(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パネル状に形成された耐火板の上下辺部のそれぞれに設けた係止金具を、トンネル覆工セグメントの内面に取付けた間隔保持金具に係合させて、該セグメントの内面に所定の間隔をおいて耐火板を取付け支持させるトンネル覆工内面への耐火板取付構造であって、
前記間隔保持金具は少なくとも前記耐火板側が開口する凹部と、その凹部を挟んで上下に突出する差込片とを有し、その上下の差込片のそれぞれを耐火板の下辺及び上辺部に設けた係止金具に挿入係合させることによってトンネル周方向および軸線方向に複数個の耐火板を前記間隔保持金具を介して前記セグメントに取付け支持させ、上下方向に隣接する耐火板の継ぎ目を閉塞する帯状の火炎巻込防止材を上記継ぎ目位置に沿って設けると共に、該火炎巻込防止材を前記間隔保持金具の凹部内に位置決め保持させるようにしたことを特徴とするトンネル覆工内面への耐火板取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシールドトンネル等のトンネル覆工内面への耐火板取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばシールドトンネルにおいては、トンネル内面の覆工材としてコンクリート製のセグメントを用いるのが一般的であり、また最近この種のシールドトンネルを耐火構造にすることが求められる場合が多い。その耐火構造としては、例えば下記特許文献１のようにセグメント内面に耐火材料を直接吹き付け塗布して耐火被膜を形成する方法や、特許文献２のようにセグメントに予め埋設したインサートナットにスタッドボルトをねじ込むことによって耐火板をセグメント内面に直接取付ける方法等が提案されている。
【０００３】
しかしながら、上記前者のように、耐火材料を吹き付け塗布するものは、その作業中に粉塵が発生し、それによりトンネル内の作業環境が悪化する等の不具合がある。またシールドトンネル等に用いる耐火構造としては、耐火性能だけでなく耐震性能も考慮する必要があるが、上記前者のようにセグメント内面に耐火材料を直接吹き付け塗布して耐火被膜を形成したり、前記後者のように耐火板をボルトで直接セグメント内面に取付けた場合には、地震による振動等でセグメントが僅かに動いただけでも、耐火被膜や耐火板に亀裂や剥離が生じたり、破損する等のおそれがあった。
【０００４】
このようにして耐火被膜や耐火板に亀裂や剥離もしくは破損等が生じると、耐火性能が著しく低下する不具合がある。また上記の耐火板を互いに突き合わせて敷設する場合には隣り合う耐火板相互間に隙間が生じるのは避け難く、ごく僅かな隙間であっても火災発生時の火の勢いによっては上記の隙間からセグメント表面に火炎が直接吹き付けられてコンクリート製のセグメントが劣化したり、変質して大きなダメージを与えてしまう等の問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−７４４９７号公報
【０００６】
【特許文献２】特開２００１−３１１３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、耐火性能と耐震性能とを同時に満足させることができ、しかも隣接する耐火板相互の隙間からの火炎侵入を良好に防止することのできるトンネル覆工内面への耐火板取付構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために本発明による耐火板取付構造は、以下の構成としたものである。即ち、パネル状に形成された耐火板の上下辺部のそれぞれに設けた係止金具を、トンネル覆工セグメントの内面に取付けた間隔保持金具に係合させて、該セグメントの内面に所定の間隔をおいて耐火板を取付け支持させるトンネル覆工内面への耐火板取付構造であって、前記間隔保持金具は少なくとも前記耐火板側が開口する凹部と、その凹部を挟んで上下に突出する差込片とを有し、その上下の差込片のそれぞれを耐火板の下辺及び上辺部に設けた係止金具に挿入係合させることによってトンネル周方向および軸線方向に複数個の耐火板を前記間隔保持金具を介して前記セグメントに取付け支持させ、上下方向に隣接する耐火板の継ぎ目を閉塞する帯状の火炎巻込防止材を上記継ぎ目位置に沿って設けると共に、該火炎巻込防止材を前記間隔保持金具の凹部内に位置決め保持させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、間隔保持金具の差込片を耐火板の係止金具に挿入することにより、耐火板を下から上に積み上げていく形で施工することができるので、施工性がよい。また、耐火板をセグメントに対して浮かし貼り、すなわちセグメントと耐火板の間に空間を設けて敷設することができるので、セグメント或いは耐火板に動きがあった場合にも、個々の耐火板が動きに追従することができ、剥がれ、変形、破損等を防止することができる。
【００１０】
さらに、上下方向に隣接する耐火板相互間の隙間を火炎巻込防止材で塞ぐ一方、左右方向に隣接する耐火板相互間は、耐火板施工一巻きごとに火炎巻込防止材の敷設が可能であるため、これを行うことにより、火災発生時に、耐火板背面に火炎が回り込んで拡がるのを防ぐことができる。即ち、耐火板個々の動きをある程度許容しながら、火災発生時に隣り合う耐火板の隙間から火炎が侵入するのを的確に防止することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１〜図３は本発明によるトンネル覆工内面への耐火板取付構造の一実施形態を示すもので、図１は本発明による耐火板取付構造を施工している状態のトンネルの横断面図、図２（ａ）はその一部の拡大図、同図（ｂ）はその内面図、同図（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ断面図、図３（ａ）〜（ｃ）は図２（ａ）〜（ｃ）の更に一部の拡大図である。
【００１２】
図において、１はトンネルＴの内面に敷設したコンクリート製のトンネル覆工用セグメントで、そのセグメント１は図１および図４（ａ）に示すように円弧状に形成され、トンネル掘削後その内面に上記セグメント１を周方向に順次配設すると共に、トンネル軸方向に順次継ぎ足しながらトンネル内面全面を覆って行くもので、その隣り合うセグメントは図には省略した連結ボルト等で順次連結固定する構成である。
【００１３】
上記のようにしてセグメント１を敷設したトンネルＴの底部内面には、通常図１のようにインバートコンクリート２を打設し、そのインバートコンクリート２よりも上側のセグメント内周に耐火板３を敷設する。図１はインバートコンクリート２の左上部のセグメント内周面に下から順に耐火板３を敷設している状態をあらわしている。
【００１４】
上記各セグメント１の内面には、図４（ａ）および（ｂ）に示すように予め所定の位置にインサートナット４が埋設されており、本実施形態においては円弧状のセグメント１の周方向に６列、幅方向（トンネル軸方向）に３列のインサートナット４が埋設されている。
【００１５】
また前記耐火板３の材質は適宜であるが、例えば珪酸カルシウム板またはセラミック系の板材等を用いることができる。また耐火板３の大きさ形状等も適宜であるが、本実施形態においては、図２に示すように横長の長方形状に形成され、そのトンネル軸方向（図２（ｃ）において左右方向）の長さはセグメント１の幅方向長さと略同等で、トンネル周方向の長さは上記セグメント１に埋設したインサートナット４の周方向の配列ピッチ（間隔）と略同等に形成されている。
【００１６】
上記耐火板３は、図３に示すようにセグメント１の内面に間隔保持金具５等を介して取付ける構成であり、その間隔保持金具５は、図５に示すように上記インサートナット４に対する取付孔５０を有する取付基部５ａと、その基部５ａの上下両側縁にそれと一体に且つ直角方向に屈曲させて設けた対向片５ｂ・５ｃとで断面略コ字形に形成すると共に、その両対向片５ｂ・５ｃの基部５ａと反対側の端部に、それぞれ上方に突出する差込片５ｄと、下方に突出する差込片５ｅとを設けた構成である。その上側の差込片５ｄは本実施形態においては上側の対向片５ｂの長手方向全長にわたって設けられ、また下側の差込片５ｅは下側の対向片５ｃの長手方向両側に所定の間隔をおいて設けられ、その両差込片５ｅ・５ｅ間には押え片５ｆが設けられている。その押え片５ｆと両差込片５ｅ・５ｅとは、それらの厚さ方向にずらして設けられ、それらの片５ｆと５ｅ・５ｅの間に、後述する係止金具７を挟んで固定する構成である。
【００１７】
上記の間隔保持金具５は、基部５ａに設けた取付孔５０にボルト６を挿通し、前記セグメント１のインサートナット４にねじ込むことによって取付ける構成であり、上記取付孔５０は上下方向に長い長孔状に形成されている。一方、耐火板３の背面側（セグメント側）の上下両辺部には、前記の差込片５ｄ・５ｅを係合させる係止金具７が設けられ、その係止金具７は、本実施形態においては前記セグメント１に埋設したインサートナット４に対応して各耐火板３の背面側の上下両辺部にそれぞれ３つずつ設けられている。
【００１８】
その各係止金具７は、本実施形態においては、図５に示すように長手方向両端部が厚さ方向に段差状に屈曲した全体略帯板状に形成され、その両端部に設けた取付孔（不図示）に図３および図４に示すように固定用ボルト８を挿通し、そのボルト８を耐火板３内に予め埋設したインサートナット９にねじ込むことによって耐火板３に取付けた構成である。
【００１９】
上記各係止金具７の長手方向中間部と耐火板３との間には、図５に示すようにスリット状の隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓ内に前記間隔保持金具５の差込片５ｄ・５ｅを差し込むことによって図３のように間隔保持金具５に係止金具７を係合保持させる構成である。また下側の差込片５ｅ・５ｅは、その間に設けた前記押え片５ｆとで係止金具７を、その厚さ方向両側から挟むように構成されている。
【００２０】
さらに前記の間隔保持金具５は、図３（ａ）に示すように、その取付基部５ａと対向片５ｂ・５ｃとで形成される断面略コ字形の凹部５１が、上下方向（トンネル周方向）に隣接する耐火板３・３の継ぎ目位置（継手位置もしくは突き合わせ位置）に配置されるように構成すると共に、上記凹部５１内に帯状の火炎巻込防止材１０を設けることによって上記耐火板３・３間の隙間を塞ぐようにしたものである。
【００２１】
その火炎巻込防止材１０としては、耐火性のよいものであれば材質等は適宜であるが、例えばロックウールやセラミックブランケットあるいは両者を積層したもの等を用いることができる。また火炎巻込防止材１０の耐火板３または間隔保持金具５もしくは両者に対する固定方法としては接着その他適宜であるが、弾力性のあるものを用いれば、上記凹部５１内にやや圧縮状態で挿入するだけで、耐火板３に密着固定させることもできる。なお、図示例においては、トンネル軸線方向に隣り合う耐火板３・３の継手位置におけるそれらの耐火板３・３とセグメント１との間にも上記と同様の火炎巻込防止材１０が設けられている。
【００２２】
上記のように構成された耐火板取付構造を施工するに当たっては、予め工場等でインサートナット４、９をそれぞれ埋設し且つ各々所定の形状に形成したセグメント１と耐火板３、及び同様に工場等で所定の形状に成形した間隔保持金具５や係止金具７等を施工現場に搬入する。そして耐火板３の上下両辺部に予め係止金具７を取付けるもので、その係止金具７は予め工場等で組み付けておくこともできる。
【００２３】
そしてトンネルＴの内面へのセグメント１の組み付け設置作業およびインバートコンクリート２の打設作業が終了したところから、そのインバートコンクリート２よりも上側のセグメント内面側に耐火板３を順次敷設するもので、その作業は例えば図１の矢印のようにトンネル両側の下から上に向かって耐火板３を順に積み上げるようにして敷設して行けばよい。
【００２４】
その際、各耐火板３は下側の係止金具７を下側の間隔保持金具５を介してセグメント１に固定してから上側の係止金具７を上側の間隔保持金具５を介してセグメント１に固定するもので、その際、間隔保持金具５は予めセグメント１に組み付けてからその間隔保持金具５の差込片５ｄ・５ｅに係止金具７を係合させるか、或いは間隔保持金具５の差込片５ｄ・５ｅを係止金具７に係合させてから該間隔保持金具５をセグメント１に固定するようにしてもよい。
【００２５】
図６はその一例を示すもので、先ず同図（ａ）に示すように耐火板３の図に省略した下側の係止金具を下側の間隔保持金具５に係合保持させた状態で、上側の係止金具７に上側の間隔保持金具５の下向きの差込片５ｅを図中矢印のように係合させ、その間隔保持金具５を同図（ｂ）のようにセグメント１に埋設したインサートナット４にボルト６等で取付ける。次いで、上記間隔保持金具５の凹部５１内に火炎巻込防止材１０を組み付けた後、上記間隔保持金具５の上向きの差込片５ｄに上側の耐火板３の下辺側に設けた係止金具７を係合させる。このようにして下から順に耐火板３を取付けて行けばよい。
【００２６】
なお上記の火炎巻込防止材１０として柔軟な材質のものを用いる場合には、１つの間隔保持金具５に対して上下いずれか一方の耐火板３が取付けられていない状態であれば、先に取付けた耐火板３が図６（ｃ）のように前記凹部５１のセグメント１と反対側の開口部の一部を塞ぐように凹部内に突出した状態においても容易に装着することができる。また図のように凹部５１内にボルト６等があっても柔軟な火炎巻込防止材にあっては圧縮状態で装着すれば何ら支障はない。一方、火炎巻込防止材１０として硬質のものを用いる場合であって間隔保持金具５にいずれか一方の耐火板３を取付けた後には装着できない場合には、耐火板３を取付ける前に火炎巻込防止材１０を装着すればよく、また火炎巻込防止材１０を装着する際にボルト６等と干渉したり、ボルト６のねじ込むことができなくなるおそれがあるときは、火炎巻込防止材１０の一部を切除したり、分離して装着すればよい。
【００２７】
また上記実施形態のように耐火板３をインバートコンクリート２の上部のトンネル両側下部から上方に向かって順次敷設していくと、トンネル天端部では前記と同要領で敷設できない場合があるが、そのような場合には、例えば図８のように隣り合う耐火板３の端部３ａを重ね合わせて固定するようにしてもよい。図の場合は上記重ね合わせ部に位置するトンネル天端部のセグメント１に、あと施工アンカーを打設すると共に、その内側に間隔保持用の耐火性スペーサ１１と上記重ね合わせ端部３ａとを順に配置してボルト１２・ナット１３で固定した構成である。
【００２８】
上記のようにしてトンネル周方向に耐火板３を敷設した後は、トンネルの掘進方向、すなわちトンネル軸線方向にも耐火板３を敷設していくもので、その際、トンネル軸方向に隣り合う耐火板３・３間にも前記図２（ｂ）および（ｃ）のように火炎巻込防止材１０を設けるとよい。その火炎巻込防止材１０の固定手段等は適宜であるが、例えばセグメント１の内面または耐火板の外面もしくはそれら両面に接着材等で固定すればよい。
【００２９】
以上のように本発明においては、耐火板３の背面側の上下両辺部に設けた係止金具７に間隔保持金具５の差込片５ｄ・５ｅを順次差し込むと共に、間隔保持金具５をボルト止めする作業を繰り返すだけで、耐火板３を容易に取付けることができ、その際、上記ボルト止め作業はセグメント１と耐火板３のとの間（通常は手を入れることは困難な場合が多い）に手を差し込んで作業を行う必要はなく、施工性が良く、容易・迅速に作業を行うことができる。
【００３０】
また上記耐火板３は間隔保持金具５および係止金具７等を介してセグメント内面に敷設した構成であるから、セグメント１と耐火板３および耐火板同士が、間隔保持金具５および係止金具７を介して間接的に係合保持され、さらに間隔保持金具５の差込片５ｄ・５ｅは係止金具７と耐火板３との間のスリット状の隙間Ｓ内でスライドすることも可能であるため、地震等でセグメント１に動きがあった場合にも、個々の耐火板が個別に動きに追従することとなって、剥がれたり、破損することがない。従って、耐震性にも優れる。
【００３１】
さらにトンネル内で火災が発生した場合には、上下に隣接する耐火板３・３間の継手位置に隙間があっても、その継手位置に沿って配設された火炎巻込防止材１０によってセグメント側に火炎が侵入するのが防止され、上記の金具５，７やセグメント１が火炎や熱で劣化するのが防止される。また万一、火災によって耐火板３や間隔保持金具５および係止金具７等が熱膨張しても、それらの金具で耐火板３の動きが規制されることがなく、耐火板３が変形したり、割れてしまうことがない。よって、耐火性能を良好に維持し続けることができるので、信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による耐火板取付構造の施工状態を示すトンネルの横断面図。
【図２】（ａ）は上記耐火板取付構造の一部の拡大断面図。（ｂ）はその内面側の展開図。（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ断面図。
【図３】（ａ）は上記耐火板取付構造の更に一部の拡大縦断面図。（ｂ）はその内面側の一部の拡大図。（ｃ）はその一部の横断平面図。
【図４】（ａ）はセグメントの側面図。（ｂ）はその内面図。
【図５】間隔保持金具と係止金具の組付け要領を示す斜視図。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記耐火板取付構造の施工要領を示す説明図。
【図７】上記耐火板取付構造の施工要領を示す斜視図。
【図８】トンネル天端部への耐火板取付例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３３】
１  セグメント
２  インバートコンクリート
３  耐火板
４、９  インサートナット
５  間隔保持金具
５ａ  取付基部
５ｂ、５ｃ  対向片
５ｄ、５ｅ  差込片
５ｆ  押え片
６  取付ボルト
７  係止金具
８  固定用ボルト
１０  火炎巻込防止材
Ｔ  トンネル
Ｓ  隙間
【図１】
0003648524.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003648524.tif 000005
【図５】
0003648524.tif 000006
【図６】
0003648524.tif 000007
【図７】
0003648524.tif 000008
【図８】
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