JP2527360B2

JP2527360B2 - 覆工用セグメント

Info

Publication number: JP2527360B2
Application number: JP63218583A
Authority: JP
Inventors: 義和木戸; 陽一北原; 良之河村
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1996-08-21
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JPH0270895A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はトンネルの覆工に用いられるセグメント、特
に、覆工の曲線部に配置されるセグメントに関する。

（従来技術）多数のセグメントを円筒状に組み立ててなる覆工に、
地震等のために、捩り力や軸線方向力が作用するとき、
前記覆工の軸線方向に隣接する、前記覆工の周方向に連
なる複数のセグメントから成るセグメント列（リング）
相互が覆工の軸線の回りに回転し、また、前記覆工の周
方向に隣接する、前記軸線方向に連なる複数のセグメン
トから成るセグメント列相互が前記軸線方向に変位する
ことを防止すべく、出願人は、先に、特別な形状を有す
るセグメントを提案した（特願昭63−171887）。

このセグメントは、前記覆工または前記リングの軸線
方向における一対の軸線方向側面および周方向における
一対の周方向側面を有し、各軸線方向側面が、前記軸線
に平行な第１の面部と、該面部に連なる、前記軸線に直
交する横断面に平行な二つの第２の面部とで構成されて
いる。

（発明が解決しようとする課題）覆工の構築のため、一のセグメントと他の二つのセグ
メントとが一定の関係のもとに組み立てられる。すなわ
ち、複数のセグメントは、前記一のセグメントの一方の
周方向側面と、他のセグメントの一方の周方向側面とが
前記第１の面部の軸線方向長さだけずれた位置で互いに
接し、かつ、前記一のセグメントの他方の周方向側面
と、さらに他のセグメントの他方の周方向側面とが互い
に整合状態で接するように組み立てられる。その結果、
複数のセグメントは螺線方向に連なり、螺線状のリング
が形成される。また、互いに非整合状態で接する前記一
方の周方向側面を有する一対のセグメントが規定する段
部および該段部の側の両セグメントの第１の面部に、互
いに整合状態で接する他方の周方向側面を有する一対の
セグメントの第１の面部および該セグメントの一方のセ
グメントの一方の周方向側面の一部が係合するように、
複数のセグメントが軸線方向に組み立てられる。その結
果、互いに連なる複数のリングから成る覆工部分すなわ
ち覆工の直線部が形成される。この覆工の直線部は、前
記セグメントの第１の面部の位置を例えば両周方向側面
間の距離を2:1に分ける位置に設定しておくことによ
り、螺線方向に隣接する一対のセグメントの接続面と、
これらのセグメントに対して軸線方向に隣接する他の一
対のセグメントの周方向における接続面とが前記軸線方
向に連続せず、また、前記第１の面部の存在のため、前
記軸線方向に隣接する一対のセグメントの接合面と、こ
れらのセグメントに対して前記螺線方向に隣接する一対
のセグメントの接合面と、これらのセグメントに大して
前記螺線方向に隣接する一対のセグメントの軸線方向に
おける接合面とは前記周方向に連続しない。

しかし、前記セグメントは直線的に伸びる覆工部分で
ある前記直線部の形成にのみ有効であって、曲線部に伸
びる覆工部分である曲線部の形成のためには使用するこ
とができない。

本発明の目的は、前記したセグメントを用いて形成さ
れる直線部に連なる曲線部の形成に適するセグメントを
提供することにある。

（課題を解決するための手段、作用および効果）本発明は、覆工の曲線部に配置される、螺線状の二つ
のリングを構成する複数のセグメントと、両リングの間
に配置され両リングに螺旋状に連なる少なくとも１つの
調整セグメントとであって、各セグメントおよび前記調
整セグメントが、それぞれ、前記リングの軸線方向にお
ける一対の軸線方向側面と、前記リングの周方向におけ
る一対の周方向側面とを備え、前記リングのいずれか一
方の側部を規定する各セグメントの軸線方向側面が、前
記リングの軸線と平行な第１の面部と、該第１の面部に
連なる、前記リングの軸線に直交する横断面と平行な二
つの第２の面部とから成り、前記リングの他の一方の側
部を規定する各セグメントの軸線方向側面が、前記リン
グの軸線に平行な第１の面部と、前記横断面と角度をな
す少なくとも一つの第２の面部とを有し、前記螺線方向
に隣接する一対のセグメントの互いに接する周方向側面
が同一の軸線方向長さを有し、また、前記調整セグメン
トの各軸線方向側面が前記リングの軸線と平行な第１の
面部と、該第１の面部と連なる、前記横断面と平行な二
つの第２の面部とから成り、各周方向側面が、螺旋方向
に隣接する前記セグメントの周方向側面と同一の軸線方
向長さを有する。

本発明によれば、前記リングの一方の側部を規定する
各セグメントの軸線方向側面の第２の面部が前記横断面
と平行であるのに対し、前記リングの他の一方の側部を
規定する各セグメントの軸線方向側面の少なくとも一つ
の第２の面部が前記横断面と角度をなしていることか
ら、各セグメントの両軸線方向側面間の長さ寸法すなわ
ち幅寸法は各セグメントの周方向における一部または全
部にわたって漸増または漸減する。また、螺線方向に隣
接する一対のセグメントの互いに接する両周方向側面の
軸線方向長さが同じであることから、前記リングは最大
および最小の幅寸法を有する個所を有しかつこれらの個
所間で幅寸法が漸増する部分および漸減する部分を有す
る。リングの幅寸法の前記最大個所および前記最小個所
は、それぞれ、前記曲線部のカーブの外側および内側を
規定する。

また、２つのリングの間に、該リングの軸線方向およ
び周方向に伸びる面部のみからなる少なくとも１つの調
整セグメントを配置することにより、次第に周方向側面
の長さ寸法が変化する前記複数のセグメントの螺旋方向
への正しい配置を阻害するセグメント相互の不整合また
は組み立て上の齟齬を吸収、解消することができ、これ
により、曲線部覆工の形成作業を容易にすることができ
る。

さらに、前記曲線部のリングを構成する各セグメント
の第１の面部の軸線方向長さを、前記覆工の直線部を構
成する各セグメントの第１の面部の軸線方向長さと同一
寸法に設定し、また、前記曲線部のリングの開始位置に
おけるセグメントの周方向側面の軸線方向長さを前記直
線部の前記セグメントの周方向長さと同じに設定するこ
とができ、これにより、曲直両線部のリングを軸線方向
および螺線方向の双方に接続することができる。なお、
本発明に係るセグメントの第２の面部の前記横断面との
成す角度は、覆工の実際の施工上、極めて小さい。この
ため、本発明のセグメントと前記直線部を構成するセグ
メントの前記横断面と平行な第２の面部との係合に支障
を生じることはない。

さらに、各セグメントの両軸線方向側面の少なくとも
一つの第２の面部を前記横断面と角度をなすように設定
すれば、前記リングの幅寸法の漸増および漸減の度合を
大きくすることができる。したがって、このセグメント
は、曲率半径のより小さい曲線部の形成に適する。

本発明は、また、前記リングと共同して前記曲線部を
形成するセグメント列を構成する補助セグメントを提供
する。前記補助セグメントにあっては、両軸線方向側面
の第１の面部の軸線方向長さが互いに異なる。すなわ
ち、前記補助セグメントの前記リング側にある第１の面
部の軸線方向長さは、前記リングを構成するセグメント
の第１の面部の軸線方向長さと同じであって、反対側に
ある第１の面部の軸線方向長さより小さい。また、一の
補助セグメントの一方の周方向側面の軸線方向長さは、
該周方向側面に接する他の補助セグメントの一方の周方
向側面におけるより小さく、これらの軸線方向長さの差
は、各補助セグメントの両第１の面部の軸線方向長さの
差である。さらに、前記一の補助セグメントの他方の周
方向側面の軸線方向長さは該側面に接する他の補助セグ
メントの他方の周方向側面の軸線方向長さと同じであ
る。したがって、この補助セグメントの複数個を前記リ
ングと前記直線部との間に配置して、前記セグメントの
第１の面部の軸線方向長さを前記直線部を構成するセグ
メントの第１の面部の軸線方向長さより小さいものに設
定することができ、これにより、前記セグメントの幅寸
法をより小さいものに設定して急カーブの曲線部を構築
することができる。

前記直線部を構成する各セグメントは、前記直線部の
形成の際に該セグメントに位置決めを容易にすべく、各
第１の面部を前記横断面と角度をなすようにするととも
に、一の軸線方向側面と一の周方向側面とを接続する面
を設け、この接続面を前記第１の面部と同形状としかつ
前記接続面と前記横断面とのなす角度を前記第１の面部
と前記横断面とのなす角度と同じに設定されることがあ
る。このようなセグメントから成る直線部との接続に適
合する曲線部の形成のため、前記直線部の構成セグメン
トにおけると同様、本発明のセグメントおよび補助セグ
メントは前記横断面と角度を成す第１の面部と、一の軸
線方向側面と一の周方向側面とを接続する、前記第１の
面部と同形状の面であって前記横断面との成す角度が前
記第１の面部と前記横断面との成す角度と同じである接
続面を有する。これらの第１の面部および前記接続面を
前記直線部の各構成セグメントの第１の面部および接続
面にそれぞれ対応するように設定することができ、これ
により、曲直両線部の構成セグメント同士を互いに接合
可能とすることができる。

（実施例）第１図および第２図を参照すると、カーブを描いて伸
びる円形断面の覆工10の例が展開図で示されている。各
展開図は覆工10の軸線を含む水平面に沿って切断して得
られた覆工10の上半部および下半部の外周面を表してい
る。第１図において前記上半部の符号ａ〜ｅと前記下半
部の符号ａ〜ｅとはそれぞれ対応し、また、第２図にお
いて前記上半部の符号ａ〜ｉと前下半部の符号ａ〜ｉと
はそれぞれ対応している。さらに、各図において、上半
部および下半部間を伸びる各想像線の両端は互いに対応
している。互いに対応する個所は実際には連なってお
り、図の上半部の上端および下半部の下端は前記カーブ
の外側にあり、また、前記上半部の下端および前記下半
部の上端は前記カーブの内側にある。

覆工10は複数のセグメントＴ（T₁〜T₆またはT₁〜T₅）
が配置された曲線部12と、該曲線部にその前後で連な
る、複数のセグメントＳで構成された二つの直線部14,1
6とを含む。

第１図に示す曲線部12は比較的緩いカーブを有し、第
２図に示す曲線部12は比較的急なカーブを有する。いず
れの曲線部も第３図ないし第10図に示すいずれか一つの
セグメント列を選択的に用いて形成され、各セグメント
列は一つの螺線状のリング18をなす。他方、各直線部1
4,16は全体に円筒状を呈し、複数のセグメントＳを組み
立てて成る複数の螺線状のリング20で構成されている。

セグメントＴはセグメントＳを基本形状としてこれに
変更を加えて成る。そこで、セグメントＴの説明に先立
ち、セグメントＳについて説明する。

各セグメントＳは、第１図および第２図にそれぞれ示
すように、リング20の軸線方向における一対の軸線方向
側面22,24と、リング20の周方向における一対の周方向
側面26、28とを有する。

各軸線方向側面22,24はリング20の軸線方向に伸びる
第１の面部22a,24aと、該面部の前記軸線方向における
両端で連なり、リング20の前記軸線に直交する横断面と
平行な一対の第２の面部22b,22c,24b,24cとから成り、
また、一対の周方向側面26,28は同一の軸線方向長さす
なわち幅寸法_１を有する。各セグメントＳの両第１の
面部22a,24aは、図示の例のように、両周方向側面26、2
8間の距離すなわち各セグメントＳの周方向長さを一方
の周方向側面26から他方の周方向側面28に向けて2:1に
分ける位置にあることが望ましい。これにより、一方の
周方向側面26に連なる第２の面部22b,24bの周方向長さ
は、それぞれ、セグメントＳの周方向長さの2/3であ
り、他の第２の面部22c,24cの周方向長さは、それぞ
れ、セグメントＳの周方向長さの1/3である。各第１の
面部22a,24aの軸線方向長さl₂₂は、好ましくはl₂＝２
_１／（3n±１）に設定される。このとき、一リングは
（ｎ±1/3）個のセグメントＳで構成される。ここで、
ｎは３以上の奇数であり、図示の例ではｎ＝５である。
一リングの構成のために実際には（ｎ＋１）個または
（ｎ）個のセグメントＳが用いられる。

リング20は、複数のセグメントＳを一方の周方向側面
26同士が互いに他の一方の側を向き、かつ、他方の周方
向側面28同士が互いに他の一方の側を向くように配置す
ることにより形成される。このとき、一方の周方向側面
26同士は互いに前記軸線方向へ長さl₂だけずれた非整合
状態で突き合わされ、これにより、段部30が形成され、
また、他方の周方向側面28同士は互いに整合状態で突き
合わされる。その結果、複数のセグメントＳは螺線に沿
って伸び、さらに、軸線方向に隣接するセグメントＳは
軸線方向側面22,24および段部30において互いに係合
し、これにより、円筒状の直線部が形成される。第１の
面部22a,24aが設けられかつ段部30が形成され、また、
第１の面部22a,24aが前記した位置に設定されているこ
とから、一対のセグメントＳの周方向側面同士の当接面
と、これらのセグメントＳに軸線方向に隣接する他の一
対のセグメントＳ相互の周方向側面同士の当接面とは同
一面上になく、したがって、両当接面は互いに連続せ
ず、また、一対のセグメントＳの軸線方向における当接
面と、これらのセグメントＳに周方向に隣接する一対の
セグメントＳの軸線方向における当接面とは連続しな
い。このために、リング20相互の回転やセグメントＳ相
互の軸線方向への相対移動が生じにくい。

セグメントＴはセグメントＳと同じ周方向長さを有す
る。また、一つのリング18を構成するセグメントＴの数
量は、一つのリング20を構成するセグメントＳの数量に
応じてこれと同一に設定される。すなわち、第１図〜第
４図、第７図および第８図における一リングの構成セグ
メントＴの数量は（５＋1/3）である。なお、第３図に
示す一リングの構成セグメントＴは、第１図および第２
図のそれぞれに示す一リングの構成セグメントＴを拡大
したものである。また、第５図、第６図、第９図および
第10図にそれぞれ示す一リングの構成セグメントＴの数
量は（５−1/3）である。

一リングを（５＋1/3）個のセグメントＴで構成する
とき、実際には六個のセグメントＴが使用される。この
とき、余分な部分すなわち2/3個の部分は前記リングと
軸線方向に隣接する。また、一リングを（５−1/3）個
のセグメントＴで構成するとき、実際には五個のセグメ
ントＴが用いられる。

一リングを構成する複数のセグメントＴは、該リング
の軸線方向における一対の軸線方向側面32,34と、リン
グ18の周方向における一対の周方向側面36,38とをそれ
ぞれ有する。リング18は、リング20を形成する際の複数
のセグメントＳの配列方法と同じ方法をもって、すなわ
ち複数のセグメントＴを一方の周方向側面36同士が互い
に軸線方向へ距離l₂（第１図）または距離l₃₃（l₃＜
l₂、第２図）だけずれた状態で接しまた他方の周方向側
面38同士が互いに整合して接するように周方向に配列す
ることにより形成される。

リング18のいずれか一方の側部（図上において左方の
側部）を規定する各セグメントＴの軸線方向側面はリン
グ18の軸線と平行な第１の面部40aと、該第１の面部に
その軸線方向端部で連なる、リング18の軸線に直交する
横断面と平行な二つの第２の面部40b,40cとから成る。
他方、リング18の他の一方の側部（図上において右方の
側部）を規定する各セグメントＴの軸線方向側面はリン
グ18の軸線に平行な第１の面部42aと、該第１の面部に
連なる二つの第２の面部であって少なくとも一方が前記
横断面と角度をなす第２の面部42b,42cとから成る。こ
こで、一方の第２の面部40b,42bは一方の周方向側面36
に連なり、他方の第２の面部40c,42cは他方の周方向側
面38に連なる。

また、一方の周方向側面36から各第１の面部40a,42a
までの周方向距離と、他方の周方向側面38から各第１の
面部40a,42aまでの周方向距離との比は、セグメントＳ
におけると同様、2:1に設定されている。さらに、互い
に接する周方向側面の軸線方向長さは等しい。

第３図を参照すると、各セグメントT₁〜T₅の各第２の
面部42b,42cと前記横断面との成す角度、およびセグメ
ントT₆の他方の第２の面部42cと前記横断面との成す角
度は同一であり、また、セグメントT₆の一方の第２の面
部42bは前記横断面と平行である。

各セグメントT₁，T₂の両第２の面部42b,42cおよびセ
グメントT₃の一方の第２の面部42bは、セグメントT₁か
らセグメントT₆へ向けて、各セグメントの両軸線方向側
面間の長さ寸法である幅寸法が漸減するように伸び、ま
た、セグメントT₃の他方の第２の面部42c、各セグメン
トT₄、T₅の両第２の面部42b,42cおよびセグメントT₆の
他方の面部42cは、各セグメントの幅寸法が漸増するよ
うに伸びる。また、セグメントT₁の一方の周方向側面36
からセグメントT₃の両第１の面部40a,42aまでの周方向
長さと、これらの両第１の面部40a,42aからセグメントT
₆の両第１の面部40a,42aまでの周方向長さが同一に設定
されている。この列によれば、セグメントT₃の両第１の
面部40a,42aの位置においてリング18の幅寸法が最小と
なり、この部位が前記カーブの内側に位置する。また、
セグメントT₁の一方の周方向側面36およびセグメントT₆
の両第１の面部40a,42aにおいてリング18の幅寸法が最
大となり、この部位が前記カーブの外側に位置する。

なお、図面には紙面の大きさの制約のために、第２の
面部42b,42cが大きい傾斜角度を有するように描かれて
いる。しかし、実際には、７メートルの直径を有する覆
工の一リングを六つのセグメントで構成する場合の各セ
グメントの第２の面部42b,42cと前記横断面との最大間
隔は５センチメートル程度であり、このため、第２の面
部42b、42cと前記横断面との成す角度は極めて小さい。
したがって、実用上、セグメントＴおよびセグメントＳ
の軸線方向における相互接合に支障をきたすことはな
い。

複数のセグメントＴを螺線方向に配列するとき、他方の
周方向側面38同士の接合に始まりまたこれに終わるよう
に各セグメントＴを構成する第３図に示す例に代えて、
第４図は、一方の周方向側面36同士の接合に始まってま
たこれに終わるような配列を可能とする複数のセグメン
トＴを示す。

このような配列を可能とするため、セグメントT₃とセ
グメントT₆において次の変更が加えられている。すなわ
ち、一方の第２の面部42bがその周方向長さの半分の位
置で交差する二つの面部分42b₁，42b₂から成り、これら
の面部分のうち、第１の面部42aに連なる一方の面部分4
2b₁が、他方の第２の面部42cと平行をなす。セグメント
T₃の他方の面部分42b₂と、セグメントT₆の他方の面部分
42b₂とは、セグメントT₁からセグメントT₆へ向けて、各
セグメントT₃、T₆の幅寸法が漸増するように伸びる。そ
の結果、この例では、セグメントT₁の他方の周方向側面
38からセグメントT₃の二つの面部分42b₁，42b₂の交差位
置までの周方向長さと、この位置からセグメントT₆の二
つの面部分42b₁，42b₂の交差位置までの周方向長さとが
等しい。

次に、第３図および第４図と同様の配列関係にあって
これらの例におけるより個数が少ないセグメントＴを示
す第５図および第６図を参照すると、第３図および第４
図に示す例と同様、セグメントT₃においてリングの幅寸
法を、セグメントT₁からセグメントT₅に向けて、漸減か
ら漸増に変換する機能を有する。

第５図の例によれば、第４図の例におけるように、セ
グメントT₃の一方の第２の面部42bが互いに交差する二
つの面部分42b₁，42b₂から成り、この交差個所が前記リ
ングに最小の幅寸法を与え、前記カーブの内側にあた
る。また、セグメントT₅の実質的にリング18の構成に寄
与しない他方の面部42cのみが前記横断面と平行であ
る。

第６図の例によれば、セグメントT₅が、第４図の例に
おけるように、一方の第２の面部42bが互いに交差する
二つの面部分42b₁，42b₂から成り、実質的にリング18の
構成に寄与しない他方の面部分42b₂のみが前記横断面と
平行である。

第７図〜第10図に、リング18の両方の側部を規定する
各セグメントＴの両軸線方向側面のそれぞれにおいて、
第１の面部に連なる二つの第２の面部の少なくとも一方
が前記横断面と角度をなすように設定された例を示す。
このように設定することにより、第３図〜第６図に示す
例に比べて、リング18の幅寸法の漸減および漸増の程度
を大きくすることができ、したがって、これらの例のセ
グメントＴはより急カーブの曲線部への配置に適する。

第７図〜第10図の右側に位置する軸線方向側面は、第
３図〜第６図の右側に位置する軸線方向側面と全く同様
の構成であり、そこで前記軸線方向側面には同様の符号
を付すに止める。

また、第７図〜第10図の各セグメントＴの左側の軸線
方向側面の第１の面部分44aに連なる第２の面部44b,44c
は、それぞれ、右側の軸線方向側面の第２の面部42b,42
cに相対し、両第２の面部44b,42bはこれらの面部間の前
記横断面と平行な面に対する距離が共に漸減、漸増し
（42b₁，42b₂に対応する44b₁，44b₂を含む。）、両第２
の面44c,42cもまたこれらの間の前記横断面と平行な面
に対する距離が共に漸減、漸増するように設定されてい
る。

再び第２図を参照すると、図示する各セグメントＴの
各第１の面部32a,34aは、セグメントＴの一方の周方向
側面36同士のずれに等しい軸線方向長さl₃を有する。こ
の軸線方向長さl₃は、前記したように、直線部14,16を
構成する各セグメントＳの第１の面部22a,24aの軸線方
向長さl₂より小さい。

セグメントＴにおいては、第１の面部32a,34aの軸線
方向長さとともに両軸線方向側面32,34間の長さ寸法す
なわちセグメントＴの幅寸法もセグメントＳにおけるよ
り小さいものに設定されている。これにより、より小さ
いセグメントＴを得ることができ、このようなセグメン
トＴの使用はより急なカーブを有する曲線部の構築を容
易にする。

しかし、セグメントＴおよびセグメントＳの第１の面
部の軸線方向長さの相違のため、複数のセグメントＴか
ら成るリング18と、複数のセグメントＳから成るリング
20とを互いに軸線方向に接続することができない。この
ため、リング18とリング20との間にこれらのリングに連
なる、複数の補助セグメントTSから成る補助リング46が
配置されている。補助セグメントTSの数量は、リング18
およびリング20のそれぞれの構成セグメント数と同数で
ある。

各補助セグメントTSは、補助リング46の軸線方向にお
ける一対の軸線方向側面48,50と、補助リングの周方向
における一対の周方向側面52,54とを有する。補助リン
グ46は、リング18,20の組み立てにおけると同様、一方
の周方向側面52同士を前記軸線方向にずらして非整合状
態で当接させ、また、他方の周方向側面54同士を整合状
態で当接させることにより形成され、螺線方向に伸び
る。

各軸線方向側面48,50は、補助リング46の軸線に平行
な第１の面部56a,58aと、該第１の面部に連なり、補助
リング46の軸線に直交する横断面と平行な一対の第２の
面部56b,56c,58b,58cとから成る。各補助セグメントに
おける両第１の面部は、セグメントT,Sにおけると同
様、一方の周方向側面52から他方の周方向側面54に向け
て、補助セグメントTSの周方向長さを2:1に分ける位置
にある。

補助セグメントTSにあっては、補助リング46のリング
18側の一方の側部を規定する各補助セグメントTSの軸線
方向側面の第１の面部56aが、セグメントＴにおけると
同じ軸線方向長さl₃を有し、かつ、リング18とは反対の
側に位置する軸線方向側面の第１の面部58aが、セグメ
ントＳにおけると同じ軸線方向長さl₃を有する。また、
周方向に隣接する一対の補助セグメントTSの相対する一
方の周方向側面52の軸線方向長さは、螺線方向において
リング18側の補助セグメントTSのものがリング20側の補
助セグメントTSのものより小さく、その差は各補助セグ
メントTSの両第１の面部56a,58aの軸線方向長さの差（l
₂−l₃）に等しい。一対の補助セグメントTSの一方の周
方向側面52同士は、軸線方向に関してリング18の側に長
さl₃の段部60が形成されるように突き合わされる。さら
に、周方向に隣接する一対の補助セグメントTSの相対す
る一対の他方の周方向側面54は同一の軸線方向長さを有
する。

このことから、複数の補助セグメントTSから成る補助
リング46はリング20からリング18に向けて漸減する幅寸
法を有し、その一方の側部はリング18を構成するセグメ
ントＴとの係合面を提供し、また、反対側の側部はリン
グ20を構成するセグメントＳとの係合面を提供する。そ
の結果、補助リング46は曲線部12の一部を規定し、該補
助リングを介してリング18,20が相互に接続される。補
助リング46の一端および他端をそれぞれ規定するセグメ
ントTSの周方向側面の軸線方向長さは、該セグメントTS
に螺線方向に隣接するセグメントの周方向側面の軸線方
向長さに応じて定められる。

第２図に示すように、曲線部12に複数のリング18を配
置する場合、各リング18の伸長開始位置を揃えるため、
また、リング18の組み立ての際のセグメントＴ相互の不
整合、齟齬等を解消するため、リング18間または補助リ
ング46とリング18との間にこれらに連なる一以上の調整
セグメントTTを配置する。調整セグメントTTは、第１の
面部の軸線方向長さの大きさを除き、セグメントＳと同
じ全体形状を有する。調整セグメントTTの第１の面部の
軸線方向長さは、セグメントＴの第１の面部の軸線方向
長さと同じl₃であり、これにより、セグメントＴまたは
補助セグメントTSとの軸線方向における接続が可能とさ
れている。

ところで、各セグメントＳの組み立ては、覆工が施さ
れるトンネル壁面に沿ってその軸線方向に移動すること
により行なわれる。このとき、新たなセグメントＳの既
設セグメントＳに対する接合を容易にすべく、各セグメ
ントＳは、図面に二点鎖線（想像線）で示すように、リ
ング20の軸線と平行な第１の面部22a,24aに代えた、前
記横断面と角度をなしまた互いに平行な第１の面部22
a′,24a′と、一方の周方向側面26と他方の軸線方向側
面24とを接続する接続面62とを有するように形成される
ことがある。ここで、前記横断面と各第１の面部22a′,
24a′との成す角度と、前記横断面と接続面62との成す
角度とは等しく、例えば45度に設定される。また、各第
１の面部22a′,24a′および接続面62をセグメントＳに
関する前記横断面に投影したときのこれらの周方向長さ
は互いに等しい。

このようなセグメントＳを使用した直線部に対する曲
線部の接続を可能とするため、各図に二点鎖線で示すよ
うに、セグメントＴ、補助セグメントTS、調整セグメン
トTTも、また、各第１の面部に代えた、これらのセグメ
ントに関する横断面と角度を成す第１の面部と、接続面
とを有し、各第１の面部と前記横断面との成す角度と、
前記接続面と前記横断面との成す角度とは等しい。これ
らの角度は、セグメントＳにおける横断面と各第１の面
部22a′,24a′との成す角度と同じに設定される。

第１図を参照するに、想像線で示す各セグメントＴの
各第１の面部32a′,34a′および接続面64をセグメント
Ｔに関する前記横断面に投影したときのこれらの周方向
長さすなわち投影面における長さは互いに等しく、ま
た、セグメントＳの各第１の面部および接続面の前記投
影面における長さにそれぞれ等しい。

また、第２図を参照して、想像線で示す各セグメント
Ｔの各第１の面部32a′,34a′および接続面64の投影面
における長さは、それぞれ、セグメントTTの各第１の面
部66,68および接続面70の投影面上の長さに等しく、セ
グメントＳの各第１の面部22a′,24a′および接続面62
の投影面における長さより小さい。二点鎖線で示す、補
助セグメントTSのリング18側の第１の面部56a′および
接続面72のそれぞれの投影面における長さは、各セグメ
ントＴの各第１の面部32a′,34a′および接続面64の投
影面におけるそれぞれの長さに等しく、また、補助セグ
メントTSのリング20側の第１の面部58a′および接続面7
4のそれぞれの投影面における長さは、セグメントＳの
第１の面部22a′,24a′および接続面62のそれぞれ投影
面における長さに等しい。これにより、互いに軸線方向
に隣接するセグメントの第１の面部同士を接合し、ま
た、第１の面部と接続面とを接合させることができる。

なお、セグメントＳの両周方向側面26,28間を周方向
に前記2:1に分ける面が、一方の軸線方向側面22側にお
ける第１の面部22a′を二等分するように横切る。これ
に対し、他方の軸線方向側面24における第１の面部24
a′はその一端が前記面に接しかつその他端が一方の周
方向側面26の側に向けて伸びる。この間の事情は、他の
セグメントおよび補助セグメントにおいても同様であ
る。これにより、互いに接合すべき第１の面部相互間、
または第１の面部と接続面との間に隙間が生じることが
回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は覆工の曲線部の例およびその近傍
の外周面を概略的に示す展開図、第３図は第１図および
第２図に示す、（ｎ＋1/3）個のセグメントＴの拡大展
開図、第４図は他の例の複数のセグメントＴの拡大展開
図、第５図および第６図は（ｎ−1/3）個のセグメント
Ｔの拡大展開図、第７図および第８図は（ｎ＋1/3）個
の他の例のセグメントＴの拡大展開図、第９図および第
10図は（ｎ−1/3）個の他の例のセグメントＴの拡大展
開図である。 10:覆工、12:曲線部、14,16:直線部、18:セグメントＴ
から成るリング、20:セグメントＳから成るリング、32,
34および36,38:セグメントＴの軸線方向側面および周方
向側面、40a,42a,44a:セグメントＴの第１の面部、40b,
42b,44bおよび40c,42c,44c:セグメントＴの第２の面
部、46:補助セグメントTSから成る補助リング、48,50お
よび52,54:補助セグメントTSの軸線方向側面および周方
向側面、56a,58a:補助セグメントTSの第１の面部、56b,
56cおよび58b,58c:補助セグメントTSの第２の面部、32
a′,34a′および64:セグメントＴの第１の面部および接
続面、56a′,58a′および74:セグメントTSの第１の面部
および接続面。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】覆工の曲線部に配置される、螺線状の二つ
のリング（18）を構成する複数のセグメント（Ｔ）と、
両リングの間に配置され両リングに螺旋状に連なる少な
くとも１つの調整セグメント（TT）とであって、各セグ
メントおよび前記調整セグメントが、それぞれ、前記リ
ングの軸線方向における一対の軸線方向側面と、前記リ
ングの周方向における一対の周方向側面とを備え、前記
リングのいずれか一方の側部を規定する各セグメント
（Ｔ）の軸線方向側面（32）が、前記リングの軸線と平
行な第１の面部（40a）と、該第１の面部に連なる、前
記リングの軸線に直交する横断面と平行な二つの第２の
面部（40b,40c）とから成り、前記リングの他の一方の
側部を規定する各セグメントの軸線方向側面（34）が、
前記リングの軸線に平行な第１の面部（42a）と、前記
横断面と角度をなす少なくとも一つの第２の面部と（42
b,42c）を有し、前記螺線方向に隣接する一対のセグメ
ントの互いに接する周方向側面（36,38）が同一の軸線
方向長さを有し、また、前記調整セグメントの各軸線方
向側面が前記リングの軸線と平行な第１の面部と、該第
１の面部に連なる、前記横断面と平行な二つの第２の面
部とから成り、各周方向側面が、螺旋方向に隣接する前
記セグメントの周方向側面と同一の軸線方向長さを有す
る、覆工用セグメント。
【請求項２】覆工の曲線部に配置される、螺線状の二つ
のリング（18）を構成する複数のセグメント（Ｔ）と、
両リングの間に配置され両リングに螺旋状に連なる少な
くとも１つの調整セグメント（TT）とであって、各セグ
メントおよび前記調整セグメントが、それぞれ、前記リ
ングの軸線方向における一対の軸線方向側面と、前記リ
ングの周方向における一対の周方向側面と、一の軸線方
向側面と一の周方向側面との接続面とを備え、前記リン
グのいずれか一方の側部を規定する各セグメントの軸線
方向側面（32）が、前記リングの軸線に直交する横断面
と角度をなす第１の面部（32a′,34a′）と、該第１の
面部に連なる、前記横断面と平行な二つの第２の面部
（40b,40c）とから成り、前記リングの他の一方の側部
を規定する各セグメントの軸線方向側面（34）が、前記
横断面と角度をなす第１の面部（32a′,34a′）と、前
記横断面と角度をなす少なくとも一つの第２の面部（42
b,42c）とを有し、前記螺線方向に隣接する一対のセグ
メントの互いに接する周方向側面（36,38）が同一の軸
線方向長さを有し、前記接続面（64）と前記横断面との
なす角度および各第１の面部と前記横断面とのなす角度
が互いに等しく、また、前記調整セグメントの各軸線方
向側面が、前記横断面と角度をなす第１の面部（66,6
8）と、該第１の面部に連なる、前記横断面と平行な二
つの第２の面部とから成り、各周方向側面が、螺旋方向
に隣接する前記セグメントの周方向側面と同一の軸線方
向長さを有し、前記接続面（70）と前記横断面とのなす
角度および各第１の面部（66,68）と前記横断面とのな
す角度がそれぞれ前記セグメントの接続面（64）と前記
横断面とのなす角度に等しい、覆工用セグメント。
【請求項３】覆工の曲線部に配置される、螺線状の二つ
のリング（18）を構成する複数のセグメント（Ｔ）と、
両リングの間に配置され両リングに螺旋状に連なる少な
くとも１つの調整セグメント（TT）とであって、各セグ
メントおよび前記調整セグメントが、それぞれ、前記リ
ングの軸線方向における一対の軸線方向側面と、前記リ
ングの周方向における一対の周方向側面とを備え、前記
リングの各側部を規定する各セグメントの各軸線方向側
面（32,34）が、前記リングの軸線と平行な第１の面部
（42a,44a）と、該第１の面部に連なる、前記リングの
軸線に直交する横断面と角度をなす少なくとも一つの第
２の面部（42b,44b,42c,44c）とを有し、前記螺線方向
に隣接する一対のセグメントの互いに接する周方向側面
（36,38）が同一の軸線方向長さを有し、また、前記調
整セグメントの各軸線方向側面が前記リングの軸線と平
行な第１の面部と、該第１の面部に連なる、前記横断面
と平行な二つの第２の面部とから成り、各周方向側面
が、螺旋方向に隣接する前記セグメントの周方向側面と
同一の軸線方向長さを有する覆工用セグメント。
【請求項４】覆工の曲線部に配置される、螺線状の二つ
のリングを構成する複数のセグメント（Ｔ）と、両リン
グの間に配置され両リングに螺旋状に連なる少なくとも
１つの調整セグメント（TT）とであって、各セグメント
および前記調整セグメントが、それぞれ、前記リングの
軸線方向における一対の軸線方向側面と、前記リングの
周方向における一対の周方向側面と、一の軸線方向側面
と一の周方向側面との接続面とを備え、前記リングの各
側部を規定する各セグメントの各軸線方向側面（32,3
4）が、前記リングの軸線に直交する横断面と角度をな
す第１の面部（40a,42a）と、前記横断面と角度をなす
少なくとも一つの第２の面部（42b,44b,42c,44c）とを
有し、前記螺線方向に隣接する一対のセグメントの互い
に接する周方向側面（36,38）が同一の軸線方向長さを
有し、前記接続面（64）と前記横断面とのなす角度およ
び各第１の面部（40a,42a）と前記横断面とのなす角度
が互いに等しく、また、前記調整セグメントの各軸線方
向側面が、前記横断面と角度をなす第１の面部（66,6
8）と、該第１の面部に連なる、前記横断面と平行な二
つの第２の面部とから成り、各周方向側面が、螺旋方向
に隣接する前記セグメントの周方向側面と同一の軸線方
向長さを有し、前記接続面（70）と前記横断面とのなす
角度および各第１の面部（66,68）と前記横断面とのな
す角度がそれぞれ前記セグメントの接続面（64）と前記
横断面とのなす角度に等しい、覆工用セグメント。
【請求項５】覆工の曲線部に配置される、請求項１また
は３に記載のリング（18）を構成する複数のセグメント
（Ｔ）と、少なくとも１つの調整セグメント（TT）と、
前記リング（18）に螺線方向に連なるセグメント列（4
6）を構成する複数の補助セグメント（TS）とであっ
て、各補助セグメントが、前記セグメント列の軸線方向
における一対の軸線方向側面（48,50）と、前記セグメ
ント列の周方向における一対の周方向側面（52,54）と
を備え、各補助セグメントの各軸線方向側面が、前記セ
グメント列の軸線と平行な第１の面部（56a,58a）と、
該第１の面部に連なる、前記セグメント列の軸線に直交
する横断面と平行な二つの第２の面部（56b,56c,58b,58
c）とから成り、前記セグメント列の前記リング側に位
置する前記第１の面部の軸線方向長さが前記セグメント
の第１の面部の軸線方向長さに等しく、かつ、前記リン
グとは反対の側に位置する前記第１の面部（58a）の軸
線方向長さが前記セグメント（Ｔ）の第１の面部（40a,
42a）の軸線方向長さより大きく、また、一の補助セグ
メントの一方の周方向側面（52）の軸線方向長さが、該
周方向側面に接する他の補助セグメントの一方の周方向
側面（52）の軸線方向長さより両第１の面部（56a,58
a）の軸線方向長さの差（１_２−１_３）だけ小さく、ま
た、前記一の補助セグメントの他方の周方向側面（54）
の軸線方向長さが該周方向側面に接する他の補助セグメ
ントの他の周方向側面（54）の軸線方向長さに等しい、
覆工用セグメント。
【請求項６】覆工の曲線部に配置される、請求項２また
は４に記載のリング（18）を構成する複数のセグメント
（Ｔ）と、少なくとも１つの調整セグメント（TT）と、
前記リング（18）に螺線方向に連なるセグメント列（4
6）を構成する複数の補助セグメント（TS）とであっ
て、各補助セグメントが、前記セグメント列の軸線方向
における一対の軸線方向側面（48,50）と、前記セグメ
ント列の周方向における一対の周方向側面（52,54）
と、一の軸線方向側面と一の周方向側面との接続面（7
2,74）とを備え、各補助セグメントの各軸線方向側面
が、前記セグメント列の軸線に直交する横断面と角度を
なす第１の面部（56a′,58a′）と、該第１の面部に連
なる、前記横断面と平行な二の第２の面部（56b,56c,58
b,58c）とから成り、前記セグメント列（46）の前記リ
ングの側に位置する前記第１の面部（56a）の軸線方向
長さが前記セグメント（Ｔ）の第１の面部の軸線方向長
さ（１_３）に等しく、前記リングの反対側に位置する前
記第１の面部（58a）の軸線方向長さが前記セグメント
の第１の面部の軸線方向長さより大きく、一の補助セグ
メントの一方の周方向側面（52）の軸線方向長さが、該
一方の周方向側面に接する他の補助セグメントの一方の
周方向側面の軸線方向長さより両第１の面部の軸線方向
長さの差（１_２−１_３）だけ小さく、前記一の補助セグ
メントの他方の周方向側面（54）の軸線方向長さが該周
方向側面に接する他の補助セグメントの他の周方向側面
の軸線方向長さに等しく、また、前記接続面（72,74）
と前記横断面とのなす角度および各第１の面部と前記横
断面とのなす角度が互いに等しい、覆工用セグメント。