JP4693744B2 - 鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、例えば内外方向に二重に形成した函状の鋼殻間にコンクリートやモルタル等の固結材を充填固化させて構成してなる鋼殻沈埋トンネルの内面に耐火パネル等の内装パネルを取付ける場合の内装パネル取付構造に関する。

上記のような鋼殻沈埋トンネルは、一般に工場やドッグ等で所定長さに形成した内外方向に二重に形成した函状の鋼殻を岸壁等に係留し、その内外方向に重合する鋼殻を成形用型枠として、その両鋼殻間にコンクリートやモルタル等の固結材を充填してトンネル構造体を構成し、そのトンネル構造体を海底等に順次沈下させて連結ボルト等で接続することによって長尺なトンネル空間を形成するものである。

上記のような鋼殻沈埋トンネルの内面に耐火パネル等の内装パネルを取付けることは、従来種々提案されており、例えば下記特許文献１においては、耐火ボードに形成した貫通穴内に溶接部として小さな金属筒体等を設け、その金属筒体等の一端を鋼殻沈埋トンネルの鋼殻部分に溶接することによって、上記パネルを鋼殻沈埋トンネルの内面に取付けることが提案されている。

しかしながら、上記のような耐火ボードの貫通穴内に設けた小さな金属筒体等の一端を鋼殻沈埋トンネルの鋼殻部分に溶接する作業は、繊細かつ煩雑で作業性が悪く、しかも溶接後は上記貫通穴内に不燃材料等を充填して閉塞しなければならので、作業に多大な労力と時間を要し、非能率的で製作コストが増大する等の不具合がある。

また上記特許文献１のものは、耐火ボードを鋼殻に直接取付るものであるから、例えば火災発生時の熱で鋼殻が伸びたり、変形したときには、耐火ボードが追従できずに剥離したり割れたりして所期の耐火性能を発揮できなくなるおそれがある。また鋼殻沈埋トンネルは、トンネル延長に際して溶接継目に不陸が生じやすいが、それが内装パネルの表面にまで波及したり、上記の不陸によって耐火ボードを平らに且つ安定性よく取付けるのが難しい等の不具合があった。

そこで、本出願人は先に特願２００６−２６４２９７号において鋼殻沈埋トンネルの隣り合う鋼殻を所定の間隔に保つためのセパレータ、特にトンネル空間内に突出したセパレータの端部を利用して耐火パネル等の内装パネルを取付けることを提案した。

特開２００３−２６９０９７号公報

ところが、上記のような鋼殻沈埋トンネルの内部に内装パネルやその他の付帯設備を取付ける場合には、それらの物品の鋼殻内面からトンネル空間内への突出量（飛び出し量）が所定の建築（構築）限界以内になるように定められており、その突出量は鋼殻沈埋トンネルにおいてはトンネル空間側の鋼殻内面から通常１００ｍｍ以内とされている。

一方、上記セパレータのトンネル空間内への突出量は通常７５ｍｍ程度に設定されているが、鋼殻やセパレータの製作誤差もしくは鋼殻沈埋トンネルの施工誤差等によって上記の突出量が設定値よりも最大±１５ｍｍ程度変動するのは避けられない。そのため、例えば上記セパレータの鋼殻内面からトンネル空間内への突出量が最大の９０ｍｍになると、厚さ１０ｍｍ以上の内装パネルは取付けることができない。しかし、上記のような鋼殻沈埋トンネルに付設する内装パネル、特に耐火パネルは充分な耐火性を確保するには、厚さ１０ｍｍ以上、より好ましくは２０ｍｍ以上のものを用いる必要がある。

そこで、上記のトンネル空間内に突出したセパレータの端部を切除することが考えられるが、現場で１つずつ切除するのは作業が煩雑かつ面倒で作業性が悪くコストが嵩む等の不具合がある。またセパレータの端部を不用意に切除すると、往々にしてセパレータとしての強度が低下したり、安全率が低下する等のおそれがある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて提案されたもので、上記のようなセパレータの端部を切除することなく、上記セパレータを利用して耐火パネル等の内装パネルを鋼殻沈埋トンネルの内面に簡単・確実に且つ容易・安価に取付けることのできる鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明による鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造は以下の構成としたものである。すなわち、セパレータにより所定の間隔をおいて連結固定した鋼殻間にコンクリート等の固結材を充填して構築される鋼殻沈埋トンネルの内面に耐火パネル等の内装パネルを取付ける場合の取付構造であって、上記セパレータのトンネル空間側に突出する端部にパネル支持金具を介して上記内装パネルを取付け、上記セパレータの端部に対応する上記内装パネルの背面に、上記端部との干渉を避けるための凹部を設けたことを特徴とする。

上記セパレータとしては、例えば少なくともトンネル空間側に突出する端部に雄ねじを有し、その雄ねじ部に、上記パネル支持金具を挿通させると共にナットを螺合して、該パネル支持金具を上記セパレータの端部に取付けた構成とすることができる。また上記パネル支持金具としては、例えば断面コ字形の基部の両端部に互いに反対方向に突出するパネル支持部を設けてなるものを用いることができる。

一般に鋼殻沈埋トンネルは、前述のように内外方向に重合する函状の鋼殻間にコンクリートやモルタル等の固結材を充填してトンネル構造体を構成するもので、その際、上記鋼殻間を所定の間隔に保つため、或いは上記鋼殻間に充填した固結材の圧力で鋼殻の間隔が広がったり、鋼殻の一部が外方に孕み出すのを防ぐために、隣接する鋼殻を棒状のセパレータで連結して所定の間隔に保つのが一般的であり、そのようなセパレータは通常鋼殻の面方向に所定の間隔をおいて多数設けられている。

本発明は上記のような鋼殻沈埋トンネルに設けられるセパレータを利用して耐火パネル等の内装パネルを上記鋼殻沈埋トンネルの内面に取付けると共に、上記セパレータの端部に対応する上記内装パネルの背面に、上記端部との干渉を避けるための凹部を設けたものである。それによって、前記従来のようにスタッドボルト等を打設することなく、内装パネルを鋼殻沈埋トンネルの内面に簡単・確実に且つ容易・安価に取付けることができると共に、鋼殻やセパレータの製作誤差もしくは鋼殻沈埋トンネルの施工誤差等で上記セパレータの端部が内装パネル側に多少突出しても該端部が上記凹部内に進入して内装パネルのトンネル空間内への突出量が所定の建築限界を超えるのを防ぐことが可能となる。

特に、上記のようなセパレータは、少なくとも一端側がトンネル空間側に突出すると共に、その突出端部には雄ねじが形成されているのが一般的であり、その雄ねじ部にナットを螺合してパネル支持金具を取付け、そのパネル支持金具に耐火パネル等の内装パネルを取付け支持させると、トンネル側には何ら加工を施したり、構造的に不要なものを取付けることなく、施工性よく内装パネルを取付けることができる。しかも、隣接する鋼殻を所定の間隔に連結固定するための頑丈なセパレータにパネル支持金具を介して内装パネルを取付け支持させるので、パネル支持金具を強固に且つ安定性よく取付けることができると共に、上記内装パネルが支持金具から不用意に離脱したり外れるおそれも少ない。

さらに本来は、セパレータの端部ねじ部がトンネル空間側に突出していると邪魔になるため、上記ねじ部はナットを嵌めたら殆ど隠れるぎりぎりの長さにした方が外観上は望ましいが、このようにすると、ボルトとナットの結合強度や安全率が低くなってしまう。これに対し、本発明はセパレータのトンネル空間側に突出する端部を利用して内装パネルを取付けると共に、上記端部がトンネル空間側に大きく突出した場合には前記凹部内に進入して該端部や内装パネルのトンネル空間内への張り出しが防止される。それによって上記セパレータの端部や内装パネルがトンネル空間内に突出して邪魔になるのを防止できるだけでなく、内装パネルを含めた構造体全体を極力薄型構造に仕上げて充分なトンネル空間を確保することが可能となる。また上記セパレータの端部が内装パネルで隠蔽されて外観体裁や見栄えが向上すると共に、上記端部を残すことによってセパレータの強度や安全率を維持させることができる等の効果が得られる。

以下、本発明による鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１は本発明を適用した鋼殻沈埋トンネルの横断面図、図２（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図１におけるａ〜ｃ部の拡大図、図２（ｄ）は（ｂ）及び（ｃ）におけるｄ部の拡大図、図３（ａ）は図２（ｂ）および（ｃ）において矢印Ａ方向から見た一部の横断平面図、図３（ｂ）はパネル内面側から見た側面図、図４（ａ）は図３（ａ）の一部の拡大図、図４（ｂ）および（ｃ）は（ａ）におけるｂ−ｂおよびｃ−ｃ断面図、図５はパネル取付部の斜視図である。

図示例の鋼殻沈埋トンネル１は、図１に示すように鋼板等で形成した断面長方形状の外側の鋼殻１ａ内に、同様に鋼板等で形成した複数個（図の場合は５つ）の内側の鋼殻１ｂを、それぞれ所定の間隔をおいて配置し、その内外方向および横方向に隣接する鋼殻１ｂ・１ａ，１ｂ・１ｂ間にコンクリートやモルタル等の固結材１ｃを充填することによって内部にトンネル空間Ｓ１〜Ｓ５を有するトンネル構造体Ｔを形成し、このようなトンネル構造体Ｔを海底等に順次沈下させ、図に省略した連結ボルト等で順次接続することによって上記のトンネル空間Ｓ１〜Ｓ５をそれぞれ連続させて設けるようにしたものである。

上記の内外方向および横方向に隣接する鋼殻１ｂ・１ａ，１ｂ・１ｂは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように棒状のセパレータ２で互いに連結固定することによって、隣接する鋼殻１ｂ・１ａ，１ｂ・１ｂを所定の間隔に保持すると共に、上記固結材１ｃを充填する際の圧力で鋼殻がトンネル空間Ｓ１〜Ｓ５側またはトンネル構造体Ｔの外側に孕み出すのを防ぐ構成であり、上記セパレータ２は鋼殻１ｂ（１ａ）の面方向に縦横に所定の間隔をおいて多数設けられている。

上記各セパレータ２として、本実施形態においては少なくとも端部に所定長さの雄ねじを有するボルトが用いられ、その端部２ａは外側の鋼殻１ａに対しては図２（ａ）の左側に示すように該鋼殻１ａに溶接等で固着したナット３にねじ込まれ、内側の鋼殻１ｂに対しては図２（ａ）の右側および同図（ｂ）（ｃ）に示すようにを該鋼殻１ｂを貫通して、その先端部に厚手の金属板よりなるワッシャ４を嵌合すると共に、ナット５をねじ込んで隣り合う鋼殻１ｂ・１ａ，１ｂ・１ｂを所定の間隔に保つ構成である。

そして本発明は、上記のトンネル空間内に突出するセパレータ２を利用して耐火パネル６等の内装パネルを取付けると共に、上記セパレータ２の端部２ａに対応する上記内装パネルの背面に、上記端部との干渉を避けるための凹部６ａを設けたものである。図の場合は上記図１における左右両側の非常用通路等として用いられるトンネル空間Ｓ１，Ｓ５を除くトンネル空間Ｓ２〜Ｓ４の内面のほぼ全面に内装パネルとしての耐火パネル６をパネル支持金具７を介して上記セパレータ２の端部２ａに取付け、その耐火パネル６の上記セパレータ２の端部２ａに対応するパネル背面（パネル６のセパレータ２側の面）に、上記端部２ａとの干渉を避けるための凹部６ａを設けたものである。なお、トンネル空間の内面の底部に、道路等を形成するためにコンクリートが打設される場合は、そのコンクリートがトンネル構造体の耐火被覆を兼ねるので、上記底部には耐火パネルを取付ける必要はない。

上記の耐火パネル６としては、例えば繊維強化セメント板やけい酸カルシウム板もしくはセラミック板等が用いられ、その大きさ・形状等は適宜であるが、本実施形態においては図３（ｂ）に示すように横長の長方形状に形成され、その横方向すなわちトンネル軸方向（図３で左右方向）の長さは、セパレータ２のトンネル軸方向の配列ピッチの２倍の長さに、またトンネル周方向（図３（ｂ）で上下方向）の長さは、セパレータ２のトンネル周方向の配列ピッチとほぼ同等の長さに形成されている。

上記の耐火パネル６は、図３（ｂ）に示すようにトンネル軸方向および周方向に並べて配置した隣接する４つの耐火パネル６の角部を、それぞれパネル支持金具７を介して上記セパレータ２の端部２ａに取付けるようにしたものである。そのパネル支持金具７は、本実施形態においては、図５に示すように断面コ字形の基部７ａの両端部に互いに反対方向に延びるパネル支持部７ｂ・７ｂを一体的に設けたもので、上記の基部７ａに形成した取付孔７ｇに上記セパレータ２の端部２ａを挿通し、その端部２ａの雄ねじ部に螺合したナット８と前記ナット５との間に上記支持金具７の基部７ａを挟んで締め付け固定する構成である。図中、９はワッシャである。

また上記パネル支持金具７のパネル支持部７ｂ・７ｂには、図４および図５に示すようにパネル取付孔７ｈが設けられ、特に図示例においては前記の隣接する４つの耐火パネル６の角部を取付け支持させるために上記各パネル支持部７ｂに２つずつ合わせて４つのパネル取付孔７ｈが設けられている。その各パネル取付孔７ｈに対応して上記各耐火パネル６の角部には貫通小孔６ｂが形成され、その両孔７ｈ・６ｂにボルト１１を挿通し、上記各パネル支持部７ｂの背面に予め溶接等で固着したナット１２にねじ込んで締め付け固定した構成である。

なお、前記の凹部６ａは、図示例においては上記の隣接する４つの耐火パネル６の角部に設けられている。その凹部６ａは図の場合は上記４つの角部を合わせることによって前記セパレータ２の端部２ａよりも大径の円形になるように構成されているが、その形状は適宜である。また上記凹部６ａの深さは、セパレータ２の端部２ａの鋼殻内面からの突出量、特に鋼殻やセパレータの製作誤差もしくは鋼殻沈埋トンネルの施工誤差等で想定される最大突出量を考慮して設定するもので、本実施形態においては、その最大突出量が前記の９０ｍｍとなった場合にも図６（ａ）のようにセパレータ２の端部２ａが上記凹部６ａ内に収まり、耐火パネル６が前記の建築限界である鋼殻内面から１００ｍｍの高さを超えないように設定されている。なお前記図４（ａ）は上記突出量が標準の設定値である７５ｍｍのときの状態をあらわし、図６（ｂ）は上記突出量が想定される最小突出量である６０ｍｍのときの状態をあらわす。さらに図示例においては、図３（ａ）に示すように耐火パネル６のトンネル軸方向中央部にもセパレータ端部２ａとの干渉を避けるための凹部６ａが設けられている。

図において、１０はトンネル軸方向に隣り合う耐火パネル６・６の接合部の背面側に配置した該接合部を塞ぐための敷目板で、本実施形態においては上記耐火パネル６と同材質の耐火材が用いられている。その敷目板１０は、図４に示すように上記パネル支持金具７のコ字形基部７ａ内に収容配置され、前記セパレータ２の端部２ａにねじ込んだナット８と耐火パネル６との間に位置決め保持されると共に、必要に応じて上記接合部の背面側に接着材等で固着される。また、その敷目板１０の前記セパレータ２の端部２ａに対応する位置には、それとの干渉を避けるための貫通孔１０ａが設けられている。

上記のように本発明においては、隣接する鋼殻１ｂ・１ｂ（１ｂ・１ａ）の連結固定用のセパレータ２を利用して耐火パネル６を取付けるようにしたから、前記従来のように耐火パネルに形成した貫通穴内に小さな金属筒体等を挿入して溶接したり、鋼殻部にスタッドボルトを打設する等の面倒な作業を行うことなくことなく、鋼殻沈埋トンネルの内面に耐火パネルを簡単・確実に且つ容易・安価に取付けることができる。

また、上記セパレータ２の端部２ａに対応する耐火パネル６の背面に、上記端部２ａとの干渉を避けるための凹部６ａを設けたから、鋼殻やセパレータの製作誤差もしくは鋼殻沈埋トンネルの施工誤差等で上記セパレータ２の端部２ａが耐火パネル６側に多少突出しても上記端部２ａが上記凹部６ａ内に進入して耐火パネル６のトンネル空間内への張り出しが防止され、それによって上記耐火パネル６を所定の建築限界内に納めることができるものである。

なお、上記実施形態は各耐火パネル６の四隅をセパレータ端部２ａに取付けるようにしたが、その取付位置は適宜変更可能であり、例えば耐火パネル６の中央部付近を取付けることもできる。またセパレータ２の構成は適宜であり、少なくとも耐火パネル等の内装パネルを取付けるトンネル空間側にセパレータ２の端部が突出し、その突出端に雄ねじ部を有するものであれば前記の構成を適用することができる。さらに上記実施形態は、図１におけるトンネル空間Ｓ２〜Ｓ４の内面ににのみ耐火パネル６を取付けたが、必要に応じて非常用通路等として用いられるトンネル空間Ｓ１，Ｓ５の内面にも上記と同様の要領で耐火パネル６を取付けることができる。また上記実施形態は内装パネルとして耐火パネルを取付ける場合を例にして説明したが、耐火パネル以外の各種内装パネルを取付ける場合にも適用することができる。

以上のように本発明による鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造は、鋼殻沈埋トンネルにおいて上下方向または横方向に隣接する鋼殻を所定の間隔に連結固定するためのセパレータを利用して耐火パネル等の内装パネルを取付けると共に、上記セパレータの端部に対応する上記内装パネルの背面に、上記端部との干渉を避けるための凹部を設けたから、内装パネルが所定の建築限界以上にトンネル空間側に張り出すことなく、簡単・確実に且つ容易・安価に取付け支持させることが可能となるもので、耐火パネルに限らず、各種の内装パネルを鋼殻沈埋トンネル内面に敷設する場合などに有効に適用することができる。

本発明を適用した鋼殻沈埋トンネルの横断正面図。 （ａ）〜（ｃ）は図１におけるａ〜ｃ部の拡大図、（ｄ）は（ｂ）および（ｃ）におけるｄ部の拡大図。 （ａ）は図２（ｂ）および（ｃ）において矢印Ａ方向から見た一部の横断平面図、（ｂ）はパネルの内面側から見た図。 （ａ）は図３（ａ）の一部の拡大図、（ｂ）および（ｃ）は（ａ）におけるｂ−ｂおよびｃ−ｃ断面図。 パネル取付部の斜視図。 （ａ）および（ｂ）はセパレータ端部の突出量と凹部との関係を示す説明図。

符号の説明

１ 鋼殻沈埋トンネル
１ａ、１ｂ 鋼殻
１ｃ 固結材
２ セパレータ
２ａ 端部
３、５、８、１２ ナット
４、９ ワッシャ
６ 耐火パネル（内装パネル）
６ａ 凹部
６ｂ 貫通小孔
７ パネル支持金具
７ａ 基部
７ｂ パネル支持部
７ｇ 取付孔
７ｈ パネル取付孔
１０ 敷目板
１０ａ 貫通孔
１１ ボルト
Ｔ トンネル構造体
Ｓ１〜Ｓ５ トンネル空間

Claims (3)

1. セパレータにより所定の間隔をおいて連結固定した鋼殻間にコンクリート等の固結材を充填して構築される鋼殻沈埋トンネルの内面に耐火パネル等の内装パネルを取付ける場合の取付構造であって、
   上記セパレータのトンネル空間側に突出する端部にパネル支持金具を介して上記内装パネルを取付け、上記セパレータの端部に対応する上記内装パネルの背面に、上記端部との干渉を避けるための凹部を設けたことを特徴とする鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造。
2. 上記セパレータは、少なくともトンネル空間側に突出する端部に雄ねじを有し、その雄ねじ部に、上記パネル支持金具を挿通させると共にナットを螺合して、該パネル支持金具を上記セパレータの端部に取付けてなる請求項１に記載の鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造。
3. 上記パネル支持金具は、断面コ字形の基部の両端部に互いに反対方向に突出するパネル支持部を設けてなる請求項１または２に記載の鋼殻沈埋トンネル内面への内装パネル取付構造。

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