トンネルリングとその連結方法
【課題】セグメントの種類を少なくでき、キーセグメントの切羽側からの押し込みストロークも小さくできるようにする。
【解決手段】内外周面１３，１４が円弧面状に形成され、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きの傾斜線分に沿わせて形成したトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを備えたセグメントＫ，Ｑの複数を、継手面どうしを隣り合わせて円筒状に連結してあり、継手面の夫々が内周面１３との交差箇所の法線Ｌに対して外周面側ほどトンネル周方向中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、継手面の夫々が法線に対して内周面側ほど中央寄りに傾斜している第２セグメントＱとを、第１セグメントをキーセグメントＫＳにしてトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してある。
【解決手段】内外周面１３，１４が円弧面状に形成され、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きの傾斜線分に沿わせて形成したトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを備えたセグメントＫ，Ｑの複数を、継手面どうしを隣り合わせて円筒状に連結してあり、継手面の夫々が内周面１３との交差箇所の法線Ｌに対して外周面側ほどトンネル周方向中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、継手面の夫々が法線に対して内周面側ほど中央寄りに傾斜している第２セグメントＱとを、第１セグメントをキーセグメントＫＳにしてトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリング、及び、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル周方向で隣り合うトンネル用セグメントを、各セグメントのトンネル周方向両端部に形成したトンネル周方向継手面どうしを突き合わせて互いに円筒状に連結してあるトンネルリングにおいては、一般に、トンネル周方向で隣り合うセグメントのうちの、左右の設置済み既設セグメント間に最後に設置するセグメント（以下、キーセグメントという）を、その左右の既設セグメント間に設置するにあたって、左右の既設セグメント間に入り込ませたキーセグメントが自重で落下しないように、キーセグメントのトンネル周方向継手面の夫々を左右の既設セグメントのトンネル周方向継手面に載置支持して、キーセグメントを既設セグメントに容易に連結できるようにしてある。
つまり、キーセグメントのトンネル周方向継手面の夫々を、そのトンネル周方向継手面とセグメント内周面との交差箇所における法線に対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してあり、左右の既設セグメント側のトンネル周方向継手面の夫々は、キーセグメントのトンネル周方向継手面に対して略平行に対向させることができるように傾斜させてある。
このため、キーセグメントを左右の既設セグメント間に入り込ませるにあたって、そのキーセグメントを左右の既設セグメント間に切羽側から押し込む必要があるが、キーセグメントの抗口側部分を左右の既設セグメント間に予めトンネル径方向から入り込ませておいて、切羽側からの短い押し込みストロークで既設セグメント間に押し込めるように、キーセグメントにおける一対のトンネル周方向継手面どうしが抗口側ほど互いに近接するように、一対のトンネル周方向継手面をトンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるとともに、その継手面に突き合わせる左右の既設セグメント側の一対のトンネル周方向継手面どうしが抗口側ほど互いに近接するように、一対のトンネル周方向継手面をトンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してある。
また、上記トンネルリングにおいては、トンネルの構築コストを安くする上で、トンネルリングを構成するセグメントの種類が少ないことが望ましい。
このため、従来のトンネルリングＲでは、図１２に例示するように、キーセグメントＫＳも、キーセグメントＫＳ以外の残りのセグメントＳも同じ寸法形状のセグメントＴで構成して、円筒状に連結してある。
つまり、一対のトンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）をトンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してある同じ寸法形状のセグメントＴ（Ｓ，ＫＳ）の複数を、トンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）どうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結できるように、トンネル周方向継手１ｔ（１ｓ，１ｋ）の夫々を、そのトンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）との交差箇所における内周面１３又は外周面１４の法線Ｌに沿わせて形成してある（例えば、特許文献１参照）。
また、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面どうしが互いに傾斜しているテーパトンネルリングは、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することにより、トンネルの曲線区間を構築したり、トンネルの延伸方向を微調整したりすることができる。
従来のテーパトンネルリングＲ（Ｒ１，Ｒ２）は、図１３に例示するように、一対のトンネル周方向継手面１ａをトンネル軸線Ｘに対して平行に形成してある複数のセグメントＡと、一方のトンネル周方向継手面１ｂ１をトンネル軸線Ｘに対して平行に形成してあり、かつ、他方のトンネル周方向継手面（以下、キーセグメント連結用継手面という）１ｂ２をトンネル軸線Ｘに対して傾斜する方向に形成してある左右対称な２種類のセグメントＢ１，Ｂ２と、一対のトンネル周方向継手面１ｋをトンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるキーセグメントＫＳとの４種類のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳをトンネル周方向で隣り合わせて円筒状に互いに連結してある。
つまり、複数のセグメントＡどうしをトンネル周方向で隣り合わせて互いに連結して、トンネルリングＲの下部を構築しておき、それらの連結してあるセグメントＡのうちの、両端部に連結してあるセグメントＡに、セグメントＢ１とセグメントＢ２とを、キーセグメント連結用継手面１ｂ２どうしがトンネルリングの上部で互いに対向するように連結し、最後に、セグメントＢ１とセグメントＢ２のキーセグメント連結用継手面１ｂ２にキーセグメントＫＳを連結してある。
そして、これら４種類のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳをトンネル周方向で順に隣り合わせて円筒状に連結することにより、各セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線方向継手面２ａ，２ｂ，２ｋどうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面１５を隣り合うトンネルリングＲのトンネルリング継手面１５に突き合わせた状態で、トンネルリングＲどうしを連結可能に構成してあるとともに、少なくとも一方のトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）が、トンネル軸線Ｘに対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成されるように、各セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線方向継手面２ａ，２ｂ，２ｋを形成してある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２４７８９８号公報
【特許文献２】特開平２−３５１９５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、図１２に例示する従来のトンネルリングＲは、各セグメントＴ（Ｓ，ＫＳ）のトンネル周方向に沿う断面形状が、外周面１４側のトンネル周方向長さが内周面１３側のトンネル周方向長さよりも長い扇形となるので、図１２（ロ）に例示するように、キーセグメントＫＳの抗口側部分を左右の既設セグメントＳ間に予めトンネル径方向から入り込ませるにあたって、キーセグメントＫＳの外周面１４側が左右の既設セグメントＳの内周面１３側に接触しないように、キーセグメントＫＳを、その位置を切羽側にずらした姿勢でトンネル径方向から入り込ませる必要があり、その分、キーセグメントＫＳの切羽側からの押し込みストロークが長くなる欠点がある。
また、図１３に例示する従来のテーパトンネルリングＲは、例えば、図１３（イ）に例示するトンネルリングＲ１に対して、トンネルリングＲ２をトンネル軸線Ｘ周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するにあたって、トンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳと同じ寸法形状のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるトンネルリングＲ２を所望角度になるように相対回転させると、セグメントＢ１とセグメントＢ２のキーセグメント連結用継手面１ｂ２をトンネルリング上部において互いに対向させることができず、その結果、キーセグメントＫＳをトンネルリング上部において連結できない場合は、図１３（イ）に例示するトンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳとは別の寸法形状のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるテーパトンネルリングＲ２、つまり、図１３（ロ）に例示するように、トンネルの曲げ区間を所定の曲率で構築することができるように、或いは、トンネル延伸方向が所定の方向になるように微調整することができるように設置でき、しかも、キーセグメントＫをトンネルリング上部において連結できるように、トンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳとはトンネル軸線Ｘに沿う幅が異なるセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるテーパトンネルリングＲ２を、図１３（ハ）に示すように連結する必要があり、セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線Ｘに沿う幅がテーパトンネルリングＲ１，Ｒ２毎に異なるので、セグメントの種類が増える欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、トンネルリングを構成するセグメントの種類を少なくすることができ、キーセグメントの切羽側からの押し込みストロークも小さくすることが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、内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリングであって、
前記トンネル周方向継手面の夫々が、そのトンネル周方向継手面と前記内周面との交差箇所における法線に対して外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、前記トンネル周方向継手面の夫々が前記法線に対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントとで構成し、前記第１セグメントの一つをキーセグメントにして、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
図２，図４，図５に例示するように、トンネル周方向継手面１ｋの夫々が、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントＫと、トンネル周方向継手面１ｑの夫々が法線Ｌに対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントＱとで構成してある。
つまり、第１セグメントＫは、トンネル周方向継手面１ｋの夫々が、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してあるので、トンネル周方向に沿う断面形状を、図１２に例示した従来の扇形断面形状のセグメントＴに比べて、外周面１４側のトンネル周方向長さが短く、かつ、内周面１３側のトンネル周方向長さが長い形状にすることができる。
また、第２セグメントＱは、トンネル周方向継手面１ｑの夫々が法線Ｌに対して内周面１３側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜しているので、トンネル周方向に沿う断面形状を、図１２に例示した従来の扇形断面形状のセグメントＴに比べて、外周面１４側のトンネル周方向長さが長く、かつ、内周面１３側のトンネル周方向長さが短い形状にすることができる。
そして、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、第１セグメントＫと第２セグメントＱとを、図１（イ）に例示するように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結してあるので、図１（ロ）に例示するように、キーセグメントとしての第１セグメントＫ（ＫＳ）を、そのトンネル周方向継手面１ｋが抗口側ほど互いに近接する姿勢で、キーセグメントＫＳの外周面１４が左右の設置済み既設第２セグメントＱの内周面１３に接触しないように、予めトンネル径方向から入り込ませるにあたって、キーセグメントＫＳの位置を従来よりも抗口側に近づけて、トンネル径方向から入り込ませることができる。
従って、連結するべきセグメントの種類を少なくすることができ、キーセグメントの切羽側からの押し込みストロークも小さくすることができる。
尚、第１セグメントＫの端面の角度を外周面側ほど中央寄りにしていき、平行位置を越えた場合には、押し込みストロークが不要となるが、キーセグメントが自重にて落下してしまうため、近接角度は平行位置を越えないことが必要となる。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、前記第１セグメントと前記第２セグメントの夫々がトンネル軸線方向両端部にトンネル軸線方向継手面を備えていて、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、前記トンネル軸線方向継手面どうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面を隣り合うトンネルリングのトンネルリング継手面に突き合わせた状態で、トンネルリングどうしを連結可能に構成してあり、少なくとも一方の前記トンネルリング継手面を、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成してある点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面どうしが互いに傾斜しているテーパトンネルリングを構成して、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することにより、トンネルの曲線区間を所定の曲率で構築したり、トンネル延伸方向が所定の方向になるように微調整することができる。
そして、そのテーパトンネルリングを、前述の複数の第１セグメントと複数の第２セグメントとを、第１セグメントの一つをキーセグメントにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してあるので、テーパトンネルリングでトンネルの曲線区間を所定の曲率で構築したり、トンネルの延伸方向が所定の方向になるように微調整したりするために、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するにあたって、図１３（ロ），（ハ）に示したような別途製作した別寸法のセグメントでテーパトンネルリングを構築することなく、複数の第１セグメントのうちのいずれかをトンネルリングの上部において連結するキーセグメントとするテーパトンネルリングを設置することが可能になり、テーパトンネルリングを構成するセグメントの種類を少なくすることができる。
【０００９】
本発明の第３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に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法であって、請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、前記第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結する点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリング、つまり、テーパトンネルリングを隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、そのテーパトンネルリングを構成する第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結するので、図１３（ロ）例示したような別途製作した別寸法のセグメントでテーパトンネルリングを構築することなく、第１セグメントをトンネルリングの略上部において連結するキーセグメントとするテーパトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することができる。
すなわち、トンネル最大曲率に合わせたテーパトンネルリングをトンネル軸線周りで相対的に回転させて組み合わせることで、直線から最大曲率までの略任意のカーブに対応させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は、本発明によるトンネルリングＲを示し、内周面１３側と外周面１４側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを備えている二種類のトンネル用セグメントＫ，Ｑの複数、つまり、第１セグメントＫの三つと第２セグメントＱの三つとを、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で交互に隣り合わせて、トンネル周方向両端部のトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしを互いに平行に突き合わせた状態で互いに円筒状に連結してある。
【００１２】
前記セグメントＫ，Ｑの夫々は、図４，図５に示すように、トンネル軸線Ｘ方向両端部のトンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑを形成する互いに平行な二枚の側板
４ｋ，４ｑ，５ｋ，５ｑと、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを形成する二枚の端板６ｋ，６ｑと、トンネル外周面側を形成する底板７ｋ，７ｑとで、平面視で略等脚台形、かつ、トンネル軸線Ｘに沿う方向視で円弧状に形成した金属（ダクタイル鋳鉄）製セグメント本体８ｋ，８ｑを設けて構成してある。
【００１３】
前記側板４ｋ，４ｑ，５ｋ，５ｑの夫々には、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を貫通形成してあるとともに、端板６ｋ，６ｑの夫々には、トンネル周方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を貫通形成してある。
【００１４】
前記セグメント本体８ｋ，８ｑのトンネル内周側は、トンネル軸線Ｘ方向に沿う桁板１０とトンネル周方向に沿う桁板１１とで格子状に区画してあり、ボルト孔９が臨んでいる区画空間部分を除いて、残りの区画空間部分にコンクリート１２を充填して、内周面１３側と外周面１４側とをトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成してある。
【００１５】
そして、図１〜図３に示すように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑの内周面１３及び外周面１４に対する交差角が互いに異なる第１セグメントＫと第２セグメントＱとの二種類のセグメントを、第１セグメントＫの一つを左右の第２セグメントＱ間に切羽側から押し込むキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、トンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑどうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）をトンネル軸線Ｘ方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面１５を隣り合うトンネルリングＲのトンネルリング継手面１５に突き合わせた状態で、トンネルリングＲどうしを連結可能に構成してある。
【００１６】
また、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を、各トンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑにおいて隣り合うボルト孔９どうしのピッチＰも、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを挟んで隣り合うボルト孔９どうしのピッチＰも同じピッチＰになるように形成して、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うトンネルリングＲどうしをピッチＰ単位で相対回転させた状態で、互いに連結可能に構成してある。
【００１７】
つまり、第１セグメントＫは、トンネル周方向継手面１ｋの夫々を、図４（ロ）に示すように、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて左右対称に形成してあるとともに、図２，図４（イ）に示すように、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してある。
【００１８】
具体的には、トンネル周方向継手面１ｋの夫々を、内周面１３側のトンネル周方向両端縁Ｕどうしを結ぶ線分Ｗ１に対して内周面１３側のトンネル周方向両端縁Ｕの夫々において直交する線分Ｗ２よりも、外周面１４側のトンネル周方向両端縁Ｖがトンネル周方向外方側に突出している形状に形成してある。
【００１９】
前記第２セグメントＱは、図５に示すように、トンネル周方向継手面１ｑの夫々を、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて左右対称に形成してあるとともに、そのトンネル周方向継手面１ｑと内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対して内周面１３側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜させてある。
【００２０】
そして、第１セグメントＫと第２セグメントＱとを、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、図３に示すように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしを互いに略並行に対向させて、第１セグメントＫはそのトンネル周方向継手面１ｋが抗口側ほど互いに近接する姿勢で、また、第２セグメントＱはそのトンネル周方向継手面１ｑが切羽側ほど互いに近接する姿勢でトンネル周方向で交互に隣り合わせて、円筒状にボルト連結してある。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図６は、第１実施形態の変形例を示し、第１セグメントＫの一つに代えて、第１セグメントＫよりも周方向長さが短いセグメントＫ’と平面視で略平行四辺形のセグメントＳとを介在させて円筒状に連結してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図７〜図１０は、本発明によるトンネルリングの別実施形態を示し、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）とを、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することによりトンネル軸線Ｘ方向両端部に形成されるトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）の双方が、図９に示すように、トンネル軸線Ｘに対して互いに対向する方向に同じ角度だけ傾斜する傾斜継手面に形成されるように、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）のトンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑを形成して、テーパトンネルリングＲを構成してある。
【００２３】
前記トンネルリングＲの最大幅となる位置、及び、最小幅となる位置は、第１セグメントＫ或いは第２セグメントＱの中央部になるようにし、夫々のセグメントＫ，Ｑが左右対称になるようにすることで、組立に際しての取り扱いを容易にしている。
【００２４】
図１１は、本実施形態のトンネルリング（テーパトンネルリング）Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）どうしを隣り合わせて、トンネル軸線Ｘ周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法を示し、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）とを、第１セグメントＫのうちの一つ（本実施形態では第１セグメントＫ１）をキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、一方のテーパトンネルリングＲ１を先行して設置しておく。
【００２５】
次に、後続して設置する他方のテーパトンネルリング（以下、後続テーパトンネルリングという）Ｒ２が、先行して設置してある一方のテーパトンネルリング（以下、先行テーパトンネルリングという）Ｒ１に対してトンネル軸線Ｘ周りでボルトピッチＰ単位で所望角度相対回転させた姿勢で連結されるように、後続テーパトンネルリングＲ２を構成する第１セグメントＫと第２セグメントＱを、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）のうちのトンネル周方向で略上部に位置させ、切羽側より押し込むキーセグメントＫＳになる第１セグメントＫ２を残して、後続テーパトンネルリングＲ１の下部を構成するセグメントから順に、トンネル軸線Ｘに沿う向きが交互に逆向きになるように、かつ、先行テーパトンネルリングＲ１のセグメントＱ，Ｋに対して千鳥状に配置して、先行テーパトンネルリングＲ１のトンネルリング継手面１５ａに連結する。
【００２６】
そして、第１セグメントＫのうちのキーセグメントＫＳになる第１セグメントＫ２を、トンネル周方向で互いに対向している第２セグメントＱ１と第２セグメントＱ３とに連結するとともに、後続テーパトンネルリングＲ１のトンネルリング継手面１５ａに連結して、後続テーパトンネルリングＲ２を先行テーパトンネルリングＲ１に連結する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２７】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネルリングは、コンクリート製トンネル用セグメントの複数を円筒状に連結してあっても良い。
２．本発明によるトンネルリングは、トンネル周方向で隣り合うセグメントどうしをコーンコネクターや水平コッター式継手金物などで連結してあっても良い。
３．本発明によるトンネルリングは、第１セグメントと第２セグメントとを、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きで、かつ、非対称にに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えたセグメントで構成してあっても良い。
４．第２特徴構成に対応する本発明によるトンネルリングは、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面のうちの一方が、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿って形成され、他方のトンネルリング継手面は、トンネル軸線に対して直交する方向に沿って形成される片テーパトンネルリングであっても良い。
５．第２特徴構成に対応する本発明によるトンネルリングは、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面の夫々が、トンネル軸線に対して直交する方向に沿って形成される平行トンネルリング（直線区間用のトンネルリング）に対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するために使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】トンネルリングの斜視図
【図２】トンネルリングの切羽側から見た正面図
【図３】トンネルリングの展開図
【図４】（イ）第１セグメントの抗口側から見た正面図，（ロ）第１セグメントのトンネル内面側から見た平面図
【図５】（イ）第２セグメントの抗口側から見た正面図，（ロ）第２セグメントのトンネル内面側から見た平面図
【図６】第２実施形態を示すトンネルリングの展開図
【図７】第３実施形態を示すトンネルリングの斜視図
【図８】第３実施形態を示すトンネルリングの切羽側から見た正面図
【図９】第３実施形態を示すトンネルリングの側面図
【図１０】第３実施形態を示すトンネルリングの展開図
【図１１】第３実施形態のトンネルリングの連結方法を示す斜視図
【図１２】従来技術の説明図
【図１３】従来技術の説明図
【符号の説明】
【００２９】
１ｋ 継手面
１ｑ 継手面
１３ 内周面
１４ 外周面
Ｋ セグメント（第１セグメント）
ＫＳ キーセグメント
Ｑ セグメント（第２セグメント）
Ｌ 法線
Ｕ 内周面側のトンネル周方向端縁
Ｗ２ 線分
Ｘ トンネル軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリング、及び、複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル周方向で隣り合うトンネル用セグメントを、各セグメントのトンネル周方向両端部に形成したトンネル周方向継手面どうしを突き合わせて互いに円筒状に連結してあるトンネルリングにおいては、一般に、トンネル周方向で隣り合うセグメントのうちの、左右の設置済み既設セグメント間に最後に設置するセグメント（以下、キーセグメントという）を、その左右の既設セグメント間に設置するにあたって、左右の既設セグメント間に入り込ませたキーセグメントが自重で落下しないように、キーセグメントのトンネル周方向継手面の夫々を左右の既設セグメントのトンネル周方向継手面に載置支持して、キーセグメントを既設セグメントに容易に連結できるようにしてある。
つまり、キーセグメントのトンネル周方向継手面の夫々を、そのトンネル周方向継手面とセグメント内周面との交差箇所における法線に対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してあり、左右の既設セグメント側のトンネル周方向継手面の夫々は、キーセグメントのトンネル周方向継手面に対して略平行に対向させることができるように傾斜させてある。
このため、キーセグメントを左右の既設セグメント間に入り込ませるにあたって、そのキーセグメントを左右の既設セグメント間に切羽側から押し込む必要があるが、キーセグメントの抗口側部分を左右の既設セグメント間に予めトンネル径方向から入り込ませておいて、切羽側からの短い押し込みストロークで既設セグメント間に押し込めるように、キーセグメントにおける一対のトンネル周方向継手面どうしが抗口側ほど互いに近接するように、一対のトンネル周方向継手面をトンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるとともに、その継手面に突き合わせる左右の既設セグメント側の一対のトンネル周方向継手面どうしが抗口側ほど互いに近接するように、一対のトンネル周方向継手面をトンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してある。
また、上記トンネルリングにおいては、トンネルの構築コストを安くする上で、トンネルリングを構成するセグメントの種類が少ないことが望ましい。
このため、従来のトンネルリングＲでは、図１２に例示するように、キーセグメントＫＳも、キーセグメントＫＳ以外の残りのセグメントＳも同じ寸法形状のセグメントＴで構成して、円筒状に連結してある。
つまり、一対のトンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）をトンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してある同じ寸法形状のセグメントＴ（Ｓ，ＫＳ）の複数を、トンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）どうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結できるように、トンネル周方向継手１ｔ（１ｓ，１ｋ）の夫々を、そのトンネル周方向継手面１ｔ（１ｓ，１ｋ）との交差箇所における内周面１３又は外周面１４の法線Ｌに沿わせて形成してある（例えば、特許文献１参照）。
また、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面どうしが互いに傾斜しているテーパトンネルリングは、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することにより、トンネルの曲線区間を構築したり、トンネルの延伸方向を微調整したりすることができる。
従来のテーパトンネルリングＲ（Ｒ１，Ｒ２）は、図１３に例示するように、一対のトンネル周方向継手面１ａをトンネル軸線Ｘに対して平行に形成してある複数のセグメントＡと、一方のトンネル周方向継手面１ｂ１をトンネル軸線Ｘに対して平行に形成してあり、かつ、他方のトンネル周方向継手面（以下、キーセグメント連結用継手面という）１ｂ２をトンネル軸線Ｘに対して傾斜する方向に形成してある左右対称な２種類のセグメントＢ１，Ｂ２と、一対のトンネル周方向継手面１ｋをトンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるキーセグメントＫＳとの４種類のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳをトンネル周方向で隣り合わせて円筒状に互いに連結してある。
つまり、複数のセグメントＡどうしをトンネル周方向で隣り合わせて互いに連結して、トンネルリングＲの下部を構築しておき、それらの連結してあるセグメントＡのうちの、両端部に連結してあるセグメントＡに、セグメントＢ１とセグメントＢ２とを、キーセグメント連結用継手面１ｂ２どうしがトンネルリングの上部で互いに対向するように連結し、最後に、セグメントＢ１とセグメントＢ２のキーセグメント連結用継手面１ｂ２にキーセグメントＫＳを連結してある。
そして、これら４種類のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳをトンネル周方向で順に隣り合わせて円筒状に連結することにより、各セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線方向継手面２ａ，２ｂ，２ｋどうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面１５を隣り合うトンネルリングＲのトンネルリング継手面１５に突き合わせた状態で、トンネルリングＲどうしを連結可能に構成してあるとともに、少なくとも一方のトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）が、トンネル軸線Ｘに対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成されるように、各セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線方向継手面２ａ，２ｂ，２ｋを形成してある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−２４７８９８号公報
【特許文献２】特開平２−３５１９５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、図１２に例示する従来のトンネルリングＲは、各セグメントＴ（Ｓ，ＫＳ）のトンネル周方向に沿う断面形状が、外周面１４側のトンネル周方向長さが内周面１３側のトンネル周方向長さよりも長い扇形となるので、図１２（ロ）に例示するように、キーセグメントＫＳの抗口側部分を左右の既設セグメントＳ間に予めトンネル径方向から入り込ませるにあたって、キーセグメントＫＳの外周面１４側が左右の既設セグメントＳの内周面１３側に接触しないように、キーセグメントＫＳを、その位置を切羽側にずらした姿勢でトンネル径方向から入り込ませる必要があり、その分、キーセグメントＫＳの切羽側からの押し込みストロークが長くなる欠点がある。
また、図１３に例示する従来のテーパトンネルリングＲは、例えば、図１３（イ）に例示するトンネルリングＲ１に対して、トンネルリングＲ２をトンネル軸線Ｘ周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するにあたって、トンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳと同じ寸法形状のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるトンネルリングＲ２を所望角度になるように相対回転させると、セグメントＢ１とセグメントＢ２のキーセグメント連結用継手面１ｂ２をトンネルリング上部において互いに対向させることができず、その結果、キーセグメントＫＳをトンネルリング上部において連結できない場合は、図１３（イ）に例示するトンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳとは別の寸法形状のセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるテーパトンネルリングＲ２、つまり、図１３（ロ）に例示するように、トンネルの曲げ区間を所定の曲率で構築することができるように、或いは、トンネル延伸方向が所定の方向になるように微調整することができるように設置でき、しかも、キーセグメントＫをトンネルリング上部において連結できるように、トンネルリングＲ１を構成しているセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳとはトンネル軸線Ｘに沿う幅が異なるセグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳで構成してあるテーパトンネルリングＲ２を、図１３（ハ）に示すように連結する必要があり、セグメントＡ，Ｂ１，Ｂ２，ＫＳのトンネル軸線Ｘに沿う幅がテーパトンネルリングＲ１，Ｒ２毎に異なるので、セグメントの種類が増える欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、トンネルリングを構成するセグメントの種類を少なくすることができ、キーセグメントの切羽側からの押し込みストロークも小さくすることが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、内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリングであって、
前記トンネル周方向継手面の夫々が、そのトンネル周方向継手面と前記内周面との交差箇所における法線に対して外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、前記トンネル周方向継手面の夫々が前記法線に対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントとで構成し、前記第１セグメントの一つをキーセグメントにして、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
図２，図４，図５に例示するように、トンネル周方向継手面１ｋの夫々が、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントＫと、トンネル周方向継手面１ｑの夫々が法線Ｌに対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントＱとで構成してある。
つまり、第１セグメントＫは、トンネル周方向継手面１ｋの夫々が、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してあるので、トンネル周方向に沿う断面形状を、図１２に例示した従来の扇形断面形状のセグメントＴに比べて、外周面１４側のトンネル周方向長さが短く、かつ、内周面１３側のトンネル周方向長さが長い形状にすることができる。
また、第２セグメントＱは、トンネル周方向継手面１ｑの夫々が法線Ｌに対して内周面１３側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜しているので、トンネル周方向に沿う断面形状を、図１２に例示した従来の扇形断面形状のセグメントＴに比べて、外周面１４側のトンネル周方向長さが長く、かつ、内周面１３側のトンネル周方向長さが短い形状にすることができる。
そして、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、第１セグメントＫと第２セグメントＱとを、図１（イ）に例示するように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結してあるので、図１（ロ）に例示するように、キーセグメントとしての第１セグメントＫ（ＫＳ）を、そのトンネル周方向継手面１ｋが抗口側ほど互いに近接する姿勢で、キーセグメントＫＳの外周面１４が左右の設置済み既設第２セグメントＱの内周面１３に接触しないように、予めトンネル径方向から入り込ませるにあたって、キーセグメントＫＳの位置を従来よりも抗口側に近づけて、トンネル径方向から入り込ませることができる。
従って、連結するべきセグメントの種類を少なくすることができ、キーセグメントの切羽側からの押し込みストロークも小さくすることができる。
尚、第１セグメントＫの端面の角度を外周面側ほど中央寄りにしていき、平行位置を越えた場合には、押し込みストロークが不要となるが、キーセグメントが自重にて落下してしまうため、近接角度は平行位置を越えないことが必要となる。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、前記第１セグメントと前記第２セグメントの夫々がトンネル軸線方向両端部にトンネル軸線方向継手面を備えていて、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、前記トンネル軸線方向継手面どうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面を隣り合うトンネルリングのトンネルリング継手面に突き合わせた状態で、トンネルリングどうしを連結可能に構成してあり、少なくとも一方の前記トンネルリング継手面を、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成してある点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面どうしが互いに傾斜しているテーパトンネルリングを構成して、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することにより、トンネルの曲線区間を所定の曲率で構築したり、トンネル延伸方向が所定の方向になるように微調整することができる。
そして、そのテーパトンネルリングを、前述の複数の第１セグメントと複数の第２セグメントとを、第１セグメントの一つをキーセグメントにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してあるので、テーパトンネルリングでトンネルの曲線区間を所定の曲率で構築したり、トンネルの延伸方向が所定の方向になるように微調整したりするために、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するにあたって、図１３（ロ），（ハ）に示したような別途製作した別寸法のセグメントでテーパトンネルリングを構築することなく、複数の第１セグメントのうちのいずれかをトンネルリングの上部において連結するキーセグメントとするテーパトンネルリングを設置することが可能になり、テーパトンネルリングを構成するセグメントの種類を少なくすることができる。
【０００９】
本発明の第３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に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法であって、請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、前記第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結する点にある。
【００１０】
〔作用及び効果〕
請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリング、つまり、テーパトンネルリングを隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、そのテーパトンネルリングを構成する第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結するので、図１３（ロ）例示したような別途製作した別寸法のセグメントでテーパトンネルリングを構築することなく、第１セグメントをトンネルリングの略上部において連結するキーセグメントとするテーパトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結することができる。
すなわち、トンネル最大曲率に合わせたテーパトンネルリングをトンネル軸線周りで相対的に回転させて組み合わせることで、直線から最大曲率までの略任意のカーブに対応させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。
〔第１実施形態〕
図１〜図３は、本発明によるトンネルリングＲを示し、内周面１３側と外周面１４側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを備えている二種類のトンネル用セグメントＫ，Ｑの複数、つまり、第１セグメントＫの三つと第２セグメントＱの三つとを、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしが互いに略並行に対向するようにトンネル周方向で交互に隣り合わせて、トンネル周方向両端部のトンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしを互いに平行に突き合わせた状態で互いに円筒状に連結してある。
【００１２】
前記セグメントＫ，Ｑの夫々は、図４，図５に示すように、トンネル軸線Ｘ方向両端部のトンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑを形成する互いに平行な二枚の側板
４ｋ，４ｑ，５ｋ，５ｑと、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを形成する二枚の端板６ｋ，６ｑと、トンネル外周面側を形成する底板７ｋ，７ｑとで、平面視で略等脚台形、かつ、トンネル軸線Ｘに沿う方向視で円弧状に形成した金属（ダクタイル鋳鉄）製セグメント本体８ｋ，８ｑを設けて構成してある。
【００１３】
前記側板４ｋ，４ｑ，５ｋ，５ｑの夫々には、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を貫通形成してあるとともに、端板６ｋ，６ｑの夫々には、トンネル周方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を貫通形成してある。
【００１４】
前記セグメント本体８ｋ，８ｑのトンネル内周側は、トンネル軸線Ｘ方向に沿う桁板１０とトンネル周方向に沿う桁板１１とで格子状に区画してあり、ボルト孔９が臨んでいる区画空間部分を除いて、残りの区画空間部分にコンクリート１２を充填して、内周面１３側と外周面１４側とをトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成してある。
【００１５】
そして、図１〜図３に示すように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑの内周面１３及び外周面１４に対する交差角が互いに異なる第１セグメントＫと第２セグメントＱとの二種類のセグメントを、第１セグメントＫの一つを左右の第２セグメントＱ間に切羽側から押し込むキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、トンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑどうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）をトンネル軸線Ｘ方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面１５を隣り合うトンネルリングＲのトンネルリング継手面１５に突き合わせた状態で、トンネルリングＲどうしを連結可能に構成してある。
【００１６】
また、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うセグメントとのボルト連結用のボルト孔９を、各トンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑにおいて隣り合うボルト孔９どうしのピッチＰも、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑを挟んで隣り合うボルト孔９どうしのピッチＰも同じピッチＰになるように形成して、トンネル軸線Ｘ方向で隣り合うトンネルリングＲどうしをピッチＰ単位で相対回転させた状態で、互いに連結可能に構成してある。
【００１７】
つまり、第１セグメントＫは、トンネル周方向継手面１ｋの夫々を、図４（ロ）に示すように、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて左右対称に形成してあるとともに、図２，図４（イ）に示すように、そのトンネル周方向継手面１ｋとセグメント内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対してセグメント外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁Ｕを夫々通る一対の互いに平行な線分Ｗ２よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成してある。
【００１８】
具体的には、トンネル周方向継手面１ｋの夫々を、内周面１３側のトンネル周方向両端縁Ｕどうしを結ぶ線分Ｗ１に対して内周面１３側のトンネル周方向両端縁Ｕの夫々において直交する線分Ｗ２よりも、外周面１４側のトンネル周方向両端縁Ｖがトンネル周方向外方側に突出している形状に形成してある。
【００１９】
前記第２セグメントＱは、図５に示すように、トンネル周方向継手面１ｑの夫々を、トンネル軸線Ｘ方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて左右対称に形成してあるとともに、そのトンネル周方向継手面１ｑと内周面１３との交差箇所における法線Ｌに対して内周面１３側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜させてある。
【００２０】
そして、第１セグメントＫと第２セグメントＱとを、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、図３に示すように、トンネル周方向継手面１ｋ，１ｑどうしを互いに略並行に対向させて、第１セグメントＫはそのトンネル周方向継手面１ｋが抗口側ほど互いに近接する姿勢で、また、第２セグメントＱはそのトンネル周方向継手面１ｑが切羽側ほど互いに近接する姿勢でトンネル周方向で交互に隣り合わせて、円筒状にボルト連結してある。
【００２１】
〔第２実施形態〕
図６は、第１実施形態の変形例を示し、第１セグメントＫの一つに代えて、第１セグメントＫよりも周方向長さが短いセグメントＫ’と平面視で略平行四辺形のセグメントＳとを介在させて円筒状に連結してある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２２】
〔第３実施形態〕
図７〜図１０は、本発明によるトンネルリングの別実施形態を示し、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）とを、第１セグメントＫの一つをキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することによりトンネル軸線Ｘ方向両端部に形成されるトンネルリング継手面１５（１５ａ，１５ｂ）の双方が、図９に示すように、トンネル軸線Ｘに対して互いに対向する方向に同じ角度だけ傾斜する傾斜継手面に形成されるように、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）のトンネル軸線方向継手面２ｋ，２ｑ，３ｋ，３ｑを形成して、テーパトンネルリングＲを構成してある。
【００２３】
前記トンネルリングＲの最大幅となる位置、及び、最小幅となる位置は、第１セグメントＫ或いは第２セグメントＱの中央部になるようにし、夫々のセグメントＫ，Ｑが左右対称になるようにすることで、組立に際しての取り扱いを容易にしている。
【００２４】
図１１は、本実施形態のトンネルリング（テーパトンネルリング）Ｒ（Ｒ１，Ｒ２）どうしを隣り合わせて、トンネル軸線Ｘ周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法を示し、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）と第２セグメントＱ（Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３）とを、第１セグメントＫのうちの一つ（本実施形態では第１セグメントＫ１）をキーセグメントＫＳにして、トンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、一方のテーパトンネルリングＲ１を先行して設置しておく。
【００２５】
次に、後続して設置する他方のテーパトンネルリング（以下、後続テーパトンネルリングという）Ｒ２が、先行して設置してある一方のテーパトンネルリング（以下、先行テーパトンネルリングという）Ｒ１に対してトンネル軸線Ｘ周りでボルトピッチＰ単位で所望角度相対回転させた姿勢で連結されるように、後続テーパトンネルリングＲ２を構成する第１セグメントＫと第２セグメントＱを、第１セグメントＫ（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）のうちのトンネル周方向で略上部に位置させ、切羽側より押し込むキーセグメントＫＳになる第１セグメントＫ２を残して、後続テーパトンネルリングＲ１の下部を構成するセグメントから順に、トンネル軸線Ｘに沿う向きが交互に逆向きになるように、かつ、先行テーパトンネルリングＲ１のセグメントＱ，Ｋに対して千鳥状に配置して、先行テーパトンネルリングＲ１のトンネルリング継手面１５ａに連結する。
【００２６】
そして、第１セグメントＫのうちのキーセグメントＫＳになる第１セグメントＫ２を、トンネル周方向で互いに対向している第２セグメントＱ１と第２セグメントＱ３とに連結するとともに、後続テーパトンネルリングＲ１のトンネルリング継手面１５ａに連結して、後続テーパトンネルリングＲ２を先行テーパトンネルリングＲ１に連結する。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００２７】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるトンネルリングは、コンクリート製トンネル用セグメントの複数を円筒状に連結してあっても良い。
２．本発明によるトンネルリングは、トンネル周方向で隣り合うセグメントどうしをコーンコネクターや水平コッター式継手金物などで連結してあっても良い。
３．本発明によるトンネルリングは、第１セグメントと第２セグメントとを、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きで、かつ、非対称にに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えたセグメントで構成してあっても良い。
４．第２特徴構成に対応する本発明によるトンネルリングは、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面のうちの一方が、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿って形成され、他方のトンネルリング継手面は、トンネル軸線に対して直交する方向に沿って形成される片テーパトンネルリングであっても良い。
５．第２特徴構成に対応する本発明によるトンネルリングは、トンネルリングの両端部に形成されるトンネルリング継手面の夫々が、トンネル軸線に対して直交する方向に沿って形成される平行トンネルリング（直線区間用のトンネルリング）に対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するために使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】トンネルリングの斜視図
【図２】トンネルリングの切羽側から見た正面図
【図３】トンネルリングの展開図
【図４】（イ）第１セグメントの抗口側から見た正面図，（ロ）第１セグメントのトンネル内面側から見た平面図
【図５】（イ）第２セグメントの抗口側から見た正面図，（ロ）第２セグメントのトンネル内面側から見た平面図
【図６】第２実施形態を示すトンネルリングの展開図
【図７】第３実施形態を示すトンネルリングの斜視図
【図８】第３実施形態を示すトンネルリングの切羽側から見た正面図
【図９】第３実施形態を示すトンネルリングの側面図
【図１０】第３実施形態を示すトンネルリングの展開図
【図１１】第３実施形態のトンネルリングの連結方法を示す斜視図
【図１２】従来技術の説明図
【図１３】従来技術の説明図
【符号の説明】
【００２９】
１ｋ 継手面
１ｑ 継手面
１３ 内周面
１４ 外周面
Ｋ セグメント（第１セグメント）
ＫＳ キーセグメント
Ｑ セグメント（第２セグメント）
Ｌ 法線
Ｕ 内周面側のトンネル周方向端縁
Ｗ２ 線分
Ｘ トンネル軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリングであって、
前記トンネル周方向継手面の夫々が、そのトンネル周方向継手面と前記内周面との交差箇所における法線に対して外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、
前記トンネル周方向継手面の夫々が前記法線に対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントとで構成し、
前記第１セグメントの一つをキーセグメントにして、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してあるトンネルリング。
【請求項２】
前記第１セグメントと前記第２セグメントの夫々がトンネル軸線方向両端部にトンネル軸線方向継手面を備えていて、
前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、前記トンネル軸線方向継手面どうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面を隣り合うトンネルリングのトンネルリング継手面に突き合わせた状態で、トンネルリングどうしを連結可能に構成してあり、
少なくとも一方の前記トンネルリング継手面を、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成してある請求項１記載のトンネルリング。
【請求項３】
複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、
隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法であって、
請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、
前記第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結するトンネルリングの連結方法。
【請求項１】
内周面側と外周面側とがトンネル周方向に沿って略同芯の円弧面状に形成され、かつ、トンネル周方向両端部に、トンネル軸線方向に対して互いに逆向きに傾斜している傾斜線分に沿わせて形成してあるトンネル周方向継手面を備えているトンネル用セグメントの複数を、前記トンネル周方向継手面どうしが互いに略並行な状態で対向するようにトンネル周方向で隣り合わせて、互いに円筒状に連結してあるトンネルリングであって、
前記トンネル周方向継手面の夫々が、そのトンネル周方向継手面と前記内周面との交差箇所における法線に対して外周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りで、なおかつ、内周面側のトンネル周方向両端縁を夫々通る一対の互いに平行な線分よりは、外周面側ほど互いに遠ざかる傾斜面に形成した複数の第１セグメントと、
前記トンネル周方向継手面の夫々が前記法線に対して内周面側ほどトンネル周方向でセグメント中央寄りになるように傾斜している複数の第２セグメントとで構成し、
前記第１セグメントの一つをキーセグメントにして、前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて連結してあるトンネルリング。
【請求項２】
前記第１セグメントと前記第２セグメントの夫々がトンネル軸線方向両端部にトンネル軸線方向継手面を備えていて、
前記第１セグメントと前記第２セグメントとをトンネル周方向で交互に隣り合わせて円筒状に連結することにより、前記トンネル軸線方向継手面どうしがトンネル周方向で隣り合うトンネルリング継手面をトンネル軸線方向両端部に形成して、そのトンネルリング継手面を隣り合うトンネルリングのトンネルリング継手面に突き合わせた状態で、トンネルリングどうしを連結可能に構成してあり、
少なくとも一方の前記トンネルリング継手面を、トンネル軸線に対して傾斜する方向に沿う傾斜継手面に形成してある請求項１記載のトンネルリング。
【請求項３】
複数のトンネル用セグメントをトンネル周方向に連結することにより形成される、少なくとも一方のトンネルリング継手面が、トンネル軸線に対して傾斜している傾斜継手面に形成されるトンネルリングを、
隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で連結するトンネルリングの連結方法であって、
請求項２記載の第１セグメントと第２セグメントとを交互に連結したトンネルリングを、隣り合うトンネルリングに対してトンネル軸線周りで所望角度相対回転させた姿勢で設置し、
前記第１セグメントのうちのトンネル周方向で略上部に位置させる第１セグメントをキーセグメントにして、隣り合うトンネルリングを連結するトンネルリングの連結方法。
【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１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−４６９０４（Ｐ２００９−４６９０４Ａ）
【公開日】平成２１年３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１４７９２（Ｐ２００７−２１４７９２）
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【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３月５日（２００９．３．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２１日（２００７．８．２１）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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