(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新たなライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改装を図るための改装方法であって、
既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材を配設し、これら支保工材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させて繊維強化材料からなるとともに、コンクリート密着面側に剥落防止用定着部材を固設してある軽量パネルを取付け、
前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去することを特徴とするトンネル内壁面の改装方法。
【請求項２】
既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新たなライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改装を図るための改装方法であって、
既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材を配設するとともに、先組された先組鉄筋ユニットをトンネル壁面側に設けてある掛止部材に対し掛止させるようにして組み付け、その後前記支保工材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させて繊維強化材料からなるとともに、コンクリート密着面側に剥落防止用定着部材を固設してある軽量パネルを取付け、
前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去することを特徴とするトンネル内壁面の改装方法。
【請求項３】
前記仮設補強材は、前記軽量パネル同士のトンネル長手方向境界部であって、かつ支保工材の略直上位置に、トンネル周方向に複数段配置で固定された左右対の仮設補強材保持金物により両端部が支持されている請求項１、２いずれかに記載のトンネル内壁面の改装方法。
【請求項４】
前記仮設補強材保持金物は、仮設補強材の外形状に合わせた形状を成す補強材保持部と、この補強材保持部の両側に連設される取付け座部とからなる小片部材で、前記取付け座部を貫通する取付けボルトを前記支保工材に螺入させることにより固定され、トンネル長手方向に隣接する仮設補強材を支持するものである請求項３記載のトンネル内壁面の改装方法。
【請求項５】
前記軽量パネルは、トンネル周方向に隣接する繊維強化パネル間において、隣接する一方の軽量パネル側に段差部を形成するとともに、隣接する他方側の軽量パネル側に前記段差に重合する段差部を形成し、該軽量パネルをトンネル周方向に連続させかつ目地にシールを充填してある請求項１〜４いずれかに記載のトンネル内壁面の改装方法。
【請求項６】
前記軽量パネルは、フェノール樹脂またはその発泡体をコア部材として、その外周を繊維強化プラスチックにより囲繞した複合パネルである請求項１〜５いずれかに記載のトンネル内壁面の改装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、老朽化した既設トンネルの内壁面に対して、新たなライニング体を設けることにより、トンネルのリニューアル化を図るトンネル内壁面の改装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地下鉄、道路用トンネルや歩道用トンネルなどのトンネルにおいては、経年による老朽化に伴って、漏水対策や美観性向上などのために内装パネルおよび充填コンクリートによって既設セグメントなどの既設トンネル覆工体の内面に新たなライニング体を設けることが行われている。
【０００３】
かかる内装パネルとしては、構造上所定の強度を有し、耐食性や耐候性を備えるとともに、トンネル内の火災に対処し耐火性に優れ、有害なガスが発生しないことが要求される。かかる要求に応えるため内装パネルには、従来よりプレキャストコンクリート版が用いられており、トンネル壁面の改装に当たっては、図１３に示されるように、既設セグメント５０に対しアンカー部材５１によりＨ鋼材からなる支保工材５２を、トンネル長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って取付け、この支保工材５２を支持部材として前記プレキャストコンクリート版５３を固定し、しかる後、既設セグメント５０とプレキャストコンクリート版５３との間に生コンクリートを充填して新たなトンネルライニング体を構築している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、内装パネルにプレキャストコンクリート版５３を用いる場合は、１枚当たりのパネル重量が約４００ｋｇと重いため、人力による施工は不可能となり、プレキャストコンクリート版５３を上部に持ち上げるためエレクターと呼ばれる特殊架設機械を用いる必要があった。
【０００５】
そのため、各プレキャストコンクリート版を所定の位置に位置決めし固定する作業が機械と人力との併用作業となるため、施工効率が悪いとともに、労働災害の発生が懸念されるなどの問題があった。また、プレキャストコンクリート版は欠損しやすく、取り扱いに慎重を要するとともに、１枚当たりの嵩が大きいため大量に運搬することが困難であるとともに、仮置きのために広いストックヤードを必要とするなどの問題もあった。
【０００６】
他方、近年は一部で軽量化が図れるＦＲＰ板（繊維強化プラスチック）を用いて老朽化した既設トンネルの改装を行う試みが成されている。かかるＦＲＰ板を使用することにより前述した種々の問題は解決されることになるが、ＦＲＰ板はプレキャストコンクリート版に較べて曲げ強度が不足するため、支保工材による固定間隔を極端に狭めて強度不足を補う必要があり、取付けに多くの手間と時間を要するなどの問題があった。また、プレキャストコンクリート版の場合は、コンクリート版自体が構造体となっているため、既設トンネル壁面との間の配筋は、簡略化若しくは省略することが可能であるが、型枠パネルとしてＦＲＰ板を用いた場合には、充填されるコンクリートが主たるライニング構造体となるため、配筋作業にも多くの手間と時間を要するようになるなどの問題がある。
【０００７】
そこで本発明の主たる課題は、従来のプレキャストコンクリート版に代えて繊維強化材料からなる軽量パネルを用いることにより、エレクター等の特殊架設機械を使用することなく人力による施工を可能とするとともに、前記軽量パネルの取付け作業および配筋作業などの効率化を図ったトンネル内壁面の改装方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための請求項１に係る本第１発明は、既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新たなライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改装を図るための改装方法であって、
既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材を配設し、これら支保工材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させて繊維強化材料からなるとともに、コンクリート密着面側に剥落防止用定着部材を固設してある軽量パネルを取付け、
前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去することを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に係る本第２発明は、既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新たなライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改装を図るための改装方法であって、
既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材を配設するとともに、先組された先組鉄筋ユニットをトンネル壁面側に設けてある掛止部材に対し掛止させるようにして組み付け、その後前記支保工材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させて繊維強化材料からなるとともに、コンクリート密着面側に剥落防止用定着部材を固設してある軽量パネルを取付け、
前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去することを特徴とするものである。
【００１０】
先ず、軽量パネルを用いることの利点から述べれば、第１に従来のようにエレクターなどの特殊架設機械を必要とすることなくパネルの取付けが可能となる。その結果、施工効率の向上が図れるようになるとともに、労働災害なども未然に防げるようになる。さらに、工程の変動や他工種との調整も容易に対応可能となる。
【００１１】
さらに、厚さが薄く（約１０〜２０mm程度）軽いため、取り扱いが容易になるとともに、大量運搬が可能になるため、列車の運行に支障を来す事態の発生を防ぐことが可能となる。また、製作期間も短く生産効率が非常に高いため、施工現場の進捗工程に応じて円滑にパネルを供給可能とすることが出来るなどの利点がもたらされるようになる。
【００１２】
特に前記本第１発明では、既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去するようにしている。その結果、従来のプレキャストコンクリート版を使用した場合と同等の固定間隔で軽量パネルの取付けが可能となる。すなわち、コンクリート打設による一時的な圧力を前記仮設補強材が支持するため、前記軽量パネルは支保工材に対して従来と同等の間隔で取付けても破壊に至ることはなく、安全かつ効率的な施工が可能となる。
【００１３】
また、前記軽量パネルには、コンクリート密着面側に剥落防止用定着部材を固設してある。この剥落防止用定着部材としては、たとえば先端がＬ字状に屈曲した型鋼材などを用いることができる。軽量パネルは、粗度の小さい非常に均一な面となっているため、将来的にコンクリートからの剥落が懸念される。そこで、コンクリート密着面に剥落防止用定着部材を設け、コンクリート内に確実に定着を取ることにより将来の剥落を完全に防止できるようになる。
【００１４】
一方、本第２発明では、前記仮設補強材を用いることに加え、先組された先組鉄筋ユニットをトンネル壁面側に設けてある掛止部材に対し掛止させるようにして組み付けるようにしている。その結果、多大な手間と時間を要する配筋作業をも短時間で効率的に行えるようになる。
【００１５】
ところで、前記仮設補強材は、前記軽量パネル同士のトンネル長手方向境界部であって、かつ支保工材の略直上位置に、トンネル周方向に複数段配置で固定された左右対の仮設補強材保持金物により両端部が支持されていることが望ましい。また、前記仮設補強材保持金物としては、仮設補強材の外形状に合わせた形状を成す補強材保持部と、この補強材保持部の両側に連設される取付け座部とからなる小片部材で、前記取付け座部を貫通する取付けボルトを前記支保工材に螺入させることにより固定され、トンネル長手方向に隣接する仮設補強材を支持するものであることが望ましい。
【００１６】
前記軽量パネルは、トンネル周方向に隣接する繊維強化パネル間において、隣接する一方の軽量パネル側に段差部を形成するとともに、隣接する他方側の軽量パネル側に前記段差に重合する段差部を形成し、該軽量パネルをトンネル周方向に連続させかつ目地にシールを充填してあることが望ましい。
【００１７】
さらに、前記軽量パネルは、フェノール樹脂またはその発泡体をコア部材として、その外周を繊維強化プラスチックにより囲繞した複合パネルであることが望ましい。繊維強化プラスチック内部に、フェノール樹脂または発泡フェノールを内封した軽量パネルを用いた場合には、フェノール樹脂の特性より高難燃性、耐熱性、低発煙性が格段に向上し、火災発生時であっても煙や有害ガスの発生を極めて少なくすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
図１はトンネル壁面改装後の地下鉄断面図であり、図２は新設ライニング体の要部水平断面図である。
【００１９】
図１に示されるように、本トンネル壁面の改装では、リング状に構築された既設セグメント１の内面側（坑内側）に新たにライニング体を設けることにより、トンネルのリニューアル化を図るものであり、図２に示されるように、トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材２を配設するとともに、鉄筋を配筋し、その後前記支保工材２を支持部材として、既設セグメント１の壁面から離間させて繊維強化パネル３を取付け、既設セグメント１と繊維強化パネル３との間にコンクリートを充填することにより新設ライニング体が構築される。なお、改装目的として漏水対策を含む場合には、前記既設セグメント１の内面に防水シートを張設するのが望ましい。
【００２０】
以下、具体的に施工手順に従いながら詳述すると、
既設セグメント１の内壁面に対して、漏水対策を含む場合には、好ましくは前記既設セグメント１の内面に防水シート（図示せず）を張設した後、繊維強化パネル３の下地材となる支保工材２を設置する。
【００２１】
前記支保工材２は、図２に示されるように、トンネル長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿って配設され、図示例ではトンネル半径に沿って曲げ加工されたＨ鋼材からなる型材が使用されている。この支保工材２のトンネル長手方向の配置間隔としては、概ね１．５〜２．５ｍ、好ましくは１．８〜２．０ｍ程度とされる。
【００２２】
前記支保工材２の固定に当たっては、部材長手方向に所定の間隔をおいた位置にて、支保工材２を跨ぐ両側位置にそれぞれアンカー４、４を設ける。このアンカーとしては、たとえばホールインアンカー〔商標名〕などのように削孔の後、雌ねじ筒の打込みを行うアンカーや、レジンカプセル〔商標名〕などの硬化樹脂を用いて植設されるアンカーなどが好適に用いられる。
【００２３】
アンカー４、４の設置を終えたならば、このアンカー頭部に対して、一方側端部により支保工材２の既設セグメント側フランジ２ａを押え付ける押えプレート５をナット等により固定し、前記支保工材２の固定を図るようにする。前記押えプレート５は、図４に示されるように、略中央部に長孔５ａが形成された方形板であり、一方側端部には、ナット締結面が過大な傾斜面とならないように、ライナー部材５ｂが一体的に固設されている。
【００２４】
前記支保工材２の長手方向には、適宜の間隔で先組鉄筋ユニット７を掛止させる掛止フック６、６…が溶接等の固着手段により設けられており、別途、工場または作業ヤードなどで予め寸法を合わせて格子状に先組された先組鉄筋ユニット７が前記掛止フック６、６…に掛止されることにより組み付けられる。
【００２５】
前記先組鉄筋ユニット７の組み付けが完了したならば、次に支保工材２、２の内方側フランジ２ｂ、２ｂを利用して繊維強化パネル３が取り付けられる。
【００２６】
前記繊維強化パネル３は、詳細には図６〜図９に示されるように、トンネル内壁面の曲率に合わせて円弧状に加工成形されたパネル体で、本例では特にフェノール樹脂またはその発泡体をコア部材３Ａとして、その外周を繊維強化プラスチック３Ｂ、好ましくは繊維強化フェノールにより囲繞した複合パネルが用いられている。前記フェノール樹脂またはその発泡体は、その物性から高難燃性、耐熱性、低発煙性を示し、火災発生時であっても煙や有害ガスの発生を極めて少なくすることができる。前記繊維強化プラスチックは、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン等の無機繊維、全芳香族ポリアミド、全芳香族ポリエステル、高強度ビニロンなどの有機繊維、グラファイト、窒化ケイ素などのウィスカー、鋼、ステンレスなどの金属繊維などの内添により強化された複合プラスチック材料である。なお、本発明では繊維強化プラスチックを用いたが、軽量化が図れ、かつ所定の強度を有するパネルであれば、繊維強化セラミックなどプラスチック以外の材料を用いることもできる。
【００２７】
前記繊維強化パネル３の側方両端部にはそれぞれ、前記支保工材２、２に対する固定のためのパネル固定金具８が上下２段に亘って設けられているとともに、コンクリート密着面となるパネル裏面には上下方向に３段配列にて水平方向に沿う剥落防止用定着部材９、９…が固設されている。
【００２８】
前記パネル固定金具８は、詳細には図３に示されるように、繊維強化パネル３の背面側にライナー板１３を固設するとともに、これら繊維強化パネル３およびライナー板１３を共に貫くボルト１０およびナット１１によって回動式固定板１４を回動自在に軸支した構造の金具で、前記ボルト１０およびナット１１の締め過ぎによって前記回動式固定板１４が回動不能にならないように繊維強化パネル３の通孔には、リング管１２が介在されている。前記ボルト１０と回動式固定板１４とは溶接等により一体化され、かつボルト１０のネジ先端面には溝１０ａが形成され、内面側からねじ回しによってボルト１０を水平配向位置まで回動させると、前記回動式固定板１４が回動し、図２に示されるように、繊維強化パネル３と回動式固定板１４とにより支保工材２の内方側フランジ２ｂを挟み付けることにより、繊維強化パネル３が固定されるようになっている。なお、図中、符号１５は前記回動式固定板１４を水平配向位置で位置決めするための台座である。
【００２９】
他方、前記剥落防止用定着部材９は、詳細には図９に示されるように、スチール製の溝型鋼の一方側フランジ９ａを接着剤により繊維強化パネル３面に固着するとともに、一方側フランジ９ａの外面を繊維強化フェノール樹脂によって固めた構造のもので、背面側に突出するＬ字フランジ部分がコンクリート中に埋設されることにより、将来に亘り繊維強化パネル３がコンクリートから剥落しないように堅固に保持されるようになる。
【００３０】
かかる繊維強化パネル３は、たとえば１施工サイクルとなる支保工材２、２間において、トンネル周方向に連続するように配設される。トンネル周方向に隣接する繊維強化パネル３、３間では、図５に示されるように、隣接する一方の繊維強化パネル３側に段差部３ａを形成するとともに、隣接する他方側の繊維強化パネル３側に前記段差３ａに重合する段差部３ｂを形成し、かつ目地にシール１６を充填するようにしている。
【００３１】
以上の手順により、支保工材２の固定、先組鉄筋ユニット７の組み付け、繊維強化パネル３の取付けが完了したならば、次のコンクリート打設に備えて前記繊維強化パネル３の内面に仮設補強材２１、２１…を設け、一時的補強を行うようにする。
【００３２】
詳細には、図１０〜図１２に示されるように、繊維強化パネル３、３同士のトンネル長手方向境界部であって、かつ支保工材２の直上位置に、トンネル周方向に好ましくは複数段配置で左右対の仮設補強材保持金物２０、２０を固定する。この仮設補強材保持金物２０は、詳細には図１２に示されるように、仮設補強材２１の外形状に合わせた形状を成す補強材保持部２０ａと、この補強材保持部２０ａの両側に連設される取付け座部２０ｂ、２０ｂとからなる小片部材で、同図に示されるように、仮設補強材２１を跨ぐ上下位置にそれぞれ、繊維強化パネル３を貫通するとともに、支保工材２のウエブ２ｃに至るネジ孔２ｄを形成し、前記取付け座部２０ｂ、２０ｂに形成された通孔を貫通させた取付けボルト２２の先端を前記ネジ孔２ｄに螺入させることにより取付けを行い、横方向に沿って配設される仮設補強材２１の両端部をそれぞれ支持するようになっている。また、この仮設補強材保持金物２０は、トンネル長手方向に隣接する仮設補強材２１、２１の支持部を兼用するようになっている。
【００３３】
以上の要領により繊維強化パネル３の補強が完了し、コンクリート打設までのすべての工程が完了したならば、流動化コンクリートを既設セグメント１と繊維強化パネル３との間の隙間に流し込み、または圧入等によって充填し、その後コンクリートの硬化を待って前記仮設補強材保持金物２０および仮設補強材２１の撤去を行い、支保工材２、２間に新たなライニング体が構築される。
【００３４】
【発明の効果】
以上詳説のとおり本発明によれば、従来のプレキャストコンクリート版に代えて繊維強化材料からなる軽量パネルを用いることにより、エレクター等の特殊架設機械を使用することなく人力による施工を可能とするとともに、前記軽量パネルの取付け作業および配筋作業などの効率化を図り得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トンネル壁面改装後の地下鉄断面図である。
【図２】新設ライニング部の要部水平断面図である。
【図３】パネル固定金具８を示す、(A)は側面図、(B)は正面図である。
【図４】押えプレート５の平面図である。
【図５】繊維強化パネル３の接合部拡大断面図である。
【図６】繊維強化パネル３の正面図である。
【図７】繊維強化パネル３の断面図（図６のVII−VII線矢視図）である。
【図８】繊維強化パネル３の要部拡大断面図である。
【図９】剥落防止用定着部材９取付け部の拡大図である。
【図１０】繊維強化パネル３の内面に設けた仮設補強材２１の配置態様図である。
【図１１】図１０のXI−XI線矢視図である。
【図１２】仮設補強材２１の固定支持部を示す、(A)は断面図、(B)は(A)のB-B線矢視図である。
【図１３】従来のプレキャストコンクリート版による改装後断面図である。
【符号の説明】
１…既設ゼグメント、２…支保工材、３…繊維強化パネル、４…アンカー、５…押えプレート、６…掛止フック、７…先組鉄筋ユニット、８…パネル固定金具、９…剥落防止用定着部材、２０…仮設補強材支持金物、２１…仮設補強材、２２…取付けボルト
【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】
0003562709.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0003562709.tif 000012
【図１２】
0003562709.tif 000013
【図１３】
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