JP2001205131A - コンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安全性を確保しつつ能率的に破砕すること。 【解決装置】 継手プレート１４の先端側の二次覆工コ
ンクリート層２０を除去し、加熱コイル２４と、コイル
２４に高周波電流を供給する電源２６とを備えた誘導加
熱装置２２を設置する。加熱コイル２４は、創り出す磁
界の影響下内に、継手フランジ１４が存在するように、
フランジ１４の近傍に設置する。コイル２４に高周波電
流が供給されると、コイル２４の磁界の影響下に存在す
る継手プレート１４には、渦電流が流れ、この渦電流損
によりプレート１４が、誘導加熱され、周辺のコンクリ
ートに膨張圧が加えられる。また、継手プレート１４の
発熱によりコンクリート中の水分が蒸発して、この蒸発
圧もコンクリートに加えられる。この結果、これらの合
成圧により継手プレート１４の周辺のコンクリートは、
剥離したり、亀裂が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル隔成用
の鋼製セグメントなどのように、コンクリート中に鋼材
が埋設された構造物の破砕方法に関し、特に、誘導加熱
によりこれを破砕する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シールドトンネルの構築工法の一種とし
て、鋼製セグメントを用いてトンネルを隔成する方法が
知られている。このような鋼製セグメントを用いてトン
ネルを隔成する際には、複数のセグメントピースを周お
よび軸方向に連結して、その内面側に二次覆工コンクリ
ート層が形成され、鋼製セグメントは、コンクリート中
に埋設されている。

【０００３】セグメントピース間の連結には、通常、ボ
ルトナットが用いられ、このボルトナットもコンクリー
ト中に埋設されている。ところで、構築されたシールド
トンネルは、例えば、拡幅が行われる場合などには、既
設部分を撤去することになる。

【０００４】鋼製セグメントを使用したシールドトンネ
ルを撤去する際には、セグメントピース間を連結してい
るボルトナットを切断する必要があるが、通常は、二次
覆工のコンクリートがボルトナットおよび継手用のフラ
ンジプレートに付着しているため、ピックハンマーなど
の工具を使用して、まず、コンクリートを取り除いて、
その後に、ボルトナットの連結を解除していた。

【０００５】しかしながら、このような構成セグメント
の撤去方法には、以下に説明する技術的な問題があっ
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ピックハン
マーなどによる工具を用いるコンクリートの撤去は、人
力による作業が主体であり、コンクリート片が飛散する
など、安全性にも問題が多く、また、手間がかかるた
め、施工能率も良好とはいえない。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、安
全性に問題がなく、しかも、施工能率が大幅に向上する
コンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕方法を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、トンネル隔成用の鋼製セグメントなどの
ようにコンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕
方法において、前記鋼材を高周波電流が創り出す磁界の
影響下に存在させ、前記磁界の渦電流損により前記鋼材
を誘導加熱し、前記誘導加熱による前記鋼材の熱膨張圧
と、前記コンクリート中の水分蒸発圧とにより、前記鋼
材周辺の前記コンクリートに亀裂ないしは剥離を生じさ
せるようにした。このように構成したコンクリート中に
鋼材が埋設された構造物の破砕方法によれば、鋼材を高
周波電流が創り出す磁界の影響下に存在させ、磁界の渦
電流損により鋼材を誘導加熱すると、誘導加熱による鋼
材が発熱して、熱膨張し、この熱膨張により、鋼材の周
辺のコンクリートに膨張圧が加えられるとともに、誘導
加熱によるコンクリート中の水分が蒸発して、この蒸発
圧もコンクリートに加えられ、これらの合成圧により鋼
材周辺のコンクリートが剥離したり、 あるいは、コン
クリートに亀裂が発生する。コンクリートに剥離や亀裂
が発生すると、鋼材周辺のコンクリートが脆弱化するの
で、これを簡単に除去することができ、手作業によりコ
ンクリートを除去する場合に比べて、手間かがかからず
施工能率も大幅に向上するとともに、作業の安全性も向
上する。前記鋼材は、前記鋼製セグメントの連結用継手
プレートであって、隣接する継手プレート間に連結用ボ
ルトナットが螺着されている構造物に適用することがで
きる。このような構造の鋼製セグメントに本発明の破砕
方法を適用すると、連結用ボルトナットの周辺コンクリ
ートを粉砕除去することができるので、連結用ボルトナ
ットを簡単に取り外すことができる。前記構造物は、ト
ンネル隔成用の鋼製セグメントであって、前記誘導加熱
を行う前に、二次覆工コンクリート層を切削除去して、
前記鋼材を高周波電流が創り出す磁界の影響下に存在さ
せるべく、その被り厚みを調整することができる。この
構成によれば、鋼材に関する被りコンクリートの厚みを
調整するので、高周波電流による誘導加熱を効果的に利
用することができる。この場合の被り厚みは、約１０ｍ
ｍ程度が望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図３は、本発明にかかるコンクリート中に埋設された
鋼材を有する構造物の破砕方法の一実施例を示してい
る。

【００１０】同図に示した破砕方法は、コンクリート中
に埋設された鋼材を有する構造物として、シールドトン
ネルの鋼製セグメント１０に適用した場合を例示してい
る。

【００１１】これらの図に示した鋼製セグメント１０
は、掘削壁面側に配置される湾曲した曲面に形成された
スキンプレート１２と、このスキンプレート１２の一端
に設けられた連結用継手プレート１４とからなるセグメ
ントピース１６を有している。

【００１２】シールドトンネルを隔成する際には、複数
のセグメントピース１６を周およびトンネル軸方向に連
結して、環状ないしは円筒状に組立てる。図１は、一対
のセグメントピース１６をトンネル軸方向に隣接は位置
して、相互に連結した場合が示されている。

【００１３】一対のセグメントピース１６間を連結する
際には、軸軸方向に隣接設置して、セグメントピース１
６の各継手プレート１４同士を相互に当接させ、両者間
にボルトナット１８を螺着することにより結合させる。

【００１４】そして、このような連結状態で、セグメン
トピース１６内には、スキンプレート１２の内面側に二
次覆工コンクリート層２０が、吹付けなどにより所定の
厚みに形成され、これによりトンネルの断面形状が維持
されている。

【００１５】このような構造の鋼製セグメント１０を、
例えば、トンネル断面の拡幅などの際に破砕撤去させる
場合には、まず、図１に示すように、二次覆工コンクリ
ート層２０の表面側の一部が除去される。

【００１６】二次覆工コンクリート層２０を除去する方
法としては、例えば、ロータリーカッターなどを用いる
既存の切削除去手段を採用することができる。この二次
覆工コンクリート層２０を切削除去する際には、鋼製セ
グメント１０の継手プレート１４の先端側の被りコンク
リートが、１０ｍｍ程度になるように調整する。

【００１７】被りコンクリートの長さをこのように設定
する理由は、後述する加熱コイル２４に高周波電流を供
給して、継手プレート１４を誘導加熱する際に、加熱コ
イル２４の磁束が有効に届く距離内とするためである。

【００１８】二次覆工コンクリート層２０表面側の撤去
が終了すると、図２に示すように、誘導加熱装置２２が
設置される。本実施例の誘導加熱装置２２は、加熱コイ
ル４と、この加熱コイル２４に高周波電流を供給する誘
導加熱用電源２６とを備えている。

【００１９】加熱コイル２４は、電流供給を受けた際に
創り、当該コイル２４が創り出す磁界の影響下内に、継
手フランジ１４が存在するように、継手フランジ１４の
近傍に設置する。

【００２０】加熱コイル２４の設置が終了すると、誘導
加熱用電源２６から加熱コイル２４に高周波暖流を供給
する。加熱コイル２４に高周波電流が供給されると、加
熱コイル２４の磁界の影響下に存在する継手プレート１
４には、渦電流が流れ、 この渦電流損により継手プレ
ート１４が、誘導加熱される。

【００２１】継手プレート１４が誘導加熱により発熱す
ると、これが熱膨張し、この熱膨張により、継手プレー
ト１４の周辺のコンクリートに膨張圧が加えられる。

【００２２】また、この誘導加熱の過程で、継手プレー
ト１４の発熱によりコンクリート中の水分が蒸発して、
この蒸発圧もコンクリートに加えられる。この結果、こ
れらの合成圧により継手プレート１４の周辺のコンクリ
ートは、図３に示すように、剥離したり、 あるいは、
コンクリートに亀裂が発生する。

【００２３】コンクリートに剥離や亀裂が発生すると、
継手プレート１４周辺のコンクリートが脆弱化するの
で、これを簡単に除去することができ、ボルトナット１
８の螺着も簡単に解除することができる。

【００２４】このようにしてボルトナット１８の螺着が
解除されると、セグメントピース１６間の連結がなくな
るので、セグメントピース１６を簡単に取り外すことが
できる。

【００２５】なお、セグメントピース１６を完全に分離
するためには、上述した誘導加熱によりセグメントピー
ス１６の周方向の連結部分も解除する必要がある。

【００２６】さて、以上のようにして行う鋼製セグメン
ト１０の撤去方法によれば、手作業によりコンクリート
を除去する場合に比べて、手間かがかからず施工能率も
大幅に向上するとともに、作業の安全性も向上する。

【００２７】なお、上記実施例では、コンクリート中に
埋設された鋼材を有する構造物として、シールドトンネ
ルの鋼製セグメント１０に適用した場合を例示したが、
本発明の実施はこれに限定されることはなく、例えば、
鉄筋コンクリート製の壁、柱などや、また、コンクリート
巻き建て鋼板など、鋼材とコンクリートによって成り立
つ構造物の破砕に利用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかるコンクリート中に鋼材が埋設された構造
物の破砕方法によれば、安全性に問題がなく、しかも、
施工能率が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコンクリート中に鋼材が埋設さ
れた構造物の破砕方法の一実施例を示す、初期工程の断
面説明図である。

【図２】図１の工程に引き続いて行われる誘導加熱状態
の説明図である。

【図３】図２の誘導加熱を行った後の状態を示す断面説
明図である。

【符号の説明】

１０ 鋼製セグメント １２ スキンプレート １４ 継手プレート １６ セグメントピース １８ ボルトナット ２０ 二次覆工コンクリート層 ２２ 誘導加熱装置 ２４ 加熱コイル ２６ 誘導加熱用電源

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル隔成用の鋼製セグメントなどの
   ようにコンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕
   方法において、 前記鋼材を高周波電流が創り出す磁界の影響下に存在さ
   せ、 前記磁界の渦電流損により前記鋼材を誘導加熱し、 前記誘導加熱による前記鋼材の熱膨張圧と、前記コンク
   リート中の水分蒸発圧とにより、前記鋼材周辺の前記コ
   ンクリートに亀裂ないしは剥離を生じさせることを特徴
   とするコンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕
   方法。
2. 【請求項２】 前記鋼材は、前記鋼製セグメントの連結
   用継手プレートであって、隣接する継手プレート間に連
   結用ボルトナットが螺着されていることを特徴とする請
   求項１記載のコンクリート中に鋼材が埋設された構造物
   の破砕方法。
3. 【請求項３】 前記構造物は、トンネル隔成用の鋼製セ
   グメントであって、前記誘導加熱を行う前に、 二次覆工コンクリート層を切削除去して、 前記鋼材を高周波電流が創り出す磁界の影響下に存在さ
   せるべく、 その被り厚みを調整することを特徴とする請求項２記載
   のコンクリート中に鋼材が埋設された構造物の破砕方
   法。