JP2001311395A - シールドトンネル覆工における耐火構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シールドトンネルの耐火構造を低コストで、
短期間に構築すること。 【解決手段】 耐火構造１０は、筒状に組立てられたセ
グメント１２の内周面に沿って、これを覆うようにして
設置されている。耐火構造１０は、耐火パネル１４と、
この耐火パネル１４を設置した際に、セグメント１２の
内周面と耐火パネル１４の外周面とで画成される断熱お
よび排水通路兼用の空間１６とを備えている。耐火パネ
ル１４は、セラミックスなどの耐火難燃性材料から薄い
板状に形成される。各耐火パネル１４の背面側には、ロ
ックウールなどの無機繊維材１８が、その全面に亘って
固設されている。無機繊維材１８は、耐火パネル１４を
設置すると、セグメント１２の内周面と耐火パネル１４
の外周面とで画成される断熱および排水通路兼用の空間
１６内に充填される。

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、シールドトンネ
ル覆工における耐火構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】環状に組立てられたセグメントの内周に
施工されるシールドトンネルの二次覆工は、蛇行修正，
仕上げ，防水などの役割を担っている。ところが、例え
ば、道路トンネルのように供用後に坑内火災が発生する
可能性がある場合には、二次覆工は、坑内火災によって
発生する高温の熱がセグメントに損傷を与えることを防
止する断熱材としての役割も担っている。

【０００３】近時のシールドトンネルの施工技術の向上
により、前述した二次覆工の役割は、軽減しつつあるも
のの、耐火構造としての役割に関しては、依然として存
在している。

【０００４】しかしながら、二次覆工を用いる従来の耐
火構造には、以下に説明する技術的な課題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、二次覆工を
耐火構造に用いる場合には、セグメントで一次覆工を施
工した後に、セグメントの内面側にコンクリート製の二
次覆工を施工するため、構築するトンネルの断面積が大
きくなり、コストアップの要因となる。

【０００６】また、二次覆工は、通常、現場施工で行な
われるため、作業性や工程の改善が難しく、工期短縮も
困難であった。

【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、コ
ストの低減と工期の短縮とを同時に達成することができ
るシールドトンネル覆工における耐火構造を提供するこ
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、筒状に組立てられたシールドトンネルの
覆工セグメントの内周面を覆うようにして、セラミック
ス製などの断熱性を有する耐火耐火パネルを添設した。
このように構成したシールドトンネル覆工における耐火
構造によれば、セラミックス製などの断熱性を有する耐
火パネルは、二次覆工コンクリートよりも断熱性に優れ
ているので、その厚みを小さくすることができ、その結
果、構築するトンネルの断面積を小さくすることが可能
なる。また、耐火構造の主体となるセラミックス製など
の断熱性の耐火パネルは、予め工場生産することがで
き、工場生産した耐火パネルを施工現場に搬入して、セ
グメントの内周側に沿って添設設置することで耐火構造
が得られるので、作業性や工程の改善が容易に行なえ、
工期の短縮も可能になる。本発明にかかるシールドトン
ネル覆工における耐火構造では、前記耐火パネルと前記
セグメントとの間に断熱および排水通路兼用の空間を設
けることができる。この構成によれば、断熱ないしは排
水通路兼用空間は、ごく薄い層でもその機能を確保する
ことができるので、耐火構造の断熱性をより一層増加さ
せることが可能になり、耐火構造全体の厚みを大幅に小
さくすることができる。前記断熱空間には、前記耐火パ
ネルの背面側に予め固設される無機繊維材を充填するこ
とができる。この構成によれば、断熱性や排水機能を阻
害することなく、所定厚みの空間を確実に確保すること
ができ、また、空間内に異物の侵入を無機繊維材で阻止
することができるので、断熱ないしは排水機能を長期間
維持することができる。

【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９は、本発明にかかるシールドトンネル覆工におけ
る耐火構造の一実施例を示している。

【００１０】同図に示した耐火構造１０は、図１にその
縦断面状態の全体を示すように、筒状に組立てられたセ
グメント１２の内周面に沿って、インバート部を除きそ
の上部側の内面を覆うようにして構築されている。

【００１１】セグメント１２は、本実施例の場合には、
ＲＣ構造のものが用いられ、円弧状に湾曲した複数のセ
グメントピースを、周および軸方向に相互に隣接配置し
て、接合部を相互に連結することで筒状に組立てられて
いる。

【００１２】セグメント１２は、図示省略のシールド掘
進機の掘進に伴なって、その後方に順次設置される。本
実施例の耐火構造１０は、図２にその一部を拡大して示
すように、耐火パネル１４と、この耐火パネル１４を設
置した際に、セグメント１２の内周面と耐火パネル１４
の外周面とで画成される断熱および排水通路兼用の空間
１６とを備えている。

【００１３】このような耐火構造１０は、セグメント１
２により一次覆工が完了した後、切羽から距離をおいて
平行作業により設置する。耐火パネル１４は、例えば、
２５ｍｍ厚程度のセラミックスなどの、二次覆工コンク
リートよりも高い断熱性を備えた材料から薄い板状に形
成され、本実施例の場合には、一次覆工用のセグメント
１２よりも周および軸方向の分割数が大きい、比較的小
口径のセグメント状になっている。

【００１４】本実施例の場合には、各耐火パネル１４の
背面側には、ロックウールなどの無機繊維材１８が、そ
の全面に亘って、均一な厚み、例えば、１０mm程度の厚
みで固設されている。

【００１５】この無機繊維材１８は、耐火パネル１４を
設置すると、セグメント１２の内周面と耐火パネル１４
の外周面とで画成される断熱および排水通路兼用の空間
１６内に充填される。

【００１６】耐火パネル１４の取付け構造は、図２にそ
の詳細を示すように、本実施例の場合には、セグメント
１２に埋設されたセラミックス製のインサートナット２
０と、このインサートナット２０に螺着されるスタッド
ボルト２２と、スタッドボルト２２に螺着される耐火キ
ャップ２４とを備えている。

【００１７】各耐火パネル１４には、所定の位置に取付
け用の段付貫通孔２６が設けられている。この段付貫通
孔２６の内部には、燒結金属製のスリーブ２８が固設さ
れ、このスリーブ２８内にスタッドボルト２２を挿通し
た状態で、その先端側に耐火キャップ２４が螺着され
る。

【００１８】耐火キャップ２４を螺着した段付貫通孔２
６内には、耐火性の目地材３０が充填される。また、各
耐火パネル１４の外周縁には、これらの複数を周および
軸方向に沿って隣接配置した際に、相互に隣接する周縁
部で重なり合う合いじゃくり構造の段部３２が設けられ
ている。

【００１９】以上のように構成された耐火パネル１４
は、予め工場生産により製造され、施工現場まで搬入さ
れる。搬入された耐火パネル１４をセグメント１２に取
付ける際の手順の詳細を図３から図９に示している。

【００２０】耐火パネル１４をセグメント１２の内周面
に取付ける際には、まず、図３に示すように、各耐火パ
ネル１４に設けられている段付貫通孔２２に位置対応す
る個所において、セグメント１２にセラミックス製のイ
ンサートナット２０が埋設設置され、埋設された各イン
サートナット２０にスタッドボルト２２が螺着される。

【００２１】次に、図４に示すように、スタッドボルト
２２がスリーブ２８内を挿通するようにして耐火パネル
１４が配置される。このとき、耐火パネル１４の背面側
に固設されたフィルター材１８は、これがセグメント１
２の内面に当接するようにして位置決めする。

【００２２】その後、図５に示すように、スタッドボル
ト２２の先端に耐火キャップ２４をねじ込んで、耐火パ
ネル１４を固定した後に、段付貫通孔２６内に目地材３
０を充填する。

【００２３】このようにして１枚の耐火パネル１４が取
付けられると、図６に示すように、その側方に他の耐火
パネル１４を隣接して取付ける。このとき、本実施例の
場合には、各耐火パネル１４の外周縁に合いじゃくり構
造の段部３２が設けられているので、段部３２同士を、
図８，９に示すように、相互に嵌合させて重ね合わせ、
接合部に隙間が生じないようにする。

【００２４】各耐火パネル１４間の接合をこのような合
いじゃくり構造とすると、施工誤差などにより耐火パネ
ル１４間に若干の隙間が生じたとしても、相互に当接す
る段部３２が存在しているので、所定の耐火性能を確保
することができる。

【００２５】このようにして他の耐火パネル１４が設置
されると、図７に示すように、上記耐火パネル１４と同
様に、耐火キャップ２４をねじ込んだ後に、目地材３０
を充填して固定する。

【００２６】さて、以上のように構成された耐火構造１
０によれば、筒状に組立てられたセグメント１２の内周
面に沿って覆設されるセラミックス製などの薄い断熱性
の耐火パネル１４と、セグメント１２と耐火パネル１４
との間に形成された断熱および排水通路兼用の空間１６
とから構成され、断熱ないしは排水通路兼用空間１６
は、ごく薄い層、例えば、１０ｍｍ程度の隙間でもその
機能を確保することができるので、コンクリート製の二
次覆工(一般的には、３５０mm程度必要とされている)と
比べて、耐火構造全体の厚みを大幅に小さくすることが
でき、その結果、構築するトンネルの断面積を小さくす
ることが可能なり、コストダウンを図ることができる。

【００２７】また、耐火構造１０の主体となるセラミッ
クス製などの薄い耐火パネル１４は、予め工場生産する
ことができ、工場生産した耐火パネル１４を施工現場に
搬入して、セグメント１２の内周側に所定の空間１６を
隔てて設置することで耐火構造１０が得られるので、作
業性や工程の改善が容易に行なえ、工期の短縮も可能に
なる。

【００２８】さらに、本実施例の場合には、断熱空間１
６には、耐火パネル１４の背面側に予め固設される無機
繊維材１８を充填しているので、断熱性や排水機能を阻
害することなく、所定厚みの空間１６を確実に確保する
ことができ、また、無機繊維材１８は、空間１６内に異
物が侵入することを阻止するので、空間１６の断熱ない
しは排水機能を長期間維持することができる。

【００２９】なお、上記実施例では、セグメント１２に
より一次覆工が完了した後、切羽から距離をおいて平行
作業により耐火パネル１４を設置する方法を例示した
が、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例
えば、耐火パネル１４をセグメント１２装着しておき、
セグメント１２を組立てた後に、セグメントの目地に耐
火材を充填する方法であってもよい。

【００３０】また、上記実施例では、セグメント１２と
耐火パネル１４との間に空間１６を設ける場合を例示し
たが、この空間１６は、必ずしも必要とせず、耐火パネ
ル１４をセグメント１２の内周面に沿って添設設置する
ことでも、所期の目的を達成することができるし、空間
１６を設けた場合でも、空間１６内に無機繊維材１８を
必ずしも充填する必要はない。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
かかるシールドトンネル覆工における耐火構造によれ
ば、コストの低減と工期の短縮とを同時に達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるシールドトンネル覆工における
耐火構造の一実施例を示すトンネルの縦断面図である。

【図２】図１の要部拡大図である。

【図３】図１に示した耐火構造を構築する場合の施工初
期の断面説明図である。

【図４】図３に引き続いて行なわれる工程の断面説明図
である。

【図５】図４に引き続いて行なわれる工程の断面説明図
である。

【図６】図５に引き続いて行なわれる工程の断面説明図
である。

【図７】図６に引き続いて行なわれる工程の断面説明図
である。

【図８】図６の拡大説明図である。

【図９】図７の拡大説明図である。

【符号の説明】

１０ 耐火構造 １２ セグメント １４ 耐火パネル １６ 空間 １８ 無機繊維材 ２０ インサートナット ２２ スタッドボルト ２４ 耐火キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂山 安男 大阪府大阪市北区堂島１−６−20 日本道 路公団関西支社内 (72)発明者 金井 誠 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組本社内 (72)発明者 北岡 隆司 東京都港区港南２丁目15番２号 株式会社 大林組本社内 (72)発明者 橋本 正 大阪府大阪市西区立売堀４−３−２ 財団 法人 地域 地盤 環境 研究所内 Ｆターム(参考） 2D055 BA01 BB01 CA04 LA17

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状に組立てられたシールドトンネルの
   覆工セグメントの内周面を覆うようにして、セラミック
   ス製などの断熱性を有する耐火耐火パネルを添設したこ
   とを特徴とするシールドトンネル覆工における耐火構
   造。
2. 【請求項２】 前記耐火パネルと前記セグメントとの間
   に断熱および排水通路兼用の空間を設けることを特徴と
   する請求項１記載のシールドトンネル覆工における耐火
   構造。
3. 【請求項３】 前記断熱空間に、前記耐火パネルの背面
   側に予め固設されるロックウールなどの無機繊維材を充
   填することを特徴とする請求項２記載のシールドトンネ
   ル覆工における耐火構造。