トンネルセグメントユニット
【課題】トンネル覆工を構築した後の補強作業を簡略化できるようにする。
【解決手段】開口部形成予定の第１セグメント部６のトンネル周方向両隣の第２セグメント部７の第２セグメントＡ１，Ｂ３は、第２セグメント部とそのトンネル長手方向両隣の第３セグメント部８との連結部分２３の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１との連結部分２４よりも高くなるように製作し、第３セグメントＤ１，Ｄ２は、第３セグメント部のトンネル周方向圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１よりも高くなるように製作し、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部の剪断強度が、第２セグメント部の第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１との連結部、第３セグメント部の第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡとの連結部よりも高くなるようにしてある。
【解決手段】開口部形成予定の第１セグメント部６のトンネル周方向両隣の第２セグメント部７の第２セグメントＡ１，Ｂ３は、第２セグメント部とそのトンネル長手方向両隣の第３セグメント部８との連結部分２３の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１との連結部分２４よりも高くなるように製作し、第３セグメントＤ１，Ｄ２は、第３セグメント部のトンネル周方向圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１よりも高くなるように製作し、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部の剪断強度が、第２セグメント部の第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡ，Ｂ１との連結部、第３セグメント部の第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントＡとの連結部よりも高くなるようにしてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記トンネルセグメントユニットは、トンネル覆工を構築した後で開口部を形成できるように、開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、第１セグメント部及び第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えているが、第１セグメント部に開口部を形成すると、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下するので、開口部を形成する前に、第１セグメント部周りの第２セグメント部と第３セグメント部とを予め補強しておく必要がある。
従来のトンネルセグメントユニットでは、トンネル覆工を構築した後、第１セグメント部周りの第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って桁材などの大型の補強材を別途取り付けて、第１セグメント部周りを予め補強できるように構成してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９１３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、トンネル覆工を構築した後の、大型の補強材をトンネル覆工の内側に搬入する作業や、その補強部材を第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って取り付ける作業などの補強作業が煩雑化する欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、トンネル覆工を構築した後の補強作業を簡略化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットであって、
前記第２セグメントは、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、前記第３セグメントは、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあり、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
第１セグメント部と第２セグメント部と第３セグメント部とを互いに連結してトンネル覆工を構築した後、第１セグメント部に開口部を形成しても、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下しないように、第２セグメント部の第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように補強してある第２セグメントと、第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように補強してある第３セグメントとを、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるように、つまり、第２セグメント部からの荷重を第３セグメント部に確実に伝達して支持できるように、予め製作しておくことができる。
従って、大型の補強材をトンネル覆工の内側に搬入したり、その補強部材を第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って取り付けるなどの作業を特に要することなく、第１セグメント部に開口部を形成しても、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下しないように、第２セグメントと第３セグメントとを予め製作しておくことができ、トンネル覆工を構築した後の補強作業を簡略化できる。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにしてあるので、第２セグメント部と第３セグメント部とをボルトのみで連結してあるような場合に比べて、剪断強度を簡便に高め易い。
【０００９】
本発明の第３特徴構成は、前記第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
開口部の形成予定箇所を覆工する第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してあるので、トンネル覆工を構築した後、第１セグメントの隣り合うセグメントに対する連結を解除して、その第１セグメントをトンネル内側に取り外すことができ、第１セグメントの一部を切り取るような手間を掛けずに、第１セグメントの取り外しによって開口部を形成することができる。
【００１１】
本発明の第４特徴構成は、前記第２セグメントと前記第３セグメントは、トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、前記内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあり、前記第２セグメントは、前記コルゲート板の厚さと、前記内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、前記第３セグメントは、前記コルゲート板の厚さを厚くして、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してある点にある。
【００１２】
〔作用及び効果〕
第２セグメントと第３セグメントは、トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあるので、セグメントの軽量化を図りながら、土圧などによるトンネル周方向に沿う曲げ変形に対するトンネル外周側の圧縮強度もトンネル内周側の引っ張り強度も確保し易い。
また、セグメントの内周側も外周側もコルゲート板で補強できるとともに、第２セグメントは、コルゲート板の厚さと、内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、第２セグメント部の第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、第３セグメントは、コルゲート板の厚さを厚くして、第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあるので、トンネル周方向に沿う剪断力に対する高い補強効果を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、二本のトンネル１を並設して、これらのトンネル１どうしを連通する通路２を設けてあるトンネル構造を示し、各トンネル１の周壁は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結して構築してあるトンネル覆工３で形成してあり、通路２の周壁も、セグメントを互いに連結して構築してある通路用トンネル覆工４で形成してある。
【００１４】
前記通路２のトンネル内側に開口する開口部５は、トンネル覆工３を構築した後、そのトンネル覆工３に形成してあり、図２は、開口部５を形成する前のトンネル覆工３をトンネル内側から見た展開図で示している。
【００１５】
前記開口部５を形成する前のトンネル覆工３は、開口部５を形成しない箇所を構築するための通常強度のセグメント（以下、通常セグメントという。）Ａ，Ｂ１，Ｋなどと、開口部５を形成する箇所を構築するための本発明によるトンネルセグメントユニットに備えたセグメントＢ４，Ｋ１，Ａ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２とを互いに連結して構築してある。
【００１６】
前記トンネルセグメントユニットは、トンネル覆工３を構築した後、そのトンネル覆工３に開口部５を形成するために、開口部５を形成する予定の第１セグメント部６、つまり、開口部５の形成予定箇所を覆工する第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１と、その第１セグメント部６に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部７（図２においてハッチングで示した部分）を備えた第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２と、第１セグメント部６及び第２セグメント部７に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部８を構成する第３セグメントＤ１，Ｄ２とを備え、トンネル覆工３を構築した後、第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１を撤去して、開口部５を形成できるように構成してある。
【００１７】
前記第１セグメント部６と第２セグメント部７は、開口部５の形成予定箇所を含むセグメントリングの一部であって、トンネル長手方向に隣り合う三つの開口部セグメントリング９に亘って設置してあり、第３セグメント部８は、三つの開口部セグメントリング９をトンネル長手方向から挟む二つの側部セグメントリング１０の夫々に設置してある。
【００１８】
前記通常セグメントＡ，Ｂ１，Ｋは、トンネル周方向での設置位置や設置順序によってそのトンネル周方向の端部形状などに違いがあるが、基本的には、図３に例示する通常セグメントＡのように、枠体１１の内周側にコルゲート板１９を一体に設けて、トンネル周方向に沿ってトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部１２と、トンネル周方向に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部１３とをトンネル長手方向に沿って交互に形成してあるコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄（金属の一例）製セグメントで構成してあり、外向き凹入部１２にはコンクリート１４を充填してある。
【００１９】
前記枠体１１は、トンネル周方向端部を形成する二枚の端板１５と、トンネル長手方向端部を形成する二枚の側板１６とで、トンネル長手方向視で円弧状に一体形成してあり、その内側に、内向き凹入部１３をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成してトンネル長手方向の両側に位置するように一体に設けてあるとともに、外向き凹入部１２をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成して両内向き凹入部１３間に一体に設けてあり、各凹入部１２，１３にはトンネル長手方向に沿わせたリブ板１７，１８をトンネル周方向に間隔を隔てて設けてある。
【００２０】
そして、各端板１５のうちの内向き凹入部１３をトンネル周方向両端から挟んでいる端板部分１５ａの夫々に、複数のボルト孔２０を形成して、トンネル周方向で隣り合うセグメントの端板１５どうしを突き合わせて、各ボルト孔２０に挿通した連結ボルト（図示せず。）で互いに連結できるように構成してある。
【００２１】
また、側板１６の夫々にも、複数の同径のボルト孔２１をトンネル周方向に並設して、トンネル長手方向で隣り合うセグメントの側板１６どうしを突き合わせて、各ボルト孔２１に挿通した同径の連結ボルト（図示せず。）で互いに連結できるように構成してある。
【００２２】
前記第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１は、トンネル周方向の長さが長い第１セグメントＢ４と、トンネル周方向の長さが第１セグメントＢ４よりも短い第１セグメントＫ１との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造で、かつ、通常セグメントＡと略同等の強度を備えているコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してあるが、外向き凹入部１２にはコンクリート１４を充填せずに、外向き凹入部１２への土砂などの入り込みを阻止するための蓋板を固定してある。
【００２３】
そして、第１セグメントＫ１は、トンネル周方向及びトンネル長手方向で隣り合うセグメントである第１セグメントＢ４と第２セグメント部７と第３セグメント部８とに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある。
【００２４】
尚、図２に示す仮想線は、通路２に必要な開口部２２であり、その周囲にはコンクリートなどで通路２の周壁が形成されるので、当然の事ながら、着脱する第１セグメント部６の大きさは、開口部２２よりも大きくする必要がある。
【００２５】
前記第２セグメント部７のうちの、第１セグメント部６の下側に隣り合う第２セグメント部７ａを構成する第２セグメントＡ１，Ｃ１は、隣り合うトンネルリング９の夫々におけるセグメントどうしの連結箇所をトンネル周方向にずらせて設置できるように、トンネル周方向の長さが長い図４に示す第２セグメントＡ１と、トンネル周方向の長さが第２セグメントＡ１よりも短い、図５に示す第２セグメントＣ１との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造を備えたコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してある。
【００２６】
前記第２セグメントＡ１，Ｃ１は、第２セグメント部７の第３セグメント部８に対する連結部分である第３セグメント連結部分２３の剛性が、第３セグメント部８以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１に対する連結部分である通常連結部分２４の剛性よりも高くなるように予め製作してある。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、第３セグメント連結部分２３を構成する第２セグメントＡ１における側板１６の厚さを、通常連結部分２４における側板１６の厚さよりも厚くしてあるとともに、第３セグメント連結部分２３における内向き凹入部１３に設けてあるリブ板１７の厚さを、通常連結部分２４におけるリブ板１７の厚さよりも予め厚くしてある。
尚、前記第２セグメントＡ１，Ｃ１のコルゲート板１９の第２セグメント部７を構成する部分の厚さは、剛性を更に上げるべく、図４（イ），図５（イ）に示すように、通常セグメントＡのコルゲート板１９よりも厚くしてあるのが望ましい。
【００２８】
また、図４，図５に示すように、トンネル長手方向で隣り合う第２セグメントＡ１，Ｃ１どうしの連結部分である相互連結部分２５の剛性も、トンネル長手方向で隣り合う通常セグメントＡ，Ｂ１に対する連結部分である通常連結部分２４の剛性よりも高くなるように、第３セグメント連結部分２３と同様に予め製作してある。
【００２９】
尚、図示しないが、第２セグメント部７のうちの、第１セグメント部６の上側に隣り合う第２セグメント部７ｂを構成する第２セグメントＢ３，Ｃ２は、第２セグメントＡ１，Ｃ１に対して、第１セグメント部６を挟んで略対称に形成してあるとともに、第１セグメントＫ１に対して連結するトンネル周方向端部の形状を、第１セグメントＫ１がトンネル径方向に着脱自在に連結可能な形状に形成してある。
【００３０】
前記第３セグメント部８を構成する第３セグメントＤ１，Ｄ２は、トンネル周方向で隣り合う図６に示す第３セグメントＤ１と、図７に示す第３セグメントＤ２との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造を備えているコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してある。
【００３１】
前記第３セグメントＤ１，Ｄ２は、第３セグメント部８のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１よりも高くなるように予め製作してあり、具体的には、第３セグメントＤ１，Ｄ２の夫々の両側板１６の厚さを、セグメントの全長に亘って、通常セグメントＡの両側板１６の厚さよりも予め厚くしてある。
尚、前記第３セグメントＤ１，Ｄ２の夫々のコルゲート板１９の厚さは、剛性を更に上げるべく、図６（イ），図７（イ）に示すように、全面に亘って通常セグメントＡのコルゲート板１９よりも厚くしてあるのが望ましい。
【００３２】
また、第２セグメント部７と第３セグメント部８との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部７に対する第３セグメント部８以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１との連結部、及び、第３セグメント部８に対する第２セグメント部７以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにしてある
【００３３】
具体的には、第２セグメントＡ１，Ｂ３における第３セグメント連結部分２３と、第３セグメントＤ１，Ｄ２における第２セグメント連結部分２６とを連結するためのボルト孔２１の数を、第２セグメントＡ１，Ｂ３及び第３セグメントＤ１，Ｄ２における通常連結部分２４を通常セグメントＡ，Ｂ１や、第２セグメント部６に連結するためのボルト孔２１の数よりも増やして、多数の連結ボルト（図示せず）で連結できるようにしてあるとともに、第３セグメント連結部分２３及び第２セグメント連結部分２６における側板１６の夫々に、外向きに開口する複数の円形凹部２７を形成して、第３セグメント連結部分２３と第２セグメント連結部分２６とを連結する際に、図８に示すように、互いに対向させた円形凹部２７に亘って円柱状の剪断力を受ける剪断キー部材２８を装着できるように予め製作してある。
【００３４】
尚、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２の相互連結部分２５どうしの連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２に対するトンネル長手方向で隣り合うセグメントであって、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２以外のセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１との連結部における剪断強度よりも高くなるように、第３セグメント連結部分２３と同様に予め製作してある。
【００３５】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるように、第２セグメント部と第３セグメント部とを、通常セグメントに連結する連結ボルトよりも剪断強度が高い大径の連結ボルトで連結できるようにしてあっても良い。
具体的には、第２セグメント連結部分と第３セグメント連結部分における側板の夫々に、通常セグメント連結部分に形成するボルト孔よりも大径のボルト孔を形成すれば良い。
尚、第２セグメント連結部分を、トンネル長手方向で隣り合う複数の第２セグメントで構成してある場合は、第２セグメントの相互連結部分における側板の夫々にも、通常セグメント連結部分に形成するボルト孔よりも大径のボルト孔を形成する。
２．本発明によるトンネルセグメントユニットにおいては、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにするための手段として、前述のように、
ａ．連結部分における側板の夫々に形成するボルト孔の数を増やして、連結ボルトの数を増やせるようにする手段
ｂ．連結部分における側板の夫々に形成するボルト孔を大径にして、大径の連結ボルトで連結できるようにする手段
ｃ．連結部分における側板の夫々に、外向きに開口する複数の凹部を形成して、連結部分どうしを連結する際に、互いに対向する凹部に亘って剪断キー部材を装着する手段
上記ａ，ｂ，ｃの手段があり、これらの手段のいずれか一つ、或いは適宜組み合わせて実施しても良い。
３．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメント部を構成する単一の第１セグメントを備えていても、複数の第１セグメントを備えていても良い。
４．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第２セグメント部を構成する単一の第２セグメントを備えていても、複数の第２セグメントを備えていても良い。
５．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第３セグメント部を構成する単一の第３セグメントを備えていても、複数の第３セグメントを備えていても良い。
６．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントの全部を、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してあっても良い。
７．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントと第２セグメントと第３セグメントのいずれか、又は、全部をコンクリート製セグメントで構成してあっても良い。
８．本発明によるトンネルセグメントユニットは、トンネル覆工の全部を構築した後、第１セグメント部を取り外して開口部を形成するために設置するものでも良いが、第１セグメント部と第２セグメント部と第３セグメント部とを連結した後、１セグメント部の溶断或いは切削加工により開口部を形成しても良い。
９．本発明によるトンネルセグメントユニットは、ダクタイル製セグメントに代えて、鋼材を溶接で接続してある主桁タイプのスチールセグメントで構成してあっても良い。
１０．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントのみを、鋼材を溶接で接続してある主桁タイプのスチールセグメントで構成してあっても良い。
１１．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントを合成樹脂材料で形成してあっても良い。
１２．本発明によるトンネルセグメントユニットのセグメントＢ４，Ｋ１，Ａ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２は、コルゲートタイプのセグメントで構成してある場合、補強のためにはトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部にコンクリートを充填してある方が良いが、特に第１セグメントＢ４，Ｋ１は、前記したように、補強があまり必要でないために、土砂などの入り込みを阻止する蓋材を設けてあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】トンネル構造の縦断面図
【図２】開口部５を形成する前のトンネル覆工をトンネル内側から見た展開図
【図３】（イ）通常セグメントの縦断面図 （ロ）通常セグメントのトンネル内側から見た平面図
【図４】（イ）第２セグメントＡ１の縦断面図 （ロ）第２セグメントＡ１のトンネル内側から見た平面図
【図５】（イ）第２セグメントＣ１の縦断面図 （ロ）第２セグメントＣ１のトンネル内側から見た平面図
【図６】（イ）第３セグメントＤ１の縦断面図 （ロ）第３セグメントＤ１のトンネル内側から見た平面図
【図７】（イ）第３セグメントＤ２の縦断面図 （ロ）第３セグメントＤ２のトンネル内側から見た平面図
【図８】要部の縦断面図
【符号の説明】
【００３７】
４ トンネル覆工
５ 開口部
６ 第１セグメント部
Ｂ４第１セグメント
Ｋ１ 第１セグメント
７ 第２セグメント部
Ａ１第２セグメント
Ｃ１ 第２セグメント
Ｂ３ 第２セグメント
Ｃ２ 第２セグメント
８ 第３セグメント部
Ｄ１ 第３セグメント
Ｄ２ 第３セグメント
１１ 枠体
１２ 外向き凹入部
１３ 内向き凹入部
１７ リブ板
１９ コルゲート板
２３ 連結部分
２４ 連結部分
２８ 剪断キー部材
Ａ セグメント
Ｂ１ セグメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記トンネルセグメントユニットは、トンネル覆工を構築した後で開口部を形成できるように、開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、第１セグメント部及び第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えているが、第１セグメント部に開口部を形成すると、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下するので、開口部を形成する前に、第１セグメント部周りの第２セグメント部と第３セグメント部とを予め補強しておく必要がある。
従来のトンネルセグメントユニットでは、トンネル覆工を構築した後、第１セグメント部周りの第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って桁材などの大型の補強材を別途取り付けて、第１セグメント部周りを予め補強できるように構成してある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第２９１３６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このため、トンネル覆工を構築した後の、大型の補強材をトンネル覆工の内側に搬入する作業や、その補強部材を第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って取り付ける作業などの補強作業が煩雑化する欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、トンネル覆工を構築した後の補強作業を簡略化できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットであって、
前記第２セグメントは、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、前記第３セグメントは、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあり、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
第１セグメント部と第２セグメント部と第３セグメント部とを互いに連結してトンネル覆工を構築した後、第１セグメント部に開口部を形成しても、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下しないように、第２セグメント部の第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように補強してある第２セグメントと、第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように補強してある第３セグメントとを、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるように、つまり、第２セグメント部からの荷重を第３セグメント部に確実に伝達して支持できるように、予め製作しておくことができる。
従って、大型の補強材をトンネル覆工の内側に搬入したり、その補強部材を第２セグメント部と第３セグメント部とに亘って取り付けるなどの作業を特に要することなく、第１セグメント部に開口部を形成しても、トンネル覆工の土圧などの荷重に対する支持強度が低下しないように、第２セグメントと第３セグメントとを予め製作しておくことができ、トンネル覆工を構築した後の補強作業を簡略化できる。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにしてあるので、第２セグメント部と第３セグメント部とをボルトのみで連結してあるような場合に比べて、剪断強度を簡便に高め易い。
【０００９】
本発明の第３特徴構成は、前記第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
開口部の形成予定箇所を覆工する第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してあるので、トンネル覆工を構築した後、第１セグメントの隣り合うセグメントに対する連結を解除して、その第１セグメントをトンネル内側に取り外すことができ、第１セグメントの一部を切り取るような手間を掛けずに、第１セグメントの取り外しによって開口部を形成することができる。
【００１１】
本発明の第４特徴構成は、前記第２セグメントと前記第３セグメントは、トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、前記内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあり、前記第２セグメントは、前記コルゲート板の厚さと、前記内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、前記第３セグメントは、前記コルゲート板の厚さを厚くして、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してある点にある。
【００１２】
〔作用及び効果〕
第２セグメントと第３セグメントは、トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあるので、セグメントの軽量化を図りながら、土圧などによるトンネル周方向に沿う曲げ変形に対するトンネル外周側の圧縮強度もトンネル内周側の引っ張り強度も確保し易い。
また、セグメントの内周側も外周側もコルゲート板で補強できるとともに、第２セグメントは、コルゲート板の厚さと、内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、第２セグメント部の第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、第３セグメントは、コルゲート板の厚さを厚くして、第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあるので、トンネル周方向に沿う剪断力に対する高い補強効果を期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、二本のトンネル１を並設して、これらのトンネル１どうしを連通する通路２を設けてあるトンネル構造を示し、各トンネル１の周壁は、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結して構築してあるトンネル覆工３で形成してあり、通路２の周壁も、セグメントを互いに連結して構築してある通路用トンネル覆工４で形成してある。
【００１４】
前記通路２のトンネル内側に開口する開口部５は、トンネル覆工３を構築した後、そのトンネル覆工３に形成してあり、図２は、開口部５を形成する前のトンネル覆工３をトンネル内側から見た展開図で示している。
【００１５】
前記開口部５を形成する前のトンネル覆工３は、開口部５を形成しない箇所を構築するための通常強度のセグメント（以下、通常セグメントという。）Ａ，Ｂ１，Ｋなどと、開口部５を形成する箇所を構築するための本発明によるトンネルセグメントユニットに備えたセグメントＢ４，Ｋ１，Ａ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２とを互いに連結して構築してある。
【００１６】
前記トンネルセグメントユニットは、トンネル覆工３を構築した後、そのトンネル覆工３に開口部５を形成するために、開口部５を形成する予定の第１セグメント部６、つまり、開口部５の形成予定箇所を覆工する第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１と、その第１セグメント部６に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部７（図２においてハッチングで示した部分）を備えた第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２と、第１セグメント部６及び第２セグメント部７に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部８を構成する第３セグメントＤ１，Ｄ２とを備え、トンネル覆工３を構築した後、第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１を撤去して、開口部５を形成できるように構成してある。
【００１７】
前記第１セグメント部６と第２セグメント部７は、開口部５の形成予定箇所を含むセグメントリングの一部であって、トンネル長手方向に隣り合う三つの開口部セグメントリング９に亘って設置してあり、第３セグメント部８は、三つの開口部セグメントリング９をトンネル長手方向から挟む二つの側部セグメントリング１０の夫々に設置してある。
【００１８】
前記通常セグメントＡ，Ｂ１，Ｋは、トンネル周方向での設置位置や設置順序によってそのトンネル周方向の端部形状などに違いがあるが、基本的には、図３に例示する通常セグメントＡのように、枠体１１の内周側にコルゲート板１９を一体に設けて、トンネル周方向に沿ってトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部１２と、トンネル周方向に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部１３とをトンネル長手方向に沿って交互に形成してあるコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄（金属の一例）製セグメントで構成してあり、外向き凹入部１２にはコンクリート１４を充填してある。
【００１９】
前記枠体１１は、トンネル周方向端部を形成する二枚の端板１５と、トンネル長手方向端部を形成する二枚の側板１６とで、トンネル長手方向視で円弧状に一体形成してあり、その内側に、内向き凹入部１３をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成してトンネル長手方向の両側に位置するように一体に設けてあるとともに、外向き凹入部１２をトンネル周方向に沿わせた円弧溝状に形成して両内向き凹入部１３間に一体に設けてあり、各凹入部１２，１３にはトンネル長手方向に沿わせたリブ板１７，１８をトンネル周方向に間隔を隔てて設けてある。
【００２０】
そして、各端板１５のうちの内向き凹入部１３をトンネル周方向両端から挟んでいる端板部分１５ａの夫々に、複数のボルト孔２０を形成して、トンネル周方向で隣り合うセグメントの端板１５どうしを突き合わせて、各ボルト孔２０に挿通した連結ボルト（図示せず。）で互いに連結できるように構成してある。
【００２１】
また、側板１６の夫々にも、複数の同径のボルト孔２１をトンネル周方向に並設して、トンネル長手方向で隣り合うセグメントの側板１６どうしを突き合わせて、各ボルト孔２１に挿通した同径の連結ボルト（図示せず。）で互いに連結できるように構成してある。
【００２２】
前記第１セグメント部６を構成する第１セグメントＢ４，Ｋ１は、トンネル周方向の長さが長い第１セグメントＢ４と、トンネル周方向の長さが第１セグメントＢ４よりも短い第１セグメントＫ１との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造で、かつ、通常セグメントＡと略同等の強度を備えているコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してあるが、外向き凹入部１２にはコンクリート１４を充填せずに、外向き凹入部１２への土砂などの入り込みを阻止するための蓋板を固定してある。
【００２３】
そして、第１セグメントＫ１は、トンネル周方向及びトンネル長手方向で隣り合うセグメントである第１セグメントＢ４と第２セグメント部７と第３セグメント部８とに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある。
【００２４】
尚、図２に示す仮想線は、通路２に必要な開口部２２であり、その周囲にはコンクリートなどで通路２の周壁が形成されるので、当然の事ながら、着脱する第１セグメント部６の大きさは、開口部２２よりも大きくする必要がある。
【００２５】
前記第２セグメント部７のうちの、第１セグメント部６の下側に隣り合う第２セグメント部７ａを構成する第２セグメントＡ１，Ｃ１は、隣り合うトンネルリング９の夫々におけるセグメントどうしの連結箇所をトンネル周方向にずらせて設置できるように、トンネル周方向の長さが長い図４に示す第２セグメントＡ１と、トンネル周方向の長さが第２セグメントＡ１よりも短い、図５に示す第２セグメントＣ１との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造を備えたコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してある。
【００２６】
前記第２セグメントＡ１，Ｃ１は、第２セグメント部７の第３セグメント部８に対する連結部分である第３セグメント連結部分２３の剛性が、第３セグメント部８以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１に対する連結部分である通常連結部分２４の剛性よりも高くなるように予め製作してある。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、第３セグメント連結部分２３を構成する第２セグメントＡ１における側板１６の厚さを、通常連結部分２４における側板１６の厚さよりも厚くしてあるとともに、第３セグメント連結部分２３における内向き凹入部１３に設けてあるリブ板１７の厚さを、通常連結部分２４におけるリブ板１７の厚さよりも予め厚くしてある。
尚、前記第２セグメントＡ１，Ｃ１のコルゲート板１９の第２セグメント部７を構成する部分の厚さは、剛性を更に上げるべく、図４（イ），図５（イ）に示すように、通常セグメントＡのコルゲート板１９よりも厚くしてあるのが望ましい。
【００２８】
また、図４，図５に示すように、トンネル長手方向で隣り合う第２セグメントＡ１，Ｃ１どうしの連結部分である相互連結部分２５の剛性も、トンネル長手方向で隣り合う通常セグメントＡ，Ｂ１に対する連結部分である通常連結部分２４の剛性よりも高くなるように、第３セグメント連結部分２３と同様に予め製作してある。
【００２９】
尚、図示しないが、第２セグメント部７のうちの、第１セグメント部６の上側に隣り合う第２セグメント部７ｂを構成する第２セグメントＢ３，Ｃ２は、第２セグメントＡ１，Ｃ１に対して、第１セグメント部６を挟んで略対称に形成してあるとともに、第１セグメントＫ１に対して連結するトンネル周方向端部の形状を、第１セグメントＫ１がトンネル径方向に着脱自在に連結可能な形状に形成してある。
【００３０】
前記第３セグメント部８を構成する第３セグメントＤ１，Ｄ２は、トンネル周方向で隣り合う図６に示す第３セグメントＤ１と、図７に示す第３セグメントＤ２との二種類からなり、いずれも、平面視で略矩形に形成してあり、通常セグメントＡと略同じ構造を備えているコルゲートタイプのダクタイル鋳鉄製セグメントで構成してある。
【００３１】
前記第３セグメントＤ１，Ｄ２は、第３セグメント部８のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１よりも高くなるように予め製作してあり、具体的には、第３セグメントＤ１，Ｄ２の夫々の両側板１６の厚さを、セグメントの全長に亘って、通常セグメントＡの両側板１６の厚さよりも予め厚くしてある。
尚、前記第３セグメントＤ１，Ｄ２の夫々のコルゲート板１９の厚さは、剛性を更に上げるべく、図６（イ），図７（イ）に示すように、全面に亘って通常セグメントＡのコルゲート板１９よりも厚くしてあるのが望ましい。
【００３２】
また、第２セグメント部７と第３セグメント部８との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部７に対する第３セグメント部８以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１との連結部、及び、第３セグメント部８に対する第２セグメント部７以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメント、つまり、通常セグメントＡとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにしてある
【００３３】
具体的には、第２セグメントＡ１，Ｂ３における第３セグメント連結部分２３と、第３セグメントＤ１，Ｄ２における第２セグメント連結部分２６とを連結するためのボルト孔２１の数を、第２セグメントＡ１，Ｂ３及び第３セグメントＤ１，Ｄ２における通常連結部分２４を通常セグメントＡ，Ｂ１や、第２セグメント部６に連結するためのボルト孔２１の数よりも増やして、多数の連結ボルト（図示せず）で連結できるようにしてあるとともに、第３セグメント連結部分２３及び第２セグメント連結部分２６における側板１６の夫々に、外向きに開口する複数の円形凹部２７を形成して、第３セグメント連結部分２３と第２セグメント連結部分２６とを連結する際に、図８に示すように、互いに対向させた円形凹部２７に亘って円柱状の剪断力を受ける剪断キー部材２８を装着できるように予め製作してある。
【００３４】
尚、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２の相互連結部分２５どうしの連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２に対するトンネル長手方向で隣り合うセグメントであって、第２セグメントＡ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２以外のセグメント、つまり、通常セグメントＡ，Ｂ１との連結部における剪断強度よりも高くなるように、第３セグメント連結部分２３と同様に予め製作してある。
【００３５】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるように、第２セグメント部と第３セグメント部とを、通常セグメントに連結する連結ボルトよりも剪断強度が高い大径の連結ボルトで連結できるようにしてあっても良い。
具体的には、第２セグメント連結部分と第３セグメント連結部分における側板の夫々に、通常セグメント連結部分に形成するボルト孔よりも大径のボルト孔を形成すれば良い。
尚、第２セグメント連結部分を、トンネル長手方向で隣り合う複数の第２セグメントで構成してある場合は、第２セグメントの相互連結部分における側板の夫々にも、通常セグメント連結部分に形成するボルト孔よりも大径のボルト孔を形成する。
２．本発明によるトンネルセグメントユニットにおいては、第２セグメント部と第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、第２セグメント部に対する第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、第３セグメント部に対する第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における剪断強度よりも高くなるようにするための手段として、前述のように、
ａ．連結部分における側板の夫々に形成するボルト孔の数を増やして、連結ボルトの数を増やせるようにする手段
ｂ．連結部分における側板の夫々に形成するボルト孔を大径にして、大径の連結ボルトで連結できるようにする手段
ｃ．連結部分における側板の夫々に、外向きに開口する複数の凹部を形成して、連結部分どうしを連結する際に、互いに対向する凹部に亘って剪断キー部材を装着する手段
上記ａ，ｂ，ｃの手段があり、これらの手段のいずれか一つ、或いは適宜組み合わせて実施しても良い。
３．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメント部を構成する単一の第１セグメントを備えていても、複数の第１セグメントを備えていても良い。
４．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第２セグメント部を構成する単一の第２セグメントを備えていても、複数の第２セグメントを備えていても良い。
５．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第３セグメント部を構成する単一の第３セグメントを備えていても、複数の第３セグメントを備えていても良い。
６．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントの全部を、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してあっても良い。
７．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントと第２セグメントと第３セグメントのいずれか、又は、全部をコンクリート製セグメントで構成してあっても良い。
８．本発明によるトンネルセグメントユニットは、トンネル覆工の全部を構築した後、第１セグメント部を取り外して開口部を形成するために設置するものでも良いが、第１セグメント部と第２セグメント部と第３セグメント部とを連結した後、１セグメント部の溶断或いは切削加工により開口部を形成しても良い。
９．本発明によるトンネルセグメントユニットは、ダクタイル製セグメントに代えて、鋼材を溶接で接続してある主桁タイプのスチールセグメントで構成してあっても良い。
１０．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントのみを、鋼材を溶接で接続してある主桁タイプのスチールセグメントで構成してあっても良い。
１１．本発明によるトンネルセグメントユニットは、第１セグメントを合成樹脂材料で形成してあっても良い。
１２．本発明によるトンネルセグメントユニットのセグメントＢ４，Ｋ１，Ａ１，Ｃ１，Ｂ３，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２は、コルゲートタイプのセグメントで構成してある場合、補強のためにはトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部にコンクリートを充填してある方が良いが、特に第１セグメントＢ４，Ｋ１は、前記したように、補強があまり必要でないために、土砂などの入り込みを阻止する蓋材を設けてあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】トンネル構造の縦断面図
【図２】開口部５を形成する前のトンネル覆工をトンネル内側から見た展開図
【図３】（イ）通常セグメントの縦断面図 （ロ）通常セグメントのトンネル内側から見た平面図
【図４】（イ）第２セグメントＡ１の縦断面図 （ロ）第２セグメントＡ１のトンネル内側から見た平面図
【図５】（イ）第２セグメントＣ１の縦断面図 （ロ）第２セグメントＣ１のトンネル内側から見た平面図
【図６】（イ）第３セグメントＤ１の縦断面図 （ロ）第３セグメントＤ１のトンネル内側から見た平面図
【図７】（イ）第３セグメントＤ２の縦断面図 （ロ）第３セグメントＤ２のトンネル内側から見た平面図
【図８】要部の縦断面図
【符号の説明】
【００３７】
４ トンネル覆工
５ 開口部
６ 第１セグメント部
Ｂ４第１セグメント
Ｋ１ 第１セグメント
７ 第２セグメント部
Ａ１第２セグメント
Ｃ１ 第２セグメント
Ｂ３ 第２セグメント
Ｃ２ 第２セグメント
８ 第３セグメント部
Ｄ１ 第３セグメント
Ｄ２ 第３セグメント
１１ 枠体
１２ 外向き凹入部
１３ 内向き凹入部
１７ リブ板
１９ コルゲート板
２３ 連結部分
２４ 連結部分
２８ 剪断キー部材
Ａ セグメント
Ｂ１ セグメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットであって、
前記第２セグメントは、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、
前記第３セグメントは、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあり、
前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてあるトンネルセグメントユニット。
【請求項２】
前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある請求項１記載のトンネルセグメントユニット。
【請求項３】
前記第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある請求項１又は２記載のトンネルセグメントユニット。
【請求項４】
前記第２セグメントと前記第３セグメントは、
トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、前記内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあり、
前記第２セグメントは、前記コルゲート板の厚さと、前記内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、
前記第３セグメントは、前記コルゲート板の厚さを厚くして、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してある請求項１〜３のいずれか１項記載のトンネルセグメントユニット。
【請求項１】
複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向及びトンネル長手方向に沿って互いに連結してあるトンネル覆工を構築した後、そのトンネル覆工に開口部を形成するために、前記開口部を形成する予定の第１セグメント部を構成する第１セグメントと、その第１セグメント部に対してトンネル周方向両隣の夫々に設置される第２セグメント部を備えた第２セグメントと、前記第１セグメント部及び前記第２セグメント部に対してトンネル長手方向両隣の夫々に設置される第３セグメント部を構成する第３セグメントとを備えたトンネルセグメントユニットであって、
前記第２セグメントは、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、
前記第３セグメントは、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してあり、
前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度が、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてあるトンネルセグメントユニット。
【請求項２】
前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部におけるトンネル周方向に沿う方向の剪断強度は、前記第２セグメント部と前記第３セグメント部との連結部に剪断キー部材を介在させて、前記第２セグメント部に対する前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部、及び、前記第３セグメント部に対する前記第２セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントとの連結部の夫々における前記剪断強度よりも高くなるようにしてある請求項１記載のトンネルセグメントユニット。
【請求項３】
前記第１セグメントは、隣り合うセグメントに対してトンネル径方向に着脱自在に連結可能に構成してある請求項１又は２記載のトンネルセグメントユニット。
【請求項４】
前記第２セグメントと前記第３セグメントは、
トンネル周方向両端部とトンネル長手方向両端部とを形成する枠体の内周側にコルゲート板を一体に設けて、トンネル長手方向端部の夫々を形成している枠体部分に沿ってトンネル内周側に向けて開口する内向き凹入部と、前記内向き凹入部に対してトンネル長手方向で隣り合わせてトンネル外周側に向けて開口する外向き凹入部と形成してあるコルゲートタイプの金属製セグメントで構成してあり、
前記第２セグメントは、前記コルゲート板の厚さと、前記内向き凹入部に設けてあるリブ板の厚さとを厚くして、前記第２セグメント部の前記第３セグメント部に対する連結部分の剛性が、前記第３セグメント部以外のトンネル長手方向で隣り合うセグメントに対する連結部分よりも高くなるように予め製作してあり、
前記第３セグメントは、前記コルゲート板の厚さを厚くして、前記第３セグメント部のトンネル周方向に沿う圧縮強度がトンネル周方向で隣り合うセグメントよりも高くなるように予め製作してある請求項１〜３のいずれか１項記載のトンネルセグメントユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−３５９５９（Ｐ２００９−３５９５９Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０２０９１（Ｐ２００７−２０２０９１）
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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