JP2005126954A - シールドトンネル用セグメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
大掛かりな装置を必要とせず、コンクリート打設時に内面被覆材のずれが生じ難く安価に製造可能な内面被覆セグメントの製造方法の提供。
【解決手段】
上面が円弧状に湾曲した型枠底版２１と、型枠底版２１上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板２２，２２と、型枠底版の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板２３，２３とからなるセグメント成形用型枠２０を使用し、内面被覆材３１をセグメント成形用型枠２０内に底面に沿って配置し、その状態でセグメント成形用型枠２０内にコンクリートを打設する内面被覆セグメント３０の製造方法において、セグメント成形用型枠２０の型枠側板を貫通させて固定用ピン２７，２７…を水平に差し込み、内面被覆材３１をセグメント成形用型枠２０の底部に固定し、その状態でセグメント成形用型枠２０内にコンクリートを打設する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シールドトンネル内の覆工用に使用する内面被覆セグメントの製造方法に関する。

従来、下水道等の水路を構成するシールドトンネルには、そのトンネル内面にコンクリート二次覆工を施し、トンネル内部の流水に対する耐腐食性や耐摩耗性の向上を図っているが、汚水管渠などにおいては、管渠内で発生する硫化水素等が原因となり二次覆工を構成するコンクリートが腐食してしまうという問題があり、それに対応して近年では、図１０に示すように、シールドトンネル覆工１内面にＦＲＰ等の樹脂系材料による被覆２を施すことが行われている。

この内面被覆２の施工方法には、覆工の内周面にエポキシ樹脂やウレタン樹脂等の樹脂を吹付けや塗布することによって内面被覆を形成する方法が知られているが、このような方法では、現場での作業時間を多く要しコストが嵩むという問題があった。

そこで、セグメントの内面にＦＲＰ等の樹脂系材料からなる内面被覆材を予め一体化させておき、それを組み立てることによりシールドトンネルの内面に内面被覆を施し、現場での工期を短縮し、コストの低減を図っている（例えば、特許文献１を参照）。

このような内面被覆材を一体に備えたセグメントは、セグメント成形用型枠３の底部に内面被覆材４を敷設し、その状態で型枠内にコンクリートを打設することにより成形し、型枠と内面被覆材との間にずれが生じたり、内面被覆材が底面より浮き上がったりしないように図１１〜図１４に示す方法で内面被覆材を型枠底部に固定した状態でコンクリートの打設を行うようになっている。

図１１に示す方法では、型枠３内の底部に内面被覆材４を敷設し、その内面被覆材４の外側面側にスペーサー５，５…を介して鉄筋籠６を設置し、その鉄筋籠６の重量で内面被覆材４を型枠３の底面側に押さえつけ、内面被覆材４を固定するようになっている。

図１２に示す方法では、内面被覆材４の表面、即ち内側面に両面粘着テープ７を貼着し、その両面粘着テープ７を介して内面被覆材４を型枠３の底面に貼り付けることによって内面被覆材４を型枠３の底面に密着させ、固定するようになっている。

また、図１３に示す方法では、型枠底版に磁石８，８…を埋め込んだ型枠３内に内面被覆材４を配置し、その上に磁石８，８…の位置に合わせて異形鉄筋９，９…を配置することによって磁石８に異形鉄筋９が引き付けられ、磁石８と異形鉄筋９との間に挟まれた内面被覆材４を型枠底面に密着させ、固定するようになっている。

図１４に示す方法では、型枠底版に真空ポンプ１０と連通した吸引口１１，１１…を配置した型枠３内に内面被覆材４を配置し、真空ポンプ１０を作動させ吸引口１１，１１…より内面被覆材４の表面を吸引し、内面被覆材４を型枠底面に密着させ固定するようになっている。
特開平１１-１１７６９３号公報

しかし、上述の図１１〜図１４に示す方法では、以下のような問題があった。

図１１に示す方法では、内面被覆材を鉄筋籠の重量によりスペーサーを介して部分的に押さえているため、コンクリートを打設した際に、内部に配置された内面被覆材が型枠内で移動してしまい、セグメントの本体と内面被覆材との間にずれが生じるという問題がある。

一方、図１２に示す方法では、両面粘着テープの貼り付け作業及び剥がし作業を手作業で行うため、人件費が嵩むうえ、作業に時間が掛かりコスト高になるという問題があった。

また、図１３、図１４に示す方法では、内面被覆材を固定するための装置が大掛かりとなり設備費が嵩み、コスト高になるという問題があった。

そこで本発明は、上述の従来技術の問題を鑑み、大掛かりな装置を必要とせず、コンクリート打設時の偏圧及び振動に対して内面被覆材が型枠に対してずれることなく、しかも安価に製造可能な内面被覆セグメントの製造方法の提供を目的とする。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、上面が円弧状に湾曲した型枠底版と、該型枠底版上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、前記型枠底版の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠を使用し、外側面にコンクリート付着体を一体に有する内面被覆材を前記セグメント成形用型枠内に前記コンクリート付着体を上にして底面に沿って配置し、その状態で前記セグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにした内面被覆セグメントの製造方法において、前記セグメント成形用型枠の型枠側板を貫通させて固定用ピンを前記コンクリート付着体に水平に差し込み、前記内面被覆材を前記セグメント成形用型枠の底部に固定し、その状態で前記セグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにした内面被覆セグメントの製造方法にある。

請求項２に記載の発明は、請求項１の構成に加え、内面被覆材の上面側に鉄筋籠を設置し、その状態でコンクリートを打設することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２の構成に加え、内面被覆材の外側面のコンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成された樹脂ネットであることを特徴とする。

本発明に係る内面被覆セグメントの製造方法は、内面被覆材をセグメント成形用型枠の底部に固定した状態でコンクリートの打設がされるので、コンクリートを打設した際に、内面被覆材がずれることがなく、内面被覆材をセグメント成形用型枠に固定する構造が比較的簡易なので、装置のコストを抑えることができ、コストの低減を図ることができる。

次に、本発明に係る内面被覆セグメントの製造方法で使用するセグメント製造装置について説明する。

図１〜図３は、セグメント製造装置の概略を示し、図中符号２０はセグメント成形用型枠である。

セグメント成形用型枠２０は、上面が円弧状に湾曲した型枠底版２１と、型枠底版２１の周方向端部に配置された型枠端板２２，２２と、型枠底版２１の軸方向端部に配置された型枠側板２３，２３とをもって上面が開口した状態に形成されている。

型枠底版２１は、上面が成形するセグメントの内周形状に合わせて円弧状に湾曲して形成され、上面が型枠の底面をなすようになっている。

この型枠底版２１は、振動発生装置上２４に設置され、振動発生装置２４を作動させることによって、振動するようになっている。

両型枠端板２２は、それぞれ平板状に形成され、その下端が型枠底版２１の周方向端部に枢支され、型枠底版２１上面、即ち型枠底面２１ａより立ち上げた状態と、外側に寝かせた状態（図中２点鎖線で示す）との間を回動するようになっている。

両型枠側板２３は、それぞれ上縁部が成形されるセグメントの形状に合わせた円弧状に形成されている。

この型枠側板２３は、その内側面に型枠底版２１内に固定されたシリンダ２５の先端部が固定され、シリンダ２５の伸縮により型枠底版２１の側縁に接合した位置と、側縁より離れた位置（図中２点鎖線で示す）との間で移動できるようになっている。

また、型枠側板２３には、ピン挿入孔２６，２６…が型枠の底面よりやや上に位置するように周方向に所定の間隔を隔てて側板の厚み方向に貫通して形成されている。

固定用ピン２７は、細長棒状のピン本体２７ａと、ピン本体２７ａの一方の端部に一体に形成されたヘッド部２７ｂとを備えた釘状に形成されている（図7を参照）。

図中符号２８はセグメントの内周面の縁部にコーキング溝を形成するためのコーキング溝成形用凸部であり、型枠端板２２及び型枠側板２３の内面に一体に突設されている。

このセグメント成形用型枠２０は、両端版２２，２２をそれぞれ立ち上げるとともに、両型枠側板２３，２３を型枠底版２１の側部に接合させることによって、型枠の底面を両端版２２，２２及び両型枠側板２３，２３で囲んだ上方が開口した枠状に組み立てられるようになっている。

次に、このセグメント成形装置を使用した内面被覆セグメントの製造方法について説明する。

本発明方法で製造される内面被覆セグメント３０は、図４に示すように、鉄筋コンクリート製の円弧状に形成され、その内側面には、内面被覆材３１が一体化されている。

内面被覆材３１は、図５に示すように、ＦＲＰ製の樹脂被覆板３２と、樹脂被覆板３２の裏面、即ち外側面に一体化されたコンクリート付着体３３とを備え、コンクリート付着体３３にセグメントを構成するコンクリートが付着し、充分な強度をもってセグメント３０の内面に内面被覆材３１が一体化されるようになっている。

コンクリート付着体３３は、ポリプロピレンや高密度ポリエチレン等の樹脂材を網目（ネット）状に形成したものを使用し、コンクリートが網目を構成する樹脂材間の隙間に充填され、充分な強度でもってコンクリートが付着するようになっている。

尚、図中符号３４はコーキング溝である。

この内面被覆セグメント３０を製造するには、まず、両型枠端板２２，２２を立ち上げ、両型枠側板２３，２３を型枠底版２１側部に接合させてセグメント成形用型枠２０を組み立てる。

次に、図６に示すように、型枠内面に離型材を塗布するとともに、型枠の底部に内面被覆材３１を底面に沿って設置する。

このとき、内面被覆材３１の縁部にコンクリートの硬化を遅らせる遅延剤を塗布しておくことによって、内面被覆材３１の外側縁にコンクリートが付着せず、露出した状態を保つことができ、セグメントを接合した際のコーキング作業を好適に行うことができるようになっている。

そして、図７に示すように、セグメント成形用型枠２０の底部に内面被覆材３１を敷設した状態で型枠側板２３，２３の外側より固定用ピン２７，２７…をピン挿入孔２６，２６…より差し込み、ハンマー等で固定用ピン２７のヘッド部２７ｂを打撃し、内面被覆材３１のコンクリート付着体３３にピン本体２７ａを打ち込む。

これにより、内面被覆材３１は表面が型枠底面２１ａに密着した状態でセグメント成形用型枠２０内に固定される。

この状態で、図８に示すように、鉄筋籠３５やその他必要なインサート部品をセグメント成形用型枠２０内に設置する。

そして、図９に示すように、振動発生装置２４を作動させてセグメント成形用型枠２０全体を振動させ、型枠全体にコンクリートが行き渡るようにコンクリートを打設する。

コンクリートがある程度硬化した時点で、固定用ピン２７，２７…をセグメント成形用型枠２０より引き抜き、その状態で必要な養生を行う。

最後にセグメント成形用型枠２０の型枠側板２３，２３を水平移動させ、セグメントの側端部より切り離すとともに、両端版２２，２２を寝かせる方向に回動させ、セグメントをセグメント成形用型枠２０より脱型して内面被覆セグメントが形成される。

尚、この内面被覆セグメントの円周方向に連結してセグメントリングを形成し、このセグメントリングを軸方向に順次連結延長することによって、内周面にＦＲＰ製の内面被覆が施された覆工が形成される。

尚、上述の実施例では、コンクリート付着体に樹脂ネットを使用した例について説明したが、コンクリート付着体は、クロス地、不織布、その他コンクリートが好適に付着し、高い付着力が得られるものであればよい。

また、上述の実施例では、ＦＲＰ製の樹脂被覆板を使用した例について説明したが、その他塩化ビニール製のものや、その他の樹脂からなる樹脂被覆板を使用してもよい。

本発明方法に使用するセグメント成形装置の概略を示す側面図である。 同上の平面図である。 同上のＡ−Ａ線断面図である。 本発明方法により製造される内面被覆セグメントを示す斜視図である。 同上の内面被覆セグメントを示す部分拡大断面図である。 本発明方法における内面被覆材を型枠内に敷設した状態を示す断面図である。 同上の内面被覆材を固定用ピンを用いて型枠内に固定した状態を示す部分拡大断面図である。 同上の鉄筋籠の設置状態を示す断面図である。 同上のコンクリート打設した状態を示す断面図である。 従来のシールドトンネル覆工の内面被覆の状態を示す斜視図である。 従来の内面被覆セグメントの成形方法の一例を示す断面図である。 同上の他の一例を示す断面図である。 同上の第３例を示す断面図である。 同上の第４例を示す断面図である。

符号の説明

２０ セグメント成形用型枠
２１ 型枠底版
２２ 型枠端板
２３ 型枠側板
２４ 振動発生装置
２５ シリンダ
２６ ピン挿入孔
２７ 固定用ピン
２７ａ ピン本体
２７ｂ ヘッド部
２８ コーキング溝成形用凸部
３０ 内面被覆セグメント
３１ 内面被覆材
３２ 樹脂被覆板
３３ コンクリート付着体
３４ コーキング溝
３５ 鉄筋籠

Claims (3)

1. 上面が円弧状に湾曲した型枠底版と、該型枠底版上面の周方向端部より立ち上げた型枠端板と、前記型枠底版の軸方向端縁より立ち上げた型枠側板とからなるセグメント成形用型枠を使用し、外側面にコンクリート付着体を一体に有する内面被覆材を前記セグメント成形用型枠内に前記コンクリート付着体を上にして底面に沿って配置し、その状態で前記セグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにした内面被覆セグメントの製造方法において、
   前記セグメント成形用型枠の型枠側板を貫通させて固定用ピンを前記コンクリート付着体に水平に差し込み、前記内面被覆材を前記セグメント成形用型枠の底部に固定し、その状態で前記セグメント成形用型枠内にコンクリートを打設するようにしたことを特徴としてなる内面被覆セグメントの製造方法。
2. 内面被覆材の上面側に鉄筋籠を設置し、その状態でコンクリートを打設する請求項１に記載の内面被覆セグメントの製造方法。
3. 内面被覆材の外側面のコンクリート付着体は、樹脂材をもって網目状に形成された樹脂ネットである請求項１又は２に記載の内面被覆セグメントの製造方法。

Images