(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型リングを円周方向に複数分割した形状のコンクリート製シールドトンネル用セグメントの前記円筒外面側にセグメント本体部を有し、該セグメント本体部の前記円筒内面側に耐火無筋コンクリート層を一体に有するシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法であって、
成形型枠内に、補強鋼材を配置し、該補強鋼材がすべて埋まるようにコンクリートを打設して前記セグメント本体部を成形し、前記コンクリートの固化前に耐火コンクリートを打設することにより、前記耐火無筋コンクリート層を前記セグメント本体部と一体に成形するシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法。
【請求項２】
耐火無筋コンクリート層は、アルミナセメント若しくはアルカリスラグセメント等の高耐火性セメント及び塊状スラグ、フェロニッケルスラグ、シャモット若しくは火成岩等の高断熱性骨材を使用した耐火コンクリートをもって成形する請求項１に記載のシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法。
【請求項３】
耐火無筋コンクリート層に、ポリプロピレン等の高熱溶融性の繊維材を混入させる請求項1若しくは２に記載のシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールドトンネルの覆工に用いる耐火セグメントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コンクリートは温度上昇によって内部の水分が蒸発し、コンクリート中に水蒸気圧が発生する。この蒸気圧は、緩やかに上昇する場合はコンクリートの微細孔から徐々に抜けるが、火災等により急激に発生した場合、瞬時には抜けないため爆裂（スポーリング）現象が発生し、コンクリートの破壊や剥離が生じる。１９９６年１１月に発生したユーロトンネルの火災発生事故では、この爆裂現象によってセグメント厚さ４０ｃｍの２／３が破壊・剥離して大きな損傷を受けた。
【０００３】
また、鉄筋コンクリートは高温に加熱されることによって強度や静弾性係数等の力学的性質が低下し、更に、鉄筋とコンクリートとの熱膨張率の差によって両者の間の付着力が低下する。
【０００４】
シールドトンネルの覆工に使用されているコンクリート製のセグメントは、鉄筋コンクリート製であるため、加熱によって上記現象を引き起こし、火災事故による加熱によって大きな損傷を受ける。
【０００５】
このため、一般に、シールドトンネルの耐火対策として、図２に示すように、コンクリートセグメント１，１……による覆工２の内面に、耐火断熱ボード３等を設置し、火災による高熱（１０００℃以上）からセグメントを防護せんとしている。
【０００６】
この耐火ボードは、コンクリート温度の上昇を制限し、爆裂現象や力学的性質の低下を生じさせないようにする必要から、オランダの沈埋トンネルでは、「コンクリート表面において３８０℃を超えないこと」「鉄筋表面（かぶり２５ｍｍ）において２５０℃を超えないこと」の条件を満たす性能が要求されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、耐火断熱ボードの設置には次のような問題がある。
【０００８】
即ち、耐火ボードの取り付けは、一次覆工の後工程になり、トンネル工事全体の工期が長くなる。また、道路トンネルでは、トラックが時速１００ｋｍで走行する時の風荷重に対して、引張強度２５ｋｇ／ｍ２もの高強度の取り付け構造が要求され、取り付け方法が煩雑になり、多くの資材と労力を必要とし、コスト高となる。
【０００９】
このような従来の問題に鑑み、本発明は、セグメントによる覆工が形成されることにより耐火対策が同時に完了する耐火セグメントの製造方法の提供を目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための本発明の特徴は、円筒型リングを円周方向に複数分割した形状のコンクリート製シールドトンネル用セグメントの前記円筒外面側にセグメント本体部を有し、該セグメント本体部の前記円筒内面側に耐火無筋コンクリート層を一体に有するシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法であって、成形型枠内に、補強鋼材を配置し、該補強鋼材がすべて埋まるようにコンクリートを打設して前記セグメント本体部を成形し、前記コンクリートの固化前に耐火コンクリートを打設することにより、前記耐火無筋コンクリート層を前記セグメント本体部と一体に成形するシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法にある。
【００１１】
尚、耐火無筋コンクリート層は、アルミナセメント若しくはアルカリスラグセメント等の高耐火性セメント及び塊状スラグ、フェロニッケルスラグ、シャモット若しくは火成岩等の高断熱性骨材を使用した耐火コンクリートをもって成形すること、及び、耐火無筋コンクリート層に、ポリプロピレン等の高熱溶融性の繊維材を混入させることにより爆裂（スポーリング）の発生を回避できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面について説明する。
【００１３】
図１において、１０は本発明方法により製造された耐火セグメントであり、このセグメントは鉄筋コンクリート製のセグメント本体部１１と、該セグメント本体部１１のトンネル内面側面（以下単に内側面と記す）にこれと一体に成形した耐火無筋コンクリート層１２とから構成されている。
【００１４】
セグメント本体部１１は従来と同様に鉄筋１３、鉄骨１４からなる補強鋼材を埋設したＲＣ構造となっている。一方、耐火無筋コンクリート層１２は、アルミナセメント若しくはアルカリスラグセメント等の高耐火性セメント及び塊状スラグ、フェロニッケルスラグ、シャモット若しくは火成岩等の高断熱性骨材を使用した耐火コンクリートをもって成形している。
【００１５】
また、耐火無筋コンクリート層１２にはポリプロピレンからなる高熱溶融性の繊維材を混入している。
【００１６】
この耐火セグメント１０の成形は、図には示してないが、該耐火セグメントの厚さ分の高さを有する上面開放型の成形型枠を使用し、該型枠内の底部に必要な補強鋼材を配置し、コンクリートを打設してセグメント本体部１１を成形し、該コンクリートの固化前にその上に、ポリプロピレンからなる高熱溶融性の繊維材を添加して混練した前記耐火コンクリートを打設して耐火無筋コンクリート層１２を成形する。
【００１７】
尚、既往の実験結果によれば、この耐火セグメントは、セグメント本体部１１の内面に、厚さ１０ｃｍ程度の耐火無筋コンクリート層１２を一体に設けることにより、耐火コンクリート層１２の表面温度が１０００℃を超えることとなっても、セグメント本体部１１の内面側表面温度が２５０℃以下にできる。
【００１８】
【発明の効果】
上述したように、本発明のシールドトンネル用耐火セグメントの製造方法においては、成形型枠内に、補強鋼材を配置し、該補強鋼材がすべて埋まるようにコンクリートを打設してセグメント本体部を成形し、前記コンクリートの固化前に、耐火コンクリートを打設することにより、耐火無筋コンクリート層を前記セグメント本体部と一体に成形することによって、セグメントと一体に耐火層が存在することとなり、セグメントによるトンネル覆工の組み立てと同時に耐熱処理ができることとなり、従来の耐火断熱ボードによる耐熱処理に比べ、構造が簡略化され、覆工組み立て現場での耐熱処理工程がないため、製造コストが低減されるとともに工期が短縮される。
【００１９】
また、セグメント本体と耐火無筋コンクリート層とを一体化させた耐火コンクリートとすることにより、耐熱層となる耐火コンクリートの風圧に対する耐剥離強度が十分に確保できる。
【００２０】
また、耐火無筋コンクリート層を、アルミナセメント若しくはアルカリスラグセメント等の高耐火性セメント及び塊状スラグ、フェロニッケルスラグ、シャモット若しくは火成岩等の高断熱性骨材を使用した耐火コンクリートをもって成形することにより、厚さ１０ｃｍ程度の耐火無筋コンクリート層で表面温度が１０００℃を超えてもセグメント本体部表面の温度を２５０℃以下にできる。
【００２１】
耐火無筋コンクリート層に、ポリプロピレン等の高熱溶融性の繊維材を混入させることにより、高熱に曝されるとこの繊維材が溶けて蒸気の抜け道ができ、コンクリート内の水分が急激に蒸発してもその蒸気圧が外部に速やかに放出され、爆裂現象が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法により製造された耐火セグメントの一例の断面図である。
【図２】シールドトンネルにおける従来の耐火処理構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 耐火セグメント
１１ セグメント本体部
１２ 耐火無筋コンクリート層
１３ 鉄筋
１４ 鉄骨
【図１】
0003918169.tif 000002
【図２】
0003918169.tif 000003