JPH06500372A - 寒冷地域における交通トンネル用凍結防止ライニング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 寒冷地域における交通トンネル用凍結防止ライニング技術分野 本発明は、発泡熱可塑性プラスチックからなる層と防火層を有する寒冷地域にお ける交通トンネル用凍結防止ライニングに関する。

寒冷地域、なかんずくスカンジナビア諸国では交通トンネルにおいて、交通トン ネルがたいてい拡張を必要としない固定した岩壁中に存在するので、氷結の問題 が生じる。拡張なしでは、岩壁から流出する水が冬期に凍ることがある。それと いうのもトンネルへの走入ないしは走出によって氷点以下の温度を有する空気が トンネル内へ流入するからである。その際、部分的につららが形成し、これは極 端な交通危険を表わす。

このような危険を除去する努力は久しい以前から存在する。

技術水準 会社の説明書＋Ｔｕｎｎｅｌ−ｏｇ　ｂｒｕｓａｍｂａｎｄｅｔ　Ａｌｅｓｕｎ ｄ。

Ｅｌｌｉｎｇｓｏｙ、　Ｖａｌｄｅｒｏｙ、　Ｖｉｇｒａ、　Ｇ１５ｋｅ　ｏｇ 　Ｇｏｄｏｙ”（オスロ在Ｓｅ１ｍｅｒ−Ｆｕｒｎｈｏ１ｍｅｎ　Ａｎｌｅｇｇ 社）から、ポリエチレン気泡材料からなる板でのトンネルのライニングは公知で ある。通常的４〜６℃の温度を有する岩壁から流出する水は、重ねて設置された ポリエチレン気泡材料板から側方へ排水溝中へ排出される。ポリエチレン気泡材 料は同時に断熱材として役立ち、それで氷結を確実に阻止する。しかし、かかる トンネルライニングはたとえばトンネル内での車両の火災の際、ポリエチレン気 泡材料自体が可燃性であるので非常に危険である。

ヨーロッパ特許出願公開（ＥＰ−Ａｌ）０２９３３８１号から、トンネル壁に面 した防水シート、その上に取付けられたポリウレタンフォームからなる断熱材お よびモルタルからなる遮断防火層を有する凍結防止トンネルライニングが公知で ある。

かかる構造は、気泡材料層へのモルタルの塗布が問題であるという欠点を有する 。さらに、モルタル層は火災の際に薄片状に剥離し、ひいてはその下方にある気 泡材料自体が燃え出すので、耐火性が十分でない。

発明の課題 従って、本発明の課題は、これらの欠点を有しない、寒冷地域における交通トン ネル用凍結防止ライニングを提供することである。本発明のもう１つの関心事は 上記部類の凍結防止ライニングの製造費を減少することである。

発明の説明 本発明はこの課題を、発泡熱可塑性プラスチックからなる層と防火層を有し、防 火層がシリコアルミネートからなる無機発泡材料からなる、寒冷地域における交 通トンネル用凍結防止ライニングによって解決するシリコアルミネートからなる このような無機気泡材料はたとえばヨーロッパ特許（ＥＰ−Ｂｌ）０１４８２８ ０号（＝米国特許（ＵＳ−Ａ）第４５３３３９５号）ヨーロッパ特許（ＥＰ−Ｂ ｌ）０１９９９４１号（＝米国特許（ＵＳ−Ａ））第４６８１６３１号）ならび にヨーロッパ特許出願公開（ＥＰ−Ａｌ）０３２４９６８号（＝ＰＣＴ８９１０ ５７８３号）から公知である。最後に挙げた明細書からは、採鉱およびトンネル 工事における空所を充填するために、特定の反応促進剤を有するシリコアルミネ ートをベースとする現場硬化性の発泡可能材料を使用することも同様に公知であ る。

本発明により使用される、発泡熱可塑性プラスチックからなる層は第一に、固定 した岩壁から流出する水の温度を氷点以上に保つための断熱材として使用される 。固定した岩壁と発泡熱可塑性プラスチックからなる層との間の間隙中へ岩壁か ら水が侵入する限り、水はこの層内でたとえば排水溝中へ排出することができる 。

発泡熱可塑性プラスチックとしては、望ましくは架橋した独立気泡のポリエチレ ン気泡材料（たとえばＨｕｅｌｓ　Ｔｒｏｉｓｄｏｒｆ　Ａ　Ｇ社のＴｒｏｃｅ ｌｌｅｎ登録商標）が使用される。独立気泡の気泡材料を使用する限り、帯状材 または板を重ねて設置するかまたは突合せ溶着する場合、場合により付加的封止 材を省略することができる。しかし付加的に、固定した岩壁と発泡熱可塑性プラ スチックからなる層との間に自体公知の防水シートを使用することもできる。

無機気泡材料からなる防火層は、本発明の望ましい実施例によれば、無機の造石 成分、アルカリ性範囲内で造石成分の硬化反応を惹起する含水第２成分、ならび に発泡成分から製造される。付加的に、充填材および補強繊維を使用することが できる。

造石成分と硬化剤は、水脱離下の重縮合反応の形式で互いに反応し、その際アル カリ性範囲内で発熱反応が起きる。反応に必要な硬化剤の組成により、ゼオライ ト類似または長石類似でありかつ無定形ないし部分［＆性であるシリコアルミネ ートの三次元の網状構造が生じる。気泡材料は気泡の大きさにより、２００〜８ ００　ｋｇ／腐３、望ましくは３００〜６００　ｋｙ／　ｘ”の体積重量を有す る。

本発明による防火層は第一に、その下方にある発泡熱可塑性プラスチック層を、 トンネル内の火災の作用に対して保護する課題を有する。無機気泡材料として構 成された防火層の比較的良好な断熱作用によって、火災の際に生じる高い温度は 、防火層の厚さにもよるが、少なくとも約２０〜４０分の特定時間阻止される。

さらに、本発明による防火層は、使用された材料が十分に自立性の内殻を形成す るのに十分な強度と固有剛性を有するので、担持機能をも発揮する。最後に、本 発明により使用される防火層は僅かな熱伝導率を有するので、熱可塑性気泡材料 からなる後続層を相応に薄くすることができる。

無機の造石成分としては、望ましくはケイ酸アルカリ溶液と無機の発熱反応で硬 化する固体、望ましくは次の群からの反応性固体または固体混合物が使用される ： ■、　無定形の二酸化ケイ素と酸化アルミニウムを含有する少なくとも部分的に 無定形の微細なアルミノシリケート、たとえば溶融アルミナ製造からのダスト、 ■、　高温石炭焚発電所からのガラス様の無定形電気集じん装置灰、 ■、　粉砕されたか焼ボーキサイト、 ■、　褐炭焚発電所からの電気集じん装置灰、■、　殊に無定形の、分散粉末状 の脱水または含水ケイ酸からなる不溶性の無定形Ｓｉｎ、または高温プロセスか らの無定形Ｓ　ｉ　Ｏ！　（ヒユームドシリカ）、■、メタカオリン。

このような反応性固体混合物は、ヒュルス・トロイスドルフ（Ｈｕｅｌｓ　Ｔｒ ｏｉｓｄｏｒｆ　Ａ　Ｇ　）社からトロリッ１−　（ＴＲＯＬＩＴ登録商標）の 名称で販売されているアルカリ性範囲内で造石性第１成分との反応を惹起する含 水第２成分としては望ましくはに、Ｏおよび／またはＮａｔａ１モルあたり１． ２〜２．５モルのＳｉＯ２を有するケイ酸アルカリ溶液が使用される。ケイ酸ア ルカリ溶液中ではＮ　ａ　、ＯよりもＫｘＯが望ましい。ケイ酸アルカリ溶液は 、アルカリを過剰に含有すべきである（″アルカリ性ケイ酸アルカリ溶液”）か かるケイ酸アルカリ溶液は無定形の分散粉末状の含水ケイ酸いわゆる沈降ケイ酸 を溶解することによってつくることができる。この場合、望ましくは水酸化アル カリの溶液または固形の水酸化アルカリを水の添加下に沈降ケイ酸と反応させる 。沈降ケイ酸の代りに、高温法からの無定形５ｉｎｓ（ヒユームドシリカ）を使 用することもできる。

カリまたはソーダ水ガラス溶液と約５０重量％の水酸化カリ溶液からなる混合物 がとくに望ましく、その開本の少ない混合物を目指すべきである。かかる硬化剤 はヒュルス・トロイスドルフ社からドロリフト（ＴＲＯＬＩＴ登録商標）硬化剤 なる名称で販売されている。

本発明による成形材料は、望ましくは付加的に、フライアッシュ、膨張粘土、パ ーライト、雲母、石英末、玄武岩粉末、タルク、フオームガラス等ないしはその 混合物のような充填剤を、それぞれ造石成分に対して４００重量％まで、殊に１ ００〜３００重量％の量で含有する。殊に成形材料を現場で発泡および硬化させ るときは造石成分に対して５０〜２００重量％の割合で１〜４薦菖の平均寸法を 有する顆粒形の膨張粘土ならびにほぼ同量の石英砂が望ましい。

造石成分は、望ましくは、ケイ酸アルカリ溶液１重量部につき０．４〜４重量部 の量で使用される。

発泡剤およびその量は技術水準から公知であり、その際一方では過酸化物、とく に過酸化水素は水溶液で、過ホウ酸ナトリウムおよび場合により他の過酸化物な いしは分解の際に酸素または他のガスを放出する薬剤は比較的大量使用可能であ り、他方では殊にアルミニウムのような、アルカリによって分解可能の金属粉末 は比較的小量添加することができる。過酸化水素は、望ましくは約１０重量％の 水溶液として、成形材料に対して約７重量％までの量で使用される。所望の体積 重量を得るのに必要な発泡剤の量は、簡単な実験によって確かめることができ、 その際気泡がつぶれないように配慮すべきである。

本発明の望ましい実施形では、無機気泡材料からなる層は現場で直接に、熱可塑 性気泡材料でライニングされたトンネル壁ないしは該壁に接する補強層、殊に鉄 線格子上に塗布される。この場合、望ましくは発泡剤として固体、殊に過ホウ酸 ナトリウムが使用され、これは乾燥状態で反応性固体の間で混合される。

しかし、この過ホウ酸ナトリウムは、発泡剤としてＨ２Ｏ２を使用する場合には 、最後の成分としてはじめて添加される。

本発明の第１の実施例によれば、本発明による凍結防止ライニングを設けるため には、差当り、場合により付加的な防水シートを取付けた後、４０　ｋｑ／　ｍ ”までの粗密度の架橋した独立気泡のポリエチレン気泡材料の１〜４ｃ、の層を 、市販の固定具（環を有する岩壁用アンカー）を用いて固定した岩壁に固定する 。この場合、岩壁用アンカーはポリエチレン気泡材料からなる層を貫通し、その 際貫通個所は望ましくは封止されるポリエチレン気泡材料からなる板または帯状 材は望ましくは重ねて、岩壁から流出する水が側方へ排水溝中へ排出されるよう に設置される。この水は圧力を形成しえないので、このために付加的な封止材は 必要でない。

引き続き、アンカーに、目幅３０肩冨を有する太さ０５１の針金からなる金網を 取付ける。この鉄線格子に、引き続いて吹付けられた、反応性固体（造石成分） 、充填材および硬化剤からなる成形材料が付着し、数分内に発泡し、約２０〜６ ０分内に硬化する。

こうして現場で設けられる防火層の厚さは望ましくは体積重量２００〜８００　 ＆９／冨３で５０１票以上である熱可塑性気泡材料に対し付加的に、たとえば軟 質ＰｖＣまたは変性ＰＥからなる防水シートが設けられている限り、防水シート は種々に取付けることができる。取付は法は、防水シートをアンカーに押付けて 、アンカーが防水シートを貫通するようにすることである。この場合、保持具と して、アンカー上に結合するように載るかないしは防水シート相互間の密な結合 を可能にする板が設けられている。

とくに有利なのは、板様のプラスチック保持具（たとえば環形の）を備えている 、差当り岩壁用アンカーが打込まれる構造物である。引き続き、最初の保持具に 相対している防水シートの側に、たとえば棒を備えている対応環の形の対応片を 溶着して、岩壁用アンカーを金網のところまで延長する。

防水シートは、他の場合と同様に重ねて設置されるので、防水シートは重なり部 分で互いに溶着することができる。

本発明の他の実施例によれば、差当り剛体のパネルは、発泡熱可塑性プラスチッ ク、殊に架橋した独立気泡のＰＥ気泡材料からなる第１層およびたとえばその上 の無機気泡材料からなる発泡層を有して製造される。発泡熱可塑性プラスチック からなる層は望ましくは２０〜４Ｑｍｍの厚さを有し、無機気泡材料からなる層 は３０〜５０■の厚さを有する。

パネルは自体公知の固定具を用いてトンネル壁に固定され、その際パネル間の継 目は封止することができるので、岩壁から出る水は側方へ流出することができ場 合により、付加的に固定した岩壁とパネルの間に慣例の封止材を配置することが できる。

無機気泡材料からなる防火層は、場合により付加的に、たとえ１ｊ；目幅３（） ■を有する大さＱ、５菖ｍの針金からなる金網を備えることもできる。

トンネル内側に向って、防火層は付加的に封止層スラリまたは吹付コンクリート で封止することができる。とくに適当なのは、鋼繊維を有する吹付はコンクリー トである。

図面の簡単な説明 次に、本発明を１実施例ならびに図面につき詳述する。この場合、第１図は交通 トンネル内の凍結防止ライニングを示す。

発明を実施する方法 例１ 固定した岩壁１中に交通トンネルが貫通されている。岩壁１中に、規則的間隔で 岩壁用アンカー２が植込まれている。岩壁用アンカーは、選択的に、岩壁１中に たとえば合成樹脂で保持されているねじ付棒からなる。岩壁用アンカー２は、ト ンネル側に環３を有する。環３はねじ締めされている。環３は選択的にねじナン ドの間にも保持されている。それぞれの場合に、アンカー２の頭は環３中へ、防 水シートからなる防湿材４の損傷が排除されている程度に引込んでいる。環３は 防水シートと溶着されている。耐応環５は延長棒１０を有するので、該棒に発泡 熱可塑性プラスチック６ならびに防火層を取付けるための金網７を固定すること ができる。発泡熱可塑性プラスチックからなる層６としては、この実施例では粗 密度３０　ｂｙ／　ｍ”および厚さ３　ｃｍのポリエチレンの架橋した独立気泡 材料が使用される。この場合、ポリエチレンの気泡材料は１．５×４諺の外部寸 法を有する板の形で使用され、その廃板は突合せで互いに結合することができる 。引き続き、ポリエチレン気泡材料からなる層に対し約２ｃ譚の間隔を有する目 幅の狭い金網上へ、無機気泡材料からなる層を吹付ける。

このために、差当り固体混合物を次のように混合する二 ■、無機造石成分　２７重量部 溶融アルミナ製造の際の炉の集じん装置灰として生じる、無定形の二酸化ケイ素 および酸化アルミニウムを含有する微細な部分的に無定形のアルミノシリケート （ＴＲＯＬ　Ｉ　Ｔ登録商標、固体）■、充填剤　２６重量部 平均寸法１〜４■を有する細粒状膨張粘土（Ｌｉａｐｏｒ登録商標） ■、タルク（充填剤）　１５重量部 ■１石英砂（充填剤）　２６重量部 長さ約６１のＥ−ガラス繊維 ■　過ホウ酸ナトリウム（発泡剤）４．２重量部場合によりなお、ＰＣＴ第５第 ５７苛３８　９１０　５　７　８　３号）による反応促進剤を添加することがで きる。

硬化剤（ＴＲＯＬＩＴ登録商標、吹付硬化剤）は次のものからなる： ■．水　６１．０重量部■ ■．５ｉＯａ　２０．５重量部 ＩＸ　、　Ｍ　ｘ　Ｏ　（　Ｍ　＝　Ｎ　ａまたはＫ）　１８．４重量部固体混 合物１００重量部に対して硬化剤２０重量部を要する。無機気泡材料層８用の成 形材料を適用するためには、固体を圧縮空気で、硬化剤をピストンポンプを用い て連続的に混合室中へ搬送し、ここで密接ζこ混合し、高圧ホースを用いて直接 に金網７ないしはポリエチレン気泡層６上へ吹付ける。ここで混合物（ま完全に 発泡し、約３０分内に厚さ６０翼冒、密度３５０に９／．、３の固体無機気泡材 料層８に硬化する。引き続き、なお封止スラリ９を塗布することができる。

例２ 例１におけるように、熱可塑性気泡材料６からなる層をアンカー２に固定する。

その際防水シート４１マ省略する。３１Ｘ０．７５１の大きさの、厚さ３ｃｍの ポリエチレン気泡材料板を重ねて設置する。その際、気泡材料板の側縁は円滑な 表面を達成するために面取りを有する。引き続き、例１におけるように、無機フ オームからなる層８を吹付ける。

例３ ３寓ｘＱ，７５ｍＸ７０＋＋ｍの寸法を有する型中へ、粗密度３　０　ｋｇ／　 ｘ”および厚さ３０■を有する独立気泡のポリエチレン気泡材料からなる適切に 切断した断片を入れる。ポリエチレン気泡材料の表面は、無機気泡材料の良好な 付着を保証するため、粗面化されているかないしは深さ５肩真のフライス削りみ ぞを備えている。

ポリエチレン気泡材料からなる層上へ、固体と硬化剤からなる混合物を例１にお けるように流し、型内で厚さ４０■の層に発泡、硬化させる。こうして製造した 剛体のパネルを引き続き自体公知の方法でトンネル壁に固定する。パネルの間隙 は、岩壁から流出する水がパネルの背後に排出されるように封止する。場合によ り、パネルは補強材として金属等からなる外枠を有することができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．発泡熱可塑性プラスチック（６）からなる層および防火層（８）を有する、 寒冷地域における交通トンネル用凍結防止ライニングにおいて、防火層（８）が シリコアルミネートからなる無機気泡材料からなることを特徴とする寒冷地域に おける交通トンネル用凍結防止ライニング。 ２．防火層（８）が、 −無機造石成分、 −アルカリ性範囲内で造石成分の硬化反応を惹起する含水第２成分、 −ならびに発泡成分 を含有する成形材料から製造されることを特徴とする請求項１記載の凍結防止ラ イニング。 ３．造石成分が次の群： Ｉ．無定形の二酸化ケイ素および酸化アルミニウムを有する、少なくとも部分的 に無定形の微細なアルミノシリケート、 ＩＩ．高温石炭焚発電所からのガラス様の無定形の電気集じん装置灰、 ＩＩＩ．粉砕したか焼ボーキサイト ＩＶ．褐炭焚発電所からの電気集じん装置灰、Ｖ．殊に無定形の、分散粉末状の 脱水または含水ケイ酸からなる不溶性の無定形ＳｉＯ２または高温プロセスから の無定形ＳｉＯ２（ヒュームドシリカ）、からの１種または数種の反応性固体を 含有することを特徴とする請求項２記載の凍結防止ライニング。 ４．含水第２成分（硬化剤）として、Ｋ２ＯまたはＮａ２Ｏ１モルあたりＳｉＣ ２１．２〜２．５モルを有するケイ酸アルカリ溶液を使用することを特徴とする 請求項２記載の凍結防止ライニング。 ５．無機気泡材料からなる層が現場で、発泡熱可塑性プラスチックからなる層（ ６）またはそれに接する補強層上に設けられ、硬化されることを特徴とする請求 項１記載の凍結防止ライニング。 ６．無機気泡材料からなる層が、体積重量２００〜８００ｋｇ／ｍ３で５０ｍｍ 以上の厚さを有することを特徴とする請求項５記載の凍結防止ライニング。 ７．熱可塑性気泡材料からなる層および無機気泡材料からなる層がプレハブの剛 体パネルの形でトンネル壁に固定されていて、その際発泡熱可塑性プラスチック からなる層（６）は２０〜４０ｍｍの厚さを有し、無機気泡材料からなる層は３ ０〜５０ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１記載の凍結防止ライニン グ。 ８．発泡熱可塑プラスチックからなる層（６）とトンネル壁の間の付加的な防水 シート（４）を特徴とする請求項１から６までのいずれか１項記載の凍結防止ラ イニング。 ９．発泡熱可塑性プラスチックからなる層（６）が、２０〜４０ｋｇ／ｍ３の体 積重量を有するポリエチレンの架橋した独立気泡の気泡材料からなることを特徴 とする請求項１記載の凍結防止ライニング。