(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成された竹割型坑門用外型枠であって、
前記外型枠小ユニットは、坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを予め縦横に組み合わせてなる側部と頂部とを現場においてアーチ状に連結されたものであり、
前記各外型枠小ユニットを構成する側部と頂部のうちの少なくとも側部の内面側に、当該各外型枠小ユニットが坑道方向に連結された時に坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられていることを特徴とする竹割型坑門用外型枠。
【請求項２】
竹割型坑門の端面を形成するための妻型枠を押さえる金具が、前記外型枠小ユニットの支保工に取り付けられている請求項１記載の竹割型坑門用外型枠。
【請求項３】
坑門の坑口付近に対応する側部のみから構成された他の外型枠小ユニットを前記外型枠小ユニットに連結してなる請求項１又は２記載の竹割型坑門用外型枠。
【請求項４】
竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成される竹割型坑門用外型枠の施工方法であって、次の各工程（ａ）〜（ｄ）を有することを特徴とする竹割型坑門用外型枠の施工方法。
（ａ）  坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを縦横に組み合わせてなり、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられた複数の側部を、現場の左右両側に立設して坑道方向に並設する工程
（ｂ）  前記各側部の下端を現場のインバートに固定するとともに、坑道方向で隣接する前記側部同士を互いに連結する工程
（ｃ）  坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の直線状の通しビームを縦横に組み合わせてなる枠体よりなり、かつ、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が必要に応じて予め取り付けられた頂部を、現場の左右両側に立設されている前記各側部の上端間に架け渡す工程
（ｄ）  前記各頂部の両端を前記側部の上端に連結するとともに、坑道方向で隣接する頂部同士を互いに連結する工程
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルの竹割型坑門を建造するために用いる外型枠とその施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２２に示すようなトンネルの竹割型坑門は、垂直な坑門と比較すると、自動車がトンネルに入るとき光の反射によりドライバーの視覚性が向上するという利点がある。従って、安全であると共に、ドライバーが急な減速をしなくなるため渋滞の緩和にも役立つ。かかる理由から、竹割型坑門は道路トンネル坑門工の主流となりつつある。
このような竹割型坑門を建造するには、まず、路面側にベースコンクリートを打設し、養生する。次に、セントルと呼ばれる既製の内型枠を配置し、その周りに鉄筋を組み立てる。続いて外型枠の組立を行い、妻型枠と呼ばれる坑門端面の枠を設置して型枠が完成する。その後、内型枠と外型枠との間にコンクリートを打設し、所定期間養生した後、型枠をすべて取り外す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような建造過程においては、外型枠を組み立てる作業に最も時間がかかる。これは、外型枠を構成する多数の鋼材等をすべて現場で組み立てて、かつ、調整しなければならないからである。また、外型枠を取り外すときにも、多数の構成要素にまで解体しなければならないので、同様に時間がかかる。そのため、坑門完成までに施工日数が長くなり（４０日程度）、工事費用も高くつく（１２００万円程度）。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、現場での迅速な組み立てが可能な竹割型坑門用外型枠を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の竹割型坑門用外型枠は、竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成された複数の外型枠小ユニットを当該坑道方向に連結することによって構成された竹割型坑門用外型枠であって、前記外型枠小ユニットは、坑門の周方向に湾曲する複数本の支保工と水平に配置される複数本の通しビームを予め縦横に組み合わせてなる側部と頂部とを現場においてアーチ状に連結されたものであり、前記各外型枠小ユニットを構成する側部と頂部のうちの少なくとも側部の内面側に、当該各外型枠小ユニットが坑道方向に連結された時に坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられているものである（請求項１）。
上記のように構成された竹割型坑門用外型枠においては、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板（せき板）が予め取り付けられた側部と頂部とをアーチ状に連結することにより構成される外型枠小ユニットが、坑道方向に複数個互いに連結されて外型枠を構成する。従って、外型枠小ユニットの側部と頂部とを構成要素として、これらを組み立てることにより、竹割型坑門と同様に坑口側の妻縁が傾斜した外型枠が組み立てられる。
【０００５】
また、上記竹割型坑門用外型枠（請求項１）において、竹割型坑門の端面を形成するための妻型枠を押さえる金具が、外型枠小ユニットの支保工に取り付けられていてもよい（請求項２）。
この場合、妻型枠は、支保工に取り付けられた金具により押さえられる。
【０００６】
また、上記竹割型坑門用外型枠（請求項１）において、坑門の坑口付近に対応する側部のみの支保工を有する他の外型枠小ユニットを前記外型枠小ユニットに連結してもよい（請求項３）。
この場合、坑口側ほど坑門の端面が低くなる竹割型坑門の形態に合わせて外型枠の頂部が省略され、その分、不要な構造部分が少なくなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態における竹割型坑門用外型枠内に、坑門となるコンクリートが打設された状態を、トンネルの正面側から見た図である。但し内型枠（セントル）については、既知の構造であり、かつ、本発明の主要部ではないので、図示を省略している（以下同様）。図１において、外型枠１は、坑門（打設されるコンクリート）２に対する側部１ｓと、頂部１ｔとをアーチ状に連結して構成されている。坑門２を成すコンクリートは、路面Ｒ下部に埋設されるインバート（コンクリート）３と接合され、馬蹄形の構造体を形成する。
【０００８】
図２及び図３はそれぞれ、上記外型枠１の側面図及び平面図である。外型枠１は、竹割型坑門の坑道方向（図２の左右方向、図３の上下方向）に分割構成された複数（本例では４つ）の外型枠小ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄを当該坑道方向に連結して成るものである。外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの各々は、全体としてアーチ状になる支保工１０１と、水平に配置される直線状の通しビーム１０２とを縦横に組み立てたものであり、これらはＨ形鋼からなる。支保工１０１の下端部は、アンカーボルト（図示せず。）により、インバート３（図１）に固定することができるようになっている。また、最下段の通しビーム１０２には止め金具１０３が取り付けられており、これとインバート３とを、いわゆるセパレータ（図示せず。）を介して相互に固定することができるようになっている。外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの内面側には、竹割型坑門の形態に対応した鋼板１０４が取り付けられている。なお、外型枠１のトンネル側端部には、調整用の枠１０５が必要に応じて取り付けられる。
【０００９】
図４の（ａ）は、上記外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの側部１ｓ（片方）における、支保工１０１と通しビーム１０２とを組み立てた状態を示す側面図、（ｂ）はその正面図である。この側部１ｓは、左右一対存在する。一方、図５の（ａ）は、上記外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの頂部１ｔにおける、支保工１０１と通しビーム１０２とを組み立てた状態を示す正面図、（ｂ）はその平面図である。外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの各々は、側部１ｓと頂部１ｔとに分割された支保工１０１をアーチ状に連結したものである。
【００１０】
図６は、上記鋼板１０４の原形の展開図である。鋼板１０４は、図７に示す形態になるように曲げ加工されるとともに、図６に示す点線のところで切断され、一対の第１鋼板１０４ａｓはそれぞれ、外型枠小ユニット１Ａにおける左右両方の側部１ｓの内面に取り付けられる。第２鋼板１０４ａｔは、外型枠小ユニット１Ａの頂部１ｔの内面に取り付けられる。一対の第３鋼板１０４ｂはそれぞれ、外型枠小ユニット１Ｂにおける左右両方の側部１ｓの内面に取り付けられる。一対の第４鋼板１０４ｃはそれぞれ、外型枠小ユニット１Ｃにおける左右両方の側部１ｓの内面に取り付けられる。そして、一対の第４鋼板１０４ｄはそれぞれ、外型枠小ユニット１Ｄにおける左右両方の側部１ｓの内面に取り付けられる。
【００１１】
このようにして、外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄに取り付けられた各鋼板は、側部１ｓが各々小ユニット間で連結され、さらに、各小ユニットにおいて側部１ｓと頂部１ｔとが連結されることにより、図７に示すような、竹割型坑門の形態に対応したコンクリート成形面を成す鋼板１０４を外型枠１の内面側に形成する。すなわち、鋼板１０４の各部分が取り付けられた状態の外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄは、竹割型坑門の形態に対応して坑道方向に分割構成されていることになる。
【００１２】
図８は、竹割型坑門の端面（いわば竹の切り口）を成形するために用いる妻型枠４の全体形状を示す斜視図である。妻型枠４は、図示のように鋼板１０４の竹割形状端面に当接するように取り付けられる。この妻型枠４は、例えば、木製型枠に、補強用の多数の桟木を取り付けたものである。
【００１３】
次に、主要部が上記のように構成される外型枠１及び妻型枠４を、坑門工事の現場で組み立てる手順について説明する。なお、予め、外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの側部１ｓと頂部１ｔとを、工場で製造しておく。また、現場においてインバートやベースコンクリートは既に出来上がっているものとし、内型枠や鉄筋の配置は終わっているものとする。
図９は、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。まず、トンネルの覆工コンクリートの端部５に、必要により調整型枠１０５を介して、外型枠小ユニット１Ａの側部１ｓを、クレーン車６を用いて設置する。設置後、アンカーボルトやセパレータを用いて外型枠小ユニット１Ａをインバート３（図１）に固定する。続いて同様に、外型枠小ユニット１Ｂを設置・固定し、両ユニット１Ａ，１Ｂを互いに連結（ボルト等による締結）する。こうして順に、外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの側部１ｓを設置・固定し、相互に連結する。
【００１４】
続いて、図１０に示すように、外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄの各頂部１ｔを、クレーン車６を用いて順に設置する。設置後、各頂部１ｔをそれぞれの側部１ｓに固定するとともに、各頂部１ｔを相互に連結する。こうして、図２に示す外型枠１が構成され、鋼板１０４は、竹割型坑門の外周形状を形作る成形面を構成する。
【００１５】
上記のような外型枠１の組立は、外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄのそれぞれの構成要素として予め出来上がっている側部１ｓと頂部１ｔとを、坑門工事の現場で組み立てるだけである。従って、外型枠１を迅速に組み立てることができる。具体的には、外型枠１を現場で一から組み立てる従来のやり方に比べて約１／３の工期で外型枠１を組み上げることができる。また、側部１ｓと頂部１ｔとを構成単位としたユニット構成であるため、設置後の調整も比較的簡単である。
【００１６】
次に、妻型枠４を取り付ける。図１１は、所定の位置に配置された妻型枠４を、その枠面に直交する方向から見た図である。妻型枠４は、支保工１０１に取り付けられた多数の止め金具Ｆ１〜Ｆ１１によって押さえられる。なお、図示を省略した左半分も、対称に止め金具Ｆ１〜Ｆ１０が配置される。また、最下部には垂直に木型７が押し当てられる。図１２は、片側面から見た外型枠小ユニット１Ａ〜１Ｄを平面的に展開した側面図である。上記止め金具Ｆ１〜Ｆ１１は、図示のように鋼板１０４の端面に沿って配置される。
【００１７】
上記止め金具Ｆ１〜Ｆ１０は、Ｈ形鋼をＬ字状に突き合わせて互いに溶接したものであるが、Ｌ字を構成する角度がＦ１〜Ｆ１１の順に漸増し、従って、形状はすべて異なる。そのうちの２例として、図１３の（ａ）は、止め金具Ｆ１を示し、（ｃ）は止め金具Ｆ３を示している。止め金具Ｆ１は（ａ）に示す角度θ１が９０度であるが、止め金具Ｆ３は（ｃ）に示すようにθ３が１０２度と、大きくなる。また、（ｂ）及び（ｄ）に示す支保工１０１に対する止め金具Ｆ１，Ｆ３の取り付け角度α１，α３も互いに若干異なる。このように形状や取り付け角度を異なるものとすることにより、止め金具Ｆ１，Ｆ３の押さえ部Ｆ１ａ，Ｆ３ａが、図１１に示すそれぞれの位置において、妻型枠４の枠面に対して平行になるように調整される。
【００１８】
上記止め金具Ｆ１，Ｆ３は、支保工１０１に溶接された支持金具８（図１３）に取り付けられている。図１４の（ａ）は支持金具８の正面図、（ｂ）は側面図である。支持金具８は、止め金具Ｆ１，Ｆ３を挿通させる角パイプ部８ａと、２本の締め付け用ボルト８ｂとからなる。止め金具Ｆ１，Ｆ３は、角パイプ部８ａ内を移動可能であり、任意の位置で、締め付け用ボルト８ｂにより固定することができるようになっている。
【００１９】
図１５は、妻型枠４を押さえる構造を、模式的に示す図である。また、図１６及び図１７はそれぞれ、図１５におけるＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面を示している。さらに、図１８は、当該構造を側面から見た図である。
図１５，図１６において、支保工１０１には上記支持金具８が溶接され、これに、例えば止め金具Ｆ１が取り付けられている。止め金具Ｆ１には一対の補助金具９が取り付けられ、その各々に、ねじ棒１０が取り付けられている。ねじ棒１０は、押さえ板１１（図１６）を介して２列配置された鋼製のパイプ１２を押さえている。これにより、２列２組のパイプ１２が妻型枠４を押さえ込む。一方、図１７，図１８に示すように、止め金具Ｆ１〜Ｆ１１の直下でない位置でも、短いねじ棒１３を介して、パイプ１２と妻型枠４とが互いに密着するように構成されている。また、パイプ１２は、妻型枠４と同様のアーチ形状に、２列２組配置される。
このようにして、妻型枠４は、支保工１０１に取り付けられた金具（Ｆ１〜Ｆ１１，８）及びこれらに付随する種々の部材（９〜１３）により押さえられる。従って、妻型枠４を確実に押さえることができる。
【００２０】
図１９及び図２０はそれぞれ、図１及び図３にパイプ２０２を追加した状態を示す図面である。上記のようにして妻型枠４の取り付けが終わった後、図１９及び図２０に示すように、ベースコンクリート２０１と外型枠１との間に、支持用の長さ可変のパイプ２０２を装着し、外型枠１の左右両側方で長さを調節することにより外型枠１全体の位置を左右に微調節する。
【００２１】
以上にて型枠の取付・調整は完了する。その後、外型枠１の内側にコンクリートを打設し、養生した後、すべての型枠を取り外して竹割型坑門が完成する。外型枠１の取り外しは、組立時とは逆に、外型枠小ユニット１Ｄ，１Ｃ，１Ｂ，１Ａの順に、各頂部１ｔを取り外し、その後、側部１ｓを取り除けばよい。すなわち、従来のように小さな構成要素にまで解体する必要がないので、迅速な取り外しが可能となる。
こうして、坑門完成までに要する工期は従来より大幅に短縮される。具体的には、工期は約２０日、工事費は約６００万円であり、従来の半分の工期・工事費で竹割型坑門を建造することが可能となった。
【００２２】
図２１は、第２の実施形態による竹割型坑門用外型枠の側面図である。第１の実施形態との違いは、外型枠小ユニット１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄにさらに、階段状の他の外型枠小ユニット１Ｅが左右一対連結されている点である。この外型枠小ユニット１Ｅは、坑門の坑口付近に対応する側部のみの支保工１０１を有するものであり、頂部の構造体は存在しない。しかも、竹割型坑門の形態に合わせて階段状に坑口側が低くなっている。そもそも、竹割型坑門は坑口側ほど坑門の端面が低くなるため、アーチ状の外型枠の場合、その上部側がコンクリートの打設には不要な構造部分となる。この点において、上記のような外型枠ユニット１Ｅは、不要な構造部分が少なく、その分、小型で軽量である。また、このユニット１Ｅは、内側にも近似した形状のユニットが坑門の厚さ分の距離をおいて一体に配置され、外型枠のみならず、内型枠も備えることができる。従って、竹割型坑門の先端部については、このユニット１Ｅのみで内外の型枠が構成され、現場での当該型枠の組み立ては不要である。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
本発明の竹割型坑門用外型枠（請求項１）及びその施工方法（請求項４）によれば、坑道方向外側に向かって漸次低くなる妻縁を有する鋼板が予め取り付けられた側部と頂部（ただし、頂部については必要部分な場合のみ。）をアーチ状に連結することにより構成される外型枠小ユニットが、坑道方向に複数個互いに連結されて外型枠を構成するので、外型枠小ユニットの側部と頂部とを構成要素として、これらを組み立てることにより、竹割型坑門と同様に坑口側の妻縁が傾斜した外型枠を迅速に組み立てることができる。
【００２４】
請求項２の竹割型坑門用外型枠によれば、妻型枠は支保工に取り付けられた金具により押さえられるので、妻型枠を確実に押さえることができる。
【００２５】
請求項３の竹割型坑門用外型枠によれば、坑口側ほど坑門の端面が低くなる竹割型坑門の形態に合わせて外型枠の頂部が省略され、その分、不要な構造部分が少なくなるので、外型枠が全体として比較的小型で軽量となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における竹割型坑門用外型枠内に、坑門となるコンクリートが打設された状態を、トンネルの正面側から見た図である。
【図２】上記竹割型坑門用外型枠の側面図である。
【図３】上記竹割型坑門用外型枠の平面図である。
【図４】（ａ）は、上記竹割型坑門用外型枠の外型枠小ユニットの側部における、支保工と通しビームとを組み立てた状態を示す側面図であり、（ｂ）はその正面図である。
【図５】（ａ）は、上記竹割型坑門用外型枠の外型枠小ユニットの頂部における、支保工と通しビームとを組み立てた状態を示す正面図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図６】上記竹割型坑門用外型枠における鋼板の原形の展開図である。
【図７】上記竹割型坑門用外型枠における鋼板の組立状態の斜視図である。
【図８】上記竹割型坑門用外型枠に取り付けられる妻型枠の斜視図である。
【図９】上記竹割型坑門用外型枠の組立手順を示す図であり、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。
【図１０】上記竹割型坑門用外型枠の組立手順を示す図であり、トンネルの入口近傍を側面から見た図である。
【図１１】上記竹割型坑門用外型枠に対して、所定の位置に配置された妻型枠を、その枠面に直交する方向から見た図である。
【図１２】片側面から見た外型枠小ユニットを平面的に展開した側面図である。
【図１３】妻型枠の止め金具と、その取付状態を示す図である。
【図１４】（ａ）は妻型枠の止め金具を支持する支持金具の正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１５】妻型枠を押さえる構造を、模式的に示す図である。
【図１６】図１５におけるＡ−Ａ断面を示す図である。
【図１７】図１５におけるＢ−Ｂ断面を示す図である。
【図１８】妻型枠を押さえる構造を、側面から見た図である。
【図１９】図１に示す状態から、ベースコンクリートと外型枠との間に、支持用のパイプが装着された状態を示す。
【図２０】図３に示す状態から、ベースコンクリートと外型枠との間に、支持用のパイプが装着された状態を示す。
【図２１】第２の実施形態による竹割型坑門用外型枠の側面図である。
【図２２】トンネルの竹割型坑門を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    外型枠
１Ａ〜１Ｅ    外型枠小ユニット
１ｓ    側部
１ｔ    頂部
２    坑門
１０１    支保工
１０４    鋼板
Ｆ１〜Ｆ１１    止め金具
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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