拡幅セグメント
【課題】 大きな土圧や水圧にも耐え得る構造にし、材料費の低減を図り、作業性を向上させることを目的とする。
【解決手段】 坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部２と、坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、基部２には、スライド面及び被当接部１７をそれぞれ有する基部材１３と、拡幅部に接合されていると共にスライド面に沿ってスライド可能に設けられ且つ縮幅時に被当接部１７に当接する当接部２７を有するスライド部材１４ａ，１４ｂと、被当接部１７及び当接部２７にそれぞれ貫設されて基部２の曲げ変形に抵抗する補強部材１５と、拡幅時に被当接部１７と当接部２７との間に介在される第１の隙間ブロック４０とが備えられ、補強部材１５としては矩形盤状の部材が使用され、第１の隙間ブロック４０は補強部材１５に隣接させて配置される。
【解決手段】 坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部２と、坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、基部２には、スライド面及び被当接部１７をそれぞれ有する基部材１３と、拡幅部に接合されていると共にスライド面に沿ってスライド可能に設けられ且つ縮幅時に被当接部１７に当接する当接部２７を有するスライド部材１４ａ，１４ｂと、被当接部１７及び当接部２７にそれぞれ貫設されて基部２の曲げ変形に抵抗する補強部材１５と、拡幅時に被当接部１７と当接部２７との間に介在される第１の隙間ブロック４０とが備えられ、補強部材１５としては矩形盤状の部材が使用され、第１の隙間ブロック４０は補強部材１５に隣接させて配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば坑の途中に形成された拡幅箇所に設置される拡幅セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シールド機を用いて構築されるトンネルに非常駐車帯や分岐合流部分を設ける際、前後のトンネルよりも内径が広げられた拡幅トンネル部分をトンネル内に形成する必要がある。また、小口径シールド工法では、坑内を走行するトロッコをすれ違わせるための拡幅トンネル部分を形成する必要があり、この拡幅トンネル部分は施工時に一時的に形成されて後で前後のトンネルと同じように縮幅する必要がある。
【０００３】
拡幅トンネル部分を形成する場合、通常は地上から掘削して余掘り部を形成し、この余掘り部に拡幅トンネル部分用のセグメントを設置して形成する。近年、掘削途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド機が提案されており、このシールド機を用いて必要部分のみを拡幅断面で拡幅する方法がある（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００４】
従来、上記した拡幅自在のシールド機で坑内の一区間を拡幅して拡幅トンネル部分を形成するとき、当該区間に拡幅セグメントを一旦縮幅された状態で設置した後、当該拡幅セグメントを拡幅させる。従来から、拡幅セグメントの拡幅部をヒンジによって回転自在に取り付け、その拡幅部をジャッキで内側から押することでヒンジを中心に拡幅部を外側に回動させ、拡幅セグメントを拡幅させるものがあるが、地盤の土圧や地下水等の水圧を均等に受けることができない等の問題を鑑みて、近年では、拡幅セグメントの拡幅部を坑幅方向にスライドさせることで拡幅させる拡幅セグメントが提案されている。
【０００５】
このスライド式の拡幅セグメントの上部および下部には、坑幅方向に延在するスライド面を有する基部材とスライド面に沿って坑幅方向にスライドするスライド部材とがそれぞれ備えられており、このスライド部材をスライドさせることで拡幅セグメントの拡幅部が移動して拡幅セグメントが拡幅される構成となっている。この拡幅セグメントには、拡幅後にスライド部材の内側の端面と基部材の中央部との間に嵌合させる隙間ブロックが備えられている。この隙間ブロックによって、拡幅後の基部材とスライド部材とのガタツキを防止することができるとともに、スライド部材の内側への移動が規制されて拡幅部が土圧や水圧によって内側に押圧されて縮幅することを防止することができる。また、拡幅セグメントには、拡幅された後のスライド部材と基部材中央部との間に亘って延在する補強部材が備えられており、この補強部材によって曲る力に対して抵抗して拡幅後のスライド部材と基部材との連結が補強されている。
【特許文献１】特開２００２−８９１７０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の拡幅セグメントでは、補強部材としてパイプ状の部材が使用され、隙間ブロックにはパイプ状の補強部材を嵌め込むための切り欠き（凹部）が形成されたものが使用されるが、隙間ブロックに切り欠きがあることで、隙間ブロックが弱い構造になる。このため、拡幅された拡幅セグメントに側方から大きな土圧や水圧が作用した場合に、隙間ブロックが圧縮力に耐えられずに破損し、拡幅セグメントの拡幅状態が維持できない場合があるという問題がある。また、上記した従来の拡幅セグメントでは、隙間ブロックの製作に切り欠き加工が必要になり、隙間ブロックの単価が高くなるという問題がある。さらに、上記した従来の拡幅セグメントでは、拡幅セグメントの坑軸方向の全長に亘って隙間ブロックを設置することになるため、隙間ブロックの数量が多く或いは１個の隙間ブロックが大きくなり、隙間ブロックの設置する作業に相当の労力を要するという問題が存在する。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、隙間ブロックを強い構造にすることで、大きな土圧や水圧にも耐え得る構造にし、拡幅セグメントの拡幅状態を確実に維持させることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。また、隙間ブロックの製作手間を軽減して材料費の低減を図ることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。さらに、隙間ブロックの設置作業の作業性を向上させることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、前記基部には、坑幅方向に延在するスライド面及び坑軸方向に延在する被当接部をそれぞれ有する基部材と、前記拡幅部に接合されているとともに前記基部材のスライド面に沿ってスライド可能に設けられて且つ前記拡幅部が縮幅された状態において前記基部材の被当接部に当接する坑軸方向に延在する当接部を有するスライド部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在して前記基部材の被当接部及びスライド部材の当接部にそれぞれ貫設されて前記基部の曲げ変形に抵抗する補強部材と、前記拡幅部が拡幅された状態における前記基部材の被当接部と前記スライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックとが備えられ、前記補強部材としては、矩形盤状の部材が使用され、前記第１の隙間ブロックは、前記補強部材に隣接させて配置されることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、基部材の被当接部とスライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックによって、拡幅部が拡幅された後、スライド部材の内側への移動が規制される。また、第１の隙間ブロックは、補強部材の側方に形成された矩形の隙間内で補強部材に隣接させて配置されることになり、第１の隙間ブロックに補強部材を嵌め込むための切り欠きを形成する必要がない。また、補強部材が矩形板状の部材であるため、第１の隙間ブロックを嵌合させる隙間は小面積になり、第１の隙間ブロックの大きさは小さくなり軽量化される。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、前記スライド部材の内部には坑軸方向に延在する縦リブが設けられ、前記拡幅部が拡幅された状態における前記スライド部材の縦リブと前記補強部材の坑軸方向に延在する端面との間に、第２の隙間ブロックが介在されることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に介在される第２の隙間ブロックによって、拡幅部が拡幅された後、スライド部材の内側への移動が規制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る拡幅セグメントによれば、第１の隙間ブロックによって拡幅後のスライド部材の内側への移動が規制されるため、拡幅された拡幅セグメントが土圧等によって縮幅されることを防止することができるとともに、拡幅セグメントが拡幅された際に第１の隙間ブロックが矩形板状の補強部材の側方に形成される矩形の隙間に嵌め込まれて補強部材に隣接させた状態で配置されるため、第１の隙間ブロックに補強部材を嵌め込むための切り欠き等は不要となり、第１の隙間ブロックが大きな土圧や水圧にも耐え得る強い構造の部材なる。これによって、大きな土圧や水圧が作用する場合にも拡幅セグメントの拡幅状態を確実に維持させることができる。また、隙間ブロックに切り欠きを形成する必要がないため、第１の隙間ブロックの製作手間が軽減され、材料費の低減を図ることができる。さらに、第１の隙間ブロックの大きさが小さくなって軽量化されるため、第１の隙間ブロックの設置作業の作業性を向上させることができる。
【００１３】
また、拡幅部が拡幅された際に、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に第２の隙間ブロックを介在させることで、スライド部材の内側への移動を第２の隙間ブロックによって規制し、より大きな土圧等にも耐える拡幅セグメントを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る拡幅セグメントの実施の形態について、図面に基いて説明する。なお、本実施の形態において、拡幅セグメント１を設置するトンネルの軸線方向（坑軸方向）を前後方向という。
【００１５】
図１は両側が拡幅した後の状態（拡幅状態）の拡幅セグメント１の斜視図であり、図２は両側が拡幅する前の状態（縮幅状態）の拡幅セグメント１の断面図である。図１，図２に示すように、円形に形成されたトンネルの一部には小判形に形成された拡幅坑Ｔが形成されており、拡幅坑Ｔの内部にリング状の拡幅セグメント１が配置されている。拡幅セグメント１は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面に対向する基部２と、拡幅坑Ｔの両側の側壁面にそれぞれ対向する円弧板状の拡幅部３とから構成されている。拡幅セグメント１は、拡幅部３の移動によって坑幅方向に拡幅縮幅自在に形成されており、拡幅部３が縮幅されたときの拡幅セグメント１は、断面真円形状に形成され、拡幅部３が拡幅されたときの拡幅セグメント１は、断面小判形状に形成されている。
【００１６】
拡幅部３は、鋼製セグメントからなる複数のセグメント部材５を接合して形成されている。セグメント部材５は、トンネルの壁面に対向する円弧状に曲っている板部材３０と、拡幅セグメント１の周方向に延在する主桁３１，３１と、前後方向に延在する継手板３２，３２と、主桁３１，３１間に設けられた前後方向に延在する複数の縦リブ３３…とから構成されている。主桁３１，３１は、板部材３０の前後端にそれぞれ設けられており、２本平行に配設されている。また、主桁３１，３１は、弓形に曲った形状の部材からなり、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。継手板３２，３２は、直線的な形状の部材からなり、板部材３０の両側端にそれぞれ設けられ、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。縦リブ３３…は、直線的な形状の部材からなり、板部材３０の中央付近に所定の間隔をあけて設けられており、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。
【００１７】
セグメント部材５の継手板３２，３２には図示せぬボルト孔が形成されており、このボルト孔に挿通されて締結されるセグメント継手７によって隣接するセグメント部材５，５の継手板３２，３２は接合されて隣接するセグメント部材５，５同士は連結される。また、セグメント部材５の主桁３１，３１にも図示せぬボルト孔が形成されており、このボルト孔に挿通されて締結されるリング継手８によって隣接するセグメント部材５，５の主桁３１，３１は接合されて前後方向に連設される拡幅セグメント１，１の拡幅部３，３同士は連結される。
【００１８】
また、拡幅部３の内側には、拡幅セグメント１が拡幅されたときに隣接する他のセグメントとの間に生じる隙間を閉塞するための閉塞部材６が設けられている。この閉塞部材６は、拡幅部３の内側面に対して垂直に形成されてセグメント部材５の前後端に二枚平行に設けられた板部９，９と、平行する板部９，９間に架設され拡幅セグメント１の軸方向に延在する複数のパイプ部１０…とから構成されている。板部９は、セグメント部材５の円弧状の縁部に対向する位置に配置されており、板部９にはセグメント部材５の縦リブ部３３にボルト接合される断面コ字形状金物の接続部１１が付設されている。
【００１９】
図３は縮幅状態の基部２の平面図であり、図４は図３に示すＡ−Ａ間の断面図であり、図５は図３に示すＢ−Ｂ間の断面図である。図３，図４，図５に示すように、縮幅状態の基部２には、拡幅セグメント１の軸方向に延在する断面形状Ｔ字形の基部材１３と、基部材１３の両側にそれぞれ張り出されて設けられて両側の拡幅部３，３にそれぞれ接合されるスライド部材１４ａ，１４ｂと、坑幅方向に延在して基部２の曲げ変形に抵抗する矩形板状の補強部材１５とが備えられている。
【００２０】
基部材１３は、円弧状の外殻部１６と、外殻部１６の内側面に突設（垂設）された坑軸方向に延在する被当接部１７とから構成されている。外殻部１６は、外側面が断面円弧状に形成されているとともに内側面は水平に形成されており、その水平の内側面は坑幅方向に延在するスライド面１６ａとなっている。被当接部１７は、下側に開放された箱状の部材であり、外殻部１６の内側面に突設（垂設）された状態でそれぞれ配置されて坑軸方向にそれぞれ延在する２本平行の側板１８，１８と、２枚の側板１８，１８間に架設されているとともに図示せぬボルトにより外殻部１６に固定されている天板１９と、前後端面を塞ぐ端板２０とから構成されている。２本の側板１８，１８の中央部には、補強部材１５を挿通させるための開口１８ａがそれぞれ形成されており、その開口１８ａの両側にはボルト孔１８ｂがそれぞれあけられている。
【００２１】
図６は基部材１３の坑幅方向の端部を表した拡大断面図である。図４，図６に示すように、基部材１３（外殻部１６）の前後方向に延在する側面はスライド面１６ａに対して傾斜されており、外殻部１６の両側部は鋭角にそれぞれ形成されている。また、外殻部１６の側端部のスライド面１６ａには、前後方向に延在する３本の溝２１が形成されており、これら複数の溝２１のうち両端の溝２１ａ内には、溝２１ａに沿って延在するシール２２が設けられている。真中の溝部２１ｂは、両端の溝部２１ａ内に設けられたシール２２のうち少なくとも一方が損傷して止水効果が保てなくなった場合の予備の溝２１であり、シール２２が損傷したとき、真中の溝部２１ｂ内に新たにシーリングされ、新たなシール部２３が形成される。
【００２２】
図７は図３に示すＣ−Ｃ間の断面図である。図３，図４，図７に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂは、図示せぬスライド機構によって基部材１３のスライド面１６ａに沿って坑幅方向にスライド可能に設けられている。スライド機構としては、例えば、基部材１３の外殻部１６に坑幅方向に延在するレールが付設されてこのレールに沿って移動するランナーがスライド部材１４ａ，１４ｂに付設された構成からなる機構が考えられるが、その他のスライド機構であってもよい。
【００２３】
スライド部材１４ａ，１４ｂは、基部材１３の被当接部１７を挟んで両側にそれぞれ設けられており、一方のスライド部材１４ａは他方のスライド部材１４ｂよりも坑幅方向に長く張り出されている。各スライド部材１４ａ，１４ｂは、基部材１３のスライド面１６ａやトンネルの壁面に対向する円弧状に曲っている板部材２４と、拡幅セグメント１の周方向に延在する主桁２５，２５と、前後方向に延在して拡幅部３の端部に接合される前後方向に延在する継手板２６と、基部材１３の被当接部１７に当接される前後方向に延在する当接板２７（当接部）と、主桁２５，２５間に設けられた前後方向に延在する縦リブ２８，２９とから構成されている。
【００２４】
板部材２４は、基部材１３のスライド面１６ａに摺動される内側の側端部が段差状に凹んだ形状になっており、この凹んだ部分は前後方向に延在されている。主桁２５，２５は、板部材２４の前後端にそれぞれ設けられており、２本平行に配設されている。また、主桁２５，２５は、弓形に曲った形状の部材からなり、板部材２４の内側面に垂直に付設されている。継手板２６及び当接板２７は、板部材２４の内側面に垂直に付設された直線的な形状の部材からなり、継手板２６は板部材２４の外側の側部に設けられ、当接板２７は板部材２４の内側の側部に設けられている。縦リブ２８，２９は、板部材２４の内側面に垂直に付設された直線的な形状の部材からなり、板部材２４の中央付近に所定の間隔をあけて２本平行に設けられている。また、当接板２７及び内側の縦リブ２８には、補強部材１５を挿通させるための開口２７ａ，２８ａがそれぞれ形成されており、さらに、当接板２７には開口２７ａの両側にボルト孔２７ｂがそれぞれあけられている。このボルト孔２７ｂは前記した基部材１３の被当接部１７に形成されたボルト孔１８ｂに対向する位置に形成されている。外側の縦リブ２９には、前後方向に延在する補強部材１５の端面１５ａに対向する位置に複数のボルト孔２９ａがあけられている。
【００２５】
また、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側には、補強部材１５を挿通させるための筒部材３４が形成されている。この筒部材３４は、補強部材１５を取り囲むように配置された上板３５と下板３６と両側の側板３７，３７とから構成されており、当接板２７と内側の縦リブ２８との間に介装されている。下板３６と両側の側板３７，３７には、雌ネジ状の複数のボルト孔３６ａ…，３７ａ…がそれぞれ形成されており、これらのボルト孔３６ａ…，３７ａ…には、先端が補強部材１５に当接されて補強部材１５を係止する係止ボルト３８…がそれぞれ螺合されている。
【００２６】
補強部材１５は、スライド部材１４ａ，１４ｂのスライド方向（坑幅方向）に延在しており、基部材１３の被当接部１７、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７及び内側の縦リブ２８にそれぞれ形成された開口１８ａ，２７ａ，２８ａと、筒部材３４との中に緩挿された状態で設置されており、基部材１３の被当接部１７、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７及び内側の縦リブ２８、そして筒部材３４に対してそれぞれ貫設されている。また、前後方向に延在する補強部材１５の端面１５ａには、外側の縦リブ２９に形成されたボルト孔２９ａに対向する位置に雌ネジ孔状のボルト孔１５ｂが穿孔されている。なお、補強部材１５は、中空の部材であっても中実の部材であってもよい。
【００２７】
拡幅セグメント１が縮幅状態になっている場合には、図３，図４に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７が基部材１３の被当接部１７に当接された状態になり、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７がボルトとナットとからなる締結具３５によってボルト接合されている。具体的には、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７にそれぞれ形成されたボルト孔１８ｂ，２７ｂに締結具３５のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００２８】
また、拡幅セグメント１が縮幅状態になっている場合には、補強部材１５の端面１５ａがスライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ４９の側面に当接した状態になっており、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とがボルトからなる締結具３６によってボルト接合されている。具体的には、外側の縦リブ２９に形成されたボルト孔２９ａに締結具３６のボルトが挿通されて補強部材１５の端面１５ａに形成されたボルト孔１５ｂに螺合された状態になっている。
【００２９】
図８は拡幅状態の基部２の平面図であり、図９は図８に示すＤ−Ｄ間の断面図である。図１，図２，図８，図９に示すように、拡幅セグメント１は、上記したスライド部材１４ａ，１４ｂが基部材１３のスライド面１６ａに沿って外側にスライドすることで拡幅部３が外側に移動され、断面形状が小判形になって拡幅される。
【００３０】
拡幅セグメント１が拡幅状態になっている場合には、図８，図９に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７が基部材１３の被当接部１７から離間した状態になり、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７との間であって補強部材１５の両側方には矩形の隙間が形成される。この補強部材の両側方の隙間には第１の隙間ブロック４０…がそれぞれ嵌合されている。
【００３１】
第１の隙間ブロック４０…は、下側が開放された状態の矩形箱状の部材であり、矩形の隙間と同形状に形成されている。第１の隙間ブロック４０…の坑軸方向に延在する両端面にはボルト孔４０ａ，４０ｂがそれぞれあけられている。このボルト孔４０ａ，４０ｂは、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７にそれぞれ形成されたボルト孔１８ｂ，２７ｂに対向する位置に形成されている。そして、第１の隙間ブロック４０…は、基部材１３の被当接部１７に締結具４１によって接合されているとともに、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７に締結具４２によって接合されている。具体的には、被当接部１７のボルト孔１８ｂ及び第１の隙間ブロック４０…のボルト孔４０ａに締結具４１のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっており、また、当接板２７のボルト孔２７ｂ及び第１の隙間ブロック４０…のボルト孔４０ｂに締結具４２のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００３２】
また、拡幅セグメント１が拡幅状態になっている場合には、補強部材１５の端面１５ａがスライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９から離間した状態になり、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間には隙間が形成される。この隙間には、第２の隙間ブロック４３が嵌合されている。
【００３３】
第２の隙間ブロック４３は、下側が開放された状態の矩形箱状の部材であり、第２の隙間ブロック４３の坑軸方向の長さは、補強部材１５の坑軸方向の長さと同等であり、第２の隙間ブロック４３の坑幅方向の長さは、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間隔に相当する長さになっている。第２の隙間ブロック４３の坑軸方向に延在する両端面には複数のボルト孔４３ａ，４３ｂがそれぞれあけられている。これらのボルト孔４３ａ，４３ｂは、補強部材１５の端面１５ａにあけられたボルト孔１５ｂ及び外側の縦リブ２９にあけられたボルト孔２９ａに対向する位置に形成されている。そして、第２の隙間ブロック４３は、補強部材１５の端面１５ａに締結具４４によって接合されているとともに、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９に締結具４５によって接合されている。具体的には、補強部材１５の端面１５ａにあけられたボルト孔１５ｂ及び第２の隙間ブロック４３のボルト孔４３ａに締結具４４のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっており、また、外側の縦リブ２９にあけられたボルト孔２９ａ及び第２の隙間ブロック４３のボルト孔４３ｂに締結具４５のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００３４】
次に、上記した構成からなる拡幅セグメント１の施工方法について説明する。
【００３５】
図１，図２に示すように、縮幅されて円形状の拡幅セグメント１を予め掘削された拡幅坑Ｔ内に配置する。このとき、拡幅部３を内側に配置させて拡幅セグメント１を縮幅状態にしておく。また、図２，図４に示すように、基部材１３（外殻部１６）の傾斜された端面と、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側端部の段差状部分との間に、止水のための間詰材４６を充填しておく。
【００３６】
図１０（ａ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の準備状況を表す断面図である。図１０（ａ）に示すように、拡幅セグメント１を拡幅坑Ｔ内に配置した後、一方の拡幅部３をスライドさせるため、拡幅セグメント１の内部に拡幅用の器具を設置する。具体的には、一方の拡幅部３の上部と他方の拡幅部の上部との間、及び一方の拡幅部３の下部と他方の拡幅部の下部との間にジャッキ５０，５０をそれぞれ介装させる。このとき、ジャッキ５０，５０は水平に設置する。
【００３７】
また、拡幅セグメント１内の上部に位置するスライド部材１４ａ，１４ｂのうち他方側のスライド部材１４ｂと、該スライド部材１４ｂに上下で対向する拡幅セグメント１内の下部に位置するスライド部材１４ｂとの間に反力部材（第１のパイプサポート５１）を建てる。さらに、一方側の拡幅部３の上下部間に反力部材（第２のパイプサポート５２）を建てる。
【００３８】
図１０（ｂ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｂ）に示すように、一方側の拡幅部３を外側にスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、図３，図４，図８，図９，図１０（ｂ）に示すように、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａの当接板２７とを接合する締結具３５を取り外すとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とを接合する締結具３６を取り外す。また、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を緩めて補強部材１５に対してスライド部材１４ａが移動できるようにする。その後、上下２本のジャッキ５０を同時に可動させ、ジャッキ５０の圧力によって一方側の拡幅部３を押圧し、一方側のスライド部材１４ａを外側にスライドさせて、拡幅部３を外側に移動させる。
【００３９】
拡幅部３が所定の拡幅位置まで移動した時点で、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を締め込み、係止ボルト３８…の先端を補強部材１５の表面に当接させて補強部材１５を所定の位置に保持する。その後、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａの当接板２７との間であって補強部材１５の両側方に形成された矩形の隙間に、第１の隙間ブロック４０…をそれぞれ嵌合させる。そして、第１の隙間ブロック４０…の側面と基部材１３の被当接部１７とを締結具４１によって接合させるとともに、第１の隙間ブロック４０…の側面とスライド部材１４ａの当接板２７とを締結具４２によって接合させる。
【００４０】
また、係止ボルト３８…を締め込んだ後、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間に形成された隙間に、第２の隙間ブロック４３を嵌合させる。そして、第２の隙間ブロック４３と補強部材１５の端面１５ａとを締結具４４によって接合させるとともに、第２の隙間ブロック４３とスライド部材１４ａの外側の縦リブ２９とを締結具４５によって接合させる。
【００４１】
図１０（ｃ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｃ）に示すように、拡幅セグメント１の内部に設置された拡幅用の器具の盛り替えを行い、他方の拡幅部３をスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、第１，第２のサポート５１，５２をそれぞれ取り外し、移動したスライド部材１４ａと被当接部１７との間に嵌め込まれた上下の第１の隙間ブロック４０…間に第１のサポート５１を建てて、他方側の拡幅部３の上下部間に第２のサポート５２を建てる。
【００４２】
その後、他方側の拡幅部３を外側にスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、図３，図４，図８，図９，図１０（ｃ）に示すように、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ｂの当接板２７とを接合する締結具３５を取り外すとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とを接合する締結具３６を取り外す。また、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を緩めて補強部材１５に対してスライド部材１４ｂが移動できるようにする。その後、上下２本のジャッキ５０を同時に可動させ、ジャッキ５０の圧力によって他方側の拡幅部３を押圧し、他方側のスライド部材１４ｂを外側にスライドさせて、拡幅部３を外側に移動させる。
【００４３】
拡幅部３が所定の拡幅位置まで移動した時点で、上記した方法で、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ｂの当接板２７との間であって補強部材１５の両側方に形成された矩形の隙間に第１の隙間ブロック４０…をそれぞれ介装させるとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間に形成された隙間に、第２の隙間ブロック４３を介装させる。
【００４４】
最後に、ジャッキ５０及び第１，第２のサポート５１，５２をそれぞれ撤去するとともに、拡幅セグメント１によって拡幅する区間の両端に位置する閉塞部材６だけを残して、拡幅する区間の中間に位置する閉塞部材６は全て撤去する。なお、セグメント継手７によるセグメント部材５同士の接合や、リング継手８によるリング状の拡幅セグメント１同士の接合は、拡幅セグメント１を組み立てる過程で逐一行う。
【００４５】
上記した構成からなる拡幅セグメント１によれば、基部２には、坑幅方向に延在するスライド面１６ａ及び坑軸方向に延在する被当接部１７をそれぞれ有する基部材１３と、拡幅部３に接合されているとともに基部材１３のスライド面１６ａに沿ってスライド可能に設けられて且つ拡幅部３が縮幅された状態において被当接部１７に当接する坑軸方向に延在する当接板２７を有するスライド部材１４ａ，１４ｂと、スライド部材１４ａ，１４ｂのスライド方向に延在して被当接部１７及び当接板２７にそれぞれ貫設されて基部２の曲げ変形に抵抗する補強部材１５と、拡幅部３が拡幅された状態における被当接部１７と当接板２７との間に介在される第１の隙間ブロック４０…とが備えられ、補強部材１５としては、矩形盤状の部材が使用され、第１の隙間ブロック４０…は、補強部材１５に隣接させて配置される構成となっているため、第１の隙間ブロック４０…によって、拡幅部３が拡幅された後、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側への移動が規制され、拡幅された拡幅セグメントが土圧等によって縮幅されることを防止することができる。また、第１の隙間ブロック４０…は、補強部材１５の側方に形成された矩形の隙間内で補強部材１５に隣接させて配置されることになり、第１の隙間ブロック４０…に補強部材１５を嵌め込むための切り欠きを形成する必要がないので、第１の隙間ブロック４０…が大きな土圧や水圧にも耐え得る強い構造の部材なる。これによって、大きな土圧や水圧が作用する場合にも拡幅セグメント１の拡幅状態を確実に維持させることができ、また、第１の隙間ブロック４０…の製作手間が軽減され、材料費の低減を図ることができる。さらに、補強部材１５が矩形板状の部材であるため、第１の隙間ブロック４０…を嵌合させる隙間は小面積になり、第１の隙間ブロック４０…の大きさは小さくなり軽量化されるので、第１の隙間ブロック４０…の設置作業の作業性を向上させることができる。
【００４６】
また、拡幅部３が拡幅された際に、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９と補強部材１５の端面１５ａとの間に第２の隙間ブロック４３を介在させることで、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側への移動を第２の隙間ブロック４３によって規制し、より大きな土圧等にも耐える拡幅セグメント１を提供することができる。
【００４７】
以上、本発明に係る拡幅セグメントの実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、拡幅部３は両側にそれぞれ備えられており、拡幅セグメント１は両側方にそれぞれ拡幅されるが、本発明は、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示すように、片側のみに拡幅部１０２が備えられている拡幅セグメント１００でもよい。この拡幅セグメント１００は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面にそれぞれ対向する基部１０１と、拡幅坑Ｔの一方の側壁面に対向する円弧板状の拡幅部１０３と、拡幅坑Ｔの他方の側壁面に対向する円弧板状のセグメント部１０２とから構成されている。基部１０１には、セグメント部１０２の上下端にそれぞれ接合されて上下で対向する基部材１０４と、拡幅坑Ｔの幅方向にスライドするスライド部材１０５とが備えられており、拡幅状態のスライド部材１０５の内側方向に形成される隙間には、第１の隙間ブロック１０６が嵌合される。
【００４８】
また、上記した実施の形態では、補強部材１５は基部２の坑軸方向における中央位置に１つだけ設けられているが、本発明は、基部の両側端位置（前後端）にそれぞれ設けられていてもよく、この場合、基部の坑軸方向における中央位置に第１の隙間ブロックが配設されることになる。
【００４９】
また、上記した実施の形態では、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９と補強部材１５の端面１５ａとの間に第２の隙間ブロック４３を介在させているが、本願に係る請求項１に記載された発明は、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に第２の隙間ブロックを介在させない構成としてもよい。
また、上記した実施の形態では、鋼製のセグメントについて説明しているが、本発明はコンクリート製のセグメントでもよく、鋼製枠内にコンクリートを中詰めしたセグメントでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の平面図である。
【図９】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの拡幅工程を表す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 拡幅セグメント
２ 基部
３ 拡幅部
１３ 基部材
１４ａ，１４ｂ スライド部材
１５ 補強部材
１６ａ スライド面
１７ 被当接部
２７ 当接板（当接部）
２９ 縦リブ
４０ 第１の隙間ブロック
４３ 第２の隙間ブロック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば坑の途中に形成された拡幅箇所に設置される拡幅セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、シールド機を用いて構築されるトンネルに非常駐車帯や分岐合流部分を設ける際、前後のトンネルよりも内径が広げられた拡幅トンネル部分をトンネル内に形成する必要がある。また、小口径シールド工法では、坑内を走行するトロッコをすれ違わせるための拡幅トンネル部分を形成する必要があり、この拡幅トンネル部分は施工時に一時的に形成されて後で前後のトンネルと同じように縮幅する必要がある。
【０００３】
拡幅トンネル部分を形成する場合、通常は地上から掘削して余掘り部を形成し、この余掘り部に拡幅トンネル部分用のセグメントを設置して形成する。近年、掘削途中で掘削面積を自由に拡幅できるシールド機が提案されており、このシールド機を用いて必要部分のみを拡幅断面で拡幅する方法がある（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００４】
従来、上記した拡幅自在のシールド機で坑内の一区間を拡幅して拡幅トンネル部分を形成するとき、当該区間に拡幅セグメントを一旦縮幅された状態で設置した後、当該拡幅セグメントを拡幅させる。従来から、拡幅セグメントの拡幅部をヒンジによって回転自在に取り付け、その拡幅部をジャッキで内側から押することでヒンジを中心に拡幅部を外側に回動させ、拡幅セグメントを拡幅させるものがあるが、地盤の土圧や地下水等の水圧を均等に受けることができない等の問題を鑑みて、近年では、拡幅セグメントの拡幅部を坑幅方向にスライドさせることで拡幅させる拡幅セグメントが提案されている。
【０００５】
このスライド式の拡幅セグメントの上部および下部には、坑幅方向に延在するスライド面を有する基部材とスライド面に沿って坑幅方向にスライドするスライド部材とがそれぞれ備えられており、このスライド部材をスライドさせることで拡幅セグメントの拡幅部が移動して拡幅セグメントが拡幅される構成となっている。この拡幅セグメントには、拡幅後にスライド部材の内側の端面と基部材の中央部との間に嵌合させる隙間ブロックが備えられている。この隙間ブロックによって、拡幅後の基部材とスライド部材とのガタツキを防止することができるとともに、スライド部材の内側への移動が規制されて拡幅部が土圧や水圧によって内側に押圧されて縮幅することを防止することができる。また、拡幅セグメントには、拡幅された後のスライド部材と基部材中央部との間に亘って延在する補強部材が備えられており、この補強部材によって曲る力に対して抵抗して拡幅後のスライド部材と基部材との連結が補強されている。
【特許文献１】特開２００２−８９１７０号公報
【特許文献２】特開２００１−３２９７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した従来の拡幅セグメントでは、補強部材としてパイプ状の部材が使用され、隙間ブロックにはパイプ状の補強部材を嵌め込むための切り欠き（凹部）が形成されたものが使用されるが、隙間ブロックに切り欠きがあることで、隙間ブロックが弱い構造になる。このため、拡幅された拡幅セグメントに側方から大きな土圧や水圧が作用した場合に、隙間ブロックが圧縮力に耐えられずに破損し、拡幅セグメントの拡幅状態が維持できない場合があるという問題がある。また、上記した従来の拡幅セグメントでは、隙間ブロックの製作に切り欠き加工が必要になり、隙間ブロックの単価が高くなるという問題がある。さらに、上記した従来の拡幅セグメントでは、拡幅セグメントの坑軸方向の全長に亘って隙間ブロックを設置することになるため、隙間ブロックの数量が多く或いは１個の隙間ブロックが大きくなり、隙間ブロックの設置する作業に相当の労力を要するという問題が存在する。
【０００７】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、隙間ブロックを強い構造にすることで、大きな土圧や水圧にも耐え得る構造にし、拡幅セグメントの拡幅状態を確実に維持させることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。また、隙間ブロックの製作手間を軽減して材料費の低減を図ることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。さらに、隙間ブロックの設置作業の作業性を向上させることができる拡幅セグメントを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、前記基部には、坑幅方向に延在するスライド面及び坑軸方向に延在する被当接部をそれぞれ有する基部材と、前記拡幅部に接合されているとともに前記基部材のスライド面に沿ってスライド可能に設けられて且つ前記拡幅部が縮幅された状態において前記基部材の被当接部に当接する坑軸方向に延在する当接部を有するスライド部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在して前記基部材の被当接部及びスライド部材の当接部にそれぞれ貫設されて前記基部の曲げ変形に抵抗する補強部材と、前記拡幅部が拡幅された状態における前記基部材の被当接部と前記スライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックとが備えられ、前記補強部材としては、矩形盤状の部材が使用され、前記第１の隙間ブロックは、前記補強部材に隣接させて配置されることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴により、基部材の被当接部とスライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックによって、拡幅部が拡幅された後、スライド部材の内側への移動が規制される。また、第１の隙間ブロックは、補強部材の側方に形成された矩形の隙間内で補強部材に隣接させて配置されることになり、第１の隙間ブロックに補強部材を嵌め込むための切り欠きを形成する必要がない。また、補強部材が矩形板状の部材であるため、第１の隙間ブロックを嵌合させる隙間は小面積になり、第１の隙間ブロックの大きさは小さくなり軽量化される。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、前記スライド部材の内部には坑軸方向に延在する縦リブが設けられ、前記拡幅部が拡幅された状態における前記スライド部材の縦リブと前記補強部材の坑軸方向に延在する端面との間に、第２の隙間ブロックが介在されることを特徴としている。
【００１１】
このような特徴により、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に介在される第２の隙間ブロックによって、拡幅部が拡幅された後、スライド部材の内側への移動が規制される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る拡幅セグメントによれば、第１の隙間ブロックによって拡幅後のスライド部材の内側への移動が規制されるため、拡幅された拡幅セグメントが土圧等によって縮幅されることを防止することができるとともに、拡幅セグメントが拡幅された際に第１の隙間ブロックが矩形板状の補強部材の側方に形成される矩形の隙間に嵌め込まれて補強部材に隣接させた状態で配置されるため、第１の隙間ブロックに補強部材を嵌め込むための切り欠き等は不要となり、第１の隙間ブロックが大きな土圧や水圧にも耐え得る強い構造の部材なる。これによって、大きな土圧や水圧が作用する場合にも拡幅セグメントの拡幅状態を確実に維持させることができる。また、隙間ブロックに切り欠きを形成する必要がないため、第１の隙間ブロックの製作手間が軽減され、材料費の低減を図ることができる。さらに、第１の隙間ブロックの大きさが小さくなって軽量化されるため、第１の隙間ブロックの設置作業の作業性を向上させることができる。
【００１３】
また、拡幅部が拡幅された際に、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に第２の隙間ブロックを介在させることで、スライド部材の内側への移動を第２の隙間ブロックによって規制し、より大きな土圧等にも耐える拡幅セグメントを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る拡幅セグメントの実施の形態について、図面に基いて説明する。なお、本実施の形態において、拡幅セグメント１を設置するトンネルの軸線方向（坑軸方向）を前後方向という。
【００１５】
図１は両側が拡幅した後の状態（拡幅状態）の拡幅セグメント１の斜視図であり、図２は両側が拡幅する前の状態（縮幅状態）の拡幅セグメント１の断面図である。図１，図２に示すように、円形に形成されたトンネルの一部には小判形に形成された拡幅坑Ｔが形成されており、拡幅坑Ｔの内部にリング状の拡幅セグメント１が配置されている。拡幅セグメント１は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面に対向する基部２と、拡幅坑Ｔの両側の側壁面にそれぞれ対向する円弧板状の拡幅部３とから構成されている。拡幅セグメント１は、拡幅部３の移動によって坑幅方向に拡幅縮幅自在に形成されており、拡幅部３が縮幅されたときの拡幅セグメント１は、断面真円形状に形成され、拡幅部３が拡幅されたときの拡幅セグメント１は、断面小判形状に形成されている。
【００１６】
拡幅部３は、鋼製セグメントからなる複数のセグメント部材５を接合して形成されている。セグメント部材５は、トンネルの壁面に対向する円弧状に曲っている板部材３０と、拡幅セグメント１の周方向に延在する主桁３１，３１と、前後方向に延在する継手板３２，３２と、主桁３１，３１間に設けられた前後方向に延在する複数の縦リブ３３…とから構成されている。主桁３１，３１は、板部材３０の前後端にそれぞれ設けられており、２本平行に配設されている。また、主桁３１，３１は、弓形に曲った形状の部材からなり、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。継手板３２，３２は、直線的な形状の部材からなり、板部材３０の両側端にそれぞれ設けられ、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。縦リブ３３…は、直線的な形状の部材からなり、板部材３０の中央付近に所定の間隔をあけて設けられており、板部材３０の内側面に垂直に付設されている。
【００１７】
セグメント部材５の継手板３２，３２には図示せぬボルト孔が形成されており、このボルト孔に挿通されて締結されるセグメント継手７によって隣接するセグメント部材５，５の継手板３２，３２は接合されて隣接するセグメント部材５，５同士は連結される。また、セグメント部材５の主桁３１，３１にも図示せぬボルト孔が形成されており、このボルト孔に挿通されて締結されるリング継手８によって隣接するセグメント部材５，５の主桁３１，３１は接合されて前後方向に連設される拡幅セグメント１，１の拡幅部３，３同士は連結される。
【００１８】
また、拡幅部３の内側には、拡幅セグメント１が拡幅されたときに隣接する他のセグメントとの間に生じる隙間を閉塞するための閉塞部材６が設けられている。この閉塞部材６は、拡幅部３の内側面に対して垂直に形成されてセグメント部材５の前後端に二枚平行に設けられた板部９，９と、平行する板部９，９間に架設され拡幅セグメント１の軸方向に延在する複数のパイプ部１０…とから構成されている。板部９は、セグメント部材５の円弧状の縁部に対向する位置に配置されており、板部９にはセグメント部材５の縦リブ部３３にボルト接合される断面コ字形状金物の接続部１１が付設されている。
【００１９】
図３は縮幅状態の基部２の平面図であり、図４は図３に示すＡ−Ａ間の断面図であり、図５は図３に示すＢ−Ｂ間の断面図である。図３，図４，図５に示すように、縮幅状態の基部２には、拡幅セグメント１の軸方向に延在する断面形状Ｔ字形の基部材１３と、基部材１３の両側にそれぞれ張り出されて設けられて両側の拡幅部３，３にそれぞれ接合されるスライド部材１４ａ，１４ｂと、坑幅方向に延在して基部２の曲げ変形に抵抗する矩形板状の補強部材１５とが備えられている。
【００２０】
基部材１３は、円弧状の外殻部１６と、外殻部１６の内側面に突設（垂設）された坑軸方向に延在する被当接部１７とから構成されている。外殻部１６は、外側面が断面円弧状に形成されているとともに内側面は水平に形成されており、その水平の内側面は坑幅方向に延在するスライド面１６ａとなっている。被当接部１７は、下側に開放された箱状の部材であり、外殻部１６の内側面に突設（垂設）された状態でそれぞれ配置されて坑軸方向にそれぞれ延在する２本平行の側板１８，１８と、２枚の側板１８，１８間に架設されているとともに図示せぬボルトにより外殻部１６に固定されている天板１９と、前後端面を塞ぐ端板２０とから構成されている。２本の側板１８，１８の中央部には、補強部材１５を挿通させるための開口１８ａがそれぞれ形成されており、その開口１８ａの両側にはボルト孔１８ｂがそれぞれあけられている。
【００２１】
図６は基部材１３の坑幅方向の端部を表した拡大断面図である。図４，図６に示すように、基部材１３（外殻部１６）の前後方向に延在する側面はスライド面１６ａに対して傾斜されており、外殻部１６の両側部は鋭角にそれぞれ形成されている。また、外殻部１６の側端部のスライド面１６ａには、前後方向に延在する３本の溝２１が形成されており、これら複数の溝２１のうち両端の溝２１ａ内には、溝２１ａに沿って延在するシール２２が設けられている。真中の溝部２１ｂは、両端の溝部２１ａ内に設けられたシール２２のうち少なくとも一方が損傷して止水効果が保てなくなった場合の予備の溝２１であり、シール２２が損傷したとき、真中の溝部２１ｂ内に新たにシーリングされ、新たなシール部２３が形成される。
【００２２】
図７は図３に示すＣ−Ｃ間の断面図である。図３，図４，図７に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂは、図示せぬスライド機構によって基部材１３のスライド面１６ａに沿って坑幅方向にスライド可能に設けられている。スライド機構としては、例えば、基部材１３の外殻部１６に坑幅方向に延在するレールが付設されてこのレールに沿って移動するランナーがスライド部材１４ａ，１４ｂに付設された構成からなる機構が考えられるが、その他のスライド機構であってもよい。
【００２３】
スライド部材１４ａ，１４ｂは、基部材１３の被当接部１７を挟んで両側にそれぞれ設けられており、一方のスライド部材１４ａは他方のスライド部材１４ｂよりも坑幅方向に長く張り出されている。各スライド部材１４ａ，１４ｂは、基部材１３のスライド面１６ａやトンネルの壁面に対向する円弧状に曲っている板部材２４と、拡幅セグメント１の周方向に延在する主桁２５，２５と、前後方向に延在して拡幅部３の端部に接合される前後方向に延在する継手板２６と、基部材１３の被当接部１７に当接される前後方向に延在する当接板２７（当接部）と、主桁２５，２５間に設けられた前後方向に延在する縦リブ２８，２９とから構成されている。
【００２４】
板部材２４は、基部材１３のスライド面１６ａに摺動される内側の側端部が段差状に凹んだ形状になっており、この凹んだ部分は前後方向に延在されている。主桁２５，２５は、板部材２４の前後端にそれぞれ設けられており、２本平行に配設されている。また、主桁２５，２５は、弓形に曲った形状の部材からなり、板部材２４の内側面に垂直に付設されている。継手板２６及び当接板２７は、板部材２４の内側面に垂直に付設された直線的な形状の部材からなり、継手板２６は板部材２４の外側の側部に設けられ、当接板２７は板部材２４の内側の側部に設けられている。縦リブ２８，２９は、板部材２４の内側面に垂直に付設された直線的な形状の部材からなり、板部材２４の中央付近に所定の間隔をあけて２本平行に設けられている。また、当接板２７及び内側の縦リブ２８には、補強部材１５を挿通させるための開口２７ａ，２８ａがそれぞれ形成されており、さらに、当接板２７には開口２７ａの両側にボルト孔２７ｂがそれぞれあけられている。このボルト孔２７ｂは前記した基部材１３の被当接部１７に形成されたボルト孔１８ｂに対向する位置に形成されている。外側の縦リブ２９には、前後方向に延在する補強部材１５の端面１５ａに対向する位置に複数のボルト孔２９ａがあけられている。
【００２５】
また、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側には、補強部材１５を挿通させるための筒部材３４が形成されている。この筒部材３４は、補強部材１５を取り囲むように配置された上板３５と下板３６と両側の側板３７，３７とから構成されており、当接板２７と内側の縦リブ２８との間に介装されている。下板３６と両側の側板３７，３７には、雌ネジ状の複数のボルト孔３６ａ…，３７ａ…がそれぞれ形成されており、これらのボルト孔３６ａ…，３７ａ…には、先端が補強部材１５に当接されて補強部材１５を係止する係止ボルト３８…がそれぞれ螺合されている。
【００２６】
補強部材１５は、スライド部材１４ａ，１４ｂのスライド方向（坑幅方向）に延在しており、基部材１３の被当接部１７、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７及び内側の縦リブ２８にそれぞれ形成された開口１８ａ，２７ａ，２８ａと、筒部材３４との中に緩挿された状態で設置されており、基部材１３の被当接部１７、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７及び内側の縦リブ２８、そして筒部材３４に対してそれぞれ貫設されている。また、前後方向に延在する補強部材１５の端面１５ａには、外側の縦リブ２９に形成されたボルト孔２９ａに対向する位置に雌ネジ孔状のボルト孔１５ｂが穿孔されている。なお、補強部材１５は、中空の部材であっても中実の部材であってもよい。
【００２７】
拡幅セグメント１が縮幅状態になっている場合には、図３，図４に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７が基部材１３の被当接部１７に当接された状態になり、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７がボルトとナットとからなる締結具３５によってボルト接合されている。具体的には、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７にそれぞれ形成されたボルト孔１８ｂ，２７ｂに締結具３５のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００２８】
また、拡幅セグメント１が縮幅状態になっている場合には、補強部材１５の端面１５ａがスライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ４９の側面に当接した状態になっており、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とがボルトからなる締結具３６によってボルト接合されている。具体的には、外側の縦リブ２９に形成されたボルト孔２９ａに締結具３６のボルトが挿通されて補強部材１５の端面１５ａに形成されたボルト孔１５ｂに螺合された状態になっている。
【００２９】
図８は拡幅状態の基部２の平面図であり、図９は図８に示すＤ−Ｄ間の断面図である。図１，図２，図８，図９に示すように、拡幅セグメント１は、上記したスライド部材１４ａ，１４ｂが基部材１３のスライド面１６ａに沿って外側にスライドすることで拡幅部３が外側に移動され、断面形状が小判形になって拡幅される。
【００３０】
拡幅セグメント１が拡幅状態になっている場合には、図８，図９に示すように、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７が基部材１３の被当接部１７から離間した状態になり、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７との間であって補強部材１５の両側方には矩形の隙間が形成される。この補強部材の両側方の隙間には第１の隙間ブロック４０…がそれぞれ嵌合されている。
【００３１】
第１の隙間ブロック４０…は、下側が開放された状態の矩形箱状の部材であり、矩形の隙間と同形状に形成されている。第１の隙間ブロック４０…の坑軸方向に延在する両端面にはボルト孔４０ａ，４０ｂがそれぞれあけられている。このボルト孔４０ａ，４０ｂは、基部材１３の被当接部１７およびスライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７にそれぞれ形成されたボルト孔１８ｂ，２７ｂに対向する位置に形成されている。そして、第１の隙間ブロック４０…は、基部材１３の被当接部１７に締結具４１によって接合されているとともに、スライド部材１４ａ，１４ｂの当接板２７，２７に締結具４２によって接合されている。具体的には、被当接部１７のボルト孔１８ｂ及び第１の隙間ブロック４０…のボルト孔４０ａに締結具４１のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっており、また、当接板２７のボルト孔２７ｂ及び第１の隙間ブロック４０…のボルト孔４０ｂに締結具４２のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００３２】
また、拡幅セグメント１が拡幅状態になっている場合には、補強部材１５の端面１５ａがスライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９から離間した状態になり、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間には隙間が形成される。この隙間には、第２の隙間ブロック４３が嵌合されている。
【００３３】
第２の隙間ブロック４３は、下側が開放された状態の矩形箱状の部材であり、第２の隙間ブロック４３の坑軸方向の長さは、補強部材１５の坑軸方向の長さと同等であり、第２の隙間ブロック４３の坑幅方向の長さは、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間隔に相当する長さになっている。第２の隙間ブロック４３の坑軸方向に延在する両端面には複数のボルト孔４３ａ，４３ｂがそれぞれあけられている。これらのボルト孔４３ａ，４３ｂは、補強部材１５の端面１５ａにあけられたボルト孔１５ｂ及び外側の縦リブ２９にあけられたボルト孔２９ａに対向する位置に形成されている。そして、第２の隙間ブロック４３は、補強部材１５の端面１５ａに締結具４４によって接合されているとともに、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９に締結具４５によって接合されている。具体的には、補強部材１５の端面１５ａにあけられたボルト孔１５ｂ及び第２の隙間ブロック４３のボルト孔４３ａに締結具４４のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっており、また、外側の縦リブ２９にあけられたボルト孔２９ａ及び第２の隙間ブロック４３のボルト孔４３ｂに締結具４５のボルトが挿通されてナットで締結された状態になっている。
【００３４】
次に、上記した構成からなる拡幅セグメント１の施工方法について説明する。
【００３５】
図１，図２に示すように、縮幅されて円形状の拡幅セグメント１を予め掘削された拡幅坑Ｔ内に配置する。このとき、拡幅部３を内側に配置させて拡幅セグメント１を縮幅状態にしておく。また、図２，図４に示すように、基部材１３（外殻部１６）の傾斜された端面と、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側端部の段差状部分との間に、止水のための間詰材４６を充填しておく。
【００３６】
図１０（ａ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の準備状況を表す断面図である。図１０（ａ）に示すように、拡幅セグメント１を拡幅坑Ｔ内に配置した後、一方の拡幅部３をスライドさせるため、拡幅セグメント１の内部に拡幅用の器具を設置する。具体的には、一方の拡幅部３の上部と他方の拡幅部の上部との間、及び一方の拡幅部３の下部と他方の拡幅部の下部との間にジャッキ５０，５０をそれぞれ介装させる。このとき、ジャッキ５０，５０は水平に設置する。
【００３７】
また、拡幅セグメント１内の上部に位置するスライド部材１４ａ，１４ｂのうち他方側のスライド部材１４ｂと、該スライド部材１４ｂに上下で対向する拡幅セグメント１内の下部に位置するスライド部材１４ｂとの間に反力部材（第１のパイプサポート５１）を建てる。さらに、一方側の拡幅部３の上下部間に反力部材（第２のパイプサポート５２）を建てる。
【００３８】
図１０（ｂ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｂ）に示すように、一方側の拡幅部３を外側にスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、図３，図４，図８，図９，図１０（ｂ）に示すように、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａの当接板２７とを接合する締結具３５を取り外すとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とを接合する締結具３６を取り外す。また、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を緩めて補強部材１５に対してスライド部材１４ａが移動できるようにする。その後、上下２本のジャッキ５０を同時に可動させ、ジャッキ５０の圧力によって一方側の拡幅部３を押圧し、一方側のスライド部材１４ａを外側にスライドさせて、拡幅部３を外側に移動させる。
【００３９】
拡幅部３が所定の拡幅位置まで移動した時点で、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を締め込み、係止ボルト３８…の先端を補強部材１５の表面に当接させて補強部材１５を所定の位置に保持する。その後、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ａの当接板２７との間であって補強部材１５の両側方に形成された矩形の隙間に、第１の隙間ブロック４０…をそれぞれ嵌合させる。そして、第１の隙間ブロック４０…の側面と基部材１３の被当接部１７とを締結具４１によって接合させるとともに、第１の隙間ブロック４０…の側面とスライド部材１４ａの当接板２７とを締結具４２によって接合させる。
【００４０】
また、係止ボルト３８…を締め込んだ後、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間に形成された隙間に、第２の隙間ブロック４３を嵌合させる。そして、第２の隙間ブロック４３と補強部材１５の端面１５ａとを締結具４４によって接合させるとともに、第２の隙間ブロック４３とスライド部材１４ａの外側の縦リブ２９とを締結具４５によって接合させる。
【００４１】
図１０（ｃ）は本発明に係る拡幅セグメント１の拡幅工程の拡幅状況を表す断面図である。図１０（ｃ）に示すように、拡幅セグメント１の内部に設置された拡幅用の器具の盛り替えを行い、他方の拡幅部３をスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、第１，第２のサポート５１，５２をそれぞれ取り外し、移動したスライド部材１４ａと被当接部１７との間に嵌め込まれた上下の第１の隙間ブロック４０…間に第１のサポート５１を建てて、他方側の拡幅部３の上下部間に第２のサポート５２を建てる。
【００４２】
その後、他方側の拡幅部３を外側にスライドさせて、拡幅セグメント１の拡幅を行う。具体的には、図３，図４，図８，図９，図１０（ｃ）に示すように、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ｂの当接板２７とを接合する締結具３５を取り外すとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９とを接合する締結具３６を取り外す。また、筒部材３４に付設された複数の係止ボルト３８…を緩めて補強部材１５に対してスライド部材１４ｂが移動できるようにする。その後、上下２本のジャッキ５０を同時に可動させ、ジャッキ５０の圧力によって他方側の拡幅部３を押圧し、他方側のスライド部材１４ｂを外側にスライドさせて、拡幅部３を外側に移動させる。
【００４３】
拡幅部３が所定の拡幅位置まで移動した時点で、上記した方法で、基部材１３の被当接部１７とスライド部材１４ｂの当接板２７との間であって補強部材１５の両側方に形成された矩形の隙間に第１の隙間ブロック４０…をそれぞれ介装させるとともに、補強部材１５の端面１５ａと外側の縦リブ２９の側面との間に形成された隙間に、第２の隙間ブロック４３を介装させる。
【００４４】
最後に、ジャッキ５０及び第１，第２のサポート５１，５２をそれぞれ撤去するとともに、拡幅セグメント１によって拡幅する区間の両端に位置する閉塞部材６だけを残して、拡幅する区間の中間に位置する閉塞部材６は全て撤去する。なお、セグメント継手７によるセグメント部材５同士の接合や、リング継手８によるリング状の拡幅セグメント１同士の接合は、拡幅セグメント１を組み立てる過程で逐一行う。
【００４５】
上記した構成からなる拡幅セグメント１によれば、基部２には、坑幅方向に延在するスライド面１６ａ及び坑軸方向に延在する被当接部１７をそれぞれ有する基部材１３と、拡幅部３に接合されているとともに基部材１３のスライド面１６ａに沿ってスライド可能に設けられて且つ拡幅部３が縮幅された状態において被当接部１７に当接する坑軸方向に延在する当接板２７を有するスライド部材１４ａ，１４ｂと、スライド部材１４ａ，１４ｂのスライド方向に延在して被当接部１７及び当接板２７にそれぞれ貫設されて基部２の曲げ変形に抵抗する補強部材１５と、拡幅部３が拡幅された状態における被当接部１７と当接板２７との間に介在される第１の隙間ブロック４０…とが備えられ、補強部材１５としては、矩形盤状の部材が使用され、第１の隙間ブロック４０…は、補強部材１５に隣接させて配置される構成となっているため、第１の隙間ブロック４０…によって、拡幅部３が拡幅された後、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側への移動が規制され、拡幅された拡幅セグメントが土圧等によって縮幅されることを防止することができる。また、第１の隙間ブロック４０…は、補強部材１５の側方に形成された矩形の隙間内で補強部材１５に隣接させて配置されることになり、第１の隙間ブロック４０…に補強部材１５を嵌め込むための切り欠きを形成する必要がないので、第１の隙間ブロック４０…が大きな土圧や水圧にも耐え得る強い構造の部材なる。これによって、大きな土圧や水圧が作用する場合にも拡幅セグメント１の拡幅状態を確実に維持させることができ、また、第１の隙間ブロック４０…の製作手間が軽減され、材料費の低減を図ることができる。さらに、補強部材１５が矩形板状の部材であるため、第１の隙間ブロック４０…を嵌合させる隙間は小面積になり、第１の隙間ブロック４０…の大きさは小さくなり軽量化されるので、第１の隙間ブロック４０…の設置作業の作業性を向上させることができる。
【００４６】
また、拡幅部３が拡幅された際に、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９と補強部材１５の端面１５ａとの間に第２の隙間ブロック４３を介在させることで、スライド部材１４ａ，１４ｂの内側への移動を第２の隙間ブロック４３によって規制し、より大きな土圧等にも耐える拡幅セグメント１を提供することができる。
【００４７】
以上、本発明に係る拡幅セグメントの実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、拡幅部３は両側にそれぞれ備えられており、拡幅セグメント１は両側方にそれぞれ拡幅されるが、本発明は、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示すように、片側のみに拡幅部１０２が備えられている拡幅セグメント１００でもよい。この拡幅セグメント１００は、拡幅坑Ｔの天井面及び底面にそれぞれ対向する基部１０１と、拡幅坑Ｔの一方の側壁面に対向する円弧板状の拡幅部１０３と、拡幅坑Ｔの他方の側壁面に対向する円弧板状のセグメント部１０２とから構成されている。基部１０１には、セグメント部１０２の上下端にそれぞれ接合されて上下で対向する基部材１０４と、拡幅坑Ｔの幅方向にスライドするスライド部材１０５とが備えられており、拡幅状態のスライド部材１０５の内側方向に形成される隙間には、第１の隙間ブロック１０６が嵌合される。
【００４８】
また、上記した実施の形態では、補強部材１５は基部２の坑軸方向における中央位置に１つだけ設けられているが、本発明は、基部の両側端位置（前後端）にそれぞれ設けられていてもよく、この場合、基部の坑軸方向における中央位置に第１の隙間ブロックが配設されることになる。
【００４９】
また、上記した実施の形態では、スライド部材１４ａ，１４ｂの外側の縦リブ２９と補強部材１５の端面１５ａとの間に第２の隙間ブロック４３を介在させているが、本願に係る請求項１に記載された発明は、スライド部材の縦リブと補強部材の端面との間に第２の隙間ブロックを介在させない構成としてもよい。
また、上記した実施の形態では、鋼製のセグメントについて説明しているが、本発明はコンクリート製のセグメントでもよく、鋼製枠内にコンクリートを中詰めしたセグメントでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の平面図である。
【図４】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の部分拡大断面図である。
【図７】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の平面図である。
【図９】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントに備えられた基部の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの拡幅工程を表す断面図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態を説明するための拡幅セグメントの断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１ 拡幅セグメント
２ 基部
３ 拡幅部
１３ 基部材
１４ａ，１４ｂ スライド部材
１５ 補強部材
１６ａ スライド面
１７ 被当接部
２７ 当接板（当接部）
２９ 縦リブ
４０ 第１の隙間ブロック
４３ 第２の隙間ブロック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、
前記基部には、坑幅方向に延在するスライド面及び坑軸方向に延在する被当接部をそれぞれ有する基部材と、前記拡幅部に接合されているとともに前記基部材のスライド面に沿ってスライド可能に設けられて且つ前記拡幅部が縮幅された状態において前記基部材の被当接部に当接する坑軸方向に延在する当接部を有するスライド部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在して前記基部材の被当接部及びスライド部材の当接部にそれぞれ貫設されて前記基部の曲げ変形に抵抗する補強部材と、前記拡幅部が拡幅された状態における前記基部材の被当接部と前記スライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックとが備えられ、
前記補強部材としては、矩形盤状の部材が使用され、
前記第１の隙間ブロックは、前記補強部材に隣接させて配置されることを特徴とする拡幅セグメント。
【請求項２】
請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、
前記スライド部材の内部には坑軸方向に延在する縦リブが設けられ、
前記拡幅部が拡幅された状態における前記スライド部材の縦リブと前記補強部材の坑軸方向に延在する端面との間に、第２の隙間ブロックが介在されることを特徴とする拡幅セグメント。
【請求項１】
掘削された坑内の天井面及び底面にそれぞれ対向する基部と、前記坑内の側壁面に対向する移動自在の拡幅部とが備えられ、前記拡幅部の移動によって拡幅縮幅自在に形成されている拡幅セグメントにおいて、
前記基部には、坑幅方向に延在するスライド面及び坑軸方向に延在する被当接部をそれぞれ有する基部材と、前記拡幅部に接合されているとともに前記基部材のスライド面に沿ってスライド可能に設けられて且つ前記拡幅部が縮幅された状態において前記基部材の被当接部に当接する坑軸方向に延在する当接部を有するスライド部材と、前記スライド部材のスライド方向に延在して前記基部材の被当接部及びスライド部材の当接部にそれぞれ貫設されて前記基部の曲げ変形に抵抗する補強部材と、前記拡幅部が拡幅された状態における前記基部材の被当接部と前記スライド部材の当接部との間に介在される第１の隙間ブロックとが備えられ、
前記補強部材としては、矩形盤状の部材が使用され、
前記第１の隙間ブロックは、前記補強部材に隣接させて配置されることを特徴とする拡幅セグメント。
【請求項２】
請求項１記載の拡幅セグメントにおいて、
前記スライド部材の内部には坑軸方向に延在する縦リブが設けられ、
前記拡幅部が拡幅された状態における前記スライド部材の縦リブと前記補強部材の坑軸方向に延在する端面との間に、第２の隙間ブロックが介在されることを特徴とする拡幅セグメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００７−５１４３４（Ｐ２００７−５１４３４Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３５７１３（Ｐ２００５−２３５７１３）
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】（０００１９８３０７）石川島建材工業株式会社 (139)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]