JP4036731B2

JP4036731B2 - トンネル耐火構造及びその構築方法

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Publication number: JP4036731B2
Application number: JP2002333154A
Authority: JP
Inventors: 徹谷辺; 秀三中村; 浩之小幡; 盛男山本
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2022-11-18
Also published as: JP2004169287A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内壁の覆工面上に形成されるトンネル耐火構造及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルの内部で火災が発生すると、トンネル内が非常な高温となり、トンネルの内壁面を形成するコンクリートが剥離して落下する等の現象が発生する。そのため、トンネルの内壁面を形成するコンクリートの表面に、耐火被覆材料からなる耐火構造を形成させることが行なわれている。
例えば、特許文献１には、トンネル構造材１の表面にパネル状の耐火材層２ｄ、内装仕上げ材３等を一体的に形成するとともに、これら耐火材層２ｄ、内装仕上げ材３等を、ボルト６及びアンカー５によって固定してなる耐火トンネル構造体が記載されている。
【０００３】
しかし、特許文献１に記載された耐火トンネル構造体は、耐火材層２ｄがロックウール等の耐火充填材からなるため、当該耐火トンネル構造体全体の強度が比較的小さく、また、耐火材の充填量が不十分であると、十分な耐火性能が得られなかったりして全体的に均一で耐火性能の高い構造体が得られ難いといった問題が生ずる。
また、特許文献１の耐火トンネル構造体は、ボルト６の頭部がトンネル内の空間に露出しているため、美観が損なわれることに加えて、火災の発生時にトンネル内の空間で生じる高温の熱がボルト６を介してトンネル構造材１に伝わり易い等の問題がある。
【０００４】
一方、トンネル内壁面等に対して内装板を取り付けるために使用される内装取付金具として、種々の形態のものが知られている。例えば、特許文献２には、内装パネルの支持用部材を固定するための基台となるスライド調整支持台等を備えた内装パネル取付金具が記載されている。
しかし、特許文献２に記載された内装パネル取付金具１は、施工の効率化等の点で優れているものの、壁面Ｗと内装パネルＰの間には単なる空間が形成されているだけであり、耐火被覆材層の形成等による耐火性の向上が図られているわけではない。
【０００５】
また、特許文献２の内装パネル取付金具１を用いた場合には、内装パネルＰが、壁面Ｗから所定の距離を隔てて配設されているため、この距離の分だけ、トンネル内の空間に対して張り出す寸法が大きくなり、トンネル内の利用可能な空間が狭められてしまう。このような欠点を相殺するために、内装パネルＰと壁面Ｗの間に耐火被覆材層を形成させ、耐火性を向上させることが考えられるが、この場合、内装パネル取付金具１の存在が邪魔になり、耐火性能の高い耐火構造体を均一かつ円滑に形成し難い。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２９４０９８号公報（第２頁第１欄第１９〜２２行、第４頁第６欄第８〜１７行、第７頁の図５）
【特許文献２】
特開平９−１９５６８６号公報（第２頁第１欄の請求項１、第２頁第２欄第１０〜１７行、第６頁の図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みて、耐火性、美観性及び内装板の装着性に優れるとともに、火災時にトンネル内の空間で生じる高温の熱が覆工コンクリート等の一次覆工体に伝わり難く、しかも、トンネル耐火構造全体の厚さが比較的小さいためにトンネル内の空間を過度に狭めることのないように構成されたトンネル耐火構造及びその構築方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、耐火被覆材層と内装板とを積層させて耐火トンネル構造体を構築するに際し、耐火被覆材層を、吹き付け施工によって形成された湿式耐火被覆材層と、耐火充填材層（ただし、該耐火充填材層は、下記の固定具の設置箇所及びその近傍領域における覆工面上において、湿式耐火被覆材層によって部分的に形成された耐火被覆材層の空間部内に形成されている。）とを含むものに限定して内装板に直接積層するとともに、内装板を固定するために使用されるボルト等の固定具の頭部が、前記の耐火充填材層中に埋もれて、トンネル内の空間に露出しないように構成することによって、高い耐火性能を確実に得ることができ、しかも、上述の美観上の問題や火災の発生時の熱伝導に伴うトンネル構造材への悪影響の問題等も解消できると考え、本発明を完成した。
すなわち、本発明者は、トンネル内壁の施工場所の覆工面上に、吹き付け施工によって形成された湿式耐火被覆材層と、耐火充填材層（ただし、該耐火充填材層は、下記の固定具の設置箇所及びその近傍領域における覆工面上において、湿式耐火被覆材層によって部分的に形成された耐火被覆材層の空間部内に形成されている。）とを含む耐火被覆材層を介して、内装板を積層させ固定することとし、そのための具体的手段として、（ｉ）覆工面に打ち込んで固定するためのアンカーと、該アンカーに対して位置調整が可能に連結され、かつ内装板の支持手段を有する位置決め部材とからなる固定具を採用すること、（ｉｉ）耐火被覆材層の上に直接、内装板を積層させること、（ｉｉｉ）アンカーの頭部が、耐火充填材層の中に埋もれるようにすること等によって、耐火性、美観性、火災発生時の一次覆工体（コンクリート等）への熱伝導の抑制、及びトンネル耐火構造全体の厚さの低減等の点で優れたトンネル耐火構造を得ることができること、及び、上記湿式耐火被覆材層を形成させるために吹き付け施工法を採用することによって、上記トンネル耐火構造を簡易な方法で効率的に構築することができることなどを見出した。
【０００９】
本発明（請求項１）のトンネル耐火構造は、トンネル内壁の覆工面上に、吹き付け施工によって形成された湿式耐火被覆材層と耐火充填材層とを含む耐火被覆材層と、内装板とが積層されてなるトンネル耐火構造であって、該内装板は該耐火被覆材層上に直接積層されているとともに、該内装板はアンカーと位置決め部材とからなる固定具によって該アンカーの頭部が上記耐火充填材層中に埋もれるようにして該覆工面上に固定されており、上記耐火充填材層は、上記固定具の設置箇所及びその近傍領域における覆工面上において、上記湿式耐火被覆材層によって部分的に形成された耐火被覆材層の空間部内に形成されていることを特徴とする。
このように構成したトンネル耐火構造は、湿式耐火被覆材を含む耐火被覆材層を有するため、優れた耐火性を発揮することができる。また、内装板が耐火被覆材層上に直接積層されているため、当該トンネル耐火構造の厚さを最小限の寸法に抑えることができ、トンネル内の空間を大きく狭めることがない。さらに、アンカーの頭部が耐火充填材層中に埋もれているため、美観を損なうことがないうえ、内装板の装着に支障を来したり、あるいは、火災の発生時にトンネル内の空間で生じた高温の熱を、アンカーを介して覆工コンクリートに伝わり易くするような不都合を生じることもない。
また、湿式耐火被覆材層を吹き付け施工で形成させることによって、本発明のトンネル耐火構造を効率的に短時間で構築することができるとともに、耐火被覆材層と内装板との積層状態が良好なものとなるように耐火被覆材層の厚さ寸法を調整し易くなる。
なお、湿式耐火被覆材層は、内装板を取り付けるための固定具の設置箇所及びその近傍領域（周囲３ｃｍ程度以内）を除く広い範囲で形成されることが望ましい。
【００１０】
上記トンネル耐火構造において、上記耐火充填材層は、無機質繊維からなるものとすることができる（請求項２）。
上記トンネル耐火構造の実施形態例として、上記アンカーが、上記覆工面に打ち込んで固定するためのものであり、上記位置決め部材が、上記アンカーに対して位置調整が可能に連結され、かつ上記内装板の支持手段を有するものであるものが挙げられる（請求項３）。
ここで、上記位置決め部材の実施形態例として、上記覆工面に当接させるための覆工面取付部材と、上記内装板を固定するための内装板取付部材と、上記覆工面取付部材に対する上記内装板取付部材の位置を調整し固定するための金具とによって構成されているものが挙げられる（請求項４）。
本発明（請求項５）のトンネル耐火構造の構築方法は、トンネル内壁の覆工面上に湿式耐火被覆材を含む耐火被覆材層と内装板とが積層されてなるトンネル耐火構造の構築方法であって、（１）上記トンネル内壁の施工場所の覆工面上において、上記内装板を取り付けるためのアンカーと位置決め部材とからなる固定具の複数設置箇所の各々に、吹き付け施工により該各設置箇所に上記湿式耐火被覆材層が形成されるのを防ぐための保護治具を設置し、（２）その後、上記トンネル内壁の覆工面上に湿式耐火被覆材を吹き付けて、上記保護治具が設置してある箇所以外に耐火被覆材層を形成し、（３）その後、上記保護治具を取り外した後、取り外して形成された空間部の覆工面上に上記固定具を取り付け、該固定具を用いて上記耐火被覆材層の上に上記内装板を直接固定するとともに、耐火被覆材層が未形成となっている上記空間部に、耐火充填材を充填して、耐火被覆材層を完成させ、（４）以降、必要に応じて、上記（１）〜（３）の工程のうちの１つ以上の工程を順次繰り返して行なうことを特徴とする。
このような工程（１）〜（４）を含むトンネル耐火構造の構築方法によれば、耐火性等に優れた上述のトンネル耐火構造を容易かつ迅速に構築することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のトンネル耐火構造の構築対象となるトンネルの具体例としては、例えば、沈埋トンネル、シールドトンネル等が挙げられる。
ここで、沈埋トンネルとは、トンネルの構成単位である筒状の鉄筋コンクリートブロックを、海底に沈め、この鉄筋コンクリートブロックを多数連結することによって構築される海底トンネルをいう。
また、シールドトンネルとは、地盤を掘削してトンネル空間を形成すると同時に、トンネル空間の内面をコンクリートセグメント等の一次覆工体によって補強して構築されるトンネルをいう。
【００１２】
これら沈埋トンネル、シールドトンネル等のトンネルにおいては、ＲＣ構造、鋼構造、Ｓ−ＲＣ構造、鋳物構造等からなる一次覆工体がトンネル内の空間に露出していると、火災の発生時に、一次覆工体が高温の熱に直接曝されることになり、一時覆工体の崩壊や劣化によって、甚大な直接的被害が発生するだけでなく、トンネルの修復工事に多大の労力、時間及び費用を要したり、長期間の交通規制を余儀なくされる等の間接的被害を受けることになる。
この点、本発明のトンネル耐火構造においては、このような火災発生時の被害を著しく抑制することが可能である。
【００１３】
次に、本発明のトンネル耐火構造及びその構築方法の一例を、図面に基いて詳しく説明する
図１は、本発明のトンネル耐火構造の一例を示す断面図、図２は、図１に示すトンネル耐火構造で用いられるアンカー及び位置決め部材の一例を示す斜視図、図３は、本発明のトンネル耐火構造の他の例を示す断面図、図４は、図３に示すトンネル耐火構造で用いられるアンカー及び位置決め部材の一例を示す斜視図、図５は、本発明のトンネル耐火構造の構築方法の一例を示すフロー図である。
【００１４】
本発明のトンネル耐火構造１は、例えば、図１及び図２に示すように、トンネル内壁の覆工面２上に、耐火被覆材層３と内装板４とが積層されてなるものである。
ここで、覆工面２とは、トンネル内の空間に面するコンクリート覆工等の一次覆工体の表面をいう。覆工面２は、平面状に形成されていてもよいし、曲面状に形成されていてもよい。
耐火被覆材層３は、湿式耐火被覆材層３ａと耐火充填材層３ｂとを含むものであり、覆工面２の上に直接積層して形成される。
【００１５】
耐火被覆材層３の厚さは、好ましくは１０〜８０ｍｍ、より好ましくは２０〜７０ｍｍ、特に好ましくは２０〜５０ｍｍである。該厚さを１０ｍｍ以上に定めれば、優れた耐火性を得ることができるとともに、本発明で用いられる固定具（具体的には、アンカー５と、覆工面取付部材７と内装板取付部材８とで構成される位置決め部材６とからなるもの）を取り付けるために必要な厚さ寸法を十分に確保することができる。また、該厚さを８０ｍｍ以下に定めれば、湿式耐火被覆材の使用量が過大になることを回避できるとともに、本発明で用いられる固定具（アンカー５及び位置決め部材６）の大きさを所定の寸法以下に抑えることができ、施工費用の増大等を抑制することができる。
なお、本明細書中において、「アンカー」とは、トンネル覆工面に固定されるものであればよく、例えば、狭義のアンカーの他、インサート等を広く含む意で用いられる。
【００１６】
湿式耐火被覆材層３ａは、内装板４を固定するための固定具（アンカー５及び位置決め部材６）の設置箇所及びその近傍領域を除く覆工面２全体に、所定の厚さ寸法を有する耐火被覆材層３を形成するべく、吹き付けられることが好ましい。
なお、吹き付け施工の方法は、従来の方法を用いればよい。また、湿式耐火被覆材層３ａの表面に大きな不陸（面が平坦でないこと）が生じた場合には、適宜、へらでならすなどして、該表面（内装板との積層面）をできるだけ平坦にしておくことが好ましい。
湿式耐火被覆材層３ａの材料の種類としては、例えば、セメント系湿式吹き付け材料が挙げられる。
セメント系湿式吹き付け材料としては、例えば、セメントと、必要に応じて配合されるセメント以外の各種混和材料と、水と、必要に応じて配合される化学混和剤とを含むものが挙げられる。
ここで、セメントの種類は、特に限定されないが、好適な例として耐火セメント、アルミナセメント等が挙げられる。
セメント系湿式吹き付け材料（ただし、水を除く。）中のセメントの配合割合は、好ましくは５０質量％以上である。
セメント以外の混和材料の好適な具体例としては、例えば、高炉スラグ、タルク、バーミキュライト、パーライト、マイカ、石灰石粉末等が挙げられる。
水の量は、水以外の材料１００質量部に対して、通常、７５〜１１０質量部である。
化学混和剤の具体例としては、例えば、有機系収縮低減剤や各種減水剤等が挙げられる。
【００１７】
セメント系湿式吹き付け材料の好適な組成の一例としては、例えば、セメント５０〜６０質量部、バーミキュライト及び／または硬質パーライト１５〜２０質量部、マイカ１０〜１５質量部、石灰石粉末１５〜２０質量部（ただし、これらの成分の合計量は、１００質量部である。）の各材料からなる固体分１００質量部に対し、水７５〜１１０質量部を混練してなるものが挙げられる。
なお、必要に応じて、湿式耐火被覆材層３ａ中に補強用のメッシュ板等を配設してもよい。
【００１８】
耐火充填材層３ｂは、図１に示すように、内装板４を固定するための固定具（アンカー５及び位置決め部材６）の設置箇所及びその近傍領域における覆工面２上において、湿式耐火被覆材層３ａによって部分的に形成された耐火被覆材層３の空間部内に形成される。これによって、所定の厚さ寸法を有する耐火被覆材層３は完成される。
なお、耐火充填材層３ｂが形成される空間部の覆工面部分の面積は、好ましくは２５〜４００ｃｍ^２であり、より好ましくは５０〜３００ｃｍ^２である。該面積を上記数値範囲内に定めることによって、固定具（アンカー５及び位置決め部材６）の取付作業が容易になり、かつ、耐火充填材層３ｂを形成させるための耐火充填材の充填作業を短時間で完了させることができる。
耐火充填材層３ｂを形成させるための耐火充填材の種類としては、耐火性を有するものであればよく、特に限定されないが、好ましくは、ロックウール、セラミックファイバー、グラスファイバー等の無機質繊維が挙げられる。
耐火充填材層３ｂの材料としてロックウール等の無機質繊維を用いることによって、トンネル耐火構造１の施工後に内装板４を補修または交換する際に、耐火充填材を手作業で容易に除去または再充填することができ、当該内装板４の補修等の作業を迅速に行なうことができる。
【００１９】
本発明において、内装板４は、耐火被覆材層３の上に直接積層して配設される。
ここで、「直接積層して」とは、内装板４と耐火被覆材層３とが互いに全面的に完全密着していることを必要とせず、数ｍｍ程度の隙間を生じていてもよい。つまり、耐火被覆材層３は、吹き付け材料である湿式耐火被覆材等で構成されているのであるから、表面には多少の凹凸が形成されている。そのため、耐火被覆材層３と内装板４の間には、平均して、２０ｍｍ以下、好ましくは１５ｍｍ以下、特に好ましくは８ｍｍ以下の隙間が形成されていてもよい。
なお、前述のとおり、耐火被覆材層３の表面に大きな不陸が生じている場合には、適宜、該表面をならす作業を行なう必要がある。
内装板４の一例としては、例えば、図１及び図５に示すように、基材部４ａと表層材部４ｂとを積層させてなるものが挙げられる。
基材部４ａは、例えば、モルタル板、硬質珪酸カルシウム板、鋼板、アルミニウム板、ステンレス鋼板等からなるものである。
表層材部４ｂは、自動車の排気ガスや湿気等によって基材部４ａが腐食したり劣化するのを防ぐためのものであり、例えば、セラミック製のタイル等によって構成されている。表層材部４ｂは、接着剤やビス等の固着具を用いて基材部４ａに積層され固定されている。
なお、表層材部４ｂは、トンネル内の照明効率の向上や、車両の安全な通行のための視線誘導や、トンネル覆工面の凹凸の調整や、配線や配管等の露出の防止による美観の向上等の目的を併せ持つことがある。
内装板の寸法は、特に限定されず、例えば、従来のトンネル内壁面用の内装板と同等でよい。
【００２０】
内装板４は、施工後の状態における鉛直方向の上側及び下側の端部（縁辺）の各々に、２つの溝部１２を有している。溝部１２は、内装板取付部材８の取り付け位置に対応する位置（図５の（ｄ）を参照）にて、内装板取付部材８の断面が略Ｈ字状の部分（上側溝部８ａ及び下側溝部８ｂを含む部分）を嵌合させることができるように形成されている（図１及び図２を参照）。つまり、内装板取付部材８の断面が略Ｈ字状の部分（図２を参照）のうち、内側の垂直壁８ｅは、内装板４の内側の面に当接し、外側の垂直壁８ｆは、内装板の溝部１２の中に挿入され、上側溝部８ａ（または下側溝部８ｂ）は、内装板４の内側の面と溝部１２の間の内装板の本体部分に嵌合されるように、構成されている。
なお、内装板４が、内装板取付部材８を嵌合するための溝部１２を備えていることによって、内装板取付部材８は、トンネル内の空間に対して露出部分を有さず、内装板４の表層材部４ｂによって保護されることになる。そのため、内装板取付部材８は、トンネル内の排気ガス等による腐食等が生じ難く、また、火災の発生時に、トンネル内の高温の熱にも直接曝されず、覆工コンクリートに高温の熱を伝えて悪影響を与える可能性を小さくしている。
【００２１】
内装板４は、アンカー５と位置決め部材６とからなる固定具によって、覆工面２上に固定される。
アンカー５は、筒状部材５ａと、筒状部材５ａの一端に嵌入するための芯部材５ｂと、筒状部材５ａの他端に螺入するためのボルト５ｃと、位置決め部材６の構成部品である覆工面取付部材７を固定するためのナット５ｄ及びワッシャー５ｅとによって構成されている。
このうち、筒状部材５ａは、一端に、複数の細長い切欠部を有し、他端に、内側の周面が螺刻されたねじ部を有する。芯部材５ｂは、筒状部材５ａの側に向かって断面が次第に小さくなるような略円錐台形状に形成されており、筒状部材５ａの中に深く嵌入されると、当該筒状部材５ａを拡開するようになっている。すなわち、覆工面２に穿設された孔の中に、芯部材５ｂを緩く嵌めた筒状部材５ａを挿入し、筒状部材５ａを外側から叩打すると、芯部材５ｂが筒状部材５ａの中に深く嵌入し、それに伴って、筒状部材５ａの端部（複数の細長い切欠部が形成されている部分）が拡開し、覆工コンクリート１１中に固定されるようになっている。
【００２２】
位置決め部材６は、覆工面２に当接させるための覆工面取付部材７と、内装板４を固定するための内装板取付部材８と、覆工面取付部材７に対する内装板取付部材８の位置を調整し固定するための金具（ボルト９及びワッシャー１０）とによって構成されている。
このうち、覆工面取付部材７は、覆工面２に当接させるための平板状の部分であり、かつボルト５ｃを挿通させるための孔７ａを有する垂直壁部と、該垂直壁部の下端で略垂直に折曲して延びる平板状の部分であり、かつボルト９を挿通させるための長孔７ｂを有する水平壁部とを有している。
【００２３】
一方、内装板取付部材８は、覆工面取付部材７の水平壁部の下面に当接させるための部分であって、覆工面取付部材７の水平壁部の長孔７ｂに対応させて穿設された孔８ａと当該孔８ａの裏側に溶接等によって固着されたナット８ｂとを有する水平壁部と、上側溝部８ｃと下側溝部８ｄとを有するように断面が略Ｈ字状に形成された内装板取付部（水平壁部の端部で略垂直に下方に折曲して延びる垂直壁８ｅと、外側の垂直壁８ｆと、垂直壁８ｅと垂直壁８ｆとの連結部分である水平壁８ｇとからなる部分）とを備えている。そして、内装板取付部材８は、覆工面取付部材７の長孔７ｂの長さ寸法の範囲内において孔８ａの位置を自由に調整して定めることができ、それによって、施工時において、覆工面２から内装板取付部材８までの距離を自由に調整することができるようになっている。つまり、耐火被覆材層３の厚さ寸法に応じて、覆工面２から内装板取付部材８までの距離を調整し、それによって、耐火被覆材層３の表面から数ｍｍ程度の距離を隔てた位置に、内装板４を配設することを可能にしている。
内装板取付部材８の内装板取付部（断面が略Ｈ字状の部分）は、下側溝部８ｄによって、下方に位置する内装板４を嵌合させて固定し、上側溝部８ｃによって、上方に位置する他の内装板４を嵌合させて固定するように構成されている。
【００２４】
アンカー５の構成部品であるボルト５ｃの端部（すなわち、アンカー５の頭部）は、施工後において、耐火被覆材層３を貫通して外部に突出することがなく、耐火被覆材層３中に埋もれるように位置している。
このように、筒状部材５ａからのボルト５ｃの露出部分の長さ寸法が、耐火被覆材層３の厚さ寸法よりも小さくなるように、当該ボルト５ｃの長さ寸法または耐火被覆材層３の厚さ寸法を定めることによって、耐火被覆材層３の外表面が略平坦になり、内装板４を耐火被覆材層の上に直接積層して装着することができる。また、ボルト５ｃの頭部が耐火被覆材層３中に埋もれていることから、火災の発生時にトンネル内の空間で生じた高温の熱がボルト５ｃを介して覆工コンクリート１１に伝わるのを抑制することができる。さらに、ボルト５ｃは、耐火被覆材層３の外部に露出していないことから、トンネル内の排気ガス等による腐食等が生じ難い。
【００２５】
次に、本発明のトンネル耐火構造の他の例を説明する。
本発明のトンネル耐火構造の他の例は、図３及び図４に示すように、アンカー及び位置決め部材のみが図１及び図２に示すものと異なっている。
図３及び図４に示すトンネル耐火構造２０において、アンカー２１は、筒状部材２１ａと、筒状部材２１ａの一端に嵌入するための芯部材２１ｂと、筒状部材２１ａの他端に螺入するためのボルト２１ｃと、位置決め部材２２の位置を調整するための位置決め用ナット２１ｄと、位置決め部材２２を固定するための固定用ナット２１ｅ及びワッシャー２１ｆとによって構成されている。
【００２６】
位置決め部材２２は、ボルト２１ｃを挿通させるための孔２２ａを有し、かつボルト２１ｃ上で位置を調整された位置決め用ナット２１ｄに当接させるための垂直壁部と、該垂直壁部の下端から略垂直に折曲して水平に延びる水平壁部と、該水平壁部の端部で略垂直に下方に折曲して延び、上側溝部２２ｂと下側溝部２２ｃとを有するように断面が略Ｈ字状に形成された内装板取付部とを有している。
【００２７】
本例の取付方法を説明すると、まず、筒状部材２１ａを覆工コンクリート１１中に打ち込んだ後、図４に示すように、筒状部材２１ａ、位置決め用ナット２１ｄ、位置決め部材２２（孔２２ａ）、ワッシャー２１ｆ及び固定用ナット２１ｅの順にボルト２１ｃを挿通した後、耐火被覆材層３の厚さ寸法に応じて、位置決め用ナット２１ｄの位置を調整して定める。次いで、固定用ナット２１ｅを締めれば、位置決め用ナット２１ｄと、ワッシャー２１ｆ及び固定用ナット２１ｅの間に位置決め部材２２を挟持し固定することができる。
アンカー２１の構成部品であるボルト２１ｃの端部（すなわち、アンカー２１の頭部）が、施工後において耐火被覆材層３中に埋もれるように位置すべきことは、図１及び図２に示す例と同様である。
【００２８】
次に、本発明のトンネル耐火構造の構築方法の一例を説明する。
まず、図５中の（ａ）に示すように、トンネル覆工面２上の所定の位置に複数の保護治具３０を設置する。保護治具３０は、例えば、合成樹脂や金属等の材質からなる円筒状に形成されたものであり、トンネル覆工面２に対して接着剤等によって一時的に固定される。
なお、保護治具３０の周面には、湿式耐火被覆材の吹き付け厚さに対応した位置に線（目盛り）が付けてあり、この線に達するまで湿式耐火被覆材を吹き付ければよいようになっている。また、保護治具３０は、トンネル覆工面２との当接面及びその反対側の面（外側の面）が開口しているものを用いてもよいし、あるいは、トンネル覆工面２に対する接着性を高める等のために、平坦な壁部として閉じているものを用いてもよい。
保護治具３０の別の形態として、線（目盛り）を付けずに耐火被覆材の吹き付け厚さと同一の長さ寸法を有し、かつ、トンネル覆工面２との当接面とは反対側の面（外側の面）を平坦な壁部として形成させた保護治具が挙げられる。この場合、湿式耐火被覆材は、保護治具の外側の面に達するまで吹き付けられる。
保護治具３０は、湿式耐火被覆材の吹き付け厚さを調整できるように構成することもできる。例えば、保護治具３０に複数の線（目盛り）を付けておけば、湿式耐火被覆材の吹き付け厚さを所定の範囲内で自由に調整することができる。
【００２９】
その後、トンネル覆工面２上に湿式耐火被覆材を吹き付け、耐火被覆材層３の一部である湿式耐火被覆材層３ａを形成させる（図５の（ｂ））。
次いで、保護治具３０を取り外して、耐火被覆材層３に円柱状の空間部（すなわち、湿式耐火被覆材が吹き付けられていない覆工面２が露出している空洞部分）を形成させた後、該空間部を通じて、覆工コンクリート１１中にアンカー５（図１参照）を打ち込む。そして、アンカー５に位置決め部材６（覆工面取付部材７及び末端用の内装板取付部材３１）を固定した後（図５の（ｃ））、必要に応じて蓋等を用いながら、該空間部にロックウール等の耐火充填材を充填して耐火充填材層３ｂを形成させ、耐火被覆材層３を完成させる。この際、湿式耐火被覆材層３ａの厚さ寸法に応じて、覆工面取付部材７に対する内装板取付部材３１の位置（図２参照）を調整して、耐火被覆材層３の上に内装板４を直接積層できるようにしておく。次いで、内装板４の下端の縁辺部分を、内装板取付部材３１の溝部に嵌合させる。
【００３０】
次に、上方に位置する他の空間部（覆工面２が露出している空洞部分）に、アンカー５、位置決め部材６（覆工面取付部材７及び内装板取付部材８）、及び内装板４を取り付ける（図５の（ｃ））。この際、取り付け作業は、次の順序で行なう。まず、覆工面２に、芯部材５ｂを嵌入した筒状部材５ａを打ち込む。次いで、内装板取付部材８の下側溝部８ｄに内装板４を嵌合させた状態で、ボルト９及びワッシャー１０を用いて、内装板取付部材８と覆工面取付部材７とを固定する。そして、内装板取付部材８等と一体化している覆工面取付部材７を、ボルト５ｃ、ナット５ｄ及びワッシャー５ｅを用いて、筒状部材５ａに固定する。その後、内装板４の上方の隙間から、ロックウール等の耐火充填材を空間部内に充填して、充填材層３ｂを形成させる。なお、耐火充填材の一部は、内装板取付部材８と覆工面取付部材７とを固定する前に充填してもよい。そして、内装板取付部材８の上側溝部８ｃに、他の内装板４の下端の縁辺部分を嵌合する（図５の（ｄ））。
以後、上方に位置する他の複数の空間部分に対して、保護治具３０の取り外しと、アンカー５及び位置決め部材６の取り付けと、充填材層３ｂの形成と、上下に隣接する２枚の内装板４の取り付けとを含む一連の作業を順次、繰り返して行なえば、トンネル耐火構造１の全体を完成させることができる。
なお、本発明において、湿式耐火被覆材層３ａから保護治具３０を取り外すに際し、固定具（アンカー５及び位置決め部材６）や内装板４の取り付け作業を行ないながら、個々の保護治具３０を順次、取り外すようにしてもよいし、あるいは、固定具等の取り付け前に、複数の保護治具３０を一度に取り外すようにしてもよい。また、アンカー５の取り付けに際しても、位置決め部材６及び内装板４の取り付け作業を行ないながら、個々のアンカー５を順次、取り付けるようにしてもよいし、あるいは、複数の保護治具３０を取り外した後に、形成された空間部に複数のアンカー５を一度に取り付けるようにしてもよい。
また、トンネル耐火構造１を構築するに際し、施工対象となる覆工面を複数の区画に分けて、各区画毎に順次、施工を行なってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
本発明のトンネル耐火構造は、トンネル内壁の覆工面と内装板の間に耐火被覆材層を有するため、火災の発生時に、優れた耐火性を発揮することができる。
また、本発明のトンネル耐火構造は、内装板が耐火被覆材層上に直接積層されているため、当該トンネル耐火構造の厚さを最小限の寸法に抑えることができ、トンネル内の利用可能な空間を狭めることがない。
さらに、本発明のトンネル耐火構造は、アンカーの頭部が耐火被覆材層中に埋もれているため、内装板の装着に支障を来したり、アンカーの頭部の露出によって美観を損ねたり、あるいは、火災の発生時に、トンネル内の空間で生じた高温の熱を、アンカーを介して一次覆工体（例えば、コンクリートからなるＲＣ構造や、鋼材からなる鋼構造や、コンクリートと鋼材を複合してなるＳ−ＲＣ複合構造や、鋳物からなる鋳物構造等からなるもの）に伝導させて、一次覆工体の剥落や耐力低下を促進することもない。
一方、本発明のトンネル耐火構造の構築方法を用いると、上述のトンネル耐火構造を容易かつ迅速に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル耐火構造の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すトンネル耐火構造で用いられるアンカー及び位置決め部材の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明のトンネル耐火構造の他の例を示す断面図である。
【図４】図３に示すトンネル耐火構造で用いられるアンカー及び位置決め部材の一例を示す斜視図である。
【図５】本発明のトンネル耐火構造の構築方法の一例を示すフロー図である。
【符号の説明】
１，２０トンネル耐火構造
２覆工面
３耐火被覆材層
３ａ湿式耐火被覆材層
３ｂ耐火充填材層
４内装板
４ａ基材部
４ｂ表層材部
５，２１アンカー
５ａ，２１ａ筒状部材
５ｂ，２１ｂ芯部材
５ｃ，２１ｃボルト
５ｄ，２１ｄ，２１ｅナット
５ｅ，２１ｆワッシャー
６，２２位置決め部材
７覆工面取付部材
７ａ孔
７ｂ長孔
８内装板取付部材
８ａ孔
８ｂナット
８ｃ上側溝部
８ｄ下側溝部
８ｅ，８ｆ垂直壁
８ｇ水平壁
９ボルト
１０ワッシャー
１１覆工コンクリート（一次覆工体）
１２溝部
３０保護治具
３１末端用の内装板取付部材

Claims

トンネル内壁の覆工面上に、吹き付け施工によって形成された湿式耐火被覆材層と耐火充填材層とを含む耐火被覆材層と、内装板とが積層されてなるトンネル耐火構造であって、
該内装板は該耐火被覆材層上に直接積層されているとともに、
該内装板はアンカーと位置決め部材とからなる固定具によって該アンカーの頭部が上記耐火充填材層中に埋もれるようにして該覆工面上に固定されており、
上記耐火充填材層は、上記固定具の設置箇所及びその近傍領域における覆工面上において、上記湿式耐火被覆材層によって部分的に形成された耐火被覆材層の空間部内に形成されていることを特徴とするトンネル耐火構造。
上記耐火充填材層が、無機質繊維からなる請求項１に記載のトンネル耐火構造。
上記アンカーは、上記覆工面に打ち込んで固定するためのものであり、上記位置決め部材は、上記アンカーに対して位置調整が可能に連結され、かつ上記内装板の支持手段を有するものである請求項１又は２に記載のトンネル耐火構造。
上記位置決め部材は、上記覆工面に当接させるための覆工面取付部材と、上記内装板を固定するための内装板取付部材と、上記覆工面取付部材に対する上記内装板取付部材の位置を調整し固定するための金具とによって構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載のトンネル耐火構造。
トンネル内壁の覆工面上に湿式耐火被覆材を含む耐火被覆材層と内装板とが積層されてなるトンネル耐火構造の構築方法であって、
（１）上記トンネル内壁の施工場所の覆工面上において、上記内装板を取り付けるためのアンカーと位置決め部材とからなる固定具の複数設置箇所の各々に、吹き付け施工により該各設置箇所に上記湿式耐火被覆材層が形成されるのを防ぐための保護治具を設置し、
（２）その後、上記トンネル内壁の覆工面上に湿式耐火被覆材を吹き付けて、上記保護治具が設置してある箇所以外に耐火被覆材層を形成し、
（３）その後、上記保護治具を取り外した後、取り外して形成された空間部の覆工面上に上記固定具を取り付け、該固定具を用いて上記耐火被覆材層の上に上記内装板を直接固定するとともに、耐火被覆材層が未形成となっている上記空間部に、耐火充填材を充填して、耐火被覆材層を完成させ、
（４）以降、必要に応じて、上記（１）〜（３）の工程のうちの１つ以上の工程を順次繰り返して行なう
ことを特徴とするトンネル耐火構造の構築方法。