シールドトンネル用セグメント
【課題】防食シートのコンクリートへの定着力を向上させることができ、さらに、耐久性、信頼性、経済性などに優れたシールドトンネル用セグメントの提供を目的とする。
【解決手段】セグメント１は、コンクリート製の板状体２からなり、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起３２１を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなる防食シート３によって、板状体２の内面を覆った構成としてある。
【解決手段】セグメント１は、コンクリート製の板状体２からなり、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起３２１を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなる防食シート３によって、板状体２の内面を覆った構成としてある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用セグメントに関し、特に、防食シートのコンクリートへの定着力を向上させることができ、さらに、耐久性、信頼性、経済性などに優れたシールドトンネル用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル用セグメント（適宜、セグメントと略称する。）は、下水道等の水路を構成するシールドトンネルに広く使用されている。
ただし、コンクリートは、耐酸性や耐薬品性などに劣り、侵食されやすい材料であり、たとえば、下水道施設などにおいては、硫黄酸化細菌によって生成された硫酸や酸性雨などに対して、浸食や剥がれ落ちなどを防止する必要がある。
このため、セグメントの表面に樹脂コーティングを行ったり、あるいは、樹脂シートで被覆を行うことにより、コンクリートを保護する様々な技術が開発されてきた。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、上面が円弧状に湾曲した型枠底板と、該型枠底板上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、型枠底板の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠を使用し、外側面にコンクリート付着体を一体に有する内面被覆材（防食シート）を、そのコンクリート付着体を上にしてセグメント成形用型枠内の底部に敷設し、その状態でセグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにした内面被覆セグメントの製造方法の技術が開示されている。
上記の内面被覆材は、樹脂被覆板と、その裏面に一体化されたコンクリート付着体から構成され、コンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成され、該網目状を構成する樹脂材間の隙間に型枠内に打設されるコンクリートが充填されることによって該コンクリートと付着する樹脂ネットにより構成されている。
【０００４】
また、本発明に用いられる防食シートに関連する技術として、たとえば、特許文献２、３には、防食シートを利用した技術が開示されている。この防食シートは、シートの片面に多数の突起が千鳥状に分散して形成されており、これらの突起は、互いに離反する方向に傾斜した一対の突片を中間連結片で連結した形状をしている。
【０００５】
また、特許文献４には、凸部付きシートを利用したコンクリート構造物の補強構造の技術が開示されている。この凸部付きシートは、シート部の表面に複数の突起が突設され、各突起は頭部と根元の断面が中間部分よりも拡大して形成され、これらシート部及び突起が合成樹脂材料から一体成形されたものである。
【０００６】
また、本発明に用いられる防食シートの製造方法に関連する技術として、たとえば、特許文献５には、プラスチック中空板の製造方法の技術が開示されている。この製造方法は、回転する金属の円筒に多数の凹みを設け、凹みの底を真空吸引源に接続した成形ロールを用いて、熱可塑化状態にあるプラスチックシートを真空成形して多数のキャップ状突起を有するキャップシートを形成する工程と、キャップシートにバックシートを貼り合わせて二層品を形成する工程とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４３７４５９４号公報
【特許文献２】特開平７−４２２４８号公報
【特許文献３】特開平６−４２１４９号公報
【特許文献４】特開２００８−２５２２０号公報
【特許文献５】特開２００２−３２６２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたシールドトンネル用セグメントは、内面被覆材（防食シート）が、樹脂被覆板と、その裏面に一体化されたコンクリート付着体から構成され、コンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成され、該網目状を構成する樹脂材間の隙間に型枠内に打設されるコンクリートが充填されるものの、内面被覆材（防食シート）が剥がれるおそれがあった。すなわち、セグメントの内面被覆材には、セグメントの継ぎ目やコンクリートのクラックを通して、地下水による外水圧が内面被覆材を剥がす方向に作用するので、これに対抗し、コンクリートの表面に定着しつづける定着力、耐久性、信頼性などを向上させることが要望されていた。
また、樹脂シートや樹脂コーティングを有するセグメントであっても、生産性などに優れ、販売価格が廉価であるといった経済性なども要望されていた。
【０００９】
なお、突起を有する防食シートに関する技術として、上述した特許文献２〜４に記載された技術が挙げられるが、これらの技術では、定着力などを向上させるために突起の配設密度を高めようとすると、離型が困難となる、あるいは、生産性が著しく低下するおそれがあった。
また、特許文献５の技術は、本発明に用いられる防食シートの製造方法に関連する技術ではあるものの、上記の要望に応えることはできず、また、セグメントにそのまま適用することが困難である。
【００１０】
本発明は、以上のような要望に応えるために提案されたものであり、防食シートのコンクリートへの定着力を向上させることができ、さらに、耐久性、信頼性、経済性などに優れたシールドトンネル用セグメントの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のシールドトンネル用セグメントは、 コンクリート製の円弧状に湾曲した板状体からなるシールドトンネル用セグメントであり、この板状体の表面を、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなるシート（防食シートとも呼ばれる。）によって覆った構成としてある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシールドトンネル用セグメントによれば、複数の筒状突起が、防食シートに配設密度を高めた状態で形成されているので、防食シートのコンクリートへの定着力及び機械的強度を向上させることができ、さらに、シールドトンネル用セグメントの耐久性、信頼性、経済性などを大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）はＡ部の拡大図を示しており、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視拡大図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントに使用される防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図を示しており、（ｂ）は平面図を示しており、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面図を示している。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントの使用状態を説明するための概略拡大断面図を示している。
【図４】図４は、本発明の第二実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ断面図を示している。
【図５】図５は、本発明の第三実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｅ−Ｅ断面図を示している。
【図６】図６は、本発明の第四実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｆ−Ｆ断面図を示している。
【図７】図７は、本発明の応用例にかかるシールドトンネル用セグメントの防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は第一応用例の斜視図を示しており、（ｂ）は第二応用例の斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［シールドトンネル用セグメントの第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）はＡ部の拡大図を示しており、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視拡大図を示している。
また、図２は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントに使用される防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図を示しており、（ｂ）は平面図を示しており、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面図を示している。
図１、２において、本実施形態のシールドトンネル用セグメント１（適宜、セグメント１と略称する。）は、コンクリート製の板状体２と、この板状体２の内面を覆う防食シート３とを備え、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起３２１を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなる防食シート３が、板状体２の内面を覆った構成としてある。
この防食シート３は、後述するように、板状体２の内面を覆い、コンクリートの表面を被覆し保護する。
なお、本実施形態のセグメント１は、板状体２の内面が防食シート３によって覆われるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、板状体２の外面などをも防食シート３によって覆う構成としてもよい。
【００１５】
（板状体）
板状体２は、円弧状に湾曲した板状のコンクリートを有しており、通常、機械的強度を向上させる鉄筋（図示せず）をも有している。なお、板状体２の形状や厚さなどは、特に限定されるものではない。
【００１６】
（防食シート）
防食シート３は、バックシート３１と、複数の筒状突起３２１とを有している。
バックシート３１は、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなり、本実施形態では、耐酸性及び耐アルカリ性を有する樹脂として、ポリプロピレンが使用されている。
なお、本実施形態では、ポリプロピレンを使用したが、これに限定されるものではなく、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂であればよく、たとえば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリカーボネイトなどが挙げられ、また、これらの混合物を用いることもできる。また、耐酸性には、耐強酸性が含まれ、耐アルカリ性には、耐強アルカリ性が含まれるものとする。
【００１７】
また、バックシート３１は、通常、厚さｔ１が０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。なお、本実施形態では、厚さｔ１を約２ｍｍとしてある。
さらに、バックシート３１の色は、通常、白色、黒色、緑色、青色、黄色などであるが、特に限定されるものではない。
また、バックシート３１の表面は、通常、滑らかであるが、これに限定されるものではなく、たとえば、必要に応じて、滑りにくいように粗面としてもよい。
【００１８】
（筒状突起）
筒状突起３２１は、バックシート３１に形成され、板状体２のコンクリートに埋設されアンカーとして機能し、板状体２に対して剥がれないように、防食シート３を定着させる。
また、筒状突起３２１は、たとえば、棒状の突起（図示せず）と比べると、コンクリートとの接触面積が広くなり、定着力を増大させることができるとともに、その筒状の形状が、補強リブとして機能し、防食シート３の機械的強度（たとえば、曲げ強度など）を向上させることができる。
【００１９】
本実施形態では、筒状突起３２１は、キャップシート３２から突き出るように成形されており、キャップシート３２がバックシート３１と融着されることにより、バックシート３１に形成されている。
このキャップシート３２は、通常、厚さｔ２が０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。なお、本実施形態では、厚さｔ２を約１ｍｍとしてある。
また、キャップシート３２の樹脂として、通常、バックシート３１と同じ樹脂が使用されるが、これに限定されるものではなく、バックシート３１と異なる樹脂（たとえば、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有しない樹脂）を使用してもよい。
さらに、キャップシート３２の色は、通常、黒色などであるが、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、筒状突起３２１を千鳥状に、すなわち、複数の筒状突起３２１は、行方向にピッチＰ１となり、列方向にピッチＰ２となり、さらに、奇数行と偶数行の筒状突起３２１が、行方向にピッチ０．５Ｐ１だけずれるように、配設してある。
なお、本実施形態では、筒状突起３２１を千鳥状に配設してあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、マトリックス状（碁盤目状）に配設してもよい。
【００２１】
ここで、筒状突起３２１は、ほぼ円筒状であり、外径をＤとしてあり、全ての方向に隣り合う筒状突起３２１のピッチＰを、Ｄ＜Ｐ＜５Ｄ（すなわち、本実施形態では、Ｄ＜Ｐ１＜５Ｄ、かつ、Ｄ＜Ｐ３＜５Ｄ）とするとよく、好ましくは、Ｄ＜Ｐ＜４Ｄとするとよく、さらに好ましくは、Ｄ＜Ｐ＜３Ｄとするとよい。
このようにすると、筒状突起３２１が高密度に配設された状態となり、板状体２への定着力及び防食シート３の機械的強度を大幅に向上させることができる。
この理由は、ピッチＰを外径Ｄ以下とすると、筒状突起３２１どうしが当接、あるいは、重なった状態となり、これにより、適度の湾曲性が失われる、あるいは、後述する気泡ボードの技術を応用することができず、生産性などを向上できなくなるからである。また、ピッチＰを外径Ｄの五倍以上とすると、コンクリートへの定着力や防食シート３の機械的強度を十分向上させることができなくなるからである。
【００２２】
筒状突起３２１は、通常、外径Ｄが数ｍｍ〜数十ｍｍであり、高さｈが数ｍｍ〜数十ｍｍであり、厚さは、キャップシート３２の厚さｔ２とほぼ同じ、あるいは、厚さｔ２より薄くなっており、使用条件などに応じて、適宜、設定される。本実施形態では、筒状突起３２１の外径Ｄは、約１２ｍｍであり、高さｈは、約８ｍｍであり、厚さは、約０．９ｍｍである。
【００２３】
また、板状体２に取り付けられる防食シート３は、内径ｄを有するほぼ円弧状に形成される。このように、防食シート３を円弧状に湾曲させると、筒状突起３２１の先端部は、図１（ｃ）に示すように、板状体２の周方向に長径ａを有し、かつ、板状体２の軸心方向に短径ｂを有するほぼ楕円形に変形する。
ここで、好ましくは、上記楕円形を、変形前の円形（外径Ｄを有する円形）に対して、ａ＞１．１Ｄ、かつ、ｂ＜０．９Ｄとするとよい。このようにすると、板状体２の周方向においては、外径Ｄを有する円形の外側に突き出た部分が、この部分の下方（筒状突起３２１の付け根側）に位置するコンクリートを覆い、かつ、板状体２の軸心方向においては、外径Ｄを有する円形の内側に突き出た部分が、この部分の下方（筒状突起３２１の付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、楕円形に変形した筒状突起３２１は、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
【００２４】
なお、筒状突起３２１の断面形状は、円形に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、多角形、長円、楕円、ハート型などであってもよい。
また、複数の筒状突起３２１の形状や大きさは、ほぼ同じとしてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、異なる二以上の形状の筒状突起や大きさの異なる筒状突起を交互に配設してもよい。
【００２５】
（防食シートの製造方法）
ここで、防食シート３の製造方法について説明する。
防食シート３の製造方法は、キャップシート成形工程、融着積層工程、及び、筒状突起形成工程を有している。
【００２６】
キャップシート成形工程では、上述した特許文献５に記載されているように、多数の吸引孔が設けられた成形ロールの外周面に溶融状態にある樹脂シートを接触させて、中空状に膨出する多数のキャップ状突起を真空成形し、キャップシートを成形する。
すなわち、押出機に取り付けられたフラットダイから、材料樹脂を押し出すことによって、溶融状態にある樹脂シートを成形ロールに連続して供給する。そして、多数の吸引孔が設けられた成形ロールの外周面に、溶融状態にある樹脂シートを接触させて中空状に膨出する多数のキャップ状突起を真空成形し、これによってキャップシートを成形する。
なお、吸引孔のそれぞれは、真空ポンプにつながれており、吸引孔内を真空吸引することによって、キャップ状突起が真空成形される。
【００２７】
融着積層工程は、キャップシート成形工程とともに行われ、この工程では、キャップ状突起内に空気を封入するバックシート３１を、溶融状態で供給しながら融着によって上記のキャップシートに積層する。
すなわち、キャップシートに成形されたキャップ状突起に空気を封入するバックシートは、押出機に取り付けられたフラットダイから、材料樹脂を押し出すことによって連続して供給される。そして、溶融状態で供給されてきたバックシートは、熱融着によってキャップシートに積層される。
これにより、特許文献５に記載されているように、キャップ状突起内に空気が封入され、独立した多数の気泡を有する二層の気泡ボードが、連続的に、かつ、生産性に優れた状態で製造される。
【００２８】
筒状突起形成工程では、二層の気泡ボードのキャップ状突起の上部を、研磨ローラ又は、切削機などによる機械加工によって開口させ、筒状突起３２１を形成する。
また、図２に示すキャップシート３２は、キャップ状突起の上部（頭頂部とも呼ばれる。）を開口させ、筒状突起３２１が形成された状態を示している。
なお、本実施形態では、機械加工によって、キャップ状突起の上部を開口させ、筒状突起３２１を形成するが、これに限定されるものではない。たとえば、二層の気泡ボードのキャップ状突起の上部を、熱変形させることによって開口させ、筒状突起３２１を形成してもよい。この際、筒状突起３２１と対応する位置に凸部の配設された加熱ローラなどが用いられ、凸部が、キャップ状突起の上部に接近すると、上部を溶かすことにより、あたかも穴をあけるように、筒状突起３２１が形成される。
このようにすると、連続的に筒状突起３２１を形成することができるので、生産性などを向上させることができる。
【００２９】
上記の製造方法によれば、板状体２への定着力及びシートとしての機械的強度などを向上させることができる防食シート３を、生産性に優れた状態で製造でき、また、価格が廉価であるといった経済性を大幅に向上させることができる。
【００３０】
（シールドトンネル用セグメントの製造方法）
次に、セグメント１の製造方法などについて説明する。
セグメント１の製造には、通常、特許文献１に記載されているように、上面が円弧状に湾曲した型枠底板と、該型枠底板上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、型枠底板の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠（図示せず）が使用される。
まず、防食シート３が、型枠底板上に載置され、この状態で、セグメント成形用型枠にコンクリートが打設される。これにより、筒状突起３２１の内部や、筒状突起３２１どうしの間の空間にコンクリートが充填され、充填されたコンクリートが固まることにより、筒状突起３２１がコンクリートに埋設されコンクリートと係合する。これにより、防食シート３は、板状体２に対して、優れた定着力を発揮する。
次に、セグメント１をセグメント成形用型枠から離型することにより、セグメント１が製造される。
【００３１】
ここで、好ましくは、防食シート３が、コンクリートの打設前に、所定の曲率半径で湾曲しているとよい。なお、所定の曲率半径とは、セグメント１の内径（φｄ）に対応する曲率半径（ｄ／２）、又は、この曲率半径（ｄ／２）とほぼ同じとみなせる曲率半径をいう。
このようにすると、防食シート３がいびつに変形することなく、型枠底板とほぼ対応する形状に湾曲されるので、容易に、かつ、位置ずれなどが発生しない状態で、防食シート３を型枠底板上に載置することができ、作業性や品質を向上させることができる。
なお、上記の湾曲は、防食シート３を加熱することにより、容易に行うことができる。
【００３２】
次に、上記構成のセグメント１の使用状態などについて、図面を参照して説明する。
図３は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントの使用状態を説明するための概略拡大断面図を示している。
図３に示すように、複数のセグメント１は、周方向及び軸心方向に並設され、シールドトンネル１０を形成する。また、各セグメント１は、筒状突起３２１の内部にコンクリートが充填され、かつ、筒状突起３２１と筒状突起３２１との間にコンクリートが充填され、気泡溜まりが発生しない状態で、板状体２のコンクリートの表面を被覆し保護する（図１（ｂ）参照）。
【００３３】
また、セグメント１どうしは、バックシート３１と接合される接合用シート３０を介して接合されるとよい。この接合用シート３０は、通常、バックシート３１と同じ材質であり、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有している。また、接合用シート３０は、幅が数ｍｍから数十ｍｍの帯状であり、厚さが０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。
上記接合用シート３０は、融着などによりバックシート３１の両端部と接合され、これにより、防食シート３の端部どうしが強固に接合される。
このようにすると、防食シート３のつなぎ目においても、優れたシール性を発揮した状態で板状体２を覆うことができ、コンクリートの防食をより確実に行うことができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、接合用シート３０を介して、防食シート３の端部どうしを接合しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、バックシート３１の端部どうしを融着などにより接合してもよく、あるいは、エポキシ樹脂、シリコン、ホットメルトなどを用いてシールしてもよい。
また、接合用シート３０は、各セグメント１の防食シート３どうしを接合しているが、このようなケースに限定されるものではなく、たとえば、セグメント１が大型の場合、セグメント１に取り付けられる複数の防食シート３どうしを接合してもよい。
【００３５】
ここで、セグメント１の防食シート３は、筒状突起３２１が高密度に配設された状態となり、板状体２への定着力及び防食シート３の機械的強度を大幅に向上させることができる。
また、セグメント１は、防食シート３のつなぎ目においても、接合用シート３０が板状体２を覆うことができ、コンクリートの防食をより確実に行うことができる。
また、防食シート３が、生産性に優れた状態で製造されるので、価格が廉価であるといった経済性を大幅に向上させることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態のセグメント１によれば、アンカーとして機能する複数の筒状突起３２１が、防食シート３に配設密度を高めた状態で形成されているので、防食シート３の板状体２への定着力及び機械的強度を向上させることができ、さらに、セグメント１の耐久性、信頼性、経済性などを大幅に向上させることができる。
また、防食シート３は、耐酸性及び耐アルカリ性を有するポリプロピレが使用されているので、コンクリートの表面を好適に保護し、防食効果を発揮することができる。
【００３７】
［シールドトンネル用セグメントの第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ断面図を示している。
図４において、本実施形態のセグメントは、上述した第一実施形態のセグメント１と比べると、防食シート３ａが、筒状突起３２１に、コンクリートからの抜けを防止するための変形部３２２が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図４において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
変形部３２２は、筒状突起３２１の上部の対向する二箇所（行方向の二箇所、又は、列方向の二箇所）に形成され、それぞれ外側に突き出る形状としてある。すなわち、先端がほぼ三角板状の加熱された変形用型１１が、上方から筒状突起３２１を押圧することにより、変形用型１１と当接した部分が外側方向に変形し、突き出た形状となる。本実施形態では、行方向に並ぶ筒状突起３２１は、変形部３２２の箇所（行方向の二箇所、又は、列方向の二箇所）が、交互になるように形成されている。
このようにすると、変形部３２２をコンクリートに埋設することによって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
なお、変形部３２２の形状は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、それぞれ内側に突き出る形状としたり、あるいは、一方が外側に突き出て、他方が内側に突き出る形状としてもよい。さらに、筒状突起３２１の先端部を溶かし、先端部が付け根側より断面積が大きくなる形状としてもよい。また、形成する位置も、二箇所に限定されるものではなく、たとえば、四箇所や、ほぼ全周にわたって形成されてもよい。
また、複数の変形用型１１は、平板状の基部（図示せず）に配設されているが、これに限定されるものではなく、たとえば、複数の変形用型１１を回転するローラに配設し、防食シート３ａを移動させながら変形部３２２を形成してもよい。これにより、生産性などを向上させることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、変形部３２２によって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
［シールドトンネル用セグメントの第三実施形態］
図５は、本発明の第三実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｅ−Ｅ断面図を示している。
図５において、本実施形態のセグメントは、第一実施形態のセグメント１と比べると、防食シート３ｂが、筒状突起３２１に、スリット３２３が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
スリット３２３は、通常、幅Δが数ｍｍ（本実施形態では、約２ｍｍ）であり、深さが、ｈ−ｔ２（本実施形態では、約７ｍｍ）であり、筒状突起３２１の対向する二箇所（行方向の二箇所）に形成されている。すなわち、歯厚約２ｍｍの鋸歯付き回転カッターなどのスリット用カッター１２によって、行方向に移動する防食シート３ｂの筒状突起３２１が機械的に加工され、スリット３２３が形成される。
このようにすると、防食シート３ｂは、一対のスリット３２３が上下方向となるように並設され、コンクリートを打設する際、筒状突起３２１内における気泡溜まりの発生を効果的に低減することができる。
【００４３】
なお、スリット３２３の形成位置は、行方向の二箇所に限定されるものではなく、たとえば、行方向及び列方向の四箇所に形成されてもよい。
また、スリット３２３の形状は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、筒状突起３２１の先端部であって、スリット３２３の近傍の部分をも溶かし、先端部が付け根側より断面積が大きくなる形状としてもよい。これにより、スリット３２３とともに、変形部３２２をも形成でき、生産性をさらに向上させることができる。
また、本実施形態では、スリット用カッター１２によってスリット３２３を形成しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、反時計回り方向に回転する、板厚約２ｍｍの円板状の加熱されたスリット用型によって、筒状突起３２１が溶かされることによりスリット３２３を形成してもよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、スリット３２３によって、コンクリートを打設する際、気泡溜まりの発生を効果的に低減することができ、気泡溜まりに起因する不具合、たとえば、コンクリートの強度低下などを防止することができる。
【００４５】
［シールドトンネル用セグメントの第四実施形態］
図６は、本発明の第四実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｆ−Ｆ断面図を示している。
図６において、本実施形態のセグメントは、第一実施形態のセグメント１と比べると、筒状突起３２１に、変形部３２２（第二実施形態における列方向の二箇所に形成された変形部３２２）、及び、スリット３２３（第三実施形態のスリット３２３）が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図６において、図２、４、５と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、変形部３２２によって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。さらに、スリット３２３によって、コンクリートを打設する際、気泡溜まりの発生を効果的に低減することができ、気泡溜まりに起因する不具合、たとえば、コンクリートの強度低下などを防止することができる。
【００４７】
以上、本発明のシールドトンネル用セグメントについて、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係るシールドトンネル用セグメントは、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、各実施形態のセグメントは、筒状突起３２１が、端部が開口された形状（すなわち、頭頂部を有しない形状）としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、頭頂部を有し、密閉された中空部を有する構成としてもよい。これにより、断熱性に優れたセグメントを提供することができる。
さらに、このセグメントは、筒状突起３２１の中段部に対向する凹部を有する構成としてもよい。これにより、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。さらに、対向する凹部は、キャップシート成形工程及び融着積層工程を経た二層の気泡ボードに対して容易に形成でき、生産性や経済性を向上させることができる。
【００４８】
また、第一実施形態などでは、筒状突起３２１をほぼ円筒状としてあるが、これに限定されるものではない。
たとえば、図７（ａ）に示すように、ほぼ截頭円錐形状の筒状突起３２１ａを有する構成としてもよい。このようにすると、内径ｄが大きく（たとえば、１ｍを超えるほど大きく）、防食シート３を筒状に形成しても、筒状突起３２１の先端部が楕円形に変形しない場合であっても、縮径された筒状突起３２１ａの先端側の部分が、この部分の下方（筒状突起３２１ａの付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、截頭円錐形状の筒状突起３２１ａは、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
また、図７（ｂ）に示すように、ほぼ截頭円錐形状を逆さにした形状の筒状突起３２１ｂを有する構成としてもよい。なお、筒状突起３２１ｂは、キャップシート３２のキャップ状突起の頭頂部をライナーシート３３に融着することにより形成される。このようにすると、拡径された筒状突起３２１ｂの先端側の部分が、この部分の下方（筒状突起３２１ｂの付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、截頭円錐形状を逆さにした形状の筒状突起３２１ｂは、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
【００４９】
なお、防食シート３などは、押出成形や射出成形などにより製造してもよい。
また、筒状突起３２１は、変形部３２２やスリット３２３が形成されると、本来の筒状からかけ離れた形状となる場合も想定されるが、かかる形状をも含むものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１ セグメント
２ 板状体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 防食シート
１０ シールドトンネル
１１ 変形用型
１２ スリット用カッター
３０ 接合用シート
３１ バックシート
３２ キャップシート
３３ ライナーシート
３２１、３２１ａ、３２１ｂ 筒状突起
３２２ 変形部
３２３ スリット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールドトンネル用セグメントに関し、特に、防食シートのコンクリートへの定着力を向上させることができ、さらに、耐久性、信頼性、経済性などに優れたシールドトンネル用セグメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル用セグメント（適宜、セグメントと略称する。）は、下水道等の水路を構成するシールドトンネルに広く使用されている。
ただし、コンクリートは、耐酸性や耐薬品性などに劣り、侵食されやすい材料であり、たとえば、下水道施設などにおいては、硫黄酸化細菌によって生成された硫酸や酸性雨などに対して、浸食や剥がれ落ちなどを防止する必要がある。
このため、セグメントの表面に樹脂コーティングを行ったり、あるいは、樹脂シートで被覆を行うことにより、コンクリートを保護する様々な技術が開発されてきた。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、上面が円弧状に湾曲した型枠底板と、該型枠底板上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、型枠底板の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠を使用し、外側面にコンクリート付着体を一体に有する内面被覆材（防食シート）を、そのコンクリート付着体を上にしてセグメント成形用型枠内の底部に敷設し、その状態でセグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにした内面被覆セグメントの製造方法の技術が開示されている。
上記の内面被覆材は、樹脂被覆板と、その裏面に一体化されたコンクリート付着体から構成され、コンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成され、該網目状を構成する樹脂材間の隙間に型枠内に打設されるコンクリートが充填されることによって該コンクリートと付着する樹脂ネットにより構成されている。
【０００４】
また、本発明に用いられる防食シートに関連する技術として、たとえば、特許文献２、３には、防食シートを利用した技術が開示されている。この防食シートは、シートの片面に多数の突起が千鳥状に分散して形成されており、これらの突起は、互いに離反する方向に傾斜した一対の突片を中間連結片で連結した形状をしている。
【０００５】
また、特許文献４には、凸部付きシートを利用したコンクリート構造物の補強構造の技術が開示されている。この凸部付きシートは、シート部の表面に複数の突起が突設され、各突起は頭部と根元の断面が中間部分よりも拡大して形成され、これらシート部及び突起が合成樹脂材料から一体成形されたものである。
【０００６】
また、本発明に用いられる防食シートの製造方法に関連する技術として、たとえば、特許文献５には、プラスチック中空板の製造方法の技術が開示されている。この製造方法は、回転する金属の円筒に多数の凹みを設け、凹みの底を真空吸引源に接続した成形ロールを用いて、熱可塑化状態にあるプラスチックシートを真空成形して多数のキャップ状突起を有するキャップシートを形成する工程と、キャップシートにバックシートを貼り合わせて二層品を形成する工程とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４３７４５９４号公報
【特許文献２】特開平７−４２２４８号公報
【特許文献３】特開平６−４２１４９号公報
【特許文献４】特開２００８−２５２２０号公報
【特許文献５】特開２００２−３２６２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたシールドトンネル用セグメントは、内面被覆材（防食シート）が、樹脂被覆板と、その裏面に一体化されたコンクリート付着体から構成され、コンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成され、該網目状を構成する樹脂材間の隙間に型枠内に打設されるコンクリートが充填されるものの、内面被覆材（防食シート）が剥がれるおそれがあった。すなわち、セグメントの内面被覆材には、セグメントの継ぎ目やコンクリートのクラックを通して、地下水による外水圧が内面被覆材を剥がす方向に作用するので、これに対抗し、コンクリートの表面に定着しつづける定着力、耐久性、信頼性などを向上させることが要望されていた。
また、樹脂シートや樹脂コーティングを有するセグメントであっても、生産性などに優れ、販売価格が廉価であるといった経済性なども要望されていた。
【０００９】
なお、突起を有する防食シートに関する技術として、上述した特許文献２〜４に記載された技術が挙げられるが、これらの技術では、定着力などを向上させるために突起の配設密度を高めようとすると、離型が困難となる、あるいは、生産性が著しく低下するおそれがあった。
また、特許文献５の技術は、本発明に用いられる防食シートの製造方法に関連する技術ではあるものの、上記の要望に応えることはできず、また、セグメントにそのまま適用することが困難である。
【００１０】
本発明は、以上のような要望に応えるために提案されたものであり、防食シートのコンクリートへの定着力を向上させることができ、さらに、耐久性、信頼性、経済性などに優れたシールドトンネル用セグメントの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のシールドトンネル用セグメントは、 コンクリート製の円弧状に湾曲した板状体からなるシールドトンネル用セグメントであり、この板状体の表面を、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなるシート（防食シートとも呼ばれる。）によって覆った構成としてある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のシールドトンネル用セグメントによれば、複数の筒状突起が、防食シートに配設密度を高めた状態で形成されているので、防食シートのコンクリートへの定着力及び機械的強度を向上させることができ、さらに、シールドトンネル用セグメントの耐久性、信頼性、経済性などを大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）はＡ部の拡大図を示しており、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視拡大図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントに使用される防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図を示しており、（ｂ）は平面図を示しており、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面図を示している。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントの使用状態を説明するための概略拡大断面図を示している。
【図４】図４は、本発明の第二実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ断面図を示している。
【図５】図５は、本発明の第三実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｅ−Ｅ断面図を示している。
【図６】図６は、本発明の第四実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｆ−Ｆ断面図を示している。
【図７】図７は、本発明の応用例にかかるシールドトンネル用セグメントの防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は第一応用例の斜視図を示しており、（ｂ）は第二応用例の斜視図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［シールドトンネル用セグメントの第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は断面図を示しており、（ｂ）はＡ部の拡大図を示しており、（ｃ）はＢ−Ｂ矢視拡大図を示している。
また、図２は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントに使用される防食シートを説明するための概略図であり、（ａ）は斜視図を示しており、（ｂ）は平面図を示しており、（ｃ）は、Ｃ−Ｃ断面図を示している。
図１、２において、本実施形態のシールドトンネル用セグメント１（適宜、セグメント１と略称する。）は、コンクリート製の板状体２と、この板状体２の内面を覆う防食シート３とを備え、コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起３２１を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなる防食シート３が、板状体２の内面を覆った構成としてある。
この防食シート３は、後述するように、板状体２の内面を覆い、コンクリートの表面を被覆し保護する。
なお、本実施形態のセグメント１は、板状体２の内面が防食シート３によって覆われるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、板状体２の外面などをも防食シート３によって覆う構成としてもよい。
【００１５】
（板状体）
板状体２は、円弧状に湾曲した板状のコンクリートを有しており、通常、機械的強度を向上させる鉄筋（図示せず）をも有している。なお、板状体２の形状や厚さなどは、特に限定されるものではない。
【００１６】
（防食シート）
防食シート３は、バックシート３１と、複数の筒状突起３２１とを有している。
バックシート３１は、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなり、本実施形態では、耐酸性及び耐アルカリ性を有する樹脂として、ポリプロピレンが使用されている。
なお、本実施形態では、ポリプロピレンを使用したが、これに限定されるものではなく、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂であればよく、たとえば、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリカーボネイトなどが挙げられ、また、これらの混合物を用いることもできる。また、耐酸性には、耐強酸性が含まれ、耐アルカリ性には、耐強アルカリ性が含まれるものとする。
【００１７】
また、バックシート３１は、通常、厚さｔ１が０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。なお、本実施形態では、厚さｔ１を約２ｍｍとしてある。
さらに、バックシート３１の色は、通常、白色、黒色、緑色、青色、黄色などであるが、特に限定されるものではない。
また、バックシート３１の表面は、通常、滑らかであるが、これに限定されるものではなく、たとえば、必要に応じて、滑りにくいように粗面としてもよい。
【００１８】
（筒状突起）
筒状突起３２１は、バックシート３１に形成され、板状体２のコンクリートに埋設されアンカーとして機能し、板状体２に対して剥がれないように、防食シート３を定着させる。
また、筒状突起３２１は、たとえば、棒状の突起（図示せず）と比べると、コンクリートとの接触面積が広くなり、定着力を増大させることができるとともに、その筒状の形状が、補強リブとして機能し、防食シート３の機械的強度（たとえば、曲げ強度など）を向上させることができる。
【００１９】
本実施形態では、筒状突起３２１は、キャップシート３２から突き出るように成形されており、キャップシート３２がバックシート３１と融着されることにより、バックシート３１に形成されている。
このキャップシート３２は、通常、厚さｔ２が０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。なお、本実施形態では、厚さｔ２を約１ｍｍとしてある。
また、キャップシート３２の樹脂として、通常、バックシート３１と同じ樹脂が使用されるが、これに限定されるものではなく、バックシート３１と異なる樹脂（たとえば、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有しない樹脂）を使用してもよい。
さらに、キャップシート３２の色は、通常、黒色などであるが、特に限定されるものではない。
【００２０】
また、筒状突起３２１を千鳥状に、すなわち、複数の筒状突起３２１は、行方向にピッチＰ１となり、列方向にピッチＰ２となり、さらに、奇数行と偶数行の筒状突起３２１が、行方向にピッチ０．５Ｐ１だけずれるように、配設してある。
なお、本実施形態では、筒状突起３２１を千鳥状に配設してあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、マトリックス状（碁盤目状）に配設してもよい。
【００２１】
ここで、筒状突起３２１は、ほぼ円筒状であり、外径をＤとしてあり、全ての方向に隣り合う筒状突起３２１のピッチＰを、Ｄ＜Ｐ＜５Ｄ（すなわち、本実施形態では、Ｄ＜Ｐ１＜５Ｄ、かつ、Ｄ＜Ｐ３＜５Ｄ）とするとよく、好ましくは、Ｄ＜Ｐ＜４Ｄとするとよく、さらに好ましくは、Ｄ＜Ｐ＜３Ｄとするとよい。
このようにすると、筒状突起３２１が高密度に配設された状態となり、板状体２への定着力及び防食シート３の機械的強度を大幅に向上させることができる。
この理由は、ピッチＰを外径Ｄ以下とすると、筒状突起３２１どうしが当接、あるいは、重なった状態となり、これにより、適度の湾曲性が失われる、あるいは、後述する気泡ボードの技術を応用することができず、生産性などを向上できなくなるからである。また、ピッチＰを外径Ｄの五倍以上とすると、コンクリートへの定着力や防食シート３の機械的強度を十分向上させることができなくなるからである。
【００２２】
筒状突起３２１は、通常、外径Ｄが数ｍｍ〜数十ｍｍであり、高さｈが数ｍｍ〜数十ｍｍであり、厚さは、キャップシート３２の厚さｔ２とほぼ同じ、あるいは、厚さｔ２より薄くなっており、使用条件などに応じて、適宜、設定される。本実施形態では、筒状突起３２１の外径Ｄは、約１２ｍｍであり、高さｈは、約８ｍｍであり、厚さは、約０．９ｍｍである。
【００２３】
また、板状体２に取り付けられる防食シート３は、内径ｄを有するほぼ円弧状に形成される。このように、防食シート３を円弧状に湾曲させると、筒状突起３２１の先端部は、図１（ｃ）に示すように、板状体２の周方向に長径ａを有し、かつ、板状体２の軸心方向に短径ｂを有するほぼ楕円形に変形する。
ここで、好ましくは、上記楕円形を、変形前の円形（外径Ｄを有する円形）に対して、ａ＞１．１Ｄ、かつ、ｂ＜０．９Ｄとするとよい。このようにすると、板状体２の周方向においては、外径Ｄを有する円形の外側に突き出た部分が、この部分の下方（筒状突起３２１の付け根側）に位置するコンクリートを覆い、かつ、板状体２の軸心方向においては、外径Ｄを有する円形の内側に突き出た部分が、この部分の下方（筒状突起３２１の付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、楕円形に変形した筒状突起３２１は、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
【００２４】
なお、筒状突起３２１の断面形状は、円形に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、多角形、長円、楕円、ハート型などであってもよい。
また、複数の筒状突起３２１の形状や大きさは、ほぼ同じとしてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、異なる二以上の形状の筒状突起や大きさの異なる筒状突起を交互に配設してもよい。
【００２５】
（防食シートの製造方法）
ここで、防食シート３の製造方法について説明する。
防食シート３の製造方法は、キャップシート成形工程、融着積層工程、及び、筒状突起形成工程を有している。
【００２６】
キャップシート成形工程では、上述した特許文献５に記載されているように、多数の吸引孔が設けられた成形ロールの外周面に溶融状態にある樹脂シートを接触させて、中空状に膨出する多数のキャップ状突起を真空成形し、キャップシートを成形する。
すなわち、押出機に取り付けられたフラットダイから、材料樹脂を押し出すことによって、溶融状態にある樹脂シートを成形ロールに連続して供給する。そして、多数の吸引孔が設けられた成形ロールの外周面に、溶融状態にある樹脂シートを接触させて中空状に膨出する多数のキャップ状突起を真空成形し、これによってキャップシートを成形する。
なお、吸引孔のそれぞれは、真空ポンプにつながれており、吸引孔内を真空吸引することによって、キャップ状突起が真空成形される。
【００２７】
融着積層工程は、キャップシート成形工程とともに行われ、この工程では、キャップ状突起内に空気を封入するバックシート３１を、溶融状態で供給しながら融着によって上記のキャップシートに積層する。
すなわち、キャップシートに成形されたキャップ状突起に空気を封入するバックシートは、押出機に取り付けられたフラットダイから、材料樹脂を押し出すことによって連続して供給される。そして、溶融状態で供給されてきたバックシートは、熱融着によってキャップシートに積層される。
これにより、特許文献５に記載されているように、キャップ状突起内に空気が封入され、独立した多数の気泡を有する二層の気泡ボードが、連続的に、かつ、生産性に優れた状態で製造される。
【００２８】
筒状突起形成工程では、二層の気泡ボードのキャップ状突起の上部を、研磨ローラ又は、切削機などによる機械加工によって開口させ、筒状突起３２１を形成する。
また、図２に示すキャップシート３２は、キャップ状突起の上部（頭頂部とも呼ばれる。）を開口させ、筒状突起３２１が形成された状態を示している。
なお、本実施形態では、機械加工によって、キャップ状突起の上部を開口させ、筒状突起３２１を形成するが、これに限定されるものではない。たとえば、二層の気泡ボードのキャップ状突起の上部を、熱変形させることによって開口させ、筒状突起３２１を形成してもよい。この際、筒状突起３２１と対応する位置に凸部の配設された加熱ローラなどが用いられ、凸部が、キャップ状突起の上部に接近すると、上部を溶かすことにより、あたかも穴をあけるように、筒状突起３２１が形成される。
このようにすると、連続的に筒状突起３２１を形成することができるので、生産性などを向上させることができる。
【００２９】
上記の製造方法によれば、板状体２への定着力及びシートとしての機械的強度などを向上させることができる防食シート３を、生産性に優れた状態で製造でき、また、価格が廉価であるといった経済性を大幅に向上させることができる。
【００３０】
（シールドトンネル用セグメントの製造方法）
次に、セグメント１の製造方法などについて説明する。
セグメント１の製造には、通常、特許文献１に記載されているように、上面が円弧状に湾曲した型枠底板と、該型枠底板上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、型枠底板の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠（図示せず）が使用される。
まず、防食シート３が、型枠底板上に載置され、この状態で、セグメント成形用型枠にコンクリートが打設される。これにより、筒状突起３２１の内部や、筒状突起３２１どうしの間の空間にコンクリートが充填され、充填されたコンクリートが固まることにより、筒状突起３２１がコンクリートに埋設されコンクリートと係合する。これにより、防食シート３は、板状体２に対して、優れた定着力を発揮する。
次に、セグメント１をセグメント成形用型枠から離型することにより、セグメント１が製造される。
【００３１】
ここで、好ましくは、防食シート３が、コンクリートの打設前に、所定の曲率半径で湾曲しているとよい。なお、所定の曲率半径とは、セグメント１の内径（φｄ）に対応する曲率半径（ｄ／２）、又は、この曲率半径（ｄ／２）とほぼ同じとみなせる曲率半径をいう。
このようにすると、防食シート３がいびつに変形することなく、型枠底板とほぼ対応する形状に湾曲されるので、容易に、かつ、位置ずれなどが発生しない状態で、防食シート３を型枠底板上に載置することができ、作業性や品質を向上させることができる。
なお、上記の湾曲は、防食シート３を加熱することにより、容易に行うことができる。
【００３２】
次に、上記構成のセグメント１の使用状態などについて、図面を参照して説明する。
図３は、本発明の第一実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントの使用状態を説明するための概略拡大断面図を示している。
図３に示すように、複数のセグメント１は、周方向及び軸心方向に並設され、シールドトンネル１０を形成する。また、各セグメント１は、筒状突起３２１の内部にコンクリートが充填され、かつ、筒状突起３２１と筒状突起３２１との間にコンクリートが充填され、気泡溜まりが発生しない状態で、板状体２のコンクリートの表面を被覆し保護する（図１（ｂ）参照）。
【００３３】
また、セグメント１どうしは、バックシート３１と接合される接合用シート３０を介して接合されるとよい。この接合用シート３０は、通常、バックシート３１と同じ材質であり、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有している。また、接合用シート３０は、幅が数ｍｍから数十ｍｍの帯状であり、厚さが０．数ｍｍ〜数ｍｍであり、使用条件などに応じて、適宜、設定される。
上記接合用シート３０は、融着などによりバックシート３１の両端部と接合され、これにより、防食シート３の端部どうしが強固に接合される。
このようにすると、防食シート３のつなぎ目においても、優れたシール性を発揮した状態で板状体２を覆うことができ、コンクリートの防食をより確実に行うことができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、接合用シート３０を介して、防食シート３の端部どうしを接合しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、バックシート３１の端部どうしを融着などにより接合してもよく、あるいは、エポキシ樹脂、シリコン、ホットメルトなどを用いてシールしてもよい。
また、接合用シート３０は、各セグメント１の防食シート３どうしを接合しているが、このようなケースに限定されるものではなく、たとえば、セグメント１が大型の場合、セグメント１に取り付けられる複数の防食シート３どうしを接合してもよい。
【００３５】
ここで、セグメント１の防食シート３は、筒状突起３２１が高密度に配設された状態となり、板状体２への定着力及び防食シート３の機械的強度を大幅に向上させることができる。
また、セグメント１は、防食シート３のつなぎ目においても、接合用シート３０が板状体２を覆うことができ、コンクリートの防食をより確実に行うことができる。
また、防食シート３が、生産性に優れた状態で製造されるので、価格が廉価であるといった経済性を大幅に向上させることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態のセグメント１によれば、アンカーとして機能する複数の筒状突起３２１が、防食シート３に配設密度を高めた状態で形成されているので、防食シート３の板状体２への定着力及び機械的強度を向上させることができ、さらに、セグメント１の耐久性、信頼性、経済性などを大幅に向上させることができる。
また、防食シート３は、耐酸性及び耐アルカリ性を有するポリプロピレが使用されているので、コンクリートの表面を好適に保護し、防食効果を発揮することができる。
【００３７】
［シールドトンネル用セグメントの第二実施形態］
図４は、本発明の第二実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｄ−Ｄ断面図を示している。
図４において、本実施形態のセグメントは、上述した第一実施形態のセグメント１と比べると、防食シート３ａが、筒状突起３２１に、コンクリートからの抜けを防止するための変形部３２２が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図４において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
変形部３２２は、筒状突起３２１の上部の対向する二箇所（行方向の二箇所、又は、列方向の二箇所）に形成され、それぞれ外側に突き出る形状としてある。すなわち、先端がほぼ三角板状の加熱された変形用型１１が、上方から筒状突起３２１を押圧することにより、変形用型１１と当接した部分が外側方向に変形し、突き出た形状となる。本実施形態では、行方向に並ぶ筒状突起３２１は、変形部３２２の箇所（行方向の二箇所、又は、列方向の二箇所）が、交互になるように形成されている。
このようにすると、変形部３２２をコンクリートに埋設することによって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。
【００３９】
なお、変形部３２２の形状は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、それぞれ内側に突き出る形状としたり、あるいは、一方が外側に突き出て、他方が内側に突き出る形状としてもよい。さらに、筒状突起３２１の先端部を溶かし、先端部が付け根側より断面積が大きくなる形状としてもよい。また、形成する位置も、二箇所に限定されるものではなく、たとえば、四箇所や、ほぼ全周にわたって形成されてもよい。
また、複数の変形用型１１は、平板状の基部（図示せず）に配設されているが、これに限定されるものではなく、たとえば、複数の変形用型１１を回転するローラに配設し、防食シート３ａを移動させながら変形部３２２を形成してもよい。これにより、生産性などを向上させることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、変形部３２２によって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。
【００４１】
［シールドトンネル用セグメントの第三実施形態］
図５は、本発明の第三実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｅ−Ｅ断面図を示している。
図５において、本実施形態のセグメントは、第一実施形態のセグメント１と比べると、防食シート３ｂが、筒状突起３２１に、スリット３２３が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図５において、図２と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
スリット３２３は、通常、幅Δが数ｍｍ（本実施形態では、約２ｍｍ）であり、深さが、ｈ−ｔ２（本実施形態では、約７ｍｍ）であり、筒状突起３２１の対向する二箇所（行方向の二箇所）に形成されている。すなわち、歯厚約２ｍｍの鋸歯付き回転カッターなどのスリット用カッター１２によって、行方向に移動する防食シート３ｂの筒状突起３２１が機械的に加工され、スリット３２３が形成される。
このようにすると、防食シート３ｂは、一対のスリット３２３が上下方向となるように並設され、コンクリートを打設する際、筒状突起３２１内における気泡溜まりの発生を効果的に低減することができる。
【００４３】
なお、スリット３２３の形成位置は、行方向の二箇所に限定されるものではなく、たとえば、行方向及び列方向の四箇所に形成されてもよい。
また、スリット３２３の形状は、上記に限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、筒状突起３２１の先端部であって、スリット３２３の近傍の部分をも溶かし、先端部が付け根側より断面積が大きくなる形状としてもよい。これにより、スリット３２３とともに、変形部３２２をも形成でき、生産性をさらに向上させることができる。
また、本実施形態では、スリット用カッター１２によってスリット３２３を形成しているが、これに限定されるものではなく、たとえば、反時計回り方向に回転する、板厚約２ｍｍの円板状の加熱されたスリット用型によって、筒状突起３２１が溶かされることによりスリット３２３を形成してもよい。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、スリット３２３によって、コンクリートを打設する際、気泡溜まりの発生を効果的に低減することができ、気泡溜まりに起因する不具合、たとえば、コンクリートの強度低下などを防止することができる。
【００４５】
［シールドトンネル用セグメントの第四実施形態］
図６は、本発明の第四実施形態にかかるシールドトンネル用セグメントを説明するための概略図であり、（ａ）は防食シートの平面図を示しており、（ｂ）は、Ｆ−Ｆ断面図を示している。
図６において、本実施形態のセグメントは、第一実施形態のセグメント１と比べると、筒状突起３２１に、変形部３２２（第二実施形態における列方向の二箇所に形成された変形部３２２）、及び、スリット３２３（第三実施形態のスリット３２３）が形成された点などが相違する。なお、本実施形態の他の構成は、セグメント１とほぼ同様としてある。
したがって、図６において、図２、４、５と同様の構成部分については同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態のセグメントによれば、第一実施形態のセグメント１とほぼ同様の効果を奏するとともに、変形部３２２によって、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。さらに、スリット３２３によって、コンクリートを打設する際、気泡溜まりの発生を効果的に低減することができ、気泡溜まりに起因する不具合、たとえば、コンクリートの強度低下などを防止することができる。
【００４７】
以上、本発明のシールドトンネル用セグメントについて、好ましい実施形態などを示して説明したが、本発明に係るシールドトンネル用セグメントは、上述した実施形態などにのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、各実施形態のセグメントは、筒状突起３２１が、端部が開口された形状（すなわち、頭頂部を有しない形状）としてあるが、これに限定されるものではなく、たとえば、図示してないが、頭頂部を有し、密閉された中空部を有する構成としてもよい。これにより、断熱性に優れたセグメントを提供することができる。
さらに、このセグメントは、筒状突起３２１の中段部に対向する凹部を有する構成としてもよい。これにより、コンクリートからの抜けをより確実に防止することができ、定着力を高めることができるとともに、定着の信頼性を向上させることができる。さらに、対向する凹部は、キャップシート成形工程及び融着積層工程を経た二層の気泡ボードに対して容易に形成でき、生産性や経済性を向上させることができる。
【００４８】
また、第一実施形態などでは、筒状突起３２１をほぼ円筒状としてあるが、これに限定されるものではない。
たとえば、図７（ａ）に示すように、ほぼ截頭円錐形状の筒状突起３２１ａを有する構成としてもよい。このようにすると、内径ｄが大きく（たとえば、１ｍを超えるほど大きく）、防食シート３を筒状に形成しても、筒状突起３２１の先端部が楕円形に変形しない場合であっても、縮径された筒状突起３２１ａの先端側の部分が、この部分の下方（筒状突起３２１ａの付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、截頭円錐形状の筒状突起３２１ａは、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
また、図７（ｂ）に示すように、ほぼ截頭円錐形状を逆さにした形状の筒状突起３２１ｂを有する構成としてもよい。なお、筒状突起３２１ｂは、キャップシート３２のキャップ状突起の頭頂部をライナーシート３３に融着することにより形成される。このようにすると、拡径された筒状突起３２１ｂの先端側の部分が、この部分の下方（筒状突起３２１ｂの付け根側）に位置するコンクリートを覆う構造となる。すなわち、截頭円錐形状を逆さにした形状の筒状突起３２１ｂは、アンカーとしての機能が向上し、コンクリートへの定着力をさらに向上させることができる。
【００４９】
なお、防食シート３などは、押出成形や射出成形などにより製造してもよい。
また、筒状突起３２１は、変形部３２２やスリット３２３が形成されると、本来の筒状からかけ離れた形状となる場合も想定されるが、かかる形状をも含むものとする。
【符号の説明】
【００５０】
１ セグメント
２ 板状体
３、３ａ、３ｂ、３ｃ 防食シート
１０ シールドトンネル
１１ 変形用型
１２ スリット用カッター
３０ 接合用シート
３１ バックシート
３２ キャップシート
３３ ライナーシート
３２１、３２１ａ、３２１ｂ 筒状突起
３２２ 変形部
３２３ スリット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート製の円弧状に湾曲した板状体からなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
この板状体の表面を、前記コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなるシートによって覆ったことを特徴とするシールドトンネル用セグメント。
【請求項２】
前記筒状突起が変形部を有し、この変形部を前記コンクリートに埋設することによって、前記シートの前記板状体からの抜けを防止することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル用セグメント。
【請求項３】
前記シートが、前記コンクリートの打設前に所定の曲率半径で湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドトンネル用セグメント。
【請求項４】
前記シートの端部どうしが、接合用シートを介して接合されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシールドトンネル用セグメント。
【請求項１】
コンクリート製の円弧状に湾曲した板状体からなるシールドトンネル用セグメントにおいて、
この板状体の表面を、前記コンクリートの部分に埋設する複数の筒状突起を有し、かつ、耐酸性及び／又は耐アルカリ性を有する樹脂からなるシートによって覆ったことを特徴とするシールドトンネル用セグメント。
【請求項２】
前記筒状突起が変形部を有し、この変形部を前記コンクリートに埋設することによって、前記シートの前記板状体からの抜けを防止することを特徴とする請求項１に記載のシールドトンネル用セグメント。
【請求項３】
前記シートが、前記コンクリートの打設前に所定の曲率半径で湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシールドトンネル用セグメント。
【請求項４】
前記シートの端部どうしが、接合用シートを介して接合されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシールドトンネル用セグメント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１８０６９６（Ｐ２０１２−１８０６９６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４５０５９（Ｐ２０１１−４５０５９）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００１９９９７９）川上産業株式会社 (203)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（５９３０１２４０２）ＳＭＣコンクリート株式会社 (16)
【出願人】（５０４４４２０６７）有限会社中林工業 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【出願人】（０００１９９９７９）川上産業株式会社 (203)
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【出願人】（５９３０１２４０２）ＳＭＣコンクリート株式会社 (16)
【出願人】（５０４４４２０６７）有限会社中林工業 (7)
【Ｆターム（参考）】
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