JPH01154997A

JPH01154997A - 覆工用セグメント

Info

Publication number: JPH01154997A
Application number: JP62311104A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Miyashita; 宮下　芳高; Masahiko Yamamoto; 山本　征彦; Toshiyuki Kitsuta; 橘田　敏之
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1987-12-10
Filing date: 1987-12-10
Publication date: 1989-06-16

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】（技術分野）本発明は、トンネル、特にシールド工法を用いて掘削さ
れたトンネルの覆工に使用されるコンクリート系のセグ
メントに関する。

（従来技術）従来、シールド型トンネル掘削機で掘削されたトンネル
の一次覆工用セグメントとして鉄筋コンクリート製のも
のが用いられている。このコンクリート系のセグメント
で形成された覆工では、該覆工に作用する外力によって
該覆工したがってセク゛メントの表面または裏面にひび
割れが発生ずることがある。前記ひび割れは前記セグメ
ントの内部への水の侵入を許し、侵入水はセグメントの
コンクリート中の補強鉄筋を腐食させる。腐食した鉄筋
はその膨張によって該鉄筋の周りのコンクリ−］・の剥
落を生しさせ、また、鉄筋の腐食の進行と前記コンクリ
ートの剥落とは、個々のセグメントしたがって一次覆工
の機械的強度を著しく減少させる。これは、滞水砂礫層
中、海岸近傍、海底−ト等に構築されるトンネルにおい
て特に顕著にあられれる。

（発明の目的）本発明の目的は、コンクリート系の覆工用セク゛メント
であってその表裏面に生じたひび割れから侵入する水に
対して高い腐食抵抗を有するセグメントを提供すること
にある。

（発明の構成）本発明は、覆工用セグメントの表裏両面の一方Ｊ５よび
他の一方を規定する二つの層が、繊維強化熱硬化性プラ
スチックまたは繊維強化熱可塑性プラスチック製の線月
または棒材と、該線材または棒月の周面に接着された、
コンクリートに係止可能の粉末とから成る補強部材、お
よび、繊維強化セメント成形物でそわそわ構成されてい
ることを特徴とする。

（発明の作用および効果）本発明によれは、コンクリート成形物層はその補強部材
によって大きい引張抵抗を有し、また、繊維強化セメン
ト成形物層はその補強用繊維によって高い引張強度およ
び曲げ強度を有することから、これらの層を構成要素と
するセグメントも、また、大きい機械的強度を備える。

また、セグメントの表裏両面を規定する両層は、これら
の層にひび割れか生じた場合、該ひび割れから侵入１−
ろ水分に対し高い腐食抵抗性を有することから、前記従
来の鉄筋コンクリート製のセグメントにみられるコンク
リート補強部材である鉄筋の腐食に伴なうセグメントの
機械的強度の低下を回避することができる。ざらに、前
記繊維強化セメント成形物の強化用繊維および前記コン
クリートの補強部祠の一部をなす前記粉末に関して、例
えば非導電性のものを選択ずれは、トンネル内を磁気浮
上により走行する車両を通ず場合における磁気信号の擾
乱を少なくすることができる。

ところで、シールト工法においては、シールド型トンネ
ル掘削機の推進のため、該掘削機とその後方に複数のセ
グメントをもって組み立てらねるリンクとの間に４１［
進用ジャツギが配置されがっこれらに該ジヤツキの両端
部か当接される。しかし、前記リングを構成する一セク
メントの軸方向面に当接される前記ジヤツキの一方の端
部は、その作動の間、その当接位置がセグメントの前記
軸方向面の中央部に維持されるとは限らない。前記ジヤ
ツキの一方の端部の当接位置のずれ（偏倚）のため、前
記従来のセグメントてはその軸方向面と表面または裏面
との境界線である稜線近傍に損傷か生しることか多かっ
たか、本発明のセグメントによれば、前記繊維強化セメ
ント成形物層が高引張抵抗を有することから、前記損傷
を生しに〈〈１−ることかてきる。

また、前記リングに組み立てられた複数のセグメントに
は周囲地盤の土水圧か作用する。この土水圧のため、互
いに周方向に隣接するセク′メント相互の相対位置にず
れが生じ、このず、ｌ−Ｌのため、相対するセク′メン
トの周方向面の一部に集中荷重が作用し、該周方向面と
表面または裏面との境界線である稜線近傍に圧潰、欠落
等の損傷か生しることかあった。本発明のセグメントに
よれば、この場合にも、前記セメント成形物の高い引張
抵抗性により、前記損傷の防止を図ることができる。

（実施例）本発明が特徴とするところは、図示の実施例についての
以下の説明により、さらに明らかとなろう。

第１図を参照すると、本発明に係るトンネル覆工１目の
セグメント１０は全体に湾曲した板状を呈し、相対する
表裏面すなわち大径の弧状面１０ａおよび小径の弧状面
１０ｂと、相対する一対の周方向端面１０ｃ、１０ｄと
、相対する一対の軸線方向端面１０ｅ、１０ｆとを有す
る。複数のセフメン［・１０は、例えはシールド型トン
ネル掘削機て掘削されたｌ・ンネル（図示せず）内て、
その覆工のために、一対の周方向端面１０ｃ、１０ｄを
突き合わせて環状に組み立てられ、また、このセグメン
トの組立によりリンクが前記トンネルの軸線方向へ順次
に形成される。複数のセク゛メント１０が環状に組み立
てられるとき、各セグメント１０の表裏面１０ａ、１０
ｂは共同して前記リングの前記トンネルの地山に対向す
る外周面と、該リンクの内周面とをそれぞれ形成し、ま
た、各セグメントの相対する軸線方向端面１０ｅおよび
１０ｆは共同して前記リングの両側面をそれぞれ形成場
−る。各リングは、ホルトおよびナツト（図示せず）を
介して、相互に連結される。前記ボルトのための挿通用
孔１２が各面１０ｃ〜１０ｆに設りられる。

セグメント１０は、その表面１．　Ｏａを規定するコン
クリ−１・成形物層１４と、その裏面１０ｂを規定する
、コンクリート成形物層１４と一体の繊維袖化セメント
成形物層１６とを有する。

コンクリート成形物層１４は、そのコンクリートか、繊
維強化熱硬化性プラスチック（ＦＲＰ）製の線利または
棒月と、該線層または棒材の周面に接着された、前記コ
ンクリートに係止可能の粉末（図示せず）とから成る補
強部拐１８と、繊維強化熱可塑性プラスチック（ＦＲＴ
Ｐ）製の線材または棒オＡと、該線材または棒材の周面
に接着された前記粉末と同様の粉末く図示せず）とから
成る補強部旧２０とて補強されている。補強部材２０は
、補強部材１８と異なり、加熱による折り曲げ加工が可
能である。複数の補強部材１８はセグメント１０の幅方
向に力゛いに間隔をおいて配置され、湾曲してセグメン
ト１０の周方向に伸びる。また、全体にコ字形を呈する
複数の補強部４１２０は、セグメント１０の周方向に間
隔をおいてかつ各補強部材１８を束ねるように配置され
ている。前記粉末は、前記線材または棒材の構成樹脂を
含む樹脂あるいは前記構成樹脂と同一の樹脂を糊として
、前記線材または棒材に接着されている。各補強部材１
８．２０は前記粉末を介して前記コンクリ−１・に接着
され、前記粉末と一体の前記棒旧または線材は前記コン
クリートに高引張抵抗性を与える。これにより、コンク
リート成形物層１４に大きい引張強度か（ｑ与される。

補強部利２０はまたその端部がコンクリート成形物層１
４から繊維強化セメン［・成形物層１６に伸び、セメン
ト成分を介して相互結合している両層１４，１６の一体
性をより強固にしている。なお、コンクリート成形物層
１４は、図示の例に代えて、補強部材１８．２０のいず
れが一方で補強することが可能である。また、表面に前
記粉末か接着された図示の補強部材１８．２０の例に代
えて、表面に凹凸を有する線状または棒ａｆの前記熱硬
化性樹脂または前記熱化型＋１１：樹脂性の補強部材を
用いることができる。この例の場合、凹凸表面か前記コ
ンクリートに係止する。

補強部ｑ１８の一部を成す前記ＦＲＰ製の線利または棒
材は、エポキシ樹脂、不飽和ポリニスデル樹脂、ジアリ
ルフタレート樹脂のような熱硬化性樹脂を、ガラス繊維
、炭素繊維、セラミック繊維、ポリアミド繊維のような
強化用繊維で補強して成る。また、補強部材２ｏの一部
を成ず前記ＦＲＴｐは、ポリプロピレン、高密度ポリエ
チレン、Ａ　Ｂ　Ｓ　樹脂、ポリフェニレンサルファイ
ドのような熱可塑性樹脂を、前記したと同様の強化用繊
維で補強して成る。さらに、前記粉末は、コンクリート
に対する付着性が良好である炭化珪素、二酸化珪素、酸
化アルミニウム、ステンレス鋼のような無機質のもので
あって、粒径が１００〜］０００ｕｍの範囲にあるもの
が好ましい。

他方、ｆｆｌｌｆｆ強化セメント成形物層１６は、セメ
ントペースト、セメントモルタルまたはコンクリートか
ら成るセメント成形物を、炭素繊維やガラス繊維のよう
な無機質繊維、ポリビニルアルコール繊維、ポリエチレ
ン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維のような有
機貿繊紐等の強化用繊維で補強して成る。前記セメント
成形物は、前記強化用繊維によってその物理的強度が著
しく改善され、高い引張強度および曲げ強度を有する。

前記強化用繊維はチョツプドファイバー、織布、不織布
等の形態をとり、繊維強化セメント成形物層１６は、前
記チョツプドファイバーと、セメントペースト、セメン
トモルタルまたはコンクリ−１・どの混合物、あるいは
、セメントペーストまたはセメントモルタルが含浸され
、セグメントの表裏両面１０ａ、１０ｂの一方から他方
に向Ｇすて積層されかつ前記セメントペーストまたはセ
メントモルタルよって互いに結合された複数の不織布で
形成することができる。

なお、層１４および１６の厚さは例えば２０〜２５Ｃｍ
および３〜７ｃｍにそれぞれ設定１−ることがてき、層
１６の厚さに応してセグメントの機械的強度は高められ
る。また、第１図〜第３図に示す例に代えて、第４図に
示すように、セクメントの表面１０ａおよび裏面１０ｂ
を規定する層を繊維強化セメント成形物層１６およびコ
ンクリート成形物層１４でそわぞれ構成することができ
る。

前記したことから明らかなように、セグメント１０は、
両層１４，１６が有する大きい機械的強度により、トン
ネル覆工用セグメントに求められる強度を保証される。

また、各層１４．１６はその内部に補強鉄筋を有しない
ことから、セグメント１０には、これを沿岸近傍、海底
下等の海水浸透地盤に形成されたトンネルの覆工に使用
するとき、前記従来の鉄筋コンクリート製セグメントに
あられれた、該セグメントの表裏面のひび割れから侵入
する海水による鉄筋の腐食およびこれに伴なう鉄筋周り
のコンクリートの剥落は生しない。また、前記繊維強化
セメント成形物は靭性に富むことから、該繊維強化セメ
ント成形物によって規定されたセグメント１０の表面１
０ａまたは裏面１０ｂには前記従来のセグメントの表裏
面に比へてひび割れが生しにくく、また、ひび割れが生
した場合であってもその幅の拡大が著しく制限される。

さらに、補強部材１８．２０の前記粉末およびセメント
成形物層１６の前記補強用繊維を非導電性のものとする
ときは、磁気を擾乱しないまたは該擾乱の程度を少なく
することができるセグメントが得られる。

さらに、セグメントの軸線方向端面１０ｅ。

１０ｆおよび周方向端面１０ｃ、１０ｄのそれぞれの一
部が引張強度の高い繊維強化セメント成形物層１６で規
定され、また、コンクリート成形物層１４はこれと一体
の繊維強化セメント成形物Ｊ’ｆｌ　１６に補強される
ことから、前記各端面に直角に特に繊維強化セメント成
形物層１６で規定された部分またはその近傍に集中荷重
が作用するとき、各軸線方向端面１０ｅ、１０ｆはセグ
メントの周方向への伸長に強く抵抗し、また、各周方向
端面１０ｃ、１０ｄｆｊセクメントの軸線方向への伸長
に強く抵抗する。このことから、本発明のセグメント１
０がシールド型トンネル掘削機により掘削されたトンネ
ルの覆工に適用される場合であって複数のセグメント１
０から成るリンクに反力を担わせて前記掘削機に推力を
イ」与するためのジヤツキの作動時に該ジヤツキの端部
が接するセグメントの軸線方向端面１０ｅ、１０ｆまた
は該面と表裏面１０ａ、１０ｂとの境界線（稜線）近傍
に圧潰、尖塔等の損傷が生じることを防止することがて
きる。また、複数のセグメントかリングに組み立てられ
た後の該リングに作用する周囲地盤からの土水圧によっ
て各セク゛メント１０の周方向端面１０ｃ、１０ｄに働
く集中荷重によるこれらの面または該面と各軸線方向端
面１０ｅ。

１０ｆとの境界線（稜線）近傍での前記と同様の損傷の
発生を防止することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るセグメントの一部を示す斜視図、
第２図および第３図は第１図の線２−２および３−３に
沿って得た断面図、第４図はセグメントの他の例を示す
第３図と同様の断面図である。１０　覆工用セク゛メント、１４　コンクリート成形物層、１６・繊維強化セメント成形物層。代理人　弁理士　松　永　宣　行

Claims

【特許請求の範囲】

　覆工用セグメントであって、該セグメントの表裏両面
の一方および他の一方を規定する二つの層を有し、一方
の層は線状または棒状の繊維強化熱硬化性プラスチック
または繊維強化熱可塑性プラスチック製の補強部材で補
強されたコンクリート成形物から成り、また、他の一方
の層は繊維強化セメント成形物から成る、覆工用セグメ
ント。