(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体等からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルにおいて、トンネル内空側表面が多孔性の金属薄板で覆われた可縮性を有する断熱材よりなることを特徴とするトンネル用耐火パネル。
【請求項２】
前記断熱材がセラミックファイバー及びグラスファイバーの１種又は２種以上からなることを特徴とする請求項１記載のトンネル用耐火パネル。
【請求項３】
前記多孔性薄板が、ステンレス鋼またはアルミニウム製の金属板であることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル用耐火パネル。
【請求項４】
前記多孔性薄板は、トンネル周方向またはトンネル軸方向に波形状に成形された金属板よりなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。
【請求項５】
前記金属薄板の多数の孔部に、断熱材側に突出する爪部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。
【請求項６】
前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。
【請求項７】
シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネル内の耐火被覆構造であって、一次覆工体が鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなり、前記一次覆工体に埋め込まれた先端が尖った形状のアンカーピンが、請求項１〜６の何れか１項記載のトンネル用耐火パネルにおける断熱材を貫通したうえ、多孔性薄板に形成された孔を貫通しており、このアンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルが一次覆工体に固定されることを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造。
【請求項８】
前記多孔性薄板に形成されたアンカーピン用孔は、当該多孔性薄板の複数の孔のいずれかであり、または、別に開設のアンカーピン挿通孔であることを特徴とする請求項７記載のトンネル内の耐火被覆構造。
【請求項９】
前記アンカーピンは、前記耐火パネルから突出している部位のネジ切り部に凹部を設けてあり、ネジ部に螺合したナットが仮に緩んだとしてもこの凹部に位置することでピンから落下しない構成としたことを特徴とする請求項７または８記載のトンネル内の耐火被覆構造。
【請求項１０】
シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施した後に、前記一次覆工体に先端が尖った形状のアンカーピンを埋め込み、次に、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルをトンネル内で一次覆工体側に押し付けることにより、前記アンカーピンを前記耐火パネルの断熱材に貫通させたうえ、多孔性薄板に形成された孔に貫通させ、トンネル内空側に突出した前記アンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルを前記一次覆工体の内側に固定することを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造の構築方法。
【請求項１１】
シールドトンネル、沈埋トンネルＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに、鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施工してトンネル内の耐火被覆構造を構築するに際し、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルを前記一次覆工体であるセグメント本体のトンネル内空側に固着し、このセグメント本体をトンネル地山に順次固着することを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として既設や新設の道路用トンネルであって、かつ、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの内壁面を火災の熱から守るために提案された、トンネル用耐火パネル、トンネル内の耐火被覆構造及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルにあっては、シールドマシンにより地盤を掘削すると同時に、地山の内面をコンクリートセグメント、ダクタイル鋳鉄−コンクリートの合成セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメントなどの一次覆工体で補強して構築される。この場合、開削トンネルにあっては、土留め壁築造後に地上より地盤を掘削した後、主に鉄筋コンクリート製のトンネル駆体を施工し、埋め戻して構築される。
【０００３】
また、沈埋トンネルは海底等に沈設して構築される。この海底に設置される沈埋トンネルの場合は、工場で製作された巨大なボックス断面の鉄筋コンクリートブロックを作業船で海上の設置場所まで運搬したうえ海底に沈め、海底において複数の前記鉄筋コンクリートブロック同士を接続して海底道路トンネル等として構築される。
【０００４】
ところで、道路網が発達しトンネルの数が増えたことや、自動車の増加により交通量が増えたことなどにより、道路トンネル内での自動車同士の衝突、転倒等による火災事故の頻度が増え、また火災事故の規模も大形化の傾向にある。特に、引火性の液体燃料や液化薬品を搭載したタンクローリーによりトンネル内の火災事故が発生したときの災害の危険性は予測をはるかに超えるものがある。
【０００５】
トンネル内の火災事故において、人的災害を最小に抑えなければならないのは勿論であるが、他の問題として、トンネル内壁、特に覆工コンクリートを如何にして熱から守るかという問題がある。
【０００６】
つまり、既設の道路用トンネルにあっては、トンネル内壁面に覆工コンクリートが露出しているものが殆どであって、このようなトンネルにあっては、火災が発生した場合、急速に上昇した高温の熱が覆工コンクリートに直に熱衝撃的に伝わり、コンクリートに含まれる水分が急速に蒸発されるなどの原因で、当該コンクリートが曝裂してトンネル崩壊等の大事故になりかねない。又、曝裂に至らない場合でも、当該コンクリートが熱劣化して亀裂が入り、火災が鎮火した後、コンクリートの崩落・剥落の危険が生じる。この場合、火災事故の後、相当長期にわたり覆工コンクリートの修復作業を行うことになるが、その間はトンネル内を走行禁止とし、あるいは、片側通行とするなど、いずれにしても、経済的、社会的損失は少なくない。
【０００７】
前述のことから、現在、道路トンネル耐火基準の策定作業が精力的に進められている。従来、シールドトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルであるトンネル内被覆用耐火パネルはＰｒｏｍａｔ社等が実施している。その構成は一次覆工体の内側に断熱材を覆う構成である。その断熱材はセメント珪酸カルシウム質の耐火ボード材質である。
【０００８】
また、特許２９５８２８５号公報には組成が限定された断熱性耐火物の記載がある。本公報にはトンネルに被覆することを目的にした記述があり、その構成は一次覆工体の内側に断熱材を覆う構成体の断熱耐火物の組成である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の道路用トンネルでは、トンネル内壁面に覆工コンクリート（一次覆工体）が露出しており、トンネル内火災が発生した場合、覆工コンクリートの曝裂によりトンネルが崩壊したり、覆工コンクリートが熱で劣化し、長期間掛けてその修復作業が必要となり、それによる経済的、社会的損失が大きくなる。一方、従来技術の一次覆工体の内側に用いる耐火パネルである断熱材は、無機材料系の耐火断熱材であるが、その材料の断熱機能に問題があるわけではない。
【００１０】
しかし、従来の耐火パネルはボード状のため、覆工コンクリート内面の曲率と耐火パネル背面の曲率の不整合（誤差）、あるいは覆工コンクリート内面の凹凸により、パネル背面に隙間が生じやすい。そのため、断熱性能を損なう。更に、ボード状の耐火パネルは、耐火パネル間の目地部の密着性（閉塞性）を完全にすることが困難なので熱流が目地部の隙間からパネル背面の隙間へ入りやすい。また、道路トンネルの耐火パネルはトンネルの天井部を中心に設置され、トンネルは数十年に亘り使用されるため、供用時の落下不安がないことが重要な要素である。
【００１１】
従来の無機材料系の耐火断熱材が耐火パネルとして使用される場合、例えば、ボルトにより固定された耐火パネルが長期間天井部にあると、耐火パネルが無機材料であるが故に、固定部分の箇所からクラックが成長することを否定できず落下不安が残っていた。
【００１２】
また、運搬時及び施工時に作用する衝撃力により割れ易かったり、覆工コンクリートの内面形状と耐火パネル背面との不整合のためにボルト締め付け時に割れ易いという欠点を有し、上記の供用時安全性を低下させる傾向があった。
【００１３】
また、一次覆工体の内側に従来の無機材料系の耐火断熱材が耐火パネルとして使用される場合、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として不足があった。水噴霧による清掃を行うと、耐火パネルが多孔体であるが故に汚れがその表面に付着し易かった。
【００１４】
また、長さと幅が所定寸法の大きさに製作された耐火パネルをトンネル周方向とトンネル軸方向に継ぎ足して一次覆工体に固定する際、前述のとおり目地の開き部から熱気を伝達しやすいので、この目地の開きをなくしたうえで、各耐火パネルを容易、確実に一次覆工体に固定できる覆工構造につき新工夫が望まれていた。
【００１５】
前記の欠点を改良するものとして、特願２０００−３２２１５１号（未公開）によって、断熱材のトンネル内空側表面を金属板（無孔の平板）で被覆してなる耐火パネルが提案されているが、先願発明の望まれる改良すべき点として、▲１▼金属板は吸音性を有しない。▲２▼耐火パネルの一次覆工体への固着手段としてボルト締結を基本としており、加えて、耐火パネルが金属板で被覆されていること、前記のボルト自体は前記部材を貫通する機能を有しないため、施工においては、金属板および耐火ボードにボルト孔が必要であり、しかも、小さなボルト孔からは、ボルト孔を確認することが非常に困難であるなど施工しにくい、▲３▼ボルト、ナット締結のためナットの脱落による事故のおそれがある、という問題があった。
【００１６】
本発明は前記の欠点を解決するもので、トンネル内火災が発生した場合でも、その高温の熱が覆工コンクリートに直に伝わらず、したがって、覆工コンクリートが曝裂しないと共に、覆工コンクリートが劣化しないので、その復旧作業をしなくて済み、さらに、耐火パネル同士の目地の開きがなく、かつ確実に耐火パネルを一次覆工体内面に固定でき、加えて、吸音性、施工性、安全性に優れたトンネル内壁の耐火被覆構造を提供することを目的とする。
【００１７】
【問題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体等からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルにおいて、トンネル内空側表面が多孔性の金属薄板で覆われた可縮性を有する断熱材よりなることを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記断熱材がセラミックファイバー及びグラスファイバーの１種又は２種以上からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記多孔性薄板が、ステンレス鋼またはアルミニウム製の金属板であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４の記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記多孔性薄板は、トンネル周方向またはトンネル軸方向に波形状に成形された金属板よりなることを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明において、前記金属薄板の多数の孔部に、断熱材側に突出する爪部を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の発明において、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネル内の耐火被覆構造であって、一次覆工体が鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなり、前記一次覆工体に埋め込まれた先端が尖った形状のアンカーピンが、請求項１〜６の何れか１項記載のトンネル用耐火パネルにおける断熱材を貫通したうえ、多孔性薄板に形成された孔を貫通しており、このアンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルが一次覆工体に固定されることを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項７記載の発明において、前記多孔性薄板に形成されたアンカーピン用孔は、当該多孔性薄板の複数の孔のいずれかであり、または、別に開設のアンカーピン挿通孔であることを特徴とする。
【００２６】
請求項９記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項７または８記載の発明において、前記アンカーピンは、前記耐火パネルから突出している部位のネジ切り部に凹部を設けてあり、ネジ部に螺合したナットが仮に緩んだとしてもこの凹部に位置することでピンから落下しない構成としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造の構築方法は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施した後に、前記一次覆工体に先端が尖った形状のアンカーピンを埋め込み、次に、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルをトンネル内で一次覆工体側に押し付けることにより、前記アンカーピンを前記耐火パネルの断熱材に貫通させたうえ、多孔性薄板に形成された孔に貫通させ、トンネル内空側に突出した前記アンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルを前記一次覆工体の内側に固定することを特徴とする。
【００２８】
請求項１１記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造の構築方法は、シールドトンネル、沈埋トンネルＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに、鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施工してトンネル内の耐火被覆構造を構築するに際し、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルを前記一次覆工体であるセグメント本体のトンネル内空側に固着し、このセグメント本体をトンネル地山に順次固着することを特徴とする。
【００２９】
【作用】
本発明のトンネル内空側を多孔性薄板で被覆した断熱材からなる耐火パネルによると、既設、新設のトンネルを問わず、またトンネル内面が平面・曲面を問わず、トンネル（道路トンネル、鉄道トンネル・その他の用途のトンネル（例えば、電力用地中線トンネルや共同溝等））の内面を被覆し、一次覆工体（コンクリート、ダクタイル鋳鉄、鋼、及びそれらの合成体）の火災時の高温から保護し、耐火性能を持たせることができる。
【００３０】
すなわち、トンネル内で火災事故が発生したとき、火災によるトンネル内の高温の熱は前記耐火パネルで遮断されて一次覆工体のコンクリートに伝達されないので、当該コンクリートが熱から保護されて水分蒸発により熱劣化せず、ダクタイル鋳鉄や鋼の降伏強度の低下を防止でき、結果、トンネル崩壊の防止は勿論のこと、火災後の一次覆工体の修復工事が不要となり、トンネル内の通行停止をしなくてよいなどの作用がある。
【００３１】
また、一次覆工体の内側に用いる耐火パネルの断熱材を多孔性薄板で覆う構成にしたことにより、共用時の前記断熱材の落下不安を解消せしめることができる。すなわち、耐火材本体（ファイバーの断熱材）は、綿状のため剛性がないので単体では、長期使用時に垂れる、剥がれる、一部が脱落する等の問題があるが、この点は、多孔性薄板を耐火材（ファイバー）の内空側（トンネル内空側）に保護層として取付けることで、剛性を確保でき、その問題を解決している。
【００３２】
さらに、本発明では、断熱材の被覆材として多孔性薄板を用いることで、耐火パネルに到達した音は多孔からファイバーに吸収されるので、孔が開いていない金属板（平板＝無孔板）のように音の反射が無く、遮音壁と同様の吸音作用を持つ。多孔性薄板は、ステンレス鋼（以下、ＳＵＳともいう。）あるいは、アルミニウム製とすることで景観性にも優れると共に、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として、水噴霧による清掃を行うと、汚れが容易に落とすことができる。また、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を施せば、その塗覆層の持つ高い親水性により、自動車排気ガス等に由来する油分を含む汚れが主体となるトンネル内の汚れを付着しにくくし、また、付着した場合でも容易に取り除くことができるようになり、好ましい。
【００３３】
さらに、多孔性薄板であるから、一次覆工体側から突出したアンカーピンにより耐火パネルを一次覆工体に固着するに際し、多孔性薄板の孔そのものをアンカーピン取付け用の孔として使用でき、取付け孔を別途設ける必要がなく、しかもこの多孔性薄板の孔は大きいので、一次覆工体側から突出したアンカーピンに対して多少孔がずれても取付けが可能である。
【００３４】
アンカーピンは、先端が尖っているため、ファイバー製の断熱材にボルト孔を設けなくても、突き破ることができ、ボルト孔がないので耐火性能の低下がない。さらに、アンカーピンは中間部を凹状に切り欠いているため、仮に、ナットが緩んでも脱落しない。
【００３５】
断熱材と多孔性薄板の何れも軽くて柔軟性が有るので、トンネルのように狭く、大型重機が使用できない環境でも人力による施工が容易にでき、また、断熱材は、トンネル曲面および表面凹凸に追従するので、一次覆工体との間で隙間が生じることが少ない。さらに、断熱材は可縮性を有するので、厚さ方向の伸縮性によりアンカーピンにナットを締め付けても追従し、割れないと共に、横方向の伸縮性により、目地に開きが生じないように閉塞して施工できる。
【００３６】
耐火パネルの断熱材は、可縮性を有する材料と可縮性を有しない材料の積層組み合わせ構造とし、または、耐熱温度の異なる複数種の材料の積層組み合わせ構造とし、さらに、多孔性薄板を波形断面に構成にすることなどにより、各部材の相互作用で、熱遮断性、施工性が一層向上する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施態様を図を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１、図２は、シールドトンネルによって構築された既設道路トンネル（以下、既設トンネルという。）に本発明を実施する場合の概要を示し、図１は、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図、図２は側面図、図３は斜視図である。図４は、沈埋トンネルによって構築された既設道路トンネル（以下、既設トンネルという。）の覆工内面の耐火被覆構造を示す概要正面図である。
【００３９】
各図を説明すると、図１〜図３の既設トンネル２は、地山１の内面に、鉄筋コンクリートセグメント、ダクタイル鋳鉄セグメント、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成セグメント、鋼とコンクリートの合成セグメントなどからなる一次覆工体３を環状に構築してトンネル内壁が構築されている。既設トンネル２内には自動車走行用の道路床５が打設されており、この道路床５は通常２車線以上、複数車線に構成されており、また、建築限界１９が存在している。
【００４０】
図１、図２のシールド工法で構築された既設トンネル２にあっては、耐火被覆前は、一次覆工体３がトンネル内壁面に露呈している。図４の箱形断面のコンクリートブロックからなる沈埋既設トンネル２ａにおいても、中間仕切り壁９で左右のトンネル空間９ａが区画され、コンクリート等の一次覆工体３ａがトンネル内壁面に露呈している。
【００４１】
図１〜図３の既設トンネル２において、耐火パネル６は、一次覆工体３に固着した状態では、図のようにパネル形状（湾曲した形状）に構成されているが、耐火パネル６を施工する際、耐火パネル６の目地部７と一次覆工体３の目地部７ａは一致していなくてもよく、耐火パネルの目地部からの熱伝達の面からは、目地部７、７ａがずれている方がむしろ好ましい。図では、耐火パネル６の目地部７と一次覆工体３の目地部７ａをずらして配置した例が示されている。図４の沈埋既設トンネル２ａでは、鉄筋コンクリートの一次覆工体３ａが型枠で一体成型されるので、パネル形状（各辺がフラットな矩形状）に構成される耐火パネル６の目地部７の位置は特に問題とならない。
【００４２】
図１〜図３、図４に概要的に示すように、本発明に係る耐火パネル６は、既設トンネル２、２ａの一次覆工体３、３ａの内面に隙間無く敷き詰め固着されて、トンネル内空側に断熱層を形成する。この断熱層は、トンネル内火災が発生した時、高温の熱から一次覆工体３、３ａのコンクリートを守るものであるから、断熱機能を具備することは当然として、耐火パネル６自体が火災によって燃焼しない構造であることが要求される。更に、図１で示したように、トンネル内面には建築限界１９があるので耐火パネル６自体の厚さに制限がある。したがって、耐火パネルは可及的に薄くて、かつ断熱性、耐火性に富み、さらに軽量であることが望ましい。本発明に係る耐火パネル６は、前記の観点から前述の諸条件を可及的に満たすように構成されている。
【００４３】
以下、実施形態の詳細構造を順に説明する。
【００４４】
図５〜図９は実施形態１を示し、図５は、既設のシールドトンネル２の地山１に固着された一次覆工体３の内面３ｂに実施形態１に係る耐火パネル６が固着された状態を示すトンネルの正面断面図である。同図において、一次覆工体３に埋設した複数のインサート（埋込栓）１３の雌ネジにアンカーピン１２が螺合されていて、このアンカーピン１２を貫通して実施形態１に係る耐火パネル６が一次覆工体３の内面３ｂに固着されている。
【００４５】
図６（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネル６同士の結合工程の説明斜視図、図７（Ａ）、（Ｂ）は、耐火パネル６を一次覆工体３に埋設したインサートに螺合したアンカーピン１２に貫通させることで、当該耐火パネル６を一次覆工体３に固定する手順を示す断面図である。図８（Ａ）は、図９（イ）部の詳細図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の長手方向の断面図、図８（Ｃ）は、図９ｂ−ｂ断面図、図９は、耐火パネル６を配設したトンネル内面図である。
【００４６】
各図に示すように、耐火パネル６は、セラミックファイバーまたはグラスファイバー等の可縮性のある高温耐火性断熱材８（以下、断熱材といい、その作用は後述する。）と、この断熱材８の内面、つまり、トンネル内空側を被覆する多孔性の金属薄板１０（以下、多孔性薄板といい、その作用は後述する。）から構成されている。多孔性薄板１０は、トンネルルーバーに使用されているような金属薄板の全てを指す。すなわち、プレス等により孔を設けた薄板で、エキスパンドメタル等も含み、孔の大きさ、ピッチ、個数等は任意である。なお、プレス等により開孔した金属薄板の各開孔部の円周部に、断熱材８側に突出する爪部１５ｂを、適宜の数、設けると、断熱材と密着性が増し、金属薄板と断熱材とのズレや剥離の防止策の一つとすることができる。本実施形態では、多孔性薄板の孔径＝２７ｍｍ、ピッチ＝２０．５ｍｍで開口率３２％以上、板厚ｔ＝０．５ｍｍ以下の例を示す。また、この多孔性薄板１０は、耐食性の面ではＳＵＳまたはアルミニウム製の何れも工業的に好ましいが、融点は、ＳＵＳでおよそ１４００℃、アルミニウムでおよそ７００℃程度であり、耐火性能の点ではＳＵＳの方がよい。
【００４７】
また実施形態１では、断熱材８と多孔性薄板１０は、スタッド止め・ビス止め等の方法で一体化（パネル化）した例を示すが、断熱材８と多孔性薄板１０を別々に製作し、現場施工で取付けても良い。なお、断熱材８と多孔性薄板１０を別々に製作し現場施工で取り付ける場合は、断熱材８に腰がないので、その表面あるいは複数層の場合は層間に溶接金網、亀甲金網、エキスパンドメタル等を縫い付けるなどして断熱材８の剛性を増すのがよい。
【００４８】
耐火パネル６の大きさ（たて、よこの長さ寸法）は特に制限されないが、製作、施工、運搬等の面からトンネル周方向と、トンネル軸方向に適切な寸法に製作される。また、耐火パネル６同士は、トンネル内面で周方向と軸方向に目地を介して接合したとき、目地に開きが生じないようにする。つまり、可縮性を有するファイバー製の断熱材８同士が少し重なり合って圧接することで目地の開きをなくすよう、多孔性薄板１０のトンネル周方向及び軸方向の端部が一部重なり合うように構成されている。前記の構成を実現するため、実施形態１の耐火パネル６では、図７に示すように、多孔性薄板１０と断熱材８をトンネル周方向、軸方向に所定の寸法ずらして配置し一体化して、断熱材同士の重なり部寸法（ａ）を周方向と軸方向とに設けている。この寸法（ａ）は、重なり部１４が小さい場合は１〜２ｃｍ程度、大きい場合は３〜１０ｃｍ程度とする。
【００４９】
そして、図７に示すように、耐火パネル６同士を接合するとき、一方の耐火パネル６（図７の右側）の後端の多孔性薄板１０が欠けていて断熱材８が露呈した部位８ａに、他方の耐火パネル６（図７の左側）の多孔性薄板１０の前端縁から少し後退して位置する断熱材８の先端部位８ｂを乗せる。さらに、一方の耐火パネル６（図７の右側）の多孔性薄板１０の後端部１０ａに、他方の耐火パネル６（図７の左側）の断熱材８から出張った多孔性薄板１０の先端突出部１０ｂを乗せ、その重なり部１６における、各多孔性薄板１０の端縁近くに位置するピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通する。
【００５０】
それにより、図７（Ｂ）に示すように、隣合う耐火パネル６の可縮性を有する断熱材８の周方向及び軸方向の端部同士が重なり圧縮し合って目地（重なり部１４）は完全に閉じられると共に、両耐火パネル６間には殆ど段差が形成されず略同一平面において配置できる。また、断熱材８間の重なり部１４と、多孔性薄板１０の間の重なり部１６がトンネル周方向、軸方向にずれて位置するので、耐火パネル６同士を接合したとき、トンネル内空側と耐火パネル６背面側との間に目地部による連通間隙が形成されず、したがって火災時、トンネル内の熱気が一次覆工体３側に流れず、この一次覆工体３を熱劣化させる恐れを確実に無くすことができる。
【００５１】
隣合う耐火パネル６の多孔性薄板１０のトンネル周方向、軸方向の端部同士を重ね合わせ、ピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通して、耐火パネル６をトンネル内で周方向と軸方向に接合しながら敷き詰めるとき、多孔性薄板１０（および断熱材８）は剛性が不足することがあるので、図６〜図９に示すように、プレートあるいはアングル材からなる（図では、後者の例を示す）トンネル軸方向の押え金具１７と、所定幅で、所定長の帯状の補強鋼板からなるトンネル周方向の押え金具１８を用いて補強しながら接合する。
【００５２】
図９に示すように、所定長、所定幅の帯状の補強鋼板からなる周方向押え金具１８は、耐火パネル６のトンネル周方向の接合部の補強が主たる目的で、多孔性薄板１０の目地上部あるいは目地に沿って配置し（図では後者の例を示す。）、多孔性薄板１０の目地部を押えるように配置する。
【００５３】
図６の（Ｂ）に示すように、軸方向押え金具１７はアングルの底板部にピン孔２２を有している。この軸方向押え金具１７を多孔性薄板１０のトンネル周方向の重なり部１６の上、かつ周方向押え金具１８の重なり部２０の上から当てがう。軸方向押え金具１７の底板部のピン孔２２は、図６、図９では３箇所設けられていて、両端のピン孔２２には、多孔性薄板１０のピン孔１５ａと、周方向押え金具１８の重なり部２０のピン孔２１から突出するアンカーピン１２が断熱材８を貫通して挿通し、その突出部にナット２３を締結する。また、軸方向押え金具１７の中間部のピン孔２２には、周方向押え金具１８が位置していないので、断熱材８を貫通させて、多孔性薄板１０の重なり部１６のピン孔１５ａから突出するアンカーピン１２が挿通し、その突出部にナット２３を締結する。
【００５４】
アンカーピン１２の構成および、耐火パネル６を一次覆工体３に固定する手順を図５および、図６、図７で説明すると、アンカーピン１２は、図７に示すように、一次覆工体３の内面３ｂに埋設された雌ネジが切ってあるインサート１３にアンカーピン１２の接着材を塗布した基端ネジ部１２ａを螺合する。前記アンカーピン１２は、耐火パネル６から突出している部位のネジ切り部１２ｂに凹部１２ｃを設けてある。したがって、先端部１２ｄを乗り越えてネジ切り部１２ｂに螺合したナット３は、以後、仮にゆるみが生じたとしても、この凹部１２ｃが存在することでナット先端部１２ｄに係合して落下しない構成とされている。
【００５５】
図７でさらに説明すると、一次覆工体３の内面３ｂにおいて、先行する耐火パネル６の断熱材８および多孔性薄板１０のピン孔１５aを貫通させて設置し、この耐火パネル６から突出しているアンカーピン１２に第１バネ板ワッシャー２４を係合させて、耐火パネル６が落下しないように仮保持する。つぎに、先行する耐火パネル６の断熱材後部８ａに、後行する耐火パネル６の断熱材先端部位８ｂを重ねる。さらに先行する耐火パネル６の多孔性薄板１０の後端部１０ａに、後行する耐火パネル６の多孔性薄板１０の先端突出部１０ｂを重ね、両断熱材８を圧縮させながら両多孔性薄板１０の重なり部１６のピン用孔１５ａにアンカーピン１２を貫通させ、第２バネ板ワッシャー２５を係合させて仮保持する。次に、周方向押え金具１８の重なり部２０に開設のピン孔２１と、軸方向押え金具１７に開設のピン孔２２にアンカーピン１２を挿通しナット２３を締結する。
【００５６】
軸方向押え金具１７は、施工時に多孔性薄板１０に取付けることを主とするが、周方向押え金具１８と重ならないように設ける場合や、周方向押え金具１８を省略する場合など、多孔性薄板１０に先付けで取付けておいて不具合がない場合は、前もって取付けてもよい。また、多孔性薄板１０は、多孔による吸音作用の他に、多数の孔１５をピン用孔として使用できることも別の利点である。なお、必要に応じ、多数の孔１５と別にピン孔１５ａを開設してもよく、図ではピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通した例を図示している。
【００５７】
実施形態１によると断熱材８を被覆する鋼板に多孔性薄板１０を用いているので音の反射がなく、吸音作用が向上すると共に、先端が尖ったアンカーピン１２が断熱材８を貫通することにより、断熱材８にはアンカーピン１２の挿通用のアンカーホールを必要としないこと、さらに多孔性薄板１０のどの孔でもアンカーホールとして利用可能であることが相俟って、施工性の点で有利性が一層向上する。また、耐火パネル６は、軸方向押え金具１７と周方向押え金具１８で補強されてトンネル軸方向と周方向に接合され、しかも、トンネル軸方向および周方向の目地は完全に閉塞されて配置され、火災時、トンネル内空側から耐火パネル６の背面側ヘの熱流が遮断される。
【００５８】
次に、図１０〜図１７は、実施形態２として、多孔性薄板をの金属枠で補強するタイプの耐火パネルを示し、図１０は、耐火パネルの分解斜視図、図１１は、同組み立て時の耐火パネルの斜視図、図１２〜図１７は耐火パネル同士をトンネル周方向とトンネル軸方向に接合するときの接合構造の詳細を示す図である。
【００５９】
実施形態２において、耐火パネル６が可縮性を有する断熱材８と多孔性薄板１０を主要素として構成される点は、実施形態１と同じであるが、多孔性薄板１０の補強手段として金属枠２６を構成する点が実施形態１と異なる。
【００６０】
各図において、金属枠２６は鋼板を枠に組んで構成される。すなわち、両側枠２６ａと両端枠２６ｂを矩形に組み、さらに、両側枠２６ａの間を第１中間枠２６ｃ、第２中間枠２６ｄ、第３中間枠２６ｅで連結する。第１中間枠２６ｃと第２中間枠２６ｄは平鋼板で構成し、第３中間枠２６ｅはアングル材で構成し、アングル材の底板部にピン孔２７が開設されている。
【００６１】
実施形態２では、断熱材８は多孔性薄板１０よりも一回り大きく設けてあり、したがて、両部材を固着したとき、図１１に示すように断熱材８の４辺は、多孔性薄板１０の４辺から外側に出張るように設けられている。また、金属枠２６の４辺は、多孔性薄板１０の４辺に沿って固着されるように、両者ともほぼ同じ大きさに設けられている。多孔性薄板１０と金属枠２６は別々に製作し、施工時に各部材をアンカーピン１２で一体に固定してもよいし、あるいは、断熱材８と多孔性薄板１０と金属枠２６を予め接着・ビス止め・溶接等で取付けて耐火パネル６を構成してもよい（図では、各部材を予め固着してなる耐火パネルの例を示している）。このように断熱材８及び多孔性薄板１０は、金属枠２６で補強されることにより、一次覆工体３に取付けたとき自重でダレルおそれがないものである。
【００６２】
実施形態２の耐火パネル６を一次覆工体３に固着するに際しては、断熱材８を一次覆工体３の内面３ｂに押し当てることにより、アンカーピン１２の尖った先端が断熱材８を貫通すると共に、多孔性薄板１０の何れかの孔１５を貫通し、さらに金属枠２６におけるアングル材からなる第３中間枠２６ｅの底板部のピン孔２７を挿通してトンネル内空側に突出するので、このアンカーピン１２のネジ切り部１２ｂにナット２３を螺合することで、耐火パネル６を一次覆工体３に固着できる（図１２、図１３Ａ参照）。
【００６３】
実施形態２に係る耐火パネル６同士のトンネル周方向と軸方向の接合手段の例を以下順に説明する。
【００６４】
耐火パネル６のトンネル周方向の接合は、図１２、図１３（Ｂ）に示すように、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６における金属枠２６の、所定の間隔をおいて平行に位置する２つの両端枠２６ｂを、溝形鋼を所定寸法に切断して構成した、断面コ字形の連結枠２８の折曲げ部で同時につかむように配置する。そして、一次覆工体３の内面３ｂから突出するアンカーピン１２を、連結枠２８の底部に開設のピン孔２９に挿通させ、その突出した先端のネジ切り部１２ｂにナット２３を螺合することで、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６間が接合される。このとき、両耐火パネル６に対して、張り出している断熱材８の周方向端部が圧縮、密着するように施工することで、目地部は密圧接し開口部が生じない。その際、図１２に示す空間３１には、綿状の断熱材を充填してもよい。
【００６５】
トンネル軸方向についても同様に隣合う耐火パネル６における断熱材８の目地部は、前記のように耐火パネル６をアンカーピン１２にナット２３を締結し、耐火パネル６を一次覆工体３の内面３ｂに押し当てると同時に、可縮性を有する断熱材８のトンネル軸方向端部が圧縮、密着するように施工することで、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士の各断熱材８が圧接することで閉じられるので、これをもってトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士の接合部としている。
【００６６】
なお、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６の接合に際しても、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６同士の接合に用いたと同じ断面コ字形の連結枠を用いて、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６における金属枠２６の両側枠２６ａを同時に挟み、アンカーピンとナットを用いて締結するように構成してもよい（ただし、図示省略する）。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（C）には、耐火パネルの密着接合状態の手順示し、（D）には、耐火パネルの全体配置状態を平面説明図で示している。
【００６７】
図１７には、実施形態３として、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６を溝形鋼からなる連結枠３０を介してボルト結合する例を示す。図のようにトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６の金属枠２６の両側枠２６ａの間は離れているので、この空間に連結枠３０のウェブ３０ａの側を断熱材８に接するようにして配置し、両フランジ３０ｂと両側枠２６ａを接合し、両枠に開設したボルト孔に連結ボルト３１を挿通してナット３２を締結し、こうしてトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士を接合する。他の構成は実施形態２と同じである。
【００６８】
次に、実施形態１、２の作用を説明する。
【００６９】
耐火パネル６において、断熱材８の内側表面を多孔性薄板１０で覆うのは次の理由による。火災時の火災・高温ガスが直接耐火性の断熱材８に触れることはその多孔体の内部に高温の火災・高温ガスが浸入し、断熱材背面の温度を上昇させる。トンネル内空側の多孔性薄板１０の背面に断熱材８を配置させることで、当該断熱材８の温度の上昇を抑制できる。（本実施形態では、既述のとおり、多孔性薄板の孔径＝２７ｍｍ、ピッチ＝２０．５ｍｍで開口率３２％以上。）
【００７０】
トンネル内火災時の温度は、最大１２００℃〜１３５０℃と予測されており、その温度で溶けることなく被覆の用に適用するものとして多孔性薄板１０は、既述のステンレス（ＳＵＳ）薄板、アルミニウム鋼板などの金属板が使用できる。
【００７１】
また、多孔性薄板１０は、トンネル内空側に位置しており、トンネル内火災時の高温の熱を直接受けるため、その際熱をトンネル内の熱源に向けて直接反射させないで、乱反射、散乱させるよう、当該多孔性薄板１０の表面をダル・粗面加工して構成するのがよい。乱反射加工の他の例としては、ステンレス板、炭素鋼の表面を多孔メッキ等の処理をしてもよい。
【００７２】
前記断熱材８は、耐火被覆材として断熱性を得るために多孔質であり、その気孔は主に連続体であり、既述のとおり、セラミックファイバーおよび、グラスファイバーなど特性の異なる各種の材料を１種又は２種以上から構成することができ、また、断熱材８は可縮性がある材料を用いるが、あるいは、可縮性が無い材料と可縮性が有る材料を積層し組み合わせて用いてもよく、その場合は、可縮性がある材料を一次覆工体３側に配置し、可縮性が無い材料を多孔性薄板１０側に配置するのがよい。
【００７３】
前記セラミックファイバーについて説明すると、これは無機ファイバーと称されることもある。また、セラミックファイバーのうちで、ガラス質のものを特にグラスファイバーと称することがある。
【００７４】
セラミックファイバーは、アルミニウム質、粘土質、ジルコニア、ムライト、ジュルコン、マグネシア、カルシア、ドロマイト、炭化窒素、窒化珪素、炭素繊維、高炉スラグまたはこれら１種類または２種類以上の組み合せからなる。
【００７５】
セラミックファイバーの２種類以上の組み合せの例を説明すると、アルミニウムとシリカとジルコニア、ムライトとジルコニア、マグネシアとドロマイト、アルミニウムとシリカと炭素繊維、マグネシアとシリカと炭素繊維、マグネシアとクロミアとシリカとジルコニアの組み合わせ等がある。
【００７６】
耐火パネル６の断熱材８の厚みを説明する。この断熱材８の厚みは、火災時の温度、時間また断熱材の熱伝導率により、また保護する対象がコンクリートか鉄かにより最適な厚さが異なる。例えば、５５分間、１２００℃の火災からコンクリートを保護するには、耐火被覆の厚みは、１０〜２００mmの範囲が好ましく、より好ましくは２０ｍｍから１００ｍｍ、更に好ましくは２０〜６０ｍｍの範囲である。２００mmを越える場合は、火災時のコンクリートの劣化、鋼板の強度低下などを防止する上限温度を確保する狙いが達成されはするものの、それ以外の効果が認められないので、採用されない場合が多い。
【００７７】
耐火パネル６の断熱材８は、耐熱性の異なる２種類の材料を積層して構成してもよく、この場合、多孔性薄板１０の背面に配置される第１の断熱材を耐熱温度が高い材料で構成し、一次覆工体３側の内面に配置される第２の断熱材を、第１の断熱材よりも耐熱温度が低い断熱材で構成さするのがよい。つまり、第１の断熱材である高耐熱性断熱材は火災時加熱側に配置し、第２の断熱材である比較的低耐熱性断熱材は火災時非加熱側に配置する。その組み合せ具体例を以下に示す。
【００７８】
火災時加熱側／火災時非加熱側、
高温用無機質断熱ファイバー／低温用無機質断熱ファイバー
高温用無機質断熱ファイバー：
新日化サーマルセラミックス製ＳＣブランケットのグレード１２６０、１４００、１６００等、最高使用温度が、１２６０℃、１４００℃、１６００℃。
低温用無機質断熱ファイバー：
新日化ロックウール製エスファイバーブランケット、最高使用温度６５０℃。
【００７９】
前記の作用を説明すると、第１に、高温用の標準無機質断熱ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ3であり、低温用の標準無機質断熱ファイバーは、嵩密度８０Ｋｇ／ｍ3である。このように、２層に分けることは、高温用の１層の場合に比べて、置換した分の軽量化が図られる。
【００８０】
次に、耐火パネル６の断熱材８が可縮性の無い第１の断熱材と可縮性を有する第２の断熱材とを組み合わせて構成される場合の具体例としては、可縮性の無い第１の断熱材が不定形耐火物、耐火ボード等であり、可縮性を有する第２の断熱材がセラミックファイバーおよびグラスファイバー等の例が挙げられる。
【００８１】
前記のように第２の断熱材に可縮性（クッション性）のある材料を用いる第一の理由は、覆工コンクリート内面形状と耐火パネル背面形状の不整合、あるいは覆工コンクリート内面の凹凸によるパネル背面の隙間に対し、ボルト締め付けにより断熱材を覆工コンクリート内面に密着させることであるが、第二の理由として次のことが上げられる。火災時の加熱中に表層の鋼板などが膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、断熱材にクッション性がないと、表層鋼板である多孔性薄板１０と断熱材８であるファイバーとの間に目地開きが生じ、火災時に火災の熱風が浸入して予定した断熱状況が確保できなくなる可能性がある。
【００８２】
第２の断熱材の可縮性（クッション性）とは、前述のように火災時の加熱中に表層の鋼板などが膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、それに追随して変形することであり、隙間を生じさせない性状であって、火災時にも予定した断熱状況が確保できることである。
【００８３】
可縮性のある第２断熱材で前記の条件を満せる材料の一例として、無機質ファイバーの場合につき具体的に説明する。第２断熱材の無機質ファイバーをアンカーピン１２で締め付けるとき、圧縮する上限と、圧密化して使用した場合の嵩密度は、次のようになる。
【００８４】
まず、高温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ3である。これを圧密化した場合、無機質ファイバーの嵩密度は１６０Ｋｇ／ｍ3〜６００Ｋｇ／ｍ3以下好ましくは２００〜３００Ｋｇ／ｍ3である。
【００８５】
また、この無機質ファイバーの嵩密度が６００Ｋｇ／ｍ3を越える場合は、圧密化過程で無機質ファイバーの繊維が破断して、クッション性が失われ、前述のとおり、火災時熱で表層鋼板（多孔性薄板）が膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、表層鋼板とファイバーとの間に目地開きが生じ、断熱状況が確保できないので好ましくない。
【００８６】
さらに、高温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ3であり、これを６００Ｋｇ／ｍ3とすることは、例えば、初期厚みが１００ｍｍ厚であると、これを２２ｍｍまで圧縮することに相当する。また、低温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度８０Ｋｇ／ｍ3であり、１００ｍｍ厚を２２ｍｍまで圧縮することは、３７０Ｋｇ／ｍ3に相当する。これらの高温用または低温用の標準無機質ファイバーを使用することで所期の作用を奏することができる。
【００８７】
多孔性薄板１０の背面に固着の断熱材８には、既述のように、金網（ラス網等）を配設して当該断熱材８の強度が補強し、型崩れしない構成とするのがよい。
【００８８】
金網（ラス網等）の目開きは不定形断熱材原料粒径（ファイバーを混入して強度を補強してもよい。）の１〜５倍で、線径は０．５ｍｍ以上が好ましい。具体例として、目開き１０ｍｍ、線径１ｍｍのラス網を使用するとき、ラス網は、不定形断熱材の所定厚さの５０％の位置になるようボルト、平皿ナット（ワッシャー及びナット）を５０ｃｍ間隔でＳＵＳ板に固定するのがよい。
【００８９】
ところで、トンネルの一次覆工体３において、一般に６００℃になると、コンクリート強度が初期の５０％に低下し、更に温度が上昇すると強度は低下していく。断熱材８（不定形耐火物）の強度については、６００℃まではアルミニウムセメントの脱水反応が進行して、強度の低下が進むが、６００℃以上になると不定形耐火物の構成物の焼結が進行して、１２００℃〜１５００℃付近までの温度上昇で強度が低下することはない。１２００℃では、常温の約７５％の強度になる。しかし、４５０℃の範囲であるとコンクリートの強度低下は僅かで、４５０℃で、常温の約８０％の強度がある。
【００９０】
本実施形態に係る耐火パネル６を一次覆工体３に施工することで、火災時に前記の温度条件を満たすことができ、一次覆工体３を熱から守ることができる。
【００９１】
次に、トンネル周方向および軸方向に接合する可縮性を有する断熱材８の目地部の閉塞性について説明する。目地部に隙間が生じると、トンネル内火災時の火災・高温の気体が目地の隙間から直接浸入して一次覆工体３を加熱される不具合が生じる。この点については、本発明では、可縮性の断熱材８が一次覆工体３の側に圧縮されて隣合う断熱材８が圧接するので、目地部に熱伝達空隙が生じず、目地部での断熱作用が確実になる。加えて、多孔性薄板１０がトンネル周方向に一部重なり合い、さらに、トンネル軸方向の多孔性薄板１０間は、軸方向押え金具１７（実施形態２）や、連結枠３０（実施形態３）で閉塞されるので、この部位の隙間も解消することで前述の問題を解決でき、火災時の火災・高温の気体が目地の隙間から直接浸入して一次覆工体を加熱する不具合を確実に防止できる。
【００９２】
また、多孔性薄板１０には、トンネル内空側に凸の突条部をトンネル周方向または、トンネル軸方向に伸長して、かつ所定間隔で平行に複数形成することにより、波形状に成形してもよい（図示省略）。多孔性薄板１０をこのように波形状とすることにより、フラットな金属板に比べて、金属板自体の曲げ強度向上と、それに伴い金属板の板厚の薄肉化による軽量化があり、さらに、波形溝部への断熱材８の嵌入により、多孔性薄板１０による断熱材８の支持機能の向上がある。波形状の断面は任意であり、角波形の突条部や円弧状波形あるいは、これの変形断面形状等とすることができる。
【００９３】
本発明に係る耐火パネルは、トンネル施工後（つまり既設トンネル）の内面に取付けることが基本であるが、トンネル施工時（つまり、新設トンネル構築時）に、一次覆工体であるセグメントに先付けして一体構造と、この状態で、トンネル地山に取付けてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によると次の効果を有している。
【００９５】
トンネル内空側を多孔性薄板で被覆した断熱材からなる耐火パネルによると、既設、新設のトンネルを問わず、またトンネル内面が平面・曲面を問わず、トンネル（道路トンネル、鉄道トンネル・その他の用途のトンネル（例えば、電力用地中線トンネルや共同溝等）の内面を被覆し、一次覆工体（コンクリート、ダクタイル鋳鉄、鋼、及びこれらの合成体）の火災時の高温から保護し、耐火性能を持たせることができる。すなわち、トンネル内で火災事故が発生したとき、火災によるトンネル内の高温の熱は前記耐火パネルで遮断されて一次覆工体のコンクリートに伝達されないので、当該コンクリートが熱から保護されて水分蒸発により熱劣化せず、ダクタイル鋳鉄や鋼の降伏点が低下せず、特に、断熱材のトンネル内空側表面が金属板で覆われていることによる熱遮断作用が顕著であり、結果、火災後の一次覆工体の修復工事が不要となり、その修復工事に要する費用の削減、その間トンネル内の通行停止などによる経済的損失を解消できる効果がある。
【００９６】
また、一次覆工体の内側に用いる耐火パネルの断熱材を金属板で覆う構成により、共用時の前記断熱材の落下不安を解消せしめることができる。すなわち、耐火材本体（ファイバーの断熱材）は、綿状で剛性がないため、それ単体では長期使用時に垂れる、剥がれる、一部が脱落する等の問題は、多孔性薄板を耐火材（ファイバー）の内空側（トンネル内空側）に保護層として取付けることで、剛性を確保でき、その問題を解決している。さらに、この多孔性の薄板を用いることで、孔が開いていない金属板（平板）のように音の反射が無く、孔からパネルに到達した音は、耐火材（ファイバー）で吸収されるので、遮音壁と同様の吸音作用を持つ。多孔性薄板は、ＳＵＳあるいは、アルミニウム製とすることで景観性にも優れると共に、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として、水噴霧による清掃を行うと、汚れが容易に落とすことができる。
【００９７】
さらに、一次覆工体側から突出したアンカーピンにより耐火パネルを一次覆工体に固着するに際し、多孔性薄板の孔そのものをアンカーピンの挿通孔として使用でき、ピン孔を別途設ける必要がない。また、多孔性薄板の孔は大きいので、一次覆工体側から突出したアンカーピンに対して多少孔がずれても取付けが可能である。
【００９８】
アンカーピンは、先端が尖っているため、このアンカーピンが断熱材を貫通すること、さらにアンカーピンが多孔性薄板の孔を挿通することが相俟って、施工性の点で有利性が一層向上する。さらに、アンカーピンの中間部を凹状に切り欠いているため、仮にナットが緩んでも脱落しない。
【００９９】
また、断熱材と多孔性薄板の何れも軽くて柔軟性が有るので、トンネルのように狭く、大型重機が使用できない環境でも人力による施工が容易にでき、また、断熱材は、トンネル曲面および表面凹凸に追従できるので、一次覆工体との間で隙間が生じることが少ない。さらに、断熱材は可縮性を有するので、厚さ方向の伸縮性によりアンカーピンにナットを締め付けても追従し、割れないと共に、横方向の伸縮性により、目地を隙間なく閉塞して施工できる。
【０１００】
また、耐火パネルの断熱材は、可縮性を有し、または可縮性を有しない材料や、耐熱温度の異なる複数種の材料を組み合わせた積層構造とし、また、多孔性薄板は、波形断面に構成にするなどにより、それぞれの相互作用で熱遮断性、施工性、製作コストなどの面で一層の効果が期待できる。
【０１０１】
また、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を施したことにより、その塗覆層の持つ高い親水性により、自動車排気ガス等に由来する油分を含む汚れが主体となるトンネル内の汚れを付着しにくくし、また、付着した場合でも容易に取り除くことができるようになり、好ましい。
【０１０２】
さらに、プレス等により開孔した金属薄板の各開孔部の円周部に、断熱材側に突出する爪部を、適宜の数、設けると、断熱材と密着性が増し、金属薄板と断熱材とのズレや剥離の防止策の一つとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールドトンネルによって構築された既設道路トンネルの、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図である。
【図２】図（Ａ）は同図（Ｂ）のａ−ａ拡大断面図、（Ｂ）は図１と同じトンネルの正面図である。
【図３】図１のシールドトンネルによって構築された既設道路トンネルの概要斜視図である。
【図４】沈埋トンネルによって構築された既設道路トンネルの、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図である。
【図５】実施形態１に係る耐火パネルが施工されたシールドトンネルの説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネルの接合手順の説明斜視図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、一次覆工体に埋設したインサートに螺合したアンカーピンに、耐火パネルを貫通させることで固定する手順を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は、図９の（イ）部の拡大図、（Ｂ）は、同図（Ａ）の長手方向の断面図、（Ｃ）は、図９のｂ−ｂ断面図、同図（Ｂ）の長手方向の断面図である。
【図９】耐火パネルを配設したトンネルの内面図である。
【図１０】実施形態２に係る耐火パネルの分解斜視図である。
【図１１】図１０の耐火パネル組み立て時の斜視図である。
【図１２】耐火パネルを一次覆工体に取付けたトンネル周方向の断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、図１２の（ｅ）、（ｆ）部の拡大図である。
【図１４】図１２のｃ−ｃ、ｄ−ｄ断面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネルの密着接合状態の手順示す説明図、（D）は、耐火パネルの全体配置状態の平面説明図である。
【図１６】耐火パネルの全体配置状態の平面説明図である。
【図１７】実施形態３に係るトンネル軸方向に接合する耐火パネル接合手段の断面図である。
【符号の説明】
１    地山
２    既設トンネル
２ａ  既設トンネル
３    一次覆工体
３ａ  一次覆工体
３ｂ  内面
５    道路床
６    耐火パネル
７    目地部
７ａ  目地部
８    断熱材
８ａ  露呈部位
８ｂ  先端部位
９    中間仕切り壁
１０  多孔性薄板
１０ａ  後端部
１０ｂ  先端突出部
１２  アンカーピン
１２ａ  基端ネジ部
１２ｂ  ネジ切り部
１２ｃ  凹部
１２ｄ  先端部
１３  インサート（埋込栓）
１４  断熱材の重なり部
１５  ピン孔
１５ａ  ピン孔
１５ｂ  爪部
１６  多孔性薄板の重なり部
１７  トンネル軸方向の押え金具
１８  トンネル周方向の押え金具
２０  周方向押え金具の重なり部
２１  ピン孔
２２  ピン孔
２３  ナット
２４  第１バネ板ワッシャー
２５  第２バネ板ワッシャー
２６  金属枠
２６ａ  両側枠
２６ｂ  両端枠
２６ｃ  第１中間枠
２６ｄ  第２中間枠
２６ｅ  第３中間枠
２７  ピン孔
２８  連結枠
２９  ピン孔
３０  連結枠
３０ａ  ウェブ
３０ｂ  フランジ
３１  空間
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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