(57)【要約】【課題】ヒンジ構造の位置合わせが必要で相当の労力、時間、費用を要していた。【解決手段】左右下端部型枠左右側壁部型枠、天端部型枠が、夫々ヒンジ構造で回動自在に連結されて円弧状に形成されたトンネル工事用型枠において、前記左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠とは別に、前記ヒンジ構造を備えたヒンジブロックを形成し、そのヒンジブロックを挟んで前記左右下端部型枠と左右側壁部型枠とが、左右側壁部型枠と天端部型枠とが夫々連結可能であるトンネル工事用型枠。各部型枠の夫々の端部に係止板を設け、ヒンジブロックの両端に側板を設け、前記係止板と側板とが連結・解除可能であるトンネル工事用型枠。スチールフォームの場合左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々とヒンジブロックとの繋ぎ目に充填材を充填して、接合目地が外部に露出しないようにしたトンネル工事用型枠。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右下端部型枠の上方に左右側壁部型枠が、左右側壁部型枠の上方に天端部型枠が、夫々ヒンジ構造で回動自在に連結されて円弧状に形成されたトンネル工事用型枠において、前記左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠とは別に、前記ヒンジ構造を備えたヒンジブロックを形成し、そのヒンジブロックを挟んで前記左右下端部型枠と左右側壁部型枠とが、左右側壁部型枠と天端部型枠とが夫々連結可能であることを特徴とするトンネル工事用型枠。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル工事用型枠において、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々の端部に係止板が設けられ、ヒンジブロックの両端に側板が設けられ、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々の係止板とそれらの間に挟まれたヒンジブロックの側板とが連結・解除可能であることを特徴とするトンネル工事用型枠。
【請求項３】
請求項１記載のトンネル工事用型枠において、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々とヒンジブロックとの繋ぎ目に充填材を充填したことを特徴とするトンネル工事用型枠。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトンネルの二次覆工コンクリートの打設に使用されるトンネル工事用型枠に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トンネル工事用型枠には図８に示すスチールフォームと、図９に示すセントルとがある。
【０００３】
図８に示すスチールフォームは、腰板Ｄの外周面に覆板（スキンプレート）Ｆを張り付けて左右下端部型枠Ｇ、左右側壁部型枠Ｈ、天端部型枠Ｉを形成し、それら型枠をヒンジ構造Ｐによって回動可能に結合して円弧状に組合せてある。（特許文献１参照）。前記腰板Ｄは複数本の支持材Ｅにより支えられている。
【０００４】
図９に示すセントルはＨ型鋼、Ｉ型鋼、角パイプ等の構造材によって形成された腰板Ｍの外周に、短冊状の覆板（メタルフォーム）Ｏを貼り付けて左右下端部型枠Ｊ、左右側壁部型枠Ｋ、天端部型枠Ｌを形成し、それら型枠をヒンジ構造Ｑによって回動可能に連結して円弧状に組合せてある（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２０６８８号公報。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記スチールフォーム型のトンネル工事用型枠の場合、左右下端部型枠Ｇ、左右側壁部型枠Ｈ、天端部型枠Ｉを円弧状に連結する場合、左右下端部型枠Ｇ、左右側壁部型枠Ｈ、天端部型枠Ｉを設計どおりの円弧状になるように現物同士を位置合わせしてからヒンジ構造Ｐの差し込み穴にボルトやピンを差し込むことにより連結する必要がある。しかし、覆板Ｆが貼り付けてある左右下端部型枠Ｇ、左右側壁部型枠Ｈ、天端部型枠Ｉは重く、大型であるため、前記位置合わせ作業には多くの労力と時間を要する。しかし、前記位置合せ作業をしないで連結すると、連結部に段差が発生し、その外側にコンクリートを打設した場合に、その段差部分がコンクリートの仕上がり面に目違いとして現れるという不具合がある。そのため通常は上記位置合わせ作業を行なっている。
【０００７】
従来のセントル型のトンネル工事用型枠の場合も、スチールフォーム型の場合と同様に位置合わせしなければならず、作業に多くの労力と時間を要し、コストも高いという課題がある。
【０００８】
また、トンネル工事用型枠が再利用されている場合は、ヒンジ構造Ｐ（Ｑ）の差し込み穴が金属疲労によって広がり、ヒンジ構造Ｐ（Ｑ）にガタが発生する場合があり、その場合には、ヒンジ構造Ｐ（Ｑ）を完全に切除して再度新たにヒンジ構造Ｐ（Ｑ）を設け、上記の位置合わせ作業を行う必要があるため、相当の労力、時間、費用を要するという課題もある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、位置合わせ作業が容易で、組立てが簡単で、繰り返し使用可能なトンネル工事用型枠を提供することにある。
【００１０】
本件出願の請求項１記載のトンネル工事用型枠は、左右下端部型枠の上方に左右側壁部型枠が、左右側壁部型枠の上方に天端部型枠が、夫々ヒンジ構造で回動自在に連結されて円弧状に形成されたトンネル工事用型枠において、前記左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠とは別に、前記ヒンジ構造を備えたヒンジブロックを形成し、そのヒンジブロックを挟んで前記左右下端部型枠と左右側壁部型枠とが、左右側壁部型枠と天端部型枠とが夫々連結可能であることを特徴とするものである。
【００１１】
本件出願の請求項２記載のトンネル工事用型枠は、請求項１記載のトンネル工事用型枠において、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々の両端に係止板が設けられ、ヒンジブロックの両端に側板が設けられ、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々の係止板とそれらの間に挟まれたヒンジブロックの側板とが連結・解除可能であることを特徴とするものである。
【００１２】
本件出願の請求項３記載のトンネル工事用型枠は、請求項１記載のトンネル工事用型枠において、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠の夫々とヒンジブロックとの繋ぎ目に充填材を充填して、接合目地が外部に露出しないようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
本発明のトンネル工事用型枠の実施形態の一例を図面を参照して説明する。図１に示すトンネル工事用型枠１はスチールフォーム型のトンネル工事用型枠であり、左右下端部型枠２ａ、左右側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃが、ヒンジブロック３を挟んで回動可能に連結されている。
【００１４】
前記左右下端部型枠２ａは前後方向に間隔をあけて対向させた二つの下端部腰板４ａの外周に金属製の覆板（スキンプレート）５を溶接により張り付けてある。下端部腰板４ａは鋼板やＨ型鋼やＩ型鋼等の金属材により円弧状に成形されており、上側端部に係止板７（図２）が取付けられている。スキンプレート５は下端部腰板４ａの円弧方向の長さと同じ幅の金属製の曲板である。
【００１５】
前記左右側壁部型枠２ｂは前記下端部型枠２ａの上方に連結する型枠であって、前後方向に間隔をあけて対向させた二つの側壁部腰板４ｂの外周にスキンプレート５を溶接により張り付けてある。側壁部腰板４ｂもＨ型鋼やＩ型鋼等の金属材により円弧状に成形されており、下側端部と上側端部の両端部に係止板７（図２）が取付けられている。前記スキンプレート５は側壁部腰板４ｂの円弧方向の長さと同じ幅の金属製の曲板である。
【００１６】
前記天端部型枠２ｃは前記側壁部型枠２ｂの間に連結される型枠であって、前後方向に間隔をあけて対向させた二つの天端部腰板４ｃの外周にスキンプレート５を溶接により張り付けてある。天端部腰板４ｃも鋼板やＨ型鋼やＩ型鋼等の金属製により円弧状に成形されており、円弧方向左右両端部に係止板７（図２）が取付けられている。このスキンプレート５も天端部腰板４ｃの弧の長さと同じ幅の金属製の曲板である。
【００１７】
前記ヒンジブロック３は、図２に示すように、端面形状がＬ字状である２枚のヒンジ部材２０、２１の連結片２２と２３を接合ピン９で回動可能に連結してある。図３に示すように一方のヒンジ部材２０の連結片２２はそのヒンジ部材２０の奥行き方向ほぼ両端部に間隔をあけて夫々二枚突設されており、他方のヒンジ部材２１の連結片２３はそのヒンジ部材２１の奥行き方向ほぼ両端部に夫々一枚突設されている。図４（ａ）（ｂ）に示すように、両ヒンジ部材２０、２１は、前記一枚の連結片２３は二枚の連結片２２の間に差し込み、両連結片２２、２３の孔に接合ピン９を差し込むことにより回動可能なヒンジ機構としてある。ヒンジ部材２０、２１にはＬ型鋼が適する。
【００１８】
本実施形態において、トンネル工事用型枠１の外径Ｒ１（図１）が５０００ｍｍの場合、スキンプレート５の幅Ｗ１（図２）は１５００ｍｍ、ヒンジ部材２０、２１の径方向の幅Ｌ１（図２）は１５０ｍｍ程度が適する。特に、図２のＡ部に示すように、ヒンジ部材２０、２１の径方向の幅Ｌ１は、トンネル用型枠１の外径Ｒ１の設計上の長さと、トンネル工事用型枠１を実際にヒンジブロック３を組みこんで組み立てたときの外径Ｒ１の長さとの差（以下「製作誤差」とする）が±３ｍｍの範囲内であることが望ましい。この製作誤差をｔとしたとき、製作誤差ｔは、式ｔ≒Ｌ２÷８Ｒによって求められる。もっとも、各寸法は前記の各数値には限られず、これ以外であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、前記ヒンジブロック３は左右下端部型枠２ａと側壁部型枠２ｂとの間、側壁部型枠２ｂと天端部型枠２ｃとの間に介在されており、図２に示すように、ヒンジブロック３の側板１１が左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃの夫々の係止板７と側板１１とを合わせて、ボルト１２とナット１３により連結されている。この連結により円弧状のトンネル工事用型枠１が完成し、しかも、左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃが、介在された夫々のヒンジブロック３のヒンジ機構によって回動可能となる。
【００２０】
図２に示すように、連結された左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃとヒンジブロック３との繋ぎ目１４や、ヒンジ部材２０と２１との繋ぎ目１４の接合目地には樹脂系の充填材や金属粉の入った充填材といった適宜の充填材を挟んだり、塗布したりして、繋ぎ目１４を被覆し、その後に充填材を研磨して表面を仕上げてある。
【００２１】
（実施形態２）
本発明のトンネル工事用型枠の実施形態の他の一例について、図５〜図７を参照して説明する。この実施形態のトンネル工事用型枠１はセントル型であって、前後方向に間隔をあけて対向させた円弧状のアーチ材（セントル材ともいう）２４の外周面に、アーチ材２４と別体に成形された覆板（メタルフォーム）２５を多数枚取り付けてある。アーチ材２４は左右下端部アーチ材２４ａ、左右側壁部アーチ材２４ｂ、天端部アーチ材２４ｃに分かれており、これらは、左右下端部アーチ材２４ａと左右側壁部アーチ材２４ｂとの間、左右側壁部アーチ材２４ｂと天端部アーチ材２４ｃとの間にヒンジブロック３を挟んで円弧状に連結されている。
【００２２】
前記左右下端部アーチ材２４ａはＨ型鋼やＩ型鋼等の金属材により円弧状に成形されており、上側の端部にヒンジブロック３と連結するための直板状の係止板２７が取付けられている。
【００２３】
前記左右側壁部アーチ材２４ｂもＨ型鋼やＩ型鋼等の金属材により円弧状に成形されており、下側と上側の両端部にヒンジブロック３と連結するための係止板２７が取付けられている。
【００２４】
前記天端部アーチ材２４ｃもＨ型鋼やＩ型鋼等の金属材により円弧状に成形されており、左右両端部にヒンジブロック３と連結するための係止板２７が取付けられている。
【００２５】
前記ヒンジブロック３は実施形態１に記載の図３、４に示すヒンジブロック３と同様の構成となっている。このヒンジブロック３は図６に示すように、左右夫々の下端部アーチ材２４ａと側壁部アーチ材２４ｂとの間、側壁部アーチ材２４ｂと天端部アーチ材２４ｃとの間に介在され、夫々の係止板２７と側板１１とを合わせてボルト１２とナット１３により連結されている。各アーチ材を前記のように連結し、その外周にメタルフォーム）２５を取付けることにより円弧状のセントル型のトンネル工事用型枠１が完成し、しかも、左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃが、介在された夫々のヒンジブロック３のヒンジ機構によって回動可能となる。
【００２６】
前記メタルフォーム２５は既存のメタルフォームと同一の物、或いはそれを改良したものを使用することができる。
【００２７】
本実施形態におけるトンネル工事用型枠１の外径Ｒ２（図５）を５０００ｍｍとした場合、メタルフォーム２５の幅Ｗ２（図６）は１５００ｍｍ、ヒンジブロック３のヒンジ部材２０、２１の径方向の幅Ｌ２（図６）は１５０ｍｍ、ヒンジブロック３の幅Ｗ３は１５０ｍｍ程度が望ましい。特に、図６のＡ部に示すように、ヒンジ部材２０、２１の径方向の幅Ｌ２は、外径Ｒ２の製作誤差が±３ｍｍの範囲内であることが望ましい。この製作誤差をｔとしたとき、製作誤差ｔは、式ｔ≒Ｌ２÷８Ｒによって求められる。もっとも、前記実施形態１同様、各寸法は前記の各数値には限られず、これ以外であってもよい。
【００２８】
（その他の実施形態）
図２、図６のヒンジブロック３の上面１０は直線状の平面となっているが、図２のＡ部及び図６のＡ部に仮想線で示すように円弧状にすることもできる。この場合、円弧を左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃの円弧と同じ湾曲にしておけば、前記製作誤差ｔが発生しない。
【００２９】
実施形態１、２では、ヒンジブロック３と左右下端部型枠２ａ、側壁部型枠２ｂ、天端部型枠２ｃとをボルト１２とナット１３とによって連結したが、連結方法はこれには限られず、ヒンジブロックと各部材とを連結可能であれば、嵌めこみ式等、他の形式によるものであってもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本件出願の請求項１、２のトンネル工事用型枠には次のような効果がある。
（１）ヒンジ構造を独立したヒンジブロックとし、そのヒンジブロックを挟んで天端部型枠、左右側壁部型枠、左右下端部型枠を連結可能としたので、従来必要であったヒンジ部の位置合せを行なう必要がなく、それら型枠の組立が容易になり、労力が大幅に軽減でき、作業効率が向上する。
（２）左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠にヒンジ機構を設ける必要がないため、それら型枠の構造が簡潔になり、それら型枠の製作が容易になり、型枠のコストが低減する。
（３）ヒンジ機構の故障の際は、故障したヒンジブロックを新しいものに取り替えるだけでよく、左右下端部型枠、左右側壁部型枠、天端部型枠を修理したりあたらしいものと交換したりする必要がないため、修理にかかる労力、費用、時間を大幅に軽減することができ、型枠は繰り返し使用することができる。
【００３１】
本件出願の請求項３のトンネル工事用型枠には、スチールフォームの場合上記各効果に加えて次のような効果がある。
（１）天端部、左右側壁部、左右下端部の各腰板の覆板と、ヒンジブロックの覆板との繋ぎ目に、充填材を充填したので、接合目地が外部に表れることがなく、目地跡の付かない二次復工コンクリートに仕上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトンネル工事用型枠の実施形態の一例を示す斜視図。
【図２】図１に示すトンネル工事用型枠のヒンジブロックの取り付けの様子を示す説明斜視図。
【図３】ヒンジブロックの様子を示す斜視図。
【図４】（ａ）は、左右のヒンジ部材を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）に示す左右のヒンジ部材を組みあわせてヒンジブロックとした状態を示す平面図。
【図５】本発明のトンネル工事用型枠の実施形態の他の一例を示す斜視図。
【図６】図５に示すトンネル工事用型枠のヒンジブロックの取り付けの様子を示す説明斜視図。
【図７】従来のトンネル工事用型枠の一例を示す斜視図。
【図８】従来のトンネル工事用型枠の他の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
１  トンネル工事用型枠
２ａ  左右下端部型枠
２ｂ  左右側壁部型枠
２ｃ  天端部型枠
３  ヒンジブロック
４ａ  左右下端部腰板
４ｂ  左右側壁部腰板
４ｃ  天端部腰板
５  スキンプレート
７  係止板
１１  側板
１２  ボルト
１３  ナット
１４  繋ぎ目
２０  ヒンジ部材
２１  ヒンジ部材
２２  連結片
２３  連結片
【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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