JP2020041325A - 掘削機切削用仮壁及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】筋状繊維強化補強材を用いた切削用仮壁を掘削機によって切削する際に、非切削部に配置されている筋状繊維強化補強材が躯体から引き抜かれることを防止する掘削機切削用仮壁を提供すること及びその製造方法を提供すること。【解決手段】繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維１３を含む筋状繊維強化補強材１０で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁であって、掘削機で切削される切削部と、掘削機で切削されない非切削部と、を備えており、筋状繊維強化補強材１０は、切削部と非切削部とに亘って配置されていると共に、切削部において定着する切削定着部１０ｂと非切削部において定着する非切削定着部１０ａとを有しており、非切削定着部１０ａは、切削部が掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれない定着力を備えていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、シールド工法や推進工法などの発進・到達の際に用いる掘削機切削用仮壁及びその製造方法に関する。

シールド工法や推進工法における掘削機の発進・到達においては、仮壁を除去する必要があるが、事前に仮壁を撤去しておく方法と掘削機で直接仮壁を切削する方法が主に用いられる。掘削機で直接仮壁を切削する方法では、掘削機の切削ビットで切削が可能な掘削機切削用仮壁が採用される。

この掘削機切削用仮壁は、炭素繊維やガラス繊維にマトリックス樹脂が含浸され強化された筋状繊維強化補強材で補強したコンクリートやモルタルで構成されることが多い。特許文献１では、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維のいずれかを樹脂に含浸してなる鉄筋状補強材を用いたコンクリートの壁体構造が記載されている。また、筋状繊維強化補強材には、バサルト繊維にマトリックス樹脂が含浸され強化されたものもコストが安価なものとして注目されている。

特公平６−３７８３０号公報

このような筋状繊維強化補強材は、切削用仮壁のうち掘削機で切削される部分（切削部）をすべてカバーするために、切削部を超えて、切削されない部分（非切削部）まで配置されて定着されている。
このように筋状繊維強化補強材が配置された切削用仮壁を掘削機で切削したときには、切削部に配置された筋状繊維強化補強材も共に切削されることになるが、その際に、切削部に配置された筋状繊維強化補強材を介して、非切削部に配置された筋状繊維強化補強材に引張力が作用し、躯体から引き抜かれてしまうことがある。

非切削部に配置された筋状繊維強化補強材が躯体から引き抜かれると、それが掘削機の排土室や排土管などの排土設備の閉塞の原因となり得る。
特に、筋状繊維強化補強材の市販のものは、原糸となる繊維を束ねたものを螺旋状に糸で巻かれマトリックス樹脂で硬化させたものが多い。このようなものは、樹脂でコーティングもされていたり、表面の節が浅いため、掘削機切削用仮壁に用いると、掘削機による切削の際に、躯体から引き抜かれてしまう可能性がより高まってしまう。

そこで、本発明の目的は、筋状繊維強化補強材を用いた切削用仮壁を掘削機によって切削する際に、非切削部に配置されている筋状繊維強化補強材が躯体から引き抜かれることを防止する掘削機切削用仮壁を提供すること及びその製造方法を提供することである。

本願請求項１に係る発明は、繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維を含む筋状繊維強化補強材で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁であって、前記掘削機切削用仮壁は、前記掘削機で切削される切削部と、前記掘削機で切削されない非切削部と、を備えており、前記筋状繊維強化補強材は、前記切削部と前記非切削部とに亘って配置されていると共に、前記切削部において定着する切削定着部と前記非切削部において定着する非切削定着部とを有しており、前記非切削定着部は、前記切削部が前記掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれない定着力を備えていることを特徴とする掘削機切削用仮壁である。

本願請求項２に係る発明は、前記切削部は、正面視において円形であって、前記筋状繊維強化補強材は、正面視において前記切削部の前記円形に重なるように複数本平行に配置されており、前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に対して直交方向に離れた側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力は、前記直交方向で前記円形の中心に近い側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力より大きいことを特徴とする請求項１に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項３に係る発明は、前記非切削定着部は、凹形状を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項４に係る発明は、前記非切削定着部が備える前記凹形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周のリング溝であることを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項５に係る発明は、前記非切削定着部が備える前記凹形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周の螺旋溝であることを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項６に係る発明は、前記非切削定着部が備える前記凹形状は、開口であることを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項７に係る発明は、前記非切削定着部は、凸形状を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項８に係る発明は、前記非切削定着部が備える前記凸形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周のリング突条であることを特徴とする請求項７に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項９に係る発明は、前記非切削定着部が備える前記凸形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周の螺旋突条であることを特徴とする請求項７に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項１０に係る発明は、前記非切削定着部は、フック部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁である。

本願請求項１１に係る発明は、繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維を含む筋状繊維強化補強材で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁の製造方法であって、前記筋状繊維強化補強材を、前記掘削機切削用仮壁の前記掘削機で切削される切削部と前記掘削機で掘削されない非切削部とに亘って配置するに際して、前記非切削部に定着させる非切削定着部を、前記切削部が前記掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれないように定着させることを特徴とする掘削機切削用仮壁の製造方法である。

本願請求項１２に係る発明は、前記切削部は、正面視において円形であって、前記筋状繊維強化補強材を、正面視において前記切削部の前記円形に重なるように複数本平行に配置するに際して、前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に直交方向に離れた側に配置する前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力を、前記直交方向で前記円形の中心に近い側に配置する前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力より大きくして配置することを特徴とする請求項１１に記載の掘削機切削用仮壁の製造方法である。

請求項１乃至１０に係る構成により、筋状繊維強化補強材を用いた切削用仮壁を掘削機によって切削する際に、非切削部に配置されている筋状繊維強化補強材が躯体から引き抜かれることを防止する掘削機切削用仮壁を提供することができる。請求項１１及び１２に係る構成により、筋状繊維強化補強材を用いた切削用仮壁を掘削機によって切削する際に、非切削部に配置されている筋状繊維強化補強材が躯体から引き抜かれることを防止する掘削機切削用仮壁の切削方法を提供することができる。

加えて、前記切削部は、正面視において円形であって、前記筋状繊維強化補強材は、正面視において前記切削部の前記円形に重なるように複数本平行に配置されており、前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に対して直交方向に離れた側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非定着部の定着力は、前記直交方向で前記円形の中心に近い側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非定着部の定着力より大きいことにより、回転カッタを備えた掘削機によって掘削機切削用仮壁を切削する際には、前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に対して直交方向に離れた側に配置された前記筋状繊維強化補強材には、より大きな引張力が掛かるが、それにも対応することができる。

加えて、前記非切削定着部は、凹・凸形状を備えていることにより、掘削機による躯体からの引き抜きに対して、定着長を長くするのを抑えて、効率的な筋状繊維強化補強材の配置を行うことができる。

加えて、前記非切削定着部は、フック部を備えていることにより、掘削機による躯体からの引き抜きに対して、定着長を配筋方向に延長して十分にとれない場合でも対応することができる。

本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁の正面図である。 本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第１の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材のリング溝の構造の説明図で（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第２の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材のリング溝の構造の説明図で（Ａ）は斜視図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図である。 本発明の第３の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材のリング溝の構造の説明図で、図４（Ｂ）に対応する断面図である。 本発明の第４の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第５の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第６の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第７の実施形態の掘削機切削用仮壁の正面図である。 本発明の第８の実施形態の掘削機切削用仮壁の正面図である。 本発明の第９の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第１０の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。 本発明の第１１の実施形態の掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材の非切削定着部を説明する斜視図である。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照する等して説明する。なお、本発明は、実施形態に限定されないことはいうまでもない。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１の実施形態について、図面の図１乃至図３と共に説明する。
図１は、本発明に係る掘削機切削用仮壁の第１の実施形態を示した正面図である。本実施形態の掘削機切削用仮壁は、シールド工法の発進立坑に用いられるものである。

発進立坑の掘削機切削用仮壁１は、コンクリート製の壁体２と、その内部に鉄筋３と筋状繊維強化補強材１０とを備えた掘進機で切削することが可能なものである。図示しないシールド掘進機が直接掘削して開口となる発進開口部４は、図１において、点線で示された部分である。発進開口部４は、図示しない円形の回転カッタで掘削されるため、正面視で円形状となる。
筋状繊維強化補強材１０は、正面視において発進開口部４（切削部）の円形に重なるように複数本平行に配置されている。

筋状繊維強化補強材１０は、補強材として鉄筋などの代わりに用いられる。図１においては、主筋として用いられる縦筋を示しており、横筋などは記載を省略している。
筋状繊維強化補強材１０の強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維またはアラミド繊維のいずれでも良いが、コストの面でバサルト繊維が優位である。また、筋状繊維強化補強材１０は、バサルト繊維を含浸させるマトリックス樹脂とを備えている。
本実施形態では、筋状繊維強化補強材１０の強化繊維としてバサルト繊維を用いたもので説明する。

バサルト繊維は、フィラメントを束ねたものである。フィラメントは、撚りがあってもなくても良い。撚りがあるものは、引き揃えたものよりせん断力及び引張強度が低下するので、適宜選択する。また、束ね方についても撚り、編みなどいずれも形態でも良いが、フィラメント同様に、引き揃えたものより撚ったものや編みなどの交絡点のあるものはせん断力及び引張り強度が低下するので、適宜選択する。バサルト繊維は、フィラメントを束ねたものを更に束ねたものでも良い。

バサルト繊維の方向性は、筋状繊維強化補強材の長手方向に配置されている。バサルト繊維の方向性は、筋状繊維強化補強材の長手方向に厳密に平行に配置されるものでなく、例えば、捻られたものであっても、全体として筋状繊維強化補強材の長手方向に配置されるようなものも長手方向に配置されたものに含まれる。
マトリックス樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでも良い。熱可塑性樹脂を用いた場合は、可変性を持たせることができる。

図１に示すように、破線で示された筋状繊維強化補強材１０は、掘削機切削用仮壁１のうち掘削機で切削される部分である発進開口部４（切削部）をすべてカバーするために、切削部を超えて、発進開口部４の上下方向の外側の切削されない部分（非切削部）まで配置されて定着されている。すなわち、筋状繊維強化補強材１０は、切削部と非切削部とに亘って配置されている。筋状繊維強化補強材１０のうち非切削部に配置され定着された部分を非切削定着部１０ａ、切削部に配置され定着された部分を切削定着部１０ｂと呼ぶ。

非切削定着部１０ａの上方及び下方には、通常の補強材である鉄筋３が配置されている。図において鉄筋３は、実線で示されている。鉄筋３と筋状繊維強化補強材１０は図示しない継手で連結されている。

筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部１０ａは、掘削機が発進開口部（切削部）を切削した際に、切削定着部１０ｂを介して、躯体から引き抜かれようとする力が発生する。図１では、この引き抜き力をＦで示している。非切削定着部１０ａは、この引き抜き力Ｆが生じても引き抜かれない定着力を備えている。すなわち、非切削定着部１０ａは、切削定着部１０ｂと同様に、躯体として要求される通常の定着力を備えるとともに、さらに、この引き抜き力Ｆにも配慮した定着力を備えている。
このように掘削によって生じる引き抜き力に着目し、対抗して非切削定着部の定着力を備えるようにする着想は、今まで考えられていなかった。

図２は、掘削機切削用仮壁に設けられた筋状繊維強化補強材の非切削定着部１０ａの一部を示したものである。
非切削定着部１０ａには、補強材本体１１の外周にリング溝１２が設けられている。リング溝１２にコンクリートが存在することになるので、非切削定着部１０ａは通常の定着力より大きな定着力を得ることができる。リング溝１２は、市販の筋状繊維強化補強材（バサルトロッド）を削って加工することで製造される。市販のものは、原糸となる繊維を束ねたものを螺旋状に糸で巻かれマトリックス樹脂で硬化させたもので表面に浅い節があるが、図示を省略している。リング溝１２は、本発明の凹形状に相当する。

図３は、非切削定着部１０ａのリング溝１２の部分を示したものである。本実施形態の筋状繊維強化補強材の説明は、縦方向に配置されたもので行っていたが、図３（Ａ）では便宜上、横向きにして示している。
筋状繊維強化補強材１０（バサルトロッド）は、複数の強化繊維１３（バサルト繊維）とマトリックス樹脂１４とを有している。図３（Ａ）に示すように、リング溝１２は、強化繊維１３とマトリックス樹脂１４と有する補強材本体１１が削られて、溝側壁部１２ａと溝底部１２ｂとが形成されて製造される。

図３（Ｂ）に示すように、溝底部１２ｂより内側の強化繊維１３（バサルト繊維）は、リング溝１２によって切断されず、長手方向にわたって配置されている。
なお、加工されたリング溝１２は、コンクリート中に含まれるアルカリ成分から保護するために、ビニルエステルやエポキシ樹脂などでカバーして、耐アルカリ性を向上させるようにしても良い。また、カバーはマトリックス樹脂１４と同じものを用いても良い。
適切な定着力を得るために、リング溝の個数や形状を変更して設置する。

本実施形態の掘削機切削用仮壁１の作用効果を説明する。
掘削機切削用仮壁１の切削部がシールド掘進機によって切削されると、切削部に配置された筋状繊維強化補強材１０も共に切削されることになるが、その際には、切削部に配置された筋状繊維強化補強材１０を介して、非切削部に配置された筋状繊維強化補強材１０に引張力が作用することになる。その引張力に対して、非切削定着部１０ａはリング溝１２を備えているので、筋状繊維強化補強材１０の躯体からの引き抜き抵抗として機能する。このため、非切削部に配置された筋状繊維強化補強材は引き抜かれることを抑制することができる。

また、非切削定着部１０ａの定着力を切削によっても引き抜かれないようにするには、非切削定着部１０ａの定着長さを長くすることでも対応できる。しかしながら、非切削定着部１０ａにリング溝１２を設けることで、筋状繊維強化補強材の定着長さを抑えて、鉄筋より高価な筋状繊維強化補強材の使用量を抑えることができる。

〔第２の実施形態〕
以下、本発明に係る第２の実施形態について図面の図４と共に説明する。なお、第１の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第２の実施形態では、バサルト繊維を強化繊維とした筋状繊維強化補強材の非切削定着部１０ａが芯部２０と芯部２０を覆う外層２１とを備えているものである。芯部２０は、繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維１３（バサルト繊維）とマトリックス樹脂１４を有している。外層２１は、芯部２０を覆っている。外層２１は、強化繊維１３（バサルト繊維）を備えておらず、マトリックス樹脂１４を備えている。外層２１のマトリックス樹脂１４は、芯部２０のマトリックス樹脂１４と同じものであるが、異なる材質のものでも良い。同じ材質であると芯部２０と外層２１との一体性を高めることができる。

図４に示すように、外層２１にリング溝１２が形成されている。リング溝１２の溝底部１２ｂは、芯部２０と外層２１との境界部となっている。
このようにリング溝１２を形成するによって、リング溝１２を削る際にも強化繊維１３を切断することがなく、筋状繊維強化補強材の強度低下を抑えることができる。また、リング溝１２の箇所で、芯部２０の強化繊維１３を露出させることになるが、非切削箇所でありコンクリートで保護されることになるので衝撃を受けにくく切断や損傷の可能性が低下する。特に、強化繊維１３として比較的せん断に弱いバサルト繊維の場合にはその効果は高い。

〔第３の実施形態〕
以下、本発明に係る第３の実施形態について図面の図５と共に説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第２の実施形態において、リング溝１２の溝底部１２ｂを芯部２０と外層２１との境界部よりも外層側に設けたものである。このようにすると、リング溝１２が設けられた芯部２０も外層２１で保護することができる。よって、コンクリートが打設される前においてもリング溝１２の箇所が損傷を受けることを少なくすることができる。

〔第４の実施形態〕
以下、本発明に係る第４の実施形態について図面の図６と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第３の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態において、リング溝１２とリング溝１２との間に、螺旋溝１５を設けたものである。リング溝１２だけでは、付着力が不足する場合に引き抜き抵抗を確保することができる。

螺旋溝１５は、リング溝と同様の方法で加工される。
なお、本実施形態では非切削定着部１０ａがリング溝１２と螺旋溝１５とを備えるものであったが、これに限定されず、リング溝１２を省略して螺旋溝１５だけを備えるものとしても良い。

〔第５の実施形態〕
以下、本発明に係る第５の実施形態について図面の図７と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第４の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
第１の実施形態乃至第４の実施形態においては、筋状繊維強化補強材の断面形状が略円形であったが、本実施形態では矩形となっており、全体形状としては板状の筋状繊維強化補強材となっている。そして、図７に示すように、非切削定着部１０ａには補強材本体１１の外周にリング溝１２が設けられている。
本実施形態は、コンクリート製の掘削機切削用仮壁に用いられるもので説明したが、本実施形態の筋状繊維強化補強材をＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材として適用しても良い。この場合には、ソイルセメント地中壁が本発明の掘削機切削用仮壁に相当する。

〔第６の実施形態〕
以下、本発明に係る第６の実施形態について図面の図８と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第５の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第５の実施形態において、非切削定着部１０ａにリング溝１２の代わりに開口１６が採用されている。この開口１６は、本発明の凹形状に相当する。
このように開口１６を設けると、コンクリートも開口１６内に充填されやすくなり、安定した定着力が得られる。
また、筋状繊維強化補強材の矩形断面の長手方向を掘削機切削用仮壁の厚み方向に配置した場合には、横筋を開口１６内に配置することができ、効率的な配筋を行うことができる。
本実施形態は、コンクリート製の掘削機切削用仮壁に用いられるもので説明したが、本実施形態の筋状繊維強化補強材をＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材として適用しても良い。この場合には、ソイルセメント地中壁が本発明の掘削機切削用仮壁に相当する。

〔第７の実施形態〕
以下、本発明に係る第７の実施形態について図面の図９と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第６の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第１の実施形態の非切削定着部について、発進開口部４の円形状の中心から筋状繊維強化補強材１０の長手方向（上下方向）に対して直交方向（横方向）に離れた側に配置された筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部の定着力を、長手方向に対して直交方向で円形状の中心に近い側に配置された筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部の定着力より大きくしたものである。

シールド掘進機の回転カッタは、矢印Ｋ１又はＫ２で示された向きで回転をして発進開口部４を切削するが、回転の中心より横方向に離れた位置に配置された筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部１０ａの方が、より大きな引張力が作用することになる。よって、より大きな引張力が作用する非切削定着部１０ａに、大きな定着力を持たせるようにしている。具体的には、図９に示すように、９本の筋状繊維強化補強材１０の中心に配置された非切削定着部１０ａ１から、横方向に順に離れて配置された非切削定着部１０ａ２、１０ａ３、１０ａ４、１０ａ５の順に、定着長を長くするとともにリング溝の数を増やして定着力を大きく持たせている。本実施形態では、配置は左右対称に配置されている。

〔第８の実施形態〕
以下、本発明に係る第８の実施形態について図面の図１０と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第７の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、第７の実施形態において、シールド掘進機の回転カッタが一方向の矢印Ｋ１で示された向きで回転して発進開口部４を切削する場合の筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部１０ａの配置を示したものである。

図１０に示すように、回転カッタの回転が一方向のＫ１であるので、切削による引張力が作用する非切削定着部は、発進開口部４より上方では図において左側だけ、発進開口部４より下方では図において右側だけ、回転の中心より横方向に離れた位置に配置された筋状繊維強化補強材１０の非切削定着部１０ａの方が、より大きな引張力に対抗できように定着力を持たせるようにしている。本実施形態では、配置は左右非対称に配置されている。
このようにすれば、鉄筋よりコストが高い筋状繊維強化補強材１０の使用量を抑えることができる。

〔第９の実施形態〕
以下、本発明に係る第９の実施形態について図面の図１１と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第８の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態は、非切削定着部１０ａの一部をフック部１７としたものである。図１１は、発進開口部の上方に設けられる非切削定着部１０ａを示したものである。掘削機の切削によって作用する引張力をＦで示している。

フック部１７とすることで、リング溝や螺旋溝を設けずに済み加工が有利になる。また、定着長さが配筋方向（本実施形態では、上下方向）に延長して十分にとれない場合にも対応できる。さらに、水平方向に配置された横筋に引っ掛けることができ施工性も良くなり、引き抜きに対しても強くなる。
本実施形態においては、非切削定着部１０ａの一部をフック部１７としているが、大半の部分をフック部１７としても良い。また、第１の実施形態のようなリング溝や第４の実施形態のような螺旋溝のうち少なくとも一方と併用しても良い。
鉄筋との連結は、任意の継手を用いても良いし、鉄筋の端部にもフックを設けるなどしてラップ継手としても良い。

〔第１０の実施形態〕
以下、本発明に係る第１０の実施形態について図面の図１２と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第９の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態においては、第５の実施形態の筋状繊維強化補強材と同様にリング溝１２を備えているが、板状の筋状繊維強化補強材の厚みを増やしたものとしている。この断面の縦横寸法は、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材に用いられるＨ型鋼材やＩ型鋼材のウェブ高さ寸法とフランジ幅寸法に相当するものとしている。このようにすると、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材として適用した際には、ソイルセメント中に芯材として落とし込む際にも芯材が曲がりにくくなり精度が確保しやすい。

本実施形態のような厚みを増やした筋状繊維強化補強材は、板状の筋状繊維強化補強材を複数枚重ねて接続したものでも良いし、一体成形したものでも良い。また、リング溝は、リング溝が加工されていない板状の筋状繊維強化材を複数枚重ねて接続してから加工して形成しても良いし、一体成形してから加工して形成しても良い。
本実施形態では、筋状繊維強化補強材の断面形状を形成した後に、リング溝を加工したものであったが、第５の実施形態のようなリング溝が形成された板状の筋状繊維強化補強材を複数枚重ねて接続して製造しても良い。

〔第１１の実施形態〕
以下、本発明に係る第１１の実施形態について図面の図１３と共に説明する。なお、第１の実施形態乃至第１０の実施形態と同様の部分については説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
本実施形態においては、第６の実施形態の筋状繊維強化補強材と同様に開口１６を備えているが、板状の筋状繊維強化補強材の厚みを増やしたものとしている。この断面の縦横寸法は、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材に用いられるＨ型鋼材やＩ型鋼材のウェブ高さ寸法とフランジ幅寸法に相当するものとしている。このようにすると、ＳＭＷ工法やＴＲＤ工法で施工される柱列式や等厚式のソイルセメント地中壁の芯材として適用した際には、ソイルセメント中に芯材として落とし込む際にも芯材が曲がりにくくなり精度が確保しやすい。

本実施形態のような厚みを増やした筋状繊維強化補強材は、板状の筋状繊維強化補強材を複数枚重ねて接続したものでも良いし、一体成形したものでも良い。また、開口は、開口が加工されていない板状の筋状繊維強化材を複数枚重ねて接続してから加工して形成しても良いし、一体成形してから加工して形成しても良い。
本実施形態では、筋状繊維強化補強材の断面形状を形成した後に、開口を加工したものであったが、第６の実施形態のような開口が形成された板状の筋状繊維強化補強材を複数枚重ねて接続して製造しても良い。

第１０及び第１１の実施形態では、筋状繊維強化補強材の断面形状は矩形で、その縦横寸法をソイルセメント地中壁の芯材に用いられるＨ型鋼材やＩ型鋼材のウェブ高さ寸法とフランジ幅寸法に相当するものとしているが、この形状に限らず、Ｈ型鋼材やＩ型鋼材の断面形状としても良い。この場合には、ウェブやフランジに開口を設けたり、外周にリング溝や螺旋溝を設けるようにしても良い。

〔その他の変形例〕
本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば以下のようなものも含まれる。

本実施形態では、掘削機で直接掘削する部分（切削部）及びその外側（非切削部）に筋状繊維強化補強材（バサルト繊維のもの）を配置したが、この箇所以外の掘削機切削用仮壁全体に使用しても良い。このようにすれば、バサルト繊維は鉄筋とは異なり低磁性または非磁性の材料であるので、低磁性または非磁性の構造物が要求されるリニアモーターカーのような軌道などに採用する際に適している。

本実施形態では、掘削機切削用仮壁の筋状繊維強化補強材は、上下方向に配置される縦筋に使用するものであったが、これに限られず、水平方向に配置される横筋に使用するものであっても良い。

本実施形態において、筋状繊維強化補強材のリング溝や螺旋溝は、削られて加工されたものであったが、これに限られず、マトリックス樹脂が硬化する前に押圧してリング溝や螺旋溝が加工されるようなものであっても良い。このようにすれば、方向性が長手方向の配置された強化樹脂が切断されず、引張り強度が高い筋状繊維強化補強材とすることができる。

本実施形態において、筋状繊維強化補強材の非切削定着部はリング溝、螺旋溝、開口といった凹形状を備えるものであったが、これに限られず、突条を巻きつけた加工というような凸形状を備えるようにしたものであっても良い。このようにすれば、切削される前の通常求められる定着力を考慮して筋状繊維強化補強材の基本形状を決定した後に、切削時に生じる引張力に対する定着力を凸形状で考慮することになるので、設計する上で容易に検討することができる。凸形状にした場合には、リング溝はリング突条となり、螺旋溝は螺旋突条となる。
また、凹形状や凸形状とせず、定着を長くとることにより、掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれない定着力を備えるようにしても良い。

本実施形態では、シールド工法の発進立坑に用いられたものであったが、これに限られず、シールド工法の到達立坑であっても良い。また、推進工法の発進・到達に用いても良い。

本実施形態では、掘削機切削用仮壁は、コンクリート製やソイルセメント地中壁で説明したが、これに限られず、モルタルなどの他の材料による壁体であっても良い。

いずれの実施形態における各技術的事項を他の実施形態に適用して実施例としても良い。

１ 掘削機切削用仮壁
２ 壁体
３ 鉄筋
４ 発進開口部
１０ 筋状繊維強化補強材
１１ 補強材本体
１２ リング溝
１３ 強化繊維
１４ マトリックス樹脂
１５ 螺旋溝
１６ 開口
１７ フック部
２０ 芯部
２１ 外層

Claims (12)

1. 繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維を含む筋状繊維強化補強材で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁であって、
   前記掘削機切削用仮壁は、前記掘削機で切削される切削部と、前記掘削機で切削されない非切削部と、を備えており、
   前記筋状繊維強化補強材は、前記切削部と前記非切削部とに亘って配置されていると共に、前記切削部において定着する切削定着部と前記非切削部において定着する非切削定着部とを有しており、
   前記非切削定着部は、前記切削部が前記掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれない定着力を備えている
   ことを特徴とする掘削機切削用仮壁。
2. 前記切削部は、正面視において円形であって、
   前記筋状繊維強化補強材は、正面視において前記切削部の前記円形に重なるように複数本平行に配置されており、
   前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に対して直交方向に離れた側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力は、前記直交方向で前記円形の中心に近い側に配置された前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の掘削機切削用仮壁。
3. 前記非切削定着部は、凹形状を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁。
4. 前記非切削定着部が備える前記凹形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周のリング溝である
   ことを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁。
5. 前記非切削定着部が備える前記凹形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周の螺旋溝である
   ことを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁。
6. 前記非切削定着部が備える前記凹形状は、開口である
   ことを特徴とする請求項３に記載の掘削機切削用仮壁。
7. 前記非切削定着部は、凸形状を備えている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の掘削機切削用仮壁。
8. 前記非切削定着部が備える前記凸形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周のリング突条である
   ことを特徴とする請求項７に記載の掘削機切削用仮壁。
9. 前記非切削定着部が備える前記凸形状は、前記筋状繊維強化補強材の外周の螺旋突条である
   ことを特徴とする請求項７に記載の掘削機切削用仮壁。
10. 前記非切削定着部は、フック部を備えている
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちいずれか１項に記載の掘削機切削用仮壁。
11. 繊維の方向性が長手方向に配置された強化繊維を含む筋状繊維強化補強材で補強され、掘削機で切削することが可能な掘削機切削用仮壁の製造方法であって、
    前記筋状繊維強化補強材を、前記掘削機切削用仮壁の前記掘削機で切削される切削部と前記掘削機で掘削されない非切削部とに亘って配置するに際して、
    前記非切削部に定着させる非切削定着部を、前記切削部が前記掘削機で切削される際に生じる引き抜き力によっても引き抜かれないように定着させる
    ことを特徴とする掘削機切削用仮壁の製造方法。
12. 前記切削部は、正面視において円形であって、
    前記筋状繊維強化補強材を、正面視において前記切削部の前記円形に重なるように複数本平行に配置するに際して、
    前記円形の中心から前記筋状繊維強化補強材の長手方向に直交方向に離れた側に配置する前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力を、前記直交方向で前記円形の中心に近い側に配置する前記筋状繊維強化補強材の前記非切削定着部の定着力より大きくして配置する
    ことを特徴とする請求項１１に記載の掘削機切削用仮壁の製造方法。

Images