技术领域 本发明涉及一种用于隧道衬砌的混凝土衬砌块。 本申请以2004年3月26日申请的日本专利申请第2004-91568 号为基础要求优先权，并在此援引其内容。 背景技术 目前，例如采用以下施工方法形成盾构隧道等筒状地下构筑物， 即在挖掘面上配置衬砌块，该衬砌块具有将筒状的衬砌体在轴向及圆 周方向分割形成的圆筒面形状，在衬砌体的延设方向及圆周方向进行 接合，由此形成筒状的衬砌体。 作为上述衬砌块，已知有钢筋混凝土结构的混凝土衬砌块、或在 钢骨架中浇注混凝土得到的合成衬砌块等。 作为混凝土衬砌块的补强方法，有增大钢筋密度、使用较大直径 的钢筋、如特开2001-27099号公报所述使用补强用钢骨架形成SRC 结构(steel encased reinforced concrete)的方法。 但是，上述现有的混凝土衬砌块的补强方法存在以下问题。 即，采用增大钢筋密度或使用更大直径钢筋的补强方法会影响随 后灌注的混凝土的流动性，使填充效率变差，而且，钢筋的加工也费 时费力，由此出现成本增加等问题。 另外，对于使用补强用钢骨架形成SRC结构的补强方法，由于钢 骨架本身价格昂贵，因此存在成本增加的问题。 发明内容 本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种混凝土衬 砌块，该混凝土衬砌块能够在不增加成本的前提下提高本身的的强 度，并且在制造时能够顺利无碍地填充混凝土。 本发明的另一个目的在于提供一种不易发生表面裂纹或棱角部 缺损的混凝土衬砌块。 本发明的混凝土衬砌块的特征为混入了补强纤维。 对于该混凝土衬砌块，优选将上述补强纤维形成网状的纤维结构 物。 对于该混凝土衬砌块，也可以将由上述补强纤维构成的补强用薄 片埋设在上述混凝土衬砌块的表面部分。 或者，对于该混凝土衬砌块，也可以将由上述补强纤维构成的补 强用薄片埋设在上述混凝土衬砌块的角部。 另外，对于该混凝土衬砌块，上述补强纤维优选为玄武岩纤维。 由于本发明在混凝土衬砌块中混入了补强纤维，因此能够提高混 凝土本身的强度，从而，不必增加配置在内部的钢筋密度或使用更大 直径的钢筋就能够提高混凝土衬砌块的强度。 根据本发明，可将补强纤维形成网状纤维结构物，通过将纤维结 构物配置在混凝土衬砌块内的特定部位，能够重点补强该部分，进行 有效的补强处理。 根据本发明，由于将补强用薄片埋设在混凝土衬砌块的表面部 分，因此能够将在施工过程中或施工后容易出现的混凝土衬砌块表面 部分的裂纹防患于未然。另外，即使出现裂纹，也能够有效地分散裂 缝以抑制裂纹宽度增加。另外，在进行隧道施工的情况下，能够防止 在施工后因经年变化等引起混凝土劣化而导致混凝土衬砌块的表面 发生剥落。 根据本发明，由于在棱角部埋设补强用薄片，因此，能够重点补 强在施工过程中或施工后最容易集中负荷的混凝土衬砌块的棱角部， 避免棱角部缺损。 由于玄武岩纤维即使与例如强度优良的玻璃纤维相比，也具有更 高的强度，而且耐酸性·耐碱性优良，因此在本发明中使用玄武岩纤 维作为混凝土衬砌块的补强纤维时，能够得到长期稳定的强度。另外， 通过使用玄武岩纤维，易于吸收振动，能够减少隧道内部产生的振动 或噪音。而且，由于玄武岩纤维是采用自然界中存在的玄武岩制成的， 因此即使在使用后进行废弃时，也不必作为工业废弃物进行废弃，可 以迅速分解还原成土壤。 下面说明使用补强纤维的混凝土衬砌块(纤维补强混凝土衬砌 块)的补强作用。在混凝土中配置了高强度的各种新型原料纤维得到 的纤维补强混凝土衬砌块是在混凝土拌合料中配置补强纤维类材料 后经固化得到的，由此能够弥补作为混凝土缺点的抗拉强度或抗弯强 度低的性质，同时能够赋予其弹性，即使挠度增大，也能够防止混凝 土衬砌块发生破损。 纤维补强混凝土衬砌块可以利用以下方法将补强纤维均匀分散 在水泥基材中进行制造。 (i)使补强纤维在水泥类基材中成形为三维随机分散状态的预混 合法。 (ii)使补强纤维在水泥类基材中成形为二维随机分散状态的喷 射法。 (iii)使补强纤维在水泥类基材中成形为网状或薄片状的纤维结 构物的方法。 采用上述方法(i)时，能够均匀分散的补强纤维的混入量不超过 3重量％，补强效果差。另外，如果混入量超过3重量％，则由于纤 维容易缠绕成不连续的纤维块等，因此采用该方法时即使增加纤维混 入量也不能相应的增加产品强度，反而可能出现成形操作性降低或强 度不均等不希望出现的现象。 方法(ii)与方法(i)相比能够在相当大的范围内选择补强纤维 的混入量，但是由于水泥-水类浆料(混凝土拌合料)的供给泵及喷 浆器构造等的限制，限定了集料的使用量以及粒径，无法得到更大的 补强效果。 方法(iii)是纤维补强混凝土衬砌块的制造方法中最合理的方法， 既可以在大范围内选择补强纤维的混入量，混凝土衬砌块的强度不均 也较少，对使用集料的限制也较少，补强纤维产生的补强效果高。 本发明中使用的补强纤维可以将各种公知的纤维单独或混合后 使用。例如，可以举出耐碱性玻璃纤维、E玻璃(无碱玻璃“no alkali glass”)纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、维尼纶纤维、多芳基化 合物纤维等，但是并不限定于此。其中，特别优选不在混凝土的碱成 分作用下发生劣化、价格较低的耐碱性玻璃纤维。 上述补强纤维也可以制成纤维结构物后使用。纤维结构物可以为 任意形态，例如，可以举出纱罗织物、平纹织物或充纱罗织物 (mockleno weave)等双向织物、三向织物、正交或三向的编织物、 针织物等，但是并不限定于此。其中，优选容易设计强度的双向织物 以及正交的编织物。双向织物因交点强度高而特别优选使用。通过改 变各补强纤维中使用的纤维种类、纤维结构物的形态及纤维混入量， 能够控制混凝土衬砌块的破坏形态。 二向织物、正交的编织物优选为格状，所述格状具有能够通过混 凝土中的细集料的3mm～30mm网眼。纤维混入量越多，纤维结构物 对混凝土衬砌块的补强效果越大，但同时网眼间隔变小。从而，必须 调整纤维混入量和网眼间隔，尤其优选纤维混入量不会变得过少、且 细集料能够通过的3～15mm。 可以根据所需补强效果的大小、所使用纤维的种类适当选择纤维 混入量，优选为30g/m2～350g/m2。 在纤维结构物中附着束缚交点的树脂。纤维结构物补强曲面状的 混凝土体时，由于必须顺应曲面，因此为了使其具有可挠性，优选附 着热塑性树脂。可以采用任意方法附着热塑性树脂，例如，可以举出 采用浸渍、喷雾或刷涂等手段将含有热塑性树脂的溶液或分散物含浸 在纤维补强材料中的方法等，但是并不限定于此。作为优选方案，例 如有将补强纤维浸渍在热塑性树脂的10～99重量％水溶液中，取出 后，在60～200℃下干燥0.5～10分钟。热塑性树脂的含量相对于纤 维和热塑性树脂的总重量优选为2～60重量％，特别优选为5～20重 量％。热塑性树脂的种类优选以与水泥基材的粘合力高的丙烯酸类、 乙酸乙烯酯类树脂为主成分。 本发明中，可以按照上述方法，用补强纤维或具有高强力及可挠 性的纤维结构物，得到经济且具有优良补强效果的混凝土衬砌块。 附图说明 图1为使用本发明混凝土衬砌块的隧道的斜视图。 图2为本发明混凝土衬砌块的斜视图。 图3A为在本发明的混凝土衬砌块中混入的补强用薄片的平面图。 图3B为在本发明的混凝土衬砌块中混入的网状纤维结构物的平 面图。 图4为本发明的混凝土衬砌块的实施方案的斜视图。 图5为本发明的混凝土衬砌块的实施方案的斜视图。 图6为本发明的混凝土衬砌块的实施方案的斜视图。 图7为本发明的混凝土衬砌块的实施方案的斜视图。 具体实施方式 下面，参照附图，说明本发明的混凝土衬砌块的各实施方案。 (第1种实施方案) 用盾构挖掘机挖掘隧道后，在挖掘孔内安装构成衬砌体1的混凝 土衬砌块2，进行构筑。如图1所示，在挖掘孔的周围设置多个混凝 土衬砌块2形成环状，并且沿挖掘孔的长度方向依次设置衬砌块，形 成筒状的衬砌体1。 图2中，符号3为接口部分，用于以螺栓将混凝土衬砌块2之间 连接起来。 将混凝土衬砌块2的类长方体外形弯曲成圆弧形状，根据需要在 内部埋设钢筋(图中未示出)。在混凝土衬砌块2中混入补强纤维。 作为补强纤维，可以使用耐碱性玻璃纤维、E玻璃(无碱玻璃“no alkali glass”)纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、维尼纶纤维、多芳基化 合物纤维等。补强纤维可以为短纤维、长纤维中的任一种，为了得到 均匀的强度，优选容易混入的短纤维。补强纤维的取向也是提高强度 的重要因素。混凝土衬砌块2必须具有足够的强度才能对抗来自外侧 的土压荷载，为了对抗隧道内周面侧产生的拉伸应力，优选在混凝土 衬砌块2的内周面2a附近沿圆周方向配置补强纤维。 通过上述构成，由于混凝土中混入补强纤维，因此能够提高混凝 土自身的强度，从而不必增加配置在内部的钢筋的密度或使用更大直 径的钢筋就能够提高混凝土衬砌块2的强度。 图1、图2所示的例子中，举出适用于将类长方体外形弯曲成圆 弧形状的混凝土衬砌块2的例子进行了说明，但是混凝土衬砌块1的 形状并不限定于上述形状，例如，也可以使用六角形的板状、或两侧 渐缩形成的梯形的板状衬砌块。 (第2种实施方案) 图3A、图3B以及图4中给出本发明的第2种实施方案。在上述 第2种实施方案中，如图3A、图3B所示，将补强纤维预先编织成薄 片状或网状，制成补强用薄片10或网状的补强用薄片(纤维结构物) 11，以纤维结构物的形式进行使用。 补强用薄片10并不一定为规则准确地编织而成的布状，也可以 为无纺布之类纤维不规则配置的形式。 作为补强用薄片10或网状补强用薄片11在混凝土衬砌块2中的 配置例，如图4所示，将其埋设在混凝土衬砌块2的内周面2a或外 周面2b等表面部分。其中，图4只给出仅埋设在内周面侧的表面部 分的情况。在混凝土衬砌块2的内周面2a和外周面2b内并不一定都 进行埋设，也可以只埋设在任意一侧。在任意一侧的表面内进行埋设 时，优选埋设在露出于隧道内的内周面2a侧。其原因在于可以防止 使用者能够目视观察到的隧道内周面侧出现裂纹。 如上所述，将补强纤维制成补强用薄片10或网状补强用薄片11 之类纤维结构物的形式进行使用时，可以将其集中配置在最需要补强 的规定部位，与将上述补强纤维均匀地混入混凝土中进行补强处理时 相比，能够重点补强规定部位的强度，进行有效的补强处理。 特别是将补强用薄片10或补强用薄片11埋设在混凝土衬砌块2 的表面部分时，能够防止容易出现在表面部分的裂纹。 作为补强用薄片10或网状补强用薄片11在混凝土衬砌块2中的 其他配置例，如图5、图6所示，将其埋设在混凝土衬砌块2中相交 的二面形成的棱角部13。即，如图5所示，在混凝土衬砌块2的内周 面2a与侧面2c相交形成的棱角部13a(13)、外周面2b与侧面2c 相交形成的棱角部13b(13)、以及侧面2c、2c同单元之间相交形成 的棱角部13c(13)等所有的棱角部13处进行埋设；或如图6所示， 仅在混凝土衬砌块2的内周面2a与侧面2c相交形成的棱角部13a(13) 处进行埋设。 混凝土衬砌块2的棱角部与其他混凝土衬砌块2或工具、甚至机 器的冲突机会较多，容易发生“缺损”。但是，如上所述，将补强纤 维制成补强用薄片10或网状补强用薄片11后埋设在混凝土衬砌块2 的棱角部13处时，能够避免该棱角部13发生“缺损”。 在混凝土衬砌块2的棱角部13处埋设补强用薄片等纤维结构物 时，如果如图6所示，采用仅在朝向内周面2a的棱角部13a处埋设 的结构，则能够重点避免使用者能够目视观察到的部分即暴露于隧道 内部的内表面2a的棱角部13a发生“缺损”，能够以较低成本防止 使用者观察到的部分发生“缺损”。 而且，作为补强用薄片10或网状补强用薄片11在混凝土衬砌块 2中的配置例，可以如图7所示，仅在混凝土衬砌块2中三面相交形 成的棱角部15处进行埋设。特别是图7所示的结构仅在混凝土衬砌 块2的三面相交形成的棱角部15中朝内周面2a侧的部分埋设补强用 薄片10或网状补强用薄片11。 由此，只要仅在混凝土衬砌块2中三面相交形成的角部15处埋 设补强用薄片10等，就能够重点保护最容易发生“缺损”的三面相 交形成的角部15，以较低的价格防止“缺损”的发生。 作为补强纤维，可以使用上述耐碱性玻璃纤维、E玻璃(无碱玻 璃“no alkali glass”)纤维、碳纤维、芳香族聚酰胺纤维等，另外， 也可以使用玄武岩纤维。 表1给出玄武岩纤维(basalt fiber)的物性与玻璃纤维(glass fiber) 的物性的比较结果。 表1 参数 玄武岩纤维 玻璃纤维 技 术 性 质 能够使用的温度 ℃ -200～+700 -60～+450 烧结温度 ℃ 1050 600 导热系数 kcal/℃ 0.027～0.033 0.029～0.035 物 理 性 质 密度 kg/m3 2800 2540 吸湿性 ％ 0.5 1 (用简易湿度计读取) 振动计性质 ％ 93～100 85～100 弹性模量 kg/mm2 10000 7200 拉伸极限 MPa 1850～2150 1850～2150 100％相对抗湿性 0日 ％ 100 100 32日 ％ 92 74 64日 ％ 91 72 加热后拉伸极限的变化率(以温度20℃时的值为100) 加热温度 20℃ ％ 100 100 200℃ ％ 95 92 400℃ ％ 82 52 化 学 性 质 煮沸液中煮沸3小时后的质量变化率(质量损失) 煮沸液 H2O ％ 99.8(-0.2) 93.3(-0.7) 2N NaOH ％ 88.9(-11.1) 83(-17) 2N HCl ％ 81.8(-18.2) 53.9(-46.1) 电 学 性 质 比电阻(溶质) Ω·m 1×1012 1×1011 (Electric Resistance-to-Volume Ratio) 音 响 性 质 标准隔音因数 (Normal acoustic insulation factor) db 0.9～0.99 0.8～0.93 由表1可知，玄武岩纤维与玻璃纤维相比，张力的比较结果显示 玄武岩纤维的强度高于玻璃纤维。由化学物性值的比较结果可知，玄 武岩纤维的耐酸性·耐碱性也优于玻璃纤维，因此作为衬砌块使用时 能够得到长期稳定的强度。由弹性模量(弹性率)的比较结果可知， 玄武岩纤维比玻璃纤维易于吸收振动，能够降低由混凝土衬砌块构筑 的隧道内部产生的振动或噪音。而且，玄武岩纤维由原本存在于自然 界的玄武岩制成，即使在使用后进行废弃时，也不必作为工业废弃物 进行废弃，可以迅速分解还原为土壤，利于保护地球环境。 以上说明了本发明优选的实施例，但是本发明并不限定于上述实 施例。在不脱离本发明主旨的范围内，可以对其构成进行增加、减略、 替换及其他修改。本发明并不受上述说明的限定，仅由权利要求的范 围进行限定。