JP3198263B2 - 外面樹脂被覆セグメントおよび外面樹脂被覆セグメントの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の外面樹脂被
覆セグメントを接合することによって水密性の高いトン
ネルを構築するための外面樹脂被覆セグメントおよび外
面樹脂被覆セグメントの製造方法に関するものである。
特に、本発明は、水密性や耐蝕性が要求される鉄道用、
自動車道用、雨水道用、下水道用、地下河川用、または
共同坑用等のシールドトンネルからなり、略円形または
略矩形、あるいはこれらを複数個連設したマルチタイプ
等の形状からなる構築物を構築するための外面樹脂被覆
セグメントおよび外面樹脂被覆セグメントの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来例における矩形型樹脂被覆セ
グメントを説明するための図である。図１０は図９にお
けるセグメントの接合部を説明するための図である。図
９および図１０において、矩形型樹脂被覆セグメント９
１は、中央に設けられたグラウト材注入孔９２と、ボル
ト・ナット９５、９６を挿入する複数個のボルトボック
ス９３と、他のセグメントと接合するボルトを挿入する
ためのボルト孔９４とから構成されている。矩形型樹脂
被覆セグメント９１は、図示されていないが、鉄筋籠に
よって補強されていると共に、鉄筋とボルトボックス９
３とが溶接されている。矩形型樹脂被覆セグメント９１
は、所定の分割数とトンネルの径とによって決まる湾曲
を構成している。

【０００３】グラウト材注入孔９２は、たとえばシール
ド工法等によって、掘削したトンネルの内部と矩形型樹
脂被覆セグメント９１との間にできる隙間を埋めるため
にグラウト材を注入する孔である。ボルト・ナット９
５、９６を挿入するボルトボックス９３は、上下、左右
の矩形型樹脂被覆セグメント９１、９１′を接合するた
めに、それぞれ複数個ずつ設けられている。ボルト９５
は、ボルトボックス９３を介してボルト孔９４に挿入さ
れた後、隣接するセグメントのボルトボックス９３に挿
入されたナット９６によって締め付けられる。すなわ
ち、ボルトボックス９３は、ボルト９５およびナット９
６を挿入して、接合作業を行う際に適した大きさと形状
に成形されている。上記樹脂枠９８は、たとえば、接合
壁の厚さ方向の８０％で、残りの接合壁をコンクリート
部材９７とする。そして、コンクリート部材９７には、
シール部材用の凹部９９が設けられている。上記矩形型
樹脂被覆セグメント９１は、樹脂枠９８の製造およびコ
ンクリート部材９７の充填が容易になる。

【０００４】図１１は従来例におけるセグメントを使用
したトンネルの構造を説明するための図である。図１２
（イ）ないし（ハ）は、図１１における各セグメントの
形状を説明するための図である。図１１および図１２に
おいて、トンネルは、たとえば、８個のセグメントから
構成されている。そして、図１２（イ）に示すＡ型セグ
メント１１１どうしを接合する長い方の端面は、各セグ
メントをトンネルとして組み立てた際に、トンネルの中
心軸を通過する面と同じになっている。また、Ａ型セグ
メント１１１どうしを接合する短い方の端面は、トンネ
ルの中心軸と直角な面で切られている。図１２（ロ）に
示すＢ型セグメント１１２は、Ａ型セグメント１１１と
接する長い方の端面と反対側の面がテーパー部１１２′
になっている。図１２（ハ）に示すＫ型セグメント１１
３は、Ｂ型セグメント１１２のテーパー部１１２′と両
端で接合するため、両端にテーパー部１１３′が備えら
れている。

【０００５】先ず、矩形型樹脂被覆セグメント１１１
は、図１１に示すように、下部から順次リングになるよ
うに積み上げながら、ボルト・ナットによって接合され
る。そして、最後にＢ型セグメント１１２のテーパー部
１１２′にＫ型セグメント１１３を下方から上方に向け
て嵌合し、ボルト・ナットで接合することによって、接
合面１１４および接合面１１５となり、リングが完成す
る。このようなリングは、トンネルの進行方向に必要な
個数だけ接合されることにより、トンネルが構築され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特に、シールドトンネ
ルに使用されるセグメントは、外部からの水が侵入する
のを防止するために、現場での施工時に、ガラス繊維で
強化した熱硬化性樹脂系複合材料（ＦＲＰ）あるいはポ
リ塩化ビニル、またはウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の
樹脂部材を外面に被覆させていた。このようなトンネル
を樹脂部材で被覆する方法は、施工後に余分な工期が必
要になり、コストアップの原因となった。

【０００７】上記欠点を解決するために、図９に示す樹
脂被覆セグメントが開発された。そして、上記樹脂被覆
セグメントを作製するためには、図１１から判るよう
に、Ａ型セグメント１１１、Ｂ型セグメント１１２、お
よびＫ型セグメント１１３と、３種類の鉄筋コンクリー
ト成形用外型枠が必要であり、トンネルが大型化するに
伴い上記型枠にかかる経費が高価になる。さらに、トン
ネルの外側を樹脂で覆うセグメントは、トンネルに大き
な推力を受けると、樹脂部材とコンクリート部材との密
着性が悪くなり、強度に問題がでる。また、図９におけ
る樹脂被覆セグメントは、熱硬化性樹脂部分が箱型にな
っているため、射出成形用の金型が高価であった。

【０００８】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、トンネルの外面が樹脂部材で覆われたトン
ネル用のセグメントを作製する際に、成形用の金型を安
価にした外面樹脂被覆セグメントおよび外面樹脂被覆セ
グメントの製造方法を提供することを目的とする。本発
明は、予め成形した鉄筋コンクリート部材を樹脂成形用
の型枠と兼用することにより、コストを安価にすること
ができる外面樹脂被覆セグメントおよび外面樹脂被覆セ
グメントの製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】（第１発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントは、複数のセグメント
を周方向および軸方向に接合することによって、シール
ドトンネルを構築するもので、少なくとも外面と、周方
向および軸方向の接合壁を有するセグメント本体１５
と、当該セグメント本体１５の外面に連なる周方向およ
び軸方向の接合壁の一部が切り欠かれた切欠部１５３、
１５５、１５７と、上記セグメント本体１５の外面と周
方向および軸方向の上記切欠部１５３、１５５、１５７
に至る部分とを一体的にすると共に、接合壁が略同じ面
となるように被覆した樹脂部材２５と、上記樹脂部材２
５を上記セグメント本体１５に密着させるために、セグ
メント本体１５の外面に設けられたアンカー部材とから
構成されていることを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【００１２】（第２発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントは、上記セグメント本
体１５の外面に凹部が成形されていることを特徴とす
る。

【００１３】（第３発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントにおけるセグメント本
体１５は、鉄筋コンクリートセグメント、スチールセグ
メント、またはダクタイルセグメントからなることを特
徴とする。

【００１４】（第４発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントにおける樹脂部材２５
は、ノルボルネン系モノマーとメタセシス触媒系を主材
とする反応射出成形用材料からなることを特徴とする。

【００１５】（第５発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法は、少なく
とも外面と、周方向および軸方向の接合壁を有するセグ
メント本体１５を製造する工程と、上記セグメント本体
１５の外面と、周方向および軸方向の接合壁を覆う樹脂
部材２５を成形するための樹脂部材成形用型枠を配置す
る工程と、上記樹脂部材成形用型枠内に、ノルボルネン
系モノマーとメタセシス触媒系を主材とする反応射出成
形用材料からなる樹脂部材を反応射出成形する工程と、
上記樹脂部材２５が硬化した後、上記樹脂部材成形用型
枠を除去する工程とからなることを特徴とする。

【００１６】（第６発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法において、
セグメント本体１５は、外面に連なる周方向および軸方
向の接合壁の一部が切り欠かれた切欠部を有するセグメ
ント本体１５を製造する工程と、上記セグメント本体１
５の外面と周方向および軸方向の接合壁の一部が切り欠
かれた切欠部を覆う樹脂部材を成形するための樹脂部材
成形用型枠を配置する工程とを有することを特徴とす
る。

【００１７】（第７発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法は、セグメ
ント本体１５の外面に、予めアンカー部材を設けたこと
を特徴とする。

【００１８】（第８発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法は、セグメ
ント本体１５の外面に、予め凹部を設けたことを特徴と
する。

【００１９】（第９発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法において、
セグメント本体１５は、予め加熱した後、樹脂部材２５
を反応射出成形することを特徴とする。

【００２０】（第１０発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法において、
セグメント本体１５は、鉄筋コンクリートセグメント、
スチールセグメント、またはダクタイルセグメントから
なることを特徴とする。

【００２１】（第１１発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法は、セグメ
ント本体１５に予め熱可塑性樹脂の被膜を形成した後、
樹脂部材を反応射出成形することを特徴とする。

【００２２】（第１２発明） 本発明の外面樹脂被覆セグメントの製造方法において、
上記熱可塑性樹脂の被膜は、オレフィン系樹脂からなる
ことを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（第１発明）外面樹脂被覆セグメントは、周方向および
軸方向に接合されることによって、シールドトンネルが
構築される。外面樹脂被覆セグメントを構成するセグメ
ント本体は、好ましい形態として、湾曲した外面および
内面と、周方向の接合面となる二つの接合壁と、軸方向
に対して垂直な接合面となる二つの接合壁とを有するよ
うに成形される。また、上記セグメント本体は、湾曲し
た外面と周方向および軸方向の接合壁に対して、樹脂部
材が一体的に被覆されている。上記のような外面樹脂被
覆セグメントから構成されるシールドトンネルは、水密
性や耐蝕性がよく、シールドトンネルに最適である。

【００２４】セグメント本体が鉄筋コンクリートからな
る場合、セグメント本体の内部には、鉄筋籠が設けら
れ、必要に応じて、ボルトボックス、ボルトを通すシー
ス管、グラウト材注入孔金物等が設けられている。そし
て、これらの外面樹脂被覆セグメントは、それぞれボル
トボックスからボルトを通し、ナットを締めることによ
って、他の外面樹脂被覆セグメントと接合してシールド
トンネルが構築される。

【００２５】セグメント本体は、外面に連なる接合壁の
一部が切り欠かれた切欠部を有する。また、上記切欠部
の形状は、接合面に対してセグメント本体の内部方向に
突出した突起等があってもよい。そして、この突起の形
状は、必ずしも鋭いものではなく、円形のようなもので
もよい。そして、樹脂部材は、周方向および軸方向の接
合壁に設けられた切欠部に一体的に被覆され、接合壁の
面が略同じ面になるようにする。すなわち、接合壁の面
は、シール溝を除いて同じ面になっている。

【００２６】また、セグメント本体には、予め鋼鉄製あ
るいは樹脂製アンカー部材が打ち込まれたり、あるいは
溶接等によって固定されているため、樹脂部材が硬化す
る際に収縮して樹脂部材とセグメント本体との密着性を
向上させる。

【００２７】（第２発明） セグメント本体は、外面を被覆する樹脂部材の金型にも
なるため、セグメント本体を成形する際に、予め樹脂部
材のリブ用凹部が成形される。そして、樹脂部材は、セ
グメント本体のリブ用凹部に充填されることによって、
補強用のリブが所定の場所に成形される。上記補強用リ
ブは、セグメント本体の周方向および軸方向に設けた格
子状、あるいはその他の形状に設けることができる。

【００２８】（第３発明） セグメント本体の種類には、鉄筋コンクリートセグメン
ト、スチールセグメント、またはダクタイルセグメント
がある。これらのセグメントは、トンネルの用途あるい
は施工方法等によって選択される。

【００２９】（第４発明） セグメント本体を覆う樹脂部材は、ノルボルネン系モノ
マーとメタセシス触媒系を主材とする反応射出成形用材
料を使用することができる。上記ノルボルネン系モノマ
ーとメタセシス触媒系主材は、反応射出成形に際し、液
状で流動性があるため、成形作業が低圧で迅速にでき
る。

【００３０】（第５発明） まず、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成形用
下部型枠上には、両側に移動可能な鉄筋コンクリートか
らなるセグメント本体成形用側部型枠、および鉄筋、ボ
ルトボックス、グラウト材注入孔金物等が配置される。
コンクリート注入孔を有する鉄筋コンクリートからなる
セグメント本体成形用上部型枠は、所望の厚さとなるよ
うに所定位置に配置される。コンクリートは、上記コン
クリート注入孔から振動を与えながら注入される。コン
クリートが硬化した後、上記鉄筋コンクリートからなる
セグメント本体成形用上部型枠は、除去される。鉄筋コ
ンクリートからなるセグメント本体は、必要により樹脂
成形現場に搬送された後、樹脂部材成形用型枠の一つと
なる。すなわち、鉄筋コンクリートからなるセグメント
本体は、たとえば、下部型枠となり、その他の樹脂部材
成形用型枠が配置されて型枠が構成される。ノルボルネ
ン系モノマーとメタセシス触媒系を主材とする反応射出
成形用材料からなる樹脂部材は、上記型枠に反応射出成
形されると共に、上記型枠から空気が抜かれる。上記樹
脂部材が硬化した後、上記型枠が除去される。

【００３１】（第６発明） セグメント本体は、外面に連なる周方向および軸方向の
接合壁の一部が切り欠かれた切欠部が成形される。樹脂
部材成形用型枠は、上記セグメント本体の外面と周方向
および軸方向の接合壁の一部が切り欠かれた切欠部を覆
う樹脂部材が成形されるように配置される。上記樹脂部
材成形用型枠は、上記セグメント本体が内側の型枠とし
て兼用されるため、安価な外面樹脂被覆セグメントを製
造することができる。

【００３２】（第７発明） セグメント本体は、コンクリート成形用上部型枠が除去
された後、上記セグメント本体の所定位置にアンカー部
材が打ち込まれる。上記アンカー部材は、振動を与えな
がら油圧あるいは機械的な力によって打ち込むと都合が
よい。アンカー部材は、鋼鉄製あるいは樹脂製とするこ
とができる。

【００３３】（第８発明） セグメント本体の外面には、予め凹部が設けられてい
る。そして、樹脂部材は、上記凹部にも充填されるた
め、この部分がリブとなり、強度を上げることができ
る。リブの形状および配置は、必要な強度が得られれば
任意である。

【００３４】（第９発明） セグメント本体は、樹脂部材によって反応射出成形する
際に、予め４０°Ｃないし９０°Ｃ、好ましくは、６０
°Ｃないし８０°Ｃに加熱される。樹脂部材は、セグメ
ント本体が加熱されていると、反応が促進される。

【００３５】（第１０発明） 外面樹脂被覆セグメントの製造方法において、使用され
るセグメント本体は、鉄筋コンクリートセグメント、ス
チールセグメント、またはダクタイルセグメント等があ
る。これらのセグメント本体は、その外面に樹脂が被覆
されるため、水密性および耐蝕性の高いシールドトンネ
ルが構築される。

【００３６】（第１１発明） セグメント本体は、予め熱可塑性樹脂が被膜として塗布
されている。その後、セグメント本体は、樹脂部材を反
応射出成形することによって外面が被覆される。上記熱
可塑性樹脂の被膜は、硬化性および密着性を向上させ
る。

【００３７】（第１２発明） 上記熱可塑性樹脂の被膜は、オレフィン系樹脂、たとえ
ば、ポリエチレンやポリプロピレン等を使用することが
できる。これらの被膜は、簡単にセグメント本体を覆う
と共に、密着性が良い。

【００３８】

【実 施 例】図１は本発明の第一実施例で、鉄筋コン
クリートからなるセグメント本体を作製する装置の概念
を説明するための断面図である。図２は本発明の第一実
施例で、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体の外
面に被覆する樹脂部材を成形する装置の概念を説明する
ための断面図である。図１において、鉄筋コンクリート
からなるセグメント本体成形用下部型枠１１は、その表
面が外面樹脂被覆セグメントの内面と同じ円弧を有する
ように成形されている。鉄筋コンクリートからなるセグ
メント本体成形用第１側部型枠１２、および鉄筋コンク
リートからなるセグメント本体成形用第２側部型枠１３
は、略左右対照で、互いに略円弧に沿って左右方向に移
動ができるようになっていると共に、鉄筋コンクリート
からなるセグメント本体１５の周方向接合壁１５１を作
製するためのものである。また、図示されていないが、
外面樹脂被覆セグメントの軸方向接合壁１５２を成形す
る軸方向に移動可能な二つの型枠がある。

【００３９】また、鉄筋コンクリートからなるセグメン
ト本体成形用第１側部型枠１２および鉄筋コンクリート
からなるセグメント本体成形用第２側部型枠１３の下部
には、型枠凸部１２１および１３１が設けられている。
すなわち、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体１
５は、内面と少なくとも二つの接合壁１５１（１５２）
とによって形成される稜線部分が切り欠かれた抱き込み
部成形用切欠部１５３が成形される。第一実施例におけ
る上記抱き込み部成形用切欠部１５３の形状は、図１に
示す三角形の凸部以外に、半円形状等変形させることが
できる。また、鉄筋コンクリートからなるセグメント本
体成形用下部型枠１１、鉄筋コンクリートからなるセグ
メント本体成形用第１側部型枠１２、および鉄筋コンク
リートからなるセグメント本体成形用第２側部型枠１３
の大きさや高さは、構築物の大きさあるいは必要な強度
によってそれぞれ異なる。

【００４０】次に、鉄筋コンクリートからなるセグメン
ト本体成形用下部型枠１１、鉄筋コンクリートからなる
セグメント本体成形用第１側部型枠１２、鉄筋コンクリ
ートからなるセグメント本体成形用第２側部型枠１３等
によって形成されている型枠内には、隣合ったセグメン
トを接合するボルトが挿入できると共に、ナットを締め
る器具によって取り付け作業ができる大きさと形状を有
するボルトボックスと、グラウト材を注入するグラウト
材注入孔金物、鉄筋籠、必要に応じて、ボルトを挿入す
るシース管等が鉄筋によって接合された状態で配置され
る。そして、上記型枠の上部には、コンクリート注入孔
１４１を有する鉄筋コンクリートからなるセグメント本
体成形用上部型枠１４が配置される。その後、上記コン
クリート注入孔１４１から、コンクリートが注入され、
型枠内に充填される。コンクリートは、充填に際し、図
示されていない振動台等に置かれて振動させられると共
に、棒状バイブレータ等で内部締固めを行う。

【００４１】コンクリート注入孔１４１近傍のコンクリ
ートは、コテによって均（なら）される。その後、鉄筋
コンクリートからなるセグメント本体成形用上部型枠１
４は、上方に移動させられる。そして、コンクリートが
硬化する前に、必要に応じて、図２に示すアンカーピン
１５４が打ち込まれる。アンカーピン１５４は、鋼鉄製
あるいは樹脂製で、油圧あるいは機械的な力によって打
ち込む鋲打機等を使用することが望ましい。次に、セグ
メントとして成形された鉄筋コンクリートからなるセグ
メント本体１５は、必要により、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体成形用下部型枠１１と略同じ形状の
樹脂部材成形用基台２１に移される。また、樹脂部材成
形用基台２１上には、接合壁と間隔をおいて、樹脂部材
成形用第１側部型枠２２および樹脂部材成形用第２側部
型枠２３が配置される。樹脂部材成形用第１側部型枠２
２および樹脂部材成形用第２側部型枠２３は、内方に突
出する第１シール溝用突起２２１および第２シール溝用
突起２２２が設けられている。なお、同様に、鉄筋コン
クリートからなるセグメント本体１５の軸方向接合壁１
５２側にも、樹脂部材成形用型枠が配置される。

【００４２】さらに、樹脂部材成形用第２側部型枠２３
には、少なくとも一つの樹脂部材注入口２３１が下方に
設けられている。樹脂部材成形用第１側部型枠２２およ
び樹脂部材成形用第２側部型枠２３の上には、鉄筋コン
クリートからなるセグメント本体１５の外面と必要な間
隔を離して、樹脂部材成形用上部型枠２４が配置され
る。樹脂部材成形用上部型枠２４には、空気抜口２４１
が設けられている。樹脂部材２５は、樹脂部材注入口２
３１から圧入されると、空気抜口２４１から空気が抜け
て型枠内に充填される。樹脂部材２５は、硬化された
後、各樹脂部材成形用型枠が外されると、外面樹脂被覆
セグメントが出来上がる。アンカーピン１５４は、鉄筋
コンクリートからなるセグメント本体１５と樹脂部材２
５とを密着させているため、樹脂部材２５が鉄筋コンク
リートからなるセグメント本体１５から剥離しない。

【００４３】また、樹脂部材２５は、鉄筋コンクリート
からなるセグメント本体１５に設けられた抱き込み部成
形用切欠部１５３に入りこみ、硬化する際に収縮する。
その結果、樹脂部材２５は、鉄筋コンクリートからなる
セグメント本体１５を抱き込むようになり、鉄筋コンク
リートからなるセグメント本体１５から剥離し難くな
る。鉄筋コンクリートからなるセグメント本体１５は、
樹脂部材２５を、たとえば、反応射出成形によって被覆
するに際し、樹脂の硬化反応を促進するために、たとえ
ば、４０°Ｃないし９０°Ｃ、好ましくは、６０°Ｃな
いし８０°Ｃに加熱される。また、鉄筋コンクリートか
らなるセグメント本体１５の表面には、予めオレフィン
系樹脂の塗膜を設けたり、フィルムを接着して、被膜が
形成される。この被膜は、樹脂部材との密着性、硬化性
を向上させる。なお、塗膜およびフィルムの接着方法
は、その他公知の手段を使用することができる。

【００４４】図３は本発明の第二実施例で、鉄筋コンク
リートからなるセグメント本体を作製する装置の概念を
説明するための断面図である。図４は本発明の第二実施
例で、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体の外面
に被覆する樹脂部材を成形する装置の概念を説明するた
めの断面図である。第二実施例は、鉄筋コンクリートか
らなるセグメント本体１５の接合壁の形状において、第
一実施例と異なっている。すなわち、図３において、鉄
筋コンクリートからなるセグメント本体成形用第１側部
型枠３２、および鉄筋コンクリートからなるセグメント
本体成形用第２側部型枠３３は、略左右対照で、円弧に
沿って左右方向に移動ができるようになっていると共
に、たとえば、鉄筋コンクリートからなるセグメント本
体１５の周方向の接合壁を作製するためのものである。
また、図示されていないが、外面樹脂被覆セグメントの
軸方向の接合壁を成形する二つの型枠がある。

【００４５】また、鉄筋コンクリートからなるセグメン
ト本体成形用第１側部型枠３２および鉄筋コンクリート
からなるセグメント本体成形用第２側部型枠３３の下部
には、シール溝用突起３２１が設けられていると共に、
上部には、断面Ｌ字状の樹脂部材用突起３２２が設けら
れている。すなわち、鉄筋コンクリートからなるセグメ
ント本体１５は、外面と接合壁に連なる部分に切欠部１
５５と、当該切欠部１５５と間隔を置いたシール溝１５
６とが成形される。第二実施例における切欠部１５５の
形状は、図３に示すＬ字形の切欠部以外に、半円形や突
起状等変形させることができる。また、鉄筋コンクリー
トからなるセグメント本体成形用下部型枠１１、鉄筋コ
ンクリートからなるセグメント本体成形用第１側部型枠
３２、および鉄筋コンクリートからなるセグメント本体
成形用第２側部型枠３３の大きさや高さは、構築物の大
きさあるいは必要な強度によってそれぞれ異なる。

【００４６】図４において、セグメントとして成形され
た鉄筋コンクリートからなるセグメント本体１５は、必
要により、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成
形用下部型枠１１と略同じ形状の樹脂部材成形用基台２
１に移される。また、樹脂部材成形用基台２１上には、
接合壁と間隔をおいて、樹脂部材成形用第１側部型枠４
２および樹脂部材成形用第２側部型枠４３が配置され
る。樹脂部材成形用第１側部型枠４２および樹脂部材成
形用第２側部型枠４３は、内方に突出する第１シール溝
用突起４２１が設けられている。同様に、鉄筋コンクリ
ートからなるセグメント本体１５の軸方向接合壁にも、
樹脂部材成形用型枠が配置される。

【００４７】樹脂部材４５は、樹脂部材注入口４３１か
ら圧入されると、空気抜口２４１から空気が抜けて型枠
内に充填される。樹脂部材４５は、硬化された後、各樹
脂部材成形用型枠が外されると、外面樹脂被覆セグメン
トが出来上がる。また、鉄筋コンクリートからなるセグ
メント本体１５に設けられた切欠部１５５には、樹脂部
材４５が入りこみ、硬化する際に収縮する。その結果、
樹脂部材４５は、鉄筋コンクリートからなるセグメント
本体１５を抱き込むようになり、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体１５から剥離し難くなる。

【００４８】図５は本発明の第三実施例で、リブ用凹部
を有する鉄筋コンクリートからなるセグメント本体を作
製する装置の概念を説明するための断面図である。図６
は本発明の第三実施例で、鉄筋コンクリートからなるセ
グメント本体の外面に被覆するリブを有する樹脂部材を
成形する装置の概念を説明するための断面図である。第
三実施例は、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体
１５を覆う樹脂部材にリブを設けた点において、第二実
施例と異なっている。すなわち、図５において、鉄筋コ
ンクリートからなるセグメント本体成形用下部型枠５１
は、第二実施例と逆向きに配置されている。また、第三
実施例は、鉄筋コンクリートからなるセグメント本体１
５を覆う樹脂部材にリブを設けその強度を増すようにす
るものである。

【００４９】鉄筋コンクリートからなるセグメント本体
成形用下部型枠５１は、樹脂部材にリブを設けるため、
たとえば、碁盤目のようにリブ成形用凸部５１１が設け
られている。型枠には、鉄筋籠等所定の金物等を配置し
た後、コンクリート注入孔５４１からコンクリートが注
入される。コンクリートは、充填に際し、振動台に置か
れて振動させられると共に、棒状バイブレータ等で内部
締固めを行う。鉄筋コンクリートからなるセグメント本
体１５は、リブ成形用凸部５１１を有する鉄筋コンクリ
ートからなるセグメント本体成形用下部型枠５１、シー
ル溝用突起５２１を有する鉄筋コンクリートからなるセ
グメント本体成形用第１側部型枠５２、および樹脂部材
用突起５２２を有する鉄筋コンクリートからなるセグメ
ント本体成形用第２側部型枠５３によって、リブ、シー
ル溝、および切欠部１５７を有するように成形される。

【００５０】第三実施例におけるリブの形状は、碁盤目
以外に、一方向のみのもの、あるいは断続的に設けるも
の、リブの先端部の形状の異なるもの等変形させること
ができる。次に、鉄筋コンクリートからなるセグメント
本体１５は、上下向きを変えて、樹脂部材成形用基台２
１に配置される。その後、樹脂部材成形用第１側部型枠
６２、樹脂部材成形用第２側部型枠６３、樹脂部材成形
用上部型枠２４が鉄筋コンクリートからなるセグメント
本体１５と所定の間隔にして配置される。樹脂部材６５
は、空気抜口２４１から空気を抜きながら、樹脂部材注
入口６３１から圧入される。

【００５１】図７（イ）は本発明の他の実施例で、台形
型外面樹脂被覆セグメントを説明するための図で、
（ロ）はアンカーピン付き外面樹脂被覆セグメントを説
明するための図である。図７において、台形型外面樹脂
被覆セグメント７１は、台形状の弧面を有する湾曲した
セグメント本体７２と、当該セグメント本体７２の外面
および接合壁の一部を覆った樹脂部材７３とから構成さ
れている。また、台形型外面樹脂被覆セグメント７１
は、コンクリートからなるセグメント本体に、図示され
ていない鉄筋籠、接合するためにボルトを挿入するボル
ト孔７４、ボルトおよびナットによって隣合った台形型
外面樹脂被覆セグメント７１どうしを接合するための作
業用ボルトボックス７５、シール溝７６、７７とが設け
られている。

【００５２】図７（ロ）において、セグメント本体７２
は、アンカーピン７９を打ち込んだ後、樹脂部材７３に
よって覆うまで、横にして作業場に置かれている状態を
示している。たとえば、セグメント本体７２を成形する
工場と、樹脂部材を成形する現場とが異なっていても、
図７（ロ）に示すような向きとすることで、狭い場所に
多くのセグメント本体を置くことができる。本実施例の
台形型外面樹脂被覆セグメントは、図示されていないシ
ール部材や樹脂部材によって、コンクリート内への浸水
を防止している。また、本実施例の台形型樹脂被覆セグ
メントは、コンクリートに発生し易いクラックからの浸
水による水圧の影響があっても、アンカーピンとコンク
リートの食い付きにより、樹脂部分だけに応力を受ける
ことがない。

【００５３】次に、外面樹脂被覆セグメントの製造につ
いて説明する。外面樹脂被覆セグメントは、たとえば、
図示されていない反応射出成形装置に、ノルボルネン系
モノマーとメタセシス触媒系を主材とする反応射出成形
用材料が型内に注入されることによって所望の形状に作
製される。反応射出成形用材料は、たとえば、ノルボル
ネン系モノマーとメタセシス触媒とからなる第１の液体
と、ノルボルネン系モノマーと活性剤とからなる第２の
液体とを用意する。その後、上記安定した２液は、たと
えば、ミキシングヘッドによって混合された後、反応射
出成形装置の型枠内に低圧で注入される。本実施例は、
上記のように低圧で反応射出成形ができるため、型枠が
安価なものでよい。

【００５４】上記反応射出成形用材料の詳細は、たとえ
ば、特公平３−２８４５１号公報、特公平４−９８１２
号公報、特公平６−１３５６３号公報、特公平６−２４
８０６号公報、特開平６−８２７３号公報に記載されて
おり、これらの材料を使用して、本実施例の樹脂被覆セ
グメントを作製することができる。また、セグメント本
体の表面には、予め熱可塑性樹脂の被膜を形成するのが
好ましい。この被膜としては、ポリエチレンやポリプロ
ピレン等のオレフィン系樹脂からなる熱可塑性樹脂を使
用することができる。

【００５５】図８は本発明の他の実施例である六角型樹
脂被覆セグメントを説明するための図である。図８にお
いて、六角型樹脂被覆セグメント８１は、たとえば、二
つの長辺と、四つの短辺とを有すると共に、上方および
下方の湾曲した二つの平面から構成される。六角型樹脂
被覆セグメント８１は、短辺とされたトンネルの周方向
の接合面８２と、長辺とされたトンネルの軸方向の接合
面８３とを有する。特に、上記軸方向接合面８３は、シ
ールド機におけるシールドジャッキが当接するためにト
ンネルの軸方向に対して垂直面となっている。シールド
機は、シールドジャッキによって、トンネルの軸方向接
合面８４を押しながらトンネルの前方に掘削して行く。

【００５６】以上、本実施例を詳述したが、本発明は、
前記実施例に限定されるものではない。そして、特許請
求の範囲に記載された本発明を逸脱することがなけれ
ば、種々の設計変更を行なうことが可能である。本発明
は、外面樹脂被覆セグメントの形状を台形型、あるいは
六角型の代わりに亀の子型、三角形、正方形、長方形、
その他に変形させることが可能である。実施例における
台形型樹脂被覆セグメントは、周方向が６個の場合を示
しているが、この数に限定されるものではない。

【００５７】本発明の外面樹脂被覆セグメントは、自動
車道、鉄道、歩道用トンネル、あるいは下水道、上水
道、工業用水道、地下河川、地下タンク、地上に設置さ
れたタンクまたは容器等に使用することができる。実施
例において、外面樹脂被覆セグメントにおける樹脂部材
を作製する反応射出成形、およびセグメント本体の作製
方法については、詳述していないが、周知または公知の
手段を採用することができる。ボルト・ナットを挿入す
るボルトボックスの形状は、実施例以外に作業能率やト
ンネルの厚さを考慮した上で、変形させることが容易で
ある。また、セグメントの継手は、コッター式継手、ネ
ジ締結式ピン継手等、他のタイプの結合金具も使用する
ことができる。

【００５８】本発明のセグメント本体は、鉄筋コンクリ
ート製のものについて詳述したが、スチールセグメント
やダクタイルセグメントも同様に使用できる。ダクタイ
ルセグメントとしては、通常の主桁タイプの他に、コン
クリートと複合化したコルゲートタイプも使用すること
ができる。また、上記主桁の配置や形状の異なるものも
使用することができる。スチールセグメントは、アンカ
ー部材として、鋲、Ｔ字型、抜け止め用膨出部を有する
部材を電気溶接等で固定することができる。また、アン
カー部材としては、鋲のようなタイプの他に、帯状部
材、あるいは帯状部材に貫通孔を設けたもの等を軸方向
および周方向または一方向に配置してもよい。また、上
記アンカー部材の材質は、金属製以外にプラスチック製
とすることもできる。さらに、セグメントやコンクリー
トの材質も周知あるいは公知のものを適用することがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば、セグメント本体を覆う
樹脂部材を成形する際に、前記セグメント本体が樹脂部
材を成形する際の型枠の一部になっているため金型が安
価である。本発明によれば、セグメント本体の周方向お
よび軸方向の接合壁の一部に切欠部を設け、この部分に
樹脂部材を被覆して、接合部の面を同一にしているた
め、樹脂部材が硬化する際に収縮して、セグメント本体
と樹脂部材との密着性を向上させる。すなわち、樹脂部
材が硬化する際の収縮は、セグメント本体と切欠部の形
状により、セグメント本体を抱き込むようになり、セグ
メント本体と樹脂部材とが剥離し難い。本発明によれ
ば、セグメント本体にアンカー部材を設けたため、樹脂
部材とセグメント本体との剥離強度が向上し、一体とな
り、強度のある外面樹脂被覆セグメントを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例で、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体を作製する装置の概念を説明するた
めの断面図である。

【図２】本発明の第一実施例で、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体の外面に被覆する樹脂部材を成形す
る装置の概念を説明するための断面図である。

【図３】本発明の第二実施例で、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体を作製する装置の概念を説明するた
めの断面図である。

【図４】本発明の第二実施例で、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体の外面に被覆する樹脂部材を成形す
る装置の概念を説明するための断面図である。

【図５】本発明の第三実施例で、リブ用凹部を有する鉄
筋コンクリートからなるセグメント本体を作製する装置
の概念を説明するための断面図である。

【図６】本発明の第三実施例で、鉄筋コンクリートから
なるセグメント本体の外面に被覆するリブを有する樹脂
部材を成形する装置の概念を説明するための断面図であ
る。

【図７】（イ）は本発明の他の実施例で、台形型外面樹
脂被覆セグメントを説明するための図で、（ロ）はアン
カーピン付き外面樹脂被覆セグメントを説明するための
図である。

【図８】本発明の他の実施例である六角型樹脂被覆セグ
メントを説明するための図である。

【図９】従来例における矩形型樹脂被覆セグメントを説
明するための図である。

【図１０】図９におけるセグメントの接合部を説明する
ための図である。

【図１１】従来例におけるセグメントを使用したトンネ
ルの構造を説明するための図である。

【図１２】（イ）ないし（ハ）は、図１１における各セ
グメントの形状を説明するための図である。

【符号の説明】

１１・・・鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成
形用下部型枠 １２・・・鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成
形用第１側部型枠 １２１・・型枠凸部 １３・・・鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成
形用第２側部型枠 １３１・・型枠凸部 １４・・・鉄筋コンクリートからなるセグメント本体成
形用上部型枠 １４１・・コンクリート注入孔 １５・・・鉄筋コンクリートからなるセグメント本体 １５１・・周方向接合壁 １５２・・軸方向接合壁 １５３・・抱き込み部成形用切欠部 １５４・・アンカーピン １５５・・切欠部 １５６・・シール溝 １５７・・切欠部 ２１・・・樹脂部材成形用基台 ２２・・・樹脂部材成形用第１側部型枠 ２２１・・第１シール溝用突起 ２２２・・第２シール溝用突起 ２３・・・樹脂部材成形用第２側部型枠 ２３１・・樹脂部材注入口 ２４・・・樹脂部材成形用上部型枠 ２４１・・空気抜口 ２５・・・樹脂部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 一男 東京都中央区京橋一丁目18番１号 シー アイ化成株式会社内 (72)発明者 島 宣之 東京都中央区京橋一丁目18番１号 シー アイ化成株式会社内 (72)発明者 西片 晃 東京都中央区京橋一丁目18番１号 シー アイ化成株式会社内 (72)発明者 奥野 博文 東京都中央区京橋一丁目18番１号 シー アイ化成株式会社内 (72)発明者 増田 祐一 東京都中央区京橋一丁目18番１号 シー アイ化成株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−164414（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−8273（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−228787（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−74498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/04 E21D 11/08

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセグメントを周方向および軸方向
   に接合することによって、シールドトンネルを構築する
   外面樹脂被覆セグメントにおいて、 少なくとも外面と、周方向および軸方向の接合壁を有す
   るセグメント本体と、当該セグメント本体の外面に連なる周方向および軸方向
   の接合壁の一部が切り欠かれた切欠部と、 上記セグメント本体の外面と周方向および軸方向の上記
   切欠部に至る部分とを一体的にすると共に、接合壁が略
   同じ面となるように被覆した樹脂部材と、上記樹脂部材を上記セグメント本体に密着させるため
   に、セグメント本体の外面に設けられたアンカー部材
   と、 から構成されていることを特徴とする外面樹脂被覆セグ
   メント。
2. 【請求項２】 上記セグメント本体の外面に凹部が成形
   されていることを特徴とする請求項１記載の外面樹脂被
   覆セグメント。
3. 【請求項３】 上記セグメント本体は、鉄筋コンクリー
   トセグメント、スチールセグメント、またはダクタイル
   セグメントからなることを特徴とする請求項１記載の外
   面樹脂被覆セグメント。
4. 【請求項４】 上記樹脂部材は、ノルボルネン系モノマ
   ーとメタセシス触媒系を主材とする反応射出成形用材料
   からなることを特徴とする請求項１記載の外面樹脂被覆
   セグメント。
5. 【請求項５】 少なくとも外面と、周方向および軸方向
   の接合壁を有するセグメント本体を製造する工程と、 上記セグメント本体の外面と、周方向および軸方向の接
   合壁を覆う樹脂部材を成形するための樹脂部材成形用型
   枠を配置する工程と、 上記樹脂部材成形用型枠内に、ノルボルネン系モノマー
   とメタセシス触媒系を主材とする反応射出成形用材料か
   らなる樹脂部材を反応射出成形する工程と、 上記樹脂部材が硬化した後、上記樹脂部材成形用型枠を
   除去する工程と、 からなることを特徴とする外面樹脂被覆セグメントの製
   造方法。
6. 【請求項６】 上記セグメント本体は、外面に連なる周
   方向および軸方向の接合壁の一部が切り欠かれた切欠部
   を有するセグメント本体を製造する工程と、 上記セグメント本体の外面と周方向および軸方向の接合
   壁の一部が切り欠かれた切欠部を覆う樹脂部材を成形す
   るための樹脂部材成形用型枠を配置する工程と、 を有することを特徴とする請求項５記載の外面樹脂被覆
   セグメントの製造方法。
7. 【請求項７】 上記セグメント本体の外面に、予めアン
   カー部材を設けたことを特徴とする請求項５記載の外面
   樹脂被覆セグメントの製造方法。
8. 【請求項８】 上記セグメント本体の外面に、予め凹部
   を設けたことを特徴とする請求項５記載の外面樹脂被覆
   セグメントの製造方法。
9. 【請求項９】 上記セグメント本体は、予め加熱した
   後、樹脂部材を反応射出成形することを特徴とする請求
   項５ないし請求項８のいずれか１項に記載された外面樹
   脂被覆セグメントの製造方法。
10. 【請求項１０】 上記セグメント本体は、鉄筋コンクリ
    ートセグメント、スチールセグメント、またはダクタイ
    ルセグメントからなることを特徴とする請求項５ないし
    請求項９のいずれか１項に記載された外面樹脂被覆セグ
    メントの製造方法。
11. 【請求項１１】 上記セグメント本体に予め熱可塑性樹
    脂の被膜を形成した後、樹脂部材を反応射出成形するこ
    とを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか１
    項に記載された外面樹脂被覆セグメントの製造方法。
12. 【請求項１２】 上記熱可塑性樹脂の被膜は、オレフィ
    ン系樹脂からなることを特徴とする請求項１１記載の外
    面樹脂被覆セグメントの製造方法。