JP4738156B2 - 切削可能な土留め壁材 - 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土留め壁材に関するものである。

図１９及び図２０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の土留め壁体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２１及び図２２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１９、図２０）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２０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１９）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。

従って、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土留め壁材を提供することである。

本発明の他の目的は、シールド掘進機による切削性を向上させ、作業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土留め壁材を提供することである。

本発明の他の目的は、シールド掘削用繊維補強コンクリート壁体にＦＲＰ部材を建て込むことにより、切削が困難なコンクリートの使用量を減らすことのできるシールド掘進機により切削可能な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、本発明によれば、立坑溝に建て込む前に繊維強化樹脂製補強材と間詰め材とが一体に成形硬化され、成形硬化後に立坑溝内に建て込まれる土留め壁材であって、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された中央ウェブ材と、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた繊維強化樹脂にて形成された端ウェブ材とにより、横断面形状がＨ形若しくはＩ形とされた繊維強化樹脂製補強材を複数備え、
複数の前記繊維強化樹脂製補強材は、前記端ウェブ材の平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交するように配置され、隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化され、
前記間詰め材は、セメントミルク、ＦＲＵ、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、又は、モルタルを空気により発泡させたものであり、
前記繊維強化樹脂製補強材の前記端ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材が提供される。

本発明の一実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、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。

他の実施態様によれば、前記剥離防止部材は、横断面形状が、Ｌ形、Ｔ形、Ｊ形、Ｆ形又はＣ形とされる。

他の実施態様によれば、前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、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、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。

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。

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）シールド掘進機による土留め壁体の切削性を向上させ、作業性を向上させることができる。
（３）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る。

以下、本発明に係るシールド掘進機により切削可能な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に溶接、ボルトなどにより接続され、連結金具１０ａの他端は、繊維強化樹脂製補強材１の作製時に一体に成形された定着治具１０ｂの鋼製端板１０ｃに溶接、ボルトなどにより一体に接続される。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。

（繊維強化樹脂補強材）
図２を参照して、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、所定の幅の平面部を有し、長手軸線方向に延在する複数のウェブ材２、３、４を、所定の横断面形状に、本実施例では、Ｈ形若しくはＩ形形状に一体に成形した繊維強化樹脂材である。即ち、本実施例にて、繊維強化樹脂製補強材１は、所定の幅にて長手軸線方向に沿って延在する平板状のウェブ材、即ち、幅Ｗ１とされる中央ウェブ材２と、中央ウェブ材２の幅方向両端部において中央ウェブ材２に対して直交配置して長手軸線方向に沿って延在し、中央ウェブ材２と一体に形成された平板状のウェブ材、即ち、幅Ｗ２を有した端ウェブ材３、４とにて形成される。

本実施例によると、少なくとも、平面部がシールド掘進機３００のシールド掘進方向Ｘに対して略直交して配置されたウェブ材には、本実施例では、端ウェブ材３、４には、剥離防止部材５が一体に形成される。剥離防止部材５は、繊維強化樹脂製補強材１と同様に繊維強化樹脂材にて作製され、繊維強化樹脂製補強材１を作製する時に一体に成形することもできるし、又は、別部材として作製し、接着剤にて一体に固着することもできる。

（剥離防止部材）
本実施例にて剥離防止部材５は、端ウェブ材３、４のシールド掘進機３００のビット部３０１（図１９）が当接して切削を開始する表面側３ａ、４ａとは反対側の裏面側３ｂ、４ｂに一体に、端ウェブ材３、４の長手軸線方向（図２の紙面にて上下方向）に沿って延在して形成される。

剥離防止部材５の長手軸線方向に直交する横断面形状は、本実施例では、図２及び図３（ａ）に示すように、Ｌ形とされる。即ち、端ウェブ材３、４に対して直交する方向に延在する部材５ａと、その先端にて所定の方向へと直角に延在する部材５ｂと、にて形成される。

図２に示す実施例では、剥離防止部材５は、そのＬ形状が中央ウェブ材２に対して両側にて対称の形状となるように形成されているが、Ｌ形状は、全てが同じ向きに形成しても良い。また、剥離防止部材５は、中央ウェブ材２に対して両側にて対称に、それぞれ二つずつ設けられているが、これに限定されるものではない。即ち、二つ以上設けることもでき、又、一つでも良い。また、両側にて異なる個数としても良い。

さらに、剥離防止部材５の形状は、図２及び図３（ａ）に示す上記Ｌ形の他に、図３（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示すように、Ｔ形、Ｊ形、Ｆ形、或いは、Ｃ形とすることもできる。しかし、これらの形状に限定されるものではなく、その他種々の形状を採用し得る。

本実施例にて、重要なことは、シールド掘進機の先行ビットによって切削される部位以外のウェブ材３、４が簡単に剥がれずメインビットで細片状になることを助けることにある。

つまり、本実施例によれば、シールド掘進機３００の先行ビットでまず切削されるウェブ材３、４が、メインビットで切削する際に、繊維強化樹脂製補強材１から剥離して砕片状に切削されずに、大きな砕片となることを防止することができる。すなわち、剥離防止部材５は、ウェブ材３、４が細片状に切削されるように、シールド掘進機３００のビット部３０１が当接して切削を開始するウェブ材に対して剛性を付与し、また、後述するように、コンクリート、ソイルモルタルなどにウェブ材３、４を固定することができる。

上記説明にて理解されるように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材１を構成する中央ウェブ材２は、平面部がシールド掘進機３００の進行方向に配置されているために、ウェブ材２がシールド掘進機３００の切削力に対して剥離することがなく、その結果、ウェブ材２は、細片状に切削される。そのために、ウェブ材２には剥離防止部材５を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。

次に、Ｈ形若しくはＩ形形状の繊維強化樹脂製補強材１の製造方法の一実施例について説明する。

（繊維強化樹脂製補強材の製造方法）
本実施例の、Ｈ形或いはＩ形形状とされる繊維強化樹脂製補強材１は、図４に示すような連続強化繊維シート１１を使用して、引抜成形により作製することができる。

先ず、本実施例にて使用した連続強化繊維シート１１について説明する。

本実施例では、連続強化繊維シート１１は、図４及び図５に示すように、メッシュ状支持体シート１２を強化繊維層１３の片面に積層し、次いで、加熱加圧することにより作製した。

本実施例にて、連続強化繊維シート１１は、樹脂透過性の支持体シート１２と、この支持体シート１２にて保持された強化繊維層１３とを有する。強化繊維層１３は、主軸に対して所定の角度（α）にて配列され、実質的に、即ち、連続強化繊維シート１１の先頭端と最後尾端を除いて一定の所定長さ（Ｆ）とされる長繊維の強化繊維１４にて形成される。シート形状とされる連続強化繊維シート１１には、未だマトリクス樹脂は含浸されてはいない。マトリクス樹脂は、使用時に含浸することもでき、場合によっては、使用に先立って予め含浸して連続強化繊維シート１１をプリプレグの状態としておくことも可能である。

本明細書にて「主軸」とは、連続強化繊維シート１１の長手方向に沿った軸を意味するものとする。樹脂透過性支持体シート１２は、図４及び図５に示す本実施例では、強化繊維層１３の片面に配置されているが、強化繊維層１３の両面に配置することもできる。

本実施例の連続強化繊維シート１１は、幅（Ｗ０）が１０〜１５０ｃｍ、長さ（Ｌ０）が１０ｍ以上とされる。従って、連続的に行われる引抜成形加工用の基材として好適に使用し得る。

本実施例にて、強化繊維層１３を構成する強化繊維１４は、ＰＡＮ系或いはピッチ系炭素繊維、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ものを使用することができる。

上記樹脂透過性支持体シート１２は、２軸又は３軸などのメッシュ状体或いはクロスとすることができるが、本実施例では図示するように、２軸メッシュ状体を使用した。２軸メッシュ状体１２の糸条１５、１６の間隔（ｗ１、ｗ２）は、通常１〜１００ｍｍ程度であるが、好ましくは２〜５０ｍｍである。

メッシュ状支持体シート１２にて強化繊維層１３を保持する方法としては、例えば、メッシュ状支持体シート１２を構成する縦糸１５及び横糸１６の表面に低融点タイプの熱可塑性樹脂を予め含浸させておき、メッシュ状支持体シート１２を強化繊維層１３の片面或いは両面に積層して加熱加圧し、メッシュ状支持体シート１２の縦糸１５及び横糸１６の部分を強化繊維層１３に溶着する。

樹脂透過性支持体シート１２としてクロスを使用した場合にも同様の方法にて、強化繊維層１３を保持することができる。

本実施例では、連続強化繊維シート１１における強化繊維層１３は、強化繊維１４として平均径７μｍ、収束本数１２０００本のＰＡＮ系炭素繊維ストランドを用い、繊維目付３００ｇ／ｍ²にて配列した。メッシュ状支持体シート１２は、縦糸１５及び横糸１６としてガラス繊維（番手３００ｄ、打ち込み本数１本／１０ｍｍ）を用いた２軸メッシュ状体であった。２軸メッシュ状体の糸条の間隔（ｗ１、ｗ２）は、１０ｍｍとした。

メッシュ状支持体シート１２の縦糸１５及び横糸１６には、熱可塑性樹脂を、含有量３０重量％の割合で含浸させた。

このようにして作製した連続強化繊維シート１１は、幅（Ｗ０）が５０ｃｍ、長さ（Ｌ０）が１００ｍ、強化繊維の主軸に対する角度αは４５°と、０°のものを使用した。以後、角度αが４５°のものをバイアス強化繊維シート１１ａと呼び、角度αが０°のものを一方向配列強化繊維シート１１ｂと呼ぶ。

図６及び図７に概略示すように、バイアス強化繊維シート１１ａ、及び、一方向配列強化繊維シート１１ｂを概略Ｈ形或いはＩ形形状に組合せて、モールドへと送給し、引抜成形し、その後硬化して、Ｈ形或いはＩ形の繊維強化樹脂製補強材１を作製した。

バイアス強化繊維シート１１ａ及び一方向配列強化繊維シート１１ｂは、マトリクス樹脂を予め含浸してあるプリプレグを使用した。バイアス強化繊維シート１１ａ及び一方向配列強化繊維シート１１ｂにおける樹脂含有量は、３５重量％であった。バイアス強化繊維シート１１ａ及び一方向配列強化繊維シート１１ｂは、強化繊維として炭素繊維を使用した。

マトリクス樹脂としては、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ものを使用することができる。本実施例では、常温硬化型エポキシ樹脂を使用した。

引抜成形された繊維強化樹脂製補強材１は、幅（Ｗ１）４００ｍｍ、幅（Ｗ２）３００ｍｍ、厚み（Ｔ）１５ｍｍ、長さ（Ｌ）８ｍのものであった。

次に、上記と同じ材料、即ち、バイアス強化繊維シート１１ａ及び一方向配列強化繊維シート１１ｂ、並びに、マトリクス樹脂を使用して、Ｌ形状の剥離防止部材５を引抜成形により作製した。

引抜成形された剥離防止部材５は、図２にて、高さ（ｈ）５０ｍｍ、幅（ｗ）３０ｍｍ、厚み（ｔ）５ｍｍであり、軸線方向の長さは、繊維強化樹脂製補強材１の全長（Ｌ）と同じとした。

このようにして作製した剥離防止部材５を、図２に示すように、端ウェブ材３、４の裏面側３ｂ、４ｂに４個接着剤にて固着した。

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８（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８（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を使用した。

本実施例の土留め部材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切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。

実施例２
図９に、本発明の土留め壁材１００の他の実施例を示す。

実施例１では、土留め壁材１００は、図２に示すように、一つの切削可能な繊維強化樹脂製補強材１にて構成されていたが、本実施例では、特に、ＲＣ連壁やケーソン壁のように、コンクリートを用いる土留め壁体を構築する際に好適に使用される土留め壁材１００の構成について説明する。

図９に示すように、本実施例では、土留め壁材１００は、平行に配置された二つの繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ）と、二つの繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ）の間に充填されてこれら繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ）と一体に成形硬化された間詰め材２１と、にて構成される。勿論、図８（ｂ）に示すように、被覆材２０が被覆された二つの繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ）を間詰め材２１にて一体に成形硬化しても良い。

間詰め材２１としては、セメントミルク、ＦＲＵ、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、又は、モルタル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を使用した。

図１０は、このように二つの繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ）と、発泡セメントミルク２１とが一体に成形された本実施例の土留め壁材１００を、地中連続壁の立坑溝２０４に建て込み、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、硬化された状態を示す。

各土留め壁材１００は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、図１０（ａ）に示すように、各土留め壁材１００の間にトレミー管２０６のためのスペース（間隔）Ｓを設けて配置することもできる。勿論、図１０（ｂ）に示すように、トレミー管の径より若干大きな穴２０７の開いたモルタル又は発泡セメントミルク２０８等を事前に硬化させ、繊維強化樹脂製補強材１と共にトレミー管の周囲に建て込むことにより、トレミー管周辺のコンクリートの量を更に減少させることも可能である。

本実施例の構成とすることにより、コンクリートの量を減少させ、シールド掘進機による切削がし易くなる。

図１１に、本実施例の変更実施例を示す。

この変更実施例では、複数個の、本変更実施例では、４個の平行に配置された繊維強化樹脂製補強材１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）と、発泡セメントミルクなどの硬化された間詰め材２１と、にて構成される。

勿論、繊維強化樹脂製補強材１は３個でも良く、必要に応じて、５個以上、通常、作業性の問題から最大３０固程度、とすることができる。

立坑溝２０４内には、土留め壁材１００の周囲に、通常、繊維強化樹脂製補強材１に比較するとよりシールド掘進機３００による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート２０５が充填されるが、本実施例、或いは、変更実施例の繊維強化樹脂製補強材１を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート２０５の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。

本実施例及び変更実施例によれば、実施例１と同様の効果を奏し得ると共に、更に、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る。

実施例３
図１２及び図１３に、本発明の土留め壁材１００の他の実施例を示す。

実施例１では、繊維強化樹脂製補強材１は、図２に示すように、長手軸線方向に延在する所定の幅の平面部を有する複数のウェブ材２、３、４を、横断面形状がＨ形若しくはＩ形形状となるように一体に成形した繊維強化樹脂材であるとして説明した。

しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材１は、実施例１で説明した形状に限定されるものではなく、例えば、図１２に示す本実施例のように、４つのウェブ材３、４、６、７を断面形状が矩形状（即ち、角形）の中空管状体となるように、互いに接続することができる。

剥離防止部材５は、シールド掘進機３００のシールド掘進方向Ｘに対して略直交して配置され対向する両ウェブ材、本実施例では、ウェブ材３、４に形成される。

実施例１にて説明したように、本実施例にて繊維強化樹脂製補強材１を構成するウェブ材６、７は、平面部がシールド掘進機３００の進行方向に配置されているために、ウェブ材６、７がシールド掘進機３００の切削力に対して撓むことがなく、その結果、ウェブ材６、７は、細片状に切削され、そのために、ウェブ材６、７には剥離防止部材５を必ずしも設ける必要はないが、勿論、必要により設けても良い。

上記構成の繊維強化樹脂製補強材１の上下両端には、図１３に示すように、継手部１０を介して、立坑構成鋼部材１０１が溶接、ボルトなどにより接続される。

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１４（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の切削性を更に向上させるために、図１４（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、即ち、内面及び外面全体に被覆材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、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を使用した。

本実施例によると、シールド掘進機のビットによるウェブ材３、４の逃げがなくなり、シールド掘進機による切削屑は細片化され、そのために、シールド掘進機への取り込み性を向上させ、作業性を向上させることができた。

更に、本実施例の変更態様（変更実施例）によると、図１５に示すように、繊維強化樹脂製補強材１の内部に切削可能の充填材２２を充填し、硬化することができる。このとき、図１４（ｂ）に示すように、被覆材２０が被覆された繊維強化樹脂製補強材１に充填材２２を充填しても良い。

充填材２２としては、実施例１、２で説明した間詰め材２１と同様の材料とすることができ、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することができる。本実施例では、発泡セメントミルクを使用した。

図１６は、このように、充填材２２が充填された繊維強化樹脂製補強材１にて構成される本実施例の土留め壁材１００を立坑溝２０４に建て込んだ状態を示す。図１６に示すように、各土留め壁材１００は、互いに隣接配置して建て込むこともできるが、各土留め壁材１００の間にトレミー管２０６のためのスペース（間隔）Ｓを設けて配置することもできる。

本実施例の構成とすることにより、繊維強化樹脂製補強材１の、即ち、土留め壁材１００のコンクリート量を減らずことが可能となり、シールド掘進機による切削性が向上する。

図１７に、本実施例の更に他の変更実施例を示す。

この変更実施例では、繊維強化樹脂製補強材１は、内部が複数個の、本変更実施例では、二つの仕切りウェブ材８にて３つに区分され、その内部空間部に発泡セメントミルクなどの充填材２２が充填され、一体とされた矩形状の土留め壁材１００を示す。

勿論、繊維強化樹脂製補強材１の内部仕切ウェブ材８は、１つでも良く、更には、３個以上とすることもできる。通常、作業性の問題から最大３０固程度、とされる。

立坑溝２０４内には、土留め壁材１００の周囲には、通常、繊維強化樹脂製補強材１に比較するとよりシールド掘進機３００による切削が困難な石灰石コンクリートなどのコンクリート２０５が充填されるが、本変更実施例の繊維強化樹脂製補強材１を使用した場合には、このような切削困難なコンクリート２０５の使用量を減らすことができ、作業性の向上に繋がる。

本実施例及び変更実施例によれば、実施例１と同様の効果を奏し得ると共に、更に、実施例２と同様に、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る。

実施例４
上記実施例３では、繊維強化樹脂製補強材１は、その断面形状が４つのウェブ材にて形成された矩形状とされ、剥離防止部材は、少なくともシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交して配置され対向する両ウェブ材３、４に形成されるものとして説明した。

しかし、本発明の繊維強化樹脂製補強材１は、上記実施例で説明した形状に限定されるものではなく、その横断面形状が矩形状以外にも、円形状、楕円形状、三角形状、その他の多角形状とされる長手方向に延在する中空の管状体とすることができる。

例えば、図１８（ａ）の繊維強化樹脂製補強材１は、横断面が円形状の壁材８からなり、図１８（ｂ）の繊維強化樹脂製補強材１は、横断面が三角形状の壁材８（８ａ、８ｂ、８ｃ）からなり、また、図１８（ｃ）の繊維強化樹脂製補強材１は、横断面が八角形状の壁材８（８ａ〜８ｈ）から形成されている。勿論、これ以外の形状とすることも可能である。

また、繊維強化樹脂製補強材１には、剥離防止部材５が一体に形成される。剥離防止部材５は、少なくとも、繊維強化樹脂製補強材１の、シールド掘進機のシールド掘進方向Ｘに対して略直交して配置された領域であって、シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に一体に形成されるのが好ましい。

また、本実施例においても、図１４を参照して説明した実施例３の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材１の外周囲は、即ち、内面及び外面は切削可能の被覆材で被覆するか、又は、図１５〜図１７を参照して説明した実施例３の場合と同様に、繊維強化樹脂製補強材１の内部に切削可能の充填材を充填硬化することができる。勿論、繊維強化樹脂製補強材１の内面及び外面を被覆材で被覆し、その後、繊維強化樹脂製補強材１の内部に切削可能の充填材を充填硬化しても良い。

被覆材及び充填材は、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とし得る。

剥離防止部材５もまた、上記実施例と同様に、図３に示すように、横断面形状が、Ｌ形、Ｔ形、Ｊ形、Ｆ形又はＣ形、更には、その他種々の形状とすることができる。

繊維強化樹脂製補強材及び剥離防止部材は、上記実施例と同様に、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、クロス状の強化繊維シートに、樹脂を含浸して形成される。

また、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、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ができる。

斯かる本実施例の土留め壁材もまた、上記実施例及び変更実施例と同様の作用効果を奏し得る。

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。 繊維強化樹脂製補強材の一実施例を示す斜視図である。 剥離防止部材の実施例を示す斜視図である。 繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す斜視図である。 繊維強化樹脂製補強材を作製するための強化繊維シートの一実施例を示す分解斜視図である。 繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。 繊維強化樹脂製補強材の製造法を説明するための説明図である。 本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。 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。 本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。 本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。 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。 本発明に係る土留め壁材の実施例を説明するための説明図である。 本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。 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。 本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。 本発明に係る土留め壁材の他の実施例を説明するための説明図である。 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。 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
２、３、４、８ ウェブ材（壁材）
５ 剥離防止部材
１０ 継手部
２０ 被覆材
２１ 間詰め材
２２ 充填材
１０ 継手部
１００ 打込部材（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 (6)

1. 立坑溝に建て込む前に繊維強化樹脂製補強材と間詰め材とが一体に成形硬化され、成形硬化後に立坑溝内に建て込まれる土留め壁材であって、シールド掘進機により切削可能な土留め壁材において、
   所定の幅の平面部が軸線方向に延在した、繊維強化樹脂にて形成された中央ウェブ材と、前記中央ウェブ材の両端部に一体に設けられた繊維強化樹脂にて形成された端ウェブ材とにより、横断面形状がＨ形若しくはＩ形とされた繊維強化樹脂製補強材を複数備え、
   複数の前記繊維強化樹脂製補強材は、前記端ウェブ材の平面部がシールド掘進機のシールド掘進方向に対して略直交するように配置され、隣接する複数の前記繊維強化樹脂製補強材の間には、シールド掘進機により切削可能な間詰め材が一体に充填硬化され、
   前記間詰め材は、セメントミルク、ＦＲＵ、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、又は、モルタルを空気により発泡させたものであり、
   前記繊維強化樹脂製補強材の前記端ウェブ材には、前記平面部の前記シールド掘進機が当接して切削を開始する表面側とは反対側の裏面側に剥離防止部材が一体に形成されたことを特徴とする土留め壁材。
2. 前記繊維強化樹脂製補強材の外周囲には、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の土留め壁材。
3. 前記剥離防止部材は、横断面形状が、Ｌ形、Ｔ形、Ｊ形、Ｆ形又はＣ形とされることを特徴とする請求項１又は２に記載の土留め壁材。
4. 前記繊維強化樹脂製補強材及び前記剥離防止部材は、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１〜３のいずれかの項に記載の土留め壁材。
5. 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４に記載の土留め壁材。
6. 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４又は５に記載の土留め壁材。

Images