説明

トンネル用セグメントとトンネル構造物

【課題】把持搬送できると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル用セグメントとコンクリート構造物の提供。
【解決手段】搬送手段5または組立手段が連結される連結部材としてインサート部材2を備えたトンネル用セグメント1であって、インサート部材2はセラミックスで形成され、この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成される。複数のトンネル用セグメント1を組み立ててなるトンネル構造物であって、トンネル用セグメント1は搬送手段5または組立手段が連結されるセラミックスからなるインサート部材2を備え、搬送手段5または組立手段が連結され得るインサート部材2の雌ねじ部211がトンネル内部に開口部を形成させる場合、少なくとも一部のインサート部材2の開口部が封止部材である封止プラグ3によって封止される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えばシールド工法用セグメント、トンネル覆工用セグメント、既設トンネルの漏水防止、補強、延命処置などのために使用されるトンネル用セグメント(例えばコンクリートセグメント、及びコンクリートと鋼材との複合セグメント)及びこれからなるトンネル構造物に関する。特に、エレクター、他の揚重機等の搬送手段によって把持搬送して所定の場所に移動またはセットするために、前記セグメントのコンクリート層部に埋設されるインサート部材が前記搬送手段に連結される連結部材として利用されるセグメント及びこれからなるトンネル構造物に関する。
【背景技術】
【0002】
シールド工法に使用するセグメントの場合、一般的には、搬送手段に連結される把持金具として、予めセグメントのコンクリート層内に埋設された円筒状の吊手金具に吊り金具が取り付けられる。そして、エレクター等の搬送手段が前記吊り金具を介して前記セグメントを吊り上げ、回転方向、上下左右方向へ移動することにより、前記セグメントは所定の位置にセットされる(例えば特許文献1)。
【0003】
また、特許文献2には、セグメントに埋設される吊手金具であって、雌ねじ部を形成させた筒状の吊手本体とこの吊手本体の外周面に設けられるフランジとが鋳造によって一体成型されて、製作性、コスト、コンクリート型枠への装着の容易性を図ったものが開示されている。
【0004】
コンクリートセグメント、コンクリートと鋼材との複合セグメントのコンクリート層内に埋設されている金属(吊り手金具)が露出している場合には、地電流、環境の酸性成分などの影響により腐食が生じ、コンクリート層、内部鉄筋、引いては、コンクリート構造物の損傷に拡大発展する問題がある。
【0005】
そこで、特許文献3に示された孔塞ぎプラグのように、耐火耐熱特性の劣る合成樹脂に代えて、モルタルからなるものの適用が考えられるが、吊り手金具は金属製であるので、耐腐食性は期待できない。
【特許文献1】特開平8−270394
【特許文献2】特開2005−90145
【特許文献3】特開2005−68924
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、トンネル等の坑内火災時におけるコンクリート構造物の保護のために、耐火耐熱特性の規定が各国、様々な機関によって火災発生時から時系列温度上昇曲線が設定されている(火災発生時の「温度−時間曲線」の想定)。
【0007】
例えば、ISOによる標準時間−温度曲線、油火災で模擬した炭化水素火災曲線、RABT曲線(ドイツにおける道路トンネルの設備と運用に関する指針)、オランダ運輸公共事業所治水局の曲線などが知られており、日本の場合は、ドイツにおけるRBAT曲線に準拠した温度−時間曲線が設定されている。
【0008】
コンクリート構造物を保護するために、コンクリート構造物の表面を耐火耐熱特性部材で被覆することが行われているが、コンクリート構造物(各セグメント)自体が耐火耐熱特性に劣る部材を具備しない構造とすることも重要である。
【0009】
本発明は以上の事情に鑑みなされたもので、その目的は把持搬送できると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性を向上させたトンネル用セグメントとトンネル構造物の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
そこで、請求項1記載のトンネル用セグメントは、搬送手段または組立手段が連結される連結部材を備えたトンネル用セグメントであって、前記連結部材はセラミックスで形成され、この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成されたことを特徴とする。
【0011】
請求項2記載のトンネル用セグメントは、請求項1記載のトンネル用セグメントにおいて、前記トンネル用セグメントの内表面部に耐火耐熱手段を備えたことを特徴とする。
【0012】
請求項3記載のトンネル用セグメントは、請求項1または2記載のトンネル用セグメントにおいて、前記連結部材は搬送手段または組立手段が連結され得る雌ねじ部を備えたことを特徴とする。
【0013】
請求項4記載のトンネル構造物は、搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備えたトンネル用セグメントを複数組み立てて構成されたことを特徴とする。
【0014】
請求項5記載のトンネル構造物は、複数のトンネル用セグメントを組み立ててなるトンネル構造物であって、前記トンネル用セグメントは搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備え、前記搬送手段または組立手段が連結され得る連結部材の雌ねじ部がトンネル内部に開口部を形成させる場合、少なくとも一部の連結部材の開口部が封止部材によって封止されることを特徴とする。
【0015】
請求項6記載のトンネル構造物は、請求項4記載のトンネル構造物において、前記トンネル用セグメントの内表面を耐火パネルで覆うことを特徴とする。
【0016】
請求項7記載のトンネル構造物は、請求項5記載のトンネル構造物において、前記封止部材は無機質材からなることを特徴とする。
【0017】
請求項1〜3記載のトンネル用セグメントによれば、埋設された連結部材がセラミックスからなると共に搬送手段または組立手段に連結された把持部材が装着可能であるので、前記トンネル用セグメントは把持搬送可能となると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性が向上する。
【0018】
請求項4〜7記載のトンネル構造物によれば、構成要素のトンネル用セグメントに埋設された連結部材がセラミックスからなると共に搬送手段または組立手段に連結された把持部材が装着可能となっているので、トンネル構造物を構成させるトンネル用セグメントが把持搬送個可能となると共に、前記トンネル構造物は耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性が向上する。
【発明の効果】
【0019】
以上のように、請求項1〜3記載の発明によれば、把持搬送できると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル用セグメントを提供できる。
【0020】
請求項4〜7記載の発明によれば、構成要素のトンネル用セグメントが把持搬送可能であると共に耐火性、耐熱特性及び耐腐食特性を向上させたトンネル構造物を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0022】
図1(a)は本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図である。図1(b)は前記トンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の概観を示した断面図である。図1(c)は前記インサート部材に封止プラグが装着された状態を示した断面図である。
【0023】
トンネル用セグメント1は定型に形成されたコンクリート層10にインサート部材2が埋設されて構成される。インサート部材2は図4(a)に示されたようにトンネル用セグメント1を運搬手段5によって把持運搬するための把持部材として把持金具6が連結される連結部材である。図1(a)に示されたトンネル用セグメント1にはインサート部材2が設けられているが、インサート部材2の設置数は1個または複数個である。例えばトンネル用セグメント1のサイズやトンネル用セグメント1を把持運搬する時の安全性及び安定性が考慮されて複数設けられる。
【0024】
インサート部材2は本体部21からなる。本体部21にはスリーブ22が装着される。本体部21には雌ねじ部211が形成されている。スリーブ22には雌ねじ部211と羅合する封止プラグ3または把持金具6が挿通できるようになっている。本体部21とスリーブ22は既知の接着剤または接続部材を介して接続される。トンネル用セグメント1におけるインサート部材2の埋設深さはスリーブ22の長さによって設定される。本体部21はアルミナ、ジルコニア等に例示されるセラミックスからなる。スリーブ22もセラミックスからなる。スリーブ22はアルミナ、ムライトが例示されるセラミックスからなる。
【0025】
本体部21は外周面が曲面に加工されている。例えば本体部21は図示されたように略樽状に形成されている。スリーブ22は中空円筒状に形成されている。本体部21の最大外径D1とスリーブ22の外径D2と本体部21端面の外径D3の寸法は、図1(b)に示されたように、D1>D3>D2の関係となるように設定される。このように本体部21とスリーブ22の外径が異径に形成されることによりトンネル用セグメント1とインサート部材2との埋設的強度を確実なものとする。また、本体部21の側面の一部部分に廻り止め部212が形成されると、把持金具6をインサート部材2に装着する際にインサート部材2の供廻りが防止される。
【0026】
封止プラグ3は図1(c)に示されたように雄ねじ部31とツバ部32とからなる。雄ねじ部31とツバ部32はセラミックス、コンクリート、モルタル等に例示される無機質材料によって一体的に成形されている。前記セラミックスとしてアルミナ、ジルコニア、ムライト、コーディライト、ステアタイト等に例示される焼結部材が挙げられる。例えば特開2001−122670、特開2001−271597、特開2001−328855、特開2002−357098、特開2003−120197、特開2003−269097、特開2004−003285等に開示されたものがある。また、アルミナセメント系材料等を主成分とする不定形耐火物や耐火繊維等の非焼結部材によって鋳造加工されたものがある。例えば特開2004−011312に開示されたものがある。さらに、少なくとも1200℃の温度に1時間暴露に耐えうる耐久性を有する無機質材よって構成されたものがある。例えば特開2003−293484、特開2003−300783に開示されたものがある。
【0027】
雄ねじ部31は封止プラグ3がインサート部材2に装着される際に本体部21の雌ねじ部211と螺合する。一方、ツバ部32は封止プラグ3がインサート部材2に装着される際にスリーブ22の開口部を閉塞させる。ツバ部32は雄ねじ部の一端側に形成されている。ツバ部32は円柱形状の平頭に形成されている。また、ツバ部32の端面には封止プラグ3を螺進させるためのねじ回し手段が係止される溝部33が適宜の深さで形成される。溝部33の開口部の形状は特に限定されない。前記形状としてはマイナス形、プラス形、正四角形、正六角形等が例示される。
【0028】
また、本体部21の雌ねじ部211の底面部には、図1(c)記載のA部分の拡大断面図である図2に示されたように、封止プラグ3の弛みを解消させるために、弛み止め23が設置される場合がある。弛み止め23は前記底面部に形成された弛み止め収容部213に収容される。弛み止め23としてはゴム製のOリング、金属製のワッシャ、弾性セラミックスワッシャ等が例示される。前記弾性セラミックスワッシャとしては例えば特開平7−138067、特開平8−14294、特開平8−135794等に示されたものがある。前記弾性セラミックスワッシャは耐熱、耐食性の点で最も好ましい。
【0029】
トンネル用セグメント1に埋設されるインサート部材の他の形態としては図3に示されたインサート部材4がある。インサート部材4は本体部41からなる。本体部41にはスリーブ42が接続される。スリーブ42には本体部41に形成された雌ねじ部411と羅合する把持金具6または封止プラグ3が挿通される。本体部41及びスリーブ42はそれぞれインサート部材2の本体部21及びスリーブ32と同様の材料及び形状で形成すればよい。雌ねじ部411は本体部41を貫通するように形成されている。この本体部41には雌ねじ部411の開口部を閉塞させる封止栓43が装着される。封止栓43は本体部41の雌ねじ部411と螺合する雄ねじ部431を備えている。尚、雌ねじ部411と羅合する把持金具6及び封止プラグ3の雄ねじ部の軸長は雌ねじ部411の有効軸長に基づき決定される。
【0030】
トンネル用セグメント1にインサート部材2,4が複数埋設される場合、少なくとも一部のインサート部材2,4の雌ねじ部211,411の開口部が封止プラグ3等の封止部材によって封止される。前記少なくとも一部としたのは次の理由による。
【0031】
複数のトンネル用セグメント1がトンネルの側壁部を構成させる場合、前記側壁部はゴミに曝されやすい状況となり前記開口部を封止する必要があるからである。複数のトンネル用セグメント1がトンネルの天井部を構成させる場合、前記開口部は下方を向いておりゴミが侵入しない状況となり、前記開口部を封止する必要がないからである。トンネル用セグメント1の内表面が耐火パネルによって覆われえる場合、雌ねじ部211,411によってトンネル内部に開口部を形成させないからである。
【0032】
また、雌ねじ部211の開口部を封止させる封止部材は封止プラグ3に限定されない。例えば耐火材の充填によって前記開口部を封止してもよい。
【0033】
図4を参照しながらトンネル用セグメント1の搬送及び組み付け方法の一例について説明する。
【0034】
トンネル用セグメント1は図4(a)に示されたようにインサート部材2に装着された把持部材である把持金具6に搬送手段5が連結されることにより施工現場の所定の場所に搬送し、且つトンネル構造物として組付けることができる。搬送手段5としては例えば特開平8−270394に示されたセグメントエレクタ装置が挙げられる。
【0035】
搬送手段5は図4(a)に示したように把持ブラケット51を備えている。把持ブラケット51は二枚のブラケット板510を平行に配置してなる。ブラケット板510には連結ピン52が貫通できる連結孔511が形成されている。ブラケット板510の間隔は把持金具6の連結部63を挿入できる程度に確保されている。
【0036】
把持金具6は図4(b)に示されたように胴体部61と雄ねじ部62と連結部63とからなる。雄ねじ部62は胴体部61に下端部に設けられている。雄ねじ部62はインサート部材2の雌ねじ部211と螺合できるように形成されている。連結部63は胴体部61の上端部に設けられている。連結部63には連結ピン52が貫通できる連結孔631が形成されている。
【0037】
トンネル用セグメント1を搬送手段5によって把持搬送される際、先ず、インサート部材2に把持金具6が螺合装着される。次いで、把持金具6の連結部63が搬送手段5の把持ブラケット51のブラケット板510に間に挿入される。そして、連結ピン52が図4(b)に示された矢印の順で連結孔511,631,511を貫通した後に脱落しないように処置されると、搬送手段5はトンネル用セグメント1を把持搬送できるようになる。尚、連結ピン52の脱落を防止するための処置の一例としては、特開平8−270394に開示された連結ピンのように、搬送手段5によって係止されるフランジが連結ピン52に設けられる形態がある。
【0038】
本発明の他の実施形態に係るトンネル用セグメントとしては図5(a)に示されたトンネル用セグメント7がある。トンネル用セグメント7のコンクリート層70の表面には耐火耐熱手段として耐火層71が一体形成されている。耐火層72は既知の耐火性の材料で構成すればよい。耐火層71としては例えば特開2003−300783、特開2003−293484等に開示されたものが挙げられる。トンネル用セグメント7には例えばインサート部材2が埋設される。トンネル用セグメント7においては、本体部21がコンクリート層70に埋設される一方でスリーブ22がコンクリート層70と耐火層71とに埋設されている。トンネル用セグメント6の把持搬送は図4を参照しながら説明した方法で行えばよい。
【0039】
また、耐火機能を有するトンネル用セグメントの他の形態としては例えば図5(b)に示されたトンネル用セグメント8がある。トンネル用セグメント8はコンクリート層80の表面に耐火耐熱手段として耐火耐熱部81を介して耐火パネル82が設けられている。この際、インサート部材2に封止部材(封止プラグ3)を装着させる必要はない。トンネル用セグメント8の把持搬送は耐火パネル82が設けられる前に図4を参照しながら説明した方法で行えばよい。
【0040】
耐火耐熱部81はキャスタブル耐火物からなる。前記キャスタブル耐火物は耐火性骨材とアルミナセメントなどの水硬剤を混合して得られた耐火物である。前記耐火物の具体的なものとしては例えば特開2002−357098に示されたものがある。この耐火物は酸化アルミニウム30〜98重量%、酸化珪素5〜49重量%のうちの任意の範囲を主成分とし、これに補助剤として例えばアルミナセメント等の結合剤と、例えばヘキサメタリン酸ソーダ等の分散剤を少量含有している。
【0041】
耐火パネル82としては既知の耐火タイル例えば特開2003−120197、特開2002−367098等に開示されたものが挙げられる。
【0042】
以上の説明から明らかなようにトンネル用セグメント1,7,8及びコンクリート構造物によれば、これらのトンネル用セグメントに埋設されたインサート部材はセラミックスからなると共に搬送手段に連結された把持部材が装着可能であるので、前記トンネル用セグメントが把持搬送できると共に耐火耐熱特性及び耐腐食性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0043】
【図1】(a)本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図,(b)前記トンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の概観を示した断面図,(c)前記インサート部材に封止プラグが装着された状態を示した断面図。
【図2】インサート部材に弛み止めが装着された状態を示した拡大断面図
【図3】封止栓を備えたインサート部材の構成を示した断面図。
【図4】(a)トンネル用セグメントを搬送する事例を説明した断面図,(b)搬送手段のブラケットに把持金具を連結させる事例を説明した斜視図。
【図5】(a)本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントの断面構造を示した断面図,(b)本発明の一実施形態に係るトンネル用セグメントに埋設されたインサート部材の断面図。
【符号の説明】
【0044】
1,7,8…トンネル用セグメント
2…インサート部材(連結部材)、21…本体部、211…雌ねじ部、212…廻り止め部、213…弛み止め収容部、22…スリーブ、23…弛み止め
3…封止プラグ、31…雄ねじ部、32…ツバ部、33…溝部、34…封止補助部材
4…インサート部材、41…本体部、411…雌ねじ部、412…廻り止め部、42…スリーブ、43…封止栓、431…雄ねじ部
5…搬送手段、51…ブラケット、511…連結孔、510…ブラケット板
6…把持金具、61…胴体部、62…雄ねじ部、63…連結部、631…連結孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
搬送手段または組立手段が連結される連結部材を備えたトンネル用セグメントであって、
前記連結部材はセラミックスで形成され、
この連結部材がトンネル用セグメントのコンクリート層内に埋設されて構成されたこと
を特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項2】
前記トンネル用セグメントの内表面部に耐火耐熱手段を備えたこと
を特徴とする請求項1記載のトンネル用セグメント。
【請求項3】
前記連結部材は搬送手段または組立手段が連結され得る雌ねじ部を備えたこと
を特徴とする請求項1または2記載のトンネル用セグメント。
【請求項4】
搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備えたトンネル用セグメントを複数組み立てて構成されたことを特徴とするトンネル構造物。
【請求項5】
複数のトンネル用セグメントを組み立ててなるトンネル構造物であって、
前記トンネル用セグメントは搬送手段または組立手段が連結されるセラミックスからなる連結部材を備え、
前記搬送手段または組立手段が連結され得る連結部材の雌ねじ部がトンネル内部に開口部を形成させる場合、
少なくとも一部の連結部材の開口部が封止部材によって封止されること
を特徴とするトンネル構造物。
【請求項6】
前記トンネル用セグメントの内表面を耐火パネルで覆うことを特徴とする請求項4記載のトンネル構造物。
【請求項7】
前記封止部材は無機質材からなることを特徴とする請求項5記載のトンネル構造物。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate


【公開番号】特開2007−162432(P2007−162432A)
【公開日】平成19年6月28日(2007.6.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−364069(P2005−364069)
【出願日】平成17年12月16日(2005.12.16)
【出願人】(000001373)鹿島建設株式会社 (1,387)
【出願人】(500551323)明電セラミックス株式会社 (7)
【Fターム(参考)】