切削可能な土留め壁材
【課題】シールド掘進機による、例えばコンクリート或いはソイルモルタル中に建て込まれたFRP部材の切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供する。
【解決手段】シールド掘進機300により切削可能な土留め壁材100において、所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材2、3、4により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材1を備え、少なくとも、平面部がシールド掘進機300のシールド掘進方向に対して略直交して配置されたウェブ材3、4には、平面部のシールド掘進機300が当接して切削を開始する表面側3a、4aとは反対側の裏面側3b、4bに剥離防止部材5が一体に形成される。
【解決手段】シールド掘進機300により切削可能な土留め壁材100において、所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材2、3、4により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材1を備え、少なくとも、平面部がシールド掘進機300のシールド掘進方向に対して略直交して配置されたウェブ材3、4には、平面部のシールド掘進機300が当接して切削を開始する表面側3a、4aとは反対側の裏面側3b、4bに剥離防止部材5が一体に形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般には、地中を掘削するシールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑における土留め壁体の構造に関するものであり、特に、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製の土留め壁材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図19及び図20に示すように、トンネル掘進用立坑200は、鉄筋コンクリート製の土留め壁体201及び底板202などにて構築されるが、立坑200のシールド掘進機300が発進又は到達する開口部分には、シールド掘進機300により掘削が可能なように、繊維補強コンクリート壁体203を使用することが提案され、又実施されている。
【0003】
つまり、立坑200の鉄筋コンクリート製の壁体201は、H型鋼或いは箱形鋼などの鋼部材101とされる打込部材100にて構築されているが、シールド掘進機300により切削可能な繊維補強コンクリート壁体203は、細長形状のシールド掘削用繊維補強コンクリート材1を縦方向に所定の間隔にて配列して構成される。シールド掘削用繊維補強コンクリート材1としては、従来種々の構造が提案されている。
【0004】
特許文献1には、図21及び図22に示すように、切削可能なシールド掘削用繊維補強材1を備えた立坑壁用部材、即ち、土留め壁材100が記載されている。
【0005】
シールド掘削用繊維補強材1は、一対の上下方向に延在する中空FRP部材1A、1B及びスペーサ1Cを有している。また、シールド掘削用繊維補強材1は、その上下両端部にH型鋼の継手金具10が接続されており、この継手金具10により、シールド掘削用繊維補強材1の上部及び下部に配置された各H型鋼101(図19、図20)と接続され、土留め壁材100が作製される。
【0006】
土留め壁材100は、図20に示すように、泥水溝(立坑用溝)204内に建て込まれ、溝内の間隔部にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリート等の経時硬化性材料205が充填されて硬化される。
【0007】
土留め壁材100を構成する一対の中空FRP部材1(1A、1B)及びスペーサ1Cは、シールド掘削機300の従来のビット301を備えたカッターヘッドで容易に切削することが可能であり、カッターヘッドに特別なビットを取り付けて切削する必要はない。
【特許文献1】特開2002−38870号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記構成の土留め壁材100を使用した立坑壁203は、シールド掘進機300により掘削が可能であるという特長を有しているが、次のような問題があることが分かった。
【0009】
つまり、上記構成の土留め壁材100を掘削側から地山側へとX方向(図19)にシールド掘進機300により切削して行った場合に、中空FRP部材1(1A、1B)が必ずしもシールド掘進機300により細片状に切削されるとは限らず、長尺の状態の切り屑が発生することが分かった。
【0010】
このような長尺の切り屑は、コンクリート塊やソイルモルタルの切削屑と共にシールド掘進機300のチャンバーに取り込まれ、チャンバーから排出される際に、チャンバー部取込口を閉鎖することがある。その場合には、シールド掘進機300を完全に停止し、人手でそのコンクリート塊、FRP部材の切削屑などを取り除くことをしなければならない。
【0011】
また、地盤が軟弱な場合には、シールド掘進機300のチャンバに取り込まれないコンクリート塊及びFRP部材切削屑がシールド掘進機300の切削用回転盤と一緒に廻ることもあり、地盤の緩み、延いては地盤の沈下を引き起こすこととなり、好ましくない。
【0012】
従って、本発明の目的は、シールド掘進機による、例えばコンクリート或いはソイルモルタル中に建て込まれたFRP部材の切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【0013】
本発明の他の目的は、シールド掘進機による切削性を向上させ、作業性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【0014】
本発明の他の目的は、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体にFRP部材を建て込むことにより、切削が困難なコンクリートの使用量を減らすことのできるシールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的は本発明に係る土留め壁材にて達成される。要約すれば、第1の本発明によれば、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備え、
少なくとも、平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された前記ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材が提供される。
【0016】
第1の本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状がH形若しくはI形とされ、中央ウェブ材と、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた端ウェブ材とにて形成され、
前記剥離防止部材は、少なくとも前記端ウェブ材に形成される。
【0017】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されている。
【0018】
他の実施態様によれば、隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化されている。他の実施態様によれば、前記間詰め材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものである。
【0019】
第2の本発明によれば、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
長手方向に延在する中空の管状体とされる繊維強化樹脂製補強材を備え、
前記繊維強化樹脂製補強材には、剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材が提供される。
【0020】
第2の本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状が三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状、とされる。
【0021】
他の実施態様によれば、前記剥離防止部材は、少なくとも、前記繊維強化樹脂製補強材の、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された領域であって、前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成される。
【0022】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の内面及び外面には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されている。
【0023】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の内部には、シールド掘進機により切削可能な充填材が充填硬化されている。他の実施態様によれば、前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものである。
【0024】
上記第1及び第2の各本発明にて、一の実施態様によれば、前記剥離防止部材は、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形とされる。
【0025】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。
【0026】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。
【0027】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、
(1)シールド掘進機による切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることができる。
(2)シールド掘進機による土留め壁体の切削性を向上させ、作業性を向上させることができる。
(3)シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、本発明に係るシールド掘進機により切削可能な土留め壁材を図面に則して更に詳しく説明する。
【0030】
実施例1
図1に、本発明に係る土留め壁材100の一実施例を示す。土留め壁材100は、上述のように、立坑200のシールド掘削用立坑壁203を形成する立坑壁用部材、即ち、打込部材を構成する。
【0031】
本実施例にて、図1に示すように、土留め壁材100は、シールド掘進機300により切削可能な繊維強化樹脂製補強材1と、繊維強化樹脂製補強材1の上下両端に固定された継手部10とを有する。土留め壁材100は、継手部10を介して、立坑200の構成鋼部材101であるH型鋼或いは箱形鋼などが接続される。
【0032】
繊維強化樹脂製補強材1の上下両端に一体に形成される継手部10は、従来と同様に、連結金具10a及び定着治具10b等を備え、連結金具10aの一端は、立坑構成鋼部材101に溶接、ボルトなどにより接続され、連結金具10aの他端は、繊維強化樹脂製補強材1の作製時に一体に成形された定着治具10bの鋼製端板10cに溶接、ボルトなどにより一体に接続される。継手部10の構造は、これに限定されるものではなく、当業者には周知のその他種々の構造が可能である。
【0033】
(繊維強化樹脂補強材)
図2を参照して、本実施例の特徴をなす細長形状の繊維強化樹脂製補強材1について説明する。
【0034】
繊維強化樹脂製補強材1は、所定の幅の平面部を有し、長手軸線方向に延在する複数のウェブ材2、3、4を、所定の横断面形状に、本実施例では、H形若しくはI形形状に一体に成形した繊維強化樹脂材である。即ち、本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材1は、所定の幅にて長手軸線方向に沿って延在する平板状のウェブ材、即ち、幅W1とされる中央ウェブ材2と、中央ウェブ材2の幅方向両端部において中央ウェブ材2に対して直交配置して長手軸線方向に沿って延在し、中央ウェブ材2と一体に形成された平板状のウェブ材、即ち、幅W2を有した端ウェブ材3、4とにて形成される。
【0035】
本実施例によると、少なくとも、平面部がシールド掘進機300のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置されたウェブ材には、本実施例では、端ウェブ材3、4には、剥離防止部材5が一体に形成される。剥離防止部材5は、繊維強化樹脂製補強材1と同様に繊維強化樹脂材にて作製され、繊維強化樹脂製補強材1を作製する時に一体に成形することもできるし、又は、別部材として作製し、接着剤にて一体に固着することもできる。
【0036】
(剥離防止部材)
本実施例にて剥離防止部材5は、端ウェブ材3、4のシールド掘進機300のビット部301(図19)が当接して切削を開始する表面側3a、4aとは反対側の裏面側3b、4bに一体に、端ウェブ材3、4の長手軸線方向(図2の紙面にて上下方向)に沿って延在して形成される。
【0037】
剥離防止部材5の長手軸線方向に直交する横断面形状は、本実施例では、図2及び図3(a)に示すように、L形とされる。即ち、端ウェブ材3、4に対して直交する方向に延在する部材5aと、その先端にて所定の方向へと直角に延在する部材5bと、にて形成される。
【0038】
図2に示す実施例では、剥離防止部材5は、そのL形状が中央ウェブ材2に対して両側にて対称の形状となるように形成されているが、L形状は、全てが同じ向きに形成しても良い。また、剥離防止部材5は、中央ウェブ材2に対して両側にて対称に、それぞれ二つずつ設けられているが、これに限定されるものではない。即ち、二つ以上設けることもでき、又、一つでも良い。また、両側にて異なる個数としても良い。
【0039】
さらに、剥離防止部材5の形状は、図2及び図3(a)に示す上記L形の他に、図3(b)、(c)、(d)、(e)に示すように、T形、J形、F形、或いは、C形とすることもできる。しかし、これらの形状に限定されるものではなく、その他種々の形状を採用し得る。
【0040】
本実施例にて、重要なことは、シールド掘進機の先行ビットによって切削される部位以外のウェブ材3、4が簡単に剥がれずメインビットで細片状になることを助けることにある。
【0041】
つまり、本実施例によれば、シールド掘進機300の先行ビットでまず切削されるウェブ材3、4が、メインビットで切削する際に、繊維強化樹脂製補強材1から剥離して砕片状に切削されずに、大きな砕片となることを防止することができる。すなわち、剥離防止部材5は、ウェブ材3、4が細片状に切削されるように、シールド掘進機300のビット部301が当接して切削を開始するウェブ材に対して剛性を付与し、また、後述するように、コンクリート、ソイルモルタルなどにウェブ材3、4を固定することができる。
【0042】
上記説明にて理解されるように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材1を構成する中央ウェブ材2は、平面部がシールド掘進機300の進行方向に配置されているために、ウェブ材2がシールド掘進機300の切削力に対して剥離することがなく、その結果、ウェブ材2は、細片状に切削される。そのために、ウェブ材2には剥離防止部材5を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。
【0043】
次に、H形若しくはI形形状の繊維強化樹脂製補強材1の製造方法の一実施例について説明する。
【0044】
(繊維強化樹脂製補強材の製造方法)
本実施例の、H形或いはI形形状とされる繊維強化樹脂製補強材1は、図4に示すような連続強化繊維シート11を使用して、引抜成形により作製することができる。
【0045】
先ず、本実施例にて使用した連続強化繊維シート11について説明する。
【0046】
本実施例では、連続強化繊維シート11は、図4及び図5に示すように、メッシュ状支持体シート12を強化繊維層13の片面に積層し、次いで、加熱加圧することにより作製した。
【0047】
本実施例にて、連続強化繊維シート11は、樹脂透過性の支持体シート12と、この支持体シート12にて保持された強化繊維層13とを有する。強化繊維層13は、主軸に対して所定の角度(α)にて配列され、実質的に、即ち、連続強化繊維シート11の先頭端と最後尾端を除いて一定の所定長さ(F)とされる長繊維の強化繊維14にて形成される。シート形状とされる連続強化繊維シート11には、未だマトリクス樹脂は含浸されてはいない。マトリクス樹脂は、使用時に含浸することもでき、場合によっては、使用に先立って予め含浸して連続強化繊維シート11をプリプレグの状態としておくことも可能である。
【0048】
本明細書にて「主軸」とは、連続強化繊維シート11の長手方向に沿った軸を意味するものとする。樹脂透過性支持体シート12は、図4及び図5に示す本実施例では、強化繊維層13の片面に配置されているが、強化繊維層13の両面に配置することもできる。
【0049】
本実施例の連続強化繊維シート11は、幅(W0)が10〜150cm、長さ(L0)が10m以上とされる。従って、連続的に行われる引抜成形加工用の基材として好適に使用し得る。
【0050】
本実施例にて、強化繊維層13を構成する強化繊維14は、PAN系或いはピッチ系炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされるものを使用することができる。
【0051】
上記樹脂透過性支持体シート12は、2軸又は3軸などのメッシュ状体或いはクロスとすることができるが、本実施例では図示するように、2軸メッシュ状体を使用した。2軸メッシュ状体12の糸条15、16の間隔(w1、w2)は、通常1〜100mm程度であるが、好ましくは2〜50mmである。
【0052】
メッシュ状支持体シート12にて強化繊維層13を保持する方法としては、例えば、メッシュ状支持体シート12を構成する縦糸15及び横糸16の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート12を強化繊維層13の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート12の縦糸15及び横糸16の部分を強化繊維層13に溶着する。
【0053】
樹脂透過性支持体シート12としてクロスを使用した場合にも同様の方法にて、強化繊維層13を保持することができる。
【0054】
本実施例では、連続強化繊維シート11における強化繊維層13は、強化繊維14として平均径7μm、収束本数12000本のPAN系炭素繊維ストランドを用い、繊維目付300g/m2にて配列した。メッシュ状支持体シート12は、縦糸15及び横糸16としてガラス繊維(番手300d、打ち込み本数1本/10mm)を用いた2軸メッシュ状体であった。2軸メッシュ状体の糸条の間隔(w1、w2)は、10mmとした。
【0055】
メッシュ状支持体シート12の縦糸15及び横糸16には、熱可塑性樹脂を、含有量30重量%の割合で含浸させた。
【0056】
このようにして作製した連続強化繊維シート11は、幅(W0)が50cm、長さ(L0)が100m、強化繊維の主軸に対する角度αは45°と、0°のものを使用した。以後、角度αが45°のものをバイアス強化繊維シート11aと呼び、角度αが0°のものを一方向配列強化繊維シート11bと呼ぶ。
【0057】
図6及び図7に概略示すように、バイアス強化繊維シート11a、及び、一方向配列強化繊維シート11bを概略H形或いはI形形状に組合せて、モールドへと送給し、引抜成形し、その後硬化して、H形或いはI形の繊維強化樹脂製補強材1を作製した。
【0058】
バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bは、マトリクス樹脂を予め含浸してあるプリプレグを使用した。バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bにおける樹脂含有量は、35重量%であった。バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bは、強化繊維として炭素繊維を使用した。
【0059】
マトリクス樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むものを使用することができる。本実施例では、常温硬化型エポキシ樹脂を使用した。
【0060】
引抜成形された繊維強化樹脂製補強材1は、幅(W1)400mm、幅(W2)300mm、厚み(T)15mm、長さ(L)8mのものであった。
【0061】
次に、上記と同じ材料、即ち、バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11b、並びに、マトリクス樹脂を使用して、L形状の剥離防止部材5を引抜成形により作製した。
【0062】
引抜成形された剥離防止部材5は、図2にて、高さ(h)50mm、幅(w)30mm、厚み(t)5mmであり、軸線方向の長さは、繊維強化樹脂製補強材1の全長(L)と同じとした。
【0063】
このようにして作製した剥離防止部材5を、図2に示すように、端ウェブ材3、4の裏面側3b、4bに4個接着剤にて固着した。
【0064】
上記構成の繊維強化樹脂製補強材1の上下両端は、図1に示すように、継手部10を介して、立坑構成鋼部材101に溶接、ボルトなどにより接続した。
【0065】
このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材1を有する土留め壁材100は、図8(a)に示すように、泥水溝(立坑溝)204内に建て込まれ、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填されて硬化される。これにより、立坑200のシールド掘削用立坑壁203が形成される。
【0066】
なお、繊維強化樹脂製補強材1の強度及び切削性を更に向上させるために、図8(b)に示すように、土留め壁材100として組み立てられた後、立坑溝204に建て込む前に、繊維強化樹脂製補強材1の外周部全体に亘って被覆材20を一体に被覆させることもできる。
【0067】
被覆材20としては、セメントミルク、FRU(Fiber Reinforcing Urethane)、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0068】
本実施例の土留め部材100をシールド掘進機300で切削したが、シールド掘進機による切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。
【0069】
実施例2
図9に、本発明の土留め壁材100の他の実施例を示す。
【0070】
実施例1では、土留め壁材100は、図2に示すように、一つの切削可能な繊維強化樹脂製補強材1にて構成されていたが、本実施例では、特に、RC連壁やケーソン壁のように、コンクリートを用いる土留め壁体を構築する際に好適に使用される土留め壁材100の構成について説明する。
【0071】
図9に示すように、本実施例では、土留め壁材100は、平行に配置された二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と、二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)の間に充填されてこれら繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と一体に成形硬化された間詰め材21と、にて構成される。勿論、図8(b)に示すように、被覆材20が被覆された二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)を間詰め材21にて一体に成形硬化しても良い。
【0072】
間詰め材21としては、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0073】
図10は、このように二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と、発泡セメントミルク21とが一体に成形された本実施例の土留め壁材100を、地中連続壁の立坑溝204に建て込み、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填され、硬化された状態を示す。
【0074】
各土留め壁材100は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、図10(a)に示すように、各土留め壁材100の間にトレミー管206のためのスペース(間隔)Sを設けて配置することもできる。勿論、図10(b)に示すように、トレミー管の径より若干大きな穴207の開いたモルタル又は発泡セメントミルク208等を事前に硬化させ、繊維強化樹脂製補強材1と共にトレミー管の周囲に建て込むことにより、トレミー管周辺のコンクリートの量を更に減少させることも可能である。
【0075】
本実施例の構成とすることにより、コンクリートの量を減少させ、シールド掘進機による切削がし易くなる。
【0076】
図11に、本実施例の変更実施例を示す。
【0077】
この変更実施例では、複数個の、本変更実施例では、4個の平行に配置された繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B、1C、1D)と、発泡セメントミルクなどの硬化された間詰め材21と、にて構成される。
【0078】
勿論、繊維強化樹脂製補強材1は3個でも良く、必要に応じて、5個以上、通常、作業性の問題から最大30固程度、とすることができる。
【0079】
立坑溝204内には、土留め壁材100の周囲に、通常、繊維強化樹脂製補強材1に比較するとよりシールド掘進機300による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート205が充填されるが、本実施例、或いは、変更実施例の繊維強化樹脂製補強材1を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート205の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。
【0080】
本実施例及び変更実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏し得ると共に、更に、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【0081】
実施例3
図12及び図13に、本発明の土留め壁材100の他の実施例を示す。
【0082】
実施例1では、繊維強化樹脂製補強材1は、図2に示すように、長手軸線方向に延在する所定の幅の平面部を有する複数のウェブ材2、3、4を、横断面形状がH形若しくはI形形状となるように一体に成形した繊維強化樹脂材であるとして説明した。
【0083】
しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材1は、実施例1で説明した形状に限定されるものではなく、例えば、図12に示す本実施例のように、4つのウェブ材3、4、6、7を断面形状が矩形状(即ち、角形)の中空管状体となるように、互いに接続することができる。
【0084】
剥離防止部材5は、シールド掘進機300のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置され対向する両ウェブ材、本実施例では、ウェブ材3、4に形成される。
【0085】
実施例1にて説明したように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材1を構成するウェブ材6、7は、平面部がシールド掘進機300の進行方向に配置されているために、ウェブ材6、7がシールド掘進機300の切削力に対して撓むことがなく、その結果、ウェブ材6、7は、細片状に切削され、そのために、ウェブ材6、7には剥離防止部材5を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。
【0086】
上記構成の繊維強化樹脂製補強材1の上下両端には、図13に示すように、継手部10を介して、立坑構成鋼部材101が溶接、ボルトなどにより接続される。
【0087】
このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材1を有する土留め壁材100は、図14(a)に示すように、泥水溝(立坑溝)204内に建て込まれ、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填されて硬化される。これにより、立坑200のシールド掘削用立坑壁203が形成される。
【0088】
なお、繊維強化樹脂製補強材1の切削性を更に向上させるために、図14(b)に示すように、土留め壁材100として組み立てられた後、立坑溝204に建て込む前に、繊維強化樹脂製補強材1の外周部全体に亘って、即ち、内面及び外面全体に被覆材20を一体に被覆させることもできる。
【0089】
被覆材20としては、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0090】
本実施例によると、シールド掘進機のビットによるウェブ材3、4の逃げがなくなり、シールド掘進機による切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。
【0091】
更に、本実施例の変更態様(変更実施例)によると、図15に示すように、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材22を充填し、硬化することができる。このとき、図14(b)に示すように、被覆材20が被覆された繊維強化樹脂製補強材1に充填材22を充填しても良い。
【0092】
充填材22としては、実施例1、2で説明した間詰め材21と同様の材料とすることができ、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0093】
図16は、このように、充填材22が充填された繊維強化樹脂製補強材1にて構成される本実施例の土留め壁材100を立坑溝204に建て込んだ状態を示す。図16に示すように、各土留め壁材100は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、各土留め壁材100の間にトレミー管206のためのスペース(間隔)Sを設けて配置することもできる。
【0094】
本実施例の構成とすることにより、繊維強化樹脂製補強材1の、即ち、土留め壁材100のコンクリート量を減らずことが可能となり、シールド掘進機による切削性が向上する。
【0095】
図17に、本実施例の更に他の変更実施例を示す。
【0096】
この変更実施例では、繊維強化樹脂製補強材1は、内部が複数個の、本変更実施例では、二つの仕切りウェブ材8にて3つに区分され、その内部空間部に発泡セメントミルクなどの充填材22が充填され、一体とされた矩形状の土留め壁材100を示す。
【0097】
勿論、繊維強化樹脂製補強材1の内部仕切ウェブ材8は、1つでも良く、更には、3個以上とすることもできる。通常、作業性の問題から最大30固程度、とされる。
【0098】
立坑溝204内には、土留め壁材100の周囲には、通常、繊維強化樹脂製補強材1に比較するとよりシールド掘進機300による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート205が充填されるが、本変更実施例の繊維強化樹脂製補強材1を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート205の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。
【0099】
本実施例及び変更実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏し得ると共に、更に、実施例2と同様に、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【0100】
実施例4
上記実施例3では、繊維強化樹脂製補強材1は、その断面形状が4つのウェブ材にて形成された矩形状とされ、剥離防止部材は、少なくともシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され対向する両ウェブ材3、4に形成されるものとして説明した。
【0101】
しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材1は、上記実施例で説明した形状に限定されるものではなく、その横断面形状が矩形状以外にも、円形状、楕円形状、三角形状、その他の多角形状とされる長手方向に延在する中空の管状体とすることができる。
【0102】
例えば、図18(a)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が円形状の壁材8からなり、図18(b)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が三角形状の壁材8(8a、8b、8c)からなり、また、図18(c)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が八角形状の壁材8(8a〜8h)から形成されている。勿論、これ以外の形状とすることも可能である。
【0103】
また、繊維強化樹脂製補強材1には、剥離防止部材5が一体に形成される。剥離防止部材5は、少なくとも、繊維強化樹脂製補強材1の、シールド掘進機のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置された領域であって、シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成されるのが好ましい。
【0104】
また、本実施例においても、図14を参照して説明した実施例3の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材1の外周囲は、即ち、内面及び外面は切削可能の被覆材で被覆するか、又は、図15〜図17を参照して説明した実施例3の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材を充填硬化することができる。勿論、繊維強化樹脂製補強材1の内面及び外面を被覆材で被覆し、その後、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材を充填硬化しても良い。
【0105】
被覆材及び充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとし得る。
【0106】
剥離防止部材5もまた、上記実施例と同様に、図3に示すように、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形、更には、その他種々の形状とすることができる。
【0107】
繊維強化樹脂製補強材及び剥離防止部材は、上記実施例と同様に、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。
【0108】
また、強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。
【0109】
斯かる本実施例の土留め壁材もまた、上記実施例及び変更実施例と同様の作用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0110】
【図1】本発明に係る土留め壁材の一実施例を示す斜視図である。
【図2】繊維強化樹脂製補強材の一実施例を示す斜視図である。
【図3】剥離防止部材の実施例を示す斜視図である。
【図4】繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す斜視図である。
【図5】繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す分解斜視図である。
【図6】繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。
【図7】繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。
【図8】本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。
【図9】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図10】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図11】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図12】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図13】本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。
【図14】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図15】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図16】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図17】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図18】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す断面図である。
【図19】立坑の構造を説明するための断面図である。
【図20】従来の立坑壁の構造を説明するための断面図である。
【図21】従来の繊維強化樹脂製補強材の一例を示す斜視図である。
【図22】従来の繊維強化樹脂製補強材の断面図である。
【符号の説明】
【0111】
1 繊維強化樹脂製補強材
2、3、4、8 ウェブ材(壁材)
5 剥離防止部材
10 継手部
20 被覆材
21 間詰め材
22 充填材
10 継手部
100 打込部材(土留め壁材)
101 鋼部材
200 立坑
203 繊維補強コンクリート壁体(シールド掘削用立坑壁)
300 シールド掘進機
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般には、地中を掘削するシールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑における土留め壁体の構造に関するものであり、特に、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製の土留め壁材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図19及び図20に示すように、トンネル掘進用立坑200は、鉄筋コンクリート製の土留め壁体201及び底板202などにて構築されるが、立坑200のシールド掘進機300が発進又は到達する開口部分には、シールド掘進機300により掘削が可能なように、繊維補強コンクリート壁体203を使用することが提案され、又実施されている。
【0003】
つまり、立坑200の鉄筋コンクリート製の壁体201は、H型鋼或いは箱形鋼などの鋼部材101とされる打込部材100にて構築されているが、シールド掘進機300により切削可能な繊維補強コンクリート壁体203は、細長形状のシールド掘削用繊維補強コンクリート材1を縦方向に所定の間隔にて配列して構成される。シールド掘削用繊維補強コンクリート材1としては、従来種々の構造が提案されている。
【0004】
特許文献1には、図21及び図22に示すように、切削可能なシールド掘削用繊維補強材1を備えた立坑壁用部材、即ち、土留め壁材100が記載されている。
【0005】
シールド掘削用繊維補強材1は、一対の上下方向に延在する中空FRP部材1A、1B及びスペーサ1Cを有している。また、シールド掘削用繊維補強材1は、その上下両端部にH型鋼の継手金具10が接続されており、この継手金具10により、シールド掘削用繊維補強材1の上部及び下部に配置された各H型鋼101(図19、図20)と接続され、土留め壁材100が作製される。
【0006】
土留め壁材100は、図20に示すように、泥水溝(立坑用溝)204内に建て込まれ、溝内の間隔部にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリート等の経時硬化性材料205が充填されて硬化される。
【0007】
土留め壁材100を構成する一対の中空FRP部材1(1A、1B)及びスペーサ1Cは、シールド掘削機300の従来のビット301を備えたカッターヘッドで容易に切削することが可能であり、カッターヘッドに特別なビットを取り付けて切削する必要はない。
【特許文献1】特開2002−38870号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
上記構成の土留め壁材100を使用した立坑壁203は、シールド掘進機300により掘削が可能であるという特長を有しているが、次のような問題があることが分かった。
【0009】
つまり、上記構成の土留め壁材100を掘削側から地山側へとX方向(図19)にシールド掘進機300により切削して行った場合に、中空FRP部材1(1A、1B)が必ずしもシールド掘進機300により細片状に切削されるとは限らず、長尺の状態の切り屑が発生することが分かった。
【0010】
このような長尺の切り屑は、コンクリート塊やソイルモルタルの切削屑と共にシールド掘進機300のチャンバーに取り込まれ、チャンバーから排出される際に、チャンバー部取込口を閉鎖することがある。その場合には、シールド掘進機300を完全に停止し、人手でそのコンクリート塊、FRP部材の切削屑などを取り除くことをしなければならない。
【0011】
また、地盤が軟弱な場合には、シールド掘進機300のチャンバに取り込まれないコンクリート塊及びFRP部材切削屑がシールド掘進機300の切削用回転盤と一緒に廻ることもあり、地盤の緩み、延いては地盤の沈下を引き起こすこととなり、好ましくない。
【0012】
従って、本発明の目的は、シールド掘進機による、例えばコンクリート或いはソイルモルタル中に建て込まれたFRP部材の切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【0013】
本発明の他の目的は、シールド掘進機による切削性を向上させ、作業性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【0014】
本発明の他の目的は、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体にFRP部材を建て込むことにより、切削が困難なコンクリートの使用量を減らすことのできるシールド掘進機により切削可能な土留め壁材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記目的は本発明に係る土留め壁材にて達成される。要約すれば、第1の本発明によれば、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備え、
少なくとも、平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された前記ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材が提供される。
【0016】
第1の本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状がH形若しくはI形とされ、中央ウェブ材と、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた端ウェブ材とにて形成され、
前記剥離防止部材は、少なくとも前記端ウェブ材に形成される。
【0017】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されている。
【0018】
他の実施態様によれば、隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化されている。他の実施態様によれば、前記間詰め材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものである。
【0019】
第2の本発明によれば、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
長手方向に延在する中空の管状体とされる繊維強化樹脂製補強材を備え、
前記繊維強化樹脂製補強材には、剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材が提供される。
【0020】
第2の本発明にて一実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状が三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状、とされる。
【0021】
他の実施態様によれば、前記剥離防止部材は、少なくとも、前記繊維強化樹脂製補強材の、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された領域であって、前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成される。
【0022】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の内面及び外面には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されている。
【0023】
他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の内部には、シールド掘進機により切削可能な充填材が充填硬化されている。他の実施態様によれば、前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものである。
【0024】
上記第1及び第2の各本発明にて、一の実施態様によれば、前記剥離防止部材は、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形とされる。
【0025】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。
【0026】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。
【0027】
上記各本発明にて、他の実施態様によれば、前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、
(1)シールド掘進機による切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることができる。
(2)シールド掘進機による土留め壁体の切削性を向上させ、作業性を向上させることができる。
(3)シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0029】
以下、本発明に係るシールド掘進機により切削可能な土留め壁材を図面に則して更に詳しく説明する。
【0030】
実施例1
図1に、本発明に係る土留め壁材100の一実施例を示す。土留め壁材100は、上述のように、立坑200のシールド掘削用立坑壁203を形成する立坑壁用部材、即ち、打込部材を構成する。
【0031】
本実施例にて、図1に示すように、土留め壁材100は、シールド掘進機300により切削可能な繊維強化樹脂製補強材1と、繊維強化樹脂製補強材1の上下両端に固定された継手部10とを有する。土留め壁材100は、継手部10を介して、立坑200の構成鋼部材101であるH型鋼或いは箱形鋼などが接続される。
【0032】
繊維強化樹脂製補強材1の上下両端に一体に形成される継手部10は、従来と同様に、連結金具10a及び定着治具10b等を備え、連結金具10aの一端は、立坑構成鋼部材101に溶接、ボルトなどにより接続され、連結金具10aの他端は、繊維強化樹脂製補強材1の作製時に一体に成形された定着治具10bの鋼製端板10cに溶接、ボルトなどにより一体に接続される。継手部10の構造は、これに限定されるものではなく、当業者には周知のその他種々の構造が可能である。
【0033】
(繊維強化樹脂補強材)
図2を参照して、本実施例の特徴をなす細長形状の繊維強化樹脂製補強材1について説明する。
【0034】
繊維強化樹脂製補強材1は、所定の幅の平面部を有し、長手軸線方向に延在する複数のウェブ材2、3、4を、所定の横断面形状に、本実施例では、H形若しくはI形形状に一体に成形した繊維強化樹脂材である。即ち、本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材1は、所定の幅にて長手軸線方向に沿って延在する平板状のウェブ材、即ち、幅W1とされる中央ウェブ材2と、中央ウェブ材2の幅方向両端部において中央ウェブ材2に対して直交配置して長手軸線方向に沿って延在し、中央ウェブ材2と一体に形成された平板状のウェブ材、即ち、幅W2を有した端ウェブ材3、4とにて形成される。
【0035】
本実施例によると、少なくとも、平面部がシールド掘進機300のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置されたウェブ材には、本実施例では、端ウェブ材3、4には、剥離防止部材5が一体に形成される。剥離防止部材5は、繊維強化樹脂製補強材1と同様に繊維強化樹脂材にて作製され、繊維強化樹脂製補強材1を作製する時に一体に成形することもできるし、又は、別部材として作製し、接着剤にて一体に固着することもできる。
【0036】
(剥離防止部材)
本実施例にて剥離防止部材5は、端ウェブ材3、4のシールド掘進機300のビット部301(図19)が当接して切削を開始する表面側3a、4aとは反対側の裏面側3b、4bに一体に、端ウェブ材3、4の長手軸線方向(図2の紙面にて上下方向)に沿って延在して形成される。
【0037】
剥離防止部材5の長手軸線方向に直交する横断面形状は、本実施例では、図2及び図3(a)に示すように、L形とされる。即ち、端ウェブ材3、4に対して直交する方向に延在する部材5aと、その先端にて所定の方向へと直角に延在する部材5bと、にて形成される。
【0038】
図2に示す実施例では、剥離防止部材5は、そのL形状が中央ウェブ材2に対して両側にて対称の形状となるように形成されているが、L形状は、全てが同じ向きに形成しても良い。また、剥離防止部材5は、中央ウェブ材2に対して両側にて対称に、それぞれ二つずつ設けられているが、これに限定されるものではない。即ち、二つ以上設けることもでき、又、一つでも良い。また、両側にて異なる個数としても良い。
【0039】
さらに、剥離防止部材5の形状は、図2及び図3(a)に示す上記L形の他に、図3(b)、(c)、(d)、(e)に示すように、T形、J形、F形、或いは、C形とすることもできる。しかし、これらの形状に限定されるものではなく、その他種々の形状を採用し得る。
【0040】
本実施例にて、重要なことは、シールド掘進機の先行ビットによって切削される部位以外のウェブ材3、4が簡単に剥がれずメインビットで細片状になることを助けることにある。
【0041】
つまり、本実施例によれば、シールド掘進機300の先行ビットでまず切削されるウェブ材3、4が、メインビットで切削する際に、繊維強化樹脂製補強材1から剥離して砕片状に切削されずに、大きな砕片となることを防止することができる。すなわち、剥離防止部材5は、ウェブ材3、4が細片状に切削されるように、シールド掘進機300のビット部301が当接して切削を開始するウェブ材に対して剛性を付与し、また、後述するように、コンクリート、ソイルモルタルなどにウェブ材3、4を固定することができる。
【0042】
上記説明にて理解されるように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材1を構成する中央ウェブ材2は、平面部がシールド掘進機300の進行方向に配置されているために、ウェブ材2がシールド掘進機300の切削力に対して剥離することがなく、その結果、ウェブ材2は、細片状に切削される。そのために、ウェブ材2には剥離防止部材5を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。
【0043】
次に、H形若しくはI形形状の繊維強化樹脂製補強材1の製造方法の一実施例について説明する。
【0044】
(繊維強化樹脂製補強材の製造方法)
本実施例の、H形或いはI形形状とされる繊維強化樹脂製補強材1は、図4に示すような連続強化繊維シート11を使用して、引抜成形により作製することができる。
【0045】
先ず、本実施例にて使用した連続強化繊維シート11について説明する。
【0046】
本実施例では、連続強化繊維シート11は、図4及び図5に示すように、メッシュ状支持体シート12を強化繊維層13の片面に積層し、次いで、加熱加圧することにより作製した。
【0047】
本実施例にて、連続強化繊維シート11は、樹脂透過性の支持体シート12と、この支持体シート12にて保持された強化繊維層13とを有する。強化繊維層13は、主軸に対して所定の角度(α)にて配列され、実質的に、即ち、連続強化繊維シート11の先頭端と最後尾端を除いて一定の所定長さ(F)とされる長繊維の強化繊維14にて形成される。シート形状とされる連続強化繊維シート11には、未だマトリクス樹脂は含浸されてはいない。マトリクス樹脂は、使用時に含浸することもでき、場合によっては、使用に先立って予め含浸して連続強化繊維シート11をプリプレグの状態としておくことも可能である。
【0048】
本明細書にて「主軸」とは、連続強化繊維シート11の長手方向に沿った軸を意味するものとする。樹脂透過性支持体シート12は、図4及び図5に示す本実施例では、強化繊維層13の片面に配置されているが、強化繊維層13の両面に配置することもできる。
【0049】
本実施例の連続強化繊維シート11は、幅(W0)が10〜150cm、長さ(L0)が10m以上とされる。従って、連続的に行われる引抜成形加工用の基材として好適に使用し得る。
【0050】
本実施例にて、強化繊維層13を構成する強化繊維14は、PAN系或いはピッチ系炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされるものを使用することができる。
【0051】
上記樹脂透過性支持体シート12は、2軸又は3軸などのメッシュ状体或いはクロスとすることができるが、本実施例では図示するように、2軸メッシュ状体を使用した。2軸メッシュ状体12の糸条15、16の間隔(w1、w2)は、通常1〜100mm程度であるが、好ましくは2〜50mmである。
【0052】
メッシュ状支持体シート12にて強化繊維層13を保持する方法としては、例えば、メッシュ状支持体シート12を構成する縦糸15及び横糸16の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート12を強化繊維層13の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート12の縦糸15及び横糸16の部分を強化繊維層13に溶着する。
【0053】
樹脂透過性支持体シート12としてクロスを使用した場合にも同様の方法にて、強化繊維層13を保持することができる。
【0054】
本実施例では、連続強化繊維シート11における強化繊維層13は、強化繊維14として平均径7μm、収束本数12000本のPAN系炭素繊維ストランドを用い、繊維目付300g/m2にて配列した。メッシュ状支持体シート12は、縦糸15及び横糸16としてガラス繊維(番手300d、打ち込み本数1本/10mm)を用いた2軸メッシュ状体であった。2軸メッシュ状体の糸条の間隔(w1、w2)は、10mmとした。
【0055】
メッシュ状支持体シート12の縦糸15及び横糸16には、熱可塑性樹脂を、含有量30重量%の割合で含浸させた。
【0056】
このようにして作製した連続強化繊維シート11は、幅(W0)が50cm、長さ(L0)が100m、強化繊維の主軸に対する角度αは45°と、0°のものを使用した。以後、角度αが45°のものをバイアス強化繊維シート11aと呼び、角度αが0°のものを一方向配列強化繊維シート11bと呼ぶ。
【0057】
図6及び図7に概略示すように、バイアス強化繊維シート11a、及び、一方向配列強化繊維シート11bを概略H形或いはI形形状に組合せて、モールドへと送給し、引抜成形し、その後硬化して、H形或いはI形の繊維強化樹脂製補強材1を作製した。
【0058】
バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bは、マトリクス樹脂を予め含浸してあるプリプレグを使用した。バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bにおける樹脂含有量は、35重量%であった。バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11bは、強化繊維として炭素繊維を使用した。
【0059】
マトリクス樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むものを使用することができる。本実施例では、常温硬化型エポキシ樹脂を使用した。
【0060】
引抜成形された繊維強化樹脂製補強材1は、幅(W1)400mm、幅(W2)300mm、厚み(T)15mm、長さ(L)8mのものであった。
【0061】
次に、上記と同じ材料、即ち、バイアス強化繊維シート11a及び一方向配列強化繊維シート11b、並びに、マトリクス樹脂を使用して、L形状の剥離防止部材5を引抜成形により作製した。
【0062】
引抜成形された剥離防止部材5は、図2にて、高さ(h)50mm、幅(w)30mm、厚み(t)5mmであり、軸線方向の長さは、繊維強化樹脂製補強材1の全長(L)と同じとした。
【0063】
このようにして作製した剥離防止部材5を、図2に示すように、端ウェブ材3、4の裏面側3b、4bに4個接着剤にて固着した。
【0064】
上記構成の繊維強化樹脂製補強材1の上下両端は、図1に示すように、継手部10を介して、立坑構成鋼部材101に溶接、ボルトなどにより接続した。
【0065】
このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材1を有する土留め壁材100は、図8(a)に示すように、泥水溝(立坑溝)204内に建て込まれ、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填されて硬化される。これにより、立坑200のシールド掘削用立坑壁203が形成される。
【0066】
なお、繊維強化樹脂製補強材1の強度及び切削性を更に向上させるために、図8(b)に示すように、土留め壁材100として組み立てられた後、立坑溝204に建て込む前に、繊維強化樹脂製補強材1の外周部全体に亘って被覆材20を一体に被覆させることもできる。
【0067】
被覆材20としては、セメントミルク、FRU(Fiber Reinforcing Urethane)、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0068】
本実施例の土留め部材100をシールド掘進機300で切削したが、シールド掘進機による切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。
【0069】
実施例2
図9に、本発明の土留め壁材100の他の実施例を示す。
【0070】
実施例1では、土留め壁材100は、図2に示すように、一つの切削可能な繊維強化樹脂製補強材1にて構成されていたが、本実施例では、特に、RC連壁やケーソン壁のように、コンクリートを用いる土留め壁体を構築する際に好適に使用される土留め壁材100の構成について説明する。
【0071】
図9に示すように、本実施例では、土留め壁材100は、平行に配置された二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と、二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)の間に充填されてこれら繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と一体に成形硬化された間詰め材21と、にて構成される。勿論、図8(b)に示すように、被覆材20が被覆された二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)を間詰め材21にて一体に成形硬化しても良い。
【0072】
間詰め材21としては、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0073】
図10は、このように二つの繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B)と、発泡セメントミルク21とが一体に成形された本実施例の土留め壁材100を、地中連続壁の立坑溝204に建て込み、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填され、硬化された状態を示す。
【0074】
各土留め壁材100は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、図10(a)に示すように、各土留め壁材100の間にトレミー管206のためのスペース(間隔)Sを設けて配置することもできる。勿論、図10(b)に示すように、トレミー管の径より若干大きな穴207の開いたモルタル又は発泡セメントミルク208等を事前に硬化させ、繊維強化樹脂製補強材1と共にトレミー管の周囲に建て込むことにより、トレミー管周辺のコンクリートの量を更に減少させることも可能である。
【0075】
本実施例の構成とすることにより、コンクリートの量を減少させ、シールド掘進機による切削がし易くなる。
【0076】
図11に、本実施例の変更実施例を示す。
【0077】
この変更実施例では、複数個の、本変更実施例では、4個の平行に配置された繊維強化樹脂製補強材1(1A、1B、1C、1D)と、発泡セメントミルクなどの硬化された間詰め材21と、にて構成される。
【0078】
勿論、繊維強化樹脂製補強材1は3個でも良く、必要に応じて、5個以上、通常、作業性の問題から最大30固程度、とすることができる。
【0079】
立坑溝204内には、土留め壁材100の周囲に、通常、繊維強化樹脂製補強材1に比較するとよりシールド掘進機300による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート205が充填されるが、本実施例、或いは、変更実施例の繊維強化樹脂製補強材1を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート205の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。
【0080】
本実施例及び変更実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏し得ると共に、更に、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【0081】
実施例3
図12及び図13に、本発明の土留め壁材100の他の実施例を示す。
【0082】
実施例1では、繊維強化樹脂製補強材1は、図2に示すように、長手軸線方向に延在する所定の幅の平面部を有する複数のウェブ材2、3、4を、横断面形状がH形若しくはI形形状となるように一体に成形した繊維強化樹脂材であるとして説明した。
【0083】
しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材1は、実施例1で説明した形状に限定されるものではなく、例えば、図12に示す本実施例のように、4つのウェブ材3、4、6、7を断面形状が矩形状(即ち、角形)の中空管状体となるように、互いに接続することができる。
【0084】
剥離防止部材5は、シールド掘進機300のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置され対向する両ウェブ材、本実施例では、ウェブ材3、4に形成される。
【0085】
実施例1にて説明したように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材1を構成するウェブ材6、7は、平面部がシールド掘進機300の進行方向に配置されているために、ウェブ材6、7がシールド掘進機300の切削力に対して撓むことがなく、その結果、ウェブ材6、7は、細片状に切削され、そのために、ウェブ材6、7には剥離防止部材5を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。
【0086】
上記構成の繊維強化樹脂製補強材1の上下両端には、図13に示すように、継手部10を介して、立坑構成鋼部材101が溶接、ボルトなどにより接続される。
【0087】
このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材1を有する土留め壁材100は、図14(a)に示すように、泥水溝(立坑溝)204内に建て込まれ、溝204内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料205が充填されて硬化される。これにより、立坑200のシールド掘削用立坑壁203が形成される。
【0088】
なお、繊維強化樹脂製補強材1の切削性を更に向上させるために、図14(b)に示すように、土留め壁材100として組み立てられた後、立坑溝204に建て込む前に、繊維強化樹脂製補強材1の外周部全体に亘って、即ち、内面及び外面全体に被覆材20を一体に被覆させることもできる。
【0089】
被覆材20としては、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0090】
本実施例によると、シールド掘進機のビットによるウェブ材3、4の逃げがなくなり、シールド掘進機による切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。
【0091】
更に、本実施例の変更態様(変更実施例)によると、図15に示すように、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材22を充填し、硬化することができる。このとき、図14(b)に示すように、被覆材20が被覆された繊維強化樹脂製補強材1に充填材22を充填しても良い。
【0092】
充填材22としては、実施例1、2で説明した間詰め材21と同様の材料とすることができ、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。
【0093】
図16は、このように、充填材22が充填された繊維強化樹脂製補強材1にて構成される本実施例の土留め壁材100を立坑溝204に建て込んだ状態を示す。図16に示すように、各土留め壁材100は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、各土留め壁材100の間にトレミー管206のためのスペース(間隔)Sを設けて配置することもできる。
【0094】
本実施例の構成とすることにより、繊維強化樹脂製補強材1の、即ち、土留め壁材100のコンクリート量を減らずことが可能となり、シールド掘進機による切削性が向上する。
【0095】
図17に、本実施例の更に他の変更実施例を示す。
【0096】
この変更実施例では、繊維強化樹脂製補強材1は、内部が複数個の、本変更実施例では、二つの仕切りウェブ材8にて3つに区分され、その内部空間部に発泡セメントミルクなどの充填材22が充填され、一体とされた矩形状の土留め壁材100を示す。
【0097】
勿論、繊維強化樹脂製補強材1の内部仕切ウェブ材8は、1つでも良く、更には、3個以上とすることもできる。通常、作業性の問題から最大30固程度、とされる。
【0098】
立坑溝204内には、土留め壁材100の周囲には、通常、繊維強化樹脂製補強材1に比較するとよりシールド掘進機300による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート205が充填されるが、本変更実施例の繊維強化樹脂製補強材1を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート205の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。
【0099】
本実施例及び変更実施例によれば、実施例1と同様の効果を奏し得ると共に、更に、実施例2と同様に、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができる。
【0100】
実施例4
上記実施例3では、繊維強化樹脂製補強材1は、その断面形状が4つのウェブ材にて形成された矩形状とされ、剥離防止部材は、少なくともシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され対向する両ウェブ材3、4に形成されるものとして説明した。
【0101】
しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材1は、上記実施例で説明した形状に限定されるものではなく、その横断面形状が矩形状以外にも、円形状、楕円形状、三角形状、その他の多角形状とされる長手方向に延在する中空の管状体とすることができる。
【0102】
例えば、図18(a)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が円形状の壁材8からなり、図18(b)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が三角形状の壁材8(8a、8b、8c)からなり、また、図18(c)の繊維強化樹脂製補強材1は、横断面が八角形状の壁材8(8a〜8h)から形成されている。勿論、これ以外の形状とすることも可能である。
【0103】
また、繊維強化樹脂製補強材1には、剥離防止部材5が一体に形成される。剥離防止部材5は、少なくとも、繊維強化樹脂製補強材1の、シールド掘進機のシールド掘進方向Xに対して略直交して配置された領域であって、シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成されるのが好ましい。
【0104】
また、本実施例においても、図14を参照して説明した実施例3の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材1の外周囲は、即ち、内面及び外面は切削可能の被覆材で被覆するか、又は、図15〜図17を参照して説明した実施例3の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材を充填硬化することができる。勿論、繊維強化樹脂製補強材1の内面及び外面を被覆材で被覆し、その後、繊維強化樹脂製補強材1の内部に切削可能の充填材を充填硬化しても良い。
【0105】
被覆材及び充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとし得る。
【0106】
剥離防止部材5もまた、上記実施例と同様に、図3に示すように、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形、更には、その他種々の形状とすることができる。
【0107】
繊維強化樹脂製補強材及び剥離防止部材は、上記実施例と同様に、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。
【0108】
また、強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされ、樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。
【0109】
斯かる本実施例の土留め壁材もまた、上記実施例及び変更実施例と同様の作用効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【0110】
【図1】本発明に係る土留め壁材の一実施例を示す斜視図である。
【図2】繊維強化樹脂製補強材の一実施例を示す斜視図である。
【図3】剥離防止部材の実施例を示す斜視図である。
【図4】繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す斜視図である。
【図5】繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す分解斜視図である。
【図6】繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。
【図7】繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。
【図8】本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。
【図9】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図10】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図11】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図12】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図13】本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。
【図14】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図15】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。
【図16】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図17】本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。
【図18】繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す断面図である。
【図19】立坑の構造を説明するための断面図である。
【図20】従来の立坑壁の構造を説明するための断面図である。
【図21】従来の繊維強化樹脂製補強材の一例を示す斜視図である。
【図22】従来の繊維強化樹脂製補強材の断面図である。
【符号の説明】
【0111】
1 繊維強化樹脂製補強材
2、3、4、8 ウェブ材(壁材)
5 剥離防止部材
10 継手部
20 被覆材
21 間詰め材
22 充填材
10 継手部
100 打込部材(土留め壁材)
101 鋼部材
200 立坑
203 繊維補強コンクリート壁体(シールド掘削用立坑壁)
300 シールド掘進機
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備え、
少なくとも、平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された前記ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材。
【請求項2】
前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状がH形若しくはI形とされ、中央ウェブ材と、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた端ウェブ材とにて形成され、
前記剥離防止部材は、少なくとも前記端ウェブ材に形成されることを特徴とする請求項1の土留め壁材。
【請求項3】
前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されていることを特徴とする請求項1又は2の土留め壁材。
【請求項4】
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項5】
前記間詰め材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項4の土留め壁材。
【請求項6】
シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
長手方向に延在する中空の管状体とされる繊維強化樹脂製補強材を備え、
前記繊維強化樹脂製補強材には、剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材。
【請求項7】
前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状が三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状とされることを特徴とする請求項6の土留め壁材。
【請求項8】
前記剥離防止部材は、少なくとも、前記繊維強化樹脂製補強材の、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された領域であって、前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成されることを特徴とする請求項6又は7の土留め壁材。
【請求項9】
前記繊維強化樹脂製補強材の内面及び外面には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項10】
前記繊維強化樹脂製補強材の内部には、シールド掘進機により切削可能な充填材が充填硬化されていることを特徴とする請求項6〜9のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項11】
前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項10の土留め壁材。
【請求項12】
前記剥離防止部材は、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形とされることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項13】
前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項14】
前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされることを特徴とする請求項13の土留め壁材。
【請求項15】
前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項13又は14の土留め壁材。
【請求項1】
シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材により、所定の横断面形状に一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備え、
少なくとも、平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された前記ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材。
【請求項2】
前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状がH形若しくはI形とされ、中央ウェブ材と、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた端ウェブ材とにて形成され、
前記剥離防止部材は、少なくとも前記端ウェブ材に形成されることを特徴とする請求項1の土留め壁材。
【請求項3】
前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されていることを特徴とする請求項1又は2の土留め壁材。
【請求項4】
隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項5】
前記間詰め材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項4の土留め壁材。
【請求項6】
シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
長手方向に延在する中空の管状体とされる繊維強化樹脂製補強材を備え、
前記繊維強化樹脂製補強材には、剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材。
【請求項7】
前記繊維強化樹脂製補強材は、その横断面形状が三角形状、矩形状若しくはその他の多角形状、又は、円形状、又は、楕円形状とされることを特徴とする請求項6の土留め壁材。
【請求項8】
前記剥離防止部材は、少なくとも、前記繊維強化樹脂製補強材の、シールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置された領域であって、前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成されることを特徴とする請求項6又は7の土留め壁材。
【請求項9】
前記繊維強化樹脂製補強材の内面及び外面には、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されていることを特徴とする請求項6〜8のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項10】
前記繊維強化樹脂製補強材の内部には、シールド掘進機により切削可能な充填材が充填硬化されていることを特徴とする請求項6〜9のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項11】
前記充填材は、セメントミルク、FRU、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであることを特徴とする請求項10の土留め壁材。
【請求項12】
前記剥離防止部材は、横断面形状が、L形、T形、J形、F形又はC形とされることを特徴とする請求項1〜11のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項13】
前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成されることを特徴とする請求項1〜12のいずれかの項に記載の土留め壁材。
【請求項14】
前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維;チタン、スチール等の金属繊維;アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、PBО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維;から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされることを特徴とする請求項13の土留め壁材。
【請求項15】
前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、MMA等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項13又は14の土留め壁材。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
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【図21】
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【公開番号】特開2007−154535(P2007−154535A)
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−352130(P2005−352130)
【出願日】平成17年12月6日(2005.12.6)
【出願人】(599104369)日鉄コンポジット株式会社 (51)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年6月21日(2007.6.21)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年12月6日(2005.12.6)
【出願人】(599104369)日鉄コンポジット株式会社 (51)
【Fターム(参考)】
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