特許 7005953 セグメント及びその製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-01-11

(45)【発行日】2022-01-24

(54)【発明の名称】セグメント及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20220117BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20220117BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/04 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017117329

(22)【出願日】2017-06-15

(65)【公開番号】P2019002190

(43)【公開日】2019-01-10

【審査請求日】2020-05-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】東野 光男

(72)【発明者】

【氏名】武田 篤史

(72)【発明者】

【氏名】川上 季伸

(72)【発明者】

【氏名】横井 康人

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４３８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０８０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１０４４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－１６９３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公昭５５－０２４２４０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開２００３－１７２０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０３７２６８５７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／０８

Ｅ２１Ｄ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル掘削面に沿って隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築するセグメントであって、
硬化コンクリート体からなるセグメント本体と、
前記セグメント本体内に、鋼板で構成され、複数の連結部材によって連結されて厚み方向に離間して配置された一対の主鋼材と、
一対の前記主鋼材の端部間に連結された端部ウェブと、
トンネル周方向に隣接する前記セグメントとの接合面に、前記セグメント間を締結する継手構造として設けられた継手部材と、
前記端部ウェブ及び前記継手部材のトンネル周方向と直交する方向に形成された貫通孔に挿入された連結ピンと、を具備することを特徴とするセグメント。

【請求項2】

一方端が前記セグメント本体の表面に開口するように配置された、前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に硬化性の充填材を充填する充填管を具備することを特徴とする請求項１記載のセグメント。

【請求項3】

複数枚の前記端部ウェブが一対の前記主鋼材の端部間に連結されていることを特徴とする請求項１又は２記載のセグメント。

【請求項4】

トンネル掘削面に沿って隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築するセグメントの製造方法であって、
鋼板で構成され、複数の連結部材によって連結されて厚み方向に離間して配置された一対の主鋼材の端部間に端部ウェブを組み付け、一対の前記主鋼材を前記端部ウェブによって連結させる主鋼材組立工程と、
トンネル周方向に隣接する前記セグメント間を締結する継手部材を、前記端部ウェブ及び前記継手部材のトンネル周方向と直交する方向に形成された貫通孔に連結ピンを挿入して、前記端部ウェブに取付ける継手部材取付工程と、
前記継手部材を位置決めした状態で型枠にセットして、セグメント本体となるコンクリートを打設するコンクリート打設置工程と、を備えることを特徴とするセグメントの製造方法。

【請求項5】

一方端が前記セグメントの表面に開口するように、前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に硬化性の充填材を充填する充填管を設置する充填管設置工程と、
前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙への前記セグメントの本体となるコンクリートの侵入を防ぐカバープレートを取り付けるカバープレート取付工程と、
打設した前記コンクリートが適宜硬化した後に脱型し、前記充填管によって前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に前記充填材を充填する充填材充填工程と、を備えることを特徴とする請求項４記載のセグメントの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの覆工体を構築するセグメント及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

シールド工法では、シールド掘進機で掘削された壁面に多数のセグメントを円筒状に組み立てることで覆工体を構築する。セグメントの端部には、継手金物を備えた継手構造が設けられており、この継手構造を介してセグメント同士を相互に連結することで円筒状に組み立てられる。

【0003】

セグメント端部の接合面には、接合面同士が開かれる方向の引張力や、互いに押しつける方向の圧縮力が作用する。この接合面に作用する引張力や圧縮力は、コンクリート内に設けられた主鋼材へと伝達される構造となっているが、継手金物から直接主鋼材に伝達することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－４３８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、継手金物が主鋼材に対して周方向に位置調整可能な調整手段を介して取り付けられている。これにより、製造工程において、継手金物と型枠端板面との間の寸法誤差を調整可能としている。しかしながら、位置調整して継手金物を主鋼材に固定する位置調整作業（ボルト締めや充填剤の充填）は、型枠内の狭いスペースで行なわなければならず、煩雑な作業となってしまう問題点があった。

【0006】

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、製造工程において、型枠内での位置調整作業を簡略化することができるセグメント及びその製造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ため、本発明は、トンネル掘削面に沿って隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築するセグメントであって、硬化コンクリート体からなるセグメント本体と、前記セグメント本体内に、鋼板で構成され、複数の連結部材によって連結されて厚み方向に離間して配置された一対の主鋼材と、一対の前記主鋼材の端部間に連結された端部ウェブと、トンネル周方向に隣接する前記セグメントとの接合面に、前記セグメント間を締結する継手構造として設けられた継手部材と、前記端部ウェブ及び前記継手部材のトンネル周方向と直交する方向に形成された貫通孔に挿入された連結ピンと、を具備することを特徴とする。
さらに、本発明において、一方端が前記セグメント本体の表面に開口するように配置さ
れた、前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に硬化性の充填材を充填する充填管を具備して
いても良い。
さらに、本発明において、複数枚の前記端部ウェブが一対の前記主鋼材の端部間に連結されていても良い。
また、本発明は、トンネル掘削面に沿って隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築するセグメントの製造方法であって、鋼板で構成され、複数の連結部材によって連結されて厚み方向に離間して配置された一対の主鋼材の端部間に端部ウェブを組み付け、一対の前記主鋼材を前記端部ウェブによって連結させる主鋼材組立工程と、トンネル周方向に隣接する前記セグメント間を締結する継手部材を、前記端部ウェブ及び前記継手部材のトンネル周方向と直交する方向に形成された貫通孔に連結ピンを挿入して、前記端部ウェブに取付ける継手部材取付工程と、前記継手部材を位置決めした状態で型枠にセットして、セグメント本体となるコンクリートを打設するコンクリート打設置工程と、を備えることを特徴とする。
さらに、本発明において、一方端が前記セグメントの表面に開口するように、前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に硬化性の充填材を充填する充填管を設置する充填管設置工程と、前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙への前記セグメントの本体となるコンクリートの侵入を防ぐカバープレートを取り付けるカバープレート取付工程と、打設した前記コンクリートが適宜硬化した後に脱型し、前記充填管によって前記貫通孔と前記連結ピンとの間隙に前記充填材を充填する充填材充填工程と、を備えても良い。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、製造工程において、型枠内での位置調整作業を簡略化することができ、作業効率を向上させることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係るセグメントの第１実施形態の構成を示す図である。

【図2】図１に示す継手金物と鋼板との接続構造の分解斜視図である。

【図3】図１に示す継手金物と鋼板との接続構造を示す図である。

【図4】本発明に係るセグメントの実施形態の製造工程を示す図である。

【図5】鉄筋かご組立、モルタル注入管及びエア抜き管設置工程を説明する斜視図である。

【図6】モルタル注入管及びエア抜き管の設置例を示す断面図である。

【図7】図１に示す継手金物と主筋との接続構造を示す図である。

【図8】図２に示す端部ウェブの他の取り付け例を示す図である。

【図9】本発明に係るセグメントの第２実施形態の構成を示す図である。

【図10】図９に示す継手プレートと鋼板との接続構造の分解斜視図である。

【図11】図９に示す継手プレートをトンネル軸方向に重ねて取り付ける例を示す分解斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係るシールド機の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

【0011】

（第１実施形態）
第１実施形態のセグメント１は、図１を参照すると、所定幅の略円筒体を周方向に沿って、複数に分割した円弧板状である。複数のセグメント１をトンネル掘削面に沿って略円筒状に隣接配置することで、トンネルの覆工体が構築される。

【0012】

セグメント１は、主鋼材である鋼板２を備える鉄筋かご３が、硬化コンクリート体からなるセグメント本体４内に埋設された鉄筋鉄骨コンクリート製のＳＲＣ構造である。本実施形態では、セグメント本体４の厚み方向に離間して配置された一対の鋼板２が、トンネル軸方向において所定間隔をおいて２組配置されている。

【0013】

セグメント本体４は、円弧状に屈曲した上面４１及び下面４２と、トンネル軸方向に設置される前端面４３及び後端面４４と、トンネル周方向に設置される左端面４５及び右端面４６を有している。

【0014】

前端面４３及び後端面４４は、トンネル軸方向に隣接するセグメント１との接合面である。前端面４３及び後端面４４には、トンネル軸方向に隣接するセグメント１間を締結するリング継手が設けられている。図１に示す例では、後端面４４に設けられたピン状の雄継手４７が、前端面４３に設けられている図示しない凹状の雌継手と嵌合することでリング継手を構成する。

【0015】

左端面４５及び右端面４６は、トンネル周方向に隣接するセグメント１との接合面である。左端面４５及び右端面４６には、トンネル周方向に隣接するセグメント１間を締結する継手構造として、接合面側に開口してトンネル軸方向に延びる断面Ｃ型の溝孔５が、鋼板２に直接接続された継手金物５０によって形成されている。また、継手金物５０の接合面側端部は、接合面と面一に露出している。

【0016】

トンネル周方向に隣接するセグメント１は、相対するそれぞれの溝孔５に楔状のＨ型金物を挿入して締結する。これにより、継手金物５０に対してトンネル周方向に作用する引張力・圧縮力の両方が主鋼材である鋼板２に直接伝達される。なお、本実施形態において、鋼板２に直接接続された継手金物５０は、溝孔５が形成されたＣ型金具としたが、Ｈ型金物の代わりに溝孔５に嵌合する嵌合凸部が形成されたＴ型金具等の他の継手構造が形成された金具で構成しても良い。

【0017】

次に、継手金物５０と、鋼板２との接続構造について図２及び図３を参照して詳細に説明する。

【0018】

セグメント本体４の厚み方向に離間して配置された一対の鋼板２は、連結部材である複数枚の中央ウェブ２１によって連結されている。そして、一対の鋼板２の両端部は、トンネル軸方向に間隔をおいて配置された３枚の端部ウェブ２２によって連結されている。中央ウェブ２１及び端部ウェブ２２は、例えば鋼板によって構成される。なお、図２及び図３に示す例では、３枚の端部ウェブ２２によって一対の鋼板２の両端部を連結する例が示されているが、端部ウェブ２２の数は、３枚に限定されることなく、１枚以上であれば良い。

【0019】

端部ウェブ２２には、トンネル軸方向に貫通する貫通孔２３がそれぞれ設けられている。それぞれの端部ウェブ２２には、トンネル周方向に離間して設けられた２個の貫通孔２３が、セグメント本体４の厚み方向に離間して２組が設けられている。そして、それぞれの端部ウェブ２２に設けられた貫通孔２３は、トンネル軸方向に直接状に並ぶように配置されている。

【0020】

継手金物５０は、断面Ｃ型の溝孔５が形成された本体部５１と、トンネル軸方向に隣り合う端部ウェブ２２間にそれぞれ挿入される２本の脚部５２とを備えている。２本の脚部５２には、端部ウェブ２２間に挿入した際に、端部ウェブ２２にトンネル周方向に離間して設けられた２個の貫通孔２３とそれぞれ対向する、２個の貫通孔５３が設けられている。

【0021】

端部ウェブ２２の貫通孔２３と、継手金物５０（脚部５２）の貫通孔５３とは、いずれも断面円形であり、端部ウェブ２２の貫通孔２３と、継手金物５０（脚部５２）の貫通孔２３とに断面円形の連結ピン６をトンネル軸方向に挿通させる。これにより、図３に示すように、継手金物５０と鋼板２とは連結ピン６をよってトンネル周方向において直接接続されている。

【0022】

端部ウェブ２２の貫通孔２３及び継手金物５０の貫通孔５３の径は、連結ピン６の径よりも大きく設定され、その間隙に充填されたモルタル等の硬化性の充填材によって、継手金物５０がトンネル周方向及び厚さ方向において所定位置に固定されている。換言すると、充填材が充填される前は、継手金物５０がトンネル周方向及び厚さ方向において位置調整可能な状態で接続されている。

【0023】

端部ウェブ２２の貫通孔２３及び継手金物５０の貫通孔５３の断面形状は、想定される調整範囲に応じて適宜設定することができる。すなわち、端部ウェブ２２の貫通孔２３の断面形状は、円形に限定されることなく、連結ピン６が挿通可能であれば、長穴等の他の形状であっても良い。例えば、貫通孔２３の断面形状をトンネル雌雄方向に長い長穴にすることで、継手金物５０のトンネル周方向の位置調整範囲を大きくすることができる。

【0024】

端部ウェブ２２間に挿入された脚部５２を覆うカバープレート７がそれぞれ取り付けられている。カバープレート７は、充填材の充填空間を画定し、打設時に充填空間へのコンクリートの侵入を防ぐ。脚部５２と鋼板２及び端部ウェブ２２との隙間や、脚部５２とカバープレート７との隙間が充填空間となる。

【0025】

カバープレート７には、鋼板２との間で充填空間の厚さ方向を画定する第１面と、継手金物５０の本体部５１との間で充填空間のトンネル周方向を画定する第２面とを備えている。そして、充填空間のトンネル軸方向は、隣り合う端部ウェブ２２によって画定されている。なお、トンネル軸方向に隣り合う充填空間は、端部ウェブ２２の貫通孔２３と連結ピン６との間隙を介して連通されている。

【0026】

次に、セグメント１の製造方法について図４乃至図６を参照して詳細に説明する。

【0027】

（主鋼材組立溶接工程：ステップＡ１）
まず、セグメント本体４の厚み方向に離間して配置した一対の鋼板２間に、連結部材である複数枚の中央ウェブ２１を組み付けると共に、一対の鋼板２の両端部に、トンネル軸方向に間隔をおいて配置された３枚の端部ウェブ２２を組み付ける。そして、一対の鋼板２と、中央ウェブ２１及び端部ウェブ２２とを溶接によって連結させる。

【0028】

（継手金物、カバープレート取付工程：ステップＡ２）
次に、図２に矢印で示すように、継手金物５０の２本の脚部５２をトンネル軸方向に隣り合う端部ウェブ２２間にそれぞれ挿入し、端部ウェブ２２の貫通孔２３と、継手金物５０（脚部５２）の貫通孔２３とに連結ピン６を挿通する。そして、端部ウェブ２２間に挿入されたそれぞれの脚部５２を覆うように、充填材の充填空間を画定するカバープレート７を取り付ける。なお、継手金物５０及びカバープレート７の取り付けは、次工程で鉄筋かご３０を組み立てる前に行うため、鉄筋かご３０が邪魔になることなく、作業効率が良い。

【0029】

（鉄筋かご組立、モルタル注入管及びエア抜き管設置工程：ステップＡ３）
次に、図５に示すように、鋼板２を主鋼材として、その周辺に鉄筋かご３を組み立てると共に、モルタル充填管としてモルタル注入管８１及びエア抜き管８２を設置する。モルタル注入管８１は、カバープレート７の取り付けによって画定される充填空間に充填材として充填するモルタルを注入する管であり、図６に示すように、一方端がセグメント本体４の表面（図６に示す例では左端面４５）に開口し、他方端が充填空間に向けて開口するように設置する。エア抜き管８２は、充填空間にモルタルを注入する際に、充填空間内の空気を排出するための管であり、図６に示すように、一方端がセグメント本体４の表面（図６に示す例では左端面４５）に開口し、他方端が充填空間に向けて開口するように設置する。なお、モルタル注入管８１及びエア抜き管８２は、カバープレート７と端部ウェブ２２との間隙や、端部ウェブ２２の貫通孔２３と連結ピン６との間隙を介して充填空間に向けて開口させても良く、カバープレート７や端部ウェブ２２に設けた貫通孔を介して充填空間に向けて開口させても良い。

【0030】

（型枠セット、コンクリート打設置工程：ステップＡ４）
ステップＡ１～Ａ３の工程は、図４に示すように、船置で行い、ステップＡ４では、伏せ置に反転させ、継手金物５０を位置決めした状態で図示しない型枠にセットする。そして、型枠にコンクリートを打設する。なお、継手金物５０は、連結ピン６によってトンネル周方向及び厚さ方向において位置調整可能な状態で鋼板２に接続されている。従って、鉄筋かご３があっても簡単に溝孔５（継手金物５０）を位置決めすることができる。なお、端部ウェブ２２及び連結ピン６による継手金物５０の取り付けは、必ずしも左端面４５及び右端面４６の両端で行う必要はなく、一方端のみで良い。この場合、他方端はボルト締めや溶接等で継手金物５０をタイトに取り付け、端部ウェブ２２及び連結ピン６によって継手金物５０を取り付けた一方端側で位置決めを実行すると良い。また、継手金物５０を位置決めした状態で型枠にセットした際に、貫通孔２３、５３と連結ピン６との間にくさびを打ち込んだり、点溶接を施したりすることで、継手金物５０を仮止めしておくと、コンクリートの打設時に継手金物５０の位置がずれることなく、好適である。

【0031】

（モルタル注入工程：ステップＡ５）
次に、打設したコンクリートが適宜硬化した後に脱型し、脱型したセグメント１を倒立させて姿勢を立置に変える。そして、モルタル注入管８１から充填空間にモルタルを注入することで、端部ウェブ２２の貫通孔２３及び継手金物５０の貫通孔５３と連結ピン６との間隙にモルタルを充填させ、継手金物５０をトンネル周方向及び厚さ方向において所定位置に固定する。

【0032】

（養生、保管工程：ステップＡ６）
次に、立置の状態で水中養生させ、養生後も立置の状態で保管する。

【0033】

第１実施形態では、主鋼材として鋼板２を用いたが、図７に示すように主鋼材は主筋（鉄筋）２ａであっても良い。主筋２ａの端部には、定着プレート１１が取り付けられている。定着プレート１１は、例えば、所定の板厚を有する矩形状の鋼板で構成され、セグメント本体４の厚み方向に離間して配置された一対の主筋２ａの端部に架け渡されるように取り付けられている。図７に示す例では、トンネル軸方向に間隔をおいて３組の計６本の主筋２の端部に１枚の定着プレート１１が架け渡されるように取り付けられている。

【0034】

そして、端部ウェブ２２が定着プレート１１に溶接等によって取り付けられている。これにより、厚み方向に離間して配置された一対の主筋２ａの端部間に端部ウェブ２２が定着プレート１１を介して連結される。なお、端部ウェブ２２を厚み方向に離間して配置された一対の主筋２ａに直接取り付けるようにしても良い。

【0035】

なお、主筋２ａの端部と定着プレート１１は、機械式継手１２によって接続されている。機械式継手１２としては、例えば、モルタル充填継手や鋼管圧着継手を用いることができる。定着プレート１１の表面に継手用スリーブとして内部がリブ加工された鋼管を溶接する。そして、モルタル充填継手では、鋼管に主筋２ａの端部を挿入し、鋼管と主筋２ａとの隙間に高強度モルタルを充填して接合する。また、鋼管圧着継手では、鋼管を圧着して接合する。なお、いずれの機械式継手１２でも、鋼管内に挿入する主筋２ａの長さを調整することで、トンネル周方向における定着プレート１１の位置が調整可能である。

【0036】

また、端部ウェブ２２の向きは、形成された貫通孔２３がトンネル周方向と直交する方向に貫通する向きであれば良く、例えば、図８に示すように、鋼板２と平行に取り付けても良い。図８に示す例では、セグメント本体４の厚み方向に離間して配置された一対の鋼板２の端部を連結ウェブ２４によって連結し、連結ウェブ２４に端部ウェブ２２が溶接等で取付けられている。これにより、厚み方向に離間して配置された一対の鋼板２の端部間に端部ウェブ２２が連結ウェブ２４を介して連結される。なお、図８に示す例では、一対の鋼板２にも貫通孔２５が形成され、鋼板２にも貫通孔２５と、端部ウェブ２２の貫通孔２３と、継手金物５０ａ（脚部５２ａ）の貫通孔２３ａとに連結ピン６を挿通することで、継手金物５０ａを取り付ける。

【0037】

（第２実施形態）
第２実施形態のセグメント１ａは、図９及び図１０を参照すると、トンネル周方向に隣接する接合面（左端面４５及び右端面４６）に開口する断面Ｃ型の溝孔５が、トンネル軸方向に所定間隔をおいて平行に配置された複数枚の継手プレート９によって形成されている点で第１実施形態と異なっている。

【0038】

本実施の形態では、３枚の継手プレート９がトンネル周方向に２セット設けられている。継手プレート９は、矩形であり、その一辺は、接合面に面一で配置されている。そして、複数の継手プレート９には、接合面上に位置する一辺に開口するＣ型切り欠き９１が、トンネル軸方向に並んで形成されている。このトンネル軸方向に並んで形成されたＣ型切り欠き９１が断面Ｃ型の溝孔５を構成する。

【0039】

本実施形態では、トンネル軸方向に並ぶＣ型切り欠き９１には、断面形状が溝孔５となるＣ型金具１０がＣ型切り欠き９１へのコンクリートの侵入を防ぐ空間保持部材として嵌め込まれている。Ｃ型金具１０は、楔状のＨ型金物の挿入を案内する目的で嵌め込まれている。従って、Ｃ型金具１０は、強度を確保する必要はないため、薄い金属板を用いた曲げ加工によって簡単に作成することができる。なお、Ｃ型切り欠き９１と硬化コンクリート体（セグメント本体４）とで溝孔５を正確に形成することができる場合には、Ｃ型金具１０は省略しても良い。なお、空間保持部材は、Ｃ型金具１０のように金属ではなく、プラスチック等の樹脂、セラミック、段ボール等の紙によって構成しても良い。また、コンクリートが硬化した後に空間保持部材を取り除く場合には、空間保持部材は、溝孔５となる箇所を中空である必要はなく、外形が溝孔５となる板状部材で構成しても良い。

【0040】

一対の鋼板２の両端部は、トンネル軸方向に間隔をおいて配置された４枚の端部ウェブ２２ａによって連結され、一対の鋼板２と隣り合う端部ウェブとで画定された３か所の挿入口に３枚の継手プレート９がそれぞれ挿入されている。継手プレート９には貫通孔９２が、端部ウェブ２２ａには貫通孔２３が、挿入状態で対向する位置にそれぞれ形成されている。本実施形態では、厚さ方向に間隔をおいて４個の貫通孔９２及び貫通孔２３が形成されている。

【0041】

端部ウェブ２２ａの貫通孔２３と、継手プレート９には貫通孔９２とは、いずれも断面円形であり、端部ウェブ２２ａの貫通孔２３と、継手プレート９には貫通孔９２とに断面円形の連結ピン６をトンネル軸方向に挿通させる。これにより、図７に示すように、継手プレート９と鋼板２とは連結ピン６によってトンネル周方向において直接接続されている。

【0042】

端部ウェブ２２ａの貫通孔２３の径は、連結ピン６の径よりも大きく設定され、その間隙に充填されたモルタル等の充填材によって、継手プレート９がトンネル周方向及び厚さ方向において所定位置に固定されている。換言すると、充填材が充填される前は、継手プレート９がトンネル周方向及び厚さ方向において位置調整可能な状態で接続されている。

【0043】

端部ウェブ２２ａの貫通孔２３の断面形状は、想定される調整範囲に応じて適宜設定することができる。すなわち、端部ウェブ２２ａの貫通孔２３の断面形状は、円形に限定されることなく、連結ピン６が挿通可能であれば、長穴等の他の形状であっても良い。例えば、貫通孔２３の断面形状をトンネル雌雄方向に長い長穴にすることで、継手プレート９のトンネル周方向の位置調整範囲を大きくすることができる。

【0044】

４枚の端部ウェブ２２ａと、端部ウェブ２２ａ間に挿入された３枚の継手プレート９とを接合面と反対側から覆うカバープレート７ａがそれぞれ取り付けられている。カバープレート７ａは、充填材の充填空間を画定し、打設時に充填空間へのコンクリートの侵入を防ぐ。継手プレート９と鋼板２及び端部ウェブ２２ａとの隙間や、継手プレート９とカバープレート７ａとの隙間が充填空間となり、本実施形態では、カバープレート７ａの取付けによって３か所の充填空間が形成される。そして、トンネル軸方向に隣り合う充填空間は、端部ウェブ２２の貫通孔２３と連結ピン６との間隙を介して連通されている。

【0045】

セグメント１ａにおいても、第１実施形態と同様に、モルタル注入管８１及びエア抜き管８２を設置し、セグメント本体４を構成するコンクリートが適宜硬化した後にモルタル注入管８１から充填空間にモルタルを注入することで、端部ウェブ２２の貫通孔２３と連結ピン６との間隙にモルタルを充填させ、継手プレート９をトンネル周方向及び厚さ方向において所定位置に固定する。

【0046】

これにより、型枠セット時において、継手プレート９は、連結ピン６によってトンネル周方向及び厚さ方向において位置調整可能な状態で鋼板２に接続されている。従って、鉄筋かご３があっても簡単に溝孔５（継手プレート９）を位置決めすることができる。

【0047】

トンネル周方向に隣接するセグメント１間を締結する継手構造として、第１実施形態では継手金物５０を用いているのに対し、第２実施形態では複数枚の継手プレート９を用いている。第１実施形態の継手金物５０は、一般的に鋳物で構成され、Ｃ型金物を鋳造するに当たっては中子が必要となる。従って、製造工程が複雑になり、精度や、コスト面において難点がある。これに対し、第２実施形態では複数枚の継手プレート９で継手構造を構成することができ、継手プレート９は、鋼板に対して切断加工と穴あけ加工を施すだけで製造可能である。従って、製造工程を簡略化でき、精度や、コスト面においても向上させることができる。

【0048】

なお、第２実施形態では、３枚の継手プレート９で継手構造を構成する例について説明したが、継手プレート９の数は、３枚に限定されるものではなく、必要とする強度を確保できるのであれば、１枚以上の任意の数に設定することができる。

【0049】

また、継手プレート９は間隔をおいて配置する必要はなく、図１１に示すように、トンネル軸方向に重ねた状態で取り付けるようにしても良い。この場合には、継手プレート９のＣ型切り欠き９１によって溝孔５を正確に形成されるため、Ｃ型金具１０を省略することができる。

【0050】

以上説明したように、本実施形態は、トンネル掘削面に沿って円筒状に隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築する円弧板状のセグメント１、１ａであって、硬化コンクリート体からなるセグメント本体４と、主鋼材としてセグメント本体４内に、厚み方向に離間して配置された一対の鋼板２と、一対の鋼板２の両端部を連結する、トンネル軸方向に間隔をおいて配置された複数の端部ウェブ２２、２２ａと、トンネル周方向に隣接するセグメント１との接合面に、セグメント１間を締結する継手構造として設けられた継手部材（継手金物５０、継手プレート９）と、複数の端部ウェブ２２及び継手部材（継手金物５０、継手プレート９）に形成されたトンネル軸方向に貫通する貫通孔２３、５３、９２に挿入された連結ピン６と、を備える。
この構成により、連結ピン６と貫通孔２３、５３、９２との間隙によって、製造工程において、型枠内での位置調整作業を簡略化することができ、作業効率を向上させることができる。

【0051】

さらに、本実施形態は、一方端がセグメント本体４の表面に開口するように配置された、貫通孔２３、５３、９２と連結ピン６との間隙にモルタルを硬化性の充填材として充填する充填管（モルタル注入管８１、エア抜き管８２）を備える。
この構成により、セグメント本体４を構成するコンクリートが硬化後に継手部材（継手金物５０、継手プレート９）を主鋼材である鋼板２に固定することができ、製造工程において、型枠内での位置調整作業をさらに簡略化することができ、作業効率を向上させることができる。

【0052】

また、本実施形態は、トンネル掘削面に沿って円筒状に隣接配置することで、トンネルの覆工体を構築する円弧板状のセグメント１の製造方法であって、主鋼材として厚み方向に離間して配置した一対の鋼板２の両端部間に、トンネル軸方向に間隔をおいて配置された複数の端部ウェブ２２を組み付け、一対の鋼板２を複数の端部ウェブ２２によって連結させる主鋼材組立工程と、トンネル周方向に隣接するセグメント１間を締結する継手部材（継手金物５０、継手プレート９）を複数の端部ウェブ２２に、継手部材と複数の端部ウェブ２２とに形成されたトンネル軸方向に貫通する貫通孔２３、５３、９２に連結ピン６を挿入して取付ける継手部材取付工程と、一方端がセグメント１の表面に開口するように、貫通孔２３、５３、９２と連結ピン６との間隙にモルタルを硬化性の充填材として充填する充填管（モルタル注入管８１、エア抜き管８２）を設置する充填管設置工程と、継手部材を位置決めした状態で型枠にセットして、セグメント本体４となるコンクリートを打設するコンクリート打設置工程と、打設したコンクリートが適宜硬化した後に脱型し、充填管によって貫通孔２３、５３、９２と連結ピン６との間隙に充填材を充填する充填材充填工程と、を備える。

【0053】

さらに、本実施形態は、コンクリート打設置工程の前に、貫通孔２３、５３、９２と連結ピン６との間隙へのコンクリートの防ぐカバープレート７を取り付けるカバープレート取付工程を備える。
この構成により、セグメント本体４内に充填剤を充填する充填空間を確保することができる。

【0054】

なお、本発明が上記各実施形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施形態は適宜変更され得ることは明らかである。

【符号の説明】

【0055】

１、１ａ セグメント
２ 鋼板
３ 鉄筋かご
４ セグメント本体
５ 溝孔
６ 連結ピン
７、７ａ カバープレート
９ 継手プレート
１０ Ｃ型金具
１１ 定着プレート
１２ 機械式継手
２１ 中央ウェブ
２２、２２ａ 端部ウェブ
２３ 貫通孔
２４ 連結ウェブ
２５ 貫通孔
４１ 上面
４２ 下面
４３ 前端面
４４ 後端面
４５ 左端面
４６ 右端面
４７ 雄継手
５０、５０ａ 継手金物
５１ 本体部
５２、５２ａ 脚部
５３、５３ａ 貫通孔
８１ モルタル注入管
８２ エア抜き管
９１ Ｃ型切り欠き
９２ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】