(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルのインバート部を構築する際に使用されるインバート用型枠であって、
前記インバート部の中央部を跨ぐ支持架台と、
前記インバート部の側部を覆う左右一対の堰板部と、
前記各堰板部から前記インバート部の中央部に向けて延出する受け桁と、
前記受け桁に接続されたアンカーと、を備え、
前記両堰板部は、間隔をあけて対向した状態で前記支持架台に支持されており、
前記アンカーは、前記インバート部に配筋される鉄筋を支持する鉄筋受け架台に固定されており、
前記アンカーの下端部は、前記インバート部の中央部のコンクリートに埋設されることを特徴とするインバート用型枠。
【請求項２】
前記受け桁は、前記インバート部の内面に沿って湾曲している、ことを特徴とする請求項１に記載のインバート用型枠。
【請求項３】
左右に隣り合う前記受け桁同士が連結されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインバート用型枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバート用型枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
断面円形のトンネルなどにおいて、曲面状（断面円弧状）のインバート部を構築する場合には、インバート部の内面形状に沿う形状の型枠（インバート用型枠）を使用するのが一般的である。例えば特許文献１には、インバート部の内面全体を覆うインバート用型枠が開示されている。
【０００３】
特許文献１のインバート用型枠は、インバート部の内面全体を覆うものであるため、重量が嵩む虞がある。インバート用型枠の重量が嵩むと、インバート用型枠の移動作業に手間を要してしまう。
また、コンクリートの打設時には、フレッシュコンクリートの圧力によるインバート用型枠の浮き上がりが懸念される。重量の大きなインバート用型枠を使用すれば、型枠の浮き上がりを抑制することはできるが、上記のとおり、インバート用型枠の重量を大きくすると、インバート用型枠の移動作業に手間を要する虞がある。
特許文献１においては、インバート用型枠とトンネルの頂部との間に仮設の支柱を設置することで、インバート用型枠の浮き上がりを防止しているが、支柱を設置すると、ベルトコンベア等と干渉する虞がある。また、インバート用型枠を移動する度に支柱の設置・撤去を繰り返す必要があるため、作業が繁雑になる虞もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１７１５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、トンネルのインバート部を構築する際に使用されるインバート用型枠を実現するものであり、側面部の立上り部分における型枠固定の安定性の向上を図り、コンクリート打設の際に浮き上がりが生じ難いインバート用型枠を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るインバート用型枠は、トンネルのインバート部を構築する際に使用されるインバート用型枠であって、前記インバート部の中央部を跨ぐ支持架台と、前記インバート部の側部を覆う左右一対の堰板部と、前記各堰板部から前記インバート部の中央部に向けて延出する受け桁と、前記受け桁に接続されたアンカーとを備えるものである。
前記両堰板部は、間隔をあけて対向した状態で前記支持架台に支持されており、前記アンカーの下端部は、前記インバート部の中央部のコンクリートに埋設される。
【０００７】
本発明は、水平面に対する傾斜が緩やかになるインバート部の中央部には堰板を配置せず、インバート部の側部（トンネル側面部の立上り部分）のみに堰板部を配置する、というものである。本発明によれば、インバート部の内面全体を堰板で覆う場合に比べて、インバート用型枠を構成する部材の数量を削減することができる。つまり、本発明によれば、インバート用型枠の軽量化を図ることができるので、十分な揚重設備を装備できないトンネル構内においても、インバート用型枠の移動作業をスムーズに行うことが可能となる。
さらに、本発明によれば、インバート部の中央部に堰板が配置されていないので、インバート部の内面全体を堰板で覆う場合に比べて、インバート用型枠に作用するフレッシュコンクリートの圧力が小さくなるとともに、アンカーの下端部の周囲においてコンクリートが硬化し始めると、アンカーを拘束する効果が増し、受け桁の変位が抑制されるようになるので、インバート部の側部へのコンクリート打設によって堰板部にフレッシュコンクリートの圧力が作用したとしても、インバート用型枠に浮き上がりが生じ難くなる。
なお、インバート部の側部にコンクリートを打設すると、コンクリートの側圧が堰板部に作用するが、本発明では、堰板部が支持架台に支持されているので、堰板部に発生する傾き等を抑制することができる。
このように、本発明に係るインバート用型枠によれば、トンネル側面部の立上り部分（インバート部の側部）における型枠固定の安定性の向上を図ることが可能となる。
【０００８】
前記受け桁が、前記インバート部の内面に沿って湾曲していれば、コンクリートの表面を均す際の目印となるので、インバート部の寸法精度を高めることができる。
【０００９】
左右に隣り合う前記受け桁同士が連結されていれば、各受け桁に生じる変形が小さくなるので、コンクリート打設時のフレッシュコンクリートの圧力によるインバート用型枠の変形を抑制することができる。
【００１０】
本発明においては、前記アンカーが、インバート部に配筋される鉄筋を支持する鉄筋受け架台に固定されている。このようにすると、鉄筋受け架台から独立してアンカーを設置した場合に比べて、アンカーを好適に拘束することができるので、コンクリート打設時のフレッシュコンクリートの圧力によるインバート用型枠の変位・変形を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンクリート打設の際にインバート用型枠に浮き上がりが生じ難くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るインバート用型枠の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインバート用型枠の平面図である。
【図３】図１のＸ部拡大図である。
【図４】図１のＹ部拡大図である。
【図５】図１のＺ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１に示すように、本実施形態に係るインバート用型枠Ｋは、トンネルのインバート部Ａを構築する際に使用されるものである。
インバート部Ａは、断面円形を呈する二次覆工の一部（底部）であり、下向きに凸となる断面円弧状を呈している。
本実施形態のインバート部Ａは、鉄筋コンクリート構造であり、一次覆工Ｂ側（二次覆工の外周側）に配置された外側鉄筋ユニットＡ１と、トンネル内空側（二次覆工の内周側）に配置された内側鉄筋ユニットＡ２とを備えている。外側鉄筋ユニットＡ１および内側鉄筋ユニットＡ２は、複数の鉄筋を格子状に組み合わせたものである。また、一次覆工Ｂ（または一次覆工Ｂの内周面に敷設された図示せぬ防水シート）の上面には、鉄筋を支持する鉄筋受け架台Ａ３が設置されている。
【００１４】
なお、以下の説明においては、トンネル横断方向（図１の左右方向）を「左右方向」とし、トンネル軸方向（図２の左右方向）を「前後方向」とする。
【００１５】
インバート用型枠Ｋは、支持架台１と、左右一対の堰板部２，２と、受け桁３，３と、アンカー４，４，…とを備えている。インバート用型枠Ｋのトンネル軸方向の端部には、図２に示すように、妻型枠Ａ４が配置される。
【００１６】
支持架台１は、図１に示すように、インバート部Ａの中央部を跨ぐように配置されている。本実施形態の支持架台１は、インバート部Ａの左右に配置された側部架構１１，１１と、左右の側部架構１１，１１を繋ぐ連結梁１２とを備えている。
【００１７】
側部架構１１は、堰板部２の上に形成された鋼製の骨組み構造体であり、前後方向（図１の紙面垂直方向）に延在している。側部架構１１は、縦材１ａ、第一横材１ｂおよび縦ブレース１ｃで構成された鉛直構面と、第一横材１ｂ、図２に示す第二横材１ｄおよび横ブレース１ｅで構成された水平構面とを備えている。鉛直構面は、トンネル横断面に平行であり、前後方向に間隔をあけて複数並設されている。
図１に示すように、縦材１ａは、堰板部２の下端部に立設された棒状部材であり、第一横材１ｂは、堰板部２の上端部から縦材１ａの上端部に至る棒状部材である。縦ブレース１ｃは、堰板部２の高さ方向の中間部から縦材１ａと第一横材１ｂとの交差部に至る棒状部材である。
図２に示すように、第二横材１ｄは、トンネル中心軸と平行に配置されている。横ブレース１ｅは、前後に隣り合う第一横材１ｂ，１ｂを繋いでいる。
【００１８】
連結梁１２は、前後方向（トンネル軸方向）に間隔あけて複数並設されている。図１にも示すように、本実施形態の連結梁１２は、インバート部Ａの中央部の上方に押架された鋼製の立体トラス構造体であり、トンネル横断方向（図１の左右方向）に延在している。連結梁１２は、堰板部２が配置されない領域（鉄筋が露出する領域）の上方において左右の側部架構１１，１１を繋いでいる。
連結梁１２は、上弦材１ｆ、下弦材１ｇ、斜材１ｈおよび垂直材１ｉで構成された前後一対の鉛直構面と、前後一対の上弦材１ｆ，１ｆ、図２に示す斜材１ｊおよび垂直材１ｋで構成された上側の水平構面と、前後一対の下弦材１ｇ，１ｇ、図示せぬ斜材および垂直材で構成された下側の水平構面とを備えている。
なお、連結梁１２の構成は変更しても差し支えない。例えば、トラス構造の連結梁１２に代えて、Ｈ形鋼やＩ形鋼からなる連結梁１２を使用してもよい。
【００１９】
支持架台１の上面の適所には、吊材（ワイヤーやチェーン）６のフックを係止可能なブラケット１３が固定されている。ブラケット１３は、インバート用型枠Ｋの移動時に使用される。
【００２０】
堰板部２は、インバート部Ａの側部を覆うように配置されている。左右の堰板部２，２は、インバート部Ａの中央部（堰板が配置されない領域）を挟んで逆ハ字状に対向している。
堰板部２には、図２に示すように、複数の貫通孔２ａ，２ａ，…が形成されている。貫通孔２ａは、コンクリート用のバイブレータを挿入可能な大きさの孔径を具備している。図示は省略するが、貫通孔２ａの周囲には、貫通孔２ａを塞ぐ蓋材を保持可能な保持部が配置されている。
【００２１】
本実施形態の堰板部２は、図３に示すように、インバート部Ａの側部の内面形状に沿うように湾曲した鋼板２ｂと、鋼板２ｂの上面に接合された補強リブ２ｃと、鋼板２ｂまたは補強リブ２ｃの上端に設けられた矢板受け部材２ｄ，２ｄとを備えている。
補強リブ２ｃは、山形鋼などの鋼材からなる。補強リブ２ｃには、側部架構１１の下端部が接合されている。なお、図示は省略するが、鋼板２ｂの上面には、複数の補強リブ２ｃ，２ｃ，…が格子状に配置されている。
矢板受け部材２ｄ，２ｄは、図４に示すように、インバート部Ａの上端に配置される矢板Ａ５を保持する部位であり、上下に間隔をあけて並設されている。矢板受け部材２ｄ，２ｄは、連結部材２ｅを介して連結されている。矢板受け部材２ｄ，２ｄの間には、矢板Ａ５が挿通される。矢板Ａ５は、インバート部Ａの上端面を成型するための妻型枠であり、矢板Ａ５と一方の矢板受け部材２ｄとの間にキャンバーＡ６を打ち込むことにより固定する。なお、矢板Ａ５は、トンネルの内周面に対して垂直となるように配置される。
【００２２】
受け桁３は、図１に示すように、堰板部２からインバート部Ａの中央部に向けて延出している。受け桁３は、インバート部Ａの内面に沿って湾曲している。受け桁３の上端部は、堰板部２の上端部に位置しており、受け桁３の下端部は、インバート部Ａの底部に位置している。
受け桁３のうち、堰板部２に沿う部分は、万力やボルト・ナット等により堰板部２の上面に固定されている。
【００２３】
本実施形態の受け桁３は、図２に示すように、前後に間隔をあけて並設された二本の鋼材３ａ，３ａと、鋼材３ａ，３ａを繋ぐ図示せぬ接続プレートとを備えている。鋼材３ａは、溝形鋼からなる。本実施形態では、鋼材３ａ，３ａのウェブ同士を間隔をあけて対向させることにより、受け桁３にスリットを形成している。
【００２４】
アンカー４は、図５に示すように、受け桁３に接続されている。アンカー４の下端部は、インバート部Ａの中央部のコンクリートに埋設される。
本実施形態のアンカー４は、鉄筋受け架台Ａ３に固定された棒材４１と、棒材４１に装着された押えプレート４３と、棒材４１の上端部の雄ネジ部４２に螺着されたナット４４とを備えている。
棒材４１は、鋼製の部材からなり、受け桁３のスリット（図２に示す鋼材３ａ，３ａの間）を通って受け桁３の上面から突出している。棒材４１の下端部には、雌ネジが形成されている。
押えプレート４３は、ナット４４によって受け桁３の上面に固定されている。
【００２５】
なお、鉄筋受け架台Ａ３は、一次覆工Ｂ（又は一次覆工Ｂの内周面に敷設された防水シート）上に点在させた複数のコンクリート製スペーサ５１，５１，…と、スペーサ５１，５１，…に載置され格子状台座５２と、格子状台座５２から立ち上がるネジ棒５３と、ネジ棒５３に装着された上下一対の鉄筋保持部５４，５５とを備えている。
格子状台座５２は、格子状に組み合わされた複数の鋼材からなる。縦横の鋼材は、スペーサ５１上において交差させる。
ネジ棒５３の下端部は、格子状台座５２を貫通し、スペーサ５１に螺着されている。ネジ棒５３の上端部には、アンカー４の棒材４１が螺着される。
下側の鉄筋保持部５４には、外側鉄筋ユニットＡ１の鉄筋が固定されており、上側の鉄筋保持部５５には、内側鉄筋ユニットＡ２の鉄筋が固定されている。
【００２６】
次に、インバート用型枠Ｋを使用してインバート部Ａを構築する方法を説明する。
本実施形態に係るインバートの構築方法は、鉄筋組立工程と、型枠設置工程と、コンクリート打設工程と、脱型工程とを備えている。
【００２７】
鉄筋組立工程は、インバート部Ａを構築する領域の一次覆工Ｂ（又は一次覆工Ｂの内周面に敷設された防水シート）上に鉄筋受け架台Ａ３を設置し、この鉄筋受け架台Ａ３を利用して外側鉄筋ユニットＡ１およい内側鉄筋ユニットＡ２を設置する工程である。
【００２８】
型枠設置工程は、インバート部Ａを構築する領域にインバート用型枠Ｋおよび妻型枠Ａ４（図２参照）を設置する工程である。型枠設置工程は、鉄筋組立工程の後に行う。インバート用型枠Ｋを搬入する際には、トンネル頂部に設けた図示せぬテルハクレーンを使用する。
なお、テルハクレーンは、図示は省略するが、鋼製支保工に吊設されたレールと、レールを走行するホイストとを備えている。ホイストに接続された吊材６は、支持架台１のブラケット１３に掛止する。
インバート用型枠Ｋを内側鉄筋ユニットＡ２の上方に位置させたら、インバート用型枠Ｋを降下させる。インバート用型枠Ｋは、既設のインバート部と妻型枠Ａ４とに載置した後、既設のインバート部に予め埋設しておいたアンカーボルトやインサート等に固定するとともに、妻型枠Ａ４に固定する。
インバート部Ａの中央部では、アンカー４の構成要素である棒材４１を鉄筋受け架台Ａ３に接続し、アンカー４の押えプレート４３を受け桁３の上面に当接させる。なお、棒材４１は、インバート用型枠Ｋを設置する前に鉄筋受け架台Ａ３に立設してもよい。この場合には、棒材４１を受け桁３のスリット（図２に示す鋼材３ａ，３ａの間）に挿入しつつインバート用型枠Ｋを設置する。あるいは、棒材４１は、インバート用型枠Ｋを設置した後に鉄筋受け架台Ａ３に立設してもよい。
インバート用型枠Ｋを設置したら、堰板部２の矢板受け部２ｄ，２ｄ（図４参照）に矢板Ａ５を保持させる。
【００２９】
コンクリート打設工程は、インバート部Ａにコンクリートを打設する工程である。コンクリート打設工程では、インバート部Ａの中央部にコンクリートを打設し、その後、インバート部Ａの側部にコンクリートを打設する。インバート部Ａの中央部にコンクリートを打設すると、アンカー４の棒材４１がコンクリートに埋設される。
【００３０】
なお、コンクリート打設をインバート部Ａの中央部から開始すると、インバート部Ａの側部にコンクリートを打設する頃には、インバート部Ａの中央部（アンカー４の周囲）においてコンクリートが硬化し始める。コンクリートが硬化し始めると、アンカー４が鉄筋受け架台Ａ３とともにコンクリートと一体化される結果、アンカー４の拘束度が増し、受け桁３の変位が抑制されるようになるので、インバート部Ａの側部へのコンクリート打設によって堰板部２にフレッシュコンクリートの圧力が作用したとしても、インバート用型枠Ｋに浮き上がりが生じ難くなる。
なお、インバート部Ａの中央部にコンクリートを打設した後に一旦打設作業を中断し、当該コンクリートが硬化してから、インバート部Ａの側部にコンクリートを打設してもよい。
【００３１】
脱型工程は、インバート用型枠Ｋを脱型する工程である。インバート用型枠Ｋを脱型する際には、まず、アンカー４のナット４４を緩め、押えプレート４３を取り外す。その後、図示せぬテルハクレーンを使用してインバート用型枠Ｋを吊り上げつつ、前方または後方に移動させる。インバート用型枠Ｋを移動させたら、インバート部Ａの上面近傍においてアンカー４の棒材４１をネジ棒５３から取り外す。棒材４１を取り外した後に残る孔は、モルタルで補修する。
【００３２】
以上のとおり、本実施形態のインバート用型枠Ｋによれば、インバート部Ａの内面全体を堰板で覆う場合に比べて、インバート用型枠Ｋを構成する部材の数量を削減することができる。つまり、インバート用型枠Ｋの軽量化を図ることができるので、十分な揚重設備を装備できないトンネル構内においても、インバート用型枠Ｋの移動作業をスムーズに行うことが可能となる。
さらに、インバート用型枠Ｋによれば、インバート部Ａの中央部に堰板が配置されていないので、インバート部Ａの内面全体を堰板で覆う場合に比べて、コンクリート打設時にインバート用型枠Ｋに作用するフレッシュコンクリートの圧力が小さくなるとともに、アンカー４の周囲においてコンクリートが硬化し始めると、アンカー４の拘束度が増し、受け桁３の変位が抑制されるようになるので、インバート部Ａの側部へのコンクリート打設によって堰板部２にフレッシュコンクリートの圧力が作用したとしても、インバート用型枠Ｋに浮き上がりが生じ難くなる。つまり、インバート用型枠Ｋは、軽量でありながらも、浮き上がりが生じ難い。
しかも、本実施形態では、アンカー４が、鉄筋受け架台Ａ３に固定されているので、アンカー４を好適に拘束することができる。
なお、インバート部Ａの側部にコンクリートを打設すると、コンクリートの側圧が堰板部２に作用するが、本実施形態では、堰板部２が支持架台１に支持されているので、堰板部２に発生する傾き等を抑制することができる。
このように、インバート用型枠Ｋによれば、トンネル側面部の立上り部分（インバート部の側部）における型枠固定の安定性の向上を図ることが可能となる。
【００３３】
また、インバート用型枠Ｋによれば、受け桁３がインバート部Ａの内面に沿って湾曲しているので、コンクリートの表面を均す際の目印となる。したがって、インバート部Ａの寸法精度を高めることができる。
【００３４】
なお、前記の実施形態で例示した構成は、一例に過ぎない。
例えば、図示は省略するが、左右に隣り合う受け桁３，３の下端部同士を互いに連結してもよい。左右に隣り合う受け桁３，３同士が連結されていれば、各受け桁３に生じる変形が小さくなるので、コンクリート打設時のフレッシュコンクリートの圧力によるインバート用型枠Ｋの変形を抑制することができる。
【００３５】
また、堰板部２で覆う領域を増加させる場合には、前後に隣り合う受け桁３，３に鋼板を架設すればよい。
【符号の説明】
【００３６】
Ｋ    インバート用型枠
１    支持架台
２    堰板部
３    受け桁
４    アンカー
Ａ    インバート部
Ａ３  鉄筋受け架台
【図１】
0006529379.tif 000002
【図２】
0006529379.tif 000003
【図３】
0006529379.tif 000004
【図４】
0006529379.tif 000005
【図５】
0006529379.tif 000006