西松建設技報 Vol.22
格子状炭素繊維補強筋 を用いた NOMST
松 島 久男 * HisaoMatsushima 伊藤 忠彦* *
Tadahikolto
LLl崎 宏*
HiroshiYamazaki
1. は じめに
本 報 告 は,格 子 状 に成 形 した炭 素 繊 維 補 強 筋(以 下 , 格 子状cFRP)を立坑 の地 中連続 壁 に用 い て, シール ドを 直接 発 進 す る工 法(以 下,NOMST)を実 施 した結 果 を ま とめ た もの で あ る.従 来,NOMSTと地 中連 続 壁 との組 み合 わせ は,棒状cFRPを補 強筋 に用 い た プ レキ ャス ト コ ンク リー ト部材1仏を使用 してい た. この場 合 , プ レキ ャス ト部材 は重量物 であ るため取 り扱 い に注意 が必 要 で あ り, また,高 強度 コ ンク リー トであ るため切 削 に特別 な配慮 が必要 であ った.
今 回,格子状cFRPとガ ラス繊 維 強化 プ ラス チ ック製 (以 下,GFRP)の補 強枠 を組 み合 わせ る こ とで , プ レキ ャス ト部材 を用 いず に切削 可能 な新素材 コ ンク リー ト壁 を構築す る こ とがで き,かつ,安全確 実 な シー ル ド発進 に成功 したので以下 にその概 要 を報告す る.
2. 発進立坑 と CFRP の配置
発 進立 坑 は外 径19.4mの 円形 立坑 であ り,厚 さ1.2mの 地 中連続壁 と内巻 きコ ンク リー トで構 成 され る. シール ド発 進部 の土被 りは約30mで あ り,発 進 部 の地 質 はN値
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程 度 のゆ るい沖積粘土層 であ る.図‑1
に地 中連続壁 に建 て込 む格子状cFRPの配置 を示 す .GFRP補 強枠 は縦 梁 と棟 梁 で構成 され ,格 子状cFRPの建 て込 み 時 の剛性 確保 とコ ンク リー ト打 ち込 み時 の座屈 防止 の役割 を分担 す る.写真‑ 1に格子状CFRPとGFRP補強枠 を示す .3. 建て込み状況
格 子状cFRPは,連 続繊 維 に ビニ ルエ ス テル樹 脂 を含 浸 させ なが ら一体 成形 した複 合材料 で あ り,格子 の交差 部 は繊 維 が 交 互 に積 層 され た クロス ラ ミネー ト構 造 と
虫中部 (支 ) 中電桑 名 (追)
**技術研究所土木技術課
抄重責
￠5300
図‑ 1 格子状cFRPの配置
写真‑ 1 格子状cFRPと補強枠
写真‑ 2 格子状cFRPの建て込み
なってい る.格子状cFRPとGFRP補 強枠 との接 続 は,檎 子 内 を レジ ンモ ル タルで補 強 し,添接板 を介 してボル ト で接 合 した. ここに,切 削範 囲内の添接板 お よびボル ト はGFRP製 品 を使 用 した.
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抄録
格 子 状
cFRP
とGFRP
補 強 枠 そ の他 の全 重 量 は約 0.8kN/mであ った. この重量 は一般部 の鉄筋寵 の約1/8, 従来のプ レキ ャス ト部材 を使用す る方法の約1/50と極 め て軽量であるため,建 て込み等の施工性 を簡略化す ることがで きた.写真‑ 2に建 て込み状況 を示す.
4. シール ド直接発進状況
(1)先行 ビッ ト
NOMSTでの地 中連続壁 の切削 は,一般 にメイ ンビッ トに対 し前部 に位置す る先行 ビッ トが行 うもの として設 計 される.先行 ビッ トは,今
回GFRP
補強枠が新 たに存 在す ることを考慮 して,超硬チ ップをやや鋭利 な山形 に した もの を用 いた.図‑ 2
に先行 ビッ トの形状 を示す.先行 ビッ トの取 り付 け間隔は30mmであ り, シール ド外 周部 には
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パ ス,内周部 には 1パ スで配置 した.なお,シール ド最外縁 には半月状 ビッ トを先行 ビッ トと同 じ高 さで配置 し
,GFRP
補 強枠 の切削対 策 とした. シール ド は外径5.3mの泥土庄式 の ものであ り,NOMST対応 とし て上記 の先行 ビッ トを300個以上取 り付 けた.(2)切削状況
切削 はチ ャンバ ー内 に添加材 を注入 した後
,2‑3
mm/min程度 の掘進速度 で開始 した. ここで,切削屑 は
≠570mmのス クリュウコンベ アか ら圧送 ポ ンプで立坑上 へ排出す る計画 とした. しか し,地中連続壁 を約400mm 切削 した時点で, コンクリー ト切削屑が圧送 ポ ンプ内で 閉塞 した.マ ンロ ックを開けて調査 した ところ,砕石状 の切削屑 が圧送 ポ ンプ入 口に取 り付 けた金網(#100)上 に 堆積 していた. したが って, これ以降は添加材 の配合 を 替えて切削 を継続することにした.添加材の配合 を表‑ 1 に示す. ここで,遅延剤 は切削屑がチ ャンバー内で再固 化するの を防止す るための ものである.添加材 を変更 し てか らはポ ンプでの閉塞 もな く,ほぼ順調 な切削 を継続 で きた.ただ し,切削終了間際 に地 中連続壁 のかぶ りコ ンクリー トがブロ ック状 に割れるため,最後 は数回の閉 塞 を した.写真
‑3
に圧送ポ ンプの金網上か ら撤去 した コンクリー ト塊 と格子状CFRP
を示す.閉塞 回数 は3
回 で一回の撤去作業 に要す る時間は30分程度であった.な お,GF RP
補強枠 の閉塞 はなかった.一般 に,NOMST切削 中の掘進管理 は,掘進速度 と切 削 トルクの両方で行 われるが,実際は トルク管理が困難 になることが多い.今 回は,簡易的にカ ッター ドラムの 油圧が定格の80%以下 となるように管理 した ところ,描 進速度 は平均 で2mm/min程度 を確保す ることがで きた.
また, この時の総推力 は装備推力の25%以下であ り, ト ルクに比べ推力 は余裕があった.切削作業 は休 日をはさ んで実質3日で終了 した.
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‑｡畠‖届⁝
西松建設技報 VoL22
図‑2 先行 ビッ ト
秦‑ 1 添加材配合
求 流動化剤 増粘剤 遅延剤
初期 配合 1000 触レロース系ポリ5.0マー) ‑ 線キシかレ6.0ポン離) 修 正配合 1000 2.0 2.0 6.0
写貴‑ 3 撤 去 した コンクリー ト塊 と格子状cFRP
5. まとめ
今 臥 シール ド発進 にNOMSTを採用 し,発進 防護 の ための地盤改良 を省略す ることで, コス ト縮減お よび工 期短縮 に寄与す ることがで きた. また,切削可能な新素 材 コンクリー ト壁 をプ レキャス ト部材 を用 いず に構築す ることがで きた. この ことは,NOMSTの施工性 を大 き く改善で きたことを意味 してお り,工法 システム として のバ リエーシ ョンを高めることを実証 した と思われる.
参考文献
1)藤 田守正,近藤悦書,山根淳,伊藤忠彦 ;大深度 円形立坑 か らNOMSTで シール ド発進 (関西電力谷 町筋管路新 設工事),トンネル と地下,Vol.29,No3,pp.33‑39,1998 2)鹿 田雅博 ,伊藤忠彦 ;円形 立坑 か らの シール ド直接発
進,西松建設技報,vol.21,pp.13日 32,1998
