(57)【要約】【課題】例えば道路トンネルや鉄道トンネルその他各種トンネルの耐火内装構造に係り、内装効果と耐火性能がよく、しかも軽量で容易・安価に施工できるようにする。【解決手段】トンネル空間側の表面に内装材２を貼着した耐火材３を、その裏面側の上下辺部に設けた係止金具７と、それに係合する間隔保持金具５とを介してトンネル覆工内面に所定の間隔をおいて取付けたことを特徴とする。上記内装材２としては、例えばほうろう鋼板を上記耐火材３の表面に接着材等で貼着してなるものを用いることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル空間側の表面に内装材を貼着した耐火材を、その裏面側の上下辺部に設けた係止金具と、それに係合する間隔保持金具とを介してトンネル覆工内面に所定の間隔をおいて取付けたことを特徴とするトンネルの耐火内装構造。
【請求項２】
上記内装材としてほうろう鋼板を上記耐火材の表面に接着材等で貼着してなる請求項１記載のトンネルの耐火内装構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば道路トンネルや鉄道トンネルその他各種トンネルの耐火内装構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル内面に敷設した覆工コンクリートやセグメント等のトンネル覆工内面に耐火材を設けてコンクリート躯体を万一の火災から防護する工法が各種提案されている。この種の工法において、覆工の変位・変状に対しても耐火材が破壊することなく確実に耐火性能を発現できる手法として、覆工に対して所定の間隔をあけて耐火材を浮かし張りする方法がある。
【０００３】
ところで、例えば道路トンネルにおいては、トンネル内を常時明るく保ち、そのトンネルを通る車の運転者の視界を確保する目的で、覆工内面における側壁部分に内装材を敷設するのが常である。このような内装材を前記のような耐火材の内面側に設ける手段として下記特許文献１のような手法が提案されている。
【０００４】
例えば上記特許文献１の図５には、内装仕上げ材の裏面側に仕切板を介して耐火材層を一体的に形成し、その内装仕上げ材および耐火材層を挿通したボルトを覆工（構造材）に埋設したアンカーに螺合して締め付け固定する構成が開示されているが、覆工の不陸やカーブに対応させて取付けることが極めて難しく、しかも、覆工の変位に対して内装仕上げ材と耐火材層の一体形成品が追従せずに破損してしまうおそれがある。
【０００５】
また上記特許文献１の図６には、内装仕上げ材と耐火材層を別体に形成し、それらをボルトとダブルナットとで所定の間隔をおいて取付ける構成が開示されているが、内装仕上げ材の表面（内面）側から挿通したボルトは覆工に埋設したアンカーに螺合され、上記内装仕上げ材および耐火材層は覆工に対して実質的に遊びがないために、上記図５の場合と同様に覆工の変位による破損が懸念される。しかも、ダブルナットで耐火材層および内装仕上げ材の位置決めを行うので、その調整作業は極めて煩雑かつ面倒である。
【０００６】
また、覆工に対して耐火材層を浮かし、更に、その耐火材層に対して内装仕上げ材を浮かして設置するため、それらがトンネル内方に大きく張り出してトンネル内空断面が小さくなってしまう不具合がある。さらに、耐火材層と内装仕上げ材のそれぞれを浮かして取付けることによって、覆工にかかる荷重が大きくなり、アンカーのピッチを小さくして打設本数を増やしたり、太いボルトを用いなければならず、美観が損なわれたり、セグメントや覆工コンクリートに対する負担が大きくなる等の問題もある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−２９４０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、内装効果と耐火性能がよく、しかも軽量で容易・安価に施工することのできるトンネルの耐火内装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】
上記の目的を達成するために本発明によるトンネルの耐火内装構造は、以下の構成としたものである。即ち、表面に内装材を有する耐火材の裏面側の上下辺部にそれぞれ係止金具を設け、その係止金具をトンネル覆工内面に取付けた間隔保持金具に係合させることによって、上記内装材をトンネル空間側に向けた状態で上記耐火材をトンネル覆工内面に所定の間隔をおいて取付けたことを特徴とする。上記の内装材としては、例えばほうろう鋼板、特にアルミメッキほうろう鋼板を用いることができる。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように、表面に内装材を有する耐火材を、その裏面側の上下辺部に設けた係止金具と、それに係合する間隔保持金具とを介してトンネル覆工内面に所定の間隔をおいて取付けるようにしたから、覆工内面に不陸やカーブ等があっても容易に取付け可能であり、また表面に内装材を有する耐火材をトンネル覆工内面に取付けるだけで耐火材と内装材を一度の施工で同時に取付けることができる。さらに耐火材の表面に内装材を設けるようにしたので比較的薄くて軽い内装材の使用が可能となり、トンネル内空断面が狭くなることがなく、また内装板を取付けるための金物等を別途設ける必要がない。また万一火災が発生したときにコンクリート等が損傷もしくは劣化するのを防止する耐火性能と、トンネル内の安全確保や清掃回復性による美観維持等の内装効果とを兼ね備えた耐火内装構造を容易・安価に施工できる等の効果がある。
【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の耐火内装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内装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の内面に敷設したトンエル覆工としての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１は図に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１ａを打設し、そのインバートコンクリート１ａよりも上側のセグメント内周に、表面に内装材２を有する耐火材３を敷設する。図１はインバートコンクリート１ａの左上部のセグメント内周面に下から順に内装材２付きの耐火材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、図の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】
また前記内装材２および耐火材３の材質や両者の接合方法等は適宜であるが、本実施形態においては図５に示すように珪酸カルシウムやセラミック等の板材よりなる耐火材３の表面に、アルミメッキほうろう鋼板よりなる内装材２を接着材等で一体的に貼着したもので、そのアルミメッキほうろう鋼板は、鉄またはステンレス等の鋼板２ａと、アルミニウムめっき層２ｂと、ほうろう層２ｃとよりなる。図中２ｄは上記アルミメッキほうろう鋼板よりなる内装材２の縁部に貼着したアルミニウム等よりなる粘着テープで必要に応じて設ける。
【００１６】
上記内装材２および耐火材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。
【００１７】
上記内装材２付きの耐火材３は、図３に示すようにトンネル覆工としてのセグメント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６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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、前記インサートナット４にねじ込むことによってセグメント１の内面に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、耐火材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に対応して各耐火材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。
【００２０】
その各係止金具７は、本実施形態においては、図６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を耐火材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材３の背面に取付けた構成である。
【００２１】
上記各係止金具７の長手方向中間部と耐火材３との間には、図６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。
【００２２】
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）に隣接する内装材付き耐火材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内装材付き耐火材３・３間の隙間を塞ぐようにしたものである。
【００２３】
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の耐火材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、耐火材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材３・３の継手位置におけるそれらの耐火材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。
【００２４】
上記のように構成された耐火内装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、表面に内装材２を接着材等で予め貼着した耐火材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。そして上記内装材２を貼着した耐火材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。
【００２５】
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１ａ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１ａよりも上側のセグメント内面側に、内装材２付きの耐火材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材３を順に積み上げるようにして敷設して行けばよい。
【００２６】
その際、各内装材２付きの耐火材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。
【００２７】
図７はその一例を示すもので、先ず同図（ａ）に示すように内装材２付きの耐火材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に上側の耐火材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内装材２付きの耐火材３を取付けて行けばよい。
【００２８】
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材３が取付けられていない状態であれば、先に取付けた耐火材３が図７（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。
【００２９】
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にいずれか一方の内装材２付きの耐火材３を取付けた後には装着できない場合には、その耐火材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。
【００３０】
上記のようにしてトンネル周方向に内装材２付きの耐火材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内装材２付きの耐火材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材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の内面または耐火材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。
【００３１】
以上のように本発明においては、表面に内装材２を接着材等で貼着した内装材付きの耐火材３の背面側の上下両辺部に係止金具７を設け、その係止金具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、内装材２と耐火材３とを一度の工程で容易に取付けることができる。その際、上記ボルト止め作業はセグメント１と耐火材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。
【００３２】
また上記内装材２および耐火材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、内装材２付きの耐火材３とセグメント１および耐火材同士が、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と耐火材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、個々の耐火材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。
【００３３】
さらにトンネル内で火災が発生した場合には、上下に隣接する内装材２付きの耐火材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、火災によって内装材２付きの耐火材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材３の動きが規制されることがなく、内装材２および耐火材３が変形したり、割れてしまうことがない。よって、耐火性能や内装機能を良好に維持し続けることができるので、信頼性および耐久性がよい等の利点がある。
【００３４】
なお、上記実施形態は、トンネル内面に覆工用セグメント１を敷設したトンネルに適用したが、トンネル内面に覆工用コンクリートを直接打設したトンネルにも適用できる。また前記の間隔保持金具５を取付けるインサートナット４は上記の覆工用コンクリートを打設する際に埋設してもよく、またインサートナットの代わりにアンカー等を上記の打設時に若しくは打設後に設けるようにしてもよい
【実施例】
【００３５】
前記の耐火材３として厚さ約２７ｍｍ、質量約２７ｋｇ／ｍ２のセラミック系耐火板または珪酸カルシウム板を用い、その耐火材３のトンネル空間側の表面に、内装板２として厚さ約０．４ｍｍ質量約３ｋｇ／ｍ２のアルミメッキほうろう鋼板を接着したものを、前記のような間隔保持金具５と係止金具７とを介してトンネル内面に前記図１〜図３のように取付けたところ、簡単・確実に取付けることができ、強度的にも問題がないことが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
以上のように本発明によるトンネルの耐火内装構造によれば、耐火材と内装材を一度の施工で同時に容易に、しかもトンネル覆工内面に不陸やカーブ等があっても取付けることができる。また耐火材の表面に内装材を設けるようにしたので比較的薄くて軽い内装材の使用が可能となり、トンネル内空断面が狭くなったり、内装板を取付けるための金物等を別途設ける必要がないもので、トンネルの耐火性能と内装効果とを兼備した施工性のよい耐火内装構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による耐火材取付構造の施工状態を示すトンネルの横断面図。
【図２】（ａ）は上記耐火材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）は上記耐火材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】内装材と耐火材の構成を示す正面図。
【図６】間隔保持金具と係止金具の組付け要領を示す斜視図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は上記耐火材取付構造の施工要領を示す説明図。
【図８】上記耐火材取付構造の施工要領を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３８】
１  セグメント
１ａ  インバートコンクリート
２  内装材
３  耐火材
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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