JP2005320844A - 拡幅セグメント - Google Patents

Abstract

【課題】 地盤の土圧や地下水等の水圧を均等に受けることができ、低強度の拡幅部材でも耐え得る構造とすることでコストの低減を図ることができる拡幅セグメントを提供することを目的とする。
【解決手段】 掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部２と、坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部３とが備えられ、拡幅部３の移動によって拡幅縮幅自在に形成される拡幅セグメント１において、基部２には、拡幅部３に接合されているとともに坑の幅方向にスライドするスライド部材２１，２２を有し、拡幅部３を水平方向にスライドさせるスライド機構が備えられ、外側方向に移動したスライド部材２１，２２の内側方向に形成される隙間には、隙間ブロック２７が嵌合される。
【選択図】 図９

Description

本発明は、坑内に形成された余掘り部に設置される拡幅セグメントに関する。

例えば、シールド機を用いて構築されるトンネルに非常駐車帯や分岐合流部分を設ける際、前後のトンネルよりも内径が広げられた拡幅部をトンネル内に形成する必要がある。また、小口径シールド工法では、坑内を走行するトロッコをすれ違わせるための拡幅部を形成する必要があり、この拡幅部は施工時に一時的に形成されて後で前後のトンネルと同じように縮幅する必要がある。

拡幅部を形成する場合、通常は地上から掘削して余掘り部を形成し、この余掘り部に拡幅部用のセグメントを形成して拡幅部を形成する。近年、掘削途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド機が提案されており、このシールド機を用いて必要部分のみを拡幅断面で拡幅する方法がある（例えば、特許文献１，２参照。）。

従来、上記した拡幅自在のシールド機で坑内の一区間を拡幅して拡幅部を形成するとき、当該区間に拡幅セグメントを設置して拡幅部を形成する。従来の拡幅セグメントにはヒンジによって回転自在に取り付けられた拡幅部材が備えられており、拡幅部材をジャッキで内側から余掘り部方向に押してヒンジを中心に拡幅部材を外側に回動させ、拡幅部材を押し広げることで拡幅する。
特開２００２−８９１７０号公報 特開２００１−３２９７８１号公報

しかしながら、上記した従来の拡幅セグメントでは、ヒンジを中心に拡幅部材を外側に回動させて押し広げるため、拡幅部材は局部的に押し広げられ、押し広げた後に受ける上下左右の地盤の土圧や地下水の水圧等を均等に分散できないという問題が存在する。特に、トンネルの内径が大口径になると、外からの圧力に耐え得るために拡幅部材の強度を増大させなければならない。拡幅部材の強度を上げるには、分厚い拡幅部材を使用し、或いはリブを設けて補強する必要があり、相当のコストがかかるという問題が存在する。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、地盤の土圧や地下水等の水圧を均等に受けることができ、低強度の拡幅部材でも耐え得る構造とすることでコストの低減を図ることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成される拡幅セグメントにおいて、前記基部には、前記拡幅部に接合されているとともに前記坑の幅方向にスライドするスライド部材を有し、前記拡幅部を水平方向にスライドさせるスライド機構が備えられ、外側方向に移動した前記スライド部材の内側方向に形成される隙間には、隙間ブロックが嵌合されることを特徴としている。

このような特徴により、拡幅セグメントは、スライド部材を外側方向に移動させることで、拡幅部が水平方向にスライドして拡幅されて断面形状が小判形に形成される。拡幅セグメントが拡幅される際、拡幅部は水平方向にスライドするため、スライドした拡幅部には地盤の土圧や地下水の水圧等の圧力が均等にかかる。また、拡幅された拡幅セグメントは、スライド部材がガイドに沿って内側方向に移動させることで、拡幅部が水平方向にスライドして縮幅される。さらに、外側に移動した拡幅部が土圧や水圧によって内側方向に圧力を受けた場合、内側へ押圧されるスライド部材は隙間ブロックによって係止される。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、前記拡幅部が縮幅された状態における断面形状は、円形に形成されていることを特徴としている。

このような特徴により、拡幅セグメントは、セグメント部材を断面形状円形に組み立てる組立装置（シールド機）によって組み立てられ、その後に坑の拡幅箇所形状に合わせて断面形状小判形に拡径される。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の拡幅セグメントにおいて、前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材が備えられ、前記拡幅部が縮幅された状態における、該拡幅部と前記基板部材との間、又は前記スライド部材と前記基板部材との間のうち少なくとも一方には、間詰材が充填されていることを特徴としている。

このような特徴により、拡幅部が縮幅した状態の際に、拡幅部と基板部材との間や、スライド部材と基板部材との間に形成される隙間は間詰材によって埋められる。

請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか記載の拡幅セグメントにおいて、前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材が備えられ、前記基板部材の側部には、前記スライド部材の摺動面の方向に傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴としている。

このような特徴により、一旦拡径された拡幅部を内側に移動させて縮径するときに、スライド部材の摺動面上に付着した土砂等は傾斜部によって掻き出され、基板部材とスライド部材との間に土砂等が詰まらない。

請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか記載の拡幅セグメントにおいて、前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在する補強部材とが備えられ、前記基板部材には、前記拡幅部が縮幅された状態における前記スライド部材の内側端面が当接される当接部が形成され、前記補強部材は、前記当接部に挿通されているとともに、外側方向に移動した前記スライド部材に嵌入されていることを特徴としている。

このような特徴により、スライド部材と基板部材との連結箇所が補強部材によって補強される。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の拡幅セグメントにおいて、前記補強部材の端部には、前記スライド部材の内部面に当接されて、前記スライド部材の外側方向への移動を規制する係止部材がボルト固定されていることを特徴としている。

このような特徴により、拡幅された拡幅セグメントが真上から土圧を受けたとき、拡幅部を外側方向に押し出す力が働くが、係止部材によってスライド部材の外側方向への移動が規制されるため、拡幅部が外側方向に拡がることはない。

請求項７記載の発明は、請求項５または６記載の拡幅セグメントにおいて、前記補強部材には、雄ネジ部が形成され、該雄ネジ部には、外側方向へ移動した前記スライド部材を内側に引っ張る雌ネジ部材が螺合されていることを特徴としている。

このような特徴により、拡幅部を拡幅させた後、雌ネジ部材を締め付けることによって、スライド部材は内側に引っ張られる。

本発明に係る拡幅セグメントによれば、拡幅部を水平方向にスライドさせるスライド機構が備えられているため、スライドした拡幅部には地盤の土圧や地下水の水圧等の圧力が均等にかかり、低強度の拡幅部でも耐えることができ、コストの低減を図ることができる。また、外側方向に移動したスライド部材の内側方向に形成される隙間には、隙間ブロックが嵌合されるため、外側に移動した拡幅部が土圧や水圧によって内側方向に圧力を受けた場合、内側へ押圧されるスライド部材は隙間ブロックによって係止され、拡幅セグメントの拡幅状態は保持することができる。

以下、本発明に係る拡幅セグメントの第一，第二，第三の実施の形態について、図面に基いてそれぞれ説明する。

［第一の実施の形態］
図１は両側が拡幅する拡幅セグメント１の斜視図であり、図２は両側が拡幅する拡幅セグメント１の拡幅前の断面図である。図１，図２に示すように、円形に形成された坑の一部には小判形に形成された拡幅坑Ｔが形成されており、拡幅坑Ｔの内部にはリング状の拡幅セグメント１が配置されている。拡幅セグメント１は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面に対向する基部２と、拡幅坑Ｔの両側の側壁面にそれぞれ対向する円弧板状の拡幅部３とから構成されている。拡幅セグメント１は、拡幅部３の移動によって拡幅縮幅自在に形成されており、拡幅部３が縮幅されたときの拡幅セグメント１の断面形状は、真円形に形成されている。

拡幅部３は、円弧板状の鋼製セグメントからなる複数のセグメント部材５を接合して形成されており、拡幅部３の内側面には拡幅セグメント１の周方向に延在する妻板部材６が接合されている。セグメント部材５の軸方向に延在する継手面には、隣接するセグメント部材５に接合するためのセグメント継手７が形成されており、セグメント部材５の周方向に延在する継手面には、隣接する拡幅セグメント１に接合するためのリング継手８が形成されている。また、セグメント部材５の内側面には、拡幅セグメント１の軸方向に延在するＬ形金物からなるリブ部４が形成されている。

妻板部材６は、拡幅部３の内側面に沿って複数連設されており、妻板部材６は、拡幅部３の内側面に沿って垂直に形成されている平行する二枚の板部９と、平行する板部７間に架設され拡幅セグメント１の軸方向に延在する複数のパイプ部１０とから構成されている。板部９は、セグメント部材５の円弧状の縁部に対向する位置に配置されており、板部９にはセグメント部材５に形成されたリブ部４にボルト接合される断面コ字形状金物の接続部１１が付設されている。また、拡幅部３の上下端部に対向する妻板部材６の板部９には、鉛直方向に延在する辺１２ａと水平方向に延在する辺１２ｂとをそれぞれ有する三角形状の突起部１２が形成されている。

図３は図２に示すＡ−Ａ間の断面図であり、図４は基部２の拡大図である。図１，図３，図４に示すように、基部２は、拡幅セグメント１の軸方向（前後方向）に延在する断面形状Ｔ字形の基板部材１３と、拡幅部３を水平方向にスライドさせるスライド機構１４とから構成されている。図５は拡幅セグメント１内部から見た基板部材１３の平面図である。 図１，図３，図４，図５に示すように、基板部材１３は、円弧状の外殻板１５と、外殻板１５の内側面に接合されて前後方向に延在する複数のリブ１６と、外殻板１５の前後端面から拡幅セグメント１の内側方向に張り出された端面板１７と、外殻板１５の内側面中央から垂直に突設されて前後方向に延在する当接部１８とから構成されている。外殻板１５の両側部はそれぞれ傾斜されており、基板部材１３の側部には、スライド部材２０の摺動面の方向に向かって傾斜する傾斜部１３ａが形成されている。

スライド機構１４には、拡幅部３のスライド方向に延在するガイド１９と、一端が拡幅部３に接合されているとともにガイド１９沿って移動するスライド部材２０とから構成されている。ガイド１９は、端面板１７の内側面に付設され拡幅部３のスライド方向に延在する雌コッター３１と、スライド部材２０に付設されて雌コッター３１に噛合される雄コッター３２とから構成されている。

スライド部材２０は、先端部が長く先端面が斜めに傾斜されている第１のスライド部材２１と、先端部が短く先端面が略鉛直に形成されている第２のスライド部材２２とから構成されている。第１のスライド部材２１と第２のスライド部材２２とは、基板部材１３の内側面に沿ってそれぞれ摺動するものであり、基板部材１３の内側で当接部１８を挟んで対称に配置されている。第１のスライド部材２１および第２のスライド部材２２の基端面２１ａ，２２ａは、当接部１８の側面にそれぞれ対向されており、拡幅部３が縮幅状態にあるときは当接部１８の側面にそれぞれ当接される。

図２に示すように、拡幅セグメント１上部のスライド機構１４と拡幅セグメント１下部のスライド機構１４とでは、第１のスライド部材２１と第２のスライド部材２２とが左右反対に設置されており、上部のスライド機構１４に備えられている第１のスライド部材２１と下部のスライド機構１４に備えられている第２のスライド部材２２とが上下で対向する位置に配置され、上部のスライド機構１４に備えられている第２のスライド部材２２と下部のスライド機構１４に備えられている第１のスライド部材２１とが上下で対向する位置に配置されている。

図６は第１のスライド部材２１を拡幅セグメント１の内部から見た平面図であり、図７は第２のスライド部材２２を拡幅セグメント１の内部から見た平面図である。図３，図４，図６，図７に示すように、第１，第２のスライド部材２１，２２の基端部側の両隅には、ガイド１９を構成する雌コッター３１に移動自在に噛合される雄コッター３２がそれぞれ付設されている。基板部材１３とスライド部材１４とは、ガイド１９を介して移動自在に取り付けられており、２本の雌コッター３１が２つの雄コッター３２を挟み込むようにして噛合されている。また、第１，第２のスライド部材２１，２２にはスライド方向に延在する複数のリブ部２３がそれぞれ並設されている。

図８は基部２の正面図である。図１，図８に示すように、拡幅セグメント１の周方向に延在する継手面（リング間継手面）には、地下水や土砂の浸入を防止する帯状の第１のシール２４が形成されている。第１のシール２４は、基部２の継手面では外縁に沿って１列に形成されており、スライドする拡幅部３の継手面では二列に形成されている。また、スライド部材２０に形成された第１のシール２４の先端部および中間部には、基板部材１３に形成された第１のシール２４の端部に接続される接続部２４ａがそれぞれ形成されている。これによって、スライド部材２０が拡幅状態の位置又は縮幅状態の位置のどちらに配置されているときであっても、第１のシール２４に切れ目ができなく、拡幅セグメント１内への浸水を防止することができる。

また、第１，第２のスライド部材２１，２２は段差状に形成されており、第１，第２のスライド部材２１，２２の外側面（図８における上側）には、基板部材１３の側端部が嵌合されて摺動する摺動部２５がそれぞれ形成されている。摺動面２５ａは、拡幅部３に接合された側端よりも窪んでおり、摺動部２５の上面にはシート状の第２のシール材２６が被覆されている。第２のシール材２６によって、拡幅部３のスライド時に基板部材１３と第１，第２のスライド部材２１，２２との隙間から地下水や土砂が拡幅セグメント１内に浸入することを防ぐことができる。第１，第２のシール２４，２６は、例えば、樹脂製のシーリング材によって形成される。

また、図８において左側は縮幅状態の基部２を表しており、右側は拡幅状態の基部２を表している。拡幅部３が縮幅された状態における、スライド部材２２（２１）と基板部材１３との間には、間詰材３３が充填されている。間詰材３３は、例えばモルタルや樹脂等からなり、スライド部材２２（２１）に形成された摺動部２５の立ち上がり面と基板部材１３の傾斜している側端面との間に形成された断面形状三角形の隙間に充填されている。なお、間詰材３３は、三角形の隙間に充填される液状や軟泥状のものでも、三角形の隙間に合わせて成形された三角形部材のものでもよい。

図９は拡幅セグメント１の拡幅後の断面図である。図９に示すように、外側方向に移動したスライド部材２０の内側方向に形成される隙間（外側に移動された第１，第２のスライド部材２１，２２の基端面２１ａ，２２ａと当接部１８の側面との間）には隙間ブロック２７がそれぞれ嵌合されている。隙間ブロック２７は４枚の鋼製プレートで長方形に形成されており、当接部１８の側面および第１，第２のスライド部材２１，２２の基端面２１ａ，２２ａにそれぞれボルト接合される。

次に、上記した構成からなる拡幅セグメント１の施工方法について説明する。

図１，図２に示すように、縮幅されて円形状の拡幅セグメント１を予め掘削された拡幅坑Ｔ内に配置する。このとき、第１，第２のスライド部材２１，２２の基端面２１ａ，２２ａが当接部１８の側面に当接するように、第１，第２のスライド部材２１，２２をそれぞれ内側に寄せて配置し、拡幅部３を内側に配置させておく。また、拡幅部３の内側面には妻板部材６を接合させておくとともに、スライド部材２２（２１）と基板部材１３との間に間詰材３３を充填しておく。

図１０（ａ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の準備状況を表す断面図である。図１０（ａ）に示すように、拡幅セグメント１を拡幅坑Ｔ内に配置した後、一方の拡幅部３をスライドさせるため、拡幅セグメント１の内部に拡幅用の器具を設置する。具体的には、拡幅セグメント１内の上下部にそれぞれ形成されて左右で対向する突起部１２間にジャッキ２８をそれぞれ介装させる。ジャッキ２８の両端は突起部１２の鉛直方向に延在する辺１２ａにそれぞれ当接させる。また、拡幅セグメント１内の上部に位置するスライド部材２０のうち他方側のスライド部材２０（第２のスライド部材２２）と、該第２のスライド部材２２に上下で対向する第１のスライド部材２１との間に反力部材（第１のサポート２９）を建てる。さらに、一方側に形成されているとともに上下で対向する突起部１２間に反力部材（第２のサポート３０）を建てる。第２のサポート３０の上下端は突起部１２の垂直方向に延在する辺１２ｂにそれぞれ当接させる。

図１０（ｂ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｂ）に示すように、一方側の拡幅部３を外側にスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、上下２本のジャッキ２８を同時に可動させ、ジャッキ２８の圧力によって一方側の拡幅部３を押圧し、一方側の拡幅部３を外側にスライドさせる。そして、所定の位置までスライドした時点で、移動したスライド部材２０と当接部１８との間に形成された隙間に隙間ブロック２７をそれぞれ嵌め込む。

図１０（ｃ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｃ）に示すように、拡幅セグメント１の内部に設置された拡幅用の器具の盛り替えを行い、他方の拡幅部３をスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、第１，第２のサポート２９，３０をそれぞれ取り外し、移動したスライド部材２０と当接部１８との間に嵌め込まれた上下の隙間ブロック２７間に第１のサポート２９を建てて、他方側に形成されているとともに上下で対向する突起部１２間に第２のサポート３０を建てる。そして、上下２本のジャッキ２８を同時に可動させ、ジャッキ２８の圧力によって他方側の拡幅部３を押圧し、他方側の拡幅部３を外側にスライドさせる。所定の位置までスライドした時点で、移動したスライド部材２０と当接部１８との間に形成された隙間に隙間ブロック２７をそれぞれ嵌め込む。

次に、図１，図９，図１０（ｃ）に示すように、ジャッキ２８，第１のサポート２９及び第２のサポート３０をそれぞれ撤去するとともに、拡幅セグメント１によって拡幅する区間の両端に位置する妻板部材６だけを残して、拡幅する区間の中間に位置する妻板部材６は全て撤去する。なお、セグメント継手７によるセグメント部材５同士の接合や、リング継手８によるリング状の拡幅セグメント１同士の接合は、拡幅セグメント１を組み立てる過程で逐一行う。

上記した構成からなる拡幅セグメント１によれば、掘削された拡幅坑Ｔ内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部２には、拡幅坑Ｔ内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部３を水平方向にスライドさせるスライド機構１４が備えられているため、拡幅部３を外側方向にスライドさせることで、拡幅セグメント１の断面形状は拡幅されて円形から小判形に変形し、拡幅セグメント１が拡幅される際、拡幅部３は水平方向にスライドする。これによって、スライドした拡幅部３には地盤の土圧や地下水の水圧等の圧力が均等にかかり、低強度の拡幅部でも耐えることができ、コストの低減を図ることができる。

また、例えば、トンネルを形成する場合には、資機材の運搬用のトロッコとそのレールをトンネル内に設ける必要があるが、小口径のトンネルの場合、トンネル幅が狭いためトンネル内には２条のレールが設けられ、トンネルの途中には往復するトロッコがすれ違うための拡幅されたすれ違い部分が形成され、すれ違い部分には４条のレールが設けられる。このように、施工上の理由により拡幅された部分は、施工後に元の大きさに縮幅する必要がある。上記した構成からなる拡幅セグメント１によれば、拡幅された拡幅セグメント１は、拡幅部を内側方向にスライドさせることで縮幅されて小判形から元の円形に戻されるため、施工上の理由により拡幅し、施工後に縮幅するトンネルに対応することができる。

また、拡幅部３は両側にそれぞれ備えられ、拡幅セグメント１の両側部はスライド自在の拡幅部３で形成されているため、両側に設けられた拡幅部３がそれぞれスライドされることで、拡幅セグメント１は両側方にそれぞれ拡幅縮幅される。これによって、両側方に広がるトンネルにも対応することができる。

また、スライド機構１４には、拡幅部３のスライド方向に延在するガイド１９と、拡幅部３に接合されているとともにガイド１９に噛合されガイド１９に沿って移動するスライド部材２０とが備えられているため、スライド部材２０をガイド１９に沿って外側方向に移動させることで拡幅部３は水平方向にスライドし、拡幅セグメント１は拡幅される。これによって、拡幅部３は地盤の土圧や地下水の水圧等の圧力を均等に受けることができる。また、拡幅後に、スライド部材２０をガイド１９に沿って内側方向に移動させることで拡幅部３は水平方向にスライドし、拡幅セグメント１は縮幅される。

また、基部２には、内側に移動されたスライド部材２０の端面が当接される当接部１８が形成され、外側方向に移動したスライド部材２０の内側方向に形成される隙間（外側に移動されたスライド部材２０と当接部１８との間）には隙間ブロック２７が嵌合されるため、外側に移動したスライド部材２０が土圧や水圧によって内側方向に圧力を受けた場合、内側へ押圧される拡幅部３は隙間ブロック２７によって係止される。これによって、拡幅セグメント１の拡幅状態を維持することができる。

また、拡幅坑Ｔを掘削する図示せぬシールド機は断面形状円形の坑を形成するものが多いが、縮幅された状態の拡幅部３の断面形状は円形に形成されるため、拡幅セグメント１は、セグメント部材５を断面形状円形に組み立てる従来のシールド機によって組み立てられ、その後に坑Ｔの拡幅箇所形状に合わせて断面形状小判形に拡径される。これによって、断面形状円形にのみ組み立てることができる従来のシールド機を使用することができる。

また、拡幅部３が縮幅された状態における、スライド部材２０と基板部材１３との間には、間詰材３３が充填されているため、スライド部材２０と基板部材１３との間に形成される隙間は間詰材３３によって埋められる。これによって、スライド部材２０と基板部材１３との間から拡幅セグメント１内に地下水等の水分が浸入することを防止することができる。

また、基板部材１３の両側部には、スライド部材２０の摺動面の方向に向かって傾斜する傾斜部１３ａが形成されているため、一旦拡径された拡幅部３を内側に移動させて縮径するときに、スライド部材２０の摺動面上に付着した土砂等は傾斜部１３ａによって掻き出され、基板部材１３とスライド部材２０との間に土砂等が詰まることは防止される。これによって、基板部材１３とスライド部材２０との間に土砂等が詰まることによる故障を防止することができるとともに、基板部材１３とスライド部材２０との間に土砂等が詰まることによる浸水を防止することができる。

［第二の実施の形態］
次に、第二の実施の形態について説明する。なお、第一の実施の形態で説明した構成と同一の構成については説明を省略する。

図１１は基部５１の断面図であり、図１２は基部５１の平面図である。図１１，図１２に示すように、基部５１は、拡幅セグメント５０の軸方向（前後方向）に延在する断面形状Ｔ字形の基板部材５３と、図示せぬ拡幅部を拡幅セグメント５０の軸方向に直交する水平方向（左右方向）にスライドさせるスライド機構５４と、左右方向に延在する丸鋼管等からなる補強部材５５とから構成されている。

図１３は基板部材５３の平面図である。図１１，図１２，図１３に示すように、基板部材５３は、円弧状の外殻板５６と、外殻板５６の内側面に接合されて前後方向に延在する複数のリブ５７と、外殻板５６の前後端および中央の内側面にそれぞれ接合されて左右方向に延在する複数のリブ５８と、この複数のリブ５８間に架設されて前後方向に延在する当接部５９とから構成されている。当接部５９は、リブ５８の下方に垂設されており、拡幅セグメント５０の径方向（上下方向）に突出されている。また、当接部５９には、補強部材５５が挿通される孔６０があけられている。

図１４は基板部材５３の一側端部の拡大断面図である。図１３，図１４に示すように、基板部材５３の一側端部の内側面には、前後方向に延在する３本の溝部７７が形成されており、これら複数の溝部７７のうち両端の溝部７７ａ内には、前後方向に延在するシール７８が設けられている。真中の溝部７７ｂは、両端の溝部７７ａ内に設けられたシール７８のうち少なくとも一方が損傷して止水効果が保てなくなった場合の予備の溝部７７であり、シール７８が損傷したとき、真中の溝部７７ｂ内に新たにシーリングされ、新たなシール部７９が形成される。

一方、図１１，図１２に示すように、スライド機構５４は、外殻板５６の前後端に接合されたリブ５８にそれぞれ接合されて図示せぬ拡幅部のスライド方向に延在するレール６１と、一側端が拡幅部に接合されているとともにレール６１沿って移動するスライド部材６２と、スライド部材６２の他側端部両隅に突設されて頭部６３ａが拡径されたボルト状のランナー６３とから構成されている。

レール６１は、当接部５９を挟んで両側にそれぞれ設けられており、当接部５９とレール６１の内端との間には、少なくともランナー６３の頭部６３ａが嵌入される程度の隙間があけられている。

スライド部材６２は、当接部５９を挟んで両側にそれぞれ設けられており、スライド部材６２の内側端面は、図示せぬ拡幅部が縮幅された状態のとき当接部５９に当接される。また、スライド部材６２は、基板部材５３の内側面に対向する基部６４及び該基部６４から外方向に張設された先端部６５からなる第１のスライド部材６２ａと、先端部６５が無く、基部６４からのみなる第２のスライド部材６２ｂとから構成されており、第１，第２のスライド部材６２ａ，６２ｂは基板部材５３の内側面に沿って摺動される。また、スライド部材６２は、箱状に形成されており、基板部材５３の底面やトンネルの壁面に対向する外殻板６６と、外殻板６６の内側面に垂直に接合されたリブ６７とから構成されている。リブ６７は、前後方向に延在するリブ６７ａと左右方向に延在するリブ６７ｂとが格子状に組まれて形成されており、前後方向に延在するリブ６７ａには、補強部材５５が挿通される孔６８があけられている。

図１５はランナー６３の斜視図である。図１１，図１５に示すように、ランナー６３は、ボルト状の部材であり、ランナー６３の頭部６３ａは、レール６１上に載せ掛けられ、ランナー６３の下端部は雄ネジ状に形成されている。また、ランナー６３の下端面６３ｂには、一直線にすりわり加工されており、マイナスドライバー等の工具に係合される溝状の凹部９０が形成されている。なお、凹部９０は一直線状の溝でなくてもよく、十字状の溝でもよく、或いは六角穴であってもよい。

図１６はランナー６３の取付状態を表すスライド部材６２の他側端部両隅の拡大断面図である。図１１，図１２，図１６に示すように、スライド部材６２の他側端部両隅には、長ナット状のランナー固定部６９が付設されている。ランナー固定部６９は、上下方向に延在して設置されており、上下に貫通する雌ネジ穴６９ａが軸方向に沿って形成されている。また、ランナー固定部６９の上端面は、外殻板６６の外側面と略面一に形成されている。このランナー固定部６９の雌ネジ穴６９ａにはランナー６３の下端部が螺合されている。

補強部材５５は、スライド部材６２のスライド方向に延在されており、前後方向に複数配設されている。補強部材５５は、中間部が当接部５９に形成された孔６０に挿通されているとともに、両端部がスライド部材６２のリブ６７ａに形成された孔６８にそれぞれ挿通されてスライド部材６２内に嵌入されている。また、補強部材５５の両端面には、ボルト穴７０がそれぞれ形成されているとともに、スライド部材６２のリブ６７ａに形成された孔６８よりも大径のワッシャー状の係止部材７１がボルト穴７０に穴合わせされた状態でそれぞれ当接されている。係止部材７１は、図示せぬ拡幅部を拡幅させる際にスライド部材６２の外側方向への移動を規制するものであり、ボルト穴７０に螺合されるボルト７２によってボルト固定され、拡幅部が拡幅したとき、スライド部材６２のリブ６７ａの内部面７３に当接される。

また、当接部５９とスライド部材６２との間には、矩形枠状の隙間ブロック７４が嵌合される。隙間ブロック７４は複数（図では３つ）に分割されており、前後端部にそれぞれ配設される第１の隙間ブロック７４ａと、中央部に配設される第２の隙間ブロック７４ｂとに分割されている。

図１７（ａ）は第１の隙間ブロック７４ａの斜視図であり、図１７（ｂ）は第２の隙間ブロック７４ｂの斜視図である。図１１，図１２，図１７（ａ），図１７（ｂ）に示すように、第１の隙間ブロック７４ａの長手方向の側板７５には、補強部材５５が嵌入される凹部７６が１箇所形成されており、この凹部７６は、対向する側板７５に、互いに対向するようにそれぞれ形成されている。また、第２の隙間ブロック７４ｂの対向する長手方向の側板７５には、凹部７６が２箇所形成されており、この凹部７６は、対向する側板７５に、互いに対向するようにそれぞれ形成されている。凹部７６は、Ｕ字状に形成されており、補強部材５５よりも若干大きく形成されている。

次に、上記した構成からなる拡幅セグメント５０の施工方法について説明する。

予め、図１８（ａ）に示すように、スライド部材６２に突設されたランナー６３を当接部５９とレール６１との間にあけられた隙間に嵌入させるように、スライド機構５４の上に基板部材５３を載せる。このとき、補強部材５５は、第１のスライド部材６２ａの方向（図では右方向）に寄せて、第１のスライド部材６２ａのリブ６７ａに形成された孔６８に挿通された状態で、第１のスライド部材６２ａ内に収納させておく。

次に、図１８（ｂ）に示すように、補強部材５５を第２のスライド部材６２ｂの方向（図では左方向）へ移動させ、当接部５９に形成された孔６０及び第２のスライド部材６２ｂのリブ６７ａに形成された孔６８にそれぞれ挿通させる。

次に、図１８（ｃ）に示すように、第１，第２のスライド部材６２ａ，６２ｂを左右にそれぞれスライドさせ、図示せぬ拡幅部を外方に押し出して拡幅セグメント５０を拡径させる。そして、補強部材５５の両端面に係止部材７１をそれぞれ当てて、この係止部材７１をボルト７２によってボルト固定する。このとき、補強部材５５の両端部は、内側端のリブ６７ａに形成された孔６８に挿通されており、係止部材７１は、内側端のリブ６７ａの内部面７３に係止された状態になっている。

最後に、外側方向に移動した第１，第２のスライド部材６２ａ，６２ｂと当接部５９との間に、隙間ブロック７４をそれぞれ嵌合させる。このとき、図１７（ａ），図１７（ｂ）に示す隙間ブロック７４に形成された凹部７４ｂに、補強部材５５を嵌合させている。

上記した構成からなる拡幅セグメント５０によれば、補強部材５５が、当接部５９に挿通されているとともに、外側方向に移動したスライド部材６２内に嵌入されているため、スライド部材６２と基板部材５３の連結箇所が、補強部材５５によって補強される。これによって、拡幅された拡幅セグメント５０に真上から大きな土圧が作用する場合にも、スライド部材６２が基板部材５３から外れることがなく、安全性を向上させることができる。

また、補強部材５５の両端部には、スライド部材６２の内部面７３に当接されて、スライド部材６２の外側方向への移動を規制する係止部材７１がボルト固定されているため、拡幅された拡幅セグメント５０が真上から土圧を受けたとき、図示せぬ拡幅部を外側方向に押し出す力が働くが、係止部材７１によってスライド部材６２の外側方向への移動が規制されるため、拡幅部が外側方向に拡がることはない。これによって、拡幅セグメント５０の形状を維持することができる。

また、ランナー固定部６９の雌ネジ穴６９ａは、上下に貫通され、外側方向だけでなく内側方向にも開放されており、ランナー６３の下端面６３ｂには、凹部９０が形成されているため、スライド部材６２がスライド移動している最中或いはスライド移動した後に、図示せぬ工具を雌ネジ穴６９ａの下端から入れて凹部９０に嵌合させ、ランナー６３を回転させることができ、ランナー６３の高さを微調整することができる。これによって、例えば、ランナー６３の頭部６３ａとレール６１とが圧着され、スライド部材６２がスムーズにスライドできなくなったときには、ランナー６３を回転させて高くし、スムーズに移動させることができる。また、基板部材５３とスライド部材６２との間があき過ぎていて漏水が生じた際には、ランナー６３を回転させて低くし、基板部材５３に付設されたシール７８とスライド部材６２の上面とを密着させて漏水を止めることができる。

［第三の実施の形態］
次に、第三の実施の形態について説明する。なお、上述した第一，第二の実施の形態と同一の構成については、説明を省略する。

図１９は拡幅セグメント８０の基部８１の断面図である。図１９に示すように、基部８１には、中間部が当接部８２に挿通されて両端部がスライド部材８３にそれぞれ嵌入された補強部材８４が備えられている。補強部材８４の一端部外周面には、雄ネジが切られて雄ネジ部８５が形成されており、この雄ネジ部８５には、一方のスライド部材８３ａの内部に配置されたナット状の雌ネジ部材８６が螺合されている。雌ネジ部材８６は、一方のスライド部材８３ａのリブ８７に係止されて、外側方向へ移動した他方のスライド部材８３ｂを内側に引っ張るものである。

上記した構成からなる拡幅セグメント８０によれば、補強部材８４には、雄ネジ部８５が形成され、雄ネジ部８５には、外側方向へ移動したスライド部材８３ｂを内側に引っ張る雌ネジ部材８６が螺合されているため、図示せぬ拡幅部を拡幅させた後、雌ネジ部材８６を締め付けることによって、スライド部材８３ｂは内側に引っ張られる。これによって、真上から土圧を受けて外側に拡がる力に対して、より効果的に対向することができ、拡幅された拡幅セグメント８０の変形を防止することができる。

以上、本発明に係る拡幅セグメントの第一，第二，第三の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した第一の実施の形態では、拡幅部３は両側にそれぞれ備えられており、拡幅セグメント１は両側方にそれぞれ拡幅されるが、本発明は、図２０（ａ），図２０（ｂ）に示すように、片側のみに拡幅部１０２が備えられている拡幅セグメント１００でもよい。この拡幅セグメント１００は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面にそれぞれ対向する基部１０１と、拡幅坑Ｔの一方の側壁面に対向する円弧板状の拡幅部１０３と、拡幅坑Ｔの他方の側壁面に対向する円弧板状のセグメント部１０２とから構成されている。基部１０１には、セグメント部１０２の上下端にそれぞれ接合されて上下で対向する基板部材１０４と、拡幅坑Ｔの幅方向にスライドするスライド部材１０５とが備えられており、拡幅状態のスライド部材１０５の内側方向に形成される隙間には、隙間ブロック１０６が嵌合される。

また、上記した第一の実施の形態では、間詰材３３は、スライド部材２０と基板部材１３との間に充填されているが、本発明は、拡幅部と基板部材との間に間詰材を充填してもよい。また、上記した実施の形態では、鋼製のセグメントについて説明しているが、本発明はコンクリート製のセグメントでもよく、鋼製枠内にコンクリートを中詰めしたセグメントでもよい。

また、上記した第一の実施の形態では、傾斜部１３ａは直線的に傾斜しており、傾斜部１３ａの傾斜面は平面状に形成されているが、本発明は、傾斜部を弓形に傾斜させて傾斜面を湾曲面状に形成してもよい。

また、上記した第二の実施の形態では、丸鋼管等からなる補強部材５５が用いられているが、本発明は、補強部材が、その他の鋼材や鋼材以外の所定強度を有する材料からなっていてもよい。

また、上記した第二の実施の形態では、図示せぬ拡幅部が拡幅したとき、係止部材７１がスライド部材６２内側端のリブ６７ａの内部面７３に当接されているが、本発明は、係止部材をスライド部材内部のリブに当接させてもよく、或いは、スライド部材内に係止部材が当接する当接板を設けて、リブ以外の内部面に係止部材を当接させてもよい。

また、上記した第三の実施の形態では、雄ネジ部８５に、一方のスライド部材８３ａのリブ８７に当接される雌ネジ部材８６が螺合されているが、本発明は、補強部材を挿通させるためにスライド部材のリブにあけられた孔の内周面に雌ネジを切って雌ネジ部材としてもよい。

また、上記した第三の実施の形態では、雄ネジ部８５は補強部材８４の端部に形成されているが、本発明は、補強部材の中間部に雄ネジ部を形成してもよい。

本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための両側が拡幅する拡幅セグメント全体の斜視図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための両側が拡幅する拡幅セグメントの拡幅前の断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための図２に示すＡ−Ａ間の断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための基部を表す拡大図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための拡幅セグメント内部から見た基部の平面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するためのスライド部材を拡幅セグメントの内部から見た平面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するためのスライド部材を拡幅セグメントの内部から見た平面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための基部の正面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための両側が拡幅する拡幅セグメントの拡幅後の断面図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）ともに、本発明に係る拡幅セグメントの第一の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの拡幅工程を表す断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための拡幅後の拡幅セグメントの基部を表す断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための拡幅後の拡幅セグメントの基部を表す平面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための基板部材の平面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための基板部材の側端部の拡大断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するためのランナーの斜視図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するためのスライド部材の側端部両隅の拡大断面図である。 （ａ），（ｂ）ともに、本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための隙間ブロックを表す斜視図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）ともに、本発明に係る拡幅セグメントの第二の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの拡幅工程を表す断面図である。 本発明に係る拡幅セグメントの第三の実施の形態を説明するための拡幅後の拡幅セグメントの基部を表す断面図である。 （ａ）は本発明に係る拡幅セグメントのその他の実施の形態を説明するための片側が拡幅する拡幅セグメントの拡幅前の断面図であり、（ｂ）は本発明に係る拡幅セグメントのその他の実施の形態を説明するための片側が拡幅する拡幅セグメントの拡幅前の断面図である。

符号の説明

１，５０，８０，１００ 拡幅セグメント
２，５１，８１，１０１ 基部
３，１０２ 拡幅部
１３，５３，１０４ 基板部材
１３ａ 傾斜部
１４，５４ スライド機構
１８，５９，８２ 当接部
２０，６２，８３，１０５ スライド部材
２１，６２ａ 第１のスライド部材（スライド部材）
２２，６２ｂ 第２のスライド部材（スライド部材）
２７，７４，１０６ 隙間ブロック
３３ 間詰材
５５，８４ 補強部材
７３ 内部面
７４ａ 第１の隙間ブロック（隙間ブロック）
７４ｂ 第２の隙間ブロック（隙間ブロック）
８５ 雄ネジ部
８７ 雌ネジ部材
Ｔ 拡幅坑（坑）

Claims (7)

1. 掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成される拡幅セグメントにおいて、
   前記基部には、前記拡幅部に接合されているとともに前記坑の幅方向にスライドするスライド部材を有し、前記拡幅部を水平方向にスライドさせるスライド機構が備えられ、
   外側方向に移動した前記スライド部材の内側方向に形成される隙間には、隙間ブロックが嵌合されることを特徴とする拡幅セグメント。
2. 請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記拡幅部が縮幅された状態における断面形状は、円形に形成されていることを特徴とする拡幅セグメント。
3. 請求項１または２記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材が備えられ、
   前記拡幅部が縮幅された状態における、該拡幅部と前記基板部材との間、又は前記スライド部材と前記基板部材との間のうち少なくとも一方には、間詰材が充填されていることを特徴とする拡幅セグメント。
4. 請求項１から３のいずれか記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材が備えられ、
   前記基板部材の側部には、前記スライド部材の摺動面の方向に傾斜する傾斜部が形成されていることを特徴とする拡幅セグメント。
5. 請求項１から４のいずれか記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記基部には、前記スライド部材が摺動する基板部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在する補強部材とが備えられ、
   前記基板部材には、前記拡幅部が縮幅された状態における前記スライド部材の内側端面が当接される当接部が形成され、
   前記補強部材は、前記当接部に挿通されているとともに、外側方向に移動した前記スライド部材に嵌入されていることを特徴とする拡幅セグメント。
6. 請求項５記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記補強部材の端部には、前記スライド部材の内部面に当接されて、前記スライド部材の外側方向への移動を規制する係止部材がボルト固定されていることを特徴とする拡幅セグメント。
7. 請求項５または６記載の拡幅セグメントにおいて、
   前記補強部材には、雄ネジ部が形成され、
   該雄ネジ部には、外側方向へ移動した前記スライド部材を内側に引っ張る雌ネジ部材が螺合されていることを特徴とする拡幅セグメント。
   
   

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