(57)【要約】【課題】  トンネル内空面に存在する凹部を有効に利用して、トンネル覆工を施工するための材料の充填方法を提供する。【解決手段】  トンネル内空面に存在する凹部６０内に、トンネルを横断する方向に充填パイプ１００を設置する。また、トンネル内空面と所定の間隔をもたせて型枠４０を設置する。そして、トンネル内空面と型枠４０との間に、充填パイプ１００を用いて覆工材料９０を充填して、トンネル覆工を施工する。充填パイプ１００には、トンネル縦断方向に向かって開口する複数の充填口１１０を設ける。充填パイプ１００は、トンネル縦断方向に沿って、所定間隔で設置されており、各充填パイプ１００の下端部に接続される圧送パイプ２２０に切替バルブ２４０を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工を施工するための材料の充填方法であって、
トンネル内空面に存在する凹部内に、トンネルを横断する方向に充填パイプを設置し、
前記トンネル内空面と所定の間隔をもたせて型枠を設置し、
前記トンネル内空面と前記型枠との間に、前記充填パイプを用いて材料を充填して、トンネル覆工を施工する、
ことを特徴とするトンネル覆工における材料の充填方法。
【請求項２】
前記充填パイプには、トンネル縦断方向に向かって開口する複数の充填口を設けたことを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工における材料の充填方法。
【請求項３】
前記充填パイプは、トンネル縦断方向に沿って、所定間隔で設置されており、
各充填パイプの下端部に接続される圧送パイプに切替バルブを設けることにより、材料の充填を行う各充填パイプを選択可能としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル覆工における材料の充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工における材料の充填方法に関するものであり、例えば、山岳トンネルにおいて覆工背面の凹部を利用して材料を充填することにより、トンネル形状の薄い覆工を施工するための材料の充填方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＮＡＴＭ工法等を利用して掘削した山岳トンネルでは、ジャンボ等の掘削装置により掘削を行った後に、トンネル側面にロックボルトを装入するとともに支保工を施工し、その内空側にコンクリートを吹付けて１次覆工を行う。その後、トンネル形状をした移動式型枠（セントル）を用いて、覆工コンクリート等を打ち込む工法が一般的に採用されている。
【０００３】
従来、トンネル覆工を施工するための方法として、型枠（セントル）に設けた材料注入口（検査窓等）から充填パイプを挿入して、この充填パイプから材料を充填する方法が知られている。また、天端部において、吹上口からコンクリートを吐出させて材料を充填する方法も知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８８６９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来のトンネル覆工の施工技術に対して、本発明者は、例えばＮＡＴＭ工法のように、支保工及び吹付けコンクリートを施工した後に、隣合う支保工の間に凹部が存在することに着目して、当該凹部を有効に利用して、トンネル内空面と型枠との間に材料を充填することに想到した。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、トンネル内空面に存在する凹部を有効に利用して、トンネル覆工を施工する材料を充填するためのトンネル覆工における材料の充填方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のトンネル覆工における材料の充填方法は、上述した目的を達成するための技術であり、例えば、ＮＡＴＭ工法のように、支保工及び吹付けコンクリートを施工した後に、隣合う支保工の間に存在する凹部内に充填パイプを設置することにより、トンネル覆工を施工するための材料の充填方法に関するものである。なお、本発明のトンネル覆工における材料の充填方法は、山岳トンネルを新たに掘削する場合だけではなく、トンネルリニューアル等、トンネル形状の薄い覆工を施工する場合にも適用可能な技術である。
【０００８】
このトンネル覆工を施工するための材料の充填方法は、トンネル内空面に存在する凹部内に、トンネルを横断する方向に充填パイプを設置するとともに、トンネル内空面と所定の間隔をもたせて型枠を設置する。そして、トンネル内空面と型枠との間に、充填パイプを用いて材料を充填して、トンネル覆工を施工することを特徴とするものである。所定の間隔とは、トンネル覆工の厚みに相当する距離のことである。
【０００９】
また、充填パイプには、トンネル縦断方向に向かって開口する複数の充填口を設けることが好ましい。トンネル縦断方向とは、トンネルのラップ側及び妻側に向かう方向のことである。
【００１０】
また、充填パイプは、トンネル縦断方向に沿って、所定間隔で設置されており、各充填パイプの下端部に接続される圧送パイプに切替バルブを設けることにより、材料の充填を行う各充填パイプを選択可能とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のトンネル覆工における材料の充填方法によれば、トンネル内空面に存在する凹部を有効に利用して、トンネル覆工を施工するための材料の充填パイプを設置することにより、充填パイプが凹部内に収まるため、一般的なトンネル覆工と比較して厚みが薄いトンネル覆工を施工することができる。
【００１２】
また、トンネル内空面に凹部が存在すればよいので、例えば、ＮＡＴＭ工法のように、吹きつけコンクリートを吹き付けた後の隣り合う支保工の間に存在する凹部を利用することができる。
【００１３】
また、例えば、トンネルのリニューアル工事等を行うには、既存のトンネル内空面の所定箇所に凹部を形成すればよく、これにより、一般的なトンネル覆工と比較して厚みが薄いトンネル覆工を施工することができる。したがって、既存のトンネルの内空断面積を必要以上に狭めることなくリニューアル工事を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法で用いるトンネル覆工用型枠装置の断面図。
【図２】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法において、凹部内に充填パイプを設置した状態を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法で用いる充填パイプの一部を示す模式図。
【図４】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法を説明する平面図。
【図５】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法を説明する側面図。
【図６】本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法を適用したトンネルの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明のトンネル覆工における材料の充填方法の実施形態を説明する。図１〜図６は、本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法を説明するもので、図１はトンネル覆工用型枠装置の断面図、図２は凹部内に充填パイプを設置した状態を示す断面図、図３は充填パイプの一部を示す模式図、図４は材料の充填方法を説明する平面図、図５は材料の充填方法を説明する側面図、図６はトンネルの断面図である。
【００１６】
＜トンネル覆工用型枠装置＞
本発明の実施形態に係るトンネル覆工における材料の充填方法では、例えば、従来から使用されているトンネル覆工用型枠装置を使用して、トンネル覆工を施工することができる。このトンネル覆工用型枠装置１０は、図１に示すように、セントル（スライドフォーム）と称される装置であり、トンネルの内壁面に合致したアーチ状で、トンネルの延長方向に移動可能な型枠４０を備えている。このトンネル覆工用型枠装置１０は、一対のレール２０上に載置する台車３０と、トンネルの内空断面形状に対応した型枠４０と、覆工材料９０の充填装置（例えば、圧送ポンプ）等を備えている。
【００１７】
なお、図１、図４、図５に示すトンネル覆工用型枠装置１０は、一般的な構造の型枠４０を有するものであり、型枠４０の適宜箇所に、点検窓や材料注入口等を設けてあるが、本発明に係るトンネル覆工における材料の充填方法では、特にこのような部材を設けなくてもよい。
【００１８】
＜材料の充填＞
本発明に係るトンネル覆工における材料の充填方法は、トンネル内空面に存在する凹部６０内に充填パイプ１００を設置して、トンネル内空面に所定の厚み（例えば、３ｃｍ〜４ｃｍ程度）の覆工を施工する際に適用する技術である。例えば、ＮＡＴＭ工法により掘削するトンネルでは、支保工５０及び吹付けコンクリートを施工した後、隣合う支保工５０の間に形成される凹部６０内に充填パイプ１００を設置する。
【００１９】
以下、ＮＡＴＭ工法により掘削するトンネルを例にとって説明を行うが、本発明に係るトンネル覆工における材料の充填方法は、他の方法で掘削したトンネルにも適用することができ、例えば、トンネルのリニューアル工事に適用することができる。なお、トンネル内空面に凹部６０が存在しない場合には、必要に応じて、適宜箇所に凹部６０を形成すればよい。
【００２０】
＜充填パイプの設置＞
本発明の充填パイプ１００は、例えば、隣合う支保工（例えば、Ｈ鋼）５０の間に形成される凹部６０内において、下方から上方へ向かって設置する。すなわち、図２に示すように、山岳トンネル工法の代表例であるＮＡＴＭ工法では、支保工５０及び吹付けコンクリートを施工すると、隣合う支保工５０の間に凹部６０が形成される。本発明の充填パイプ１００は、この凹部６０内に設置するものであり、図２に示すように、凹部６０内において支保工５０であるＨ鋼及びロックボルト７０の頭部を避けて設置する。
【００２１】
トンネルの横断面方向から見ると、図１に示すように、トンネル覆工用型枠装置１０の型枠４０の外周面と、吹付けコンクリートの内空面との間に覆工材料９０（図６参照）を充填する際に、隣合う支保工５０の間に形成される凹部６０内において、充填パイプ１００を下方から上方へ向かって配設する。この際、型枠４０の表面に防水シート８０を設置してもよい。図１に示す例では、充填パイプ１００の先端部が天端部の途中まで挿入されている。これは、天端部においては、略水平方向に覆工材料９０を充填すればよいため、充填パイプ１００の先端部から覆工材料９０を注入することにより、天端部の全域にわたって覆工材料９０が行き渡るためである。なお、トンネルの形状や覆工材料９０の性質等に応じて、充填パイプ１００の先端部の装入位置を適宜設定することができる。
【００２２】
＜充填パイプ＞
充填パイプ１００には、図３に示すように、長さ方向に沿って複数の充填口１１０が設けてある。充填パイプ１００は、トンネル内に存在する全ての凹部６０に設置するのではなく、型枠４０とトンネル内空面との間に、覆工材料９０が十分に行き渡る位置に設置すればよい。このため、充填パイプ１００は、図４及び図５に示すように、トンネルの縦断方向に沿って、適宜間隔で設置されている。また、図示しないが、充填パイプ１００を設置した凹部６０の下部を、エアーバルク及びスポンジ等の閉塞材で閉塞することにより、覆工材料９０が凹部６０の下部から漏れ出すことを防止する。
【００２３】
また、型枠４０とトンネル内空面との間に、覆工材料９０を十分に行き渡らせるために、充填パイプ１００の充填口１１０は、トンネルの縦断方向（妻側及びラップ側）に向かって開口していることが好ましい。例えば、充填パイプ１００として、ＶＵ５０規格（外径６０ｍｍ×内径５６ｍｍ）の塩化ビニールパイプを用いた場合には、直径３０ｍｍ程度の充填口１１０を、充填パイプ１００の長さ方向に沿って５０ｃｍ程度の間隔で開口する。なお、充填パイプ１００の径及び長さ、充填口１１０の開口位置及び数は、トンネルの形状や覆工材料９０の性状等に応じて、適宜設定することができる。
【００２４】
また、充填パイプ１００は、可撓性を有する部材（例えば、塩化ビニールパイプ）を用いることが好ましい。このように、充填パイプ１００として、可撓性を有する塩化ビニールパイプを用いることにより、曲げ加工を施すことなく、充填パイプ１００をトンネル形状になじませることができる。また、万が一、凹部６０内から充填パイプ１００の一部が突出した場合であっても、トンネル覆工用型枠装置１０の型枠４０で押さえ付けることにより、凹部６０内へ押し戻すことができる。
【００２５】
＜充填パイプの設置＞
充填パイプ１００は、図４及び図５に示すように、トンネル覆工用型枠装置１０の妻側に設置した圧送ポンプ２００（例えば、モルタルポンプ）の送出側に接続されており、圧送ポンプ２００の圧送力により、圧送パイプ２２０を介して覆工材料９０（例えば、モルタル）を充填パイプ１００に送出する。また、圧送ポンプ２００の流入側にはホッパー２１０が設置されており、トラックミキサ２３０等により運搬されてきた覆工材料９０をホッパー２１０で受け、ホッパー２１０内に貯留した覆工材料９０を圧送ポンプ２００により圧送パイプ２２０へ送出する。
【００２６】
図４及び図５に示す例では、トンネル覆工用型枠装置１０のトンネル縦断方向両側において、妻側及びラップ側の２箇所に、充填パイプ１００が圧送パイプ２２０に接続されており、充填パイプ１００は天端部へ向かって延びている。なお、圧送パイプ２２０と充填パイプ１００との接続部に切替バルブ２４０（三方バルブ）を設け、覆工材料９０の圧送方向を妻側又はラップ側へ切り替えることができるようになっている。これにより、適切な充填圧力で、充填パイプ１００内に覆工材料９０を送出することができる。
【００２７】
＜空気抜き管の設置＞
また、図４に示すように、型枠４０とトンネル内空面との間の頂部付近の所定位置に、空気抜き管１３０を設置することが好ましい。空気抜き管１３０は、例えば、天端部に適宜間隔で設置する。空気抜き管１３０を設置することにより、トンネル内空面と型枠４０との間に空気が残存することがないため、充填不良を生じることがない。また、空気抜き管１３０から覆工材料９０が漏出してきたことを確認して、トンネル内空面と型枠４０との間の全域にわたって、確実に覆工材料９０が充填されたことを確認することができる。
【００２８】
＜本発明の適用例＞
本発明のトンネル覆工における覆工材料９０の充填方法は、例えば、図６に示すように、吹付けコンクリート１２０の内空面と型枠４０（図１参照）との間に、覆工材料９０を充填するために使用可能な方法であり、一般的なトンネル覆工と比較して厚みが薄い覆工を施工することができる。この際、型枠４０において、吹付けコンクリート１２０に対向する面に防水シート８０を設置してもよい。覆工の厚みは、例えば、図２において、凹部６０の最深部から８ｃｍ程度で、支保工５０の内空面から３ｃｍ〜４ｃｍ程度とすることができる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  トンネル覆工用型枠装置
２０  レール
３０  台車
４０  型枠
５０  支保工
６０  凹部
７０  ロックボルト
８０  防水シート
９０  覆工材料
１００  充填パイプ
１１０  充填口
１２０  吹付けコンクリート
１３０  空気抜き管
２００  圧送ポンプ
２１０  ホッパー
２２０  圧送パイプ
２３０  トラックミキサ
２４０  切替バルブ
【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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