(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、かかる連接部を拘束部材を用いて離脱不能に拘束した構成を特徴とするコンクリート壁用の筋材。
【請求項２】
上方に向かって拡幅する前記上部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面と、下方に向かって拡幅する前記下部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面をそれぞれ上下部に有している繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、所定の間隔をおいて環状に配設し、前記上位と下位の横断面円弧状拡幅部のテーパ面同士を係合させ、この係合部を環状拘束部材を用いて離脱不能に拘束する構成を特徴とする請求項１記載のコンクリート壁用の筋材。
【請求項３】
前記横断面円弧状拡幅部に、円弧方向に伸長する１５cm以下の長さの金属繊維または金属線材を埋設したことを特徴とする請求項２記載のコンクリート壁用の筋材。
【請求項４】
上方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記上部膨出連結部としての円錐状定着部と、下方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記下部膨出連結部としての円錐状定着部をそれぞれ上下部に有している繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体を、前記円錐状定着部の端面同士を当接させて上下に連接すると共に、前記上位と下位の円錐状定着部を中間部拡径テーパ孔を有する分割筒状拘束部材で包囲して一体に抱持した構成を特徴とする請求項１記載のコンクリート壁用の筋材。
【請求項５】
前記分割筒状拘束部材は、これに嵌合される円環部材によって拘束されることを特徴とする請求項４記載のコンクリート壁用の筋材。
【請求項６】
前記分割筒状拘束部材に、円周方向に伸長する１５cm以下の長さの金属繊維または金属線材を埋設したことを特徴とする請求項４記載のコンクリート壁用の筋材。
【請求項７】
請求項１、２、４の何れかに記載の連続繊維補強軸体からなる筋材を複数本配置してコンクリート中に埋設したことを特徴とするコンクリート壁体。
【請求項８】
前記複数本配置された筋材をさらに緊張してコンクリート中に埋設したことを特徴とする請求項７記載のコンクリート壁体。
【請求項９】
上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体が上下に連接されると共に、かかる連接部が拘束部材により離脱不能に拘束された構成を特徴とする連続繊維補強軸体の継手構造。
【請求項１０】
上位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の下部に設けられた、下方に向かって拡幅する前記下部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の上部に設けられた上方に向かって拡幅する前記上部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面とが係合され、この係合部が環状拘束部材により離脱不能に拘束された構成を特徴とする請求項９記載の連続繊維補強軸体の継手構造。
【請求項１１】
上位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の下部に設けられた下方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記下部膨出連結部としての円錐状定着部と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の上部に設けられた上方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記上部膨出連結部としての円錐状定着部のそれぞれの端面同士が当接されて上下に連接されると共に、前記上位と下位の円錐状定着部が中間部拡径テーパ孔を有する分割筒状拘束部材で包囲されて一体に抱持された構成を特徴とする請求項９記載の連続繊維補強軸体の継手構造。
【請求項１２】
上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、かかる連接部を拘束部材を用いて離脱不能に拘束することにより、被切削コンクリート壁用の筋材とすることを特徴とする連続繊維補強軸体の接続方法。
【請求項１３】
上位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の下部に設けた、下方に向かって拡幅する前記下部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の上部に設けた上方に向かって拡幅する前記上部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面とを係合させ、この係合部を環状拘束部材を用いて離脱不能に拘束して被切削コンクリート壁用の筋材とすることを特徴とする請求項１２記載の連続繊維補強軸体の接続方法。
【請求項１４】
前記横断面円弧状拡幅部に、円弧方向に伸長する１５cm以下の長さの金属繊維または金属線材を埋設すること特徴とする請求項１３記載の連続繊維補強軸体の接続方法。
【請求項１５】
上位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の下部に設けた下方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記下部膨出連結部としての円錐状定着部と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の上部に設けた上方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記上部膨出連結部としての円錐状定着部のそれぞれの端面同士を当接させて上下に連接すると共に、前記上位と下位の円錐状定着部を中間部拡径テーパ孔を有する分割筒状拘束部材で包囲して一体に抱持して被切削コンクリート壁用の筋材とすることを特徴とする請求項１２記載の連続繊維補強軸体の接続方法。
【請求項１６】
前記分割筒状拘束部材を、これに嵌合される円環部材によって拘束することを特徴とする請求項１５記載の連続繊維補強軸体の接続方法。
【請求項１７】
前記分割筒状拘束部材に、円周方向に伸長する１５cm以下の長さの金属繊維または金属線材を埋設したことを特徴とする請求項１５記載の連続繊維補強軸体の接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド掘進機により切削できるトンネル掘進用立坑におけるシールド掘進機発進到達部の土留めコンクリート壁に使用するためのコンクリート壁用の筋材、コンクリート壁体、連続繊維補強軸体の継手構造、連続繊維補強軸体の接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２７には、トンネル掘削工事の基地となる位置に立坑１を築造し、この立坑１の底部にシールド掘進機２を据付けた状態が示されている。
【０００３】
同図に示されるように、この立坑１は、立坑内の土の掘削等を終えた後、下床や側壁面に鉄筋を配し、その部分にコンクリートを打設して、周囲の土圧に耐え得るコンクリート壁体３を築造している。
【０００４】
シールド掘進機２は、この立坑１内に設けられた受け台上で組立てられて、所定の位置に据付けられるように設けられる。前記コンクリート壁体３には、シールド掘進機２が推進する部位４は、このシールド掘進機２により取壊わされ易い構造に構成されており、例えば、この部位４におけるコンクリート壁体３の筋材として、鉄筋とほぼ同等の強度を有し、シールド掘進機２の掘削能力で容易に切削破壊できるカーボン繊維，ガラス繊維またはアラミド繊維のいずれかを樹脂に含浸してなる連続繊維補強材などが用いられる。
【０００５】
前述のようなシールド掘進機のカッタービットで直接切削可能な土留壁体を提供する手段として、すでに特公平６−３７８３０号公報，特開平５−３０２４９０号公報等に記載されているものが知られている。さらに、地下埋設物の輻輳化や周辺構造物との干渉の問題から、路下でこの土留壁体を組み立てることが必要な場合が増えてきており、その対策として、路下施工場所に搬入可能な短いコンクリート壁体を順次つなぐ方法、およびそのための構造体を提供するものとして、特開平６−８１５７６号公報，特開平６−１０８７７９号公報，特開平６−１３７０６５号公報，特開平６−１３７０６６号公報等に記載されている構造体および、これらを連結する方法が発明され、その一部はすでに実用化されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の土留壁体では、そのコンクリートを補強するための筋材が使用されるが、この筋材はカッタービットで直接切削が可能なよう軸方向の補強繊維に主として炭素繊維を用いた繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）等の連続繊維補強材でできた筋材がコンクリート補強筋材として使用されることがある。
炭素繊維は鉄筋に匹敵する高弾性率のＣＦＲＰを得やすく、かつ切削性にすぐれ、またガラス繊維のようにコンクリートのアルカリに侵される危険もないため、かかる目的に用いる繊維としては最も適したものである。
ただし、軸方向以外の繊維配向や、軸方向であっても補助的な機能を与える目的には、ガラス繊維，アラミド繊維を併用することが許容される。このように、たとえガラス繊維，アラミド繊維その他を併用していても、軸方向、すなわち引張方向の補強材の主構成が炭素繊維であるかぎり、ＣＦＲＰである。
【０００７】
ＣＦＲＰでできた板状，管状，棒状，撚線等の引張補強材をつなぎあわせたり、端部を他の材料に接続して応力伝達を行うためには、これらの引張補強材の定着が必要である。しかも、この定着に用いる全ての材料は、シールド掘進機のカッタービットで切削可能で、且つＣＦＲＰの卓越した引張強度に見合う強度を有するもので構成されなければならない。加えて、立坑築造時の路下施工に適用する場合、当然複雑で熟練を要する作業工程を回避しなければ実用性にすぐれた施工方法になり得ない。
【０００８】
従来、これらの引張補強材の継手施工には、流動性材料を用いて行うもの、ＦＲＰ製のボルトで行うもの等がすでに開発され、それらの一部は実用化されているが、現場施工の際、前者においては充填の確認と養生時間内の仮止め工程等の、後者においてはボルトの締めつけトルク管理等の、煩雑で特段の注意を要する作業が伴っていた。さらには定着部の構造的ならびに施工上の制約から引張補強材の強度を十分発揮できないことが起こり易かった。
【０００９】
本発明は、流動性材料やＦＲＰ製のボルトを一切用いずに、ＦＲＰの円筒状の補助部材のみを用いてＣＦＲＰの引張補強材を接続する方法で、接続作業に熟練が不要で施工の確実性が高いコンクリート壁用の筋材、コンクリート壁体、連続繊維補強軸体の継手構造、連続繊維補強軸体の接続方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明を適用したコンクリート壁用の筋材は、上述した課題を解決するため、上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、かかる連接部を拘束部材を用いて離脱不能に拘束した構成とする。
また、本発明を適用したコンクリート壁用の筋材は、上述した課題を解決するため、上方に向かって拡幅する前記上部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面と、下方に向かって拡幅する前記下方膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面をそれぞれ上下部に有している繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、所定の間隔をおいて環状に配設し、前記上位と下位の横断面円弧状拡幅部のテーパ面同士を係合させ、この係合部を環状拘束部材を用いて離脱不能に拘束する構成とする。
また、本発明を適用したコンクリート壁用の筋材は、上述した課題を解決するため、上方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記上部膨出連結部としての円錐状定着部と、下方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記下部膨出連結部としての円錐状定着部をそれぞれ上下部に有している繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体を、前記円錐状定着部の端面同士を当接させて上下に連接すると共に、前記上位と下位の円錐状定着部を中間部拡径テーパ孔を有する分割筒状拘束部材で包囲して一体に抱持した構成とする。
また、本発明を適用したコンクリート壁体は、上記連続繊維補強軸体からなる筋材を複数本配置してコンクリート中に埋設したことを特徴とする。
また、本発明を適用した連続繊維補強軸体の継手構造は、上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体が上下に連接されると共に、かかる連接部が拘束部材により離脱不能に拘束され、或いはかかる連接部が分割筒状拘束部材で包囲されて一体に抱持された構成を特徴とする。
また、本発明を適用した連続繊維補強軸体の接続方法は、上述した課題を解決するため、上方に向かって拡大するテーパ部を有する上部膨出連結部と、下方に向かって拡大するテーパ部を有する下部膨出連結部とを上下部に具備している繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体を上下に連接すると共に、かかる連接部を環状拘束部材を用いて離脱不能に拘束することにより、被切削コンクリート壁用の筋材とする。
また、本発明を適用した連続繊維補強軸体の接続方法は、上述した課題を解決するため、上位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の下部に設けた、下方に向かって拡幅する前記下部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる板状の連続繊維補強軸体の上部に設けた上方に向かって拡幅する前記上部膨出連結部としての横断面円弧状拡幅部のテーパ面とを係合させ、この係合部を環状拘束部材を用いて離脱不能に拘束して被切削コンクリート壁用の筋材とする。
また、本発明を適用した連続繊維補強軸体の接続方法は、上述した課題を解決するため、上位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の下部に設けた下方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記下部膨出連結部としての円錐状定着部と、下位に位置する繊維強化樹脂からなる棒状の連続繊維補強軸体の上部に設けた上方に向かって拡径するテーパ外面を有する前記上部膨出連結部としての円錐状定着部のそれぞれの端面同士を当接させて上下に連接すると共に、前記上位と下位の円錐状定着部を中間部拡径テーパ孔を有する分割筒状拘束部材で包囲して一体に抱持して被切削コンクリート壁用の筋材とする。
【００１１】
本発明によると、施工内空の限られた場所で、限られた長さの連続繊維補強軸体同士を長手方向に継ぎ足し、かつその継手部で引張強度を損なうことなしに、迅速に順次継ぎ足しながら筋材を構成できる。しかも、この筋材によって補強されたコンクリート壁体は、必要な強度を有し、かつシールド掘進機のカッタービットでの容易な切削が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を参照して説明する。
図１〜図９には、本発明の第１例が示されている。図１において、下方の鋼製立坑構成部材７の上端に設けられた鋼製支圧板６と、上方の鋼製立坑構成部材７ａの下端に設けられた鋼製支圧板６ａの間に複数のコンクリート壁単体８が積層配置され、繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体１０を上下方向に連結されてなる筋材１１を用いて相互に、連結されて被破壊用のコンクリート壁体８ａが構成されている。このコンクリート壁体８ａは、図２９に示したシールド工法の立坑１における鉄筋コンクリート壁体３の推進部位４に相当するものでシールド掘進機２により区域１２が掘削破壊されるべく構成されている。
【００１３】
次に本発明の主要素をなす連続繊維補強軸体１０の継手構造を以下順に説明する。
炭素繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体１０は、その中間部１３が所定の幅と長さを有し、かつその上下端にそれぞれ上方に向かって所定の傾斜角度で拡幅する横断面円弧状拡幅部１４と、下方に向かって前記と同様所定の傾斜角度で拡幅する横断面円弧状拡幅部１４ａとを有している。
【００１４】
また、前記の連続繊維補強軸体１０は、所定の間隔をあけて環状配置に複数（図示例では３個）設けられ、かつこれらが上下に連接するように配設され、しかも、上位と下位に位置する各横断面円弧状拡幅部１４，１４ａのそれぞれの両側のテーパ面１５，１５同士が係合するように連接される。
【００１５】
また、このテーパ面１５，１５の係合状態を保持するため、拘束部材が用いられるもので、この拘束部材は図示例の場合、内筒１６と外筒１７が対をなして構成される。この内筒１６は、上下に複数用いられ、最下端の内筒１６のみは鋼材で構成してもよいが、他の内筒１６はＦＲＰである必要がある。また外筒１７は図２に示されるようにプレキャスト製のコンクリート壁単体８に埋設されている。つまり、図示例の場合コンクリート壁単体８は、プレキャスト製であって、環状配置の複数の連続繊維補強軸体１０を挿通するための中空孔１８が形成されており、外筒１７は、この中空孔１８の上下端部の位置に埋設されている。
【００１６】
つまり、前記内筒１６と外筒１７からなる拘束部材では、環状配置の複数の連続繊維補強軸体１０のテーパ面１５が互いに係合した上位と下位の横断面円弧状拡幅部１４，１４ａの内側に、これと略同径の前記内筒１６を配設し、外側に外筒１７を嵌合することで、各横断面円弧状拡幅部１４，１４ａは、内側又は外側のいずれもの方向の動きが拘束される。それに伴って、上位と下位の繊維補強軸体１０の上下方向の引張り力に対しても、前記２つのテーパ面１５が係合することで両補強軸体１０が結合され、上下の複数の補強軸体１０は一体化されて１本の筋材１１となり、上下方向に力が伝達される。
【００１７】
さらに説明すると、前記のとおりシールド掘進機により掘削破壊されるべき被破壊のコンクリート壁単体８以外はＨ形鋼を用いた鋼製立坑構成部材７，７ａで構成されており、前記被破壊コンクリート壁単体８の上下周縁部に位置する前記鋼製立坑構成部材７，７ａの上端縁と下端縁には、図３に示されるように鋼製支圧板６，６ａが固着されている。
【００１８】
下側の鋼製支圧板６上には、図３に示す２本の筋材１１の下端を連結固定すべく、左右２組の固定部２０が設けられている。この固定部２０では、円孔２１が開設されており、この円孔２１の周囲に等角間隔をおいて、上端に上方に向かって拡幅する横断面円弧状拡幅部２２を有する鋼製の軸体２３の下端が溶接されている。
【００１９】
前記の構成における各部材の施工順を説明すると、立坑内において、鋼製支圧板６の４隅部の吊り金具２４に吊り下げロープ２５の下端の吊り金具２６を係合することで、ロープ２５により鋼製立坑構成部材７を所定の高さに吊り下げ仮保持する。つづいて、鋼製支圧板６の上面に、連続繊維補強軸体１０の長さと略同一寸法の高さを有するプレキャスト製の第１段目のコンクリート壁単体８を、その下端が当たるように吊り下す。
【００２０】
このとき、コンクリート壁単体８の下端部に埋設された外筒１７が環状配置の鋼製軸体２３の外側に嵌合し、それによって鋼製軸体２３が拘束され、拡径しない。
【００２１】
次に、図２の状態で３本の連続繊維補強軸体１０をコンクリート壁単体８の中空孔１８を通して挿入し、その下端の横断面円弧状拡幅部１４ａのテーパ面１５を、鋼製軸体２３の横断面円弧状拡幅部２２のテーパ面１５に係合させ、この状態に仮保持させる。
【００２２】
つづいて、環状配置の連続繊維補強軸体１０の内側に内筒１６を入れ、前記コンクリート壁単体８の下端の外筒１７と対応する高さ位置まで下し、鋼製支圧板６の円孔２１の端縁に係止させる。これにより、内筒１６で連続繊維補強軸体１０の内側への移動も拘束され、当該係合部の拘束はより確実となって上位と下位の連続繊維補強軸体１０は一体化される。
【００２３】
次に、図３に示すように、第１段目のコンクリート壁単体８の上に第２段目のコンクリート壁単体８を載置して、その中空孔１８内に連続繊維補強軸体１０を挿入し、前記の場合と全く同様にして上位と下位の連続繊維補強軸体１０の下部と上部の横断面円弧状拡幅部１４，１４ａの各テーパ面１５同士を係合させ、その外側を第１段目のコンクリート壁単体８の上部に埋設した外筒１７で拘束し、同じく内側を内筒１６で拘束する。
【００２４】
さらに、第２段目のコンクリート壁単体８の上には最上段のコンクリート壁単体８を載置し、その中空孔１８に連続繊維補強軸体１０を挿入し、第２段目のコンクリート壁単体８の上部に埋設した外筒１７と、その内側の内筒１６とで、前記と同様に上位と下位の連続繊維補強軸体１０の下部と上部の横断面円弧状拡幅部１４，１４ａを内外に拘束する。
【００２５】
なお、第２段のコンクリート壁単体８の下部には外筒１７は設けなくてよい。さらに、最上段のコンクリート壁単体８では、その内部に中空孔１８が設けられているが、この中空孔１８の上部と下部のいずれにも外筒１７は設けられていない。
【００２６】
一方、最上段のコンクリート壁単体８の上部は、前述したように本発明で構成される被破壊のコンクリート壁体８ａの上部に位置するＨ形鋼からなる鋼製立坑構成部材７ａの下端に鋼製支圧板６ａが溶接されていて、この鋼製支圧板６ａに引張力付与手段２７が設けられ、この引張付与手段２７により、上下段の各コンクリート壁単体８の中空孔１８に挿入された上位と下位の連続繊維補強軸体１０を連結して構成される筋材１１に引張力を与えるように構成されている。
【００２７】
引張力付与手段２７の構成は、図３，図４，図６に示される。各図において、最上段のコンクリート壁単体８の中空孔１８と対応した位置に円孔２８を有する鋼製の外筒３０が固着又は載置されており、この外筒３０内に最上段のコンクリート壁単体８の中空孔１８から突出する連続繊維補強軸体１０の上端の上方に向かって拡幅する横断面円弧状拡幅部１４が位置している。
【００２８】
また、外筒３０内の横断面円弧状拡幅部１４の間には、外面に分割ねじ３１を有する上部軸体３２の下方に向かって拡幅する横断面円弧状拡幅部３３が位置しており、上位と下位の各円弧状拡幅部１４，３３のテーパ面１５同士が係合して、かつ外筒３０により、外側への拡径が拘束されている。
【００２９】
さらに、環状配置の上部軸体３２の間隙には外周に分割ねじ３１ａを有するスペーサ３４が配設されており、この上部軸体３２とスペーサ３４とによりリング形状が構成され、その内側に拘束部材である内筒１６が挿入されている。上部軸体３２の分割ねじ３１とスペーサ３４の分割ねじ３１ａが連結することにより環状ねじ３１ｂが形成され、この環状ねじ３１ｂに締結リング３５の内ねじ３６が螺合している。
【００３０】
したがって、締結リング３５の下端面を外筒３０の上端面に当接した状態で、この締結リング３５をその係合孔３７に工具（図示せず）を係合して回動し締結することで、締結リング３５の下端面→外筒３０→鋼製支圧板６ａ→鋼製立坑構成部材７ａの順に反力を取って、上部軸体３２が上動され、上部軸体３２と連続繊維補強軸体１０のそれぞれの横断面円弧状拡幅部３３，１４のテーパ面１５の係合を介して、その下部の連続繊維補強軸体１０に引張力を与えることができる。それにより、第１段目と第２段目と、最上段の各コンクリート壁単体８の間を一体的に結合して、被破壊のコンクリート壁８ａを構成できる。
【００３１】
また、図９に示すように繊維強化樹脂からなる連続繊維補強軸体１０の上下端の各横断面円弧状拡幅部１４，１４ａには、その円弧方向に伸長する１５cm以下の長さの金属繊維３８または金属線材（図示せず）が埋設されることで補強されている。
【００３２】
また、前記の構成において、環状配置の連続繊維補強軸体１０と外筒１７と内筒１６の直径を大きくとれば、コンクリート壁単体８の中空孔１８を活用し、これにトレミー管を通し、モルタル，コンクリート、またはグラウト等を流し込んで充填固化し、最終的に中実のコンクリート壁体を構成できる。
【００３３】
また、プレキャスト製のコンクリート壁単体８がなく、繊維補強軸体１０と外筒１７と内筒１６のみで前記と同様に立坑（掘削溝）内に上下に延伸していくことができ、その後、場所打ちコンクリートにより壁体を構築することもできる。
【００３４】
さらに、プレキャストのコンクリート壁単体８の長さは、繊維補強軸体１０の長さと一致させる必要はなく、これより短くてもよいもので、図１０には本発明の第２例としてその例が示されている。勿論、この場合も繊維補強軸体１０と異なる長さのコンクリート壁単体８を複数積層して壁体が構成される。図１０〜図１２の第２例において、他の連結構成は、第１例の場合と同じである。
【００３５】
また、図１０において、外筒１７はプレキャストのコンクリート壁単体８の中空孔１８の全長に設けられているが、これに限らず、図１〜図９の場合と同様中空孔１８の上，中，下部の一部に設けてもよい。もっとも、図１０のように中空孔１８全長にわたって、あるいは横断面円弧状拡幅部１４，１４ａの噛み合わせ部より長い範囲に外筒１７を配置した場合には、中空孔１８内部での継手の位置を、それぞれ任意にでき、あるいは継手の位置に許容範囲が生まれるので、全長組み立て後に連続繊維補強軸体１０を緊張して遊びを無くし、ひいてはコンクリート壁単体８同士の目開きを防止するのに都合がよい。
【００３６】
また、前記中空孔１８に繊維補強軸体１０を挿入し、上下に連結して構成される筋材１１の本数は、１つのコンクリート壁単体８に何組配設しても構わない。例えば図１６には、１つのコンクリートに４組の筋材１１が配設された例が示されている。さらに、図１４のように、鋼製支圧板６を円環状にし、更に図１５に示すように、これに積層するプレキャストのコンクリート壁単体をも円筒状としたものは、柱列杭方式の土留壁に適用する場合に都合がよい。
【００３７】
また、図１３には、繊維補強軸体１０の下端が連結される鋼製支圧板６が立坑を構成する鋼管４０に設けられた例が示されている。
【００３８】
図１７〜図２３には本発明の第３例が示されている。この例では、炭素繊維からなる連続繊維補強軸体１０ａは、その中間部４１が所定径，所定長の軸状に構成され、その上下端に、それぞれ上方に向かって所定の傾斜角度で拡径する円錐状の定着部４２と、下方に向かって所定の傾斜角度で拡径する円錐状の定着部４２ａとを有している。
【００３９】
前記繊維補強軸体１０ａは、上下に連接するように配設され、しかも、上位と下位に位置する各円錐状定着部４２，４２ａの端面同士を当接させ、この当接部を例えば中間部拡径テーパ孔４３を有する２つ割の分割筒状拘束部材４４で抱持させることにより各円錐状定着部４２，４２ａを拘束し、上下方向に分離しないように連結できる。
【００４０】
２つ割の分割筒状拘束部材４４の拡開を拘束する手段として、図１９〜図２１に示すような外円筒４５が用いられ、その外円筒４５は、コンクリート壁単体８の中空孔１８の上下端部に埋設されている。
【００４１】
したがって、上下に連接した繊維補強軸体１０ａの継手部は、その上位と下位の円錐定着部４２，４２ａの連接部を分割筒状拘束部材４４で抱持して、一体化し、つぎにコンクリート壁単体８の中空部１８に繊維補強軸体１０ａを挿入し、中空部１８に埋設した外円筒４５を分割筒状拘束部材４４に嵌合することで、この分割筒状拘束部材４４の拡径が拘束され、上下の繊維補強軸体１０ａは一体化されて筋材１１ａが構成される。
【００４２】
前記繊維補強軸体１０ａにコンクリート壁単体８の中空部１８を嵌合する際、図２５，図２７に示すように分割筒状拘束部材４４の外径か下方が次第に拡径するようにテーパ面４６を付形し、これに対応して図２５に示すように外円筒４５の内径を下方が次第に拡径するテーパ面４７を付形し、また図２７に示すように上下複数の環体４８の内面を上方のものから下方のものが順次拡径するテーパ面４７を付形してもよい。
【００４３】
なお、筋材１１ａを構成する複数の繊維補強軸体１０ａの最下端は、図１９，図２０のように鋼製支圧板６の上面に固着された上方が拡径する円錐定着部４９を有する鋼製軸体５０に溶接で固着される。つまり、シールド掘進機により掘削破壊されるべき被破壊コンクリート壁８ａの下縁を形成すべく鋼製立坑構成部材７の上端縁に前記鋼製支圧板６が固着され、これの上面に鋼製軸体５０が固着されている。
【００４４】
鋼製軸体５０は、鋼製支圧板６の上面に形成されたプレキャスト製の第１段コンクリート壁単体８に埋設され、円錐定着部４９はコンクリート壁上面から突出している。
【００４５】
本発明の第３例における施工順を説明すると、立坑内において、第１段目のコンクリート壁単体８の横貫通孔５１に棒材５２を通して前記コンクリート壁単体８を建込み口に仮受けする。
【００４６】
つぎに、上位の繊維補強軸体１０ａの下端の円錐定着部４２ａを下位の円錐定着部４９上に突き合わせて、その両側から分割筒状拘束部材４４で抱持し、弾性リング５３で仮保持する。次に第２段目のプレキャストのコンクリート壁単体８を下げて、その外に外円筒４５を嵌合する（なお、コンクリートの現場打ちの場合は、外円筒４５のみをかぶせる）。
【００４７】
つづいて、棒材５２を横貫通孔５１から脱嵌し、第１段目のコンクリート壁単体８を吊り降し、第２段目のコンクリート壁単体８の横貫通孔（図示せず）に前記の棒材５２を通してこれを仮受けし、前記と同じ工程を繰返して繊維補強軸体１０ａとプレキャストのコンクリート壁単体８を順次立坑内に吊り下してコンクリート壁８ａを構成できる。
【００４８】
また、最上段のコンクリート壁単体８の上部は、本発明で構成される被破壊コンクリート壁体区域１２の上部に位置するＨ形鋼からなる鋼製立坑構成部材７ａの下端に鋼製支圧板６ａが溶接されていて、この鋼製支圧板６ａに引張力付与手段５４が設けられている。そして、この引張力付与手段５４により、上下段の各コンクリート壁単体８の中空孔１８に挿入された上位と下位の繊維補強軸体１０ａを連結して構成される筋材１１ａに引張力を与えるようになされている。
【００４９】
引張力付与手段５４の構成は、図２２に示される。同図において、最上段のコンクリート壁単体８の中空孔１８と対応した位置に円孔５５を有する鋼製支圧板６ａの上面に、この円孔５５と同心的に上方が拡径したテーパ孔５６を有する締結ブロック５７が載置され、この締結ブロック５７の外周ねじ５８と螺合する内ねじ５９を有する締結筒体６０が、鋼製支圧板６ａの上面に位置している。
【００５０】
したがって、締結筒体６０の下端面を鋼製支圧板６ａの上端面に当接した状態で、この締結筒体６０を回して締結することで、鋼製支圧板６ａに反力をとって、締結ブロック５７を引上げ、さらにこの締結ブロック５７と一体に拡径円錐定着部４２を引上げ、継手部を介して上下に連結されている繊維補強軸体１０ａに張力を与えることができ、それにより、上下に積層されたコンクリート壁単体８の間を一体的に結合して、被破壊用のコンクリート壁単体８を構成できる。
【００５１】
なお、コンクリート壁体８ａの全長組み立て後に、繊維補強軸体１０または１０ａを緊張して遊びを無くし、ひいてはコンクリート壁単体８同士の目開きを防止することを重視する場合は、あえてプレキャストのコンクリート壁単体８と外筒１７または外円筒４５とを一体化せずに、外筒１７または外円筒４５を繊維補強軸体１０または１０ａの継手部にはめた後に、その上からプレキャストのコンクリート壁体を設置する工程とするのが好ましい。
【００５２】
また、プレキャストのコンクリート壁単体８を伴う施工の場合、中空孔１８に通している繊維補強軸体１０ａが根入れ側のコンクリート壁単体８および、鋼製立坑構成部材７の荷重を受けて中空孔１８内を滑り落ちようとするが、繊維補強軸体１０ａの円錐定着部４２，４２ａのテーパ面が分割筒状拘束部材４４を押し開き、その外面が外円筒４５の内面に圧着されるため外円筒４５を前記中空孔１８に連通してコンクリート壁単体８に埋設しておけば、繊維補強軸体１０ａは落下しない。このようにしてコンクリート壁８ａを全長にわたって組立て一体化した後、上部鋼材７ａを施工基面で固定すると、中途で仮保持したロープ２５は不要になるので補助ワイヤー２５ａを引いて吊り金具２６の爪を開き、ロープ２５を撤去できる。
【００５３】
前記の固定構造により、繊維補強軸体１０ａはコンクリート壁単体８と一体化し、断面の平面保持が確保できるが、その場合も、繊維補強軸体１０ａの緊張後に、中空孔１８にモルタル，コンクリートまたはグラウト等を流し込んで充填固化し、内部の繊維補強軸体１０ａの付着を確保することも可能である。
【００５４】
本発明において、前述のように、コンクリート壁単体８と、外筒１７や外円筒４５とが予めコンクリート打設時に一体化された構造にしておくと、繊維補強軸体１０，１０ａの継手の接合が能率的になるばかりでなく、継手を含む繊維補強軸体１０，１０ａとコンクリートとの付着が与えられて、部材断面の平面保持が確保されるので、アンボンドのポストテンションのような場合に比べて断面設計上有利である。とくに、コンクリートと繊維補強軸体１０，１０ａまたは外筒との付着力を高めるために、繊維補強軸体１０，１０ａや外筒のコンクリートに接する面に凹凸を設けた形状とすることも有効である。
【００５５】
また、分割筒状拘束部材４４の両端は、内径が小さくなっている分だけ肉厚になっている。一般に厚肉のＦＲＰの成形硬化時には、昇温，徐冷時に温度分布に起因するクラックが生じやすいが、切削性に影響ない条件範囲で、金属の線材または繊維を使用することにより、厚肉部分の熱伝導率を高めて温度差の発生を防ぎ、クラックを発生させることなしに、所望の形状の分割筒状拘束部材４４を形成できる。加えて、この分割筒状拘束部材４４を合わせて形成した継手の端部の口元は、元来応力集中しやすい箇所であり、そこに切削性に影響ない条件範囲で金属のような靱性のある材料を配置することは、継手強度の向上の観点からも効果的である。
【００５６】
また、繊維強化樹脂の分割筒状拘束部材４４の内面に形成する中間部拡径テーパ孔４３の円錐面は、分割筒状拘束部材４４の軸方向の両端に向かって先がすぼまった形状である。一方、このような軸対称で且つ強度を要求されるＦＲＰの場合、補強繊維の配向を高精度で制御しつつ製造することが肝要であり、これを満足するためには専ら、軸に装着した型を回転させながらそれに繊維を巻きつけていくフィラメントワインディングと呼ばれる方法を用いるのが好適である。この場合、型の周囲に成形された回転体は、中空部の両端がすぼまった形状のため、内部の型を抜くことができない。それゆえ、たとえば安価な木材等の材料で使い捨ての型を作り、成形体ごと縦に切断して、割り子の円筒を得る方法が最も簡便な方法である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によると、立坑等施工内空の限られた場所で、限られた長さの連続繊維補強軸体を、その引張強度を継手部で損なうことなく、順次継ぎ足しながら筋材を容易に構成でき、しかも、流動性材料やＦＲＰ製のボルトを一切用いないでよく、接続作業に熟練が不要で、施工の確実性が高い。また、この筋材によって被破壊用のコンクリート壁体を構築でき、このようにして構築されたコンクリート壁体では、連続繊維補強軸体および、その継手部は連続繊維を中心とした切削可能な材料で構成されているため、シールド掘進機のカッタービットで容易に切削可能である。
【００５８】
さらに、こうして構築されたコンクリート壁体の両端で、シールド掘進機の発進到達範囲から外れたところは、鋼製立坑構成物又は鉄筋コンクリート構造となるが、これらと本発明のコンクリート壁体との接合は、前者に固定される鋼製軸体と、後者に固定される繊維補強の軸体を連結することで円滑に行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】立坑におけるシールド掘進機推進部のコンクリート壁に本発明を実施した例を示す正面説明図。
【図２】本発明の第１例に係る繊維補強軸体の組立状態を示す分解斜視図である。
【図３】図２の組立時の状態を示す斜視説明図である。
【図４】図３の上部の引張力付与手段の分解斜視図である。
【図５】図３の下部の縦断面図である。
【図６】図３の上部の縦断面図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】繊維補強軸体の継手部の展開説明図である。
【図９】繊維補強軸体の下部の横断面円弧状拡幅部の補強構造を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第２例に係る繊維補強軸体とコンクリート壁体の関係を示す斜視図である。
【図１１】図１０における上位と下位の繊維補強軸体の横断面円弧状拡幅部同士の係合状態を示す斜視図である。
【図１２】図１０における横断面円弧状拡幅部と内筒と外筒の関係を示す一部横断平面図である。
【図１３】繊維補強軸体の下端を連結する鋼製軸体の一例の斜視図である。
【図１４】図１３の変形例の斜視図である。
【図１５】図１４に対応する上方の繊維補強軸の斜視図である。
【図１６】コンクリート壁単体に４本の繊維補強軸体を配設した例として、その継手部を横断して示す平面図である。
【図１７】本発明の第２例に係る繊維補強軸体の組立状態を示す分解斜視図である。
【図１８】図１７の下部の縦断面図である。
【図１９】図１８において、上部の横断面円弧状拡幅部の連結状態の縦断面図である。
【図２０】図１９において、上位のプレキャストコンクリート壁単体を積層した状態の縦断面図である。
【図２１】図２０において、さらに上部の横断面円弧状拡幅部の連結状態の縦断面図である。
【図２２】図２１において、上端部に引張力付与手段を取付けた状態の縦断面図である。
【図２３】前記繊維補強軸体の継手部の縦断面図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ断面図である。
【図２５】前記繊維補強軸体の継手部の縦断面図である。
【図２６】図２５のＣ−Ｃ断面図である。
【図２７】前記繊維補強軸体の継手部の縦断面図である。
【図２８】図２７のＤ−Ｄ断面図である。
【図２９】従来例として立坑におけるシールド掘進機と、その推進部におけるコンクリート壁を示す側面説明図である。
【符号の説明】
１  立坑
２  シールド掘進機
３  鉄筋コンクリート壁体
４  推進部位
６  鋼製支圧板
７  鋼製立坑構成部材
８  コンクリート壁単体
８ａ  コンクリート壁
１０，１０ａ  連続繊維補強軸体
１１，１１ａ  筋材
１２  区域
１３  中間部
１４，１４ａ  横断面円弧状拡幅部
１５  テーパ面
１６  内筒（環状拘束部材）
１７  外筒（拘束部材）
１８  中空孔
２０  固定部
２１  円孔
２２  横断面円弧状拡幅部
２３  鋼製軸体
２４  吊り金具
２５  吊り下げロープ
２５ａ  補助ワイヤー
２６  吊り金具
２７  引張力付与手段
２８  円孔
３０  外筒
３１  分割ねじ部
３２  上部軸体
３３  横断面円弧状拡幅部
３４  スペーサ
３５  締結リング
３６  内ねじ
３７  係合孔
３８  金属繊維
４０  鋼管
４１  中間部
４２，４２ａ  円錐状定着部
４３  中間部拡径テーパ孔
４４  分割筒状拘束部材
４５  外円筒（円環部材）
４６  テーパ面
４７  テーパ面
４８  環体
４９  円錐定着部
５０  鋼製軸体
５１  横貫通孔
５２  棒材
５３  弾性リング
５４  引張力付与手段
５５  円孔
５６  テーパ孔
５７  締結ブロック
５８  外周ねじ
【図１】
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【図２】
0003665412.tif 000003
【図３】
0003665412.tif 000004
【図４】
0003665412.tif 000005
【図５】
0003665412.tif 000006
【図６】
0003665412.tif 000007
【図７】
0003665412.tif 000008
【図８】
0003665412.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003665412.tif 000011
【図１１】
0003665412.tif 000012
【図１２】
0003665412.tif 000013
【図１３】
0003665412.tif 000014
【図１４】
0003665412.tif 000015
【図１５】
0003665412.tif 000016
【図１６】
0003665412.tif 000017
【図１７】
0003665412.tif 000018
【図１８】
0003665412.tif 000019
【図１９】
0003665412.tif 000020
【図２０】
0003665412.tif 000021
【図２１】
0003665412.tif 000022
【図２２】
0003665412.tif 000023
【図２３】
0003665412.tif 000024
【図２４】
0003665412.tif 000025
【図２５】
0003665412.tif 000026
【図２６】
0003665412.tif 000027
【図２７】
0003665412.tif 000028
【図２８】
0003665412.tif 000029
【図２９】
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