JP4030806B2 - セグメント及びセグメントの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セグメント及びセグメントの製造方法に関し、特に、シールドトンネル等のトンネルの壁部を構成するのに有効なセグメント及び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】
シールドトンネル等のトンネルの壁部を構成するセグメントには種々のタイプのものがあり、例えば、鋼製の枠の内側空間内にコンクリートを打設し、コンクリートを硬化させて枠とコンクリートとを一体化させたもの等が一般に知られている。
【０００３】
そして、このように構成したセグメントをトンネルの内面の全体に隙間なく敷設することにより、トンネルの内面全体をセグメントにより被覆することができ、トンネルの壁部を補強することができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構成のセグメントにあっては、化学物質等が流通する下水道トンネル等の壁部に用いた場合には、トンネルの内周側に露出する各セグメントの鋼製の部分又はコンクリートの部分が化学物質等によって腐食する虞がある。
【０００５】
一方、上記のような問題に対処するために、トンネルの壁部を構成するセグメントの内周側に樹脂製のパネルを設け、化学物質等に対する耐腐食性を高める方法が提供されている。
【０００６】
すなわち、トンネルの内周面の全体にセグメントを設置し、その後に、各セグメントの内周面に接着等の手段によって樹脂製のパネルを設け、トンネルの内周面の露出している部分に樹脂製のパネルを位置させる方法、予めセグメントの内周面に接着等の手段によって樹脂製のパネルを設けておき、このセグメントをトンネルの内周面に設置することにより、トンネルの内周面の露出している部分に樹脂製のパネルを位置させる方法等である。
【０００７】
しかしながら、このような方法を採用した場合には、樹脂製のパネルを設ける工程が必要となるため、全体としての工程数が多くなり、作業効率が低下し、工期が長期化してしまう。
【０００８】
本発明は、前記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、全体としての工程数を少なくすることができて、作業効率を向上させることができ、これにより工期を短縮することができるセグメント及びセグメントの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項１に係る発明は、モルタル又はコンクリートの内部に補強筋を埋設してなる外殻層と、該外殻層の内側に一体に設けられるモルタル又はコンクリートからなる内殻層とからなるセグメントであって、前記外殻層と前記内殻層との境界部にメッシュを設けて両層を区画するとともに、前記内殻層のモルタル又はコンクリートに、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入してなり、前記メッシュの網目は内殻層のモルタル又はコンクリートが外殻層側に流出しない大きさ、または外殻層側のモルタル又はコンクリートが内殻層側に流出しない大きさに設定されていることを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、モルタル又はコンクリート中に補強筋を埋設した外殻層と、モルタル又はコンクリートに耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させた内殻層の２つの層から構成され、外殻層によってトンネルの壁部を補強し、内殻層によってトンネル内を流通する化学物質等から外殻層を保護することができることになる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のセグメントであって、前記メッシュの一部には、前記内殻層にモルタル又はコンクリートを打設するための注入孔が設けられていることを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、メッシュの注入孔を介して内殻層側に、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートが打設されることになる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のセグメントであって、前記メッシュを、スペーサーにより外殻層と内殻層との境界部の所定の位置に位置決めしたことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、メッシュは、スペーサーにより外殻層と内殻層との境界部の所定の位置に位置決めされ、メッシュの位置に応じて内殻層及び外殻層が所定の厚みに形成されることになる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のセグメントであって、前記スペーサーは、前記外殻層に設けられる外側スペーサーと、前記内殻層に設けられる内側スペーサーとからなり、両スペーサーを連結手段により連結したことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、内側スペーサーを内殻層側に設け、外側スペーサーを外殻層側に設け、両スペーサーを連結手段により連結することで、メッシュが外殻層と内殻層との境界部の所定の位置に位置決めされ、メッシュの位置に応じて内殻層及び外殻層が所定の厚みに形成されることになる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れかに記載のセグメントであって、前記メッシュに、外殻層の方向又は内殻層の方向少なくとも何れか一方の方向に突出する突出部を設けたことを特徴とする。
この発明によるセグメントによれば、メッシュの突出部により、メッシュと外殻層又は内殻層との付着性が高まることになる。
【００１４】
請求項６に係る発明は、型枠によって円弧状の空間を形成し、該空間内にモルタル又はコンクリートを打設することにより、該空間に合致した形状のセグメントを形成するセグメントの製造方法であって、前記空間内の所定の位置に一部に注入孔を有するメッシュを設けて、前記空間内を内側空間と外側空間に区画し、前記外側空間の所定の位置に補強筋を設け、前記メッシュの注入孔を介して前記内側空間内に、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートを打設し、この後、前記外側空間内にモルタル又はコンクリートを打設することを特徴とする。
この発明によるセグメントの製造方法によれば、メッシュの注入孔を介して内側空間内に、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートを打設し、外側空間内にモルタル又はコンクリートを打設することにより、メッシュによって区画された状態で外殻層と内殻層の２層が形成されることになる。そして、外殻層によってトンネルの壁部を補強し、内殻層によってトンネル内を流通する化学物質等から外殻層を保護することができることになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明によるセグメントの一実施の形態が示されていて、このセグメント１は、モルタル又はコンクリート３の内部に補強筋４を埋設してなる外殻層２と、外殻層２の内側に一体に設けられるモルタル又はコンクリート３からなる内殻層５と、内殻層５と外殻層２との境界部に設けられるメッシュ６と、メッシュ６を所定の位置に位置決めするスペーサー１０とを備えている。
【００１６】
内殻層５のモルタル又はコンクリート３には、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つが混入されている。耐火材としては、例えば石綿、樹脂の繊維、チップ、クロムフリー塩基性耐火物、セラミックス類、アルミナ質、ポリプロピレン短繊維等が挙げられる。防食材としては、例えばポリマセメントモルタル、樹脂モルタル、シリカフューム等混和材を混入したモルタル又はコンクリート、型枠面に塗布するエポキシ樹脂系、不飽和ポリエステル樹脂系、変性シリコン樹脂系、ポリウレタン樹脂系または型枠にセットするタイプでは、硬質塩化ビニル樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、ビニルエステル系レジンコンクリート等が挙げられる。高強度材としては、例えばシリカフューム、鋼繊維、鋼球、セラミックス、樹脂の繊維、水セメント比の小さいモルタル又はコンクリート等が挙げられる。ただし、これらに限定することなく、同様の特性を有するものであれば良い。
【００１７】
メッシュ６は、内殻層５と外殻層２とを区画する板状をなすものであって、一部には内殻層５と外殻層２とを連通する注入孔７が設けられ、この注入孔７を介して外殻層２側からモルタル又はコンクリート３が内殻層５側に打設されるようになっている。メッシュ６は、図２に示すように、格子状に配筋された補強筋９の上部又は下部に密着した状態で設けられ、補強筋９側に適宜の手段によって保持されるようになっている。
【００１８】
メッシュ６の材質としては、錆防止等を考慮すればステンレスが有効であるが、それに限定することなく他の材質（例えば鋼、合成樹脂等）であっても良い。メッシュ６の網目は、内殻層５のモルタル又はコンクリート３が外殻層２側に流出しない大きさとすれば良い。又は外殻層２側のモルタル又はコンクリート３が内殻層５側に流出しない大きさとすれば良い。具体的には、５ｍｍ×５ｍｍ程度の大きさとすれば良い。
【００１９】
メッシュ６は、平板状のままで使用しても良いが、図３に示すように、外殻層２側に突出する突出部８と内殻層５側に突出する突出部８を連続して交互に設けた形状としても良い。また、図４に示すように、外殻層２側のみに突出する突出部８を設けた形状としても良い。さらに、図５に示すように、外殻層２側に突出する突出部８と内殻層５側に突出する突出部８とを所定の間隔ごとに交互に設けた形状としても良い。さらに、図６に示すように、外殻層２側に突出する突出部８と内殻層５側に突出する突出部８とを連続して設けてそれを一組とし、これを全体に渡って所定の間隔ごとに設けた形状としても良い。
【００２０】
スペーサー１０は、内殻層５側に設けられる内側スペーサー１１と、外殻層２側に設けられる外側スペーサー１４とからなり、両スペーサー１１、１４は連結手段１７によって一体に連結されるようになっている。
【００２１】
連結手段１７としては、図７に示すように、内側スペーサー１１側に設けた凹部１２と、この凹部１２と相互に嵌合する外側スペーサー１４に設けた凸部１５との組み合わせ、図８に示すように、内側スペーサー１１側に設けたネジ穴１３と、このネジ穴１３と相互に螺合する外側スペーサー１４側に設けたネジ１６との組み合わせ、内側スペーサー１１と外側スペーサー１４とを針金等で縛り付ける（図示せず）等が挙げられるが、これに限定することなく、内側スペーサー１１と外側スペーサー１４とを一体に連結できれば良い。
【００２２】
内側スペーサー１１は、後述する型枠２０の内周板２１とメッシュ６との間に設けられものであって、内周板２１からメッシュ６までの距離を所定の値に設定するものである。すなわち、内殻層５の厚みを所定の値に設定するものである。また、外側スペーサー２は、メッシュ６と外殻層２の補強筋４との間に設けられるものであって、補強筋４を外殻層２内の所定の位置に位置決めするためのものである。
【００２３】
そして、上記のような構成のセグメント１を製造するには、内周板２１と外周板２２と２枚の長手方向側板２４、２４と２枚の幅方向側板（図示せず）とを組み合わせて型枠２０を構成し、型枠２０の内側に円弧状の空間２５を形成する。
【００２４】
この場合、予め、空間２５内に内側スペーサー１１を介してメッシュ６を設け、メッシュ６を空間２５内の所定の位置に位置決めし、メッシュ６によって空間内を内側空間２６と外側空間２７に区画し、外側空間２７内に外側スペーサー１４を介して補強筋４を設け、補強筋４を外側空間２７内の所定の位置に位置決めする。メッシュ６の長手方向の端部と長手方向側板２４との間には断面三角形状の補強部材２８を設け、メッシュ６の長手方向の両端部がモルタル又はコンクリート３の打設時に所定の位置からずれるのを防止する。
【００２５】
そして、型枠２０の外周板２２の開口部２３及び外側空間２７を介してメッシュ６の注入孔７から内側空間２６内にモルタル又はコンクリート３を打設し、内側空間２６内をモルタル又はコンクリート３で充満する。この場合、モルタル又はコンクリート３には、予め、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入しておく。
【００２６】
そして、外周板２２の開口部２３から外側空間２７内にモルタル又はコンクリート３を打設し、外側空間２７内をモルタル又はコンクリート３で充満する。
【００２７】
そして、この状態で所定の時間保持し、内側空間２６内及び外側空間２７内のモルタル又はコンクリート３が硬化した後に型枠２０を開くことにより、内殻層５と外殻層２の２層からなるセグメント１を得ることができるものである。そして、このようなセグメント１を下水道トンネル等のトンネルの内面に設けることにより、トンネルの壁部を構成することができるものである。
【００２８】
上記のように構成したこの実施の形態によるセグメント及びセグメントの製造方法にあっては、セグメント１を内殻層５と外殻層２の２層によって構成し、外殻層２のモルタル又はコンクリート中に補強筋４を埋設し、内殻層５のモルタル又はコンクリート３に耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたので、外殻層２によってトンネルの内面を補強することができるとともに、内殻層５によってトンネル内を流通する化学物質等から外殻層２を保護し、化学物質等に対する耐腐食性を高めることができることになる。
【００２９】
従って、化学物質等に対する耐腐食性を高めるために、セグメント１の内周側に新たに樹脂製のパネル等を設ける作業が不要となるので、全体としての作業工程数を少なくすることができ、作業効率を向上させることができ、工期を大幅に短縮させることができることになる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明による請求項１に記載のセグメントによれば、モルタル又はコンクリート中に補強筋を埋設した外殻層と、モルタル又はコンクリート中に耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入した内殻層の２層で構成することができるので、外殻層によってトンネルの内面を補強することができるとともに、内殻層によってトンネル内を流通する化学物質等から外殻層を保護し、化学物質等に対する耐腐食性を高めることができることになる。従って、化学物質等に対する耐腐食性を高めるために、新たに樹脂製のパネルを設ける作業が必要なくなるので、全体としての作業工程数を削減することができ、作業効率を高めることができ、工期を大幅に短縮させることができることになる。
また、請求項２に記載のセグメントによれば、メッシュの注入孔を介して内殻層側に、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートを確実に充填することができることになる。従って、外殻層の特性と内殻層の特性とを確実に得ることができることになる。
さらに、請求項３及び４に記載のセグメントによれば、メッシュは、スペーサーにより外殻層と内殻層との境界部の所定の位置に位置決めされることになるので、メッシュの位置に応じて内殻層及び外殻層を所定の厚みに形成することができることになる。従って、外殻層及び内殻層の特性が確実に得られることになる。
さらに、請求項５に記載のセグメントによれば、メッシュの突出部により、メッシュの外殻層又は内殻層に付着性を高めることができることになる。
さらに、請求項６に記載のセグメントの製造方法によれば、型枠の空間内の所定の位置にメッシュを設けて空間内を内側空間と外側空間に区画し、外側空間の所定の位置に補強筋を設け、メッシュの注入孔を介して内側空間内に耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートを打設することにより内殻層が構成される。そして、この後、外側空間内にモルタル又はコンクリートを打設することにより外殻層が構成されることになる。そして、このように２層に構成したセグメントをトンネルの壁部に設けることにより、外殻層によってトンネルの壁部を補強し、内殻層によってトンネル内を流通する化学物質等から外殻層を保護し、化学物質等に対する耐腐食性を高めることができることになる。従って、化学物質等に対する耐腐食性を高めるために、新たに樹脂製のパネルを設ける作業が必要なくなるので、全体としての作業工程数を削減することができ、作業効率を高めることができ、工期を大幅に短縮させることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるセグメントの一実施の形態を示した概略断面図である。
【図２】 本発明によるセグメントの一実施の形態メッシュの拡大平面図である。
【図３】 本発明によるセグメントの一実施の形態のメッシュの変形例を示した説明図である。
【図４】 本発明によるセグメントの一実施の形態のメッシュの変形例を示した説明図である。
【図５】 本発明によるセグメントの一実施の形態のメッシュの変形例を示した説明図である。
【図６】 本発明によるセグメントの一実施の形態のメッシュの変形例を示した説明図である。
【図７】 本発明によるセグメントの一実施の形態のスペーサーの一例を示した説明図である。
【図８】 本発明によるセグメントの一実施の形態のスペーサーの他の例を示した説明図である。
【符号の説明】
１ セグメント
２ 外殻層
３ モルタル（コンクリート）
４ 補強筋
５ 内殻層
６ メッシュ
７ 注入孔
８ 突出部
１０ スペーサー
１１ 内側スペーサー
１４ 外側スペーサー
１７ 連結手段
２０ 型枠
２５ 空間
２６ 内側空間
２７ 外側空間

Claims (6)

1. モルタル又はコンクリートの内部に補強筋を埋設してなる外殻層と、該外殻層の内側に一体に設けられるモルタル又はコンクリートからなる内殻層とからなるセグメントであって、
   前記外殻層と前記内殻層との境界部にメッシュを設けて両層を区画するとともに、前記内殻層のモルタル又はコンクリートに、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入してなり、前記メッシュの網目は内殻層のモルタル又はコンクリートが外殻層側に流出しない大きさ、または外殻層側のモルタル又はコンクリートが内殻層側に流出しない大きさに設定されていることを特徴とするセグメント。
2. 請求項１に記載のセグメントであって、前記メッシュの一部には、前記内殻層にモルタル又はコンクリートを打設するための注入孔が設けられていることを特徴とするセグメント。
3. 請求項１又は２に記載のセグメントであって、前記メッシュを、スペーサーにより外殻層と内殻層との境界部の所定の位置に位置決めしたことを特徴とするセグメント。
4. 請求項３に記載のセグメントであって、前記スペーサーは、前記外殻層に設けられる外側スペーサーと、前記内殻層に設けられる内側スペーサーとからなり、両スペーサーを連結手段により連結したことを特徴とするセグメント。
5. 請求項１から４の何れかに記載のセグメントであって、前記メッシュに、外殻層の方向又は内殻層の方向少なくとも何れか一方の方向に突出する突出部を設けたことを特徴とするセグメント。
6. 型枠によって円弧状の空間を形成し、該空間内にモルタル又はコンクリートを打設することにより、該空間に合致した形状のセグメントを形成するセグメントの製造方法であって、前記空間内の所定の位置に一部に注入孔を有するメッシュを設けて、前記空間内を内側空間と外側空間に区画し、前記外側空間の所定の位置に補強筋を設け、前記メッシュの注入孔を介して前記内側空間内に、耐火材、防食材又は高強度材のうちの少なくとも一つを混入させたモルタル又はコンクリートを打設し、この後、前記外側空間内にモルタル又はコンクリートを打設することを特徴とするセグメントの製造方法。

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