(57)【要約】【課題】内面被覆セグメント製造に当たり、樹脂系シートの固定を省力的に行い得るようにするとともに、全面に亘って均等に保持し得るようにする。【解決手段】セグメント用型枠装置１のセグメント内面に対応する型枠面に樹脂系シート２１を固定し、型枠内にコンクリートを打設することによりトンネル覆工用内面被覆セグメントＳを製造する方法において、前記セグメント内面に対応する型枠面２Ａに多数の開孔２ａ、２ａ…を形成するとともに、前記型枠面２Ａの裏側に真空度を調整可能な真空チャンバ５を形成し、前記真空チャンバ５内を所定の負圧状態とすることにより前記樹脂系シート２１を吸引力によって固定した状態で型枠内にコンクリートを打設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セグメント用型枠装置のセグメント内面に対応する型枠面に樹脂系シートを固定し、型枠内にコンクリートを打設することにより前記樹脂系シートが一体化されたトンネル覆工用内面被覆セグメントを製造する方法において、
前記セグメント内面に対応する型枠面に多数の開孔を形成するとともに、前記型枠面の裏側に真空度を調整可能な真空チャンバを形成し、前記真空チャンバ内を所定の負圧状態とすることにより前記樹脂系シートを吸引力によって固定した状態で型枠内にコンクリートを打設することを特徴とするトンネル覆工用内面被覆セグメントの製造方法。
【請求項２】
円弧状型枠面を有する底版型枠と、この底版型枠の周方向端部から起立した起立型枠面を有する端面型枠と、底版型枠の側部から起立した起立型枠面を有する側面型枠とを備えたセグメント用型枠装置において、
前記底版型枠の円弧状型枠面に多数の開孔を形成するとともに、裏面側に真空チャンバを形成し、この真空チャンバに１又は複数のエア抜き管を連結するとともに、このエア抜き管を真空ポンプに接続し、前記エア抜き管の中間に開閉バルブを設けたことを特徴とするセグメント用型枠装置。
【請求項３】
前記底版型枠の周縁部において、前記端面型枠及び／又は側面型枠との挟持によって前記樹脂系シートの周縁を保持する周縁保持部を有する請求項２記載のセグメント用型枠装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内面を樹脂系シートで一体的に被覆したトンネル覆工用セグメントの製造方法及びそのための型枠装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市トンネルでは、所謂シールド工法によって多くのトンネルが構築されている。このシールド工法は、シールド機で掘削を行いながら、該シールド機のスキンプレート後方部内で、断面円弧状等のセグメントを周方向に組み立てるとともに、組立済みのセグメントにトンネル軸方向に接続し、順次、トンネルを構築するトンネル工法である。
【０００３】
この工法によるトンネル種別の内、特に下水道トンネルの場合は、管渠内で発生する硫化水素に原因してコンクリートに腐食が発生する問題があり、この腐食に対処するためにセグメントの内面をＦＲＰ、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂系材料によって被覆することが行われている。
【０００４】
セグメント内面を被覆する方法としては、シールドトンネル構築後に、内面に樹脂系材料を貼り付けたり、吹き付けたり、樹脂パネルをボルト等によって取り付ける方法が採用されていたが、これらの方法の場合は現場作業が多くなり、工期が長期化する、労力コストが嵩むなどの問題があった。
【０００５】
そこで近年は、樹脂系材料からなるシートをセグメントの内面に予め一体化させておく内面被覆セグメントが提案されている（下記特許文献１〜３等参照）。この内面被覆セグメントは、予め、セグメント成型用型枠の底面に樹脂系シートを例えば両面テープ等で固定した後、継手や鉄筋を組み付け、コンクリートを打設する手順によって製造されるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１５９４９２号公報
【特許文献２】特開平１１−１１７６９３号公報
【特許文献３】特開２００４−１１１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記樹脂系シートを両面テープ等で固定する方法の場合は、両面テープの固定作業及び剥離作業に多くの時間と手間が掛かり、作業が効率化しないなどの問題があった。また、全面接着は実質的に不可能であり、要所を両面テープで止めることになるが、ズレが生じたり、両面テープの中間で徐々に生じた歪みがある箇所でシワとなって表出することがあるなどの問題があった。
【０００８】
そこで本発明の主たる課題は、内面被覆セグメント製造に当たり、樹脂系シートの固定を省力的に行い得るようにするとともに、全面に亘って均等に保持し得るようにしたトンネル覆工用内面被覆セグメントの製造方法及びそのための型枠装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、セグメント用型枠装置のセグメント内面に対応する型枠面に樹脂系シートを固定し、型枠内にコンクリートを打設することにより前記樹脂系シートが一体化されたトンネル覆工用内面被覆セグメントを製造する方法において、
前記セグメント内面に対応する型枠面に多数の開孔を形成するとともに、前記型枠面の裏側に真空度を調整可能な真空チャンバを形成し、前記真空チャンバ内を所定の負圧状態とすることにより前記樹脂系シートを吸引力によって固定した状態で型枠内にコンクリートを打設することを特徴とするトンネル覆工用内面被覆セグメントの製造方法が提供される。
【００１０】
上記請求項１記載の発明では、セグメント内面に対応する型枠面に多数の開孔を形成するとともに、前記型枠面の裏側に真空度を調整可能な真空チャンバを形成し、前記真空チャンバ内を所定の負圧状態とすることにより前記樹脂系シートを吸引力によって固定するようにした。従って、樹脂系シートを省力的かつ確実に型枠面に対し固定できるようになる。
【００１１】
請求項２に係る本発明として、円弧状型枠面を有する底版型枠と、この底版型枠の周方向端部から起立した起立型枠面を有する端面型枠と、底版型枠の側部から起立した起立型枠面を有する側面型枠とを備えたセグメント用型枠装置において、
前記底版型枠の円弧状型枠面に多数の開孔を形成するとともに、裏面側に真空チャンバを形成し、この真空チャンバに１又は複数のエア抜き管を連結するとともに、このエア抜き管を真空ポンプに接続し、前記エア抜き管の中間に開閉バルブを設けたことを特徴とするセグメント用型枠装置が提供される。
【００１２】
請求項３に係る本発明として、前記底版型枠の周縁部において、前記端面型枠及び／又は側面型枠との挟持によって前記樹脂系シートの周縁を保持する周縁保持部を有する請求項２記載のセグメント用型枠装置が提供される。
【００１３】
上記請求項３記載の発明は、底版型枠の周縁部において、前記端面型枠及び／又は側面型枠との挟持によって前記樹脂系シートの周縁を保持する周縁保持部を有するようしたものである。これに樹脂系シートの端縁部のめくれや折返し等の不具合を無くして製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上詳説のとおり本発明によれば、内面被覆セグメント製造に当たり、樹脂系シートの固定を省力的に行い得るようになるとともに、全面に亘って均等に保持し得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る内面被覆セグメント用型枠装置１の平面図である。
【図２】図１のII−II線矢視図である。
【図３】図１のIII−III線矢視図である。
【図４】側面型枠４Ａ、４Ｂの正面図である。
【図５】内面被覆セグメントＳの製造手順図（その１）である。
【図６】内面被覆セグメントＳの製造手順図（その２）である。
【図７】内面被覆セグメントＳの製造手順図（その３）である。
【図８】内面被覆セグメントＳの製造手順図（その４）である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１７】
図１〜図３に示されるように、内面被覆セグメント用型枠装置１（以下、単に型枠装置という。）は、円弧状型枠面を有する底版型枠２と、この底版型枠２の周方向端部から起立した起立型枠面を有する端面型枠３Ａ、３Ｂと、底版型枠２の側部から起立した起立型枠面を有する側面型枠４Ａ、４Ｂとからなり、前記底版型枠２の円弧状型枠面２Ａに多数の開孔２ａ、２ａ…を形成するとともに、裏面側に真空度を調整可能な真空チャンバ５を形成し、この真空チャンバ５に１又は複数のエア抜き管６を連結するとともに、このエア抜き管６を真空ポンプ７に接続し、前記エア抜き管６の中間に開閉バルブ８を設けたものである。なお、高流動コンクリートを使用する場合は、蓋型枠が追加される。
【００１８】
以下、前記型枠装置１について更に詳しく詳述する。
【００１９】
前記底版型枠２は、セグメント内面に対応する円弧状型枠面２Ａを有し、この円弧状型枠面２Ａに多数の開孔２ａ、２ａ…が形成されている。この開孔２ａは、円弧状型枠面２Ａの全面に亘って形成してある。前記円弧状型枠面２Ａの裏面から所定距離だけ離間した位置に前記円弧状面に沿うように配置された曲面封鎖板９と、端部封鎖板１０Ａ、１０Ｂと、側面型枠４Ａ、４Ｂとによって周囲が閉塞された真空チャンバ５が形成されている。
【００２０】
前記端面型枠３Ａ、３Ｂは、セグメントの周方向端面に対応する起立型枠面１１ａ、１２ａを有するボックス状の型枠部材１１，１２が使用されている。この型枠部材１１，１２には手動パンタジャッキ１３が連結されており、このジャッキ１３の手動操作によって前記型枠部材１１，１２が脱型時に離反方向に移動可能となっている。前記底版型枠２と型枠部材１１，１２とによる隅角部には、前記底版型枠２の円弧状型枠面方向に間隙１４が形成されており、この間隙１４によって樹脂系シートの縁部を挟持できるようになっている。前記間隙１４が本発明の「樹脂系シートの周縁保持部」を構成するものである。
【００２１】
前記側面型枠４Ａ、４Ｂは、図４に示されるように、セグメントの側面に対応する起立型枠面１５ａ、１６ａを有する円弧板状の型枠１５、１６が使用されている。この円弧板状型枠１５、１６の内周側は、前記真空チャンバ５の側面閉塞板部１５ｂ、１６ｂを兼用しており、この側面閉塞板部１５ｂ、１６ｂに真空チャンバ５に連通するエア抜き管６の接続管６ａ、６ｂが接続されている。円弧板状型枠１５、１６には、２本のアーム部材１７，１８が設けられており、図３に示されるように、このアーム部材１７，１８の下端が型枠ベース１９に対して軸支されることにより、前記円弧板状型枠１５、１６が脱型時に離反方向に揺動するようになっている。前記底版型枠２と円弧板状型枠１５、１６とによる隅角部には、前記底版型枠２の面方向に間隙２０が形成されており、この間隙２０によって樹脂系シートの縁部を挟持できるようになっている。前記間隙２０も本発明の「樹脂系シートの周縁保持部」を構成するものである。
【００２２】
〔内面被覆セグメントの製造手順〕
次に、前記型枠装置１を用いた内面被覆セグメントの製造手順について、図５〜図８に基づいて詳述する。
【００２３】
図５に示されるように、底版型枠２の円弧状型枠面の上に樹脂系シート２１を敷設する。この際、樹脂系シート２１の周縁は前記底版型枠２と型枠部材１１，１２との隅角部に形成された間隙１４、前記底版型枠２と円弧板状型枠１５、１６との隅角部に形成された間隙２０にそれぞれ挿入し保持するようにする。
【００２４】
前記樹脂系シート２１としては、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂層と、コンクリートへの定着層とからなる２層構造のものが好適に使用される。前記樹脂系シート２１の品質は、日本下水道事業団「下水道コンクリート構造物の腐食抑制技術及び防食技術マニュアル」のシートライニング工法の品質規格「Ｄ２種」に定める品質を満足するものとする。具体的には下記(1)〜(5)の条件を満足する樹脂系シートとする。
(1)被覆（シート）の外観にしわ、むら、はがれ、われがない。
(2)シートとコンクリートとの固着性は、0.24N/mm２以上である。
(3)10％硫酸水溶液、水酸化カルシウム飽和水溶液にそれぞれ60日間浸せきしても被覆にふくれ、われ、軟化、溶出がない。
(4)10％硫酸水溶液に120日間浸せきした時の硫黄侵入深さが１％以下である。
(5)0.29Mpaの水圧を１時間かけても透水量は0.15g以下である。
【００２５】
その他には、下記(1)〜(6)の条件を満足することが望ましい。
(1)シートとコンクリート(セグメント)との固着性は、0.40N/mm２以上である。
(2)摩耗試験（JIS A 5209-1994(改正)）の結果、摩耗量は塩ビ管0.02gに対しシートは0.00gである。
(3)耐衝撃性試験(JIS A 6916-2000(改正))の結果、シートにひび割れおよびはがれがない。
(4)シートの粗度係数は、塩ビ管とほぼ同等の0.01以下である。
(5)セグメント取付後のシートにしわ、むら、はがれ、われがない。
(6)セグメント取付後のシートは、設計荷重の正・負曲げ試験、推力試験で剥離、破断しない。
【００２６】
前記定着層の構造は特に限定されないが、例えば特開2004-11169号公報に開示された接合補助織物の如き３次元構造の定着体や、微細な突起を有する特殊接着層とすることができる。後者の特殊接着層は、特表２００４−５１３８０１号公報において開示された、コンクリート又はモルタルの水和から生成する水酸化物と反応性を有する接着層であり、樹脂系シート２１をコンクリートに定着させる定着層として好適に用いることができる。
【００２７】
前記樹脂系シート２１の定着層を上面側として、円弧状型枠面２Ａの上に樹脂系シート２１を敷設したならば、真空ポンプ７を稼働させて真空チャンバ５内を所定の負圧状態とし、前記樹脂系シート２１を開孔２ａ、２ａ…部分に生じる吸引力によってしっかりと固定する。この状態で開閉バルブ８を閉め固定状態を維持する。
【００２８】
次いで、図６に示されるように、鉄筋籠２２や継手等を設置したならば、図７に示されるように、コンクリート２３を打設する。この際、図示されるように、テーブルバイブレーター２４によって振動を与えるようにする。なお、振動は棒状バイブレータや型枠に取り付けたバイブレータによって付与することも可能である。
【００２９】
打設後のコンクリート上面をコテによって均したならば、所定の時期に開閉バルブ８を開放し前記真空チャンバ５内を大気状態とする。その後硬化を待って、前記端面型枠３Ａ、３Ｂを手動パンタジャッキ１３の操作によって離反方向に移動させて脱型するとともに、前記側面型枠４Ａ、４Ｂを図８に示されるように、離反方向に揺動させて脱型する。製造されたセグメントＳは、樹脂系シート２１の周縁がセグメントＳの外形線よりも外側に突出しているため、この突出部分２１ａ（周縁保持部）を切り落として製造を完了する。
【００３０】
〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、円弧状型枠面２Ａを有する底版型枠２と、この底版型枠２の周方向端部から起立した起立型枠面１１ａ、１２ａを有する端面型枠３Ａ、３Ｂと、底版型枠２の側部から起立した起立型枠面１５ａ、１６ａを有する側面型枠４Ａ、４Ｂとからなる型枠装置とし、セグメントの内面が下側、上面が上側となるようにしたが、セグメントを縦置き状態とする型枠装置とすることも可能である。この型枠装置は、セグメントの外面及び内面に対応する円弧状型枠面を有する一対の側面型枠と、側面型枠間の底面を塞ぐように設けた底版型枠と、側面型枠間の端面を塞ぐように設けた端面型枠とからなる型枠装置である。この場合は、前記一対の側面型枠の内、セグメント内面に対応する側に真空チャンバを設けるようにする。
【符号の説明】
【００３１】
１…内面被覆セグメント用型枠装置、２…底版型枠、２ａ…開孔、３Ａ・３Ｂ…端面型枠、４Ａ・４Ｂ…側面型枠、５…真空チャンバ、６…エア抜き管、７…真空ポンプ、８…開閉バルブ
【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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