JP3801013B2

JP3801013B2 - Fireproof panel for tunnel, fireproof covering structure in tunnel, and construction method thereof

Info

Publication number: JP3801013B2
Application number: JP2001329719A
Authority: JP
Inventors: 彰誉川村; 稔中村; 辰二阿蘇; 清志澤野; 敏夫高橋
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2006-07-26
Anticipated expiration: 2021-10-26
Also published as: JP2003129797A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として既設や新設の道路用トンネルであって、かつ、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの内壁面を火災の熱から守るために提案された、トンネル用耐火パネル、トンネル内の耐火被覆構造及びその構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シールドトンネルにあっては、シールドマシンにより地盤を掘削すると同時に、地山の内面をコンクリートセグメント、ダクタイル鋳鉄−コンクリートの合成セグメント、鋼−コンクリートの合成セグメントなどの一次覆工体で補強して構築される。この場合、開削トンネルにあっては、土留め壁築造後に地上より地盤を掘削した後、主に鉄筋コンクリート製のトンネル駆体を施工し、埋め戻して構築される。
【０００３】
また、沈埋トンネルは海底等に沈設して構築される。この海底に設置される沈埋トンネルの場合は、工場で製作された巨大なボックス断面の鉄筋コンクリートブロックを作業船で海上の設置場所まで運搬したうえ海底に沈め、海底において複数の前記鉄筋コンクリートブロック同士を接続して海底道路トンネル等として構築される。
【０００４】
ところで、道路網が発達しトンネルの数が増えたことや、自動車の増加により交通量が増えたことなどにより、道路トンネル内での自動車同士の衝突、転倒等による火災事故の頻度が増え、また火災事故の規模も大形化の傾向にある。特に、引火性の液体燃料や液化薬品を搭載したタンクローリーによりトンネル内の火災事故が発生したときの災害の危険性は予測をはるかに超えるものがある。
【０００５】
トンネル内の火災事故において、人的災害を最小に抑えなければならないのは勿論であるが、他の問題として、トンネル内壁、特に覆工コンクリートを如何にして熱から守るかという問題がある。
【０００６】
つまり、既設の道路用トンネルにあっては、トンネル内壁面に覆工コンクリートが露出しているものが殆どであって、このようなトンネルにあっては、火災が発生した場合、急速に上昇した高温の熱が覆工コンクリートに直に熱衝撃的に伝わり、コンクリートに含まれる水分が急速に蒸発されるなどの原因で、当該コンクリートが曝裂してトンネル崩壊等の大事故になりかねない。又、曝裂に至らない場合でも、当該コンクリートが熱劣化して亀裂が入り、火災が鎮火した後、コンクリートの崩落・剥落の危険が生じる。この場合、火災事故の後、相当長期にわたり覆工コンクリートの修復作業を行うことになるが、その間はトンネル内を走行禁止とし、あるいは、片側通行とするなど、いずれにしても、経済的、社会的損失は少なくない。
【０００７】
前述のことから、現在、道路トンネル耐火基準の策定作業が精力的に進められている。従来、シールドトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルであるトンネル内被覆用耐火パネルはＰｒｏｍａｔ社等が実施している。その構成は一次覆工体の内側に断熱材を覆う構成である。その断熱材はセメント珪酸カルシウム質の耐火ボード材質である。
【０００８】
また、特許２９５８２８５号公報には組成が限定された断熱性耐火物の記載がある。本公報にはトンネルに被覆することを目的にした記述があり、その構成は一次覆工体の内側に断熱材を覆う構成体の断熱耐火物の組成である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の道路用トンネルでは、トンネル内壁面に覆工コンクリート（一次覆工体）が露出しており、トンネル内火災が発生した場合、覆工コンクリートの曝裂によりトンネルが崩壊したり、覆工コンクリートが熱で劣化し、長期間掛けてその修復作業が必要となり、それによる経済的、社会的損失が大きくなる。一方、従来技術の一次覆工体の内側に用いる耐火パネルである断熱材は、無機材料系の耐火断熱材であるが、その材料の断熱機能に問題があるわけではない。
【００１０】
しかし、従来の耐火パネルはボード状のため、覆工コンクリート内面の曲率と耐火パネル背面の曲率の不整合（誤差）、あるいは覆工コンクリート内面の凹凸により、パネル背面に隙間が生じやすい。そのため、断熱性能を損なう。更に、ボード状の耐火パネルは、耐火パネル間の目地部の密着性（閉塞性）を完全にすることが困難なので熱流が目地部の隙間からパネル背面の隙間へ入りやすい。また、道路トンネルの耐火パネルはトンネルの天井部を中心に設置され、トンネルは数十年に亘り使用されるため、供用時の落下不安がないことが重要な要素である。
【００１１】
従来の無機材料系の耐火断熱材が耐火パネルとして使用される場合、例えば、ボルトにより固定された耐火パネルが長期間天井部にあると、耐火パネルが無機材料であるが故に、固定部分の箇所からクラックが成長することを否定できず落下不安が残っていた。
【００１２】
また、運搬時及び施工時に作用する衝撃力により割れ易かったり、覆工コンクリートの内面形状と耐火パネル背面との不整合のためにボルト締め付け時に割れ易いという欠点を有し、上記の供用時安全性を低下させる傾向があった。
【００１３】
また、一次覆工体の内側に従来の無機材料系の耐火断熱材が耐火パネルとして使用される場合、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として不足があった。水噴霧による清掃を行うと、耐火パネルが多孔体であるが故に汚れがその表面に付着し易かった。
【００１４】
また、長さと幅が所定寸法の大きさに製作された耐火パネルをトンネル周方向とトンネル軸方向に継ぎ足して一次覆工体に固定する際、前述のとおり目地の開き部から熱気を伝達しやすいので、この目地の開きをなくしたうえで、各耐火パネルを容易、確実に一次覆工体に固定できる覆工構造につき新工夫が望まれていた。
【００１５】
前記の欠点を改良するものとして、特願２０００−３２２１５１号（未公開）によって、断熱材のトンネル内空側表面を金属板（無孔の平板）で被覆してなる耐火パネルが提案されているが、先願発明の望まれる改良すべき点として、▲１▼金属板は吸音性を有しない。▲２▼耐火パネルの一次覆工体への固着手段としてボルト締結を基本としており、加えて、耐火パネルが金属板で被覆されていること、前記のボルト自体は前記部材を貫通する機能を有しないため、施工においては、金属板および耐火ボードにボルト孔が必要であり、しかも、小さなボルト孔からは、ボルト孔を確認することが非常に困難であるなど施工しにくい、▲３▼ボルト、ナット締結のためナットの脱落による事故のおそれがある、という問題があった。
【００１６】
本発明は前記の欠点を解決するもので、トンネル内火災が発生した場合でも、その高温の熱が覆工コンクリートに直に伝わらず、したがって、覆工コンクリートが曝裂しないと共に、覆工コンクリートが劣化しないので、その復旧作業をしなくて済み、さらに、耐火パネル同士の目地の開きがなく、かつ確実に耐火パネルを一次覆工体内面に固定でき、加えて、吸音性、施工性、安全性に優れたトンネル内壁の耐火被覆構造を提供することを目的とする。
【００１７】
【問題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は次のように構成する。
【００１８】
請求項１に記載の発明は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体等からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルにおいて、トンネル内空側表面が多孔性の金属薄板で覆われた可縮性を有する断熱材よりなることを特徴とする。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記断熱材がセラミックファイバー及びグラスファイバーの１種又は２種以上からなることを特徴とする。
【００２０】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記多孔性薄板が、ステンレス鋼またはアルミニウム製の金属板であることを特徴とする。
【００２１】
請求項４の記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の発明において、前記多孔性薄板は、トンネル周方向またはトンネル軸方向に波形状に成形された金属板よりなることを特徴とする。
【００２２】
請求項５記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項１〜４の何れか１項に記載の発明において、前記金属薄板の多数の孔部に、断熱材側に突出する爪部を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の発明において、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を有することを特徴とする。
【００２４】
請求項７記載の発明は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネル内の耐火被覆構造であって、一次覆工体が鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなり、前記一次覆工体に埋め込まれた先端が尖った形状のアンカーピンが、請求項１〜６の何れか１項記載のトンネル用耐火パネルにおける断熱材を貫通したうえ、多孔性薄板に形成された孔を貫通しており、このアンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルが一次覆工体に固定されることを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項７記載の発明において、前記多孔性薄板に形成されたアンカーピン用孔は、当該多孔性薄板の複数の孔のいずれかであり、または、別に開設のアンカーピン挿通孔であることを特徴とする。
【００２６】
請求項９記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造は、請求項７または８記載の発明において、前記アンカーピンは、前記耐火パネルから突出している部位のネジ切り部に凹部を設けてあり、ネジ部に螺合したナットが仮に緩んだとしてもこの凹部に位置することでピンから落下しない構成としたことを特徴とする。
【００２７】
請求項１０記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造の構築方法は、シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施した後に、前記一次覆工体に先端が尖った形状のアンカーピンを埋め込み、次に、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルをトンネル内で一次覆工体側に押し付けることにより、前記アンカーピンを前記耐火パネルの断熱材に貫通させたうえ、多孔性薄板に形成された孔に貫通させ、トンネル内空側に突出した前記アンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルを前記一次覆工体の内側に固定することを特徴とする。
【００２８】
請求項１１記載の発明に係るトンネル内の耐火被覆構造の構築方法は、シールドトンネル、沈埋トンネルＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに、鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施工してトンネル内の耐火被覆構造を構築するに際し、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルを前記一次覆工体であるセグメント本体のトンネル内空側に固着し、このセグメント本体をトンネル地山に順次固着することを特徴とする。
【００２９】
【作用】
本発明のトンネル内空側を多孔性薄板で被覆した断熱材からなる耐火パネルによると、既設、新設のトンネルを問わず、またトンネル内面が平面・曲面を問わず、トンネル（道路トンネル、鉄道トンネル・その他の用途のトンネル（例えば、電力用地中線トンネルや共同溝等））の内面を被覆し、一次覆工体（コンクリート、ダクタイル鋳鉄、鋼、及びそれらの合成体）の火災時の高温から保護し、耐火性能を持たせることができる。
【００３０】
すなわち、トンネル内で火災事故が発生したとき、火災によるトンネル内の高温の熱は前記耐火パネルで遮断されて一次覆工体のコンクリートに伝達されないので、当該コンクリートが熱から保護されて水分蒸発により熱劣化せず、ダクタイル鋳鉄や鋼の降伏強度の低下を防止でき、結果、トンネル崩壊の防止は勿論のこと、火災後の一次覆工体の修復工事が不要となり、トンネル内の通行停止をしなくてよいなどの作用がある。
【００３１】
また、一次覆工体の内側に用いる耐火パネルの断熱材を多孔性薄板で覆う構成にしたことにより、共用時の前記断熱材の落下不安を解消せしめることができる。すなわち、耐火材本体（ファイバーの断熱材）は、綿状のため剛性がないので単体では、長期使用時に垂れる、剥がれる、一部が脱落する等の問題があるが、この点は、多孔性薄板を耐火材（ファイバー）の内空側（トンネル内空側）に保護層として取付けることで、剛性を確保でき、その問題を解決している。
【００３２】
さらに、本発明では、断熱材の被覆材として多孔性薄板を用いることで、耐火パネルに到達した音は多孔からファイバーに吸収されるので、孔が開いていない金属板（平板＝無孔板）のように音の反射が無く、遮音壁と同様の吸音作用を持つ。多孔性薄板は、ステンレス鋼（以下、ＳＵＳともいう。）あるいは、アルミニウム製とすることで景観性にも優れると共に、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として、水噴霧による清掃を行うと、汚れが容易に落とすことができる。また、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を施せば、その塗覆層の持つ高い親水性により、自動車排気ガス等に由来する油分を含む汚れが主体となるトンネル内の汚れを付着しにくくし、また、付着した場合でも容易に取り除くことができるようになり、好ましい。
【００３３】
さらに、多孔性薄板であるから、一次覆工体側から突出したアンカーピンにより耐火パネルを一次覆工体に固着するに際し、多孔性薄板の孔そのものをアンカーピン取付け用の孔として使用でき、取付け孔を別途設ける必要がなく、しかもこの多孔性薄板の孔は大きいので、一次覆工体側から突出したアンカーピンに対して多少孔がずれても取付けが可能である。
【００３４】
アンカーピンは、先端が尖っているため、ファイバー製の断熱材にボルト孔を設けなくても、突き破ることができ、ボルト孔がないので耐火性能の低下がない。さらに、アンカーピンは中間部を凹状に切り欠いているため、仮に、ナットが緩んでも脱落しない。
【００３５】
断熱材と多孔性薄板の何れも軽くて柔軟性が有るので、トンネルのように狭く、大型重機が使用できない環境でも人力による施工が容易にでき、また、断熱材は、トンネル曲面および表面凹凸に追従するので、一次覆工体との間で隙間が生じることが少ない。さらに、断熱材は可縮性を有するので、厚さ方向の伸縮性によりアンカーピンにナットを締め付けても追従し、割れないと共に、横方向の伸縮性により、目地に開きが生じないように閉塞して施工できる。
【００３６】
耐火パネルの断熱材は、可縮性を有する材料と可縮性を有しない材料の積層組み合わせ構造とし、または、耐熱温度の異なる複数種の材料の積層組み合わせ構造とし、さらに、多孔性薄板を波形断面に構成にすることなどにより、各部材の相互作用で、熱遮断性、施工性が一層向上する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施態様を図を参照して詳細に説明する。
【００３８】
図１、図２は、シールドトンネルによって構築された既設道路トンネル（以下、既設トンネルという。）に本発明を実施する場合の概要を示し、図１は、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図、図２は側面図、図３は斜視図である。図４は、沈埋トンネルによって構築された既設道路トンネル（以下、既設トンネルという。）の覆工内面の耐火被覆構造を示す概要正面図である。
【００３９】
各図を説明すると、図１〜図３の既設トンネル２は、地山１の内面に、鉄筋コンクリートセグメント、ダクタイル鋳鉄セグメント、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成セグメント、鋼とコンクリートの合成セグメントなどからなる一次覆工体３を環状に構築してトンネル内壁が構築されている。既設トンネル２内には自動車走行用の道路床５が打設されており、この道路床５は通常２車線以上、複数車線に構成されており、また、建築限界１９が存在している。
【００４０】
図１、図２のシールド工法で構築された既設トンネル２にあっては、耐火被覆前は、一次覆工体３がトンネル内壁面に露呈している。図４の箱形断面のコンクリートブロックからなる沈埋既設トンネル２ａにおいても、中間仕切り壁９で左右のトンネル空間９ａが区画され、コンクリート等の一次覆工体３ａがトンネル内壁面に露呈している。
【００４１】
図１〜図３の既設トンネル２において、耐火パネル６は、一次覆工体３に固着した状態では、図のようにパネル形状（湾曲した形状）に構成されているが、耐火パネル６を施工する際、耐火パネル６の目地部７と一次覆工体３の目地部７ａは一致していなくてもよく、耐火パネルの目地部からの熱伝達の面からは、目地部７、７ａがずれている方がむしろ好ましい。図では、耐火パネル６の目地部７と一次覆工体３の目地部７ａをずらして配置した例が示されている。図４の沈埋既設トンネル２ａでは、鉄筋コンクリートの一次覆工体３ａが型枠で一体成型されるので、パネル形状（各辺がフラットな矩形状）に構成される耐火パネル６の目地部７の位置は特に問題とならない。
【００４２】
図１〜図３、図４に概要的に示すように、本発明に係る耐火パネル６は、既設トンネル２、２ａの一次覆工体３、３ａの内面に隙間無く敷き詰め固着されて、トンネル内空側に断熱層を形成する。この断熱層は、トンネル内火災が発生した時、高温の熱から一次覆工体３、３ａのコンクリートを守るものであるから、断熱機能を具備することは当然として、耐火パネル６自体が火災によって燃焼しない構造であることが要求される。更に、図１で示したように、トンネル内面には建築限界１９があるので耐火パネル６自体の厚さに制限がある。したがって、耐火パネルは可及的に薄くて、かつ断熱性、耐火性に富み、さらに軽量であることが望ましい。本発明に係る耐火パネル６は、前記の観点から前述の諸条件を可及的に満たすように構成されている。
【００４３】
以下、実施形態の詳細構造を順に説明する。
【００４４】
図５〜図９は実施形態１を示し、図５は、既設のシールドトンネル２の地山１に固着された一次覆工体３の内面３ｂに実施形態１に係る耐火パネル６が固着された状態を示すトンネルの正面断面図である。同図において、一次覆工体３に埋設した複数のインサート（埋込栓）１３の雌ネジにアンカーピン１２が螺合されていて、このアンカーピン１２を貫通して実施形態１に係る耐火パネル６が一次覆工体３の内面３ｂに固着されている。
【００４５】
図６（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネル６同士の結合工程の説明斜視図、図７（Ａ）、（Ｂ）は、耐火パネル６を一次覆工体３に埋設したインサートに螺合したアンカーピン１２に貫通させることで、当該耐火パネル６を一次覆工体３に固定する手順を示す断面図である。図８（Ａ）は、図９（イ）部の詳細図、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の長手方向の断面図、図８（Ｃ）は、図９ｂ−ｂ断面図、図９は、耐火パネル６を配設したトンネル内面図である。
【００４６】
各図に示すように、耐火パネル６は、セラミックファイバーまたはグラスファイバー等の可縮性のある高温耐火性断熱材８（以下、断熱材といい、その作用は後述する。）と、この断熱材８の内面、つまり、トンネル内空側を被覆する多孔性の金属薄板１０（以下、多孔性薄板といい、その作用は後述する。）から構成されている。多孔性薄板１０は、トンネルルーバーに使用されているような金属薄板の全てを指す。すなわち、プレス等により孔を設けた薄板で、エキスパンドメタル等も含み、孔の大きさ、ピッチ、個数等は任意である。なお、プレス等により開孔した金属薄板の各開孔部の円周部に、断熱材８側に突出する爪部１５ｂを、適宜の数、設けると、断熱材と密着性が増し、金属薄板と断熱材とのズレや剥離の防止策の一つとすることができる。本実施形態では、多孔性薄板の孔径＝２７ｍｍ、ピッチ＝２０．５ｍｍで開口率３２％以上、板厚ｔ＝０．５ｍｍ以下の例を示す。また、この多孔性薄板１０は、耐食性の面ではＳＵＳまたはアルミニウム製の何れも工業的に好ましいが、融点は、ＳＵＳでおよそ１４００℃、アルミニウムでおよそ７００℃程度であり、耐火性能の点ではＳＵＳの方がよい。
【００４７】
また実施形態１では、断熱材８と多孔性薄板１０は、スタッド止め・ビス止め等の方法で一体化（パネル化）した例を示すが、断熱材８と多孔性薄板１０を別々に製作し、現場施工で取付けても良い。なお、断熱材８と多孔性薄板１０を別々に製作し現場施工で取り付ける場合は、断熱材８に腰がないので、その表面あるいは複数層の場合は層間に溶接金網、亀甲金網、エキスパンドメタル等を縫い付けるなどして断熱材８の剛性を増すのがよい。
【００４８】
耐火パネル６の大きさ（たて、よこの長さ寸法）は特に制限されないが、製作、施工、運搬等の面からトンネル周方向と、トンネル軸方向に適切な寸法に製作される。また、耐火パネル６同士は、トンネル内面で周方向と軸方向に目地を介して接合したとき、目地に開きが生じないようにする。つまり、可縮性を有するファイバー製の断熱材８同士が少し重なり合って圧接することで目地の開きをなくすよう、多孔性薄板１０のトンネル周方向及び軸方向の端部が一部重なり合うように構成されている。前記の構成を実現するため、実施形態１の耐火パネル６では、図７に示すように、多孔性薄板１０と断熱材８をトンネル周方向、軸方向に所定の寸法ずらして配置し一体化して、断熱材同士の重なり部寸法（ａ）を周方向と軸方向とに設けている。この寸法（ａ）は、重なり部１４が小さい場合は１〜２ｃｍ程度、大きい場合は３〜１０ｃｍ程度とする。
【００４９】
そして、図７に示すように、耐火パネル６同士を接合するとき、一方の耐火パネル６（図７の右側）の後端の多孔性薄板１０が欠けていて断熱材８が露呈した部位８ａに、他方の耐火パネル６（図７の左側）の多孔性薄板１０の前端縁から少し後退して位置する断熱材８の先端部位８ｂを乗せる。さらに、一方の耐火パネル６（図７の右側）の多孔性薄板１０の後端部１０ａに、他方の耐火パネル６（図７の左側）の断熱材８から出張った多孔性薄板１０の先端突出部１０ｂを乗せ、その重なり部１６における、各多孔性薄板１０の端縁近くに位置するピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通する。
【００５０】
それにより、図７（Ｂ）に示すように、隣合う耐火パネル６の可縮性を有する断熱材８の周方向及び軸方向の端部同士が重なり圧縮し合って目地（重なり部１４）は完全に閉じられると共に、両耐火パネル６間には殆ど段差が形成されず略同一平面において配置できる。また、断熱材８間の重なり部１４と、多孔性薄板１０の間の重なり部１６がトンネル周方向、軸方向にずれて位置するので、耐火パネル６同士を接合したとき、トンネル内空側と耐火パネル６背面側との間に目地部による連通間隙が形成されず、したがって火災時、トンネル内の熱気が一次覆工体３側に流れず、この一次覆工体３を熱劣化させる恐れを確実に無くすことができる。
【００５１】
隣合う耐火パネル６の多孔性薄板１０のトンネル周方向、軸方向の端部同士を重ね合わせ、ピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通して、耐火パネル６をトンネル内で周方向と軸方向に接合しながら敷き詰めるとき、多孔性薄板１０（および断熱材８）は剛性が不足することがあるので、図６〜図９に示すように、プレートあるいはアングル材からなる（図では、後者の例を示す）トンネル軸方向の押え金具１７と、所定幅で、所定長の帯状の補強鋼板からなるトンネル周方向の押え金具１８を用いて補強しながら接合する。
【００５２】
図９に示すように、所定長、所定幅の帯状の補強鋼板からなる周方向押え金具１８は、耐火パネル６のトンネル周方向の接合部の補強が主たる目的で、多孔性薄板１０の目地上部あるいは目地に沿って配置し（図では後者の例を示す。）、多孔性薄板１０の目地部を押えるように配置する。
【００５３】
図６の（Ｂ）に示すように、軸方向押え金具１７はアングルの底板部にピン孔２２を有している。この軸方向押え金具１７を多孔性薄板１０のトンネル周方向の重なり部１６の上、かつ周方向押え金具１８の重なり部２０の上から当てがう。軸方向押え金具１７の底板部のピン孔２２は、図６、図９では３箇所設けられていて、両端のピン孔２２には、多孔性薄板１０のピン孔１５ａと、周方向押え金具１８の重なり部２０のピン孔２１から突出するアンカーピン１２が断熱材８を貫通して挿通し、その突出部にナット２３を締結する。また、軸方向押え金具１７の中間部のピン孔２２には、周方向押え金具１８が位置していないので、断熱材８を貫通させて、多孔性薄板１０の重なり部１６のピン孔１５ａから突出するアンカーピン１２が挿通し、その突出部にナット２３を締結する。
【００５４】
アンカーピン１２の構成および、耐火パネル６を一次覆工体３に固定する手順を図５および、図６、図７で説明すると、アンカーピン１２は、図７に示すように、一次覆工体３の内面３ｂに埋設された雌ネジが切ってあるインサート１３にアンカーピン１２の接着材を塗布した基端ネジ部１２ａを螺合する。前記アンカーピン１２は、耐火パネル６から突出している部位のネジ切り部１２ｂに凹部１２ｃを設けてある。したがって、先端部１２ｄを乗り越えてネジ切り部１２ｂに螺合したナット３は、以後、仮にゆるみが生じたとしても、この凹部１２ｃが存在することでナット先端部１２ｄに係合して落下しない構成とされている。
【００５５】
図７でさらに説明すると、一次覆工体３の内面３ｂにおいて、先行する耐火パネル６の断熱材８および多孔性薄板１０のピン孔１５aを貫通させて設置し、この耐火パネル６から突出しているアンカーピン１２に第１バネ板ワッシャー２４を係合させて、耐火パネル６が落下しないように仮保持する。つぎに、先行する耐火パネル６の断熱材後部８ａに、後行する耐火パネル６の断熱材先端部位８ｂを重ねる。さらに先行する耐火パネル６の多孔性薄板１０の後端部１０ａに、後行する耐火パネル６の多孔性薄板１０の先端突出部１０ｂを重ね、両断熱材８を圧縮させながら両多孔性薄板１０の重なり部１６のピン用孔１５ａにアンカーピン１２を貫通させ、第２バネ板ワッシャー２５を係合させて仮保持する。次に、周方向押え金具１８の重なり部２０に開設のピン孔２１と、軸方向押え金具１７に開設のピン孔２２にアンカーピン１２を挿通しナット２３を締結する。
【００５６】
軸方向押え金具１７は、施工時に多孔性薄板１０に取付けることを主とするが、周方向押え金具１８と重ならないように設ける場合や、周方向押え金具１８を省略する場合など、多孔性薄板１０に先付けで取付けておいて不具合がない場合は、前もって取付けてもよい。また、多孔性薄板１０は、多孔による吸音作用の他に、多数の孔１５をピン用孔として使用できることも別の利点である。なお、必要に応じ、多数の孔１５と別にピン孔１５ａを開設してもよく、図ではピン孔１５ａにアンカーピン１２を挿通した例を図示している。
【００５７】
実施形態１によると断熱材８を被覆する鋼板に多孔性薄板１０を用いているので音の反射がなく、吸音作用が向上すると共に、先端が尖ったアンカーピン１２が断熱材８を貫通することにより、断熱材８にはアンカーピン１２の挿通用のアンカーホールを必要としないこと、さらに多孔性薄板１０のどの孔でもアンカーホールとして利用可能であることが相俟って、施工性の点で有利性が一層向上する。また、耐火パネル６は、軸方向押え金具１７と周方向押え金具１８で補強されてトンネル軸方向と周方向に接合され、しかも、トンネル軸方向および周方向の目地は完全に閉塞されて配置され、火災時、トンネル内空側から耐火パネル６の背面側ヘの熱流が遮断される。
【００５８】
次に、図１０〜図１７は、実施形態２として、多孔性薄板をの金属枠で補強するタイプの耐火パネルを示し、図１０は、耐火パネルの分解斜視図、図１１は、同組み立て時の耐火パネルの斜視図、図１２〜図１７は耐火パネル同士をトンネル周方向とトンネル軸方向に接合するときの接合構造の詳細を示す図である。
【００５９】
実施形態２において、耐火パネル６が可縮性を有する断熱材８と多孔性薄板１０を主要素として構成される点は、実施形態１と同じであるが、多孔性薄板１０の補強手段として金属枠２６を構成する点が実施形態１と異なる。
【００６０】
各図において、金属枠２６は鋼板を枠に組んで構成される。すなわち、両側枠２６ａと両端枠２６ｂを矩形に組み、さらに、両側枠２６ａの間を第１中間枠２６ｃ、第２中間枠２６ｄ、第３中間枠２６ｅで連結する。第１中間枠２６ｃと第２中間枠２６ｄは平鋼板で構成し、第３中間枠２６ｅはアングル材で構成し、アングル材の底板部にピン孔２７が開設されている。
【００６１】
実施形態２では、断熱材８は多孔性薄板１０よりも一回り大きく設けてあり、したがて、両部材を固着したとき、図１１に示すように断熱材８の４辺は、多孔性薄板１０の４辺から外側に出張るように設けられている。また、金属枠２６の４辺は、多孔性薄板１０の４辺に沿って固着されるように、両者ともほぼ同じ大きさに設けられている。多孔性薄板１０と金属枠２６は別々に製作し、施工時に各部材をアンカーピン１２で一体に固定してもよいし、あるいは、断熱材８と多孔性薄板１０と金属枠２６を予め接着・ビス止め・溶接等で取付けて耐火パネル６を構成してもよい（図では、各部材を予め固着してなる耐火パネルの例を示している）。このように断熱材８及び多孔性薄板１０は、金属枠２６で補強されることにより、一次覆工体３に取付けたとき自重でダレルおそれがないものである。
【００６２】
実施形態２の耐火パネル６を一次覆工体３に固着するに際しては、断熱材８を一次覆工体３の内面３ｂに押し当てることにより、アンカーピン１２の尖った先端が断熱材８を貫通すると共に、多孔性薄板１０の何れかの孔１５を貫通し、さらに金属枠２６におけるアングル材からなる第３中間枠２６ｅの底板部のピン孔２７を挿通してトンネル内空側に突出するので、このアンカーピン１２のネジ切り部１２ｂにナット２３を螺合することで、耐火パネル６を一次覆工体３に固着できる（図１２、図１３Ａ参照）。
【００６３】
実施形態２に係る耐火パネル６同士のトンネル周方向と軸方向の接合手段の例を以下順に説明する。
【００６４】
耐火パネル６のトンネル周方向の接合は、図１２、図１３（Ｂ）に示すように、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６における金属枠２６の、所定の間隔をおいて平行に位置する２つの両端枠２６ｂを、溝形鋼を所定寸法に切断して構成した、断面コ字形の連結枠２８の折曲げ部で同時につかむように配置する。そして、一次覆工体３の内面３ｂから突出するアンカーピン１２を、連結枠２８の底部に開設のピン孔２９に挿通させ、その突出した先端のネジ切り部１２ｂにナット２３を螺合することで、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６間が接合される。このとき、両耐火パネル６に対して、張り出している断熱材８の周方向端部が圧縮、密着するように施工することで、目地部は密圧接し開口部が生じない。その際、図１２に示す空間３１には、綿状の断熱材を充填してもよい。
【００６５】
トンネル軸方向についても同様に隣合う耐火パネル６における断熱材８の目地部は、前記のように耐火パネル６をアンカーピン１２にナット２３を締結し、耐火パネル６を一次覆工体３の内面３ｂに押し当てると同時に、可縮性を有する断熱材８のトンネル軸方向端部が圧縮、密着するように施工することで、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士の各断熱材８が圧接することで閉じられるので、これをもってトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士の接合部としている。
【００６６】
なお、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６の接合に際しても、トンネル周方向に隣合う耐火パネル６同士の接合に用いたと同じ断面コ字形の連結枠を用いて、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６における金属枠２６の両側枠２６ａを同時に挟み、アンカーピンとナットを用いて締結するように構成してもよい（ただし、図示省略する）。なお、図１５（Ａ）、（Ｂ）、（C）には、耐火パネルの密着接合状態の手順示し、（D）には、耐火パネルの全体配置状態を平面説明図で示している。
【００６７】
図１７には、実施形態３として、トンネル軸方向に隣合う耐火パネル６を溝形鋼からなる連結枠３０を介してボルト結合する例を示す。図のようにトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６の金属枠２６の両側枠２６ａの間は離れているので、この空間に連結枠３０のウェブ３０ａの側を断熱材８に接するようにして配置し、両フランジ３０ｂと両側枠２６ａを接合し、両枠に開設したボルト孔に連結ボルト３１を挿通してナット３２を締結し、こうしてトンネル軸方向に隣合う耐火パネル６同士を接合する。他の構成は実施形態２と同じである。
【００６８】
次に、実施形態１、２の作用を説明する。
【００６９】
耐火パネル６において、断熱材８の内側表面を多孔性薄板１０で覆うのは次の理由による。火災時の火災・高温ガスが直接耐火性の断熱材８に触れることはその多孔体の内部に高温の火災・高温ガスが浸入し、断熱材背面の温度を上昇させる。トンネル内空側の多孔性薄板１０の背面に断熱材８を配置させることで、当該断熱材８の温度の上昇を抑制できる。（本実施形態では、既述のとおり、多孔性薄板の孔径＝２７ｍｍ、ピッチ＝２０．５ｍｍで開口率３２％以上。）
【００７０】
トンネル内火災時の温度は、最大１２００℃〜１３５０℃と予測されており、その温度で溶けることなく被覆の用に適用するものとして多孔性薄板１０は、既述のステンレス（ＳＵＳ）薄板、アルミニウム鋼板などの金属板が使用できる。
【００７１】
また、多孔性薄板１０は、トンネル内空側に位置しており、トンネル内火災時の高温の熱を直接受けるため、その際熱をトンネル内の熱源に向けて直接反射させないで、乱反射、散乱させるよう、当該多孔性薄板１０の表面をダル・粗面加工して構成するのがよい。乱反射加工の他の例としては、ステンレス板、炭素鋼の表面を多孔メッキ等の処理をしてもよい。
【００７２】
前記断熱材８は、耐火被覆材として断熱性を得るために多孔質であり、その気孔は主に連続体であり、既述のとおり、セラミックファイバーおよび、グラスファイバーなど特性の異なる各種の材料を１種又は２種以上から構成することができ、また、断熱材８は可縮性がある材料を用いるが、あるいは、可縮性が無い材料と可縮性が有る材料を積層し組み合わせて用いてもよく、その場合は、可縮性がある材料を一次覆工体３側に配置し、可縮性が無い材料を多孔性薄板１０側に配置するのがよい。
【００７３】
前記セラミックファイバーについて説明すると、これは無機ファイバーと称されることもある。また、セラミックファイバーのうちで、ガラス質のものを特にグラスファイバーと称することがある。
【００７４】
セラミックファイバーは、アルミニウム質、粘土質、ジルコニア、ムライト、ジュルコン、マグネシア、カルシア、ドロマイト、炭化窒素、窒化珪素、炭素繊維、高炉スラグまたはこれら１種類または２種類以上の組み合せからなる。
【００７５】
セラミックファイバーの２種類以上の組み合せの例を説明すると、アルミニウムとシリカとジルコニア、ムライトとジルコニア、マグネシアとドロマイト、アルミニウムとシリカと炭素繊維、マグネシアとシリカと炭素繊維、マグネシアとクロミアとシリカとジルコニアの組み合わせ等がある。
【００７６】
耐火パネル６の断熱材８の厚みを説明する。この断熱材８の厚みは、火災時の温度、時間また断熱材の熱伝導率により、また保護する対象がコンクリートか鉄かにより最適な厚さが異なる。例えば、５５分間、１２００℃の火災からコンクリートを保護するには、耐火被覆の厚みは、１０〜２００mmの範囲が好ましく、より好ましくは２０ｍｍから１００ｍｍ、更に好ましくは２０〜６０ｍｍの範囲である。２００mmを越える場合は、火災時のコンクリートの劣化、鋼板の強度低下などを防止する上限温度を確保する狙いが達成されはするものの、それ以外の効果が認められないので、採用されない場合が多い。
【００７７】
耐火パネル６の断熱材８は、耐熱性の異なる２種類の材料を積層して構成してもよく、この場合、多孔性薄板１０の背面に配置される第１の断熱材を耐熱温度が高い材料で構成し、一次覆工体３側の内面に配置される第２の断熱材を、第１の断熱材よりも耐熱温度が低い断熱材で構成さするのがよい。つまり、第１の断熱材である高耐熱性断熱材は火災時加熱側に配置し、第２の断熱材である比較的低耐熱性断熱材は火災時非加熱側に配置する。その組み合せ具体例を以下に示す。
【００７８】
火災時加熱側／火災時非加熱側、
高温用無機質断熱ファイバー／低温用無機質断熱ファイバー
高温用無機質断熱ファイバー：
新日化サーマルセラミックス製ＳＣブランケットのグレード１２６０、１４００、１６００等、最高使用温度が、１２６０℃、１４００℃、１６００℃。
低温用無機質断熱ファイバー：
新日化ロックウール製エスファイバーブランケット、最高使用温度６５０℃。
【００７９】
前記の作用を説明すると、第１に、高温用の標準無機質断熱ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ³であり、低温用の標準無機質断熱ファイバーは、嵩密度８０Ｋｇ／ｍ³である。このように、２層に分けることは、高温用の１層の場合に比べて、置換した分の軽量化が図られる。
【００８０】
次に、耐火パネル６の断熱材８が可縮性の無い第１の断熱材と可縮性を有する第２の断熱材とを組み合わせて構成される場合の具体例としては、可縮性の無い第１の断熱材が不定形耐火物、耐火ボード等であり、可縮性を有する第２の断熱材がセラミックファイバーおよびグラスファイバー等の例が挙げられる。
【００８１】
前記のように第２の断熱材に可縮性（クッション性）のある材料を用いる第一の理由は、覆工コンクリート内面形状と耐火パネル背面形状の不整合、あるいは覆工コンクリート内面の凹凸によるパネル背面の隙間に対し、ボルト締め付けにより断熱材を覆工コンクリート内面に密着させることであるが、第二の理由として次のことが上げられる。火災時の加熱中に表層の鋼板などが膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、断熱材にクッション性がないと、表層鋼板である多孔性薄板１０と断熱材８であるファイバーとの間に目地開きが生じ、火災時に火災の熱風が浸入して予定した断熱状況が確保できなくなる可能性がある。
【００８２】
第２の断熱材の可縮性（クッション性）とは、前述のように火災時の加熱中に表層の鋼板などが膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、それに追随して変形することであり、隙間を生じさせない性状であって、火災時にも予定した断熱状況が確保できることである。
【００８３】
可縮性のある第２断熱材で前記の条件を満せる材料の一例として、無機質ファイバーの場合につき具体的に説明する。第２断熱材の無機質ファイバーをアンカーピン１２で締め付けるとき、圧縮する上限と、圧密化して使用した場合の嵩密度は、次のようになる。
【００８４】
まず、高温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ³である。これを圧密化した場合、無機質ファイバーの嵩密度は１６０Ｋｇ／ｍ³〜６００Ｋｇ／ｍ³以下好ましくは２００〜３００Ｋｇ／ｍ³である。
【００８５】
また、この無機質ファイバーの嵩密度が６００Ｋｇ／ｍ³を越える場合は、圧密化過程で無機質ファイバーの繊維が破断して、クッション性が失われ、前述のとおり、火災時熱で表層鋼板（多孔性薄板）が膨張した場合、あるいは共用時の鋼板の撓みが生じた場合に、表層鋼板とファイバーとの間に目地開きが生じ、断熱状況が確保できないので好ましくない。
【００８６】
さらに、高温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度１３０Ｋｇ／ｍ³であり、これを６００Ｋｇ／ｍ³とすることは、例えば、初期厚みが１００ｍｍ厚であると、これを２２ｍｍまで圧縮することに相当する。また、低温用の標準無機質ファイバーは、嵩密度８０Ｋｇ／ｍ³であり、１００ｍｍ厚を２２ｍｍまで圧縮することは、３７０Ｋｇ／ｍ³に相当する。これらの高温用または低温用の標準無機質ファイバーを使用することで所期の作用を奏することができる。
【００８７】
多孔性薄板１０の背面に固着の断熱材８には、既述のように、金網（ラス網等）を配設して当該断熱材８の強度が補強し、型崩れしない構成とするのがよい。
【００８８】
金網（ラス網等）の目開きは不定形断熱材原料粒径（ファイバーを混入して強度を補強してもよい。）の１〜５倍で、線径は０．５ｍｍ以上が好ましい。具体例として、目開き１０ｍｍ、線径１ｍｍのラス網を使用するとき、ラス網は、不定形断熱材の所定厚さの５０％の位置になるようボルト、平皿ナット（ワッシャー及びナット）を５０ｃｍ間隔でＳＵＳ板に固定するのがよい。
【００８９】
ところで、トンネルの一次覆工体３において、一般に６００℃になると、コンクリート強度が初期の５０％に低下し、更に温度が上昇すると強度は低下していく。断熱材８（不定形耐火物）の強度については、６００℃まではアルミニウムセメントの脱水反応が進行して、強度の低下が進むが、６００℃以上になると不定形耐火物の構成物の焼結が進行して、１２００℃〜１５００℃付近までの温度上昇で強度が低下することはない。１２００℃では、常温の約７５％の強度になる。しかし、４５０℃の範囲であるとコンクリートの強度低下は僅かで、４５０℃で、常温の約８０％の強度がある。
【００９０】
本実施形態に係る耐火パネル６を一次覆工体３に施工することで、火災時に前記の温度条件を満たすことができ、一次覆工体３を熱から守ることができる。
【００９１】
次に、トンネル周方向および軸方向に接合する可縮性を有する断熱材８の目地部の閉塞性について説明する。目地部に隙間が生じると、トンネル内火災時の火災・高温の気体が目地の隙間から直接浸入して一次覆工体３を加熱される不具合が生じる。この点については、本発明では、可縮性の断熱材８が一次覆工体３の側に圧縮されて隣合う断熱材８が圧接するので、目地部に熱伝達空隙が生じず、目地部での断熱作用が確実になる。加えて、多孔性薄板１０がトンネル周方向に一部重なり合い、さらに、トンネル軸方向の多孔性薄板１０間は、軸方向押え金具１７（実施形態２）や、連結枠３０（実施形態３）で閉塞されるので、この部位の隙間も解消することで前述の問題を解決でき、火災時の火災・高温の気体が目地の隙間から直接浸入して一次覆工体を加熱する不具合を確実に防止できる。
【００９２】
また、多孔性薄板１０には、トンネル内空側に凸の突条部をトンネル周方向または、トンネル軸方向に伸長して、かつ所定間隔で平行に複数形成することにより、波形状に成形してもよい（図示省略）。多孔性薄板１０をこのように波形状とすることにより、フラットな金属板に比べて、金属板自体の曲げ強度向上と、それに伴い金属板の板厚の薄肉化による軽量化があり、さらに、波形溝部への断熱材８の嵌入により、多孔性薄板１０による断熱材８の支持機能の向上がある。波形状の断面は任意であり、角波形の突条部や円弧状波形あるいは、これの変形断面形状等とすることができる。
【００９３】
本発明に係る耐火パネルは、トンネル施工後（つまり既設トンネル）の内面に取付けることが基本であるが、トンネル施工時（つまり、新設トンネル構築時）に、一次覆工体であるセグメントに先付けして一体構造と、この状態で、トンネル地山に取付けてもよい。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によると次の効果を有している。
【００９５】
トンネル内空側を多孔性薄板で被覆した断熱材からなる耐火パネルによると、既設、新設のトンネルを問わず、またトンネル内面が平面・曲面を問わず、トンネル（道路トンネル、鉄道トンネル・その他の用途のトンネル（例えば、電力用地中線トンネルや共同溝等）の内面を被覆し、一次覆工体（コンクリート、ダクタイル鋳鉄、鋼、及びこれらの合成体）の火災時の高温から保護し、耐火性能を持たせることができる。すなわち、トンネル内で火災事故が発生したとき、火災によるトンネル内の高温の熱は前記耐火パネルで遮断されて一次覆工体のコンクリートに伝達されないので、当該コンクリートが熱から保護されて水分蒸発により熱劣化せず、ダクタイル鋳鉄や鋼の降伏点が低下せず、特に、断熱材のトンネル内空側表面が金属板で覆われていることによる熱遮断作用が顕著であり、結果、火災後の一次覆工体の修復工事が不要となり、その修復工事に要する費用の削減、その間トンネル内の通行停止などによる経済的損失を解消できる効果がある。
【００９６】
また、一次覆工体の内側に用いる耐火パネルの断熱材を金属板で覆う構成により、共用時の前記断熱材の落下不安を解消せしめることができる。すなわち、耐火材本体（ファイバーの断熱材）は、綿状で剛性がないため、それ単体では長期使用時に垂れる、剥がれる、一部が脱落する等の問題は、多孔性薄板を耐火材（ファイバー）の内空側（トンネル内空側）に保護層として取付けることで、剛性を確保でき、その問題を解決している。さらに、この多孔性の薄板を用いることで、孔が開いていない金属板（平板）のように音の反射が無く、孔からパネルに到達した音は、耐火材（ファイバー）で吸収されるので、遮音壁と同様の吸音作用を持つ。多孔性薄板は、ＳＵＳあるいは、アルミニウム製とすることで景観性にも優れると共に、トンネルの美観保持のための清掃作業上の機能として、水噴霧による清掃を行うと、汚れが容易に落とすことができる。
【００９７】
さらに、一次覆工体側から突出したアンカーピンにより耐火パネルを一次覆工体に固着するに際し、多孔性薄板の孔そのものをアンカーピンの挿通孔として使用でき、ピン孔を別途設ける必要がない。また、多孔性薄板の孔は大きいので、一次覆工体側から突出したアンカーピンに対して多少孔がずれても取付けが可能である。
【００９８】
アンカーピンは、先端が尖っているため、このアンカーピンが断熱材を貫通すること、さらにアンカーピンが多孔性薄板の孔を挿通することが相俟って、施工性の点で有利性が一層向上する。さらに、アンカーピンの中間部を凹状に切り欠いているため、仮にナットが緩んでも脱落しない。
【００９９】
また、断熱材と多孔性薄板の何れも軽くて柔軟性が有るので、トンネルのように狭く、大型重機が使用できない環境でも人力による施工が容易にでき、また、断熱材は、トンネル曲面および表面凹凸に追従できるので、一次覆工体との間で隙間が生じることが少ない。さらに、断熱材は可縮性を有するので、厚さ方向の伸縮性によりアンカーピンにナットを締め付けても追従し、割れないと共に、横方向の伸縮性により、目地を隙間なく閉塞して施工できる。
【０１００】
また、耐火パネルの断熱材は、可縮性を有し、または可縮性を有しない材料や、耐熱温度の異なる複数種の材料を組み合わせた積層構造とし、また、多孔性薄板は、波形断面に構成にするなどにより、それぞれの相互作用で熱遮断性、施工性、製作コストなどの面で一層の効果が期待できる。
【０１０１】
また、前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を施したことにより、その塗覆層の持つ高い親水性により、自動車排気ガス等に由来する油分を含む汚れが主体となるトンネル内の汚れを付着しにくくし、また、付着した場合でも容易に取り除くことができるようになり、好ましい。
【０１０２】
さらに、プレス等により開孔した金属薄板の各開孔部の円周部に、断熱材側に突出する爪部を、適宜の数、設けると、断熱材と密着性が増し、金属薄板と断熱材とのズレや剥離の防止策の一つとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シールドトンネルによって構築された既設道路トンネルの、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図である。
【図２】図（Ａ）は同図（Ｂ）のａ−ａ拡大断面図、（Ｂ）は図１と同じトンネルの正面図である。
【図３】図１のシールドトンネルによって構築された既設道路トンネルの概要斜視図である。
【図４】沈埋トンネルによって構築された既設道路トンネルの、コンクリート覆工内面の耐火被覆構造の正面図である。
【図５】実施形態１に係る耐火パネルが施工されたシールドトンネルの説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネルの接合手順の説明斜視図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、一次覆工体に埋設したインサートに螺合したアンカーピンに、耐火パネルを貫通させることで固定する手順を示す断面図である。
【図８】（Ａ）は、図９の（イ）部の拡大図、（Ｂ）は、同図（Ａ）の長手方向の断面図、（Ｃ）は、図９のｂ−ｂ断面図、同図（Ｂ）の長手方向の断面図である。
【図９】耐火パネルを配設したトンネルの内面図である。
【図１０】実施形態２に係る耐火パネルの分解斜視図である。
【図１１】図１０の耐火パネル組み立て時の斜視図である。
【図１２】耐火パネルを一次覆工体に取付けたトンネル周方向の断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、図１２の（ｅ）、（ｆ）部の拡大図である。
【図１４】図１２のｃ−ｃ、ｄ−ｄ断面図である。
【図１５】（Ａ）、（Ｂ）、（C）は、耐火パネルの密着接合状態の手順示す説明図、（D）は、耐火パネルの全体配置状態の平面説明図である。
【図１６】耐火パネルの全体配置状態の平面説明図である。
【図１７】実施形態３に係るトンネル軸方向に接合する耐火パネル接合手段の断面図である。
【符号の説明】
１地山
２既設トンネル
２ａ既設トンネル
３一次覆工体
３ａ一次覆工体
３ｂ内面
５道路床
６耐火パネル
７目地部
７ａ目地部
８断熱材
８ａ露呈部位
８ｂ先端部位
９中間仕切り壁
１０多孔性薄板
１０ａ後端部
１０ｂ先端突出部
１２アンカーピン
１２ａ基端ネジ部
１２ｂネジ切り部
１２ｃ凹部
１２ｄ先端部
１３インサート（埋込栓）
１４断熱材の重なり部
１５ピン孔
１５ａピン孔
１５ｂ爪部
１６多孔性薄板の重なり部
１７トンネル軸方向の押え金具
１８トンネル周方向の押え金具
２０周方向押え金具の重なり部
２１ピン孔
２２ピン孔
２３ナット
２４第１バネ板ワッシャー
２５第２バネ板ワッシャー
２６金属枠
２６ａ両側枠
２６ｂ両端枠
２６ｃ第１中間枠
２６ｄ第２中間枠
２６ｅ第３中間枠
２７ピン孔
２８連結枠
２９ピン孔
３０連結枠
３０ａウェブ
３０ｂフランジ
３１空間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly relates to an existing or new road tunnel, and has been proposed to protect the inner wall surface of a shield tunnel, a submerged tunnel, a NATM tunnel or an open-cut tunnel from the heat of a fire, a tunnel fireproof panel, and a tunnel The present invention relates to a fireproof covering structure and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
In shield tunnels, the ground is excavated by a shield machine and the inner surface of the ground is reinforced with primary lining such as concrete segments, ductile iron-concrete composite segments, steel-concrete composite segments, etc. The In this case, the open tunnel is constructed by excavating the ground from the ground after the earth retaining wall is built, and then constructing and refilling the tunnel body made mainly of reinforced concrete.
[0003]
The submerged tunnel is constructed by submerging on the seabed. In the case of a submerged tunnel installed on the sea floor, a reinforced concrete block with a huge box cross section manufactured at the factory is transported to the installation site on the sea by a work ship and then submerged on the sea floor, and a plurality of the reinforced concrete blocks are connected on the sea floor. It is constructed as a submarine road tunnel.
[0004]
By the way, due to the development of the road network and the increase in the number of tunnels and the increase in traffic due to the increase in automobiles, the frequency of fire accidents due to collisions between cars and falls in the road tunnel has increased. The scale of fire accidents is also increasing. In particular, the danger of a disaster when a fire accident occurs in a tunnel due to a tank truck equipped with flammable liquid fuel or liquefied chemicals is far beyond prediction.
[0005]
Of course, in a fire accident in a tunnel, human disasters must be minimized, but another problem is how to protect the tunnel inner wall, especially lining concrete, from heat.
[0006]
In other words, most existing road tunnels have lining concrete exposed on the inner wall surface of the tunnel, and in such tunnels, if a fire breaks out, it has risen rapidly. High-temperature heat is directly transmitted to the lining concrete in a thermal shock, and moisture contained in the concrete is rapidly evaporated, which may cause the concrete to tear and cause a major accident such as a tunnel collapse. Moreover, even if it does not lead to cracking, the concrete will be thermally deteriorated and cracked, and after the fire has been extinguished, there is a risk of collapse or peeling of the concrete. In this case, the lining concrete will be repaired for a considerable length of time after the fire accident, but during that time, it will be prohibited to travel in the tunnel, or one-way traffic, etc. There is not much loss.
[0007]
Based on the foregoing, the work to formulate road tunnel fire resistance standards is currently underway. Conventionally, a fireproof panel for covering a tunnel, which is a fireproof panel used inside a primary lining body made of reinforced concrete, a composite of ductile cast iron and concrete, or a composite of steel and concrete, which is constructed in a shield tunnel, is manufactured by Promat Co., Ltd. We are carrying out. The structure is a structure which covers a heat insulating material inside a primary lining body. The heat insulating material is a refractory board material made of cement calcium silicate.
[0008]
Japanese Patent No. 2958285 describes a heat insulating refractory having a limited composition. In this publication, there is a description for the purpose of covering the tunnel, and the structure is the composition of the heat insulating refractory of the structure that covers the heat insulating material inside the primary lining body.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In conventional road tunnels, the lining concrete (primary lining body) is exposed on the inner wall surface of the tunnel, and when a fire in the tunnel occurs, the tunnel collapses due to the cracking of the lining concrete, or the lining concrete Deteriorates due to heat and needs to be repaired over a long period of time, resulting in increased economic and social losses. On the other hand, the heat insulating material, which is a fireproof panel used inside the primary lining body of the prior art, is an inorganic material-based fireproof heat insulating material, but there is no problem in the heat insulating function of the material.
[0010]
However, since the conventional fireproof panel is in the form of a board, a gap is likely to be generated on the back surface of the panel due to mismatch (error) between the curvature of the inner surface of the lining concrete and the curvature of the rear surface of the refractory panel, or unevenness on the inner surface of the lining concrete. Therefore, heat insulation performance is impaired. Furthermore, since it is difficult for the board-shaped fire-resistant panel to completely adhere to the joints (blocking properties) between the fire-resistant panels, heat flows easily from the gaps at the joints to the gaps at the back of the panel. In addition, fireproof panels for road tunnels are installed around the ceiling of the tunnel, and the tunnel is used for several decades. Therefore, it is important that there is no fear of falling during operation.
[0011]
When conventional inorganic material-based fireproof insulation is used as a fireproof panel, for example, if the fireproof panel fixed with bolts is on the ceiling for a long time, the fireproof panel is an inorganic material, so the location of the fixed part From this, it was impossible to deny that the crack had grown, and the fear of falling remained.
[0012]
In addition, it has the disadvantages that it is easy to break due to impact force acting during transportation and construction, or it is easy to break when tightening bolts due to mismatch between the inner shape of the lining concrete and the back of the refractory panel. There was a tendency to lower.
[0013]
Moreover, when the conventional inorganic material-type fireproof heat insulating material is used as a fireproof panel inside the primary lining body, there was a lack as a function in cleaning work for maintaining the aesthetic appearance of the tunnel. When cleaning was carried out by water spraying, the refractory panel was a porous body, so that dirt easily adhered to the surface.
[0014]
In addition, when a fireproof panel manufactured in a predetermined length and width is added to the tunnel circumferential direction and the tunnel axis direction and fixed to the primary lining body, it is easy to transfer hot air from the joint opening as described above. Therefore, there has been a demand for a new contrivance for a lining structure that can easily and surely fix each fireproof panel to the primary lining body after eliminating the opening of the joint.
[0015]
In order to improve the above-mentioned drawbacks, Japanese Patent Application No. 2000-322151 (unpublished) proposes a fireproof panel in which the inner surface of the heat insulating material inside the tunnel is covered with a metal plate (non-porous flat plate). However, as a desired improvement point of the invention of the prior application, (1) the metal plate does not have sound absorption. (2) As a means of fixing the fireproof panel to the primary lining body, bolt fastening is basically used. In addition, the fireproof panel is covered with a metal plate, and the bolt itself has a function of penetrating the member. Therefore, in the construction, bolt holes are necessary for the metal plate and the fireproof board, and from the small bolt holes, it is very difficult to confirm the bolt holes. There was a problem that there was a risk of accidents due to nut removal due to tightening of the nut.
[0016]
The present invention solves the above-mentioned drawbacks, and even when a fire in a tunnel occurs, the high-temperature heat is not transmitted directly to the lining concrete, so that the lining concrete does not explode and the lining concrete is Since it does not deteriorate, there is no need to restore it, and there is no joint opening between the refractory panels, and the refractory panel can be securely fixed to the inner surface of the primary lining body. In addition, sound absorption, workability and safety It aims at providing the fireproof covering structure of the tunnel inner wall excellent in property.
[0017]
[Means for solving problems]
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
[0018]
Invention of Claim 1 consists of a reinforced concrete constructed in any one of a shield tunnel, a submerged tunnel, a NATM tunnel or an open-cut tunnel, a composite of ductile cast iron and concrete, or a composite of steel and concrete. A fireproof panel used on the inner side of a primary lining body is characterized in that it is made of a heat-insulating material having a contractibility in which an inner surface of a tunnel is covered with a porous metal thin plate.
[0019]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the heat insulating material comprises one or more of ceramic fiber and glass fiber.
[0020]
The invention described in claim 3 is the invention described in claim 1 or 2, characterized in that the porous thin plate is a metal plate made of stainless steel or aluminum.
[0021]
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous thin plate is made of a metal plate formed into a wave shape in a tunnel circumferential direction or a tunnel axis direction. It is characterized by.
[0022]
The fireproof covering structure in the tunnel according to the invention described in claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the claw portions projecting toward the heat insulating material in a large number of holes of the metal thin plate. It is characterized by having.
[0023]
A sixth aspect of the present invention is the coating according to any one of the first to fifth aspects, wherein the metal thin plate is coated with an excellent antifouling property such as a fluorine paint or a photocatalyst paint on the inner surface of the tunnel. It has a layer.
[0024]
The invention according to claim 7 is a fireproof covering structure in any one of a shield tunnel, a submerged tunnel, a NATM tunnel or an open-cut tunnel, and the primary lining body is reinforced concrete, a composite of ductile iron and concrete, or steel. An anchor pin having a sharp tip embedded in the primary lining body penetrates the heat insulating material in the fireproof panel for tunnel according to any one of claims 1 to 6. The fireproof panel is fixed to the primary lining body by passing through a hole formed in the porous thin plate and fastening a nut to the anchor pin.
[0025]
The fireproof covering structure in the tunnel according to the invention described in claim 8 is the invention according to claim 7, wherein the anchor pin hole formed in the porous thin plate is one of a plurality of holes of the porous thin plate. It is characterized by being an anchor pin insertion hole provided or separately.
[0026]
The fireproof covering structure in the tunnel according to the invention described in claim 9 is the invention according to claim 7 or 8, wherein the anchor pin is provided with a recess in a threaded portion protruding from the fireproof panel, Even if the nut screwed into the screw portion is loosened, the nut is positioned in this recess so that it does not fall from the pin.
[0027]
A method for constructing a fireproof covering structure in a tunnel according to the invention described in claim 10 includes a shield tunnel, a submerged tunnel, a NATM tunnel or an open-cut tunnel, and a reinforced concrete, a composite of ductile iron and concrete, or steel After applying a primary lining body made of a composite of concrete, an anchor pin having a pointed tip is embedded in the primary lining body, and then the fireproof panel according to any one of claims 1 to 6. The anchor pin that is pushed to the primary lining body side in the tunnel, penetrates the heat insulating material of the fireproof panel, penetrates the hole formed in the porous thin plate, and protrudes toward the sky side in the tunnel The refractory panel is fixed to the inside of the primary lining body by fastening a nut to the main body.
[0028]
A method for constructing a fireproof covering structure in a tunnel according to the invention described in claim 11 includes a shield tunnel, a submerged tunnel NATM tunnel or an open-cut tunnel, and a reinforced concrete, a composite of ductile cast iron and concrete, or steel and When constructing a fireproof covering structure in a tunnel by constructing a primary lining body made of a composite of concrete, the fireproof panel according to any one of claims 1 to 6 is used for the segment main body which is the primary lining body. It is characterized in that it is fixed to the inner side of the tunnel and this segment body is sequentially fixed to the tunnel ground.
[0029]
[Action]
According to the fireproof panel made of a heat insulating material in which the inner side of the tunnel of the present invention is covered with a porous thin plate, the tunnel (road tunnel, railroad tunnel) is used regardless of the existing or new tunnel, and the inner surface of the tunnel is flat or curved. -Covers the inner surface of tunnels for other uses (for example, underground tunnels and joint grooves for electric power), and from the high temperature at the time of fire of primary lining bodies (concrete, ductile cast iron, steel, and their composites) Protect and give fireproof performance.
[0030]
That is, when a fire accident occurs in the tunnel, the high temperature heat in the tunnel due to the fire is blocked by the fireproof panel and is not transmitted to the concrete of the primary lining body. It does not cause thermal degradation and can prevent the decrease in yield strength of ductile cast iron and steel. As a result, not only the collapse of the tunnel but also the repair work of the primary lining body after the fire is no longer necessary, and traffic in the tunnel is stopped. There is an effect such as not necessary.
[0031]
Moreover, since the heat insulating material of the fireproof panel used inside the primary lining body is covered with the porous thin plate, the fear of dropping the heat insulating material at the time of sharing can be solved. In other words, the refractory material body (fiber insulation) is cotton-like and has no rigidity, so it alone has problems such as dripping, peeling off, and part falling off during long-term use. By attaching as a protective layer to the inner side of the refractory material (fiber) (the inner side of the tunnel), rigidity can be secured and the problem is solved.
[0032]
Furthermore, in the present invention, by using a porous thin plate as a covering material for the heat insulating material, the sound that has reached the fireproof panel is absorbed by the fiber from the perforations, so that a metal plate with no holes (flat plate = non-porous plate) There is no reflection of sound like this, and it has the same sound absorbing effect as the sound insulation wall. The porous thin plate is made of stainless steel (hereinafter also referred to as SUS) or aluminum, so that it is excellent in landscape and is cleaned by water spray as a function of cleaning work for maintaining the aesthetic appearance of the tunnel. And dirt can be easily removed. In addition, if a coating layer with excellent antifouling properties such as fluorine paint and photocatalyst paint is applied to the surface of the inside of the tunnel of the metal thin plate, the high hydrophilicity of the coating layer leads to automobile exhaust gas, etc. This is preferable because it makes it difficult for dirt in the tunnel, which mainly contains dirt to contain oil, to adhere, and even if it adheres, can be easily removed.
[0033]
Furthermore, since it is a porous thin plate, the hole of the porous thin plate itself can be used as an anchor pin mounting hole when fixing the fireproof panel to the primary lining body with the anchor pin protruding from the primary lining body side. Since the hole of the porous thin plate is large, it can be attached even if the hole is slightly deviated from the anchor pin protruding from the primary lining body side.
[0034]
Since the anchor pin has a sharp tip, the anchor pin can be pierced without providing a bolt hole in the fiber heat insulating material, and since there is no bolt hole, there is no reduction in fire resistance. Furthermore, since the anchor pin is notched in the middle, it will not fall off even if the nut is loosened.
[0035]
Since both the heat insulating material and the porous thin plate are light and flexible, it can be easily installed by manpower even in an environment where a large heavy machine cannot be used as narrow as a tunnel, and the heat insulating material has a curved tunnel surface and uneven surface. Since it follows, there are few gaps between the primary lining body. In addition, since the heat insulating material has a contractibility, it can follow even when the nut is fastened to the anchor pin due to the stretchability in the thickness direction, and does not crack, and the lateral stretchability closes so that the joint does not open. And can be constructed.
[0036]
The heat-insulating material of the fireproof panel has a laminated combination structure of a material having a compressibility and a non-retractable material, or a laminated combination structure of a plurality of kinds of materials having different heat resistance temperatures, and the porous thin plate is corrugated. By having a cross-sectional configuration, the heat shielding property and workability are further improved by the interaction of each member.
[0037]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0038]
1 and 2 show an outline when the present invention is applied to an existing road tunnel (hereinafter referred to as an existing tunnel) constructed by a shield tunnel. FIG. 1 is a front view of a fireproof coating structure on the inner surface of a concrete lining. 2 is a side view, and FIG. 3 is a perspective view. FIG. 4 is a schematic front view showing a fireproof covering structure on the inner surface of a lining of an existing road tunnel (hereinafter referred to as an existing tunnel) constructed by a submerged tunnel.
[0039]
Explaining each figure, the existing tunnel 2 shown in FIGS. 1 to 3 has a primary covering consisting of a reinforced concrete segment, a ductile iron segment, a composite segment of ductile iron and concrete, a composite segment of steel and concrete, etc. The inner wall of the tunnel is constructed by constructing the work body 3 in a ring shape. A road floor 5 for driving a car is placed in the existing tunnel 2, and this road floor 5 is usually composed of two or more lanes and a plurality of lanes, and a building limit 19 exists.
[0040]
In the existing tunnel 2 constructed by the shield method shown in FIGS. 1 and 2, the primary lining body 3 is exposed on the inner wall surface of the tunnel before the fireproof coating. Also in the buried existing tunnel 2a made of a concrete block having a box-shaped cross section in FIG. 4, the left and right tunnel spaces 9a are partitioned by the intermediate partition wall 9, and the primary lining body 3a such as concrete is exposed on the inner wall surface of the tunnel.
[0041]
In the existing tunnel 2 of FIGS. 1 to 3, the fireproof panel 6 is configured in a panel shape (curved shape) as shown in the figure in a state of being fixed to the primary lining body 3. When doing so, the joint portion 7 of the fireproof panel 6 and the joint portion 7a of the primary lining body 3 do not have to coincide with each other, and the joint portions 7, 7a are displaced from the surface of heat transfer from the joint portion of the fireproof panel. It is rather preferable. In the figure, an example is shown in which the joint portion 7 of the fireproof panel 6 and the joint portion 7a of the primary lining 3 are shifted from each other. In the submerged existing tunnel 2a of FIG. 4, the primary lining body 3a of the reinforced concrete is integrally formed with a formwork, so the position of the joint portion 7 of the fireproof panel 6 configured in a panel shape (a rectangular shape with each side flat) Is not a problem.
[0042]
As schematically shown in FIG. 1 to FIG. 3 and FIG. 4, the fireproof panel 6 according to the present invention is laid and fixed on the inner surfaces of the primary lining bodies 3 and 3 a of the existing tunnels 2 and 2 a without any gaps. A heat insulating layer is formed on the sky side. Since this heat insulating layer protects the concrete of the primary lining bodies 3 and 3a from high-temperature heat when a fire in the tunnel occurs, it naturally has a heat insulating function, and the fireproof panel 6 itself is caused by fire. A structure that does not burn is required. Furthermore, as shown in FIG. 1, since there is a building limit 19 on the inner surface of the tunnel, the thickness of the fireproof panel 6 itself is limited. Therefore, it is desirable that the fire-resistant panel is as thin as possible, has excellent heat insulation and fire resistance, and is lightweight. The fireproof panel 6 according to the present invention is configured to satisfy the above-described various conditions as much as possible from the above viewpoint.
[0043]
Hereinafter, the detailed structure of the embodiment will be described in order.
[0044]
5 to 9 show the first embodiment, and FIG. 5 shows that the fireproof panel 6 according to the first embodiment is fixed to the inner surface 3b of the primary lining body 3 fixed to the ground 1 of the existing shield tunnel 2. It is front sectional drawing of the tunnel which shows a state. In the figure, an anchor pin 12 is screwed into female threads of a plurality of inserts (embedded plugs) 13 embedded in the primary lining body 3 and penetrates through the anchor pin 12 to provide a fireproof panel according to the first embodiment. 6 is fixed to the inner surface 3 b of the primary lining body 3.
[0045]
6 (A), (B), (C) are explanatory perspective views of the joining process of the refractory panels 6, and FIGS. 7 (A), (B) embed the refractory panel 6 in the primary lining body 3. It is sectional drawing which shows the procedure which fixes the said fireproof panel 6 to the primary lining body 3 by making it penetrate the anchor pin 12 screwed together by insert. 8A is a detailed view of FIG. 9A, FIG. 8B is a longitudinal sectional view of FIG. 8A, FIG. 8C is a sectional view of FIG. 9B-B, FIG. 9 is a tunnel inner view in which the fireproof panel 6 is disposed.
[0046]
As shown in each figure, the fire-resistant panel 6 is composed of a high-temperature, heat-resistant heat insulating material 8 (hereinafter referred to as a heat insulating material, the operation of which will be described later) such as ceramic fiber or glass fiber, and the heat insulating material. 8 is composed of a porous metal thin plate 10 (hereinafter referred to as a porous thin plate, the operation of which will be described later) covering the inner surface of the tunnel, that is, the inner side of the tunnel. The porous thin plate 10 refers to all metal thin plates such as those used in tunnel louvers. That is, it is a thin plate provided with holes by pressing or the like, including expanded metal, etc., and the size, pitch, number, etc. of the holes are arbitrary. In addition, if an appropriate number of claw portions 15b projecting toward the heat insulating material 8 are provided on the circumferential portion of each hole portion of the metal thin plate opened by pressing or the like, the adhesion with the heat insulating material increases, and the metal thin plate This can be one of the measures for preventing the gap between the insulating material and the heat insulating material and peeling. In this embodiment, an example in which the porous thin plate has a hole diameter of 27 mm, a pitch of 20.5 mm, an aperture ratio of 32% or more, and a plate thickness t of 0.5 mm or less is shown. The porous thin plate 10 is industrially preferable in terms of corrosion resistance, either SUS or aluminum, but the melting point is about 1400 ° C. for SUS and about 700 ° C. for aluminum, and SUS in terms of fire resistance. Is better.
[0047]
In the first embodiment, the heat insulating material 8 and the porous thin plate 10 are integrated (panelized) by a method such as stud fixing and screwing, but the heat insulating material 8 and the porous thin plate 10 are separately manufactured. It may be installed on site. In addition, when the heat insulating material 8 and the porous thin plate 10 are separately manufactured and attached by on-site construction, the heat insulating material 8 is not loose, so in the case of multiple layers, a welded wire mesh, a turtle shell wire mesh, an expanded metal, etc. It is preferable to increase the rigidity of the heat insulating material 8 by sewing.
[0048]
The size of the refractory panel 6 (the length dimension) is not particularly limited, but the fireproof panel 6 is manufactured to have appropriate dimensions in the tunnel circumferential direction and the tunnel axial direction in terms of manufacturing, construction, transportation, and the like. Further, when the fireproof panels 6 are joined to each other on the inner surface of the tunnel in the circumferential direction and the axial direction via the joint, the joint is prevented from opening. That is, the end portions in the tunnel circumferential direction and the axial direction of the porous thin plate 10 are partially overlapped so that the heat insulating material 8 made of the contractible fiber is slightly overlapped and pressed so as to eliminate the joint opening. Has been. In order to realize the above configuration, in the fireproof panel 6 of the first embodiment, as shown in FIG. 7, the porous thin plate 10 and the heat insulating material 8 are arranged with a predetermined dimension shifted in the tunnel circumferential direction and the axial direction and integrated. The dimension (a) of the overlapping portion between the heat insulating materials is provided in the circumferential direction and the axial direction. This dimension (a) is about 1 to 2 cm when the overlapping portion 14 is small, and about 3 to 10 cm when the overlapping portion 14 is large.
[0049]
Then, as shown in FIG. 7, when joining the fireproof panels 6 to each other, a portion 8a in which the porous thin plate 10 at the rear end of one fireproof panel 6 (right side in FIG. 7) is missing and the heat insulating material 8 is exposed. Then, the front end portion 8b of the heat insulating material 8 positioned slightly backward from the front end edge of the porous thin plate 10 of the other fireproof panel 6 (left side in FIG. 7) is placed. Furthermore, the front-end | tip protrusion of the porous thin plate 10 which made a business trip from the heat insulating material 8 of the other fireproof panel 6 (left side of FIG. 7) to the rear-end part 10a of the porous thin plate 10 of one fireproof panel 6 (right side of FIG. 7). The portion 10 b is placed, and the anchor pin 12 is inserted into the pin hole 15 a located near the edge of each porous thin plate 10 in the overlapping portion 16.
[0050]
Thereby, as shown to FIG. 7 (B), the edge parts of the circumferential direction and axial direction of the heat insulating material 8 which have the contractibility of the adjacent fireproof panel 6 overlap and compress each other, and a joint (overlapping part 14) is carried out. While being completely closed, there is almost no step between the two refractory panels 6 and they can be arranged in substantially the same plane. In addition, since the overlapping portion 14 between the heat insulating materials 8 and the overlapping portion 16 between the porous thin plates 10 are located offset in the tunnel circumferential direction and the axial direction, when the refractory panels 6 are joined to each other, A communication gap due to the joint is not formed between the rear side of the fireproof panel 6 and, therefore, in the event of a fire, the hot air in the tunnel does not flow to the primary lining body 3 side, which may cause the primary lining body 3 to thermally deteriorate. It can be surely lost.
[0051]
The ends of the porous thin plate 10 of the adjacent fireproof panel 6 in the tunnel circumferential direction and the axial direction are overlapped, the anchor pin 12 is inserted into the pin hole 15a, and the fireproof panel 6 is circumferentially and axially inserted in the tunnel. When spreading while bonding, the porous thin plate 10 (and the heat insulating material 8) may be insufficient in rigidity, so as shown in FIGS. 6 to 9, it is made of a plate or an angle material (in the figure, the latter example) (Shown) The presser fitting 17 in the tunnel axial direction is joined while being reinforced with a presser fixture 18 in the tunnel circumferential direction made of a strip-shaped reinforcing steel plate having a predetermined width and a predetermined length.
[0052]
As shown in FIG. 9, the circumferential retainer 18 composed of a strip-shaped reinforcing steel plate having a predetermined length and a predetermined width is mainly used to reinforce the joint portion in the circumferential direction of the tunnel of the fireproof panel 6. It arrange | positions along a part or a joint (the latter example is shown in a figure), and it arrange | positions so that the joint part of the porous thin plate 10 may be pressed down.
[0053]
As shown in FIG. 6B, the axial holding member 17 has a pin hole 22 in the bottom plate portion of the angle. The axial holding member 17 is applied from the overlapping portion 16 in the tunnel circumferential direction of the porous thin plate 10 and the overlapping portion 20 of the circumferential holding member 18. The pin holes 22 in the bottom plate portion of the axial holding member 17 are provided in three places in FIGS. 6 and 9. The pin holes 22 at both ends include the pin holes 15 a of the porous thin plate 10 and the circumferential holding member 18. The anchor pin 12 protruding from the pin hole 21 of the overlapping portion 20 passes through the heat insulating material 8 and is inserted into the protruding portion, and the nut 23 is fastened. In addition, since the circumferential presser fitting 18 is not located in the pin hole 22 in the intermediate part of the axial presser fitting 17, the heat insulating material 8 is penetrated and from the pin hole 15 a of the overlapping part 16 of the porous thin plate 10. The protruding anchor pin 12 is inserted, and the nut 23 is fastened to the protruding portion.
[0054]
The structure of the anchor pin 12 and the procedure for fixing the fireproof panel 6 to the primary lining body 3 will be described with reference to FIGS. 5, 6, and 7. As shown in FIG. 7, the anchor pin 12 is the primary lining body. The base end threaded portion 12a, to which the adhesive material of the anchor pin 12 is applied, is screwed into the insert 13 in which the female screw embedded in the inner surface 3b of the base plate 3 is cut. The anchor pin 12 has a recess 12c in a threaded portion 12b protruding from the fireproof panel 6. Therefore, the nut 3 that has passed over the front end portion 12d and screwed into the threaded portion 12b does not fall by engaging with the nut front end portion 12d due to the presence of the concave portion 12c even if the nut 3 is loosened thereafter. It is said that.
[0055]
If it further demonstrates in FIG. 7, in the inner surface 3b of the primary lining body 3, the heat insulating material 8 of the preceding fireproof panel 6 and the pin hole 15a of the porous thin plate 10 will be penetrated, and it will protrude from this fireproof panel 6. The first spring plate washer 24 is engaged with the anchor pin 12 to temporarily hold the fireproof panel 6 so as not to fall. Next, the heat insulating material front-end | tip part 8b of the fireproof panel 6 to follow is piled up on the heat insulating material rear part 8a of the preceding fireproof panel 6. FIG. Further, the leading end protruding portion 10b of the porous thin plate 10 of the subsequent fireproof panel 6 is overlapped with the rear end portion 10a of the porous thin plate 10 of the preceding fireproof panel 6, and both the porous thin plates 10 are compressed while compressing both heat insulating materials 8. The anchor pin 12 is passed through the pin hole 15a of the overlapping portion 16 and the second spring plate washer 25 is engaged and temporarily held. Next, the anchor pin 12 is inserted into the pin hole 21 opened in the overlapping portion 20 of the circumferential presser fitting 18 and the pin hole 22 opened in the axial presser fitting 17 and the nut 23 is fastened.
[0056]
The axial retainer 17 is mainly attached to the porous thin plate 10 at the time of construction. However, the porous thin plate may be provided so as not to overlap the circumferential retainer 18 or when the circumferential retainer 18 is omitted. If there is no problem when it is attached to 10 in advance, it may be attached in advance. Further, the porous thin plate 10 has another advantage that a large number of holes 15 can be used as pin holes, in addition to the sound absorbing effect due to the porosity. In addition, if necessary, pin holes 15a may be opened separately from many holes 15. In the figure, an example in which the anchor pin 12 is inserted into the pin hole 15a is illustrated.
[0057]
According to the first embodiment, since the porous thin plate 10 is used as the steel plate covering the heat insulating material 8, there is no sound reflection, the sound absorbing action is improved, and the anchor pin 12 having a sharp tip penetrates the heat insulating material 8. Therefore, the heat insulating material 8 does not require an anchor hole for insertion of the anchor pin 12, and further, any hole of the porous thin plate 10 can be used as an anchor hole. Advantages are further improved. In addition, the fireproof panel 6 is reinforced by the axial pressing metal 17 and the circumferential pressing metal 18 and joined in the tunnel axial direction and the circumferential direction, and the joints in the tunnel axial direction and the circumferential direction are completely closed. In the event of a fire, the heat flow from the sky side of the tunnel to the back side of the fireproof panel 6 is blocked.
[0058]
Next, FIGS. 10 to 17 show a fireproof panel of a type in which a porous thin plate is reinforced with a metal frame as Embodiment 2, FIG. 10 is an exploded perspective view of the fireproof panel, and FIG. FIG. 12 to FIG. 17 are views showing the details of the joining structure when joining the refractory panels in the tunnel circumferential direction and the tunnel axial direction.
[0059]
The second embodiment is the same as the first embodiment in that the fireproof panel 6 includes the heat-insulating material 8 having a contractibility and the porous thin plate 10 as main elements, but a metal as a reinforcing means for the porous thin plate 10 is used. The point which comprises the frame 26 differs from Embodiment 1. FIG.
[0060]
In each figure, the metal frame 26 is configured by assembling steel plates into a frame. That is, the both side frames 26a and the both end frames 26b are assembled in a rectangular shape, and the both side frames 26a are connected by the first intermediate frame 26c, the second intermediate frame 26d, and the third intermediate frame 26e. The first intermediate frame 26c and the second intermediate frame 26d are made of flat steel plates, the third intermediate frame 26e is made of an angle material, and a pin hole 27 is formed in the bottom plate portion of the angle material.
[0061]
In Embodiment 2, the heat insulating material 8 is provided slightly larger than the porous thin plate 10, and therefore, when both members are fixed, the four sides of the heat insulating material 8 are formed on the porous thin plate as shown in FIG. It is provided so as to travel outward from four sides of 10. Further, the four sides of the metal frame 26 are both provided with substantially the same size so as to be fixed along the four sides of the porous thin plate 10. The porous thin plate 10 and the metal frame 26 may be manufactured separately, and each member may be fixed integrally with the anchor pin 12 at the time of construction, or the heat insulating material 8, the porous thin plate 10 and the metal frame 26 may be bonded in advance. The fireproof panel 6 may be configured by being attached by screwing, welding, or the like (an example of a fireproof panel in which each member is fixed in advance is shown in the figure). As described above, the heat insulating material 8 and the porous thin plate 10 are reinforced by the metal frame 26, so that there is no fear of darrel due to their own weight when attached to the primary lining body 3.
[0062]
When fixing the fireproof panel 6 of the second embodiment to the primary lining body 3, the sharp tip of the anchor pin 12 penetrates the heat insulating material 8 by pressing the heat insulating material 8 against the inner surface 3 b of the primary lining body 3. In addition, since it penetrates through any hole 15 of the porous thin plate 10 and further passes through the pin hole 27 in the bottom plate portion of the third intermediate frame 26e made of an angle material in the metal frame 26, it protrudes toward the inner side of the tunnel. The fireproof panel 6 can be fixed to the primary lining body 3 by screwing the nut 23 into the threaded portion 12b of the anchor pin 12 (see FIGS. 12 and 13A).
[0063]
Examples of joining means in the tunnel circumferential direction and the axial direction between the fireproof panels 6 according to the second embodiment will be described in the following order.
[0064]
As shown in FIGS. 12 and 13B, the joining of the refractory panels 6 in the tunnel circumferential direction is parallel to the metal frames 26 in the refractory panels 6 adjacent to each other in the tunnel circumferential direction at a predetermined interval 2. The two end frames 26b are arranged so as to be grasped at the same time by the bent portions of the connection frame 28 having a U-shaped cross section formed by cutting the grooved steel into a predetermined dimension. Then, the anchor pin 12 protruding from the inner surface 3b of the primary lining body 3 is inserted into the open pin hole 29 at the bottom of the connecting frame 28, and the nut 23 is screwed into the threaded portion 12b at the protruding tip. Thus, the adjacent refractory panels 6 in the tunnel circumferential direction are joined. At this time, with respect to both fireproof panels 6, by constructing so that the end portions in the circumferential direction of the overhanging heat insulating material 8 are compressed and adhered, the joint portion is in close pressure contact and no opening is generated. At that time, the space 31 shown in FIG. 12 may be filled with a cotton-like heat insulating material.
[0065]
Similarly, in the tunnel axial direction, the joint portion of the heat insulating material 8 in the adjacent fireproof panel 6 is fastened with the nut 23 to the anchor pin 12 and the fireproof panel 6 to the inner surface of the primary lining 3 as described above. At the same time as pressing against 3b, the heat insulating material 8 between the refractory panels 6 adjacent to each other in the tunnel axis direction is pressure-contacted by constructing the heat insulating material 8 having compressibility so that the end portion in the tunnel axis direction is compressed and closely adhered. Since it is closed by doing this, it is set as the junction part of the fireproof panels 6 adjacent in this with the tunnel axial direction.
[0066]
In addition, when joining the refractory panels 6 adjacent in the tunnel axial direction, the refractory panels adjacent in the tunnel axial direction are used by using the same U-shaped connecting frame as the joint between the refractory panels 6 adjacent in the tunnel circumferential direction. 6 may be configured such that both side frames 26a of the metal frame 26 are sandwiched at the same time and fastened using anchor pins and nuts (not shown). FIGS. 15A, 15B, and 15C show the procedure of the tightly bonded state of the refractory panel, and FIG. 15D shows the entire arrangement state of the refractory panel in an explanatory plan view.
[0067]
FIG. 17 shows an example in which the refractory panels 6 adjacent to each other in the tunnel axial direction are bolted together as a third embodiment via a connecting frame 30 made of channel steel. As shown in the figure, since the two side frames 26a of the metal frame 26 of the fireproof panel 6 adjacent to each other in the tunnel axis direction are separated from each other, the web 30a side of the connecting frame 30 is arranged in contact with the heat insulating material 8 in this space. Then, both the flanges 30b and the both side frames 26a are joined, the connecting bolts 31 are inserted into the bolt holes formed in the both frames, and the nuts 32 are fastened, thus joining the refractory panels 6 adjacent to each other in the tunnel axial direction. Other configurations are the same as those of the second embodiment.
[0068]
Next, the operation of the first and second embodiments will be described.
[0069]
In the fireproof panel 6, the inner surface of the heat insulating material 8 is covered with the porous thin plate 10 for the following reason. In the event of a fire, direct contact of the fire-resistant heat insulating material 8 with the high-temperature gas causes the high-temperature fire / high-temperature gas to enter the porous body and raise the temperature of the back surface of the heat insulating material. By arranging the heat insulating material 8 on the back surface of the porous thin plate 10 on the air side in the tunnel, an increase in the temperature of the heat insulating material 8 can be suppressed. (In this embodiment, as described above, the pore diameter of the porous thin plate = 27 mm, the pitch = 20.5 mm, and the aperture ratio is 32% or more.)
[0070]
The temperature at the time of fire in the tunnel is predicted to be 1200 ° C. to 1350 ° C. at the maximum, and the porous thin plate 10 that is applied for coating without melting at that temperature is the above-described stainless steel (SUS) thin plate, aluminum A metal plate such as a steel plate can be used.
[0071]
In addition, the porous thin plate 10 is located on the air side in the tunnel and directly receives high-temperature heat in the event of a fire in the tunnel, so that the heat is not directly reflected toward the heat source in the tunnel, but is diffusely reflected and scattered. It is preferable that the surface of the porous thin plate 10 is formed by dull / roughening so that the surface is thin. As another example of irregular reflection processing, the surface of a stainless steel plate or carbon steel may be subjected to a treatment such as perforation plating.
[0072]
The heat insulating material 8 is porous in order to obtain heat insulation as a fireproof covering material, and its pores are mainly continuous, and as described above, various materials having different characteristics such as ceramic fiber and glass fiber are used. It can be composed of one or more kinds, and the heat insulating material 8 uses a contractible material. Alternatively, a non-shrinkable material and a contractible material are laminated and used in combination. In that case, it is preferable to arrange a contractible material on the primary lining body 3 side and a non-shrinkable material on the porous thin plate 10 side.
[0073]
When the ceramic fiber is described, it may be referred to as an inorganic fiber. Of the ceramic fibers, glassy ones are sometimes referred to as glass fibers.
[0074]
The ceramic fiber is made of aluminum, clay, zirconia, mullite, dulcon, magnesia, calcia, dolomite, nitrogen carbide, silicon nitride, carbon fiber, blast furnace slag, or one or a combination of two or more thereof.
[0075]
Examples of combinations of two or more ceramic fibers include aluminum and silica and zirconia, mullite and zirconia, magnesia and dolomite, aluminum and silica and carbon fiber, magnesia and silica and carbon fiber, magnesia and chromia, silica and zirconia. There are combinations.
[0076]
The thickness of the heat insulating material 8 of the fireproof panel 6 will be described. The optimum thickness of the heat insulating material 8 varies depending on the temperature and time at the time of fire, the thermal conductivity of the heat insulating material, and whether the object to be protected is concrete or iron. For example, in order to protect concrete from a fire at 1200 ° C. for 55 minutes, the thickness of the fireproof coating is preferably in the range of 10 to 200 mm, more preferably in the range of 20 mm to 100 mm, and still more preferably in the range of 20 to 60 mm. If it exceeds 200 mm, the goal of ensuring the upper limit temperature for preventing deterioration of concrete in the event of fire and reduction in the strength of the steel sheet is achieved, but other effects are not recognized, so it is often not adopted.
[0077]
The heat insulating material 8 of the fireproof panel 6 may be configured by laminating two kinds of materials having different heat resistance. In this case, the first heat insulating material disposed on the back surface of the porous thin plate 10 has a high heat resistant temperature. It is good to comprise the 2nd heat insulating material comprised with a material and arrange | positioned on the inner surface by the side of the primary lining body 3 with a heat insulating material with a heat resistant temperature lower than a 1st heat insulating material. That is, the high heat-resistant heat insulating material as the first heat insulating material is arranged on the heating side during fire, and the relatively low heat-resistant heat insulating material as the second heat insulating material is arranged on the non-heating side during the fire. Specific examples of such combinations are shown below.
[0078]
Heated side during fire / non-heated side during fire,
Insulating fiber for high temperature / Insulated fiber for low temperature
High-temperature inorganic insulation fiber:
The maximum operating temperature is 1260 ° C, 1400 ° C, 1600 ° C, such as grades 1260, 1400, 1600, etc. of SC Nihonka Ceramics.
Low temperature inorganic insulation fiber:
NS fiber blanket made by Nippon Nikki Rock Wool, maximum working temperature 650 ℃.
[0079]
Explaining the above action, firstly, the standard inorganic heat insulating fiber for high temperature has a bulk density of 130 kg / m. ^Three The standard inorganic heat insulating fiber for low temperature has a bulk density of 80 kg / m. ^Three It is. Thus, the division into two layers makes it possible to reduce the weight of the replacement compared to the case of one layer for high temperature.
[0080]
Next, as a specific example in the case where the heat insulating material 8 of the fireproof panel 6 is configured by combining the first heat insulating material having no contractibility and the second heat insulating material having compressibility, Examples of the first heat insulating material that does not exist are an amorphous refractory, a fire proof board, and the like, and the second heat insulating material that has shrinkability includes ceramic fiber and glass fiber.
[0081]
As described above, the first reason for using a contractible (cushioning) material for the second heat insulating material is the mismatch between the shape of the inner surface of the lining concrete and the shape of the rear surface of the refractory panel, or the unevenness of the inner surface of the lining concrete. The second reason is that the heat insulating material is brought into close contact with the inner surface of the lining concrete by tightening the bolt against the gap on the back surface of the panel. When the surface steel plate expands during heating during a fire or when the common steel plate is bent, if the heat insulating material has no cushioning property, the porous thin plate 10 and the heat insulating material 8 that are the surface steel plates There is a possibility that a joint opening may occur between a certain fiber, and the hot air from the fire may enter during a fire, making it impossible to secure the planned insulation.
[0082]
The contractibility of the second heat insulating material (cushioning property) is as follows when the steel sheet of the surface layer expands during heating in a fire as described above, or when the steel sheet bends during shared use. In other words, it is a property that does not cause a gap, and it is possible to ensure a planned heat insulation state even in the event of a fire.
[0083]
As an example of a material that can satisfy the above-described condition with the second heat-insulating material that can be contracted, a case of an inorganic fiber will be specifically described. When the inorganic fiber of the second heat insulating material is fastened with the anchor pin 12, the upper limit for compression and the bulk density when used after being consolidated are as follows.
[0084]
First, the standard inorganic fiber for high temperature has a bulk density of 130 kg / m. ^Three It is. When this is consolidated, the bulk density of the inorganic fiber is 160 kg / m. ^Three ~ 600Kg / m ^Three Below, preferably 200-300Kg / m ^Three It is.
[0085]
Moreover, the bulk density of this inorganic fiber is 600 kg / m. ^Three In the case of exceeding, the fiber of the inorganic fiber breaks during the consolidation process and the cushioning property is lost, and as described above, the surface steel plate (porous thin plate) expands due to heat at the time of fire, or the steel plate used in common use When bending occurs, a joint opening occurs between the surface steel plate and the fiber, and the heat insulation state cannot be secured, which is not preferable.
[0086]
Furthermore, the standard inorganic fiber for high temperature has a bulk density of 130 kg / m. ^Three This is 600 kg / m ^Three For example, when the initial thickness is 100 mm, this corresponds to compressing the thickness to 22 mm. The standard inorganic fiber for low temperature has a bulk density of 80 kg / m. ^Three Compressing 100mm thickness to 22mm is 370Kg / m ^Three It corresponds to. By using these high-temperature or low-temperature standard inorganic fibers, the desired effect can be obtained.
[0087]
As described above, the heat insulating material 8 fixed to the back surface of the porous thin plate 10 is provided with a wire mesh (lass net or the like) to reinforce the strength of the heat insulating material 8 and to prevent the shape from being lost. Good.
[0088]
The opening of the wire net (laser net or the like) is 1 to 5 times the particle size of the raw material of the amorphous heat insulating material (fibers may be added to reinforce the strength), and the wire diameter is preferably 0.5 mm or more. As a specific example, when using a lath net having an opening of 10 mm and a wire diameter of 1 mm, the lath net is 50 cm in length with bolts and flat nuts (washers and nuts) so that the lath net is positioned at 50% of the predetermined thickness of the amorphous heat insulating material. It is good to fix to the SUS board at intervals.
[0089]
By the way, in the primary lining body 3 of the tunnel, generally, when the temperature reaches 600 ° C., the concrete strength decreases to 50% of the initial level, and when the temperature further increases, the strength decreases. As for the strength of the heat insulating material 8 (unshaped refractory), the dehydration reaction of the aluminum cement proceeds until 600 ° C., and the strength decreases. As the temperature increases, the strength does not decrease with a temperature increase from 1200 ° C. to about 1500 ° C. At 1200 ° C., the strength is about 75% of normal temperature. However, when the temperature is in the range of 450 ° C., the strength of the concrete is only slightly lowered.
[0090]
By constructing the fireproof panel 6 according to the present embodiment on the primary lining body 3, the temperature condition can be satisfied at the time of a fire, and the primary lining body 3 can be protected from heat.
[0091]
Next, the obstruction | occlusion property of the joint part of the heat insulating material 8 which has the shrinkability joined to a tunnel circumferential direction and an axial direction is demonstrated. If a gap occurs in the joint part, there is a problem that a fire or high-temperature gas at the time of a fire in the tunnel directly enters from the joint gap and the primary lining body 3 is heated. In this regard, in the present invention, the heat-shrinkable heat insulating material 8 is compressed on the primary lining body 3 side and the adjacent heat insulating material 8 is in pressure contact with each other. Insulating action is ensured. In addition, the porous thin plates 10 partially overlap in the circumferential direction of the tunnel, and between the porous thin plates 10 in the tunnel axial direction, the axial pressing metal 17 (Embodiment 2) and the connecting frame 30 (Embodiment 3) are used. Since it is blocked, the above-mentioned problem can be solved by eliminating the gap in this part, and it is possible to reliably prevent the problem of fire and high temperature gas intruding directly from the joint gap and heating the primary lining body. it can.
[0092]
In addition, the porous thin plate 10 is formed into a wave shape by extending a plurality of protruding ridges on the inner side of the tunnel, extending in the circumferential direction of the tunnel or in the tunnel axis direction, and in parallel at predetermined intervals. (Not shown). By making the porous thin plate 10 into a wave shape in this way, compared to a flat metal plate, there is an improvement in the bending strength of the metal plate itself, and accordingly a reduction in weight due to a reduction in the thickness of the metal plate, By inserting the heat insulating material 8 into the corrugated groove, the support function of the heat insulating material 8 by the porous thin plate 10 is improved. The wave-shaped cross section is arbitrary, and can be a ridge portion having an angular waveform, an arc-shaped waveform, or a deformed cross-sectional shape thereof.
[0093]
The fireproof panel according to the present invention is basically attached to the inner surface after tunnel construction (that is, existing tunnel), but it is preceded by the segment that is the primary lining body during tunnel construction (that is, when constructing a new tunnel). In this state, it may be attached to the tunnel ground.
[0094]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0095]
According to the fireproof panel made of a heat insulating material with the porous side covered with a porous thin plate, tunnels (road tunnels, railway tunnels, other tunnels, regardless of whether the tunnel inner surface is flat or curved) Covers the inner surface of the tunnel for use (for example, underground tunnel for electric power, joint groove, etc.), protects the primary lining body (concrete, ductile iron, steel, and their composites) from the high temperature at the time of fire, and is fireproof In other words, when a fire accident occurs in a tunnel, the high-temperature heat in the tunnel due to the fire is blocked by the fireproof panel and is not transmitted to the concrete of the primary lining body. It is protected from heat and does not deteriorate due to moisture evaporation, and the yield point of ductile cast iron and steel does not decrease. The heat shielding effect due to the covering is remarkable, and as a result, the restoration work of the primary lining body after the fire is no longer necessary, the cost required for the restoration work is reduced, and economic loss due to suspension of traffic in the tunnel, etc. There is an effect that can be eliminated.
[0096]
Moreover, the structure which covers the heat insulating material of the fireproof panel used inside the primary lining body with a metal plate can eliminate the fear of dropping the heat insulating material when shared. In other words, since the refractory body (fiber insulation) is cotton-like and not rigid, problems such as dripping, peeling off, or partly falling off when used alone can be achieved by using a porous thin plate as a refractory material (fiber). By installing it as a protective layer on the inner side of the tunnel (the inner side of the tunnel), rigidity can be secured and the problem is solved. Furthermore, by using this porous thin plate, there is no sound reflection like a metal plate (flat plate) with no holes, and the sound that reaches the panel from the holes is absorbed by the refractory material (fiber). The sound absorbing effect is similar to that of sound insulation walls. As the porous thin plate is made of SUS or aluminum, it has excellent landscape characteristics, and as a function of cleaning work for maintaining the beauty of the tunnel, dirt can be easily removed by cleaning with water spray. it can.
[0097]
Further, when the fireproof panel is fixed to the primary lining body by the anchor pin protruding from the primary lining body side, the hole of the porous thin plate itself can be used as the insertion hole of the anchor pin, and it is not necessary to provide a pin hole separately. Moreover, since the hole of the porous thin plate is large, it can be attached even if the hole is slightly deviated from the anchor pin protruding from the primary lining body side.
[0098]
Since the anchor pin has a sharp tip, the anchor pin penetrates the heat insulating material, and the anchor pin passes through the hole of the porous thin plate, so that it is more advantageous in terms of workability. improves. Furthermore, since the middle part of the anchor pin is cut out in a concave shape, even if the nut is loosened, it does not fall off.
[0099]
In addition, since both the heat insulating material and the porous thin plate are light and flexible, it can be easily constructed by manpower even in an environment where a large heavy machine cannot be used as narrow as a tunnel. Since it can follow unevenness, there are few gaps between the primary lining body. In addition, since the heat insulating material has a contractibility, it can follow even when the nut is tightened to the anchor pin due to the stretchability in the thickness direction, and it can be constructed with the joints closed without gaps due to the stretchability in the lateral direction. .
[0100]
In addition, the heat-insulating material of the fire-resistant panel has a laminate structure in which a plurality of materials having different or different heat resistance temperatures are combined, and the porous thin plate has a corrugated cross section. Due to the configuration, it is possible to expect further effects in terms of thermal barrier properties, workability, production costs, etc. in each interaction.
[0101]
In addition, by applying a coating layer with excellent antifouling properties such as fluorine paint and photocatalyst paint on the surface of the inner side of the tunnel of the metal thin plate, automobile exhaust gas and the like due to the high hydrophilicity of the coating layer This is preferable because it makes it difficult to attach dirt in the tunnel mainly composed of dirt containing oil derived from the oil, and it can be easily removed even if it adheres.
[0102]
Furthermore, if an appropriate number of claw portions projecting toward the heat insulating material are provided on the circumferential portion of each opening portion of the thin metal plate opened by pressing or the like, the adhesion with the heat insulating material is increased, and the metal thin plate and the heat insulating material are insulated. This can be one of the measures for preventing displacement and peeling from the material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a fireproof covering structure on an inner surface of a concrete lining of an existing road tunnel constructed by a shield tunnel.
2A is an enlarged cross-sectional view taken along the line aa in FIG. 2B, and FIG. 2B is a front view of the same tunnel as in FIG.
3 is a schematic perspective view of an existing road tunnel constructed by the shield tunnel of FIG. 1. FIG.
FIG. 4 is a front view of a fireproof covering structure on the inner surface of a concrete lining of an existing road tunnel constructed by a submerged tunnel.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a shield tunnel in which a fireproof panel according to Embodiment 1 is constructed.
FIGS. 6A, 6B, and 6C are perspective views for explaining a joining procedure of fireproof panels. FIGS.
7A and 7B are cross-sectional views showing a procedure for fixing a fireproof panel by passing it through an anchor pin screwed into an insert embedded in a primary lining body.
8A is an enlarged view of a portion (a) of FIG. 9, FIG. 8B is a longitudinal sectional view of FIG. 9A, and FIG. 8C is a bb sectional view of FIG. It is sectional drawing of the longitudinal direction of the same figure (B).
FIG. 9 is an internal view of a tunnel provided with a fireproof panel.
10 is an exploded perspective view of a fireproof panel according to Embodiment 2. FIG.
11 is a perspective view of the fireproof panel of FIG. 10 when assembled.
FIG. 12 is a cross-sectional view in the tunnel circumferential direction in which a fireproof panel is attached to the primary lining body.
13A and 13B are enlarged views of portions (e) and (f) of FIG.
14 is a cross-sectional view taken along line cc and dd in FIG.
FIGS. 15A, 15B, and 15C are explanatory views showing the procedure of the tightly bonded state of the refractory panel, and FIG. 15D is a plan explanatory view of the entire arrangement state of the refractory panel.
FIG. 16 is an explanatory plan view of an entire arrangement of fireproof panels.
FIG. 17 is a cross-sectional view of a fireproof panel joining means for joining in the tunnel axis direction according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Ground
2 Existing tunnel
2a Existing tunnel
3 Primary lining body
3a Primary lining body
3b Inside
5 Road floor
6 Fireproof panel
7 joints
7a Joint part
8 Insulation
8a Exposed part
8b Tip part
9 Middle partition wall
10 Porous thin plate
10a rear end
10b Tip protrusion
12 Anchor pin
12a Base end thread
12b Threaded part
12c recess
12d tip
13 Insert (embedded plug)
14 Overlap of insulation
15 pin hole
15a pin hole
15b Nail part
16 Overlap of porous thin plate
17 Presser bracket in the tunnel axis direction
18 Presser bracket in the circumferential direction of the tunnel
20 Overlap part of circumferential presser bracket
21 pin hole
22 pin hole
23 Nut
24 first spring washer
25 Second spring washer
26 metal frame
26a Both sides frame
26b Both ends frame
26c 1st intermediate frame
26d second intermediate frame
26e 3rd intermediate frame
27 pin hole
28 Connecting frame
29 pin hole
30 Linkage frame
30a web
30b flange
31 space

Claims

シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに施工された鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体等からなる一次覆工体の内側に用いる耐火パネルにおいて、トンネル内空側表面が多孔性の金属薄板で覆われた可縮性を有する断熱材よりなることを特徴とするトンネル用耐火パネル。Refractory used inside a primary lining body composed of reinforced concrete, ductile iron-concrete composites, steel-concrete composites, etc., constructed in shield tunnels, submerged tunnels, NATM tunnels or open-cut tunnels A fireproof panel for a tunnel, characterized in that it is made of a heat-insulating material having a contractible property in which the inner surface of the tunnel is covered with a porous metal thin plate.

前記断熱材がセラミックファイバー及びグラスファイバーの１種又は２種以上からなることを特徴とする請求項１記載のトンネル用耐火パネル。The fireproof panel for a tunnel according to claim 1, wherein the heat insulating material is made of one or more of ceramic fiber and glass fiber.

前記多孔性薄板が、ステンレス鋼またはアルミニウム製の金属板であることを特徴とする請求項１又は２記載のトンネル用耐火パネル。The fireproof panel for tunnel according to claim 1 or 2, wherein the porous thin plate is a metal plate made of stainless steel or aluminum.

前記多孔性薄板は、トンネル周方向またはトンネル軸方向に波形状に成形された金属板よりなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。The fireproof panel for a tunnel according to any one of claims 1 to 3, wherein the porous thin plate is made of a metal plate formed into a wave shape in a tunnel circumferential direction or a tunnel axis direction.

前記金属薄板の多数の孔部に、断熱材側に突出する爪部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。The fireproof panel for a tunnel according to any one of claims 1 to 4, wherein claw portions projecting toward the heat insulating material are provided in a large number of holes of the metal thin plate.

前記金属薄板のトンネル内空側表面に、フッ素塗料、光触媒塗料などの防汚性に優れた塗覆層を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のトンネル用耐火パネル。The fireproof for tunnel according to any one of claims 1 to 5, further comprising a coating layer having excellent antifouling properties such as a fluorine paint and a photocatalyst paint on a surface inside the tunnel of the thin metal plate. panel.

シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネル内の耐火被覆構造であって、一次覆工体が鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなり、前記一次覆工体に埋め込まれた先端が尖った形状のアンカーピンが、請求項１〜６の何れか１項記載のトンネル用耐火パネルにおける断熱材を貫通したうえ、多孔性薄板に形成された孔を貫通しており、このアンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルが一次覆工体に固定されることを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造。It is a fireproof covering structure in any one of shield tunnel, submerged tunnel, NATM tunnel or open-cut tunnel, and the primary lining body consists of reinforced concrete, a composite of ductile iron and concrete, or a composite of steel and concrete, An anchor pin having a sharp tip embedded in the primary lining body is formed in a porous thin plate after penetrating the heat insulating material in the fireproof panel for tunnel according to any one of claims 1 to 6. A fireproof covering structure in a tunnel, wherein the fireproof panel is fixed to a primary lining body by passing through a hole and fastening a nut to the anchor pin.

前記多孔性薄板に形成されたアンカーピン用孔は、当該多孔性薄板の複数の孔のいずれかであり、または、別に開設のアンカーピン挿通孔であることを特徴とする請求項７記載のトンネル内の耐火被覆構造。8. The tunnel according to claim 7, wherein the hole for an anchor pin formed in the porous thin plate is one of a plurality of holes of the porous thin plate, or is an anchor pin insertion hole that is separately established. Inside fireproof coating structure.

前記アンカーピンは、前記耐火パネルから突出している部位のネジ切り部に凹部を設けてあり、ネジ部に螺合したナットが仮に緩んだとしてもこの凹部に位置することでピンから落下しない構成としたことを特徴とする請求項７または８記載のトンネル内の耐火被覆構造。The anchor pin has a recess provided in a threaded portion protruding from the fireproof panel, and even if a nut screwed into the screw portion is loosened, the anchor pin does not fall from the pin by being positioned in the recess. The fireproof covering structure in a tunnel according to claim 7 or 8, wherein

シールドトンネル、沈埋トンネル、ＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施した後に、前記一次覆工体に先端が尖った形状のアンカーピンを埋め込み、次に、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルをトンネル内で一次覆工体側に押し付けることにより、前記アンカーピンを前記耐火パネルの断熱材に貫通させたうえ、多孔性薄板に形成された孔に貫通させ、トンネル内空側に突出した前記アンカーピンにナットを締結することで前記耐火パネルを前記一次覆工体の内側に固定することを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造の構築方法。After applying a primary lining body made of reinforced concrete, a composite of ductile iron and concrete, or a composite of steel and concrete to any of the shield tunnel, submerged tunnel, NATM tunnel or open-cut tunnel, the primary lining An anchor pin with a pointed tip is embedded in the body, and then the fireproof panel according to any one of claims 1 to 6 is pressed against the primary lining body side in the tunnel, thereby fixing the anchor pin to the fireproof panel. The fireproof panel is placed inside the primary lining body by penetrating through a hole formed in the porous thin plate and fastening a nut to the anchor pin protruding toward the inner side of the tunnel. A construction method of a fireproof covering structure in a tunnel characterized by fixing.

シールドトンネル、沈埋トンネルＮＡＴＭトンネル又は開削トンネルの何れかのトンネルに、鉄筋コンクリート、ダクタイル鋳鉄とコンクリートとの合成体、又は鋼とコンクリートの合成体からなる一次覆工体を施工してトンネル内の耐火被覆構造を構築するに際し、請求項１〜６の何れか１項記載の耐火パネルを前記一次覆工体であるセグメント本体のトンネル内空側に固着し、このセグメント本体をトンネル地山に順次固着することを特徴とするトンネル内の耐火被覆構造の構築方法。Fireproof coating in the tunnel by constructing a primary lining body made of reinforced concrete, a composite of ductile iron and concrete, or a composite of steel and concrete, in a shield tunnel, submerged tunnel NATM tunnel or open-cut tunnel In constructing the structure, the fireproof panel according to any one of claims 1 to 6 is fixed to the inside of the tunnel of the segment main body, which is the primary lining body, and the segment main body is sequentially fixed to the tunnel ground. The construction method of the fireproof covering structure in the tunnel characterized by the above-mentioned.