JPH04166598A - トンネルの断熱施工方法 - 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】 発明の技術分野 本発明は、鉄道車両あるいは自動車などが走行するトン
ネル用内壁を断熱する施工方法に関する。

発明の技術的背景 鉄道車両あるいは自動車なとが走行するトンネルには、
種々の凍害が生しることがある。たとえば、鉄道用トン
ネルでは、漏水が氷柱となって生じる建築限界の支障、
排水用などの埋設管の凍上凍結による破損、トンネル背
面の地山による覆工の押出し、線路凍上に伴う路盤表面
の隆起によるレール軌道の狂いによる列車走行安全性の
阻害などがある。また、自動車用トンネルでは、トンネ
ル内面の覆工コンクリートの亀裂の発生、この亀裂から
の漏水が氷柱となって垂下することによる車両の通行不
能とか、危険な氷柱落とし作業を行なわなければならな
い等の不具合がある。

このような凍害に伴なう不具合を防止するために、従来
から行なわれているものに、下記の方法がある。

■塩化カルシウムなどを散布して氷点を降下させる薬物
処理法、■地表面水を不透水層を設けて排除する排水工
法、■路盤の材料を凍上性のものから非凍上性のものに
交換する路盤置換法、■断熱材を内壁構成材と路盤との
間に敷設して断熱する断熱法などかある。

前３者は、凍害の直接的な原因である水処理に関する方
法であるが、現在では後者の断熱法が着目されている。

この断熱法は、トンネルの新設時にも補修時にも使用さ
れ、有効な凍害防止法であるか、従来から行われている
断熱施工方法は、第４図に示すように、自動車用トンネ
ルの場合には、プレキャストコンクリートライニング板
（以下ＰＣＬ板と称す）、鉄板あるいはコンクリート板
などのトンネル用内壁構成材１と岩盤等の基礎部分２と
の間に断熱材層りを敷設している。なお、図中、−点鎖
線で示すように、トンネル用内壁構成材１の内周面側に
断熱材層りを取付けることもある。また鉄道車両用トン
ネルでは、同図に示すように、線路路盤３の下面に断熱
材層りを敷設したり、第５図に示すように、トンネル用
内壁構成材］を二重構造とし、その間に断熱材層りを設
けたものもある。

この断熱方法によれば、岩盤等の基礎部分２の表面が凹
凸面となっているので、この凹凸面に馴染み易く作業性
の良い現場発泡ウレタンのような発泡樹脂が使用されて
いる。

ところが、一般に発泡樹脂は可燃性であるため、トンネ
ル内工事の溶接火花等が飛び散り、発泡か完了した断熱
材に引火し、トンネル内火災を起こす可能性かある。ト
ンネル内火災か起ると火は、トンネルを通して広がる虞
かあることから、トンネル用断熱材として発泡ウレタン
等の発泡樹脂をトンネル施工作業に使用することは好ま
しくなかった。

発明の目的 本発明は、このような実情に鑑みてなされたもので、ト
ンネル施工作業時に、火災を起こす虞かなく、しかも施
工後のトンネル内壁は、断熱性および耐水性に優れたも
のとすることかできるトンネルの断熱施工方法を提供す
ることを目的とする。

発明の概要 このような目的を達成するための本発明に係るトンネル
の断熱施工方法は、岩盤等の基礎部分とトンネル用内壁
構成材との間に断熱材層が設けられたトンネルの断熱施
工方法において、前記断熱材層を、無機充填材を含有す
る塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル系樹脂を主
成分とする発泡体から成る準不燃性以上の材料で構成し
、この断熱材層を基礎部分の内周面に予め取付け、この
断熱材層と密着するように前記トンネル用内壁構成材を
取付けるようにしたことを特徴とするトンネルの断熱施
工方法である。

また、本発明に係るトンネルの断熱施工方法は、岩盤等
の基礎部分（２）とトンネル用内壁構成材（１）との間
に断熱材層（Ｄ）か設けられたトンネルの断熱施工方法
において、前記断熱材層（Ｄ）を、無機充填材を含有す
る塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル系樹脂を主
成分とする発泡体から成る準不燃性以上の材料で構成し
、前記トンネル用内壁構成材（１）を予め基礎部分（２
）の内周面に前記断熱材層（Ｄ）の厚さ分の隙間が形成
されるように取付けた後に、この隙間に前記断熱材層（
Ｄ）を挿入して取付けるようにしたことを特徴としてい
る。

岩盤等の基礎部分とトンネル用内壁構成材との間に設け
られた断熱材層は、外表面に防水シートを設けであるこ
とが好ましい。

このような本発明に係るトンネルの断熱施工方法によれ
ば、現場発泡ウレタンのような可燃性の発泡樹脂を使用
せず、不燃性のものを用いているので、溶接等の火花等
が引火することもなく、安全にトンネルの構築作業を行
なうことができる。

トンネルの構築作業を行なうに当っても、断熱材層を基
礎部分の内周面に予め取付け、この断熱材層と密着する
ように前記トンネル用内壁構成材を取付けるようにした
本発明によれば、トンネルの施工の分業化が可能となり
、迅速な作業が可能となり、作業性に優れたものとなる
。また、基礎部分とトンネル用内壁構成材との間に断熱
材層を挿入するようにした本発明によれば、基礎部分と
内壁構成材との隙間を最小限とし、従って広いトンネル
空間を得ることができる。特に、断熱材層は、独立気泡
を有する発泡体により構成したため、耐水性が向上し、
地山あるいは岩盤等のトンネル基礎部分から流れ出る水
を吸収して断熱性能が低下することもない。

また、本発明に係るトンネルの断熱施工方法は耐火性、
断熱性に優れていることから、トンネル内火災が発生し
た場合にあっても類焼することはなく、災害の助長を防
止することが可能となる。

また、上記のような準不燃性以上の材料は、軽量である
と共に、比較的薄肉であっても所望の断熱性を発揮する
ことから、トンネル内壁の構築が容易となる。

発明の詳細な説明 以下、本発明を図面に示す実施例に基つき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係るトンネルの断面図であ
り、第４，５図に示す部材と同一部材には同一符号を付
しである。

本実施例は、既設のトンネルの補修方法であり、このト
ンネル２０は、第１図に示すように、岩盤の内周面に取
付けられた既設の覆工コンクリート壁２１が基礎部分２
となり、この基礎部分２とトンネル用内壁構成材１との
間に断熱材層りが設けられたものである。この断熱材層
りは、後に詳述するものにより構成されたものであるか
、基礎部分２と張合わされ、使用時には、第２図に示す
ように、防水シート２２、断熱材層り及びトンネル用内
壁構成材１　（ＰＣＬ板２板金３層状となる。

この施工方法は、次に示す工程により行なわれる。

トンネル２０を補修する場合には、まず覆工コンクリー
ト壁２１の内周面に防水シート２２を取付ける。

次に、断熱材層りを前記基礎部分２の内面に沿う形状に
貼り付ける。貼り付けは、接着剤あるいはその他の接合
手段で行われる。次に、ＰＣＬ板２板金３ンネル内に挿
入する。挿入前にはＰＣＬ板２板金３ンネル形状に組立
てる。ＰＣＬ板２板金３つは、略１／４円弧状をしてい
るので、その頂部に形成された凹凸部分（図示せず）を
相互に嵌合した状態に組立てる。

このようにそれぞれ形成されたトンネル用内壁構成材１
であるＰＣＬ板２板金３まず運搬台（図示せず）に積み
込まれ、挿入に際しては、運搬台をトンネル内に移動す
る。この運搬台にはりフタ−か設けられているので、こ
れを駆動し、断熱材層りと密着するようにＰＣＬ板２板
金３熱材層りに押し、付けるように取付ける。このよう
に断熱材層りを取付けた後にＰＣＬ板２板金３付けると
、作業か分業できることから、迅速な作業が可能となり
、作業性に優れたものとなる。

ＰＣＬ板２板金３付けは、通常の取付けであるため、詳
述は避けるが、ＰＣＬ板２板金３端に設けられた水平方
向調節部材２４と垂直方向調節部材２７とを操作し、水
平方向と垂直方向とを調節しつつ取付ける。

なお、第１図中符号「２５」はコンクリート側壁、「２
６」はプレキャスト・舗装板である。

本実施例におけるトンネル用内壁構成材１を構成する材
料としては、Ｐ　ＣＬ板２３を用いることか好ましいが
、鉄板あるいはコンクリート板などを用いることも可能
である。

なお、トンネルによっては、前記断熱材層りを二重ある
いは三重にしても良く、また、トンネル用内壁構成材１
の内面又は外面あるいは内外両面に各種防水性塗料等を
塗布しても良い。

本発明に係る断熱材層［゛は、準不燃性以上の板状の断
熱材で構成される。

「準不燃性以上」というのは、準不燃性あるいは不燃性
であることを称し、それぞれ、昭和５９年建設省告示第
１３７２号、昭和４５年建設省告示第１８２８号で規定
されている。

本発明では、準不燃性以上の断熱材として、無機充填材
を含有する塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル系
樹脂を主成分とする発泡体が用いられる。このような断
熱材は、圧縮強さか２．３ｋｇ　／　ｃ−以上であり、
曲げ強さが３．０）ｃｇ／ｃ−以上であり、機械的強度
にも優れていると共に、熱伝導率が０．　０４ｋＣａｌ
／ｍ−ｈｒ・”Ｃ以下であり、断熱性にも優れ、吸水率
が０．　１　ｇ／　１００ｃｄ以下であり、耐水性にも
優れ、透湿係数が０．０３ｇ　／　ｒｒｒ・ｈｒ−＋ｌ
ｌｌｌＨｇ以下であり、防湿性にも優れている。

ここに、準不燃性以上の断熱材層りを構成する材料とし
て発泡ポリスチレン板より燃えにくい木毛セメント板や
フェノールフオーム板等を用いることが考えられるが、
木毛セメント板は加工性や軽量性の面から、またフェノ
ールフオーム板は強度面や酸性による鉄等の腐蝕性の面
から好ましくない。また、クラスウールやロックウール
等の従来から知られている繊維状の不燃性を有する断熱
材は、強度面あるいは吸水、吸湿面から好ましくない。

これらのことから、本発明では、この準不燃性以上の断
熱材層りを構成する材料として、無機充填材を含有する
塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル系樹脂を主成
分とする発泡体を用いている。

そして、この準不燃性以上の断熱材に用いる塩化ビニル
系樹脂（以下、ＰｖＣと称す）は、ポリ塩化ビニル単独
または塩化ビニルを５０重量％以上含有する塩化ビニル
系共重合体あるいはそれらと塩化ビニル−酢酸ビニル共
重合体、熱可塑性ポリウレタン、アクリロニトリル−ブ
タジェン共重合体、塩素化塩化ビニル樹脂、塩素化ポリ
エチレン、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル
−塩化ビニリデン共重合体等ポリ塩化ビニルと相溶性を
有する樹脂の少なくとも１種以上との混合物であり、該
混合物中のポリ塩化ビニルが５０重量％以上であるよう
な混合物を挙げることができる。

一方、塩素化塩化ビニル系樹脂（以下、ｃｐｖｃと称す
）は、前記ＰＶＣを塩素化した樹脂のみならず、このｃ
ｐｖｃと相溶性を有するブレンド用樹脂、たとえば塩化
ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、熱可塑
性ポリウレタン、アクリロニトリル−ブタジェン共重合
体、塩素化ポリエチレン、メタクリル酸エステル−アク
リル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体等の少なくと
も１種との混合物であって、該混合物中のブレンド用樹
脂の量が５０重量％以下であるものをも含む概念である
。

塩素化される塩化ビニル系樹脂としては、前記のように
ＰＶＣの他、塩化ビニル系樹脂を５０重量％以上含有す
る共重合体を用いることもてきる。

そして、塩素化の方法は従来公知の何れの方法によって
もよく、たとえば紫外線照射下での光塩素化法等が好適
に利用される。

また、無機充填材としてはたとえば無機繊維状物と無機
粒状物があげられる。

このうち、無機繊維状物は高温下に曝したときの体積保
持効果が良好である。

これは、無機繊維状物は発泡体中で相互にからまってネ
ットワークを形成するため、優れた形状安定性を有する
ものと推定される。

そして、無機繊維状物としては、平均繊維長が１μｍ以
上、好ましくは１０μｍ〜５０ｍｍ程度のガラス繊維、
岩綿、グラスファイバー、セラミック繊維、アルミナ繊
維、炭素繊維、石英繊維、ホウ素繊維、各種金属繊維、
各種ホイスカーなどがあげられ、これらの繊維は単独で
または２種以上を混合して用いられる。しかしながら、
発泡成形のしやすさ、得られる発泡体の諸特性、コスト
などの点から岩綿がもっとも好ましい。また、無機粒状
物としては平均粒子径が０．０１〜３００μｍ１好まし
くは０．１〜１００μｍ程度のタルク、炭酸カルシウム
、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛
、雲母、ヘントナイト、クレー、シリカ等が好適である
。

また、無機粒状物としてシラスバルーン等の中空体を用
いることもできる。

この無機充填材は単独で用いても、２種以上を併用して
もよい。

かかる無機充填材の含有量は発泡体中に含有させるべき
量および発泡倍率ならびにコスト等を考慮して定められ
るか、通常ＰＶＣおよび／またはＣＰＶＣ１００重量部
に対して、無機繊維については２重量部以上、好ましく
は５重量部以上、さらに好ましくは１０重量部以上であ
ることが望ましい。無機粒状物については１９８重量部
以上、好ましくは３００重量部以上である。無機充填材
の含有量を多くする程、得られる断熱芯材層は準不燃性
から不燃性に近づく。

本発明の準不燃性以上の断熱材層りを構成する材質とし
て用いられるＰＶＣ発泡体またはＣＰＶＣ発泡体は、特
定の溶剤を使用して、特に衛生上問題のない岩綿等を多
量に含有させ、高発泡を可能とした同一出願人の出願で
あるたとえば国際出願ＰＣ丁／ＪＰ８９１００３８２号
明細書、あるいは特開昭６３−２６４６４５号公報に開
示した方法等によって製造される。

無機充填材を含有するこれら発泡体の発泡倍率は、５０
倍以上にするのか好ましく、燃焼時の発熱量、発煙量お
よび経済性を考慮する場合には、さらに高発泡倍率を有
する発泡体とすることが望ましく、好ましくは６０倍以
上、さらに好ましくは８０倍以上である。しかしながら
、発泡倍率が２００倍を超える場合には、正常な発泡体
を製造することか困難なうえ、仮に良好な発泡体が得ら
れても強度などの物性が不充分となるため、２００倍以
下であることが好ましい。

このような準不燃性以上の断熱材層りを構成する材質と
しての発泡体は、熱伝導率、圧縮強度、吸水率、加工性
の面で前記した木毛セメント板やグラスウール等と比較
してトンネル用断熱材層りとしての必要性能を確保する
点で優れた性能を有しており、これが複合化されること
によって、断熱性および耐火性、防湿性において優れた
機能を発揮する。

第３図は、実験結果を示す。この図では、本発明の一実
施例に係る断熱材層りの１白目の吸水量と熱伝導率を「
〕」とした場合の、各比較例の値を示している。各比較
例は、厚さが２０關×３０ｍｍ　Ｘ　３０　ｎ＋ｍて、
ポリウレタン系の断熱材であり、比較例１は、発泡倍率
が３０．６、比較例２は、発泡倍率が３７、比較例３は
、発泡倍率が３２．７、比較例４は、発泡倍率か３２．
９、比較例５は、発泡倍率が２８．４である。

この図から明らかなように、本発明に係る断熱材層りは
、他のものと比較して吸水性が少なく、熱伝導率に優れ
ていることが分る。

また、本発明に係る断熱材層りを前述したような発泡体
から構成すれば、基礎部分２から流出してくる水を阻止
でき、トンネル内に水が滴下したり、またこの水が凍結
して氷柱を生せしめることもなく、さらには黴等が繁殖
して臭気が発生することも少ない。

なお、本発明は上述した実施例に限定されず、種々のト
ンネルに応して本発明の範囲内で種々に改変することか
可能である。例えば前述した既設のトンネルの補修方法
のみてなく、新規にトンネルを構築する場合に適用する
こともできる。また、鉄道車両用トンネルの場合には、
線路路盤３の下面に前述した断熱材層りを敷設してもよ
く、トンネル用内壁構成材１を二重構造とした場合には
、その間に設けてもよい。

また本発明によれば、基礎部分２に対し、所定の隙間が
形成されるようにトンネル用内壁構成材としてのＰＣＬ
板２３を取付け、次に、基礎部分２とＰＣＬ板２３との
間に形成された隙間に断熱材層りを形成するように断熱
材をトンネルの軸方向に差し込むようにしても良い。こ
のようにＰｃＬ板２３を取付けた後に断熱材層りを差し
込むと、作業が分業できることから、迅速な作業が可能
となり、作業性に優れたものとなる。また、この場合に
は、基礎部分２とＰＣＬ板２３との間の隙間を最小限に
し、広いトンネル空間を得ることができる。

発明の詳細 な説明してきたように、本発明に係るトンネルの断熱施
工方法によれば、現場発泡ウレタンのような可燃性の発
泡樹脂を使用せず、不燃性のものを用いているので、溶
接等の火花等が引火することもなく、安全にトンネルの
構築作業を行なうことができる。トンネルの構築作業を
行なうに当っても、断熱材層を基礎部分の内周面に予め
取付け、この断熱材層と密着するように前記トンネル用
内壁構成材を取付けるようにした本発明によれば、トン
ネルの施工の分業化が可能となり、迅速な作業が可能と
なり、作業性に優れたものとなる。また、基礎部分とト
ンネル用内壁構成材との間に断熱材層を挿入するように
した本発明によれば、基礎部分と内壁構成材との隙間を
最小限とし、従って広いトンネル空間を得ることができ
る。特に、断熱材層は、独立気泡を有する発泡体により
構成したため、耐水性が向上し、地山あるいは岩盤等の
トンネル基礎部分から流れ出る水を吸収して断熱性が低
下することもない。

また、本発明に係るトンネルの断熱施工方法は耐火性、
断熱性に優れていることから、トンネル内火災が発生し
た場合にあっても類焼することはなく、災害の助長を防
止することが可能となる。

また、上記のような準不燃性以上の材料は、軽量である
と共に、比較的薄肉であっても所望の断熱性を発揮する
ことから、トンネル内壁の構築が容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るトンネルの断面図、第
２図は同実施例の概略分解斜視図、第３図は本発明に係
る断熱材の性能を示す実験結果を示す図、第４．５図は
従来のトンネルの一部を示す概略斜視図である。 １・・・トンネル用内壁構成材、２・・・基礎部分、２
２・・・防水シート、　　　　　２３・・・ＰＣＬ板、
Ｄ・・断熱材層。 第　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）岩盤等の基礎部分（２）とトンネル用内壁構成材（
   １）との間に断熱材層（Ｄ）が設けられたトンネルの断
   熱施工方法において、前記断熱材層（Ｄ）を、無機充填
   材を含有する塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル
   系樹脂を主成分とする発泡体から成る準不燃性以上の材
   料で構成し、この断熱材層（Ｄ）を基礎部分（２）の内
   周面に予め取付け、この断熱材層（Ｄ）と密着するよう
   に前記トンネル用内壁構成材（１）を取付けるようにし
   たことを特徴とするトンネルの断熱施工方法。 ２）岩盤等の基礎部分（２）とトンネル用内壁構成材（
   １）との間に断熱材層（Ｄ）が設けられたトンネルの断
   熱施工方法において、前記断熱材層（Ｄ）を、無機充填
   材を含有する塩化ビニル系樹脂または塩素化塩化ビニル
   系樹脂を主成分とする発泡体から成る準不燃性以上の材
   料で構成し、前記トンネル用内壁構成材（１）を予め基
   礎部分（２）の内周面に前記断熱材層（Ｄ）の厚さ分の
   隙間が形成されるように取付けた後に、この隙間に前記
   断熱材層（Ｄ）を挿入して取付けるようにしたことを特
   徴とするトンネルの断熱施工方法。 ３）前記断熱材層（Ｄ）は、外表面に防水シート（２２
   ）を設けてあることを特徴とする請求項第１項または第
   ２項に記載のトンネルの断熱施工方法。