(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状に成形されたコンクリート内に鉄筋を配筋してなるセグメントと、
定められた情報が記憶されたＩＣタグを内蔵してアルカリ性材料またはセラミック材料によって形成してなるブロックとを備え、
前記ブロックは前記セグメント内に予め埋設されていて一面が前記セグメントの内周面に露出して固定されており、前記ブロックの一面に対向する二面は前記鉄筋に連結された鉄筋保持金具を有しており、前記ブロックは前記二面から一面に向けて先細のテーパ状に形成された略円錐台形状であり、前記ブロックの二面に形成された凹部の底部に前記ＩＣタグが埋め込まれていることを特徴とするセグメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工体を構成するコンクリートセグメントを含む各種セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルを構築するためのシールド工法においては、例えば断面円弧板状をなしたセグメントが継手で接合されて略円筒状に組み立てられて施工されている。このセグメントとして、鋼製セグメント、コンクリートセグメント、鋼材とコンクリートとを複合利用した合成セグメントが知られている。
このうち、コンクリート製セグメントは、型枠の内部に鉄筋を配筋した状態で、型枠内にコンクリートを打設して形成される。
【０００３】
ところで、近年、様々な分野において、各種の製品についての様々な情報を記憶したＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）タグが製品に予め内蔵され、その製品の完成後に、この製品情報を読み取り機を用いて製品の外部から無線により読み取ることができるデータ読み取りシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなシステムは、年月が経過してその製品に関連する図面や資料などが紛失された後、当該製品の補修をしたり点検をしたりする場合に有用なシステムである。
そのため、セグメントをはじめとするコンクリート製品の分野においても、例えば、材質、設計寸法、仕様、製造年月日、施工者、施工年月日等をはじめとする各種の情報を記憶したＩＣタグが埋め込まれている。そして、セグメント内のＩＣタグに記憶された情報を必要に応じて読み取ることで、コンクリート製品の補修や維持・管理が行われている（例えば、特許文献２参照。）。このようなＩＣタグは、コンクリート製品のコンクリート中に埋め込まれるのが通常である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−４２０９６号公報
【特許文献２】特開２０１１−８４８８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、コンクリート製品中のＩＣタグは、外部の読み取り機により、無線通信を介してＩＣタグを構成するＩＣチップに記憶されている情報を読み取る。このとき、コンクリート製品を構成する鉄筋がＩＣタグの近傍にあると、リーダ機器とＩＣタグとの間で通信するための電波の伝達が導電体からなる鉄筋によって阻害され、ＩＣタグに記憶された情報を正確に読み取れなかったり、誤作動したりする恐れがあった。
【０００６】
また、ＩＣタグを、打設するコンクリート中に直接埋設した場合、コンクリートの打設時にＩＣタグが流動するコンクリートとともに型枠内で移動してしまい、コンクリート製品となった状態では、ＩＣタグの位置自体がコンクリート製品の表面から検知できず、読み取り機によってＩＣタグの情報の読み取りが困難になるという問題もある。
【０００７】
さらに、ＩＣタグは、その外殻が例えば樹脂製のハウジングにより形成されており、コンクリート中に異質材料である樹脂を埋め込むことは、コンクリート強度の確保の面で問題が生じることもある。
そこで、特許文献２では、コンクリートセグメントに後付けする部品にＩＣタグを内蔵している。しかしこのような構成では、ＩＣタグの取り付け作業は、コンクリートセグメントを現場で据え付けた後になり、例えばＩＣタグを取り付けるべきコンクリートセグメントを取り違える可能性がある。
このような問題は、コンクリートセグメントに限らず、ＩＣタグを取り付けるコンクリート製品に共通することである。
【０００８】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、コンクリート製品本体におけるＩＣタグの位置を特定できて容易に検知できると共に、ＩＣタグからの情報の読み出しを確実に行い、コンクリート強度を低下させることのないセグメント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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明のセグメントは、所定形状に成形されたコンクリート内に鉄筋を配筋してなるセグメントと、定められた情報が記憶されたＩＣタグを内蔵してアルカリ性材料またはセラミック材料によって形成してなるブロックとを備え、前記ブロックは前記セグメント内に予め埋設されていて一面が前記セグメントの内周面に露出して固定されており、前記ブロックの一面に対向する二面は前記鉄筋に連結された鉄筋保持金具を有しており、前記ブロックは、前記二面から一面に向けて先細のテーパ状に形成された略円錐台形状であり、前記ブロックの二面に形成された凹部の底部に前記ＩＣタグが埋め込まれていることを特徴とする。
本発明によれば、ＩＣタグがアルカリ性材料またはセラミック材料のブロックで覆われることで、セグメント内でＩＣタグが鉄筋と間隔を隔てて非接触の状態となり、鉄筋の影響によって外部からの情報読み取りに障害が生じることを回避できる。
また、ＩＣタグを、アルカリ性材料またはセラミック材料からなるブロックに内蔵した状態でコンクリートに埋設することにより、ブロックが異種材料であってもコンクリート強度の低下を回避することができる。
ここで、ブロックは、その一部がコンクリートやモルタル等の表面、すなわちコンクリート製品本体の表面に露出していても良い。
【００１０】
また、ＩＣタグを内蔵したブロックがセグメントの鉄筋に固定されていたり、型枠によってセグメントの表面に固定されていることで、セグメントにおけるＩＣタグの位置を特定できるため、コンクリートを製品の型枠に流動させる際、ＩＣタグが流されて予定しない位置に移動して、後になってＩＣタグの位置を発見し難く情報の読み取りができないことを防止できる。
【００１１】
また、ブロックは、鉄筋に連結するための鉄筋保持金具を有するアルカリ性材料またはセラミック材料からなっているスペーサであることが好ましい。
ＩＣタグを内蔵するブロックは、鉄筋保持金具を保持するスペーサであるから、スペーサの位置は設計値により定められていて既知であるため、情報の読み出しを行いたいときには、ＩＣタグの位置を確実に検知することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＩＣタグがアルカリ性材料またはセラミック材料によって埋設されてなるブロックであるため、ＩＣタグは鉄筋と間隔を隔てて非接触の状態となり、外部からの無線を介した情報読み出しの際に、鉄筋の影響によって障害が生じるのを回避できる。
また、ＩＣタグがアルカリ性材料またはセラミック材料からなるブロックで埋設された状態で、ブロックがコンクリートに埋設されることにより、コンクリート強度を確実に確保することができる。
さらに、ＩＣタグを、例えばコンクリートセグメントの製造時に鉄筋を保持するためのスペーサに内蔵することにより、ＩＣタグの位置をスペーサによって外部から容易に検知できて情報の読み出しを確実に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】複数のコンクリートセグメントによって構成されたセグメントリングの一例を示す断面図である。
【図２】本実施形態によるコンクリートセグメントの断面図である。
【図３】図２に示すコンクリートセグメントを内周面側から見た斜視図である。
【図４】セグメントに埋設するスペーサを示すもので、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】本発明の変形例によるスペーサを示す側面図である。
【図６】本発明の変形例によるコンクリートセグメントにおいて、ＩＣタグを含むブロックを埋設した構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明によるコンクリート製品を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本実施形態によるコンクリートセグメント（コンクリート製品、コンクリート製品本体）１０を用いて構築されたセグメントリングであるトンネル覆工体１００の断面形状を示す図である。
この図１に示すように、地盤中に掘削されたトンネルを覆工するトンネル覆工体１００は、複数のコンクリートセグメント１０を、トンネルの周方向および軸方向に組み合わせて互いに接合することによって構成される。
【００１７】
図２、図３に示すように、コンクリートセグメント１０は、略一定の厚さを有するとともに、一方向に円弧状に湾曲した板状部材である。
コンクリートセグメント１０は、トンネルの径方向内方に臨む内周面１０ａと、トンネルの径方向外方に臨む外周面１０ｂとが、トンネルの軸線を中心とした同心状の円弧面とされている。また、内周面１０ａおよび外周面１０ｂの外周部どうしを結ぶ面は、トンネルの周方向または軸方向において互いに隣接する他のコンクリートセグメント１０との接合面１０ｃとされている。
なお、ここに図示したコンクリートセグメント１０の形状は一例にすぎず、他の様々な形状であっても良い。例えば、矩形断面の函状のトンネル覆工体を形成するコンクリートセグメントは、断面Ｌ字状または平面状である。
【００１８】
図２に示すように、コンクリートセグメント１０は、鉄筋カゴ１１と、鉄筋カゴ１１の内部と外周を覆うように打設されたコンクリート１２と、から形成されている。
鉄筋カゴ１１は、トンネルの軸方向に延在する複数本の主筋１１ａと、トンネルの軸線に直交する断面内でコンクリートセグメント１０の周方向に環状に連続し、主筋１１ａに接合された環状筋１１ｂとからなる。
コンクリート１２は、所要の強度を発現するよう、セメント、骨材、添加剤等が所定の配合で混練され、これが硬化したものである。
【００１９】
コンクリートセグメント１０の内周面１０ａ側には、コンクリートセグメント１０の製造時に鉄筋カゴ１１の鉄筋を保持する複数のスペーサ２０が、セグメント１０の内周面１０ａに所定間隔で埋設されている。
図４に示すように、このスペーサ２０は、モルタル、セラミック等のアルカリ性材料またはセラミック材料からなるベース（被覆体）２１と、ベース２１に一部が埋設された鉄筋保持金具２２とを有する。ベース２１は、コンクリートセグメント１０の内周面１０ａに臨む側の一端部２１ａから、コンクリートセグメント１０の外周面１０ｂ側の他端部２１ｂに向かうにしたがい、その外径が漸次拡大する略円錐台形状とされている。鉄筋保持金具２２は、コンクリートセグメント１０の製造時に鉄筋カゴ１１の鉄筋１１ｂに嵌合させて保持する略逆Ω字状の鉄筋受け部２２ａを先端部側に有し、基部２２ｂがベース２１内に埋設され固定されている。
【００２０】
このような複数のスペーサ２０のうち、少なくとも一つのスペーサ２０のベース２１にＩＣタグ３０が埋設されている。ＩＣタグ３０は、材質、設計寸法及び仕様、製造者、製造年月日、施工者、施工年月日、使用したコンクリートのロット番号等の各種管理情報を予め記憶させたＩＣチップを有し、このＩＣチップが樹脂等からなるハウジングに内蔵されている。
【００２１】
このようなＩＣタグ３０は、スペーサ２０内において鉄筋保持金具２２から離れた位置に埋設させ、更に鉄筋カゴ１１から離れた位置に固定することが好ましい。そこで、本実施形態では、スペーサ２０のベース２１において、鉄筋保持金具２２が埋設された側の表面２１ｃに凹部２３を形成し、この凹部２３の底部にＩＣタグ３０を配置した。このようにすることで、凹部２３を形成しない場合に比較し、ＩＣタグ３０を、鉄筋保持金具２２や鉄筋カゴ１１から離間させることができる。
【００２２】
本実施形態におけるスペーサ２０は例えば次のように製作される。即ち、ベース２１を略円錐台形状に形成するためにベースの型枠内にモルタル（またはセラミック）を充填する。そして、このモルタルが固化する直前に、ベース２０の一方の端面からモルタル中に例えば棒等でＩＣタグ３０を押し込んで固化させるようにした。これにより、ＩＣタグ３０が、ベース２１内に沈み込んで固定され、棒の跡で凹部２３が形成されることになる。
なお、モルタルの充填前または充填と同時にＩＣタグ３０を埋設しようとすると、流動状態のモルタルからＩＣタグ３０が端面に浮き上がってしまい、鉄筋カゴ１１や鉄筋保持金具２２から離間した凹部２３内の所定位置に埋設することができない。
【００２３】
また、本実施形態によるコンクリートセグメント１０を製造するには、まず、セグメント型枠内の所定位置に予め鉄筋カゴ１１を配設し、更に鉄筋カゴ１１と型枠の内周面に相当する端面との間の所定位置に所定数のスペーサ２０をセットする。このとき、予め定めた一つの位置に配置するスペーサ２０は、ＩＣタグ３０をベース２１に内蔵したものとする。
そして、型枠内で、これら複数のスペーサ２０の鉄筋保持金具２２により、鉄筋カゴ１１とスペーサ２０を連結して固定する。
しかる後、型枠内に、予め所定の配合比で混練したコンクリートを充填して打設する。打設したコンクリートが硬化して所要の強度を発現することにより、ＩＣタグ３０を備えたスペーサ２０を埋設して一体化したコンクリートセグメント１０が製造される。
そして、このようにＩＣタグ３０を備えたコンクリートセグメント１０をトンネルの工事現場で所定の位置に組み付けてトンネル覆工体１００を構築していく。
【００２４】
上述のように本実施形態によるコンクリートセグメント１０によれば、コンクリートセグメント１０の製造時に鉄筋カゴ１１を支持する複数のスペーサ２０の内の１つのスペーサ２０のベース２１に、ＩＣタグ３０が内蔵されている。ＩＣタグ３０が、アルカリ性材料であるモルタルからなるスペーサ２０のベース２１に埋設されることで、ＩＣタグ３０は、鉄筋カゴ１１と間隔を隔てて非接触の状態となり、鉄筋カゴ１１により外部からの無線を介した情報読み取りに障害が生じるのを回避できる。
また、複数のスペーサ２０はコンクリートセグメント１０の内周面１０ａに他方の端面が同一面上に露出して鉄筋カゴ１１に固定されているため、図３に示すように、その位置をトンネル内部の内周面１０ａ側から容易に認識できるため、読み取り機によってＩＣタグ３０を容易に検知することができ、ＩＣタグ３０からの情報の読み出し作業を、容易かつ効率良く、確実に行うことができる。
さらに、このＩＣタグ３０は、スペーサ２０のベース２１に埋設され、このベース２１が、モルタル等のアルカリ性材料またはセラミック等のセラミック材料から形成されているため、コンクリート１２の強度に悪影響を及ぼすこともない。
【００２５】
また、ベース２１は、コンクリートセグメント１０の内周面１０ａに臨む側の一端部２１ａから、コンクリートセグメント１０の内方側の他端部２１ｂに向かうにしたがい、その外径が漸次拡大する円錐台形状となっているので、ＩＣタグ３０を内蔵したスペーサ２０がコンクリートセグメント１０から脱落しにくく、耐久性、信頼性に優れたものとすることができる。
【００２６】
（その他の実施形態）
なお、本発明によるコンクリートセグメント１０は、上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、様々な変形や置換等が可能である。
例えば、図５に示すように、ＩＣタグ３０を埋設したスペース２０において、ＩＣタグ３０は、コンクリートセグメント１０の内周面１０ａに臨む側の一端部２１ａに設けるようにしても良い。このようなスペース２０を製作するには、ＩＣタグ３０をベース２１を形成するための型枠の底面に固定すればよい。
【００２７】
また、例えば、上記実施形態では、ＩＣタグ３０を、鉄筋カゴ１１に連結されたスペーサ２０に内蔵するようにしたが、これに限るものではない。
例えば、図６に示すように、コンクリート１２にＩＣタグ３０をスペーサ２０とは別に埋設するようにしても良い。この場合、ＩＣタグ３０は、ＩＣチップを、モルタルで形成したキューブ（被覆体）３１内に埋め込んで被覆したり、セラミックで形成されたケース（被覆体）３２内に収容する等して、その外表面を、アルカリ性材料またはセラミック材料で被覆するようにしてもよい。
そして、このキューブ３１やケース３２を、鉄筋カゴ１１に固定しても良いし、コンクリート１２を打設する際に用いる型枠に固定しても良い。
【００２８】
また、コンクリートセグメント１０の形状や各部の構造、用途等については、本発明の主旨の範囲内であれば、いかなる構成としても良い。
なお、本発明では、スペーサ２０、キューブ３１、ケース３２等、ＩＣタグ３０をモルタル等のアルカリ材料やセラミック材料等で埋設した被覆体をブロックというものとする。
さらに、コンクリートセグメント１０に限らず、他のコンクリート製品にも本発明は適用可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  コンクリートセグメント（コンクリート製品本体）
１１  鉄筋カゴ
１２  コンクリート
２０  スペーサ
２１  ベース（被覆体）
２２  鉄筋保持金具
２３  凹部
３０  タグ
３１  ブロック（被覆体）
３２  ケース（被覆体）
１００      トンネル覆工体（コンクリート製品）
【図１】
0006031261.tif 000002
【図２】
0006031261.tif 000003
【図３】
0006031261.tif 000004
【図４】
0006031261.tif 000005
【図５】
0006031261.tif 000006
【図６】
0006031261.tif 000007