(57)【要約】【課題】ＪＥＳ継手の嵌合部に形成される間隙部に、溶滴や研掃材などの吹付材を確実に吹き付けることができる吹付方法を提供する。【解決手段】断面略Ｃ字形の嵌合溝を形成する湾曲部及び板状部を有し、板状部の先端に前記嵌合溝に嵌合される爪部が形成された継手９，１０が長手方向に沿って設けられた多数の鋼製エレメント３，３を並列させて、かつ隣接する鋼製エレメント３，３の継手９，１０を嵌合させながら地山に貫入して構築され、トンネル空間を区画する地下構造物躯体において、トンネル空間に露出する継手９，１０の嵌合部に形成される間隙部１７への吹付材の吹付方法であって、鋼製エレメント３，３に継手９，１０と略平行に走行する走行体３１を取付け、走行体３１に噴射中心線が間隙部１７を通るように吹付材の噴射装置３０，３８を搭載して、該走行体３１を走行させながら噴射装置３８から間隙部１７に吹付材を吹き付ける。【選択図】図３
2017203271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面略Ｃ字形の嵌合溝を形成する湾曲部及び板状部を有し、前記板状部の先端に前記嵌合溝に嵌合される爪部が形成された継手が長手方向に沿って設けられた多数の鋼製エレメントを並列させて、かつ隣接する前記鋼製エレメントの前記継手を嵌合させながら地山に貫入して構築され、トンネル空間を区画する地下構造物躯体において、前記トンネル空間に露出する前記継手の嵌合部に形成される間隙部への吹付材の吹付方法であって、
前記鋼製エレメントに前記継手と略平行に走行する走行体を取付け、
前記走行体に噴射中心線が前記間隙部を通るように吹付材の噴射装置を搭載して、該走行体を走行させながら前記噴射装置から前記間隙部に吹付材を吹き付けることを特徴とする鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法。
【請求項２】
前記噴射装置は溶射ガンとその先端に取り付けられるエクステンションとからなり、前記吹付材は前記エクステンションの先端から噴射される溶射材料を溶融した溶滴であることを特徴とする請求項１記載の鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法。
【請求項３】
前記噴射装置は汎用のノズルであり、前記吹付材は研掃材であることを特徴とする請求項１記載の鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法に関し、より詳細には継手嵌合部に形成される間隙部に溶射材料を溶融した溶滴や、研掃材を吹き付ける方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道線路や道路の下方の地盤に立体交差する地下構造物（トンネル）を構築する工法の１つとして長尺の多数の鋼製エレメントを地山に貫入して覆工を行うＨＥＰ＆ＪＥＳ（High Speed Element Pull & Jointed Element Structure）工法が知られている。
【０００３】
この工法は、図１に示すように、例えば線路１下の地盤に構造物の断面を区画するように、長尺の多数の鋼製覆工エレメント２，３を牽引又は推進により並列させて地山に順次貫入させ、エレメント内部にコンクリートを打設して箱形ラーメン形式又は円形等の覆工壁４を構築した後、覆工壁４内方の地山を掘削して、覆工壁４を構造物躯体とする工法である。
【０００４】
このような工法に使用する覆工エレメントとして、断面が四角形の基準覆工エレメントと、その側部に順次連設される断面コ字形の一般部覆工エレメントとを用い、さらに各エレメント間の継手を全強状態に接合することができる構造とした工法について既に提案がされている（特許文献１，２参照）。
【０００５】
これらの基準覆工エレメント及び一般部覆工エレメントは、いずれも鋼製のもので、その構造が図２に示されている。すなわち、基準覆工エレメント２は、４枚のプレート５によって断面四角形に形成され、各隅角部には断面略Ｃ字形の継手６が長手方向に沿って設けられている。また、一般部覆工エレメント３は、３枚のプレート７，８によって断面コ字形に形成され、各隅角部及びプレート７の開放側端部には上記継手６と同形状の継手９，１０が長手方向に沿ってそれぞれ設けられている。基準覆工エレメント２は最初に地山に貫入され、次いで、基準覆工エレメント２の両側部の地山に一般部覆工エレメント３が貫入される。
【０００６】
その際、図２では一方側のみを示すように、一般部覆工エレメント３は、その開放部側の継手１０を基準覆工エレメント２の継手６に嵌合させながら地山に貫入される。先行して地山に貫入された一般部覆工エレメント３に並列させて、さらに後行する一般部覆工エレメント３が地山に貫入され、この後行する一般部覆工エレメント３は、その開放部側の継手１０を先行する一般部覆工エレメントの隅角部側の継手９に嵌合させながら地山に貫入される。このようにして、一般部覆工エレメント３を順次地山に貫入し、エレメント２，３内部にコンクリートを打設して、図１に示したような覆工壁４が構築される。
【０００７】
覆工壁４は地下構造物（以下、適宜、ＪＥＳ構造物ともいう）の躯体として本体利用されるのであるが、その際、トンネル空間に露出するＪＥＳ構造物４の内表面には美観上また構造上の観点から内装が施される。また内装によらない場合も、防食塗装によりエレメント表面を被覆するのが一般的である。
【０００８】
内装の目的は、トンネル利用者の視覚情報の確保、トンネル性能の確保等を図るために鋼製エレメントの錆による汚れ露出の防止のほか、美観の確保、腐食性環境からの防護等も対象としている。また、内装の具備すべき条件としては、表面の反射率が長期的に良好であること、表面は汚れが付着しにくいこと、構造上所定の強度を有し耐食性、耐候性に優れていること、凍結融解による材質劣化が少ないこと、耐火性に優れ有毒ガスが発生しないこと、歩行者からの外的衝撃により破損しないこと等が挙げられる。
【０００９】
従来、ＪＥＳ構造物の内装は、ボードやラミネート鋼板を用いた内装版を鋼製エレメントにボルト等で取付けた懸架構造として形成することが一般的に行われている。しかしながら、内装材をボルト等で懸架する構造の場合、自動車からの排気ガスに含まれる亜硫酸ガスや錆に起因する劣化が原因で内装版が落下する可能性が指摘されている。実際に、他の形式のトンネルで天井の内装版が落下して大事故になった例がある。このような事故を期にトンネル構造物に懸架型の内装版の使用が敬遠されることが多くなっている。
【００１０】
以上のような背景下において、鋼製エレメントの内装の目的及び具備すべき条件を満たす方法として、溶射による保護がある。溶射は、従来、鋼製構造物に保護層を形成するために使用されている一般的な技術であるが、ＪＥＳ構造物の内装として使用するためには、当該構造物に適用される継手（以下、適宜、ＪＥＳ継手ともいう）の複雑な部位への溶射方法を確立する必要がある。
【００１１】
図８は、一般部覆工エレメント３，３どうしの場合の、ＪＥＳ継手の嵌合状態を拡大して示すとともに、従来の溶射方法を示している。継手９，１０は基部１２と、基部１２からそれぞれ延びる傾斜板状部１３及び湾曲部１４とを備え、板状部１３の先端には板状部１３と略直角をなす爪部１５が形成されている。継手どうしが嵌合する嵌合溝１６は、板状部１３と湾曲部１４との各内面によって略Ｃ字形に規定され、一方の継手の爪部１５が他方の継手の嵌合溝１６に嵌合されることにより、両継手が嵌合される。この継手どうしの嵌合状態において、一方の継手の湾曲部１４の先端と他方の継手の板状部１３との間に微少な間隙部１７が生じている。
【００１２】
従来、鋼製エレメント３，３への溶射は溶射ガン３０を使用し、溶射ガン３０の先端を鋼製エレメント３，３のプレート７面に正対させて直角に溶射している。この場合、図８の（ａ）位置で示すように、プレート７面に対しては適切な溶射皮膜Ｐが形成されるが、（ｂ）位置で示す継手嵌合部では間隙部１７に溶滴が行き渡らず、溶射皮膜による保護層を形成することができない。
【００１３】
また、ＪＥＳ構造物に溶射による内装工を施工する場合、前作業としてグリットブラスト工法により鋼製エレメントの表面をケレン（研磨）する必要がある。これは鋼製エレメントの表面の錆や付着物に、研掃材を吹き付けることにより清掃し、さらに表面粗さを出すためである。溶射による保護層は、これらのケレンを確実におこなうことにより鋼製エレメントに密着し、防錆や防食の機能を担保することが可能になる。
【００１４】
しかしながら、このブラスト工法を実施する場合にも、従来の方法では継手嵌合部の間隙部１７に研掃材を入り込ませることができず、十分な清掃及び表面粗さを出すことができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００ー１２０３７２号公報
【特許文献２】特開２０００ー１７９２８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
この発明は上記のような技術的背景に基づいてなされたものであって、次の目的を達成するものである。
この発明の目的は、ＪＥＳ継手の嵌合部に形成される間隙部に、溶滴や研掃材などの
吹付材を確実に吹き付けることができる、鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は上記課題を達成するために、次のような手段を採用している。
すなわち、この発明は、断面略Ｃ字形の嵌合溝を形成する湾曲部及び板状部を有し、前記板状部の先端に前記嵌合溝に嵌合される爪部が形成された継手が長手方向に沿って設けられた多数の鋼製エレメントを並列させて、かつ隣接する前記鋼製エレメントの前記継手を嵌合させながら地山に貫入して構築され、トンネル空間を区画する地下構造物躯体において、前記トンネル空間に露出する前記継手の嵌合部に形成される間隙部への吹付材の吹付方法であって、
前記鋼製エレメントに前記継手と略平行に走行する走行体を取付け、
前記走行体に噴射中心線が前記間隙部を通るように吹付材の噴射装置を搭載して、該走行体を走行させながら前記噴射装置から前記間隙部に吹付材を吹き付けることを特徴とする鋼製エレメント継手嵌合部への吹付材の吹付方法にある。
【００１８】
より具体的には、前記噴射装置は溶射ガンとその先端に取り付けられるエクステンションとからなり、前記吹付材は前記エクステンションの先端から噴射される溶射材料を溶融した溶滴である。あるいは、前記噴射装置は汎用のノズルであり、前記吹付材は研掃材である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、ＪＥＳ継手の嵌合部に形成される間隙部に、溶滴や研掃材などの吹付材を確実に吹き付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明方法が適用される地下構造物躯体を示す断面図である。
【図２】地下構造物躯体の構築に使用される鋼製エレメントを示す正面図である。
【図３】この発明方法の実施形態（溶射施工）を示す正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線矢視側面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視平面図である。
【図６】継手嵌合部の間隙部への溶射状態を拡大して示す正面図である。
【図７】この発明の別の実施形態（研掃施工）を示す正面図である。
【図８】従来の溶射施工を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
この発明の実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図３〜図５は、この発明の実施形態を示し、図３はトンネル軸方向にみた正面図、図４は図３のＡーＡ線矢視側面図、図５は図３のＢーＢ線矢視平面図（継手部は省略）である。
【００２２】
この発明による方法が適用される地下構造物躯体や、これを構築するために使用される鋼製エレメント及び施工方法は、図１、図２及び図８を参照して説明したものと同様であり、同一部材には同一符号を付してある。
【００２３】
この発明によれば、トンネル空間に露出する継手９，１０の嵌合部の間隙部１７に溶射するために、溶射ガン３０を搭載した走行体（走行治具）３１を使用する。そして、この走行体３１を鋼製エレメント３のプレート７面に沿って走行させるためにレール３２を継手９，１０と略平行に設置する。
【００２４】
レール３２は例えば型鋼等からなり、レール３２の前後端に設けられる図示しない電磁石等により鋼製エレメント３のプレート７面に着脱自在に取り付けられる。図示の実施形態では、レール３２は継手９，１０を挟むように１対設置されているが、走行体３１の形状によっては１つのみの場合もあり得る。
【００２５】
走行体３１は矩形の支持枠３３を有し、支持枠３３の各隅角部に支柱３４がそれぞれ設けられている。支柱３４の先端にはベアリングを介して車輪３５がそれぞれ設けられ、これらの車輪３５はレール３２に走行可能に支持されている。これにより、走行体３１は継手９，１０と略平行に移動可能である。
【００２６】
溶滴の噴射装置は溶射ガン３０と、これにアタッチメントととして取り付けられるエクステンション３８とからなる。溶射ガン３０は支持枠３３の内方に配置され、支持枠３３を構成する各枠部材の中間部から内方に延びる振れ止め部材３６に固定されている。エクステンション３８は溶射ガン３０の先端に取り付けられ、支持枠３３の各隅角部から内方に延びる振れ止め部材３７に固定されている。
【００２７】
溶射ガン３０は周知のもので、溶射法としてはガス式（フレーム溶射、爆発溶射等）及び電気式（アーク溶射、プラズマ溶射、線爆溶射等）があるが、例えば電気式のアーク溶射を採用した溶射ガンを使用することができる。溶射線材としては亜鉛、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、合金等の金属材料が用いられる。
【００２８】
エクステンション３８は、溶射ガン３０に取り付けることにより、溶射線材や圧縮空気の送給路を延長し、先端のノズル部でアーク放電させて線材を融解し溶滴を噴射するもので、これも周知のものである。このエクステンション３８は、その軸線に対し傾斜して溶滴を噴射することが可能である。
【００２９】
上記のような走行体３１を用いることにより、図６に拡大して示すように、エクステンション３８の先端は鋼製エレメント３のプレート７面及び継手嵌合部の間隙部１７に近接し、かつエクステンション３８からの溶滴の噴射中心線Ｃ0が間隙部１７を通るように配置される。この場合、エクステンション３８の軸線と溶滴の噴射中心線Ｃ0とのなす噴射角度が略６５度、噴射によって溶滴が拡散する帯域の境界とエクステンション３８の軸線とのなす角度が略５０度及び略８０度とすることが望ましい。
【００３０】
溶射施工に際しては走行体３１を一定速度で走行させながら、エクステンション３８から溶滴を噴射させる。これにより、溶滴は継手嵌合部の間隙部１７に入り込み、従来困難であった間隙部１７への溶射を容易に行うことができる。溶射によって形成する保護層の膜厚は一般に１００μｍである。なお、走行体３１は人力で走行させてもよいが、駆動部を設けて自動で走行させるようにしてもよい。
【００３１】
前述したように、溶射施工の前作業として、グリットブラスト工法による鋼製エレメントのケレン（研磨）が実施される。このケレン作業にも、この発明方法を適用できる。
【００３２】
図７はケレン作業の実施形態を示す正面図である。溶射の場合と同様に継手９，１０と略平行にレール３２を取り付け、このレール３２に走行体４２の車輪４３を支持させる。走行体４２にはノズル４４が取り付けられている。このノズル４４は汎用のノズルであり、噴射中心線Ｃ0が継手嵌合部の間隙部１７を通るように走行体４２に傾斜して取り付けられている。
【００３３】
走行体４２を走行させながらノズル４４から研掃材を噴射して、間隙部１７に吹き付けることにより、間隙部１７におけるエレメント表面の錆や付着物Ｍを削ぎ落とし、溶射前に必要な表面粗さを形成することができる。なお、図７において符号４５は削ぎ落とされた錆や付着物が飛散するのを防止するための透明のカバーである。このカバー４５は状況を見ながら研掃材を吹き付けるので、不要とする場合もある。
【００３４】
上記各実施形態は例示であり、この発明は実施形態に限定されるものではない。特に走行体３１，４２の形態は一例にすぎず、実施形態に限らず種々の態様を採ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
２，３：鋼製エレメント
４：地下構造物（ＪＥＳ構造物）
５，７：プレート
６，９，１０：継手（ＪＥＳ継手）
１２：基部
１３：板状部
１４：湾曲部
１５：爪部
１６：嵌合溝
１７：間隙部
３０：溶射ガン
３１：走行体
３２：レール
３５：車輪
３８：エクステンション
４２：走行体
４４：ノズル
【図１】
2017203271.tif 000003
【図２】
2017203271.tif 000004
【図３】
2017203271.tif 000005
【図４】
2017203271.tif 000006
【図５】
2017203271.tif 000007
【図６】
2017203271.tif 000008
【図７】
2017203271.tif 000009
【図８】
2017203271.tif 000010