シールドトンネル用可撓リング
【課題】簡易に製造することが可能であるとともに、復元力を有したシールドトンネル用可撓リングを提案する。
【解決手段】外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向の前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５，５とを備えるシールドトンネル用可撓リング１。
【解決手段】外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向の前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５，５とを備えるシールドトンネル用可撓リング１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用可撓リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルにおいて、可撓リングや可撓継手を採用することにより、トンネルの完成後に作用する地震や地盤の不等沈下による外力を吸収してトンネルの破損を防止する場合がある。
【０００３】
近年、このようなシールドトンネルにおいて使用する可撓リングや可撓継手が多数開発されており、実用化に至っている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ゴム板を山形に屈曲することにより形成された複数の可撓部材を、連結部材を介してトンネル軸方向に連結（積層）し、その両端に一般セグメントリングと同じ厚さを有したサイドリング部材を固定することによりジャバラ状に構成した可撓リングが開示されている。
この可撓リングによれば、可撓部材が折り畳まれたり開いたりすることにより、トンネルに作用する外力が吸収される。
【０００５】
また、特許文献２には、トンネル軸方向に対設するセグメントの接合部に、それぞれ上部または下部からパッキング座を突設させて重ねあわせるとともに、一方のパッキング座に他のパッキング座と当接する止水用のパッキングを設けてなる可撓継手が開示されている。
この可撓継手によれば、上下に重ね合わされたパッキング座が摺動することにより、トンネルに作用する外力が吸収される。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１４６７９２号公報
【特許文献２】実開昭４６−３４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の可撓リングは、複数の可撓部材と連結部材とを交互に積層した状態で、それぞれボルト等により接合するため、可撓リングの製造に手間がかかり、費用が嵩むという問題点を有していた。
また、従来の可撓リングには、屈曲されたゴム板が折り畳まれることや開くことにより外力を吸収するものであるため、弾性的な復元力が働かず、外力が取り去られた後も、変形した状態が維持されるという問題点を有していた。
【０００８】
また、特許文献２の可撓継手は、パッキング座の摺動により外力を吸収するものの、外力が取り去られた後、元の形に復元することができない。パッキングは防水目的で配置されており、弾性的な復元力を発現させるものではない。
【０００９】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、簡易に製造することが可能であるとともに、復元力を有したシールドトンネル用可撓リングを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明のシールドトンネル用可撓リングは、外周面が地山に面する外筒部と、前記外筒部の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部と、前記外筒部と前記内筒部との隙間に配置され、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に固定された弾性体と、トンネル軸方向の前端および後端において前記外筒部または前記内筒部に形成された接合フランジと、を備えることを特徴としている。
【００１１】
かかるシールドトンネル用可撓リングは、外筒部と内筒部とを弾性体により連結した構成なため、簡易に製造することができる。また、このシールドトンネル用可撓リングは、弾性体の変形により外力を吸収するものであるが、弾性体が変形すると、その復元力により、元の形状に戻ろうとする。
【００１２】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、前記外筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側外筒部と後側外筒部とを有し、前記接合フランジは、前記前側外筒部と前記後側外筒部にそれぞれ形成されていて、前記内筒部は、前後の前記接合フランジの間において前記前側外筒部と前記後側外筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側外筒部と後側外筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていてもよい。
【００１３】
かかるシールドトンネル用可撓リングによれば、前側外筒部と後側外筒部との間に形成された隙間により、トンネル軸方向の変形を吸収することが可能となる。
【００１４】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、前記内筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有し、前記接合フランジは、前記前側内筒部と前記後側内筒部にそれぞれ形成されていて、前記外筒部は、前記内筒部の外周側において前記前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていてもよい。
【００１５】
かかるシールドトンネル用可撓リングによれば、前側内筒部と後側内筒部との間に形成された隙間により、トンネル軸方向の変形を吸収することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の第２のシールドトンネル用可撓リングは、複数の可撓セグメントを組み合わせることにより形成されるものであって、前記各可撓セグメントが、地山に面して配置される外板部と、前記外板部との間に所定の隙間をあけて配置された内板部と、前記外板部と前記内板部との隙間に配置され、前記外板部の内周面と前記内板部の外周面に固定される弾性体と、トンネル軸方向の前端および後端のそれぞれにおいて前記外板部または前記内板部に形成されたフランジ部と、トンネル周方向両端部において少なくとも前記外板部または前記内板部に形成された連結部と、を備えており、複数の前記可撓セグメントを組み合わせることにより複数の前記外板部が外筒部を形成するとともに複数の前記内板部が内筒部を形成することを特徴としている。
【００１７】
かかるシールドトンネル用可撓リングは、トンネル坑内において容易に組み立てることが可能なため、施工性に優れている。
【００１８】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、隣り合う可撓セグメントの弾性体同士が、互いに当接することでリング状に連続していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の可撓セグメントは、簡易に製造することが可能であるとともに、外力が取り除かれると元の形状に戻る復元力を有したトンネルを構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図１に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００２２】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されるものであって、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４（図２参照）と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５と、を備えて構成されている。
【００２３】
可撓セグメント１０は、図２に示すように、地山に面して配置される外板部１１と、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２と、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定される弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外板部１１に形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００２４】
外板部１１は、図２に示すように、トンネル軸方向ＴＡで前後に所定の間隔（隙間１１ｃ）を有して配置された前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとを有している。前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂは、隙間１１ｃに設けられた隙間カバー１６により連結されている。
前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂは、鋼製部材により構成されているが、前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂを構成する材料は限定されるものではない。
【００２５】
外板部１１は、図１に示すように、外筒部２の一部を構成する。また、前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂは、それぞれ前側外筒部２ａおよび後側外筒部２ｂの一部を構成する。
【００２６】
図２に示すように、前側外板部１１ａの前端、および後側外板部１１ｂの後端には、隣接するセグメントリングＲと接続するためのフランジ部１３がそれぞれ一体に形成されている。前側外板部１１ａまたは後側外板部１１ｂとフランジ部１３とにより形成されたピースの断面形状は、Ｌ字状を呈している。
【００２７】
外板部１１のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図３（ａ）に示すように、外板継手板（連結部）１４，１４が形成されている。外板継手板１４には、隣接する他の可撓セグメント１０（外板部１１）と連結するためのボルト孔１４ａが所定のピッチで形成されている。
【００２８】
前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの間（隙間１１ｃ）には、図２に示すように、隙間カバー１６が介設されている。
隙間カバー１６は、可撓セグメント１０内への土砂の流入により弾性体４の変形が制約されることを防止する樹脂製板材であって、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃを覆っている。
【００２９】
隙間カバー１６は、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの間に形成された隙間１１ｃにおいて、たわんだ状態（断面Ω形状）で配設されている。シールドトンネル用可撓リング１に、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂが離隔するような外力が作用した際に、伸びることで、シールドトンネル用可撓リング１の変形を妨げず、防水性を維持する。
【００３０】
隙間カバー１６を構成する材料は、防水性に優れ、かつ、可撓セグメント１０の変形に伴う伸縮により破損することがない強度を有しているものであれば、限定されるものではない。また、隙間カバー１６の断面形状も限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００３１】
隙間カバー１６の固定方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤による固定や、ボルトによる固定等、適宜公知の手段により行えばよい。
【００３２】
内板部１２は、図２に示すように、外板部１１の内側（地山と反対側）であって、トンネル軸方向ＴＡの前後のフランジ部１３，１３の間に配設された鋼製の板状部材である。なお、内板部１２を構成する材料は限定されるものではない。
【００３３】
内板部１２は、図３（ａ）に示すように、円弧の中心角が外板部１１の円弧の中心角よりも小さく形成されていて、可撓セグメント１０を組み立てる際にボルト締めを行うことが可能となるように、外板部１１の外板継手板１４の裏側（内側）に空間を確保している。
【００３４】
内板部１２のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図３（ａ）に示すように、内板継手板（連結部）１５が形成されており、内板部１２と内板継手板１５，１５により形成されるピースの横断面は門型状（トンネル内空側に開口する溝形）に形成されている。内板継手板１５には、隣接する他の可撓セグメント１０と連結するためのボルト孔１５ａが所定のピッチで形成されている。
【００３５】
内板部１２は、図３（ｃ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２と連結ピース２０を介して連結されることにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、前後のフランジ部１３，１３の間において前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとに跨って配置された状態で、前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとにそれぞれ弾性体４を介して連結されている。
【００３６】
連結ピース２０は、図３（ｃ）に示すように、隣り合う内板部１２同士の間に介設されるものであって、隣接する内板部１２，１２と連結することにより、円筒（内筒部３）を形成する。
【００３７】
連結ピース２０は、図３（ｂ）に示すように、内板２１とそのトンネル周方向ＴＣの両端に形成された継手板２２，２２とにより断面門型状に形成された鋼製部材である。
継手板２２には、内板継手板１５のボルト孔１５ａに対応する位置にボルト孔２２ａが形成されている。
【００３８】
内筒部３は、図３（ｃ）に示すように、内板部１２，１２，…と連結ピース２０，２０，…とを、内板継手板１５のボルト孔１５ａと継手板２２のボルト孔２２ａとを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定されることで形成される。
【００３９】
弾性体４は、図２および図３（ａ）に示すように、前側外板部１１ａと内板部１２との間および後側外板部１１ｂと内板部１２との間にそれぞれ配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、直方体を呈するゴムブロックを使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。なお、弾性体４の形状寸法は、想定されるトンネルに作用する外力に応じて設定する。
【００４０】
弾性体４は、外周面が外板部１１の内周面、内周面が内板部１２の外周面に接着固定されている。なお、弾性体４の外板部１１および内板部１２への固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。
【００４１】
外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３は、シールドトンネル用可撓リング１の前後に接続するセグメントリングＲと接合される接合フランジ５の一部を構成する部材であって、図２に示すようにセグメントリングＲの接合手段に対応した接合手段（本実施形態ではボルト孔１３ａ）を有して形成されている。なお、ボルト孔１３ａの配置や寸法は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００４２】
フランジ部１３は、複数の外板部１１，１１，…を連結して外筒部２が形成されることで円環状の接合フランジ５を構成する。
【００４３】
シールドトンネル用可撓リング１は、図３（ｃ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…の外板部１１同士を互いのボルト孔１４ａ，１４ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結するとともに、内板部１２と連結ピース２０とを互いのボルト孔１５ａ，２２ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結することにより円環状に形成される。また、図１および図４（ａ）に示すように、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて、配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態でシールドトンネル用可撓リング１が配置される。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する。
【００４５】
また、図４（ｃ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとが離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する。
【００４６】
前記の変位（図４（ｂ）〜（ｃ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態（図４（ａ）参照）に自己復元する。
【００４７】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、外板部１１と内板部１２との間に配設されたゴム材からなる弾性体４は、せん断ひずみが１００％程度でも弾性域であるため、外板部１１に外力Ｐが作用した際に生じる変位δが弾性体４の厚み（高さ）ｈと同程度の変位まで対応することが可能である（式１）。
せん断ひずみ＝δ／ｈ （式１）
【００４８】
また、可撓セグメント１０は、変形を考慮した長さに形成された内板部１２が前後のフランジ部１３，１３の間に配設されているため、外力Ｐが作用して、可撓セグメント１０が変形したとしても、内板部１２が接合フランジ５より突出する状態にならず、したがって、前後のセグメントリングＲに内板部１２が接触することはない。
【００４９】
以上、本実施形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、可撓セグメント１０が、外板部１１と内板部１２と弾性体４とを主体とした簡易な構造であるため、安価に製造することが可能であるとともに、施工時の組立て作業も容易である。
【００５０】
また、シールドトンネルが完成した後に、地盤の不等沈下や地震時の地震振動によりトンネルに発生するひずみを、弾性体４および隙間１１ｃにより吸収し、伸縮、曲げ、せん断、ねじり等の応力を緩和する。
【００５１】
また、シールドトンネルに生じた変位は、外力が取り去られた後に、弾性体４の弾性力（復元力）により自己復元する。
また、ゴムからなる弾性体４の部材厚と同程度の変位が生じても、弾性体４の弾性域であるため、変位吸収が可能である。
【００５２】
また、通常のセグメントリングＲとの連結が可能なため、シールドトンネル用可撓リング１の配設箇所以外は一般的なセグメントリングＲを採用することが可能なため、経済的である。
【００５３】
なお、第１の実施の形態では、外筒部２がトンネル軸の前後に所定の間隔有して配置された前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとを備える場合について説明したが、内筒部３が、トンネル軸方向ＴＡの前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有していてもよい。
この場合において、接合フランジ５，５は、前側内筒部と後側内筒部にそれぞれ形成されていて、外筒部２は、内筒部３の外周側において前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置された状態で、前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ弾性体４を介して連結される。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図６（ａ）に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００５５】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されるものであって、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４（図６（ｂ）参照）と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５と、を備えて構成されている。
【００５６】
可撓セグメント１０は、図６（ｂ）に示すように、地山に面して配置される外板部１１と、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２と、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定される弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外板部１１に形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００５７】
外板部１１は、図６（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡで前後に所定の間隔（隙間１１ｃ）を有して配置された前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとを有している。前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂは、隙間１１ｃに設けられた隙間カバー１６により連結されている。
【００５８】
外板部１１のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図６（ｂ）に示すように、外板継手板（連結部）１４，１４が形成されている。外板継手板１４には、隣接する他の可撓セグメント１０（外板部１１）と連結するためのボルト孔１４ａが所定の位置に形成されている。なお、本実施形態では、ボルト孔１４ａを、トンネル軸方向ＴＡ端部にそれぞれ上下に２ヶ所ずつ形成するものとするが、ボルト孔１４ａの配置や数は限定されるものではない。
【００５９】
この他の外板部１１の構成は、第１の実施の形態で示した外板部１１と同様なため詳細な説明は省略する。同様に、隙間カバー１６も第１の実施の形態で示した隙間カバー１６と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
内板部１２は、図６（ｂ）に示すように、外板部１１の内側（地山と反対側）であって、トンネル軸方向ＴＡの前後のフランジ部１３，１３の間に配設された鋼製の板状部材である。なお、内板部１２を構成する材料は限定されるものではない。
【００６１】
内板部１２のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図７（ａ）に示すように、内板継手板（連結部）１５が形成されており、内板部１２と内板継手板１５，１５により形成されるピースの横断面は門型状（トンネル外周側に開口する溝形）に形成されている。内板継手板１５には、隣接する他の可撓セグメント１０と連結するためのボルト孔１５ａが所定のピッチで形成されている（図６（ｂ）参照）。本実施形態では、ボルト孔１５ａを２ヶ所形成するものとするが、ボルト孔１５ａの配置や数は限定されるものではない。
【００６２】
また、内板１２には、内板継手板１５のボルト孔１５ａの位置に対応して、ボルト締め口１２ａが形成されており、後記する弾性体４の箱抜き４ａを介して、可撓セグメント１０同士を接合する際のボルト締めを行うことが可能となるように構成されている。
【００６３】
内板部１２は、図７（ａ）に示すように、円弧の中心角が外板部１１の円弧の中心角と同じ角度に形成されていて、両端の内板継手板１５，１５が、外板継手板１４，１４と面一を呈している。
【００６４】
内板部１２は、図７（ｂ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２と連結されることにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、前後のフランジ部１３，１３の間において前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとに跨って配置された状態で、前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとにそれぞれ弾性体４を介して連結されている。
【００６５】
内筒部３は、図７（ｂ）に示すように、内板部１２同士を、両内板継手板１５のボルト孔１５ａ，１５ａを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定されることで形成される。
【００６６】
弾性体４は、図６（ｂ）および図７（ａ）に示すように、前側外板部１１ａと内板部１２との間および後側外板部１１ｂと内板部１２との間にそれぞれ配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、直方体を呈するゴムブロックを使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。なお、弾性体４の形状寸法は、想定されるトンネルに作用する外力に応じて設定する。
【００６７】
弾性体４は、外周面が外板部１１の内周面、内周面が内板部１２の外周面に接着固定されている。なお、弾性体４の外板部１１および内板部１２への固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、弾性体４は、トンネル周方向ＴＣ端部には、凸部４ｂが形成されていて、その断面が凸字状に形成されている。凸部４ｂの先端面は、外板継手板１４および内板継手板１５と面一を呈するように構成されている。
【００６９】
また、弾性体４の内板継手板１５のボルト孔１５ａに対応する箇所には、箱抜き４ａが形成されており、可撓セグメント１０同士を接合する際に、ボルト３０の締付作業を行うことが可能に構成されている。
【００７０】
さらに、弾性体４のトンネル周方向ＴＣ端面と外板継手板１４および内板継手板１５との間には空間４ｃが形成されており、弾性体４と外板継手板１４または内板継手板１５とが接触することで、弾性体４の変形が制限されることがないように構成されている。
【００７１】
弾性体４は、図７（ｂ）に示すように、可撓セグメント１０同士を連結してセグメントリング１を形成することにより、隣接する他の弾性体４と連続した弾性体４のリングを形成する。
本実施形態では、トンネル周方向ＴＣで隣り合う弾性体４同士を、止水材を介して圧着することで、または接着剤等を介して接着することで一体化するものとする。
【００７２】
外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３は、シールドトンネル用可撓リング１の前後に接続するセグメントリングＲと接合される接合フランジ５の一部を構成する部材であって、図６（ｂ）に示すようにセグメントリングＲの接合手段に対応した接合手段（本実施形態ではボルト孔１３ａ）を有して形成されている。なお、ボルト孔１３ａの配置や寸法は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００７３】
フランジ部１３は、複数の外板部１１，１１，…を連結して外筒部２が形成されることで円環状の接合フランジ５を構成する。
【００７４】
シールドトンネル用可撓リング１は、図７（ｂ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…の外板部１１同士を互いのボルト孔１４ａ，１４ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結するとともに、内板部１２同士を互いのボルト孔１５ａ，１５ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結することにより円環状に形成される。また、弾性体４同士は互いに止水材を介して圧着または接着剤を介して接着されているため、リング状に一体化されている。さらに、図６（ａ）に示すように、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて、配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態でシールドトンネル用可撓リング１が配置される。
【００７５】
以上、本実施形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する（図４（ｂ）参照）。
【００７６】
また、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとが離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する（図４（ｃ）参照）。
【００７７】
前記の変位（図４（ｂ）〜（ｃ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態（図４（ａ）参照）に自己復元する。
【００７８】
また、弾性体４，４，…は一体化されて、リング状に連続しているため、隙間１１ｃから地下水等が流入しても、リング状の弾性体４，４，…が、止水材として機能し、トンネル内への地下水の流入が防止される。
【００７９】
この他、第２の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リング１による作用効果は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図８（ａ）に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００８１】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されている。
【００８２】
シールドトンネル用可撓リング１は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２または内筒部３に形成されたフランジ部５と、を備えて構成されている。
【００８３】
可撓セグメント１０は、図８（ｂ）に示すように、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとを重ね合わせることにより構成されている。第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂは、所定の隙間を有して重合されており、この隙間に配設された弾性体４を介して連結されている。
【００８４】
また、可撓セグメント１０は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において第一ピース１０ａまたは第二ピース１０ｂに形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００８５】
第一ピース１０ａは、図９（ａ）に示すように、地山に面するように形成された外板部１１を主体に形成されており、第二ピース１０ｂは、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２を主体に形成されている。弾性体４は、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定されている。
【００８６】
第一ピース１０ａおよび第二ピース１０ｂは、図８（ｂ）に示すように、トンネル周方向ＴＣから望む正面視が、それぞれ鉤型（Ｌ字形）に形成されており、互いにかみ合わせるように配置されている。
【００８７】
外板部１１は、図８（ａ）に示すように、外筒部２の一部を構成するものであって、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより筒状に形成される。なお、外板部１１を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では鋼製部材により構成する。
【００８８】
図９（ａ）に示すように、外板部１１のトンネル周方向ＴＣ端部には、外板継手板１４，１４が形成されている。外板部１１と外板継手板１４，１４とにより形成された第一ピース１０ａは、断面門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。
【００８９】
外板継手板１４は、図８（ｂ）に示すように、フランジ部１３側はフランジ部１３の桁高（セグメントリングＲの各セグメントピースの厚さと同等の桁高）を有し、内板部１２に対応する部分では、桁高が小さく形成されている。つまり、外板継手板１４は、鉤形（Ｌ字形）に形成されている。また、外板継手板１４には、複数のボルト孔１４ａ，１４ａ，…が所定の間隔で形成されている。
【００９０】
外板部１１は、図９（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡの端部（隣接するセグメントリングＲ側の端部）にフランジ部１３が形成されていることで、断面Ｌ字状に形成されている。
【００９１】
内板部１２は、図１０（ａ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２同士を、連結ピース２０を介して連結することにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、外筒部２と弾性体４を介して連結されている。
【００９２】
第二ピース１０ｂにおいて、図９（ｂ）に示すように、内板部１２のトンネル軸方向ＴＡの端部（隣接するセグメントリングＲ側の端部）と、フランジ部１３との間には、内板部１２とフランジ部１３とをつなぐ繋ぎ部１７が一体に形成されている。
【００９３】
内板部１２は、図９（ａ）に示すように、トンネル周方向ＴＣ端部に内板継手板１５，１５が形成されていることで、トンネル周方向ＴＣの断面が門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。
内板継手板１５には、複数のボルト孔１５ａ，１５ａ，…が所定の間隔で形成されている。
【００９４】
繋ぎ部１７は、Ｌ字状断面を呈しており、トンネル周方向に隣接する繋ぎ部１７同士を連結することにより筒状に形成される。
【００９５】
繋ぎ部１７の外周面は、外板部１１の外周面と面一であるとともに地山に面している。なお、繋ぎ部１７と一体に形成されたフランジ部１３は、外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３と同形状に形成されている。
【００９６】
繋ぎ部１７は、図８（ｂ）に示すように、トンネル周方向ＴＣに対する長さが、外板部１１と同じ長さに形成されており、その端部が、内板部１２よりも突出している。
繋ぎ部１７のトンネル周方向ＴＣ端部に繋ぎ部継手板１８が形成されていることで、トンネル周方向ＴＣの断面が門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。繋ぎ部継手板１８には、複数のボルト孔１８ａ，１８ａ，…が所定の間隔で形成されている。繋ぎ部１７同士は、互いの繋ぎ部継手板１８を、そのボルト孔１８ａ，１８ａを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定することにより連結される。
【００９７】
内筒部３は、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、内板部１２，１２，…と連結ピース２０，２０，…とを、内板継手板１５のボルト孔１５ａと継手板２２のボルト孔２２ａとを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定することにより形成される。
【００９８】
連結ピース２０の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。
【００９９】
外板部１１および内板部１２は、図８（ｂ）に示すように、それぞれフランジ部１３よりも地山側または内空側に突出することがないように、所定の間隔をあけて重ね合わされている。
つまり、外板部１１の外周面は、内板部１２に形成されたフランジ部１３の地山側端面および繋ぎ部１７の地山側面と平面をなし、内板部１２の内板継手板１５の内空側端面は、外板部１１に形成されたフランジ部１３の内空側端面と平面をなすように、外板部１１と内板部１２が重ね合わされている。
【０１００】
また、外板部１１の端部と内板部１２の繋ぎ部１７との間（第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの間）には、トンネル軸方向ＴＡに対して、所定の間隔（隙間１１ｃ）を有しており、この隙間１１ｃには、隙間カバー１６が介設されている。
【０１０１】
隙間カバー１６は、可撓セグメント１０内への土砂の流入を防止する樹脂製板材であって、外板部１１と繋ぎ部１７とに跨って配設されている。
隙間カバー１６は、外板部１１と繋ぎ部１７との間に形成された隙間１１ｃにおいて、たわんだ状態（断面Ω形状）で配設されている。この他、隙間カバー１６に関する事項は第１の実施の形態で示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。
【０１０２】
弾性体４は、図８（ｂ）に示すように、外板部１１と内板部１２との間に配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、断面矩形のゴム材を使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。
この他、弾性体４に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１０３】
また、この他の、外板部１１、内板部１２およびフランジ部１３に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
第３の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リング１は、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…同士を連結部（外板継手板１４,内板継手板１５，繋ぎ部継手板１８）および連結ピース２０を介して連結することにより円環状に形成される。そして、シールドトンネル用可撓リング１は、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態で配置される。
【０１０５】
図１１（ａ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの隙間１１ｃの間隔が離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する。
【０１０６】
また、図１１（ｂ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する。
【０１０７】
このように、シールドトンネル用可撓リング１に変位（図１１（ａ）および（ｂ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態に自己復元する。
【０１０８】
以上、第３の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、第１の実施の形態に示すシールドトンネル用可撓リング１と同様の効果を得ることが可能となる。
弾性体４は、第一ピース１０ａおよび第二ピース１０ｂと隙間をあけて配置されていることで、シールドトンネル用可撓リング１に外力Ｐが作用して弾性体４が変形する際に弾性体４が第一ピース１０ａまたは第二ピース１０ｂに接触することがない。そのため、弾性体４によりシールドトンネル用可撓リング１の変位吸収が制限されることがない。
【０１０９】
なお、第３の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１では、隣り合う弾性体４同士が隙間を有して配設されるものとしたが、弾性体４同士がリング状に連続するように配置されていてもよいことはいうまでもない。
【０１１０】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２または内筒部３に形成されたフランジ部５と、を備えて構成されている。
【０１１１】
外筒部２および内筒部３は、予め円筒状に形成された鋼製部材からなり、それぞれの一方の端部にはフランジ部５が一体に形成されている。
【０１１２】
弾性体４は、リング状に形成されたゴム材であって、外筒部２と内筒部３との間において、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に接着固定されている。弾性体４は、リング状を呈し、外筒部２および内筒部３に密着しているため、外筒部２と内筒部３との間に形成された隙間から地下水が流入した場合であっても、止水材として機能し、トンネル内への地下水の流入を防止する。
本実施形態では、弾性体４として、断面矩形のゴム材を使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。
【０１１３】
なお、弾性体４は、必ずしもリング状に形成されている必要はなく、図１２（ｃ）に示すように、トンネル周方向ＴＣに対して複数に分割されていてもよい。
また、弾性体４は、図１２（ｄ）に示すようにトンネル軸方向ＴＡに対して、複数に分割されていてもよい。
この他、弾性体４に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
以上、第４の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、第１の実施の形態に示すシールドトンネル用可撓リング１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】第１の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図２に示す可撓セグメンのトンネル周方向断面図、（ｂ）は連結ピースを示す断面図、（ｃ）は図１に示すシールドトンネル用可撓リングの横断面図である。
【図４】（ａ）は図１に示すシールドトンネル用可撓リングのＡ−Ａ断面図、（ｂ）〜（ｃ）は同シールドトンネル用可撓リングに外力が作用した状況を示すＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は弾性体のせん断変形の説明図である。
【図６】（ａ）は第２の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図、（ｂ）は第２の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は図６（ｂ）に示す可撓セグメンのトンネル周方向断面図、（ｂ）は図６（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングの横断面図である。
【図８】（ａ）は第３の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図、（ｂ）は第３の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、図８（ｂ）に示す可撓セグメントのトンネル周方向断面図、（ｂ）は同可撓セグメントのトンネル軸方向断面図である。
【図１０】（ａ）は図８（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングのＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は同Ｃ−Ｃ断面図、である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は図８（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングに外力が作用した状況を示すＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）分解斜視図、（ｃ）および（ｄ）は変形例である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ シールドトンネル用可撓リング
１０ 可撓セグメント
１１ 外板部
１１ａ 前側外板部
１１ｂ 後側外板部
１２ 内板部
１３ フランジ部
１４ 外板継手板（連結部）
１５ 内板継手板（連結部）
２ 外筒部
２ａ 前側外筒部
２ｂ 後側外筒部
３ 内筒部
４ 弾性体
５ 接合フランジ
Ｒ セグメントリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用可撓リングに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルにおいて、可撓リングや可撓継手を採用することにより、トンネルの完成後に作用する地震や地盤の不等沈下による外力を吸収してトンネルの破損を防止する場合がある。
【０００３】
近年、このようなシールドトンネルにおいて使用する可撓リングや可撓継手が多数開発されており、実用化に至っている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ゴム板を山形に屈曲することにより形成された複数の可撓部材を、連結部材を介してトンネル軸方向に連結（積層）し、その両端に一般セグメントリングと同じ厚さを有したサイドリング部材を固定することによりジャバラ状に構成した可撓リングが開示されている。
この可撓リングによれば、可撓部材が折り畳まれたり開いたりすることにより、トンネルに作用する外力が吸収される。
【０００５】
また、特許文献２には、トンネル軸方向に対設するセグメントの接合部に、それぞれ上部または下部からパッキング座を突設させて重ねあわせるとともに、一方のパッキング座に他のパッキング座と当接する止水用のパッキングを設けてなる可撓継手が開示されている。
この可撓継手によれば、上下に重ね合わされたパッキング座が摺動することにより、トンネルに作用する外力が吸収される。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１４６７９２号公報
【特許文献２】実開昭４６−３４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１の可撓リングは、複数の可撓部材と連結部材とを交互に積層した状態で、それぞれボルト等により接合するため、可撓リングの製造に手間がかかり、費用が嵩むという問題点を有していた。
また、従来の可撓リングには、屈曲されたゴム板が折り畳まれることや開くことにより外力を吸収するものであるため、弾性的な復元力が働かず、外力が取り去られた後も、変形した状態が維持されるという問題点を有していた。
【０００８】
また、特許文献２の可撓継手は、パッキング座の摺動により外力を吸収するものの、外力が取り去られた後、元の形に復元することができない。パッキングは防水目的で配置されており、弾性的な復元力を発現させるものではない。
【０００９】
本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、簡易に製造することが可能であるとともに、復元力を有したシールドトンネル用可撓リングを提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明のシールドトンネル用可撓リングは、外周面が地山に面する外筒部と、前記外筒部の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部と、前記外筒部と前記内筒部との隙間に配置され、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に固定された弾性体と、トンネル軸方向の前端および後端において前記外筒部または前記内筒部に形成された接合フランジと、を備えることを特徴としている。
【００１１】
かかるシールドトンネル用可撓リングは、外筒部と内筒部とを弾性体により連結した構成なため、簡易に製造することができる。また、このシールドトンネル用可撓リングは、弾性体の変形により外力を吸収するものであるが、弾性体が変形すると、その復元力により、元の形状に戻ろうとする。
【００１２】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、前記外筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側外筒部と後側外筒部とを有し、前記接合フランジは、前記前側外筒部と前記後側外筒部にそれぞれ形成されていて、前記内筒部は、前後の前記接合フランジの間において前記前側外筒部と前記後側外筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側外筒部と後側外筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていてもよい。
【００１３】
かかるシールドトンネル用可撓リングによれば、前側外筒部と後側外筒部との間に形成された隙間により、トンネル軸方向の変形を吸収することが可能となる。
【００１４】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、前記内筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有し、前記接合フランジは、前記前側内筒部と前記後側内筒部にそれぞれ形成されていて、前記外筒部は、前記内筒部の外周側において前記前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていてもよい。
【００１５】
かかるシールドトンネル用可撓リングによれば、前側内筒部と後側内筒部との間に形成された隙間により、トンネル軸方向の変形を吸収することが可能となる。
【００１６】
また、本発明の第２のシールドトンネル用可撓リングは、複数の可撓セグメントを組み合わせることにより形成されるものであって、前記各可撓セグメントが、地山に面して配置される外板部と、前記外板部との間に所定の隙間をあけて配置された内板部と、前記外板部と前記内板部との隙間に配置され、前記外板部の内周面と前記内板部の外周面に固定される弾性体と、トンネル軸方向の前端および後端のそれぞれにおいて前記外板部または前記内板部に形成されたフランジ部と、トンネル周方向両端部において少なくとも前記外板部または前記内板部に形成された連結部と、を備えており、複数の前記可撓セグメントを組み合わせることにより複数の前記外板部が外筒部を形成するとともに複数の前記内板部が内筒部を形成することを特徴としている。
【００１７】
かかるシールドトンネル用可撓リングは、トンネル坑内において容易に組み立てることが可能なため、施工性に優れている。
【００１８】
また、前記シールドトンネル用可撓リングにおいて、隣り合う可撓セグメントの弾性体同士が、互いに当接することでリング状に連続していてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の可撓セグメントは、簡易に製造することが可能であるとともに、外力が取り除かれると元の形状に戻る復元力を有したトンネルを構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図１に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００２２】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されるものであって、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４（図２参照）と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５と、を備えて構成されている。
【００２３】
可撓セグメント１０は、図２に示すように、地山に面して配置される外板部１１と、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２と、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定される弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外板部１１に形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００２４】
外板部１１は、図２に示すように、トンネル軸方向ＴＡで前後に所定の間隔（隙間１１ｃ）を有して配置された前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとを有している。前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂは、隙間１１ｃに設けられた隙間カバー１６により連結されている。
前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂは、鋼製部材により構成されているが、前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂを構成する材料は限定されるものではない。
【００２５】
外板部１１は、図１に示すように、外筒部２の一部を構成する。また、前側外板部１１ａおよび後側外板部１１ｂは、それぞれ前側外筒部２ａおよび後側外筒部２ｂの一部を構成する。
【００２６】
図２に示すように、前側外板部１１ａの前端、および後側外板部１１ｂの後端には、隣接するセグメントリングＲと接続するためのフランジ部１３がそれぞれ一体に形成されている。前側外板部１１ａまたは後側外板部１１ｂとフランジ部１３とにより形成されたピースの断面形状は、Ｌ字状を呈している。
【００２７】
外板部１１のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図３（ａ）に示すように、外板継手板（連結部）１４，１４が形成されている。外板継手板１４には、隣接する他の可撓セグメント１０（外板部１１）と連結するためのボルト孔１４ａが所定のピッチで形成されている。
【００２８】
前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの間（隙間１１ｃ）には、図２に示すように、隙間カバー１６が介設されている。
隙間カバー１６は、可撓セグメント１０内への土砂の流入により弾性体４の変形が制約されることを防止する樹脂製板材であって、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃを覆っている。
【００２９】
隙間カバー１６は、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの間に形成された隙間１１ｃにおいて、たわんだ状態（断面Ω形状）で配設されている。シールドトンネル用可撓リング１に、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂが離隔するような外力が作用した際に、伸びることで、シールドトンネル用可撓リング１の変形を妨げず、防水性を維持する。
【００３０】
隙間カバー１６を構成する材料は、防水性に優れ、かつ、可撓セグメント１０の変形に伴う伸縮により破損することがない強度を有しているものであれば、限定されるものではない。また、隙間カバー１６の断面形状も限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００３１】
隙間カバー１６の固定方法は限定されるものではなく、例えば、接着剤による固定や、ボルトによる固定等、適宜公知の手段により行えばよい。
【００３２】
内板部１２は、図２に示すように、外板部１１の内側（地山と反対側）であって、トンネル軸方向ＴＡの前後のフランジ部１３，１３の間に配設された鋼製の板状部材である。なお、内板部１２を構成する材料は限定されるものではない。
【００３３】
内板部１２は、図３（ａ）に示すように、円弧の中心角が外板部１１の円弧の中心角よりも小さく形成されていて、可撓セグメント１０を組み立てる際にボルト締めを行うことが可能となるように、外板部１１の外板継手板１４の裏側（内側）に空間を確保している。
【００３４】
内板部１２のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図３（ａ）に示すように、内板継手板（連結部）１５が形成されており、内板部１２と内板継手板１５，１５により形成されるピースの横断面は門型状（トンネル内空側に開口する溝形）に形成されている。内板継手板１５には、隣接する他の可撓セグメント１０と連結するためのボルト孔１５ａが所定のピッチで形成されている。
【００３５】
内板部１２は、図３（ｃ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２と連結ピース２０を介して連結されることにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、前後のフランジ部１３，１３の間において前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとに跨って配置された状態で、前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとにそれぞれ弾性体４を介して連結されている。
【００３６】
連結ピース２０は、図３（ｃ）に示すように、隣り合う内板部１２同士の間に介設されるものであって、隣接する内板部１２，１２と連結することにより、円筒（内筒部３）を形成する。
【００３７】
連結ピース２０は、図３（ｂ）に示すように、内板２１とそのトンネル周方向ＴＣの両端に形成された継手板２２，２２とにより断面門型状に形成された鋼製部材である。
継手板２２には、内板継手板１５のボルト孔１５ａに対応する位置にボルト孔２２ａが形成されている。
【００３８】
内筒部３は、図３（ｃ）に示すように、内板部１２，１２，…と連結ピース２０，２０，…とを、内板継手板１５のボルト孔１５ａと継手板２２のボルト孔２２ａとを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定されることで形成される。
【００３９】
弾性体４は、図２および図３（ａ）に示すように、前側外板部１１ａと内板部１２との間および後側外板部１１ｂと内板部１２との間にそれぞれ配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、直方体を呈するゴムブロックを使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。なお、弾性体４の形状寸法は、想定されるトンネルに作用する外力に応じて設定する。
【００４０】
弾性体４は、外周面が外板部１１の内周面、内周面が内板部１２の外周面に接着固定されている。なお、弾性体４の外板部１１および内板部１２への固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。
【００４１】
外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３は、シールドトンネル用可撓リング１の前後に接続するセグメントリングＲと接合される接合フランジ５の一部を構成する部材であって、図２に示すようにセグメントリングＲの接合手段に対応した接合手段（本実施形態ではボルト孔１３ａ）を有して形成されている。なお、ボルト孔１３ａの配置や寸法は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００４２】
フランジ部１３は、複数の外板部１１，１１，…を連結して外筒部２が形成されることで円環状の接合フランジ５を構成する。
【００４３】
シールドトンネル用可撓リング１は、図３（ｃ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…の外板部１１同士を互いのボルト孔１４ａ，１４ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結するとともに、内板部１２と連結ピース２０とを互いのボルト孔１５ａ，２２ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結することにより円環状に形成される。また、図１および図４（ａ）に示すように、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて、配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態でシールドトンネル用可撓リング１が配置される。
【００４４】
図４（ｂ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する。
【００４５】
また、図４（ｃ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとが離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する。
【００４６】
前記の変位（図４（ｂ）〜（ｃ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態（図４（ａ）参照）に自己復元する。
【００４７】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、外板部１１と内板部１２との間に配設されたゴム材からなる弾性体４は、せん断ひずみが１００％程度でも弾性域であるため、外板部１１に外力Ｐが作用した際に生じる変位δが弾性体４の厚み（高さ）ｈと同程度の変位まで対応することが可能である（式１）。
せん断ひずみ＝δ／ｈ （式１）
【００４８】
また、可撓セグメント１０は、変形を考慮した長さに形成された内板部１２が前後のフランジ部１３，１３の間に配設されているため、外力Ｐが作用して、可撓セグメント１０が変形したとしても、内板部１２が接合フランジ５より突出する状態にならず、したがって、前後のセグメントリングＲに内板部１２が接触することはない。
【００４９】
以上、本実施形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、可撓セグメント１０が、外板部１１と内板部１２と弾性体４とを主体とした簡易な構造であるため、安価に製造することが可能であるとともに、施工時の組立て作業も容易である。
【００５０】
また、シールドトンネルが完成した後に、地盤の不等沈下や地震時の地震振動によりトンネルに発生するひずみを、弾性体４および隙間１１ｃにより吸収し、伸縮、曲げ、せん断、ねじり等の応力を緩和する。
【００５１】
また、シールドトンネルに生じた変位は、外力が取り去られた後に、弾性体４の弾性力（復元力）により自己復元する。
また、ゴムからなる弾性体４の部材厚と同程度の変位が生じても、弾性体４の弾性域であるため、変位吸収が可能である。
【００５２】
また、通常のセグメントリングＲとの連結が可能なため、シールドトンネル用可撓リング１の配設箇所以外は一般的なセグメントリングＲを採用することが可能なため、経済的である。
【００５３】
なお、第１の実施の形態では、外筒部２がトンネル軸の前後に所定の間隔有して配置された前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとを備える場合について説明したが、内筒部３が、トンネル軸方向ＴＡの前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有していてもよい。
この場合において、接合フランジ５，５は、前側内筒部と後側内筒部にそれぞれ形成されていて、外筒部２は、内筒部３の外周側において前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置された状態で、前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ弾性体４を介して連結される。
【００５４】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図６（ａ）に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００５５】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されるものであって、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４（図６（ｂ）参照）と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２に形成された接合フランジ５と、を備えて構成されている。
【００５６】
可撓セグメント１０は、図６（ｂ）に示すように、地山に面して配置される外板部１１と、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２と、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定される弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外板部１１に形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００５７】
外板部１１は、図６（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡで前後に所定の間隔（隙間１１ｃ）を有して配置された前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとを有している。前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂは、隙間１１ｃに設けられた隙間カバー１６により連結されている。
【００５８】
外板部１１のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図６（ｂ）に示すように、外板継手板（連結部）１４，１４が形成されている。外板継手板１４には、隣接する他の可撓セグメント１０（外板部１１）と連結するためのボルト孔１４ａが所定の位置に形成されている。なお、本実施形態では、ボルト孔１４ａを、トンネル軸方向ＴＡ端部にそれぞれ上下に２ヶ所ずつ形成するものとするが、ボルト孔１４ａの配置や数は限定されるものではない。
【００５９】
この他の外板部１１の構成は、第１の実施の形態で示した外板部１１と同様なため詳細な説明は省略する。同様に、隙間カバー１６も第１の実施の形態で示した隙間カバー１６と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
内板部１２は、図６（ｂ）に示すように、外板部１１の内側（地山と反対側）であって、トンネル軸方向ＴＡの前後のフランジ部１３，１３の間に配設された鋼製の板状部材である。なお、内板部１２を構成する材料は限定されるものではない。
【００６１】
内板部１２のトンネル周方向ＴＣの両端部には、図７（ａ）に示すように、内板継手板（連結部）１５が形成されており、内板部１２と内板継手板１５，１５により形成されるピースの横断面は門型状（トンネル外周側に開口する溝形）に形成されている。内板継手板１５には、隣接する他の可撓セグメント１０と連結するためのボルト孔１５ａが所定のピッチで形成されている（図６（ｂ）参照）。本実施形態では、ボルト孔１５ａを２ヶ所形成するものとするが、ボルト孔１５ａの配置や数は限定されるものではない。
【００６２】
また、内板１２には、内板継手板１５のボルト孔１５ａの位置に対応して、ボルト締め口１２ａが形成されており、後記する弾性体４の箱抜き４ａを介して、可撓セグメント１０同士を接合する際のボルト締めを行うことが可能となるように構成されている。
【００６３】
内板部１２は、図７（ａ）に示すように、円弧の中心角が外板部１１の円弧の中心角と同じ角度に形成されていて、両端の内板継手板１５，１５が、外板継手板１４，１４と面一を呈している。
【００６４】
内板部１２は、図７（ｂ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２と連結されることにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、前後のフランジ部１３，１３の間において前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとに跨って配置された状態で、前側外筒部２ａと後側外筒部２ｂとにそれぞれ弾性体４を介して連結されている。
【００６５】
内筒部３は、図７（ｂ）に示すように、内板部１２同士を、両内板継手板１５のボルト孔１５ａ，１５ａを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定されることで形成される。
【００６６】
弾性体４は、図６（ｂ）および図７（ａ）に示すように、前側外板部１１ａと内板部１２との間および後側外板部１１ｂと内板部１２との間にそれぞれ配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、直方体を呈するゴムブロックを使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。なお、弾性体４の形状寸法は、想定されるトンネルに作用する外力に応じて設定する。
【００６７】
弾性体４は、外周面が外板部１１の内周面、内周面が内板部１２の外周面に接着固定されている。なお、弾性体４の外板部１１および内板部１２への固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段から選定して行えばよい。
【００６８】
図７（ａ）に示すように、弾性体４は、トンネル周方向ＴＣ端部には、凸部４ｂが形成されていて、その断面が凸字状に形成されている。凸部４ｂの先端面は、外板継手板１４および内板継手板１５と面一を呈するように構成されている。
【００６９】
また、弾性体４の内板継手板１５のボルト孔１５ａに対応する箇所には、箱抜き４ａが形成されており、可撓セグメント１０同士を接合する際に、ボルト３０の締付作業を行うことが可能に構成されている。
【００７０】
さらに、弾性体４のトンネル周方向ＴＣ端面と外板継手板１４および内板継手板１５との間には空間４ｃが形成されており、弾性体４と外板継手板１４または内板継手板１５とが接触することで、弾性体４の変形が制限されることがないように構成されている。
【００７１】
弾性体４は、図７（ｂ）に示すように、可撓セグメント１０同士を連結してセグメントリング１を形成することにより、隣接する他の弾性体４と連続した弾性体４のリングを形成する。
本実施形態では、トンネル周方向ＴＣで隣り合う弾性体４同士を、止水材を介して圧着することで、または接着剤等を介して接着することで一体化するものとする。
【００７２】
外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３は、シールドトンネル用可撓リング１の前後に接続するセグメントリングＲと接合される接合フランジ５の一部を構成する部材であって、図６（ｂ）に示すようにセグメントリングＲの接合手段に対応した接合手段（本実施形態ではボルト孔１３ａ）を有して形成されている。なお、ボルト孔１３ａの配置や寸法は限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
【００７３】
フランジ部１３は、複数の外板部１１，１１，…を連結して外筒部２が形成されることで円環状の接合フランジ５を構成する。
【００７４】
シールドトンネル用可撓リング１は、図７（ｂ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…の外板部１１同士を互いのボルト孔１４ａ，１４ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結するとともに、内板部１２同士を互いのボルト孔１５ａ，１５ａを貫通して配設されたボルト３０，３０，…を介して連結することにより円環状に形成される。また、弾性体４同士は互いに止水材を介して圧着または接着剤を介して接着されているため、リング状に一体化されている。さらに、図６（ａ）に示すように、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて、配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態でシールドトンネル用可撓リング１が配置される。
【００７５】
以上、本実施形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する（図４（ｂ）参照）。
【００７６】
また、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、前側外板部１１ａと後側外板部１１ｂとが離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する（図４（ｃ）参照）。
【００７７】
前記の変位（図４（ｂ）〜（ｃ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態（図４（ａ）参照）に自己復元する。
【００７８】
また、弾性体４，４，…は一体化されて、リング状に連続しているため、隙間１１ｃから地下水等が流入しても、リング状の弾性体４，４，…が、止水材として機能し、トンネル内への地下水の流入が防止される。
【００７９】
この他、第２の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リング１による作用効果は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００８０】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図８（ａ）に示すように、セグメントリングＲを連続して配置することにより構成されるシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置されている。
【００８１】
シールドトンネル用可撓リング１は、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより円環状に形成されている。
【００８２】
シールドトンネル用可撓リング１は、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２または内筒部３に形成されたフランジ部５と、を備えて構成されている。
【００８３】
可撓セグメント１０は、図８（ｂ）に示すように、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとを重ね合わせることにより構成されている。第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂは、所定の隙間を有して重合されており、この隙間に配設された弾性体４を介して連結されている。
【００８４】
また、可撓セグメント１０は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において第一ピース１０ａまたは第二ピース１０ｂに形成されたフランジ部１３，１３と、トンネル周方向ＴＣ両端部において外板部１１および内板部１２に形成された連結部（外板継手板１４，内板継手板１５）と、を備えて構成されている。
【００８５】
第一ピース１０ａは、図９（ａ）に示すように、地山に面するように形成された外板部１１を主体に形成されており、第二ピース１０ｂは、外板部１１との間に所定の隙間をあけて当該外板部１１と平行に配置された内板部１２を主体に形成されている。弾性体４は、外板部１１と内板部１２との隙間に配置され、外板部１１の内周面と内板部１２の外周面に固定されている。
【００８６】
第一ピース１０ａおよび第二ピース１０ｂは、図８（ｂ）に示すように、トンネル周方向ＴＣから望む正面視が、それぞれ鉤型（Ｌ字形）に形成されており、互いにかみ合わせるように配置されている。
【００８７】
外板部１１は、図８（ａ）に示すように、外筒部２の一部を構成するものであって、複数の可撓セグメント１０，１０，…を組み合わせることにより筒状に形成される。なお、外板部１１を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態では鋼製部材により構成する。
【００８８】
図９（ａ）に示すように、外板部１１のトンネル周方向ＴＣ端部には、外板継手板１４，１４が形成されている。外板部１１と外板継手板１４，１４とにより形成された第一ピース１０ａは、断面門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。
【００８９】
外板継手板１４は、図８（ｂ）に示すように、フランジ部１３側はフランジ部１３の桁高（セグメントリングＲの各セグメントピースの厚さと同等の桁高）を有し、内板部１２に対応する部分では、桁高が小さく形成されている。つまり、外板継手板１４は、鉤形（Ｌ字形）に形成されている。また、外板継手板１４には、複数のボルト孔１４ａ，１４ａ，…が所定の間隔で形成されている。
【００９０】
外板部１１は、図９（ｂ）に示すように、トンネル軸方向ＴＡの端部（隣接するセグメントリングＲ側の端部）にフランジ部１３が形成されていることで、断面Ｌ字状に形成されている。
【００９１】
内板部１２は、図１０（ａ）に示すように、内筒部３の一部を形成するものであって、隣接する他の内板部１２同士を、連結ピース２０を介して連結することにより筒状に形成される。そして、内筒部３は、外筒部２と弾性体４を介して連結されている。
【００９２】
第二ピース１０ｂにおいて、図９（ｂ）に示すように、内板部１２のトンネル軸方向ＴＡの端部（隣接するセグメントリングＲ側の端部）と、フランジ部１３との間には、内板部１２とフランジ部１３とをつなぐ繋ぎ部１７が一体に形成されている。
【００９３】
内板部１２は、図９（ａ）に示すように、トンネル周方向ＴＣ端部に内板継手板１５，１５が形成されていることで、トンネル周方向ＴＣの断面が門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。
内板継手板１５には、複数のボルト孔１５ａ，１５ａ，…が所定の間隔で形成されている。
【００９４】
繋ぎ部１７は、Ｌ字状断面を呈しており、トンネル周方向に隣接する繋ぎ部１７同士を連結することにより筒状に形成される。
【００９５】
繋ぎ部１７の外周面は、外板部１１の外周面と面一であるとともに地山に面している。なお、繋ぎ部１７と一体に形成されたフランジ部１３は、外板部１１に一体に形成されたフランジ部１３と同形状に形成されている。
【００９６】
繋ぎ部１７は、図８（ｂ）に示すように、トンネル周方向ＴＣに対する長さが、外板部１１と同じ長さに形成されており、その端部が、内板部１２よりも突出している。
繋ぎ部１７のトンネル周方向ＴＣ端部に繋ぎ部継手板１８が形成されていることで、トンネル周方向ＴＣの断面が門型状（トンネル内空側に開口する溝型形断面）を呈している。繋ぎ部継手板１８には、複数のボルト孔１８ａ，１８ａ，…が所定の間隔で形成されている。繋ぎ部１７同士は、互いの繋ぎ部継手板１８を、そのボルト孔１８ａ，１８ａを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定することにより連結される。
【００９７】
内筒部３は、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、内板部１２，１２，…と連結ピース２０，２０，…とを、内板継手板１５のボルト孔１５ａと継手板２２のボルト孔２２ａとを挿通して配設されたボルト３０により締め付け固定することにより形成される。
【００９８】
連結ピース２０の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。
【００９９】
外板部１１および内板部１２は、図８（ｂ）に示すように、それぞれフランジ部１３よりも地山側または内空側に突出することがないように、所定の間隔をあけて重ね合わされている。
つまり、外板部１１の外周面は、内板部１２に形成されたフランジ部１３の地山側端面および繋ぎ部１７の地山側面と平面をなし、内板部１２の内板継手板１５の内空側端面は、外板部１１に形成されたフランジ部１３の内空側端面と平面をなすように、外板部１１と内板部１２が重ね合わされている。
【０１００】
また、外板部１１の端部と内板部１２の繋ぎ部１７との間（第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの間）には、トンネル軸方向ＴＡに対して、所定の間隔（隙間１１ｃ）を有しており、この隙間１１ｃには、隙間カバー１６が介設されている。
【０１０１】
隙間カバー１６は、可撓セグメント１０内への土砂の流入を防止する樹脂製板材であって、外板部１１と繋ぎ部１７とに跨って配設されている。
隙間カバー１６は、外板部１１と繋ぎ部１７との間に形成された隙間１１ｃにおいて、たわんだ状態（断面Ω形状）で配設されている。この他、隙間カバー１６に関する事項は第１の実施の形態で示した内容と同様なため詳細な説明は省略する。
【０１０２】
弾性体４は、図８（ｂ）に示すように、外板部１１と内板部１２との間に配設されている。
本実施形態では、弾性体４として、断面矩形のゴム材を使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。
この他、弾性体４に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１０３】
また、この他の、外板部１１、内板部１２およびフランジ部１３に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１０４】
第３の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リング１は、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、各可撓セグメント１０，１０，…同士を連結部（外板継手板１４,内板継手板１５，繋ぎ部継手板１８）および連結ピース２０を介して連結することにより円環状に形成される。そして、シールドトンネル用可撓リング１は、複数のセグメントリングＲを連続して地中に配設することにより形成されたシールドトンネルにおいて、所定の間隔毎にセグメントリングＲに代えて配置することで、前後にセグメントリングＲが連結された状態で配置される。
【０１０５】
図１１（ａ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後方向に引張力ＰＨが作用した際には、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの隙間１１ｃの間隔が離隔することにより外力Ｐ（引張力ＰＨ）を吸収する。
【０１０６】
また、図１１（ｂ）に示すように、シールドトンネル用可撓リング１にトンネル軸方向ＴＡの前後から圧縮力ＰＡが作用した際には、第一ピース１０ａと第二ピース１０ｂとの隙間１１ｃの間隔が縮まる変位により外力Ｐ（圧縮力ＰＡ）を吸収する。
【０１０７】
このように、シールドトンネル用可撓リング１に変位（図１１（ａ）および（ｂ）参照）が生じた際には、弾性体４の変形を利用して当該変位を吸収しているため、外力Ｐによる変位が取り去られれば、元の状態に自己復元する。
【０１０８】
以上、第３の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、第１の実施の形態に示すシールドトンネル用可撓リング１と同様の効果を得ることが可能となる。
弾性体４は、第一ピース１０ａおよび第二ピース１０ｂと隙間をあけて配置されていることで、シールドトンネル用可撓リング１に外力Ｐが作用して弾性体４が変形する際に弾性体４が第一ピース１０ａまたは第二ピース１０ｂに接触することがない。そのため、弾性体４によりシールドトンネル用可撓リング１の変位吸収が制限されることがない。
【０１０９】
なお、第３の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１では、隣り合う弾性体４同士が隙間を有して配設されるものとしたが、弾性体４同士がリング状に連続するように配置されていてもよいことはいうまでもない。
【０１１０】
＜第４の実施の形態＞
第４の実施の形態にかかるシールドトンネル用可撓リング１は、図１２（ａ）および（ｂ）に示すように、外周面が地山に面する外筒部２と、外筒部２の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部３と、外筒部２と内筒部３との隙間に配置され、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に固定された弾性体４と、トンネル軸方向ＴＡの前端および後端において外筒部２または内筒部３に形成されたフランジ部５と、を備えて構成されている。
【０１１１】
外筒部２および内筒部３は、予め円筒状に形成された鋼製部材からなり、それぞれの一方の端部にはフランジ部５が一体に形成されている。
【０１１２】
弾性体４は、リング状に形成されたゴム材であって、外筒部２と内筒部３との間において、外筒部２の内周面と内筒部３の外周面に接着固定されている。弾性体４は、リング状を呈し、外筒部２および内筒部３に密着しているため、外筒部２と内筒部３との間に形成された隙間から地下水が流入した場合であっても、止水材として機能し、トンネル内への地下水の流入を防止する。
本実施形態では、弾性体４として、断面矩形のゴム材を使用するものとするが、弾性体４を構成する材料および断面形状は限定されるものではない。
【０１１３】
なお、弾性体４は、必ずしもリング状に形成されている必要はなく、図１２（ｃ）に示すように、トンネル周方向ＴＣに対して複数に分割されていてもよい。
また、弾性体４は、図１２（ｄ）に示すようにトンネル軸方向ＴＡに対して、複数に分割されていてもよい。
この他、弾性体４に関する事項は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
以上、第４の実施の形態のシールドトンネル用可撓リング１によれば、第１の実施の形態に示すシールドトンネル用可撓リング１と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】第１の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図３】（ａ）は図２に示す可撓セグメンのトンネル周方向断面図、（ｂ）は連結ピースを示す断面図、（ｃ）は図１に示すシールドトンネル用可撓リングの横断面図である。
【図４】（ａ）は図１に示すシールドトンネル用可撓リングのＡ−Ａ断面図、（ｂ）〜（ｃ）は同シールドトンネル用可撓リングに外力が作用した状況を示すＡ−Ａ断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は弾性体のせん断変形の説明図である。
【図６】（ａ）は第２の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図、（ｂ）は第２の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図７】（ａ）は図６（ｂ）に示す可撓セグメンのトンネル周方向断面図、（ｂ）は図６（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングの横断面図である。
【図８】（ａ）は第３の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す斜視図、（ｂ）は第３の実施の形態に係る可撓セグメントを示す斜視図である。
【図９】（ａ）は、図８（ｂ）に示す可撓セグメントのトンネル周方向断面図、（ｂ）は同可撓セグメントのトンネル軸方向断面図である。
【図１０】（ａ）は図８（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングのＢ−Ｂ断面図、（ｂ）は同Ｃ−Ｃ断面図、である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は図８（ａ）に示すシールドトンネル用可撓リングに外力が作用した状況を示すＤ−Ｄ断面図である。
【図１２】第４の実施の形態に係るシールドトンネル用可撓リングを示す図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）分解斜視図、（ｃ）および（ｄ）は変形例である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ シールドトンネル用可撓リング
１０ 可撓セグメント
１１ 外板部
１１ａ 前側外板部
１１ｂ 後側外板部
１２ 内板部
１３ フランジ部
１４ 外板継手板（連結部）
１５ 内板継手板（連結部）
２ 外筒部
２ａ 前側外筒部
２ｂ 後側外筒部
３ 内筒部
４ 弾性体
５ 接合フランジ
Ｒ セグメントリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面が地山に面する外筒部と、
前記外筒部の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部と、
前記外筒部と前記内筒部との隙間に配置され、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に固定された弾性体と、
トンネル軸方向の前端および後端において前記外筒部または前記内筒部に形成された接合フランジと、を備えることを特徴とするシールドトンネル用可撓リング。
【請求項２】
前記外筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側外筒部と後側外筒部とを有し、
前記接合フランジは、前記前側外筒部と前記後側外筒部にそれぞれ形成されていて、
前記内筒部は、前後の前記接合フランジの間において前記前側外筒部と前記後側外筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側外筒部と前記後側外筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のシールドトンネル用可撓リング。
【請求項３】
前記内筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有し、
前記接合フランジは、前記前側内筒部と前記後側内筒部にそれぞれ形成されていて、
前記外筒部は、前記内筒部の外周側において前記前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のシールドトンネル用可撓リング。
【請求項４】
複数の可撓セグメントを組み合わせることにより形成されるシールドトンネル用可撓リングであって、
前記各可撓セグメントが、地山に面して配置される外板部と、
前記外板部との間に所定の隙間をあけて配置された内板部と、
前記外板部と前記内板部との隙間に配置され、前記外板部の内周面と前記内板部の外周面に固定される弾性体と、
トンネル軸方向の前端および後端のそれぞれにおいて前記外板部または前記内板部に形成されたフランジ部と、
トンネル周方向両端部において少なくとも前記外板部または前記内板部に形成された連結部と、を備えており、
複数の前記可撓セグメントを組み合わせることにより複数の前記外板部が外筒部を形成するとともに複数の前記内板部が内筒部を形成することを特徴とするシールドトンネル用可撓リング。
【請求項１】
外周面が地山に面する外筒部と、
前記外筒部の内周面に沿って、所定の隙間を有して形成された内筒部と、
前記外筒部と前記内筒部との隙間に配置され、前記外筒部の内周面と前記内筒部の外周面に固定された弾性体と、
トンネル軸方向の前端および後端において前記外筒部または前記内筒部に形成された接合フランジと、を備えることを特徴とするシールドトンネル用可撓リング。
【請求項２】
前記外筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側外筒部と後側外筒部とを有し、
前記接合フランジは、前記前側外筒部と前記後側外筒部にそれぞれ形成されていて、
前記内筒部は、前後の前記接合フランジの間において前記前側外筒部と前記後側外筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側外筒部と前記後側外筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のシールドトンネル用可撓リング。
【請求項３】
前記内筒部が、トンネル軸方向の前後に所定の間隔を有して配置された前側内筒部と後側内筒部とを有し、
前記接合フランジは、前記前側内筒部と前記後側内筒部にそれぞれ形成されていて、
前記外筒部は、前記内筒部の外周側において前記前側内筒部と後側内筒部とに跨って配置されており、かつ、前記前側内筒部と後側内筒部とにそれぞれ前記弾性体を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載のシールドトンネル用可撓リング。
【請求項４】
複数の可撓セグメントを組み合わせることにより形成されるシールドトンネル用可撓リングであって、
前記各可撓セグメントが、地山に面して配置される外板部と、
前記外板部との間に所定の隙間をあけて配置された内板部と、
前記外板部と前記内板部との隙間に配置され、前記外板部の内周面と前記内板部の外周面に固定される弾性体と、
トンネル軸方向の前端および後端のそれぞれにおいて前記外板部または前記内板部に形成されたフランジ部と、
トンネル周方向両端部において少なくとも前記外板部または前記内板部に形成された連結部と、を備えており、
複数の前記可撓セグメントを組み合わせることにより複数の前記外板部が外筒部を形成するとともに複数の前記内板部が内筒部を形成することを特徴とするシールドトンネル用可撓リング。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−７３２０（Ｐ２０１０−７３２０Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６６３４９（Ｐ２００８−１６６３４９）
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２５日（２００８．６．２５）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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