红桃视频

お知らせ2025年07月23日

－シールドトンネル工事のコスト缩减と合理化を実现するセグメント－

当社、戸田建設（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）、日本コンクリート工業（株）（本社：東京都港区、社長：塚本博）の3社は共同で、（一財）先端建設技术センター（本部：東京都文京区、理事長：五道仁実）にて、「超高強度RCセグメント －UHS-RCS (Ultra High Strength Reinforced Concrete Segment)－」の技术審査証明を取得しました。

超高強度RCセグメントは、「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 が適用される地下の道路や鉄道などの大口径シールドトンネル工事において、大規模な建物荷重等が作用する 条件下では適用が困難であった従来のRCセグメントに代わり、超高強度コンクリートを用いることで強度不足を解消し、コストの縮減と工事の合理化を実現する新展開の技术です。

図-1 大深度?大口径シールドトンネルへの适用に优位な超高强度RCセグメント

１．开発の背景

大深度法が适用されるような大深度地下に构筑される、商业地域における道路や鉄道などの大口径シールドトンネル工事では、(1)高层ビルを想定した大きな建物荷重を考虑する必要があること、(2)併设トンネルとなる场合には近接施工の影响を考虑する必要があること、(3)道路トンネルでは耐火性を考虑する必要があることから、従来のRCセグメントの强度では构造が成立しない场合が多く、より高い强度を有する高価な合成セグメントが适用されており、工事费が増加する大きな要因となっています。そこで、合成セグメントに比べ安価な超高强度コンクリートを使用したRCセグメントの开発に取り组むこととしました。なお、商业地域では将来の大规模な建物荷重が条件となることでセグメントに高强度が要求されますが、施工时にはこの将来の建物荷重は作用していません。このため、シールドの施工时荷重がセグメントに与える影响については、商业地域以外で採用されている従来强度のRCセグメントで安定した施工ができていること、推力试験で性能を确认することから、超高强度RCセグメントを採用してもシールドで安定した施工が可能であると考えています。

２．本技术の概要

本技术は、道路や鉄道トンネルなどを対象として、コンクリート中に耐火用のpp繊維（以降、pp1と呼ぶ）とはく落防止用のpp繊維（以降、pp2と呼ぶ）とを混入した超高強度コンクリートを製造する技术と、そのコンクリートを用いてRCセグメントを製作する技术の両方で構成されます。
超高強度コンクリートの開発では、コンクリートにシリカフューム（以降、SFと呼ぶ）を混入することにより、小さい水セメント比でも十分な流動性を確保でき、かつ高い強度を実現しました。また、超高強度コンクリートを用いたRCセグメントを従来のRCセグメントと同様の方法で製作できる技术を開発しました。

超高强度コンクリートには、以下の特徴があります。

　

３．大深度?大口径シールドトンネルの比较例

试设计は、従来から使われている一般的なRCセグメントと合成セグメントに加え、一般のRCセグメントと同じ形状で超高强度コンクリートを用いた超高强度RCセグメントの3種類を対象として行いました。 試設計例では、セグメント外径φ13.0ｍ、土被り75ｍ、大规模建物荷重、併设トンネル、土质は泥岩层を検讨条件としています。断面が决定されるセグメント継手の负曲げモーメントで検讨结果を比较したところ、従来のRCセグメントでは构造が成立しない条件下においても、超高强度RCセグメントでは合成セグメントと同じ厚さ0.55ｍで成立するという试算结果が得られました。

４．构造性能试験（轴力导入継手曲げ试験）

道路および鉄道トンネルで汎用性の高いセグメント継手とリング継手を使用して、実物大の1/2幅（1.8ｍ/2＝0.9ｍ）の平板型供试体により各种构造性能试験を行いました。轴力を导入したセグメント継手曲げ试験では、継手が许容设计断面力となるレベルにおいて、构造の健全性および所定の耐力と変形性能、さらに、计算値を上まわる终局耐力を有していることを确认しました。

写真-1 轴力导入継手曲げ试験（左：试験状况、右：终局曲げ圧缩破壊后の継手面のひび割れ状况）

５．今后の展望

今後は、大深度法が適用されるようなシールドトンネル工事へ本技术の適用を展開することで、快適で安全?安心なまちづくりに貢献していきます。また、社会インフラ整備に寄与する技术開発にも引き続き取り組んでまいります。