JP2002004790A

JP2002004790A - トンネル覆工セグメント用ライニング材およびトンネル覆工セグメント

Info

Publication number: JP2002004790A
Application number: JP2000183826A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Ishii; 清石井; Hideyo Shiokawa; 英世塩川; Junichi Iketani; 純一池谷; Akira Mihashi; 章三橋
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Mitsubishi Materials Corp; Shimizu Corp
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】火災が生じても延焼することがなく、しかも
長期に亙って安定した耐食性を奏することが可能なトン
ネル覆工セグメント用ライニング材およびトンネル覆工
セグメントを提供する。【解決手段】Ｆｅを主成分として少なくともＮｉ、Ｃ
ｒ、およびＭｏを含有する合金によってライニング材３
を形成し、このライニング材３によってセグメント１の
少なくともトンネル内周側を向く面１ｂをライニングす
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、トンネルの内周を
覆工するのに使用するトンネル覆工セグメント（以下、
単にセグメントと称する。）にライニングされるトンネ
ル覆工セグメント用ライニング材（以下、単にライニン
グ材と称する。）、および該ライニング材をライニング
したセグメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上・下水道用や雨水用のトンネルを初
め、鉄道や自動車道路用のトンネル、あるいは電力、ガ
ス、通信、もしくはこれらの共同溝用のトンネル等にお
いては、シールド工法によって形成されたトンネルの内
周に、多数の円弧板状のセグメントを該円弧の円周方向
および該円周の中心軸線方向に連結して被覆施工するよ
うにしている。この種のセグメントとしては鋼板製の枠
体内にコンクリートやモルタルを充填してなるものが一
般的に知られており、例えばこのコンクリートやモルタ
ルを充填する際にボルトボックスを埋設しておいたり、
上記枠体にボルトボックスを設けたりしておいて、この
ボルトボックスを用いて隣接するセグメント同士をボル
トを介して締結することにより、多数のセグメントを上
述のように連結してトンネル内周に覆工するようにして
いる。

【０００３】ところで、このようなセグメントには、強
度は勿論のこと、覆工されるトンネルの種別に応じて十
分な水密性や耐候性、あるいは酸やアルカリによる腐食
に対する耐食性などが要求され、例えば下水道用のトン
ネルにはこれらのすべてを満足することが求められた上
で、特に耐食性に関してはとりわけ高い要求を満たすこ
とが必要とされる。しかるに、従来そのような高い耐食
性を要するトンネルに対しては、セグメントによって覆
工後にその内周に樹脂を塗布したり、あるいは特に腐食
され易い鋼製の枠体部分に樹脂塗装を施したりしていた
が、前者の場合にはトンネル内での樹脂塗布作業となる
ために排気が不十分となり易くて作業環境が著しく損な
われるおそれがあり、また後者の場合には塗装が剥がれ
ると耐食性が全く失われることとなる。

【０００４】そこで、このような問題を解決するため、
例えば特許第２６５７６２７号公報や特許第２８７９０
４４号公報には、セグメントのトンネル内周側を向く面
に予め繊維強化プラスチックシートや硬化型樹脂塗膜層
などの樹脂層をライニングしたものが提案されている。
また、その一方で特開平７−８２９９２号公報には、枠
体のトンネル内周側に剥き出しとなる部分にチタン、ア
ルミニウム、ステンレス等の防食金属箔を接着剤で貼り
付けたものも提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このう
ちまずセグメントの内周面に樹脂層をライニングしたも
のにあっては、万一トンネル内で火災が発生した場合、
この樹脂層に延焼して被害が拡大するおそれがあるとと
もに、上記樹脂層が、セグメントのコンクリートやモル
タル部分にスプレー等によって直接塗布されてライニン
グされたものであったり、あるいは繊維強化プラスチッ
クシートより成るライニング材を接着剤によって貼り付
けてライニングしたりしたものであるため、該樹脂層を
長期に亙って安定的にセグメントの内周面に保持してお
くことが難しく、その剥離によって耐食性が損なわれて
しまうおそれがある。また、上記防食金属箔を接着剤に
よって貼り付けたものにあっても、同様に経年変化によ
る接着剤の劣化によって接着力が低下し、この金属箔が
剥離して耐食性が損なわれるおそれがある。

【０００６】本発明は、このような背景の下になされた
もので、高い耐食性を有することは勿論、火災が生じて
も延焼することがなく、しかも剥離等を防いでセグメン
トを長期に亙って安定的にライニング可能なライニング
材を提供することを目的とし、またそのようなライニン
グ材によってライニングすることにより、上述のような
高い耐食性を長期に亙って維持することが可能なセグメ
ントを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して、こ
のような目的を達成するために、本発明のライニング材
は、Ｆｅを主成分として少なくともＮｉ、Ｃｒ、および
Ｍｏを含有した合金により形成されていることを特徴と
する。しかるに、このような合金は、金属であるため延
焼することがないのは勿論、酸やアルカリに対する高い
耐食性を備えており、しかもＦｅを主成分としている上
にＮｉが含有されているので、同じ組成の合金とは勿論
のことステンレス鋼材や一般鋼材などとも接合性がよ
く、このような材質より成るアンカーを溶接などによっ
て容易に取り付けることができる。従って、本発明のセ
グメントにおいては、このようにアンカーを取り付けた
ライニング材の面側にコンクリートやモルタルを充填す
るなどして、該セグメントの少なくともトンネル内周側
を向く面を上記ライニング材によってライニングするこ
とにより、上記アンカーを介してライニング材を強固に
セグメントに取り付けることができ、このライニング材
が有する上述の高い耐食性を長期に亙って維持すること
が可能となる。

【０００８】ここで、上記合金中におけるＦｅ以外の個
々の成分の作用については、ＮｉはＦｅ中のオーステナ
イト相を安定化させて特にアルカリ中での耐食性を向上
させるとともに鋼材などとの接合性を確保するものであ
り、またＣｒは酸に対する耐食性を付与し、さらにＭｏ
はこのＣｒの保護被膜の形成を助けて耐食性を向上させ
るという作用を奏する。従って、これらの成分の含有量
が少なすぎると、これらの作用が十分に奏功されずに酸
やアルカリに対する所定の耐食性を得ることができなく
なったり接合性が損なわれたりするおそれがある。とこ
ろが、その一方で、逆にこれらの成分の含有量が多くな
りすぎても、総じてコスト高となるのは勿論、特にＣｒ
やＭｏの含有量が多すぎると有害相が析出して却って耐
食性を低下させたり、脆化を生じて加工性の劣化を招く
ことにより当該合金をライニング材としての所定の形状
に成形し難くなったりするという問題が生じるおそれが
ある。従って、上記合金においては、Ｎｉの含有量を１
４〜４６wt％、Ｃｒの含有量を１６〜２５wt％、Ｍｏの
含有量を１〜４wt％とするのが望ましく、さらにはＮｉ
の含有量を３７〜４５wt％、Ｃｒの含有量を１９〜２４
wt％、Ｍｏの含有量を２．０〜３．５wt％とするのがよ
り望ましい。

【０００９】また、これらの成分以外にも、上記合金に
おいては、Ｃｕを含有することにより、Ｆｅのオーステ
ナイト相を一層安定化させて耐食性のさらなる向上を図
ることができるとともに、Ｎｂ、Ｔａ、およびＴｉの少
なくとも１種を含有することにより、当該合金中に含有
される不可避不純物の炭化物を安定化させて強度の向上
を図ることができる。ただし、これらの成分について
も、その含有量が少なすぎると上述の作用が十分に奏功
されなくなるおそれがある一方、逆にその含有量が多す
ぎると、Ｃｕの場合にはＣｒやＭｏと同様に有害相が析
出して却って耐食性が低下したり、脆化して加工性の劣
化を招いたりするおそれがあり、またＮｂ、Ｔｉ、Ｔａ
の場合には合金の伸びが小さくなってやはり加工性の劣
化を招くおそれがある。このため、Ｃｕの含有量は１〜
４wt％とされるのが望ましく、より望ましくは１．５〜
３．５wt％であり、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉはその総含有量が
０．１〜２．０wt％とされるのが望ましく、より望まし
くは０．５〜１．２wt％とされる。さらに、このような
ライニング材は、薄すぎると強度不足となってセグメン
ト覆工中に破損を生じたり、覆工後の寿命が短縮された
りするおそれがある一方、厚すぎても不経済であるのは
勿論、加工性が損なわれてしまうおそれがあるので、そ
の厚さは０．１〜２mmとされるのが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のライニング材お
よびセグメントのそれぞれ第１の実施形態を示す一部破
断斜視図である。本実施形態のセグメント１は、覆工す
べきトンネルの内径に応じた曲率半径で湾曲する断面円
弧形の厚肉の方形板状をなしており、トンネル内周への
覆工時にトンネル外周側に向けられるこのセグメント１
の外周面１ａ側の大部分は、強化用の鉄鋼製棒やコンク
リートやモルタルを充填、固化してなるセグメント本体
２とされている。そして、これとは反対のトンネル内周
側を向くセグメント１の内周面１ｂ側は、Ｆｅを主成分
として少なくともＮｉ、Ｃｒ、およびＭｏを含有した合
金よりなる本実施形態のライニング材３によってライニ
ングされ、全面的に被覆されている。

【００１１】本実施形態では、このライニング材３を形
成する上記合金は、主成分とされるＦｅの他に、Ｎｉの
含有量が１４〜４６wt％、Ｃｒの含有量が１６〜２５wt
％、Ｍｏの含有量が１〜４wt％とされたものであり、よ
り望ましくは、Ｎｉの含有量が３７〜４５wt％、Ｃｒの
含有量が１９〜２４wt％、Ｍｏの含有量が２．０〜３．
５wt％とされる。また、さらに高い耐食性を必要とした
りする場合、当該合金は、これらの成分以外に、含有量
１〜４wt％、より望ましくは含有量１．５〜３．５wt％
のＣｕや、総含有量０．１〜２．０wt％、より望ましく
は総含有量０．５〜１．２wt％のＮｂ、Ｔａ、およびＴ
ｉの少なくともいずれか１種を適宜選択的に含有したも
のであってもよく、この場合にはＣｕとＮｂ、Ｔａ、お
よびＴｉの少なくともいずれか１種との双方を含有して
いてもよい。さらに、この合金には、不純物として、含
有量０．１wt％未満のＣ、含有量１．０wt％未満のＳ
ｉ、含有量１．５wt％未満のＭｎ、含有量０．５wt％の
Ａｌ、含有量０．８wt％未満のＣａが含有されていても
よい。なお、このような合金よりなるライニング材３の
厚さは、上記セグメント本体２の厚さに対して十分に小
さく、本実施形態では０．１〜２mmの範囲に設定されて
いる。

【００１２】このようなライニング材３は、上記合金よ
り成る方形の平板を、上述のように湾曲するセグメント
１の内周の曲率に合わせて湾曲させることにより、断面
円弧状に成形される。そして、本実施形態のセグメント
１は、このライニング材３の断面がなす上記円弧の外周
側の面、すなわちセグメント本体２側となる面に、図１
に示すようなＹ字状のアンカー４、螺旋状のアンカー
５、およびＶ字状のアンカー６のうち１種または複数種
を、ＭＩＧ溶接やＴＩＧ溶接あるいは抵抗溶接等の溶接
によって適当間隔で接合して予め取り付けておいた上
で、この外周側の面側にコンクリートやモルタルを充填
して固化させることにより上記セグメント本体２を厚肉
の断面円弧状に形成して製造される。従って、このセグ
メント１においては、上記アンカー４〜６がセグメント
本体２に埋没させられることとなって、このアンカー４
〜６を介してセグメント本体２にライニング材３が係止
されて一体化されるとともに、このライニング材３によ
ってセグメント１の上記内周面１ｂ側が全面的にライニ
ングされることとなる。

【００１３】ここで、上記アンカー４〜６は、ライニン
グ材３と同じに上述のような組成の合金によって形成さ
れていてもよく、あるいはＳＵＳ３０４等のステンレス
鋼材や他の一般的な鋼材によって形成されていてもよ
い。また、コンクリートやモルタルの充填時には、セグ
メント本体２内に鉄筋等を埋設するようにしてもよい。
さらに、このセグメント本体２には、セグメント１の上
記内外周面１ａ，１ｂの周りに配される４つの側面１ｃ
…にそれぞれ臨んで開口するように、図示されないボル
トボックスが適当な数ずつ埋設されている。

【００１４】このように構成されたセグメント１は、そ
のライニング材３によってライニングされた上記内周面
１ｂをトンネルの内周側に向け、上記ボルトボックスに
取り付けられるボルトを介して上記側面１ｃ同士を密着
させるように、当該セグメント１がなす上記円弧の円周
方向および該円周の中心軸線方向に多数連結されること
により、このトンネルの内周に被覆施工される。なお、
このとき隣接するセグメント１のライニング材３同士の
突き合わせ部分を抵抗溶接等によって接合するようにし
てもよい。また、隣接するセグメント１のライニング材
３同士の突き合わせ部分にシール剤を用いて気密性を高
めるようにしてもよい。

【００１５】従って、上記構成のセグメント１によって
覆工されたトンネルにおいては、まずその内周が金属で
ある上記合金製のライニング材３によって覆われること
となるので、当該トンネルが鉄道や自動車道路用、ある
いは電力、ガス、通信、もしくはこれらの共同溝用のト
ンネルである場合には、施工後のトンネル使用時は勿論
のこと、その施工時においても、万一トンネル内で火災
が発生したとしても、従来の樹脂層を設けたもののよう
に延焼することはない。これは、当該トンネルが上・下
水道用や雨水用のトンネルである場合であっても、その
施工時に火災が延焼することがない点では同様である。
その一方で、このライニング材３を構成する合金は、そ
の組成によって優れた耐食性を発揮するものであるの
で、このトンネルが例えば下水道用のものであってその
内周が酸やアルカリに晒される場合であってもセグメン
ト１が腐食されるのを防止することができ、長期に亙っ
て安定したトンネルの使用を可能とすることができる。

【００１６】そして、上記構成のライニング材３におい
ては、これを形成する上記合金が上述のようにＦｅを主
成分とするものであって、しかもＮｉを含有しており、
同じ組成の合金とは勿論、上記ＳＵＳ３０４等のステン
レス鋼材や一般的な鋼材などとも溶接による接合性がよ
く、従って上述のようにライニング材３の外周側を向く
面に、このような鋼材や上記合金よりなるアンカー４〜
６を溶接により接合した上で、コンクリートやモルタル
を充填してセグメント本体２を形成することにより、こ
のアンカー４〜６を介してライニング材３をセグメント
本体２に係止してセグメント１の内周面１ｂに強固に保
持することができる。このため、このようなライニング
材３によってトンネル内周側を向く上記内周面１ｂがラ
イニングされた上記構成のセグメント１によれば、従来
の樹脂層や金属箔を塗布したり接着剤で貼り付けたりし
たもののようにこのライニング材３が容易に剥離するよ
うなことがなく、長期に亙って上述のような優れた耐食
性を維持してトンネル寿命の延長を図ることが可能とな
る。また、こうして接合性が向上することにより、例え
ばセグメント１のトンネル内周への覆工時にライニング
材３に万一破損が生じて補修が必要となった場合でも、
該ライニング材３と同じ組成を有する合金板材を破損個
所に溶接して接合することができ、耐食性等を損なうこ
となく比較的容易に破損の補修が可能であるという利点
を得ることもできる。

【００１７】ここで、本実施形態では、このライニング
材３を形成する上記合金の組成を、主成分とされるＦｅ
の他に、Ｎｉの含有量を１４〜４６wt％、Ｃｒの含有量
を１６〜２５wt％、Ｍｏの含有量を１〜４wt％としてい
るが、これは、これらＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏの含有量がそれ
ぞれ上記範囲を下回うほど少ないと、酸やアルカリに対
する所定の耐食性を得ることができなくなったり、アン
カー４〜６として鋼材製のものを用いる場合にその接合
性が損なわれたりするおそれが生じる一方、逆にこれら
の含有量が上記範囲を上回るほど多いと、コスト高とな
るとともに相対的にＦｅの含有量が少なくなって鋼材製
のアンカーとの接合性が却って損なわれるおそれがある
からである。また、特にＣｒやＭｏ含有量が多すぎる
と、有害相が析出して却って耐食性が低下したり、脆化
が生じて例えば上述のように平板状の合金板を湾曲させ
て断面円弧状のライニング材３に成形する際の加工性が
損なわれたりするおそれもある。このため、上記合金に
おいてはこれらＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏの含有量は本実施形態
のようにされるのが望ましく、さらにはＮｉの含有量は
３７〜４５wt％、Ｃｒの含有量は１９〜２４wt％、Ｍｏ
の有量は２．０〜３．５wt％とされるのがより望まし
い。

【００１８】さらに、本実施形態のライニング材３にお
いては、これらの成分に加えてその合金中にＣｕを含有
することにより、上述のようにさらに高い耐食性を得る
ことができる。すなわち、Ｃｕは、Ｎｉと同様にライニ
ング材３を形成する上記合金の耐食性を一層向上させ、
またＦｅのオーステナイト相をさらに安定化させてライ
ニング材３の接合性をも向上させるという作用効果を奏
する。一方、このＣｕの他に、あるいはこれと合わせ
て、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉの少なくとも１種を合金中に含有
するようにしてもよく、これらＮｂ、Ｔａ、Ｔｉは、い
ずれも合金中の不純物の炭化物を安定化させるという作
用を奏するので、当該ライニング材３の強度を向上させ
ることができるという効果が得られ、例えばセグメント
１の覆工時におけるライニング材３の破損を防止したり
することが可能となる。

【００１９】ただし、これらＣｕやＮｂ、Ｔａ、Ｔｉに
ついても、その含有量が少なすぎると上述の作用効果が
十分に発揮されなくなるおそれがある一方、その含有量
が多すぎても、例えばＣｕの場合にはＣｒやＭｏの場合
と同様に有害相の析出を招いて耐食性を却って低下させ
たり、脆化を生じて加工性の劣化を招いたりするおそれ
があり、またＮｂ、Ｔａ、Ｔｉの含有量が多すぎた場合
でも合金の伸びが小さくなってやはり加工性の劣化を招
くおそれがある。従って、これらＣｕやＮｂ、Ｔａ、Ｔ
ｉの含有量についても、本実施形態のように、Ｃｕにつ
いては１〜４wt％、より望ましくは１．５〜３．５wt％
に、またＮｂ、Ｔａ、Ｔｉについてはその総含有量が
０．１〜２．０wt％、より望ましくは０．５〜１．２wt
％とされるのが望ましい。

【００２０】さらにまた、このようにセグメント１の内
周面１ｂをライニングするライニング材３においては、
その厚さが薄すぎると強度が不足してしまい、覆工時に
おいてセグメント１をトンネル内周に押し込む際などに
ライニング材３をぶつけたり捻ったりすると簡単に破損
してしまうおそれがあるとともに、如何にライニング材
３が耐食性の高い上記組成の合金によって形成されてい
たとしても腐食されないわけではなく、また特に上記ト
ンネルが下水道用のものである場合などには内部を流れ
る下水中の固形物等によって摩耗が生じることもあるの
で、トンネル寿命の短縮を招くおそれも生じる。しかし
ながら、その反面、このライニング材３が必要以上に厚
くても不経済であるとともに、上述のように平板状の合
金板を湾曲させて断面円弧状のライニング材３に成形す
る際に、その加工性が損なわれるおそれもあるので、こ
のライニング材３の厚さについても、やはり本実施形態
のように０．１〜２mmとされるのが望ましい。

【００２１】次に、図２および図３は、本発明のライニ
ング材およびセグメントのそれぞれ第２、第３の実施形
態を示す一部破断斜視図であり、図１に示した第１の実
施形態と共通する要素については、同一の符号を配して
説明を省略する。すなわち、これら第２、第３の実施形
態においては、第１の実施形態と同様の組成の合金によ
り形成されてセグメント１の内周面１ｂをライニングす
るライニング材３が、この内周面１ｂから連続してセグ
メント１の上記側面１ｃに沿って上記外周面１ａ側に延
ばされることにより、この側面１ｃの少なくとも一部を
ライニングして被覆した後、その端部がセグメント１の
内側に折り曲げられて、コンクリートやモルタルより成
るセグメント本体２の内部に食い込まされて埋没させら
れていることを特徴とする。

【００２２】ここで、これら第２、第３の実施形態で
は、セグメント１の内周面１ｂ側から連続して上記側面
１ｃに沿って延びるようにライニング材３の縁部に耳部
３ａが形成されており、図２に示す第２の実施形態で
は、この耳部３ａが内周面１ｂからセグメント１の上記
外周面１ａ側に向けて側面１ｃの幅の一部を覆うように
延ばされた後、その端部３ｂがこの側面１ｃに対して略
垂直にセグメント１の内側に向けて断面Ｌ字状に折り曲
げられ、セグメント本体２内に食い込まされて埋没させ
られている。さらに、この第２の実施形態では、この折
り曲げられた耳部３ａの端部３ｂの先端が、セグメント
１の上記内周面１ｂ側に向けてもう１度Ｌ字状に折り返
されている。また、図３に示す第３の実施形態では、ラ
イニング材３の耳部３ａが、側面１ｃの全面に亙って内
周面１ｂ側から外周面１ａに至るように延ばされた後、
やはりセグメント１の内側に略Ｌ字状に折り曲げられ
て、この外周面１ａに沿ってその外側の縁部に延びるよ
うに成形され、さらにこの折り曲げられた耳部３ａの先
端の端部３ｂが、セグメント１の内周面１ｂ側にＬ字状
に折り返されることにより該外周面１ａからセグメント
本体２内に食い込まされて埋没させられている。

【００２３】なお、このようなセグメント１を製造する
場合でも、ライニング材３の縁部に予め上述のように折
り曲げられた形状の耳部３ａや端部３ｂを一体に形成し
ておき、このライニング材３のセグメント１の外周面１
ａ側となる部分にコンクリートやモルタルを充填して固
化させ、端部３ｂが内部に食い込まされた埋没した状態
のセグメント本体２を形成すればよい。また、図２およ
び図３では、ライニング材３の耳部３ａが円弧状に湾曲
したセグメント本体１の円周方向を向く一対の側面１
ｃ，１ｃに沿って延びるようにしか形成されていない
が、これ以外の上記中心軸線方向を向くセグメント１の
一対の側面に沿って延びるように形成してもよく、さら
にセグメント１の４つの側面１ｃ…全てに沿って耳部３
ａが延びるように形成してもよい。

【００２４】従って、このように構成された第２、第３
の実施形態のライニング材３およびセグメント１におい
ては、このセグメント１の内周面１ｂが上記組成の合金
より成るライニング材３でライニングされているので、
第１の実施形態と同様の効果を得ることができるのは勿
論、隣接するセグメント１，１同士で密着させられる互
いの側面１ｃ，１ｃの少なくとも内周面１ｂ側にもライ
ニング材３の耳部３ａがライニングされるため、これら
隣接するセグメント１，１間に下水等が侵入して腐食が
生じるような事態も防止することができ、トンネル寿命
の一層の延長を図ることができる。そして、さらにこれ
ら第２、第３の実施形態では、このライニング材３の耳
部３ａの端部３ｂが、セグメント１の内側に折り曲げら
れることによってセグメント本体２内に食い込まされて
埋没させられ、これによりライニング材３がセグメント
本体２に係合した状態とされているので、上記アンカー
４〜６による係止と合わせてこのライニング材３をより
強固にセグメント１に保持することができ、一層長期に
亙って安定かつ優れた耐食性を奏することが可能とな
る。

【００２５】

【実施例】以下、本発明のライニング材について、この
ライニング材を形成する合金の組成とその耐食性および
加工性との関係について試験を行った結果を、実施例と
して説明する。本実施例では、これら本発明に係わるラ
イニング材を形成する合金に含有される成分、すなわち
Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉについて、
その含有量が本発明の範囲内で異なるものとされた１８
種の合金により板状の試験片を形成し、これらに対して
酸、アルカリそれぞれの耐食試験と曲げ試験とを行っ
た。また、これに対する比較例として、上記成分の含有
量が本発明の範囲外となる４種の合金により形成された
試験片にも同様の試験を行った。これらをそれぞれ実施
例１〜１８および比較例１〜４として表１に示す。な
お、このうち実施例５〜１８は、本発明の請求項２〜７
に係わるライニング材としての合金組成を満足するもの
である。

【００２６】ここで、この試験においては、まず表１に
示す組成の合金インゴットを高周波溶解によって製作
し、これを熱間鍛造および圧延により板状に加工した
後、１０７０℃に１０分間保持してから急冷して溶体化
熱処理を施し、さらに表面酸化層を除去して０．７mmの
厚さの板材とした。そして、耐食試験においては、この
板材を幅２０mm、長さ３０mmに切断して試験片とし、酸
に対する耐食試験ではこの試験片を５０℃に保持した１
２wt％硫酸溶液中に４８時間浸漬し、その重量変化から
腐食速度を算出した。また、アルカリに対する耐食試験
では、この試験片を室温で飽和水酸化カルシウム溶液中
に４８時間浸漬し、やはりその重量変化から腐食速度を
算出した。さらに、曲げ試験においては、上記板材を幅
２５mm、長さ１５０mmに切断して試験片とし、この試験
片の長手方向中央部を密着曲げして曲げ部外側を観察
し、割れの有無を調べて曲げ加工性を評価した。これら
の結果についても、表１に併せて示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の結果より、まずＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏの
含有量が請求項２〜７に記載の範囲内にある実施例５〜
１８の合金においては、酸、アルカリに対する腐食速度
が小さくて高い耐食性が得られているとともに、密着曲
げによる割れの発生もなく、すなわち加工性の高さも得
られている。とりわけ、これらＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏの含有
量が請求項３に記載の範囲も満たす実施例９にあって
は、特にＮｉの含有量がこの請求項３に記載の範囲を下
回る実施例１，２に比べ、より高い耐食性が得られてい
ることが分かる。しかるに、これに対してＮｉ、Ｃｒ、
Ｍｏのいずれかの含有量が本発明の範囲外の比較例１〜
４の合金においては、曲げ試験では割れの発生は認めら
れなかったものの、耐食性については実施例１〜１８の
結果を下回る結果となった。また、アルカリに対する耐
食試験では、Ｎｉの含有量が少ないほど耐食性も劣ると
いう結果が得られた。一方、ＣｒおよびＭｏの含有量が
請求項２〜７に記載の範囲を上回る実施例３や、Ｃｕお
よびＴｉの含有量が請求項４、６に記載の範囲を上回る
実施例４では、耐食性については実施例１，２と大差な
い結果であったものの、曲げ試験において割れが発生し
ていて、請求項２〜７に対応する実施例に比べて加工性
が低下していることが分かる。ただし、本実施例におけ
る曲げ試験法の密着曲げは、ライニング材に求められる
曲げ加工性よりも厳しい評価試験である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のライニン
グ材およびセグメントによれば、火災による延焼が生じ
ないのは勿論、下水道用トンネル等に用いても腐食を確
実に防ぐことができ、しかもライニング材をセグメント
に強固に保持して、このような優れた耐食性を長期に亙
って安定して維持することができ、従ってトンネル寿命
の延長を図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す一部破断斜視
図である。

【図２】本発明の第２の実施形態を示す一部破断斜視
図である。

【図３】本発明の第３の実施形態を示す一部破断斜視
図である。

【符号の説明】

１セグメント１ａセグメント１の外周面（トンネル外周側を向く
面）１ｂセグメント１の内周面（トンネル内周側を向く
面）１ｃセグメント１の側面２セグメント本体３ライニング材３ａライニング材３の耳部３ｂ耳部３ａの端部４〜６アンカー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者塩川英世東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者池谷純一東京都港区芝浦一丁目２番３号清水建設株式会社内 (72)発明者三橋章埼玉県桶川市上日出谷1230番地三菱マテリアル株式会社桶川製作所内Ｆターム(参考） 2D055 AA01 AA04 AA05 AA06 BA01 EB01 KA00 KB04 KB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｆｅを主成分として少なくともＮｉ、Ｃ
ｒ、およびＭｏを含有した合金により形成されているこ
とを特徴とするトンネル覆工セグメント用ライニング
材。
【請求項２】上記合金において、Ｎｉの含有量が１４
〜４６wt％、Ｃｒの含有量が１６〜２５wt％、Ｍｏの含
有量が１〜４wt％であることを特徴とする請求項１に記
載のトンネル覆工セグメント用ライニング材。
【請求項３】上記合金において、Ｎｉの含有量が３７
〜４５wt％、Ｃｒの含有量が１９〜２４wt％、Ｍｏの含
有量が２．０〜３．５wt％であることを特徴とする請求
項１に記載のトンネル覆工セグメント用ライニング材。
【請求項４】上記合金が、含有量１〜４wt％のＣｕを
含有していることを特徴とする請求項１、請求項２、ま
たは請求項３に記載のトンネル覆工セグメント用ライニ
ング材。
【請求項５】上記合金が、含有量１．５〜３．５wt％
のＣｕを含有していることを特徴とする請求項１、請求
項２、または請求項３に記載のトンネル覆工セグメント
用ライニング材。
【請求項６】上記合金が、総含有量０．１〜２．０wt
％のＮｂ、Ｔａ、およびＴｉの少なくとも１種を含有し
ていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、または請求項５に記載のトンネル覆工セ
グメント用ライニング材。
【請求項７】上記合金が、総含有量０．５〜１．２wt
％のＮｂ、Ｔａ、およびＴｉの少なくとも１種を含有し
ていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項
３、請求項４、または請求項５に記載のトンネル覆工セ
グメント用ライニング材。
【請求項８】厚さが０．１〜２mmであることを特徴と
する請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項
５、請求項６、または請求項７に記載のトンネル覆工セ
グメント用ライニング材。
【請求項９】請求項１、請求項２、請求項３、請求項
４、請求項５、請求項６、請求項７、または請求項８に
記載のトンネル覆工セグメント用ライニング材により、
少なくともトンネル内周側を向く面がライニングされて
いることを特徴とするトンネル覆工セグメント。