(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心成形ドラムの円周とほぼ等しい長さを有する可撓平板状のシートの一方の面に、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻を恰かも一円周を展開した位置に配置してそれぞれ取付け、該シートの両端を吊りあげて前記一方の面が内側となるＵ字形とし、該シートを遠心成形ドラムの下枠内に落とし込んで該シートを丸め、前記各殻が隣接端部を互いに接した円筒を該シートの内周面に形成し、次いで遠心成形ドラム上枠をかぶせ上下枠を連結して遠心成形ドラム内に前記各殻及び該シートを収納し、前記各殻内にコンクリートを打設して遠心成形し、各殻とコンクリートとを一体化して一円周分の合成トンネルライナを同時に製造することを特徴とする合成トンネルライナの製造方法。
【請求項２】
遠心成形ドラムと、該ドラムの内周面とほぼ等しい縦横寸法を有する可撓平板状のシートとを備え、該シートは、補強材を内蔵し、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻が、該シートを丸めた状態で互いに側面を密着連設して一円周を形成するように各殻を取付ける取付け部を備え、該シートの長手両端近傍に吊り孔を備えたことを特徴とする合成トンネルライナの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成トンネルライナの製造方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工法等に使用するトンネルライナは円周を複数に分割したコンクリートセグメントを製造し、これをトンネル内で組み立てて強固なライニングを施すものである。このようなトンネルライナを、薄鋼板、ＦＲＰ等の殻の内部にコンクリートを打設して殻とコンクリートとを一体化し、合成トンネルライナとする技術がある。
【０００３】
合成トンネルライナは、コンクリートと他の材料とを組み合わせた複合ライナであって、例えばコンクリートの外面を形成する箱状の薄鋼板、ＦＲＰ等からなる殻と、その中に充填したコンクリートとの組み合わせ構造を有している。このような合成トンネルライナは、適切な材料、形状の選択と組み合わせにより、力学的に合理的な最適設計を実現することができるものである。外周面及び４側面を鋼板等で形成した合成トンネルライナは外面が円滑で、欠落や豆コンクリートなどの欠陥のない薄型のコンクリートライナを製造することができ、また、殻を型枠として成形製造することができるので型枠が不要となるほか、接合部のぼぞや結合構造を殻の部分に精密に形成することができる等の多くの利点がある。
【０００４】
一方、トンネルライナを遠心成形により製造する技術が知られている。通常、トンネルライナを遠心成形する場合、型枠を必要とするため、遠心成形ドラムの一円周の中に、一円周分のセグメントを配置して製造することはできない。ところが合成トンネルライナでは、殻を遠心成形ドラム内に互いに側面を当接させて一円周に一円周分のセグメントを配列して製造を行うことが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら実際問題としては、従来、合成トンネルライナを遠心成形する場合、遠心成形ドラムの内周に合成セグメントの一円周分の殻を合理的に取付け取り外す適切な方法がなかった。
本発明は、このような問題点を改善することを目的とし、合成トンネルライナを遠心成形により製造する場合に、遠心成形ドラムの一円周の中に、一円周分のセグメントを配置して製造する、合理的な殻の取付け取外し方法を用いた、合成トンネルライナの製造方法及びその装置を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために開発されたもので、その技術手段は、遠心成形ドラムの円周とほぼ等しい長さを有する可撓平板状のシートの一方の面に、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻を恰かも一円周を展開した位置に配置してそれぞれ取付け、該シートの両端を吊りあげて前記一方の面が内側となるＵ字形とし、該シートを遠心成形ドラムの下枠内に落とし込んで該シートを丸め、前記各殻が隣接端部を互いに接した円筒を該シートの内周面に形成し、次いで遠心成形ドラム上枠をかぶせ上下枠を連結して遠心成形ドラム内に前記各殻及び該シートを収納し、前記各殻内にコンクリートを打設して遠心成形し、各殻とコンクリートとを一体化して一円周分の合成トンネルライナを同時に製造することを特徴とする合成トンネルライナの製造方法である。
【０００７】
上記本発明方法を好適に実施することができる本発明の装置は、遠心成形ドラムと、この遠心ドラムの内周面とほぼ等しい幅及び長さを有する可撓平板状のシートとを備え、このシートは、補強材を内蔵し、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻が、該シートを丸めた状態で互いに側面を密着連設して一円周を形成するように該各殻のグラウト孔を利用して各殻を取付ける取付け部を備え、該シートの両端近傍に吊りあげ孔を備えたことを特徴とする合成トンネルライナの製造装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１０は、一円周のトンネルライナを平面に展開した図で、一円周のライナは例えば矩形（Ａ）×２枚、台形（Ｂ）×２枚、楔形（Ｋ）×１枚のように分割して製作される。
【０００９】
本発明では、合成トンネルライナを遠心成形する。図８は実施例の遠心成形ドラム１の模式的斜視図である。この遠心成形ドラム１は、ヒューム管製造用の型枠として用いる遠心成形ドラム１であって、円筒を円筒軸を含む面で上枠２と下枠３とに２つ割りした形をなしており、ボルト４で綴じ合わせて円筒形とし、両端部にキャッシング５をはめ合わせて組立てる。この遠心成形ドラム１を、回転装置の上で円筒軸を水平にして円筒軸回りに回転し、内壁にコンクリートを打設し、コンクリートに遠心力を付与してトンネルライナを遠心成形する。
【００１０】
本発明では図９に示すような、遠心成形ドラムの内周面とほぼ等しい縦横寸法を有する可撓性板状、例えば、ゴムベルト状のシート１０を用いる。そしてこのシート１０に一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻を取付け、このシート１０を遠心成形ドラム１内に装入する。シート１０の長さ寸法１２は、一円周分の合成トンネルライナの外周長に合わせ、シート１０の幅寸法１１は合成トンネルライナの幅より多少狭いものとすればよい。このシート１０には、図１に示すように、その片面に合成トンネルライナを複数に円周分割した合成セグメントの殻２０を取付ける。この殻２０を取付けるために、固定用ねじ支持具１３が設けられている。
【００１１】
上記シート１０は、このシート１０を図３に示すように丸めた時、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの殻２０が互いに側面を密着して連設され一円周を形成するように、一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻２０を取付ける固定用ねじ支持具１３を一方の面に備えている。この固定用ねじ支持具１３に、各殻に設けられているグラウト孔を利用して各殻をボルトで取付ける。
【００１２】
また、シート１０は長手方向両端に吊り孔１４を備えている。このシート１０は、製品の合成セグメントを取付けたままこの吊り孔１４によって吊り上げることができる強度を有するものとする。例えばシート１０内に補強材として合成樹脂又は天然繊維の帆布、あるいは、スチールコードもしくは鋼ワイヤメッシュ等を内蔵し、必要強度を確保する。表面はゴム、ウレタン等で被覆した外表面を持ち、遠心力による圧縮力に耐えるシートとする。シート１０の厚さは合成トンネルライナの外周面と遠心成形ドラムの内周面とのクリアランスに一致する厚さとする。また、このシート１０は柔軟性を有し、合成トンネルライナを取り付けたまま円筒形に巻くことができる可撓性を有するものである。
【００１３】
このシート１０を図１に示すように平面状に展開して地上に置く。このシート１０の上に、複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの円弧状の各殻２０を取りつける。各殻２０のほぼ中央位置にグラウト注入孔があるので、この孔を利用してシート１０の予め定めた位置に設けた固定用ねじ支持具１３にそれぞれボルトで取付ける。この予め定めた位置は、このシート１０を図３に示すように丸めた時、シート１０の内周面に各殻２０が互いに側面を接して一円周を形成するように定める。
【００１４】
図１１に本発明の対象とする合成トンネルライナのセグメントの殻２０の側面図、図１２にその平面図を例示した。セグメント殻２０は、円弧箱状をなし、内周側を開放し、外周側に背板２１を備え、この背板２１の四周に短冊状の側板２２及び円弧板状の側板２３を備えている。これらの背板及び側板は、鋼板又は合成樹脂板、ＦＲＰ等からなるものである。側板２２、２３は隣接する殻と相互に凹凸噛みあいするほぞや、シール材を挿入する溝が精密に形成されている。図１４はこれを例示する隣接する殻２０ａ、２０ｂの側板２２ａ、２２ｂの当接部の断面図を示したものである。
【００１５】
対向する２枚の側板２３を繋ぐ多数の補強材２５、２６が殻の内部を横断して設けられており、殻２０の剛性を確保すると共に、殻２０とその内部に打設されるコンクリートとが一体化するようになっている。また、殻２０のほぼ中央部にグラウト注入用の孔２４を形成してある。このグラウト注入用の孔２４は、詳細例を図１３に示すように、補強材３４で補強された筒３１からなり蓋３３を備えている。
【００１６】
図１５は隣接する殻２０ａ、２０ｂの側板２３ａ、２３ｂの連結構造を示すもので、球体状の空所２７を一方の側板２３ｂの内部に形成し、側板２３ａ、２３ｂに位置合わせ貫通孔を設けこの貫通孔に、ピン４０を打ち込む内径を備えた連結用拡張スリーブ４１を挿入する構造としたものである。
次に本発明による合成トンネルライナの製造工程を説明する。
【００１７】
図１に示すように、平面状に展開したシート１０の上に複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの円弧状の各殻２０を取りつける。次いで上記シートの吊り孔１４を吊りあげると図２に示すようにシート１０はＵ字形となる。図４に示すように、吊上げ方向１５に吊上げ、ついで、Ｕ字形になったシート１０を図５に示すように遠心成形ドラムの下枠３内に落とし込む。吊り具を下降方向１６で示すように下げるとシート１０の下半分は遠心成形ドラムの下枠３の内面に倣って半円形になり、シート１０のＵ字形の上半分の合成トンネルライナのセグメントの殻２０もシート１０と共に円筒形を指向しながら変位して行く。そして、図６に示すように、シート１０が円筒形になったら吊り具を外す。前記各殻２０はシート１０の内周面に隣接端部を互いに接した円筒形を形成する。図３は丁度この状態になった時の各殻２０とシート１０の状態を示している。
【００１８】
次いで、図７に示すように遠心成形ドラムの上枠２をかぶせて遠心成形ドラムを上下連結し、図８に示すようにキャッシング５を組立てて遠心成形ドラム１の組み立てを完了する。このとき、遠心成形ドラム１は、シート１０を介して複数分割した一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻２０を円筒状に保持している。
【００１９】
かくして上記方法により、このような円弧状の各殻の一円周分を、簡単に、精度よく遠心成形ドラム内に取りつけることができるようになった。
遠心成形ドラム１を回転し、前記各殻２０内にコンクリートを打設して、各殻２０とその内部に打設したコンクリートとが一体化した合成トンネルライナを遠心成形することができ、一円周分の合成トンネルライナを同時に製造することができる。
【００２０】
遠心成形を完了しコンクリート養生が終了したら、上記工程とは逆順に遠心成形ドラム１の分解、製品取り出しを行う。すなわち、遠心成形ドラム１の上枠２を取外し、シート１０の吊り孔１４を吊り、トンネルライナをシートと一緒に吊り上げ、土間上に卸し、シート１０を平面状に展開し、シートとセグメントとの取付ボルトを取り外す。
【００２１】
なお、上記説明では、遠心成形ドラム内に一円周分の合成トンネルライナを配置して同時に製造する例を示したが、トンネルライナの寸法、遠心成形ドラムの規模等によっては一円周分の合成トンネルライナを複数セットを同時に遠心成形することももちろん可能であり、上記例に限定されるわけではない。
【００２２】
【実施例】
次の条件で本発明を実施した。
合成トンネルライナの仕様：
外径：  ２７５０ｍｍ
厚さ：  １２５ｍｍ
幅  ：  １０００ｍｍ
分割数：  ５分割（図１０に示す通り）
展開形状：  （Ａ）矩形２枚、（Ｂ）台形２枚、（Ｋ）楔形１枚
遠心成形ドラムの仕様：
使用ドラム：  推進ヒューム管の造用円筒型枠
公称寸法：  ヒューム管内径；２４００ｍｍ
型枠内径：  ２８１０ｍｍ
ライナ外径と型枠内径との片側クリアランス：３０ｍｍ
シートの仕様：
材質  ：  硬度８０°のＮＢＲ
補強材：  天然繊維帆布２〜４枚
厚さ  ：  ２９．５ｍｍ
従来は、遠心成形ドラム内に一円周分の合成トンネルライナのセグメントの殻を取りつけることが非常に困難であったが、本発明により、極めて容易に取付けることができた。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、一円周分の合成トンネルライナのセグメントの各殻を一度に容易に遠心成形ドラム内に取付けることが可能となり、手間の節減、高能率な製造を達成すると共に、一円周分のセグメントの精度のよい正確な組み合わせを同時に製造することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例のシートに各殻を取りつけた状態の側面図である。
【図２】実施例のシートを吊りあげた状態の側面図である。
【図３】実施例のシートを円筒形に丸めた状態の側面図である。
【図４】実施例の工程図である。
【図５】実施例の工程図である。
【図６】実施例の工程図である。
【図７】実施例の工程図である。
【図８】遠心成形ドラムの斜視図である。
【図９】シートの展開図である。
【図１０】合成トンネルライナの一円周の分割を示す展開図である。
【図１１】合成トンネルライナのセグメントの殻の側面図である。
【図１２】合成トンネルライナのセグメントの殻の平面図である。
【図１３】グラウト注入孔の側面図である。
【図１４】セグメントの殻の側面当接部の横断面図である。
【図１５】セグメントの殻の側面結合部の横断面図である。
【符号の説明】
１    遠心成型ドラム
２    上枠
３    下枠
４    ボルト
５    キャッシング
１０  シート
１１  幅寸法
１２  長さ寸法
１３  固定用ねじ支持具
１４  吊り孔
１５  吊上げ方向（矢印）
１６  下降方向
２０、２０ａ，２０ｂ  セグメント殻
２１、２１ａ，２１ｂ  背板
２２、２２ａ，２２ｂ  側板
２３、２３ａ，２３ｂ  側板
２４  グラウチング孔
２５  補強材
２６  補強材
２７  空所
２８  ピン孔
３１  筒
３３  蓋
３４  補強
４０  ピン
４１  スリーブ
【図１】
0003615031.tif 000002
【図２】
0003615031.tif 000003
【図３】
0003615031.tif 000004
【図４】
0003615031.tif 000005
【図５】
0003615031.tif 000006
【図６】
0003615031.tif 000007
【図７】
0003615031.tif 000008
【図８】
0003615031.tif 000009
【図９】
0003615031.tif 000010
【図１０】
0003615031.tif 000011
【図１１】
0003615031.tif 000012
【図１２】
0003615031.tif 000013
【図１３】
0003615031.tif 000014
【図１４】
0003615031.tif 000015
【図１５】
0003615031.tif 000016