトンネル完成時の構造を示すトンネル軸方向断面を、枠セグメントが枠セグメント縦リブ２１で内セグメントが継手板１４の位置で示したものであり、図４は、枠セグメントが継手板９ａ、９ｂで内セグメントが内セグメント縦リブ１５の位置で示したものである。推力受材５を撤去後、後述のカバー部材２３を設置する際に、そのカバー部材２３が枠セグメント２と内セグメント４との間に流入することを防止するために、枠セグメント２の外主桁８と内セグメント４の主桁１３との間を塞ぐ目地部材２４を設置できる。目地部材２４は、発泡ゴム又は樹脂等の伸縮性の材料からなり、止水ゴム３の伸縮による外主桁８と主桁１３との間の距離の増減を妨げないものである。また、目地部材２４を設けた後、図３に示すように、例えば、気泡コンクリート等からなるカバー部材２３を可撓セグメント１の内周側全体に設置してもよい。カバー部材２３は、地震などの場合には、外主桁８と主桁１３との間の距離の増減に伴って容易に破砕し、可撓セグメント１の変位を妨げないものであると好ましい。

【0023】

推力受材５が撤去されると、枠セグメント２の外主桁８は、止水ゴム３が縮小する際に、内セグメント４の主桁１３との間の距離を縮めるように、トンネル軸方向Ａに推力受材５の推力受材取付板１８のトンネル軸方向Ａの幅と同じ距離を移動可能となる（図５参照）。また、止水ゴム３が縮む際にトンネル径方向中心側に変形し破損することを防げる。

【0024】

以上、本発明の一実施形態に係る可撓セグメント１の構成について説明した。以下、一実施形態に係る可撓セグメント１の施工方法の一例について説明する。

【0025】

まず、カバープレート６を、後述のように枠セグメント２ａと２ｂとの間に配置されて、枠セグメント２ａ、２ｂの枠スキンプレート１０に密接するようにトンネル周方向Ｃに予め配置する。カバープレート６は、本実施形態のように複数枚の板を組み合わせてリングにすることもでき、また、１本の帯状の板でリングにすることもできる。

【0026】

次に、枠スキンプレート１０、内主桁７ａ、外主桁８、継手板９ａ、継手板９ｃ、及び枠セグメント縦リブ２１が溶接された枠セグメント２ａと、その枠セグメント２ａと同じ構造の枠セグメント２ｂとを、トンネル軸方向Ａに、止水ゴム３を設置できる間隔をあけて内主桁７同士が向かい合うように対向配置する。次に、トンネル周方向Ｃに枠セグメント２ａ及び２ｂをそれぞれ連結し、図９に示すような枠セグメントリング２５を組み立てる。枠セグメント２同士は、継手板９を枠セグメント用継手ボルト２６で接合して連結する。枠セグメント２の組み立ての順番は、例えば、図９の枠セグメントリング２５の場合、枠セグメント２０３と枠セグメント２０４とを連結し、更に、枠セグメント２０３に枠セグメント２０２を、枠セグメント２０４に枠セグメント２０５を連結し、最後に上部になる枠セグメント２０１を嵌めこみ連結して、枠セグメントリング２５を組み立てる。

【0027】

次に、この枠セグメント２ａ、２ｂの各内主桁７ａ、７ｂ間に、止水ゴム３を止水ゴム取付ボルト１１により介設する。止水ゴム３は、本実施形態のようにリング状のものを用いることもでき、また、分割されたものを組み立てることもできる。

【0028】

次に、推力受材取付板１８と推力受材継手板１９が溶接されている推力受材５を、推力受材取付板１８部分で推力受材取付ボルト２０により枠セグメント２aの枠セグメント縦リブ２１に取り付ける。この操作を枠セグメントリング２５全体で行う。なお、この推力受材５の枠セグメント２への取り付けは、枠セグメントリング２５を組み立てる前に行うこともできる。また、予め工場にてカバープレート６、枠セグメントリング２５、及び推力受材５を組み合わせた状態まで作製し、これを施工現場に搬送して設置した後、推力受材５を一旦取り外して止水ゴム３を設置し、再び推力受材５を取り付ける等の組み立て手順をとることもできる。

【0029】

次に、図２・８に示すように、内スキンプレート１２に主桁１３ａ、主桁１３ｂ、継手板１４ａ、継手板１４ｃ、及び伸張制御部材１７が溶接された内セグメント片４ａ及び内セグメント片４ａと同じ構造の内セグメント片４ｂを、枠セグメント２ａ、２ｂの内主桁７ａ、７ｂの内周側端面に接するように配置し、内セグメント片４ａと内セグメント片４ｂとをリング間ボルト１６により固定して内セグメント４を組み立て、内スキンプレート１２が枠セグメント２ａ及び２ｂの内主桁７ａ、７ｂの内周側端面に接するように枠セグメント２ａ、２ｂの内周側に添設する。次に、トンネル周方向Ｃに内セグメント４をそれぞれ連結し、図１０に示すような内セグメントリング２７を組み立てる。内セグメント４同士は、一方の内セグメントの継手板１４aと他方の内セグメント継手板１４ｃとを内セグメント用継手ボルト２８で接合して連結する。内セグメント４の組み立ての順番は、例えば、図１０の内セグメントリング２７の場合、下部の内セグメント４０７から順次組み立て、最後に上部になる内セグメント４０１又は内セグメント４１３を嵌めこみ連結して、内セグメントリング２７を組み立てる。

【0030】

また、前述の内セグメントリング２７の組み立てと並行して、内セグメント４と推力受材５とを連結する。連結は、図２及び図６に示すように、推力受材取付板１８と推力受材継手板１９が溶接されている推力受材５の推力受材継手板１９部分で、推力受材継手ボルト２２により内セグメント４の主桁１３に固定する。この操作を内セグメントリング２７全周で行い、この状態で、シールドマシンを用いたトンネル掘削を行う。尚、この他の推力受材５の設置手順として、まず枠セグメント２ａに推力受材５ａを取り付けた後、推力受材５ａに内セグメント片４ａを取り付け、続いて枠セグメント２ｂに推力受材５ｂを取り付けた後、推力受材５ｂに内セグメント片４ｂを取り付け、最後に内セグメント片４ａ、４ｂを連結することもできる。また、枠セグメント２ａに推力受材５ａを取り付け、推力受材５ａに内セグメント片４ａを取り付けた後、内セグメント片４ａ、４ｂを連結し、続いて内セグメント片４ｂに推力受材５ｂを取り付け、最後に推力受材５ｂを枠セグメント２ｂに取り付けることもできる。

【0031】

シールドマシンが充分に先に進み、ジャッキの推力による影響がなくなった時点で、推力受材５を撤去する。内セグメントリング２７の外周面はその曲率半径が、枠セグメントリング２５の内主桁７の内周の曲率半径よりわずかに小さいので、内セグメントリング２７は、トンネル径方向Ｒへの移動は少ない。一方、内セグメントリング２７は、トンネル軸方向Ａには移動可能であるが、枠セグメントリング２５の２つの外主桁８の間に制限される。

【0032】

次に、必要により枠セグメント２の外主桁８と内セグメント４の主桁１３との間を塞ぐように、目地部材２４を設置する。この目地部材２４を設置すると、後述の気泡コンクリート等からなるカバー部材２３を形成する際に、枠セグメント２内部に気泡コンクリートが入り込まない。最後に、枠セグメントリング２５及び内セグメントリング２７の内周側全体に、気泡コンクリート等からなるカバー部材２３を設置する。この目地部材２４とカバー部材２３とは、圧縮力がかかると容易に圧縮又は破砕するものである。

【0033】

本実施形態のシールド工法用可撓セグメントによれば、トンネル施工時には、シールドマシンのジャッキによる推力に耐え得る剛性を有し、推力受材５が撤去された後は、枠セグメント２の外主桁８が、止水ゴム３の縮小時に、内セグメント４の主桁１３との間の距離を縮めるようにトンネル軸方向Ａに推力受材５の推力受材取付板１８のトンネル軸方向Ａの幅と同じ距離を移動できるようになる。また、止水ゴム３のトンネル径方向Ｒの内側への変形を内セグメント４で防ぐことができる。従って、地震などで、トンネル軸方向Ａに圧縮する変位が生じた場合、伸び変位の約１０倍といった大きな縮み変位をも吸収でき、トンネルの致命的破壊を防ぐことができる。

【0034】

また、内セグメント４を複数のセグメント片から構成することで、施工現場での内セグメント４の設置が容易になり、作業効率の向上に繋がる。

【0035】

内セグメント４の内スキンプレート１２上に伸張制御部材１７を設けることで、止水ゴム３のトンネル軸方向Ａの伸張を制御することが可能となる。

【0036】

枠セグメント２の外主桁８と内セグメント４の主桁１３との間を塞ぐように目地部材２４を設置することで、二次覆工時に覆工材料が枠セグメント２と内セグメント４との間に流入することを防止することができる。

【0037】

推力受材５を撤去した後に残る空間を利用するため、構造が簡易で施工コストを安くすることができ、また、複雑な工程を要しないため、作業効率の良い施工を可能にする。

【0038】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0039】

１ 可撓セグメント
２、２ａ、２ｂ 枠セグメント
３ 止水ゴム
４ 内セグメント
４ａ、４ｂ 内セグメント片
５、５ａ、５ｂ 推力受材
６ カバープレート
７、７ａ、７ｂ 内主桁
８ 外主桁
９、９ａ、９ｂ、９ｃ 継手板
１０ 枠スキンプレート
１１ 止水ゴム取付ボルト
１２ 内スキンプレート
１３、１３ａ、１３ｂ 主桁
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 継手板
１５ 内セグメント縦リブ
１６ リング間ボルト
１７ 伸張制御部材
１８ 推力受材取付板
１９ 推力受材継手板
２０ 推力受材取付ボルト
２１ 枠セグメント縦リブ
２２ 推力受材継手ボルト
２３ カバー部材
２４ 目地部材
２５ 枠セグメントリング
２６ 枠セグメント用継手ボルト
２７ 内セグメントリング
２８ 内セグメント用継手ボルト
１０１〜１０５ 可撓セグメント
２０１〜２０５ 枠セグメント
４０１〜４１３ 内セグメント
Ａ トンネルの軸方向
Ｃ トンネルの周方向
Ｒ トンネルの径方向
Ｔ１、Ｔ２ 標準セグメント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】