(57)【要約】【課題】コストを抑えるとともに引き抜き抵抗が高く、掘削機の切削ビットによる切削に適したバサルドロッドを備えた掘削機切削用仮壁を提供すること及び切削方法を提供すること。【解決手段】繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維１３を含むバサルトロッド１０で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁１であって、バサルトロッド１０は、外周にリング溝１２を備えており、リング溝１２は、先行ビット４の切削軌跡に重なって配置されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維を含むバサルトロッドで補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁であって、
前記バサルトロッドは、外周にリング溝を備えており、
前記リング溝は、前記掘削機の切削ビットの切削軌跡に重なって配置されていることを特徴とする掘削機切削用仮壁。
【請求項２】
前記リング溝に切削軌跡が重なる前記掘削機の切削ビットは、先行ビットである
ことを特徴とする請求項１に記載の掘削機切削用仮壁。
【請求項３】
前記バサルトロッドは、繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維を有する芯部と前記芯部を覆う外層とを備えており、
前記リング溝は、前記外層に形成されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁。
【請求項４】
前記リング溝は、前記バサルトロッドに複数設けられており、隣合う前記リング溝の間隔は、前記掘削機の隣合う切削ビットの切削軌跡の間隔となっている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁。
【請求項５】
前記バサルトロッドは、螺旋溝を備えている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁を切削ビットを備えた掘削機で切削する切削方法であって、
前記掘削機の前記切削ビットの切削軌跡を、前記バサルトロッドの前記リング溝に重ねるようにして切削する
ことを特徴とする切削方法。
【請求項７】
前記バサルトロッドの前記リング溝に切削軌跡を重ねるようにして切削する前記掘削機の前記切削ビットが、先行ビットである
ことを特徴とする請求項６に記載の切削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法や推進工法などの発進・到達の際に用いる切削用仮壁及び当該仮壁を用いた切削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法や推進工法における掘削機の発進・到達においては、仮壁を除去する必要があるが、事前に仮壁を撤去しておく方法と掘削機で直接仮壁を切削する方法が主に用いられる。掘削機で直接仮壁を切削する方法では、掘削機の切削ビットで切削が可能な切削用仮壁が採用される。
この切削用仮壁は、炭素繊維やガラス繊維にマトリックス樹脂が含浸されたロッドを補強材としたコンクリートやモルタルで構成されることが多い。特許文献１では、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維のいずれかを樹脂に含浸してなる鉄筋状補強材を用いたコンクリートの壁体構造が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平６−３７８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような切削用仮壁に用いられる炭素繊維やガラス繊維にマトリックス樹脂が含浸されたロッドは、コストが高くより安価なものが望まれている。このような要望に対して、バサルト繊維を用いたものは比較的安価である。しかしながら、市販のバサルト繊維を用いたロッドをそのまま切削用仮壁に用いた場合には、壁体としての機能であるコンクリートに対する引き抜き抵抗も低い。そして、切削用仮壁への実績が乏しいため、切削に適したロッド形状が検討されていない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、コストを抑えるとともに引き抜き抵抗が高く、掘削機の切削ビットによる切削に適したバサルドロッドを備えた掘削機切削用仮壁を提供すること及びその切削方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願請求項１に係る発明は、繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維を含むバサルトロッドで補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁であって、前記バサルトロッドは、外周にリング溝を備えており、前記リング溝は、前記掘削機の切削ビットの切削軌跡に重なって配置されていることを特徴とする掘削機切削用仮壁である。
【０００７】
本願請求項２に係る発明は、前記リング溝に切削軌跡が重なる前記掘削機の切削ビットは、先行ビットであることを特徴とする請求項１に記載の掘削機切削用仮壁である。
【０００８】
本願請求項３に係る発明は、前記バサルトロッドは、繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維を有する芯部と前記芯部を覆う外層とを備えており、前記リング溝は、前記外層に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁である。
【０００９】
本願請求項４に係る発明は、前記リング溝は、前記バサルトロッドに複数設けられており、隣合う前記リング溝の間隔は、前記掘削機の隣合う切削ビットの切削軌跡の間隔となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁である。
【００１０】
本願請求項５に係る発明は、前記バサルトロッドは、螺旋溝を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁である。
【００１１】
本願請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁を切削ビットを備えた掘削機で切削する切削方法であって、前記掘削機の前記切削ビットの切削軌跡を、前記バサルトロッドの前記リング溝に重ねるようにして切削することを特徴とする切削方法である。
【００１２】
本願請求項７に係る発明は、前記バサルトロッドの前記リング溝に切削軌跡を重ねるようにして切削する前記掘削機の前記切削ビットが、先行ビットであることを特徴とする請求項６に記載の切削方法である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１乃至５に係る構成により、コストを抑えるとともに引き抜き抵抗が高く、掘削機の切削ビットによる切削に適したバサルドロッドを備えた掘削機切削用仮壁を提供することができる。請求項６及び７に係る構成により、掘削機が切削しやすい掘削機切削用仮壁の切削方法を提供することができる。
【００１４】
加えて、前記バサルトロッドは、外周にリング溝を備えており、前記リング溝は、前記掘削機の切削ビットの切削軌跡に重なって配置されていることにより、切削ビットによってバサルドロッドを切断しやすくすることができる。
【００１５】
加えて、前記リング溝に切削軌跡が重なる前記掘削機の切削ビットは、先行ビットであることにより、もっとも先にバサルドロッドを切断することになり、効率的な切断を行うことができる。
【００１６】
加えて、前記バサルトロッドは、繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維を有する芯部と前記芯材を覆う外層とを備えており、前記リング溝は、前記外層に形成されていることにより、切削ビットによって切削される部分の芯部の回りの外層を薄くして、せん断に比較的弱いというバサルト繊維の特性をより生かして、バサルドロッドを切断しやすくすることができる。
【００１７】
加えて、前記リング溝は、前記バサルトロッドに複数設けられており、隣合う前記リング溝の間隔は、前記掘削機の隣合う切削ビットの切削軌跡の間隔となっていることにより、切削されるバサルトロッドの長さを切削ビット（先行ビット）の切削軌跡の間隔で制御でき、切削される仮壁の大きさも制御されることになり、スクリューコンベア、排土管や排泥管などの掘削物の排出設備の閉塞防止に寄与することができる。
【００１８】
加えて、バサルトロッドは、螺旋溝を備えていることにより、コンクリートやモルタルなどからのバサルトロッドの引き抜き抵抗をより高めることができる。特に、大口径断面のシールド掘進機では、切削ビットの間隔が広くなるので効果的である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁の正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドと対応する切削ビットの関係を説明する斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドと対応する切削ビットの関係を説明する側面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドのリング溝の構造の説明図で（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドのリング溝の配置の説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドと対応する切削ビットの関係を説明する斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドと対応する切削ビットの関係を説明する斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドのリング溝の構造の説明図で（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドのリング溝の構造の説明図で、図８（Ｂ）に対応する断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態の掘削機切削用仮壁のバサルトロッドと対応する切削ビットの関係を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面の図１乃至図５と共に説明する。
図１は、本発明に係る掘削機切削用仮壁の第１の実施形態を示した正面図である。本実施形態の掘削機切削用仮壁は、シールド工法の発進立坑に用いられるものである。
【００２２】
発進立坑の掘削機切削用仮壁１は、コンクリート製の壁体２と、その内部にバサルトロッド１０とを備えた掘進機で切削することが可能なものである。図示しないシールド掘進機が直接掘削して開口する発進開口部３は、図１において、点線で示された部分である。
バサルトロッド１０は、補強材として鉄筋などの代わりに用いられる。図１においては、主筋として用いられる縦筋を破線で示しており、横筋などは記載を省略している。
【００２３】
バサルトロッド１０は、バサルト繊維と、バサルト繊維を含浸させるマトリックス樹脂とを備えている。
バサルト繊維は、フィラメントを束ねたものである。フィラメントは、撚りがあってもなくても良い。撚りがあるものは、引き揃えたものよりせん断力及び引張強度が低下するので、適宜選択する。また、束ね方についても撚り、編みなどいずれも形態でも良いが、フィラメント同様に、引き揃えたものより撚ったものや編みなどの交絡点のあるものはせん断力及び引張り強度が低下するので、適宜選択する。バサルト繊維は、フィラメントを束ねたものを更に束ねたものでも良い。
【００２４】
バサルト繊維の方向性は、ロッドの長手方向に配置されている。バサルト繊維の方向性は、ロッドの長手方向に厳密に平行に配置されるものでなく、例えば、捻られたものであっても、全体としてロッドの長手方向に配置されるようなものも長手方向に配置されたものに含まれる。
マトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでも良い。熱可塑性樹脂を用いた場合は、可変性を持たせることができる。
【００２５】
本実施形態では、バサルトロッド１０を発進開口部３以外の全体に使用されている。これは、バサルトロッドは鉄筋とは異なり、低磁性または非磁性の材料であるので、低磁性または非磁性の構造物が要求されるリニアモーターカーのような軌道などに採用する際に適している。
【００２６】
図２は、掘削機切削用仮壁に設けられたバサルトロッド１０の一本であって、発進開口部３に設けられた部分を拡大したものである。
バサルトロッド１０は、ロッド本体１１の外周にリング溝１２が設けられている。リング溝１２は、シールド掘進機の先行ビット４の切削する切削軌跡に重なって配置されている。図２では、三条の先行ビット４が図示され、それらの切削軌跡の各々に対応して、リング溝１２が３つ設けられたものを示している。すなわち、隣合うリング溝１２の間隔は、隣合う切削ビット（先行ビット４）の切削軌跡の間隔となっている。
【００２７】
本実施形態では、図３に示すように、リング溝１２の溝幅１２ｔは、先行ビット４の厚さ４ｔより小さくなっている。
本発明のリング溝が、切削ビットの切削軌跡に重なって配置されているとは、切削する先行ビット４の厚み４ｔの範囲内に、リング溝１２の溝幅１２ｔの少なくとも一部が含まれることである。例えば、図３（Ａ）に示すように、先行ビット４の厚み４ｔの範囲内にリング溝１２の溝幅１２ｔの全てが含まれる場合や、図３（Ｂ）に示すように先行ビット４の厚み４ｔの範囲内にリング溝１２の溝幅１２ｔの一部が含まれる場合である。すなわち、リング溝１２が先行ビット４の切削の影響を受ける配置とされていれば良い。
【００２８】
図４は、バサルトロッド１０のリング溝１２の部分を示したものである。本実施形態のバサルトロッドの説明は、縦方向に配置されたもので行っていたが、図４（Ａ）では便宜上、バサルトロッド１０を横向きにして示している。
バサルトロッド１０は、複数のバサルト繊維１３とマトリックス樹脂１４とを有している。図４（Ａ）に示すように、リング溝１２は、バサルト繊維１３とマトリックス樹脂１４と有するロッド本体１１が削られて、溝側壁部１２ａと溝底部１２ｂとが形成されて製造される。
図４（Ｂ）に示すように、溝底部１２ｂより内側のバサルト繊維１３は、リング溝１２によって切断されず、長手方向にわたって配置されている。
なお、加工されたリング溝１２は、コンクリート中に含まれるアルカリ成分から保護するために、ビニルエステルやエポキシ樹脂などでカバーして、耐アルカリ性を向上させるようにしても良い。また、カバーはマトリックス樹脂１４と同じものを用いても良い。
【００２９】
図５は、リング溝をバサルトロッド１０に設ける位置を説明する図である。シールド掘進機の回転カッタの回転による先行ビットの切削軌跡５は、点線で示されている。掘削機切削用仮壁１の壁体２に設けられるバサルトロッド１０は、破線で示されている。この図においては、先行ビットは４条、バサルトロッド１０は１１本を示している。切削軌跡５の点線とバサルトロッド１０の破線との交点が、リング溝を設ける位置である。このように、リング溝が先行ビットの切削軌跡５に重なるようにバサルトロッド１０を配置する。先行ビットは、回転カッタの回転中心から左右方向に離れるほど、バサルトロッドに対して斜めに切断することになるので、リング溝の角度を変更したり、溝幅を大きくすることで対応する。
【００３０】
本実施形態の掘削機切削用仮壁１の作用効果を説明する。
バサルトロッドのリング溝に先行ビットの切削軌跡を対応させるようにして、掘削機切削用仮壁１をシールド掘進機により直接掘削すると、先行ビットが壁体内に設けられたバサルトロッドのリング溝を切断することになり、バサルトロッドの切断を容易に行うことができる。
シールド掘進機により直接掘削される前の状態においては、リング溝が、バサルトロッドの壁体からの引き抜き抵抗としても機能するので、掘削機切削用仮壁に引張力が作用しても対抗することができる。
【００３１】
もっとも先に掘削を行う先行ビットで、リング溝を切断することになるので、効率的な切断を行うことができる。
隣合うリング溝の間隔が、掘削機の隣合う切削ビット（先行ビット）の切削軌跡の間隔となっていることにより、切削されるバサルトロッドの長さを切削ビット（先行ビット）の切削軌跡の間隔で制御でき、切削される仮壁の大きさも制御されることになり、スクリューコンベア、排土管や排泥管などの掘削物の排出設備の閉塞防止に寄与することができる。
【００３２】
〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図面の図６と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態も、第１の実施形態と同様に、バサルトロッド１０にリング溝１２を先行ビット４の切削軌跡が重なるように配置されたものであるが、三条の先行ビット４のうち真ん中の先行ビット４の切削軌跡に対応したリング溝は設けられていない。
このようにすることで、バサルトロッド１０のリング溝１２の加工の手間を少なくすることができる。
【００３３】
〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について図面の図７と共に説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態とは異なり、バサルトロッド１０のリング溝１２の溝幅を先行ビット４の厚みより大きくしたものである。
このようにすることで、施工誤差が生じたとしても、バサルトロッド１０のリング溝１２に先行ビット４の切削軌跡を重ねるようにして切削することができる。
【００３４】
〔第４の実施形態〕
以下、本発明に係る第４の実施形態について図面の図８と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第４の実施形態では、バサルトロッド１０が芯部２０と芯部２０を覆う外層２１とを備えているものである。芯部２０は、繊維の方向性が長手方向に配置されたバサルト繊維１３とマトリックス樹脂１４を有している。外層２１は、芯部２０を覆っている。外層２１は、バサルト繊維１３を備えておらず、マトリックス樹脂１４を備えている。外層２１のマトリックス樹脂１４は、芯部２０のマトリックス樹脂１４と同じものであるが、異なる材質のものでも良い。同じ材質であると芯部２０と外層２１との一体性を高めることができる。
【００３５】
図８に示すように、外層２１にリング溝１２が形成されている。リング溝１２の溝底部１２ｂは、芯部２０と外層２１との境界部となっている。
このようにリング溝１２を形成するによって、芯部２０の比較的せん断に弱いバサルト繊維１３を露出させるようにすることで、先行ビットでのバサルトロッド１０の切断をより容易にすることができる。また、リング溝１２の形成されていないロッド本体１１部分は、外層２１で保護されることになるので、壁体２を製造するときなどでもせん断に弱いバサルトロッドを保護することができる。
【００３６】
〔第５の実施形態〕
以下、本発明に係る第５の実施形態について図面の図９と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第４の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第４の実施形態において、リング溝１２の溝底部１２ｂを芯部２０と外層２１との境界部よりも外層側に設けたものである。このようにすると、リング溝１２が設けられた芯部２０も外層２１で保護することができる。
【００３７】
〔第６の実施形態〕
以下、本発明に係る第６の実施形態について図面の図１０と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第５の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態において、リング溝１２とリング溝１２との間に、螺旋溝１５を設けたものである。リング溝１２だけでは、バサルトロッド１０の壁体からの引き抜き抵抗が不足した場合には、引き抜き抵抗を確保することができる。
【００３８】
〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。
【００３９】
本実施形態では、掘削機で直接掘削する部分（発進開口部３）だけでなく、壁体２の他の部分もバサルトロッドを用いたが、これに限らず、直接掘削する部分にだけバサルトロッドとし、他の部分は例えば鉄筋を利用しても良い。その場合は、バサルトロッドを直接掘削する部分をカバーするように配置して、鉄筋と継手を用いて連結する。
【００４０】
本実施形態では、バサルドロッドのリング溝は、先行ビットの切削軌跡に重ねて配置していたが、切削軌跡に重ならない位置にも配置しても良い。この場合には、掘削機切削用仮壁からの引き抜き抵抗を向上させる。また、当該リング溝は先行ビットで切削されず、バサルトロッドは当該リング溝の部分で切断されないが、掘削機のチャンバーに取り込まれた後に攪拌されることで、当該リング溝により分断され、掘削物の固まりを小さくして、排泥管などの閉塞を防止することができる。
【００４１】
本実施形態では、バサルドロッドのリング溝に切削軌跡を重ねて配置するのは、先行ビットであったが、これに限られず、メインビットであっても良い。
【００４２】
本実施形態において、バサルドロッドのリング溝は、削られて加工されたものであったが、これに限られず、マトリックス樹脂が硬化する前に押圧してリング溝が加工されるようなものであっても良い。このようにすれば、方向性が長手方向の配置されたバサルト樹脂が切断されず、引張り強度が高いバサルトロッドとすることができる。
【００４３】
本実施形態では、シールド工法の発進立坑に用いられたものであったが、これに限られず、シールド工法の到達立坑であっても良い。また、推進工法の発進・到達に用いても良い。
【００４４】
いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。
【符号の説明】
【００４５】
１                掘削機切削用仮壁
２                壁体
３                発進開口部
４                先行ビット
５                切削軌跡
１０              バサルトロッド
１１              ロッド本体
１２              リング溝
１３              バサルト繊維
１４              マトリックス樹脂
１５              螺旋溝
２０              芯部
２１              外層
【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】
2019218752.tif 000008
【図７】
2019218752.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019218752.tif 000011
【図１０】
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