JP2022099944A - 六角形セグメント - Google Patents

Abstract

【課題】六角形セグメントの運搬中に連結ボルトが抜け落ちずに、組み付け場所まで長距離を安全に運搬する。【解決手段】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であって、切羽側軸方向接合面１３及び坑口側軸方向接合面１４と、切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面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、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坑口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連結ボルト部材挿通孔に挿通される連結ボルト部材と、連結ボルト部材の先端部に螺着される長ナットと、連結ボルト部材に挿通して取り付けられ、連結ボルト部材を連結ボルト部材挿通孔の内部において調芯するための、少なくとも２つの円環形状のリングと、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、六角形セグメントに関し、トンネルの軸方向及び周方向に連設してハニカム状に組み付けることにより、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。

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する工法である。

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、一般的に用いられる矩形状の平面形状を備えるセグメントに代えて、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１及び特許文献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。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向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、トンネル掘進方向前方側の半分の部分である等脚台形部分を、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いく（例えば、特許文献３）。

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ができるので（例えば、特許文献３の図５～図１０参照）、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、シールド掘進機の掘進を連続して行うことで、効率よくシールド工事を行うことが可能となる。

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、切羽側軸方向接合面や坑口側軸方向接合面、切羽側斜め接合面、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われるので（例えば、特許文献１～３参照）、矩形状の平面形状を備える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すことができる。これによって、覆工体の内周面を平滑な状態に保持できるので、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活用できる。

特許第２５９６６６６号公報 特開平９－２７３３９５号公報 特許第３２５３８７０号公報

一方、六角形セグメントを用いたシールド工法においては、隣接する六角形セグメント同士を連結するための連結ボルトを六角形セグメントの挿通孔に挿通された状態で、六角形セグメントが、組み付け作業を行う切羽面まで運搬される。六角形セグメントをバックヤードから切羽面まで台車に載せて運搬する間に、挿通された連結ボルトが、台車の振動等により六角形セグメントから抜け落ちることがあったため、シールドトンネル内に設置された様々な設備や装置、機器などと抜け落ちた連結ボルトが接触し、当該設備等が破損したり、故障したりすることがあった。

したがって、本発明は、六角形セグメントの運搬中に連結ボルトが抜け落ちずに、組み付け場所まで長距離を安全に運搬することができる六角形セグメントを提供することを目的とする。

本発明は、トンネルの軸方向及び周方向に連設し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であって、切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面と、前記切羽側軸方向接合面及び前記坑口側軸方向接合面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、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連結ボルト部材挿通孔に挿通される連結ボルト部材と、前記連結ボルト部材の先端部に螺着される長ナットと、前記連結ボルト部材に挿通して取り付けられ、前記連結ボルト部材を前記連結ボルト部材挿通孔の内部において調芯するための、少なくとも２つの円環形状のリングと、を備え、前記リングは、前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔に挿入される前に、前記連結ボルト部材の中央付近から前記先端部の間に取り付けられ、前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔に挿通中には、前記連結ボルト部材挿通孔の内壁との摩擦により、前記連結ボルト部材の後端部に向けて転がりながら移動しつつ、前記連結ボルト部材と前記連結ボルト部材挿通孔の内面とが干渉しないようにし、前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔の内部の所定の位置に到達すると、前記連結ボルト部材の前記中央付近と前記先端部との間及び前記中央付近と後端部との間に位置し、前記長ナットは、前記連結ボルト部材が、前記連結ボルト部材挿通孔の内部の所定の位置に到達した後に、前記先端部に螺着され、前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔から抜け落ちないようにする、六角形セグメントを提供することにより、上記課題を解決したものである。

本発明によれば、六角形セグメントの運搬中に連結ボルトが抜け落ちずに、組み付け場所まで長距離を安全に運搬することができる。

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。 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、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）をＡ方向から見た側面図、（ｃ）は（ａ）をＢ方向から見た側面図、（ｄ）は（ａ）をＣ方向から見た周方向端面図である。 （ａ）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要部を、連結ボルト部材を締着した状態で説明する部分正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ部拡大図、（ｃ）は（ａ）のＥ部拡大図である。 六角形セグメントのコンクリート中に埋設される雌ネジアンカーの構成を説明する側面図である。 雌ネジアンカーのアンカー部が斜めボルト挿通孔と立体交差状に配置されている状態を説明する、図３（ａ）のＦ－Ｆに沿った略示断面図である。 （ａ）～（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。 （ａ）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に用いられる連結ボルト及び連結ボルトに取り付けられたリングの正面図、（ｂ）は、連結ボルトを六角形セグメントに挿通した際の六角形セグメントの部分拡大図、（ｃ）は、リングの正面図である。

本発明の好ましい一実施形態に係る六角形セグメント１０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六角形セグメント１０を、トンネルの軸方向Ｘ（掘進方向）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ための、貯水池用のシールドトンネルの内周面を覆う覆工体１１を形成する際に用いられる。

六角形セグメント１０は、連結ボルト部材２４や連結ボルト部材挿通孔２３の本数を多くしたり、連結ボルト部材２４のボルト径や連結ボルト部材挿通孔２３の内径を大きくしたりすることなく、設計通りの本数や径のまま、各隣接する六角形セグメント１０の間の接合強度を大きくすることを可能にして、複数の六角形セグメント１０を安定した状態で一体として接合できるようにする機能を備えている。

そして、六角形セグメント１０は、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方向）及び周方向（Ｙ方向）に連設し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セグメント１０において、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、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連結ボルト部材挿通孔２３が設けられていると共に、両側の各々の切羽側斜め接合面１５には、切羽側斜め接合面１５の中央部に雌ネジ孔３０ａの先端部を臨ませて、連結ボルト部材挿通孔２３に挿通された連結ボルト部材２４の先端部が螺着される雌ネジアンカー３０が、コンクリート中に埋設されている。雌ネジアンカー３０は、連結ボルト部材挿通孔２３を超える位置まで延設していると共に、曲折部３２ａを備えていることで、連結ボルト部材挿通孔２３と立体交差状に配置されてコンクリート中に埋設されている。

また、好ましくは、六角形セグメント１０の連結ボルト部材挿通孔２３は、円筒形状のシース管２３ｂをコンクリート中に埋設することによって形成されている。さらに、好ましくは、雌ネジアンカー３０のアンカー部３２は、図４及び図５に示すように、雌ネジスリーブ部３１の埋設側端部に後続して、雌ネジスリーブ部３１の中心軸上に直線状に延設する直線状部３２ｂと、直線状部３２ｂの後端部に接続して、曲折した状態で延設する曲折部３２ａとからなっている。

図１に示す六角形セグメント１０による覆工体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４，９００ｍｍ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、覆工体１１は、後述する六角形セグメント１０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。

覆工体１１を形成する各々の六角形セグメント１０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。

六角形セグメント１０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、４，９００ｍｍの内径に対応する曲率半径で、円弧状に湾曲する形状となっている。六角形セグメント１０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１，５００ｍｍ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３，１１６ｍｍ程度の大き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θ１は、１２０°となっている。これによって、複数の六角形セグメント１０を、先行する六角形セグメント１０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１０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。

また、各々の六角形セグメント１０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３０ｍｍ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。六角形セグメント１０においては、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１０の全周に亘って連続して２段に設けられている。

さらに、各々の六角形セグメント１０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。

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１０が組み付けられて覆工体１１が形成された際に、隣接する六角形セグメント１０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、目地部に隙間なく充填されて、トンネル内部の水が、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。

各々の六角形セグメント１０には、例えば、特許文献３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と平行に延設して貫通する、連結ボルト部材挿通孔２３が設けられている。各々の連結ボルト部材挿通孔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３（ａ）～（ｃ）、図６（ｃ）参照）の頭部２４ａ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に開口させた状態で形成されている。各々の連結ボルト部材挿通孔２３は、上述のように、例えば、連結ボルト部材２４の呼び径がＭ２４の場合、内径が２９～３４ｍｍ程度の大きさの円筒形状のシース管２３ｂを、コンクリート中に埋設することによって形成されていることが好ましい（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。

また、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１３ａ（ソケット）が設けられている（図２（ａ）参照）。これらの位置決め用の凹部１３ａには、トンネルの軸方向Ｘに後続して設置される六角形セグメント１０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１４ａ（プラグ）（図２（ａ）参照）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１０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１０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、トンネルの軸方向Ｘに隣接する六角形セグメント１０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１０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１４ａが、各々設けられている。位置決め用の凸部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、周縁部が斜めに傾斜する凸部となっており、位置決め用の凹部１３ａ（ソケット）は、このような位置決め用の凸部１４ａ（プラグ）と、合致又は略合致する形状の凹部となっている。

さらに、各々の六角形セグメント１０の一対の切羽側斜め接合面１５には、これらの中央部に先端部を臨ませて、雌ネジ孔３０ａが、コンクリート中に雌ネジアンカー３０を埋設することによって設けられている。雌ネジ孔３０ａは、図３（ａ）、（ｃ）及び図４に示すように、雌ネジアンカー３０の雌ネジスリーブ部３１に形成されており、先行して設置された六角形セグメント１０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１０に設けられた連結ボルト部材挿通孔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（図３（ａ）参照）。これによって、連通した連結ボルト部材挿通孔２３及び雌ネジ孔３０ａに、連結ボルト部材２４を挿通すると共に、連結ボルト部材２４の先端部を雌ネジ孔３０ａに螺着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１０を、強固に一体として連結することが可能になる（図６（ｃ）参照）。

雌ネジアンカー３０は、上述のように、各々、雌ネジ孔３０ａが形成された雌ネジスリーブ部３１と、雌ネジスリーブ部３１の埋設側端部に一体として接続されるアンカー部３２とを有しており、アンカー部３２は、連結ボルト部材挿通孔２３を超える位置まで延設していると共に（図３（ａ）参照）、曲折部３２ａを備えていることで（図４参照）、連結ボルト部材挿通孔２３と立体交差状に配置されてコンクリート中に埋設されている（図５参照）。

雌ネジアンカー３０の雌ネジスリーブ部３１は、図４に示すように、例えば、ネジ径が２４ｍｍ程度の大きさの雌ネジ孔３０ａを、切羽側斜め接合面１５側である先端側の８０ｍｍ程度の長さ領域に備えると共に、ネジ径が３８ｍｍ程度の大きさの後部雄ネジ孔３１ａを、後端側の４０ｍｍ程度の長さ領域に備えるインサートアンカーを用いて形成されており、例えば、６５ｍｍ程度の長さを有している。

雌ネジアンカー３０のアンカー部３２は、例えば、先端にネジ径が３８ｍｍ程度の大きさの雄ネジ部３２ｃを備える、例えばＤ３８程度の太さの鉄筋棒となっている。鉄筋棒からなるアンカー部３２は、例えば、先端側の４０ｍｍ程度の長さ領域が雄ネジ部３２ｃとなっており、雄ネジ部３２ｃの後方の１００ｍｍ程度の長さ領域が、雄ネジ部３２ｃと同じ中心軸上に配置された直線状部３２ｂとなっている。直線状部３２ｂの後方には、例えば、直線状部３２ｂに対して６～８°程度の角度θ２で折れ曲がった状態で、例えば、５２０ｍｍ程度の長さを有する曲折部３２ａが連続して延設している。

アンカー部３２は、先端側の雄ネジ部３２ｃを雌ネジスリーブ部３１の後部雄ネジ孔３１ａに螺着して締着固定されることにより、雌ネジスリーブ部３１と一体となって雌ネジアンカー３０を形成する。これによって、雌ネジアンカー３０のアンカー部３２は、上述のように、雌ネジスリーブ部３１の埋設側端部に後続して、雌ネジスリーブ部３１の中心軸上に直線状に延設する直線状部３２ｂと、直線状部３２ｂの後端部に後続して、曲折した状態で延設する曲折部３２ａとを備えることになる。また、アンカー部３２は、例えば、５２０ｍｍ程度の長さを有していることから、図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、連結ボルト部材挿通孔２３を超える位置まで延設すると共に、曲折部３２ａが、雌ネジスリーブ部３１と直線状に延設する直線状部３２ｂから折れ曲がっていることで、連結ボルト部材挿通孔２３と立体交差状に配置されてコンクリート中に埋設されることになる（図５参照）。

したがって、連結ボルト部材挿通孔２３やこれに挿通される連結ボルト部材２４との干渉を避けながら、雌ネジアンカー３０のアンカー部３２の締着長を、必要なだけ長くすることが可能なので、連結ボルト部材挿通孔２３に挿通されて雌ネジアンカー３０の雌ネジスリーブ部３１の雌ネジ孔３０ａに螺着される連結ボルト部材２４を、より強く締め付けて締着させることが可能になり、これにより、各隣接する六角形セグメント１０の間の接合強度を大きくすることが可能となり、六角形セグメント１０を、より強固に且つ安定した状態で一体として接合することが可能となる。

また、六角形セグメント１０では、好ましくは、雌ネジアンカー３０のアンカー部３２の曲折部３２ａが、六角形セグメント１０の厚さ方向外周側に曲折している。これにより、例えば、六角形セグメント１０を組み付けて形成される覆工体１１が、下水道用のトンネルを形成するものである場合、例えば、トンネル内の硫化水素による腐食を防ぐために、被り厚さを好ましくは５０ｍｍ程度割り増しする必要があるが、曲折部３２ａが、六角形セグメント１０の厚さ方向外周側に曲折しているので、このような割り増しされた被り厚さを容易に確保することが可能になる。また、これによって、例えば、六角形セグメント１０を組み付けて形成される覆工体１１が、共同溝用のトンネルを形成するものである場合、覆工体１１によるトンネルの内壁面に、アンカー部材を後施工によって取り付けて、例えば、内部に各種の設備を設置するための棚を設置することが多いが、被り厚さをより大きくとることで、このような設置作業に支障がないようにすることが可能となる。

六角形セグメント１０では、上述の連結ボルト部材挿通孔２３の両端部の開口及び雌ネジ孔３０ａの先端部の開口が、好ましくは、切羽側軸方向接合面１３、切羽側斜め接合面１５、又は坑口側斜め接合面１６の、厚さ方向中央部に臨んで、各々１箇所に配置されている。連結ボルト部材挿通孔２３の切羽側軸方向接合面１３側の一方の端部は、上述のように、切羽側軸方向接合面１３に形成された、連結ボルト部材２４の頭部２４ａを締着させる締着凹部２３ａにおいて開口しており（図３（ａ）、（ｂ）参照）、連結ボルト部材挿通孔２３の坑口側斜め接合面１６側の他方の端部は、坑口側斜め接合面１６に形成された、連結ボルト部材２４の先端部を突出させる突出凹部１６ａ（図３（ｃ）参照）において開口している。雌ネジ孔３０ａの切羽側斜め接合面１５側の先端部は、切羽側斜め接合面１５に形成された、連結ボルト部材２４の先端部を挿入させる挿入凹部１５ａ（図３（ｃ）参照）において開口している。

さらに、各々の六角形セグメント１０には、これらの六角形セグメント１０を、組み付け用のエレクター装置（不図示）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。

さらにまた、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よりも坑口側軸方向接合面１４の長手方向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１０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１０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１０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、これらを移動する作業をスムーズに行うことが可能となると共に、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１０を、整然と並べた状態で効率よくストックしておくことが可能になる。

そして、図２（ａ）～（ｄ）に示すように、各々の六角形セグメント１０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２５ａ及びガイド凹部２５ｂ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１０による、周方向Ｙに間隔をおいて掘進方向前方側に突出する各一対の等脚台形の凸部１０ａの間の、各々の等脚台形の凹部１０ｂ（図１、図６（ａ）参照）に、後続する六角形セグメント１０が配置されるように案内して、精度よ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１０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。

上述の構成を備える複数の六角形セグメント１０をトンネルの軸方向Ｘ（掘進方向）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を形成するには、例えば、図６（ａ）～（ｃ）に示すように、トンネルの軸方向Ｘ（掘進方向）の後方側に先行して組み付けられた六角形セグメント１０の切羽側軸方向接合面１３及び切羽側斜め接合面１５に、トンネルの軸方向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１０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１０における、トンネルの軸方向Ｘの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、複数の六角形セグメント１０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いく。

また、複数の六角形セグメント１０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１０による、交互に突出する、六角形セグメント１０を軸方向Ｘに二等分した形状の等脚台形の凸部１０ａ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の凸部１０ａの間の領域である等脚台形状の凹部１０ｂにおいて（図６（ａ）参照）、後続する六角形セグメント１０を組み付ける作業を行うようになっている。

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の凸部１０ａの間の等脚台形状の凹部１０ｂにおいて、図６（ａ）に示すように、等脚台形状の凹部１０ｂの領域のシールドジャッキ６０を収縮した状態として、等脚台形状の凹部１０ｂに、後続して組み付けられる六角形セグメント１０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１０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６（ｂ）参照）。その後、後続して組み付けられる六角形セグメント１０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１０を先行して組み付けられた六角形セグメント１０に押し付けた状態で、図６（ｃ）に示すように、連通した後続する六角形セグメント１０の連結ボルト部材挿通孔２３及び先行して設置された六角形セグメント１０の雌ネジ孔３０ａ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１０を一体として連結する。

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の凸部１０ａの間の各々の等脚台形状の凹部１０ｂ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１０を、先行して組み付けられた既存の六角形セグメント１０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を押し当てる六角形セグメント１０を組み付ける作業を、繰り返し行っていくことができる。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１０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できる。

ここで、連結ボルト部材２４は、例えば、Ｍ２４ｍｍ程度の太さの鋼棒からなり、連結ボルト部材挿通孔２３を形成するシース管２３ｂよりも長く、例えば、１，３３０ｍｍ程度の長さである。連結ボルト部材２４は、坑口側軸方向接合面１４側の端部に、頭部雄ネジ部を備えており、この頭部雄ネジナット部にナット部材を締着固定することにより、締着固定したナット部材による頭部２４ａが形成されるようになっている（図３（ａ）、（ｂ）参照）。連結ボルト部材２４は、先端部に形成された先端雄ネジ部２４ｂ（図３（ａ）、（ｃ）参照）を、隣接する六角形セグメント１０の切羽側斜め接合面１５に臨んで配置された、雌ネジアンカー３０の雌ネジスリーブ部３１による雌ネジ孔３０ａに螺着して締め付けた際に、ナット部材による頭部２４ａが、締着凹部２３ａの底部に、好ましくは、２２ｍｍ程度の支圧鋼板２４ｃを介して、強固に且つ安定した状態で支持されて、締着されるようになっている（図３（ａ）～（ｃ）参照）。

そして、上述の構成を備える六角形セグメント１０によれば、切羽側軸方向接合面１３や切羽側斜め接合面１５や坑口側斜め接合面１６の間を貫通して定着される連結ボルト部材２４の本数を多くしたり、連結ボルト部材２４のボルト径を大きくしたりすることなく、設計通りの本数や径のまま、各隣接する六角形セグメント１０の間の接合強度を大きくすることを可能にして、安定した状態でこれらの六角形セグメント１０を一体として接合することが可能になる。

図７（ａ）に示したように、連結ボルト部材２４には、２個のリング４０が、連結ボルト部材２４に挿通して取り付けられている。リング４０は、連結ボルト部材２４を連結ボルト部材挿通孔２３の内部において調芯するための部材であり、図７（ｃ）に示したように円環形状である（Оリング）。調芯用の円環形状のリング４０は、ゴムや樹脂などの弾性部材からなり、例えば、外径が、２９～３０ｍｍ、内径が、２１～２２ｍｍ程度であり、厚みが、３～５ｍｍ程度であるが、これらには限定されない。また、連結ボルト部材２４に取り付けられるリング４０の数は、２個には限定されず、３個以上であってもよい。

そして、連結ボルト部材２４は、図７（ｂ）の矢印７０の方向へ向けて、連結ボルト部材挿通孔２３に挿入される。連結ボルト部材２４が、連結ボルト部材挿通孔２３へ挿入されると、連結ボルト部材挿通孔２３（シース管２３ｂ）の内壁とリング４０との摩擦により、リング４０が矢印７１の方向へ転がるように移動する。また、連結ボルト部材２４が、連結ボルト部材挿通孔２３を挿通中には、連結ボルト部材２４と連結ボルト部材挿通孔２３の内面とが干渉しないようにする。つまり、連結ボルト部材２４にリング４０が取り付けられていることにより、連結ボルト部材２４と連結ボルト部材挿通孔２３の内面との間にリング４０が存在するので、両者は干渉せず、接触することがない。

そして、連結ボルト部材２４が、連結ボルト部材挿通孔２３の所定の位置に到達して、停止すると、リング４０の移動も停止する。リング４０は、連結ボルト部材２４の中央付近と先端部との間の位置及び連結ボルト部材２４の中央付近と後端部との間の位置に停止する。すなわち、２つのリング４０が連結ボルト部材２４を３等分した場合の、等分線の位置の近傍にそれぞれ停止する。すなわち、リング４０により、適度な抵抗が加わるため、シース管２３ｂの内部における連結ボルト部材２４の位置決めや連結ボルト部材２４の挿入がし易くなる。このように、リング４０を用いると、連結ボルト部材２４は、連結ボルト部材挿通孔２３の円形断面の中央付近の位置に位置決めされる。

連結ボルト部材２４をシース管２３ｂに挿入した後には、連結ボルト部材２４の先端部にシース管２３ｂの管径よりも大きな長ナット５０を締め込むことで、連結ボルト部材２４が後端部側から抜け出すことを確実に防止できる。すなわち、長ナット５０は、連結ボルト部材２４の先端雄ネジ部２４ｂに螺着され、六角形セグメント１０を隣接する六角形セグメント１０と連結する直前に取り外す。これにより、六角形セグメント１０の搬送中や運搬中に連結ボルト部材２４がシース管２３ｂから抜け落ちることを防止できる。長ナット５０は、例えば、Ｍ２４のナットで長さが、８０～１００ｍｍ程度、であるが、これらには限定されない。また、長ナット５０は、鉄や真鍮、ステンレス、アルミニウム、チタンなどの金属製、樹脂製であるが、これらには限定されない。

長ナット５０の外周面は、赤色に着色して、目立つようにしているが、着色は赤色には限定されず、例えば、コンクリート製の六角形セグメント１０の色と異なる色であればよい。また、着色する領域は、長ナット５０の外周面の全体であっても、一部であってもよい。長ナット５０の外周面の一部を着色する場合には、目立ちやすい箇所に着色することが好ましい。着色の他にも、注意喚起のための文字や記号を塗装や刻印してもよく、また、着色と共にこれらの文字や記号を塗装や刻印してもよい。そして、長ナット５０に着色をしているので、組み付け場所において、連結ボルト部材２４に長ナット５０が取り付けられていることを視覚的に容易に確認できるので、長ナット５０の外し忘れを防止できる。

これにより、六角形セグメント１０を移動させる場合であっても、長ナット５０により、連結ボルト部材挿通孔２３から連結ボルト部材２４が脱落することがなく、六角形セグメント１０を組み付け場所まで、長距離であっても安全に運搬することが可能となる。すなわち、長ナット５０を螺着することにより、連結ボルト部材２４が固定されるので、六角形セグメント１０坑内運搬において、バッテリーロコなどを用いた無人運搬であっても、連結ボルト部材２４が抜け出すことなく運搬できる。

また、長ナット５０を取り付けることにより、より確実に連結ボルト部材２４の抜け出しを防止できるので、リング４０の選定においては、シース管２３ｂの内部での位置決めや挿入のし易さ（適度な抵抗）に重点をおいて、リング４０を選定できる。

なお、長ナット５０を取り付けない場合であっても、リング４０とシース管２３ｂの内周面との摩擦により、連結ボルト部材２４の抜け落ちを防止できる場合もあるが、長ナット５０により、連結ボルト部材２４の抜け落ちをより確実に防止できる。さらに、六角形セグメント１０の組み立てのサイクルタイムに支障のない方法で、安全、確実に六角形セグメント１０を切羽まで運搬することが可能となる。

１０ 六角形セグメント
１１ 覆工体
１３ 切羽側軸方向接合面
１４ 坑口側軸方向接合面
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
２３ 連結ボルト部材挿通孔
２３ａ 締着凹部
２３ｂ シース管
２４ 連結ボルト部材
２４ａ 頭部
２４ｂ 先端雄ネジ部
２４ｃ 支圧鋼板
３０ 雌ネジアンカー
３０ａ 雌ネジ孔
３１ 雌ネジスリーブ部
３２ アンカー部
３２ａ 曲折部
３２ｂ 直線状部
３２ｃ 雄ネジ部
４０ リング
５０ 長ナット
６０ シールドジャッキ
７０ 矢印
７１ 矢印
Ｘ トンネルの軸方向（掘進方向）
Ｙ トンネルの周方向

Claims (3)

1. トンネルの軸方向及び周方向に連設し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であって、
   切羽側軸方向接合面及び坑口側軸方向接合面と、
   前記切羽側軸方向接合面及び前記坑口側軸方向接合面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、
   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連結ボルト部材挿通孔に挿通される連結ボルト部材と、
   前記連結ボルト部材の先端部に螺着される長ナットと、
   前記連結ボルト部材に挿通して取り付けられ、前記連結ボルト部材を前記連結ボルト部材挿通孔の内部において調芯するための、少なくとも２つの円環形状のリングと、
   を備え、
   前記リングは、
   前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔に挿入される前に、前記連結ボルト部材の中央付近から前記先端部の間に取り付けられ、
   前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔に挿通中には、前記連結ボルト部材挿通孔の内壁との摩擦により、前記連結ボルト部材の後端部に向けて転がりながら移動しつつ、前記連結ボルト部材と前記連結ボルト部材挿通孔の内面とが接触しないようにし、
   前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔の内部の所定の位置に到達すると、前記連結ボルト部材の前記中央付近と前記先端部との間及び前記中央付近と後端部との間に位置し、
   前記長ナットは、前記連結ボルト部材が、前記連結ボルト部材挿通孔の内部の所定の位置に到達した後に、前記先端部に螺着され、前記連結ボルト部材が前記連結ボルト部材挿通孔から抜け落ちないようにする、六角形セグメント。
2. 前記長ナットは、外周面の少なくとも一部が着色されている請求項１に記載の六角形セグメント。
3. 前記連結ボルト部材挿通孔は、円筒形状のシース管をコンクリート中に埋設することにより形成されている請求項１または２に記載の六角形セグメント。
   

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