特開 2025-14781 セグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025014781

(43)【公開日】2025-01-30

(54)【発明の名称】セグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/04 20060101AFI20250123BHJP

   E21D 9/06 20060101ALI20250123BHJP

【ＦＩ】

E21D11/04 A

E21D9/06 301D

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023117606

(22)【出願日】2023-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】川島 広志

(72)【発明者】

【氏名】山本 亮太

(72)【発明者】

【氏名】岩元 篤史

(72)【発明者】

【氏名】大石 憲寛

【テーマコード（参考）】

2D054

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D054AA03

2D054AA04

2D054AC01

2D054EA09

2D155BA01

2D155BB10

2D155EB02

(57)【要約】

【課題】トンネルの軸方向や周方向の誤差を吸収可能とし、軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造と接合方法、この接合構造や接合方法に適用されるセグメントの長孔隙間閉塞用座金を提供する。
【解決手段】相互に隣接する第１セグメント２０Ｃと第２セグメント２０Ｂの接合板２７，２７Ａを接合してトンネルを形成する、セグメントの接合構造７０であり、接合板２７，２７Ａにはボルト孔２７ｃ、２７ｄが設けられ、少なくとも一方のボルト孔２７ｄは長孔であり、接合板２７Ａとボルトの頭部５１との間には第１貫通孔３４を備えている第１座金３０が介在し、長孔２７ｄにおけるボルト５０が存在しない隙間は間詰材４０にて閉塞され、第１座金３０は、厚み方向に延びて間詰材４０が注入される第２貫通孔３６と、第２貫通孔３６と長孔２７ｄを導通する導通孔３７をさらに備えている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成する、セグメントの接合構造であって、
双方の前記接合板の対応する位置にはそれぞれボルト孔が設けられ、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、
前記長孔を備えている前記接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間には、その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔を備えている、第１座金が介在しており、
前記長孔のうち、前記ボルトが存在しない隙間は間詰材にて閉塞されており、
前記第１座金は、前記厚み方向に延びて前記間詰材が注入される第２貫通孔と、該第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、をさらに備えていることを特徴とする、セグメントの接合構造。

【請求項2】

前記第１座金は、前記接合板に当接する当接面における前記第１貫通孔の周囲において、該第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントの接合構造。

【請求項3】

前記第１座金は、前記接合板に当接する当接面において、前記長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のセグメントの接合構造。

【請求項4】

前記双方の接合板がいずれも前記長孔を有する場合に、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の双方に前記第１座金が介在している、もしくは、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の一方に前記第１座金が介在し、他方には前記第１貫通孔のみを備えて前記長孔をその側方から閉塞する第２座金が介在している、のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントの接合構造。

【請求項5】

いずれか一方の前記接合板のみが前記長孔を有する場合に、
前記長孔を備えていない前記接合板には、
予め溶接接合されていない前記ボルトの頭部もしくは前記ナットが当接している、もしくは、
溶接接合にて前記ナットが予め固定されている、もしくは、
前記ボルトが螺合する螺子溝であるボルト孔が設けられている、のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載のセグメントの接合構造。

【請求項6】

前記第１セグメントと前記第２セグメントは、並設する２本のトンネルを繋ぐ切開きトンネルにおいて、その軸方向にリング継手を介して隣接する２つのＫセグメント、もしくは、その周方向にセグメント継手を介して隣接するＫセグメントとＢセグメントであり、
前記接合板は、前記リング継手もしくは前記セグメント継手を形成する、継手板及び／又は主桁であり、
前記長孔は、前記Ｋセグメントもしくは前記Ｂセグメントの径方向もしくは略径方向に長いことを特徴とする、請求項１に記載のセグメントの接合構造。

【請求項7】

相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成する、セグメントの接合方法であって、
双方の前記接合板の対応する位置にはそれぞれボルト孔が設けられ、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、
相互に連通する前記ボルト孔の一方側からボルトを挿通し、他方側において、ナットにより締め付ける、もしくは、他方側の螺子溝に螺合し、この際に、前記ボルトの頭部もしくは前記ナットと前記長孔を備えている前記接合板との間には、その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔を備えている、第１座金を介在させ、該長孔のうち、該ボルトが存在しない隙間を形成する、Ａ工程と、
前記第１座金は、前記厚み方向に延びて間詰材が注入される第２貫通孔と、該第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、をさらに備え、該第２貫通孔を介して間詰材を注入し、該間詰材を該導通孔を介して前記隙間に充填して該隙間を閉塞する、Ｂ工程とを有することを特徴とする、セグメントの接合方法。

【請求項8】

前記双方の接合板がいずれも前記長孔を有する場合に、
前記Ａ工程では、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の双方に前記第１座金を介在させる、もしくは、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の一方に前記第１座金を介在させ、他方には前記第１貫通孔のみを備えて前記長孔をその側方から閉塞する第２座金を介在させる、のいずれかを行うことを特徴とする、請求項７に記載のセグメントの接合方法。

【請求項9】

いずれか一方の前記接合板のみが前記長孔を有する場合に、
前記Ａ工程では、
前記長孔を有する前記接合板に対して前記第１座金を当接させ、該第１座金の前記第１貫通孔に前記ボルトを挿通し、
他方の前記接合板にナットを当接させてボルト接合する、もしくは、
溶接接合にて前記ナットが予め固定されている他方の前記接合板の該ナットにボルト接合する、もしくは、
他方の前記接合板が備えている螺子溝であるボルト孔に対してボルトを螺合する、のいずれかを行うことを特徴とする、請求項７に記載のセグメントの接合方法。

【請求項10】

相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成し、双方の該接合板の対応する位置に設けられているボルト孔のうち、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、一方側からボルトが挿通され、他方側において、ナットにより締め付けられる、もしくは、他方側の螺子溝に螺合されることにより形成される、セグメントの接合構造において、前記ボルトの頭部もしくは前記ナットと前記長孔を備えている前記接合板との間に適用されて、前記長孔のうち、前記ボルトが存在しない隙間を間詰材により閉塞する、セグメントの長孔隙間閉塞用座金であって、
その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔と、
前記厚み方向に延びて前記間詰材が注入される第２貫通孔と、
前記第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、を備えていることを特徴とする、セグメントの長孔隙間閉塞用座金。

【請求項11】

前記接合板に当接する当接面における前記第１貫通孔の周囲において、該第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることを特徴とする、請求項１０に記載のセグメントの長孔隙間閉塞用座金。

【請求項12】

前記接合板に当接する当接面において、前記長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることを特徴とする、請求項１０又は１１に記載のセグメントの長孔隙間閉塞用座金。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、軟弱な地盤が分布する都市部において道路トンネルを施工する場合、開削工法の適用が一般的であるものの、開削工法は、工事中の騒音や振動、交通規制等の課題を内在している。また、都市部の道路下空間は、複数の地下鉄や共同溝等の埋設物が輻輳していることから、新たに施工しようとするトンネルの設置深度は往々にして深くなる傾向にあり、設置深度の深層化は建設費の増大に直結する。このような背景の下、道路トンネルの施工に際してシールド工法を適用するケースが増加している。
ところで、道路トンネルの施工に当たり、一般の道路トンネルの施工では、例えば１台のシールド掘進機の掘進によって断面円形の本線トンネルが施工されることで足りる。一方、道路トンネルの分合流部の施工では、本線トンネルとランプトンネルの各断面を包括する、極めて大規模な地中拡幅が必要になり、その施工方法には様々な工夫を講じる必要がある。
施工方法の一例として、本線トンネルとランプトンネルの２つのトンネル間に円弧状もしくは直線状のパイプルーフを架け渡して先受け支保工を施工する方法が挙げられる。この先受け支保工を施工した後、トンネル内を支保工にて支持し、上方のパイプルーフ直下を掘削しながらトンネルの一部を撤去することにより、例えば多連円弧状の大断面空間が形成される。そして、このように形成された大断面空間において、上記する道路トンネルの分合流部等の構造物を構築することができる。
このように、相互に併設する本線トンネルとランプトンネルといった２本のトンネルを繋ぐトンネルは、切開きトンネルや切拡げトンネルと称することができ、この切開きトンネルにて使用されるセグメントは切開きセグメントや切拡げセグメントと称することができる。以下、「切開き」と「切拡げ」は同義として扱う。

【0003】

切開きトンネルの施工は、併設する２本のシールドトンネルを施工し、現地測量を実施した後に行われることから、切開きトンネルの軸方向（トンネル軸方向）や周方向において相互に接合される切開きセグメント同士の接合構造（セグメント継手構造やリング継手構造）は、この測量により生じ得る測量誤差と製作の際の製作誤差の双方を吸収する必要がある。
さらに、切開きトンネルのトンネル軸方向の切開きセグメント同士の接合構造（リング継手構造）には、リング間せん断力が十分に伝達される構造が必要とされる。

【0004】

以上のことから、切開きトンネルにおいて、そのトンネル軸方向及び／又は周方向の誤差を吸収可能とし、かつ、そのトンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造と接合方法が望まれる。

【0005】

ここで、特許文献１には、ＫセグメントとＢセグメント、切開きトンネル、及びその施工方法が提案されている。この切開きトンネルにおいて、各セグメントリングを形成するＫセグメントのリング継手には長孔であるリング継ぎボルト孔が設けられており、隣接するＫセグメントの双方の対応する長孔にボルトが挿通されてボルト接合されることにより、施工誤差を吸収しつつセグメントリング同士が接合されるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－８０６７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載のＫセグメントとＢセグメント、切開きトンネル、及びその施工方法によれば、切開きトンネルにおいて、そのトンネル軸方向や周方向の誤差を吸収することができる。しかしながら、例えばトンネル軸方向に隣接するＫセグメント同士の双方の対応する長孔にボルトが挿通されてボルト接合される構造において、長孔の一部に隙間が残ることにより、リング間せん断力の伝達性能に関して改善の余地が生じ得る。

【0008】

本発明は、トンネル軸方向及び／又は周方向の誤差を吸収可能とし、かつ、そのトンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造と接合方法、さらには、この接合構造や接合方法に適用されるセグメントの長孔隙間閉塞用座金を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成すべく、本発明によるセグメントの接合構造の一態様は、
相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成する、セグメントの接合構造であって、
双方の前記接合板の対応する位置にはそれぞれボルト孔が設けられ、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、
前記長孔を備えている前記接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間には、その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔を備えている、第１座金が介在しており、
前記長孔のうち、前記ボルトが存在しない隙間は間詰材にて閉塞されており、
前記第１座金は、前記厚み方向に延びて前記間詰材が注入される第２貫通孔と、該第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、をさらに備えていることを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板の対応する位置にあるボルト孔の少なくとも一方が長孔であり、双方のボルト孔にボルトが挿通されてボルト接合されることにより、測量誤差や施工誤差、セグメントの製作誤差を含む誤差を吸収可能なセグメントの接合構造となる。
さらに、長孔を備えている接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間に第１座金が介在し、この第１座金が、間詰材が注入される第２貫通孔と、第２貫通孔と長孔を導通する導通孔とを備え、これらの貫通孔と導通孔を介して注入された間詰材が長孔の隙間を閉塞していることにより、トンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造となる。

【0011】

ここで、第１セグメントと第２セグメントは、トンネル軸方向にリング継手を介して隣接する例えば２つのＫセグメント（最後に設置されるセグメント）を含むセグメントであってもよいし、周方向にセグメント継手を介して隣接するＫセグメントとその側方にあるＢセグメントであってもよい。前者の場合は、誤差を吸収できる効果に加えて、リング間せん断力を十分に伝達できる効果が奏される。

【0012】

また、「第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板の対応する位置にあるボルト孔の少なくとも一方が長孔である」とは、いずれか一方が長孔であり、他方がボルト径程度のボルト孔である形態と、双方がともに長孔である形態を含んでいる。
後者の形態では、双方の接合板に対して、第１座金が設置されてもよいし、一方の接合板の長孔の側方に第１座金が設置され、他方の接合板の長孔の側方には長孔を側方から閉塞するだけの座金（以下の第２座金）が設置されてもよい。また、第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板の対応する位置は、１つでもよいし、複数でもよく、対応する位置が複数の場合は、それぞれの対応位置において、固有の第１座金が設置される。

【0013】

また、「長孔を備えている接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間に第１座金が介在する」とは、例えば、第１セグメントのみが長孔を有する形態を例示すると、第１セグメントの長孔側から第２セグメントのボルト孔に向かってボルトが挿通される場合は、第１座金はボルトの頭部と第１セグメントの間に介在することになる。対して、第２セグメントのボルト孔側からボルトが挿通される場合は、第１セグメントの長孔と第１座金の第１貫通孔をさらに挿通されたボルトの先端がナットにて締め付けられることになるため、第１座金はナットと第１セグメントの間に介在することになる。
このように、第１セグメントと第２セグメントの双方が長孔を有する場合、いずれか一方のみが長孔を有する場合、さらに、ボルトの挿通方向により、第１座金は、ボルトの頭部もしくはナットと第１セグメントもしくは第２セグメントの間に介在することになり、様々なバリエーションを有することになる。
ここで、接合板は、セグメントの端部に設けられている継手板や主桁により形成される。また、間詰材としては、無収縮モルタル等の充填材を適用できる。

【0014】

また、本発明によるセグメントの接合構造の他の態様において、
前記第１座金は、前記接合板に当接する当接面における前記第１貫通孔の周囲において、該第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることを特徴とする。

【0015】

本態様によれば、第１座金が、接合板に当接する当接面における第１貫通孔の周囲において、第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることにより、仮に間詰材が粘性の高い充填材であったとしても、長孔の隙間に対して間詰材を効果的に充填することができる。

【0016】

また、本発明によるセグメントの接合構造の他の態様において、
前記第１座金は、前記接合板に当接する当接面において、前記長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることを特徴とする。

【0017】

本態様によれば、第１座金が、接合板に当接する当接面において長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることにより、間詰材が隙間に充填される際に、隙間に存在していたエアが抜かれて隙間に対して間詰材を十分に充填することができる。さらに、隙間を完全に充填した間詰材がエア抜き孔から吐出することを視認した際に、隙間に間詰材が完全に充填されたことを確認できて好ましい。

【0018】

また、本発明によるセグメントの接合構造の他の態様は、
前記双方の接合板がいずれも前記長孔を有する場合に、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の双方に前記第１座金が介在している、もしくは、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の一方に前記第１座金が介在し、他方には前記第１貫通孔のみを備えて前記長孔をその側方から閉塞する第２座金が介在している、のいずれかであることを特徴とする。

【0019】

本態様によれば、第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板がいずれも長孔を有する場合に、双方の接合板と、ボルトの頭部及び／又はナットとの間の双方に第１座金が介在していることにより、双方の長孔の隙間に対して間詰材が確実に充填されたセグメントの接合構造を形成できる。
一方、一方の接合板と、ボルトの頭部及び／又はナットとの間に第１座金が介在し、他方には第１貫通孔のみを備えて長孔をその側方から閉塞する第２座金が介在していることにより、第１座金に比べて製作手間のかからない第２座金を利用することで、施工コストを可及的に削減しながら、双方の長孔に間詰材が効果的に充填されたセグメントの接合構造を形成できる。

【0020】

また、本発明によるセグメントの接合構造の他の態様は、
いずれか一方の前記接合板のみが前記長孔を有する場合に、
前記長孔を備えていない前記接合板には、
予め溶接接合されていない前記ボルトの頭部もしくは前記ナットが当接している、もしくは、
溶接接合にて前記ナットが予め固定されている、もしくは、
前記ボルトが螺合する螺子溝であるボルト孔が設けられている、のいずれかであることを特徴とする。

【0021】

本態様によれば、第１セグメントと第２セグメントのいずれか一方の接合板のみが長孔を有する場合に、長孔を備えていない接合板に予めナットが固定されていない形態では、通常のナット締めにより双方のセグメントが接合され、ナットが予め溶接接合されている形態では、このナットにボルトの先端を螺合することにより双方のセグメントが接合され、他方の接合板の厚みの内部に螺子溝であるボルト孔がある形態では、この螺子溝にボルトの先端を螺合することにより双方のセグメントが接合されることによって、様々な形態のセグメントの接合構造を形成できる。

【0022】

また、本発明によるセグメントの接合構造の他の態様において、
前記第１セグメントと前記第２セグメントは、並設する２本のトンネルを繋ぐ切開きトンネルにおいて、その軸方向にリング継手を介して隣接する２つのＫセグメント、もしくは、その周方向にセグメント継手を介して隣接するＫセグメントとＢセグメントであり、
前記接合板は、前記リング継手もしくは前記セグメント継手を形成する、継手板及び／又は主桁であり、
前記長孔は、前記Ｋセグメントもしくは前記Ｂセグメントの径方向もしくは略径方向に長いことを特徴とする。

【0023】

本態様によれば、第１セグメントと第２セグメントが、切開きトンネルにおける軸方向にリング継手を介して隣接する２つのＫセグメントや、切開きトンネルにおける周方向にセグメント継手を介して隣接するＫセグメントとＢセグメントであって、長孔がＫセグメントやＢセグメントの径方向もしくは略径方向に長いことにより、切開きトンネルにおけるセグメント間の誤差を吸収しながら、トンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造を形成できる。
ここで、「長孔がセグメントの径方向もしくは略径方向に長い」とは、長孔が文字通りセグメントの径方向に長い形態の他に、径方向から例えば左右２０度程度までの範囲でずれている方向に長い形態を含む意味である。

【0024】

また、Ｋセグメントの少なくとも一方のセグメント継手面は、径方向に傾斜するテーパー面であり、切開きトンネルの周方向において、Ｋセグメントの左右にあるＢセグメントよりもＫセグメントの径方向の高さが高い形態であってもよい。この形態では、Ｋセグメントが長孔を備えることに加えて、Ｂセグメントに対して径方向の高さが相対的に高いことによっても、誤差を吸収しながら左右のＢセグメントとの接合を可能にできる。
最後に設置されるＫセグメントは、誤差調整セグメントや誤差吸収セグメントと称することもできる。

【0025】

また、本発明によるセグメントの接合方法の一態様は、
相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成する、セグメントの接合方法であって、
双方の前記接合板の対応する位置にはそれぞれボルト孔が設けられ、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、
相互に連通する前記ボルト孔の一方側からボルトを挿通し、他方側において、ナットにより締め付ける、もしくは、他方側の螺子溝に螺合し、この際に、前記ボルトの頭部もしくは前記ナットと前記長孔を備えている前記接合板との間には、その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔を備えている、第１座金を介在させ、該長孔のうち、該ボルトが存在しない隙間を形成する、Ａ工程と、
前記第１座金は、前記厚み方向に延びて間詰材が注入される第２貫通孔と、該第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、をさらに備え、該第２貫通孔を介して間詰材を注入し、該間詰材を該導通孔を介して前記隙間に充填して該隙間を閉塞する、Ｂ工程とを有することを特徴とする。

【0026】

本態様によれば、相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板の対応する位置にあるボルト孔の少なくとも一方が長孔であり、双方のボルト孔にボルトを挿通してボルト接合することにより、測量誤差やセグメントの製作誤差を含む誤差を吸収可能なセグメントの接合構造を形成できる。さらに、長孔を備えている接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間に第１座金を介在させ、この第１座金が、間詰材が注入される第２貫通孔と、第２貫通孔と長孔を導通する導通孔とを備え、第２貫通孔を介して注入した間詰材を、導通孔を介して長孔の隙間に充填して当該隙間を閉塞することにより、トンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造を形成できる。

【0027】

また、本発明によるセグメントの接合方法の他の態様は、
前記双方の接合板がいずれも前記長孔を有する場合に、
前記Ａ工程では、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の双方に前記第１座金を介在させる、もしくは、
双方の前記接合板と、前記ボルトの頭部及び／又は前記ナットと、の間の一方に前記第１座金を介在させ、他方には前記第１貫通孔のみを備えて前記長孔をその側方から閉塞する第２座金を介在させる、のいずれかを行うことを特徴とする。

【0028】

本態様によれば、第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板がいずれも長孔を有する場合に、双方の接合板と、ボルトの頭部及び／又はナットとの間の双方に第１座金を介在させることにより、双方の長孔の隙間に対して間詰材を確実に充填することができる。一方、一方の接合板と、ボルトの頭部及び／又はナットとの間に第１座金を介在させ、他方には第１貫通孔のみを備えて長孔をその側方から閉塞する第２座金を介在させることにより、第１座金に比べて製作手間のかからない第２座金を利用することで、施工コストを可及的に削減しながら、双方の長孔に間詰材を効果的に充填することができる。

【0029】

また、本発明によるセグメントの接合方法の他の態様は、
いずれか一方の前記接合板のみが前記長孔を有する場合に、
前記Ａ工程では、
前記長孔を有する前記接合板に対して前記第１座金を当接させ、該第１座金の前記第１貫通孔に前記ボルトを挿通し、
他方の前記接合板にナットを当接させてボルト接合する、もしくは、
溶接接合にて前記ナットが予め固定されている他方の前記接合板の該ナットにボルト接合する、もしくは、
他方の前記接合板が備えている螺子溝であるボルト孔に対してボルトを螺合する、のいずれかを行うことを特徴とする。

【0030】

本態様によれば、第１セグメントと第２セグメントのいずれか一方の接合板のみが長孔を有する場合に、長孔を備えていない接合板に予めナットが固定されていない形態では、通常のナット締めにより双方のセグメントを接合し、ナットが予め溶接接合されている形態では、このナットにボルトの先端を螺合することにより双方のセグメントを接合し、他方の接合板の厚みの内部に螺子溝であるボルト孔がある形態では、この螺子溝にボルトの先端を螺合することにより双方のセグメントを接合することによって、様々な形態のセグメントの接合構造を形成できる。

【0031】

また、本発明によるセグメントの長孔隙間閉塞用座金の一態様は、
相互に隣接する第１セグメントと第２セグメントの双方の接合板を接合してトンネルを形成し、双方の該接合板の対応する位置に設けられているボルト孔のうち、少なくとも一方の該ボルト孔は長孔であり、一方側からボルトが挿通され、他方側において、ナットにより締め付けられる、もしくは、他方側の螺子溝に螺合されることにより形成される、セグメントの接合構造において、前記ボルトの頭部もしくは前記ナットと前記長孔を備えている前記接合板との間に適用されて、前記長孔のうち、前記ボルトが存在しない隙間を間詰材により閉塞する、セグメントの長孔隙間閉塞用座金であって、
その厚み方向に延びて前記ボルトが貫通する第１貫通孔と、
前記厚み方向に延びて前記間詰材が注入される第２貫通孔と、
前記第２貫通孔と前記長孔を導通する導通孔と、を備えていることを特徴とする。

【0032】

本態様によれば、長孔を備えている接合板と、ボルトの頭部もしくはナットとの間に介在して、ボルトが貫通する第１貫通孔と、間詰材が注入される第２貫通孔と、第２貫通孔と長孔を導通する導通孔とを備え、第２貫通孔を介して間詰材が注入され、導通孔を介して長孔の隙間に間詰材が充填されることにより、長孔の隙間を間詰材にて閉塞して、トンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造の形成に寄与できる。
ここで、本態様の長孔隙間閉塞用座金は、本発明のセグメントの接合構造や接合方法における第１座金に相当する。

【0033】

また、本発明によるセグメントの長孔隙間閉塞用座金の他の態様は、
前記接合板に当接する当接面における前記第１貫通孔の周囲において、該第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることを特徴とする。

【0034】

本態様によれば、第１座金が、接合板に当接する当接面における第１貫通孔の周囲において、第１貫通孔よりも大径の座刳り溝をさらに備えていることにより、仮に間詰材が粘性の高い充填材であったとしても、長孔の隙間に対して間詰材を効果的に充填することができる。

【0035】

また、本発明によるセグメントの長孔隙間閉塞用座金の他の態様において、
前記第１座金は、前記接合板に当接する当接面において、前記長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることを特徴とする。

【0036】

本態様によれば、第１座金が、接合板に当接する当接面において長孔に連通するエア抜き孔をさらに備えていることにより、間詰材が隙間に充填される際に、隙間に存在していたエアが抜かれて隙間に対して間詰材を十分に充填することができる。さらに、隙間を完全に充填した間詰材がエア抜き孔から吐出することを視認した際に、隙間に間詰材が完全に充填されたことを確認できる。

【発明の効果】

【0037】

本発明のセグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金によれば、トンネル軸方向及び／又は周方向の誤差を吸収可能で、かつ、そのトンネル軸方向のリング間せん断力を十分に伝達可能なセグメントの接合構造を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】道路トンネルの分合流部の施工方法と本設構造を説明する縦断面図である。

【図2】セグメントの接合構造を形成する、Ｋセグメントの一例を主桁側から見た正面図である。

【図3】図２のIII方向矢視図であって、Ｋセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図である。

【図4】実施形態に係るセグメントの接合構造の一例の縦断面図であって、周方向に配設されたＫセグメントとＢセグメントがセグメント継手を介して接合される接合構造を示す図である。

【図5A】実施形態に係るセグメントの長孔隙間閉塞用座金の一例を、接合板と当接しない非当接面側から見た斜視図である。

【図5B】実施形態に係るセグメントの長孔隙間閉塞用座金の一例を、接合板と当接する当接面側から見た斜視図である。

【図6】実施形態に係るセグメントの接合構造の一例の縦断面図であって、軸方向に配設された２つのＫセグメントがリング継手を介して接合される接合構造を示す図である。

【図7A】モルタル充填性確認試験供試体の縦断面図である。

【図7B】モルタル充填性確認試験供試体の透視斜視図である。

【図7C】モルタル充填性確認試験供試体の外観斜視図である。

【図8A】実施例の継手せん断試験供試体の側面図である。

【図8B】図８ＡのＢ方向矢視図であって、実施例の継手せん断試験供試体の正面図である。

【図9】継手せん断試験の結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、実施形態に係るセグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

【0040】

［実施形態に係るセグメントの接合構造と接合方法、及びセグメントの長孔隙間閉塞用座金］
まず、図１を参照して、実施形態に係るセグメントの接合構造と接合方法が適用される、道路トンネルの分合流部の構造について、その施工方法とともに説明する。ここで、図１は、道路トンネルの分合流部の施工方法と本設構造を説明する縦断面図である。

【0041】

道路トンネルの分合流部の施工方法においては、まず、地中に間隔を置いて、相対的に小断面のランプトンネル１０Ａと、相対的に大断面の本線トンネル１０Ｂとを並設施工する。本線トンネル１０Ｂとランプトンネル１０Ａはいずれも、シールド工法にて施工され、複数のセグメント２０がリング方向（周方向）に接続されてセグメントリングを形成するとともに、複数のセグメントリングがトンネルの軸方向（延伸方向）に接続されることにより所定延長に亘るトンネル（シールドトンネル）を形成している。各セグメント２０は、周方向に延びる湾曲した複数の主桁２１と、主桁２１の外周面に溶接接合されているスキンプレート２４と、主桁２１の周方向端部において当該主桁２１とスキンプレート２４に溶接接合される継手板２２と、主桁２１同士を繋いでセグメント２０を補強する縦リブ２３とを有する。

【0042】

ランプトンネル１０Ａと本線トンネル１０Ｂが施工された後、各トンネル内において、パイプルーフ１０Ｄとの交差位置を起点として鉛直方向に延設する、不図示の支保柱（鉛直支保工）を施工し、ランプトンネル１０Ａと本線トンネル１０Ｂの上方において双方のトンネル間にパイプルーフ１０Ｄを架け渡す。パイプルーフ１０Ｄは、ランプトンネル１００Ａを発進側トンネルとし、ランプトンネル１０Ａから鋼管１５を順次推進させながら到達側トンネルである本線トンネル１０Ｂの手前まで湾曲線形を有して延設している。尚、ランプトンネル１０Ａが到達側トンネルであり、本線トンネル１０Ｂが発進側トンネルであってもよい。また、直線状のパイプルーフが施工されてもよい。ランプトンネル１０Ａと本線トンネル１０Ｂの下方位置においても、一点鎖線で示す下方のパイプルーフ１０Ｄを必要に応じて施工する。そして、ランプトンネル１０Ａと本線トンネル１０Ｂの下方位置には、双方のトンネル間に跨る不図示の先行仮設下部受けを架け渡す。

【0043】

次に、上方と下方のパイプルーフ１０Ｄを支保工として、上方にあるパイプルーフ１０Ｄの下方領域や、一点鎖線で示す下方にあるパイプルーフ１０Ｄの上方領域を透かし掘り等して施工空間ＳＰを形成し、切開きトンネル１０Ｃ用のセグメント同士を継手部を介して接続しながら、本線トンネル１０Ｂとランプトンネル１０Ａに掛け渡す。

【0044】

ここで、切開きトンネル１０Ｃ用のセグメントは、本線トンネル１０Ｂもしくはランプトンネル１０Ａ側に取り付けられるＡセグメント２０Ａ及びＢセグメント２０Ｂと、左右のＢセグメント２０Ｂのテーパー状の端面の間に、施工空間ＳＰ側からＸ方向に落とし込まれる（もしくは差し込まれる）ことにより取り付けられるＫセグメント２０Ｃとにより形成される。

【0045】

図１に示すようなＡセグメント２０ＡとＢセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃは相互にセグメント継手を介して接続され、切開き区間に亘り、各セグメントがリング継手を介して接続されることにより、切開きトンネル１０Ｃが形成される。

【0046】

切り開きトンネル１０Ｃにより本線トンネル１０Ｂとランプトンネル１０Ａが繋がれた後、本線トンネル１０Ｂとランプトンネル１０Ａ双方の内側の建築限界と干渉する領域を撤去することにより、大断面トンネルが施工される。

【0047】

ところで、図１に示す切開きトンネル１０Ｃの施工においては、本線トンネル１０Ｂ側から切開きトンネル１０Ｃの周方向であるＹ方向にＢセグメント２０Ｂを施工し、ランプトンネル１０Ａ側から同様に周方向であるＹ方向にＡセグメント２０ＡとＢセグメント２０Ｂを施工した後、最後にＫセグメント２０Ｃを径方向であるＸ方向に落とし込む等することにより、図１に示す周方向の構造が形成される。そして、この周方向の構造が、トンネル１０Ａ，１０Ｂの軸方向（延伸方向）に亘り、リング継手を介して複数接続されることにより、切開きトンネル１０Ｃが施工されることになる。

【0048】

この切り開きトンネル１０Ｃの施工において、最後に径方向にＫセグメント２０Ｃが落とし込まれる（もしくは差し込まれる）隙間が誤差のない態様で施工されている場合は、Ｋセグメント２０Ｃが隙間に速やかに落とし込まれ、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃの双方のセグメント継手面に開設されている複数組のボルト孔にボルトが挿通され、ボルト接合される。また、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃのセグメント継手面の外周側には、シール溝が開設されており、双方のシール溝にシール材が収容され、双方のシール材が相互に圧縮された態様で当接することにより、シール構造が形成される。

【0049】

しかしながら、最後に径方向にＫセグメント２０Ｃが落とし込まれる隙間が誤差のある態様（隙間が周方向に短い態様、もしくは周方向に長い態様）で測量や施工が行われている場合や、Ａセグメント２０ＡやＢセグメント２０Ｂに製作誤差がある場合には、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃの双方のセグメント継手において、ボルト孔が位置合わせできず、さらには、シール材同士を当接させることができない恐れがある。そしてこのことは、軸方向に隣接するセグメントリングのそれぞれのＫセグメント２０Ｃ双方のリング継手においても同様である。

【0050】

そこで、上記課題を解消可能な実施形態に係るセグメントの接合構造と接合方法に関し、切開きトンネル１０Ｃにおける周方向のＫセグメント２０Ｃ（第１セグメント）とＢセグメント２０Ｂ（第２セグメント）の接合構造７０（図４参照）、切開きトンネル１０Ｃにおける軸方向のＫセグメント２０Ｃ同士（一方が第１セグメントであり、他方が第２セグメント）の接合構造８０と、それらの接合方法について、以下説明する。尚、実施形態に係るセグメントの接合構造は、図示例の他にも、周方向と軸方向のいずれか一方のセグメント同士の接合構造であってもよい。

【0051】

図２乃至図６を参照して、実施形態に係るセグメントの接合構造と接合方法、さらには、長孔隙間閉塞用座金（第１座金）の一例について説明する。
ここで、図２は、セグメントの接合構造を形成する、Ｋセグメントの一例を主桁側から見た正面図であり、図３は、図２のIII方向矢視図であって、Ｋセグメントの一例をセグメント継手側から見た側面図であり、図４は、実施形態に係るセグメントの接合構造の一例の縦断面図であって、周方向に配設されたＫセグメントとＢセグメントがセグメント継手を介して接合される接合構造を示す図である。また、図５Ａと図５Ｂはそれぞれ、実施形態に係るセグメントの長孔隙間閉塞用座金の一例を、接合板と当接しない非当接面側から見た斜視図、接合板と当接する当接面側から見た斜視図である。さらに、図６は、実施形態に係るセグメントの接合構造の一例の縦断面図であって、軸方向に配設された２つのＫセグメントがリング継手を介して接合される接合構造を示す図である。

【0052】

Ｋセグメント２０Ｃ（第１セグメントの一例）は、図４に示すように、並設する２本のトンネル１０Ａ，１０Ｂを繋ぐ切開きトンネル１０Ｃにおいて、その周方向に配設されている左右のＢセグメント２０Ｂ（第２セグメントの一例）の間の隙間に、切開きトンネル１０Ｃの径方向に落とし込まれる（もしくは差し込まれる）セグメントである。

【0053】

Ｋセグメント２０Ｃは、図２と図４に示すように、周方向に延設する所定の曲率を備えた２つの鋼製の主桁２５と、２つの主桁２５の外周側（形成されるセグメントリングの外側（地山側））において主桁２５（リング継手における接合板）同士を繋いで周方向に延設する鋼製のスキンプレート２６と、主桁２５及びスキンプレート２６の両端部に取付けられている鋼製の継手板２７（セグメント継手における接合板）とを有する。

【0054】

主桁２５は、その側面に複数のリング継ぎボルト孔２５ａを備えている。Ｋセグメント２０Ｃにおいて、リング継ぎボルト孔２５ａは、径方向に長い長孔として形成されている。また、２つの主桁２５の間には、これら主桁２５に亘る幅を有する鋼製の縦リブ２８が配設されており、縦リブ２８により、箱型のＫセグメント２０Ｃの剛性が高められている。

【0055】

接合板２７のうち、主桁２５の外周側には、径方向に長い、長さｔ１'のシール溝２７ａが形成されている。また、接合板２７のうち、シール溝２７ａよりも主桁２５の径方向内側には、所定間隔を置いて、丸孔からなる複数のボルト孔２７ｃ（セグメント継ぎボルト孔）が開設されている。尚、図示例は、一列に２つのボルト孔２７ｃが２列設けられている形態であるが、ボルト孔の数や列には多様な形態がある。また、このボルト孔は、径方向に長い長孔であってもよい。

【0056】

Ｋセグメント２０Ｃにおいて、左右のセグメント継手面はいずれも、外周側に向かって末広がりのテーパー面となっている。そして、図４に示すように、テーパー面におけるテーパー方向の長さｔ１は、Ｂセグメント２０Ｂのテーパー面におけるテーパー方向の長さｔ２よりも長い。ここで、図４に示すように、図示例のＫセグメント２０Ｃは、上方の施工空間ＳＰから径方向の下方に落とし込まれるようにして、左右のＢセグメント２０Ｂ間の隙間に設置されることから、図２と図４に示すように外周側に向かって末広がりのテーパー面となっているが、Ｋセグメントが内側から径方向の上方に差し込まれる場合は、図２等とは異なり、径方向の内側に向かって末広がりのテーパー面を有する形態となる。

【0057】

このように、最後に落とし込まれるＫセグメント２０Ｃの径方向の高さが隣接するＢセグメント２０Ｂの径方向の高さよりも高く設定されていることにより、Ｋセグメント２０Ｃを落とし込むに当たり、左右のＢセグメント２０Ｂ間の隙間が測量誤差や施工誤差、セグメントの製作誤差等によって周方向に大き過ぎたり、あるいは小さ過ぎる場合であっても、Ｂセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃの双方のセグメント継手面において、双方のボルト孔の位置合わせを行うことができる。そのため、切開きトンネル１０Ｃの施工において、Ｋセグメント２０Ｃの設置前の施工段階で周方向に誤差がある場合であっても、ボルト５０（セグメント継ぎボルト）にてＢセグメント２０ＢとＫセグメント２０Ｃをボルト接合することが可能になる。尚、図示例と異なり、Ｂセグメントと同じ高さのＫセグメントを適用してもよく、この形態であっても、Ｂセグメントの接合板の備える長孔にボルトが挿通されることで誤差を吸収可能となる。

【0058】

一方、Ｂセグメント２０Ｂは、図４に示すように、周方向に延設する所定の曲率を備えた２つの鋼製の主桁２５Ａと、２つの主桁２５Ａの外周側において主桁２５Ａ同士を繋いで周方向に延設する鋼製のスキンプレート２６Ａと、主桁２５Ａ及びスキンプレート２６Ａの両端部に取付けられている鋼製の接合板２７Ａとを有する。

【0059】

主桁２５Ａは、その側面に、丸孔からなる複数のリング継ぎボルト孔２５ｂを備えている。また、２つの主桁２５Ａの間には、これら主桁２５Ａに亘る幅を有する複数の鋼製の縦リブ２８Ａが配設されており、複数の縦リブ２８Ａにより、箱型のＢセグメント２０Ｂの剛性が高められている。

【0060】

接合板２７Ａのうち、主桁２５Ａの外周側には、Ｋセグメント２０Ｃの有するシール溝２７ａよりも径方向の長さが短いシール溝２７ｂが形成されている。また、接合板２７Ａのうち、シール溝２７ｂよりも主桁２５Ａの径方向内側には、所定間隔を置いて、長孔からなる複数のボルト孔２７ｄが開設されている。図示例では、図３に示すＫセグメント２０Ｃの有する４つのボルト孔２７ｃに対応する位置に、同様に４つのボルト孔２７ｄが開設されている。Ｂセグメント２０Ｂにおいて、Ｋセグメント２０Ｃと接続されるセグメント継手は、Ｋセグメント２０Ｃのテーパー面と当接するテーパー面を有している。

【0061】

図４に示すように、Ｂセグメント２０ＢとＡセグメント２０Ａのセグメント継手は、双方の接合板２７Ｂ，２７Ｃに設けられている、相互に対応するボルト孔２７ｅ、２７ｆにボルト５０を挿通し、ナット５５にて締め付けることにより形成される。また、このセグメント継手においても、接合板２７Ｂ，２７Ｃにおけるボルト孔２７ｅ、２７ｆよりも地山側の対応位置には、シール溝２７ｂが設けられており、双方のシール溝２７ｂにシール材６３，６４が挿入されて相互に密着している。

【0062】

図４に示す切開きトンネル１０Ｃは、その周方向に、測量誤差や施工誤差、セグメントの製作誤差等の何らかの誤差がある態様で、Ａセグメント２０ＡやＢセグメント２０Ｂが施工され、左右のＢセグメント２０Ｂ間の誤差のある隙間に対して、Ｋセグメント２０Ｃが落とし込まれることにより、切開きトンネル１０Ｃが形成されている。

【0063】

Ｂセグメント２０Ｂの接合板２７Ａのボルト孔２７ｄは長孔であり、Ｋセグメント２０Ｃの接合板２７におけるボルト孔２７ｄに対応する位置にあるボルト孔２７ｃは丸孔である。

【0064】

Ｋセグメント２０ＣとＢセグメント２０Ｂのセグメント継手においては、接合板２７Ａの長孔２７ｄの側方に、長孔２７ｄを閉塞する第１座金（実施形態に係る長孔隙間閉塞用座金）４０を配設する。

【0065】

図５Ａと図５Ｂに示すように、第１座金３０は、その厚み方向に延びてボルト５０が貫通する第１貫通孔３４と、厚み方向に延びて間詰材が注入される第２貫通孔３６と、第２貫通孔３６と長孔２７ｄ（におけるボルトが存在しない隙間）を導通する導通孔３７とを有する。

【0066】

第１座金３０は、長孔２７ｄを備える接合板２７Ａに当接する当接面３１において、第１貫通孔３４の周囲に、第１貫通孔３４よりも大径の座刳り溝３５をさらに備えており、当接面３１においてさらに、不図示の長孔に連通するエア抜き孔３８を備えている。

【0067】

図５Ｂに示すように、第１座金３０の非当接面３２における第２貫通孔３６からモルタル等の間詰材をＹ１方向に注入すると、注入された間詰材は、図５Ｂに示すように、接合板２７Ａに当接する当接面３１にある導通孔３７を流通し、不図示の接合板２７Ａに設けられている長孔２７ｄのうち、ボルトが存在しない隙間へＹ２方向に充填され、隙間を閉塞することになる。

【0068】

また、間詰材が長孔２７ｄの隙間に充填される際に、隙間に存在していたエアをエア抜き孔３８を介してＹ３方向に抜くことにより、隙間に対して間詰材を十分に充填することができる。隙間に間詰材が完全に充填された際には、間詰材がエア抜き孔３８からＹ３方向に吐出することから、間詰材の吐出を視認することで、隙間に間詰材が完全に充填されたことを確認することができる。

【0069】

さらに、当接面３１における第１貫通孔３４の周囲に、相対的に大径の座刳り溝３５が設けられていることにより、長孔２７ｄの隙間に対して間詰材を効果的に充填することができるため、特に間詰材の粘性が高い場合や、隙間が長孔２７ｄの片側のみに形成されている場合においては、長孔２７ｄの隙間に対して間詰材を確実に充填できることから好ましい。

【0070】

図４に戻り、相互に連通する接合板２７のボルト孔２７ｃと接合板２７Ａのボルト孔２７ｄ（長孔）のうち、長孔２７ｄを備えている接合板２７Ａの側方に対して長孔２７ｄを塞ぐようにして第１座金３０を当接させ、その第１貫通孔３４と長孔２７ｄと丸孔２７ｃにボルト５０を挿通し、ボルト５０の頭部５１を第１座金３０の非当接面３２に係合させ、ボルト５０の先端にナット５５を螺合して締め付ける。この際、長孔２７ｄのうち、ボルト５０が存在しない領域に隙間が形成される。複数組のボルト孔２７ｃ、２７ｄに対して固有の第１座金３０を設置し、同様にボルト５０とナット５５による接合を行う（以上、接合方法のＡ工程）。

【0071】

次に、図５Ａと図５Ｂを参照して既に説明したように、第１座金３０の非当接面３２における第２貫通孔３６から間詰材４０を注入し、当接面３１にある導通孔３７を介して、長孔２７ｄにおけるボルトが存在しない隙間に対して間詰材４０を充填することにより、隙間が間詰材４０にて閉塞される。この際、エア抜き孔３８からの間詰材４０の吐出を視認することにより、隙間が間詰材４０にて確実に閉塞されていることを確認できる。

【0072】

全ての第１座金３０に対して間詰材４０を充填することにより、接合構造７０が形成される（以上、接合方法のＢ工程）。

【0073】

図４に示す接合構造７０では、Ｂセグメント２０Ｂの有するシール溝２７ｂとそこに収容されているシール材６２に比べて、Ｋセグメント２０Ｃの有するシール溝２７ａとそこに収容されているシール材６１が径方向に長いことから、シール材６１，６２は相互に圧縮された態様で当接されることができ、止水性の高いシール構造を形成することができる。

【0074】

以上は、切開きトンネル１０Ｃの周方向における、Ｋセグメント２０ＣとＢセグメント２０Ｂの接合構造と接合方法であるが、次に、図６を参照して、切開きトンネル１０Ｃの軸方向における、２つのＫセグメント２０Ｃの接合構造と接合方法について説明する。

【0075】

２つのＫセグメント２０Ｃの主桁である接合板２５はいずれも、対応する位置に長孔であるボルト孔２５ａを備えている。ここで、図６では、双方の長孔２５ａが同じ位置となるように図示されているが、双方のＫセグメント２０Ｃは、それぞれに固有の周方向の弧状リングにおける誤差を吸収しながら設置されていることから、長孔２５ａ同士は若干上下にずれた位置となり得る。しかしながら、双方が長孔であることから、双方の長孔２５ａへのボルトの挿通は可能である。

【0076】

２つの接合板２５がいずれも長孔２５ａを備えていることから、それぞれの長孔２５ａを側方から塞ぐようにして２つの第１座金３０を設置し、一方側からボルト５０を挿通し、他方側においてナット５５により締め付ける（以上、Ａ工程）。

【0077】

次に、双方の第１座金３０の第２貫通孔３６から間詰材を注入し、双方の長孔２５ａの隙間に間詰材４０を充填して閉塞することにより、接合構造８０が形成される（Ｂ工程）。

【0078】

この接合構造８０は、長孔２５ａの隙間が間詰材４０にて完全に閉塞されていることにより、トンネル軸方向のリング間せん断力の良好な伝達性を有する。

【0079】

ここで、図示例は、双方の長孔２５ａの側方に第１座金３０を設置する形態であるが、一方の長孔２５ａの側方に第１座金３０を設置し、他方の長孔２５ａの側方には、第１貫通孔３４のみを備えて構造が相対的にシンプルな不図示の第２座金を設置してもよい。

【0080】

この場合は、第１座金３０の第２貫通孔３６から注入した間詰材４０を、双方の長孔２５ａの隙間に充填することになる。また、第１座金３０に比べて第２座金の製作コストが安価になることから、施工コストの削減に繋がる。

【0081】

図示するセグメントの接合構造７０とその接合方法によれば、長孔２７ｄを側方から塞ぐ長孔隙間閉塞用座金３０を適用して、長孔２７ｄの隙間を間詰材４０にて閉塞することにより、切開きトンネル１０Ｃにおいてその周方向の誤差を吸収することができる。

【0082】

また、セグメントの接合構造８０とその接合方法によれば、長孔２５ａを側方から塞ぐ長孔隙間閉塞用座金３０を適用して、長孔２５ａの隙間を間詰材４０にて閉塞することにより、その軸方向の誤差を吸収することができ、さらには、軸方向のリング間せん断力を十分に伝達することができる。

【0083】

［モルタル充填性確認試験］
次に、本発明者等により実施された、モルタル充填性確認試験とその結果について説明する。このモルタル充填性確認試験は、Ｋセグメント等の誤差吸収セグメントの接合板の長孔の隙間（ボルトが存在しない領域の隙間）に対して、モルタルが充填されることの確認を目的として行ったものである。図７Ａ乃至図７Ｃはいずれも、モルタル充填性確認試験供試体を示した図であり、図７Ａはその縦断面図、図７Ｂはその透視斜視図、図７Ｃはその外観斜視図である。

【0084】

本試験では、注入孔である第２貫通孔からモルタルを加圧充填し、エア抜き孔からエアが漏出することの確認を行った。

【0085】

試験の結果、充填したモルタルはエア抜き孔から漏出しており、長孔の隙間はモルタルにより完全に閉塞されていることが確認されている。

【0086】

［継手せん断試験］
次に、本発明者等により実施された、継手せん断試験とその結果について説明する。この継手せん断試験は、誤差吸収セグメントの継手における耐荷力を確認することを目的として行ったものである。

【0087】

本試験では、載荷桁による中央１点載荷とし、両端単純支持の条件で実施した。尚、比較対象のために、長孔ではない通常のボルト孔（丸孔）を備えた供試体においても同様の継手せん断試験を行った。

【0088】

図８Ａと図８Ｂはそれぞれ、実施例の継手せん断試験供試体の側面図、図８ＡのＢ方向矢視図であって実施例の継手せん断試験供試体の正面図である。比較例の継手せん断試験供試体は、上記するように、長孔ではなく、丸孔を備えている。

【0089】

実施例、比較例ともに、変位計測位置１，２，３，４を設定し、荷重載荷後の各位置における変位を計測した。試験結果を図９に示す。

【0090】

比較例と実施例のいずれも、設計上のボルトに作用するせん断力２９８０．８ｋＮに対して、それを上回る荷重が作用した場合であっても、破損等が生じないことを確認している。

【0091】

また、比較例の変位平均は約５．４ｍｍであり、これは、ボルト孔のあそびによる２．７ｍｍの変位と、ボルトの変形による２．７ｍｍの変位とによるものと考えられる。

【0092】

これに対して、実施例の平均変位は約３．２ｍｍであり、これは、ボルトの変形による２．７ｍｍの変位と、残りの０．５ｍｍはモルタルの変形によるものと考えられる。

【0093】

このように、実施例における変位量は、ボルトのあそびがない分だけ比較例の変位量よりも小さくなっていることから、通常のボルト孔（丸孔）を備えた継手構造と同等以上の継手性能を有する継手構造であることが実証されている。

【0094】

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0095】

１０Ａ：ランプトンネル（トンネル、シールドトンネル）
１０Ｂ：本線トンネル（トンネル、シールドトンネル）
１０Ｃ：切開きトンネル（トンネル）
１０Ｄ：パイプルーフ
１５：鋼管
２０：セグメント
２０Ａ：Ａセグメント
２０Ｂ：Ｂセグメント（第２セグメント）
２０Ｃ：Ｋセグメント（誤差調整用セグメント、第１セグメント、第２セグメント）
２１：主桁
２２：接合板（継手板）
２３：縦リブ
２４：スキンプレート
２５：主桁（Ｋセグメントのリング継手の接合板、継手板）
２５ａ：ボルト孔（長孔）
２７：接合板（Ｋセグメントのセグメント継手の接合板、継手板）
２７Ａ：接合板（Ｂセグメントのセグメント継手の接合板、継手板）
２７ａ、２７ｂ：シール溝
２７ｃ：ボルト孔（丸孔）
２７ｄ：ボルト孔（長孔）
２７ｅ：ボルト孔（丸孔）
２８，２８Ａ：縦リブ
３０：第１座金（長孔隙間閉塞用座金）
３１：当接面
３２：非当接面
３４：第１貫通孔
３５：座刳り溝
３６：第２貫通孔
３７：導通孔
３８：エア抜き孔
４０：間詰材
５０：ボルト
５１：頭部（ボルトの頭部）
５５：ナット
６１，６２，６３：シール材
７０，８０：セグメントの接合構造（接合構造）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8A】

【図8B】

【図9】