JP2004084160A

JP2004084160A - トンネル用セグメント

Info

Publication number: JP2004084160A
Application number: JP2002242196A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Aiba; 相場　勉; Tsutomu Konno; 今野　勉; Katsuyuki Hayashi; 林　勝幸
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP3949033B2

Abstract

【課題】掘削・施工途上にあるトンネル内部におけるトンネル用セグメントの施工性および耐熱性を向上させた、製造時において既にパネルと一体的に形成されているトンネル用セグメントを提供することにある。
【解決手段】セグメント本体２には断熱用の空間７が設けられ、かつセグメント本体２の内周面１３には、その内周面１３のほぼ全面を覆うパネル６が一体的に設けられて構成される。
【選択図】　　　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シールド工法などにより施工されるトンネル用セグメントに関し、より詳細には、多数の円弧状のセグメント本体をトンネルの周方向および軸方向に並べて連結することにより、前記トンネルの周壁を形成するように構成されているトンネル用セグメントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のトンネル用セグメントを使用して形成されるトンネルとしては、例えば、自動車用トンネルなどがあり、一般に、自動車用トンネルでは、セグメント本体の内周面に耐熱パネルを取付けてセグメント本体の内周面のほぼ全面を覆うことが行われており、従来では、セグメント本体とパネルとが別体に構成されていて、現場において、パネルをセグメント本体に取り付けるように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来では、セグメント本体の内面にパネルを取り付ける工程を掘削・施工中のトンネル内において実施する必要性もまた存在した。然しながら、掘削・施工途上にあるトンネル内部は狭く、かつ複数の作業行程が平行して同時に進行する煩雑極まりない工事現場であり、状況如何では高所に設けられた足場を介しての施工作業もまた要求される。更に、上述のセグメント本体の内周面にパネルを取り付ける施工においては、ネジ孔、ブラケットなどの多種にわたる多数の付随部品を必要とする場合もあることから、上述の取り付け施工は困難な作業となり、従って、施工精度を高く維持しての上述のような取り付け施工は困難であった。また、この取り付け施工精度が低い場合、パネルとセグメント本体との間に隙間が生じ、トンネル内周面の美観を損ねるばかりではなく、パネルに所望される機能もまた著しく損なう虞があった。
【０００４】
そのような虞を解消するためには、例えば、図５に示すように、コンクリートにより形成されたセグメント本体２の内周面に予めパネル６を貼り付けておき、そのパネル６を貼り付けたトンネル用セグメント１をトンネルの掘削・施工現場に搬入して施工することが考えられる。
しかし、このようなトンネル用セグメント１においては、セグメント本体２が中実のコンクリート製であるために、例えば、トンネル内部で火災が発生した場合、火災に起因する高熱がパネル６を介してセグメント本体２やその外側の地盤に直接伝導してしまい、この高熱によりセグメント本体２や地盤が劣化、損傷し、トンネル壁外面から落下してトンネル自身の損傷につながる虞があった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解決し、掘削・施工途上にある現場でのトンネル用セグメントの施工性を向上させ、かつ特別な材料を使用することなく、あるいは材料を変更することなくセグメント本体の熱に起因する劣化および損傷を抑制するように耐熱性を向上させ得る、トンネル用セグメントを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔構成〕
この目的を達成するための本発明の特徴構成は、図１〜４に記載するごとく、多数の円弧状のセグメント本体２をトンネルの周方向Ｙおよび軸方向Ｘに並べて連結することにより、前記トンネルの周壁を形成するように構成されているトンネル用セグメントであって、前記セグメント本体２には断熱用の空間７が設けられ、かつ前記セグメント本体２の内周面１４には、その内周面１４のほぼ全面を覆うパネル６が一体的に設けられているところにある。
【０００７】
請求項２の発明の特徴構成は、図１〜４に図示するがごとく、前記空間７が、トンネルの軸方向Ｘに区画されて設けられているところにある。
【０００８】
請求項３の発明の特徴構成は、図１〜４に図示するがごとく、前記空間７が、トンネルの周方向Ｙに区画されて設けられているところにある。
【０００９】
請求項４の発明の特徴構成は、図１〜４に図示するがごとく、前記パネル６が、耐熱パネルであるところにある。
【００１０】
請求項５の発明の特徴構成は、図１〜４に図示するがごとく、前記セグメント本体２が、金属製であるところにある。
【００１１】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【００１２】
〔作用及び効果〕
請求項１の発明によれば、セグメント本体の内周面にそのほぼ全面を覆うパネルが一体的に設けられていることから、換言すると、製造段階において、例えば、鋳造・加工成形後のセグメント本体にパネルが一体的に組み合わされていることから、掘削・施工途上にある現場でのセグメント本体とパネルとの取り付け施工を省略することが可能となる。従って、煩雑かつ複数の作業行程が平行して同時進行する施工現場における煩雑さを低減させることができる。しかも、セグメント本体には断熱用の空間が設けられているので、トンネル内部で火災が発生しても、火災に起因する高熱のセグメント本体や地盤への熱の伝導が抑制され、トンネルの損傷を抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、断熱用の空間をトンネル軸方向について区画化することにより、トンネル内部の任意の箇所において火災が発生した場合、この箇所におけるパネルの破損により生じる熱風の空間への浸入と対流の発生を、トンネルの長手軸方向について最小限の領域に抑えることが可能となる。従って、火災の高熱に起因するパネルの劣化、滑落によるトンネル損傷の被害をトンネルの長手軸方向に対して最小限の領域に抑えることができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、断熱用の空間をトンネルの周方向について区画化することにより、トンネル内部の任意の箇所において火災が発生した場合、この箇所におけるパネルの破損により生じる熱風の空間への浸入と対流の発生を、トンネルの周方向について最小限の領域に抑えることが可能となる。従って、火災の高熱に起因するパネルの劣化、滑落によるトンネル損傷の被害をトンネルの周方向に対して最小限の領域に抑えることができる。
【００１５】
特に、請求項２および３の特徴構成を組み合わせた場合には、断熱用の空間をトンネルの長手軸方向および周方向の両方について区画化することが可能である。従って、任意の箇所においてトンネル内の火災に起因してパネルが破損したとしても、これにより生じるトンネルの長手軸方向および周方向への熱風の浸入と対流を、極めて最小限の領域に抑えることが可能となる。従って、火災において懸念されパネルの劣化、滑落によるトンネル損傷の被害を極めて最小限の領域に抑えることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、耐熱性素材からなるパネルを使用することにより、トンネル内火災に起因する高熱からパネル自身の損傷を防ぐことが可能となる。従って、パネル自身がトンネル用セグメントから抜け落ちることを効果的に防止することが出来る。然も、上述した火災により生じる高熱が、前述の空間に浸入して対流することを防ぎ、それにより、パネルの劣化、滑落によるトンネルの損傷を効果的に防ぐことができる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、トンネル用セグメントの材質を金属にすることにより強度的に強く、しかも鋳造による製造が可能となる。従って、パネルとの一体化が所望される本発明のトンネル用セグメントを、高品質を維持しつつ多量に製造することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当する部分を示している。
【００１９】
本発明の一実施形態であるトンネル用セグメント１は、図２および図３に示すように、金属製のセグメント本体２とパネル６とで構成され、そのセグメント本体２は、鋳造により同じ大きさ、かつ同じ形状に多量に製造されて、図１に示すように、環状または略円形状にトンネルリングＴＲを形成する。
【００２０】
図１に示すように、６個の前記トンネル用セグメント１をトンネルの周方向Ｙに沿って連結、接続することにより円形または略円形のトンネルリングＴＲを形成する。図１においては、６個の前記トンネル用セグメント１を使用してトンネルリングＴＲを形成したが、掘削・施工するトンネルのサイズおよび前記セグメント本体２のサイズに依存して任意の数のトンネル用セグメント１を使用しても構わない。複数の前記トンネルリングＴＲを、掘削の際にシールドの掘削進行方向であるトンネルの軸方向Ｘに指向して、前記セグメント本体２の周方向縁部１２に設けられたオス部材１４と、前記オス部材１４が入り込み可能なメス部材１５とを互いにワンタッチで連接・結合させていくことにより、所定の用途に使用されるシールドトンネルＴが施工される。
【００２１】
図２および図３に示すように、前記セグメント本体２は、トンネル形状に沿うように、全体が部分円弧状に湾曲されたほぼ長方形に形成され、その長方形の短辺側の両端には、トンネルの軸方向に沿う一対の軸方向縁部１０が、前記セグメント本体２の内部には、一対の軸方向壁部１１が、そして、長辺側の両端には、トンネルの周方向Ｙに沿う一対の周方向縁部１２とがそれぞれ設けられ、互いに連結される。そして、図３（イ）に示す前記セグメント本体２の横断面視（図２、Ｙ−Ｙ’）、および図３（ロ）に示す縦断面視（図２、Ｘ−Ｘ’）から明からであるように、前記セグメント本体２は、トンネルの軸方向および周方向のいずれについても、夫々の方向で凹凸するコルゲート構造をその内部に備える。従って、合計９つの均等な空間が前記セグメント本体２において形成されている。　具体的には、前記セグメント本体２の内部に備えられる空間７はトンネルの軸方向に沿って３列に区画形成され、そのうち前記セグメント本体２のトンネルの軸方向外側に形成される一対の空間は、前記周方向縁部１２に沿って設けられ、かつトンネルの内側に対して開放される空間７である。一方、トンネルの軸方向に沿って前記トンネル用セグメント１の中心部に備えられる空間７はトンネルの外側に向かって開放されており、この空間７には耐火・耐熱能力を備える断熱材８が充填される。
【００２２】
図２（イ）・（ロ）および図３に示すように、前記セグメント本体２の内周は、一対の前記軸方向縁部１０と前記周方向縁部１２、ならびに前記内周面壁部４により形成される内周面１３として構成され、その内周面１３に前記セグメント本体２の前記内周面１３のほぼ全面を覆うサイズを備えるパネル６が取付け可能であるように備えられる。前記パネル６は、前記トンネル用セグメント１の製造段階において、前記セグメント本体２と一体化される。前記パネル６は、鋳造後の前記セグメント本体２の前記内周面１３に備えられる前記パネル取付け部５に対してボルト９により固定、配置される。前記パネル６は、耐熱効果が高い材質からなり、このような材質としては、例えば、セラミックスが挙げられるがこれに限定されない。
【００２３】
〔別実施形態〕
以下に別実施形態を説明する。
〈１〉前記トンネル用セグメント１の前記セグメント本体２は、上述の実施例で説明したような形状に限定されず、例えば、図４に示すように、格子型形状を備えていてもかまわない。この場合、前記軸方向縁部１０、前記軸方向壁部１１、前記周方向縁部１２により、その内面に前記内周面１３が形成され、かつ、これらの部材１０、１１、１２と外面周壁部３により断熱用の内側に開放された空間７が形成され、従って、前記トンネル用セグメント１に備えられる空間７は、全てトンネルの内側に対して開放される内側開放空間である。
【００２４】
〈２〉上記の実施形態にあっては、このセグメント本体２の横断面視、所謂トンネルの周方向に沿って３列分の前記空間７が前記セグメント本体２の内部において設けられる。具体的には、第１実施形態における前記セグメント本体２においては９箇所、そして別実施形態のセグメント本体２においては６箇所の空間７が設けられいてる。しかしながら、施工するトンネルの用途や規模に依存して様々な派生形態がセグメント本体２には所望されることから、任意の数の空間７を前記セグメント本体２の内部に設けることができる。
【００２５】
〈３〉上記の実施形態にあっては、前記パネル６は、耐熱性能が高いものが使用されるが、トンネルの用途を考慮して、任意の材質からなるパネル６を選択して使用することができる。　例えば、前記トンネル用セグメント１を使用して下水道用トンネルを施工する場合、前記パネル６として金属パネルまたはＦＲＰ板などを使用して施工することができる。
【００２６】
〈４〉パネル６のセグメント本体２への装着手段は、例えば、セグメント本体２の型成形時にパネル６を同時に鋳込んで一体化させるというものでも良く、上述したボルトによるものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントの組付け状態を示す斜視図
【図２】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントを示す斜視図
【図３】本発明の一実施形態によるトンネル用セグメントを示す横断面図および縦断面図
【図４】本発明の別実施形態によるトンネル用セグメントを示す横断面図
【図５】比較例を示すトンネル用セグメントの横断正面図
【符号の説明】
１　　トンネル用セグメント
２　　トンネル用セグメント本体
６　　パネル
７　　空間
１３　内周面
Ｘ　　トンネルの軸方向
Ｙ　　トンネルの周方向

Claims

多数の円弧状のセグメント本体をトンネルの周方向および軸方向に並べて連結することにより、前記トンネルの周壁を形成するように構成されているトンネル用セグメントであって、
前記セグメント本体には断熱用の空間が設けられ、かつ前記セグメント本体の内周面には、その内周面のほぼ全面を覆うパネルが一体的に設けられているトンネル用セグメント。
前記空間が、トンネルの軸方向に区画されて設けられている請求項１記載のトンネル用セグメント。
前記空間が、トンネルの周方向に区画されて設けられている請求項１又は２記載のトンネル用セグメント。
前記パネルが、耐熱パネルである請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル用セグメント。
前記セグメント本体が、金属製である請求項１〜４のいずれか１項に記載のトンネル用セグメント。