JPH11210387A - 密閉空間への発泡性樹脂の充填方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ボイドやエア溜まりによる充填不良を発生する
ことなく、密閉された空間にその底部から、発泡性樹脂
を均一に充填する方法を提供することにある。 【解決手段】密閉された空間１３に、その底部１０から
上向きに発泡性樹脂を充填するに際し、該底部１０に孔
７を設け少なくとも一つのエア−抜き用パイプ１１を挿
入し、該パイプの先端１２を前記空間１３の頂部域に配
した後、前記底部に別に設けた少なくとも一つの孔６か
ら発泡性樹脂原液を注入し、発泡・硬化させることによ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、密閉された空間に
底部から発泡性樹脂を充填する方法に関し、例えば、シ
ールドトンネルの半円形上部壁面を構成するＲＣセグメ
ント継ぎ手部のボルトボックスのような密閉された空間
に、底部から発泡性樹脂を注入するのに極めて好適な方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シールドトンネルのＲＣセグメ
ント継ぎ手部のボルトボックスのような密閉された狭い
空間内に発泡性樹脂を充填する場合、図７に示すよう
に、原液注入用の孔１６とエア抜き用の孔１７を備えた
キャップ材１５を開口部１０に嵌め込んで密閉し、原液
注入用の孔１６からスプレーガンを用いて発泡性樹脂原
液を注入し、発泡・硬化させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記ボルトボックスの
うち横向きに開口したボックスや上向きに開口したボッ
クスをキャップ材で密閉した空間内には、上記の方法に
より、ボイドやエア溜まりを生ずることなく、空間全体
に渡って発泡性樹脂が均一に充填できる。しかし、シー
ルドトンネルの半円形上部壁面に位置するＲＣセグメン
ト継ぎ手部のボルトボックスのように、開口部が下向き
の空間１３に従来型のキャップ材１５を適用し密閉した
場合には、注入した発泡性樹脂原液の発泡によりエア抜
き用の孔１７が早期に塞がれるため内部ガスの抜け道が
なくなり、ボイド１８やエア溜まり１９が発生する。そ
の上、発泡熱によるエアの膨張で内部圧が高くなり、キ
ャップ材１５の剥がれが多発するという欠点があった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、従来、下方から
密閉された空間内へ発泡性樹脂原液を注入し発泡・硬化
させる際、多発していたボイドやエア溜まりによる充填
不良が効果的に防止され、しかも、例えば、前記シール
ドトンネルのボルトボックスのように下向きの開口部１
０をキャップ材１５を用いて密閉した場合においては、
発泡中の内圧増加によるキャツプ材の剥がれの恐れもな
く、簡単かつ均一に発泡性樹脂を充填する方法を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、鋭意研究した結果、密閉された空間に、その底部か
ら上向きに発泡性樹脂を充填するに際しては、エア−抜
き用パイプを適切な位置に配置すれば、発泡樹脂によっ
てエア−抜き孔が塞がれること無く、発泡樹脂の体積が
大きくなるに連れ、エア−が順調に抜け上記欠陥に発生
を防止できることを見出だし本発明を完成させた。

【０００６】すなわち、本発明のうち請求項１記載の発
明は、密閉された空間に、その底部から上向きに発泡性
樹脂を充填するに際し、該底部から少なくとも一つのエ
ア−抜き用パイプを挿入し、該パイプの先端を前記空間
の頂部域に配した後、前記底部に別に設けた少なくとも
一つの孔から発泡性樹脂原液を注入し、発泡・硬化させ
ることを特徴とする密閉空間への発泡性樹脂の充填方法
である。

【０００７】ここで、「密閉された空間」の空間は、密
閉されているので一つの形状が形成されるが、その形状
は、特に限定されず、直方体、立方体、球体、三角柱
体、円柱体等のありふれた形状の他、これらの形状の複
数の組み合わせ、その他のあらゆる形状を含む。そし
て、その底部とは、あらゆる形状において、下方に位置
する形状構成部分をいう。したがって、本発明における
底部は、各空間形状において一番したの面部分のみなら
ず、下方位置において空間を形成する複数の面で構成さ
れる折れ曲がった部分（例えば、断面くの字型を形成す
る複数の面部分）や曲面部分をも含む。また、本発明に
用いる「パイプ」とは、一般の細長い円筒状のものに限
定されず、貫通孔を有する細長い形状のものであれば、
特に限定されない。本発明における「空間の頂部域に配
した」とは、単に空間形状の頂点付近に配することに限
定されず、発泡樹脂原料の種類や発泡条件に応じて、発
泡樹脂によりパイプ先端の孔が塞がれない程度の高さの
位置に、パイプ先端を配して置けばよい。

【０００８】このように構成すれば、密閉された空間の
底部から上向きに発泡性樹脂を充填するに際し、該底部
に設けた少なくとも一つの孔から発泡性樹脂を注入し発
泡させた場合、密閉された空間内で発泡樹脂原液が発泡
するにつれて空間内上部に追いやられるエアが、空間内
部に挿入されたパイプを通して素早く外部に排出される
ので、ボイド１８やエア溜まり１９の発生が効果的に防
止できる。

【０００９】また、本発明のうち請求項２記載の発明
は、前記密閉された空間が、シールドトンネルの半円形
上部壁面を構成するＲＣセグメントの継ぎ手部のボルト
ボックスである請求項１記載の密閉空間への発泡性樹脂
の充填方法であり、請求項３記載の発明は、前記ボルト
ボックスが、下方からのキャップ材で密閉されているこ
とを特徴とする請求項２記載の密閉空間への発泡性樹脂
の充填方法である。

【００１０】密閉された空間が、シールドトンネルの半
円形上部壁面を構成するＲＣセグメントの継ぎ手部のボ
ルトボックスである場合、このボルトボックスの形状は
通常略直方体である。この場合、ボルトボックスの底
部、すなわち底面は、ＲＣセグメント継ぎ手部の位置に
よりほぼ真下に位置したり、斜め下に向いたりしている
が、これらの真下ないし斜め下向きに位置する底面の全
てが、本発明における密閉された空間の底部に含まれる
ものである。

【００１１】このように構成すれば、ボルトボックスの
底部から上向きに発泡性樹脂を充填するに際し、該底部
に設けた少なくとも一つの孔から発泡性樹脂を注入し発
泡させた場合、ボルトボックス内部で発泡樹脂原液が発
泡するにつれて空間内上部に追いやられるエアが、そこ
に挿入されたパイプを通して素早く外部に排出されるの
で、ボイド１８やエア溜まり１９の発生が効果的に防止
できる。しかも、請求項３記載の発明のように、ボルト
ボックスの下向きの開口部１０をキャップ材１５を用い
て密閉した場合においては、発泡中の内圧増加によりキ
ャツプ材が剥がれる恐れもなく、簡単かつ均一に発泡性
樹脂を充填することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態としては、シ
ールドトンネルの半円形上部壁面を構成するＲＣセグメ
ント継ぎ手部のボルトボックスを好適な例として挙げる
ことができる。この場合、密閉された空間はボルトボッ
クスであり、ＲＣセグメントの継ぎ手部をボルト閉めし
た後、下向きに開校する開口部をキャップ剤で密閉する
ので、その底部は、キャップ材で構成されている。かか
るボルトボックスの場合、このキャップ材から上向きに
発泡性樹脂が充填されるが、その際、あらかじめ該キャ
ップ材に設けた少なくとも一つの孔から、この孔と同数
のエア−抜き用パイプを挿入し、該パイプの先端を前記
空間の頂部域に配した後、前記底部に別に設けた少なく
とも一つの孔から発泡性樹脂原液を注入し、発泡・硬化
させ、ボルトボックス内へ発泡性樹脂を充填する。

【００１３】すなわち、本発明においては、ボルトボッ
クス内で原液が発泡するにつれて空間内上部に追いやら
れるエアが内部に挿入されたパイプを通して素早く外部
に排出されるよう工夫されている。この場合、キャップ
材に設けられる、原液注入用の孔、パイプ挿入用の孔の
個数、位置、口径は、空間の体積及び形状に応じて、そ
れぞれ自由に設定しうるものであるが、原液注入用の孔
は、発泡機のノズルやスプレーガンが挿入され吐出方向
を自由に変えうる程度の大きさが必要なので、用いるノ
ズルやスプレーガンの口径に合わせ、これよりやや大き
目に形成される。一方、パイプ挿入用の孔は、エアを逃
がすためのものであるから、通常、上記注入孔の口径に
比べれば比較的小さく形成される。また、エア抜き用パ
イプとしては、プラスチック製パイプ、金属製パイプの
いずれでも使用可能であるが、軽量化の観点からすれば
プラスチック製が好ましい。

【００１４】この場合、ボルトボックスの下向きの開口
部は、ＲＣセグメント継ぎ手部の位置によりほぼ真下に
向いたり、斜め下に向いており、キャップ材を用いて密
閉されるが、これらの真下ないし斜め下向きの開口部の
キャップ材の全てが、本発明におけるボルトボックスの
底部に含まれるものである。

【００１５】かかるボルトボックスに充填する発泡性樹
脂としては、自己接着性に優れ、現場発泡が可能なもの
であればいずれも使用できるが、中でも独泡率が高くて
良好な断熱性、湿気遮断性を示す硬質ポリウレタンフォ
ームが特に好ましい。具体的には、ポリオール成分であ
るＲ液とイソシアネート成分であるＰ液を現場発泡用発
泡機により混合し、得られた混合物（硬質ポリウレタン
フォーム形成用原液）を前記キャップ材に設けられた原
液注入用の孔からスプレーガンを用いてボックス内に注
入し、発泡・硬化させる。この場合、原液は空間の底部
から発泡を開始し、最後にパイプの先端位置に達するよ
うに、注入孔の位置と原液吐出時のスプレーガンの方向
を設定することが肝要である。

【００１６】前記開口部を閉鎖するキャップ材として
は、樹脂、金属、セラミック多孔体等からなる各種薄板
を適宜使用可能であるが、中でも、繊維混入セメントケ
イ酸カルシウムを主成分とするセラミック多孔体が、軽
量で耐火性に優れており、発泡性樹脂の表面保護材とし
て好適である。

【００１７】このようなキャップ材を下向きに開口した
ボルトボックスの開口部に嵌め込むに際しては、弾性エ
ポキシ接着剤を介して開口部の周縁に強固に接着させて
おくことが推奨される。その際、キャップ材の片面前面
に弾性エポキシ接着剤を塗布しておき、この面を内側に
向けて貼り付け、発泡中の樹脂原液と接触するようにす
ると、多孔質キャップ材の連通孔を通過して原液が外部
に漏れ出す恐れがなく、その上、キャップ材と発泡性樹
脂間の結合が一層強化されて好ましい。また、シールド
トンネルが水流管路として構築される場合には、予め上
記ボルトボックスの開口部周縁にキャップ材の厚みに相
当する深さの段差部を形成しておき、この部分にキャッ
プ材を嵌め込むようにすると、前記ＲＣセグメント内面
と面一に開口部を閉鎖できるので、流水の乱流現象を防
止できて好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を添付図面を用いて詳述する。
図１は地下鉄敷設用シールドトンネルの一具体例を示し
た部分斜視図であり、図２は図１におけるＡ部分の拡大
断面図である。

【００１９】図のごとく、シールド工法により構築され
たトンネルの内面には複数のＲＣセグメント１、１、…
からなる補強壁が形成されている。この補強壁の組立て
は、通常、ＲＣセグメント１の内面側周縁部２に形成さ
れたボルトボックス３にボルト４を通して隣接するＲＣ
セグメント１、１の端面を互いに結合することにより行
われる。

【００２０】これらのボルトボックスのうち、シールド
トンネルの半円形上部壁面（図１の矢印より上側の壁
面）を構成するＲＣセグメントの下向きに開口する１５
か所のボルトボックスをキャップ材で閉塞後、本発明の
方法を適用し、硬質ポリウレタンフォームを充填した。

【００２１】まず、ボックス内面をワイヤーブラシ等で
清掃し下地調整した後、図３（ボルトボックス平面図）
と図４（図３のＣ−Ｃ方向断面図）に示すように、発泡
性樹脂原液の注入孔（１３mmφ）６とエア抜き用パイプ
の挿入孔（６．５mmφ）７とを有するキャップ材（厚み
８mm）５を、その片面に塗布した弾性エポキシ接着剤
（東レチオコール社製、品名：ＦＣ−２００）８を介し
て、開口部周縁の段差部９に嵌め込んで接合し、開口部
１０をＲＣセグメントの内面と面一に閉鎖した。この場
合のボルトボックスの寸法は縦１５０mm×横１２０mm×
深さ１４０mmであり、上記キャップ材５には繊維混入セ
メントケイ酸カルシウムを主成分とする耐火保護材（ニ
チアス株式会社製、品名：ニューＮＰラックス）を採用
した。ついで、上記エア抜き用パイプの挿入孔７からポ
リエチレンチューブ（６．５mmφ）１１をエア溜まりの
生じ易い頂部域に向けて挿入し、その先端１２を頂上か
ら約２０mm下方に離して配置した。

【００２２】この状態で上記接着剤８を十分硬化させた
後、前記注入孔６から図４に示すごとくスプレーガン２
０を用いて硬質ポリウレタンフォーム形成用原液（東洋
ゴム工業株式会社製、品名：ソフランーＲ）を注入し、
発泡・硬化させたところ、発泡中に上記キャツプ材５が
剥がれたり破損する現象は全く認められなかった。ま
た、発泡終了後、３か所のボルトボックスを解体し充填
状態を調査したが、図５に示すように発泡倍率２０〜３
０倍の硬質ポリウレタンフォームがボルトボックス内の
空所１３の隅々まで充填されていて、ボイドやエア溜ま
りの発生は観察されなかった。

【００２３】図６は、前記シールドトンネルのボルトボ
ックスのうち、特に斜め下に開口するボルトボックス
（図１のＢ部分）の中へ硬質ポリウレタンフォームを充
填する際に、その開口部１０を閉鎖するキャップ材５と
これに挿入されるエア抜き用パイプ１１の好ましい設定
状態を示したものである。図に示すエア抜き用パイプ１
１は、折曲げ用シヤバラ部１４を備えたポリエチレンチ
ューブであり、その下端をパイプ挿入孔７に差し込み、
ジャバラ部１４を斜め上方に向け折曲げて、先端１２が
ボックス内の最上部域に位置するごとく配置された。こ
うして上記と同じウレタンフォーム形成用原液を注入孔
６からボックス底部に注入し発泡させたところ、ボック
ス内部のエアはパイプ１１を通してスムーズに外部に排
出され、その結果、キャップ材５の外れやボイド、エア
溜まりの発生をみることなく、硬質ポリウレタンフォー
ムが均一に充填された。

【００２４】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、密閉され
た空間に、その底部から上向きに発泡性樹脂原液を注入
し発泡・硬化させる際に、同空間内のエアがパイプを通
してスムーズに外部に排出されるので、充填量が適量に
調節できて、ボイドやエア溜まり等の不具合が発生せ
ず、また、この方法をシールド工法に適用すれば、ボル
トボックスの下向きの開口部１０をキャップ材１５を用
いて密閉した場合においては、発泡中の内圧増加により
キャツプ材が剥がれる恐れもなく、簡単かつ均一に発泡
性樹脂を充填することができ、これにより同ボックス内
の連結用ボルトの防水と防食が長期にわたって保持され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】シールドトンネルの一例を示す断面図

【図２】図１におけるＡ部分の拡大断面図

【図３】本発明の実施例に係るボルトボックスの平面図

【図４】図３のＣ−Ｃ方向断面図

【図５】同ボルトボックス内の硬質ポリウレタンフォー
ムの充填状態を示す断面図

【図６】本発明の他の実施例に係るボルトボックスの断
面図

【図７】従来の方法により、下向きに開口しキャップ材
で密閉されたボルトボックスへ硬質ポリウレタンフォー
ムを充填した際の状況を示す説明図である。

【符号の説明】

１： ＲＣセグメント ２： 内面側周縁部 ３： ボルトボックス ４： ボルト ５： キャップ材 ６： 注入孔 ７： パイプ挿入孔 ８： 弾性エポキシ接着剤 ９： 段差部 １０： 開口部 １１： パイプ １２： パイプ先端 １３： 密閉された空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 四郎 東京都港区芝大門１丁目１−26 ニチアス 株式会社内 (72)発明者 黒坂 和弥 東京都港区芝大門１丁目１−26 ニチアス 株式会社内 (72)発明者 林 寿明 東京都港区芝大門１丁目１−26 ニチアス 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 密閉された空間に、その底部から上向き
   に発泡性樹脂を充填するに際し、該底部から少なくとも
   一つのエア−抜き用パイプを挿入し、該パイプの先端を
   前記空間の頂部域に配した後、前記底部に別に設けた少
   なくとも一つの孔から発泡性樹脂原液を注入し、発泡・
   硬化させることを特徴とする密閉空間への発泡性樹脂の
   充填方法。
2. 【請求項２】 前記密閉された空間が、シールドトンネ
   ルの半円形上部壁面を構成するＲＣセグメントの継ぎ手
   部のボルトボックスである請求項１記載の密閉空間への
   発泡性樹脂の充填方法。
3. 【請求項３】 前記ボルトボックスが、下方からのキャ
   ップ材で密閉されていることを特徴とする請求項２記載
   の密閉空間への発泡性樹脂の充填方法。