JP5098061B2 - セグメントの継手構造及びこれを用いたセグメント - Google Patents

Description

本発明は、トンネル周方向に隣り合うセグメントを連結可能とするセグメントの継手構造及びこれを用いたセグメントに関する。

従来より、トンネル周方向に隣り合うセグメントを連結させるための継手構造としては、一方のセグメントの雌継手に設けられた挿入孔内に、他方のセグメントの雄継手を挿入した後、これらセグメントをトンネル軸方向に相対的に移動させ、これによって各セグメントを連結させる構造が一般に用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。

これら特許文献１や特許文献２に開示の継手構造においては、雄継手が弾性部材を介してセグメントの接合面に取り付けられており、セグメントの連結後に、隣接するセグメント間に弾性部材によって互いに引き寄せるような力を発揮させている。これにより、連結されるセグメントどうしを強固に連結させ、更には、セグメント間における止水性を向上させている。

特開平１１−２８０３８８号公報 特開２００５−６８６９９号公報

しかしながら、上述した特許文献１、２に開示されたセグメントの継手構造は、雄継手がセグメントの接合面から外側に突出されており、セグメントの内側に向けて雄継手が自由に動くことができない構成とされている。このため、セグメントの連結作業時において、雄継手が雌継手の設けられている接合面に対して接触等して干渉した場合に、雄継手が容易に損傷、変形してしまい、連結不能となってしまう恐れがある。これを防止するために、一般には、一方のセグメントの雄継手と、他方のセグメントにおける雌継手の挿入孔とを正確に位置合わせする作業を行なっているが、係る位置合わせ作業は作業効率を向上させるうえで好ましくない。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、トンネル周方向に隣り合う複数のセグメントを連結可能とするセグメントの継手構造であって、連結作業時における継手の変形、損傷を防止することができ、連結作業の作業性を向上させることが可能であり、更にはこれらの効果を簡単な構成によって実現することが可能なセグメントの継手構造及びこれを用いたセグメントを提供することにある。

本発明者は、上述した課題を解決するために、雄継手は、一方の接合面の内側から外側に突出され、突出された先端にトンネル軸方向に略平行に設けられる係合部を有する連結金物と、上記連結金物をトンネル周方向の両側に向けて付勢可能とする弾性部材とを備え、雌継手は、他方の接合面に形成された挿通孔と、上記他方の接合面に設けられた被係合部材とを備え、上記雄継手は、連結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた場合において、上記他方の接合面に押圧されることにより上記一方の接合面の内側に移動させられる上記連結金物を収容可能な収容空間を更に備え、上記連結金物は、上記連
結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた状態から当該接合面をトンネル軸方向に相対的に移動させた場合において、上記収容空間に収容される当該連結金物の先端が上記弾性部材により押圧されて上記挿通孔に挿通可能とされるとともに、トンネル軸方向に更に移動させられることにより上記挿通孔に挿通される当該連結金物の係合部の内側が上記被係合部材に係合可能とされることを特徴とするセグメントの継手構造を発明した。

即ち、第１発明に係るセグメントの継手構造は、トンネル周方向に隣り合うセグメントの互いに対向する一方の接合面と他方の接合面にそれぞれ設けられる雄継手と雌継手とからなり、当該トンネル周方向に隣り合うセグメントを連結可能とするセグメントの継手構造において、上記雄継手は、上記一方の接合面の内側から外側に突出され、突出された先端にトンネル軸方向に略平行に設けられる係合部を有する連結金物と、上記連結金物をトンネル周方向の両側に向けて付勢可能とする弾性部材とを備え、上記雌継手は、上記他方の接合面に形成された挿通孔と、上記他方の接合面に設けられた被係合部材とを備え、上記雄継手は、連結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた場合において、上記他方の接合面に押圧されることにより上記一方の接合面の内側に移動させられる上記連結金物を収容可能な収容空間を更に備え、上記連結金物は、上記連結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた状態から当該接合面をトンネル軸方向に相対的に移動させた場合において、上記収容空間に収容される当該連結金物の先端が上記弾性部材により押圧されて上記挿通孔に挿通可能とされるとともに、トンネル軸方向に更に移動させられることにより上記挿通孔に挿通される当該連結金物の係合部の内側が上記被係合部材に係合可能とされることを特徴とする。

第２発明に係るセグメントの継手構造は、第１発明において、上記連結金物の係合部の内側には、その先端に向かうにつれて上記一方の接合面と離間されてなる案内面が形成されていることを特徴とする。

第３発明に係るセグメントの継手構造は、第１又は第２発明において、上記被係合部材は、上記セグメントのトンネル周方向の両側に設けられた継手板であることを特徴とする。

第４発明に係るセグメントの継手構造は、第１又は第２発明において、上記雌継手は、上記被係合部材の内側に配置され、上記連結金物の係合部が挿入可能とされる係合孔を有する板状部材を更に備え、上記連結金物は、その係合部の内側が上記被係合部材に代えて上記板状部材の係合孔に係合可能とされることを特徴とする。

第５発明に係るセグメントの継手構造は、第１又は第２発明において、上記雌継手は、上記被係合部材に代えて、上記他方の接合面の内側に配置され、上記連結金物の係合部が挿入可能とされる係合孔を有する板状部材を更に備え、上記連結金物は、その係合部の内側が上記被係合部材に代えて上記板状部材の係合孔に係合可能とされることを特徴とする。

第６発明に係るセグメントの継手構造は、第４又は第５発明において、上記板状部材の係合孔は、トンネル軸方向に貫通されてなり、上記連結金物の係合部の内側には、上記一方の接合面に向けて突出される突起部が設けられてなることを特徴とする。

第７発明に係るセグメントの継手構造は、第１発明〜第６発明の何れか一つに係る発明において、上記連結金物は、上記一方の接合面に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする。

第８発明に係るセグメントの継手構造は、第１発明〜第７発明の何れか一つに係る発明において、上記弾性部材は、コイルバネ、皿バネ又はゴム部材から構成されることを特徴とする。

第９発明に係るセグメントの継手構造は、第１発明〜第８発明の何れか一つに係る発明において、上記雄継手の弾性部材は、上記収容空間内に配置される第１弾性部材と、上記収容空間内において上記第１弾性部材よりも上記一方の接合面の外側に配置され、当該第１弾性部材のばね定数より大きいばね定数からなる第２弾性部材とを有し、上記雄継手の連結金物は、その先端とは反対側に上記第１弾性部材と上記第２弾性部材とに挟まれて上記収容空間内に配置される保持金物を更に有し、上記隣り合うセグメントの他方の接合面に押圧された際に上記第２弾性部材と上記保持金物とが分離可能とされていることを特徴とする。

第１０発明に係るセグメントは、第１発明〜第９発明の何れか一つに係る発明の雄継手をセグメント周方向の一方の接合面に有し、第１発明〜第９発明の何れか一つに係る発明の雌継手をセグメント周方向の他方の接合面に有することを特徴とする。

本発明のセグメントの継手構造においては、連結金物の先端を、雄側収容空間内に収容させながら、セグメント間の連結作業を行なうことが可能となっている。このため、セグメントの連結作業時において、雄継手の連結金物が雌継手の設けられている接合面に対して干渉することによる雄継手の損傷、変形を防止することが可能となっている。また、一のセグメントにおける連結金物と、他のセグメントにおける雌継手の挿通孔とを正確に位置合わせする作業をすることなく、セグメントの連結作業を完了させることができ、その分において連結作業時における作業性が向上している。

複数のセグメントを連結して構築されるシールドトンネルの斜視図である。 合成セグメントの斜視図である。 合成セグメントの構成を示す図であり、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。 合成セグメントの概略平面図である。 本発明に係るセグメントの継手構造の構成を示す正面断面図である。 （ａ）は雄継手の構成を示す側面図であり、（ｂ）は雌継手の構成を示す側面図である。 雌継手の動作前後の構成を示す正面断面図である。 雄継手の構成を示す分解斜視図である。 セグメントをトンネル周方向に連結する工程について説明するための図である。 セグメントをトンネル周方向に連結する工程について説明するための図である。 セグメントをトンネル周方向に連結する工程について説明するための図である。 雄継手の他の構成について説明するための正面断面図である。 （ａ）は保持金物の他の構成を示す正面断面図、（ｂ）は連結金物の他の構成を示す正面図、（ｃ）は連結金物に板バネ部材を嵌合させた状態を示す正面図である。 （ａ）はＢ１−Ｂ１線断面図、（ｂ）はＢ２−Ｂ２線断面図である。 （ａ）は保持金物と連結金物との他の連結形態を示す正面断面図、（ｂ）は（ａ）のｃ部拡大図である。 雄継手と雌継手の他の構成について説明するための図であり、（ａ）は雄継手の正面断面図、（ｂ）は雌継手の正面断面図である。 セグメントをトンネル周方向に連結する工程について説明するための図である。 セグメントをトンネル周方向に連結する工程について説明するための図である。 鋼製セグメントの構成を示す図であり、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。 本発明に係るセグメントの継手構造を鋼製セグメントに適用した場合の構成を示すその正面断面図である。 鋼製セグメントがトンネル周方向に連結された状態を示す正面断面図である。 コンクリートセグメントの構成を示す図であり、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）はその側面断面図である。 本発明に係るセグメントの継手構造をコンクリートセグメントに適用した場合の構成を示すその正面断面図である。 コンクリートセグメントがトンネル周方向に連結された状態を示す正面断面図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、トンネル周方向に隣り合う複数のセグメントを連結可能とするセグメント継手構造、並びにそのセグメントの継手構造の適用されたセグメントについて、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１の実施の形態
本発明を適用したセグメントの継手構造の第１の実施の形態について、図１〜図１１を参照して説明する。

図１は、本発明において用いられるセグメント３を複数個に亘ってトンネル周方向並びにトンネル軸方向に連結することによって構築される、トンネル覆工体としてのシールドトンネル１の斜視図を示している。

セグメント３は、側面視において円弧板状に形成され、平面視において矩形状に形成されている。各セグメント３は、図１に示すように、トンネル周方向に隣接するセグメント３の間でセグメント継手部７を介してリング状に連結されて、セグメントリング４を構成する。このセグメントリング４は、トンネル軸方向に隣接するセグメント３の間でリング継手部５を介して連結されて、トンネル軸方向に延長される筒状のトンネル覆工体として構成される。なお、このシールドトンネル１内には、例えば、自動車の走行用の道路床が構築されるが、この他にも、鉄道路線や水路、或いは水道管や電線等のライフラインを設けるようにしてもよい。本発明は、このセグメント継手部７におけるセグメントの継手構造を実現するために適用されるものである。

本発明において用いられるセグメント３は、例えば、図２、図３に示すような、合成セグメント３Ａとして構成されるものである。なお、図２は、この合成セグメント３Ａの斜視図であり、図３（ａ）は合成セグメント３Ａの正面断面図、図３（ｂ）は合成セグメント３Ａの側面断面図を示すものである。また、図３における図上部はトンネル内空側を示し、図下部はトンネル地山側を示す。

合成セグメント３Ａは、鋼殻１０と、この鋼殻１０の内側空間部に充填されたコンクリート１９とから構成される。

鋼殻１０は、トンネル周方向に延長されて形成され、トンネル軸方向に互いに間隔をあけて配置される一対の主桁１１と、一対の主桁のトンネル周方向の両端部間を連結する一対の継手板１３と、これら一対の主桁１１並びに一対の継手板１３のトンネル地山側の端部に固着されるスキンプレート１６とを備えている。これら主桁１１、継手板１３並びにスキンプレート１６によって、鋼殻１０は、トンネル地山側が開口された箱状に形成されている。

また、鋼殻１０には、スキンプレート１６のトンネル内空側において、継手板１３と略平行な縦リブ１５がトンネル周方向に間隔をあけて複数配置されている。また、このコンクリート１９内には、縦リブ１５のトンネル内空側端部よりも内側において、主桁１１と略平行な鉄筋１７がトンネル軸方向に間隔をあけて複数配置されている。

鋼殻１０を構成する主桁１１、継手板１３、縦リブ１５、スキンプレート１６は、例えば、鋼板によって具体化されており、溶接等によって互いに固着されている。主桁１１やスキンプレート１６は、トンネル周方向に沿って湾曲された形状とされている。

このような構成からなる合成セグメント３Ａは、シールドトンネル１の構築時において、トンネル周方向の一端側における一方の継手板１３ａの外面と、トンネル周方向の他端側における他方の継手板１３ｂの外面とを互いに当接させて配置することとなる。換言すると、トンネル周方向の一端側における一方の接合面１４ａと、トンネル周方向の他端側における他方の接合面１４ｂとを互いに当接させて配置することになる。

本発明におけるセグメントの継手構造９は、図４、図５に示すように、トンネル周方向に隣り合うセグメント３Ａの互いに対向する一方の接合面１４ａと他方の接合面１４ｂとにそれぞれ設けられる雄継手２０と雌継手４０とから構成されるものである。

雄継手２０は、図５、図６（ａ）や図７（ａ）に示すように、一方の接合面１４ａの内側に配置された雄側収容体２１と、雄側収容体２１内に配置された保持金物２３並びに弾性部材２５と、保持金物２３に連結された連結金物３０とを備えている。なお、一方の接合面１４ａには、挿通孔２７が形成されている。

雄側収容体２１は、図７（ａ）に示すように、トンネル周方向の一端側に開口部が形成され、トンネル周方向の他端側に底部２１ｃが形成され、全体として筒状に構成されている。雄側収容体２１は、その開口縁２１ａが継手板１３ａの裏面に当接されたうえで溶接等によって固着されている。雄側収容体２１は、その内部空間と継手板１３ａの外面側空間とが、継手板１３ａに形成された挿通孔２７を介して連通状態となるように継手板１３ａの内面に対して取り付けられている。雄側収容体２１は、その内部空間に、継手板１３ａの内面側に充填されるコンクリート１９が侵入してくるのを防止するために取り付けられるものである。

雄継手２０は、雄側収容体２１と一方の継手板１３ａに形成された挿通孔２７との内部において、後述するように、一方の接合面１４ａより内側に移動させられる連結金物３０を収容可能な雄側収容空間２８を備えている。

保持金物２３は、本実施の形態において、図７（ａ）、図８に示すように、内周面にねじ切りされた雌ねじ部２３ａが設けられたナットから構成されている。弾性部材２５は、本実施の形態において、一端側が保持金物２３の端部に連結され、他端側が雄側収容体２１の底部２１ｃに連結されており、コイルバネから構成されている。保持金物２３は、弾性部材２５によって、継手板１３ａの挿通孔２７から抜け止め状態となるようにされてい
る。

連結金物３０は、図８に示すように、円柱状の棒材からなる軸部３１と、平板状の板材からなる係合部３３とを備えている。

軸部３１は、図７（ａ）に示すように、その軸方向の基端側が保持金物２３に連結されており、挿通孔２７を挿通されて、その軸方向の先端側が一方の継手板１３ａの外側に配置されている。これは、連結金物３０が、挿通孔２７を介して一方の接合面１４ａの内側から外側に向けて突出されていることを意味している。

連結金物３０の軸部３１は、図８に示すように、その軸方向の基端側の外周面にねじ切りされた雄ねじ部３７が形成されている。この雄ねじ部３７は、保持金物２３の雌ねじ部２３ａとの間で互いに螺合可能に構成されている。連結金物３０は、保持金物２３の雌ねじ部２３ａに対して雄ねじ部３７を螺合させることによって、保持金物２３に対して着脱可能に連結されている。

係合部３３は、一方の接合面１４ａから突出されている連結金物３０の先端にトンネル軸方向に略平行となるように設けられている。図７（ａ）に示すように、係合部３３の内側には、係合部３３の先端に向かうにつれて一方の接合面１４ａと離間されるように案内面３５が形成されている。

このようにして構成される雄継手２０の連結金物３０は、保持金物２３及び弾性部材２５を介して雄側収容体２１に対して連結されているのみであり、他の部材によって拘束されておらず、トンネル周方向の両側に向けて移動可能とされている。

保持金物２３に連結されている弾性部材２５は、連結金物３０がトンネル周方向の何れかの方向に向けて移動した場合に、保持金物２３を介して連結金物３０に対してその移動方向と逆側に向けて弾性復元力を作用させることができる。これは、弾性部材２５が、トンネル周方向の両側に向けて、その連結金物３０を付勢可能となるように雄側収容体２１内に配置されていることを意味している。

雄継手２０は、図７（ｂ）に示すように、軸部３１の基端側に向けて連結金物３０に対して荷重を負荷して、一方の接合面１４ａよりも内側に連結金物３０が移動させた場合に、雄側収容体２１と一方の継手板１３ａに形成された挿通孔２７との内部において、その連結金物３０の軸部３１や係合部３３、更には保持金物２３を収容可能となるような雄側収容空間２８が形成されている。連結金物３０は、その外側端面３４が少なくとも一方の接合面１４ａと略同一面上に配置される程度にまで、一方の接合面１４ａの内側に向けて移動可能とされており、雄側収容空間２８は、このように移動された連結金物３０、保持金物２３を収容可能となるように、その大きさ、形状等が調整されている。なお、雄側収容空間２８は、連結金物３０の外側端面３４が一方の接合面１４ａよりも内側に移動された場合においても、その連結金物３０を収容可能となるように調整されていてもよいのは勿論である。

ここで、図７（ｂ）に示すように、雄側収容空間２８に収容された連結金物３０には、弾性部材２５によって軸部３１の先端側に向けて付勢されている。このため、連結金物３０に対して負荷されている荷重を解除することによって、連結金物３０は、図７（ａ）に示すように、弾性部材２５により押圧されて再度初期位置にまで移動することになる。

雌継手４０は、図５や図６（ｂ）に示すように、他方の接合面１４ｂに形成された挿通孔４７と、他方の接合面１４ｂよりも内側に形成され、挿通孔４７により開口される雌側
収容空間４３と、他方の接合面１４ｂよりも内側に配置される雌側収容体４１とを有している。本実施の形態において、この雌側収容空間４３は、その周囲を、雌側収容体４１の内壁面並びに他方の接合面１４ｂを構成する他方の継手板１３ｂの内面によって囲まれている。

雌側収容体４１は、他方の接合面１４ｂの外側に向けて開口された箱状に形成されている。雌側収容体４１は、その開口縁４１ａが継手板１３ｂの内面に当接されたうえで溶接等によって固着されている。雌側収容体４１は、その内部の雌側収容空間４３と他方の継手板１３ｂの外面側空間とが、挿通孔４７を介して連通状態となるように、継手板１３ｂの内面に対して取り付けられている。また、雌側収容体４１は、挿通孔４７の近傍に位置する継手板１３ｂの一部の内面４５を所定範囲残すようにして取り付けられている。挿通孔４７に対してこの一部の内面４５が設けられる位置は、連結金物３０の軸部３１の先端側から係合部３３の先端側に向かう方向に対応しており、後述するように、この内面４５を被係合面４５として、連結金物３０の係合部３３が係合されることになる。

次に、本発明におけるセグメントの継手構造９が用いられたセグメント３をトンネル周方向に連結させる工程について概略的に説明する。

まず、図９（ａ）に示すように、既に他のセグメントに対して連結等されて固定されたセグメント３ｂに対して、他のセグメント３ａを、それぞれの接合面１４ａ、１４ｂが互いに近接する方向に移動させ、それぞれの接合面１４ａ、１４ｂを互いに当接させる。ここで、連結すべきそれぞれのセグメント３ａ、３ｂを互いに当接させた場合において、一方のセグメント３ａにおける連結金物３０の先端の外側端面３４は、他方のセグメント３ｂにおける接合面１４ｂであって、挿通孔４７の設けられていない面に当接されるように調整される。これにより、連結金物３０は、他方のセグメント３ｂにおける接合面１４ｂによって一方のセグメント３ａの内側に向けて押圧されることになり、その結果、一方の接合面の内側に移動させられ、図９（ｂ）に示すように、雄側収容空間２８内に収容されることになる。

次に、図９（ｂ）に示すように、それぞれのセグメント３ａ、３ｂの接合面１４ａ、１４ｂを互いに当接させた状態から、新設のセグメント３ａを図中の矢印に示すようなトンネル軸方向に移動させる。これは、それぞれのセグメント３ａ、３ｂをトンネル軸方向に相対的に移動させることを意味している。新設のセグメント３ａは、雄側収容空間２８内に収容されている連結金物３０の先端の外側端面３４が、既設のセグメント３ｂにおける挿通孔４７と対応する位置に到達するまで移動させる。既設のセグメント３ｂにおける挿通孔４７と対応する位置にまで到達すると、連結金物３０は、図９（ｃ）に示すように、既設のセグメント３ｂにおける接合面１４ｂによる拘束が解除されることになり、雄側収容空間２８内に収容されている状態から、弾性部材２５による付勢によって押圧されて、他方の接合面１４ｂの挿通孔４７に挿通されることになる。

なお、それぞれのセグメント３ａ、３ｂの接合面１４ａ、１４ｂを互いに当接させた状態から新設のセグメント３ａを図中の矢印に示すようなトンネル軸方向に移動させる際に、連結金物３０が継手板１３ｂの接合面１４ｂと擦れることになる。このため、例えば、この擦れる面となる連結金物３０の外側端面３４や継手板１３ｂの接合面１４ｂに潤滑用テープを張ったり、潤滑剤を塗布したりしておくことが好ましく、これによって、継手板１３ｂや連結金物３０が擦れによって傷つくことを簡単に回避できる。

図１０は、連結金物３０が他方の接合面１４ｂの挿通孔４７に挿通された後の状態を示している。この状態において、連結金物３０は、新設のセグメント３ａを更にトンネル軸方向に移動させることにより、その案内面３５に対して、他方の継手板１３ｂの内側に位
置する挿通孔４７の孔壁端縁部４７ａが当接可能となるように調整されている。この位置調整は、連結金物３０の形状、位置等や弾性部材２５の弾性力等の調整によってされることになる。

このため、例えば、図中左側の新設のセグメント３ａを方向Ａ１に移動させることによって、他方の継手板１３ｂの孔壁端縁部４７ａが連結金物３０の案内面３５に当接することになる。そして、図中左側の新設のセグメント３ａを方向Ａ１に更に移動させることによって、他方の継手板１３ｂの孔壁端縁部４７ａは、案内面３５を介して連結金物３０を方向Ａ２に押し上げ、連結金物３０の先端を雌継手４０の雌側収容空間４３の内部に更に進入させることになる。

図１１は、図１０に示す各セグメント３の状態から、図中左側の新設のセグメント３ａを方向Ａ１に所定長さ移動させた後のセグメント３の連結作業が完了した状態を示している。このように、連結金物３０は、他方の接合面１４ｂの挿通孔４７内に挿通された後に、それぞれのセグメント３ａ、３ｂをトンネル軸方向に相対的に移動させた場合において、その係合部３３の内側の係合面３９が、他方の継手板１３ｂの内面の一部である被係合面４５に係合可能とされている。換言すると、連結金物３０の係合部３３の内側が被係合部材４９としての継手板１３ｂに係合可能とされており、これによって、トンネル周方向に隣り合うセグメント３が連結可能とされていることになる。

このように、本発明のセグメントの継手構造９においては、連結金物３０の先端を、雄側収容空間２８内に収容させながら、セグメント３間の連結作業を行なうことが可能となっている。このため、セグメント３の連結作業時において、雄継手２０の連結金物３０が雌継手４０の設けられている接合面１４ｂに対して干渉することによる雄継手２０の損傷、変形を防止することが可能となっている。また、一のセグメント３における連結金物３０と、他のセグメント３における雌継手４０の挿通孔４７とを正確に位置合わせする作業をすることなく、セグメント３の連結作業を完了させることができ、その分において連結作業時における作業性が向上している。

また、本発明のセグメントの継手構造９により連結された複数のセグメント３は、軸部３１の軸方向の基端側に向けて、弾性部材２５によって連結金物３０が付勢されている。このため、各セグメント３は、互いに引き寄せられるように力が作用しており、これによって、セグメント３間で目開きが生じている場合でも、これを低減することが可能となり、セグメント３間での止水性が向上することになる。なお、ここでいう目開きとは、隣り合うセグメントの接合面間に生じるトンネル周方向の隙間のことをいう。

特に、このそれぞれのセグメント３を互いに引き寄せるように作用する力は、一のセグメント３における連結金物３０の案内面３５を、他のセグメント３における挿通孔４７の孔壁端縁部４７ａに当接させた段階以降において生じる力である。このため、セグメント３の連結作業時において、それぞれのセグメント３間において製作誤差や施工誤差に伴う目開きが生じている場合でも、一のセグメント３における連結金物３０の案内面３５を、他のセグメント３における挿通孔４７の孔壁端縁部４７ａに当接させることさえできれば、セグメント３間の連結作業を行うことができ、この目開きを低減させることができる。これは、セグメントの製作時に生じる製作誤差や、セグメントリング構築時に生じる施工誤差等に基づく目開きがセグメント間３において発生している場合においてもこれを吸収できる、誤差吸収機能が発揮されることを意味している。このため、本発明を適用したセグメントの継手構造９によれば、セグメント３間において製作誤差等に基づく目開きが生じている場合でも、施工スピードを落とすことなくスムーズにセグメント３の連結作業を行なうことが可能となっている。

また、セグメント３の雄継手２０は、雄側収容体２１内に配置された連結金物３０の雌ねじ部２３ａ内に連結金物３０の雄ねじ部３７を螺合させることによって、一方の接合面１４ａに対して着脱可能に構成されている。このため、工場等でのセグメント３の製作時において、一方の接合面１４ａの内側に、保持金物２３と弾性部材２５とが収容配置された雄側収容体２１を取り付けるのみとしておき、セグメント３の連結作業時において、接合面１４ａの外側から連結金物３０を取り付けることが可能となっている。これにより、製作後のセグメント３には、その両側の接合面１４ａ、１４ｂから何も突出した部材がない状態となる。このため、セグメント３の保管時、運搬時において、その両側の接合面１４ａ、１４ｂが他のものに引っかかったりすることが無くなるとともに、連結金物３０の損傷を防ぐことが可能となるため、セグメント３の保管性、運搬性が向上することになる。

次に、本発明におけるセグメントの継手構造９に用いられる各構成要素の詳細について説明する。

本発明におけるセグメントの継手構造９を適用可能なセグメント３は、上述の実施の形態において説明した合成セグメント３Ａの他に、後述するような鋼製セグメント３Ｂ、コンクリートセグメント３Ｃが用いられる。各セグメント３の詳細な構成については特に限定するものではなく、例えば合成セグメント３Ａの場合は鉄筋１７がコンクリート１９内に格子状に配置されていてもよいし、鉄筋１７が縦リブ１５を貫通するように配置されていてもよい。また、図１に示すような、トンネル軸方向に隣接するセグメント３の間での、リング継手部５の連結構造は特に問うものではなく、図２等で示された合成セグメント３Ａの一対の主桁１１に、公知のリング継手部５の連結構造を適用するために必要となる他の構成を用いてもよい。

雄継手２０並びに雌継手４０は、一つのセグメント３に対して一組設けられるものであり、その一組の雄継手２０、雌継手４０が設けられる位置や組数については特に限定するものではない。

雄継手２０は、一方の接合面１４ａの内側から外側に突出され、突出された先端にトンネル軸方向に略平行に設けられる係合部３３を有する連結金物３０と、連結金物３０をトンネル周方向の両側に向けて付勢可能とする弾性部材２５とを少なくとも備えるものである。

雌継手４０は、他方の接合面１４ｂに形成される挿通孔４７と、他方の接合面１４ｂを形成する被係合部材４９とを備えるものであり、本実施形態においては被係合部材４９が継手板１３であるものとして説明した。

雄側収容体２１は、開口部側と底部２１ｃ側とで異なる形状に形成されている必要はなく、連結金物３０の外側端面３４が一方の接合面１４ａよりも内側に移動された場合において、連結金物３０の軸部３１、係合部３３や保持金物２３を収容可能な雄側収容空間２８をその内部において形成できれば特にその形状について限定するものではない。雄側収容空間２８は、鋼製セグメントや合成セグメントのようにトンネル周方向の両側に継手板１３ａ、１３ｂが設けられている場合、その継手板１３ａの挿通孔２７と、雄側収容体２１との内部において形成されることになるが、コンクリートセグメントのように継手板１３が設けられていない場合、雄側収容体２１の内部においてのみ形成されることになる。

雌側収容体４１は、その内部において形成される雌側収容空間４３に、連結金物３０の先端である軸部３１先端や係合部３３を収容可能であれば、特にその形状について限定するものではない。

雄側収容体２１、雌側収容体４１の材質は、その周囲に充填されるコンクリート１９からの外圧に対して抵抗できれば特に問うものではないが、例えばアルミ等の非鉄系金属、鋼、鋳鉄等の鉄系金属、或いは繊維強化プラスチック（Fiber Reinforced Plastics）等から具体化され、強度、剛性、入手容易性の観点からは鉄系金属であることが好ましい。雄側収容体２１、雌側収容体４１は、鉄系金属、非鉄系金属で構成される場合、例えば、プレス加工や、鋳造、鍛造等によって成形され、繊維強化プラスチックから構成される場合は射出成形等によって成形されることになるが、特にその製造方法について限定するものではない。

保持金物２３は、雄側収容体２１内に配置されて、連結金物３０の軸部３１の基端側と連結可能な構成とされていればよく、連結金物３０との間での連結構造について特に限定するものではない。また、保持金物２３の材質や大きさは、特に問うものではない。

保持金物２３と連結金物３０とは、互いに着脱可能に構成されていることが望ましく、これにより、上述のようにセグメント３の連結作業の前段階における保管性、運搬性が向上することになる。この保持金物２３と連結金物３０とを着脱可能に連結する手段は、公知の連結手段であればいかなるものを採用してもよい。

弾性部材２５は、連結金物３０の軸部３１の基端側及び先端側に向けて、その連結金物３０を付勢可能とするものであれば、その構成について特に限定するものではなく、上述したようなコイルバネのほかに、図１２（ｂ）に示すような皿バネ２５のようバネ部材によって構成されていてもよいし、イソブレンゴム、ブタジエンゴム等のゴムを所定形状に成形したゴム部材から構成されていてもよい。

また、セグメント３の接合面１４を突き合わせる際には、連結金物３０を雄側収容空間２８内に押し込む際の弾性部材２５による抵抗力を小さいものとし、逆に目開きを防止するために連結金物３０を雄側収容空間２８内から引き出す際の弾性部材２５による抵抗力を大きいものとした方が望ましい。このため、図１２に示すような雄継手２０の構造とすることが好ましい。

図１２（ａ）、（ｂ）に示す雄継手２０は、弾性部材２５として、雄側収容体２１の雄側収容空間２８の底部２１ｃ側に配置される第１弾性部材２５ａと、その雄側収容空間２８内において第１弾性部材２５ａよりも一方の接合面１４ａの外側に配置された第２弾性部材２５ｂとを有している。また、雄継手２０の連結金物３０は、その先端とは反対側に設けられている保持金物２３が、第１弾性部材２５ａと第２弾性部材２５ｂとに挟まれて配置されている。

また、雄側収容体２１の開口部側には、板状部材からなる蓋材２２が配置されており、これによって、保持金物２３や各弾性部材２５ａ、２５ｂが雄側収容空間２８内から抜け出るのが防がれている。なお、蓋材２２には、連結金物３０の軸部３１を挿通するための挿通孔が形成されている。

ここで、第２弾性部材２５ｂのばね定数は、第１弾性部材２５ａのばね定数より大きなものから構成されている。また、保持金物２３は、第１弾性部材２５ａ及び第２弾性部材２５ｂに対して連結されておらず、単に接触されているのみとされている。また、雄継手２０は、隣り合うセグメント３の他方の接合面１４ｂによって一方の接合面１４ａの内側に押圧された際に、第２弾性部材２５ｂと保持金物２３とが分離可能とされている。これによって、連結金物３０が雄側収容空間２８内に押し込まれる際には、第１弾性部材２５ａのみが保持金物２３に接触して比較的小さい付勢力が保持金物２３に作用し、連結金物
３０が雄側収容空間２８内から引き出される際には、第２弾性部材２５ｂが保持金物２３に接触して比較的大きい付勢力が保持金物２３に作用する。この結果、連結金物３０を押し込む際の抵抗力を小さくし、引き出す際の抵抗力を大きくすることができ、連結作業が容易となり、かつ、止水性に優れた継手構造とすることが可能となる。因みに、このような作用効果を奏するうえで、第１弾性部材２５ａは、保持金物２３に対して連結されて分離可能とされていてもよいし、分離可能とされていなくともよい。

なお、本発明に係る保持金物２３は、必須の構成とはならず、図７に示すような構造の場合、連結金物３０の軸部３１に弾性部材２５を連結するようにしてもよい。

連結金物３０の軸部３１は、その形状について特に限定するものでは無く、例えば、円柱状の他に角柱状等の棒材、又は平板状の板材等によって具体化されていてもよい。また、連結金物３０の係合部３３は、その形状について特に限定するものでは無く、例えば、平板状の板材の他に、種々の断面形状の棒材によって具体化されていてもよい。連結金物３０の軸部３１と係合部３３とは、棒材並びに板材等を互いに溶接等によって固着させて形成するようにしてもよいし、鋳造、鍛造により一体的に成形するようにしてもよい。

連結金物３０は、その材質が、例えば、鋼、鋳鉄等の鉄系金属、或いはアルミ等の非鉄系金属から構成されるものである。連結金物３０の材質として鋳鉄を用いる場合は、球状黒鉛鋳鉄、片状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄又は可鍛鋳鉄等によって具体化されることになる。各セグメント３の連結時において、連結金物３０に対しては非常に大きな応力が作用するため、連結金物３０の材質としては、強度、靭性の観点から球状黒鉛鋳鉄で構成することが望ましい。

連結金物３０の案内面３５は、上述したような直線状の平面から構成される場合の他に、曲面から構成されていてもよい。

また、本発明のセグメントの継手構造９を適用したセグメント３の連結作業時においては、一のセグメント３における連結金物３０の先端である軸部３１の先端側や係合部３３を、雄側収容空間２８内に収容させながら、連結金物３０の先端を、他のセグメント３における挿通孔４７に挿通させるようにしたが、一のセグメント３における連結金物３０を雄側収容空間２８内に収容させずに、連結金物３０を他のセグメント３における挿通孔４７内に直接挿通させるようにしてもよい。

第２の実施の形態
本実施の形態においては、保持金物２３と連結金物３０との他の連結形態について、図１３〜図１５を参照しながら説明する。なお、第１の実施の形態において説明した構成と同一の構成については、同一の符号を付すとともにその説明を省略する。

この連結形態において、保持金物６０は、図１３（ａ）に示すように、その内部を貫通する貫通孔６１を有しており、筒状に形成されている。また、この保持金物６０には、その貫通孔６１の内周面において、その軸方向に間隔をあけて複数の内周溝６５が形成されている。貫通孔６１の内周面には、その軸方向の一端側において、保持金物６０のその一端に向かうにつれて拡径されてなる案内面６３が形成されている。

内周溝６５は、その溝底面６５ｂの両側に位置する溝側面６５ａ、６５ｃのうち、一方の溝側面６５ａが保持金物６０の軸方向と略直交する方向に対して略平行な係止面６５ａとされ、他方の溝側面６５ｃが保持金物６０の軸方向と略直交する方向に対して傾斜されてなるテーパー面６５ｃとされている。

また、この連結形態において、連結金物３０の軸部３１は、図１３（ｂ）に示すように、軸方向の先端側に位置する先端側軸部５０と、軸方向の基端側に位置する基端側軸部５１とを有しており、基端側軸部５１は、先端側軸部５０よりも縮径された棒材として構成されている。

基端側軸部５１には、図１３（ｂ）、図１４（ａ）に示すように、軸方向に間隔をあけて複数の外周溝５３が形成されている。基端側軸部５１の基端側には、基端側軸部５１の基端側に向かうにつれて縮径されてなる被案内面５７が形成されている。なお、図１４（ａ）は、図１３（ｂ）のＢ１−Ｂ１線断面図を示している。

この外周溝５３には、図１３（ｃ）、図１４（ｂ）に示すように、リング状部材の周方向の一部を切り欠いた形状である一部切欠リング状のバネ部材５５が、弾性的に縮経可能に嵌合されている。このバネ部材５５は、図１３（ｃ）に示すように、平常時においてその側面５５ａが、外周溝５３の溝側面５３ａに当接可能となるように、その形状、大きさが調整されている。なお、図１４（ｂ）は、図１３（ｂ）のＢ２−Ｂ２線断面図である。

このような構成からなる保持金物６０と連結金物３０の軸部３１の基端側軸部５１とを連結させる場合、まず、保持金物６０の貫通孔６１内に連結金物３０の基端側軸部５１を挿入させる。この場合において、基端側軸部５１は、保持金物６０の案内面６３が形成された開口に対して、その被案内面５７を突き当てるようにして挿入されることになる。これによって、両部材間に位置ずれがある場合でも、案内面６３と被案内面５７が当接することによって、連結金物３０の基端側軸部５１が保持金物６０の貫通孔６１内に案内されることになる。

ここで、基端側軸部５１を貫通孔６１内に挿入させるに伴って、保持金物６０の案内面６３が、連結金物３０のバネ部材５５と当接するとともに、バネ部材５５を縮径させるように押圧することになる。ここから更に連結金物３０の基端側軸部５１を貫通孔６１内に挿通させると、バネ部材５５が貫通孔６１の孔壁面６５ｄを摺動し、内周溝６５の位置にまで到達した際にバネ部材５５が内周溝６５内で拡開することになる。ここから更に連結金物３０の基端側軸部５１を貫通孔６１内に挿通させると、バネ部材５５は内周溝６５のテーパー面６５ｃで再度縮径し、他の内周溝６５にまで摺動される。

このようにして、連結金物３０の基端側軸部５１の複数の外周溝５３に嵌合された各バネ部材５５は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すように、保持金物６０の各内周溝６５に嵌合される。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）におけるｃが示す一点鎖線の範囲内の拡大図を示している。この図に示すように、保持金物２３と連結金物３０との連結作業完了後において、バネ部材５５の側面５５ａは、基端側軸部５１の外周溝５３の溝側面５３ａと、保持金物６０の内周溝６５の係止面６５ａとに対して当接可能となっている。このため、連結金物３０を軸部３１の先端側の方向に引き抜いたとしても、連結金物３０が保持金物６０に対して抜け止め状態になっていることになる。

この連結形態において、内周溝６５には、案内面６３並びにテーパー面６５ｃが形成されているため、保持金物６０の一端側から連結金物３０の基端側軸部５１を挿入するのみで、バネ部材５５を保持金物６０の内周溝６５と基端側軸部５１の外周溝５３とに容易に嵌合させることが可能となっている。このため、上述したように、工場等での製作後のセグメント３における継手板１３ａ、１３ｂに連結金物３０を取り付けず、これら継手板１３ａ、１３ｂから何も突出した部材がない状態とすることができる。このため、セグメント３の保管時、運搬時において、その両側の継手板１３ａ、１３ｂが他のものに引っかかることが無くなるとともに、連結金物３０の損傷を防ぐことが可能となるため、セグメント３の保管性、運搬性が向上することになる。

第３の実施の形態
本実施の形態においては、本発明におけるセグメントの継手構造９として、第１の実施の形態において説明した雄継手２０並びに雌継手４０と異なる他の形態について、図１６〜図１９を参照しながら説明する。

本実施の形態において、雄継手２０には、図１６に示すように、係合部３３の内側に、一方の接合面１４ａに向けて突出される突起部８１が設けられている。この突起部８１の先端には、係合部３３の先端に向かうにつれて一方の継手板１３ａと離間されてなる平面からなる案内面３５が形成される。なお、この案内面３５は、曲面であってもよい。

また、雌継手４０には、図１６に示すように、雌側収容体４１内にトンネル周方向に延長される板状部材７１が配置されている。この板状部材７１は、他方の接合面１４ｂの内側に配置されており、連結金物３０の突起部８１を含む係合部３３が挿入可能とされる係合孔７３が形成されている。この板状部材７１は、継手板１３ｂの内面と、これと対面される雌側収容体４１の内壁面との間に形成される雌側収容空間４３を二つの空間に区分けするように配置されるものである。

このようなセグメントの継手構造９が用いられたセグメント３をトンネル周方向に連結させる工程について概略的に説明する。

この場合、雄継手２０の連結金物３０の軸部３１の先端側及び係合部３３を、雌継手４０の挿通孔４７内に挿通させる手順までは、第１の実施の形態において説明した手順と同様の手順にて行なう。連結金物３０の軸部３１の先端側及び係合部３３を雌継手４０の挿通孔４７内に挿通させた後には、図１７に示すように、連結金物３０の係合部３３の案内面３５に対して、雌継手４０の板状部材７１における係合孔７３の孔壁端縁部７３ａが当接可能となるように調整されている。

このため、図中左側の新設のセグメント３ａを方向Ａ１に移動させることによって、他方の継手板１３ｂの板状部材７１の孔壁端縁部７３ａに対して、連結金物３０における突起部８１の案内面３５が当接される。そして、図中左側のセグメント３ａを方向Ａ１に更に移動させることによって、板状部材７１の孔壁端縁部７３ａにより連結金物３０が方向Ａ２に押し上げられて、連結金物３０の係合部３３並びに突起部８１が、板状部材７１の係合孔７３内に到達する。そして、このまま図中右側のセグメント３を方向Ａ１に更に移動させることによって、図１８に示すように、連結金物３０の突起部８１が板状部材７１の係合孔７３を挿通され、弾性部材２５の弾性復元力により連結金物３０が方向Ａ３に引き込まれて、板状部材７１の係合孔７３に連結金物３０の係合部３３の内側が係合されて、連結作業が完了することになる。

この継手構造９による連結形態においては、図１８に示すように、連結作業完了後において、連結金物３０の係合部３３の内側が被係合部材４９としての継手板１３ｂに代えて、板状部材７１の係合孔７３に係合可能とされているとともに、その係合部３３の突起部８１内面が板状部材７１の側面に係合可能な状態となっている。このため、各セグメント３がトンネル軸方向に相対的に移動した場合に、突起部８１の内面が板状部材７１の側面に係合されることによって、一のセグメント３における連結金物３０が他のセグメント３における雌側収容空間４３に対して抜け止め状態とされることになる。これにより、各セグメント３の連結状態を一層強固なものとすることが可能となる。

また、一のセグメント３ａにおける連結金物３０を他のセグメント３ｂにおける雌側収容空間４３に対して収容配置させた後に、何れかのセグメント３ａ、３ｂをトンネル軸方
向の一方向に向けて所定距離移動させて抜け止め状態とさせた後には、その移動させた一方のセグメント３ａ、３ｂをトンネル軸方向の逆方向に向けて移動させることができなくなることになる。このため、これを利用して、それぞれのセグメント３をトンネル軸方向の一方向に相対的に移動させて連結作業を終えた後に、これらセグメント３を再度トンネル軸方向の他方向に相対的に移動させるように力を作用させて、それぞれのセグメント３が動かない状態であることを確認して、連結状態を確認することが可能となる。

なお、板状部材７１に形成される係合孔７３は、トンネル軸方向に貫通している場合のみならず、トンネル軸方向に所定深さ開孔されているのみでもよい。この場合、係合孔７３の孔壁面に対して、連結金物３０の突起部８１が係合された状態で、連結作業が完了することになる。

また、板状部材７１を用いた場合、連結金物３０に突起部８１を必ずしも設ける必要はなく、板状部材７１の係合孔７３に対して、第１の実施の形態において説明したような連結金物３０の係合部３３の内側を直接係合させるようにしてもよい。

このような板状部材７１を用いた場合においても、本発明所期の効果を奏しつつ、セグメント３間の連結作業を行うことが可能となる。

第４の実施の形態
本実施の形態においては、本発明におけるセグメントの継手構造９を鋼製セグメントに用いた場合の形態について、図１９〜図２１を参照しながら説明する。

鋼製セグメント３Ｂは、図１９に示すように、第１の実施の形態において説明した鋼殻１０のみからなるセグメントである。鋼製セグメント３Ｂは、トンネル周方向に延長されて形成され、トンネル軸方向に互いに間隔をあけて配置される一対の主桁１１と、一対の主桁のトンネル周方向の両端部間を連結する一対の継手板１３と、これら一対の主桁１１並びに一対の継手板１３のトンネル内空側の端部に固着されるスキンプレート１６とから構成される。鋼製セグメント３Ｂには、スキンプレート１６のトンネル内空側において、継手板１３と略平行な縦リブ１５がトンネル周方向に間隔をあけて複数配置される。

雄継手２０は、図２０に示すように、トンネル周方向に隣り合う鋼製セグメント３Ｂの互いに対向する継手板１３ａ、１４ｂのうちの一方の継手板１３ａに、第１の実施の形態と同様に設けられる。

ここで、鋼製セグメント３Ｂにおいては、鋼殻１０内にコンクリートが充填されないことから、雌側収容体４１を設けなくともトンネル周方向の他端側の他方の継手板１３ｂの内側に雌側収容空間４３が形成されている。このため、本実施の形態において雌継手４０の雌側収容空間４３は、他方の継手板１３ｂの内側に雌側収容体４１を取りつけずに構成されることになる。

なお、この場合においても、連結金物３０の係合部３３の内側は、他方の継手板１３ｂの内側に対して係合されることになる。即ち、他方の継手板１３ｂが連結金物３０の係合部３３が係合される被係合部材４９として機能することになる。

このように構成される鋼製セグメント３Ｂをトンネル周方向に連結させる作業は、第１の実施の形態において説明した手順と同様の手順で行なうことになる。図２１は、互いに隣接する鋼製セグメント３Ｂを連結させた後の状態を示している。

この場合においても、上述したように、雄継手２０の損傷、変形を防止しつつセグメン
トの連結作業を行え、連結作業時における作業性を向上させるといった本発明所期の効果を奏することになる。因みに、このように、鋼製セグメント３Ｂに本発明を適用する場合は、雌側収容体４１を省略することが可能となり、セグメント間の連結に必要となる構成を更に簡略化することが可能となる。

なお、鋼製セグメント３Ｂに本発明を適用する場合においても、他方の継手板１３ｂの内側に雌側収容体４１を配置し、雌側収容空間４３の周囲を雌側収容体４１の内壁面並びに他方の継手板１３ｂの内面によって囲むようにしてもよいのは勿論である。

第５の実施の形態
本実施の形態においては、本発明におけるセグメントの継手構造９をコンクリートセグメントに用いた場合の形態について、図２２〜図２４を参照しながら説明する。

コンクリートセグメント３Ｃは、図２２に示すように、側面視において円弧板状の形状をなし、平面視において矩形状の形状をなすようにして成形されたコンクリート構造体である。コンクリートセグメント３Ｃ内には、図示しない鉄筋がトンネル周方向並びにトンネル軸方向に複数配筋されている。このコンクリートセグメント３Ｃの成形は、例えば、成形すべきコンクリートセグメント３Ｃの外形形状と略同一形状の内部形状を有する型枠を用い、この型枠内の所定位置に鉄筋を仮配置した後に、この型枠内にコンクリートを充填することによって成形される。

このコンクリートセグメント３Ｃは、トンネル覆工体の構築時において、トンネル周方向の一端側に位置する一方の接合面１４ａと、トンネル周方向の他端側に位置する他方の接合面１４ｂとを互いに当接させて配置されるものである。

このような構成からなるコンクリートセグメント３Ｃには、図２３に示すように、一方の接合面１４ａに雄継手２０が、他方の接合面１４ｂに雌継手４０が複数個に亘って設けられている。

本実施の形態における雄継手２０は、第１の実施の形態において説明した雄継手２０と同様、図２３に示すように、一方の接合面１４ａよりも内側に配置された雄側収容体２１と、雄側収容体２１内に配置された保持金物２３並びに弾性部材２５と、保持金物２３に連結された連結金物３０とを備えている。

第１の実施の形態における雄継手２０は、雄側収容体２１の開口縁２１ａが継手板１３ａの内側に固着されていたのに対して、本実施の形態における雄継手２０とは、雄側収容体２１の開口縁２１ａが一方の接合面１４ａから露出されている。

雌継手４０は、図２３に示すように、他方の接合面１４ｂに形成される挿通孔４７と、他方の接合面１４ｂの内側に配置される雌側収容体４１とを備えている。

挿通孔４７は、連結金物３０の軸部３１の先端側並びに係合部３３が挿通可能とされるように、その形状、大きさ等が調整されているものである。

雌側収容体４１は、挿通孔４７によって開口されているものであり、他方の接合面１４ｂの外側に向けて開口された箱状に形成されている。雌側収容体４１は、その開口縁４１ａが他方の接合面１４ｂの外側に向けて露出した状態で配置されている。雌側収容体４１内には、連結金物３０の先端である軸部３１の先端側並びに係合部３３を収容する雌側収容空間４３が形成される。

雌側収容体４１内には、トンネル周方向に延長される板状部材７１が配置されている。この板状部材７１には、トンネル軸方向に貫通する係合孔７３が形成されている。この板状部材７１は、第１実施形態等において連結金物３０の係合部３３の内側が係合可能とされていた継手板１３ｂからなる被係合部材４９に代えて配置されるものであり、第３実施形態において説明したのと同様に、セグメント３の連結時において、その係合孔７３に対して連結金物３０の係合部３３の内側が係合可能とされている。

このように構成されるコンクリートセグメント３Ｃをトンネル周方向に連結させる作業は、第１、第３の実施の形態において説明した手順と同様の手順で行なうことになる。図２４は、互いに隣接するセグメントを連結させた後の状態を示している。

この場合においても、上述したように、雄継手２０の損傷、変形を防止しつつセグメントの連結作業を行え、連結作業時における作業性を向上させるといった本発明所期の効果を奏することになる。

なお、コンクリートセグメント３Ｃに本発明を適用する場合において、雌側収容体４１の開口縁４１ａに対して、他方の接合面１４ｂと略同一平面を形成するような接合端板を固着し、この接合端板を第１の実施形態において説明したような被係合部材４９として、雄継手２０の連結金物３０の係合部３３の内側を係合させるようにしてもよい。この場合は、この接合端板が、他方の接合面１４ｂの一部を形成することになる。また、この接合端板を設けたうえで、板状部材７１を設けた場合でも、セグメント３の連結時において、連結金物３０の係合部３３の内側を、板状部材７１の係合孔７３に対してではなく、この接合端板に対して係合可能とするようにしてもよい。

１ シールドトンネル
３ セグメント
３Ａ 合成セグメント
３Ｂ 鋼製セグメント
３Ｃ コンクリートセグメント
４ セグメントリング
５ リング継手部
７ セグメント継手部
９ セグメントの継手構造
１０ 鋼殻
１１ 主桁
１３ 継手板
１４ 接合面
１５ 縦リブ
１６ スキンプレート
１７ 鉄筋
１９ コンクリート
２０ 雄継手
２１ 雄側収容体
２１ａ 開口縁
２１ｃ 底部
２２ 蓋材
２３ 保持金物
２３ａ 雌ねじ部
２５ 弾性部材
２７ 挿通孔
２８ 雄側収容空間
３０ 連結金物
３１ 軸部
３３ 係合部
３４ 外側端面
３５ 案内面
３７ 雄ねじ部
３９ 係合面
４０ 雌継手
４１ 雌側収容体
４１ａ 開口縁
４３ 雌側収容空間
４５ 被係合面
４７ 挿通孔
４７ａ 孔壁端縁部
４９ 被係合部材
５０ 先端側軸部
５１ 基端側軸部
５３ 外周溝
５３ａ 溝側面
５５ バネ部材
５５ａ 側面
５７ 被案内面
６０ 保持金物
６１ 貫通孔
６３ 案内面
６５ 内周溝
６５ａ 溝側面（係止面）
６５ｂ 溝底面
６５ｃ 溝側面（テーパー面）
６５ｄ 孔壁面
７１ 板状部材
７３ 係合孔
８１ 突起部

Claims (10)

1. トンネル周方向に隣り合うセグメントの互いに対向する一方の接合面と他方の接合面にそれぞれ設けられる雄継手と雌継手とからなり、当該トンネル周方向に隣り合うセグメントを連結可能とするセグメントの継手構造において、
   上記雄継手は、上記一方の接合面の内側から外側に突出され、突出された先端にトンネル軸方向に略平行に設けられる係合部を有する連結金物と、上記連結金物をトンネル周方向の両側に向けて付勢可能とする弾性部材とを備え、
   上記雌継手は、上記他方の接合面に形成された挿通孔と、上記他方の接合面を形成する被係合部材とを備え、
   上記雄継手は、連結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた場合において、上記他方の接合面に押圧されることにより上記一方の接合面の内側に移動させられる上記連結金物を収容可能な収容空間を更に備え、
   上記連結金物は、上記連結すべきそれぞれのセグメントの接合面を互いに当接させた状態から当該接合面をトンネル軸方向に相対的に移動させた場合において、上記収容空間に収容される当該連結金物の先端が上記弾性部材により押圧されて上記挿通孔に挿通可能とされるとともに、トンネル軸方向に更に移動させられることにより上記挿通孔に挿通された当該連結金物の係合部の内側が上記被係合部材に係合可能とされること
   を特徴とするセグメントの継手構造。
2. 上記連結金物の係合部の内側には、その先端に向かうにつれて上記一方の接合面と離間されてなる案内面が形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のセグメントの継手構造。
3. 上記被係合部材は、上記セグメントのトンネル周方向に設けられた継手板であること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のセグメントの継手構造。
4. 上記雌継手は、上記被係合部材の内側に配置され、上記連結金物の係合部が挿入可能とされる係合孔を有する板状部材を更に備え、
   上記連結金物は、その係合部の内側が上記被係合部材に代えて上記板状部材の係合孔に係合可能とされること
   を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のセグメントの継手構造。
5. 上記雌継手は、上記被係合部材に代えて、上記他方の接合面の内側に配置され、上記連結金物の係合部が挿入可能とされる係合孔を有する板状部材を更に備え、
   上記連結金物は、その係合部の内側が上記被係合部材に代えて上記板状部材の係合孔に係合可能とされること
   を特徴とする請求項１又は２に記載のセグメントの継手構造。
6. 上記板状部材の係合孔は、トンネル軸方向に貫通されてなり、
   上記連結金物の係合部の内側には、上記一方の接合面に向けて突出される突起部が設けられてなること
   を特徴とする請求項４又は５に記載のセグメントの継手構造。
7. 上記連結金物は、上記一方の接合面に対して着脱可能に設けられていること
   を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のセグメントの継手構造。
8. 上記弾性部材は、コイルバネ、皿バネ又はゴム部材から構成されること
   を特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のセグメントの継手構造。
9. 上記雄継手は、上記弾性部材として、上記収容空間内に配置される第１弾性部材と、上記収容空間内において上記第１弾性部材よりも上記一方の接合面の外側に配置され、当該第１弾性部材のばね定数より大きいばね定数からなる第２弾性部材とを有し、
   上記雄継手の連結金物は、その先端とは反対側に上記第１弾性部材と上記第２弾性部材とに挟まれて上記収容空間内に配置される保持金物を更に有し、上記隣り合うセグメントの他方の接合面に押圧された際に上記第２弾性部材と上記保持金物とが分離可能とされていること
   を特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のセグメントの継手構造。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の雄継手をセグメント周方向の一方の接合面に有し、請求項１〜９の何れか１項に記載の雌継手をセグメント周方向の他方の接合面に有すること
    を特徴とするセグメント。

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