(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削断面における周縁のアーチ部および側壁部となる略アーチ状の掘削断面を第一段階として先行して掘削し、その後、第二段階として、トンネル掘削断面における周縁の前記略アーチ状掘削断面以外の掘削断面中央部を破砕し、大断面トンネルの全体を掘削する場合の、前記第一段階に引き続いて行う覆工方法であり、
先ず、前記トンネル掘削断面における側壁部の基端からアーチ頂部へとトンネル掘削面全体に円弧状に延びており、そのアーチ頂部に切欠き部が形成されているＨ型鋼からなる鋼製支保工を設置し、
次に、前記鋼製支保工を移動支持用ガイド部として、前記鋼製支保工の切欠き部からセットし、前記鋼製支保工における側壁部の基端へと移動させると共に、順次、積み上げていく多数の仕上げ材を兼ねた高剛性内装板で、前記トンネル覆工を行い、
前記各内装板のアーチ頂部から側壁部基端への移動は、前記第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部の曲表面に設けられているレールに沿って移動する移動台車に支持されて行われることを特徴とする大断面トンネルの覆工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、自動車専用の幹線道路における山岳トンネル等、トンネル断面積が非常に大きいトンネルにおいて用いる大断面トンネルの覆工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車専用の幹線道路（第二東名，名神高速道路）における山岳トンネル等、断面積が例えば200m2 と非常に大きい大断面の新設トンネルでは、その掘削面の施工を、Ｈ形鋼を使用した支保工と吹付けコンクリートとの組合せで行う方法が従来から採用さている。
【０００３】
【この発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来から行われている掘削面の施工方法、即ち、トンネル覆工方法では、掘削面の仕上げ工事が遅れて施工されるために、トンネル全体としての工期が余分に必要となっていた。
【０００４】
この発明は前述した事情に鑑みて創案されたもので、その目的は大断面のトンネルにおいて、その掘削面の覆工を安全に行えると共に、掘削面の仕上げとしても確実に施工することのできる大断面トンネルの覆工方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明の大断面トンネルの覆工方法は、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部および側壁部となる略アーチ状の掘削断面を第一段階として先行して掘削し、その後、第二段階として、トンネル掘削断面における周縁の略アーチ状掘削断面以外の掘削断面中央部を破砕し、大断面トンネルの全体を掘削する工法において、先ず、トンネル掘削断面における側壁部の基端からアーチ頂部へとトンネル掘削面全体に円弧状に延びており、そのアーチ頂部に切欠き部が形成されているＨ型鋼からなる鋼製支保工を設置する。
【０００６】
次に、鋼製支保工を、移動支持用ガイド部として、前記鋼製支保工の切欠き部からセットし、鋼製支保工における側壁部の基端へと移動させると共に、順次、積み上げていく、多数の仕上げ材を兼ねた高剛性の内装板で、前記トンネル覆工を行う。
【０００７】
なお、各内装板のアーチ頂部から側壁部基端への移動は、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部の曲表面に設けられているレールに沿って移動する移動台車に支持されて行われる。
【０００８】
そして、このような本発明の覆工方法によれば、仕上げ材を兼ねた多数の内装板を、大断面トンネルの覆工として、容易に短時間でトンネル掘削断面に設置することにより、トンネルの掘削と同時にその掘削面におけるトンネル覆工と仕上げとを完了させる。しかも、Ｈ型鋼からなる鋼製支保工を、内装板で被覆するようにして、その耐久性を向上させる。
【０００９】
また、この剛性の高い各内装板は、各トンネルの地山と各内装板との空隙にモルタルまたはコンクリート等の裏込め材を充填する時の型枠として利用することができる。このことから、セントルを不要にすると共に、各内装板で裏込め材が硬化しない時でも各内装板での支持で、他の作業を支障なく行える。
【００１０】
【実施例】
以下、この発明の大断面トンネルの覆工方法を、図示する実施例によって説明する。
【００１１】
図５に示すように、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部１および側壁部２となる略アーチ状の掘削断面を第一段階として先行して掘削し、その後、第二段階として、トンネル掘削断面における周縁の前記略アーチ状掘削断面以外の掘削断面中央部３を破砕し、大断面トンネルの全体を掘削する場合の、前記第一段階に引き続いて行う覆工方法（図１参照）は、先ず、トンネル掘削断面における側壁部２の基端からアーチ頂部1aへとトンネル掘削面全体に円弧状に延びており、そのアーチ頂部1aに切欠き部5aが形成されているＨ型鋼からなる鋼製支保工５を設置する。
【００１２】
次に、図１の(a) に示すように、鋼製支保工５を移動支持用ガイド部６として、鋼製支保工５の切欠き部5aからセットし、鋼製支保工５における側壁部２の基端へと移動させると共に、順次、積み上げていく多数の仕上げ材を兼ねた内装板７で、トンネル覆工を行う。
【００１３】
なお、各内装板７のアーチ頂部1aから側壁部２基端への移動は、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３の曲表面に設けられているレール１４に沿って移動する移動台車８で支持されて行われる。
【００１４】
そして、この実施例での第一段階として先行して掘削する、トンネル掘削断面における周縁のアーチ部１および側壁部２となる略アーチ状の掘削断面は、図５に示すように、トンネル掘削断面におけるアーチ頂部１ａに位置するブロック９と、トンネル掘削断面における両側壁部２の基端に位置する両ブロック１０，１０との三ブロックをトンネル掘削機（ＴＢＭ，図示せず）によって先進導坑として掘削すると共に、この各ブロック９，１０をその掘削軸に対して直角方向へ切り拡げて各ブロック９，１０を連結することにより形成される。
【００１５】
また、この実施例でのＨ型鋼からなる鋼製支保工５は、ロックアンカー１１によってトンネル掘削面の地山１２に固定されている。そして、この鋼製支保工５とトンネル掘削面の地山１２との隙間には、防水シート１３が敷設されている。この防水シート１３は、敷設しなくてもよい。
【００１６】
さらに、この実施例での各内装板７のアーチ頂部１から側壁部２基端への移動は、先ず、図２に示すように、アーチ頂部1aにおける鋼製支保工５であるＨ型鋼材の切欠き部5aから挿入して内装板７をセットする。次に、図１に示すように、この鋼製支保工５を移動支持用ガイド部６として、下方へ移動させることで行われる。
【００１７】
この内装板７の移動を行うための移動台車８は、図１の（ａ）  に示すように、内装板７をトンネル掘削面方向へ移動自在に支持できると共に、内装板７を着脱自在に取付けることのできる取付け部８ａを有しており、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３の曲表面に設けられているレール１４上を走行することで、内装板７のアーチ頂部１から側壁部２基端への移動を行う。なお、この移動台車８のレール１４上を走行させる手段（駆動用装置）としては、図１の（ａ）  に示すように、巻上げ機１５などが考えられる。
【００１８】
そして、順次、各内装板７をセットした後の鋼製支保工５において、残るアーチ頂部１の切欠き部５ａには、図３および図４に示すように、修復金具１６を取付けた内装板７をセットする。この修復金具１６は、図４に示すように、鋼製支保工５の切欠き部５ａを源型（Ｈ型鋼）に戻すものである。
【００１９】
なお、この修復金具１６を取付けた後、各内装板７の目地部にコーキング材（図示せず）を注入することにより、一スパンの施工（覆工）が完了することとなる。また、トンネル掘削面の地山１２と各内装板７との隙間には、必要に応じてモルタルまたはコンクリート等のグラウト剤（裏込め材，図示せず）を注入することとなる。
【００２０】
そして、大断面トンネルの掘削作業としては、次に述べる工程で行われることとなる。即ち、第一段階で、トンネル掘削機（ＴＢＭ，図示せず）により、図５の符号９と符号10に示すように、アーチ部と両側壁部とのブロックを掘削する。次に、第二段階として、前記アーチ部と両側壁部との各ブロック９，10をその掘削軸に対して直角方向へ切り広げて各ブロック９，10を連結し、アーチ状の掘削断面を形成する。ここで、前述したように本発明の覆工方法での覆工を施し、その後、最終段階として、図５の符号３に示す、中央部に残った岩を粉砕することにより、一挙に大断面トンネル全体の掘削を完了する。
【００２１】
このような構成からなる本発明の大断面トンネルの覆工方法を採用すれば、トンネル掘削面に設置したＨ型鋼の鋼製支保工５を、仕上げ材を兼ねた多数の内装板７で被服するようにして、その多数の内装板７を覆工とすることから、その鋼製支保工５を各内装板７で被覆するので耐久的とすることができる。そして、この仕上げ材を兼ねた各内装板７を覆工とすることにより、トンネル掘削と同時に仕上げを完了させることができる。
【００２２】
また、Ｈ型鋼の鋼製支保工５を各内装板７の移動用支持ガイド部として利用すると共に、第二段階として破砕するトンネル掘削断面中央部３を、各内装板７を移動させる移動台車８の移動支持部として利用するので、トンネル覆工とする多数の内装板７を容易かつ確実にセットすることができる。
【００２３】
さらに、トンネル掘削面の地山１２と各内装板７との空隙は、モルタルまたはコンクリート等の裏込め材（図示せず）で埋めるが、剛性の高い各内装板７で型枠を形成することができるため、セントルが不要であると共に、裏込め材が硬化しないときでも各内装板７が存在するために他の作業に支障はない。
【００２４】
しかも、防水シート13を敷設した場合に、その防水シート13の接合部から漏水が有る場合でも、各内装板７同士の継手部や内装板７と鋼製支保工５における移動支持用ガイド部６との係止部分に水膨張性シール材（図示せず）を施すことにより、止水構造を形成して対処することができる。
【００２５】
【発明の効果】
この発明は、第二段階として掘削する、トンネル掘削断面における周縁の略アーチ状掘削断面（第一段階掘削部）以外のトンネル掘削断面中央部と、第一段階掘削部におけるアーチ状掘削面に沿って設置する鋼製支保工とを利用して設置する、仕上げ材を兼ねた多数の内装板で、トンネル掘削面に設置したＨ型鋼の鋼製支保工を被服するようにして、トンネル覆工とするものである。
【００２６】
そして、この発明によれば、大断面のトンネル覆工を多数の内装板によって容易に短時間で確実に形成することができると共に、仕上げ材を兼ねた各内装板を覆工とすることで、トンネル掘削と同時に仕上げを完了させることができる。しかも、鋼製支保工を内装板で被覆することにより、トンネル覆工を耐久的なものとすることができる。
【００２７】
さらに、この発明によれば、トンネル掘削面（地山）と内装板との空隙を、モルタルまたはコンクリート等の裏込め材で埋める時に、剛性の高い内装板で裏込め材用の型枠を形成することができる。そのため、セントルが不要にすることができると共に、裏込め材が硬化しないときでも内装板が存在するために他の作業を支障なく実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a) はこの発明の大断面積トンネルの覆工方法を用いての覆工の施工状態を示す概略図で、(b) は(a) のＡ−Ａ線断面図で、(c) は(a) のＢ−Ｂ線断面図で、(d) は(a) のＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部での内装板セット状態を示す概略図である。
【図３】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部位置への内装板セット前の状態を示す概略断面図である。
【図４】この発明の覆工方法におけるトンネル掘削断面のアーチ頂部位置への内装板セット後の状態を示す概略断面図である。
【図５】この発明の覆工方法を実施する大断面積トンネルの掘削状態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…トンネル掘削断面におけるアーチ部、1a…アーチ頂部、２…トンネル掘削断面における側壁部、３…トンネル掘削断面における中央部、４…大断面トンネル、５…鋼製支保工、5a…切欠き部、６…移動支持用ガイド部、７…内装板、８…移動台車、９…ブロック、10…ブロック、11…ロックアンカー、12…地山、13…防水シート、14…レール、15…巻き上げ機、16…修復金具。
【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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