JP2001271597A - トンネル用セグメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セグメントの耐久性が損なわれるのを極力防
ぐこと。 【解決手段】 トンネル内で火災が発生した場合、その
熱によりセグメント１が悪影響を受ける恐れがあるが、
前述の如く、セグメント１の内周面に防火層２が設けら
れていると、該防火層２がセグメント１を火災による熱
から防護でき、そのため、セグメント１が熱による悪影
響を受けるのを極力回避でき、それだけセグメント１の
耐久性が損なわれるのを防ぐことができる。また、セグ
メント１が直に熱影響を受けるおそれがなくなると、熱
影響を直接受けたセグメントを補修する場合に比較し、
その補修が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルの覆工体
を構成するトンネル用セグメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シールド掘削機やトンネルボー
リングマシン等を用いてトンネルを掘削した場合、その
掘削した孔内に一次覆工体としてセグメントが設けられ
ている。このようなセグメントは、工場にて予め製作さ
れ、現場にて組み付けられており、コンクリートや鋼板
等からなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、コンクリー
ト製のセグメントは、一般に耐火性及び耐久性を有して
おり、道路用としては勿論、電線ケーブルやガス管等の
ような地下埋設溝用としてのトンネル等にも広く利用さ
れている。しかしながら、この種のトンネル用として用
いられるセグメントにあっては、トンネル内で火災が発
生した場合、その熱によりひび割れ等が起き、耐久性が
損なわれるという恐れがあった。このような場合、耐久
性を復元すべく、補修することとなるが、その補修に多
くの労力及びコストがかかり、また補修しても本来の耐
久性を復元させ難いものである。一般に、建築基準法施
行令では耐火構造と指定されているが、特にトンネルに
あっては明確に規定されておらず、また最近のシールド
工法においては、二次覆工を省略するセグメントが開発
されているものの、それ自体に防火策が考慮されていな
いのが実状である。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、万一、トンネ
ル内で火災が発生した場合、その熱でセグメントの耐久
性が損なわれるのを極力防ぐようにしたトンネル用セグ
メント提供するのを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、以下の手段を採用した。請求項１
記載のトンネル用セグメントでは、互いに接合すること
によりトンネルの覆工体を構成するセグメントにおい
て、内周面に耐火材からなる防火層が設けられているこ
とを特徴としている。

【０００６】そして、万一、トンネル内で火災が発生し
た場合、その熱によりセグメントが悪影響を受けるおそ
れがあるが、前述の如く、セグメントの内周面に防火層
が設けられていると、該防火層がセグメントを火災によ
る熱から防護でき、そのため、セグメントが熱による悪
影響を受けるのを極力回避することができ、それだけセ
グメントの耐久性が損なわれるのを防ぐことができる。
また、セグメントの内周面が防火層によって覆われ、セ
グメントが直に熱影響を受けるおそれがなくなると、熱
影響を直接受けたセグメントを補修する場合に比較し、
その補修が容易となる。

【０００７】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、前記防
火層が、セグメントの内周面に耐火材の吹き付けによっ
て形成された吹き付け層と、耐火材を板状に形成してな
る耐火パネルと、該耐火パネルの外周面に鋼板を取付け
て形成された二重パネルと、外周側から内周側に至るに
従い鋼板，石綿，耐火ボードを順次積層させてなる複合
積層パネルと、耐火パネルの内部にプレストレス材を設
けたプレストレス付きパネルとの何れかからなることを
特徴としている。

【０００８】上述の如く、防火層が、前記吹き付け体
と、耐火材を板状に形成してなる耐火パネルと、該耐火
パネルの外周面に鋼板を取付けて形成された二重パネル
と、外周側から内周側に至るに従い鋼板，石綿，耐火ボ
ードを順次積層させてなる複合積層パネルと、耐火パネ
ルの内部にプレストレス材を設けたプレストレス付きパ
ネルとの何れかで構成するので、請求項１の効果を確実
に達成することができる。

【０００９】請求項３記載のトンネル用セグメントで
は、互いに接合することによりトンネルの覆工体を構成
するセグメントにおいて、鋼板と、該鋼板の外周面の凹
部に埋設されたコンクリートと、鋼板の内周面に取付け
られ、かつ前記コンクリートより耐火性の高い耐火コン
クリートとにより形成されていることを特徴としてい
る。

【００１０】上記の如く、鋼板と、該鋼板の外周面部の
凹部に埋設されたコンクリートと、鋼板の内周面に取付
けられ、かつ前記コンクリートより耐火性の高い耐火コ
ンクリートとによってセグメントを形成したので、セグ
メント自体が防火層の機能を有し、耐火性に優れたセグ
メントを提供し得る。

【００１１】請求項４記載のトンネル用セグメントは、
請求項１または請求項２記載のトンネル用セグメントに
おいて、前記防火層が、内周面に対し接着剤によって貼
着されていることを特徴としている。

【００１２】このように、防火層を貼着によりセグメン
ト内周面に取付けるので、既存のセグメントに容易に取
付けることができ、既存のセグメントの耐久性が損なわ
れるのを抑え、かつ補強することができる。

【００１３】請求項５記載のトンネル用セグメントは、
請求項１または請求項２記載のトンネル用セグメントに
おいて、前記防火層が、内周面に対し取付具を介し取付
けられていることを特徴としている。

【００１４】このように、防火層を取付具によってセグ
メントの内周面に取付けるので、セグメントの内周面に
容易に取り付けて、火炎に対して耐久性の高いセグメン
トとすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
１〜図１０に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の
トンネル用セグメントの一実施形態を示している。トン
ネルは、シールド掘進機によって掘削された後、その掘
削孔に覆工体Ｔを構成するセグメント１を組み付けるこ
とにより構築される。覆工体Ｔは、図１に示すように、
複数個のセグメント１が掘削孔の周囲に沿って設けられ
ることにより環状に形成され、しかも掘削孔の長さ方向
に沿い順次設けられることにより図２に示す如き筒状を
なしている。

【００１６】本発明においては、図３に示すように、セ
グメント１の内周面に防火層２が設けられている。即
ち、この防火層２は、掘削孔にセグメント１によって覆
工体Ｔが構築された後、セグメント１の内周面に耐火材
を吹き付け処理することによって形成された吹き付け層
をなしている。この場合の耐火材としては、例えば耐火
ボードを構成する石膏、或いは耐火タイルを構成する材
料のような無機化合物であることが好ましい。

【００１７】そして、万一、トンネル内で火災が発生し
た場合、その熱によりセグメント１が悪影響を受けるお
それがあるが、前述の如く、セグメント１の内周面に防
火層２が設けられていると、該防火層２がセグメント１
を火災による熱から防護することができ、そのため、セ
グメント１が熱による悪影響を受けるのを極力回避する
ことができ、それだけセグメント１の耐久性が損なわれ
るのを防ぐことができる。また、セグメント１の内周面
が防火層２によって覆われ、セグメント１が直に熱影響
を受ける恐れがなくなると、熱影響を直接受けたセグメ
ントを補修する場合に比較し、その補修が容易となる。

【００１８】次に、トンネル用セグメントの他の実施態
様を以下に種々述べる。図４に示す防火層２は、セグメ
ント１の内周面にアンカー３を介し取付けられたもので
ある。この場合の防火層２は、セグメント１の内周面に
合わせ予め工場等にてパネル状に形成されたものであっ
て、例えば耐火レンガ，耐火タイル，石膏ボード等から
なっている。このパネル状防火層２には、その外周面に
取付具であるアンカー３が突設されている。このアンカ
ー３は、先端部が径方外方へ突出された食い込み片３ａ
を有しており、コンクリートからなるセグメント１内に
埋め込まれている。

【００１９】このようにセグメント１の内周面にパネル
状の防火層２を取付けると、トンネル内で発生した火災
の熱からセグメント１を防護することができ、前述した
実施態様と同様の作用効果を得ることができる。なお、
本実施形態では、防火層２が予め形成されたものを用
い、アンカー３の如き取付具を利用することによって取
付けるようにした例を示したが、アンカー３を用いず、
防火層２自体をセグメント１に対し接着剤によって直に
取付けるようにしても良い。その際、接着剤としては耐
熱性の高い接着剤を用いることが好ましい。

【００２０】図５に示す実施形態の防火層２もパネル状
に形成され、しかもその外周面にセグメント１の内周面
に取付けられる鋼板４を有している。即ち、この防火層
２は、外周面に例えば鋼板４が接着剤によって一体的に
設けられた二重パネル構造をなしている。このような防
火層２は、本例では鋼板４がセグメント１の内周面に接
着剤によって固着されることにより、取付けられている
が、接着剤これに限らず、前述した図４に示す実施態様
の如き取付具を介し取付けられるようにしてもよい。こ
の実施態様においても前記図３に示す一実施形態と同様
の作用効果を得ることができる。これに加え、防火層２
が鋼板４を有するので、火災等の熱からセグメント１を
いっそう防護することができ、セグメント１の耐久性を
いっそう損なうことがないばかりでなく、セグメント１
自体の強度を高めることも可能となる。さらに、鋼板４
がセグメント１の強度部材となることより、セグメント
１の高強度化を図ることができる。

【００２１】図６に示す防火層２は、鋼板と、石綿と耐
火ボードとで構成されたものである。即ち、この防火層
２は、鋼板５と、その内面に貼着された石綿６と、該石
綿６の内面に設けられた耐火ボード７とが積層された複
合積層パネルをなしており、鋼板５が鉄筋コンクリート
であるＲＣセグメント１の内周面に取付けられている。
この場合、本例では耐火ボード７が石膏ボードからなっ
ているが、耐火レンガ等で構成してもよい。この実施形
態によれば、セグメント１と耐火ボード７との間に鋼板
５，耐火ボード６が介在するので、前述した各実施形態
に比較し、鋼板５によってセグメント１の強度を上げる
ことができると共に、石綿６が熱から防護するので、セ
グメント１の耐久性が損なわれるのをいっそう防ぐこと
ができ、防火層２しての機能を高めることができる。

【００２２】上記の如き防火層２は、セグメント１に対
し例えば図７に示すようにして取付けられる。即ち、防
火層２を形成する鋼板５の外周面部に、取付具である被
係止突起８が一体的に突設される。そして、セグメント
１への取付けに際し、該セグメント１の内周面部に係合
孔９ａを有する係止具９が埋設され、該係止具９の係合
孔９ａに上記防火層２の鋼板５の被係止突起８を差し込
むことにより係止させ、これによってセグメント１に防
火層２が取付けられるようにしている。この場合、係止
具９を用いず、セグメント１に直接係合孔９ａを形成し
てもよい。従って、セグメント１は、その製作時、内周
面部に防火層２の突起８を係止し得る係合孔９ａを設け
たり、係止具９を埋設しておくことが好ましい。

【００２３】このようにすれば、現場でセグメント１を
組付けることによって形成した場合、そのセグメント１
の各係合孔９ａに、防火層２の被係止突起８を差し込め
ば良いので、取付作業を簡略化することでき、作業性が
良好となる。また、セグメント１の製作工場にて、防火
層２をも組み付けて一体的に製作すれば、防火層２付き
のセグメント１として出荷することができ、現場で防火
層２を取付ける作業を省略することができ、都合の良い
ものとなる。

【００２４】図８及び図９に示す実施形態は、これまで
述べた防火層２とほぼ同様の機能をセグメント１自体に
持たせるようにしたものである。即ち、図９に示すよう
に、予め、途中位置の外周面に形成された凹部１０ａを
有する鋼板１０を用い、該鋼板１０の凹部１０ａに一般
的なコンクリートが埋設され、その鋼板１０の内周面に
コンクリートより耐火性の高い耐火コンクリート１２が
設けられ、これによりセグメント１が構成されたもので
ある。

【００２５】この場合、コンクリート１１，鋼板１０，
耐火コンクリート１２間は接着剤によって互いに固着し
てもよく、また前述した取付具を用いて固着してもよ
い。そして、トンネルが掘削されたとき、その外周面に
上述の如く構成されたセグメント１を取付けるようにし
ている。このようにセグメント１の内周面が耐火コンク
リート１２によって覆われるので、火災の熱からコンク
リート１１を防護することができる結果、セグメント１
自体が一般的なコンクリートより高い耐火機能を有する
ので、耐火性に優れたセグメントが得られる。

【００２６】図１０の場合は、防火層２の内部にプレス
トレス用の鋼棒１２が設けられ、該鋼棒１２によって防
火層２の引張力を補強するようにしたものである。即
ち、プレストレスが導入されたプレストレス付きの耐火
パネル構造をなしている。このように、セグメント１の
内周面に取付けられた防火層２がプレストレス構造を有
すると、セグメント１を火災の熱から防護できるばかり
でなく、セグメント１自体の強度を確実に高めることが
でき、セグメント１の耐久性を上げることができる。な
お、図示実施形態においては、何れもトンネルに適用し
た例を示したが、これに限定されるものではなく、それ
以外のトンネルに適用しても同様の効果を得ることがで
きるのは勿論である。

【００２７】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のトンネ
ル用セグメント及び防火構造によれば、下記の効果を得
ることができる。請求項１記載のトンネル用セグメント
によれば、セグメントの内周面に防火層を設け、該防火
層がセグメントを火災による熱から防護できるように構
成したので、セグメントが熱による悪影響を受けるのを
極力回避することができ、それだけセグメントの耐久性
が損なわれるのを防ぐことができるという効果がある。

【００２８】請求項２記載のトンネル用セグメントによ
れば、前記防火層が、セグメントの内周面に耐火材の吹
き付け加工によって形成された吹き付け層と、耐火材を
板状に形成してなる耐火パネルと、該耐火パネルの外周
面に鋼板を取付けて形成された二重パネルと、外周側か
ら内周側に至るに従い鋼板，石綿，耐火ボードを順に積
層させてなる複合積層パネルと、耐火パネルの内部にプ
レストレス材を内蔵して形成されたプレストレス付きパ
ネルとの何れかからなるので、請求項１の効果を確実に
達成することができる。

【００２９】請求項３記載のトンネル用セグメントによ
れば、鋼板と、該鋼板の外周面部の凹部に埋設されたコ
ンクリートと、鋼板の内周面に取付けられ、かつ前記コ
ンクリートより耐火性の高い耐火コンクリートとによっ
てセグメントを形成したので、セグメント自体が防火層
の機能を有し、耐火性に優れたセグメントを提供し得
る。

【００３０】請求項４記載のトンネル用セグメントによ
れば、前記防火層をセグメントの内周面に対し接着剤に
よって貼着したので、既存のセグメントに容易に取付け
ることができ、既存のセグメントの耐久性が損なわれる
のを抑え、かつ補強することができるという効果があ
る。

【００３１】請求項５記載のトンネル用セグメントによ
れば、前記防火層をセグメントの内周面に対し取付具を
介し取付けるので、セグメントに容易に取付けることが
でき、セグメントの耐久性が損なわれるのを抑え、かつ
補強することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態例のトンネル用セグメン
トを説明する覆工体の断面図である。

【図２】 本発明の実施の形態例のトンネル用セグメン
トを説明する覆工体の斜視図である。

【図３】 本発明の実施の形態例のトンネル用セグメン
トを示す要部の断面図である。

【図４】 本発明の第２の実施の形態例のトンネル用セ
グメントを示す要部の断面図である。

【図５】 本発明の第３の実施の形態例のトンネル用セ
グメントを示す要部の断面図である。

【図６】 本発明の第４の実施の形態例のトンネル用セ
グメントを示す要部の断面図である。

【図７】 セグメントに防火層を取付ける前の状態を示
す説明図である。

【図８】 本発明の第５の実施の形態例のトンネル用セ
グメントを示す要部の断面図である。

【図９】 図８のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】 本発明の他の実施の形態例のトンネル用セ
グメントを示す要部の断面図である。

【符号の説明】

１…セグメント、２…防火層、３…アンカー、４…鋼
板、５…鋼板、６…石綿、７…耐火ボード、８…被係止
突起、９…係止具。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浪 康行 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 國藤 崇 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 (72)発明者 峯崎 晃洋 東京都千代田区有楽町一丁目12番１号 石 川島建材工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 EB05 EB10 KA00 KB04

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接合することによりトンネルの覆
   工体を構成するセグメントにおいて、 内周面に耐火材からなる防火層が設けられていることを
   特徴とするトンネル用セグメント。
2. 【請求項２】 前記防火層は、セグメントの内周面に耐
   火材の吹き付けによって形成された吹き付け層と、耐火
   材を板状に形成してなる耐火パネルと、該耐火パネルの
   外周面に鋼板を取付けて形成された二重パネルと、外周
   側から内周側に至るに従い鋼板，石綿，耐火ボードを順
   次積層させてなる複合積層パネルと、耐火パネルの内部
   にプレストレス材を設けたプレストレス付きパネルとの
   何れかからなる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。
3. 【請求項３】 互いに接合することによりトンネルの覆
   工体を構成するセグメントにおいて、 鋼板と、該鋼板の外周面の凹部に埋設されたコンクリー
   トと、鋼板の内周面に取付けられ、かつ前記コンクリー
   トより耐火性の高い耐火コンクリートとにより形成され
   ていることを特徴とするトンネル用セグメント。
4. 【請求項４】 前記防火層は、内周面に対し接着剤によ
   って貼着されている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。
5. 【請求項５】 前記防火層は、内周面に対し取付具を介
   し取付けられている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。