(57)【要約】【課題】内面の周縁部に繊維補強材を集中的に備えて内面の周縁部の割れ欠けを防止できるセグメントを提供する。【解決手段】本発明のセグメントは、シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体を形成する鉄筋コンクリート製のセグメント２であって、トンネル壁体の壁内面を形成する内面１１の周縁部３６に沿ったコンクリートの内部に繊維補強材３０を備え、周縁部３６での繊維補強材３０の混在率が周縁部３６以外の場所での繊維補強材３０の混在率よりも大きいことを特徴とする。周縁部３６に沿ったコンクリートの内部にのみ繊維補強材３０を備えたことも特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体を形成する鉄筋コンクリート製のセグメントであって、トンネル壁体の壁内面を形成する内面の周縁部に沿ったコンクリートの内部に繊維補強材を備え、周縁部での繊維補強材の混在率が周縁部以外の場所での繊維補強材の混在率よりも大きいことを特徴とするセグメント。
【請求項２】
周縁部に沿ったコンクリートの内部にのみ繊維補強材を備えたことを特徴とする請求項１に記載のセグメント。
【請求項３】
繊維補強材が、周縁部に沿ってコンクリートの内部に設けられた鉄筋に沿って設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセグメント。
【請求項４】
繊維補強材が、鉄筋に巻付けられて設けられたことを特徴とする請求項３に記載のセグメント。
【請求項５】
繊維補強材が、複数の細状片と複数の細状片の中心を綴った紐とで形成された連続物であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル壁体の壁内面を形成する内面の周縁部の割れ欠けを防止可能な鉄筋コンクリート製のセグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
図８に示すように、シールドトンネル工事は、シールドマシン１の後方に複数のセグメント２を接合して筒状のトンネル壁体３を組立て、このトンネル壁体３の前面４にシールドマシン１の推進ジャッキ５のピストン６の先端を接触させて、このトンネル壁体３でシールドマシン１の推進ジャッキ５の反力をとることによってシールドマシン１を推進させて地山１００を掘削してからトンネル壁体３の前面４に次のトンネル壁体３を組立てる。以後、シールドマシン１の推進とトンネル壁体３の組立てとを繰り返してシールドトンネルのトンネル壁体３を構築する。
上述のように、シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体３を形成する鉄筋コンクリート製のセグメント２において、コンクリート内部に繊維を混在させたセグメントが知られている（例えば、特許文献１；２等参照）。
【特許文献１】特開２００６−１６９００号公報
【特許文献２】特開２００７−２９６８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
セグメントは、シールドマシンの推進時にセグメントに加わる力、シールドマシンのテールとセグメントの内面との干渉、地山からセグメントに加わる圧力などが原因となって、内面の周縁部が割れたり欠けたりする（以下、割れ欠けという）ことがある。しかしながら、上述した従来のセグメントは、内面の周縁部の割れ欠け防止を目的とした構成を備えておらず、内面の周縁部の割れ欠けを防止できない。即ち、上述した従来の特許文献１；２では、セグメントの内面の周縁部に繊維を集中的に設けるという技術的思想はなく、セグメントを形成するコンクリート中に繊維を混ぜているだけなので、繊維が内面の周縁部に集中的に配置された構成ではない。よって、内面の周縁部が繊維によって補強された構成のセグメントを得ることはできないので、内面の周縁部の割れ欠けを防止できない。
本発明は、内面の周縁部に繊維補強材を集中的に備えて内面の周縁部の割れ欠けを防止できるセグメントを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のセグメントは、シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体を形成する鉄筋コンクリート製のセグメントであって、トンネル壁体の壁内面を形成する内面の周縁部に沿ったコンクリートの内部に繊維補強材を備え、周縁部での繊維補強材の混在率が周縁部以外の場所での繊維補強材の混在率よりも大きいことを特徴とする。
周縁部に沿ったコンクリートの内部にのみ繊維補強材を備えたことも特徴とする。
繊維補強材が、周縁部に沿ってコンクリートの内部に設けられた鉄筋に沿って設けられたことも特徴とする。
繊維補強材が、鉄筋に巻付けられて設けられたことも特徴とする。
繊維補強材が、複数の細状片と複数の細状片の中心を綴った紐とで形成された連続物であることも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のセグメントによれば、内面の周縁部での繊維補強材の混在率が周縁部以外の場所での繊維補強材の混在率よりも大きいので、繊維補強材により内面の周縁部の割れ欠けを防止できるセグメントを得ることができる。
周縁部に沿ったコンクリートの内部にのみ繊維補強材を備えたので、コンクリートの内部全体に繊維を混在させたセグメントに比べて安価で、かつ、内面の周縁部の割れ欠けを防止できるセグメントを得ることができる。
繊維補強材が、周縁部に沿ってコンクリートの内部に設けられた鉄筋に沿って設けられたので、繊維補強材を周縁部のコンクリートの外面に近い側に位置させることができて、内面の周縁部の割れ欠けを防止できるセグメントを得ることができる。
繊維補強材が、鉄筋に巻付けられて設けられたので、繊維補強材と鉄筋との結合が強固となり、流し込まれたコンクリートによって繊維補強材が鉄筋よりはずれて内面の周縁部より離れた位置に移動してしまうようなことを防止でき、繊維補強材が内面の周縁部に集中的に配置されて内面の周縁部が繊維補強材によって補強されたセグメントを得ることができる。
繊維補強材が、複数の細状片と複数の細状片の中心を綴った紐とで形成された連続物であることにより、紐と鉄筋とを結束線などで連結することで連続物を鉄筋に沿って取り付けたり、紐を鉄筋に巻き付けることで連続物を鉄筋に取り付けることができるので、連続物と鉄筋との結合が強固とすることができる。これにより、繊維補強材が内面の周縁部に集中的に配置されて内面の周縁部が繊維補強材によって補強されたセグメントを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図５、及び図７は本発明の最良の形態１を示し、図１はセグメントを示し、図２はセグメントの一部を破断して示し、図３（ａ）はセグメントを側面から見て示し、図３（ｂ）はセグメントを内面側から平面視して示し、図３（ｃ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、図４（ａ）はセグメントの断面を示し、図４（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面を示し、図５はセグメントの作成手順を示し、図７は繊維補強材の連続物を示す。尚、図８と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
【０００７】
シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体３を形成する鉄筋コンクリート製のセグメント２は、図１；２に示すように、トンネル壁体３の壁内面を形成する弧状の内面１１と、弧の中心が内面１１と同じでトンネル壁体３の壁外面を形成する弧状の外面１２と、内面１１の弧の一端縁１７と外面１２の弧の一端縁１８とを繋ぐ一端側端面１３と、内面の弧の他端縁１９と外面１２の弧の他端縁２０とを繋ぐ他端側端面１４と、切羽側に位置される内面１１の切羽側端縁と外面１２の切羽側端縁とを繋ぐ切羽側端面１５と、坑口側に位置される内面１１の坑口側端縁と外面１２の坑口側端縁とを繋ぐ坑口側端面１６とを備える。内面１１の弧の一端縁１７、外面１２の弧の一端縁１８、内面１１の弧の他端縁１９、外面１２の弧の他端縁２０に沿ったコンクリートの内部には鉄筋３９としての主筋２１が配置される。一端側端面１３の周縁、他端側端面１４の周縁に沿ったコンクリートの内部には鉄筋３９としての端側の配力筋２２が配置される。これら端側の配力筋２２の間のコンクリートの内部にも鉄筋３９としての中央側の配力筋２３が配置される。
【０００８】
セグメント２は、内面１１の周縁３５に沿ったコンクリート内部にのみ合成樹脂製又は金属製の繊維補強材３０を備える。繊維補強材３０は、図７に示すように、複数の細状片３１と、複数の細状片３１の中心を綴って複数の細状片３１をまとめた紐３２とで形成されたモールディング（建物や家具に付ける帯状の装飾）と呼ばれる連続物３３を用いた。細状片３１の長さは鉄筋３９の径よりも長いものを用いることが望ましい。そして、この連続物３３をセグメント２の内面１１の周縁３５に沿うようにコンクリート内部に設置された鉄筋３９に沿って連続するように設け、連続物３３がセグメント２の内面１１の周縁部３６を形成するコンクリートの外面に近い側に位置させたことで、連続物３３をセグメント２の内面１１の周縁部３６に近い側に集中的に位置させた。連続物３３の紐３２と鉄筋３９とを結束線５０（図５参照）によって連結することによって、連続物３３を鉄筋３９に沿って設ける。
【０００９】
セグメント２の製造は、図外の組立作業枠により鉄筋３９を組み立てて鉄筋篭３７を形成した後、図５に示すように、セグメント２の内面１１の周縁部３６のコンクリート内部に設置される鉄筋篭３７の鉄筋３９に沿ってセグメント２の内面１１の周縁部３６に沿うことになるように連続物３３を鉄筋３９に取付けた鉄筋篭３７を型枠４０の成形空間４１内に設置した後に型枠４０の成形空間４１内にコンクリートを流し込んでコンクリートを固化させる。
【００１０】
最良の形態１のセグメントによれば、周縁部３６にのみ繊維補強材３０を集中的に設けたことによって内面１１の周縁部３６が繊維補強材３０で補強されたので、内面１１の周縁部３６の割れ欠けを効果的に防止できる。特に、内面１１の周縁部３６にのみ繊維補強材３０を設けたので、従来のようにコンクリートの内部全体に繊維を混在させたセグメント２に比べて安価で、かつ、内面１１の周縁部３６の割れ欠けを効果的に防止できるセグメント２を得ることができる。
【００１１】
また、繊維補強材３０の連続物３３を、内面１１の周縁部３６に沿ってコンクリートの内部に設けられた鉄筋３９に沿って設けたので、繊維補強材３０を周縁部３６のコンクリートの表面に近い側に位置させることができて、内面１１の周縁部３６の割れ欠けを効果的に防止できるセグメント２を得ることができる。
上述した従来の特許文献１；２のセグメント２では、コンクリート中に繊維を混ぜているだけなので、繊維が内面１１の周縁部３６に集中的に配置されることはない。従って、特許文献１；２では、繊維補強材３０が内面１１の周縁部３６に集中的に配置されて内面１１の周縁部３６が繊維補強材３０によって補強された最良の形態１のようなセグメント２を得ることはできない。
【００１２】
最良の形態２
内面１１の周縁部３６での繊維補強材３０の混在率（繊維補強材３０の量／コンクリートの単位体積）が、内面１１の周縁部３６以外の場所での繊維補強材３０の混在率よりも大きいセグメント２とした。
最良の形態２のセグメント２によれば、内面１１の周縁部３６に繊維補強材３０を集中的に設けたので、内面１１の周縁部３６の割れ欠けを効果的に防止できるセグメント２を得ることができる。
【００１３】
最良の形態３
図６に示すように、内面１１の周縁部３６に沿ってコンクリートの内部に設けられた鉄筋３９に繊維補強材３０の連続物３３を巻き付けて設けるようにしてもよい。最良の形態３によれば、繊維補強材３０の連続物３３と鉄筋３９との結合が強固となり、流し込まれたコンクリートによって連続物３３が鉄筋３９よりはずれて繊維補強材３０が内面１１の周縁部３６より離れた位置に移動してしまうようなことを防止でき、繊維補強材３０が内面１１の周縁部３６に集中的に配置されて内面１１の周縁部３６が繊維補強材３０によって補強されたセグメント２を得ることができる。
【００１４】
尚、最良の形態１乃至３では、複数の細状片３１と複数の細状片３１の中心を綴った紐３２とで形成された連続物３３によって繊維補強材３０を構成したので、紐３２と鉄筋３９とを結束線５０などで連結することで連続物３３を鉄筋３９に沿って取り付けたり、紐３２を鉄筋３９に巻き付けることで連続物３３を鉄筋３９に取り付けることができるので、連続物３３と鉄筋３９との結合を強固とすることができる。これにより、繊維補強材３０が内面１１の周縁部３６に集中的に配置されて内面１１の周縁部３６が繊維補強材３０によって補強されたセグメント２を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
金属製の繊維補強材３０を用いればより補強効果の高いセグメント２を得ることができ、合成樹脂製の繊維補強材３０を用いれば補強効果と防錆性とに優れたセグメント２を得ることができる。
【００１６】
内面１１の周縁部３６に繊維補強材３０を集中的に設けるために、繊維補強材３０の連続物３３を鉄筋３９に沿わせたり、巻き付けたり、絡ませたりして設置することが好ましいが、繊維補強材３０の不連続物を鉄筋３９に沿わせたり、巻き付けたり、絡ませたりして取り付けることによって、内面１１の周縁部３６に繊維補強材３０を集中的に設けるようにしてもよい。
【００１７】
鉄筋３９に巻き付けて設置される連続物３３の巻付間隔を短くすれば、内面１１の周縁部３６に繊維補強材３０をより集中的に多く設けることができ、内面１１の周縁部３６の割れ欠けをより効果的に防止できるセグメント２を得ることができる。
連続物３３を形成する細状片３１と細状片３１との間隔を短くすれば、内面１１の周縁部３６に繊維補強材３０をより集中的に多く設けることができ、内面１１の周縁部３６の割れ欠けをより効果的に防止できるセグメント２を得ることができる。
セグメント２の形状は限定されない。要するに、トンネル壁体３を形成する内面１１の周縁部３６に沿ったコンクリート内部に繊維補強材３０が設けられたセグメント２であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】セグメントの斜視図（最良の形態１）。
【図２】繊維補強材と鉄筋との結合をセグメントの一部を破断して示した図（最良の形態１）。
【図３】（ａ）はセグメントを側面から見て示し、（ｂ）はセグメントを内面側から平面視して示し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（最良の形態１）。
【図４】（ａ）は坑口側から見たセグメントの断面図、（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ断面図（最良の形態１）。
【図５】（ａ）は鉄筋篭の斜視図、（ｂ）は外型枠と、鉄筋篭と繊維補強材とを巻きつけた状態を示す図（最良の形態１）。
【図６】（ａ）はセグメントを側面から見て示し、（ｂ）はセグメントを内面側から平面視して示し、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ断面を示す図（最良の形態３）。
【図７】繊維補強材の連続物を示す図（最良の形態１乃至３）。
【図８】シールドトンネルにおける筒状のトンネル壁体を形成するセグメントの組立てを示す図（従来）。
【符号の説明】
【００１９】
２  セグメント、３  トンネル壁体、１１  内面、３０  繊維補強材、
３１  細状片、３６  周縁部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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