JP2004238873A - トンネル覆工内面への耐火板取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばシールドトンネル等のトンネル覆工内面への耐火板取付構造に係り、粉塵等が発生することなく、施工性が良く、しかも耐火性能と耐震性能とを同時に満足させることのできる耐火板取付構造を提供する。
【解決手段】トンネル覆工用セグメント１の内面側に間隔保持金具５と係止金具７とを介して耐火板３を取付ける構成とし、上記間隔保持金具５を上記セグメント１に埋設したインサートナット４にボルト５で取付ると共に、上記係止金具７を略帯状に形成して耐火板３の背面に取付け、その係止金具７と耐火板３との間に形成されるスリット状の隙間Ｓ内に、上記間隔保持金具５に設けた差込片６３・６４を挿入係合させて前記耐火板３を前記セグメント１に取付け支持させるようにしたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシールドトンネル等のトンネル覆工内面への耐火板取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばシールドトンネルにおいては、トンネル内面の覆工材としてコンクリート製のセグメントを用いるのが一般的であり、また最近この種のシールドトンネルを耐火構造にすることが求められる場合が多い。
【０００３】
その耐火構造としては、例えば下記特許文献１のようにセグメント内面に耐火材料を直接吹き付け塗布して耐火被膜を形成する方法や、特許文献２のようにセグメントに予め埋設したインサートナットにスタッドボルトをねじ込むことによって耐火板をセグメント内面に直接取付ける方法等が提案されている。
【０００４】
しかしながら、上記前者のように、耐火材料を吹き付け塗布するものは、その作業中に粉塵が発生し、それによりトンネル内の作業環境が悪化する等の不具合がある。またシールドトンネル等に用いる耐火構造としては、耐火性能だけでなく耐震性能も考慮する必要があるが、上記前者のようにセグメント内面に耐火材料を直接吹き付け塗布して耐火被膜を形成したり、前記後者のように耐火板をボルトで直接セグメント内面に取付けた場合には、地震による振動等でセグメントが僅かに動いただけでも、耐火被膜や耐火板が剥がれたり、破損する等のおそれがあった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−７４４９７号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１１３９５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、粉塵等が発生することなく、施工性が良く、しかも耐火性能と耐震性能とを同時に満足させることのできるトンネル覆工内面への耐火板取付構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明による耐火板取付構造は、トンネル覆工用セグメントの内面側に間隔保持金具と係止金具とを介して耐火板を取付ける構成とし、上記間隔保持金具を上記セグメントに埋設したインサートナットにボルトで取付ると共に、上記係止金具を略帯状に形成して耐火板の背面に取付け、その係止金具と耐火板との間に形成されるスリット状の隙間内に、上記間隔保持金具に設けた差込片を挿入係合させて前記耐火板を前記セグメントに取付け支持させるようにしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。図１〜図７は本発明によるトンネル覆工内面への耐火板取付構造の一実施形態を示すもので、図において、１はトンネルＴの内面に敷設したコンクリート製のトンネル覆工用セグメントで、そのセグメント１は図５に示すように円弧状に形成され、それをトンネル周方向に順次配設すると共に、トンネル軸方向（長手方向）にも順次配設してトンネル内面全面に被覆するもので、その隣り合うセグメントは連結ボルト等で順次連結固定する構成であるが、図には省略した。
【０００９】
上記のようにしてセグメント１を敷設したトンネルＴの底部内面には、通常図１のようにインバートコンクリート２を打設するもので、そのインバートコンクリート２よりも上側のセグメント内周に耐火板３を敷設する。図１はセグメント内周の一部にのみ耐火板３を敷設した状態を示す。
【００１０】
上記各セグメント１の内面には、図５に示すように予め所定の位置にインサートナット４が埋設されており、本実施形態においては円弧状のセグメント１の周方向に６列、幅方向（トンネル軸方向）に３列のインサートナット４が埋設されている。
【００１１】
上記耐火板３の材質は適宜であるが、例えば珪酸カルシウム板またはセラミック系の板材等を用いることができる。また耐火板３の大きさ形状等も適宜であるが、本実施形態においては、図２に示すように横長の長方形状に形成され、そのトンネル軸方向（図２（ｃ）において左右方向）の長さはセグメント１の幅方向長さと略同等で、トンネル周方向の長さは上記セグメント１に埋設したインサートナット４の周方向の配列ピッチ（間隔）と略同等に形成されている。
【００１２】
上記耐火板３は、図３および図４に示すようにセグメント１の内面に間隔保持金具５等を介して取付ける構成であり、その間隔保持金具５は、図６に示すように上記インサートナット４に対する取付部５ａと、その取付部５ａの下部にそれと一体に且つ直角方向に設けた折曲部５ｂと、その折曲部５ｂの取付部５ａと反対側の端部にそれらと一体かつ上記取付部５ａと略平行な方向であって、上記折曲部５ｂから互いに反対方向（図の場合は上下方向）に突出する差込片５ｃ・５ｄおよび押さえ片５ｅとよりなる。
【００１３】
上記折曲部５ｂから上方に突出する上向きの差込片５ｃは、本実施形態においては一対設けられ、その両差込片５ｃ・５ｃ間に、上記差込片５ｃと反対側すなわち下向きに突出する差込片５ｄと押さえ片５ｅとが設けられている。また上記上向きの差込片５ｃ・５ｃと、下向きの差込片５ｄは、取付部５ａと略平行な同一平面内にあるように構成され、押さえ片５ｅは取付部５ａと略平行で下向きの差込片５ｄよりも取付部５ａ側に位置するように構成されている。
【００１４】
上記の間隔保持金具５は、前記セグメント１のインサートナット４にボルト６をねじ込むことによって取付ける構成であり、上記間隔保持金具５の取付部６１には上記取付ボルト６の挿通孔５０が設けられ、そのボルト挿通孔５０は、取付ボルト６の頭部が挿通可能な大径部５０ａと、取付ボルト６の軸部が挿通可能で上記ボルト頭部よりも小さい小径部５０ｂとよりなる、だるま状に形成されている。
【００１５】
一方、耐火板３の背面側（セグメント側）の上下両辺部には、前記の差込片５ｃ・５ｄを係合させる係止金具７を設けたもので、本実施形態においては前記セグメント１に埋設したインサートナット４に対応して各耐火板３の背面側の上下両辺部にそれぞれ係止金具７が３つずつ設けられている。
【００１６】
その各係止金具７は、本実施形態においては、図６に示すように長手方向両端部が略Ｚ字状に屈曲した全体略帯板状に形成され、その両端部に設けた取付孔（不図示）に図３および図４に示すように固定用ボルト８を挿通し、そのボルト８を耐火板３内に予め埋設したインサートナット９にねじ込むことによって上記各係止金具７を耐火板３に固定する構成である。
【００１７】
その係止金具７の長手方向中間部と耐火板３との間には、図６に示すようにスリット状の隙間Ｓが形成され、その隙間Ｓ内に前記間隔保持金具５の差込片５ｃ・５ｄを図３および図４のように差し込んで係合保持させる構成である。なお図４において、１０はトンネル軸方向に隣り合う耐火板相互間の裏面側（セグメント側）に配設した耐火性のシール材で必要に応じて設ける。
【００１８】
上記のように構成された耐火板取付構造を施工するに当たっては、予め工場等でインサートナット４、９をそれぞれ埋設し、各々所定の形状に形成したセグメント１と耐火板３、及び同様に工場等で所定の形状に成形した間隔保持金具５や係止金具７等を施工現場に搬入する。その際、必要に応じて耐火板３の背面側の上下両辺部に係止金具７を予め工場等で組み付けておくこともできる。
【００１９】
そしてトンネルＴの内面へのセグメント１の組み付け設置作業およびインバートコンクリート２の打設作業が終了したところから、そのインバートコンクリート２よりも上側のセグメント内面側に耐火板３を順次敷設するもので、その作業は例えばトンネル両側の下から上に向かって耐火板３を順に積み上げるようにして敷設して行けばよい。
【００２０】
その際、耐火板３には予め間隔保持金具５を組み付けてから設置するもので、図６に示すように、間隔保持金具５の下向きの差込片５ｄを、耐火板３と、その裏面側に取付けた係止金具７との間のスリット状の隙間Ｓ内に差し込む。すると、図示例においては、上記差込片５ｄと押さえ片５ｅとによって、係止金具７を両側から挟持するようにして間隔保持金具５が耐火板３に係合保持される。
【００２１】
一方、セグメント１に埋設したインサートナット４には、図７（ａ）に示すように間隔保持金具５の取付ボルト６を軽くねじ込んでおく。あるいは上記セグメント１を製造する際に、上記取付ボルト６をインサートナット４に予めねじ込んだ状態で埋設してもよく、その場合には間隔保持金具５を取付ける際に取付ボルト６を緩めて、その頭部とインサートナット４との間に間隔保持金具５の板厚以上の隙間を形成する。
【００２２】
そして上記取付ボルト６の頭部に、図７（ｂ）に示すように間隔保持金具５のボルト挿通孔５０を係合させながら、耐火板３を位置決めする。その際、前記のスリット状の隙間Ｓは左右方向に充分な長さを有し、間隔保持金具５のボルト挿通孔５０は、上下方向に余裕があるので、耐火板３の位置調整が可能である。
【００２３】
上記の耐火板３を位置決めしたところで、図７（ｃ）のように、取付ボルト６を締め付けると、耐火板３は係止金具７および間隔保持金具５を介してインサート１に取付け支持される。なお上記耐火板３の下部は、上記と同様にセグメント１に埋設したインサートナット４に予め取付ボルト６で取付けた間隔保持金具５の上向きの差込片５ｃに、耐火板３の下部に設けた係止金具７を上記と略同様の要領で係合保持させるか、或いはインバートコンクリート２に支持金物や溝等を介して耐火板３の下部を係合保持させるようにしてもよい。
【００２４】
上記のようにして最下位の耐火板３の取付けが終了したところで、その上に次の耐火板３を設置するもので、その場合にも該耐火板３の上辺部に予め取付けた係止金具７に間隔保持金具５を係合保持させた状態で、上記耐火板３の下辺部に予め取付けた係止金具７を、前記図７（ｃ）に示すように先に取付けた間隔保持金具５の上向きの差込片５ｃに係合保持させる。
【００２５】
次いで、上記耐火板３の上辺部の係止金具７に係合保持させた間隔保持金具５を前記と同様の要領で取付ボルト６によりセグメント１に取付ければよく、これを順次繰り返してトンネル幅方向両側のセグメント内面下側から上方に向かって耐火板３を順次積み上げるようにして敷設して行けばよい。
【００２６】
以上のように本発明においては、耐火板３の背面側の上下両辺部に設けた係止金具７に間隔保持金具５の差込片５ｃ・５ｄを順次差し込むと共に、間隔保持金具５をボルト止めする作業を繰り返すだけで、耐火板３を容易に取付けることができ、その際、上記ボルト止め作業はセグメント１と耐火板３のとの間（通常は手を入れることは困難な場合が多い）に手を差し込んで作業を行う必要はなく、施工性が良く、容易・迅速に作業を行うことができる。
【００２７】
また上記耐火板３は間隔保持金具５および係止金具７等を介してセグメント内面に敷設した構成であるから、セグメント１と耐火板３および耐火板同士が、間隔保持金具５および係止金具７を介して間接的に係合保持され、さらに間隔保持金具５の差込片５ｃ・５ｄは係止金具７と耐火板３との間のスリット状の隙間Ｓ内でスライドすることも可能であるため、地震等でセグメント１に動きがあった場合にも、個々の耐火板が個別に動きに追従することとなって、剥がれたり、破損することがない。従って、耐震性にも優れる。
【００２８】
また万一、火災によって耐火板３や間隔保持金具５および係止金具７等が熱膨張しても、それらの金具で耐火板３の動きが規制されることがなく、耐火板３が変形したり、割れてしまうことがない。よって、耐火性能を良好に維持し続けることができるので、信頼性が高い。
【００２９】
なお、上記実施形態のように耐火板３をインバートコンクリート２の上部のトンネル両側下部から上方に向かって順次敷設していくと、トンネル天端部では前記と同要領で敷設できない場合があるが、そのような場合には、例えば図８のように隣り合う耐火板３の端部３ａを重ね合わせて固定するようにしてもよい。図の場合は上記重ね合わせ部に位置するトンネル天端部のセグメント１に、あと施工アンカーを打設すると共に、その内側に間隔保持用の耐火性スペーサ１１と上記重ね合わせ端部３ａとを順に配置してボルト１２・ナット１３で固定した構成である。
【００３０】
また前記実施形態は、間隔保持金具５のボルト挿通孔５０を、だるま状に形成したが、例えば図９に示すように長孔状に形成してもよい。また間隔保持金具５の差込片５ｃ・５ｄおよび押さえ片５ｅの配置位置や個数等は適宜であり、例えば図１０に示すように下向きの差込片５ｄの両側に押さえ片５ｅを設けてもよく、あるいは図１１に示すように中央部に押さえ片５ｅを設け、その両側に下向きの差込片５ｄを設けるようにしてもよい。
【００３１】
さらに上記実施形態は、間隔保持金具５を耐火板３の上側の係止金具７に組み付けてからセグメント１のインサートナット４に取り付けるようにしたが、インサートナット４に間隔保持金具５を仮組してから係止金具７に組み付けることもできる。
【００３２】
図１２はその一例を示すもので、同図（ａ）のようにセグメント１のインサートナット４に取付ボルト６を軽くねじ込むか、或いはインサートナット４に予めねじ込んでおいた取付ボルト６を緩めた状態で、その取付ボルト６に同図（ｂ）のように間隔保持金具５のボルト挿通孔５０を挿通係合させて仮組みする。
【００３３】
次いで、上記取付ボルト６が係合するボルト挿通孔５０の範囲内で間隔保持金具５を同図（ｃ）のように上方に引き上げ、その状態で上記間隔保持金具５の下方に耐火板３を配置するもので、その際、上記間隔保持金具５よりも下側に取付けた間隔保持金具５に上記耐火板３の下側の係止金具７を係合させて該耐火板３の上部をセグメント１側に回動すると、該耐火板３の上端部背面側が同図（ｃ）のように上側の間隔保持金具５の下向きの差込片５ｄの下端部に当接するように構成されている。
【００３４】
その状態で、上記間隔保持金具５を引き下げると、その間隔保持金具５の差込片５ｄと押さえ片５ｅとの間に同図（ｄ）のように上記耐火板３の上側の係止金具７が挟持された状態で係合保持され、その状態で取付ボルト６を締め付けると、上記耐火板３の上部が上記間隔保持金具５を介してセグメント１に固定される。
【００３５】
次に、上記間隔保持金具５の上向きの差込片５ｃに、同図（ｅ）のように上記耐火板３の上方に配置される次の耐火板３の下側の係止金具７を挿入係合させれば、同図（ｆ）のように耐火板３を順次上方に積み重ねるようにして配置固定できるもので、順次これを繰り返せばよい。
【００３６】
なおこの場合、図１２（ｆ）のように間隔保持金具５の折曲部５ｂと、それよりも下側に配置される耐火板３の上部の係止金具７の上端部との間に、間隔を設けると、上側の耐火板３の荷重が間隔保持金具５を介して下側の耐火板３にかかるのを防ぐことができる。
【００３７】
また上下方向または／およびトンネル軸方向に隣り合う耐火板３の端面を図１２（ｆ）のように傾斜面にすると、万一隣り合う耐火板３・３間に隙間が生じても、火災発生時に火炎等が、上記の隙間から耐火板３の背面側すなわちセグメント１側に進入するのを可及的に低減することができる。
【００３８】
さらに前記図３および図１２のように押さえ片５ｅの下端部に折曲部５ｅ’を設けると、その押さえ片５ｅと差込片５ｄとの間に係止金具７を挿入する際に、上記折曲部５ｅ’をガイドにして容易に挿入することが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は上記のようにトンネル覆工用セグメント１の内面側に間隔保持金具５および係止金具７を介して耐火板３を取付けるようにしたから、前記従来例の耐火板をスタッドボルトで直接取付ける場合のように、地震等による振動でセグメントが動いた場合にも耐火板が剥がれたり、破損するのを良好に防止することができる。
【００４０】
また上記セグメントや耐火板および間隔保持金具５や係止金具７を、予め工場等で製造および所要の組付けを行っておき、施工現場では上記両金具等を用いて単に差し込み及びボルト止め等を行うだけで施工できるので、現場での作業を容易・迅速に行うことができる。
【００４１】
さらに耐火板を下から上に順に積み上げるようにして施工できるので、例えばテーパーセグメントや普通セグメントも含めてパレットに１リング分を分積などして施工位置に搬入可能である。よって、施工管理システムの構築が可能かつ容易で、施工作業の省力化を図ることができる等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による耐火板取付構造の施工状態を示すトンネルの横断面図。
【図２】（ａ）は上記耐火板取付構造の一部の拡大断面図。
（ｂ）はその内面側の展開図。
（ｃ）は（ｂ）におけるｃ−ｃ断面図。
【図３】（ａ）は上記耐火板取付構造の一部の拡大縦断面図。
（ｂ）は更にその一部の拡大図。
【図４】上記耐火板取付構造の一部の横断面図。
【図５】（ａ）はセグメントの側面図。
（ｂ）はその内面図。
【図６】間隔保持金具と係止金具の組付け要領を示す斜視図。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は上記耐火板取付構造の施工要領を示す説明図。
【図８】トンネル天端部への耐火板取付例を示す断面図。
【図９】間隔保持金具の変更例を示す斜視図。
【図１０】間隔保持金具の他の変更例を示す斜視図。
【図１１】間隔保持金具の更に他の変更例を示す斜視図。
【図１２】（ａ）〜（ｆ）は耐火板取付構造の他の施工要領を示す説明図。
【符号の説明】
１ セグメント
２ インバートコンクリート
３ 耐火板
４、９ インサートナット
５ 間隔保持金具
５ａ 取付部
５ｂ 折曲部
５ｃ、５ｄ 差込片
５ｅ 押さえ片
６ 取付ボルト
７ 係止金具
８ 固定用ボルト
１０ シール材
Ｔ トンネル
Ｓ 隙間

Claims (2)

1. トンネル覆工用セグメントの内面側に間隔保持金具と係止金具とを介して耐火板を取付ける構成とし、上記間隔保持金具を上記セグメントに埋設したインサートナットにボルトで取付ると共に、上記係止金具を略帯状に形成して耐火板の背面に取付け、その係止金具と耐火板との間に形成されるスリット状の隙間内に、上記間隔保持金具に設けた差込片を挿入係合させて前記耐火板を前記セグメントに取付け支持させるようにしたことを特徴とするトンネル覆工内面への耐火板取付構造。
2. 前記間隔保持金具は、前記セグメントに対する取付部と、その取付部に対して略直角方向に屈曲した折曲部とを有し、その折曲部の上記取付部と反対側の端部に前記差込片を前記取付部と略平行に設けてなる請求項１記載のトンネル覆工内面への耐火板取付構造。

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