(57)【要約】【課題】加工や装着を容易に行うことができると共に地下構築物の大きな離接変位を許容し得る耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手を提供する。【解決手段】継手２は、結合するそれぞれの地下構築物１，１’の端面に固定される左右対称の一対の継手枠２０，２０’が、止水ゴム３０で水密的に連結されると共に、その内周側に耐火材４０（外側耐火材４１，内側耐火材４２）が二重に設けられて構成されている。【選択図】図１
2005344352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続される地下構築物の対向する端面にそれぞれ固定された地下構築物の周方向に連続する継手枠体間に、可撓止水部材が地下構築物の周方向に連続して水密的に架設されると共に、前記可撓止水部材の内周側の前記継手枠体間に、所定厚さの板状で変形許容屈曲部が形成された耐火材が径方向に二層所定間隔で配設され、前記可撓止水部材の変形と前記耐火材の前記変形許容屈曲部の屈曲・伸展によって前記接続地下構築物の相対変位に追随するように構成されていることを特徴とする耐熱構造を備えた地下構築物の継手。
【請求項２】
接続される地下構築物の対向する端面にそれぞれ固定された地下構築物の周方向に連続する継手枠体間に、可撓止水部材が地下構築物の周方向に連続して水密的に架設されると共に、前記可撓止水部材の内周側の前記継手枠体間に外側耐火材と内側耐火材の二層の耐火材が径方向に所定間隔で配設されており、
前記継手枠体は、前記地下構築物の外周と略同一外径で周方向に連続する外面板と、該外面板の外端部に当該継手の軸方向と直交して設けられた周方向に連続する板状で所定高さの結合桁部材と、前記外面板の内端部に当該継手の軸方向と直交して設けられた周方向に連続する板状で前記結合桁部材より低い支持桁部材と、を備えて前記結合桁部材で前記地下構築物に結合され、
前記外側耐火材は、内側に膨出する変形許容屈曲部が形成されて前記支持桁部材の内縁部に前記対向する継手枠体を連結して配設され、
前記内側耐火材は、外側に膨出する変形許容屈曲部が形成されて前記結合桁部材の内縁部に前記対向する継手枠体を連結して配設され、
前記可撓止水部材の変形と前記耐火材のそれぞれの変形許容屈曲部の屈曲・伸展によって前記接続地下構築物の相対変位に追随するように構成されていることを特徴とする耐熱構造を備えた地下構築物の継手。
【請求項３】
該地下構造物の内周面に所定の空間を隔てて固定された地下構造物用耐火シートをさらに備え、該耐火シートの内周面は該内側耐火材の内周面と同一平面を形成し、該内側耐火材は幅方向両端部において該耐火シートと該地下構造物の間の該空間に挿入されていることを特徴とする請求項２記載の地下構造物の継手。
【請求項４】
該耐火材は無機質フアイバーと、該無機質フアイバーを保護するために該無機質フアイバーを被覆する不燃性シートからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の地下構造物の継手。
【請求項５】
該無機質フアイバーはセラミックフアイバー、ロックウールおよびグラスウールからなる群から選択される材料からなり、該不燃性シートはガラスクロスおよびガラスクロスをシリコンコーティングした材料からなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求項４記載の地下構造物の継手。
【請求項６】
該内側耐火材の内周面を高耐熱鋼材で被覆したことを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の地下構造物の継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下鉄、共同溝、洞道、地下道、地下街及び各種地下トンネル等の地下構築物の継手に関し、特に耐熱構造を備えた可撓継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、上下水道、地下鉄、共同溝、洞道、地下道、地下街及び各種地下トンネル等の地下構築物の継手として、地下構築物の対向端面間に、ゴム・合成樹脂等の弾性材によって形成された可撓止水部材の両端部をそれぞれ水密的に取り付け、地下構築物間の止水を行うと共にその変形によって地盤の不等沈下等に伴う接続地下構築物の相対変位を許容するようにしたいわゆる可撓継手がある。可撓止水部材は、その中央に内周側へのくびれ部が形成されており、このくびれ部によって幅方向に大きな変形が可能であって地下構築物の大きな離接変位を許容し得るようになっているものである。
【０００３】
ところで、このような可撓継手を用いる地下構築物において火災が発生した場合、可撓止水部材が燃焼して焼け落ちたり、燃焼しないまでも高温による劣化が生じるとその機能が損われ、また地下構築物が海底トンネルの場合は、可撓止水部材が焼け落ちれば海水がトンネル内に浸水するといった事態が生じるおそれがある。
【０００４】
このような不具合を防ぐために、特許文献１に開示のごとく、可撓止水部材の内側に、耐熱性と断熱性を有する耐熱部材を伸縮変形可能な形状で配設する構成が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２５２１２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、大規模火災時において可撓止水部材の温度をその耐熱許容温度以下とするためには、厚い耐熱部材が必要となる（例えば１００℃以下に抑えるにはセラミックファイバーブランケットで１００ｍｍ以上の厚さが必要）が、そのような厚い耐熱部材を可撓止水部材が許容する地下構築物の大きな離接変位を許容し得るように伸縮変形可能として配設することは極めて難しく、また、加工や装着作業も面倒であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、加工や装着を容易に行うことができると共に地下構築物の大きな離接変位を許容し得る耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手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】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手は、接続される地下構築物の対向する端面にそれぞれ固定された地下構築物の周方向に連続する継手枠体間に、可撓止水部材が地下構築物の周方向に連続して水密的に架設されると共に、前記可撓止水部材の内周側の前記継手枠体間に、所定厚さの板状で変形許容屈曲部が形成された耐火材が径方向に二層所定間隔で配設され、前記可撓止水部材の変形と前記耐火材の前記変形許容屈曲部の屈曲・伸展によって前記接続地下構築物の相対変位に追随するように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、接続される地下構築物の対向する端面にそれぞれ固定された地下構築物の周方向に連続する継手枠体間に、可撓止水部材が地下構築物の周方向に連続して水密的に架設されると共に、前記可撓止水部材の内周側の前記継手枠体間に外側耐火材と内側耐火材の二層の耐火材が径方向に所定間隔で配設されており、前記継手枠体は、前記地下構築物の外周と略同一外径で周方向に連続する外面板と、該外面板の外端部に当該継手の軸方向と直交して設けられた周方向に連続する板状で所定高さの結合桁部材と、前記外面板の内端部に当該継手の軸方向と直交して設けられた周方向に連続する板状で前記結合桁部材より低い支持桁部材と、を備えて前記結合桁部材で前記地下構築物に結合され、前記外側耐火材は、内側に膨出する変形許容屈曲部が形成されて前記支持桁部材の内縁部に前記対向する継手枠体を連結して配設され、前記内側耐火材は、外側に膨出する変形許容屈曲部が形成されて前記結合桁部材の内縁部に前記対向する継手枠体を連結して配設され、前記可撓止水部材の変形と前記耐火材のそれぞれの変形許容屈曲部の屈曲・伸展によって前記接続地下構築物の相対変位に追随するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の１側面において、地下構造物の継手は、該地下構造物の内周面に所定の空間を隔てて固定された地下構造物用耐火シートをさらに備え、該耐火シートの内周面は該内側耐火材の内周面と同一平面を形成し、該内側耐火材は幅方向両端部において該耐火シートと該地下構造物の間の該空間に挿入されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の１側面において、該耐火材は無機質フアイバーと、該無機質フアイバーを保護するために該無機質フアイバーを被覆する不燃性シートからなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の他の側面において、該無機質フアイバーはセラミックフアイバー、ロックウールおよびグラスウールからなる群から選択される材料からなり、該不燃性シートはガラスクロスおよびガラスクロスをシリコンコーティングした材料からなる群から選択される材料からなることを特徴とする。
【００１２】
好ましい１実施形態において、継手は該内側耐火材の内周面を高耐熱鋼材で被覆したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明の耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手によれば、火災の際には二層の耐火材とその間の空間が可撓止水部材への熱を遮断して可撓止水部材の焼損を防ぎ、万一火災の際の復旧交換も必要な側のみ独立して行うことができる。耐火材は薄く構成することができ、加工や装着を容易に行うことができると共に地下構築物の大きな離接変位を許容し得るように構成できる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明の耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手によれば、火災の際には外側耐火材と内側耐火材の二層の耐火材とその間の空間が可撓止水部材への熱を遮断して可撓止水部材の焼損を防ぎ、万一火災の際の復旧交換も必要な側のみ独立して行うことができる。耐火材は薄く構成することができ、加工や装着を容易に行うことができると共に地下構築物の大きな離接変位を許容し得るように構成できる。可撓セグメントとしてシールド工法によって施工される場合には、推力受け材の配設空間に耐火材を配設することで合理的に構成できる。
【００１５】
請求項３の継手によれば、地下構造物自体も耐火シートで保護されており、さらに該耐火シートと地下構造物の間の空間が熱の絶縁体となるので地下構造物の耐火性も向上し、また地下構造物を伝った熱により耐火材や可撓止水部材に影響がおよぶことを防止することができる。また内側耐火材の幅方向両端部がこの空間に挿入されているので、境界部での断熱性が向上する。
【００１６】
更に、耐火材を請求項４，５に係る発明の耐火材とすることにより、不定形の無機質フアイバーを定形化して加工や装着を容易と成し得ると共に、吸水性を向上し、また飛散を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。  
図１は本発明に係る耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手の一構成例であって図２に斜視図を示す地下構築物の継手部位のＡ−Ａ断面図である。
【００１８】
図示地下構築物１，１’は、シールド工法によって施工される断面形状が円形の地下トンネルであって、スチールセグメント，コンクリートセグメント，ダクタイルセグメント等のセグメント１０，１０’を円筒状に組み立てて構成されるものである。尚、継手２による結合部はカバープレート５０によって覆われており、図２には表れていない。
【００１９】
継手２は、結合するそれぞれの地下構築物１，１’の端面に固定される左右対称の一対の継手枠体としての継手枠２０，２０’が、可撓止水部材としての止水ゴム３０で水密的に連結されると共に、その内周側に耐火材４０が二重に配設されて（外側耐火材４１，内側耐火材４２）構成されている。左右の継手枠２０，２０’の形状は対称であり、以下、一方の継手枠２０の側について説明し、他方の継手枠２０’の側はダッシュ（’）を付した番号を付して説明を省略する。尚、継手枠２０，２０’は、セグメント１０，１０’と同様に周方向に複数のピース（周分割ピース）に分割されたいわゆる可撓セグメントとして構成されており、周方向に複数連結することで地下構築物１，１’と対応する所定の径の円環状となるようになっているものである。
【００２０】
継手枠２０は、地下構築物１の外面と等しい曲率で屈曲された所定幅で板状の外面板としてのスキンプレート２１の内面に、結合桁部材としての主桁２２と、支持桁部材としての副桁２３がそれぞれ溶接固定されると共に、これらの間に縦リブ２４が配設されて構成され、主桁２２が図示しないリング間ボルトによって地下構築物１を構成するセグメント１０に締結されることで、地下構築物１に固定されている。
【００２１】
主桁２２は、スキンプレート２１の外端部（地下構築物１側の端部）に板面を地下構築物１の軸方向と直交する方向として溶接固定されており、その高さ（径方向の幅）は地下構築物１を構成するセグメント１０と等しい。
【００２２】
副桁２３は、スキンプレート２１の内端部に板面を地下構築物１の軸方向と直交する方向として溶接固定されている、その高さは主桁２２の高さの１／２以下に設定されており、ここに、止水ゴム３０の側縁が固定されている。尚、この副桁２３の高さの規定は、後述する推力受材７０の厚さを継手枠２０の全体厚さの１／２以上としたいとの要求から生じたものであり、好ましくは主桁２２の高さの１／２以下であるが、主桁２２の高さの７０％以下であれば許容し得る。
【００２３】
縦リブ２４は、主桁２２と副桁２３の間にこれらと直交状態（板面を当該継手の軸方向として）介装固定され、周方向に所定の間隔で複数配設されている。
【００２４】
上記のごとき両継手枠２０，２０’は、それぞれ地下構築物１，１’を構成するセグメント１０，１０’に主桁２２，２２’で固定され、継手枠２０，２０’の外周面（スキンプレート２１，２１’の外周面）に両者間を跨ぐカバープレート５１が設けられると共に、所定の間隔を有する両副桁２３，２３’間に止水ゴム３０が架設されている。止水ゴム３０の外周側には発泡ゴムによる板状の目地材５２が介装され、更に、止水ゴム３０の内周側に二層の耐火材４０（外側耐火材４１，内側耐火材４２）が配設されている。
【００２５】
止水ゴム３０は、ゴムや合成樹脂等の所定硬度の弾性素材によって、副桁２３，２３’の間隔と対応する幅で、両側縁に内周側に屈曲した取付部３１を備えると共に幅方向中央に内側にＶ字状に屈曲突出した変形屈曲部３２を備えて形成されており、両端の取付部３１が取付ボルト５３によって副桁２３，２３’に水密的に締着され、内外の水密性を保って継手枠２０，２０’を連結するように配設されている。
【００２６】
耐火材４０は、図３に図１のＸ部拡大図を示すように、断熱性を有する無機質フアイバー４０Ａを、断熱性を有する保護シート４０Ｂでくるんで所定厚さの板状に形成されている。
【００２７】
無機質フアイバー４０Ａは、セラミックフアイバー、ロックウールおよびグラスウールからなる群から選ばれる材料からなることが好ましい。図示の実施形態においては、セラミックフアイバーのブランケットを使用している。
【００２８】
保護シート４０Ｂは、耐熱性を有すると共に変形も容易なグラスクロスまたはグラスクロスにシリコンコーティングを施した材料からなる不燃性シートで形成することが好ましく、綿状のセラミックファイバーブランケット４０Ａをこのような保護シート４０Ｂでくるむことで定形化すると共に吸水性を向上し、飛散を防ぐようになっている。
【００２９】
このような耐火材４０の固定は、継手枠２０，２０’又は後述するブラケット６０に立設されたスタッドボルト５４によって行われている。即ち、図１のＸ部拡大図である図３に示すように、当該耐火材４０に形成された取付穴４０Ｃを貫通して突出するスタッドボルト５４に螺合したナット５６によってワッシャー５５を介して固定されているものである。ワッシャー５５の耐火材４０側の面にはシリコン接着剤が塗布され、これによって当該部位からの耐火材４０の内部への水の侵入を防ぐようになっている。耐火材４０の固定にはスタッドボルトのほか、ナットを溶接した植込みボルトによってもよく、材質としてはＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６等が好ましい。さらに、取付穴４０Ｃはシリコンシーラー等のシーラーでシールすることにより火災時の炎を遮断することが好ましい。このシーラーは不燃性を有し、有毒ガス発生のおそれがないことが必要である。
【００３０】
耐火材４０は、前述のごとく外側耐火材４１と内側耐火材４２の二層に配設されており、外側耐火材４１と内側耐火材４２の間に隔絶された所定厚さの空間（耐火空間４３）が形成されている。
【００３１】
外側耐火材４１は、両縁の内周側に屈曲した装着部４１Ａでそれぞれ主桁２２，２２’の対向面に固定されると共に副桁２３，２３’の内周端縁端面に固定されて、副桁２３，２３’の内周縁に沿って両継手枠２０，２０’を連結するように装着されている。その幅方向中央には、内周側に膨出するように屈曲した変形許容屈曲部４１Ｂが形成されている。
【００３２】
内側耐火材４２は、その両縁が主桁２２，２２’の内周縁に沿って水平に延び、それぞれブラケット６０を介して主桁２２，２２’に固定されて両継手枠２０，２０’を連結するように装着されている。その幅方向中央には、外周側に膨出するように屈曲した変形許容屈曲部４２Ａが形成されている。
【００３３】
ブラケット６０は、スタッドボルト５４が立設された支持板６２を、主桁２２，２２’の対向面に溶接固定されたナット５７にボルト５８で固定された断面形状Ｌ字状の支持金具６１で支持して構成されている。支持板６２Ｂは主桁２２，２２’の内周縁に沿って位置し、この支持板６２Ｂに立設されたスタッドボルト５４に内側耐火材４２が固定されている。
【００３４】
左右のブラケット６０の支持板６２の間は所定間隔を有しており、内側耐火材４２はこの間隔にその変形許容屈曲部４２Ａを嵌入させて主桁２２，２２’の内周縁の内側に配設されている。このように主桁２２，２２’の内周縁の内側に位置することで、内側耐火材４２は可撓セグメントの周方向の結合構造に拘わりなく周方向全周に亘って連続した配設が可能となっている。
【００３５】
内側耐火材４２の内周面４２Ｃは、耐熱鋼材例えば市場性を考慮してＳＵＳ３１６等のＳＵＳ材またはＮＣＦ材で被覆し、火災時の燃焼ガス圧力の耐火材４２への影響を防ぐことが好ましい。ＳＵＳ材の厚みは０．０１〜１．０ｍｍの範囲内で火災想定条件により選択する。
【００３６】
ここで、上記継手２を地下構築物１，１’間に設置する（継手２によって地下構築物１，１’を接続する）施工時には、図４に断面図を示すように、左右両継手枠２０，２０’が主桁２２，２２’の間（耐火材４０の装着部位）に介装された推力受材７０によって結合され、掘進時に作用する推力を推力受材７０が受けて両継手枠２ ０，２０’の間隔を維持し、止水ゴム３０の形状を保つ。止水ゴム３０が装着される副桁２３の高さは前述のごとく主桁２２の高さの１／２以下に設定されていることから、推力受材７０の径方向の厚さを継手厚さの１／２以上に設定することができ、掘進時の推力を安定して受けることができる。このようにして掘進が完了した後、推力受材７０が撤去され、ここに耐火材４０が装着されて前述の設置状態とされる。尚、内側耐火材４２を支持するブラケット６０は、推力受材７０の撤去後の内側耐火材４２の装着時に取り付けられるため、ブラケット６０が推力受材７０や外側耐火材４１の装着の障害とはならない。
【００３７】
上記のごとく構成された継手２は、止水ゴム３０が地下構築物１，１’内外の水密性を保つと共に耐火材４０が火災による止水ゴム３０の焼損を防ぐ。地震や地盤の不等沈下等によって生ずる地下構築物１，１’の相対変位に際しては、止水ゴム３０はその変形屈曲部３２で弾性変形し、外側耐火材４１はその変形許容屈曲部４１Ｂで屈曲・伸展すると共に内側耐火材４２はその変形許容屈曲部４２Ａで屈曲・伸展して破損することなく追随する。
【００３８】
耐火材４１、４２の変位量は、継手に要求される変位量に合わせて、変形屈曲部の膨らみ状態を調節するにより調節することができ、たとえば追随変位量を３０〜１００ｍｍ、せん断変位量を３０〜２００ｍｍに設定する。
【００３９】
耐火材４０は、外側耐火材４１と内側耐火材４２の二重に配設されると共に両者の間に耐火空間４３が形成されていることにより、大規模火災に際しても止水ゴム３０を焼損から守ることができる。また、二層にしたことでそれぞれを薄く変形し易く形成できると共に、加工や装着等の取り扱いが容易となり、火災後の復旧作業も容易に行うことができるものである。例えば、厚さ５０ｍｍのセラミックファイバーブランケット用いることで、火災時において内側耐火材４２がそれより外側の温度を鋼材耐熱許容温度３５０℃以下に抑え、更に、耐火空間４３と外側耐熱材４１でその外側に位置する止水ゴム３０を耐熱許容温度１００℃以下に抑えるように構成することができる。このため、二次覆工省略型構造で二次覆工コンクリートによる耐火構造でないシールドトンネルに適するものである。
【００４０】
図５は本発明の継手の他の構成例を示す図１と同様の断面図である。図５において、図１と同一構成要素は同一符号で示し、その詳細な説明を省略する。
【００４１】
図５の構成例においては、地下構造物１０、１０’の内周面１０Ａ,１０’Ａに所定の空間７２を隔ててスタッドボルト等により固定された地下構造物用耐火シート７０をさらに備え、該耐火シート７０の内周面７０Ａは内側耐火材４２の内周面４２Ｃと同一平面を形成し、内側耐火材４２は幅方向両端部４２Ｂにおいて耐火シート７０と地下構造物１０．１０’の間の空間７２に挿入されている。この構成により、地下構造物１０、１０’自体も耐火シート７０で保護されており、さらに該耐火シート７０と地下構造物の間の空間７２が熱の絶縁体となるので地下構造物１０、１０’の耐火性も向上し、また地下構造物１０、１０’を伝った熱により耐火材４１、４２や可撓止水部材３２に影響がおよぶことを防止することができる。また内側耐火材４２の幅方向両端部４２Ｂがこの空間７２に挿入されているので、継手の止水性も向上する。なお、７４は内側耐火材の両端側より張出した形で設置し、中央部が重なった構造で、火災時の風圧が直接耐火シートに掛からない構造となっている。
【００４２】
尚、上記各構成例では、本発明をセグメントによって構成される地下構築物の接続に適用した例を示したが、これに限らず一体の暗渠に適用しても良い。又、暗渠の断面形状は円形に限らず、楕円形、四角形、その他の多角形のいずれであっても良いものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る耐熱構造を備えた地下構築物の可撓継手の一構成例であり、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図２】地下構築物の斜視図である。
【図３】耐火材の装着部位を示す図１のＸ部拡大図である。
【図４】継手施工時の断面図である。
【図５】本発明の継手の他の構成例を示す図１と同様の断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１’  地下構築物
２  継手
２０，２０’  継手枠体
２１  スキンプレート（外面板）
２２  主桁（結合桁部材）
２３  副桁（支持桁部材）
３０  止水ゴム（可撓止水部材）
４０  耐火材
４０Ａ  無機質フアイバー
４０Ｂ  保護シート
４１  外側耐火材（耐火材）
４１Ｂ  変形許容屈曲部
４２  内側耐火材（耐火材）
４２Ａ  変形許容屈曲部
【図１】
2005344352.tif 000003
【図２】
2005344352.tif 000004
【図３】
2005344352.tif 000005
【図４】
2005344352.tif 000006
【図５】
2005344352.tif 000007