特許 7339186 六角形セグメント

(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】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】六角形セグメント

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20230829BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/04 Z

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020038278

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021139180

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2022-07-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(73)【特許権者】

【識別番号】000198307

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ建材工業

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 英典

(72)【発明者】

【氏名】杉村 晋之介

(72)【発明者】

【氏名】川内 大輔

(72)【発明者】

【氏名】大川 俊紀

(72)【発明者】

【氏名】平木 邦晶

(72)【発明者】

【氏名】坂田 隆太

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１２１８９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８２２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０７０４９１（ＪＰ，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】

切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面と、これらの一対の軸方向接合面の両側の端部を各々連結するようにしてＶ字形状に配置される、切羽側斜め接合面及び坑口側斜め接合面からなる一対のＶ字状周方向接合面とを備え、トンネルの軸方向及び周方向に連設させてハニカム状に組み付けられることによって、シールドトンネルの覆工体を形成するコンクリート製の六角形セグメントにおいて、
前記切羽側軸方向接合面の両側の側部領域から両側の各々の前記坑口側斜め接合面の中央部に向けて、前記切羽側斜め接合面と平行に延設して貫通する、斜めボルト挿通孔が設けられていると共に、各々の前記斜めボルト挿通孔の前記切羽側軸方向接合面側の端部には、連結ボルト部材の頭部を締着させる締着凹部が、開口面を前記切羽側軸方向接合面に開口させて形成されており、
前記切羽側軸方向接合面における各々の前記締着凹部よりも前記切羽側斜め接合面側の部分には、位置決め用の凹部が設けられていると共に、前記坑口側軸方向接合面には、両側の側部領域における前記位置決め用の凹部と対応する位置に、位置決め用の凸部が各々設けられており、
当該六角形セグメントの組み付け時に、前記位置決め用の凸部が、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側軸方向接合面に設けられた前記位置決め用の凹部に、嵌め込むようにして各々装着されることで、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側軸方向接合面に対して、前記坑口側軸方向接合面が位置決めされるようになっており、
前記坑口側軸方向接合面における、前記位置決め用の凸部よりも前記坑口側軸方向接合面の長手方向の中心側に先端開口面を開口させて、少なくとも一対の雌ネジ孔を有する吊り用インサート部材が、前記坑口側軸方向接合面の長手方向の中心線に対して対称に配置されて、コンクリート中に埋設固定された状態で取り付けられている六角形セグメント。

【請求項2】

前記切羽側斜め接合面及び前記坑口側斜め接合面の各々には、これらの接合面の長手方向に間隔をおいて配置された、ガイド凸部とガイド凹部とが組になって少なくとも一組設けられており、前記ガイド凸部及び前記ガイド凹部を介して、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側斜め接合面に対して前記坑口側斜め接合面が、位置決めされるようになっている請求項１記載の六角形セグメント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、六角形セグメントに関し、特に、トンネルの軸方向及び周方向に連設させてハニカム状に組み付けられることによって、シールドトンネルの覆工体を形成するコンクリート製の六角形セグメントに関する。

【背景技術】

【0002】

都市部や平野部において各種のトンネルを構築する方法として、シールド掘進機によるシールド工法が広く採用されている。シールド工法は、シールド掘進機の先端の切羽面を、泥土、泥水、圧気等によって押さえ付けつつカッターによって地山を掘削すると共に、シールド掘進機の後方に、トンネルの軸方向及び周方向に連設してセグメントを順次組み付けることによって、トンネルの内周面を覆う覆工体を形成し、組み付けられた覆工体の前端部に、シールドジャッキを押し付けることにより反力を得ながら、発進立坑から到達立坑に向けて、トンネルを地中に構築してゆく工法である。

【0003】

近年、工事の効率化等を図る観点から、トンネルの内周面を覆う覆工体を構成するセグメントとして、一般に用いられる矩形状の平面形状を備えるセグメントに換えて、六角形状の平面形状を備える鉄筋コンクリート製の六角形セグメントを用いたシールド工法が採用される場合がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。六角形セグメントは、平行に配置された切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面と、これらの軸方向接合面の両側の端部を各々連結するようにしてＶ字形状に配置された、切羽側斜め接合面及び坑口側斜め接合面からなる一対のＶ字状周方向接合面とを備えている（図１参照）。六角形セグメントは、トンネルの掘進方向後方側に先行して組み付けられた六角形セグメントの切羽側軸方句接合面及び切羽側斜め接合面に、トンネルの掘進方向前方側に後続して組み付けられる六角形セグメントの坑口側軸方向接合面及び坑口側斜め接合面を各々重ね合わせつつ、各々の六角形セグメントにおける、トンネルの掘進方向前方側の半分の部分である等脚台形状部分を、周方向に間隔をおいて交互に突出させながら、トンネルの軸方向及び周方向にハニカム状に配置されて順次組み付けられてゆくことになる（例えば、特許文献３の図４～図６参照）。

【0004】

また、鉄筋コンクリート製の六角形セグメントを用いたシールド工法では、六角形セグメントの交互に突出する等脚台形状部分の切羽側軸方向接合面にシールドジャッキを押し当てて、反力を取りつつシールド掘進機を掘進させながら、これと並行して、シールドジャッキを押し当てた周方向に隣接する各一対の等脚台形状部分の間の領域において、後続する六角形セグメントを組み付ける作業を行うことができるので（図４（ａ）～（ｃ）参照）、矩形状の平面形状を備えるセグメントを用いたシールド工法のように、シールド掘進機を掘進させる工程を一リング毎に中断してセグメントを組み立てる作業を行うことなく、六角形セグメントを組み付けながら、シールド掘進機を連続して掘進させることで、効率良くシールド工事を行うことが可能になる。

【0005】

さらに、鉄筋コンクリート製の六角形セグメントを用いたシールド工法では、隣接する六角形セグメントの間の連結は、切羽側軸方向接合面や、坑口側軸方向接合面や、切羽側斜め接合面や、坑口側斜め接合面による周辺部の接合面の間を貫通して取り付けられる、連結ボルトを用いて行うようになっているので（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）、矩形状の平面形状を備えるセグメンによる覆工体の内周面に現れるような、連結ボルトの締結作業を行うためのボルトボックス等による凹凸が、六角形セグメントによる覆工体の内周面には形成されないようにすることが可能になる。これによって、覆工体の内周面を平滑な状態に保持することができるので、好ましくは内側面に防食層を施した六角形セグメントによる覆工体の内側に、さらに二次覆工を施工する必要がなく、六角形セグメントによる覆工体の内周面をそのままトンネルの内周面として用いて、構築したシールドトンネルを、例えば水を流通させる、下水道用の管渠や、雨水を一時的に貯留する貯水池用のトンネルとして、有効に活用することが可能になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第２５９６６６６号公報

【文献】特開平９－２７３３９５号公報

【文献】特許第３２５３８７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一方、鉄筋コンクリート製の六角形セグメントを用いてシールドトンネルの覆工体を形成する場合、六角形セグメントは、上述のように、軸方向及び周方向に、複数の当該六角形セグメントが掘進方向に半分ずつ位置をずらしてハニカム状に配置されることで、特に隣接する３体の六角形セグメントの角部分が集合する角部集合部では、トンネルの掘進が進んで覆工体が安定するまでの間、矩形状のセグメントによる角部と比較して、応力の方向が定まり難いことから、周囲の地盤からの圧力や、シールドジャッキによる掘進時の押圧力により生じる内力や、隣接する六角形セグメントからの外力によって、過度の偏荷重が負荷され易い状態となっており、これにより当該角部集合部において、覆工体を形成する六角形セグメントが、偏荷重による歪み変位によって、各々の接合面の間で位置ずれを生じ易い。

【0008】

これに対して、従来の六角形セグメントでは、切羽側斜め接合面及び坑口側斜め接合面の各々に、少なくとも一組のガイド凸部及びガイド凹部が設けられていることで、これらのガイド凸部及びガイド凹部を介することによって、先行して組み付けられた六角形セグメントの切羽側斜め接合面に対して、後続して組み付けられる六角形セグメントの坑口側斜め接合面が、位置ずれを生じないように強固に位置決めされるようになっている。

【0009】

しかしながら、例えばシールドトンネル及び六角形セグメントの大型化の傾向に伴って、特に隣接する３体の六角形セグメントの角部分が集合する角部集合部では、さらに大きな偏荷重が負荷され易くなるため、より安定して、角部集合部において偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じないようにする新たな技術の開発が望まれている。特に近年、トンネルの軸方向に連接される切羽側軸方向接合面と坑口側軸方向接合面とを締結接合するための、軸方向に配される連結ボルトを用いることなく、切羽側斜め接合面と坑口側斜め接合面とを締結接合ための、切羽側軸方向接合面の両側の側部領域から、先行して組み付けられた両側の六角形セグメントの各々の切羽側斜め接合面の中央部に向けて、切羽側斜め接合面と平行に延設して貫通する、斜め方向に配される連結ボルトのみによって、複数の六角形セグメントをハニカム状に組み付ける工法が増えてきており、このような斜め方向に配される連結ボルトのみによって、複数の六角形セグメントをハニカム状に組み付ける工法では、軸方向に配される連結ボルトを使用しない分、より一層、角部集合部において切羽側軸方向接合面と坑口側軸方向接合面との間で、偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じないように、強固に位置決めすることが必要になる。

【0010】

本発明は、ハニカム状に組み付けられた後、トンネルの掘進が進んで安定するまでの間、隣接する３体の当該六角形セグメントの角部分が集合する角部集合部において、特に切羽側軸方向接合面と坑口側軸方向接合面とを強固に位置決めして、偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じるのを効果的に回避することのできる六角形セグメント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】

【0011】

本発明は、切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面と、これらの一対の軸方向接合面の両側の端部を各々連結するようにしてＶ字形状に配置される、切羽側斜め接合面及び坑口側斜め接合面からなる一対のＶ字状周方向接合面とを備え、トンネルの軸方向及び周方向に連設させてハニカム状に組み付けられることによって、シールドトンネルの覆工体を形成するコンクリート製の六角形セグメントにおいて、前記切羽側軸方向接合面の両側の側部領域から両側の各々の前記坑口側斜め接合面の中央部に向けて、前記切羽側斜め接合面と平行に延設して貫通する、斜めボルト挿通孔が設けられていると共に、各々の前記斜めボルト挿通孔の前記切羽側軸方向接合面側の端部には、連結ボルト部材の頭部を締着させる締着凹部が、開口面を前記切羽側軸方向接合面に開口させて形成されており、前記切羽側軸方向接合面における各々の前記締着凹部よりも前記切羽側斜め接合面側の部分には、位置決め用の凹部が設けられていると共に、前記坑口側軸方向接合面には、両側の側部領域における前記位置決め用の凹部と対応する位置に、位置決め用の凸部が各々設けられており、当該六角形セグメントの組み付け時に、前記位置決め用の凸部が、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側軸方向接合面に設けられた前記位置決め用の凹部に、嵌め込むようにして各々装着されることで、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側軸方向接合面に対して、前記坑口側軸方向接合面が位置決めされるようになっており、前記坑口側軸方向接合面における、前記位置決め用の凸部よりも前記坑口側軸方向接合面の長手方向の中心側に先端開口面を開口させて、少なくとも一対の雌ネジ孔を有する吊り用インサート部材が、前記坑口側軸方向接合面の長手方向の中心線に対して対称に配置されて、コンクリート中に埋設固定された状態で取り付けられている六角形セグメントを提供することにより、上記目的を達成したものである。

【0013】

また、本発明の六角形セグメントは、前記切羽側斜め接合面及び前記坑口側斜め接合面の各々には、これらの接合面の長手方向に間隔をおいて配置された、ガイド凸部とガイド凹部とが組になって少なくとも一組設けられており、前記ガイド凸部及び前記ガイド凹部を介して、先行して組み付けられた六角形セグメントの前記切羽側斜め接合面に対して前記坑口側斜め接合面が、位置決めされるようになっていることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明の六角形セグメントによれば、ハニカム状に組み付けられた後、トンネルの掘進が進んで安定するまでの間、隣接する３体の当該六角形セグメントの角部分が集合する角部集合部において、特に切羽側軸方向接合面と坑口側軸方向接合面とを強固に位置決めして、偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じるのを効果的に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本発明の好ましい一実施形態に係る六角形セグメントを用いて形成される覆工体を説明する部分破断斜視図である。

【図2】図２は、本発明の好ましい一実施形態に係る六角形セグメントの構成を説明する、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は（ａ）をＡ方向から見た側面図、図２（ｃ）は（ａ）をＢ方向から見た側面図、図２（ｄ）は（ａ）をＣ方向から見た周方向端面図である。

【図3】図３（ａ）は、ガイド凸部の斜視図、図３（ｂ）は、六角形セグメントがハニカム状に組み付けられた際のガイド凸部及びガイド凹部の係止状態を説明する、図３（ａ）のＤ－Ｄに沿った断面図である。

【図4】図４（ａ）～図４（ｃ）は、複数の六角形セグメントを組み付けてセグメント覆工体を形成する工程の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の好ましい一実施形態に係る六角形セグメント１２は、例えば図１に示すように、鉄筋コンクリート製の複数の当該六角形セグメント１２をトンネルの軸方向（掘進方向）Ｘ及び周方向Ｙに連設してハニカム状に組み付けることによって、好ましくは雨水を一時的に貯留する貯水池用のシールドトンネルの内周面を覆う覆工体１１を形成する際に、各隣接する３体の六角形セグメント１２の角部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃが集合する、各々の角部集合部３０において、これらの六角形セグメント１２を強固に位置決めして、トンネルの掘進が進んで覆工体１１が安定するまでの間、当該角部集合部３０に偏荷重が生じても、偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じるのを効果的に回避できるようにする機能を備えている。

【0017】

すなわち、例えば鉄筋コンクリート製の六角形セグメント１２を用いてシールドトンネルの覆工体１１を形成する場合、六角形セグメント１２は、複数の当該六角形セグメント１２が掘進方向Ｘに半分ずつ位置をずらして、ハニカム状に配置されることで、特に隣接する３体の六角形セグメント１２の角部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃが集合する角部集合部３０においては、トンネルの掘進が進んで覆工体１１が安定するまでの間、方向の定まらない斜め方向の応力が生じることで、周囲の地盤からの圧力や、シールドジャッキ６０（図４（ａ）～（ｃ）参照）による掘進時の押圧力により生じる内力や、隣接する六角形セグメント１２からの外力によって、過度の偏荷重が負荷され易い状態となっており、これによって、当該角部集合部３０において、覆工体１１を形成する六角形セグメント１２に、偏荷重による歪みや変位によって、位置ずれを生じ易くなることが予想される。本実施形態では、後述する六角形セグメント１２を用いたことにより、当該角部集合部３０に過度な偏荷重が負荷されても、各々の六角形セグメント１２が位置決めされた状態を強固に保持して、当該角部集合部３０に歪みや変位による位置ずれが生じるのを効果的に回避できるようになっている。

【0018】

そして、本実施形態の六角形セグメント１２は、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、切羽側軸方向接合面１３及び坑口側軸方向接合面１４と、これらの一対の軸方向接合面１３，１４の両側の端部を各々連結するようにしてＶ字形状に配置される、切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６からなる一対のＶ字状周方向接合面１７とを備え、トンネルの軸方向Ｘ及び周方向Ｙに連設させてハニカム状に組み付けられることによって、シールドトンネルの覆工体１１を形成するコンクリート製の六角形のセグメントにおいて、切羽側軸方向接合面１３の両側の側部領域から両側の各々の坑口側斜め接合面１６の中央部に向けて、切羽側斜め接合面１５と平行に延設して貫通する、斜めボルト挿通孔２３が設けられていると共に、各々の斜めボルト挿通孔２３の切羽側軸方向接合面１３側の端部には、連結ボルト部材２４(図４（ｃ）参照)の頭部を締着させる締着凹部２３ａが、開口面を切羽側軸方向接合面１３に開口させて形成されており、切羽側軸方向接合面１３における各々の締着凹部２３ａよりも切羽側斜め接合面１５側の部分には、位置決め用の凹部（ソケット）１３ａが設けられていると共に、坑口側軸方向接合面１４には、両側の側部領域における位置決め用の凹部１３ａと対応する位置に、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが各々設けられている。当該六角形セグメント１２の組み付け時に、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３に設けられた位置決め用の凹部（ソケット）１３ａに、嵌め込むようにして各々装着されることで、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３に対して、坑口側軸方向接合面１４が位置決めされるようになっている。

【0019】

また、本実施形態では、好ましくは坑口側軸方向接合面１４における、位置決め用の凸部１４ａよりも当該坑口側軸方向接合面１４の長手方向Ｌの中心側に先端開口面を開口させて、少なくとも一対（本実施形態では、一対）の雌ネジ孔を有する吊り用インサート部材２７が、坑口側軸方向接合面１４の長手方向Ｌの中心線Ｃに対して対称に配置されて、コンクリート中に埋設固定された状態で取り付けられている。

【0020】

さらに、本実施形態では、好ましくは切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６の各々には、これらの斜め接合面１５，１６の長手方向Ｌに間隔をおいて配置された、ガイド凸部２５とガイド凹部２６とが組になって、少なくとも一組（本実施形態では、一組）設けられており、ガイド凸部２５及びガイド凹部２６を介して、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側斜め接合面１５に対して坑口側斜め接合面１６が、位置決めされるようになっている。

【0021】

本実施形態では、図１に示す六角形セグメント１２によるセグメント覆工体１１は、好ましくは雨水を一時的に貯留する貯水池用のシールドトンネルとして、例えば内径が４９００ｍｍ程度の大きさのトンネルを形成するものとなっている。またセグメント覆工体１１は、後述する六角形セグメント１２が、好ましくは内側面に防食層を施した、二次覆工一体型のコンクリート製のセグメントとなっていることで、内周面を平滑な状態に保持して、内周面をそのまま、雨水を流通させるトンネルの内周面として用いることができるようになっている。

【0022】

セグメント覆工体１１を形成する各々の六角形セグメント１２は、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、平行に配置された一対の軸方向接合面である切羽側軸方向接合面１３及び坑口側軸方向接合面１４と、これらの軸方向接合面１３，１４の両側の端部を各々連結するようにしてＶ字形状に配置された、切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６からなる一対のＶ字状周方向接合面１７とを備える、六角形の平面形状を有する鉄筋コンクリート製のセグメントとなっている（図２（ａ）参照）。六角形セグメント１２は、例えば３００ｍｍ程度の厚さを有すると共に、切羽側軸方向接合面１３及び坑口側軸方向接合面１４に沿った方向の断面が、覆工体１１の例えば４９００ｍｍの内径に対応する曲率半径で、円弧状に湾曲する形状を備えている（図２（ｂ）、（ｃ）参照）。六角形セグメント１２は、切羽側軸方向接合面１３及び坑口側軸方向接合面１４の間の幅が１５００ｍｍ程度、一対のＶ字状周方向接合面１７の先端部の間の長さが３１１６ｍｍ程度の大さとなるように形成されている。各々のＶ字状周方向接合面１７における、切羽側斜め接合面１５と坑口側斜め接合面１６との間の角度θ2は、１２０°となっている（図２（ａ）参照）。これによって、複数の六角形セグメント１２を、先行する六角形セグメント１２の切羽側斜め接合面１５及び切羽側軸方向接合面１３に、後続して設置される六角形セグメント１２の坑口側斜め接合面１６及び坑口側軸方向接合面１４を順次隙間なく重ね合わせた状態で、軸方向Ｘ及び周方向Ｙにハニカム状に配置できるようになっている（図１参照）。

【0023】

また、本実施形態では、各々の六角形セグメント１２の、切羽側軸方向接合面１３、坑口側軸方向接合面１４、切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６には、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、外周面から５０ｍｍ程度の間隔をおいて、２０ｍｍ程度の幅の外側シール溝２１ａが、全周に亘って連続して形成されており、内周面から７０ｍｍ程度の間隔をおいて、２０ｍｍ程度の幅の内側シール溝２１ｂが、全周に亘って連続して形成されている。外側シール溝２１ａには、好ましくは帯状の水膨潤性シール材からなるシール材が、例えば接着剤を介して全周に亘って連続して取り付けられる。内側シール溝２１ｂには、同様に好ましくは帯状の水膨潤性シール材からなるシール材が、例えば接着剤を介して全周に亘って連続して取り付けられる。本実施形態では、外側シール溝２１ａ及び内側シール溝２１ｂが、各々の六角形セグメント１２の全周に亘って連続して２段に設けられている。

【0024】

さらに、本実施形態では、各々の六角形セグメント１２の、切羽側軸方向接合面１３、坑口側軸方向接合面１４、切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６には、トンネル内周面側の縁部分に沿って、４０ｍｍ程度の幅のコーキング溝２２が、全周に亘って連続して形成されている。これらのコーキング溝２２には、公知の帯状コーキング材が、例えば接着剤を介して連続して取り付けられる。帯状コーキング材としては、例えば特許第４６４６５０１号公報に記載のシールドセグメント用コーキング材と、同様の構成を備えるものを使用することができる。より具体的には、好ましくは商品名「シーコーク」（積水化学工業株式会社製）を用いることができる。

【0025】

このような帯状コーキング材は、複数の六角形セグメント１２が組み付けられてセグメント覆工体１１が形成された際に、隣接する六角形セグメント１２の接合部において対向する一対のコーキング溝２２による目地部に、圧縮された状態で挟み込まれたり、水分を吸収して膨潤可能な状態で挟み込まれたりすることで、当該目地部に隙間なく充填されて、トンネルの内部の水が、接合部からトンネルの外部に漏出するのを、強固に防止することが可能になる。

【0026】

本実施形態では、各々の六角形セグメント１２には、例えば特許第３２５３８７０号公報に記載の亀甲型セグメント（六角形セグメント）と同様に、切羽側軸方向接合面１３の両側の側部領域から両側の各坑口側斜め接合面１６の中央部に向けて、切羽側斜め接合面１５と平行に延設して貫通する、斜めボルト挿通孔２３が設けられている。各々の斜めボルト挿通孔２３の切羽側軸方向接合面１３側の端部には、連結ボルト部材２４（図４（ｃ）参照）の頭部を締着させる締着凹部２３ａが、開口面を切羽側軸方向接合面１３に開口させて形成されている。

【0027】

また、本実施形態では、切羽側軸方向接合面１３における各々の締着凹部２３ａよりも切羽側斜め接合面１５側の部分には、位置決め用の凹部（ソケット）１３ａが設けられている。これらの位置決め用の凹部（ソケット）１３ａには、トンネルの掘進方向Ｘに後続して設置される六角形セグメント１２の坑口側軸方向接合面１４に設けられた一対の位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが、嵌め込まれるようにして装着される。これによって、後続して設置される六角形セグメント１２の坑口側軸方向接合面１４の全体が、先行して設置された六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３の全体に、精度良く重ね合わされるように、トンネルの掘進方向Ｘに隣接する六角形セグメント１２を、位置決めできるようになっている。各々の六角形セグメント１２の坑口側軸方向接合面１４には、これの両側の側部領域における位置決め用の凹部１３ａと対応する位置に、上述の位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが、各々設けられている。本実施形態では、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａは、好ましくは直径が６３．７（先端）～８１（元端）ｍｍ程度、突出高さが１５ｍｍ程度の大きさの円形状のドラム形状を備える凸部となっており、位置決め用の凹部（ソケット）１３ａは、このような位置決め用の凸部（プラグ）１４ａと、合致又は略合致する形状（好ましくは位置決め用の凹部１３ａの方が位置決め用の凸部１４ａに比して１～４ｍｍ程度大きい形状）を備える凹部となっている。

【0028】

また、本実施形態では、各々の六角形セグメント１２の一対の切羽側斜め接合面１５には、これらの中央部に、雌ネジ孔１５ａが、例えば雌ネジアンカーを埋込むことによって設けられている。雌ネジ孔１５ａは、先行して設置された六角形セグメント１２の切羽側斜め接合面１５に、後続して設置される六角形セグメント１２の坑口側斜め接合面１６が重ね合わされた際に、後続する六角形セグメント１２に設けられたボルト挿通孔２３の、締着凹部２３ａとは反対側の端部と直線状に連通するようになっている。これによって、連通したボルト挿通孔２３及び雌ネジ孔１５ａに、連結ボルト部材２４を挿通して締着させることにより、ハニカム状に配置された各々の隣接する六角形セグメント１２を、強固に一体として連結することが可能になる（図４（ｃ）参照）。

【0029】

さらに、本実施形態では、各々の六角形セグメント１２には、これらの六角形セグメント１２を、組み付け用のエレクター装置（図示せず。）によって把持できるようにする把持孔２８（図２（ａ）参照）が、例えば内側面の中央部分に設けられている。

【0030】

さらにまた、本実施形態では、上述のように、好ましくは坑口側軸方向接合面１４における、位置決め用の凸部１４ａよりも当該坑口側軸方向接合面１４の長手方向Ｌの中心側に先端開口面を開口させて、雌ネジ孔を有する一対の吊り用インサート部材２７が、坑口側軸方向接合面１４の長手方向Ｌの中心線に対して対称に配置されて、コンクリート中に埋設固定された状態で取り付けられている。吊り用インサート部材２７は、内側に雌ネジ孔が形成された、円筒形状を備える公知の各種のインサート用のアンカー部材を用いることができる。吊り用インサート部材２７は、例えば型枠を用いて六角形セグメント１２を形成する際に、鉄筋等に支持させて型枠内の所定の位置に固定しておくことにより、好ましくは坑口側軸方向接合面１４に対して垂直に延設させた状態で、六角形セグメント１２を構成するコンクリート中に、容易に埋設固定することができる。吊り用インサート部材２７は、六角形セグメント１２を吊り上げるのに必要とされる付着力を得ることが可能な、十分な埋設長さ有するものとなっている。

【0031】

六角形セグメント１２の坑口側軸方向接合面１４に、少なくとも一対の吊り用インサート部材２７が埋設固定されていることにより、これらの吊り用インサート部材２７に、例えば吊上用ワイヤーの下端部に取り付けたボルト部材を螺着して、六角形セグメント１２を吊り上げることによって、例えば型枠から脱型された六角形セグメント１２を、水中養生のために移動したり、製造工場や現場で保管場所に移動したりする際に、これらの移動する作業をスムーズに行うなうことが可能になると共に、切羽側軸方向接合面１３を下方に向け、坑口側軸方向接合面１４を上に向けて縦置きした状態で、複数の六角形セグメント１２を、整然と並べた状態で効率良くストックしておくことが可能になる。この時、下側になる切羽側軸方向接合面１３には、位置決め用の凸部１４ａのような突出した部位がなく、平坦であることから、安定した状態で縦置きすることができる。

【0032】

また、少なくとも一対の吊り用インサート部材２７が、坑口側軸方向接合面１４の長手方向Ｌの中心線に対して対称に配置されて設けられていることにより、六角形セグメント１２を、バランス良く吊り上げて移動させることが可能になると共に、一対の吊り用インサート部材２７は、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが設けられた坑口側軸方向接合面１４に埋設固定されているので、各々の六角形セグメント１２を吊り上げて所定の位置に移動して設置する際に、位置決め用の凸部１４ａを破損させることなく、これらの作業を容易に行うことが可能になる。

【0033】

そして、本実施形態では、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、各々の六角形セグメント１２の切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６には、位置決め用のガイド凸部２５及びガイド凹部２６が組になって、各々一組設けられている。これらの位置決め用のガイド凸部２５及びガイド凹部２６は、先行して設置された六角形セグメント１２に後続して、次の六角形セグメント１２を設置する際に、先行して設置された六角形セグメント１２による、周方向Ｙに間隔をおいて掘進方向Ｘ前方側に突出する各一対の等脚台形状の凸部１２ａの間の、各々の等脚台形状の凹部１２ｂ（図４（ａ）参照）に、後続する六角形セグメント１２が配置されるように案内して、精度良く位置決めできるようにすると共に、組み付けられた六角形セグメント１２に位置ずれが生じるのを、効果的に防止できるようにする機能を備えている。

【0034】

また、本実施形態では、ガイド凸部２５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、切羽側斜め接合面１５又は坑口側斜め接合面１６から一段高くなった等脚台形状の凸部天面部２５ａと、等脚台形状の凸部天面部２５ａの短辺部から切羽側斜め接合面１５又は坑口側斜め接合面１６に向けて、これらの斜め接合面１５，１６の長手方向Ｌに急傾斜して設けられた凸部長手方向当接面部２５ｂと、等脚台形状の凸部天面部２５ａの長辺部から前記切羽側斜め接合面又は前記坑口側斜め接合面に向けて、これらの斜め接合面１５，１６の長手方向に緩傾斜して設けられた凸部長手方向密着面部２５ｃと、等脚台形状の凸部天面部２５ａの両側の側辺部から切羽側斜め接合面１５又は坑口側斜め接合面１６に向けて、これらの斜め接合面１５，１６の幅方向Ｔに傾斜して設けられた一対の凸部幅方向傾斜面部２５ｄとを備える形状を有している。

【0035】

すなわち、本実施形態では、ガイド凸部２５の凸部天面部２５ａは、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６から例えば１２ｍｍ程度の高さｈ1位置に、好ましくは切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６と平行に配置されて設けられていると共に、例えば長辺部が４０．４ｍｍ程度、短辺部が２６．５ｍｍ程度、長辺部と短辺部との間の高さが４０ｍｍ程度の大きさの、等脚台形状の平面面形状を備えるように形成されている。また凸部天面部２５ａは、等脚台形状の平面面形状の長辺部側をＶ字状周方向接合面１７の頂部１７ａに向けた状態で形成されている（図２（ｄ）参照）。

【0036】

ガイド凸部２５の凸部長手方向当接面部２５ｂは、凸部天面部２５ａにおける、Ｖ字状周方向接合面１７の頂部１７ａ側とは反対側に位置する短辺部から、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に向けて、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に対して例えば５０°程度の勾配で急傾斜することで、例えば長辺部（底辺部）が２９．４ｍｍ程度、短辺部（上辺部）が２６．５ｍｍ程度、高さが１２ｍｍ程度の大さきの等脚台形状の正面形状を備えるように形成されている。

【0037】

ガイド凸部２５の凸部長手方向密着面部２５ｃは、凸部天面部２５ａにおける、Ｖ字状周方向接合面１７の頂部１７ａ側に位置する長辺部から、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に向けて、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に対して例えば１８°程度の勾配で緩傾斜することで、例えば長辺部（底辺部）が６０ｍｍ程度、短辺部（上辺部）が４０．４ｍｍ程度、高さが１２ｍｍ程度の大さきの、等脚台形状の正面形状を備えるように形成されている。

【0038】

ガイド凸部２５の一対の凸部幅方向傾斜面部２５ｄは、各々、凸部天面部２５ａにおける両側の側辺部から、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に向けて、切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６に対して例えば８０～８５°程度の勾配で急傾斜することで、例えば長辺部（底辺部）が９０ｍｍ程度、短辺部（上辺部）が４０ｍｍ程度、高さが１２ｍｍ程度の大さきの、台形状の正面形状を備えるように形成されている。

【0039】

ガイド凹部２６は、ガイド凸部２５の凸部天面部２５ａ、凸部長手方向当接面部２５ｂ、凸部長手方向密着面部２５ｃ、及び一対の凸部幅方向傾斜面部２５ｄと対応する形状の、等脚台形状の平面形状を備える凹部底面部２６ａ、等脚台形状の正面形状を備える凹部長手方向当接面部２６ｂ、等脚台形状の正面形状を備える凹部長手方向密着面部２６ｃ、及び一対の台形状の正面形状を備える凹部幅方向傾斜面部を有している（図３（ｂ）参照）。

【0040】

また、本実施形態では、好ましくは各々の六角形セグメント１２において、ガイド凸部２５の凸部天面部２５ａの、ガイド凸部２５の基端部２５ｅにおける切羽側斜め接合面１５又は坑口側斜め接合面１６からの高さｈ1が、ガイド凹部２６の凹部底面部２６ａの、ガイド凹部２６の基端部２５ｅにおける切羽側斜め接合面１５又は坑口側斜め接合面１６からの深さｈ2よりも、１～３ｍｍ（本実施形態では、３ｍｍ）小さくなるように、各々のガイド凸部２５及びガイド凹部２６が形成されている（図４参照）。

【0041】

これによって、各々の六角形セグメント１２がシールドジャッキ６０（図４参照）により押圧されてハニカム状に組み付けられた際に、ガイド凸部２５の凸部長手方向当接面部２５ｂがガイド凹部２６の凹部長手方向当接面部２６ｂと当接し、且つガイド凸部２５の凸部長手方向密着面部２５ｃがガイド凹部２６の凹部長手方向密着面部２６ｃと密着した状態で、ガイド凸部２５の凸部天面部２５ａとガイド凹部２６の凹部底面部２６ａとの間には、１～３ｍｍ（本実施形態では、３ｍｍ）の隙間ｓ1が保持されるようになっている（図３（ｂ）参照）。

【0042】

上述の構成を備える複数の六角形セグメント１２を、トンネルの軸方向（掘進方向）Ｘ及び周方向Ｙに連設して、ハニカム状に組み付けることによって、好ましくは雨水を一時的に貯留する貯水池用のシールドトンネルの内周面を覆うセグメント覆工体１１を形成するには、例えば図４（ａ）～（ｃ）に示すように、トンネルの掘進方向Ｘの後方側に先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３及び切羽側斜め接合面１５に、トンネルの掘進方向Ｘの前方側に後続して組み付けられる六角形セグメント１２の坑口側軸方向接合面１４及び坑口側斜め接合面１６を各々重ね合わせつつ、各々の六角形セグメント１２における、トンネルの掘進方向Ｘの前方側の半分の部分である等脚台形状部分１２ａを、交互に突出させながら、複数の六角形セグメント１２を、トンネルの軸方向Ｘ及び周方向Ｙにハニカム状に配置して順次組み付けてゆく。

【0043】

また、複数の六角形セグメント１２を、トンネルの軸方向Ｘ及び周方向Ｙに順次組み付けてゆく際に、先行して組み付けられた六角形セグメント１２による、交互に突出する、当該六角形セグメント１２を掘進方向Ｘに二等分割した形状の等脚台形状部分１２ａにおける先端の切羽側軸方向接合面１３に、シールドジャッキ６０を押し当てて、反力を取りつつシールド掘進機を掘進させながら、これと並行して、シールドジャッキ６０を押し当てた隣接する等脚台形状部分１２ａの間の領域である等脚台形状の凹部１２ｂにおいて（図４（ａ）参照）、後続する六角形セグメント１２を組み付ける作業を行うようになっている。

【0044】

すなわち、切羽側軸方向接合面１３にシールドジャッキ６０を押し当てた隣設する等脚台形状部分１２ａの間の等脚台形状の凹部１２ｂにおいて、図４（ａ）に示すように、当該等脚台形状の凹部１２ｂの領域のシールドジャッキ６０を収縮した状態として、当該等脚台形状の凹部１２ｂに、後続して組み付けられる六角形セグメント１２の後側半分の等脚台形状部分を差し込むようにして、これの坑口側軸方向接合面１４及び坑口側斜め接合面１６を、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３及び切羽側斜め接合面１５に、各々密着させる（図４（ｂ）参照）。しかる後に、後続して組み付けられる六角形セグメント１２の領域に配置された、例えば３本のシールドジャッキ６０のうち、中央の１本のシールドジャッキ６０を伸長させて、後続する六角形セグメント１２を先行して組み付けられた六角形セグメント１２に押し付けた状態で、図４（ｃ）に示すように、連通した後続する六角形セグメント１２のボルト挿通孔２３及び先行して設置された六角形セグメント１２の雌ネジ孔１５ａに、連結ボルト部材２４を挿通して締着させることにより、これらの六角形セグメント１２を一体として連結する。

【0045】

これらの作業を、周方向に複数形成された、隣設する突出した等脚台形状部分１２ａの間の各々の等脚台形状の凹部１２ｂにおいて行うと共に、このようにして新たに設置された六角形セグメント１２を、先行して組み付けられた既存の六角形セグメント１２として、これらの切羽側軸方向接合面１３にシールドジャッキ６０を押し当てて反力を取りつつシールド掘進機を掘進させながら、これと並行して、シールドジャッキ６０を押し当てたこれらの六角形セグメント１２の間の等脚台形状の凹部１２ｂにおいて、さらに後続する六角形セグメント１２を組み付ける作業を、繰り返し行ってゆくことができる。これによって、トンネルの軸方向Ｘ及び周方向Ｙにハニカム状に配置された複数の六角形セグメント１２による、好ましくは雨水を一時的に貯留する貯水池用のシールドトンネルの内周面を覆う覆工体１１を、容易に形成することが可能になる。

【0046】

そして、上述の構成を備える本実施形態の六角形セグメント１２によれば、ハニカム状に組み付けられた後、トンネルの掘進が進んで安定するまでの間、隣接する３体の当該六角形セグメント１２の、Ｖ字状周方向接合面１７の切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６による頂部角部分３１ａと、切羽側軸方向接合面１３及び切羽側斜め接合面１５による切羽側角部分３１ｂと、坑口側軸方向接合面１４及び坑口側斜め接合面１６による坑口側角部分３１ｃとによる、角部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃが集合する角部集合部３０において、特に切羽側軸方向接合面１３と坑口側軸方向接合面１４とを強固に位置決めして、偏荷重による歪みや変位によって位置ずれが生じるのを、効果的に回避することが可能になる。

【0047】

すなわち、本実施形態によれば、各々の六角形セグメント１２における、切羽側軸方向接合面１３の両側の締着凹部２３ａよりも切羽側斜め接合面１５側の部分には、位置決め用の凹部（ソケット）１３ａが各々設けられていると共に、坑口側軸方向接合面１４には、両側の側部領域における位置決め用の凹部１３ａと対応する位置に、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが各々設けられており、六角形セグメント１２の組み付け時に、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３に設けられた位置決め用の凹部（ソケット）１３ａに、嵌め込むようにして各々装着されることで、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側軸方向接合面１３に対して、坑口側軸方向接合面１４が位置決めされるようになっている。

【0048】

これによって、隣接する３体の当該六角形セグメントの角部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃが集合する角部集合部３０において、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが位置決め用の凹部（ソケット）１３ａに、嵌め込むようにして装着されていることで、特に角部集合部３０において、切羽側軸方向接合面１３と坑口側軸方向接合面１４とを強固に位置決めして、偏荷重による歪みや変位によって角部集合部３０に位置ずれが生じるのを、効果的に回避することが可能になる。

【0049】

また、本実施形態によれば、好ましくは切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６の各々には、ガイド凸部２５とガイド凹部２６とが組になって設けられており、隣接する３体の六角形セグメントの角部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃが集合する角部集合部３０において、ガイド凸部２５及びガイド凹部２６を介して、先行して組み付けられた六角形セグメント１２の切羽側斜め接合面１５に対して、坑口側斜め接合面１６が位置決めされるようになっているので、位置決め用の凸部（プラグ）１４ａが位置決め用の凹部（ソケット）１３ａに嵌め込むようにして装着されることと相俟って、偏荷重による歪みや変位によって角部集合部３０に位置ずれが生じるのを、さらに効果的に回避することが可能になる。

【0050】

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、種々の変更が可能である。例えば、六角形セグメントの切羽側接合面、坑口側接合面、及び一対のＶ字状周方向接合面に、シール溝が、内側シール溝及び外側シール溝として２段に形成されている必要は必ずしも無く、トンネル内周面側の縁部分に沿って、コーキング溝が形成されている必要は必ずしも無い。位置決め用の凸部（プラグ）や位置決め用の凹部（ソケット）は、円形状の凸部又は凹部である必要は必ずしも無く、４角形状や楕円形状等、その他の種々の形状の凸部又は凹部であっても良い。本発明の六角形セグメントを用いて形成される覆工体は、貯水池用のシールドトンネルの内周面を覆う覆工体である必要は必ずしも無く、六角形セグメントを用いて形成される、その他の種々のシールドトンネルの内周面を覆う覆工体であっても良い。

【符号の説明】

【0051】

１１ 覆工体
１２ 六角形セグメント
１２ａ 等脚台形状の凸部
１２ｂ 等脚台形状の凹部
１３ 切羽側軸方向接合面
１３ａ 位置決め用の凹部（ソケット）
１４ 坑口側軸方向接合面
１４ａ 位置決め用の凸部（プラグ）
１５ 切羽側斜め接合面
１６ 坑口側斜め接合面
１７ Ｖ字状周方向接合面
２３ ボルト挿通孔
２３ａ 締着凹部
２４ 連結ボルト部材
２５ 位置決め用のガイド凸部
２６ 位置決め用のガイド凹部
２７ 吊り用インサート部材
３０ 角部集合部
３１ａ 頂部角部分
３１ｂ 切羽側角部分
３１ｃ 坑口側角部分
６０ シールドジャッキ
Ｘ トンネルの掘進方向（軸方向）
Ｙ トンネルの周方向
Ｌ 接合面の長手方向
Ｔ 接合面の幅方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】