JP2020176393A - 連結具 - Google Patents

Abstract

【課題】セグメントが外力をトンネル軸方向に受けた場合においてもトンネル周方向に隣り合うセグメントどうしをガタつきなく連結する。【解決手段】連結具１００は、セグメント２ａに突出して設けられる雄継手１０と、セグメント２ｂに設けられ、雄継手１０をトンネル軸方向にスライド可能に収容する収容部２０ａを有する雌継手２０と、を備え、雄継手１０は、トンネル軸方向に向かって断面が小さくなるように形成されたテーパ部１３，１４を有し、雌継手２０は、収容部２０ａの内側面に形成され雄継手１０のスライドによってテーパ部１３，１４と嵌合する嵌合部２３ａ，２４ａと、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手１０と係合し雄継手１０のスライドを規制する規制ピン２６と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、トンネル周方向に隣り合うセグメントどうしを連結する連結具に関する。

上下水道、共同溝、道路及び鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、いわゆるシールド工法により構築される。シールド工法では、シールド掘進機で地山を掘削し、複数のセグメントリングをトンネル軸方向に連結することで筒状の覆工体を構築する。セグメントリングは、シールド掘進機の後方で複数の円弧状のセグメントを環状に連結することによって組立てられる。連結されたセグメントどうしの間にガタつきがあるとセグメントリングを所望の形状で組立てることができない。このような理由から、トンネル周方向に隣り合うセグメントどうしをガタつきなく連結する連結構造が提案されている（特許文献１）。

特許文献１に開示される連結構造は、嵌合孔を有する雌型連結具と、嵌合孔内へ嵌合できる雄型連結具と、を備えている。雌型連結具の嵌合孔は、トンネル軸方向へ絞まる截頭円錐形状に形成されており、雄型連結具は、雌型連結具の嵌合孔内へトンネル軸方向から挿入して嵌合できるように截頭円錐形状に形成されている。雄型連結具を雌型連結具の嵌合孔内へ押し込むことにより、雄型連結具は雌型連結具の嵌合孔の内壁面を押圧し、ガタつくことなく嵌合する。

特開平０９−０６０４８８号公報

シールド工法では、セグメントどうしを連結した後に地山の内周面とセグメントの外周面との間に裏込め材を充填する。そのため、セグメントは、裏込め材の圧力をトンネル軸方向に受ける。また、セグメントは、地山における湧水の圧力をトンネル軸方向に受けることがある。特許文献１に開示される連結構造では、雌型連結具の嵌合孔と雄型連結具とが截頭円錐形状に形成されているため、セグメントが裏込め材及び湧水の圧力等の外力をトンネル軸方向に受けたときに雄型連結具が雌型連結具の嵌合孔から抜け、嵌合が解除されるおそれがある。

本発明は、セグメントが外力をトンネル軸方向に受けた場合においてもトンネル周方向に隣り合うセグメントどうしをガタつきなく連結することを目的とする。

本発明は、トンネル周方向に隣り合うセグメントどうしを連結する連結具であって、一方のセグメントに突出して設けられる雄継手と、他方のセグメントに設けられ、雄継手をトンネル軸方向にスライド可能に収容する収容部を有する雌継手と、を備え、雄継手は、トンネル軸方向に向かって断面が小さくなるように形成されたテーパ部を有し、雌継手は、収容部の内側面に形成され雄継手のスライドによってテーパ部と嵌合する嵌合部と、テーパ部と嵌合部とが嵌合した状態で雄継手と係合し雄継手のスライドを規制する規制部と、を有する。

本発明によれば、セグメントが外力をトンネル軸方向に受けた場合においてもトンネル周方向に隣り合うセグメントどうしをガタつきなく連結することができる。

本発明の第１実施形態に係る連結具を用いてセグメントどうしを連結することによって組立てられるセグメントリングの斜視図である。 （ａ）は図１に示す連結具の一部断面図であり、連結前の状態を示し、（ｂ）は図２（ａ）に示すＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）に示すＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿う断面図である。 （ａ）は図２に示す連結具を用いてセグメントどうしを連結する手順を説明するための図であり、連結具の雄継手をセグメントの穴部に挿入した状態を示し、（ｂ）は図３（ａ）に示すＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線に沿う断面図である。 （ａ）は図２に示す連結具を用いてセグメントどうしを連結する手順を説明するための図であり、連結具の雄継手を雌継手の収容部に挿入した状態を示し、（ｂ）は図４（ａ）に示すＩＶＢ−ＩＶＢ線に沿う断面図である。 （ａ）は図２に示す連結具を用いてセグメントどうしを連結した状態を示す図であり、（ｂ）は図５（ａ）に示すＶＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。 （ａ）は雄継手を設けた一方のセグメントを先にトンネルに設置し雌継手を設けた他方のセグメントを一方のセグメントに連結する手順を説明するための図であり、（ｂ）は図６（ａ）に示すＶＩＢ−ＶＢ線に沿う断面図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係る連結具の一部断面図であり、連結前の状態を示し、（ｂ）は図７（ａ）に示すＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ線に沿う断面図であり、（ｃ）は図２（ａ）に示すＶＩＩＣ−ＶＩＩＣ線に沿う断面図である。 （ａ）は図７に示す連結具を用いてセグメントどうしを連結する手順を説明するための図であり、連結具の雄継手を雌継手の収容部に挿入した状態を示し、（ｂ）は図８（ａ）に示すＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図である。 （ａ）は図７に示す連結具を用いてセグメントどうしを連結した状態を示す図であり、（ｂ）は図９（ａ）に示すＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に係る連結具をＢ型セグメントとＫ型セグメントの連結に適用した例を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る連結具について説明する。

＜第１実施形態＞
まず、図１から図４を参照して、第１実施形態に係る連結具１００について説明する。

上下水道、共同溝、道路及び鉄道等の管路として用いられるシールドトンネルは、いわゆるシールド工法により構築される。シールド工法では、不図示のシールド掘進機で地山を掘削し、図１に示すセグメントリング１をトンネル軸方向に複数並べて連結することで筒状の覆工体を構築する。セグメントリング１は、シールド掘進機の後部で複数の円弧状のセグメント２を環状に連結することによって組立てられる。

セグメント２は、例えば、主にコンクリートを用いて形成されるＲＣセグメントである。セグメント２は、主に鋼材を用いて形成される鋼製セグメントであってもよいし、主にコンクリートと鋼材とを用いて形成される合成セグメントであってもよい。

連結されたセグメント２どうしの間にガタつきがあると、セグメントリング１を所望の形状で組立てることができない。このような理由から、トンネル周方向に隣り合うセグメント２どうしをガタつきなく連結することが求められている。本実施形態に係る連結具１００は、トンネル周方向に隣り合うセグメント２どうしの連結に用いられる。

なお、図１に示すセグメントリング１は、３つのＡ型セグメント２Ａと、３つのＡ型セグメント２Ａのうちの両端のＡ型セグメント２Ａにそれぞれ連結される２つのＢ型セグメント２Ｂと、２つのＢ型セグメント２Ｂの間に配置されて連結されるＫ型セグメント２Ｋと、を用いて形成されている。連結具１００は、Ａ型セグメント２Ａどうしの連結、Ａ型セグメント２ＡとＢ型セグメント２Ｂとの連結、Ｂ型セグメント２ＢとＫ型セグメント２Ｋとの連結のいずれにも用いることができる。

ここでは、Ａ型セグメント２Ａどうしの連結、及びＡ型セグメント２ＡとＢ型セグメント２Ｂとの連結に連結具１００を用いる場合について、図２から図６を参照して説明する。

図２（ｂ）、図２（ｃ）、図３（ｂ）、図４（ｂ）、図５（ｂ）及び図６（ｂ）において、紙面上側がセグメント２の内周側（セグメントリング１の内側）であり、紙面下側がセグメント２の外周側（セグメントリング１の外側）である。紙面下側がセグメント２の内周側であり紙面上側がセグメント２の外周側であってもよい。

以下において、図２に示すように、トンネル周方向に隣り合うセグメント２の一方を「セグメント２ａ」と称し他方を「セグメント２ｂ」と称する。セグメント２ａ，２ｂには、トンネル周方向に互いに対向する対向面２ｃ，２ｄがそれぞれ形成されており、セグメント２ｂには、対向面２ｄに略矩形状に開口する穴部２ｅが形成されている。

連結具１００は、セグメント２ａに突出して設けられる雄継手１０と、セグメント２ｂに設けられる雌継手２０と、を備えている。雌継手２０は、雄継手１０をトンネル軸方向にスライド可能に収容する収容部２０ａを有しており、雄継手１０を雌継手２０の収容部２０ａに収容することによってセグメント２ａとセグメント２ｂとが連結される。

雄継手１０は、セグメント２ａに埋設されるアンカーブロック１１と、アンカーブロック１１から延在する板状の本体部１２と、本体部１２の表面１２ａ及び裏面１２ｂに突出するように設けられるテーパ部１３，１４と、を備えている。アンカーブロック１１には、本体部１２とは反対側に延びるアンカー筋１５が固定されている。アンカーブロック１１及びアンカー筋１５は、本体部１２がセグメント２ａの対向面２ｃからトンネル周方向に突出するようにセグメント２ａに埋設されている。

本体部１２の断面は略矩形である。本体部１２の表面１２ａ及び裏面１２ｂは、トンネル軸方向と略平行であり、本体部１２の側面１２ｃ，１２ｄは、トンネル軸方向と略直交する。

テーパ部１３は、トンネル軸方向（セグメント２ａとセグメント２ｂとを連結する際に雄継手１０をスライドさせる方向）に向かって断面が小さくなるように形成されている。具体的には、テーパ部１３の上面１３ａは、トンネル軸方向と略平行であり、テーパ部１３の両側面１３ｂ，１３ｃは、トンネル軸方向に対して傾斜している。テーパ部１３の側面１３ｂ，１３ｃどうしの間の幅は、本体部１２の側面１２ｄから側面１２ｃに向かうにつれ狭くなっている。

テーパ部１４は、テーパ部１３と同様に、トンネル軸方向（セグメント２ａとセグメント２ｂとを連結する際に雄継手１０をスライドさせる方向）に向かって断面が小さくなるように形成されている。

雌継手２０は、収容部２０ａを形成するハウジング２２と、ハウジング２２と一体に形成されるアンカーブロック２１と、を備えている。アンカーブロック２１にはハウジング２２とは反対側に延びるアンカー筋２５が固定されている。アンカーブロック２１及びアンカー筋２５は、ハウジング２２がセグメント２ｂの穴部２ｅに位置するようにセグメント２ｂに埋設されている。

穴部２ｅには、ハウジング２２の収容部２０ａとトンネル軸方向に連続し穴部２ｅの外側から雄継手１０が挿入可能な挿入空間２ｆが形成されている。

雌継手２０のハウジング２２は、トンネル軸方向に挿入空間２ｆに臨む側面２２ａと、側面２２ａの縁からセグメント２ｂの対向面２ｄに沿って延びる側面２２ｂと、を有している。雌継手２０の収容部２０ａは、ハウジング２２の側面２２ａと側面２２ｂとに渡って略矩形状に開口しており、挿入空間２ｆと連通している。

収容部２０ａには、ハウジング２２における側面２２ａの開口縁からトンネル軸方向に延び互いに対向する内側面２２ｃ，２２ｄが形成されている。内側面２２ｃ，２２ｄの間には、雄継手１０における本体部１２が挿入可能な程度の間隔が設けられている。

収容部２０ａの内側面２２ｃには、雄継手１０のテーパ部１３，１４と嵌合する凹状の嵌合部２３ａ，２４ａと、嵌合部２３ａ，２４ａからハウジング２２の側面２２ａまでトンネル軸方向に延びる案内溝２３ｂ，２４ｂと、が形成されている。雄継手１０のテーパ部１３，１４は、案内溝２３ｂ，２４ｂに挿入可能であり、案内溝２３ｂ，２４ｂは、テーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに案内する。

このように、雄継手１０の本体部１２が収容部２０ａの内側面２２ｃ，２２ｄの間に挿入可能であると共に、テーパ部１３，１４がトンネル軸方向に延びる案内溝２３ｂ，２４ｂに挿入可能である。そのため、雄継手１０をセグメント２ｂの挿入空間２ｆに挿入しハウジング２２に向けてスライドさせることにより、雄継手１０を収容部２０ａに収容することができる。

嵌合部２３ａは、雄継手１０のテーパ部１３と同様に、トンネル軸方向（セグメント２ａとセグメント２ｂとを連結する際に雄継手１０をスライドさせる方向）に向かって断面が小さくなるように形成されている。具体的には、嵌合部２３ａの底面はトンネル軸方向と略平行であり、嵌合部２３ａの両側面は、トンネル軸方向に対して傾斜している。嵌合部２３ａの側面どうしの間隔は、セグメント２ａとセグメント２ｂとを連結する際に雄継手１０をスライドさせる方向に向かうにつれ狭くなっている。

嵌合部２３ａのテーパ角度は、雄継手１０におけるテーパ部１３のテーパ角度よりも小さい。そのため、嵌合部２３ａは、トンネル軸方向への雄継手１０のスライドによってテーパ部１３と嵌合する。なお、嵌合部２３ａのテーパ角度は、トンネル軸方向に対する嵌合部２３ａの側面の角度であり、テーパ部１３のテーパ角度は、トンネル軸方向に対するテーパ部１３の側面１３ｂ，１３ｃの角度である。

嵌合部２４ａは、嵌合部２３ａと同様に、トンネル軸方向（セグメント２ａとセグメント２ｂとを連結する際に雄継手１０をスライドさせる方向）に向かって断面が小さくなるように形成されている。嵌合部２４ａのテーパ角度は、雄継手１０におけるテーパ部１４のテーパ角度よりも小さい。そのため、嵌合部２４ａは、トンネル軸方向への雄継手１０のスライドによってテーパ部１４と嵌合する。

雌継手２０は、雄継手１０のスライドを規制可能な規制ピン（規制部）２６と、規制ピン２６を収容可能な第１穴部２０ｂと、規制ピン２６を付勢するコイルばね（付勢部材）２８と、を備えている。

第１穴部２０ｂは、ハウジング２２の外側面に固定されたケース２７に形成されている。ハウジング２２には案内溝２３ｂの底面に開口する貫通孔２２ｅが形成されており、第１穴部２０ｂは、貫通孔２２ｅを通じて収容部２０ａに連通している。規制ピン２６は、第１穴部２０ｂから収容部２０ａに突出することにより雄継手１０のスライドを規制し、収容部２０ａから第１穴部２０ｂに没入することにより雄継手１０のスライドを許容する。

コイルばね２８は、圧縮された状態で第１穴部２０ｂに収容されており、規制ピン２６を第１穴部２０ｂから収容部２０ａに向けて付勢する。規制ピン２６は、コイルばね２８の付勢力により第１穴部２０ｂから収容部２０ａに突出する。

収容部２０ａにはコイルばね２８の付勢力に抗して規制ピン２６を第１穴部２０ｂに保持可能な保持部材３０がスライド可能に収容されている。保持部材３０は、雄継手１０が雌継手２０の収容部２０ａに挿入される前では、規制ピン２６が突出する方向に規制ピン２６と対向して配置されており、コイルばね２８の付勢力に抗して規制ピン２６を第１穴部２０ｂに保持する。保持部材３０による規制ピン２６の保持は、保持部材３０のスライドによって解除される。

保持部材３０には、窪み３１が形成されている。雄継手１０が雌継手２０の収容部２０ａに挿入される前では、規制ピン２６の先端は窪み３１に進入している。規制ピン２６の先端は丸く形成されており、窪み３１は擂り鉢状に形成されている。そのため、保持部材３０がトンネル軸方向に力を受けた際には、規制ピン２６は、第１穴部２０ｂに没入する方向の力を窪み３１の内側面から受ける。したがって、保持部材３０に所定値以上の力をトンネル軸方向に加えることにより、規制ピン２６を窪み３１から第１穴部２０ｂに没入させて保持部材３０をスライドさせることができる。

雌継手２０は、規制ピン２６の先端側を収容可能な第２穴部２０ｃを備えている。第２穴部２０ｃは、ハウジング２２の外側面に固定されたキャップ２９に形成されている。ハウジング２２には案内溝２４ｂの底面に開口する貫通孔２２ｆが形成されており、第２穴部２０ｃは、貫通孔２２ｆを通じて収容部２０ａに連通していると共に第１穴部２０ｂと対向している。

次に、連結具１００を用いてセグメント２ａ，２ｂを連結する手順について説明する。ここでは、セグメント２ｂを先にトンネル内に設置し、その後にセグメント２ａをセグメント２ｂに連結する場合について、図３から図５を参照して説明する。この場合、図３に示すように、雄継手１０は、テーパ部１３，１４の断面が切羽側から坑口側に向かうにつれ小さくなるようにセグメント２ａに設けられる。同様に、雌継手２０は、嵌合部２３ａ，２４ａの断面が切羽側から坑口側に向かうにつれ小さくなるようにセグメント２ｂに設けられる。

まず、セグメント２ｂをトンネル内に設置する。このとき、図３に示すように、規制ピン２６は、保持部材３０によってコイルばね２８の付勢力に抗して第１穴部２０ｂに保持されている。

次に、雄継手１０の本体部１２をセグメント２ｂの挿入空間２ｆに挿入する。次に、セグメント２ａを坑口側（白抜き矢印方向）にスライドさせ、雄継手１０をスライドさせる。これにより、図４に示すように、雄継手１０の本体部１２が雌継手２０の収容部２０ａに挿入されると共にテーパ部１３，１４が案内溝２３ｂ，２４ｂに挿入される。

このとき、雄継手１０のスライドに伴って保持部材３０は坑口側に押されてスライドする。そのため、保持部材３０による規制ピン２６の保持が解除される。保持部材３０が雄継手１０に押されてスライドするため、保持部材３０による規制ピン２６の保持が解除されると同時に、雄継手１０が規制ピン２６と対向する。そのため、規制ピン２６は、第１穴部２０ｂに没入した状態で保持され、雄継手１０のスライドを許容する。

次に、セグメント２ａを坑口側（白抜き矢印の方向）に更にスライドさせ、雄継手１０をスライドさせる。これにより、図５に示すように、雄継手１０のテーパ部１３，１４が嵌合部２３ａ，２４ａに押し込まれ、嵌合部２３ａ，２４ａと嵌合する。この状態では、雄継手１０のテーパ部１３，１４は、嵌合部２３ａ，２４ａの側面を押圧する。したがって、雄継手１０と雌継手２０との間のガタつきを軽減することができ、セグメント２ａ，２ｂをガタつきなく連結することができる。

雄継手１０のテーパ部１３，１４が嵌合部２３ａ，２４ａと嵌合するときには、雄継手１０による規制ピン２６の保持が解除される。そのため、規制ピン２６は、コイルばね２８の付勢力により収容部２０ａに突出して第２穴部２０ｃに進入し、雄継手１０を跨いで第１穴部２０ｂと第２穴部２０ｃとの間に渡って配置される。その結果、規制ピン２６は、雄継手１０における本体部１２の側面１２ｄと係合し、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を解除する方向への雄継手１０のスライドを規制する。

このように、規制ピン２６は、雄継手１０のテーパ部１３，１４と雌継手２０の嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手１０と係合し雄継手１０のスライドを規制する。したがって、セグメント２ａ，２ｂが外力をトンネル軸方向に受けた場合においても、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を維持することができ、セグメント２ａ，２ｂどうしをガタつきなく連結することができる。

以上により、セグメント２ａ，２ｂの連結が完了する。

規制ピン２６は、コイルばね２８によって付勢されている。そのため、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合すると共に規制ピン２６の保持が解除されると、規制ピン２６は、コイルばね２８の付勢力により第１穴部２０ｂから収容部２０ａに突出して雄継手１０と係合する。したがって、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合をより容易に維持することができる。

規制ピン２６は、雄継手１０のテーパ部１３，１４と雌継手２０の嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態では、雄継手１０の本体部１２と係合する。そのため、セグメント２ａ，２ｂが外力をトンネル軸方向に受けた場合においても、本体部１２のスライドを規制することができる。したがって、本体部１２に突出して設けられるテーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を維持することができる。

規制ピン２６は、雄継手１０における本体部１２の側面１２ｄと係合する。そのため、本体部１２に規制ピン２６が挿通する孔を形成する場合と比較して、本体部１２の強度の低下を防止することができる。なお、本体部１２の側面１２ｄを「スライド方向背面」とも称する。

規制ピン２６は、雄継手１０の本体部１２を跨いで第１穴部２０ｂと第２穴部２０ｃとに渡って配置された状態では、第１穴部２０ｂと第２穴部２０ｃの２箇所で支持される。したがって、雄継手１０のスライドをより確実に規制することができる。

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

連結具１００では、雄継手１０のテーパ部１３，１４と雌継手２０の嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で、規制ピン２６は、雄継手１０と係合し雄継手１０のスライドを規制する。したがって、セグメント２ａ，２ｂが外力をトンネル軸方向に受けた場合においても、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を維持することができ、トンネル周方向に隣り合うセグメント２ａ，２ｂどうしをガタつきなく連結することができる。

規制ピン２６は、雄継手１０のスライドによってテーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合する際にコイルばね２８の付勢力により第１穴部２０ｂから収容部２０ａに突出して雄継手１０と係合する。そのため、雄継手１０のスライドは、テーパ部１３，１４が嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合するときに規制ピン２６によって規制される。したがって、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合をより容易に維持することができる。

保持部材３０による規制ピン２６の保持は、雄継手１０のスライドに伴って保持部材３０がスライドすることによって解除される。そのため、雄継手１０を収容部２０ａに挿入する前から雄継手１０をスライドさせてテーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合するまでの間に渡って規制ピン２６をコイルばね２８の付勢力に抗して第１穴部２０ｂに保持することができる。したがって、テーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合する際に、雄継手１０を容易にスライドさせることができる。

規制ピン２６は、雄継手１０と係合した状態では、雄継手１０を跨いで第１穴部２０ｂと第２穴部２０ｃとの間に渡って配置される。そのため、第１穴部２０ｂと第２穴部２０ｃの両方が規制ピン２６を支持する。したがって、雄継手１０のスライドをより確実に規制することができる。

規制ピン２６は、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手１０の本体部１２と係合する。そのため、セグメント２ａ，２ｂが外力をトンネル軸方向に受けた場合においても、本体部１２のスライドを規制することができる。したがって、本体部１２に突出して設けられるテーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を維持することができる。

規制ピン２６は、雄継手１０における本体部１２の側面１２ｄと係合する。そのため、本体部１２に規制ピン２６が挿通する孔を形成する場合と比較して、本体部１２の強度の低下を防止することができる。

上記の説明では、セグメント２ｂを先にトンネル内に設置し、その後にセグメント２ａをセグメント２ｂに連結する場合について説明したが、セグメント２ａを先にトンネル内に設置しその後にセグメント２ｂをセグメント２ａに連結してもよい。この場合には、図６に示すように、雄継手１０は、セグメント２ａがトンネル内に設置された際にテーパ部１３，１４の断面が坑口側から切羽側に向かうにつれ小さくなるようにセグメント２ａに設けられる。同様に、雌継手２０は、セグメント２ｂがトンネル内に設置された際に嵌合部２３ａ，２４ａの断面が坑口側から切羽側に向かうにつれ小さくなるようにセグメント２ｂに設けられる。テーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合する際には、セグメント２ｂを坑口側（白抜き矢印の方向）にスライドさせればよい。

連結具１００では、第１穴部２０ｂ及び第２穴部２０ｃは、案内溝２３ｂ，２４ｂの底面に開口しているが、収容部２０ａの内側面２２ｃ，２２ｄに開口していてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、図７から図９を参照して本発明の第２実施形態に係る連結具２００について説明する。以下では、第１実施形態と異なる点を主に説明し、第１実施形態で説明した構成と同一の構成又は相当する構成については、図中に第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

図７（ｂ）、図７（ｃ）、図８（ｂ）及び図９（ｂ）において、紙面上側がセグメント２の内周側（セグメントリング１の内側）であり、紙面下側がセグメント２の外周側（セグメントリング１の外側）である。紙面下側がセグメント２の内周側であり紙面上側がセグメント２の外周側であってもよい。

図７に示すように、連結具２００の雌継手２２０は、雄継手２１０のスライドを規制可能な規制バー（規制部）２２６と、規制バー２２６を収容可能な第１穴部２２０ｂと、規制バー２２６を付勢する板ばね（付勢部材）２２８と、を備えている。規制バー２２６は、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手２１０における本体部２１２の突出方向に沿うように設けられる。つまり、規制バー２２６は、本体部２１２の突出方向に沿って本体部２１２と係合する。

第１穴部２２０ｂは、収容部２０ａの内側面２２ｄに開口するようにハウジング２２２に形成されており、収容部２０ａに連通している。規制バー２２６は、第１穴部２２０ｂから収容部２０ａに突出することにより雄継手２１０のスライドを規制し、収容部２０ａから第１穴部２２０ｂに没入することにより雄継手２１０のスライドを許容する。

板ばね２２８は、第１穴部２２０ｂに収容されており、規制バー２２６を第１穴部２２０ｂから収容部２０ａに向けて付勢する。規制バー２２６は、板ばね２２８の付勢力により第１穴部２２０ｂから収容部２０ａに突出する。

第１穴部２２０ｂは、ハウジング２２２の側面２２ｂまで形成されている。そのため、規制バー２２６及び板ばね２２８をハウジング２２２の側面２２ｂから第１穴部２２０ｂに挿入することができ、雌継手２２０を容易に組立てることができる。

規制バー２２６の先端には、トンネル軸方向に対して傾斜する傾斜面２２６ａが形成されている。そのため、図８に示すように、雄継手２１０がテーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合させる方向にスライドするときには、規制バー２２６の傾斜面２２６ａが雄継手２１０によって押され、規制バー２２６は板ばね２２８の付勢力に抗して第１穴部２２０ｂに没入する。これにより、雄継手２１０のスライドが許容される。

雄継手２１０における本体部２１２の裏面２１２ｂには、規制バー２２６が進入可能な溝２１６が形成されている。図９に示すように、雄継手２１０のテーパ部１３，１４と雌継手２２０の嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合したときには、溝２１６は、規制バー２２６と対向する位置に移動する。そのため、規制バー２２６は、板ばね２２８の付勢力により第１穴部２０ｂから収容部２０ａに突出し、溝２１６に進入する。これにより、規制バー２２６は、雄継手２１０の本体部２１２における溝２１６と係合し、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を解除する方向への雄継手２１０のスライドを規制する。

このように、規制バー２２６は、雄継手２１０のテーパ部１３，１４と雌継手２２０の嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手２１０の溝２１６と係合し雄継手２１０のスライドを規制する。したがって、セグメント２ａ，２ｂが外力をトンネル軸方向に受けた場合においても、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとの嵌合を維持することができ、セグメント２ａ，２ｂどうしをガタつきなく連結することができる。

規制バー２２６は、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で雄継手２１０の本体部２１２に沿って本体部２１２と係合するため、本体部２１２と規制バー２２６との係合範囲を拡大することができる。したがって、より確実に雄継手２１０のスライドを規制することができる。

規制バー２２６は、溝２１６に進入することにより本体部２１２と係合するため、本体部２１２に規制ピン２６が挿通する孔を形成する場合と比較して、本体部２１２の強度の低下を防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

第１実施形態で説明した構成と第２実施形態で説明した構成を組み合わせることも可能である。例えば、雌継手は、規制ピン２６と規制バー２２６との両方を備えていてもよい。また、第２実施形態に係る連結具２００は、第１実施形態における保持部材３０を備えていてもよいし、雌継手２２０に規制バー２２６の先端側を収容可能な第２穴部を形成し規制バー２２６を雄継手２１０と係合した状態で雄継手２１０を跨いで第１穴部２２６ｂと第２穴部との間に渡って配置してもよい。第２実施形態に係る連結具２００の規制バー２２６を、溝２１６に代えて雄継手２１０の本体部２１２におけるスライド方向背面と係合させてもよい。

上記の実施形態では、雄継手１０，２１０は、テーパ部１３，１４を備えているが、本発明は、テーパ部１３，１４の一方だけを備える形態であってもよい。また、雄継手１０，２１０の本体部１２，２１２は、断面が矩形に形成されていなくてもよい。

上記の実施形態では、図１に示すＡ型セグメント２Ａどうしの連結、及びＡ型セグメント２ＡとＢ型セグメント２Ｂとの連結に連結具１００を用いる場合について説明した。Ｂ型セグメント２ＢにＫ型セグメント２Ｋを連結する際には、Ｋ型セグメント２Ｋをトンネル周方向にスライドすることはできない。そのため、Ｂ型セグメント２ＢとＫ型セグメント２Ｋとの連結に連結具１００を用いる場合には、図１０に示すように、セグメント２ａ，２ｂの対向面２ｃ，２ｄをトンネル軸方向に対して傾斜して形成する。これにより、トンネル周方向にセグメント２ａをスライドさせることなくトンネル軸方向への雄継手１０のスライドだけでテーパ部１３，１４を嵌合部２３ａ，２４ａに嵌合することができ、Ｂ型セグメント２ＢとＫ型セグメント２Ｋとの連結に連結具１００を用いることができる。Ｂ型セグメント２ＢとＫ型セグメント２Ｋとの連結に連結具２００を用いる場合も同様である。

上記の実施形態では、雌継手２０，２２０が規制ピン２６、規制バー２２６を備えているが、雄継手１０，２１０が規制ピン２６、規制バー２２６を備えていてもよい。この場合には、雌継手２０，２２０に、テーパ部１３，１４と嵌合部２３ａ，２４ａとが嵌合した状態で規制ピン２６、規制バー２２６と係合する穴、溝又は段部を形成すればよい。この穴、溝又は段部が、雄継手１０，２１０のスライドを規制する規制部として機能する。

上記の実施形態では、テーパ部１３，１４が雄継手１０，２１０の本体部１２，２１２に凸状に形成され嵌合部２３ａ，２４ａが雌継手２０，２２０の内側面２２ｃ，２２ｄに凹状に形成されているが、テーパ部１３，１４が雄継手１０，２１０の本体部１２，２１２に凹状に形成され嵌合部２３ａ，２４ａが雌継手２０，２２０の内側面２２ｃ，２２ｄに凸状に形成されていてもよい。

１００，２００・・・連結具
２，２ａ，２ｂ・・・セグメント
１０，２１０・・・雄継手
１２，２１２・・・本体部
１３・・・テーパ部
１４・・・テーパ部
２０，２２０・・・雌継手
２０ａ・・・収容部
２０ｂ，２２０ｂ・・・第１穴部
２０ｃ・・・第２穴部
２３ａ・・・嵌合部
２４ａ・・・嵌合部
２６・・・規制ピン（規制部）
２８・・・コイルばね（付勢部材）
３０・・・保持部材
２１６・・・溝
２２６・・・規制バー（規制部）
２２８・・・板ばね（付勢部材）

Claims (8)

1. トンネル周方向に隣り合うセグメントどうしを連結する連結具であって、
   一方のセグメントに突出して設けられる雄継手と、
   他方のセグメントに設けられ、前記雄継手をトンネル軸方向にスライド可能に収容する収容部を有する雌継手と、を備え、
   前記雄継手は、前記トンネル軸方向に向かって断面が小さくなるように形成されたテーパ部を有し、
   前記雌継手は、
   前記収容部の内側面に形成され前記雄継手のスライドによって前記テーパ部と嵌合する嵌合部と、
   前記テーパ部と前記嵌合部とが嵌合した状態で前記雄継手と係合し前記雄継手のスライドを規制する規制部と、を有する連結具。
2. 前記雌継手は、
   前記収容部に連通して形成され前記規制部を収容する第１穴部と、
   前記規制部を前記第１穴部から前記収容部に向けて付勢する付勢部材と、を更に備え、
   前記規制部は、前記雄継手のスライドによって前記テーパ部と前記嵌合部とが嵌合した際に前記付勢部材の付勢力により前記第１穴部から前記収容部に突出して前記雄継手と係合する
   請求項１に記載の連結具。
3. 前記収容部にスライド可能に収容され、前記雄継手のスライド前において、前記付勢部材の付勢力に抗して前記規制部を前記第１穴部内に保持する保持部材を更に備え、
   前記保持部材による前記規制部の保持は、前記雄継手のスライドに伴って前記保持部材がスライドすることによって解除される
   請求項２に記載の連結具。
4. 前記雌継手は、前記収容部に連通すると共に前記第１穴部と対向して形成され前記規制部の先端側を収容可能な第２穴部を更に備え、
   前記規制部は、前記雄継手と係合した状態では、前記雄継手を跨いで前記第１穴部と前記第２穴部との間に渡って配置される
   請求項２又は３に記載の連結具。
5. 前記雄継手は、前記テーパ部が突出して設けられる本体部を更に備え、
   前記規制部は、前記テーパ部と前記嵌合部とが嵌合した状態で前記本体部と係合する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の連結具。
6. 前記規制部は、前記本体部におけるスライド方向背面と係合する
   請求項５に記載の連結具。
7. 前記雄継手は、前記テーパ部が突出して設けられる本体部を更に備え、
   前記本体部は、前記一方のセグメントから前記トンネル周方向に突出しており、
   前記規制部は、前記テーパ部と前記嵌合部とが嵌合した状態で前記本体部の突出方向に沿って前記本体部と係合する
   請求項１又は２に記載の連結具。
8. 前記本体部には溝が形成され、
   前記規制部は、前記溝に進入することにより前記本体部と係合する
   請求項７に記載の連結具。

Images