(57)【要約】【課題】トンネルの内面となる鋼製のセグメントに対してセグメントの腐食防止および内面平滑化のためにコンクリートやモルタルなどを吹き付ける二次覆工作業を省略可能なトンネル覆工方法やセグメントなどを提供する。【解決手段】底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体２の底板をトンネル空洞部の地山面３５に向けて当該セグメント筐体２を設置した後に、セグメント筐体２の開口部を防食構成体により形成された蓋４で塞いだことを特徴とする。【選択図】図１
2008163584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体の底板をトンネル空洞部の地山面に向けて当該セグメント筐体を設置した後に、セグメント筐体の開口部を防食構成体により形成された蓋で塞いだことを特徴とするトンネル覆工方法。
【請求項２】
蓋を防食構成体により形成された係合ピンによって側板の一端及び補強板の一端に取付けたことを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工方法。
【請求項３】
防食構成体により形成されて蓋と一体に設けられた係合ピンを側板の一端及び補強板の一端に取付けたことによって開口部を蓋で塞いだことを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工方法。
【請求項４】
セグメント筐体の底板と側板と蓋とで囲まれた空間内に詰物を詰めたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のトンネル覆工方法。
【請求項５】
詰物を、前記空間内に設置されたバックアップ材と、このバックアップ材とセグメント筐体の内面との間に充填されたセメント含有物とにより形成したことを特徴とする請求項４に記載のトンネル覆工方法。
【請求項６】
底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体と、セグメント筐体の開口部を塞ぐ蓋とを備え、蓋が防食構成体により形成されたことを特徴とするセグメント。
【請求項７】
底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体の開口部を塞ぐ蓋であって、防食構成体により形成され、二次覆工として用いられることを特徴とするトンネル二次覆工用蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネルの内面となる鋼製のセグメントに対してセグメントの腐食防止および内面平滑化のためにコンクリートやモルタルなどを吹き付ける二次覆工作業を省略可能なトンネル覆工方法やセグメントなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネルのトンネル空洞部の一次覆工として用いられるスチール（鋼）セグメントとして、底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と相対峙する側板と側板とに接続された補強板とを備えたスチール製のセグメント筐体と、開口部を塞ぐスチール製の蓋とを備えたものが知られている。
【特許文献１】特開昭６３−２０１２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のスチールセグメントでは、トンネルの内面となるスチールセグメントの蓋の腐食を防止するためにコンクリートやモルタルなどを吹き付ける二次覆工作業が必要となるといった課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のトンネル覆工方法は、底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体の底板をトンネル空洞部の地山面に向けて当該セグメント筐体を設置した後に、セグメント筐体の開口部を防食構成体により形成された蓋で塞いだことを特徴とする。
蓋を防食構成体により形成された係合ピンによって側板の一端及び補強板の一端に取付けたことも特徴とする。
防食構成体により形成されて蓋と一体に設けられた係合ピンを側板の一端及び補強板の一端に取付けたことによって開口部を蓋で塞いだことも特徴とする。
セグメント筐体の底板と側板と蓋とで囲まれた空間内に詰物を詰めたことも特徴とする。
詰物を、前記空間内に設置されたバックアップ材と、このバックアップ材とセグメント筐体の内面との間に充填されたセメント含有物とにより形成したことも特徴とする。
本発明のセグメントは、底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体と、セグメント筐体の開口部を塞ぐ蓋とを備え、蓋が防食構成体により形成されたことを特徴とする。
本発明のトンネル二次覆工用蓋は、底板と底板の外周より同一方向に立ち上がるように設けられた側板と側板の一端縁で囲まれた開口部と底板と側板とに接続された補強板とを備えた鋼製のセグメント筐体の開口部を塞ぐ蓋であって、防食構成体により形成され、二次覆工として用いられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のトンネル覆工方法によれば、トンネルの内面となる蓋が防食構成体により形成されたので、蓋の腐食を防止でき、蓋の腐食を防止するための蓋に対する二次覆工工事を不要とでき、工期の短縮化が図れる。
セグメント筐体の開口部を塞ぐように蓋をセグメント筐体の側板の一端及び補強板の一端に係合ピンで取付けたので、蓋の取付作業が容易となり、施工性を向上できる。
蓋と一体に設けられた係合ピンを用いたので、蓋の取付作業がより容易となり、施工性を向上できる。
セグメント筐体の内側の空間内に詰物を詰めたので、開口部を塞ぐように取付けられた蓋の外面を平滑化でき、蓋に外力が加わった場合の蓋の強度を大きくできるので、蓋の破損防止効果が得られる。
セグメント筐体の内側の空間内にバックアップ材を詰めたので、セメント含有物の使用量を減らすことができる。また、セメント含有物の重量を抑えることができるため、蓋の負担を軽減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１、図２、図４は最良の形態１を示し、図１はトンネル空洞部の地山面に設置されたセグメントの断面を示し、図２は係合ピンによる蓋の取付構造を断面で示し、図４はセグメントを分解して示す。
【０００７】
シールドトンネルにおいては、トンネル壁体をＲＣセグメントによって構築することが多く、ＲＣセグメントを用いることによって二次覆工を不要とできる。しかしながら、トンネルのカーブ部においては、カーブ部の曲がりに追従させるために幅の狭いセグメントを用いる必要がある。幅の狭いＲＣセグメントは、厚さ不足や鉄筋量不足によって構造的に脆くなってしまうので、シールドマシンを推進させる力の反力が幅の狭いＲＣセグメントに加わると壊れてしまう。このため、トンネルのカーブ部において使用する幅の狭いセグメントとしては、スチールセグメントを用いる。本発明によれば、トンネルのカーブ部において用いる幅の狭いセグメントとして好適なセグメントを提供できる。
【０００８】
図１に示すように、セグメント１は、スチール製のセグメント筐体２と、セグメント筐体２内に詰められた詰物３と、防食構成体により形成された蓋４とを備える。詰物３は、例えば、セメント含有物３２としてのモルタルと、セメント含有物３２の使用量を少なくするためのバックアップ材３１としての発泡スチロールとにより形成される。
【０００９】
図４に示すように、セグメント筐体２は、矩形形状に形成された平面板の長手方向で対向する一対の短辺５と短辺５が互いに近づくように湾曲形成された底板６と、底板６の外周縁より同一方向に立ち上がるように設けられた側板７；７；７；７と、側板７の一端縁で囲まれた開口部９と、底板６と側板７とに溶接などで接続された補強板１０とを備える。
【００１０】
補強板１０は、底板６の長辺１１より立ち上がるように設けられて平行に対向する一対の側板７の内面と底板６の内面とに溶接で接続される。底板６と側板７とで囲まれた内部空間が底板６の長辺に沿った方向において間隔を隔てて設けられた複数の補強板１０によって複数の部屋１７に区画される。図１；４では、底板６と側板７とで囲まれた内部空間が３つの補強板１０で４つの部屋１７に区画された例を示す。
補強板１０は、底板６より開口部９の方向に延長する壁部１５と壁部１５の先端に設けられて開口部９の開口面に沿うフランジ部１６とを備えた断面Ｔ字形状に形成される。
補強板１０の一端に設けられたフランジ部１６、及び、底板６の短辺５から立ち上がる側板７の一端８に開口部９の開口面に沿うよう設けられたフランジ部１６には、係合ピン２０を係合させるための貫通孔１２が形成される。
【００１１】
蓋４を形成する防食構成体とは、腐食しない材料、あるいは、腐食しにくい材料のことである。つまり、蓋４は、例えば、塩化ビニル、高密度ポリエチレン、ＦＲＰなどの樹脂材料により板状（プレート）に形成される。
蓋４の板厚は、１０ｍｍ程度に形成される。蓋４には、係合ピン２０の先端係合部２１が貫通する貫通孔２２、充填孔２３が形成される。
【００１２】
係合ピン２０も上述した防食構成体により形成される。係合ピン２０は、図２に示すように、軸部２５と、軸部２５及び貫通孔１２の径より大径に形成された先端係合部２１と、軸部２５より大径に形成された頭部２６とを備え、先端係合部２１には、貫通孔２２；１２への貫通を容易にするための先割部２７が形成される。
【００１３】
図１；図２；図４を参照し、覆工方法を説明する。トンネルのストレート部においては、ＲＣセグメントを使用する。トンネルのカーブ部においては、セグメント筐体２の底板６をトンネル空洞部におけるカーブ部の地山面３５に向けてセグメント筐体２を設置し、セグメント筐体２を図外の継手などを用いて後ろのＲＣセグメントに接続するとともに、地山面３５の周方向に隣り合うように設置されたセグメント筐体２同士を図外の継手などを用いて繋ぐことによって、セグメント筐体２によるリングを構築する。そして、セグメント筐体２の補強板１０で仕切られた複数の部屋１７のそれぞれにバックアップ材３１を詰めた後に、セグメント筐体２の開口部９を塞ぐように蓋４を取付ける。蓋４は、図２に示すように、係合ピン２０の先端係合部２１を蓋４の貫通孔２２と補強板１０や側板７のフランジ部１６に形成された貫通孔１２とに貫通させてフランジ部１６の裏面１８に係合させることによって、セグメント筐体２の開口部９を塞ぐように取付けられる。蓋４を取付けた後に、蓋４で覆われた複数の部屋１７により形成された空間内に充填孔２３からセメント含有物３２としてのモルタルを充填する。つまり、セグメント筐体２の底板６と側板７と蓋４とで囲まれた空間１９内に詰物３が詰められる。
【００１４】
最良の形態１によれば、トンネルの内面となる蓋４が防食構成体により形成されたので、蓋４の腐食を防止できるため、トンネルの内面となる蓋４の腐食を防止するための蓋４に対する二次覆工工事を不要とでき、工期の短縮化が図れる。
最良の形態１によれば、シールド掘進作業と並行して、蓋４の取付作業、バックアップ材３１の詰め作業、セメント含有物３２の充填作業を施工できるので、工期の短縮化が図れる。
即ち、従来のようにスチール製の蓋を使用した場合には、トンネル坑内から全ての機材を撤去した後にセグメントの蓋の内側に型枠を設置して二次覆工コンクリート打設作業を行わなければならず、工期の短縮化が図れなかったが、最良の形態１によれば、工期の短縮化が図れる。
最良の形態１によれば、蓋４で閉じられたセグメント筐体２の内側の部屋１７内にバックアップ材３１が設けられたので、部屋１７に充填するセメント含有物３２の使用量を減らすことができる。また、部屋１７に充填されるセメント含有物３２の重量を抑えることができるため、蓋４の負担を軽減できる。
最良の形態１によれば、部屋１７内に詰物３を詰めたので、開口部９を塞ぐように取付けられた蓋４の外面を平滑化でき、蓋４に外力が加わった場合の蓋４の強度を大きくできるので、蓋４の破損防止効果が得られるとともに、セグメント１の強度を大きくできる。
最良の形態１によれば、開口部９を塞ぐように蓋４を係合ピン２０で取付けたので、蓋４の取付作業が容易となる。また、係合ピン２０も防食構成体により形成したので、係合ピン２０の腐食も防止できる。
【００１５】
最良の形態２
図３に示すように、係合ピン２０が一体に成形された蓋４を用いてもよい。即ち、防食構成体により形成されて蓋４と一体に設けられた係合ピン２０を側板７の一端及び補強板１０の一端のフランジ部１６に形成された貫通孔１２に取付けることによって開口部９を蓋４で塞ぐ。
最良の形態２の蓋４を用いれば、係合ピン２０の紛失を防止できるし、蓋４の取付作業も容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
蓋４は、金属板の表面に防食剤を塗布して構成された防食構成体により形成されたものを用いても良い。詰物３は、発泡スチロールやモルタル以外のものを用いてもよい。例えば、ウレタン、スポンジ、セメントミルク、コンクリートなどを用いてもよい。
最良の形態１で用いる係合ピン２０に代えて、蓋４を止ねじで取付けても良い。この場合、フランジ部１６に止ねじを締結するためのねじ孔を形成しておく。この場合の止ねじは、上述した防食構成体により形成された止ねじを用いればよい。
セグメント１は、シールドマシンを推進させる力の反力に抵抗できるように補強板１０で補強された構造であれば、部屋１７内に詰物３が詰められていないものでもよい。
尚、本発明のセグメントは、トンネルのカーブ部だけではなく、トンネルのストレート部にも適用できる。従って、トンネル全体に本発明のセグメントを使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】セグメントの断面図（最良の形態１）。
【図２】蓋の取付構造を示す断面図（最良の形態１）。
【図３】蓋の取付構造を示す断面図（最良の形態２）。
【図４】セグメントの分解斜視図（最良の形態１）。
【符号の説明】
【００１８】
１  セグメント、２  セグメント筐体、３  詰物、４  蓋、６  底板、
７  側板、９  開口部、１０  補強板、１９  空間、２０  係合ピン、
３１  バックアップ材、３２  セメント含有物、３５  地山面。
【図１】
2008163584.tif 000003
【図２】
2008163584.tif 000004
【図３】
2008163584.tif 000005
【図４】
2008163584.tif 000006