特許 7393256 インバート付き六角形セグメント及び六角形セグメントの接合構造

(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】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】インバート付き六角形セグメント及び六角形セグメントの接合構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20231129BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/04 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020038277

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021139179

(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】安竹 馨

(72)【発明者】

【氏名】木下 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】中村 誠喜

(72)【発明者】

【氏名】清水 亮一

(72)【発明者】

【氏名】阿部 義

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２４７５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－００４８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２８７０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２４１８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０１３３９４（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】

互いに平行に配置された切羽側接合面及び坑口側接合面と、これらの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た、シールドトンネル覆工体形成用の六角形セグメントであって、
トンネルの軸方向に沿う第１方向と、第１方向に直交する第２方向とを有し、
第２方向に沿う横断面形状が円弧状の本体部と、該本体部から内面側に突出し、平坦面を有するインバート部とを備え、前記インバート部は、前記本体部と一体成形されており、
前記六角形セグメントを、第２方向の全長を３等分して３領域に区分したときの両外側の２領域それぞれに、第１方向に延び且つ排水溝として機能する溝部が形成されており、
前記溝部は、第２方向において前記インバート部に隣接する該インバート部の外側に形成されており、且つ該インバート部における第２方向の両端部に位置する、前記本体部の断面円弧状の内周面から立ち上がる起立面が、該溝部の内側の縁部となっている、インバート付き六角形セグメント。

【請求項2】

前記溝部は、第２方向の外側の縁部が、前記Ｖ字状周方向接合面と前記切羽側接合面及び前記坑口側接合面との境界の位置よりも第２方向の内側に位置する、請求項１に記載のインバート付き六角形セグメント。

【請求項3】

互いに平行に配置された切羽側接合面及び坑口側接合面と、これらの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た六角形セグメントを、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けて構成されるシールドトンネルの覆工体における、トンネルの下部に形成される六角形セグメントの接合構造であって、
請求項１又は２に記載のインバート付き六角形セグメントが、前記切羽側接合面と前記坑口側接合面とを対向させた状態で、トンネルの軸方向に沿って複数連結されており、トンネルの下部に、複数の前記インバート付き六角形セグメントの前記インバート部が連なった構成のインバート及び複数の前記インバート付き六角形セグメントの前記溝部が連なった構成の連続溝が形成されている、六角形セグメントの接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバート付き六角形セグメント及び六角形セグメントの接合構造に関し、特に、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けることによってシールドトンネルの覆工体を形成するのに用いられる六角形セグメントの一つとして用いることによって、トンネルの下部に、トンネルの軸方向に沿って延びる連続インバート及び排水溝を簡便に設けることのできる、インバート付き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】

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、矩形状の平面形状を備えるセグメントが知られている。またシールドトンネルの覆工体の筒状部分の内側にインバートを設けることが知られている。インバートは、トンネルの用途に応じて多様な目的で設置され、例えば、トンネルの構築時に、軌条を敷設し又は敷設せずに、人やセグメント等の資材をトロッコや台車等で搬送する搬送路として使用したり、トンネル構築後の保守、補修時、配線・配管の作業時等に人や重機の搬送路としたりする目的で設けられる。

【0004】

例えば、特許文献１には、矩形状の平面形状を備えるセグメントを、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けることによって形成した筒状構造体の内部に、該セグメントとは別体のインバートブロックをトンネルの軸方向に並べて配置することによって、該トンネルの内部にインバートを設けることが記載されている。

【0005】

また、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２、特許文献３参照）。六角形セグメントは、平行に配置された切羽側接合面及び坑口側接合面と、これらの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３（ａ）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、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る。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００６－２３５３８号公報

【文献】特許第２５９６６６６号公報

【文献】特開平９－２７３３９５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に記載の技術のように、セグメントをトンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けることによって形成した筒状構造体の内部に、セグメントとは別体のインバートブロックを配置してインバートを形成する場合は、シールドトンネルの構築とは別に、インバートブロックを配置し連結する工程が必要であるため、インバート付きトンネルの全体を構築する作業を考えたときに作業効率が悪く、例えば工期が長期化する等の観点から好ましくない。
また矩形状の平面形状を備えるセグメントは、セグメントがトンネルの周方向に並んだ環状構造体がトンネルの軸方向に複数並んだ構成の覆工体の構築に用いられることが多いが、トンネルの軸方向において隣り合う環状構造体間では、覆工体の強度を高めるために、周方向におけるセグメントの継ぎ目の位置が半ピッチ分ずれていることが多い。したがって、矩形状の平面形状を備えるセグメントに、インバート部や溝付のインバート部を一体に形成した場合には、隣り合う環状構造体どうし間でインバート部や溝部の位置がずれてしまうため、特許文献１には、筒状構造体を形成するセグメントにインバート部や溝部を一体に形成する示唆は存在しない。

【0008】

本発明の目的は、シールドトンネルに、トンネルの軸方向に延びるインバート及び連続溝を効率よく形成することのできる、インバート付き六角形セグメント及び六角形セグメントの接合構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、互いに平行に配置された切羽側接合面及び坑口側接合面と、これらの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た、シールドトンネル覆工体形成用の六角形セグメントであって、トンネルの軸方向に沿う第１方向Ｘ１と、第１方向に直交する第２方向Ｙ１とを有し、第２方向に沿う横断面形状が円弧状の本体部と、該本体部から内面側に突出し、平坦面を有するインバート部とを備え、前記インバート部における第１方向に沿う両側部に、第１方向に延びる溝部が形成されている、インバート付き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。

【0010】

また本発明の六角形セグメントの溝部は、第２方向の外側の縁部が、前記Ｖ字状周方向接合面と前記切羽側接合面及び前記坑口側接合面との境界の位置よりも第２方向の内側に位置することが好ましい。また本発明の六角形セグメントは、前記溝部が、前記インバート部の前記平坦面に形成されているか又は前記インバート部に隣接するその外側に形成されていることが好ましい。

【0011】

また本発明は、互いに平行に配置された切羽側接合面及び坑口側接合面と、これらの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た六角形セグメントを、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けて構成されるシールドトンネルの覆工体における、トンネルの下部に形成される六角形セグメントの接合構造であって、請求項１～３の何れか１項に記載のインバート付き六角形セグメントが、前記切羽側接合面と前記坑口側接合面とを対向させた状態で、トンネルの軸方向に沿って複数連結されており、トンネルの下部に、複数の前記インバート付き六角形セグメントの前記インバート部が連なった構成のインバート及び複数の前記インバート付き六角形セグメントの前記溝部が連なった構成の連続溝が形成されている、六角形セグメントの接合構造を提供するものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明のインバート付き六角形セグメント及び六角形セグメントの接合構造によれば、シールドトンネルに、トンネルの軸方向に延びるインバート及び連続溝を効率よく形成することができる。連続溝は、排水溝として好ましく用いられる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】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接合構造の構成を含む、シールドトンネルの覆工体の一部を示す斜視図である。

【図2】本発明に係るインバート付き六角形セグメントの一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）をＥ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）をＦ方向から見た側面図である。

【図3】本発明に係るインバート付き六角形セグメントと組み合わせて用いられる、インバート部を有しない他の六角形セグメントの一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）をＥ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）をＦ方向から見た側面図である。

【図4】（ａ）は、図２のＡ－Ａ線切断部端面図、（ｂ）は、図２のＢ－Ｂ線切断部端面図、（ｃ）は、図３のＣ－Ｃ線切断部端面図である。

【図5】本発明の好ましい他の実施形態に係る六角形セグメントの接合構造の構成を含む、シールドトンネルの覆工体の一部を示す斜視図である。

【図6】本発明に係るインバート付き六角形セグメントの他の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）をＥ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）をＦ方向から見た側面図である。

【図7】（ａ）は、図６のＡ’－Ａ’線切断部端面図、（ｂ）は、図６のＢ’－Ｂ’線切断部端面図である。

【図8】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接合構造の構成を含む、シールドトンネルの覆工体の一部を、六角形セグメンの内周面側から視た図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
本発明の好ましい一実施形態に係るインバート付き六角形セグメント１Ａは、図１に示すように、トンネルの軸方向Ｘに沿う第１方向Ｘ１と、第１方向Ｘ１に直交する第２方向Ｙ１とを有し、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状が円弧状の本体部１０と、該本体部１０の内面側に突出し、平坦面１１ｔを有するインバート部１１とを備える。インバート付き六角形セグメント１Ａは、図１に示すように、インバート部を有しない他の六角形セグメント１Ｃと組み合わされて、シールドトンネルの覆工体１００を形成するのに用いられる。
インバート付き六角形セグメント１Ａ（以下、単に「六角形セグメント１Ａ」という）及びそれと併用されるインバート部を有しない他の六角形セグメント１Ｃ（以下、単に「六角形セグメント１Ｃ」という）について、図１～図４を参照しつつ、より詳細に説明する。六角形セグメント１Ａと六角形セグメント１Ｃとに共通する構成には同一の符号を付す。

【0015】

六角形セグメント１Ａ，１Ｃは、互いに平行に配置された切羽側接合面１３及び坑口側接合面１４と、これらの接合面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、六角形の平面視形状を有するコンクリート製、好ましくは鉄筋コンクリート製のセグメントである。
六角形セグメント１Ａの本体部１０は、トンネルの半径方向の外側に配される六角形形状の外周面２０を有し、平面視における周囲に、前述した切羽側接合面１３、坑口側接合面１４及び一対のＶ字状周方向接合面１７を有する（図２（ａ）～（ｃ）参照）。また本体部１０は、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状、すなわち切羽側接合面１３及び坑口側接合面１４に沿った方向の断面形状が、円弧状である。

【0016】

六角形セグメント１Ａのインバート部１１は、本体部１０から内面側に突出している。六角形セグメントにおいて、内面側とは、トンネルの半径方向においてトンネルの中央部側に向けられる面側である。六角形セグメント１Ａは、コンクリート製であり、インバート部１１は、本体部１０と一体成形されている。コンクリート製には、鉄筋コンクリート製も含まれる。
六角形セグメント１Ａ，１Ｃは、第１方向Ｘ１に延びる中央線ＣＬの両端それぞれに、Ｖ字状周方向接合面１７と切羽側接合面１３及び坑口側接合面１４との境界Ｐを有しており、第２方向Ｙ１において境界Ｐより外側の一対の端部領域Ｅと、第２方向において境界Ｐより内側の中央領域Ｍとを有している（図２～図４参照）。六角形セグメント１Ａの端部領域Ｅは、図４に示すように、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状が各々円弧状の外周面２０及び内周面１０ａを有し、外周面２０と内周面１０ａとの間の厚みが略一定である。他方、六角形セグメント１Ａの中央領域Ｍは、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状が円弧状の外周面２０と外周面２０側とは反対側の面である内面側に形成された平坦面１１ｔとを有しており、中央領域Ｍの両端それぞれから六角形セグメント１の第２方向Ｙ１の中央部に向かって厚みが漸次増大している。本実施形態において、第２方向Ｙ１の中央部は、中央領域Ｍを第２方向Ｙ１に２等分する位置でもある。

【0017】

六角形セグメント１Ａのインバート部１１には、インバート部１１における第１方向Ｘ１に沿う両側部それぞれに、第１方向Ｘ１に延びる溝部１２が形成されている。六角形セグメント１の溝部１２は、インバート部１１の平坦面１１ｔに形成されている。より具体的には、溝部１２は、第１方向Ｘ１に延びる帯状の底部と該底部の両側縁それぞれから立ち上がる両側面とを有し、インバート部１１の平坦面１１ｔと同一平面に開口している。溝部１２の内面の断面形状は、上方が開放されたコ字状の他、Ｖ字状やＵ字状等の他の形状であってもよい。
溝部１２により、排水溝として好適に使用される連続溝１２０（図１、図５参照）を形成する観点から、溝部１２は、六角形セグメント１Ａを、第２方向Ｙ１の全長を３等分して３領域に区分したときに両外側の２領域それぞれに形成されていることが好ましい。

【0018】

また溝部１２は、その底部が、本体部１０内に達しているものであってもよいが、底部が本体部１０に達せず、溝部１２の全体がインバート部１１内に位置していることが、本体部１０の強度に影響を与えることを抑制し、六角形セグメント１Ａを含む複数の六角形セグメントにより形成されるシールドトンネル覆工体１００の強度に対する影響をほぼ無くすことができる観点等から好ましい。

【0019】

図１に示す六角形セグメント１Ａのインバート部１１は、図４に示すように、第２方向Ｙ１における溝部１２の外側に、溝部１２より内側の平坦面１１ｔと同一平面上に位置する細幅の平坦面を有している。第２方向Ｙ１における溝部１２の外縁部ｅと、側部領域Ｅにおける断面円弧状の内周面１０ａとの間の表面は、図１及び図４に示すように、六角形セグメント１Ａを、溝部１２より内側の平坦面１１ｔが水平となるように設置したときに、水平な平坦面となっているか（図４（ａ）参照）、又は溝部１２の外縁部ｅ側から側部領域Ｅの内周面１０ａに向かって高さが漸次若しくは段階的に高くなる面（平面、曲面、階段状の面等）となっていることが、トンネルの側壁からの漏水や側壁に生じた結露水等を、溝部１２に導水する観点から好ましい。

【0020】

六角形セグメント１Ｃは、トンネルの半径方向の外側に配される六角形形状の外周面２０及びトンネルの半径方向の内側に配される六角形形状の内周面１０ａを有し、全域に亘って略一定の厚みを有する板状体である。六角形セグメント１Ｃの外周面２０及び内周面１０ａは、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状が各々円弧状であり、六角形セグメント１Ｃは、インバート部を有していない。
六角形セグメント１Ａの本体部１０及び六角形セグメント１Ｃは、第２方向Ｙ１に沿う横断面形状が、トンネルの半径に相当する曲率半径を有する円弧状の形状を有している（図２（ｂ）、（ｃ）、図３（ｂ）、（ｃ）及び図４（ａ）、（ｃ）参照）。また、六角形セグメント１Ａと六角形セグメント１Ｃとは、第１方向Ｘ１の全長及び第２方向Ｙ１の全長が同じであることが好ましく、六角形セグメント１Ａの側部領域Ｅの厚みが、六角形セグメント１Ｃの厚みと同一であることが好ましい。
六角形セグメント１Ａの中央領域Ｍにおける、六角形セグメント１Ａの本体部１０とインバート部１１との境界は、例えば、中央領域Ｍの厚み方向の外周面２０側に、側部領域Ｅの厚みｔと同じ厚みの範囲を想定し、該範囲を本体部１０、該範囲よりも内面側をインバート部１１とする。併用するインバート部を有しない六角形セグメント１Ｃが判っている場合は、当該六角形セグメント１Ｃと同形状の部分を差し引いた残りの部分をインバート部１１とすることもできる。

【0021】

そして、複数の六角形セグメントを、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シールドトンネルの内周面を覆う覆工体１００を形成させる際に、図１に示すように、前述した六角形セグメント１Ａをトンネルの下部に軸方向Ｘに並べて配し、前述した六角形セグメント１Ｃをそれ以外の部分に配することによって、トンネルの下部に、複数の六角形セグメント１Ａのインバート部１１がトンネルの軸方向Ｘに連なった構成のインバート１１０と、複数の六角形セグメント１Ａの溝部１２がトンネルの軸方向Ｘに連なった構成の、排水溝として好ましく用い得る連続溝１２０とを有するシールドトンネルの覆工体１００を効率よく形成することができる。

【0022】

六角形セグメント１Ａにおける溝部１２の、第２方向の外側の縁部ｅが、Ｖ字状周方向接合面と切羽側接合面及び坑口側接合面との境界Ｐの位置又は該位置Ｐよりも第２方向の内側に位置すると、トンネルの下部に、六角形セグメント１Ａを一列に並べて配したときに、それらの六角形セグメント１Ａの溝部１２が、他の六角形セグメント１Ｃの存在によって分断されにくく、トンネルの軸方向Ｘに連続して延びる連続溝１２０を容易に形成させることができる。斯かる観点から、溝部１２は、第１方向Ｘ１に延びる中央線ＣＬの両側それぞれにおいて、第２方向Ｙ１の少なくとも内側の縁部ｕが、前記境界Ｐの位置又は該位置Ｐよりも第２方向Ｙ１の内側（中央線ＣＬ側）に位置することが好ましく、第２方向Ｙ１の外側の縁部ｅが、前記境界Ｐの位置又は該位置Ｐよりも第２方向Ｙ１の内側（中央線ＣＬ側）に位置することがより好ましい。

【0023】

本実施形態における六角形セグメント１Ａは、第１方向Ｘ１の一端部における、本体部１０に存する切羽側接合面１３とインバート部１１の端面との間に段差ｋを有し、第１方向Ｘ１の他端部における、本体部１０に存する坑口側接合面１４とインバート部１１の端面との間にも段差ｋを有している。そして、六角形セグメント１Ａどうしを、トンネルの下部において連結したときには、隣り合う一方の六角形セグメント１Ａのインバート部１１と、他方の六角形セグメント１Ａのインバート部１１との間に、例えば０．１～１０ｍｍ程度の隙間が生じる。この隙間の特に溝部１２の周囲を囲むように、コーキング剤を充填して該隙間からの水漏れを防止することが好ましく、さらにこの隙間全長にわたってコーキング剤を充填してもよい。切羽側接合面１３とインバート部１１の端面との間の段差ｋを無くして、切羽側接合面１３とインバート部１１の端面とを連続する一平面としてもよい。また、坑口側接合面１４とインバート部１１の端面との間の段差ｋを無くして、坑口側接合面１４とインバート部１１の端面とを連続する一平面としてもよい。

【0024】

六角形セグメント１Ａ，１Ｃにおける各々の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θは、１２０°となっている（図２（ａ），図３（ａ）参照）。これによって、複数の六角形セグメント１Ａ又は１Ｃを、先行する六角形セグメントの切羽側斜め接合面１５及び切羽側接合面１３に、後続して設置される六角形セグメントの坑口側斜め接合面１６及び坑口側接合面１４を、順次隙間なく重ね合わせた状態で、軸方向及び周方向にハニカム状に配置してゆくことができるようになっている（図１参照）。

【0025】

六角形セグメント１Ａ，１Ｃ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、切羽側接合面１３の両側の側部領域から各々坑口側斜め接合面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、斜ボルト挿通孔２３が設けられている。各々の斜ボルト挿通孔２３の切羽側接合面１３側の端部には、連結用ボルト部材２４の頭部を締着させる締着凹部２３ａが、開口面を切羽側接合面１３に開口させて形成されている。切羽側接合面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１３ａが設けられている。これらの位置決め用の凹部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１Ａ，１Ｃの坑口側接合面１４に設けられた一対の位置決め用の凸部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１Ａ，１Ｃの坑口側接合面１４の全体が、先行して設置された六角形セグメント１Ａ，１Ｃの切羽側接合面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１Ａ，１Ｃを、位置決めできるようになっている。すなわち、各々の六角形セグメント１Ａ，１Ｃの坑口側接合面１４には、これの両側の側部領域に、位置決め用の凸部１４ａが各々設けられている。

【0026】

また、各々の六角形セグメント１Ａ，１Ｃ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１Ａ，１Ｃ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１Ｃ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１Ａ，１Ｃに設けられた斜ボルト挿通孔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、連通した斜ボルト挿通孔２３及び雌ネジ孔１５ａに、連結用ボルト部材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１Ａ，１Ｃを、強固に一体として連結することが可能になる。

【0027】

六角形セグメント１Ａ，１Ｃにおいては、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、切羽側斜め接合面１５及び坑口側斜め接合面１６に、位置決め用のガイド凸部２５ａ及びガイド凹部２５ｂが各々設けられている。これらの位置決め用のガイド凸部２５ａ及びガイド凹部２５ｂは、先行して設置された六角形セグメント１Ａ，１Ｃに後続して、次の六角形セグメント１Ａ，１Ｃを設置する際に、先行して設置された六角形セグメント１Ａ，１Ｃによる、周方向Ｙに隣接して掘進方向Ｘ前方側に突出する等脚台形状部分の間の、等脚台形状の間隔部分に、後続する六角形セグメント１Ａ，１Ｃ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１Ａ，１Ｃに位置ずれが生じるのを、防止できるようにする機能を備えている。

【0028】

六角形セグメント１Ａ，１Ｃには、これらの六角形セグメント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２６，２６Ｃが、例えば内側面の中央部分に設けられていると共に、六角形セグメント１Ａ，１Ｃを吊り上げ可能とする吊上げ用インサート金具２７が、例えば坑口側接合面１４の両側の側部領域に配置されて、一対設けられている。六角形セグメント１Ａの把持孔２６は、エレクター装置が係合する部分２６ａが、断面円弧状の本体部１０内に位置しており、併用する六角形セグメント１Ｃと同一のエレクター装置を用いて搬送及び所定位置への配置が可能となっている。

【0029】

複数の六角形セグメントを、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シールドトンネルの内周面を覆う覆工体１００を形成させる際に、前述した六角形セグメント１Ａをトンネルの下部に軸方向Ｘに並べて配することによって、本発明の一実施形態に係る六角形セグメントの接合構造が形成される。
本発明の一実施形態に係る六角形セグメントの接合構造においては、図１に示すように、インバート付き六角形セグメント１Ａが、切羽側接合面と坑口側接合面とを対向させた状態で、トンネルの軸方向に沿って複数連結されており、トンネルの下部に、複数の六角形セグメント１Ａのインバート部１１が連なった構成のインバート１１及び複数の六角形セグメント１Ａの溝部１２が連なった構成の、排水溝として好ましく用い得る連続溝１２０が形成されている。

【0030】

本発明の一実施形態に係る六角形セグメントを用いて形成したシールドトンネルの覆工体１００、及び本発明の一実施形態に係る六角形セグメントの接合構造によれば、複数の六角形セグメントを、公知の方法により、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けてシールドトンネルの覆工体を形成するに当たり、トンネルの下部に配する六角形セグメントとして、前述した六角形セグメント１Ａを用いるだけで、複数の六角形セグメント１Ａに亘って連続するインバート１１０や排水溝として利用可能な連続溝１２０を形成することができ、筒状構造体の完成後に後付けでインバートブロックを固定する方法等に比して、作業効率、工期の短縮化、資材管理の負担軽減等の多様な面において優れている。
なお、インバート１１０は、多様な目的で使用することができ、例えば、トンネルの構築時に、軌条を敷設し又は敷設せずに、人やセグメント等の資材をトロッコや台車等で搬送する搬送路として使用したり、トンネル構築後の保守、補修時、配線・配管の作業時等に人や重機の搬送路として使用したりすることができる。

【0031】

また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隣接する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もできる。そのため、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なうことも可能である。

【0032】

さらに、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、切羽側接合面や、坑口側接合面や、切羽側斜め接合面や、坑口側斜め接合面による端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な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）、矩形状のセグメント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。またこれによって、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留地用のトンネルとして、有効に活用することも可能になる。

【0033】

図５は、本発明の他の実施形態の六角形セグメントの接合構造を含む、シールドトンネルの覆工体１００Ｂの一部を示す斜視図であり、図６及び図７は、それに用いたインバート付き六角形セグメント１Ｂを示す、図２相当図及び図３（ａ）相当図である。
図６及び図７に示すインバート付き六角形セグメント１Ｂ（以下、六角形セグメント１Ｂともいう）については、主として、上述した六角形セグメント１Ａと異なる点について説明し、同様の点については同一の符号を付して説明を省略する。

【0034】

六角形セグメント１Ｂにおけるインバート部１１Ｂは、第２方向Ｙ１の両端部に、断面円弧状の内周面１０ａから立ち上がる起立面１１ｃを有しており、第２方向Ｙ１における起立面１１ｃより内側の表面が平坦面１１ｔとなっており、起立面１１ｃを内側の縁部としてその外側に位置する部分が溝部１２Ｂとなっている（図７（ａ）参照）。図示例においては、第２方向Ｙ１の両端に位置する起立面１１ｃは、それぞれ、Ｖ字状周方向接合面１７と切羽側接合面１３及び坑口側接合面１４との境界Ｐに位置しているが、該境界Ｐから内側（中央線ＣＬ側）に離間した位置に起立面１１ｃを有することが更に好ましい。本実施形態においては、起立面１１ｃが溝部１２Ｂの内側の縁部ｕとなり、複数の六角形セグメント１Ｂを、トンネルの下部に一列に連結して配した状態においては、トンネルの軸方向Ｘに隣り合う六角形セグメント１Ｂの溝部１２Ｂ間に、六角形セグメント１Ｂと組み合わせて覆工体１００Ｂを形成する他の六角形セグメント、例えば上述した構成の六角形セグメント１Ｃにおける三角形状部分の一部が存在する状態となる場合となるが、切羽側斜め接合面１３と坑口側斜め接合面１６とを対向させて連結する斜め継手部における止水を、例えば第１シール材１８ａやコーキング剤を利用して十分とすることで、溝部１２Ｂ間に介在する他の六角形セグメント１Ｃの一部も、トンネルの軸方向Ｘに、複数の六角形セグメント１Ｃに亘って延びる排水溝としての連続溝１２０Ｂの一部として利用可能となる。このように、六角形セグメント１Ｂの溝部に沿うライン上に他の六角形セグメント１Ｂの一部が存在していても、その一部上を含めて複数の六角形セグメント１Ｂに亘って水が流れ、実質的に一本の溝として機能する場合、その溝は連続溝に含まれる。本実施形態の六角形セグメント１Ｂにおいては、平坦面１１ｔを含む平面と内周面１０ａとの交線部分が、溝部１２Ｂにおける第２方向Ｙ１の外側の縁部ｅとなっている。六角形セグメント１Ｂにおいても、第２方向Ｙ１の外側の縁部ｅがＶ字状周方向接合面１７と切羽側接合面１３及び坑口側接合面１４との境界Ｐよりも第２方向Ｙ１における内側に位置することが好ましい。

【0035】

六角形セグメント１Ｂどうしの接合部にも、溝部１２Ｂの周囲を囲むようにコーキング剤を充填して溝部１２Ｂからの液漏れを防止することが好ましい。さらに、隣り合うインバート部１１Ｂどうしの隙間に水が侵入してしまうと排出することが困難になるため、インバート部１１Ｂの全長にコーキング剤を充填して該隙間からの水漏れを防止することが好ましい。六角形セグメント１Ｂの把持孔２６Ｂにおいても、エレクター装置が係合する部分２６ａが、断面円弧状の本体部１０内に位置しており、六角形セグメント１Ｃと同一のエレクター装置を用いて搬送及び所定位置への配置が可能となっている。

【0036】

本発明の一実施形態に係る六角形セグメント１Ｂを用いて形成したシールドトンネルの覆工体１００Ｂ、及び本発明の一実施形態に係る六角形セグメントの接合構造によれば、複数の六角形セグメントを、公知の方法により、トンネルの軸方向及び周方向に連設して組み付けてシールドトンネルの覆工体を形成するに当たり、トンネルの下部に配する六角形セグメントとして、前述した六角形セグメント１Ｂを用いるだけで、複数の六角形セグメント１Ｂに亘って連続する構成のインバート１１０や排水溝として利用可能な連続溝１２０Ｂを形成することができ、筒状構造体の完成後に後付けでインバートブロックを固定する方法等に比して、作業効率、工期の短縮化、資材管理の負担軽減等の多様な面において優れている。

【0037】

図８は、上述した六角形セグメント１Ａ又は１Ｂを用いて形成したシールドトンネルの覆工体の漏水処理方法が示されている。当該漏水処理方法によれば、構築後のシールドトンネルの覆工体におけるセグメントどうしの継手部から漏水が生じたときに、その漏水箇所Ｒから、溝部１２，１２Ｂによって形成された排水溝（連続溝）１２０，１２０Ｂに、浸入した水を導く導水手段３０を、トンネルの内面に沿って配置する。導水手段３０としては、断面コ字状の樋状の導水部材や、両端に開口を有するチューブ状の導水部材等が挙げられる。導水部材としては、合成樹脂製の可撓性の部材であることが、曲面状のトンネル内壁への固定性や、漏水箇所Ｒの高さに応じて適切な長さに切断して用いることができる等の観点から好ましい。導水部材は、非可撓性の材料からなるものであってもよく、例えば、金属、セラミック、高剛性のプラスチックからなるもの等であってもよい。
漏水箇所Ｒから溝部１２，１２Ｂや連続溝１２０，１２０Ｂに漏水を導く導水手段３０を配置する漏水対策をすることで、多様な範囲で生じる漏水を、連続溝１２０，１２０Ｂに纏めた後、例えばポンプによる排出等の各種の処理を行うことができるため、漏水対策を簡便に行うことができる。

【0038】

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、インバート付き六角形セグメントの左右の溝部の間に、排水溝目的又は排水溝目的ではない連続凹部等を形成してもよく、またインバート部１１の内部に、配線や配管用の管路を設けてもよい。

【符号の説明】

【0039】

１Ａ，１Ｂ インバート付き六角形セグメント
１Ｃ インバート部を有しない他の六角形セグメント
１０ 本体部
１１，１１Ｂ インバート部
１２，１２Ｂ 溝部
１３ 切羽側接合面
１４ 坑口側接合面
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
１００，１００Ｂ シールドトンネル覆工体
１１０ インバート
１２０，１２０Ｂ 連続溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】