JP3632852B2

JP3632852B2 - FRP underground material

Info

Publication number: JP3632852B2
Application number: JP2002113331A
Authority: JP
Inventors: 正典小林; 徹渡辺; 洋二伊藤; 道敏細田; 靖幸臼井; 輝夫関; 彰佐々木; 修大弥
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2002-04-16
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2005-03-23
Anticipated expiration: 2022-04-16
Also published as: JP2003307091A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＦＲＰ製地中埋設物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールド工事において、シールド機が地盤に埋設された杭等の埋設物を切削することが事前に判明している場合、埋設物のうち、シールド機のカッタビットが干渉する干渉部の芯材として、鉄骨の代わりに、例えば、特開２０００−３５１８５８号公報に開示されているような繊維強化プラスチックス（以下、ＦＲＰという）を用いることがある。また、ＦＲＰを用いた埋設物の一例として、シールド機の発進立坑及び到達立坑に用いられるＮＯＭＳＴ（ＮＯｖｅｌＭａｔｅｒｉａｌＳｈｉｅｌｄ−ｃｕｔｔａｂｌｅＴｕｎｎｅｌ−ｗａｌｌｓｙｓｔｅｍ）が挙げられる。このＮＯＭＳＴは、発進立坑及び到達立坑の開口部の補強材として、高強度・高弾性のＦＲＰを用い、切削性の良好な石灰砕石を粗骨材に用いた新素材コンクリート壁体を構築することで、シールド機のカッタビットで直接立坑壁を切削できるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＦＲＰをシールド機で切削する際に、シールド機のカッタビットがＦＲＰに均等に作用しない場合があり、短く切断されなかった長いＦＲＰがシールド機後方の排泥管に引き込まれて管内が閉塞し、管内のＦＲＰを除去するためにシールド機の掘進を中断しなければならなかった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、カッタビットがＦＲＰを確実に切断できて、排泥管を閉塞させることなく、シールド機の掘進を中断することのないＦＲＰ製地中埋設物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図１〜図４に示すように、地中に埋設され、樹脂と繊維とからなるＦＲＰにより形成されたＦＲＰ体１１を有するＦＲＰ製地中埋設物１０であって、通電により発熱して前記ＦＲＰ体１１の樹脂を溶融し炭化させる熱線１２が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、ＦＲＰ製地中埋設物には、通電により発熱してＦＲＰ体の樹脂を溶融し、炭化させる熱線が設けられているので、熱線に電流を流すと、熱線の発熱により、ＦＲＰ体の樹脂が溶けて炭化する。これにより、ＦＲＰ製地中埋設物は、ＦＲＰ体の樹脂が切断された状態となって強度が低下するため、シールド機のカッタビットで容易に切削できる。よって、ＦＲＰ体をカッタビットが確実に切断できて、排泥管を閉塞させることなく、シールド機の掘進を中断することがない。
【０００７】
請求項２記載の発明は、例えば、図１、図３、図４に示すように、前記熱線１２の発熱過程で、前記樹脂の溶融に先行して溶融し収縮する被覆材１３によって前記熱線１２が被覆されていることを特徴とすることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の発明によれば、熱線の発熱過程で、樹脂の溶融に先行して溶融し収縮する被覆材によって熱線が被覆されているので、電流を流して熱線を発熱させた際に、樹脂が溶ける前に被覆材が溶け、溶けた部分に空隙が形成される。この空隙に被覆材より後に溶けた樹脂が流れ込むので、溶けた樹脂が繊維に固着するのを防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の一例について詳細に説明する。最初に、ＦＲＰ製地中埋設物の構成について説明する。図１及び図４に示すように、地盤に埋設されたＦＲＰ地中製埋設物としての杭１０は、シールド機のカッタビットと干渉する干渉部１と、カッタビットと干渉せずに周囲の地盤や建物を支持する支持部２とから構成されている。干渉部１は、樹脂と繊維とからなるＦＲＰを格子状に接合して形成されたＦＲＰ体１１を芯材として構築されており、支持部２は、公知のＨ形鋼２１を芯材として構築されている。なお、ＦＲＰの樹脂としては、エポキシ樹脂やビニルエステル樹脂等が用いられ、繊維としては、炭素繊維やアラミド繊維、ガラス繊維等が用いられる。
【００１０】
また、ＦＲＰ体１１とＨ形鋼２１とは、ジョイントプレート３を介して接続され、ＦＲＰ体１１及びＨ形鋼２１の周囲には、新素材コンクリートまたはモルタルが打設されている。そして、ＦＲＰ体１１と新素材コンクリート層４またはモルタル層４とが一体化されて干渉部１が形成され、Ｈ形鋼２１と新素材コンクリート層４またはモルタル層４とが一体化されて支持部２が形成されている。なお、新素材コンクリートは、切削性の良好な石灰砕石を粗骨材に用いたコンクリートであり、シールド機のカッタビットで容易に切削できるものである。
【００１１】
図１及び図３（ａ）に示すように、熱線１２は、通電により発熱してＦＲＰ体１１の樹脂を溶融し、炭化させて切断するものであり、格子状のＦＲＰ体１１の交点間に巻きつけられており、熱線１２の両端部は地上あるいは構内の発電機やバッテリー等に接続されている。なお、熱線１２は、ＦＲＰ体１１が排泥管を閉塞しない程度の大きさに切断されるような間隔でＦＲＰ体１１に巻きつけておけばよく、例えば、ＦＲＰ体１１の交点に巻きつけてもよい。また、図３（ｂ）に示すように、熱線１２をＦＲＰ体１１の全面にわたって巻きつけてもよい。
【００１２】
また、熱線１２は、断面積が小さいものを用い、ＦＲＰ体１１に多く巻きつけた方が、抵抗が大きくなり、発熱しやすくなるので好ましい。また、熱線１２の材料としては、導電性を有するものであれば種類を問わないが、熱伝導率の高い銀や銅よりも、鋼やクロムを用いる方が好ましい。また、ＦＲＰ体１１を形成する樹脂及び繊維の種類が異なれば、ＦＲＰ体１１が炭化する温度も異なるので、熱線１２に流す電流の大きさや熱線１２の材料を適宜変更してもよい。さらに、ＦＲＰ体１１の繊維を溶融し、炭化させて、ＦＲＰ体１１の樹脂及び繊維を溶かし、シールド機の切削の負担を軽減することも可能である。
【００１３】
さらに、熱線１２は、発熱過程で樹脂の溶融に先行して溶融し収縮する被覆材１３、例えば、ポリスチレンをブタン等の発泡剤の力で膨らませた発泡スチロール１３によって被覆されている。熱線１２を発泡スチロール１３によって被覆しておくと、ＦＲＰ体１１の樹脂が溶ける前に発泡スチロール１３が溶け、発泡スチロール１３が溶けてできた空隙にＦＲＰ体１１の樹脂が流れ込むので、溶けた樹脂が繊維に固着しなくなる。
【００１４】
次に、シールド機が杭１０の干渉部１を切削する方法について説明する。
シールド機が地盤内を掘進し、干渉部１を有する杭１０に近づくと、作業者は地上あるいは構内の施工管理室から熱線１２に電流を流す。すると、熱線１２は発熱し、まず、熱線１２を被覆している発泡スチロール１３を溶かしはじめる。この発泡スチロール１３は、空気を含んでいるので、溶けた部分には空隙が形成される。熱線１２の温度がさらに高くなると、ＦＲＰ体１１の樹脂が溶けはじめ、液体となった樹脂は形成された空隙に流れ込み、炭化する。その後、シールド機は、切削性の良好な新素材コンクリート層４またはモルタル層４を切削し、さらに、ＦＲＰ体１１の繊維を切削することで、杭１０の干渉部１は容易に切削される。
なお、熱線１２に流す電流を大きくしたり、熱線１２を発熱しやすい材料に変えることで、ＦＲＰ体１１の樹脂及び繊維を溶融し、炭化させて、ＦＲＰ体１１を切断するようにしてもよい。
【００１５】
本実施の形態の杭１０によれば、干渉部１のＦＲＰ体１１には、通電により発熱してＦＲＰ体１１の樹脂を溶融し、炭化させる熱線１２が巻きつけられているので、熱線１２に電流を流すと、熱線１２の発熱により、ＦＲＰ体１１の樹脂が溶けて炭化する。これにより、ＦＲＰ体１１は、樹脂が切断された状態となって強度が低下するため、シールド機のカッタビットで容易に切削できる。よって、ＦＲＰ体１１をシールド機が確実に切断できて、排泥管を閉塞させることなく、シールド機の掘進を中断することがなくなる。
【００１６】
また、熱線１２は、発熱過程で樹脂の溶融に先行して溶融し収縮する発泡スチロール１３に被覆されているので、熱線１２に電流を流して熱線１２を発熱させた際に、ＦＲＰ体１１の樹脂が溶ける前に発泡スチロール１３が溶け、この発泡スチロール１３が溶けた部分が空隙となる。この空隙にＦＲＰ体１１の樹脂が流れ込むので、溶けた樹脂が繊維に固着するのを防止できる。
【００１７】
さらに、熱線１２は、ＦＲＰ体１１の樹脂及び繊維を溶かして炭化させることも可能であり、熱線１２に電流を流して熱線１２を発熱させた際に、ＦＲＰ体１１は樹脂及び繊維ともに切断される。よって、干渉部１のＦＲＰ体１１は、樹脂のみ溶かす場合に比べてさらに強度が低下するため、シールド機のカッタビットで容易に切削できる。したがって、シールド機による杭１０の切削をさらに容易なものとすることができる。
【００１８】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図２に示すように、ＦＲＰ体１１には、少なくとも熱線１２が巻きつけられていればよく、発泡スチロール１３で被覆されていなくてもよい。また、ＦＲＰ体１１の材料、熱線１２の材料、熱線１２のＦＲＰ体１１への取り付け方法等は発明の要旨を逸脱しない範囲内で設計変更が可能である。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ＦＲＰ製地中埋設物をカッタビットが確実に切断できて、排泥管を閉塞させることなく、シールド機の掘進を中断することがない。
【００２０】
請求項２記載の発明によれば、溶けた樹脂が繊維に固着するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】上記実施の形態におけるＦＲＰ製地中埋設物を説明するための横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態における熱線が巻き付けられたＦＲＰ体を説明するための斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における熱線が発泡スチロールによって被覆されたＦＲＰ体を説明するための斜視図である。
【図４】上記実施の形態におけるＦＲＰ製地中埋設物とシールド機の位置関係を説明するための横断面図である。
【符号の説明】
１０ＦＲＰ製地中埋設物
１２熱線
１３被覆材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an FRP underground product.
[0002]
[Prior art]
In shield construction, if it is known in advance that the shield machine will cut the buried object such as a pile embedded in the ground, as the core material of the interference part where the cutter bit of the shield machine will interfere, Instead of the steel frame, for example, fiber reinforced plastics (hereinafter referred to as FRP) as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-351858 may be used. Moreover, as an example of the buried object using FRP, NOMST (NOvel Material Shield-Cuttable Tunnel System) used for the start shaft and the reach shaft of a shield machine is mentioned. This NOMST is to construct a new material concrete wall that uses high strength and high elasticity FRP as a reinforcing material for the opening of the starting shaft and the reaching shaft and using crushed limestone as a coarse aggregate. The shaft wall can be cut directly with the cutter machine's cutter bit.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when cutting FRP with a shield machine, the shield bit of the shield machine may not act evenly on the FRP, and the long FRP that was not cut short is drawn into the drainage pipe behind the shield machine and the inside of the pipe is blocked. However, in order to remove the FRP in the pipe, the shield machine had to be interrupted.
[0004]
Therefore, an object of the present invention is to provide an FRP underground buried object in which the cutter bit can reliably cut the FRP, and does not block the mud pipe, and does not interrupt the shield machine. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is an FRP having an FRP body 11 embedded in the ground and formed of FRP made of resin and fibers, for example, as shown in FIGS. It is the buried object 10 in the site, and is characterized by being provided with a heat wire 12 that generates heat by energization to melt and carbonize the resin of the FRP body 11.
[0006]
According to the first aspect of the present invention, the FRP underground object is provided with a heat wire that generates heat by energization to melt and carbonize the resin of the FRP body. The FRP resin melts and carbonizes due to the heat generated. As a result, the FRP buried object is in a state in which the resin of the FRP body is cut and the strength is lowered, so that it can be easily cut with the cutter bit of the shield machine. Therefore, the cutter bit can be surely cut off the FRP body, and the excavation of the shield machine is not interrupted without blocking the mud pipe.
[0007]
In the invention according to claim 2, for example, as shown in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. Is characterized by being coated.
[0008]
According to the invention of claim 2, since the heat ray is covered by the coating material that melts and shrinks prior to the melting of the resin in the heat ray heat generation process, when the heat ray is heated by flowing an electric current, The coating material melts before the resin melts, and voids are formed in the melted portion. Since the melted resin flows into the void after the covering material, it is possible to prevent the melted resin from adhering to the fiber.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the FRP underground construction will be described. As shown in FIGS. 1 and 4, a pile 10 as an FRP underground product embedded in the ground includes an interference unit 1 that interferes with the cutter bit of the shield machine, and the surrounding ground without interfering with the cutter bit. And a support portion 2 that supports the building. The interference part 1 is constructed with an FRP body 11 formed by joining FRPs made of resin and fibers in a lattice shape, and the support part 2 is constructed with a known H-shaped steel 21 as a core material. Has been. As the FRP resin, epoxy resin, vinyl ester resin or the like is used, and as the fiber, carbon fiber, aramid fiber, glass fiber or the like is used.
[0010]
The FRP body 11 and the H-shaped steel 21 are connected via the joint plate 3, and a new material concrete or mortar is placed around the FRP body 11 and the H-shaped steel 21. Then, the FRP body 11 and the new material concrete layer 4 or the mortar layer 4 are integrated to form the interference part 1, and the H-section steel 21 and the new material concrete layer 4 or the mortar layer 4 are integrated to form the support part. 2 is formed. In addition, the new material concrete is concrete using lime crushed stone with good machinability as a coarse aggregate, and can be easily cut with a cutter bit of a shield machine.
[0011]
As shown in FIG. 1 and FIG. 3A, the heat wire 12 generates heat by energization, melts the resin of the FRP body 11, carbonizes it, and cuts it. Between the intersections of the lattice-like FRP body 11 The two ends of the hot wire 12 are connected to a generator or a battery on the ground or on the premises. The hot wire 12 may be wound around the FRP body 11 at such an interval that the FRP body 11 is cut to a size that does not block the mud pipe. For example, the hot wire 12 is wound around the intersection of the FRP body 11. Also good. Further, as shown in FIG. 3B, the hot wire 12 may be wound over the entire surface of the FRP body 11.
[0012]
In addition, it is preferable to use a hot wire 12 having a small cross-sectional area and to be wound around the FRP body 11 because the resistance increases and heat is easily generated. The material of the heat wire 12 is not limited as long as it has conductivity, but it is preferable to use steel or chromium rather than silver or copper having high thermal conductivity. In addition, since the temperature at which the FRP body 11 is carbonized differs if the types of resin and fibers forming the FRP body 11 are different, the magnitude of the current flowing through the heat wire 12 and the material of the heat wire 12 may be appropriately changed. Further, it is possible to melt and carbonize the fiber of the FRP body 11 to melt the resin and fiber of the FRP body 11 and reduce the cutting burden of the shield machine.
[0013]
Furthermore, the hot wire 12 is covered with a covering material 13 that melts and contracts prior to melting of the resin in the heat generation process, for example, polystyrene foam 13 in which polystyrene is expanded by the force of a foaming agent such as butane. If the hot wire 12 is covered with the foamed polystyrene 13, the foamed polystyrene 13 is melted before the resin of the FRP body 11 is melted, and the resin of the FRP body 11 flows into the void formed by the melted foamed polystyrene 13, so that the melted resin is applied to the fibers. It will not stick.
[0014]
Next, a method in which the shield machine cuts the interference portion 1 of the pile 10 will be described.
When the shield machine digs in the ground and approaches the pile 10 having the interference part 1, the worker sends an electric current to the heat wire 12 from the construction management room on the ground or the campus. Then, the heat wire 12 generates heat, and first, the polystyrene foam 13 covering the heat wire 12 starts to melt. Since this expanded polystyrene 13 contains air, a space | gap is formed in the melted part. When the temperature of the hot wire 12 further increases, the resin of the FRP body 11 begins to melt, and the resin that has become liquid flows into the formed gap and is carbonized. Thereafter, the shield machine cuts the new material concrete layer 4 or the mortar layer 4 having good machinability, and further cuts the fibers of the FRP body 11, whereby the interference portion 1 of the pile 10 is easily cut.
The FRP body 11 may be cut by melting and carbonizing the resin and fibers of the FRP body 11 by increasing the current passed through the heat wire 12 or changing the heat line 12 to a material that easily generates heat. .
[0015]
According to the pile 10 of the present embodiment, the FRP body 11 of the interference unit 1 is wound with the heat wire 12 that generates heat by energization to melt and carbonize the resin of the FRP body 11. When an electric current is passed, the resin of the FRP body 11 is melted and carbonized by the heat generated by the hot wire 12. As a result, the FRP body 11 is in a state where the resin is cut and the strength is reduced, so that the FRP body 11 can be easily cut with the cutter bit of the shield machine. Therefore, the shield machine can surely cut the FRP body 11, and the excavation of the shield machine is not interrupted without closing the mud pipe.
[0016]
Further, since the hot wire 12 is covered with the foamed polystyrene 13 that melts and shrinks prior to the melting of the resin in the heat generation process, when the current is passed through the heat wire 12 to cause the heat wire 12 to generate heat, the resin of the FRP body 11 Before the melted, the expanded polystyrene 13 is melted, and a portion where the expanded polystyrene 13 is melted becomes a void. Since the resin of the FRP body 11 flows into this gap, it is possible to prevent the melted resin from adhering to the fiber.
[0017]
Further, the hot wire 12 can also melt and carbonize the resin and fiber of the FRP body 11, and when the heat wire 12 is heated by passing an electric current through the hot wire 12, the FRP body 11 is cut together with the resin and the fiber. The Therefore, since the strength of the FRP body 11 of the interference unit 1 is further reduced as compared with the case where only the resin is melted, it can be easily cut with the cutter bit of the shield machine. Therefore, the cutting of the pile 10 by the shield machine can be further facilitated.
[0018]
The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, as shown in FIG. 2, it is sufficient that at least the heat ray 12 is wound around the FRP body 11, and the FRP body 11 may not be covered with the foamed polystyrene 13. The material of the FRP body 11, the material of the heat wire 12, the method of attaching the heat wire 12 to the FRP body 11, and the like can be changed within the scope of the invention.
[0019]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the cutter bit can surely cut the FRP underground material, and the shield machine is not interrupted without closing the mud pipe.
[0020]
According to invention of Claim 2, it can prevent that melted resin adheres to a fiber.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining an FRP underground buried object in the embodiment.
FIG. 2 is a perspective view for explaining an FRP body around which a heat ray is wound in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view for explaining an FRP body in which heat rays are covered with expanded polystyrene in an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the positional relationship between the FRP underground buried object and the shield machine in the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 FRP underground object 12 Heat ray 13 Covering material

Claims

An FRP underground product having an FRP body embedded in the ground and formed of FRP made of resin and fiber,
An FRP underground product characterized in that a heat ray is provided to generate heat by energization to melt and carbonize the resin of the FRP body.

In the FRP underground article according to claim 1,
The FRP underground buried object, wherein the heat ray is covered with a covering material that melts and shrinks prior to melting of the resin in the heat generation process of the heat ray.