(57)【要約】【課題】例えば掘削したトンネル内面の覆工として敷設されるセグメント、特にスチールセグメントへの耐火板取付構造に係り、スチールセグメントにボルト穴等をあけることなく、耐火性能の優れた耐火板を簡単・確実に取付けることのできるようにする。【解決手段】トンネルＴ内に敷設したスチールセグメント１の補強リブ１３に、該リブ１３を挟み付けるようにしてアジャスト金具２を取付け、そのアジャスト金具２に取付けた耐火板支持金具３に係止金具４を介して耐火板５を取付け支持させるようにしたことを特徴とする。【選択図】図２
2006037490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内に敷設したスチールセグメントの補強リブに、該リブを挟み付けるようにしてアジャスト金具を取付け、そのアジャスト金具に取付けた耐火板支持金具に係止金具を介して耐火板を取付け支持させるようにしたことを特徴とするスチールセグメントへの耐火板取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば掘削したトンネル内面の覆工として敷設されるセグメント、特にスチールセグメントへの耐火板取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来たとえばシールドトンネルで万一火災が発生したときに備えて、覆工セグメントが傷まないように、耐火構造にすることが提案されている。この覆工セグメントには、コンクリート製のものと、スチール製（鋼製）のものとがあり、コンクリート製のセグメントを用いたシールドトンネルでは、コンクリートに埋設したインサート等を利用して耐火板を取付けることが提案されている（例えば下記特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
一方、スチール製のセグメント（スチールセグメント）では、構造上もしくは強度上、セグメント自体に任意のボルト孔を開けることが許されないために、下記特許文献３に記載のようにセグメント内面にセメント系等の材料からなる耐火材を吹き付けることが提案されている。しかし、上記のような耐火材を吹付ける工法は、粉塵の発生等によって施工環境が悪化し、しかもセグメントがずれたときに剥離するおそれがあり、また吹付け厚さに限界があるため耐火板を張る工法に比して耐火性能が劣る等の問題がある。またスチールセグメントの表面はワッフルのようになっているので吹付けが極めて難しい。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３１１３９５号公報
【特許文献２】特開２００３−７４２９７号公報
【特許文献３】特開２００３−２３９６９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、スチールセグメントにボルト穴等をあけることなく、耐火性能の優れた耐火板を簡単・確実に取付けることのできるスチールセグメントへの耐火板取付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】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明による耐火板取付構造は、以下の構成としたものである。即ち、トンネル内に敷設したスチールセグメントの補強リブに、該リブを挟み付けるようにしてアジャスト金具を取付け、そのアジャスト金具に取付けた耐火板支持金具に係止金具を介して耐火板を取付け支持させるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記のようにトンネル内に敷設したスチールセグメントの補強リブに、該リブを挟み付けるようにしてアジャスト金具を取付け、そのアジャスト金具に取付けた耐火板支持金具に係止金具を介して耐火板を取付け支持させるようにしたことによって、スチールセグメントにボルト孔等を形成することなく、耐火板を簡単・確実に取付け支持させることができる。その結果、セグメントに強度低下を生じさせたり、セグメントに耐火材を吹付ける等の面倒な工法を用いることなく容易・迅速に耐火構造とすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示す実施形態の基づいて具体的に説明する。図１は本発明によるスチールセグメントへの耐火板取付構造の一実施形態を示すトンネルの横断面図、図２はその一部の拡大図、図３は耐火板を取付けるための金具類の分解斜視図である。
【０００９】
本実施形態は、スチールセグメント１の補強リブ１３に挟み付けるようにしてアジャスト金具２を取付け、そのアジャスト金具２に取付けた耐火板支持金具３に係止金具４等を介して耐火板５を取付け支持させた構成である。
【００１０】
スチールセグメント１は、図１および図４に示すように、スチール（鋼製）の板材を組合せて溶接等で固着することによって全体ほぼ略円弧状に形成され、トンネル掘削後に、その内面に上記セグメント１を周方向に順次並べて配設すると共に、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。図１において、Ｌはシールドの外殻ライン、Ｃはインバートコンクリートである。
【００１１】
上記各スチールセグメント１は、図４に示すようにトンネル周方向に延びる桁材１１と、周方向に隣接するセグメント同士の接続面となる継手板１２と、シールド機が推進反力をとるためにトンネル軸方向の押圧力が発生したときにそれに抗するための補強リブ（縦リブ）１３等よりなる。その補強リブ１３は、図の場合は短冊状の板材をトンネル軸線方向、つまり横方向に配置した構成であり、トンネル周方向に所定の間隔をおいて多数設けられている。図中、１４は上記各補強リブ１３の外側に放射方向に設けた補強板である。
【００１２】
上記の補強リブ１３に前記のアジャスト金具２を取付けるもので、そのアジャスト金具２は、本実施形態においては図５および図６に示すように、板材を曲げ加工して形成した断面略Ｃ字形の金具（以下、Ｃ字形金具という）２１と、断面略Ｌ字形の金具（以下、Ｌ字形金具という）２２とよりなる。
【００１３】
上記Ｃ字形金具２１の下部には、図５および図６に示すように幅方向（図５および図６（ｂ）で左右方向）の中央部と両端部とで折り返し位置の異なる折り返し片２１ａ、２１ｂが設けられ、その両折り返し片２１ａ・２１ｂ間に補強リブ１３の一方の縁部を係合して保持させる構成である。一方、Ｃ字形金具２１の上部には、前記のＬ字形金具２２をボルト６１・ナット６２で取付け、そのＬ字形金具２２の縦片２２ａと、Ｃ字形金具２１の上部折り返し片２１ｃとの間に補強リブ１３の他方の縁部を係合して保持させる構成である。上記ナット６２は予めＣ字形金具２２の内面に溶接等で固着しておくと、取付け作業が容易となると共に、ナットの紛失を防止することができる。また上記ナット６２の代わりにＣ字形金具２２にボルト６１をねじ込むための雌ねじ孔を形成してもよい。
【００１４】
上記のようにして補強リブ１３に取付けたアジャスト金具２に耐火板支持金具３を取付ボルト６３・ナット６４で取付け、その耐火板支持金具３に耐火板４を取付けるようにしたもので、上記のナット６４も前記ナット６２と同様に予めＣ字形金具２２の内面に溶接等で固着する、あるいは上記ナット６４の代わりにＣ字形金具２２にボルト６３をねじ込むための雌ねじ孔を形成してもよい。
【００１５】
上記の耐火板支持金具３は、本実施形態においては図７に示すように上記アジャスト金具２に対する取付孔３０を有する取付基部３ａと、その基部３ａ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３ｂ・３ｃとで断面略コ字形に形成すると共に、その両対向片３ｂ・３ｃの基部３ａと反対側の端部に、それぞれ上方に突出する差込片３ｄと、下方に突出する差込片３ｅとを設けた構成である。その上側の差込片３ｄは本実施形態においては上側の対向片３ｂの長手方向全長にわたって設けられ、また下側の差込片３ｅは下側の対向片３ｃ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３ｅ・３ｅ間には押え片３ｆが設けられている。その押え片３ｆと両差込片３ｅ・３ｅとは、それらの厚さ方向にずらして設けられ、それらの片３ｆと３ｅ・３ｅの間に、後述する係止金具４を挟んで固定する構成である。
【００１６】
上記の耐火板支持金具３は、基部３ａに設けた取付孔３０に前記の取付ボルト６３を挿通し、前記アジャスト金具２のＣ字形金具２２の内面に溶接等で固着した前記ナット６４にねじ込むことによって取付ける構成であり、上記取付孔３０は上下方向に長い長孔状に形成されている。一方、耐火板５の背面側（セグメント側）の上下両縁部の近傍には、前記の差込片３ｄ・３ｅを係合させる係止金具４が設けられている。
【００１７】
その各係止金具４は、本実施形態においては、図３および図７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に示すように固定用ボルト６５を挿通し、そのボルト６５を耐火板５内に予め埋設したインサートナット６６にねじ込むことによって耐火板５に取付けた構成である。
【００１８】
上記各係止金具４の長手方向中間部と耐火板５との間には、図７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内に前記耐火板支持金具３の差込片３ｄ・３ｅを差し込むことによって図３のように耐火板支持金具３に係止金具４を係合保持させる構成である。また下側の差込片３ｅ・３ｅは、その間に設けた前記押え片３ｆとで係止金具４を、その厚さ方向両側から挟むように構成されている。
【００１９】
さらに前記の耐火板支持金具３は、図１、図２および図７に示すように、その取付基部３ａと対向片３ｂ・３ｃとで形成される断面略コ字形の凹部３１が、上下方向（トンネル周方向）に隣接する耐火板５・５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したもので、上記凹部３１内には必要に応じて火炎巻込防止材を介在させることによって火災発生時に上記耐火板５・５間の隙間から火炎が進入するのを防止することもできる。
【００２０】
上記の火炎巻込防止材としては、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、更にそれらの漏水によるダレ防止のために表面をメッシュ等で被覆したもの等を用いることができる。また火炎巻込防止材の耐火板５または耐火板支持金具３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３１内にやや圧縮状態で挿入するだけで、耐火板５に密着固定させることもできる。またトンネル軸線方向に隣り合う耐火板５・５間のセグメント側にも上記と同様の火炎巻込防止材を設けるようにしてもよい。
【００２１】
上記のように構成されたスチールセグメントへの耐火板取付構造を施工するに当たっては、例えば図８に示すような要領で施工すればよい。すなわち、先ずスチールセグメント１の補強リブ１３にアジャスト金具２を取付けるもので、上記実施形態のアジャスト金具２にあっては図８（ａ）に示すようにＣ字形金具２１の下部折り返し片２１ａ・２１ｂ間に補強リブ１３の一方の縁部（図で下側の縁部）を係合し、Ｃ字形金具２１の上部折り返し片２１ｃを補強リブ１３の他方の縁部（図で上側の縁部）に当接させる。
【００２２】
その状態で、図８（ｂ）のようにＬ字形金具２２を被せて、そのＬ字形金具２２の縦片２２ａと、Ｃ字形金具２１の上部折り返し片２１ｃとの間に補強リブ１３の前記他方の縁部（図で上側の縁部）を挟み、その状態でＣ字形金具２１の上部に予め溶接等で固着したナット６２にボルト６１をねじ込むことによって上記Ｌ字形金具２２をＣ字形金具２１に取付ける。
【００２３】
次いで、図８（ｃ）のように上記Ｃ字形金具２１とＬ字形金具２２とからなるアジャスト金具２に耐火板支持金具３を取付けるもので、上記実施形態においてはＣ字形金具２１の外側面に耐火板支持金具３を添わせた状態で、上記耐火板支持金具３に形成した長孔３１（図３および図７参照）にボルト６３を挿通すると共に、Ｃ字形金具２１の中央部内面に予め溶接等で固着したナット６４に上記のボルト６３を軽くねじ込んだ状態で仮組みしておき、その状態で耐火板支持金具３を上記長孔３１に添って上下動して高さ位置を調整したのち上記のボルト６３を締め付ければ所望の位置に固定することができる。
【００２４】
次に、上記のようにしてスチールセグメント１にアジャスト金具２を介して取付けた耐火板支持金具３に、図８（ｄ）および（ｅ）に示すように耐火板５を係止金具４を介して取付けるもので、その取付け作業は例えば図１におけるインバートコンクリート２よりも上側のセグメント内面に、下から上に向かって順に耐火板５を積み上げるようにして設置して行けばよい。
【００２５】
その際、各耐火板５は下側の係止金具４を、予め取付けた下側の耐火板支持金具３に係合してから上側の係止金具４を上側の耐火板支持金具３に係合して固定すればよく、その場合、上側の耐火板支持金具３は予めアジャスト金具２に前記のように仮組みした状態で、その上側の耐火板支持金具３の下向きの差込片３ｅ・３ｅと押え片３ｆとの間に上側の係止金具４を挿入してから前記のボルト６３を締め付ける。或いは耐火板支持金具３をアジャスト金具２に取付ける前に、その耐火板支持金具３の下向きの差込片３ｅ・３ｅと押え片３ｆとの間に上側の係止金具４を係合させてから上記耐火板支持金具３をアジャスト金具２に取付けるようにしてもよい。
【００２６】
上記のようにしてスチールセグメント１の内面に耐火板５を下から順に敷設して行き、前記のインバートコンクリート２よりも上側のトンネル周方向全長にわたって耐火板５が敷設された後は、トンネルの軸線方向にも順に耐火板５を敷設して行くもので、本発明においては、スチールセグメント１の補強リブ１３に挟み付けるようにしてアジャスト金具２を取付け、そのアジャスト金具２に取付けた耐火板支持金具３に係止金具４を介して耐火板５を取付け支持させる構成であるから、スチールセグメント１の内面に耐火板５を簡単・確実かつ容易・迅速に敷設することができる。
【００２７】
また上記耐火板５はアジャスト金具２と耐火板支持金具３および係止金具４等を介してセグメント内面に敷設する構成であるから、セグメント１と耐火板５および耐火板同士が、耐火板支持金具３および係止金具４を介して間接的に係合保持され、さらに耐火板支持金具３の差込片３ｄ・３ｅは係止金具４と耐火板５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、個々の耐火板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。
【００２８】
なお上記実施形態は、アジャスト金具２としてＣ字形金具２１とＬ字形金具２２とを用いたが、これに限らず適宜変更可能である。図９はアジャスト金具２の変更例を示すもので、本例のアジャスト金具２は互いに上下反転させて配置した一対の横断面略Ｊ字形の金具（以下、Ｊ字形金具という）２３，２４よりなる。その各Ｊ字形金具２３，２４には、それぞれ幅方向（図８で左右方向）中央部と両端部とで折り返し位置の異なる折り返し片２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂが設けられ、その両折り返し片２３ａ・２３ｂ、２４ａ・２４ｂ間にそれぞれ補強リブ１３の両側縁部を係合保持させる構成である。
【００２９】
また上記両Ｊ字形金具２３，２４は、耐火板支持金具３の取付ボルト６３とナット６４を利用して連結固定するようにしたもので、そのボルト６３は両Ｊ字形金具２３，２４を貫通してＪ字形金具２３に溶接等で固着した上記ナット６４にねじ込む構成である。またＪ字形金具２４のボルト挿通孔２４ｉを長孔にすることによって、上記ボルト６３をナット６４に軽くねじ込んだ状態で上記両Ｊ字形金具２３，２４は上記ボルト挿通孔２４ｈの長手方向（図で上下方向）にスライド移動可能であり、それによって前記の折り返し片２３ａ，２３ｂ、２４ａ，２４ｂを補強リブ１３の両側縁部に係合させることができる。
【００３０】
また、図１０はアジャスト金具２の他の変更例を示すもので、本例においても上記図９の変更例とほぼ同様の互いに上下反転させて配置した一対のＪ字形金具２３，２４を用いると共に、前記図１〜８の実施形態とほぼ同様のＬ字形金具２２を上下一対用いるようにしたものである。上記各Ｊ字形金具２３，２４は図９の例ではそれぞれ幅方向中央部と両端部とで折り返し位置の異なる折り返し片を合わせて３つずつ設けたが、本例では幅方向全長にわたって折り返し位置が一定の折り返し片２３ｃ，２４ｃを各々１つずつ設けた構成であり、またＬ字形金具２２はその取付ボルト６１のボルト挿通孔２２ｈを長孔にした以外は前記図１〜８の実施形態におけるＬ字形金具２２と同様である。
【００３１】
上記Ｊ字形金具２３，２４は、図９の例と同様に耐火板支持金具３の取付ボルト６３とナット６４を利用して連結固定するもので、そのボルト６３は両Ｊ字形金具２３，２４を貫通してＪ字形金具２３に溶接等で固着した上記ナット６４にねじ込む構成である。また前記一対のＬ字形金具２２は前記図１〜８の実施形態と同様の要領で上記各Ｊ字形金具２３，２４にボルト６１とナット６２とで取付け、その各Ｌ字形金具２２の縦片２２ａと上記各折り返し片２３ｃ，２４ｃとの間に補強リブ１３の両側縁部を挟んで固定する構成である。
【００３２】
なお上記ナット６２もＪ字形金具２３，２４の内面に溶接等で固着されている。またＬ字形金具２２の取付孔２２ｈを長孔にすると、その長孔の範囲内で上記縦片２２ａと上記各折り返し片２３ｃ，２４ｃとの間の間隔調整が可能であり、その範囲内で補強リブ１３の厚さの違いや変更に対応することができる。前記図１〜８の実施形態においてもＬ字形金具２２の取付孔２２ｈを長孔にすれば上記と同様の効果が得られる。さらに前記図１〜８の実施形態におけるアジャスト金具２の代わりに上記図９および図１０のアジャスト金具を用いて前記と同様の要領でスチールセグメント１に耐火板５を取付ければ前記と同様の効果が得られる。
【００３３】
またスチールセグメントは一般にコンクリートセグメントよりも薄いのでセグメント内面に耐火板を浮かし張りしても、トンネル出来型はコンクリートセグメントと同等に仕上げることができる。図１１はその具体例を示すもので、同図（ａ）および（ｂ）は略同じ径のシールドマシンでトンネルを掘削して、その内面に外径の略等しいスチールセグメント１とコンクリートセグメット１０とをそれぞれ敷設し、同図（ａ）のスチールセグメント１の内側には本発明による耐火板取付構造によって耐火板５を浮かし張りしたものである。その耐火板５の内面位置はコンクリートセグメント１０の内面位置とほぼ同等もしくはそれよりも外側に位置し、施工厚さが非常に薄くて済む。また上記のコンクリートセグメント１０の内面に耐火板５を浮かし張りした場合には、さらにトンネル空間が更に狭くなってしまうことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように本発明によるスチールセグメントへの耐火板取付構造によれば、スチールセグメントにボルト孔等を形成することなく、耐火板を簡単・確実に取付け支持させることができる。その結果、セグメントに強度低下を生じさせたり、セグメントに耐火材を吹付ける等の面倒な工法を用いることなく容易・迅速に耐火構造とすることが可能となるもので、スチールセグメントに耐火板を取付ける場合の取付構造として有効適切である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による耐火板取付構造の一実施形態を示すトンネルの横断面図。
【図２】上記耐火板取付構造の一部の拡大図。
【図３】上記取付構造において耐火板を取付けるための金具類の分解斜視図。
【図４】スチールセグメントの一例を示す斜視図。
【図５】アジャスト金具の一例を示す斜視図。
【図６】（ａ）は上記アジャスト金具を補強リブに取付けた状態の側面図、（ｂ）はその内面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）は底面図。
【図７】耐火板支持金具に対する耐火板の組付け要領を示す斜視図。
【図８】（ａ）〜（ｅ）は上記耐火板取付構造の施工要領を示す説明図。
【図９】アジャスト金具の他の例を示す斜視図。
【図１０】アジャスト金具の更に他の例を示す斜視図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）はコンクリート製セグメントとの比較を示す説明図。
【符号の説明】
【００３６】
１  スチールセグメント
１１  桁材
１２  継手板
１３  補強リブ
１４  補強板
２  アジャスト金具
２１  Ｃ形金具
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  折り返し片
２２  Ｌ形金具
３  耐火板支持金具
４  係止金具
５  耐火板
６１、６３、６５  ボルト
６２、６４、６６  ナット
Ｔ  トンネル
Ｌ  シールドの外殻ライン
Ｃ  インバートコンクリート
【図１】
2006037490.tif 000003
【図２】
2006037490.tif 000004
【図３】
2006037490.tif 000005
【図４】
2006037490.tif 000006
【図５】
2006037490.tif 000007
【図６】
2006037490.tif 000008
【図７】
2006037490.tif 000009
【図８】
2006037490.tif 000010
【図９】
2006037490.tif 000011
【図１０】
2006037490.tif 000012
【図１１】
2006037490.tif 000013