(57)【要約】【課題】覆工コンクリートの高品質化と施工効率化とを実現する。【解決手段】移動式型枠装置１は、トンネルの底面３上を走行可能な移動台車４と、展開・縮径可能なアーチ状の型枠５とを備える。型枠５はウォール５２とフォーム５３とからなる２層構造を有する。フォーム５３はその展開時にトンネル内周面及びトンネル底面との間に空間Ｓ（第１の空間Ｓ１及び第２の空間Ｓ２）を形成する。フォーム５３の展開時にフォーム５３がウォール５２に装着されている状態で空間Ｓ内にコンクリートが打設される。フォーム５３は、その展開時に、ウォール５２に装着されている場合には、ウォール５２を介して台車４により支持されて、第１の空間Ｓ１内のコンクリートを支持し、ウォール５２より離脱されている場合には、第２の空間Ｓ２内で硬化したコンクリートを含むインバート支持部により支持されて、第１の空間Ｓ１内のコンクリートを保護する。【選択図】図１
2014190147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内周面へのコンクリートの打設に用いられる移動式型枠装置であって、
トンネルの底面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、
この移動台車をその上方より覆うように配置されて前記移動台車に着脱可能なアーチ状の型枠と、
を含んで構成され、
前記型枠は、トンネル内周面に対向する外周面と、トンネル底面に対向する下端面とを有して、展開・縮径可能であり、
前記型枠は、前記展開時に、前記外周面とトンネル内周面との間にコンクリート打設用の第１の空間を形成すると共に、前記第１の空間に連続するように前記下端面と前記トンネル底面との間にコンクリート打設用の第２の空間を形成し、
前記展開時に、前記型枠が前記移動台車に装着されている状態で、前記第１の空間内及び前記第２の空間内にコンクリートが打設され、
前記型枠は、前記展開時に、前記移動台車に装着されている場合には、前記移動台車によって支持されて、前記第１の空間内のコンクリートを支持し、
前記型枠は、前記展開時に、前記移動台車より離脱されている場合には、前記第２の空間内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持されて、前記第１の空間内のコンクリートを保護することを特徴とする移動式型枠装置。
【請求項２】
前記第２の空間をトンネル内方より覆うように前記型枠の内周面の下端部に設置されるインバート支持部内型枠を更に含んで構成されることを特徴とする請求項１に記載の移動式型枠装置。
【請求項３】
トンネル内周面へのコンクリートの打設に用いられる移動式型枠装置であって、
トンネルの底面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、
この移動台車をその上方より覆うように配置されて展開・縮径可能なアーチ状の型枠と、
を含んで構成され、
前記型枠は、そのトンネル径方向内側に配置されて前記移動台車に連結されるアーチ状のウォールと、トンネル径方向外側に配置されて前記ウォールに着脱可能なアーチ状のフォームと、からなる２層構造を有し、
前記フォームは、トンネル内周面に対向する外周面と、トンネル底面に対向する下端面とを有し、
前記フォームは、前記展開時に、前記外周面とトンネル内周面との間にコンクリート打設用の第１の空間を形成すると共に、前記第１の空間に連続するように前記下端面と前記トンネル底面との間にコンクリート打設用の第２の空間を形成し、
前記展開時に、前記フォームが前記ウォールに装着されている状態で、前記第１の空間内及び前記第２の空間内にコンクリートが打設され、
前記フォームは、前記展開時に、前記ウォールに装着されている場合には、前記ウォールを介して前記移動台車によって支持されて、前記第１の空間内のコンクリートを支持し、
前記フォームは、前記展開時に、前記ウォールより離脱されている場合には、前記第２の空間内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持されて、前記第１の空間内のコンクリートを保護することを特徴とする移動式型枠装置。
【請求項４】
前記第２の空間をトンネル内方より覆うように前記フォームの内周面の下端部に設置されるインバート支持部内型枠を更に含んで構成されることを特徴とする請求項３に記載の移動式型枠装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の移動式型枠装置を用いてトンネル内周面にコンクリートを打設して覆工コンクリートを構築する方法であって、
前記第２の空間内へのコンクリートの打設に続いて、前記第１の空間へのコンクリートの打設を連続的に行うことを特徴とする覆工コンクリートの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内周面へのコンクリートの打設に用いられる移動式型枠装置、及び、この装置を用いてトンネル内周面に覆工コンクリートを構築する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＮＡＴＭ工法を用いて山岳トンネルを施工するときには、まず、発破掘削等により形成されたトンネルの内周面に、一次覆工として吹付コンクリートを吹き付け、その上に必要に応じて防水用のシートを設置し、更に、二次覆工として、トンネル内周面に対向する外周面を有するアーチ状の型枠を用いて、覆工コンクリートを構築する。
【０００３】
この覆工コンクリートの構築に用いられる型枠としては、例えば、特許文献１に記載のテレスコピック形型枠（テレフォーム）を挙げることができる。
この種のテレスコピック形型枠はアーチ状の断面形状を有しており、そのアーチ状断面が展開・縮径され得る。また、トンネルの底面上にはレールが敷設されており、このレール上を門型の移動台車が走行する。この移動台車にはアーチ状の型枠が搭載可能である。また、移動台車は、脱型移動時に、縮径状態のアーチ状の型枠を搭載して、展開状態の他のアーチ状の型枠内をトンネル軸方向に走行することが可能である。
【０００４】
また、特許文献１には、覆工コンクリートの構築前に、予め、トンネル底部の両側部に支持コンクリートを構築することが記載されている。この支持コンクリートは、アンカーにより地盤に定着されている。そして、覆工コンクリートの構築時には、アーチ状の型枠の両端部がそれぞれ支持コンクリートにボルトで固定される。これにより、アーチ状の型枠は、その両端部で、それぞれ、ボルト、支持コンクリート及びアンカーを介して、地盤に強固に支持されて、覆工コンクリートの構築時（特にコンクリート打設時）に作用するコンクリートの圧力を支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０８８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、覆工コンクリートの構築前に、予め、トンネル底部の両側部に支持コンクリートを構築する。このため、覆工コンクリートの構築前に支持コンクリートの構築工程を組み込むことになるので、作業工数が増加する。また、トンネル内において、アーチ状の型枠より切羽側に、支持コンクリート構築用の設備を配置する必要があるので、当該設備の配置スペースを、覆工コンクリートの構築作業に用いることが難しかった。
【０００７】
また、高品質な覆工コンクリートを構築するためには、打設されたコンクリートを型枠で十分に養生することにより、コンクリートの硬化に必要な温度・湿度の条件を保持することが重要であり、また、外部からの影響を受けないようにすることが重要である。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、覆工コンクリート構築時の施工効率化と、覆工コンクリートの高品質化とを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そのため本発明に係る移動式型枠装置は、トンネルの底面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、この移動台車をその上方より覆うように配置されて移動台車に着脱可能なアーチ状の型枠と、を含んで構成される。型枠は、トンネル内周面に対向する外周面と、トンネル底面に対向する下端面とを有して、展開・縮径可能である。型枠は、上記展開時に、型枠の外周面とトンネル内周面との間にコンクリート打設用の第１の空間を形成すると共に、この第１の空間に連続するように型枠の下端面とトンネル底面との間にコンクリート打設用の第２の空間を形成する。上記展開時に、型枠が移動台車に装着されている状態で、第１の空間内及び第２の空間内にコンクリートが打設される。型枠は、上記展開時に、移動台車に装着されている場合には、移動台車によって支持されて、第１の空間内のコンクリートを支持する。型枠は、上記展開時に、移動台車より離脱されている場合には、第２の空間内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持されて、第１の空間内のコンクリートを保護する。
【００１０】
または、本発明に係る移動式型枠装置は、トンネルの底面上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車と、この移動台車をその上方より覆うように配置されて展開・縮径可能なアーチ状の型枠と、を含んで構成される。型枠は、そのトンネル径方向内側に配置されて移動台車に連結されるアーチ状のウォールと、トンネル径方向外側に配置されてウォールに着脱可能なアーチ状のフォームと、からなる２層構造を有する。フォームは、トンネル内周面に対向する外周面と、トンネル底面に対向する下端面とを有する。フォームは、上記展開時に、フォームの外周面とトンネル内周面との間にコンクリート打設用の第１の空間を形成すると共に、この第１の空間に連続するようにフォームの下端面とトンネル底面との間にコンクリート打設用の第２の空間を形成する。上記展開時に、フォームがウォールに装着されている状態で、第１の空間内及び第２の空間内にコンクリートが打設される。フォームは、上記展開時に、ウォールに装着されている場合には、ウォールを介して移動台車によって支持されて、第１の空間内のコンクリートを支持する。フォームは、上記展開時に、ウォールより離脱されている場合には、第２の空間内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持されて、第１の空間内のコンクリートを保護する。
【００１１】
また、本発明に係る覆工コンクリートの構築方法は、上記移動式型枠装置を用いてトンネル内周面にコンクリートを打設して覆工コンクリートを構築するときに、上記第２の空間内へのコンクリートの打設に続いて、上記第１の空間へのコンクリートの打設を連続的に行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、型枠は移動台車によって支持され得る。これにより、例えば、コンクリートの打設圧力や、打設直後で強度（圧縮強度）が不十分なコンクリートの自重が、型枠及び移動台車によって支持されるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートを構築してボルト等で固定することなく型枠を支持することができる。すなわち、型枠を支持するための支持コンクリートを予め構築することや、型枠と支持コンクリートとをボルトを介して固定すること等の必要がないので、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００１３】
また本発明によれば、型枠の展開時に、型枠が移動台車より離脱されている場合には、型枠が、上記第２の空間内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持される。これにより、硬化した覆工コンクリートの一部であるインバート支持部を型枠支持用の基礎部材として機能させることができるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートの構築工程を省略することができる。また、型枠から離脱された移動台車を含む移動式型枠装置は、次のコンクリート打設作業の準備に入ることができ、従って、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００１４】
また、型枠は、移動台車から離脱した状態で、コンクリートが打設された位置に存置され得るので、この位置のコンクリートの保護・養生を行うことができる。
ここで、本発明におけるコンクリートの保護・養生とは、打設されたコンクリートの表面の外部への露出を抑制することを意味する。
一般に、コンクリートが硬化して自立可能な強度となった場合でも、強度が十分でないため、脱型時にひずみやコンクリートの表面の剥落が発生する場合がある。
この対策としてコンクリートを保護・養生することにより、コンクリート表面から蒸発する水分を低減することができ、また、コンクリートの表面と内部との温度差を低減することができるので、乾燥収縮によるひび割れやコンクリート表面の剥落の発生等を抑制することができる。また、長期の強度の促進を図ることができ、ひいては、覆工コンクリートの高品質化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態における移動式型枠装置の概略構成を示す図
【図２】覆工コンクリートの構築方法を示す図
【図３】移動式型枠装置の作動状態を示す図
【図４】移動式型枠装置の作動状態を示す図
【図５】本発明の第２実施形態における移動式型枠装置の概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態における移動式型枠装置の概略構成を示す。尚、図１の左右半部は、それぞれ、移動式型枠装置のトンネル軸方向における異なる位置での横断面を示す。
【００１７】
移動式型枠装置１は、吹付コンクリート２により一次覆工された山岳トンネルの坑内に配置されている。
移動式型枠装置１は、トンネルの底面３上をトンネル軸方向に走行可能な門型の移動台車（ガントリー）４と、このガントリー４をその上方より覆うように配置されるアーチ状の型枠５と、を含んで構成される。
トンネル底面３のうち、トンネル幅方向の両端部（両側部）には、余掘りにより、凹部３ａが予め形成されている。すなわち、トンネルの底面３は、その一部が、凹部３ａの底面により構成されている。
【００１８】
ガントリー４は、トンネル軸方向に所定の長さを有しており、その前後端（トンネル軸方向端）の脚部４１の下端には、トンネル底面３上に敷設されたレール４２上を移動する自走装置４３が設けられている。ここで、レール４２はトンネル軸方向に所定の長さで延在している。尚、本実施形態では、ガントリー４は、自走装置４３により走行するが、走行形態はこれに限らず、例えば、ガントリー４は、電動ウインチ等の牽引装置によって牽引されて走行するように構成されてもよい。
また、ガントリー４のトンネル軸方向の中間に位置する複数の脚部４４にはそれぞれ下端に補助ジャッキ４５が設けられている。補助ジャッキ４５は、ガントリー４の停止時にガントリー４の移動を制限するものである。
【００１９】
ガントリー４の断面門型形状の内方には、トンネル軸方向に作業車両（例えばずり出しトラック）が容易に通過できるように、内部空間４６が形成されている。
ガントリー４には、送風用の風管４７と、トンネル掘削ずり搬出用の連続ベルコン装置（図示せず）と、作業足場（図示せず）とが設けられている。尚、本実施形態では連続ベルコン装置が設置されているが、連続ベルコン装置が設置されない場合もある。作業足場は、コンクリートの打設作業時や後述するフォームの着脱作業時等に使用される。このように覆工コンクリートの作業場所は設備が複雑に配置されている。
また、ガントリー４には、覆工用のコンクリートを圧送するための配管（図示せず）が設けられており、これら配管の先端部は、それぞれ、型枠５に設けられた打設孔（図示せず）に案内されている。
【００２０】
型枠５は、トンネル軸方向に所定幅（例えば１．５ｍ幅）を有するアーチ状の型枠部材５１をトンネル軸方向に複数（例えば７個）互いに連結して１スパン（例えば１０．５ｍ）として構成されている。尚、型枠部材５１の幅はこれに限らない。また、型枠５の１スパン当たりの型枠部材５１の個数はこれに限らない。
型枠部材５１は、そのトンネル径方向内側に配置されてガントリー４に連結されるアーチ状のウォール５２と、トンネル径方向外側に配置されてウォール５２に着脱可能に取り付けられるアーチ状のフォーム５３と、からなる２層構造を有する。ここでいう着脱可能とは、ウォール５２がフォーム５３を支持し得る構造と支持していない構造とに変更が可能であることを意味する。
【００２１】
ウォール５２は、その形状が、フォーム５３を介して、トンネルの覆工の形状に追従するように形成されている。
ウォール５２は、頂部に位置する天端ウォール５２ａと、天端ウォール５２ａの両端にヒンジ機構を介して枢支された側ウォール５２ｂと、側ウォール５２ｂの下端にヒンジ機構を介して枢支された下端ウォール５２ｃと、を備える。換言すれば、ウォール５２は、トンネル周方向に直列に５つの小ウォール（１つの天端ウォール５２ａと、２つの側ウォール５２ｂと、２つの下端ウォール５２ｃと）に分割されて、隣接する小ウォール同士がヒンジ機構を介して互いに連結されている。尚、本実施形態では、ウォール５２は、トンネル周方向に直列に５つの小ウォールに分割されているが、分割の個数はこれに限らず、ウォール５２は、トンネル周方向に直列に５つ以上の小ウォールに分割されることが好ましい。
【００２２】
天端ウォール５２ａ、側ウォール５２ｂ、及び下端ウォール５２ｃは、それぞれ、Ｈ形断面を有し、トンネル周方向に延びて所定の長さを有する円弧状の鋼材（図示せず）からなる枠体である。
天端ウォール５２ａは、ガントリー４の頂部上にトンネル軸方向に複数設けられたジャッキ５５によって昇降可能に支持されている。従って、天端ウォール５２ａは、ジャッキ５５を介して、ガントリー４に連結されている。
【００２３】
側ウォール５２ｂ及び下端ウォール５２ｃは、それぞれ、ガントリー４の脚部４１，４４に設けられたジャッキ５６，５７に連結されており、これらジャッキの伸縮によって、トンネル内外方向に移動させられる。従って、側ウォール５２ｂ及び下端ウォール５２ｃは、ジャッキ５６，５７を介して、ガントリー４に連結されている。
従って、ウォール５２は、ジャッキ５５〜５７の伸縮によって、展開・縮径することができる。
【００２４】
尚、ジャッキ５７は、ガントリー４の脚部４１，４４及び下端ウォール５２ｃに着脱可能に取付けられている。これにより、ウォール５２の縮径度合いが大きい場合には、ジャッキ５７を取り外して下端ウォール５２ｃを図示しないチェーンブロック等で吊り上げることで、下端ウォール５２ｃに取付けられた下端フォーム５３ｃのトンネル底面３への接触を抑制することができる。
【００２５】
フォーム５３は、頂部に位置する天端フォーム５３ａと、天端フォーム５３ａの両端にヒンジ機構を介して枢支された側フォーム５３ｂと、側フォーム５３ｂの下端にヒンジ機構を介して枢支された下端フォーム５３ｃと、を備える。換言すれば、フォーム５３は、トンネル周方向に直列に５つの小フォーム（１つの天端フォーム５３ａと、２つの側フォーム５３ｂと、２つの下端フォーム５３ｃと）に分割されて、隣接する小フォーム同士がヒンジ機構を介して互いに連結されている。尚、本実施形態では、フォーム５３は、トンネル周方向に直列に５つの小フォームに分割されているが、分割の個数はこれに限らず、フォーム５３は、トンネル周方向に直列に５つ以上の小フォームに分割されることが好ましい。
【００２６】
天端フォーム５３ａ、側フォーム５３ｂ、及び下端フォーム５３ｃは、それぞれ、箱型の鋼製フォームからなり、トンネル内周面に対向する側で閉口している。また、天端フォーム５３ａ、側フォーム５３ｂ、及び下端フォーム５３ｃは、それぞれ、対応するウォール５２の形状に合わせたアーチ状を有する。
天端フォーム５３ａ、側フォーム５３ｂ、下端フォーム５３ｃは、それぞれ、図示しないずれ止めピン等の金具を用いて、天端ウォール５２ａ、側ウォール５２ｂ、下端ウォール５２ｃに着脱可能に取付けられる。従って、フォーム５３がウォール５２に装着されて一体化されている場合には、フォーム５３は、ジャッキ５５〜５７の伸縮によって、ウォール５２を介して、展開・縮径することができる。尚、本実施形態では、フォーム５３とウォール５２とについて、ピン等の金具を用いて着脱可能の構造としたが、ウォール５２がフォーム５３を支持し得る構造と支持していない構造とに変更可能であれば、着脱可能の構造はこれに限らない。例えば、ウォール５２に備わる凸部材が、フォーム５３に備わる凹部材に嵌合して、ウォール５２がフォーム５３を支持し得る構造であってもよい。
【００２７】
フォーム５３がウォール５２に装着されている状態で展開されると、フォーム５３は、吹付コンクリート２の内周面（トンネル内周面）及びトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間にコンクリート打設用の空間Ｓを形成する。
【００２８】
空間Ｓは、第１の空間Ｓ１及び第２の空間Ｓ２を含んで構成される。
第１の空間Ｓ１は、フォーム５３のアーチ状の外周面（覆工面）と吹付コンクリート２の内周面（トンネル内周面）との間に形成される空間であり、詳しくは、フォーム５３の外周面と、吹付コンクリート２の内周面（トンネル内周面）と、トンネルの底面３（凹部３ａの底面）と、フォーム５３の外周面の下端より鉛直方向下方に延びる仮想面Ｐと、により区画形成される空間である。ここで、型枠５のアーチ状の外周面（覆工面）は、フォーム５３の外周面により構成されている。
【００２９】
第２の空間Ｓ２は、フォーム５３の下端面（詳しくは、下端フォーム５３ｃの下端面）とトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間に形成される空間であり、第１の空間Ｓ１の下端部に連続している。詳しくは、第２の空間２は、フォーム５３の下端面と、トンネルの底面３（凹部３ａの底面）と、上述の仮想面Ｐと、後述する矢板５９と、により区画形成される空間である。ここで、下端フォーム５３ｃの下端部は板状部材（図示せず）により構成されており、この板状部材の下面が下端フォーム５３ｃの下端面に対応している。また、下端フォーム５３ｃの下端面は、フォーム５３の展開時に、トンネルの底面３（凹部３ａの底面）に対向する。また、型枠５の下端面は、フォーム５３の下端面（下端フォーム５３ｃの下端面）により構成されている。尚、本発明の「インバート支持部」は、第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリートを含み、基礎部材として機能して、フォーム５３を支持し得る。すなわち、空間Ｓ内で構築される覆工コンクリートのうち、フォーム５３からの鉛直方向の荷重を直接的に支持し得る部分が「インバート支持部」であり、この「インバート支持部」は、第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリートを含んで構成される。
【００３０】
空間Ｓ内にコンクリートが打設されるに先立って、下端フォーム５３ｃの内周面の下端部には、矢板５９が、第２の空間Ｓ２をトンネル内方より覆うように設置される。尚、矢板５９は、本発明の「インバート支持部内型枠」として機能するものであり、また、本発明の「移動式型枠装置」を構成するものである。矢板５９は、下端フォーム５３ｃの下端面と、トンネルの底面３（凹部３ａの底面）との間の第２の空間Ｓ２からトンネル内方へのコンクリートの漏洩を抑制する。
【００３１】
空間Ｓ内へのコンクリート打設時には、第２の空間Ｓ２内へのコンクリートの打設に続いて、第１の空間Ｓ１へのコンクリートの打設が連続的に行われる。また、第１の空間Ｓ１内へのコンクリートの打設によって第２の空間Ｓ２内にコンクリートが打設されることで、第２の空間Ｓ２内へのコンクリート打設が、第１の空間Ｓ１へのコンクリートの打設と実質的に同時に行われてもよい。
【００３２】
空間Ｓ内にコンクリートが打設されると、このコンクリートは、フォーム５３、ウォール５２、及び、ガントリー４によって支持される。換言すれば、フォーム５３は、ウォール５２を介してガントリー４に支持されて、空間Ｓ内のコンクリート（特に、第１の空間Ｓ１内のコンクリート）を支持する。
【００３３】
コンクリートの打設から所定期間が経過した後に、フォーム５３の展開状態を維持しつつ、フォーム５３をウォール５２より離脱させる場合には、フォーム５３は、コンクリートが打設された位置（コンクリート打設位置）に存置されて、空間Ｓ内に打設されたコンクリート（特に、第１の空間Ｓ１内のコンクリート）を保護する。ここで、上述の所定期間とは、打設されたコンクリートが硬化してその自重や施工中に加わる荷重に耐えられる強度（圧縮強度）に達するまでの期間であり（換言すれば、打設されたコンクリートが硬化して自立可能な強度に達するまでの期間であり）、トンネルの大きさ、形状、覆工厚さ、環境温度・湿度等の施工条件、コンクリートの成分等を考慮して予め設定される。また、下端フォーム５３ｃの下端面については、その表面積が、下端フォーム５３ｃの下端面に作用する荷重と、上述のコンクリートの圧縮強度とに基づいて、設定され得る。
【００３４】
また、本実施形態のフォーム５３は、アーチ状の断面を有することにより、一定の形状保持力を有する。また、第２の空間Ｓ２内にて自立可能な強度となったコンクリート（インバート支持部）は、基礎部材として機能して、フォーム５３を支持し得る。従って、空間Ｓ内に打設されたコンクリートが自立可能な強度となった後に支保手段（本実施形態ではウォール５２）を離脱させても、フォーム５３はコンクリート打設位置に存置可能である。
【００３５】
次に、移動式型枠装置１を用いる覆工コンクリートの構築方法について、図２〜図４を用いて説明する。
図２は、覆工コンクリートの構築方法を模式的に示している。図３及び図４は、覆工コンクリートの構築時における移動式型枠装置の作動状態を示している。ここで、トンネル覆工進行方向とは、トンネル軸方向に一致するものである。
【００３６】
図２において、長方形のマス目１つ分は、トンネル内周面における型枠５の１スパン分（すなわち、型枠部材５１の７個分）の領域に対応している。一点鎖線で示された長方形のマス目は、覆工コンクリートの構築が完了した領域である。実線で示された長方形のマス目は、１スパン分（１連分）のフォームが存在している領域である。２重実線で示された長方形のマス目は、１スパン分（１連分）のフォーム及びウォールを含む移動式型枠装置が存在している領域である。破線で示された長方形のマス目は、覆工コンクリートの構築が未だ開始されていない領域である。比較的粗いドッドで示された領域は、コンクリートの養生が完了した領域である。比較的密なドットで示された領域は、コンクリートの養生を行っている領域である。斜線で示された領域は、コンクリートの打設を行っている領域か、又は、コンクリートの打設を行って所定期間を経過していない領域である。
【００３７】
図２（Ａ）に示す各スパンをトンネル覆工進行方向に順に説明すると、スパン１，２ではそれぞれ、コンクリートの養生が完了し、脱型も完了して、覆工コンクリートの構築が完了している。スパン３では、コンクリートを打設した位置に存置されている１連分のフォーム１０２によって、コンクリートの養生が行われている。スパン４には、１連分のフォーム１０１を含む展開状態の移動式型枠装置１が配置されている。そして、フォーム１０１は、吹付コンクリート２の内周面（トンネル内周面）及びトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間にコンクリート打設用の空間Ｓを形成し、この空間Ｓ内にコンクリートが打設されている（図３（ア）参照）。スパン５〜８は、覆工コンクリートの構築が未だ開始されていない。
【００３８】
スパン４におけるコンクリートの打設が完了した後、上述の所定期間が経過すると、図２（Ｂ）に示すように、スパン４では、フォーム１０１の展開状態を維持しつつ、ウォール５２をフォーム１０１より離脱させて縮径させ、フォーム１０１をコンクリート打設位置に存置させることにより、この位置のコンクリートの養生を行う（図３（イ）参照）。そして、縮径状態のウォール５２を含む移動式型枠装置１を、スパン４（フォーム１０１の展開位置）から、それよりトンネル覆工進行方向後方にて養生を完了したフォーム１０２の展開位置（スパン３）まで後進させる。この後、ウォール５２を展開させてフォーム１０２をウォール５２に装着させ、この装着状態でウォール５２及びフォーム１０２を縮径させる（図４（ウ）参照）。このようにして、スパン３にて脱型が行われる。尚、この脱型時には、ウォール５２及びフォーム１０２の縮径に先立って、矢板５９が撤去される。
【００３９】
この脱型後に、縮径状態のフォーム１０２を含む移動式型枠装置１を、トンネル覆工進行方向に前進させて、スパン４のフォーム１０１内を通過させて（図４（エ）参照）、図２（Ｃ）に示すように、フォーム１０１（スパン４）よりトンネル覆工進行方向前方のコンクリート打設位置（スパン５）まで移動させる。
【００４０】
そして、図２（Ｄ）に示すように、スパン５にて、上述の図２（Ａ）と同様に、フォーム１０２が、吹付コンクリート２の内周面（トンネル内周面）及びトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間にコンクリート打設用の空間Ｓを形成し、この空間Ｓ内にコンクリートが打設される。
以上の工程を繰り返すことにより、覆工コンクリートの構築を、トンネル覆工進行方向に進行させることができる。
【００４１】
本実施形態によれば、移動式型枠装置１は、移動式型枠装置１は、トンネルの底面３上をトンネル軸方向に走行可能なガントリー４（門型の移動台車）と、ガントリー４をその上方より覆うように配置されてガントリー４によって支持可能なアーチ状の型枠５と、を含んで構成される。型枠５は、そのトンネル径方向内側に配置されてガントリー４に連結されるアーチ状のウォール５２と、トンネル径方向外側に配置されてウォール５２に着脱可能なアーチ状のフォーム５３と、からなる２層構造を有する。フォーム５３は、トンネル内周面に対向する外周面と、トンネル底面３（凹部３ａの底面）に対向する下端面とを有する。フォーム５３は、上記展開時に、フォーム５３の外周面とトンネル内周面との間にコンクリート打設用の第１の空間Ｓ１を形成すると共に、第１の空間Ｓ１に連続するように下端フォーム５３ｃの下端面とトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間にコンクリート打設用の第２の空間Ｓ２を形成する。上記展開時に、フォーム５３がウォール５２に装着されている状態で、第１の空間Ｓ１内及び第２の空間Ｓ２内にコンクリートが打設される。フォーム５３は、上記展開時に、ウォール５２に装着されている場合には、ウォール５２を介してガントリー４によって支持されて、第１の空間Ｓ１内のコンクリートを支持する。これにより、例えば、コンクリートの打設圧力や、打設直後で強度（圧縮強度）が不十分なコンクリートの自重が、フォーム５３、ウォール５２、及び、ガントリー４によって支持されるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートを構築してボルト等で固定することなくフォーム５３を支持することができる。すなわち、フォーム５３を支持するための支持コンクリートを予め構築することや、フォーム５３と支持コンクリートとをボルトを介して固定すること等の必要がないので、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、フォーム５３は、上記展開時に、ウォール５２より離脱されている場合には、第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持される。これにより、硬化した覆工コンクリートの一部をフォーム支持用の基礎部材として機能させることができるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートの構築工程を省略することができる。尚、本実施形態において、第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリートは、覆工コンクリートの養生時に、型枠５のうちフォーム５３のみを支持すればよいので、特許文献１に記載のような支持コンクリートに比べて、必要とされる強度が低くなり得る。それゆえ、フォーム支持用の基礎部材の量を低減することができる。また、必要とされる強度が低くなるので、打設後に比較的早期にインバート支持部によりフォーム５３を支持することが可能となる。
【００４３】
また本実施形態によれば、下端フォーム５３ｃの下端面とトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間の第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリート（詳しくは、打設から所定期間経過して自立可能な強度に達したコンクリート）によってフォーム５３が支持され得るので、フォーム５３をウォール５２及びガントリー４から離脱することができる。これにより、フォーム５３から離脱されたウォール５２及びガントリー４を含む移動式型枠装置１は、次のコンクリート打設作業の準備に入ることができ、従って、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００４４】
また本実施形態によれば、フォーム５３は、ウォール５２より離脱されている場合には、コンクリートが打設された位置に存置されて、この位置のコンクリート（特に、第１の空間Ｓ１内のコンクリート）を保護する。これにより、自立可能な強度に達したコンクリートについては、存置されたフォーム５３によって養生が十分に継続されるので、覆工コンクリートの高品質化を実現することができる。
【００４５】
また本実施形態によれば、矢板５９（インバート支持部内型枠）が、第２の空間Ｓ２をトンネル内方より覆うように下端フォーム５３ｃの内周面の下端部に設置される。これにより、第２の空間Ｓ２からトンネル内方へのコンクリートの漏洩を抑制することができる。
【００４６】
また本実施形態によれば、空間Ｓ内へのコンクリート打設時には、第２の空間Ｓ２内へのコンクリートの打設に続いて、第１の空間Ｓ１へのコンクリートの打設を連続的に行う。これにより、インバート支持部を、覆工コンクリートと一体的に構築することができるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートの構築工程を省略することができる。
【００４７】
また本実施形態によれば、型枠５はウォール５２とフォーム１０２とからなる２層構造を有し、フォーム１０２がウォール５２に装着された状態で型枠５が縮径されている場合に、この縮径されている移動式型枠装置１が、自立している他のフォーム１０１内を通過する。この２層構造により、特許文献１に記載のようなテレスコピック形型枠に比べて、コンクリート保護用に存置される型枠（フォーム）のトンネル径方向の厚さが低減されるので、コンクリート保護用に存置される型枠の内部空間が広くなり、この結果、覆工コンクリート構築時の作業自由度を向上させることができる。
【００４８】
また本実施形態よれば、フォーム５３はトンネル周方向に直列に少なくとも５つの小フォーム（１つの天端フォーム５３ａと、２つの側フォーム５３ｂと、２つの下端フォーム５３ｃと）に分割されて、隣接する小フォーム同士がヒンジ機構を介して互いに連結される。これにより、フォーム５３は多関節型となるので、大断面トンネルにおける覆工コンクリートの構築時でもフォーム５３の展開・縮径を良好に行うことができる。
【００４９】
また本実施形態によれば、ウォール５２はトンネル周方向に直列に少なくとも５つの小ウォール（１つの天端ウォール５２ａと、２つの側ウォール５２ｂと、２つの下端ウォール５２ｃと）に分割されて、隣接する小ウォール同士がヒンジ機構を介して互いに連結される。これにより、ウォール５２は多関節型となるので、大断面トンネルにおける覆工コンクリートの構築時でもウォール５２の展開・縮径を良好に行うことができる。
【００５０】
図５は、本発明の第２実施形態における移動式型枠装置の概略構成を示す。尚、図５の左右半部は、それぞれ、移動式型枠装置のトンネル軸方向における異なる位置での横断面を示す。
【００５１】
図１に示した第１実施形態と異なる点について説明する。
第１実施形態では、型枠５はウォール５２とフォーム５３とからなる２層構造を有しているが、本実施形態では、型枠５はアーチ状のフォーム６３からなる単層構造を有している。
【００５２】
フォーム６３は、頂部に位置する天端フォーム６３ａと、天端フォーム６３ａの両端にヒンジ機構を介して枢支された側フォーム６３ｂと、側フォーム６３ｂの下端にヒンジ機構を介して枢支された下端フォーム６３ｃと、を備える。換言すれば、フォーム６３は、トンネル周方向に直列に５つの小フォーム（１つの天端フォーム６３ａと、２つの側フォーム６３ｂと、２つの下端フォーム６３ｃと）に分割されて、隣接する小フォーム同士がヒンジ機構を介して互いに連結されている。尚、本実施形態では、フォーム６３は、トンネル周方向に直列に５つの小フォームに分割されているが、分割の個数はこれに限らず、フォーム６３は、トンネル周方向に直列に５つ以上の小フォームに分割されることが好ましい。
【００５３】
天端フォーム６３ａ、側フォーム６３ｂ、及び下端フォーム６３ｃは、それぞれ、箱型の鋼製フォームからなり、トンネル内周面に対向する側で閉口している。
天端フォーム６３ａは、ガントリー４の頂部上にトンネル軸方向に複数設けられたジャッキ（図示せず）によって昇降可能に支持されている。尚、これらジャッキは、天端フォーム６３ａに着脱可能に取り付けられている。尚、ここでいう着脱可能とは、これらジャッキが天端フォーム６３ａを支持し得る構造と支持していない構造とに変更が可能であることを意味する。
【００５４】
側フォーム６３ｂ及び下端フォーム６３ｃは、それぞれ、ガントリー４の脚部４１，４４に設けられたジャッキ（図示せず）に連結されており、これらジャッキの伸縮によって、トンネル内外方向に移動させられる。尚、これらジャッキは、側フォーム６３ｂ及び下端フォーム６３ｃに着脱可能に取り付けられている。尚、ここでいう着脱可能とは、これらジャッキが側フォーム６３ｂ及び下端フォーム６３ｃを支持し得る構造と支持していない構造とに変更が可能であることを意味する。
従って、フォーム６３は、これらジャッキの伸縮によって、展開・縮径することができる。また、フォーム６３をガントリー４から脱離する場合には、上述のジャッキと天端フォーム６３ａ、側フォーム６３ｂ、及び下端フォーム６３ｃとが脱離される。
【００５５】
覆工コンクリートの構築方法において、上述の第１実施形態では、フォーム５３とウォール５２とが着脱されるが、本実施形態では、フォーム６３と上述のジャッキとが着脱される。換言すれば、本実施形態では、上述のジャッキがフォーム６３を支持し得る構造と支持していない構造とに変更が可能である。この他については第１実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
【００５６】
特に本実施形態によれば、型枠５（フォーム６３）は、その展開時に、ガントリー４に装着されている場合には、ガントリー４により支持されて、第１の空間Ｓ１内に打設されたコンクリートを支持する。これにより、例えば、コンクリートの打設圧力や、打設直後で強度（圧縮強度）が不十分なコンクリートの自重が、フォーム６３及びガントリー４によって支持されるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートを構築してボルト等で固定することなく型枠５を支持することができる。すなわち、型枠５を支持するための支持コンクリートを予め構築することや、型枠５と支持コンクリートとをボルトを介して固定すること等の必要がないので、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００５７】
また本実施形態によれば、型枠５（フォーム６３）は、その展開時に、ガントリー４より離脱されている場合には、第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリートを含むインバート支持部によって支持される。これにより、硬化した覆工コンクリートの一部を型枠支持用の基礎部材として機能させることができるので、特許文献１に記載のような支持コンクリートの構築工程を省略することができる。
【００５８】
また本実施形態によれば、下端フォーム６３ｃの下端面とトンネル底面３（凹部３ａの底面）との間の第２の空間Ｓ２内にて硬化したコンクリート（詳しくは、打設から所定期間経過して自立可能な強度に達したコンクリート）によって型枠５が支持され得るので、型枠５をガントリー４から離脱することができる。これにより、型枠５から離脱されたガントリー４を含む移動式型枠装置１は、次のコンクリート打設作業の準備に入ることができ、従って、覆工コンクリート構築時の施工効率化を実現することができる。
【００５９】
また本実施形態によれば、型枠５（フォーム６３）は、ガントリー４より離脱されている場合には、コンクリートが打設された位置に存置されて、この位置のコンクリート（特に、第１の空間Ｓ１内のコンクリート）を保護する。これにより、自立可能な強度に達したコンクリートについては、存置された型枠５によって養生が十分に継続されるので、覆工コンクリートの高品質化を実現することができる。
【００６０】
また本実施形態によれば、矢板５９（インバート支持部内型枠）が、第２の空間Ｓ２をトンネル内方より覆うように下端フォーム６３ｃの内周面の下端部に設置される。これにより、第２の空間Ｓ２からトンネル内方へのコンクリートの漏洩を抑制することができる。
【００６１】
尚、上述の実施形態では、覆工コンクリートの構築方法として、２連分のフォーム１０１，１０２を交互にトンネル覆工進行方向に進行させる例を用いて説明したが、フォームの連数はこれに限らず、例えば、３連分のフォームを交互にトンネル覆工進行方向に進行させてもよい。この場合には、３連分のフォームのうち、１連分のフォームをコンクリート打設用とし、残りの２連分のフォームをコンクリートの養生用とすることで、養生期間を本実施形態より長くすることができるので、覆工コンクリートの更なる高品質化を実現することができる。更に、覆工コンクリートの品質を確保するためにコンクリートが自立可能な強度となる期間を経過した後も一定期間型枠を存置することが必要な場合等は、複数のフォームを移動台車により移動使用することで工期短縮を図ることができる。
【００６２】
また、上述の実施形態では、トンネル底面３のうち、トンネル幅方向の両端部に、凹部３ａが予め形成されているが、凹部３ａの形成は必須ではない。しかしながら、上述のように凹部３ａを形成することにより、インバート支持部を構成するコンクリートを撤去することなく、トンネル工事を進めることができる。
【００６３】
また、上述の実施形態では、山岳トンネルにおける覆工コンクリートの構築方法を説明したが、トンネルの形態はこれに限らず、例えばシールドトンネルにおいても、セグメントによる一次覆工体の構築の後に、移動式型枠装置１を用いて、覆工コンクリートの構築を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  移動式型枠装置
２  吹付コンクリート
３  トンネル底面
３ａ  凹部
４  ガントリー（移動台車）
５  型枠
４１  脚部
４２  レール
４３  自走装置
４４  脚部
４５  補助ジャッキ
４６  内部空間
４７  風管
５１  型枠部材
５２  ウォール
５２ａ  天端ウォール
５２ｂ  側ウォール
５２ｃ  下端ウォール
５３  フォーム
５３ａ  天端フォーム
５３ｂ  側フォーム
５３ｃ  下端フォーム
５５〜５７  ジャッキ
５９  矢板
６３  フォーム
６３ａ  天端フォーム
６３ｂ  側フォーム
６３ｃ  下端フォーム
１０１，１０２  フォーム
Ｐ  仮想面
Ｓ  空間
Ｓ１  第１の空間
Ｓ２  第２の空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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