JP2016050379A - 連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造でセグメントを容易に連結可能な連結具を提供する。【解決手段】互いに隣接するセグメントを連結する雄継手１及び雌継手１０からなる連結具１００において、雄継手１は、連結面鉛直方向に延伸し板幅方向を連結面長辺方向に合わせた延伸板部２と、延伸板部２の側部から突出する鉤部３とを含み、雌継手１０は、連結面にて開口幅方向を連結面長辺方向に合わせて開口され、雄継手１のスライド移動を許容する開口部１１ａを有する方形筒状体１１と、開口幅方向中央部で連結面側に寄せて方形筒状体１１の内壁面に設けられ、延伸板部２と当接して雄継手１を案内しつつ板厚方向に弾性変形させる当接面１２ａを有する案内部１２と、係止部１３とを含み、延伸板部２が案内部１２を通過して鉤部３が係止部１３に係止され、延伸板部２が案内部１２と方形筒状体１１の内壁面との間に収容され、各セグメントを連結する。【選択図】図１

Description

本発明は、シールドトンネルの覆工に用いられトンネル構造体となるセグメントの連結具に関する。

上下水道、共同溝、道路、鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、シールド工法により形成される。

シールド工法では、例えば、地山に発進立坑と到達立坑とを構築し、発進立坑から到達立坑へ向けてシールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後方で次々にセグメントを組み立てて、推進方向に連結することで筒状の覆工体を構築する。

この覆工体は、複数のセグメントをトンネル周方向及びトンネル軸方向に連結させることにより構築される。坑内で行われるこのセグメント同士の連結作業に要する作業量は大きいため、セグメント同士の連結が容易であることが要求されている。

この種の連結作業を簡易化することを目的とした連結具としては、例えば、特許文献１に記載された連結具が知られている。この特許文献１に記載された連結具は、一方のセグメントに設けられる雄継手と、他方のセグメントに設けられる雌継手とを備えている。この雄継手は、一方のセグメントの連結面から突出し一定幅で形成される板状金物からなる。また、雌継手は、他方のセグメントに埋設され、連結面にて開口する袋体状金物を有する。この袋体状金物の開口は、挿入された雄継手が連結面と略平行な方向で袋体状金物内をスライド移動可能に形成されている。そして、袋体状金物の内空は、スライド移動の一方側から他方側に向うにつれて拡幅すると共に、セグメント奥側（雄継手の挿入方向奥側）に向うにつれて拡幅するように形成されている。この袋体状金物の内空には、この内空の形状に合わせた外形を有すると共に雄継手のスライド移動が可能な間隙を有する把持体と、この把持体をスライド移動方向と逆方向、及び、雄継手の挿入方向とは逆方向に付勢する付勢手段とが備えられている。
このように構成された特許文献１に記載の連結具では、雄継手が開口部を介して挿入されてスライド移動されると、雄継手が付勢手段の付勢力に抗して把持部を移動させつつ把持部の間隙に入り込み、この把持部の間隙が拡大する。そして、雄継手がさらにスライド移動して、そのスライド移動が完了すると、雄継手による把持体への押圧が解消され、スライド移動によって拡大していた間隙が付勢手段により縮小される。これにより、雄継手が把持体に挟み込まれて係止される。特許文献１に記載の連結具は、このようにして、雄継手が雌継手に係止されることで、セグメント同士を容易に連結している。

特開２０１３−１０４２７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の連結具は、雌継手内に雄継手のスライド移動に追従して移動する付勢手段及び把持体からなる複雑な移動機構を備えて構成されているため、連結具のコストが高くなる。このため、特許文献１に記載の連結具を、複数のセグメントをトンネル周方向やトンネル軸方向に連結させる各連結具として適用すると、連結のためのコストが高くなり好ましくない。また、この連結具は、上記のように複雑な移動機構を備えているため、例えば、異物の混入や環境条件等によりその移動機構に不具合が生じて、連結具として機能しなくなる可能性がある。さらに、この連結具では、単に、雄継手が把持体に挟み込まれて係止されているだけであるため、例えば、上記スライド移動の方向と逆方向に大きな力が作用した場合等に、雄継手が把持体の隙間から外れ出てしまい、連結が解除されてしまうおそれもある。

本発明は、このような実状に鑑み、トンネル構造体となる先行セグメントと後行セグメントとを容易に且つ確実に連結できると共に、簡易な構造の連結具を提供することを目的とする。

上記課題に対し、本発明に係る連結具は、その一態様として、トンネル構造体となる互いに隣接する先行セグメントと後行セグメントを連結する雄継手及び雌継手からなる連結具において、前記雄継手は、前記後行セグメントの連結面から連結面鉛直方向に延伸して板状に形成され、且つ、その板幅方向を連結面長辺方向に合わせて配置される延伸板部と、前記延伸板部の先端部の側部から板幅方向に突出する鉤部と、を含み、前記雌継手は、前記先行セグメントの連結面にて開口される開口部であって、その開口幅方向を連結面長辺方向に合わせて開口され、前記雄継手が挿入されると共に該雄継手の前記板幅方向へのスライド移動を許容する開口部を有する方形筒状体と、前記方形筒状体内にて、開口幅方向中央部で且つ前記連結面側に寄せて、該方形筒状体の内壁面に設けられ、開口幅方向一端側から前記スライド移動される前記雄継手の前記延伸板部と当接して前記雄継手を案内しつつ該雄継手をその板厚方向に弾性変形可能に傾斜形成される当接面を有する案内部と、少なくとも前記案内部の前記連結面と反対側の第１端面を有してなる係止部と、を含み、前記延伸板部が前記案内部を通過すると、前記鉤部が前記係止部に係止されると共に前記延伸板部が前記案内部と前記方形筒状体の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容されることにより、前記各セグメントを連結する構成である。

本発明に係る連結具によると、先行セグメントの連結面に後行セグメントの連結面を近接させると、後行セグメントの連結面から連結面鉛直方向に延伸する板状の延伸板部、及び、延伸板部の先端部の側部から板幅方向に突出する鉤部を含む雄継手が、雌継手の開口部の開口幅方向一端側から雌継手の方形筒状体内に挿入され始める。そして、雄継手が開口幅方向一端側からスライド移動されると、雄継手の延伸板部は、方形筒状体内にて開口幅方向中央部で且つ前記連結面側に寄せて該方形筒状体の内壁面に設けられた案内部に傾斜形成された当接面に当接する。さらに、雄継手がスライド移動されると、雄継手は、案内部の当接面に延伸板部を当接させた状態で、案内部に案内されつつ、板厚方向に弾性変形する。そして、延伸板部が案内部を通過して雄継手の弾性変形が解消されると、雄継手の鉤部が係止部に係止されると共に延伸板部が案内部と方形筒状体の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容され、雄継手が雌継手に係止される。これにより、先行セグメントと後行セグメントを連結する。
このように、延伸板部が案内部を通過したところで、雄継手の弾性変形が解消され、雄継手を雌継手に係止させることができる。これにより、雌継手に複雑な移動機構を設けることなく、雄継手を雌継手に確実に係止させることができる。また、雄継手が雌継手に係止されると、雄継手の延伸板部が案内部と方形筒状体の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容されるため、例えば、上記スライド移動の方向と逆方向に大きな力が作用したとしても、雄継手の雌継手への係止を確実に維持することができる。
したがって、トンネル構造体となる先行セグメントと後行セグメントとを容易に且つ確実に連結できると共に、簡易な構造の連結具を提供することができる。

本発明の一実施形態における連結具の斜視図である。 図１に示す連結具を適用したセグメントの部分斜視図である。 上記実施形態における雄継手の概略構成を示す図である。 上記実施形態における雌継手の概略構成を示す図である。 図３に示す雌継手の断面図である。 上記実施形態における連結具の連結動作を説明するための図である。 上記実施形態における連結具の連結動作を説明するための別の図である。 セグメントリングを説明するための図である。 上記実施形態におけるセグメントの組立方法を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る連結具の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態における連結具１００の概略構成を示す斜視図である。
図２は、上記連結具１００を適用した後述のセグメント（ＰＳ，ＦＳ）を示す部分斜視図である。また、図３（ａ）は後述する雄継手１の上面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＡ−Ａ矢視断面図である。図４（ａ）は後述する雌継手１０の上面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ矢視図である。図５（ａ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図であり、図５（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。

前記連結具１００は、トンネル構造体となる互いに隣接する先行セグメントＰＳと後行セグメントＦＳとを連結するものであり、図１に示すように、雄継手１及び雌継手１０からなるものである。なお、図１では、先行セグメントＰＳ及び後行セグメントＦＳは図示を省略している。

前記各セグメント（ＰＳ、ＦＳ）は、後述する図８のＰ１〜Ｐ８に示すように、それぞれ、湾曲した矩形状（略四角形状）に形成され、例えばコンクリートからなり、トンネル構造体の一部となるものである。図２に示すように、後行セグメントＦＳに雄継手１が設けられ、先行セグメントＰＳに雌継手１０が設けられる。
先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１に後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１を当接させた状態で、連結面長辺方向（図２ではトンネル軸方向）に後行セグメントＦＳをスライド移動させて、雌継手１０に雄継手１を係止させることで、後行セグメントＦＳが先行セグメントＰＳに連結される。なお、この連結動作については、後に詳述する。

本実施形態において、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１は、図２に示すように、トンネル周方向の露出側一側面、言い換えると、先行セグメントＰＳの短辺側一側面であり、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１は、連結面ＰＳ１に対向するトンネル周方向一側面、言い換えると、後行セグメントＦＳの短辺側一側面である。つまり、本実施形態においては、先行セグメントＰＳとは、セグメントリング（後述する図８（ａ）参照）ＳＬを構成する複数のセグメントのうちの一部のことを示す。後行セグメントＦＳとは、この先行セグメントＰＳにトンネル周方向から連結されるセグメントのことを示す。したがって、本実施形態において、連結具１００はトンネル周方向で互いに隣接するセグメント間の連結に用いるものである。

また、図２に示すように、本実施形態において、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１には、先行セグメントＰＳの厚み方向の略中央において連結面長辺方向（図ではトンネル軸方向）に沿って溝部ＰＳ１ａが形成されている。一方、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１には、この溝部ＰＳ１ａと嵌合可能な突設部ＦＳ１ａが連結面長辺方向に延設されている。
なお、後述する図３〜図９においては、図の簡略化のため、図２に示した溝部ＰＳ１ａ及び突設部ＦＳ１ａは、図示省略されている。また、本実施形態では、「連結面長辺方向」は「トンネル軸方向」と一致する。

前記雄継手１は、図１〜図３に示すように、後行セグメントＦＳに設けられ、板状の延伸板部２と鉤部３とを含んで構成され、全体として概略板状に形成されてなるものであり、後行セグメントＦＳのコンクリートと一体形成される。
雄継手１は、例えば、ステンレス製等の鋼板を適宜加工して予め形成され、雌継手１０の配置位置に合わせて、図２及び図３に示すように、後行セグメントＦＳの厚み方向の略中央で、トンネル軸方向の適宜位置に配置される。また、雄継手１は、その板幅方向を連結面長辺方向（トンネル軸方向）に合わせて、言い換えると、その板面（上下面）が後行セグメントＦＳの外周及び内周面と略平行となるように配置されている。
より具体的には、雄継手１は、突設部ＦＳ１ａにトンネル軸方向に適宜間隔をあけて適宜個数（図２では２個）設けられている。

前記延伸板部２は、図３（ａ）に示すように、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１（詳しくは突設部ＦＳ１ａ）から連結面鉛直方向に延伸して板状に形成され、且つ、その板幅方向を連結面長辺方向に合わせて配置されてなるものである。また、本実施形態では、「連結面鉛直方向」は「トンネル周方向」と一致する。
延伸板部２の先端部２ａに、鉤部３が設けられている。一方、延伸板部２の基端部２ｂは、後行セグメントＦＳに固定されている。この基端部２ｂのうち後行セグメントＦＳ内の最基端部２ｂ１は、例えば、板幅方向両側に拡幅して形成されている。この拡幅形成された最基端部２ｂ１が雄継手１に作用する引張力に抗するアンカーとなる。なお、アンカーは、最基端部２ｂ１を拡幅して形成する構成に限らず、図示を省略するが、例えば、基端部２ｂの板面にＵ字状に屈曲させた鉄筋を最基端部２ｂ１から突出するように溶接して構成してもよいし、基端部２ｂに板厚方向に貫通する貫通孔を設けこの貫通孔に鉄筋材を挿通させる構成としてもよい。

本実施形態において、延伸板部２の基端部２ｂは、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１から内方に隔てた位置で後方セグメントＦＳに固定される。つまり、延伸板部２の基端部２ｂは、連結面ＦＳ１から内方に隔てたその固定位置までは容易に、板厚方向に弾性変形できるように構成されている。
具体的には、図３（ｂ）に示すように、基端部２ｂの連結面ＦＳ１側の上面（後述する案内部１２と当接する面とは反対の面）にゴムやスポンジ等の弾性部材４を配置させる。つまり、連結面ＦＳ１側では、基端部２ｂと後行セグメントＦＳのコンクリートとの間に弾性部材４が配置されている。なお、弾性部材４を設ける構成に限らず、単に、連結面ＦＳ１側で、基端部２ｂの上面とコンクリートとの間に単に隙間を設ける構成でもよい。

前記鉤部３は、延伸板部２の先端部２ａの側部から板幅方向に突出して形成されてなるものであり、例えば、基端部２ｂに向うにつれて拡幅するように形成されている。鉤部３の連結面ＦＳ１と対向する端面３ａは、連結面ＦＳ１と平行になるように形成されている。この端面３ａが後述する係止部１３に当接する。
本実施形態において、鉤部３は、延伸板部２の先端部２ａの両側部からそれぞれ突出して設けられている。

前記雌継手１０は、図４及び図５に示すように、先行セグメントＰＳに設けられ、方形筒状体１１と、案内部１２と、係止部１３とを含んで構成され、先行セグメントＰＳのコンクリートと一体形成される。
具体的には、雌継手１０は、図２に示すように、先行セグメントＰＳの厚み方向の略中央で、トンネル軸方向の適宜位置に配置され、先行セグメントＰＳ内に固定されている。
より具体的には、雌継手１０は、溝部ＰＳ１ａにトンネル軸方向に適宜間隔をあけて適宜個数（図２では２個）設けられている。

前記方形筒状体１１は、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１にて開口される開口部１１ａを有し、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１側に設けられ、例えば、鋼材を適宜溶接して形成されてなるものである。
前記開口部１１ａは、その開口幅方向を連結面長辺方向（トンネル軸方向）に合わせて開口され、雄継手１が挿入されると共にこの雄継手１の板幅方向へのスライド移動を許容するように形成されている。

具体的には、方形筒状体１１は、開口部１１ａ側の端面が連結面ＰＳ１と面一になるように先行セグメントＰＳ内に固定されている。方形筒状体１１は、有底筒状に形成され、開口部１１ａ側から視てその開口長辺が先行セグメントＰＳの連結面長辺方向に延在し、開口短辺が先行セグメントＰＳの厚み方向に延在し、雄継手１が挿入される方向である奥行き方向はトンネル周方向と一致する。また、図示を省略するが、方形筒状体１１の底部１１ｂを、方形筒状体１１の周壁１１ｃより外方に突出するように形成し、アンカーとして機能させるように構成するとよい。雌継手１０のアンカーの形式は、これに限らず、雄継手１と同様に、適宜位置に貫通孔形成したり鉄筋を溶接したりする等して適宜構成することができる。

また、本実施形態において、方形筒状体１１は、図１及び図４（ａ）に示すように、坑口側の周壁１１ｃの連結面ＰＳ１側部分を内方に突出させて、他の周壁１１ｃより肉厚に形成されてなる段差部１１ｃ１を有する。この段差部１１ｃ１の連結面ＰＳ１と平行な面が、後述する係止部１３の第２端面１３ｂとなる。

前記案内部１２は、雄継手１を案内しつつ弾性変形させるものであり、図４に示すように、方形筒状体１１内にて、開口幅方向（トンネル軸方向）中央部で且つ連結面ＰＳ１側に寄せて、方形筒状体１１の周壁１１ｃの内壁面に設けられる。そして、案内部１２は、開口幅方向一端側（つまり、本実施形態においては切羽側）からスライド移動される雄継手１の延伸板部２と当接して雄継手１を案内しつつこの雄継手１をその板厚方向に弾性変形可能に傾斜形成される当接面１２ａを有する。
具体的には、案内部１２は、例えば、傾斜部１２１とガイド部１２２とを含んで構成される。案内部１２の当接面１２ａは、傾斜部１２１に形成され、方形筒状体１１の開口幅方向他端側（つまり、本実施形態においては坑口側）に向かうにつれ上記周壁１１ｃの内壁面から離れるように傾斜形成される。ガイド部１２２は、傾斜部１２１の坑口側に連続して形成され、案内部１２が形成されている周壁１１ｃの内壁面と平行なガイド面１２ｂを有し、このガイド面１２ｂは当接面１２ａと連続している。また、傾斜部１２１及びガイド部１２２の連結面ＰＳ１側の端面が連結面ＰＳ１と面一になるように、案内部１２を連結面ＰＳ１側に寄せて設けられている。そして、傾斜部１２１及びガイド部１２２の連結面ＰＳ１と反対側の端面は、互いに面一に形成されると共に連結面ＰＳ１と平行に形成されている。

より具体的には、案内部１２は、図４（ｂ）及び図５（ａ）に示すように、長手方向断面で視ると、その傾斜部１２１が直角三角形状に形成され、全体として楔状に形成されている。この案内部１２は、図４（ａ）に示すように、その雄継手挿入終端側の端面（連結面ＰＳ１と反対側の端面）と底部１１ｂとが離間するように連結面ＰＳ１側に寄せて配置され、例えば、周壁１１ｃに溶接等により固定されている。案内部１２と底部１１ｂとの間には、図４（ａ）及び５（ｂ）に示すように、後述するスライド移動室１１ｅを含む空間が形成されている。
案内部１２の連結面ＰＳ１とは反対側の端面（第１端面１３ａ）と、底部１１ｂとの離間距離は、雄継手１の鉤部３の挿入方向の長さより大きくなるように設定されている。また、案内部１２の坑口側の端面１２ｃと、段差部１１ｃ１が形成されている坑口側の周壁１１ｃとの離間距離は、延伸板部２の板幅より若干大きくなるように設定されている。

このように、案内部１２を方形筒状体１１内に配置して、方形筒状体１１を構成することにより、方形筒状体１１内に、挿入室１１ｄと、スライド移動室１１ｅと、収容室１１ｆとが、底部１１ｂ、周壁１１ｃ及び案内部１２により区画形成される。
前記挿入室１１ｄは、方形筒状体１１内の開口幅方向一端側（切羽側）にて、開口部１１ａと連通すると共に、雄継手１が挿入可能に区画形成される空間である。
前記スライド移動室１１ｅは、挿入室１１ｄの底部１１ｂ側にて、挿入室１１ｄと連続すると共に、この挿入室１１ｄに挿入される雄継手１の鉤部側先端部の開口幅方向他端側（坑口側）へのスライド移動を許容する空間である。
前記収容室１１ｆは、スライド移動室１１ｅの開口幅方向他端側にて、このスライド移動室１１ｅと開口部１１ａとを連通させると共に、延伸板部２を収容可能な空間である。

前記係止部１３は、少なくとも案内部１２の連結面ＰＳ１と反対側の第１端面１３ａを有してなり、案内部１２（詳しくはガイド部１２２）を通過した雄継手１の鉤部３の端面３ａと当接して、鉤部３を係止するものである。
本実施形態において、第１端面１３ａは、具体的には、案内部１２を構成するガイド部１２２の連結面ＰＳ１と反対側の端面である。

本実施形態において、係合部１３は、第１端面１３ａと面一で且つ開口幅方向他端側の周壁１１ｃの内壁面に形成される第２端面１３ｂを更に有する。第２端面１３ａは、具体的には、段差部１１ｃ１の連結面ＰＳ１と平行な面である。

このようにして、延伸板部２が案内部１２を通過すると、鉤部３が係止部１３に係止されると共に延伸板部２が案内部１２と方形筒状体１１の開口幅方向他端側の内壁面（周壁１１ｃの内面）との間（つまり、収容室１１ｆ）に収容されることにより、各セグメント（ＰＳ、ＦＳ）を連結する連結具１００が構成される。

次に、本実施形態における連結具１００の連結動作について、先行セグメントＰＳのトンネル周方向の連結面ＰＳ１に後行セグメントＦＳを連結するものとして、図２、図６及び図７を参照して、以下に説明する。
図６（ａ）は雄継手１の挿入中の状態図、図６（ｂ）は雄継手１の挿入完了後、スライド移動中の状態図、図６（ｃ）は連結完了の状態図である。図７（ａ）は図６（ｂ）に示すＥ１矢視方向から視た雌継手１０の内部のイメージ図、図７（ｂ）は図６（ｃ）に示すＥ２矢視方向から視た雌継手１０の内部のイメージ図である。なお、各セグメント（ＰＳ，ＦＳ）をトンネル周方向に複数連結して組み立てられるセグメントリングＳＬの組立方法については、後述する。

図２に示すように、先行セグメントＰＳの雌継手１０（詳しくは、挿入室１１ｄ）と、後行セグメントＦＳの雄継手１との位置を合わせた状態で、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１に後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１を近接させると、雄継手１が雌継手１０の開口部１１ａを介して方形筒状体１１内に挿入され始める。この時、雄継手１の鉤部側先端部は、図６（ａ）に示すように、挿入室１１ｄに位置している。
そして、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１が先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１に当接したところで、後行セグメントＦＳの突設部ＦＳ１ａが先行セグメントＰＳの溝部ＰＳ１ａに嵌合する。これにより、先行セグメントＰＳに対する後行セグメントＦＳのセグメント厚み方向の移動が拘束されて、後行セグメントＦＳのセグメント厚み方向の位置が定まると共に、雄継手１の挿入が完了する。
次に、後行セグメントＦＳを先行セグメントＰＳに当接させた状態で、後行セグメントＦＳを坑口側に移動させると、雌継手１０内で雄継手１が切羽側から坑口側にスライド移動する。この時、雄継手１の鉤部側先端部は挿入室１１ｄからスライド移動室１１ｅへ移動し始め、延伸板部２は案内部１２の当接面１２ａに当接する。
そして、図６（ｂ）に示すように、雄継手１がさらにスライド移動されると、雄継手１は、案内部１２の当接面１２ａに延伸板部２を当接させた状態で、案内部１２に案内されつつ、板厚方向に弾性変形する。このとき、具体的には、図７（ａ）に示すように、雄継手１は、板厚方向上側に弾性変形すると共に、挿入方向の中心軸線を概略中心としてねじれるように弾性変形し、切羽側に近づくにつれ、その変形量が増加する。この弾性変形の際、後行セグメントＦＳは、突設部ＦＳ１ａを介してそのセグメント厚み方向（つまり、延伸板部２の板厚方向）の移動が拘束されている。このため、雄継手１が案内部１２の当接面１２ａに当接することに起因して、後行セグメントＦＳが先行セグメントＰＳに対してセグメント厚み方向にずれることはない。

さらに、図６（ｃ）に示すように、雄継手１が坑口側にスライド移動されて、延伸板部２が案内部１２を通過すると、図７（ｂ）に示すように、雄継手１は、その弾性変形が解消されて、元の状態に戻る。これと同時に、雄継手１の鉤部３の端面３ａが係止部１３（１３ａ，１３ｂ）に当接し、鉤部３が係止部１３に係止されると共に延伸板部２が収容室１１ｆに収容される。これにより、雄継手１が雌継手１０に係止される。このようにして、先行セグメントＰＳと後行セグメントＦＳを連結する。

次に、複数のセグメント（Ｐ１〜Ｐ８）を含んで構成されるセグメントリングＳＬの組立方法及び各セグメントについて、図８及び図９を参照して説明する。なお、坑口側にてセグメントリングＳＬ（図８（ａ）参照）と同じ構成のセグメントリングＳＬ’（図８（ｂ）参照）が既に組立てられており、その一部のセグメントに、切羽側から先行セグメントＰＳを連結し、その後、その先行セグメントＰＳのトンネル周方向の連結面ＰＳ１に後行セグメントＦＳを連結するものとして、以下に説明する。
図８（ａ）は、セグメントリングＳＬの正面図である。図８（ｂ）は、セグメントリングＳＬの部分展開図であり、トンネル内側を紙面手前側としている。図９は、セグメントリングＳＬの組立方法を示す図であり、図９（ａ）〜図９（ｄ）は、先行セグメントＰＳに、後行セグメントＦＳが連結具１００等によって順次連結されていく状態をそれぞれ示す。
ここで、互いにトンネル周方向に隣接するセグメント間の連結は連結具１００によって行われる。一方、セグメントリング間、つまり、トンネル軸方向の連結は、例えば、リング間継手２００によって行われる。リング間継手２００としては、例えば、施工が容易なプッシュグリップ式継手が用いられる。ここで、プッシュグリップ式継手とは、楔を応用したピン方式の継手で、挿入側のピンボルトを受入側の孔部に挿入して締結力を得る継手であり、ピンボルトと受入れ孔部にはそれぞれ噛合可能な鋸歯状の突部と凹部が連続して形成される。リング間継手２００のピンボルト２００ａは、セグメントのトンネル軸方向の連結面から外方に突出して設けられ、受入孔部２００ｂは、セグメントのトンネル軸方向の連結面側に開口して設けられている。先行セグメントＰＳの雌継手１０内に後行セグメントＦＳの雄継手１が挿入され、連結面（ＰＳ１，ＦＳ１）を当接させた状態で、後行セグメントＦＳが先行セグメントＰＳの溝部ＰＳ１ａをガイドとして坑口側に移動操作されると、雄継手１が雌継手１０に係止される。このようにして、トンネル周方向に隣接するセグメント間の連結が行われる。このトンネル周方向のセグメントの連結と同時に、ピンボルト２００ａが、坑口側に既に組立てられているセグメントリングＳＬ’に設けられた受入孔部２００ｂに係止されて、トンネル軸方向のセグメントの連結も行われる。

セグメントリングＳＬは、適宜個数（図８（ａ）では、８ピース）に分割された各セグメント（Ｐ１〜Ｐ８）をリング状に連結して構成される。このセグメントリングＳＬは、既設のセグメントリングＳＬ’の露出側一側面（各ＰＳ１）に沿って、複数のセグメントがトンネル周方向に順次組み立てられることにより構築される。

具体的には、Ｐ１〜Ｐ８は、各セグメント（ＰＳ，ＦＳ）に相当し、トンネル周方向の連結面に適宜、雄継手１や雌継手１０が設けられている。具体的には、Ｐ１のトンネル周方向の両連結面ＰＳ１には、それぞれ、図８（ｂ）に示すように、雌継手１０がトンネル軸方向に適宜間隔をあけて適宜個数（例えば、２個）設けられている。Ｐ２〜Ｐ５のＰ８側の連結面には、それぞれ、雌継手１０がトンネル軸方向に適宜間隔をあけて適宜個数（例えば、２個）設けられている。また、Ｐ６とＰ８との間、及び、Ｐ７とＰ８との間の連結は、例えば、コッター等の一般的な連結金具が適宜設けられている。また、Ｐ２〜Ｐ７のＰ１側の連結面には、それぞれ、雄継手１がトンネル軸方向に適宜間隔をあけて適宜個数（例えば、２個）設けられている。

また、Ｐ１〜Ｐ７については、坑口側の連結面に、ピンボルト２００ａがトンネル周方向に適宜間隔をあけて適宜個数（図８では３個）設けられ、切羽側の側面に、受入孔部２００ｂがピンボルト２００ａと合せた適宜位置に適宜個数設けられている。Ｐ８については、図示を省略したが、坑口側の連結面にピンボルト２００ａが適宜個数（例えば１個）設けられ、切羽側の連結面に、受入孔部２００ｂがピンボルト２００ａの配置位置に合わせて適宜個数（例えば１個）設けられている。

Ｐ１〜Ｐ５は、上面視（図８（ｂ））で略矩形状に形成されている。
Ｐ６及びＰ７は、図示を省略したが、上面視で台形状、詳しくは、Ｐ８側の側面のみ傾斜させ、切羽側の側面を短辺の上底とし、坑口側を長辺の下底とする台形状になっている。また、この台形の斜辺側の面が、Ｐ８に接触する連結面となる。
Ｐ８は、図示を省略したが、上面視で台形状、詳しくは、坑口側を短辺の上底とし、切羽側を長辺の下底とする等脚台形状になっている。

セグメントリングＳＬは、セグメントＰ１〜Ｐ８を、図示を省略したエレクターにより移動操作して、以下のように組立てることで構築される。

まず、図９（ａ）に示すように、先行セグメントＰＳとしてのＰ１をエレクターにより移動操作して、Ｐ１を既設のセグメントリングＳＬ’のトンネル軸方向の一側にリング間継手２００により連結する。
次に、図９（ｂ）に示すように、Ｐ１のトンネル周方向の一側面に、Ｐ２のトンネル周方向の一側面を面接触させ、この状態で、図９（ｃ）に示すように、Ｐ２をトンネル軸方向に沿って切羽側から坑口側にエレクターによりスライド移動させて、Ｐ２をＰ１のトンネル周方向の一側面に連結具１００により連結する。これと同時に、Ｐ２は既設のセグメントリングＳＬ’にリング間継手２００により連結される。つまり、Ｐ２を、そのトンネル周方向の一側面を隣接するＰ１のトンネル周方向の一側面と面接触させつつ、トンネル軸方向に移動させるという一連の移動操作により、Ｐ２の位置決めと、Ｐ２のトンネル軸方向及びトンネル周方向に隣接するセグメント（既設のセグメントリングＳＬ’及びＰ１）との連結が同時に完了する。
そして、図９（ｄ）に示すように、Ｐ１のトンネル周方向の他側に、Ｐ２と同様にして、Ｐ３を連結させる。
その後、図示を省略したが、Ｐ２のＰ１と反対の側に、Ｐ４を連結させ、Ｐ３のＰ１と反対の側に、Ｐ５を連結させ、Ｐ４のＰ２と反対の側に、Ｐ６を連結させ、Ｐ５のＰ３と反対の側に、Ｐ７を連結させる。
最後に、Ｐ６とＰ７の間にＰ８を挿入して、Ｐ８をリング間継手２００により既設のセグメントリングＳＬ’に連結させる。そして、Ｐ６とＰ８との間、及びＰ７とＰ８との間を、コッター等により連結させる。
このようにして、セグメントリングＳＬが構築される。その後、このセグメントリングＳＬに沿って、次のセグメントリングＳＬが組立てられる。このように、セグメントリングＳＬが坑口側から切羽側に向って順次構築されることにより、円筒状の覆工体（図示せず）が構築される。

かかる本実施形態による連結具１００によれば、先行セグメントＰＳの連結面ＰＳ１に後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１を近接させると、後行セグメントＦＳの雄継手１が、雌継手１０の開口部１１ａの開口幅方向一端側から雌継手１０の方形筒状体１１内に挿入され始める。そして、雄継手１が開口幅方向一端側からスライド移動されると、雄継手１の延伸板部２は、方形筒状体１１内にて開口幅方向中央部で且つ連結面ＰＳ１側に寄せて方形筒状体１１の内壁面に設けられた案内部１２に傾斜形成された当接面１２ａに当接する。さらに、雄継手１がスライド移動されると、雄継手１は、当接面１２ａに延伸板部２を当接させた状態で、案内部１２に案内されつつ、板厚方向に弾性変形する。そして、延伸板部２が案内部１２を通過して雄継手１の弾性変形が解消されると、雄継手１の鉤部３が係止部１３に係止されると共に延伸板部２が案内部１２と方形筒状体１１の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容され、雄継手１が雌継手１０に係止される。これにより、先行セグメントＰＳと後行セグメントＦＳを連結する。
このように、延伸板部２が案内部１２を通過したところで、雄継手１の弾性変形が解消され、雄継手１を雌継手１０に確実に係止させることができる。これにより、雌継手１に複雑な移動機構を設けることなく、雄継手１を雌継手１０に係止させることができる。また、雄継手１が雌継手１０に係止されると、雄継手１の延伸板部２が案内部１２と方形筒状体１１の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容されるため、例えば、上記スライド移動の方向と逆方向に大きな力が作用したとしても、雄継手１の雌継手１０への係止を確実に維持することができる。
したがって、トンネル構造体となる先行セグメントＰＳと後行セグメントＦＳとを容易に且つ確実に連結できると共に、簡易な構造の連結具１００を提供することができる。

また、本発明に係る連結具１００によると、雄継手１の鉤部３は延伸板部２の先端部の両側部からそれぞれ突出して設けられ、係合部１３は、第１端面１３ａと面一で且つ開口幅方向他端側の内壁面に形成される第２端面１３ｂを更に有する構成とし、各鉤部３が案内部１２を通過したところで、各鉤部３を対応する係止部１３にそれぞれ係止させることができる。これにより、例えば、後行セグメントＦＳに対して、先行セグメントＰＳから引き離す方向への外力が加わって、雄継手１を引き抜く力が作用したとしても、この雄継手１の幅方向の両側に突設された各鉤部３によってその引張方向の力を受けて、雄継手１を雌継手１０に安定して係止させることができる。そして、この雄継手１が雌継手１０に係止されているとき、雄継手１には、単に引張方向（雄継手の延伸方向）の力が作用するだけであり、例えば、雄継手１を板厚方向に曲げる力は発生しない。したがって、板状の雄継手１を用いても、容易に十分な連結強度を発揮することができる連結構造を、簡易な構造で実現することができる。

また、本実施形態において、延伸板部２の基端部２ｂは、後行セグメントＦＳの連結面ＦＳ１から内方に隔てた位置で後方セグメントＦＳに固定される構成とした。これにより、延伸板部２の基端部２ｂは連結面ＦＳ１から内方に隔てた位置までは容易に弾性変形できるようになる。つまり、雄継手１の板厚方向の変位を拘束する範囲が短くなるため、雄継手１の延伸板部２が案内部１２を通過するとき、雄継手１を容易に弾性変形させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態についてそれぞれ説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

例えば、本実施形態において、連結具１００は、セグメントのトンネル周方向の連結面間の連結に適用する場合で説明したが、これに限らず、セグメントリング間、つまり、セグメントのトンネル軸方向の連結面間の連結に適用してもよい。

また、セグメント（ＰＳ，ＦＳ）は、コンクリート製であるものとして説明したが、これに限らず、鋼製セグメントや合成セグメントでもよい。

また、図１及び図４に示すように、傾斜部１２１及びガイド部１２２の連結面ＰＳ１側の端面が連結面ＰＳ１と面一になるように、案内部１２を連結面ＰＳ１側に寄せて設ける場合で示したが、これに限らず、第１端面１３ａと底部１１ｂとの離間距離を鉤部３の挿入方向の長さより大きく確保可能であれば、連結面ＰＳ１側の端面が連結面ＰＳ１より内方の位置するように案内部１２を配置してもよい。これにより、雄継手１の挿入導入部を確保することができ、雄継手１をよりスムーズに雌継手１０内に挿入することができる。また、案内部１２はガイド部１２２を有するものとしたが、設けなくてもよい。

また、上記実施形態において、鉤部３は延伸板部２の先端部の両側部からそれぞれ突出して設けられ、係合部１３は、第１端面１３ａと面一で且つ開口幅方向他端側の内壁面に形成される第２端面１３ｂを更に有する構成としたが、これに限らず、鉤部３は、延伸板部２の先端部の一側部（詳しくは、開口部１１ａの開口幅方向一端側に対応する一側部）から板幅方向に突出して設けられ、係合部１３は、少なくとも案内部１２の連結面ＰＳ１と反対側の第１端面１３ａを有してなる構成であればよい。

１・・・・・・・雄継手
２・・・・・・・延伸板部
２ｂ・・・・・・基端部
３・・・・・・・鉤部
１０・・・・・・雌継手
１１・・・・・・方形筒状体
１１ａ・・・・・開口部
１２・・・・・・案内部
１２ａ・・・・・当接面
１３・・・・・・係止部
１３ａ・・・・・第１端面
１３ｂ・・・・・第２端面
１００・・・・・連結具
ＰＳ・・・・・・先行セグメント
ＰＳ１・・・・・連結面
ＦＳ・・・・・・後行セグメント
ＦＳ１・・・・・連結面

Claims (4)

1. トンネル構造体となる互いに隣接する先行セグメントと後行セグメントを連結する雄継手及び雌継手からなる連結具において、
   前記雄継手は、
   前記後行セグメントの連結面から連結面鉛直方向に延伸して板状に形成され、且つ、その板幅方向を連結面長辺方向に合わせて配置される延伸板部と、
   前記延伸板部の先端部の側部から板幅方向に突出する鉤部と、
   を含み、
   前記雌継手は、
   前記先行セグメントの連結面にて開口される開口部であって、その開口幅方向を連結面長辺方向に合わせて開口され、前記雄継手が挿入されると共に該雄継手の前記板幅方向へのスライド移動を許容する開口部を有する方形筒状体と、
   前記方形筒状体内にて、開口幅方向中央部で且つ前記連結面側に寄せて、該方形筒状体の内壁面に設けられ、開口幅方向一端側から前記スライド移動される前記雄継手の前記延伸板部と当接して前記雄継手を案内しつつ該雄継手をその板厚方向に弾性変形可能に傾斜形成される当接面を有する案内部と、
   少なくとも前記案内部の前記連結面と反対側の第１端面を有してなる係止部と、
   を含み、
   前記延伸板部が前記案内部を通過すると、前記鉤部が前記係止部に係止されると共に前記延伸板部が前記案内部と前記方形筒状体の開口幅方向他端側の内壁面との間に収容されることにより、前記各セグメントを連結する連結具。
2. 前記鉤部は、前記延伸板部の先端部の両側部からそれぞれ突出して設けられ、
   前記係合部は、前記第１端面と面一で且つ開口幅方向他端側の内壁面に形成される第２端面を更に有する、請求項１に記載の連結具。
3. 前記延伸板部の基端部は、前記後行セグメントの前記連結面から内方に隔てた位置で該後方セグメントに固定される、請求項１又は２に記載の連結具。
4. 前記先行セグメントの前記連結面は、トンネル周方向の露出側一側面であり、
   前記後行セグメントの前記連結面は、トンネル周方向の一側面である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の連結具。