JP5438557B2

JP5438557B2 - グラウトホールキャップ

Info

Publication number: JP5438557B2
Application number: JP2010051712A
Authority: JP
Inventors: 修望月; 泰司森田; 建夫新宅
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-03-09
Also published as: JP2011184956A

Description

本発明は、グラウトホールキャップに関する。

シールドトンネル等のセグメントには、裏込め材注入および組み立て時の治具取付部としてのグラウトホールが形成されているのが一般的である。
グラウトホールは、裏込め材注入後にグラウトホールキャップ等により遮蔽する必要がある。

近年、トンネル内に火災が起きた場合に備えて、耐火性、防火性のセグメントが多数開発されており、実用化に至っている。ところが、セグメントが耐火性、防火性であっても、グラウトホールキャップが耐火性、防火性でないと、火災時等にグラウトホールキャップが膨張してセグメントに悪影響を及ぼすおそれがあった。

そのため、特許文献１には、耐火性を備えたグラウトホールキャップとして、セラミックスにより構成されているとともに、背部側に吸熱材が充填されたグラウトホールキャップが開示されている。

特開２００７−３２７１７４号公報

ところが、特許文献１に記載のグラウトホールキャップは、略全体が高価なセラミックスにより構成されているため、コストが高かった。そのため、トンネル内に多数配置する必要のあるグラウトホールキャップが、トンネルの工事費の高騰化の原因となっていた。

本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、耐火性・防火性を備えた安価なグラウトホールキャップを提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明のグラウトホールキャップは、外周囲にネジ加工が施された筒状のネジ部材と、耐火性のセメント系材料からなるキャップ本体と、を備えるグラウトホールキャップであって、前記キャップ本体は、前記ネジ部材に包囲されたネジ部とコンクリート面が露出した耐火部とを備え、前記耐火部は、６０ｍｍ以上の厚みを有していることを特徴としている。

かかるグラウトホールキャップによれば、耐火部を６０ｍｍ以上確保しているため、十分な耐火安全性を確保することを可能としている。
ここで、耐火部（耐火代）を６０ｍｍ確保することでセグメントに耐火性能を付与することが可能であることは、文献等（例えば、川村彰誉、中津賢一、佐野陽一、「耐火型セグメントの開発（その２）−実大加熱試験結果−」、土木学会第６２回年次学術講演会）において実証されている。

また、比較的安価な耐火性のセメント系材料を主体に形成することで、グラウトホールキャップを安価に構成することが可能となる。

前記耐火性のセメント系材料が、繊維補強コンクリート、繊維補強モルタル、モルタルまたは高強度モルタルであれば、高温時に膨張することがなく、セグメントに悪影響を及ぼすことがない。また、繊維補強コンクリート、繊維補強モルタル、モルタルまたは高強度モルタルは、比較的安価に入手することができるため、経済的である。

また、前記耐火部に金網が埋設されていれば、グラウトホールキャップのひびわれを防止することが可能となる。

さらに、前記ネジ部材が、鋼製部材により構成されていれば、高品質かつ安価にネジ部を構成することが可能となる。

本発明によれば、耐火性・防火性を備えたグラウトホールキャップを安価に提供ことが可能となる。

本実施形態に係るグラウトホールキャップのセグメントへの取り付け状況を示す斜視図である。グラウトホールキャップを示す斜視図である。（ａ）はグラウトホールキャップの断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。（ａ）はグラウトホールキャップの変形例を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視図である。（ａ）〜（ｃ）はグラウトホールキャップの変形例を示す斜視図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、図1に示すように、耐火性および防火性を備えたセグメントＳに形成されたグラウトホールＳ１に取り付ける、耐火性および防火性を備えたグラウトホールキャップ１について説明する。

グラウトホールキャップ１は、図２に示すように、キャップ本体２と、キャップ本体２の先端部（セグメント外周面側端部）を覆うネジ部材３と、を備えて構成されている。

キャップ本体２は、耐火性のセメント系材料により構成されており、図３（ａ）に示すように、頭部２１と軸部２２とにより構成されている。
本実施形態では、キャップ本体２をポリプロピレン繊維入りモルタル（以下、「ＰＰ入りモルタル」という）の硬化体により構成するが、キャップ本体２を構成する材料は、耐火性のセメント系材料であれば限定されるものではない。例えば、他の繊維補強モルタル、モルタル、高強度モルタル、繊維補強コンクリートやいわゆる耐火コンクリートの粗骨材を取り除いたものを採用してもよい。なお、繊維補強コンクリートや繊維補強モルタルにおいて使用される繊維は限定されるものではなく、例えば、鋼繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、炭素繊維、アラミド繊維またはビニロン繊維等の各種繊維、あるいは、これらの繊維の中から複数の繊維を適宜組み合わせたものを使用すればよい。

頭部２１は、軸部２２の直径以上の直径を有して構成されている。頭部２１の外周面は、グラウトホールＳ１の断面形状に対応する形状に形成されている。外周囲がテーパー状に傾斜した断面視逆台形状を呈している。
なお、頭部２１の形状は限定されるものではなく、グラウトホールＳ１の形状に応じて適宜設定すればよい。例えば、図４（ａ）に示すように、断面視矩形状に形成してもよい。

頭部２１の端面には、グラウトホールキャップ１の固定時に使用する工具の係止部としての凹部２３が形成されている。本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、凹部２３を平面視正方形とするが、凹部２３の形状は限定されるものではなく、例えば、図５（ａ）に示す凹部２３ように平面視五角形にするなど、他の多角形状に形成してもよい。また、凹部２３は、図５（ｂ）に示すように十字状や一字状に形成していてもよい。また、例えば、図４（ｂ）に示すように、複数（図面では４つ）の凹部２４，２４，…を形成してもよい。なお、凹部２４の数は、例えば図５（ｃ）に示すように２つにするなど、限定されるものでない。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、頭部２１には、ひび割れ防止を目的として、内空側端面から所定のコンクリート被り厚さを確保して金網４が埋設されている。本実施形態では、金網４を凹部２３の周囲に配置する。なお、金網４の配置は限定されるものではない。また、金網４は必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。また、金網４に代えて、炭素繊維やセラミック等により構成された補強材を埋設してもよい。補強材（金網４）の形状は格子状に限定されない。

軸部２２は、段付き円柱状に形成されており、先端側部分（セグメントの外面側部分）は、ネジ部材３内に挿入されている。

キャップ本体２のネジ部材３に挿入された部分以外の部分（コンクリート面が露出した部分）は、グラウトホールキャップ１の耐火部１１を構成している。耐火部１１の厚みは、６０ｍｍ以上となるように構成している。なお、耐火部１１の厚みは、６０ｍｍ以上であれば限定されるものではなく、セグメントＳの厚みに応じて適宜設定すればよい。

ネジ部材３は、有底円筒状の鋼製部材である。ネジ部材３の外周面には、グラウトホールＳ１の内面に施された雌ネジに対応する雄ネジが形成されている。本実施形態では、グラウトホールキャップ１のネジ部材３により覆われた部分をネジ部１２とする。
ネジ部材３を構成する材料は限定されるものではなく、例えばセラミックス等の無機材料により構成してもよい。

ネジ部材３の内部には、キャップ本体２の軸部２２の先端部分が収容されている。

ネジ部材３には、図３（ａ）および（ｃ）示すように、内壁面に沿ってリブ３２，３２，…が形成されており、キャップ本体２との一体化がより強固に行われている。なお、本実施形態では、８枚のリブ３２，３２，…を放射状に形成しているが、リブ３２の枚数や配置は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
また、キャップ本体２とネジ部材３との接合性を高める部材は、リブ３２に限定されるものではなく、例えば、図４（ａ）および（ｃ）に示すように、ネジ部材３の底部に配設された鉤形部材３３やピン形部材を採用してもよい。

グラウトホールキャップ１は、型枠の底部にネジ部材３を配設した状態で、ＰＰ入りモルタルを当該型枠内（ネジ部材３内）に打設（充填）し、養生することにより形成する。

ネジ部材３内に充填されたＰＰ入りモルタルが硬化することで、軸部２２とリブ３２とが噛み合って、キャップ本体２とネジ部材３との一体化が実現する。
これにより、グラウトホールキャップ１は、ネジ部１２とネジ部１２の内空側に一体に形成された耐火部１１とを備えて構成される。

以上、本実施形態のグラウトホールキャップ１によれば、６０ｍｍ以上の厚みの耐火部１１（耐火代）を確保しているため、耐火性・防火性に優れたグラウトホールキャップ１が構成される。つまり、トンネル内に火災が生じた場合であっても、６０ｍｍ以上の耐火代により鋼製部材からなるネジ部材３に熱の伝達が抑制されて、当該ネジ部材３の熱による膨張を防止または低減させることができる。

グラウトホールキャップ１は、ネジ部１２に鋼製のネジ部材３が配設されているため、グラウトホールＳ１への締め込み時に、破損することが防止されている。

キャップ本体２は、ＰＰ入りモルタルにより構成されているため、耐火性、防火性に優れているとともに、セグメントＳの一部として十分な強度も備えている。

キャップ本体２の頭部は、側面が傾斜しているため、セグメントホールＳ１へ設置する際などにおいて、角部が接触することでコンクリート製の頭部が破損する可能性を低減することができる。
また、頭部２１に形成される締め込み用係止部として凹部２３を形成しているため、トンネル内空に突出部分が形成されることがない。

頭部２１に金網が配設されているため、頭部２１のひび割れが抑制される。

グラウトホールキャップ１は、ＰＰ入りモルタルと鋼製部材とを組み合わせて構成されているため、材料費が従来のセラミックスを主体に構成された耐火性、防火性を備えたグラウトホールキャップと比較して安価である。また、構築方法も簡易なため、製造コストが安価である。

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、キャップ本体２を構成するＰＰ入りモルタル（繊維補強モルタル）に混入する補強繊維の量は例えばセグメントを構成するコンクリートと同程度とするなど、適宜設定すればよい。

グラウトホールキャップ１をグラウトホールＳ１に設置したら、凹部２３に充填材等を充填して、トンネル内面を平坦にしてもよい。
また、凹部２３には、熱緩衝材を充填してもよい。

１グラウトホールキャップ
１１耐火部
１２ネジ部
２キャップ本体
３ネジ部材
４金網
Ｓセグメント

Claims

外周囲にネジ加工が施された筒状のネジ部材と、
耐火性のセメント系材料からなるキャップ本体と、を備えるグラウトホールキャップであって、
前記キャップ本体は、前記ネジ部材に包囲されたネジ部とコンクリート面が露出した耐火部とを備え、
前記耐火部は、６０ｍｍ以上の厚みを有していることを特徴とするグラウトホールキャップ。
前記耐火性のセメント系材料が、繊維補強コンクリート、繊維補強モルタル、モルタルまたは高強度モルタルであることを特徴とする、請求項１に記載のグラウトホールキャップ。
前記耐火部に金網が埋設されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のグラウトホールキャップ。
前記ネジ部材が、鋼製部材により構成されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のグラウトホールキャップ。