(57)【要約】  トンネル、特に交通用トンネルをライニングするためのコンクリート製タビングであって、タビングは、凸状に湾曲した外表面と、外表面と反対側の凹状に湾曲した内表面とを有し、タビングは、タビングの外表面上に熱可塑性密封層を備えて提供される。熱可塑性密封層は、外表面に面する外側表面の全側面上にも配置される。タビングは、枠形状に外表面周囲に延在する陥凹部を有することが好ましく、密封層は陥凹部に係合する。
2014529020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル、特に交通用トンネルをライニングするためのコンクリート製タビングであって、前記タビング（１）が、凸状に湾曲した外表面（２）と、前記外表面（２）と反対側の凹状に湾曲した内表面（３）とを有し、前記タビング（１）が、その外表面（２）上に熱可塑性密封層（４）を備えて提供され、前記熱可塑性密封層（４）が、前記外表面（２）に面する全ての外側表面（７、８）上に更に配置される、タビング。
【請求項２】
前記タビングが、枠形状に前記外表面（２）周囲に延在する陥凹部（５）を有し、前記熱可塑性密封層（４）が前記陥凹部（５）に係合する、請求項１に記載のタビング。
【請求項３】
前記熱可塑性密封層（４）が、前記外側表面（７、８）から外へ面する側面上に配置された水膨潤性プロファイル（６）を有する、請求項１または２に記載のタビング。
【請求項４】
前記タビングは、前記外側表面（７、８）周囲に延在する密封溝（９）を有し、その中に密封体（１０）が配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項５】
前記熱可塑性密封層（４）が、熱可塑性ポリオレフィン及び／または塩化ポリビニル（ＰＶＣ）を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項６】
前記熱可塑性密封層（４）が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、エチレン・酢酸ビニル（ＥＶＡ）、クロロスルホン化ポリエチレン、及びオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）からなる群から選択される材料を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項７】
前記タビングが、前記外表面（２）と前記熱可塑性密封層（４）との間に密封被膜（１１）を有し、この密封被膜が、メタクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、及びポリ尿素からなる群から選択される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項８】
前記密封被膜（１１）もまた、全外側表面（７、８）上に少なくとも部分的に配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項９】
前記タビングが、前記外表面（２）と前記熱可塑性密封層（４）との間に粘着層（１２）を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタビング。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のタビングを含む構造、特にトンネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル、特に交通用トンネルをライニングするためのコンクリートタビングに関する。
【背景技術】
【０００２】
任意の所望される建設の領域に適用可能であるが、本発明及びそれが解決することを意図する課題は、交通用トンネルを参照して以下により詳細に説明される。
【０００３】
シールド駆動技法を使用する機械式トンネル建設の分野において、内殻には、プレハブのスチールで補強されたコンクリート部材がしばしば使用される。これらのプレハブのコンクリート部材は、専門用語では「タビング」と呼ばれ、プレハブ工場で予め加工され、必要なコンクリート強度に達するまで一定期間保管されてから、次いで、必要に応じて設置するためにトンネルチューブ内に配置される。そこで、タビング据付装置、いわゆる「エレクター」によって持ち上げられ、トンネル掘削機のシールドの保護下でタビングリングに組み立てられる。トンネル掘削機が、直前に設置されたタビングに対して油圧式ジャッキを用いてそれ自体を支えながら前進した後、新しいタビングリングが、シールドの保護下で嵌合される。このようにして、掘削機は、「１つのタビングリング毎に」土壌を通って侵入し、トンネルライニング（タビングリング）と土壌との間に残る環状空隙は、沈下を防止するために、例えば、モルタルで連続的に充填される。
【０００４】
標準の交通用トンネルだけでなく、特定の地質条件の下では、家庭、商業、または工業用建物のいわゆる補給用または処分用トンネルも、特に排水または浄水の一括運搬を提供する大口径の汚水または配水本管の形式において、あるいは高電圧線に対応するためのケーブルトンネルとして、上述のセグメント化された建設技法を使用するタビング拡張方法によって建設される。しかしながら、これらの適用領域全てにおいて、完全に衛生的な飲料水の品質を維持するため、または土壌水分が導電体に浸透することに起因する機能故障を防止するためであろうと、トンネルのタビングライニングの不浸透性及び耐久性には多大な要求が発生する。
【０００５】
従って、現在まで、トンネル建設においては、外部トンネルに面する、タビングの凹状に湾曲した外表面の最終密封、及び／または追加の第２のタビングリング製造のために、通常、別の第２の作業手順が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目標は、タビングリングの外側上に位置する水分に対する不浸透性、及び特に腐食性地下水に対するその耐久性を高めることによって、タビングを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従い、これは、請求項１に記載の特徴によって実現される。
【０００８】
このように、本発明の中核は、トンネル、特に交通用トンネルをライニングするためのコンクリート製タビングであって、タビングが、凸状に湾曲した外表面と、外表面と反対側の凹状に湾曲した内表面とを有し、タビングが、その外表面上に熱可塑性密封層を備えて提供される。更に、熱可塑性密封層は、外表面に面する外側表面の全ての上にも配置される。
【０００９】
タビングは、設置状態ではトンネルの内部に面する、凹状に湾曲した内表面と、設置された状態では周囲の土壌に面する、反対側の、凸状に湾曲した外表面とを備える、セグメント化されたリング構造を有する。これらの２つの表面は、４つの追加の表面、すなわち、設置された状態では、同じタビングリングの隣接するタビングの対応する縦方向側表面と接する２つの縦方向側表面、及び、設置された状態では、隣接するタビングリングの隣接するタビングの対応する面表面と接する２つの前面で接続される。
【００１０】
タビングは、枠形状に外表面周囲に延在する陥凹部を有することが好ましく、密封層は、陥凹部に係合する。この密封層は、少なくとも部分的に、特に完全に、陥凹部を充填することが好ましい。
【００１１】
これは、接触面が２つのタビングの間の接点で拡大されるため、より大きい密封効果が達成されるという点で有利である。
【００１２】
本発明に従うタビングの結果、トンネルの外部に面する、タビングの凹状に湾曲した外表面の最終密閉のための別の第２の作業手順が不要である。第２のタビングリングの可能性も考慮不要である。更に、水に対する不浸透性及び腐食性地下水に対する耐性の点で、従来のタビングよりもはるかに優れているため、壁の厚さが薄いタビングが使用され、製造されてもよい。これらの両方の事実によって、トンネル壁の空間要件が低下することになり、従って、内部空間が増加し、必要な建設材料の量が低減することになる。加えて、本発明に従うタビングは、代替の、水密性が低く、耐食性が低い種類のコンクリートの使用を可能にする。更に、本発明に従うタビングから建設されるタビングリングは、優れた遮水性及び不浸透性を有する。
【００１３】
本発明の追加の有利な実施形態は、従属請求項から明らかであろう。
【００１４】
本発明の追加の態様は、更なる独立請求項の対象である。
【００１５】
以下に、本発明は、図面に基づいてより詳細に説明される。
尚、図面には本発明の直感的理解に不可欠な要素のみが示されていることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】タビングの横断面図を示す。
【図２】タビングの追加の横断面図を示す。
【図３】注入開口部を備えるタビングの追加の横断面図の部分を示す。
【図４】逆側で接続された２つのタビングの横断面図の部分を示す。
【図５】熱可塑性密封層を含めないタビングの側面図の部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明に従うタビングの横断面図を示す。
【００１８】
タビング１は、その凸状に湾曲した外表面２上に熱可塑性密封層４を備えて提供される。熱可塑性密封層は更に、外表面に面する外側表面（縦方向側表面７及び前側表面８）の全ての側面上に配置され、２つの縦方向側表面７が、図１に示される。このようにして、一方で、タビングに対する熱可塑性密封層４の優れた粘着性及び高い遮水性が確保される。更に、相互に接触する熱可塑性密封層の接触面が拡大することから、例えば、外表面に面する外側表面の全側面上の配置を欠く密封層と比較すると、２つのタビングの接点で、より高い密封効果が達成される。
【００１９】
有利に、熱可塑性密封層４は、その全表面上にわたって外表面２に接続され、特に接着され、遮水性の改善につながる。
【００２０】
熱可塑性密封層４として最適に適するには、できるだけ水密でなければならず、水分または湿気に長期間曝露した場合であっても、破損または機械的に損傷してはならない。特に好適な熱可塑性密封層は、地上及び地下の建設において防水のために先行技術において既に使用されているような物質である。
【００２１】
熱可塑性密封層が、１１０℃を超える、好ましくは１４０℃〜１７０℃の軟化点を持つ物質から作製されると有利である。熱可塑性密封層は、例えば、熱可塑性密封層が損傷または磨耗することなく、且つこの密封層の密封機能が低下することなく、熱可塑性密封層とタビングとの間の温度に関係する拡張の差異によって生じる応力を補正するために、少なくともわずかな程度の弾性を有利に有さなければならない。
【００２２】
有利に、熱可塑性密封層は、熱可塑性ポリオレフィン及び／または塩化ポリビニル（ＰＶＣ）を含有する。
【００２３】
特に好ましくは、前記熱可塑性密封層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、塩化ポリビニル（ＰＶＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、エチレン・酢酸ビニル（ＥＶＡ）、クロロスルホン化ポリエチレン、及びオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）からなる群から選択される物質を備える。
【００２４】
熱可塑性密封層は、５０重量％、特に好ましくは８０重量％を超える前述の物質からなることが好ましい。
【００２５】
熱可塑性密封層は、有利に、ミリメートル範囲、一般に０．２〜１５ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍの層の厚さを有する。
【００２６】
有利に、凸状に湾曲した外表面２に面する側面上の熱可塑性密封層４は、表面処理されている。熱可塑性密封層のコロナ処理、フッ素化、及び火炎処理等の表面処理は、タビング上の熱可塑性密封層の粘着を向上することができる。表面処理の代わりに、粘着強度を向上するために前述の場所に不織材料を適用することもできる。
【００２７】
有利に、熱可塑性密封層４は、図２、図３、及び図４に明らかであるように、外側表面（７、８）から外へ面する側面上に配置される、水膨潤性プロファイル６を有する。
【００２８】
水膨潤性プロファイル６は、水膨潤物質を含む。「水膨潤物質」という用語は、本明細書において、水と接触すると、その容積が何倍か、一般には元の容積の２００〜１０００％に増加する物質として定義される。容量の増加に加えて、所定の水膨潤物質は、水と化学的に反応することもできる。そのような水膨潤物質の例としては、水分で硬化し弾性製品を形成する、ポリウレタンベースの、特にシラン変性ポリマーが挙げられる。このような水膨潤物質の追加の例は、「超吸収体」（超吸収性ポリマー、ＳＡＰ）という名にまとめられる、ベントナイトブチルゴムまたはアクリレート系重合体、一般的には、例えば、ドイツのＢＡＳＦ  ＳＥ製の、アクリル酸とアクリル酸ナトリウムの共重合体である。
【００２９】
これは、２つのタビングの間の隣接部で、相互に接する熱可塑性密封層の間の接触領域が拡大され、それによって、より大きい密封効果が達成される点で有利である。
【００３０】
水膨潤性プロファイル６が熱可塑性密封層４に好まれるような前述の追加の物質を含むと、特に有利である。これは、水膨潤性プロファイル６が、例えば、溶接、接着、及び／または加硫によって、熱可塑性密封層４と良好に結合することができる点で有利である。
【００３１】
図２の例によって示される水膨潤性プロファイル６の配置は、その結果、例えば図４で明らかであるように、水膨潤性プロファイル６が、２つのタビングの間の隣接部に敷かれるようになるという点で有利である。例えば、土壌からの水分と接触すると、水膨潤性プロファイル６が膨潤され、従って、２つのタビングの間の接触部の領域の膨潤応力につながり、結果的に、密封効果の増加につながる。
【００３２】
タビングは、有利に、枠形状に外表面２周囲に延在する陥凹部５を有し、密封層４は、例えば図２で見ることができるように、この陥凹部に係合する。図５は、熱可塑性密封層を含まない、枠形状に外表面２の周囲に延在するタビングの陥凹部５の側面図を示す。
【００３３】
有利に、密封層は、少なくとも部分的に、または特に完全に、陥凹部を充填する。
【００３４】
陥凹部は、外側表面７及び８と共に外表面２の接触領域に配置される。これは、特に、機械的最大負荷が特に側面端で発生するため、タビングが製造、運搬、または設置中に損傷しにくくなるという利点を有する。
【００３５】
更に、その結果、２つのタビングの間の隣接部で高精度の嵌合が達成され、向上した密封効果をもたらす。
【００３６】
加えて、２つのタビングの間の隣接部で、相互に接する熱可塑性密封層の接触領域が拡大され、それによって、より高い密封効果が達成されるという利点がある。
【００３７】
タビングは有利に、図２に明らかであるように、密封体１０が配置される外側表面（７、８）周囲に延在する密封溝９を有する。密封溝は、成形によってタビング中に形成され、密封体は、典型的には圧入されて、その中に存在する。密封体１０は、典型的には、中空体である。この密封体に特に好適な物質は、密封リングのための密封物質として知られる物質、及び／または前述の膨湿性物質として記載した物質である。この密封体１０は、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）からなることが特に好ましい。
【００３８】
これは、このように浸透水に対する追加の障壁が２つのタビングの間の接触部に設置され、そのために、より大きい密封効果が達成される点で有利である。
【００３９】
有利に、タビングは、図２及び図３に示されるように、外表面２と熱可塑性密封層４との間に密封被膜１１を有する。この密封被膜は、メタクリル酸樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、及びポリ尿素からなる群から選択される。特に好ましい密封被膜はエポキシ樹脂である。
【００４０】
このような密封被膜１１は、水分の透過からタビングを保護すると言う点で有利である。加えて、これは、タビングの密封効果を強化する。更に、タビングの製造中、素地の硬化中に相当な湿気の損失を防止することができる。この密封被膜１１は典型的に、散布または塗布によってタビングに適用される。
【００４１】
また、この密封被膜１１が、全外側表面（７、８）上に少なくとも部分的に、特に図３に示されるように、陥凹部５と密封溝９との間の領域上に配置されることも有利である。
【００４２】
密封体１０の場合、液体、特に水の通過の低減または防止のために適する、全ての物質が考慮されてもよい。
【００４３】
有利に、密封体は、熱可塑性物質または熱可塑性エラストマーからなる。熱可塑性エラストマーは、このように製造された密封体が水平及び垂直変位、特に構造内の機械的応力によって生じる変位に直面する際に良好な弾性を有するという点で利点を有する。密封体の良好な弾性は、密封体の磨耗または分離を防止し、従って密封の失敗を防止する。
【００４４】
好適な熱可塑性エラストマーは、本明細書において、硫化エラストマーの機械的特性と熱可塑性物質の加工性とを組み合わせるプラスチックとして定義される。典型的には、このような熱可塑性エラストマーは、ハードセグメント及びソフトセグメントを含むブロック共重合体、または対応する熱可塑性物質及びエラストマー化合物を含むいわゆるポリマー合金である。
【００４５】
密封体のための追加の有利な物質は、アクリレート化合物、ポリウレタンポリマー、シラン末端ポリマー、及びポリオレフィンからなる群から選択される物質である。
【００４６】
タビングは有利に、外表面２と熱可塑性密封層４との間に粘着層１２を有する。
【００４７】
可能な粘着層１２は、タビング上の熱可塑性密封層４の強力な接合を確保するために好適な全ての物質である。
【００４８】
有利に、粘着層は、構造用接着剤、特に、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド若しくはポリウレタン、感圧粘着剤、及び／または熱溶解性接着剤に基づく反応性粘着剤からなる。これによって、外表面２と熱可塑性密封層４との間の良好な接合及び良好な粘着が確保され、従って、熱可塑性密封層の分離を低減し、従って密封の失敗を低減する。
【００４９】
構造用接着剤、感圧粘着剤、及び熱溶解性接着剤は、当業者には概ね公知であり、ＣＤ  Ｒｏｅｍｐｐ  Ｃｈｅｍｉｅ  Ｌｅｘｉｋｏｎ［Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ］、バージョン１．０、Ｇｅｏｒｇ  Ｔｈｉｅｍｅ  Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇａｒｔに記載される。
【００５０】
有利に、粘着層１２は、密封被膜１１であり、すなわち、密封被膜１１は、その防水機能に加えて、熱可塑性密封層４とタビングの外表面２との間の接合も生む。
【００５１】
図３に示されるように、タビングは、注入開口部１３を有することができる。これらは、凸状に湾曲した外表面から、凹状に湾曲した内表面まで、タビングを貫通し、熱可塑性密封層４も貫通する。これらは、タビングリングが組み立てられた後、従って、設置された状態では、タビングリングの内側から、周囲の土壌と凸状に湾曲した外表面との間の領域内まで、注入物質の注入を可能にする。典型的に、保護シールドの撤退後または撤退中、トンネル建設（タビングリング）と周囲の土壌との間に残る環状空隙は、モルタルで連続的に充填される。タビングリングの水密性を更に高めるために、タビングリング、すなわち、タビングリングを形成するタビングの熱可塑性密封層と、モルタルが充填された環状空隙との間の領域に、注入開口部１３を通して、追加の注入物質を強制的に入れることができる。このようにして、注入開口部１３及び中間領域は、流体密封される。
【００５２】
注入物質が、中間領域に導入された後、硬化、拡張する、及び／または硬化した状態で水膨潤性であると有利である。
【００５３】
注入物質は有利に、ポリウレタン、エポキシ樹脂、アクリレート、及びミネラル結合剤からなるリストから選択される。
【００５４】
また、注入物質が水膨潤物質を含有すると有利である。
【００５５】
例えば、注入物質は、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−２０１  ＣＥ、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−２０１  ＲＣ、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−２０３、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−４５１、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−３０４、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−３０５、Ｓｉｋａ（登録商標）Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ−３０６等のＳｉｋａ（登録商標）注入シリーズ、あるいはＳｉｋａ（登録商標）ＩｎｊｅｃｔｏＣｅｍ−１９０またはＳｉｋａｄｕｒ（登録商標）−５２Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ等のＳｉｋａ（登録商標）ＩｎｊｅｃｔＣｅｍシリーズの製品を含む。
【００５６】
注入物質の適用のために、１成分または２成分ポンプを使用して、充填及び注入管類（注入パッカー）を通して、圧力下で、注入開口部１３から中間領域内へ注入することができる。
【００５７】
タビングは、直径０．５〜５０ｍのトンネル構造に有利に好適である。
【００５８】
本発明の追加の態様は、本発明に従うタビングを含む構造、特にトンネルに関する。
【符号の説明】
【００５９】
１  タビング
２  凸状に湾曲した外表面
３  凹状に湾曲した内表面
４  熱可塑性密封層
５  枠形状に外表面周囲に延在する陥凹部
６  水膨潤性プロファイル
７  縦方向側表面
８  前側表面
９  枠形状に外側表面周囲に延在する密封溝
１０  密封体
１１  密封被膜
１２  粘着層
１３  注入開口部
【図１】
2014529020.tif 000003
【図２】
2014529020.tif 000004
【図３】
2014529020.tif 000005
【図４】
2014529020.tif 000006
【図５】
2014529020.tif 000007
【国際調査報告】
2014529020.tif 000008
2014529020.tif 000009
2014529020.tif 000010
2014529020.tif 000011