(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル内天井板を安定に保持でき、天井板の崩落を防止でき、軽量で防振性や気密性に優れ、しかも材料費や工賃が安価な、トンネル内天井構造を提供する。【解決手段】トンネル内において、片面がトンネル側壁に固定され、固定された側壁の左右の個所から幾分上方に伸びた一対のトンネル天井板が交差する個所に、左右から伸びた各天井板のそれぞれの別の片面と密に接触する構造を有する加硫ゴム成形体２を取り付ける。【効果】トンネル内天井構造は、トンネル内天井板を安定に保持し、軽量で防振性や気密性に優れ、しかも材料費や工賃が安価なことから、新規トンネルの建設や、従来法によるトンネル内天井構造の更新に幅広く適用できるものである。【選択図】図１
2014114681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内において、片面がトンネル側壁に固定され、固定された側壁の左右の個所から幾分上方に伸びた一対のトンネル天井板が交差する個所の付近に、左右から伸びた各天井板のそれぞれの片面端面と密に接する構造を有する加硫ゴム成形体を取り付けることにより、該加硫ゴム成形体が上記の左右トンネル壁面から伸びた一対の天井板を空中で保持する構造であることを特徴とするトンネル内天井構造。
【請求項２】
請求項１に記載の加硫ゴム成形体が免震構造を有することを特徴とする請求項１に記載のトンネル内天井構造。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれかに記載の加硫ゴム成形体のゴムの主成分が天然ゴムまたはエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）であることを特徴とする、請求項１に記載のトンネル内天井構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の加硫ゴム成形体の断面形状がレール状または円状であることを特徴とする、請求項１に記載のトンネル内天井構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の一対の天井板がなす角度θが、
１５０°≦θ≦１７７°であることを特徴とする請求項１に記載のトンネル内天井構造。
【請求項６】
請求項１〜５いずれかに記載のトンネル内天井構造の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、トンネル内天井板を安定に保持でき、天井板の崩落を防止でき、軽量で耐振性や気密性に優れ、しかも材料費や工賃が安価な、トンネル内天井構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、トンネル内天井構造としては、いくつかの検討が行われてきた。
例えば、特許文献１（６−１７８９５２）には、トンネル用電気集塵機システムに関して記載されている。
特許文献２（６−１８５１０５）には、老朽トンネルの補修方法が開示されている。
特許文献３（８−８６２００）には、トンネル内天井板の撤去作業方法とそれに用いるステージ車が開示されている。
特許文献４（２００４−２０４５５４）には、劣化したトンネルの内面を効率よく補修する方法が開示されている。
特許文献５（２００５−３６４５９）には、金属板を用いたトンネル内天井板について記載されている。
しかしながら、上述の特許文献１〜５に記載の方法では、以下に述べるような、トンネル内天井構造における諸問題点を解決されるには至っていない。【０００３】
【特許文献１】特開平６−１７８９５２号公報
【特許文献２】特開平６−１８５１０５号公報
【特許文献３】特開平８−８６２００号公報
【特許文献４】特開２００４−２０４５５４号公報
【特許文献５】特開２００５−３６４５９号公報
【０００４】トンネル内の天井板の材質はほとんどがコンクリート、あるいは金属であり、重量があるため、これらの天井板を支えるためにはトンネル上部からコンクリートの隔壁で支持するのが常であった。その際、接着剤などでトンネル上部壁面にアンカーボルトを固定し、天井板を支持する隔壁は、それらのアンカーボルトによって吊り下げられて、天井板を保持するという施工方式が主に用いられてきた。【０００５】しかしながら、このコンクリートの隔壁を用いる天井板の構造においては、該隔壁をトンネル上部壁面に固定する、アンカーボルトの腐食、接着剤の劣化、あるいは、トンネル壁面の振動によるアンカーボルの抜け落ち、あるいは、重い天井板の重い重量や振動による隔壁への負荷、さらには、トンネル壁面から隔壁や天井板に伝搬する振動、その他の材質の経年劣化などの単独、もしくは複数の要因のために、隔壁がトンネル上部壁面から崩落する可能性があつた。【０００６】現実にもトンネル内天井板の崩落が報道されることもあり、コンクリート隔壁で天井板を懸架する従来工法は危険な工法であると言わざるを得ない。この工法ではコンクリートの隔壁を固定するアンカーボルト、接着剤などの劣化はもとより、コンクリート製の隔壁自体の重量が天井板構造体に負荷されることも問題であった。しかしながら、従来工法のトンネル内構造体をすべて更新するのは極めて巨額な費用と日数がかかり、それら工事が社会生活に及ぼす影響も極めて大きい。【０００７】トンネル内の重量のある天井板を安全に保持して、その崩落を防止でき、軽量であり、防振性や気密性などに優れ、さらに材料費、工費が安価で済むようなトンネル内天井構造を得ることは、社会的に強く要求されているところであった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】上記事情に鑑み、本発明は、トンネル内天井板を安定に保持して、天井板の崩落を防止でき、軽量で、防振性や気密性に優れ、しかも材料費が安価であり、施工が容易で短期間で行えることから工賃も安価な、トンネル内天井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】
【０００９】本発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成させた。【００１０】すなわち前記課題は以下の本発明により解決される。【００１１】トンネル内において、片面がトンネル側壁に固定され、固定された側壁の左右の個所から幾分上方に伸びた一対のトンネル天井板が交差する個所の付近に、左右から伸びた各天井板のそれぞれの露出した片面と密に接触する構造を有する加硫ゴム成形体を取り付けることにより、該加硫ゴム成形体が上記の左右トンネル壁面から伸びた一対の天井板を空中で保持する構造であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】本発明により、崩落を防止でき、軽量で防振性や気密性などに優れ、しかも材料費、工賃が安価なトンネル内天井構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】本発明の第一は、従来１枚であった天井板を、トンネルの長手方向に向かってトンネル断面を想定した時に、トンネル右側の壁面から左上方へ突き出した天井板と、左側壁面から右上方へ突き出した天井板とが空間で交差するように接近する天井構造を形成することである。【００１４】本発明の第二は、上記トンネル内の２枚の天井板が、空間で交差するように接近する個所において、左右両側のトンネル壁面から突き出た天井板の片側断面と密に接触する面を成形体構造中に有する、加硫ゴム成形体を設置することである。【０００４１５】本発明における加硫ゴム成形体の断面形状は、空間で天井板を十分に保持できるものであれば良く、加硫ゴム成形体の断面形状が、レール状、円状、楕円状、三角形、四角形、台形、あるいは五角形以上の多角形、などであるのが好ましい。なかでもレール状や円形状の断面の加硫ゴム成形体が好ましく、レール状の断面の加硫ゴム成形体が特に好ましい。【００１６】即ち、該加硫ゴム成形体はトンネルの長尺方向に、２つの天井板の間に挟まって、トンネルの長尺方向に延長する構造である。加硫ゴム成形体の成形の便宜上、該成形体に関しては適当な長さの成形体を嵌合してトンネル長まで延長することが好ましい。【００１７】このような加硫ゴム成形体の原料ゴムとしては、特に規定するものではなく、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ターポリマー（ＥＰＤＭ）等を例として挙げることができる。それらのブレンド物も本発明において加硫ゴム成形体として用いることができる。これらのうちでも、天然ゴム、ＥＰＤＭなどが好ましく用いられる。【００１８】本発明に用いるゴムは、ムーニー粘度が１５〜７５のものが好ましく、２０〜７０のものがより好ましい。ここでいうムーニー粘度は、ＪＩＳ  Ｋ６３００に準じて１００℃ラージローターを用いて測定した値をいう。
また、本発明に用いるゴムは、硬度が２５〜８０のものが好ましく、３０〜６５のものがさらに好ましい。ここでいう硬度は測定温度２３℃で、ＪＩＳ−Ｋ７２１５に準じてデュロメータにより測定した値である。【００１９】本発明における加硫ゴム成形体の加硫方法は、タイヤ用、ベルト用、ホース用、防振ゴム用など、既存のゴム配合加硫物の加硫方法を適用することができる。【００２０】本発明における加硫ゴム成形体を成形する方法は特に限定するものではなく、型に入れた原料ゴムを熱プレスする方法、加硫ゴムを切創する方法、原料ゴムを型に射出したのち加熱して加硫させる方法などを適用することができる。【００２１】本発明における加硫ゴムの難燃性をさらに向上させるために、難燃剤を配合させることもできる。用いる難燃剤としては通常使用される難燃剤を用いることができる。水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンのようなアンチモン系難燃剤、リン酸エステルのようなリン系難燃剤、臭素系難燃剤、ハロゲン系難燃剤などを例として挙げることができる。【００２２】ゴムには、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ、ＦＴ、ＭＴなどのカーボンブラック、微粉ケイ酸などのゴム補強剤、および軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカなどの充填剤を配合してもよい。【００２３】本発明における加硫ゴム成形体の成形方法は特に規定するものはなく、通常の加硫ゴムの成形方法を適用することができる。例えば、押出成形機、カレンダーロール、またはプレスにより意図する形状に成形され、成形と同時にまたは成形物を加硫槽内に導入し、１５０〜２７０℃の温度で１〜３０分間加熱するか、あるいは電子線を照射することにより加硫物が得られる。この加硫の段階は上述の加硫ゴム成形体を形成するような金型を用いてもよいし、また金型を用いないで加硫を実施してもよい。金型を用いない場合は成形、加硫の工程は通常連続的に実施される。加硫槽における加熱方法としては熱空気、ガラスビーズ流動床、ＵＨＦ（極超短波電磁波）、スチームなどの加熱槽を用いることができる。もちろん、電子線照射により加硫を行なう場合は、加硫剤の配合されていない配合ゴムを用いる。得られた加硫ゴムを切削加工して、目的とする断面形状を有する加硫ゴム成形体を得ることもできる。【００２４】本発明における加硫ゴム成形体は、加硫ゴム成形体断面の上面から下面に向かって垂直方向に、トンネル長尺方向に平行に、加硫ゴム成形体に複数の薄い鋼板を積層させた免震ゴム構造を形成することが好ましい。免震ゴム構造は薄いゴムシートと薄い鋼板を交互に積層して、一体加硫成形する方法などによって得ることができる。天井板を通して伝搬する振動などを、この免震ゴム構造により吸収することで、トンネル天井板構造に及ぼす振動などの影響を低減することができる。このような免震構造を形成する鋼板の厚み、数、ゴム積層部の厚みなどはトンネルの大きさ、構造に応じて適宜決定することができる。本発明における免震構造はゴム層と鋼板とを積層させた状態で、加硫することで得ることができる。また、本発明においては、既存の免震ベルトを、この加硫ゴム成形体に適用することもできる。
【発明を実施するための形態】
【００２５】次に、この発明を図示の実施形態に基づいてさらに詳細に説明するが、これらは実施形態の例を示すものであり、実際に施工するトンネル内天井構造は必ずしもこの図に束縛されるものではない。
【００２６】図１は、本発明における一実施形態の、落下を防止でき、軽量で防振性や気密性などに優れ、しかも材料費、工賃が安価なトンネル内天井構造の断面図を示す。図において、道路面５とトンネル側壁６、トンネル上部通気洞１を示してある。図において、左右のトンネル側壁面の個所４、４‘において、天井板３と天井板３’のそれぞれの片側端面が固定される。天井板の片側端面をトンネルの側壁に固定する方法は特に規定するものではなく、従来の方法で固定することができる。
【００２７】側壁の４と４’を結ぶ面より上側に、４と４‘を結ぶ面に対して、天井板３は角度αで、天井板３‘は角度α’で、傾斜している。その際、角度α＝角度α‘が好ましい。
【００２８】加硫ゴム成形体２は、４と４‘から伸びた天井板３と天井板３‘が空間で交差する付近に取り付けられる。図２には断面がレール状である加硫ゴム成形体と天井板とが接する状態の断面図を例示してある。天井板３と天井板３’のなす角度をθとすると、厚みＬの天井板は、レール状の加硫ゴム成形体の上部面と下部面の間に挟まれ、各天井板の片側端面は加硫ゴム成形体の側面と密着している。この際、θとα、α‘の関係は、θ＋α＋α’＝１８０°である。
天井板３と天井板３‘がなす角度θは、
１５０°≦θ≦１７７°
が好ましい。θがこの範囲外であると天井板構造が不安定になる場合がある。
【００２９】加硫ゴム成形体と各天井板との界面に接着剤が介在しても良い。接着剤としては通常使用されているものを用いることができる。
また、加硫ゴム成形体と天井板とのそれぞれの接触面を平滑化または表面処理して両者の密着性をさらに向上させることもできる。
各天井板片側端面と加硫ゴム成形体の側面が密着することで、天井板が安定して保持される。さらに、トンネルの上部空間の気密性が保持できるため、トンネル内の上部に通気洞を形成することができる。
【００３０】図３に複数の薄い鋼板７を加硫ゴム成形体の長尺方向と平行に加硫ゴム中に挟んだ、免震構造を有する加硫ゴム成形体を示す。振動や衝撃が加硫ゴム成形体に加わった時に、免震構造のために、トンネル天井構造体に伝わるエネルギーをさらに低減することができる。図３における免震構造には、免震ベルトを適用することもできる。
【００３１】図４は加硫ゴム成形体を上方から見た、断面がレール状の加硫ゴム成形体の上面図である。図の左右がトンネルの長手方向にあたる。本発明における加硫ゴム成形体は運搬や作業の容易性から、適当な長さに切断した加硫ゴム成形体を１単位として、それらを嵌合して連結していく方法が、トンネル天井構造体を作製するうえで好ましい。図４は加硫ゴム成形体を嵌合する１つの方式を示しており、各加硫ゴム成形体の上面からみて凸部９と凹部８とを機械的に容易に嵌合することができる。この嵌合を行う方式は図４に限定されるものではない。
【００３２】図５には加硫ゴム成形体の断面形状が円形である場合の、加硫ゴム成形体と天井板構造体とが接する状態での断面図を示す。この場合は曲線状に加工した天井板片面端面と、該端面と密に接触した、球状の断面を有する加硫ゴム成形体により天井構造が形成される。
【００３３】本発明は、上記のようなトンネル内天井構造の施工方法も提供する。従来のトンネル天井構造体は、水平面の１枚の天井板をトンネルの上方壁面に固定したアンカーボルトを介して、コンクリート製の隔壁を用いて懸架していたため、天井板が崩落する危険性が大きかった。長年使用した従来工法のトンネル天井構造体をそのまま更新するには、懸架したコンクリート製の隔壁の更新を初めとして、巨額の費用と多くの日数がかかる。本発明におけるトンネル天井構造体を適用することでトンネル天井板の崩落を十分に防止することが可能である。
【００３４】また、本発明におけるトンネル天井構造体は、新規にトンネル天井構造体を作製する際に適用することができるが、従来のトンネル天井構造体を改良することもできる。
従来の工法で作製した、天井構造体を地面に降ろし、トンネル天井から懸架された隔壁を除去し、天井板を分割したうえで、天井板の間に加硫ゴム成形体を挟むという比較的簡単な工法により、安価でしかも短期間で本発明における新しいトンネル天井構造体を作製することができる。
【００３５】
【発明の効果】
【００３６】本発明のトンネル天井板構造体は、天井板の崩落を防止でき、軽量で防振性や気密性などに優れ、しかも材料費、工賃が安価なことから、新しく作製するトンネルへの適用はもとより、従来工法によるトンネル天井板構造体を、本発明におけるトンネル天井構造体に容易に補修、改良することが可能であることから、幅広くトンネル分野の産業界へ適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、この発明の実施の形態に関わる、トンネル内天井板構造を有するトンネルの断面図である。
【図２】図２は、この発明における、断面がレール状である加硫ゴム成形体と天井板とが接する部分の断面図である。
【図３】図３は、この発明における、免震構造をもつ加硫ゴム成形体の断面図である。
【図４】図４は、この発明における、加硫ゴム成形体の上面図である。
【図５】図５は、この発明における、断面が円状である加硫ゴム成形体と天井板とが接する部分の断面図である。
【符号の説明】
【０００５４１】１        トンネル上部通気洞
２        加硫ゴム成形体
３、３‘  天井板
４、４‘  天井板のトンネル壁面固定部
５        道路面
６        トンネル側壁面
７        鋼板
８        加硫ゴム成形体凹部
９        加硫ゴム成形体凸部
【図１】
2014114681.tif 000003
【図２】
2014114681.tif 000004
【図３】
2014114681.tif 000005
【図４】
2014114681.tif 000006
【図５】
2014114681.tif 000007