(57)【要約】【課題】把持搬送できると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル用セグメントとコンクリート構造物の提供。【解決手段】搬送手段５または組立手段が連結される連結部材としてインサート部材２を備えたトンネル用セグメント１であって、インサート部材２はセラミックスで形成され、この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成される。複数のトンネル用セグメント１を組み立ててなるトンネル構造物であって、トンネル用セグメント１は搬送手段５または組立手段が連結されるセラミックスからなるインサート部材２を備え、搬送手段５または組立手段が連結され得るインサート部材２の雌ねじ部２１１がトンネル内部に開口部を形成させる場合、少なくとも一部のインサート部材２の開口部が封止部材である封止プラグ３によって封止される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送手段または組立手段が連結される連結部材を備えたトンネル用セグメントであって、
前記連結部材はセラミックスで形成され、
この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成されたこと
を特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項２】
前記トンネル用セグメントの内表面部に耐火耐熱手段を備えたこと
を特徴とする請求項１記載のトンネル用セグメント。
【請求項３】
前記連結部材は搬送手段または組立手段が連結され得る雌ねじ部を備えたこと
を特徴とする請求項１または２記載のトンネル用セグメント。
【請求項４】
搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備えたトンネル用セグメントを複数組み立てて構成されたことを特徴とするトンネル構造物。
【請求項５】
複数のトンネル用セグメントを組み立ててなるトンネル構造物であって、
前記トンネル用セグメントは搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備え、
前記搬送手段または組立手段が連結され得る連結部材の雌ねじ部がトンネル内部に開口部を形成させる場合、
少なくとも一部の連結部材の開口部が封止部材によって封止されること
を特徴とするトンネル構造物。
【請求項６】
前記トンネル用セグメントの内表面を耐火パネルで覆うことを特徴とする請求項４記載のトンネル構造物。
【請求項７】
前記封止部材は無機質材からなることを特徴とする請求項５記載のトンネル構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシールド工法用セグメント、トンネル覆工用セグメント、既設トンネルの漏水防止、補強、延命処置などのために使用されるトンネル用セグメント（例えばコンクリートセグメント、及びコンクリートと鋼材との複合セグメント）及びこれからなるトンネル構造物に関する。特に、エレクター、他の揚重機等の搬送手段によって把持搬送して所定の場所に移動またはセットするために、前記セグメントのコンクリート層部に埋設されるインサート部材が前記搬送手段に連結される連結部材として利用されるセグメント及びこれからなるトンネル構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
シールド工法に使用するセグメントの場合、一般的には、搬送手段に連結される把持金具として、予めセグメントのコンクリート層内に埋設された円筒状の吊手金具に吊り金具が取り付けられる。そして、エレクター等の搬送手段が前記吊り金具を介して前記セグメントを吊り上げ、回転方向、上下左右方向へ移動することにより、前記セグメントは所定の位置にセットされる（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、特許文献２には、セグメントに埋設される吊手金具であって、雌ねじ部を形成させた筒状の吊手本体とこの吊手本体の外周面に設けられるフランジとが鋳造によって一体成型されて、製作性、コスト、コンクリート型枠への装着の容易性を図ったものが開示されている。
【０００４】
コンクリートセグメント、コンクリートと鋼材との複合セグメントのコンクリート層内に埋設されている金属（吊り手金具）が露出している場合には、地電流、環境の酸性成分などの影響により腐食が生じ、コンクリート層、内部鉄筋、引いては、コンクリート構造物の損傷に拡大発展する問題がある。
【０００５】
そこで、特許文献３に示された孔塞ぎプラグのように、耐火耐熱特性の劣る合成樹脂に代えて、モルタルからなるものの適用が考えられるが、吊り手金具は金属製であるので、耐腐食性は期待できない。
【特許文献１】特開平８−２７０３９４
【特許文献２】特開２００５−９０１４５
【特許文献３】特開２００５−６８９２４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、トンネル等の坑内火災時におけるコンクリート構造物の保護のために、耐火耐熱特性の規定が各国、様々な機関によって火災発生時から時系列温度上昇曲線が設定されている（火災発生時の「温度−時間曲線」の想定）。
【０００７】
例えば、ＩＳＯによる標準時間−温度曲線、油火災で模擬した炭化水素火災曲線、ＲＡＢＴ曲線（ドイツにおける道路トンネルの設備と運用に関する指針）、オランダ運輸公共事業所治水局の曲線などが知られており、日本の場合は、ドイツにおけるＲＢＡＴ曲線に準拠した温度−時間曲線が設定されている。
【０００８】
コンクリート構造物を保護するために、コンクリート構造物の表面を耐火耐熱特性部材で被覆することが行われているが、コンクリート構造物（各セグメント）自体が耐火耐熱特性に劣る部材を具備しない構造とすることも重要である。
【０００９】
本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、その目的は把持搬送できると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性を向上させたトンネル用セグメントとトンネル構造物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、請求項１記載のトンネル用セグメントは、搬送手段または組立手段が連結される連結部材を備えたトンネル用セグメントであって、前記連結部材はセラミックスで形成され、この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のトンネル用セグメントは、請求項１記載のトンネル用セグメントにおいて、前記トンネル用セグメントの内表面部に耐火耐熱手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のトンネル用セグメントは、請求項１または２記載のトンネル用セグメントにおいて、前記連結部材は搬送手段または組立手段が連結され得る雌ねじ部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のトンネル構造物は、搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備えたトンネル用セグメントを複数組み立てて構成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のトンネル構造物は、複数のトンネル用セグメントを組み立ててなるトンネル構造物であって、前記トンネル用セグメントは搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備え、前記搬送手段または組立手段が連結され得る連結部材の雌ねじ部がトンネル内部に開口部を形成させる場合、少なくとも一部の連結部材の開口部が封止部材によって封止されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載のトンネル構造物は、請求項４記載のトンネル構造物において、前記トンネル用セグメントの内表面を耐火パネルで覆うことを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載のトンネル構造物は、請求項５記載のトンネル構造物において、前記封止部材は無機質材からなることを特徴とする。
【００１７】
請求項１〜３記載のトンネル用セグメントによれば、埋設された連結部材がセラミックスからなると共に搬送手段または組立手段に連結された把持部材が装着可能であるので、前記トンネル用セグメントは把持搬送可能となると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性が向上する。
【００１８】
請求項４〜７記載のトンネル構造物によれば、構成要素のトンネル用セグメントに埋設された連結部材がセラミックスからなると共に搬送手段または組立手段に連結された把持部材が装着可能となっているので、トンネル構造物を構成させるトンネル用セグメントが把持搬送個可能となると共に、前記トンネル構造物は耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性が向上する。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、請求項１〜３記載の発明によれば、把持搬送できると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル用セグメントを提供できる。
【００２０】
請求項４〜７記載の発明によれば、構成要素のトンネル用セグメントが把持搬送可能であると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１（ａ）は本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図である。図１（ｂ）は前記トンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の概観を示した断面図である。図１（ｃ）は前記インサート部材に封止プラグが装着された状態を示した断面図である。
【００２３】
トンネル用セグメント１は定型に形成されたコンクリート層１０にインサート部材２が埋設されて構成される。インサート部材２は図４（ａ）に示されたようにトンネル用セグメント１を運搬手段５によって把持運搬するための把持部材として把持金具６が連結される連結部材である。図１（ａ）に示されたトンネル用セグメント１にはインサート部材２が設けられているが、インサート部材２の設置数は１個または複数個である。例えばトンネル用セグメント１のサイズやトンネル用セグメント１を把持運搬する時の安全性及び安定性が考慮されて複数設けられる。
【００２４】
インサート部材２は本体部２１からなる。本体部２１にはスリーブ２２が装着される。本体部２１には雌ねじ部２１１が形成されている。スリーブ２２には雌ねじ部２１１と羅合する封止プラグ３または把持金具６が挿通できるようになっている。本体部２１とスリーブ２２は既知の接着剤または接続部材を介して接続される。トンネル用セグメント１におけるインサート部材２の埋設深さはスリーブ２２の長さによって設定される。本体部２１はアルミナ、ジルコニア等に例示されるセラミックスからなる。スリーブ２２もセラミックスからなる。スリーブ２２はアルミナ、ムライトが例示されるセラミックスからなる。
【００２５】
本体部２１は外周面が曲面に加工されている。例えば本体部２１は図示されたように略樽状に形成されている。スリーブ２２は中空円筒状に形成されている。本体部２１の最大外径Ｄ1とスリーブ２２の外径Ｄ2と本体部２１端面の外径Ｄ3の寸法は、図１（ｂ）に示されたように、Ｄ1＞Ｄ3＞Ｄ2の関係となるように設定される。このように本体部２１とスリーブ２２の外径が異径に形成されることによりトンネル用セグメント１とインサート部材２との埋設的強度を確実なものとする。また、本体部２１の側面の一部部分に廻り止め部２１２が形成されると、把持金具６をインサート部材２に装着する際にインサート部材２の供廻りが防止される。
【００２６】
封止プラグ３は図１（ｃ）に示されたように雄ねじ部３１とツバ部３２とからなる。雄ねじ部３１とツバ部３２はセラミックス、コンクリート、モルタル等に例示される無機質材料によって一体的に成形されている。前記セラミックスとしてアルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディライト、ステアタイト等に例示される焼結部材が挙げられる。例えば特開２００１−１２２６７０、特開２００１−２７１５９７、特開２００１−３２８８５５、特開２００２−３５７０９８、特開２００３−１２０１９７、特開２００３−２６９０９７、特開２００４−００３２８５等に開示されたものがある。また、アルミナセメント系材料等を主成分とする不定形耐火物や耐火繊維等の非焼結部材によって鋳造加工されたものがある。例えば特開２００４−０１１３１２に開示されたものがある。さらに、少なくとも１２００℃の温度に１時間暴露に耐えうる耐久性を有する無機質材よって構成されたものがある。例えば特開２００３−２９３４８４、特開２００３−３００７８３に開示されたものがある。
【００２７】
雄ねじ部３１は封止プラグ３がインサート部材２に装着される際に本体部２１の雌ねじ部２１１と螺合する。一方、ツバ部３２は封止プラグ３がインサート部材２に装着される際にスリーブ２２の開口部を閉塞させる。ツバ部３２は雄ねじ部の一端側に形成されている。ツバ部３２は円柱形状の平頭に形成されている。また、ツバ部３２の端面には封止プラグ３を螺進させるためのねじ回し手段が係止される溝部３３が適宜の深さで形成される。溝部３３の開口部の形状は特に限定されない。前記形状としてはマイナス形、プラス形、正四角形、正六角形等が例示される。
【００２８】
また、本体部２１の雌ねじ部２１１の底面部には、図１（ｃ）記載のＡ部分の拡大断面図である図２に示されたように、封止プラグ３の弛みを解消させるために、弛み止め２３が設置される場合がある。弛み止め２３は前記底面部に形成された弛み止め収容部２１３に収容される。弛み止め２３としてはゴム製のＯリング、金属製のワッシャ、弾性セラミックスワッシャ等が例示される。前記弾性セラミックスワッシャとしては例えば特開平７−１３８０６７、特開平８−１４２９４、特開平８−１３５７９４等に示されたものがある。前記弾性セラミックスワッシャは耐熱、耐食性の点で最も好ましい。
【００２９】
トンネル用セグメント１に埋設されるインサート部材の他の形態としては図３に示されたインサート部材４がある。インサート部材４は本体部４１からなる。本体部４１にはスリーブ４２が接続される。スリーブ４２には本体部４１に形成された雌ねじ部４１１と羅合する把持金具６または封止プラグ３が挿通される。本体部４１及びスリーブ４２はそれぞれインサート部材２の本体部２１及びスリーブ３２と同様の材料及び形状で形成すればよい。雌ねじ部４１１は本体部４１を貫通するように形成されている。この本体部４１には雌ねじ部４１１の開口部を閉塞させる封止栓４３が装着される。封止栓４３は本体部４１の雌ねじ部４１１と螺合する雄ねじ部４３１を備えている。尚、雌ねじ部４１１と羅合する把持金具６及び封止プラグ３の雄ねじ部の軸長は雌ねじ部４１１の有効軸長に基づき決定される。
【００３０】
トンネル用セグメント１にインサート部材２，４が複数埋設される場合、少なくとも一部のインサート部材２，４の雌ねじ部２１１，４１１の開口部が封止プラグ３等の封止部材によって封止される。前記少なくとも一部としたのは次の理由による。
【００３１】
複数のトンネル用セグメント１がトンネルの側壁部を構成させる場合、前記側壁部はゴミに曝されやすい状況となり前記開口部を封止する必要があるからである。複数のトンネル用セグメント１がトンネルの天井部を構成させる場合、前記開口部は下方を向いておりゴミが侵入しない状況となり、前記開口部を封止する必要がないからである。トンネル用セグメント１の内表面が耐火パネルによって覆われえる場合、雌ねじ部２１１，４１１によってトンネル内部に開口部を形成させないからである。
【００３２】
また、雌ねじ部２１１の開口部を封止させる封止部材は封止プラグ３に限定されない。例えば耐火材の充填によって前記開口部を封止してもよい。
【００３３】
図４を参照しながらトンネル用セグメント１の搬送及び組み付け方法の一例について説明する。
【００３４】
トンネル用セグメント１は図４（ａ）に示されたようにインサート部材２に装着された把持部材である把持金具６に搬送手段５が連結されることにより施工現場の所定の場所に搬送し、且つトンネル構造物として組付けることができる。搬送手段５としては例えば特開平８−２７０３９４に示されたセグメントエレクタ装置が挙げられる。
【００３５】
搬送手段５は図４（ａ）に示したように把持ブラケット５１を備えている。把持ブラケット５１は二枚のブラケット板５１０を平行に配置してなる。ブラケット板５１０には連結ピン５２が貫通できる連結孔５１１が形成されている。ブラケット板５１０の間隔は把持金具６の連結部６３を挿入できる程度に確保されている。
【００３６】
把持金具６は図４（ｂ）に示されたように胴体部６１と雄ねじ部６２と連結部６３とからなる。雄ねじ部６２は胴体部６１に下端部に設けられている。雄ねじ部６２はインサート部材２の雌ねじ部２１１と螺合できるように形成されている。連結部６３は胴体部６１の上端部に設けられている。連結部６３には連結ピン５２が貫通できる連結孔６３１が形成されている。
【００３７】
トンネル用セグメント１を搬送手段５によって把持搬送される際、先ず、インサート部材２に把持金具６が螺合装着される。次いで、把持金具６の連結部６３が搬送手段５の把持ブラケット５１のブラケット板５１０に間に挿入される。そして、連結ピン５２が図４（ｂ）に示された矢印の順で連結孔５１１，６３１，５１１を貫通した後に脱落しないように処置されると、搬送手段５はトンネル用セグメント１を把持搬送できるようになる。尚、連結ピン５２の脱落を防止するための処置の一例としては、特開平８−２７０３９４に開示された連結ピンのように、搬送手段５によって係止されるフランジが連結ピン５２に設けられる形態がある。
【００３８】
本発明の他の実施形態に係るトンネル用セグメントとしては図５（ａ）に示されたトンネル用セグメント７がある。トンネル用セグメント７のコンクリート層７０の表面には耐火耐熱手段として耐火層７１が一体形成されている。耐火層７２は既知の耐火性の材料で構成すればよい。耐火層７１としては例えば特開２００３−３００７８３、特開２００３−２９３４８４等に開示されたものが挙げられる。トンネル用セグメント７には例えばインサート部材２が埋設される。トンネル用セグメント７においては、本体部２１がコンクリート層７０に埋設される一方でスリーブ２２がコンクリート層７０と耐火層７１とに埋設されている。トンネル用セグメント６の把持搬送は図４を参照しながら説明した方法で行えばよい。
【００３９】
また、耐火機能を有するトンネル用セグメントの他の形態としては例えば図５（ｂ）に示されたトンネル用セグメント８がある。トンネル用セグメント８はコンクリート層８０の表面に耐火耐熱手段として耐火耐熱部８１を介して耐火パネル８２が設けられている。この際、インサート部材２に封止部材（封止プラグ３）を装着させる必要はない。トンネル用セグメント８の把持搬送は耐火パネル８２が設けられる前に図４を参照しながら説明した方法で行えばよい。
【００４０】
耐火耐熱部８１はキャスタブル耐火物からなる。前記キャスタブル耐火物は耐火性骨材とアルミナセメントなどの水硬剤を混合して得られた耐火物である。前記耐火物の具体的なものとしては例えば特開２００２−３５７０９８に示されたものがある。この耐火物は酸化アルミニウム３０〜９８重量％、酸化珪素５〜４９重量％のうちの任意の範囲を主成分とし、これに補助剤として例えばアルミナセメント等の結合剤と、例えばヘキサメタリン酸ソーダ等の分散剤を少量含有している。
【００４１】
耐火パネル８２としては既知の耐火タイル例えば特開２００３−１２０１９７、特開２００２−３６７０９８等に開示されたものが挙げられる。
【００４２】
以上の説明から明らかなようにトンネル用セグメント１，７，８及びコンクリート構造物によれば、これらのトンネル用セグメントに埋設されたインサート部材はセラミックスからなると共に搬送手段に連結された把持部材が装着可能であるので、前記トンネル用セグメントが把持搬送できると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】（ａ）本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図，（ｂ）前記トンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の概観を示した断面図，（ｃ）前記インサート部材に封止プラグが装着された状態を示した断面図。
【図２】インサート部材に弛み止めが装着された状態を示した拡大断面図
【図３】封止栓を備えたインサート部材の構成を示した断面図。
【図４】（ａ）トンネル用セグメントを搬送する事例を説明した断面図，（ｂ）搬送手段のブラケットに把持金具を連結させる事例を説明した斜視図。
【図５】（ａ）本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図，（ｂ）本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の断面図。
【符号の説明】
【００４４】
１，７，８…トンネル用セグメント
２…インサート部材（連結部材）、２１…本体部、２１１…雌ねじ部、２１２…廻り止め部、２１３…弛み止め収容部、２２…スリーブ、２３…弛み止め
３…封止プラグ、３１…雄ねじ部、３２…ツバ部、３３…溝部、３４…封止補助部材
４…インサート部材、４１…本体部、４１１…雌ねじ部、４１２…廻り止め部、４２…スリーブ、４３…封止栓、４３１…雄ねじ部
５…搬送手段、５１…ブラケット、５１１…連結孔、５１０…ブラケット板
６…把持金具、６１…胴体部、６２…雄ねじ部、６３…連結部、６３１…連結孔
【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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