(57)【要約】【課題】インバートコンクリート打設時の堰止めを迅速に行ってセグメントの浮き上がり等を有効に防止する。【解決手段】トンネルＴの底部に打設されるインバートコンクリートの堰止め装置１であって、トンネルＴ底部の内周面Ｆに沿った円弧状の下端外周を有する堰止め枠２と、堰止め枠２の背後を支持して内周面Ｆ上をトンネルＴの長手方向へ移動可能な台車３と、台車３を所定位置で、内周面Ｆに固定する固定手段とを備える。固定手段は、内周面Ｆを構成するセグメントＳのグラウト注入用ナットに螺入したボルトによってセグメントＳに固定される受け枠６５を備えており、当該受け枠６５に台車３を、伸縮可能な棒ジャッキ６４で連結する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの底部に打設されるインバートコンクリートの堰止め装置であって、トンネル底部の内周面に沿った円弧状の下端外周を有する堰止め枠と、堰止め枠の背後を支持して前記内周面上をトンネル長手方向へ移動可能な台車と、前記堰止め枠ないし台車を所定位置で、前記内周面に固定する固定手段とを備えるインバートコンクリートの堰止め装置。
【請求項２】
前記固定手段は、前記内周面を構成するセグメントのグラウト注入用ナットに螺入したボルトによって前記セグメントに固定される受け枠を備えており、当該受け枠に前記台車を、伸縮可能な棒ジャッキで連結してある請求項１に記載のインバートコンクリートの堰止め装置。
【請求項３】
前記固定手段は、前記堰止め枠に突設された受け梁を備えて、当該受け梁が前記内周面を構成するセグメントに固定され、かつ、前記台車は前記堰止め枠を搬送するパレットトラック又は自走装置を備えている請求項１に記載のインバートコンクリートの堰止め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル工事においてインバートコンクリートを打設する際に使用する堰止め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルのシールド工法において、シールドマシンによって掘削された土砂をインバートコンクリートに骨材として使用することによって廃棄物の低減を図ることが行われている。この場合、シールドマシンによって掘削された地山の内周にセグメントを敷設した後、その浮き上がりを防止する等のために可及的速やかにインバートコンクリートを打設する必要があり、打設コンクリートの堰止め作業の迅速化が要請されている。なお、特許文献１にはトンネルのインバート切削作業を迅速に行える切削装置が示されている。
【特許文献１】特開平８−２１８７７６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし従来、インバートコンクリートを打設する際の堰止めは、木製の堰止め枠をその都度組み立てる方法によっているため、迅速な対応が困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、インバートコンクリート打設時の堰止めを迅速に行ってセグメントの浮き上がり等を有効に防止できるインバートコンクリートの堰止め装置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】
【０００５】
上記目的を達成するために本第１発明では、トンネル（Ｔ）の底部に打設されるインバートコンクリートの堰止め装置（１，７）であって、トンネル（Ｔ）底部の内周面（Ｆ）に沿った円弧状の下端外周を有する堰止め枠（２，７１）と、堰止め枠（２，７１）の背後を支持して内周面（Ｆ）上をトンネル（Ｔ）長手方向へ移動可能な台車（３，８）と、堰止め枠（２，７１）ないし台車（３，８）を所定位置で、内周面（Ｆ）に固定する固定手段（６４，６５，７２）とを備えている。ここで、「インバートコンクリート」の語は、インバート埋め戻し材を広く含む意である。
【０００６】
本第１発明においては、台車によって堰止め枠を所望の位置へ移動させた後、固定手段によって堰止め枠ないし台車をトンネル底部の内周面に固定することによって、打設されたインバートコンクリートの荷重に耐えうる堰止めを迅速に行うことができる。
【０００７】
本第２発明では、上記固定手段は、内周面（Ｆ）を構成するセグメント（Ｓ）のグラウト注入用ナット（６６）に螺入したボルト（６７）によってセグメント（Ｓ）に固定される受け枠（６５）を備えており、当該受け枠（６５）に台車（３）を、伸縮可能な棒ジャッキ（６４）で連結してある。
【０００８】
本第２発明においては、グラウト注入用ナットを利用して受け枠をセグメントに固定し、固定された受け枠と台車の相対間隔の変動に応じて棒ジャッキを適当に伸縮して両者を連結することにより、台車をセグメントに迅速かつ確実に固定することができる。
【０００９】
本第３発明では、上記固定手段は、堰止め枠（７１）に突設された受け梁（７２）を備え、当該受け梁（７２）が内周面（Ｆ）を構成するセグメント（Ｓ）に固定され、かつ、上記台車（８）は堰止め枠（７１）を搬送するパレットトラック（８２）又は自走装置を備えている。  
【００１０】
本第３発明においては、パレットトラック又は自走装置を使用して堰止め枠を簡易かつ容易に移動させることができるとともに、移動後はグラウト注入用ナットを利用してこれに受け梁をボルト固定することによって、堰止め枠を確実にセグメントに固定することができる。
【００１１】
なお、上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明のインバートコンクリートの堰止め装置によれば、インバートコンクリート打設時の堰止めを迅速に行ってセグメントの浮き上がり等を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１にはシールド工法や推進工法等で掘削されたトンネルの下半部横断面を示し、図２にはその縦断面を示す。シールドマシンで円形に掘削されたトンネルＴの内周面にはこれに沿って、一定厚で適当形状とした多数のセグメントＳが公知の方法で互いに連結され敷設されて一次覆工面Ｆを形成している。シールドマシンが通過しセグメントＳが敷設されたトンネルＴの一次覆工面Ｆ底部には、以下に説明する堰止め装置１を使用してインバートコンクリートが打設される。図２において、符号Ｃは既設のインバートコンクリートであり、一次覆工面Ｆ上に平らな上面を有して一定高さで形成されている。この既設のインバートコンクリート（以下、既設コンクリートという）Ｃに対して、シールドマシンの側（図２の右方）へ所定間隔離して堰止め装置１が位置させられている。そして、既設コンクリートＣの端面とこれに略平行に対向する上記堰止め装置１の堰止め枠２との間の空間Ｓｐに、新たなインバートコンクリートが打設される。なお、図１および図２中、符号Ｂは作業車用のレール等を支持するために一次覆工面Ｆの内周側面間に架設されたＨ型鋼よりなる仮設枕木である。
【００１４】
上記堰止め枠２は上下に分割された板体で、上板２１と下板２２はヒンジ機構２３によって結合され、台車３との間に配設された棒ジャッキ５１によって上板２１を後方へ傾倒操作できるようになっている。て上板２１を前方（図２の鎖線）へ傾倒させることができるようになっている。上板２１を起立させた状態で堰止め枠２は既設コンクリートＣの高さとほぼ同じ高さになり、その全体の形状は、下端外周がトンネルＴ底部のセグメントＳの内周面、すなわち一次覆工面Ｆに沿った円弧状であるとともに、上端面はトンネルＴ空間を横断する直線状となっている。なお、堰止め枠２の外周には、インバートコンクリートの漏れ防止用としてエア入りのシールチューブ２４が装着されて、これが一次覆工面Ｆに密着している。
【００１５】
堰止め枠２の下板２２は背後を台車３によって支持されている。台車３は梁材を組み合わせたもので正面視（図１）では、下方へ湾曲する下梁３１と水平な上梁３２を有し、これらの間を複数の縦梁３３が間隔をおいて連結している。台車３は側面視（図２）では斜め梁３４を備えた矩形のもので、その上梁３５と下梁３６の一端が上記堰止め枠２の下板２２の背面に固定されている。台車３の頂部中央には容器にコンクリートを詰めたカウンタウエイト３７が設けられるとともに、その下方には前後位置に、トンネル幅方向へ水平に延びる支持梁３８，３９（図１に一方のみ示す）が配設されている。
【００１６】
各支持梁３８，３９の両端には一次覆工面Ｆに向けて支持脚４０が設けられて、これらに前側タイヤ４１および後側タイヤ４２が回転自在に装着されている（図２）。このうち、左右の後側タイヤ４１はモータ４３に連結されて回転駆動される。後側タイヤ４１を正逆回転させることにより、堰止め装置１は前後のタイヤ４１，４２で支持されつつ一次覆工面Ｆ上をトンネルの長手方向へ正逆移動させられる。
【００１７】
前後の上記支持梁３８，３９の下面左右位置にはブラケット下端に昇降ジャッキ６１が吊設してあり、これら昇降ジャッキ６１の下側には横行ジャッキ６２が設けられている。横行ジャッキ６２の下面には一次覆工面Ｆに向けて脚板６３が突設されている。台車３の各縦梁３３の下端には棒ジャッキ６４の一端が連結されており、各棒ジャッキ６４はトンネルＴ長手方向の前方へ延びて、各他端が受け枠６５に結合されている。受け枠６５はＵ型鋼を一次覆工面Ｆに沿った円弧状に湾曲成形したもので（図１参照）、上記棒ジャッキ６４の他端が受け枠６５の後側面に結合されている。
【００１８】
受け枠６５は図３に示すように、その底壁の長手方向複数箇所が、一次覆工面Ｆを構成する各セグメントＳのグラウト注入用ナット６６に螺入したボルト６７によって上記各セグメントＳに固定されている。受け枠６５の前側面には適当数の棒ジャッキ６８（図２）の一端が連結され、これら棒ジャッキ６８のＵ字形に成形された他端は図４に示すように他のセグメントＳに設けたボルト６７の棒状部６７１に後方より係合させてある。なお、台車３上には梯子と手摺を備えた作業台４４が設けられている。
【００１９】
このような構造の堰止め装置１でインバートコンクリートを打設する場合には堰止め枠２の上板２１を前方へ傾倒させた状態で、前側タイヤ４１をモータ４３で回転駆動して、堰止め枠２を図２に示すように既設コンクリートＣに対して所定の前方位置に位置させる。この後、上記上板２１を起立させるとともに、昇降ジャッキ６１を伸長させて脚板６３を一次覆工面Ｆに圧接させて台車３と堰止め枠２をトンネルＴの前後方向で位置決めする。さらにこの状態で横行ジャッキ６２によって台車３と堰止め枠２をトンネルＴの幅方向で位置決め調整する。次に棒ジャッキ６４を伸縮させて、受け枠６５を前後方向へ移動させ、その取付穴６５１（図３）をセグメントＳのナット６６の雌ネジ部に一致させる。そして、ナット６６にボルト６７を螺入して受け枠６５を固定する。さらに必要な場合には、受け枠６５から前方へ延びる棒ジャッキ６８（図２）を適当に伸縮させて、その先端をセグメントＳに取り付けたボルト６７（図４）の棒状部６７１に後方より係合させる。
【００２０】
この状態で、既設コンクリートＣと堰止め枠２の間の空間Ｓｐに新たなインバートコンクリートを打設すると、打設されたコンクリートは堰止め枠２によって漏れることなく空間Ｓｐ内へ貯留される。この際に、堰止め枠２には打設されたコンクリートの大きな荷重が印加するが、これは台車３から棒ジャッキ６４を介して、セグメントＳに固定された受け枠６５によって受けられる。また、コンクリート荷重は、必要な場合は棒ジャッキ６８を介してセグメントＳのボルト６７によっても受けられる。
【００２１】
このように本実施形態の堰止め装置１は、一次覆工を終えたトンネル内周面上を速やかに移動して堰止め枠２を所定位置に位置決めし、新たに注入されたインバートコンクリートの荷重を確実に受け止めて、迅速なコンクリート打設作業を可能とし、セグメントＳの浮き上がり等を有効に防止することができる。
【００２２】
なお、堰止め枠２の下板２２外周の、一次覆工面Ｆに密着するシールチューブ２４に穴開き等の損傷が生じた場合に、打設されたインバートコンクリートが漏れないように対策した例を図５に示す。図５に示すように、シールチューブ２４の背後に、垂直壁と水平壁を備えたＬ字形の補助押さえ金具１０２を位置させて、各壁の表面に貼着したスポンジゴム１０１によってシールチューブ２４背後の、下板２２の下方間隙を密閉する。補助押さえ金具１０２の背後は棒ジャッキ１００にて支持させる。
【００２３】
（第２実施形態）
図６にはシールド工法で掘削されたトンネルＴの下半部に設置された堰止め装置７の背面図を示し、図７、図８にはそれぞれ図６におけるVII-VII線およびVIII-VIII線に沿った垂直断面図を示す。堰止め装置７は堰止め枠７１を備えており、堰止め枠７１は下端外周がトンネルＴ底部に配設されたセグメントＳの内周面、すなわち一次覆工面Ｆに沿った円弧状となるとともに、上端面はトンネル空間を横断する直線状となっている。堰止め枠７１の下端外周には周方向へ間隔をおいて複数箇所に、Ｕ型鋼よりなる受け梁７２が前方へ突設してあり（図８）、これら受け梁７２の底壁に設けた複数箇所の取付孔７２１に挿通させたボルト７３（図９）が、一次覆工面Ｆを構成するセグメントＳに埋設されたグラウト注入用ナット７４に螺入されて受け梁７２、すなわち堰止め枠７１がセグメントＳに固定されている。
【００２４】
堰止め枠７１の中央部左右位置には一次覆工面Ｆの上方に一定間隔離れてこれと平行に、下方へ向く一対のＵ型鋼が主梁７５として前方へ向けて延設してある（図７）。主梁７５には基端部に、傾倒状態（図７の状態）と起立状態に回動可能な脚アーム７５１が設けてあり、脚アーム７５１の先端にはキャスター７５２が装着されている。主梁７５と堰止め枠７１との間には斜め梁７６が架設されており、また、主梁７５の後端部上にはカウンターウエイト８１が載置されている。さらに主梁７５の下方にはパレットトラック８２のフォーク８２１が差し込まれている。このような主梁７５、斜め梁７６、キャスター７５２およびパレットトラック８２によって台車８が構成されている。
【００２５】
堰止め枠７１の前面右半部にはトンネルＴ幅方向の二箇所に、当該前面から前方へ延びる副梁７７が設けられ（図８）、各副梁７７と堰止め枠７１との間には斜め梁７８が架設されている。また、各副梁７７の先端下面には一次覆工面Ｆに向かって突出してこれに当接する脚梁７７１が設けられている。
【００２６】
このような堰止め装置７を使用する場合には、パレットトラック８２によって主梁７５を介して堰止め枠７１を持ち上げる。そして、脚アーム７５１を起立状態に回動させてキャスター７５２を主梁７５の下方の一次覆工面Ｆ上へ突出させる。この状態で堰止め枠７１を適当位置へ移動させた後、脚アーム７５１を傾倒させてキャスター７５２を上昇後退させ、パレットトラック８２によって堰止め枠７１を下降させる。これにより、堰止め枠７１の下端外周が一次覆工面Ｆに接する。この後、堰止め枠７１を受け梁７２を介してセグメントＳに固定する。
【００２７】
既設コンクリートＣ（図２参照）と堰止め枠７１の間の空間に新たなインバートコンクリートを打設すると、打設されたコンクリートは堰止め枠７１によって漏れることなく空間内へ貯留される。この際に、堰止め枠７１には打設されたコンクリートの大きな荷重が印加するが、これはセグメントＳに固定された受け梁７２によって受けられる。本実施形態の堰止め装置７によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
なお、当該堰止め枠７１は、施工時の安全管理上の装置として、第1実施形態の堰止め枠１と併用することもある。この場合、堰止め枠１によって新たなインバートコンクリートを打設する際、ボルト６７（図４参照）の棒状部６７１よりもトンネル切羽側に当該堰止め枠７１を位置させる。これにより、万一、打設時に堰止め枠１が崩壊してコンクリートが流出しても当該堰止め枠７１によって堰止めることができる安全装置として機能する。このような実施では、作業員が堰止め枠１の施工場所へ往来する際の通行上の安全を考慮して、図８に示すように、副梁７７、斜め梁７８、脚梁７７１によって強化された堰止め枠７１の右半部上に頂部９１を位置させて堰止め枠７１の前方および後方へ下る作業階段９が設置される。
【００２９】
また、第1実施形態及び第２実施形態では、シールド工法において、シールドマシンによって掘削された土砂をインバートコンクリートに骨材として使用するとして説明しているが、シールド工法以外のトンネル掘削工法やその他のトンネル掘進機であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態における、シールド工法で掘削されたトンネルの下半部横断面である。
【図２】シールド工法で掘削されたトンネルの下半部縦断面図である。
【図３】受け枠固定部の垂直断面図である。
【図４】棒ジャッキ係止部の垂直断面図である。
【図５】堰止め枠の下板下部の拡大垂直断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態における、シールド工法で掘削されたトンネルの下半部に設置された堰止め装置の背面図である。
【図７】図６のVII-VII線に沿った垂直断面図である。
【図８】図６のVIII-VIII線に沿った垂直断面図である。
【図９】受け梁固定部の垂直断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…堰止め装置、２…堰止め枠、３…台車、４１，４２…タイヤ、６４…棒ジャッキ（固定手段）、６５…受け枠（固定手段）、７…堰止め装置、７１…堰止め枠、７２…受け梁（固定手段）、８…台車、Ｆ…一次覆工面（内周面）、Ｔ…トンネル。
【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】
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【図９】
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