(57)【要約】【課題】地中の既設水路トンネルの改修にあたり、既設水路内に仮水路を新設することで、所要の通水量を確保しつつ、既設水路内面の改修を容易に行う。【解決手段】地中の既設水路の途中区間において、既設水路内に仮水路を新設し、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成し、既設水路内面の改修を行うものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中の既設水路の途中区間において、既設水路内に仮水路を新設し、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成し、既設水路内面の改修を行うことを特徴とする既設水路トンネルの改修施工方法。
【請求項２】
仮水路は、既設水路のインバート部を座として仮水路支持手段により支承し、仮水路を前記既設水路のインバート部内面から離間した状態に支承する請求項１記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【請求項３】
仮水路を支持体として、既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車が施工進行方向に移動させる請求項１または２記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【請求項４】
仮水路を支持体として、既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車、並びに組立て後の改修用パネルを保持するパネル支持台車が施工進行方向に移動させる請求項１または２記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【請求項５】
既設水路内において仮水路を取り囲んで環状に切削手段を設け、トンネル内周面に沿って既設水路の内面を切削する請求項１〜４のいずれか１項に記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【請求項６】
地中の既設水路の途中区間において新設され、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成した、前記既設水路内の当該仮水路と、
この仮水路と既設水路内面との間の空間を利用して前記既設水路内面の改修を行う改修手段とを有することを特徴とする既設水路トンネルの改修施工装置。
【請求項７】
既設水路のインバート部を座として仮水路を支承する仮水路支持手段を備え、前記仮水路は前記既設水路のインバート部内面から離間した状態に支承されるように構成した請求項６記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【請求項８】
既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車、並びに組立て後の改修用パネルを保持するパネル支持台車が、仮水路を支持体として、施工進行方向に移動させるようにした請求項６または７記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【請求項９】
施工進行方向に先頭側に、既設水路内において仮水路を取り囲んで配置された、トンネル断面方向に沿って既設水路の内面を切削する内面切削手段を有する請求項６〜８のいずれか１項に記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中の既設水路トンネルの改修施工方法及び改修施工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下水道、工業用水路、農業用水路などの水路トンネルは、水に含まれる各種の成分により、劣化及び腐食が生じ易く、長期の使用後においてこれを改修する必要がある。
【０００３】
この場合における改修方法としては、次のようなものが知られ、あるいは考えられる。
（１）トンネルの覆工を取り壊してトンネルを拡幅した後に、鉄筋及び型枠を組み立ててコンクリートを打設する施工方法。しかし、配筋作業、型枠設置作業、コンクリート打設作業が必要で、これらの作業に多くの時間と労力が必要である。
【０００４】
（２）型枠の代わりにプレキャストパネルを使用する方法。プレキャストは、通常、トンネルの地山側に配置した鋼製フレームに取り付けて設置する。しかし、パネル相互間の接合部は突き合わせているだけで構造的には一体化されていない問題点がある。
【０００５】
（３）円形断面のトンネルについては、トンネル内に新しい管体を敷設するパイプ・イン・パイプ工法がある。これは効率的に施工できる利点があるものの、馬蹄形断面のトンネルの場合には、通水断面積の減少が大きいので、パイプ・イン・パイプ工法を適用することができない。また、その寸法も各トンネルごとに種々のものがあるため、一般的には、あらかじめトンネル寸法に合わせて工場で製作した分割構造の鋼板を現場溶接して対応する必要がる。しかし、トンネル寸法に合わせた鋼板を工場で製作して現場溶接するものでは、重量が大きいため施工性が悪く、さらに内面処理を別途に行わないと水理特性が悪く、腐食しやすいなどの問題がある。
【０００６】
（４）トンネルの断面形状や寸法に合わせて個別に製作したＦＲＰ製品を用いると、鋼板に比べて軽量で施工しやすく、さらに内面の水理特性や耐磨耗性に優れている利点がある。しかし、トンネルごとに個別に製作する必要があり、他のトンネルには適用できないため、結果的にコスト高になるという問題点がある。最近は水路トンネルの長手方向に沿う細長いＦＲＰ板を、水密性を有する接合部材を介して、トンネルの周方向に複数配置して、トンネルの内面を覆う方法も実施されているが、高強度や高耐久性に問題がある。
【０００７】
（５）通水状態を維持しながら、老朽箇所の検査及び改修工事を行うには、トンネル内あるいはトンネル外にバイパス等を設置し、トンネル内をドライな状態にする方法が考えられる。この場合、ドライ状態であるので、改修施工性に優れるものの、バイパス路の設置等の費用が嵩み、総合的なコストを考えると問題が多い。
【０００８】
地中の既設水路トンネルの全周面を同時に改修する場合を考えると、施工例がほとんどなく、提案もごくわずかである（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９―１３２９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主たる課題は、地中の既設水路トンネルの改修にあたり、既設水路内に仮水路を新設することで、所要の通水量を確保しつつ、既設水路内面の改修を容易に行うことにある。
【００１０】
他の課題は、既設水路内面と仮水路との間の空間を利用しての改修を図ることにある。
【００１１】
さらに別の課題は、以下の作用効果の説明などから明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１項記載の発明＞
地中の既設水路の途中区間において、既設水路内に仮水路を新設し、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成し、既設水路内面の改修を行うことを特徴とする既設水路トンネルの改修施工方法。
【００１３】
＜作用効果＞
既設水路内面と仮水路との間に空間を確保できるので、その空間を利用して各種の改修作業を容易に行うことができる。しかも、新設した仮水路を通して所要の通水量を確保できる。
【００１４】
＜請求項２項記載の発明＞
仮水路は、既設水路のインバート部を座として仮水路支持手段により支承し、仮水路を前記既設水路のインバート部内面から離間した状態に支承する請求項１記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【００１５】
＜作用効果＞
既設水路内面と仮水路との間の空間の確保に際して、既設水路のインバート部を座として仮水路支持手段により支承し、仮水路を前記既設水路のインバート部内面から離間した状態に支承するのが現実的であり、仮水路支持手段としてたとえばジャッキを利用でき、簡易な手段となる。
【００１６】
＜請求項３項記載の発明＞
仮水路を支持体として、既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車が施工進行方向に移動させる請求項１または２記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【００１７】
＜作用効果＞
本発明に従って、既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置する形態を採る場合において、施工の進行に伴って台車を移動させる形態が施工作業性の向上のために望ましい。さらに、当該パネル組立台車を、既設水路を支持体とするのではなく、仮水路を支持体として施工進行方向に移動させる形態を採ると、改修の既設水路内面に支持手段を設ける必要がなく内面が露出するので、パネル組立施工を容易に行うことができる。
【００１８】
＜請求項４項記載の発明＞
仮水路を支持体として、既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車、並びに組立て後の改修用パネルを保持するパネル支持台車が施工進行方向に移動させる請求項１または２記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【００１９】
＜作用効果＞
請求項３の作用効果のほか、組立て後の改修用パネルを保持するパネル支持台車が施工進行方向に移動させるようにすると、作業能率が高まる。
【００２０】
＜請求項５項記載の発明＞
既設水路内において仮水路を取り囲んで環状に切削手段を設け、トンネル内周面に沿って既設水路の内面を切削する請求項１〜４のいずれか１項に記載の既設水路トンネルの改修施工方法。
【００２１】
＜作用効果＞
既設水路内面と仮水路との間に確保した空間を利用して仮水路を取り囲んで環状体を配置し、この環状体に沿って切削手段を設け、トンネル内周面に沿って既設水路の内面を切削するようにすると、切削効率が高いものとなる。
【００２２】
＜請求項６項記載の発明＞
地中の既設水路の途中区間において新設され、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成した、前記既設水路内の当該仮水路と、
この仮水路と既設水路内面との間の空間を利用して前記既設水路内面の改修を行う改修手段とを有することを特徴とする既設水路トンネルの改修施工装置。
【００２３】
＜作用効果＞
請求項１の作用効果の欄に記載した同様の作用効果を奏する。すなわち、既設水路内面と仮水路との間に空間を確保できるので、その空間を利用して各種の改修作業を容易に行うことができる装置構成となる。しかも、新設した仮水路を通して所要の通水量を確保できる。
【００２４】
＜請求項７項記載の発明＞
既設水路のインバート部を座として仮水路を支承する仮水路支持手段を備え、前記仮水路は前記既設水路のインバート部内面から離間した状態に支承されるように構成した請求項６記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【００２５】
＜作用効果＞
請求項２の作用効果の欄に記載した同様の作用効果を奏する。
【００２６】
＜請求項８項記載の発明＞
既設水路の改修した内面に改修用パネルを設置するためのパネル組立台車、並びに組立て後の改修用パネルを保持するパネル支持台車が、仮水路を支持体として、施工進行方向に移動させるようにした請求項６または７記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【００２７】
＜作用効果＞
請求項４の作用効果の欄に記載した同様の作用効果を奏する。
【００２８】
＜請求項９項記載の発明＞
施工進行方向に先頭側に、既設水路内において仮水路を取り囲んで配置された、トンネル断面方向に沿って既設水路の内面を切削する内面切削手段を有する請求項６〜８のいずれか１項に記載の既設水路トンネルの改修施工装置。
【００２９】
＜作用効果＞
請求項５の作用効果の欄に記載した同様の作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００３０】
本発明では、地中の既設水路の途中区間において、既設水路内に仮水路を新設し、既設水路の上流側からの水を仮水路を通して既設水路の下流側に流すように構成したので、既設水路内面と仮水路との間に空間を確保できるので、その空間を利用して各種の改修作業を容易に行うことができる。
【００３１】
しかも、新設した仮水路を通して所要の通水量を確保できるので、別途、既設水路外に土地を確保してバイパス路を新設することは不要であり、経済的なものとなる。
【００３２】
他の効果は請求項に対応して記載したとおりである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を示しながらさらに詳説する。
本発明の骨子は、地中の既設水路（トンネル）１０の途中区間において、既設水路１０内に仮水路３０を新設し、既設水路１０の上流側からの水を仮水路３０を通して既設水路１０の下流側に流すように構成し、既設水路１０の内面の改修を行うことにある。
【００３４】
まず具体例を示した上で、後に他の構成について説明することとする。
既設水路１０内に、施工に進行に伴って位置替えて設置する上流堰２０及び下流堰２１を設置し、既設水路１０との間を水漏れ防止パッキン２２及び２３により止水しながら、上流堰２０及び下流堰２１に接合してたとえば組立式鋼製の仮水路３０を設置し、通水流路を確保する。仮水路３０の支持は、仮水路支持手段としてのたとえば支持ジャッキ３１により行うことができる。この支持ジャッキ３１は、仮水路３０の長手方向に沿って複数、幅方向に関しては適宜数、通常は両側に２つ設置する。支持ジャッキ３１の設置数及び区間長は、既設トンネルインバート部１５の改修施工長等で決定できる。たとえば２５ｍピッチで設置する。
【００３５】
これにより、既設水路１０の内周領域を上流堰２０から下流堰２１の間でドライな状態を確保できる。既設水路１０が部分的に堰き止められたことにより、上流側水面１１及び下流側水面１２が発生する。
【００３６】
実施例での仮水路３０は、必要な流水量を確保する断面を有し組立式の鋼製の箱型構造になっている。また、仮水路３０は、この上に搭載され、それぞれ電動駆動される移動式パネル組立台車４０や移動式パネルサポート台車５０、支持すべきパネル６０等の重量により形状、強度等が設計され、製作される。また、仮水路３０の長さは、一日当たりの改修進行目標及び月当たりの改修進行目標等により決定される。
【００３７】
仮水路３０の上面にはレール３２が２条配置され、レール３２上を移動式パネル組立台車４０や移動式パネルサポート台車５０等が走行する構成となっている。
【００３８】
移動式パネル組立台車４０は、パネル組立用鋼製支保材４１、その鋼製支保材上下調整用のジャッキ４２（詳細は直接図示していないが移動式パネルサポート台車５０の鋼製支保材上下調整ジャッキ５２と同様の構造である）、パネルの取り付け用の折りたたみ式作業足場４３、移動のためのギャードモーター４４、駆動伝達チェーン４５及び走行駆動車輪４６等により構成されている。移動式パネル組立台車４０の機長は、改修用パネル（アーチ部パネル６０、側壁部・インバート部パネル６１）長やパネル枚数及び組立時の作業能率等により決定される。
【００３９】
移動式パネルサポート台車５０は、パネルサポート用鋼製支保材５１、鋼製支保材上下調整ジャッキ５２、鋼製支保材アーチ部調整タンパックル５３、鋼製支保材側壁部調整タンパックル５４、鋼製支保材インバート部調整タンパックル５６、移動のためのギャードモーター５６、駆動伝達チェーン５７及び走行駆動車輪５８等により構成されている。移動式パネルサポート台車５０の機長は、パネル長やパネル枚数及び組立時の作業能率等により決定される。
【００４０】
仮水路３０の下流側上面には、移動式パネルサポート台車５０上の組立てられた改修用パネル６０、６１の裏面に、裏込材を注入するモルタルポンプ７０及びパネル搬送台車７２が配置されている。また、下流堰２１の下流側には、モルタルポンプ６０に裏込材を供給する中継用のモルタルポンプ７１及びコンクリート切削片や改修用パネルや裏込材等を運搬するキヤリアダンプ８０等が配置されている。
【００４１】
キヤリアダンプ８０により搬入された改修用パネルは、パネル搬送台車７２に移載され、移動式パネル組立台車４０へと搬送される。中継用のモルタルポンプ７１からのモルタルは、モルタルポンプ７０から  移動式パネルサポート台車５０領域位置に設置する裏込材ノズルへと供給される。
【００４２】
仮水路３０の下流位置においては、先行して既設水路１０の改修が行われる。
【００４３】
このために、劣化したトンネルコンクリート面を切削する移動式切削台車９０は、走行用ユニークタイヤ９１等により既設水路１０のトンネルインバート部１５で重量を支持されている。図示の移動式切削台車９０は、既設水路１０を全断面での切削及びハツリ状況が可能である。すなわち、移動式切削台車９０は、既設トンネルアーチ部１３及び既設水路トンネル側壁部１４を切削するリングカッター９２、リングカッター９２の切削深さを調整する起倒シリンダー９３、リングカッター９２と起倒シリンダー９３を支持しながら旋廻する旋廻リング９４、旋廻リング９４の動力としての旋廻用ギャードモーター９５、旋廻リング９４用支持ローラー９６、リングカッター９２用油圧ユニット９７、既設水路トンネルインバート部１５を切削するインバートカッター９８（ジブカッター）、インバートカッター９８用油圧ユニット９９及び切削時の移動式切削台車機９０を設置、固定するアウトリガー１００等で構成されている。
【００４４】
仮水路３０は、図５に示すように、適宜の前後位置において、架台３４にて支持し、施工の１サイクルごと移動タイヤ３３、３３にてインバート部１５に沿って移動可能としてある。
【００４５】
ここで、コンクリート壁全周面表層は切削や打撃などによりハツリし、必要によりその切削面に高圧水を噴射し、洗浄することができる。切削したズリは吸引式回収機でホッパー等に集め、コンベア等でキャリアダンプ等に運搬し、坑外に搬出する。切削面を高圧水等で洗浄した後の排水はポンプ圧送し、トンネル坑外で濁水処理設備により処理する。
【００４６】
改修用パネルとしてはダクタルパネルなどを使用できる。
【００４７】
移動式パネル組立台車は全長３ｍを基準として、改修用パネル（たとえば１．５ｍあるいは３ｍ長）１列を組立て、順次パネルを組立てて、１スパン長１２ｍ分を組み立てる。
【００４８】
移動式パネルサポート台車は、パネル裏込時の打設スパン長たとえば１２ｍ間のパネルを保持し、裏込時の圧力を受けたパネルの変形を防ぐ。
【００４９】
移動式パネル組立台車前方に、裏込材注入ポンプを設置する。配管で移動式パネルサポート台車まで圧送する。裏込材（モルタル等）は、坑外で練って運搬するか、プレミックスで坑内に搬入するか、裏込材注入ポンプ近くで練るか適宜選択できる。
【００５０】
以上のように、たとえば、約２００ｍ間をドライの状態で切削・ズリ運搬、洗浄、パネル組立、裏込材注入・固着を平行あるいは順次繰り返す。
【００５１】
約２００ｍ間の改修施工が完了したら上流堰、下流堰を開放して、次の２００ｍ設定区間に組立式鋼製仮水路を設置して、上記作業を繰り返し改修施工する。本発明によれば、月進２００ｍ以上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の概要を示す正面図である。
【図２】図１のＡ-Ａ線及びＢ-Ｂ線矢視図である。
【図３】Ｃ-Ｃ線矢視図である。
【図４】Ｄ-Ｄ線矢視図である。
【図５】図１のＦ部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…既設水路、２０…上流堰、２１…下流堰、３０…仮水路、４０…移動式パネル組立台車、５０…移動式パネルサポート台車５０、６０、６１…改修用パネル、９０…移動式切削台車。
【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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