特許 7131105 セグメント

(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】2022-08-29

(45)【発行日】2022-09-06

(54)【発明の名称】セグメント

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20220830BHJP

   E21D 11/15 20060101ALI20220830BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20220830BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/15

E21D11/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018111093

(22)【出願日】2018-06-11

(65)【公開番号】P2019214828

(43)【公開日】2019-12-19

【審査請求日】2021-02-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000006655

【氏名又は名称】日本製鉄株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】石田 宗弘

(72)【発明者】

【氏名】中島 正整

(72)【発明者】

【氏名】阿部 幸夫

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４５－０２９０７６（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平０３－２１２６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７０２９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２７０２９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０５５８９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－００２５９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－２２５３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２９０２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントであって、
トンネル周方向の一対の端面と、トンネル軸方向の一対の側面と、トンネル法線方向における地山側の外表面と、前記トンネル法線方向における内空側の内表面とで構成される６面を備える本体部と、前記外表面を覆う膜部とを備え、
前記膜部は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜を有し、
前記側面と接する主桁板を更に備え、
前記厚膜は、前記主桁板が前記側面と接する面に対向する面よりも前記本体部側に設けられること
を特徴とするセグメント。

【請求項2】

一対の前記端面に形成されたシール溝をさらに備え、
前記厚膜は、前記シール溝の地山側上縁まで延長して設けられること
を特徴とする請求項１記載のセグメント。

【請求項3】

前記厚膜は、前記シール溝内にも設けられること
を特徴とする請求項２記載のセグメント。

【請求項4】

前記膜部は、前記外表面と前記厚膜との間に設けられる重防食膜及び水反応膨張膜の少なくとも何れかを含む保護膜を有すること
を特徴とする請求項１～３の何れか１項記載のセグメント。

【請求項5】

前記保護膜は、前記外表面及び前記厚膜と接すること
を特徴とする請求項４記載のセグメント。

【請求項6】

前記外表面と、前記膜部との間に設けられ、前記膜部に覆われるスキンプレートをさらに備えること
を特徴とする請求項１～４の何れか１項記載のセグメント。

【請求項7】

前記スキンプレートは凹凸部を有し、
前記膜部は、前記凹凸部に接すること
を特徴とする請求項６記載のセグメント。

【請求項8】

前記厚膜は、前記アスファルト、前記ゴム、及び前記ゴムアスファルトの何れかを、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの何れかによって形成されたものであること
を特徴とする請求項１～７の何れか１項記載のセグメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シールドトンネルの水密性向上を目的として、例えば特許文献１のシールドトンネル用外面樹脂被覆セグメントが提案されている。

【0003】

特許文献１のシールドトンネル用外面樹脂被覆セグメントは、隣接するセグメントを接合する各接合面にシール材を装着するシール溝を有するセグメントと、セグメントの外表面とシール溝を含む各接合面を覆うように塗装された硬化性樹脂塗膜層と、からなることを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１１－２７０２９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、トンネルを構築する際のシールド工事において、テールブラシが用いられる。テールブラシは、セグメントの外表面に当接した状態を保つことで、シールド機内への地下水等の流入を抑制する。このとき、セグメントの外表面にテールブラシ反力が作用するため、セグメントの外表面の早期劣化を引き起こし、止水性の低下が課題として挙げられている。

【0006】

この点、特許文献１の開示技術では、セグメントの外表面に硬化性樹脂塗膜層が設けられる。硬化性樹脂塗膜層は、一般的に固い特性を有する反面、固い特性が災いしてテールブラシの押し付けの反力を受けやすく、そのためテールブラシ等に対する耐摩耗性が弱く、傷が発生し易い傾向を示す。このため、例えば硬化性樹脂塗膜層に傷が発生した場合、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大や、剥がれ等の発生を引き起こし易くなる恐れがある。これにより、硬化性樹脂塗膜層における傷の拡大部分等が、水みちを形成することになり、止水性の低下を引き起こす恐れがある。従って、特許文献１の開示技術では、上述した問題点を解決することが難しい。

【0007】

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであって、その目的とするところは、止水性の向上を可能とするセグメントを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

第１発明に係るセグメントは、トンネルの周方向及び軸方向に対して相互に連結することで前記トンネルを構築するためのセグメントであって、トンネル周方向の一対の端面と、トンネル軸方向の一対の側面と、トンネル法線方向における地山側の外表面と、前記トンネル法線方向における内空側の内表面とで構成される６ 面を備える本体部と、前記外表面を覆う膜部とを備え、前記膜部は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜を有し、前記側面と接する主桁板を更に備え、前記厚膜は、前記主桁板が前記側面と接する面に対向する面よりも前記本体部側に設けられることを特徴とする。

【0009】

第２発明に係るセグメントは、第１発明において、一対の前記端面に形成されたシール溝をさらに備え、前記厚膜は、前記シール溝の地山側上縁まで延長して設けられることを特徴とする。

【0010】

第３発明に係るセグメントは、第２発明において、前記厚膜は、前記シール溝内にも設けられることを特徴とする。

【0011】

第４発明に係るセグメントは、第１発明～第３発明の何れかにおいて、前記膜部は、前記外表面と、前記厚膜との間に設けられる重防食膜及び水反応膨張膜の少なくとも何れかを含む保護膜を有することを特徴とする。

【0012】

第５発明に係るセグメントは、第４発明において、前記保護膜は、前記外表面及び前記厚膜と接することを特徴とする。

【0013】

第６発明に係るセグメントは、第１発明～第４発明の何れかにおいて、前記外表面と、前記膜部との間に設けられ、前記膜部に覆われるスキンプレートをさらに備えることを特徴とする。

【0014】

第７発明に係るセグメントは、第６発明において、前記スキンプレートは凹凸部を有し、前記膜部は、前記凹凸部に接することを特徴とする。

【0015】

第８発明に係るセグメントは、第１発明～第７発明の何れかにおいて、前記厚膜は、前記アスファルト、前記ゴム、及び前記ゴムアスファルトの何れかを、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの何れかによって形成されたものであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

第１発明～第８発明によれば、膜部は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜を有する。このため、厚膜の表面に傷が発生した場合においても、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大を抑制することができる。これにより、止水性を向上させることが可能となる。

【0017】

特に、第２発明によれば、厚膜は、シール溝の地山側上縁まで設けられる。このため、シール溝に設置されるシール材と相まって、膜層の止水効果を向上させることが可能になる。

【0018】

特に、第３発明によれば、厚膜は、シール溝内に設けられる。このため、一対のセグメント間における連結部分の隙間を、厚膜により埋めることができる。これにより、止水性をさらに向上させることが可能となる。

【0019】

特に、第４発明によれば、膜部は、保護膜を有する。このため、厚膜の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、保護膜によって外表面を保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。

【0020】

特に、第５発明によれば、保護膜は、外表面及び厚膜と接する。このため、厚膜が外表面に接する場合に比べ、膜部全体と外表面との間の密着性を高めることができる。これにより、長期的な外表面の保護を実現することが可能となる。

【0021】

特に、第６発明によれば、スキンプレートをさらに備える。このため、厚膜の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、スキンプレートによって外表面を保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。また、スキンプレートの表面が膜部に覆われることで、スキンプレートの劣化を抑制することができる。これにより、長期的なスキンプレートの保護を実現することが可能となる。

【0022】

特に、第７発明によれば、膜部は、凹凸部に接する。このため、膜部全体とスキンプレートとの間の密着性を高めることができる。これにより、長期的な外表面の保護を容易に実現することが可能となる。

【0023】

特に、第８発明によれば、厚膜は、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの少なくとも何れかによって形成される。これによって、外表面に強固に付着させられるので、厚膜の耐久性を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明を適用したセグメントを複数組み合わせて構築されるトンネルの一例を示す斜視図である。

【図2】本発明を適用したセグメントの第１実施形態における一例を示す斜視図である。

【図3】（ａ）～（ｂ）は、膜部の一例を示す断面図である。

【図4】保護膜の一例を示す断面図である。

【図5】（ａ）は、外表面から側面上まで延在して設けられた厚膜の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すセグメントを連結した時の一例を示す断面図である。

【図6】（ａ）は、外表面からシール溝内まで延在して設けられた厚膜の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すセグメントを連結した時の一例を示す断面図である。

【図7】本発明を適用したセグメントの第２実施形態における一例を示す斜視図である。

【図8】（ａ）は、スキンプレートに接合された拘束材の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す８Ｂ枠の拡大図である。

【図9】スキンプレートに接合された拘束材の他の例を示す断面図である。

【図10】（ａ）は、スキンプレートに接合された主桁板の例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す１０Ｂ枠の拡大図である。

【図11】（ａ）は、一対のセグメントを連結した時の一例を示す断面図であり、（ｂ）は、各セグメントの変形を示す断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す１１Ｃ枠の拡大図である。

【図12】（ａ）～（ｃ）は、トンネル及びセグメントリングの変形を示す図である。

【図13】（ａ）は、本発明を適用したセグメントの第３実施形態における一例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における１３Ｂ－１３Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における１３Ｃ－１３Ｃの断面図である。

【図14】（ａ）は、凹凸部の一例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における１４Ｂ－１４Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における１４Ｃ－１４Ｃの断面図である。

【図15】（ａ）は、凹凸部の他の例を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）における１５Ｂ－１５Ｂの断面図であり、（ｃ）は、（ａ）における１５Ｃ－１５Ｃの断面図である。

【図16】図１５（ａ）に示す１６Ａ枠の拡大図、及び各凹凸部の高さを示す図である。

【図17】（ａ）及び（ｂ）は、外表面と凹凸部との係合状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（セグメント１：第１実施形態）
以下、本発明を適用したセグメント１の第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0026】

本発明を適用したセグメント１は、図１に示すように、トンネルの周方向Ｗ（トンネル周方向）に対して相互に連結し、トンネルの軸方向Ｘ（トンネル軸方向）に対して千鳥配列状等に連結箇所を配置して連結することで、主にシールドトンネル７を地中９に構築するためのものである。

【0027】

シールドトンネル７は、周方向Ｗに沿って複数のセグメント１をリング状に相互に連結させて形成されたセグメントリング７１を、軸方向Ｘに沿って複数連結させることで構築される。このため、シールドトンネル７には、軸方向Ｘに沿って連結された複数のセグメントリング７１によって、トンネルの地山側Ａと内空側Ｉとが形成される。これにより、シールドトンネル７は、トンネルの地山側Ａからの土圧や水圧に対して、複数のセグメントリング７１を抵抗させるものとすることができ、トンネルの内空側Ｉに内側空間Ｓを確保することが可能となる。

【0028】

セグメントリング７１は、シールドマシン７０を用いて地中９を軸方向Ｘに沿って掘削し、シールドマシン７０の後方（坑口側Ｄ）において複数のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結することで形成される。上述したシールドマシン７０を用いた掘削と、セグメントリング７１の形成とを繰り返すことで、坑口側Ｄから切羽側Ｃに沿ったシールドトンネル７が構築される。

【0029】

本発明を適用したセグメント１は、図２に示すように、本体部２と、膜部６とを備え、例えばシール溝３０と、セグメント継手４５と、リング継手３６とを備えてもよい。

【0030】

本体部２は、周方向Ｗに延在する。本体部２は、周方向Ｗと交わり軸方向Ｘに延在する一対の端面２１と、軸方向Ｘと交わり周方向Ｗに延在する一対の側面２２と、法線方向Ｙ（トンネル法線方向）と交わり軸方向Ｘ及び周方向Ｗと平行な面を有する一対の面２０とで構成される６面を備える。一対の面２０は、法線方向Ｙにおける地山側Ａの外表面２０ａと、及び内空側Ｉの内表面２０ｂとで表される。本体部２は、例えば軸方向Ｘの幅が２００ｍｍ～２，５００ｍｍ程度であり、トンネルの法線方向Ｙの厚さが１５０ｍｍ～７００ｍｍ程度である。

【0031】

膜部６は、外表面２０ａ上全体に延在し、外表面２０ａを覆う。膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。

【0032】

アスファルトとして、例えばJIS K 2207に対応するブローンアスファルト、又は上記規格に相当する性能を有するアスファルト材料が用いられる。ゴムとして、例えばJIS A 6021に対応するウレタンゴム系、アクリルゴム系、クロロブレンゴム系、シリコーンゴム系、又は上記規格に相当する性能を有するゴム材料が用いられる。ゴムアスファルトとして、例えばJIS A 6021に対応するゴムアスファルト系、又は上記規格に相当する性能を有するゴムアスファルト材料が用いられる。厚膜６１は、例えば水酸基末端ポリブタジエンを主剤として含む。

【0033】

厚膜６１は、例えば上述したアスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを、外表面２０ａ等に対して吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの何れかによって形成されたものである。

【0034】

膜部６における法線方向Ｙの厚さは、シールド工事におけるテールクリアランス以下であり、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは２ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

【0035】

例えば図３（ａ）に示すように、テールブラシ反力等の作用によって厚膜６１に傷６ｂが発生する場合がある。このとき、厚膜６１がアスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含むことで、例えば図３（ｂ）に示すように、厚膜６１の自己修復性能により傷６ｂ幅、長さなどの拡大を抑制することができる。このため、例えば図３の矢印に沿って地下水等が流れる際、傷６ｂを介して外表面２０ａ上に地下水等が到達することを防ぐことができる。

【0036】

膜部６は、例えば図４に示すように、外表面２０ａと、厚膜６１との間に設けられる保護膜６２を有する。保護膜６２は、重防食膜及び水反応膨張膜の少なくとも何れかを含む。このため、厚膜６１の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、保護膜６２によって外表面２０ａを保護することができる。

【0037】

保護膜６２は、例えば外表面２０ａ及び厚膜６１と接する。このとき、保護膜６２は、プライマーとしての役割を担う。このため、厚膜６１が外表面２０ａに接する場合に比べ、膜部６全体と外表面２０ａとの間の密着性を高めることができる。

【0038】

重防食膜として、例えばJIS K 5552に対応するジンクリッチプライマー、JIS K 5553に対応する厚膜形ジンクリッチペイント、又は上記規格に相当する性能を有する重防食塗料が用いられる。水反応膨張膜として、例えばポリウレタン等を主成分として、吸水膨張して止水性能を発揮する吸水膨潤性材料や、クロロプレンゴム系材料、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）系材料、天然ゴム系材料等の弾性を有する水膨張性シール材等が用いられる。

【0039】

なお、保護膜６２は、例えば外表面２０ａ上に設けられるほか、例えば端面２１、側面２２、及び内表面２０ｂの少なくとも何れかに設けられてもよい。この場合、例えば一対のセグメント１の間等に水みちが発生した場合においても、保護膜６２によって本体部２を保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。

【0040】

本発明を適用したセグメント１は、例えば図２に示すように、シール溝３０を備える。シール溝３０は、一対の端面２１及び一対の側面２２に形成される。シール溝３０は、例えば端面２１に形成されて軸方向Ｘに延在する一対の端面側シール溝３１ａ、３１ｂと、側面２２に形成されて周方向Ｗに延在する一対の側面側シール溝３２ａ、３２ｂとを有する。

【0041】

シール溝３０は、例えば図５（ｂ）に示すように、一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、シール材３３を充填させるためのものである。これにより、一対のセグメント１ａ、１ｂの連結強度を向上させることができる。

【0042】

例えば図５（ａ）に示すように、厚膜６１は、外表面２０ａ上から側面２２上まで延在して設けられてもよい。すなわち、厚膜６１は、外表面２０ａ上からシール溝３０の地山側Ａ上縁まで延長して設けられる。この場合、例えば図５（ｂ）に示すように、一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、各セグメント１ａ、１ｂの側面２２上に設けられた厚膜６１が、密着した状態を維持する。そのため、従来の硬化性樹脂塗膜層のように、塗膜層を設ける範囲のセグメント１を切欠いておかなくても良く、セグメント１の製造コストが向上する。このため、一対のセグメント１ａ、１ｂ間における連結部分の隙間を、厚膜６１により埋めることができる。これにより、一対のセグメント１ａ、１ｂの連結箇所（側面２２）における止水性を飛躍的に向上させることが可能となる。なお、厚膜６１は、例えば外表面２０ａ上から端面２１上まで延在して設けられてもよいほか、外表面２０ａ上から端面２１上及び側面２２上まで延在して設けられてもよい。

【0043】

例えば図６（ａ）に示すように、厚膜６１は、外表面２０ａ上からシール溝３０内まで延在して設けられてもよい。この場合、例えば図６（ｂ）に示すように、一対のセグメント１ａ、１ｂを連結するとき、各セグメント１ａ、１ｂのシール溝３０（図６（ｂ）では側面側シール溝３２ａ）内に設けられた厚膜６１が、シール材３３と密着した状態を維持する。このため、一対のセグメント１ａ、１ｂ間における連結部分の隙間を、シール材３３と厚膜６１とにより埋めることができる。これにより、一対のセグメント１ａ、１ｂの連結箇所における止水性をさらに向上させることが可能となる。

【0044】

本発明を適用したセグメント１は、例えば図２に示すように、側面２２に配置されたリング継手３６を備える。リング継手３６は、一対のセグメント１を軸方向Ｘに沿って連結するために用いられる。リング継手３６の配置される数及び位置は、任意である。

【0045】

各リング継手３６は、雄側リング継手又は雌側リング継手の何れかを有する。雄側リング継手及び雌側リング継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、軸方向Ｘに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側リング継手が配置され、他方のセグメント１には雌側リング継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各リング継手３６は、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設される。

【0046】

本発明を適用したセグメント１は、例えば端面２１又は側面２２に配置されたセグメント継手４５を備える。セグメント継手４５は、一対のセグメント１を周方向Ｗに沿って連結するために用いられる。セグメント継手４５の配置される数及び位置は、任意である。

【0047】

各セグメント継手４５は、例えば雄側セグメント継手又は雌側セグメント継手の何れかを有する。雄側セグメント継手及び雌側セグメント継手は、互いに嵌合する形状を有する。例えば、周方向Ｗに沿って隣接する一対のセグメント１において、一方のセグメント１には雄側セグメント継手が配置され、他方のセグメント１には雌側セグメント継手が配置される。これにより、一対のセグメント１を連結することができる。各セグメント継手４５は、例えば少なくとも一部を本体部２に埋設される。なお、一対のセグメント１がボルトとナットで連結される場合は、ボルトが雄側セグメント継手、ナットが雌側セグメント継手となる。

【0048】

本発明を適用したセグメント１によれば、膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。このため、厚膜６１の表面に傷が発生した場合においても、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大を抑制することができる。これにより、止水性を向上させることが可能となる。

【0049】

また、本発明を適用したセグメント１によれば、厚膜６１は、シール溝３０の地山側Ａ上縁まで設けられる。このため、シール溝３０に設置されるシール材３３と相まって、膜層の止水効果を向上させることが可能になる。

【0050】

また、本発明を適用したセグメント１によれば、厚膜６１は、シール溝３０内に設けられる。このため、一対のセグメント１間における連結部分の隙間を、厚膜６１により埋めることができる。これにより、止水性をさらに向上させることが可能となる。

【0051】

また、本発明を適用したセグメント１によれば、膜部６は、保護膜６２を有する。このため、厚膜６１の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、保護膜６２によって外表面２０ａを保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。

【0052】

また、本発明を適用したセグメント１によれば、保護膜６２は、外表面２０ａ及び厚膜６１と接する。このため、厚膜６１が外表面２０ａに接する場合に比べ、膜部６全体と外表面２０ａとの間の密着性を高めることができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。

【0053】

また、本発明を適用したセグメント１によれば、厚膜６１は、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの少なくとも何れかによって形成される。これによって、外表面２０ａに強固に付着させられるので、厚膜６１の耐久性を高めることが可能となる。

【0054】

（セグメント１：第２実施形態）
次に、本発明を適用したセグメント１の第２実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0055】

第２実施形態と第１実施形態との違いは、スキンプレート５を備える点である。なお、上述した内容と同様の構成については、説明を省略する。

【0056】

スキンプレート５は、例えば図７に示すように、外表面２０ａと膜部６との間に設けられる。スキンプレート５は、外表面２０ａ上全体に延在し、外表面２０ａを覆う。このため、膜部６は、スキンプレート５を介して外表面２０ａと離間する。スキンプレート５は、外表面２０ａと接して設けられる。なお、本発明を適用したセグメント１は、例えば内表面２０ｂと接して設けられるスキンプレート５をさらに備えてもよい。

【0057】

スキンプレート５は、例えば一対の拘束材３５に接合される。拘束材３５は、周方向Ｗに沿って円弧状に延在し、溶接接合等によりスキンプレート５と接合される。この場合、スキンプレート５を外表面２０ａ上に強固に固定することができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を容易に実現することが可能となる。

【0058】

拘束材３５は、例えば図８に示すように、法線方向Ｙに沿って本体部２に埋設される。この場合、拘束材３５は、例えば複数の開孔部３５ｈを有してもよい。開孔部３５ｈを有する場合、開孔部３５ｈ内に本体部２（コンクリート）が充填されるため、拘束材３５と本体部２との間の固結強度を向上させることが可能となる。なお、拘束材３５が埋設される法線方向Ｙの長さは任意である。

【0059】

拘束材３５は、例えば図９に示すように、側面２２に接して設けられてもよい。この場合、本体部２を形成したあとに、拘束材３５を設けることができる。なお、拘束材３５における法線方向Ｙに延在する長さは、任意である。

【0060】

本発明を適用したセグメント１は、例えば一対の端面２１と接して設けられる一対の継手板４と、一対の側面２２と接して設けられる一対の主桁板３とを備えてもよい。継手板４は、軸方向Ｘに沿って延在する。主桁板３は、周方向Ｗに沿って円弧状に延在する。

【0061】

継手板４及び主桁板３として、例えば鋼板やセグメント形鋼が用いられる。一対の継手板４の各端部と、一対の主桁板３の各端部とを接合することで、本体部２を囲む鋼殻が形成される。本発明を適用したセグメント１は、例えば鋼殻の内部に中詰めコンクリートを充填することで、本体部２を形成することができる。

【0062】

主桁板３は、例えば図１０に示すように、拘束材３５として用いられてもよい。即ち、スキンプレート５は、溶接接合等により一対の主桁板３と接合されてもよい。

【0063】

軸方向Ｘに沿って、厚膜６１は、例えば主桁板３における側面２２と接する面に対抗する面よりも本体部２側に設けられる。図１０（ｂ）に示すように、厚膜６１は、主桁板３における側面２２と接する面に対向する面と離間して設けられる。なお、厚膜６１は、例えば継手板４における端面２１と接する面に対向する面と離間して設けられてもよい。

【0064】

この場合、例えば図１１（ａ）に示すように、一対のセグメント１ａ、１ｂを連結したとき、各セグメント１ａ、１ｂのスキンプレート５上に設けられた各厚膜６１は、密着せずに離間する。このため、例えば図１１（ｂ）に示すように、地震等に伴う変形（図１１（ｂ）の矢印）が発生した場合、厚膜６１の変形はセグメント１ａ、１ｂの変形よりも大きいため、厚膜６１同士が衝突し、亀裂や剥がれが発生する場合がある。それに対して本発明を適用したセグメント１は、例えば図１１（ｃ）に示すように、厚膜の位置を主桁板３よりも控えることで、各厚膜６１自体が変形するため、各厚膜６１の衝突を防ぐことができる。これにより、地震等に伴う変形に起因する厚膜６１の亀裂や剥がれ、それに伴う劣化を抑制することが可能となる。

【0065】

上記に加え、例えば図１２（ａ）及び図１２（ｂ）の矢印に示すように、各方向への複合的な力がシールドトンネル７に作用した場合、各セグメントリング７１は、例えば軸方向Ｘから見て、図１２（ｂ）の破線に示すように変形する。このとき、各セグメント１に設けられた厚膜６１がそれぞれ離間しているため、各セグメントリング７１の間における追従を抑制することができる。これにより、例えば図１２（ｃ）に示すように、各セグメントリング７１の変形を容易に可能とし、各セグメントリング７１に作用する負荷を最小限に抑えられ、シールドトンネル７全体の崩壊を抑制することができる。なお、図１２（ｃ）における破線は、変形前のシールドトンネル７の位置を示す。

【0066】

本発明を適用したセグメント１によれば、上述した実施形態と同様に、膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。このため、厚膜６１の表面に傷が発生した場合においても、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大を抑制することができる。これにより、止水性を向上させることが可能となる。

【0067】

また、本実施形態によれば、本発明を適用したセグメント１は、スキンプレート５をさらに備える。このため、厚膜６１の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、スキンプレート５によって外表面２０ａを保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。また、スキンプレート５の表面が膜部６に覆われることで、スキンプレート５の劣化を抑制することができる。これにより、長期的なスキンプレート５の保護を実現することが可能となる。

【0068】

なお、本実施形態によれば、上述した実施形態と同様に、例えば厚膜６１がシール溝３０内に設けられてもよい。このため、一対のセグメント１間における連結部分の隙間を、厚膜６１により埋めることができる。これにより、止水性をさらに向上させることが可能となる。

【0069】

また、本実施形態によれば、上述した実施形態と同様に、例えば膜部６が保護膜６２を有してもよい。このため、厚膜６１の劣化に伴う水みちが発生した場合においても、保護膜６２によってスキンプレート５を保護することができる。これにより、止水性の向上を容易に実現することが可能となる。

【0070】

上記に加え、本実施形態によれば、保護膜６２は、スキンプレート５及び厚膜６１と接してもよい。このため、厚膜６１がスキンプレート５に接する場合に比べ、膜部６全体とスキンプレート５との間の密着性を高めることができる。これにより、長期的なスキンプレート５及び外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。

【0071】

（セグメント１：第３実施形態）
次に、本発明を適用したセグメント１の第３実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0072】

第３実施形態と第２実施形態との違いは、スキンプレート５が凹凸部５１を有する点である。なお、上述した内容と同様の構成については、説明を省略する。

【0073】

スキンプレート５は、例えば図１３に示すように、エンボス加工された凹凸部５１を有する。凹凸部５１は、スキンプレート５の表面全体に形成されるほか、例えばスキンプレート５の表面の一部に形成されてもよい。凹凸部５１は、湾曲した波状に形成されるほか、例えば平坦面を有する矩形状に形成されてもよい。

【0074】

凹凸部５１として、例えば周方向Ｗに沿って複数の凹凸を含む第１凹凸部５１ａが形成される。第１凹凸部５１ａのピッチは、周方向Ｗに沿って一定に形成されるほか、例えば周方向Ｗに沿ってピッチを変化させてもよい。第１凹凸部５１ａを形成することで、軸方向Ｘに沿ってのみ凹凸部が形成された場合に比べて、スキンプレート５の強度を高めることができる。これにより、スキンプレート５の劣化を抑制することが可能となる。

【0075】

凹凸部５１として、例えば図１４及び図１５に示すように、第１凹凸部５１ａと、軸方向Ｘに沿って複数の凹凸を含む第２凹凸部５１ｂとが形成されてもよい。第１凹凸部５１ａ及び第２凹凸部５１ｂは、例えば法線方向Ｙから見て、図１４に示す矩形状に形成されるほか、例えば図１５に示すハニカム形状に形成されてもよい。第１凹凸部５１ａに加えて第２凹凸部５１ｂを形成することで、スキンプレート５の強度をさらに高めることができる。これにより、スキンプレート５の劣化をさらに抑制することが可能となる。また、周方向Ｗ及び軸方向Ｘに各凹凸部５１ａ、５１ｂが形成されることで、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。

【0076】

なお、凹凸部５１は、例えばスキンプレート５の端部周辺に形成されなくてもよい。すなわち、スキンプレート５には、例えば周方向Ｗの両端側に位置する一対の端面の近傍、及び軸方向Ｘの両端側に位置する一対の側面の近傍の少なくとも何れかにおいて、平滑面が形成されてもよい。この場合、本体部２との接合面が密着するため、スキンプレート５を外表面上に強固に固定することができる。また、接合面の耐久性が向上する。

【0077】

例えば図１６に示すように、第１凹凸部５１ａにおける法線方向Ｙの高さＨ１は、第２凹凸部５１ｂにおける法線方向Ｙの高さＨ２よりも高い。この場合、スキンプレート５の強度向上を優先した上で、外表面２０ａからのずれを抑制することができる。これにより、スキンプレート５の劣化の抑制と、長期的な外表面２０ａの保護とを容易に実現することが可能となる。さらにスキンプレート５の周方向Ｗ及び軸方向Ｘに対する縦横寸法に応じて、高さＨ１と高さＨ２の高さを調節することで、スキンプレート５の縦横強度を適切に設定することができるため、スキンプレート５の製造コストを抑制できる。

【0078】

外表面２０ａは、例えば図１７に示すように、スキンプレート５の凹凸部５１と係合する形状を有してもよい。外表面２０ａ及び凹凸部５１は、上述した矩形状等を有するほか、例えば図１７（ａ）に示す波形状や、図１７（ｂ）に示す折板構造状に形成されてもよい。外表面２０ａ及び凹凸部５１の形状が波形状の場合、例えば法線方向Ｙの高さは５ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。外表面２０ａ及び凹凸部５１の形状が折板構造状の場合、例えば法線方向Ｙの高さは１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。

【0079】

例えば地震等に伴う変形（図１７の矢印）が発生した場合、スキンプレート５から本体部２に向けて、変形に伴う力が作用する（図１７の白抜き矢印）。このとき、外表面２０ａが凹凸部５１と係合する形状を有することで、スキンプレート５と外表面２０ａとのずれを容易に抑制することができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を実現することが可能となる。

【0080】

本発明を適用したセグメント１によれば、上述した実施形態と同様に、膜部６は、アスファルト、ゴム、及びゴムアスファルトの何れかを含む厚膜６１を有する。このため、厚膜６１の表面に傷が発生した場合においても、テールブラシ反力等に伴う傷の拡大を抑制することができる。これにより、止水性を向上させることが可能となる。

【0081】

また、本実施形態によれば、スキンプレート５は、凹凸部５１を有する。このため、従来のスキンプレート５に比べて、スキンプレート５の強度を飛躍的に高めることができる。これにより、テールブラシ反力等が作用した場合においても、スキンプレート５の劣化を抑制することができる。また、膜部６全体とスキンプレート５との間の密着性を高めることができる。これにより、長期的な外表面２０ａの保護を容易に実現することが可能となる。

【0082】

本発明を適用したセグメント１によれば、厚膜６１は、吹き付け、塗り付け、及び刷毛塗りの少なくとも何れかによって形成される。吹き付けによる施工は、例えばアスファルトをエマルジョン状にしてノズルから噴射しセグメント１の外表面２０ａに貼着させる。塗り付けによる施工は、例えばアフファルトに細粒成分の増粘剤を混合し、粘性を高めることで、例えば所謂左官のようにコテを使用してセグメント１の外表面２０ａに塗り付ける。刷毛塗りは、所謂改質アスファルトを採用することで、常温において液状としたものを塗料等の施工のように刷毛塗りでセグメント１の外表面２０ａに塗布する。いずれの施工方法も事前に定型に成形した厚膜版を糊で接着する施工のものとは異なり、セグメント１の表面に含浸して固化するため、セグメント１の外表面２０ａに強固に付着させられることから、厚膜６１の剥がれに対する耐性が極めて高く、厚膜６１の耐久性を大幅に向上させることが可能となる。

【0083】

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。

【符号の説明】

【0084】

１ ：セグメント
２ ：本体部
２０ ：面
２０ａ ：外表面
２０ｂ ：内表面
２１ ：端面
２２ ：側面
３ ：主桁板
３０ ：シール溝
３３ ：シール材
３５ ：拘束材
３５ｈ ：開孔部
３６ ：リング継手
４ ：継手板
４５ ：セグメント継手
５ ：スキンプレート
５１ ：凹凸部
５１ａ ：第１凹凸部
５１ｂ ：第２凹凸部
６ ：膜部
６ｂ ：傷
６１ ：厚膜
６２ ：保護膜
７ ：シールドトンネル
７０ ：シールドマシン
７１ ：セグメントリング
９ ：地中
Ａ ：地山側
Ｃ ：切羽側
Ｄ ：坑口側
Ｉ ：内空側
Ｓ ：内側空間
Ｗ ：周方向
Ｘ ：軸方向
Ｙ ：法線方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】