超高強度RCセグメント

シールドトンネル工事のコスト縮減と製作・施工の合理化

概要

「大深度地下の公共的使用に関する特別措置法」(以降、大深度法と呼ぶ)が適用される道路などのシールド工事では、①商業地域では高層ビルを想定した大きな建物荷重を考慮する必要があること、②併設トンネルとなる場合には近接施工の影響を考慮する必要があること、③道路トンネルでは耐火性を考慮する必要があることから、従来のRCセグメントでは構造が成立しない場合が多く、このような場合には高価な合成セグメントが適用されており、工事費が高騰する大きな要因となっています。本セグメントは大深度法が適用されるようなシールド工事において、コストの縮減と工事の合理化を可能とする技術です。

超高強度コンクリート フープ筋(高強度鉄筋)pp纖維 骨材(硬質砂岩) セグメント継手 セグメント継手 補強筋例 主鉄筋(高強度鉄筋) 水膨張性シール材 水膨張性シール材

メリット

  • 本技術の適用にり、合成セグメントに比べ製作費を60%程度まで縮減が可能になります。
  • 従来のRCセグメントに比べて厚さが薄く、製造時や運搬時のセグメントの質量低減、セグメント幅の拡大、リング分割数の低減が可能になるため、セグメントの運搬作業の軽減、組立回数の低減が図れ、シールド掘進の進捗が向上します。
  • 従来のRCセグメントのコンクリートに比べて、水セメント比が小さく密実であるため、セグメント本体の水密性および耐久性は同等以上になります。

特徴

従来のRCセグメントのコンクリート設計基準強度は42~60N/mm2であるが、本RCセグメントのコンクリート強度は80~120N/mm2を対象としている。本コンクリートは、以下の特徴を有している。

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    耐火およびはく落防止を目的として、コンクリートにpp繊維(耐火防止用pp繊維(以降、pp1と呼ぶ)、はく落防止用pp繊維(以降、pp2と呼ぶ))を混入しているため、耐火とはく落防止が要求される道路トンネルおよびはく落防止が要求される鉄道トンネルへの適用に優位性がある。なお、道路、鉄道以外の用途についても、コンクリートに高強度が求められる場合には、従来技術に比べ適用性に優れる。
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    従来RCセグメントのコンクリートの設計強度を超える、超高強度80~120N/mm2を対象としている。
  3. 3
    通常と同様な方法でセグメントを製造するために、コンクリートの流動性、早期脱型強度を確保できる。
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    ①~③を同時に満足させるため、低水セメント比で流動性を確保できるように、SFを配合したコンクリートとしている。
表-1 超高強度コンクリート配合例(f'ck=100N/mm2)

関連リリース

論文

  • 超高強度RCセグメントの開発その1-超高強度コンクリートの製造とRCセグメントの製作-、土木学会第79回年次学術講演会(2024年9月)
  • 超高強度RCセグメントの開発その2-超高強度コンクリートの耐火試験-、土木学会第79回年次学術講演会(2024年9月)
  • 超高強度RCセグメントの開発その3-軸力を導入した単体曲げ試験-、土木学会第79回年次学術講演会(2024年9月)
  • 超高強度RCセグメントの開発その4-超高強度コンクリートの耐久性-、土木学会第80回年次学術講演会(2025年9月)
  • 超高強度RCセグメントの開発その5-超高強度コンクリートの浸漬膨張量試験他-、土木学会第80回年次学術講演会(2025年9月)
  • 超高強度RCセグメントの開発その6-軸力を導入した継手曲げ試験-、土木学会第80回年次学術講演会(2025年9月)

特許

  • 特許第7381623号
  • 特願2024-121247
  • 特願2024-121248
  • 特願2024-121249

その他

  • NETIS登録 超高強度RCセグメント KT-260021

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