JP4634297B2 - 切削可能な積層型土留め壁材 - Google Patents

Description

本発明は、一般には、地中を掘削するシールド掘進機の発進又は到達のための発進到達部を有するトンネル掘進用立坑における土留め壁体の構造に関するものであり、特に、シールド掘進機により切削可能な繊維強化樹脂製の積層型土留め壁材に関するものである。

図１４及び図１５に示すように、トンネル掘進用立坑２００は、鉄筋コンクリート製とされるか、又は、鉄骨とモルタルで作製された土留め壁体２０１及び底板２０２などにて構築されるが、立坑２００のシールド掘進機３００が発進又は到達する開口部分には、シールド掘進機３００により掘削が可能なように、繊維補強コンクリート壁体２０３を使用することが提案され、又実施されている。

つまり、立坑２００の鉄筋コンクリート製の壁体２０１は、Ｈ型鋼或いは箱形鋼などの鋼部材１０１とされる打込部材１００にて構築されているが、シールド掘進機３００により切削可能な繊維補強コンクリート壁体２０３は、細長形状のシールド掘削用繊維補強コンクリート材１を縦方向に所定の間隔にて配列して構成される。シールド掘削用繊維補強コンクリート材１としては、従来種々の構造が提案されている。

特許文献１には、図１６及び図１７に示すように、切削可能なシールド掘削用繊維補強材１を備えた立坑壁用部材、即ち、土留め壁材１００が記載されている。

シールド掘削用繊維補強材１は、一対の上下方向に延在する中空ＦＲＰ部材１Ａ、１Ｂ及びスペーサ１Ｃを有している。また、シールド掘削用繊維補強材１は、その上下両端部にＨ型鋼の継手金具１０が接続されており、この継手金具１０により、シールド掘削用繊維補強材１の上部及び下部に配置された各Ｈ型鋼１０１（図１４、図１５）と接続され、土留め壁材１００が作製される。

土留め壁材１００は、図１５に示すように、泥水溝（立坑用溝）２０４内に建て込まれ、溝内の間隔部にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリート等の経時硬化性材料２０５が充填されて硬化される。

土留め壁材１００を構成する一対の中空ＦＲＰ部材１（１Ａ、１Ｂ）及びスペーサ１Ｃは、シールド掘削機３００の従来のビット３０１を備えたカッターヘッドで容易に切削することが可能であり、カッターヘッドに特別なビットを取り付けて切削する必要はない。
特開２００２−３８８７０号公報

上記構成の土留め壁材１００を使用した立坑壁２０３は、シールド掘進機３００により掘削が可能であるという特長を有しているが、次のような問題があることが分かった。

つまり、上記構成の土留め壁材１００を掘削側から地山側へとＸ方向（図１４）にシールド掘進機３００により切削して行った場合に、中空ＦＲＰ部材１（１Ａ、１Ｂ）が必ずしもシールド掘進機３００により細片状に切削されるとは限らず、長尺の状態の切り屑が発生することが分かった。

このような長尺の切り屑は、コンクリート塊やソイルモルタルの切削屑と共にシールド掘進機３００のチャンバーに取り込まれ、チャンバーから排出される際に、チャンバー部取込口を閉鎖することがある。その場合には、シールド掘進機３００を完全に停止し、人手でそのコンクリート塊、ＦＲＰ部材の切削屑などを取り除くことをしなければならない。

また、地盤が軟弱な場合には、シールド掘進機３００のチャンバに取り込まれないコンクリート塊及びＦＲＰ部材切削屑がシールド掘進機３００の切削用回転盤と一緒に廻ることもあり、地盤の緩み、延いては地盤の沈下を引き起こすこととなり、好ましくない。

更に、本発明者らの実験研究の結果によれば、シールド掘進機３００によりＦＲＰ部材を切削すると、シールド掘進機３００のビットによりＦＲＰ部材が切断される際に、大きな振動を生じることが分かった。

このような振動は、ＦＲＰ部材の切削性を損ない、長尺の状態の切り屑の発生を助長し、切削屑の取り込み性を悪化させると共に、地盤の振動を引き起こし、工事箇所の周辺の住民に多大なる影響を与える一因であることが分かった。

本発明者らは、更に研究実験を行った結果、ＦＲＰ部材を厚さの薄い板状とし、好ましくは、複数枚の板状ＦＲＰ部材を切削性の良い間詰め材にて挟持したサンドイッチ構造とすることにより、切削性、及び、切削屑の取り込み性を向上させ、切削による振動を小さくすることが可能であることを見出した。

本発明は、斯かる本発明者らの新規な知見に基づくものである。

つまり、本発明の目的は、シールド掘進機による、例えばコンクリート或いはソイルモルタル中に建て込まれたＦＲＰ部材の切削時に発生するＦＲＰ部材の大きな振動を抑制し、切削性、及び、切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることのできる、シールド掘進機により切削可能な積層型土留め壁材を提供することである。

本発明の他の目的は、製造が容易であり、製造コストを低減することのできる、シールド掘進機により切削可能な積層型土留め壁材を提供することである。

上記目的は本発明に係る土留め壁材にて達成される。要約すれば、本発明は、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材であって、
厚さに対して幅が大とされ、軸線方向に延在した長尺薄板状の、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材を、所定幅の平面部が互いに対面するようにして複数積層し、隣接する前記繊維強化樹脂製ウェブ材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が配置されて一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備えており、
前記ウェブ材は、幅方向の両端部領域が所定幅にわたってその厚さが厚くされ横断面形状がＩ形若しくはコ形とされることを特徴とする積層型土留め壁材である。

本発明の一実施態様によれば、前記ウェブ材は、前記ウェブ材の積層方向がシールド掘進機のシールド掘進方向と略直交するように配置する。

本発明の他の実施態様によれば、前記ウェブ材は、幅が５０〜３０００ｍｍとされ、厚さが０．５〜１００ｍｍとされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記間詰め材は、セメントミルク、ＦＲＵ、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであるか、又は、所定の間隔にて配置されたスペーサである。

本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の外面には、セメントミルク、ＦＲＵ、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されている。

本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の軸線方向の一端部又は両端部に、継手部が接続される。

本発明の他の実施態様によれば、前記継手部は、連結金具と定着治具を備え、前記連結金具はＨ型鋼とされ、前記Ｈ型鋼の中央ウェブの一部を前記ウェブ材の間に挿入し、前記定着治具にて前記Ｈ型鋼の中央ウェブと前記ウェブ材とを固定する。

本発明の他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製ウェブ材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状若しくはマット状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。

本発明の他の実施態様によれば、前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされる。

本発明の他の実施態様によれば、前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含む。

本発明によれば、
（１）シールド掘進機によるＦＲＰ部材の切削時に発生するＦＲＰ部材の大きな振動を抑制し、切削性、及び、切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることができる。
（２）製造が容易であり、製造コストを低減することができる。

以下、本発明に係るシールド掘進機により切削可能な積層型土留め壁材を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、本発明に係る土留め壁材１００の一実施例を示す。土留め壁材１００は、上述のように、立坑２００のシールド掘削用立坑壁２０３を形成する立坑壁用部材、即ち、打込部材を構成する。

本実施例にて、図１に示すように、土留め壁材１００は、シールド掘進機３００により切削可能な繊維強化樹脂製補強材１と、繊維強化樹脂製補強材１の上下両端に固定された継手部１０とを有する。土留め壁材１００は、継手部１０を介して、立坑２００の構成鋼部材１０１であるＨ型鋼或いは箱形鋼、又は、鉄筋などが接続される。

繊維強化樹脂製補強材１の上下両端に一体に形成される継手部１０は、従来と同様に、連結金具１０ａ及び定着治具１０ｂ等を備え、連結金具１０ａの一端は、立坑構成鋼部材１０１に、例えば鋼製継手板１１０等を用いて、溶接、ボルトなどにより接続される。また、連結金具１０ａの他端は、詳しくは後述するように、繊維強化樹脂製補強材１の作製時に、定着治具１０ｂである鋼製継手板１０ｂ１を利用してボルト１０ｃなどにより繊維強化樹脂製補強材１の端部に一体に接続される。

なお、継手部１０の構造は、これに限定されるものではなく、当業者には周知のその他種々の構造が可能である。継手部１０の構造の一例については後で更に詳しく説明する。

（繊維強化樹脂製補強材）
図２をも参照して、本実施例の特徴をなす細長形状の繊維強化樹脂製補強材１について説明する。

繊維強化樹脂製補強材１は、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材１１を有する。ウェブ材１１は、厚さ（Ｔ１）に対し幅（Ｗ）が大とされる所定幅（Ｗ）の平面部を有し、軸線方向（幅方向に直交する長手方向）に延在した長尺の薄板状とされる。本実施例では、図２に示すように、４枚のウェブ材１１を有しており、４枚のウェブ材１１は、平面部が互いに対面するように長手方向に整列して積層される。各隣接する繊維強化樹脂製ウェブ材１１、１１の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材１２が配置され、各ウェブ材１１と間詰め材１２とは一体的に固定される。

尚、ウェブ材１１は、図１に示すように、ウェブ材１１の積層する方向、即ち、繊維強化樹脂製補強材１の厚さ（Ｔ）方向がシールド掘進機のシールド掘進方向と略直交するように配置される。

繊維強化樹脂製ウェブ材１１は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状若しくはマット状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。

強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとすることができる。

また、樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。樹脂含浸量としては、通常、１０〜７０重量％とされる。

通常、繊維強化樹脂製ウェブ材１１は、幅（Ｗ）が５０〜３０００ｍｍ、厚み（Ｔ１）が０．５〜１００ｍｍ、長さ（Ｌ）が０．２〜２５ｍとされる。

前記間詰め材１２は、例えば、セメントミルク、ＦＲＵ、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとされ、図２（ａ）に示すように、ウェブ材１１、１１間に充填され硬化される。通常、間詰め材１２の厚さＴ２は、０．１〜５００ｍｍとされる。

本実施例のように、各隣接する繊維強化樹脂製ウェブ材１１の間に間詰め材１２を一体に充填硬化させることにより、繊維強化樹脂製補強材１の機械的特性、特に、曲げ強度を増大することができる。

勿論、場合によっては、間詰め材１２として、図２（ｂ）に示すように、各隣接する繊維強化樹脂製ウェブ材１１、１１間の距離を一定距離（Ｔ２）に保持するための適当なスペーサを配置する構成とすることも可能である。スペーサ１２は、任意の形状寸法のものを使用し得るが、図示するように、縦横の長さｗ１、ｗ２が例えば５０ｍｍとされる樹脂或いは繊維強化樹脂にて作製された板材等とすることができ、例えば、５００ｍｍの間隔（Ｐ）で配置することができる。

（継手部）
次に継手部１０の構造について、図１、図３及び図４を参照して説明する。

本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材１の軸線方向の両端部に、同じ構造の継手部１０、１０が設けられるが、継手部１０の構造はこれに限定されるものではない。又、場合によっては、継手部１０は、少なくとも一端部にのみ設ける場合もある。

本実施例によれば、図４に示すように、継手部１０は、上述のように、連結金具１０ａとして、両フランジ１０ａ１、１０ａ１と、この両フランジ１０ａ１、１０ａ１を連結する中央ウェブ１０ａ２とから成る長さ（Ｌ０）のＨ型鋼を使用する。フランジ１０ａ１は、繊維強化樹脂製補強材１の厚さ（Ｔ）より大とされる幅（Ｔ０）とされる。また、両フランジ１０ａ１、１０ａ１間の距離（Ｗ０）は、繊維強化樹脂製補強材１の幅（Ｗ）と同じか、僅かに大きくされる。

繊維強化樹脂製補強材１は、厚さ方向中央に位置した間詰め材１２が、端面より長さ（Ｌ１）にわたって除去され、その部分に、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２が挿入される。従って、本実施例によれば、少なくとも中央部にて対面するウェブ材１１、１１間の間隔、即ち、間詰め材１２の厚さＴ２は、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２が挿入可能な程度の大きさとされる。また、両ウェブ材１１、１１及びＨ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２は、接着剤などにて互いに接合しても良い。

また、本実施例によれば、図３及び図４に示すように、繊維強化樹脂製補強材１は、その他の隣接するウェブ材１１、１１間に充填された間詰め材１２もまた、端面より長さ（Ｌ１）、或いは、それより若干長い長さにて除去され、その部分に、スペーサとしての鋼板１５が配置される。

更に、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２及びスペーサ鋼板１５が挿入された上記長さＬ１領域において繊維強化樹脂製補強材１の両側面には、定着治具１０ｂである鋼製継手板１０ｂ１が適合される。また、図３に示すように、繊維強化樹脂製補強材１、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２、スペーサ鋼板１５、及び、鋼製継手板１０ｂ１を貫通して貫通穴１３が形成される。そして、貫通穴１３の一端からボルト１０ｃが挿通され、貫通穴１３の他端から突出したボルト１０ｃにナット１０ｄが螺合される。これにより、繊維強化樹脂製補強材１、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２、スペーサ鋼板１５、及び、鋼製継手板１０ｂ１が一体に接続される。

上記実施例では、定着治具１０ｂは、平板状の鋼製継手板１０ｂ１であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図５及び図６に示すように、平板状の鋼製継手板１０ｂ１の両側部に直角に外方へと延在し、Ｈ型鋼１０ａのフランジ１０ａ１に対面した垂直部材１０ｂ２を備えたコ字状の鋼製継手板とすることもできる。この場合には、ボルト１０ｃ１、ナット１０ｄ１にて、繊維強化樹脂製補強材１、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２、スペーサ鋼板１５、及び、鋼製継手板１０ｂ１を一体に固定すると共に、更に、ボルト１０ｃ２、ナット１０ｄ２にて、鋼製継手板垂直部材１０ｂ２をＨ型鋼のフランジ１０ａ１に一体に固定することができる。

上記実施例では、継手部１０は、Ｈ型鋼を使用するものとして説明したが、箱形鋼又は鉄筋を使用する構成とすることも可能である。

本実施例では、上記構成の繊維強化樹脂製補強材１の上下両端は、図１に示すように、継手部１０を介して、立坑構成鋼部材１０１に継手板１１０を用いて溶接、ボルトなどにより接続した。

このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材１を有する土留め壁材１００は、図７（ａ）に示すように、泥水溝（立坑溝）２０４内に建て込まれ、溝２０４内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料２０５が充填されて硬化される。これにより、立坑２００のシールド掘削用立坑壁２０３が形成される。

なお、繊維強化樹脂製補強材１の強度及び切削性を更に向上させるために、図７（ｂ）に示すように、土留め壁材１００として組み立てられた後、立坑溝２０４に建て込む前に、繊維強化樹脂製補強材１の外周部全体に亘って被覆材２０を一体に被覆させることもできる。

被覆材２０としては、セメントミルク、ＦＲＵ（Fiber Reinforcing Urethane）、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものとすることができる。本実施例では、発泡セメントミルク（エアミルク）を使用した。

本実施例の土留め壁材１００をシールド掘進機３００で切削したが、シールド掘進機によるＦＲＰ部材の切削時に発生するＦＲＰ部材の大きな振動を抑制し、切削性、及び、切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることができた。また、本実施例の土留め壁材１００製造が容易であり、製造コストを低減することができた。

更には、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができた。

実施例２
実施例１では、繊維強化樹脂製補強材１を構成するウェブ材１１は、厚さが幅方向に略一定（Ｔ１）とされるものとして説明した。

しかし、ウェブ材１１の形状は、これに限定されるものではなく、図８に図示するように、幅方向の両端部領域１１ａの厚さＴ４が、両側面にて厚さ（Ｔ３）だけ所定幅（Ｗ１）にわたって厚くされた（Ｔ４＝Ｔ１＋２Ｔ３）、所謂、横断面形状がＩ形とすることもでき、また、図９に示すように、片側面のみが厚さ（Ｔ３）だけ所定幅（Ｗ１）にわたって厚くされた、所謂、横断面形状がコ字形とすることもできる。厚さが厚くされた両端部領域１１ａは、ウェブ材１１の軸線方向に沿って延在して形成される。

次に、図１０〜図１３を参照して、横断面形状がＩ形とされるウェブ材１１を備えた繊維強化樹脂製補強材１及び積層型土留め壁材１００について更に詳しく説明する。

図１０（ａ）は、本実施例の積層型土留め壁材１００の上方端部の継手部１０の正面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の線Ａ−Ａに取った縦断面図である。図１１及び図１２は、それぞれ、図１０（ｂ）の線Ｂ−Ｂ及び線Ｃ−Ｃに取った断面図である。図１３は、横断面形状がＩ形とされるウェブ材１１の横断面図である。

本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材１は、図１２に示すように、横断面形状がＩ形とされる繊維強化樹脂製ウェブ材１１を６枚有する。６枚のウェブ材１１は、実施例１と同様に、平面部が互いに対面するように長手方向に整列して積層されている。各隣接する繊維強化樹脂製ウェブ材１１、１１の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材１２が充填硬化されて一体とされる。

ただ、本実施例によれば、ウェブ材１１は、上述のように、横断面形状がＩ形とされた幅方向の両端部領域１１ａの厚さＴ４が所定幅（Ｗ１）だけ軸線方向に沿って厚くされている。図１３を参照して、ウェブ材１１について更に具体的に説明する。

ウェブ材１１は、厚さ（Ｔ１）が幅方向に略一定とされるウェブ本体１１Ａと、ウェブ本体１１Ａの両端部領域１１ａの両側面にて軸線方向に沿って軸線方向に一体に形成された、幅（Ｗ１）、厚さ（Ｔ３）とされる端ウェブ材１１Ｂとを有する。

本実施例にて、ウェブ材１１を構成するウェブ本体１１Ａは、幅（Ｗ）７００ｍｍ、厚さ（Ｔ１）３ｍｍ、長さ（Ｌ）７ｍとされ、端ウェブ１１Ｂは、幅（Ｗ１）１００ｍｍ、厚さ（Ｔ３）３ｍｍとされた。従って、両端部領域１１ａの厚さ（Ｔ４）は９ｍｍであった。

ウェブ本体１１Ａは、実施例１と同様に、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状若しくはマット状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。

また、端ウェブ材１１Ｂは、ウェブ本体１１Ａと同様の構成とすることもできるが、強化繊維を軸線方向に沿って一方向に配列した強化繊維シートとされ、この強化繊維シートに樹脂を含浸して形成される。

ウェブ本体及び端ウェブ材の強化繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとすることができる。

また、樹脂としては、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことができる。

なお、本実施例では、これに限定されるものではないが、ウェブ本体１１Ａは、強化繊維としてガラス繊維を使用し、軸線方向に対して所定の角度（本実施例では、＋４５度、−４５度）にて傾斜して配列したバイアス強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成した。また、端ウェブ材１１Ｂは、強化繊維として炭素繊維を使用し、強化繊維を軸線方向に沿って配列した一方向強化繊維シートに、ウェブ本体１１Ａと同じ樹脂を含浸して形成した。

樹脂としては、常温硬化型のエポキシ樹脂を使用し、樹脂含有量は３５重量％とした。

各ウェブ材１１、１１の間には、実施例１と同様の間詰め材１２を充填し、硬化される。本実施例では、空気により発泡させたセメントミルク（エアミルク）を充填した。

間詰め材１２の厚さ（Ｔ２）は、これに限定されるものではないが、本実施例では、両端部領域１１ａを除いた領域においては、中央部ウェブ材１１、１１の間の厚さ（Ｔ２ａ）が２０ｍｍ、その他の隣接するウェブ材１１、１１の間の厚さは同じ厚さ（Ｔ２ｂ）とされ、Ｔ２ｂ＝１５ｍｍとされた。

（継手部）
次に継手部１０の構造について図１０及び図１１を参照して説明する。

本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材１の軸線方向の両端部に、同じ構造の継手部１０が設けられる。図１０には、上端部の継手部１０のみを示す。

本実施例によれば、図１０、図１１に示すように、継手部１０は、実施例１と同様に、連結金具１０ａとして、Ｈ型鋼を使用する。また、定着治具１０ｂとしては、図５及び図６に示すように、鋼製継手板１０ｂ１と垂直部材１０ｂ２とにて形成されるコ字状の鋼製継手板を使用した。

更に説明すると、実施例１と同様に、繊維強化樹脂製補強材１は、厚さ方向中央に位置した間詰め材１２が、端面より長さ（Ｌ１）にわたって除去され、その部分に、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２が挿入される。

なお、本実施例によれば、図１１に示すように、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２と、隣接するウェブ材１１のウェブ本体１１Ａとの間には、スペーサとしての鋼板１４が配置される。

更に、本実施例によれば、繊維強化樹脂製補強材１は、その他の隣接するウェブ材１１、１１間に充填された間詰め材１２もまた、端面より長さ（Ｌ１）、或いは、それより若干長い長さにて除去され、その部分に、スペーサとしての鋼板１５が配置される。

ただ、隣接するウェブ材１１、１１の間に配置される鋼板１５は、ウェブ本体１１Ａ、１１Ａ間のみ成らず、端ウェブ材１１Ｂ、１１Ｂ間にも位置するように構成される。従って、鋼板１５は、図１１に示すように、幅方向において、両側部の厚さが所定幅にわたって薄くされた概略矩形状のものとされる。

更に、最も外側のウェブ材１１に対面するコ字状鋼製継手板の鋼製継手板１０ｂ１は、本実施例では、ウェブ本体１１Ａのみならず、端ウェブ材１１Ｂにも当接する構成とされる。従って、鋼製継手板１０ｂ１は、幅方向においてその両側部の厚さが薄くされる。即ち、鋼製継手板１０ｂ１は、隣接するウェブ材１１のウェブ本体１１Ａに対面する中央部がウェブ本体１１Ａ側へと凸状とされる。

上記構成の本実施例に従った継手部１０は、ボルト１０ｃ１、ナット１０ｄ１にて、繊維強化樹脂製補強材１、Ｈ型鋼１０ａの中央ウェブ１０ａ２、鋼製継手板１０ｂ１、及び、スペーサ鋼板１４、１５を一体に固定すると共に、更に、ボルト１０ｃ２、ナット１０ｄ２にて、鋼製継手板垂直部材１０ｂ２をＨ型鋼のフランジ１０ａ１に一体に固定した。このとき、各部材の間は、更に接着剤で接合することも可能である。

上記構成の繊維強化樹脂製補強材１の上下両端には、図１に示すように、継手部１０を介して、立坑構成鋼部材１０１に継手板１１０を介して溶接し、且つ、ボルトにて接続した。

このようにして作製した、切削可能な繊維強化樹脂製補強材１を有する土留め壁材１００は、図７（ａ）に示すように、泥水溝（立坑溝）２０４内に建て込まれ、溝２０４内にソイルモルタル、モルタル、又は、コンクリートなどの経時硬化性材料２０５が充填されて硬化される。これにより、立坑２００のシールド掘削用立坑壁２０３が形成される。

本実施例の土留め壁材１００をシールド掘進機３００で切削したが、シールド掘進機によるＦＲＰ部材の切削時に発生するＦＲＰ部材の大きな振動を抑制し、切削性、及び、切削屑の細片化を促進し、シールド掘進機への取り込み性を向上させることができた。また、本実施例の土留め壁材１００製造が容易であり、製造コストを低減することができた。

更には、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体を構築する際のコンクリートの使用量を減らすことができた。

本発明に係る土留め壁材の一実施例を示す斜視図である。 図２（ａ）は、図１の線II−IIに取った繊維強化樹脂製補強材の一実施例を示す断面図であり、図２（ｂ）は、繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す斜視図である。 図１の線III−IIIに取った土留め壁材の継手部の一実施例を示す断面図である。 本発明に係る土留め壁材の継手部の一実施例を示す斜視図である。 本発明に係る土留め壁材の継手部の他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る土留め壁材の継手部の他の実施例を示す斜視図である。 本発明に係る土留め壁材の施工例を説明するための説明図である。 本発明に係る繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す断面図である。 本発明に係る繊維強化樹脂製補強材の他の実施例を示す断面図である。 図１０（ａ）は、本発明に係る土留め壁材の継手部の他の実施例を示す正面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の線Ａ−Ａに取った継手部の断面図である。 図１０（ｂ）の線Ｂ−Ｂに取った継手部の断面図である。 図１０（ｂ）の線Ｃ−Ｃに取った繊維強化樹脂製補強材の断面図である。 本発明に係る繊維強化樹脂製補強材を構成するウェブ材の一実施例を示す断面図である。 立坑の構造を説明するための断面図である。 従来の立坑壁の構造を説明するための断面図である。 従来の繊維強化樹脂製補強材の一例を示す斜視図である。 従来の繊維強化樹脂製補強材の断面図である。

符号の説明

１ 繊維強化樹脂製補強材
１０ 継手部
１０ａ Ｈ型鋼（連結金具）
１０ｂ 定着治具
１０ｂ１ 鋼製継手板
１０ｂ２ 鋼製継手板垂直部材
１０ｃ ボルト
１０ｄ ナット
１１ ウェブ材
１２ 間詰め材
１３ 貫通穴
１４、１５ スペーサ鋼板
２０ 被覆材
１００ 打込部材（積層型土留め壁材）
１０１ 鋼部材
２００ 立坑
２０３ 繊維補強コンクリート壁体（シールド掘削用立坑壁）
３００ シールド掘進機

Claims (10)

1. シールド掘進機により切削可能な土留め壁材であって、
   厚さに対して幅が大とされ、軸線方向に延在した長尺薄板状の、繊維強化樹脂にて形成された複数のウェブ材を、所定幅の平面部が互いに対面するようにして複数積層し、隣接する前記繊維強化樹脂製ウェブ材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が配置されて一体に形成された繊維強化樹脂製補強材を備えており、
   前記ウェブ材は、幅方向の両端部領域が所定幅にわたってその厚さが厚くされ横断面形状がＩ形若しくはコ形とされることを特徴とする積層型土留め壁材。
2. 前記ウェブ材は、前記ウェブ材の積層方向がシールド掘進機のシールド掘進方向と略直交するように配置することを特徴とする請求項１の積層型土留め壁材。
3. 前記ウェブ材は、幅が５０〜３０００ｍｍとされ、厚さが０．５〜１００ｍｍとされることを特徴とする請求項１又は２に記載の積層型土留め壁材。
4. 前記間詰め材は、セメントミルク、ＦＲＵ、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させたものであるか、又は、所定の間隔にて配置されたスペーサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の積層型土留め壁材。
5. 前記繊維強化樹脂製補強材の外面には、セメントミルク、ＦＲＵ、モルタル、コンクリート、ソイルモルタル、スチレン、スチロール、ウレタン、又は、これら材料を空気により発泡させた被覆材が塗布硬化されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の積層型土留め壁材。
6. 前記繊維強化樹脂製補強材の軸線方向の一端部又は両端部に、継手部が接続されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の積層型土留め壁材。
7. 前記継手部は、連結金具と定着治具を備え、前記連結金具はＨ型鋼とされ、前記Ｈ型鋼の中央ウェブの一部を前記ウェブ材の間に挿入し、前記定着治具にて前記Ｈ型鋼の中央ウェブと前記ウェブ材とを固定したことを特徴とする請求項６の積層型土留め壁材。
8. 前記ウェブ材は、強化繊維を軸線方向に沿って配列するか、若しくは、軸線方向に対して所定の角度にて傾斜して配列した強化繊維シートであるか、又は、クロス状若しくはマット状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載の積層型土留め壁材。
9. 前記強化繊維は、炭素繊維、ガラス繊維、セラミックス繊維、ボロン繊維等の無機繊維；チタン、スチール等の金属繊維；アラミド、ポリエステル、ポリエチレン、ナイロン、ビニロン、ポリアセタール、ＰＢО、高強度ポリプロピレン等の有機繊維；から選択されるいずれかの繊維であるか、或いは、前記繊維を複数種混入したハイブリッドタイプとされることを特徴とする請求項８の積層型土留め壁材。
10. 前記樹脂は、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、常温硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂、又は、ＭＭＡ等のラジカル反応系樹脂を少なくとも一種以上含むことを特徴とする請求項８又は９の積層型土留め壁材。

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