JP3259823B2 - 樹脂被覆セグメント - Google Patents
樹脂被覆セグメントInfo
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Description
脂被覆セグメントを組み立て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樹脂被覆セグメントおよび
その製造方法に関するものである。特に、本発明は、鉄
道または自動車道用のトンネル、雨水用、下水道用、ま
たは共同坑用シールドトンネルのような水密性が要求さ
れるトンネル、あるいは略円形または半円形からなる構
築物を組み立てるための樹脂被覆セグメントおよびその
製造方法に関するものである。
用したトンネルの構造を説明するための図である。図1
2(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、トンネルの中心点を通過する
直線で切られている。図12(ロ)に示すB型セグメン
ト112は、A型セグメント111と接する端面と反対
側にテーパー部112′が備えられている。図12
(ハ)に示すK型セグメント113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。
1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、トンネルができる。
ドトンネルに使用されるセグメントは、汚水によって、
硫化水素ガスが発生し易く、この硫化水素ガスと水が反
応して亜硫酸等の酸になるために、コンクリート部材を
劣化させたり、あるいはボルトおよびナットを腐食させ
る原因になった。そのため、トンネルの内側は、二次覆
工コンクリートによって補強し、トンネルの内面をエポ
キシ樹脂等の塗料で塗布していた。
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用外型が必要であり、トンネルが大
型化するに伴い型にかかる経費が高価になる。さらに、
トンネルの内側を樹脂で覆うセグメントは、樹脂をコン
クリート部材の型枠の一部にすることもできるが、トン
ネルに大きな推力を受けると、樹脂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。すなわち、
樹脂やコンクリート部材としての素材の強度はあって
も、樹脂とコンクリート部材との間に隙間があると、箱
状体をしたセグメントとしての強度が落ちる。
めのもので、構造が簡単で水密性に優れていると共に、
型部材とコンクリート部材との密着性を良くすることに
よって、トンネルの圧縮強度を保つことができる一種類
の樹脂被覆セグメントおよびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
トは、複数のセグメントを組み立てることによってシー
ルドトンネルを構築するものであり、前記トンネルの軸
方向に垂直な接合面となる二つの接合壁と、当該接合壁
と一体に設けられた一つの底板12とから構成された熱
硬化性樹脂製の湾曲した型部材11と、上記底板12に
植設されたアンカーピン17と接合壁の内側に植設され
たアンカーリブ18、19と、当該型部材11に充填さ
れたコンクリート部材とから構成され、かつ、上記型部
材11の各接合壁の高さは、樹脂被覆セグメントの厚み
の80%以下であることを特徴とする。
は、台形型であり、トンネルの軸方向に垂直な接合面で
あり、かつ上記台形型の上辺および底辺に位置する二つ
の接合壁と、一つの湾曲した底板12とからなる三面で
構成されたものであることを特徴とする。
は、台形型あるいは矩形型であり、トンネルの軸方向に
垂直な接合面となる二つの接合壁と、樹脂被覆セグメン
トのトンネルの円周方向の接合面となる二つの接合壁
と、一つの湾曲した底板12とからなる五面が一体に構
成されていることを特徴とする。
は、六角型であり、六角型の各接合面となる六つの接合
壁と、一つの湾曲した底板12とからなる七面が一体に
構成されていることを特徴とする。
トンネルの軸方向および円周方向を接合して水密性の高
いトンネルを組み立てる。型部材は、トンネルの軸方向
に垂直な接合面となる少なくとも二つの接合壁と、一つ
の湾曲した底板とが一体に成形され、略断面コ字状部が
形成されている。また、上記型部材は、トンネルの断面
を複数個に分割した湾曲をしており、その底板にアンカ
ーピンが、また、接合壁の内側にアンカーリブが植設さ
れるように、たとえば、熱硬化性樹脂部材が反応射出成
形によって作製される。さらに、型部材には、接合壁の
ない部分に、コンクリート成形用外型枠が設けられて凹
部が形成され、当該凹部に所望の強度を得るための鉄筋
等を入れた後に、コンクリート部材が充填される。本発
明の前記型部材は、その接合壁において、コンクリート
部材の部分を設け、その部分でシール部材を介在させる
ことが望ましい。そこで、接合壁における樹脂部材の高
さを調べた結果、型部材は、樹脂被覆セグメントの厚み
の80%以下、好ましくは20%ないし70%であるこ
とが望ましかった。
によって、トンネルの円周方向に接続されて、リングが
構成される。その後、上記リングは、樹脂被覆セグメン
トをそれぞれ軸方向に継手手段によって接続される。継
手手段は、樹脂被覆セグメントどうしを接続するための
ボルト・ナットをはじめ継手金具とコンクリート部材と
を接続する鉄筋を含めたものである。また、上記継手手
段は、樹脂被覆セグメントの開口部に設けられた金具等
によっても達成される。
の開口部に設けられたボルト・ナットを挿入する孔の開
いたボルトボックスである。ボルトボックスは、ボルト
を挿入して、ナットによって締め付ける作業を行うこと
ができる大きさであると共に、樹脂被覆セグメントを接
合した際の強度を保つことができる部材から構成され
る。
場合、樹脂被覆セグメントの長側面(底辺)と短側面
(上辺)とを上下逆方向にして順次接合することによっ
て、全部同じ大きさのものとすることができるため、樹
脂用型枠やコンクリート成形用外型枠の経費が安価にな
る。また、本発明の型部材は、矩形型または六角型にす
ることによって、上記と同様に、全部同じ大きさのもの
とすることができる。
直な接合面となる二つの接合壁と、当該接合壁と一体に
設けられた一つの湾曲した底板との三面と、二つのコン
クリート成形用外型枠とで囲まれている。また、前記底
板と接合壁の少なくとも一方に前記アンカーピンまたは
アンカーリブが設けられている。そして、上記型部材と
コンクリート成形用外型枠とで囲まれた部分には、鉄筋
および継手金具等を挿入した後、コンクリート部材が充
填される。セグメント方向の接合面は、コンクリート部
材どうしであるため、シール部材を介することで、高い
水密性を有する。前記アンカーピンまたはアンカーリブ
は、前記型部材とコンクリートとの密着性を向上せるこ
とができた。
あり、かつ台形型の上辺および底辺に位置する二つの接
合壁と、一つの湾曲した底板と、二つのコンクリート成
形用外型枠とで囲まれている。そして、上記型部材とコ
ンクリート成形用外型枠とで囲まれた部分には、鉄筋お
よび継手金具等を挿入した後、コンクリート部材が充填
される。上記型部材によって作製された台形型樹脂被覆
セグメントは、上下を交互に逆にしてトンネルを構築す
ることができる。
あり、かつ台形型の上辺および底辺に位置する二つの接
合壁と、トンネルの円周方向の接合面となる二つの接合
壁と、一つの湾曲した底板との五面が一体に構成されて
いると共に、これらによって囲まれている。そして、上
記型部材によって囲まれた部分には、鉄筋および継手金
具等を挿入した後、コンクリート部材が充填される。上
記型部材によって作製された台形型樹脂被覆セグメント
は、一種類のものを上下を交互に逆にしてトンネルを構
築することができる。
による七面が一体になって構成されていると共に、これ
らによって囲まれている。上記型部材の内部には、鉄
筋、および継手金具等を挿入した後、コンクリートが充
填されて樹脂被覆セグメントが構成される。六角型の樹
脂被覆セグメントは、正六角型の他に、二つの長辺と四
つの短辺からなるものとすることができる。
板と食い付き易い凹凸を有すると共に、充填されたコン
クリート部材にも食い付き易い凹凸を有している。した
がって、このようなアンカーピンに設けられた凹凸は、
コンクリート部材に食い付くため、トンネルに巨大な推
力が加わっても、樹脂の部分とコンクリート部材との部
分が剥離しないため、設計通りの強度を得ることができ
る。
面および底板から成形されており、コンクリート部材が
前記側面と分離しない方向に凹凸を有している。したが
って、上記のような構造のアンカーリブは、コンクリー
ト部材に食い付くため、トンネルに巨大な推力が加わっ
ても、樹脂側面部分とコンクリート部材との部分が剥離
しないため、設計通りの強度を得ることができる。
形状を複雑にすれば、台形型部材とコンクリート部材と
が巨大な推力を受けても分離しない。しかし、アンカー
ピンまたはアンカーリブの形状を複雑にすると、台形型
部材を作製する型が高価になる。そこで、本発明のアン
カーピンまたはアンカーリブは、一体成形が可能なよう
に、これらを作製する際に型を抜く方向に一致した形状
にした。したがって、本発明のアンカーピンまたはアン
カーリブは、台形型樹脂被覆セグメントが湾曲している
ため、その底板または側面から垂直にならず、コンクリ
ート部材との分離をし難くしている。
を充填する凹部がトンネルの内側または外側に設けられ
る。たとえば、雨水用または下水道用トンネルの場合、
コンクリート部材が汚水によって酸化されないように、
耐酸性の熱硬化性樹脂は、トンネルの内側に来るように
設けられる。また、歩道トンネルや鉄道、車道トンネル
の場合、地下水等がトンネル内に浸水しないように、上
記熱硬化性樹脂側は、トンネルの外側に配置される。
化性樹脂は、ノルボルネン系モノマーとメタセシス触媒
を主材とする反応射出成形用材料からなる。上記反応射
出成形用材料は、低粘度のため低温、低圧で反応射出成
形できるので、型枠がコンクリート部材の型枠と同じ材
質のものが使用できる。
方法は、複数の湾曲をした樹脂被覆セグメントを組み立
てることによって水密性の高いトンネルを構築すること
ができる。型部材は、トンネルの軸方向に垂直な接合面
となる二つの接合壁面と、一つの湾曲した底板との三面
が一体に構成された凹部と、前記底板に設けられたアン
カーピンとが、液状の熱硬化性樹脂を反応射出成形によ
り、一体に成形される。コンクリート成形用外型枠に、
上記成形された型部材と、鉄筋および継手金具等とを配
置した後、コンクリート部材が充填されて、樹脂被覆セ
グメントとなる。型部材は、樹脂被覆セグメントの一部
となるため、その分、型が安価であると共に、コンクリ
ート部材から型部材を剥がすための剥離剤、および型部
材からコンクリート部材を出す手間が容易になる。
方法は、少なくとも二つの接合壁と一つの湾曲した底板
とが一体に構成された型部材が液状の熱硬化性樹脂によ
って反応射出成形される。その後、上記型部材には、鉄
筋および継手金具等が配置されると共に、接合壁に接す
る鉄筋に保持スペーサが配置される。そして、上記型部
材には、コンクリート部材が充填されながら、振動を与
え、締固められる。型部材の接合壁と当該接合壁に接す
る鉄筋との間には、保持スペーサが配置され、接合壁が
樹脂被覆セグメント成形型に押し付けられているため、
コンクリート部材を充填する際の振動を加えても、保持
スペーサによって、接合壁の振動が抑えられ、コンクリ
ート部材と接合壁との界面に隙間が発生せずに、綺麗に
充填することができる。
型樹脂被覆セグメントにおける台形型部材の上面図で、
(ロ)は(イ)におけるX−X′断面図、(ハ)は
(イ)におけるY−Y′断面図である。図2(イ)は図
1(イ)におけるZ−Z′断面図で、(ロ)(イ)にお
けるアンカーリブの上部断面図、(ハ)は(イ)におけ
るアンカーリブの下部断面図である。図3(イ)は図1
(イ)における矢印A方向からみたリング側長側面で、
(ロ)は図1(イ)における矢印B方向からみたリング
側短側面である。
は、湾曲した底板12(図3参照)と、一方のリングが
接するリング側長側面(底辺)13と、他方のリングが
接するリング側短側面(上辺)14と、トンネルが組ま
れた後、シールド工法によって掘削された穴と台形型樹
脂被覆セグメントから構成されるトンネルとの間の隙間
に充填するグラウト材の挿入孔であるグラウト材注入孔
15と、台形型樹脂被覆セグメントどうしを接合するた
めにボルト・ナットを挿入する開口部16と、台形型部
材11と充填するコンクリート部材との剥離を防止する
ために底板12に設けられたアンカーピン17と、台形
型部材11の充填するコンクリート部材との剥離を防止
するためにリング側またはセグメント側に設けられたア
ンカーリブ19とから構成される。
および(ロ)に示されているように、湾曲した弧面を有
し、たとえば、6個のセグメントに分割されると共に、
各セグメントが相似形になっている。台形型部材11
は、トンネルの軸方向と垂直に接合壁を有する。台形型
部材11は、台形であるため、図1(イ)および図3
(イ)、(ロ)から判るように、接合壁となる湾曲した
リング側長側面13と、リング側短側面14とが設けら
れ、三面を覆った断面略コ字状凹部が形成されている。
また、図示されていないが、台形型部材11は、トンネ
ルの円周方向の接合面にも接合壁を設けることができ
る。すなわち、台形型部材11は、コンクリート部材を
充填する上部を開放する以外、五面を樹脂部材によって
覆った型枠とすることができる。
は、図1(ハ)、あるいは図3(イ)および(ロ)から
判るように、トンネルの軸方向および円周方向を接合す
るための開口部16の位置にボルト孔22が形成されて
いる。セグメント側側面20には、コンクリート部材が
充填された際に、シール材用凹部21とボルト孔22が
できるような図示されていない置き枠およびコンクリー
ト用外型が置かれる。
における底部12の中央部に設けられ、短管をインサー
トすることによって、コンクリート部材が充填された後
にも、貫通孔となるようにする。そして、グラウト材注
入孔15は、トンネルが構成された後、たとえば、台形
型樹脂被覆セグメントによって形成されたトンネルと、
シールド工法等によって掘削された穴との間にできる隙
間に、たとえば、セメントモルタル、あるいはコンクリ
ートミルク等のような流動性の良い部材を注入して、ト
ンネルの強度を強化するためのものである。なお、セメ
ントモルタルの性質は、流動性がよいこと、凝固時の収
縮性の小さいことが必要である。
具を備えた樹脂被覆セグメントを相互にボルト・ナット
で接合するための作業を行うものである。アンカーピン
17は、充填されたコンクリート部材と台形型部材11
とが剥離するのを防止するものであり、一体成形する場
合、湾曲した底板12に対して垂直に設けられず、台形
型部材11を作製する際の成形型を抜き易いように、当
該成形型を抜く方向に向きが揃えられている。
は、1000t/m2 ないし10000t/m2 もあ
る。そのため、樹脂部材あるいは鉄筋コンクリートの素
材としての圧縮強度はあっても、台形型樹脂被覆セグメ
ントとしての箱には、上記のような強度が加わると、樹
脂部材と鉄筋コンクリート部材との間の密着度が悪いた
め、破壊する危険がある。したがって、本実施例の台形
型樹脂被覆セグメントは、図示されていないシール部材
や台形型部材11によって、コンクリート部材内への浸
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、コンクリート部材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1
7とコンクリート部材の食い付きにより、樹脂部分だけ
に応力を受けることがない。
るアンカーピンの異なる例を説明するための図である。
図4(ニ)は本発明の台形型樹脂被覆セグメントの実施
例を説明するための図である。アンカーピン17は、図
4(イ)ないし(ハ)に示すように、各種のものが考え
られる。たとえば、図4において、アンカーピン41、
44、47が同じ底板12に植設されているが、少なく
とも一種類が台形型部材11の底板12にインサート成
形される。そして、図4(イ)および(ロ)に示すアン
カーピン41および44は、底板12との密着性を向上
させるために、凹部42がその根元近傍の周囲に成形さ
れている。
ンクリート部材に食い付き易くするため、貫通孔45が
設けられている。この食い付き部は、貫通孔45の代わ
りに凹凸を設けておくこともできる。図4(ハ)に示す
アンカーピン47は、全体に螺旋状のネジ48が切られ
ている。このため、アンカーピン47は、底板12に植
設用の凹部42が省略できる。また、上記螺旋状のネジ
48は、鉄筋のような凹凸部でもよい。各アンカーピン
17には、食い付き部を備えているため、台形型部材1
1とコンクリート部材との剥離が無くなる。
(ハ)に示すように、断面略円形の突起23と板状部2
4とから構成され、リング側長側面13およびリング側
短側面14と、底板12に一体に成形されている。そし
て、突起23および板状部24とは、下部に向かうに従
い、大きい突起23′および厚い板状部24′になって
いる。また、この形状は、成形する際に型を抜き易くす
るためのものである。上記アンカーリブ18における突
起23、23′は、充填されたコンクリート部材が収縮
して、リング側長側面13およびリング側短側面14と
分離して隙間を作ることを防止する。
異なり、セグメント側の強度を得るためのものであり、
底板12に一体成形されている。アンカーリブ19が成
形された側には、図示されていないコンクリート成形用
外型枠が載置された後、コンクリート部材が充填される
ため、前記コンクリート成形用外型枠が除去されると、
コンクリート部材が表面に露出している。そして、この
コンクリート部材の露出面に、シール材用の凹部が成形
されている。また、各アンカーピン17、各アンカーリ
ブ18、19、リング側長側面13、およびリング側短
側面14は、底板12に対して垂直でなく、成形に際
し、型を抜く方向に一致させる。すなわち、これらは、
全て鉛直方向を向いているため、成形型が簡単にできる
と共に、充填されたコンクリート部材に対する食い付き
がよい。
成されているため、樹脂部材の熱線膨張係数と、コンク
リート部材の熱線膨張係数との間に大きな差が生じる。
そのため、台形型部材11と樹脂部材との間には、コン
クリート部材の硬化熱による膨張や、コンクリート部材
の冷却時による収縮が起こり、両者間が剥離し易くな
る。本実施例のアンカーピン17あるいはアンカーリブ
18、19は、上記熱膨張あるいは熱収縮、コンクリー
ト部材の重量、あるいは建設時や設置時の振動等を考慮
して、その厚さ、突起の大きさ等を決めている。
メントの厚さ方向の側面は、台形型部材11の側面55
と、コンクリート部材20の側面57とから構成されて
いる。そして、コンクリート部材は、台形型部材11の
側面55に連設されている台形型部材11の端部56を
覆うように成形されている。すなわち、台形型部材11
の側面55は、コンクリート部材20の側面57の側面
と面一になっている。また、コンクリート部材の側面5
7には、シール材を挿入するシール材用凹部21′が図
示されていないコンクリート成形用外型枠によって成形
されている。
ついて説明する。台形型部材11は、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、図1ないし図4に示す形状に作
製される。
ルネン系モノマーとメタセシス触媒系とからなる第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、低温で注入される。本
実施例は、上記のように低圧、低温で反応射出成形がで
きるため、型枠が安価なものでよい。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6−24806号公報、特開平6−82
73号公報に記載されており、これらの材料を使用し
て、本実施例の台形型樹脂被覆セグメントを作製するこ
とができる。
1と、鉄筋あるいはボルトボックス等の継手金具を入れ
た後、コンクリート部材を充填するが、コンクリート部
材の充填に際し、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。上記振動
は、コンクリート部材の充填に都合がよいが、台形型部
材11の接合壁であるリング側長側面13とリング側短
側面14を振動させ、界面部分に隙間が生じる。
おいて、上記欠点があることを発見した。この欠点を解
決するために、本出願人は、台形型部材11の接合壁に
沿って設けられている鉄筋に保持スペーサを嵌合させ
た。保持スペーサは、台形型部材11の接合壁を樹脂被
覆セグメント成形型に押し付けることにより、振動を抑
えることができ、コンクリート部材を隙間なく綺麗に充
填することができる。上記保持スペーサは、弾力が多少
ある合成樹脂であればよく、鉄筋に嵌合した際に鉄筋と
台形型部材11の接合壁との間隔を保持でき、樹脂被覆
セグメント成形型に押し付けられる形状のものであれば
よい。たとえば、上記保持スペーサは、略リング状であ
り、鉄筋を嵌合する一部断裂部を有する内側円形部と、
当該内側円形部から放射状に伸びる複数の放射部と、当
該放射部に連結すると共に一部断裂部を有する外側円形
部とから構成される。
てることによって、トンネルの施工方法を説明する。図
5(イ)および(ロ)は台形型樹脂被覆セグメントの接
合部を説明するための図である。図6は本発明の実施例
で、台形型樹脂被覆セグメントを組み立てたトンネルの
開放図である。図6において、6個の台形型樹脂被覆セ
グメント61、62、63、64、65、66がリング
状に積み重ねられてリング67が構成されている。各台
形型樹脂被覆セグメント61ないし66は、リング側長
側面13とリング側短側面14とが互いに逆向きになる
ように配置される。そして、各台形型樹脂被覆セグメン
ト61ないし66間51は、図5(イ)に示すように、
コンクリート部材53が互いに接し、シール材用凹部2
1に図示されていないシール材が設けられる。
6は、下部から積み重ねられ、セグメント間は、開口部
16を利用して、ボルトとナットによって接合される。
そして、たとえば、最後の台形型樹脂被覆セグメント6
3は、横方向からスライドさせながらボルトとナットに
よって接合ができる。従来のように、トンネルを施工す
るに際し、台形型樹脂被覆セグメントを下部から上方に
嵌め込む場合より、本実施例のように横方向にスライド
させて嵌合させる方が施工が簡単になる。このように、
たとえば、6個の台形型樹脂被覆セグメント61〜66
を接合して、一つのリングが完成する。その後、前記と
同様にして、台形型樹脂被覆セグメントは、順次リング
を形成すると共に、円周方向も、図5(ロ)に示すよう
に、シール材でシールを行いながらトンネルを作る。さ
らに、開口部16には、たとえば、モルタルや発泡材等
を注入してボルト孔22、ボルト・ナット等をシール
し、台形型部材11と同じ材質の蓋部材を接着すること
により内面が略平滑にすることができる。
施例でトンネル内部にコンクリートが露出するタイプと
樹脂部分が露出するタイプを説明するための図である。
図7(イ)に示された台形型樹脂被覆セグメント71
は、前記実施例のような三面タイプではなく、五面タイ
プのものである。すなわち、台形型樹脂被覆セグメント
71は、底部72と四辺に枠73を有し、その内部にコ
ンクリート部材74が充填されている。本実施例の場
合、台形型部材に設けるアンカーリブは、図2(イ)な
いし(ハ)に示されたタイプのものが枠73の四辺に設
けられる。
は、ボルトボックス等の継手金具75の端面が示されて
いる。上記継手金具75の両端には、図示されていない
アンカー鉄筋が接合されているため、この部分で他の樹
脂被覆セグメントと接合した際の強度を有する。このよ
うな台形型樹脂被覆セグメント71は、トンネルを組み
立てると、その内部にコンクリートが露出することにな
る。そして、トンネルの外周面は、樹脂によって覆われ
ているため、トンネル内部に水等が侵入しない。すなわ
ち、図7(イ)に示すタイプの台形型樹脂被覆セグメン
トからなるトンネルは、自動車道、鉄道、道路等の内部
の耐火性が必要な場合に使用される。
プの台形型樹脂被覆セグメント71は、図7(イ)と同
様に五面タイプのものである。このような台形型樹脂被
覆セグメント71は、トンネルを組み立てると、その内
部に樹脂部材が露出することになる。そして、トンネル
の内周面は、樹脂によって覆われているため、酸性ガス
を発生し易い下水道用、あるいは雨水用シールドトンネ
ルに適している。図7(イ)および(ロ)における枠7
3の肉厚は、5mmないし10mmにしたが、これ以上
の強度を持たせたい場合、さらに厚くする。また、上記
枠73は、鉄筋コンクリートの型枠を兼ねるため、安価
な台形型樹脂被覆セグメントができる。
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円周方
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、トンネルのリング
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。
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、鉄筋コンクリート製
セグメント91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
開口部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。鉄筋コ
ンクリート製セグメント91は、セグメントの分割数と
トンネルの径とによって決まる湾曲を有すると共に、図
示されていない鉄筋によって、必要な強度を得ている。
ド工法等によって、掘削したトンネルの内部と鉄筋コン
クリート製セグメント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
95、96を挿入する開口部93は、上下、左右の鉄筋
コンクリート製セグメント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、開口部
93を介してボルト孔94に挿入された後、隣接するセ
グメントの開口部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、開口部93は、ボルト95
およびナット96を挿入して、接合作業を行う際に適し
た形状に成形されている。
厚さ方向の80%以下、さらに、好ましくは20%ない
し70%とし、残りの接合壁をコンクリート部材74と
する。そして、コンクリート部材74には、シール部材
用の凹部21が設けられている。上記接合壁とすること
により、樹脂枠の製造および樹脂被覆セグメントの製造
が容易になる。
メントをボルト・ナットによって接合する継手手段を説
明するための図である。図13において、樹脂被覆セグ
メント130(130′)は、コンクリート部材131
(131′)と樹脂被覆部材132(132′)とから
構成されている。各樹脂被覆セグメント130(13
0′)には、トンネルの軸方向および円周方向に、たと
えば、鉄鋼製のボルトボックス133(133′)がそ
れぞれ成形されている。また、ボルトボックス133
(133′)は、コンクリート部材131(131′)
に食いつく鉄筋134(134′)で溶接されていると
共に、ボルト135を挿入する孔が接合面側に開いてい
る。樹脂被覆セグメント130と樹脂被覆セグメント1
30′との接合は、たとえば、ボルトボックス133か
らボルト135を挿入し、反対側のボルトボックス13
3′からナット136を挿入して締め付ける。さらに、
ボルトボックス133(133′)の開口は、蓋137
(137′)によって閉められる。また、コンクリート
部材131(131′)の間に水密性を保つためにシー
ル材138(138′)が挿入されている。
メントを通しボルトによって接合する継手手段を説明す
るための図である。図14に示された実施例は、トンネ
ルの外側が樹脂被覆部材で被覆されていること、および
ボルトとボルトボックスとの形状が図13に示された実
施例と相違している。たとえば、通しボルト145(1
45′)は、前記実施例より長いため、樹脂被覆セグメ
ント130(130′)を接合する前に、通しボルト1
45を一方のボルト引込み穴147まで押し込む。その
後、他方の樹脂被覆セグメント130′を接合し、通し
ボルト145を中央部に移動させ、ボルトボックス14
3(143′)の両側からナット146(146′)に
よって締め付けられる。
メントを曲がりボルトによって接合する継手手段を説明
するための図である。図15に示された実施例は、トン
ネルの外側が樹脂被覆部材で被覆されていること、およ
びボルトとボルトボックスとの形状が図14に示された
実施例と相違している。たとえば、曲がりボルト155
は、弧状をしている。そのため、ボルトボックス153
(153′)の形状は、挿入したりあるいはナットを締
め付け易い形状になっている。樹脂被覆セグメント13
0(130′)を接合した後、曲がりボルト155を一
方から他方に押し込む。ボルト155は、両側からナッ
ト156(156′)によって締め付けられる。
例で、樹脂被覆セグメントをテーパー金具によって接合
する継手手段を説明するための図である。図16におい
て、樹脂被覆セグメント130(130′)は、トンネ
ルの円周方向および軸方向に継手金具が取り付けられて
いる。当該継手金具は、C型金物163(163′)の
接合部にテーパー部を有すると共に、接合後に下部(図
16において)から前記テーパー部に嵌合する内部にテ
ーパー部を有するH型金物165を押し込む。C型金物
163(163′)は、鉄筋164(164′)によっ
て内部のコンクリート部材にそれぞれ接続されている。
メントを斜めボルトによって接合する継手手段を説明す
るための図である。図17において、一方の樹脂被覆セ
グメント130には、斜めにボルト孔が設けられたボル
トボックス173が設けられている。また、他方の樹脂
被覆セグメント130′には、斜めボルト175がネジ
込まれるナット176がインサートされている。樹脂被
覆セグメント130(130′)は、それぞれ接合され
た後、ボルトボックス173に斜めボルト175を挿入
した後、斜めボルト175をナット176にねじ込むこ
とにより両者が接合される。
メントをナックルピンによって接合する継手手段を説明
するための図である。一方の樹脂被覆セグメント130
には、凹型金物181にピン182を嵌合する穴が設け
られている。また、他方の樹脂被覆セグメント130′
には、前記凹型金物181に嵌合するピン182が設け
られている。凹型金物181とピン182との嵌合は、
ピン182が弾性により縮小および膨張できるように形
成されることにより達成される。以上説明した継手手段
は、本実施例以外に公知または周知、あるいは同等の機
能を有するものに変えることができる。
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。本実施
例では、台形型樹脂被覆セグメントの形状の代わりに亀
の子型、三角形、正方形、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、6個の場合が示されているが、この数に限定される
ものではない。本実施例の樹脂被覆セグメントは、自動
車道、鉄道、歩道用トンネル、あるいは下水道用シール
ドトンネルを例に挙げて説明したが、断面がその他の形
状をした下水道、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、台形型樹脂被覆セグ
メントの樹脂枠を作製する反応射出成形や、鉄筋コンク
リート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
ットを挿入する開口部の作製についても同様である。
成された三つの面からなり、かつ、高さが樹脂被覆セグ
メントの厚みの80%以下である型部材が鉄筋コンクリ
ート成形用外型枠を兼用することができると共に、コン
クリート成形用外型枠に塗布する剥離剤、脱型の手間、
型の清掃等が不要な部分があるため、安価なトンネルが
できる。本発明によれば、セグメントを台形型にしたた
め、一種類の型でトンネルが組み立てられるため、反応
射出成形装置の型が安価になると共に、トンネルの組み
立て工法が簡単になる。本発明によれば、樹脂被覆セグ
メントにおける樹脂側をトンネルの内側とした場合、二
次覆工を省略することができ、耐薬品性が良好であると
共に、表面が平滑であるため、雨水や下水の流速が大き
くなる等、優れた水理特性を持つ雨水用あるいは下水道
用シールドトンネルを得ることができる。本発明によれ
ば、樹脂被覆セグメントにおける樹脂側をトンネルの外
側とした場合、水密性が良好で、内面がコンクリート部
材となるため、鉄道、自動車道、あるいは共同坑用シー
ルドトンネルを得ることができる。本発明によれば、台
形型部材にアンカーピンおよびアンカーリブを設けたた
め、樹脂部材からなる型枠とコンクリート部材との剥離
がなく、一体となり強度のある樹脂被覆セグメントを得
ることができる。
セグメントにおける台形型部材の上面図で、(ロ)は
(イ)におけるX−X′断面図、(ハ)は(イ)におけ
るY−Y′断面図である。
で、(ロ)(イ)におけるアンカーリブの上部断面図、
(ハ)は(イ)におけるアンカーリブの下部断面図であ
る。
たリング側長側面で、(ロ)は図1(イ)における矢印
B方向からみたリング側短側面である。
ピンの例を説明するための図で、(ニ)は本発明の台形
型樹脂被覆セグメントの実施例を説明するための図であ
る。
トの接合部を説明するための図である。
を組み立てたトンネルの開放図である。
ネル内部にコンクリートが露出するタイプと樹脂部分が
露出するタイプを説明するための図である。
メントを説明するための図である。
メントを説明するための図である。
ための図である。
ルの構造を説明するための図である。
グメントの形状を説明するための図である。
ルト・ナットによって接合する継手手段を説明するため
の図である。
しボルトによって接合する継手手段を説明するための図
である。
がりボルトによって接合する継手手段を説明するための
図である。
脂被覆セグメントをテーパー金具によって接合する継手
手段を説明するための図である。
めボルトによって接合する継手手段を説明するための図
である。
ックルピンによって接合する継手手段を説明するための
図である。
メント側側面 12・・・底板 21・・・シー
ル材用凹部 13・・・リング側長側面 22・・・ボル
ト孔 14・・・リング側短側面 23・・・リブ
突起 15・・・グラウト材注入孔 24・・・板状
部 16・・・開口部 17・・・アンカーピン 18・・・アンカーリブ 19・・・アンカーリブ
Claims (4)
- 【請求項1】 複数のセグメントを組み立てることによ
ってシールドトンネルを構築する樹脂被覆セグメントに
おいて、 前記トンネルの軸方向に垂直な接合面となる二つの接合
壁と、当該接合壁と一体に設けられた一つの底板とから
構成された熱硬化性樹脂製の湾曲した型部材と、 上記底板に植設されたアンカーピンと接合壁の内側に植
設されたアンカーリブと、 当該型部材に充填されたコンクリート部材と、から構成され、かつ、上記型部材の各接合壁の高さは、
樹脂被覆セグメントの厚みの80%以下である ことを特
徴とする樹脂被覆セグメント。 - 【請求項2】 上記熱硬化性樹脂製の湾曲した型部材
は、台形型であり、トンネルの軸方向に垂直な接合面で
あり、かつ上記台形型の上辺および底辺に位置する二つ
の接合壁と、一つの湾曲した底板とからなる三面で構成
されたものであることを特徴とする請求項1記載の樹脂
被覆セグメント。 - 【請求項3】 上記熱硬化性樹脂製の湾曲した型部材
は、台形型あるいは矩形型であり、トンネルの軸方向に
垂直な接合面となる二つの接合壁と、樹脂被覆セグメン
トのトンネルの円周方向の接合面となる二つの接合壁
と、一つの湾曲した底板とからなる五面が一体に構成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の樹脂被覆セグ
メント。 - 【請求項4】 上記熱硬化性樹脂製の湾曲した型部材
は、六角型であり、六角型の各接合面となる六つの接合
壁と、一つの湾曲した底板とからなる七面が一体に構成
されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3記
載の樹脂被覆セグメント。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP29121296A JP3259823B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 樹脂被覆セグメント |
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AU45719/97A AU4571997A (en) | 1996-10-15 | 1997-10-15 | Resin-coated segment, and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29121296A JP3259823B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 樹脂被覆セグメント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10115193A JPH10115193A (ja) | 1998-05-06 |
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Family
ID=17765923
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29121296A Expired - Lifetime JP3259823B2 (ja) | 1996-10-15 | 1996-10-15 | 樹脂被覆セグメント |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3259823B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005155010A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Kajima Corp | トンネル覆工用プレストレストコンクリートセグメント |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5650017B2 (ja) * | 2011-03-02 | 2015-01-07 | 川上産業株式会社 | シールドトンネル用セグメント |
-
1996
- 1996-10-15 JP JP29121296A patent/JP3259823B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP2005155010A (ja) * | 2003-11-20 | 2005-06-16 | Kajima Corp | トンネル覆工用プレストレストコンクリートセグメント |
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