(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状に組立てられたシールドトンネルの覆工セグメントの内周面を覆うようにして、セラミックス製などの断熱性を有する耐火パネルを添設し、前記耐火パネルと前記セグメントとの間に断熱および排水通路兼用の空間を設け、前記断熱空間に、前記耐火パネルの背面側に予め固設されるロックウールなどの無機繊維材を充填することを特徴とするシールドトンネル覆工における耐火構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シールドトンネル覆工における耐火構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
環状に組立てられたセグメントの内周に施工されるシールドトンネルの二次覆工は、蛇行修正，仕上げ，防水などの役割を担っている。ところが、例えば、道路トンネルのように供用後に坑内火災が発生する可能性がある場合には、二次覆工は、坑内火災によって発生する高温の熱がセグメントに損傷を与えることを防止する断熱材としての役割も担っている。
【０００３】
近時のシールドトンネルの施工技術の向上により、前述した二次覆工の役割は、軽減しつつあるものの、耐火構造としての役割に関しては、依然として存在している。
【０００４】
しかしながら、二次覆工を用いる従来の耐火構造には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、二次覆工を耐火構造に用いる場合には、セグメントで一次覆工を施工した後に、セグメントの内面側にコンクリート製の二次覆工を施工するため、構築するトンネルの断面積が大きくなり、コストアップの要因となる。
【０００６】
また、二次覆工は、通常、現場施工で行なわれるため、作業性や工程の改善が難しく、工期短縮も困難であった。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、コストの低減と工期の短縮とを同時に達成することができるシールドトンネル覆工における耐火構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、筒状に組立てられたシールドトンネルの覆工セグメントの内周面を覆うようにして、セラミックス製などの断熱性を有する耐火パネルを添設し、前記耐火パネルと前記セグメントとの間に断熱および排水通路兼用の空間を設け、前記断熱空間に、前記耐火パネルの背面側に予め固設されるロックウールなどの無機繊維材を充填するようにした。
このように構成したシールドトンネル覆工における耐火構造によれば、セラミックス製などの断熱性を有する耐火パネルは、二次覆工コンクリートよりも断熱性に優れているので、その厚みを小さくすることができ、その結果、構築するトンネルの断面積を小さくすることが可能なる。
また、耐火構造の主体となるセラミックス製などの断熱性の耐火パネルは、予め工場生産することができ、工場生産した耐火パネルを施工現場に搬入して、セグメントの内周側に沿って添設設置することで耐火構造が得られるので、作業性や工程の改善が容易に行なえ、工期の短縮も可能になる。
本発明にかかるシールドトンネル覆工における耐火構造では、前記耐火パネルと前記セグメントとの間に断熱および排水通路兼用の空間を設けるので、断熱ないしは排水通路兼用空間は、ごく薄い層でもその機能を確保することができ、耐火構造の断熱性をより一層増加させることが可能になり、耐火構造全体の厚みを大幅に小さくすることができる。
前記断熱空間には、前記耐火パネルの背面側に予め固設される無機繊維材を充填するので、断熱性や排水機能を阻害することなく、所定厚みの空間を確実に確保することができ、また、空間内に異物の侵入を無機繊維材で阻止することができ、断熱ないしは排水機能を長期間維持することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図９は、本発明にかかるシールドトンネル覆工における耐火構造の一実施例を示している。
【００１０】
同図に示した耐火構造１０は、図１にその縦断面状態の全体を示すように、筒状に組立てられたセグメント１２の内周面に沿って、インバート部を除きその上部側の内面を覆うようにして構築されている。
【００１１】
セグメント１２は、本実施例の場合には、ＲＣ構造のものが用いられ、円弧状に湾曲した複数のセグメントピースを、周および軸方向に相互に隣接配置して、接合部を相互に連結することで筒状に組立てられている。
【００１２】
セグメント１２は、図示省略のシールド掘進機の掘進に伴なって、その後方に順次設置される。本実施例の耐火構造１０は、図２にその一部を拡大して示すように、耐火パネル１４と、この耐火パネル１４を設置した際に、セグメント１２の内周面と耐火パネル１４の外周面とで画成される断熱および排水通路兼用の空間１６とを備えている。
【００１３】
このような耐火構造１０は、セグメント１２により一次覆工が完了した後、切羽から距離をおいて平行作業により設置する。耐火パネル１４は、例えば、２５ｍｍ厚程度のセラミックスなどの、二次覆工コンクリートよりも高い断熱性を備えた材料から薄い板状に形成され、本実施例の場合には、一次覆工用のセグメント１２よりも周および軸方向の分割数が大きい、比較的小口径のセグメント状になっている。
【００１４】
本実施例の場合には、各耐火パネル１４の背面側には、ロックウールなどの無機繊維材１８が、その全面に亘って、均一な厚み、例えば、１０mm程度の厚みで固設されている。
【００１５】
この無機繊維材１８は、耐火パネル１４を設置すると、セグメント１２の内周面と耐火パネル１４の外周面とで画成される断熱および排水通路兼用の空間１６内に充填される。
【００１６】
耐火パネル１４の取付け構造は、図２にその詳細を示すように、本実施例の場合には、セグメント１２に埋設されたセラミックス製のインサートナット２０と、このインサートナット２０に螺着されるスタッドボルト２２と、スタッドボルト２２に螺着される耐火キャップ２４とを備えている。
【００１７】
各耐火パネル１４には、所定の位置に取付け用の段付貫通孔２６が設けられている。この段付貫通孔２６の内部には、燒結金属製のスリーブ２８が固設され、このスリーブ２８内にスタッドボルト２２を挿通した状態で、その先端側に耐火キャップ２４が螺着される。
【００１８】
耐火キャップ２４を螺着した段付貫通孔２６内には、耐火性の目地材３０が充填される。また、各耐火パネル１４の外周縁には、これらの複数を周および軸方向に沿って隣接配置した際に、相互に隣接する周縁部で重なり合う合いじゃくり構造の段部３２が設けられている。
【００１９】
以上のように構成された耐火パネル１４は、予め工場生産により製造され、施工現場まで搬入される。搬入された耐火パネル１４をセグメント１２に取付ける際の手順の詳細を図３から図９に示している。
【００２０】
耐火パネル１４をセグメント１２の内周面に取付ける際には、まず、図３に示すように、各耐火パネル１４に設けられている段付貫通孔２２に位置対応する個所において、セグメント１２にセラミックス製のインサートナット２０が埋設設置され、埋設された各インサートナット２０にスタッドボルト２２が螺着される。
【００２１】
次に、図４に示すように、スタッドボルト２２がスリーブ２８内を挿通するようにして耐火パネル１４が配置される。このとき、耐火パネル１４の背面側に固設されたフィルター材１８は、これがセグメント１２の内面に当接するようにして位置決めする。
【００２２】
その後、図５に示すように、スタッドボルト２２の先端に耐火キャップ２４をねじ込んで、耐火パネル１４を固定した後に、段付貫通孔２６内に目地材３０を充填する。
【００２３】
このようにして１枚の耐火パネル１４が取付けられると、図６に示すように、その側方に他の耐火パネル１４を隣接して取付ける。このとき、本実施例の場合には、各耐火パネル１４の外周縁に合いじゃくり構造の段部３２が設けられているので、段部３２同士を、図８，９に示すように、相互に嵌合させて重ね合わせ、接合部に隙間が生じないようにする。
【００２４】
各耐火パネル１４間の接合をこのような合いじゃくり構造とすると、施工誤差などにより耐火パネル１４間に若干の隙間が生じたとしても、相互に当接する段部３２が存在しているので、所定の耐火性能を確保することができる。
【００２５】
このようにして他の耐火パネル１４が設置されると、図７に示すように、上記耐火パネル１４と同様に、耐火キャップ２４をねじ込んだ後に、目地材３０を充填して固定する。
【００２６】
さて、以上のように構成された耐火構造１０によれば、筒状に組立てられたセグメント１２の内周面に沿って覆設されるセラミックス製などの薄い断熱性の耐火パネル１４と、セグメント１２と耐火パネル１４との間に形成された断熱および排水通路兼用の空間１６とから構成され、断熱ないしは排水通路兼用空間１６は、ごく薄い層、例えば、１０ｍｍ程度の隙間でもその機能を確保することができるので、コンクリート製の二次覆工(一般的には、３５０mm程度必要とされている)と比べて、耐火構造全体の厚みを大幅に小さくすることができ、その結果、構築するトンネルの断面積を小さくすることが可能なり、コストダウンを図ることができる。
【００２７】
また、耐火構造１０の主体となるセラミックス製などの薄い耐火パネル１４は、予め工場生産することができ、工場生産した耐火パネル１４を施工現場に搬入して、セグメント１２の内周側に所定の空間１６を隔てて設置することで耐火構造１０が得られるので、作業性や工程の改善が容易に行なえ、工期の短縮も可能になる。
【００２８】
さらに、本実施例の場合には、断熱空間１６には、耐火パネル１４の背面側に予め固設される無機繊維材１８を充填しているので、断熱性や排水機能を阻害することなく、所定厚みの空間１６を確実に確保することができ、また、無機繊維材１８は、空間１６内に異物が侵入することを阻止するので、空間１６の断熱ないしは排水機能を長期間維持することができる。
【００２９】
なお、上記実施例では、セグメント１２により一次覆工が完了した後、切羽から距離をおいて平行作業により耐火パネル１４を設置する方法を例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、耐火パネル１４をセグメント１２装着しておき、セグメント１２を組立てた後に、セグメントの目地に耐火材を充填する方法であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかるシールドトンネル覆工における耐火構造によれば、コストの低減と工期の短縮とを同時に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシールドトンネル覆工における耐火構造の一実施例を示すトンネルの縦断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１に示した耐火構造を構築する場合の施工初期の断面説明図である。
【図４】図３に引き続いて行なわれる工程の断面説明図である。
【図５】図４に引き続いて行なわれる工程の断面説明図である。
【図６】図５に引き続いて行なわれる工程の断面説明図である。
【図７】図６に引き続いて行なわれる工程の断面説明図である。
【図８】図６の拡大説明図である。
【図９】図７の拡大説明図である。
【符号の説明】
１０          耐火構造
１２          セグメント
１４          耐火パネル
１６          空間
１８          無機繊維材
２０          インサートナット
２２          スタッドボルト
２４          耐火キャップ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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