(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの覆工方法であって、
前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、該型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのパイプと、前記型枠に取り付けられ前記パイプに近接するバイブレータであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのバイブレータとを含む型枠装置を前記トンネル内に設置すること、
前記コンクリート打設空間へのコンクリートの打設の間又はこれに先立ち、前記パイプを前記トンネル壁面に当接し又は近接するまで上昇させること、
前記コンクリートが前記トンネル壁面の頂部に達した後、前記パイプを下降させること、
前記パイプの下降の間に前記バイブレータを作動させることを含む、覆工方法。
【請求項２】
さらに、前記パイプの下降の間又はその後に前記バイブレータを作動させながら該バイブレータを下降させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パイプの上端及び前記バイブレータの上端が前記型枠に達したときにこれらの下降を停止する、請求項２に記載の覆工方法。
【請求項４】
トンネルの覆工方法であって、
前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、該型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能でありかつ振動可能である少なくとも１つのパイプとを含む型枠装置を前記トンネル内に設置すること、
前記コンクリート打設空間へのコンクリートの打設の間又はこれに先立ち、前記パイプを前記トンネル壁面に当接し又は近接するまで上昇させること、
前記コンクリートが前記トンネル壁面の頂部に達した後、前記パイプを振動させながらこれを下降させることを含む、覆工方法。
【請求項５】
前記パイプは前記コンクリートのための供給口の近傍に配置されている、請求項１又は４に記載の覆工方法。
【請求項６】
前記パイプは閉鎖された上端と、該上端の近傍に形成され前記パイプの内部と外部とに連通する少なくとも１つの穴とを有する、請求項１又は４に記載の覆工方法。
【請求項７】
トンネルの覆工を形成するために用いられる型枠装置であって、
前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、
前記型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのパイプと、
前記型枠に取り付けられ前記パイプに近接するバイブレータであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのバイブレータとを含む、型枠装置。
【請求項８】
トンネルの覆工を形成するために用いられる型枠装置であって、
前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、
前記型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能でありかつ振動可能である少なくとも１つのパイプとを含む、型枠装置。
【請求項９】
前記パイプは前記コンクリートのための供給口の近傍に配置されている、請求項７又は８に記載の型枠装置。
【請求項１０】
前記パイプは閉鎖された上端と、該上端の近傍に形成され前記パイプの内部と外部とに連通する少なくとも１つの穴とを有する、請求項７又は８に記載の型枠装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルに覆工を施す方法及びこれに用いられる型枠装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
掘削により生じたトンネルの地山、該地山に吹き付けられた吹き付けコンクリート等からなるトンネル壁面を場所打ちコンクリートからなる覆工で被覆することが行われている。
【０００３】
前記覆工の形成は、通常、トンネルの軸線方向に分けられた複数の区画ごとに、坑口から切羽に向けて順次に行われる。各区画における覆工の形成のため、トンネル壁面に沿って型枠装置が設置され、前記型枠装置により前記トンネル壁面との間に形成されたコンクリート打設空間にコンクリートが打設される。
【０００４】
前記コンクリート打設空間へのコンクリートの打設は通常トンネルの坑口の側から行われ、前記打設空間はトンネルの坑口の側からその切羽の側に向けて、またその底部から頂部に向けて次第にコンクリートで満たされる。
【０００５】
前記コンクリート打設空間を形成するために用いられる型枠装置は、トンネル壁面に相対するように配置される頂部型枠部及び両側部型枠部を有する型枠と該型枠を支持する支持台車とを備える。前記型枠の両側部型枠部は前記頂部型枠部の周方向両端部にそれぞれ枢着されている。前記頂部型枠部及び側部型枠部はそれぞれ液圧ジャッキを介して前記支持台車に支持されており、前記型枠装置の設置又は脱型の際、前記液圧ジャッキを操作することにより、前記頂部型枠部が昇降され、また前記側部型枠部がそれぞれトンネルの軸線すなわち前記型枠装置の軸線と平行な軸線の周りに枢動される。
【０００６】
ところで、前記覆工の形成においては、前記コンクリート打設空間の特に前記トンネルの坑口側の頂部及びその近傍に空隙が不可避的に残ることが指摘されていた。
【０００７】
従来、前記空隙を除去するため、コンクリートの打設の間、ホースを用いて、前記空隙の発生箇所から前記コンクリート打設空間の外部に空気を排出することが提案されている（後記特許文献１参照）。また、前記ホースに代えてパイプを使用することが行われている。これによれば、前記打設空間からの空気の排出により該空気が占めていた空間がコンクリートで満たされ、前記空隙の発生が防止される。
【０００８】
しかし、その反面、前記ホース又はパイプは後に打設されたコンクリート中から引き抜く必要があるため、完成した覆工にその抜き跡が残り、また前記抜き跡がコンクリートのひび割れを誘発するという問題があった。
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−１７９８９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、パイプの抜き跡を残さない覆工の形成方法及びこれに用いられる型枠装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、トンネルの覆工方法に係り、まず、型枠装置を前記トンネル内に設置する。前記型枠装置は、前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、該型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのパイプと、前記型枠に取り付けられ前記パイプに近接するバイブレータであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのバイブレータとを含む。次に、前記コンクリート打設空間へのコンクリートの打設の間又はこれに先立ち、前記パイプを前記トンネル壁面に当接し又は近接するまで上昇させること、前記コンクリートが前記トンネル壁面の頂部に達した後、前記パイプを下降させること、前記パイプの下降の間に前記バイブレータを作動させることを含む。好ましくは、前記パイプとして、閉鎖された上端と、該上端の近傍に形成され前記パイプの内部と外部とに連通する少なくとも１つの穴とを有するものを用いる。この場合において、好ましくは、前記パイプの上端及び前記バイブレータの上端が前記型枠に達したときにこれらの下降を停止する。
【００１２】
また、本発明はトンネルの覆工を形成するために用いられる型枠装置に係り、前記型枠装置は、前記トンネルの壁面との間にコンクリート打設空間を形成するための型枠であって頂部を有する、前記コンクリート打設空間に打設されるコンクリートのための供給口が設けられた型枠と、該型枠の頂部に上方に向けて取り付けられ前記コンクリート打設空間の内部と外部とに開放するパイプであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのパイプと、前記型枠に取り付けられ前記パイプに近接するバイブレータであってその軸線に沿って昇降可能である少なくとも１つのバイブレータとを含む。
【００１３】
前記型枠装置については、前記バイブレータを有しない、また振動可能であるパイプを有するものとすることができる。また、前記パイプは好ましくは前記コンクリートのための供給口の近傍に配置し、また前記パイプは閉鎖された上端と、該上端の近傍に形成され前記パイプの内部と外部とに連通する少なくとも１つの穴とを有するものとすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、コンクリート打設空間へのコンクリートの打設の間、トンネル壁面の頂部及びその近傍に残る空気は、型枠装置のパイプを通して、前記コンクリート打設空間外に排出することができ、排出された空気が占めていた空間部分は引き続き供給されるコンクリートがトンネル壁面の頂部に達するときに該コンクリートで満たされる。次に、前記パイプを下降させると共に前記コンクリート中でバイブレータを作動させることにより、前記バイブレータの振動を前記パイプの周囲のコンクリートに与えることができる。その結果、コンクリートが締め固められ、また前記パイプが存在したところにコンクリートが充填され前記パイプの抜き跡のない覆工が形成される。
【００１５】
前記パイプは、前記空気が残りやすい場所であるコンクリート供給口の近傍に配置することにより、前記空気の排出の完全性を期待できる。前記パイプについて、その上端が閉鎖されかつ該上端の近傍に穴が形成されたものを使用するときは、前記空気の排出を前記穴を通して行うことができ、開放上端を有するパイプを使用する場合と比べて、前記空気と共に前記パイプを通して流れ出るコンクリートの量を制限することができる。また、前記パイプの下降及び前記バイブレータの下降をこれらの上端が型枠に到達したときに停止することにより、これらの上端を型枠の一部として用いることができる。
【００１６】
バイブレータを有しない型枠装置にあっては、前記パイプを下降させるとき、該パイプを振動させる。これにより、下降中のパイプの周りのコンクリートが振動を受けて締め固められ、その結果、前記パイプの引き抜き跡の発生が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１を参照すると、地山を掘削することにより形成された山岳トンネル１０に場所打ちコンクリートによる覆工１２（図２参照）を形成すべく、トンネル１０内に型枠装置１４が設置されている。なお、本発明が対象とするトンネルは、図示の山岳トンネルのほか、地中に形成されたトンネル、リニューアルの対象とされた既存のトンネル等がある。
【００１８】
覆工１２の形成は、トンネル１０の軸線方向に区分けされた複数の領域（区画）について、トンネル１０の坑口からその切羽に向けて順次に行われる。このため、各区画における覆工の形成に使用される型枠装置１４は、トンネル１０内を一の区画からこれに隣接する他の区画へ移動される。
【００１９】
型枠装置１４は、トンネル１０の地山又は該地山の表面に吹き付けられたモルタル層、あるいはこれらを被覆するシート（図示せず）からなるトンネル壁面１６との間にコンクリートの打設空間１７を規定するための型枠１８と、該型枠をトンネル１０内に支持しまた移動するための支持台車２０とを含む。
【００２０】
型枠１８は、トンネル壁面１６に相対するように配置される頂部型枠部２１と両側部型枠部とを有する。各側部型枠部は２つの部分２２，２４からなり、一方の部分２２は頂部型枠部２１の周方向両端部に枢着され、また他方の部分２４は一方の部分２２に枢着されている。各部分２２，２４は型枠１８の軸線と平行な軸線の周りに枢動可能である。
【００２１】
型枠１８は複数の液圧ジャッキ２６，２８，３０を介して支持台車２０に支持されている。液圧ジャッキ２６の両端部はそれぞれ支持台車２０と型枠の頂部型枠部２１とに連結され、液圧ジャッキ２８の両端部はそれぞれ支持台車２０と型枠の側部型枠部の一方部分２２とに連結され、また液圧ジャッキ３０は支持台車２０と型枠の側部型枠部の他方部分２４とに連結されている。
【００２２】
これによれば、液圧ジャッキ２６を伸縮動作させると、型枠１８の頂部型枠部２１が側部型枠部２２，２４と共に昇降する。また、液圧ジャッキ２８を伸縮動作させると、側部型枠部の一方部分２２が頂部型枠部２１に対して枢動し、同時に他方部分２４が一方部分２２と共に枢動する。さらに、液圧ジャッキ３０を伸縮動作させると、側部型枠部の他方部分２４が枢動する。
【００２３】
液圧ジャッキ２６，２８，３０の伸縮動作により、頂部型枠部２１及び側部型枠部２２，２４を、これらがトンネル壁面１６に沿ってその周方向へ伸びる伸長状態（型枠１８がコンクリート打設空間１７を形成する状態）及びトンネル１０の内方に向けて頂部型枠部２１が下降されかつ側部型枠部２２，２４が枢動された折り畳み状態（型枠１８が脱型される状態）におくことができる。
【００２４】
型枠１８の支持台車２０には、トンネル１０の底面３２上に配置されその軸線方向へ伸びる一対のレール３４上を転動可能である車輪３６が設けられている。
【００２５】
トンネル内の一区画への型枠装置１４の設置によりトンネル壁面１６と型枠１８との間にコンクリート打設空間１７が形成され、その後コンクリート打設空間１７内にコンクリートＣ（図２）が打設される。
【００２６】
コンクリートの打設は、例えば、初めに型枠１８の側部型枠部２２，２４に設けられたコンクリート供給口（図示せず）を通して行い、トンネル壁面１６と側部型枠部２２，２４との間の空間部分にコンクリートを充填する。その後、型枠１８のトンネル１０の坑口側の端部３８に設けられ型枠１８の頂部近傍に位置する供給口４０（図２）を通して、コンクリート打設空間１７にコンクリートを供給する。前記コンクリートは、供給口４０からトンネル壁面１６と型枠の頂部型枠部２１との間の空間部分に上方に向けて吹き出される。これにより、コンクリート打設空間１７の前記空間部分がトンネル１０の坑口側から切羽側に向けてコンクリートで満たされる。なお、コンクリートＣの供給口４０は、図示の例に限らず、必要に応じて、型枠１８の端部３８以外の他の箇所に設けられることがある。
【００２７】
このとき、コンクリート打設空間１７における型枠１８の端部３８の側において、型枠１８の頂部及びその近傍への空気の滞留に伴う覆工内への空隙の発生を防止するため、コンクリート打設空間１７へのコンクリートの打設の間に前記空気をコンクリート打設空間１７の外部に排出する。
【００２８】
前記空気の排出は、型枠装置１４に装置されコンクリート打設空間１７の内部と外部とに開放する２つのパイプ４２を用いて行うことができる。型枠装置１４には、また、各パイプ４２に近接した位置、すなわちパイプ４２の周囲を覆うこととなる打設コンクリートに振動作用を与え得る位置にバイブレータ４４（図３）が装置されている。図示のバイブレータ４４は円筒状のケーシングとその内部に配置された起振機とを備え、前記起振機の作動により前記ケーシングが振動する。
【００２９】
パイプ４２及びバイブレータ４４は、型枠１８に設けられたコンクリート供給口４０の近傍、図示の例では型枠１８の端部３８において型枠１８の頂部又はその近傍に配置され、上方に向けて、ほぼ、型枠１８の頂部型枠部２１の直径方向へ伸びている。
【００３０】
パイプ４２及びバイブレータ４４は、それぞれ、支持部材４６，４８を介して、コンクリート打設空間１７の外部において型枠１８の頂部型枠部２１に取り付けられており、型枠１８の頂部型枠部２１にその長さ方向（軸線方向）へ互いに間隔をおいて設けられた穴５０，５２（図３）を貫通している。
【００３１】
より詳細には、パイプ４２及びバイブレータ４４は、それぞれ、これらに接続されこれらと平行に伸びる２対の液圧ジャッキ５４，５６を介して支持部材４６，４８に取り付けられている。
【００３２】
液圧ジャッキ５４，５６は、それぞれ、これらのシリンダ部において支持部材４６，４８に固定され、パイプ４２及びバイブレータ４４は、それぞれ、液圧ジャッキ５４，５６の前記シリンダ部を出入可能であるロッド部に一対のブラケット５８，６０を介して固定されている。
【００３３】
液圧ジャッキ５４，５６の伸縮動作により、パイプ４２及びバイブレータ４４を、それぞれ、これらの軸線方向へ移動（昇降）させることができる。図示の例では、各液圧ジャッキ５４，５６の前記ロッド部が防塵のための蛇腹部材６２で覆われており、蛇腹部材６２は前記液圧ジャッキの伸縮動作に応じて伸縮する。
【００３４】
パイプ４２は、好ましくは、これを上昇させることにより、その上端部をトンネル壁面１６に当てることができる長さ寸法を有する。また、図示のパイプ４２は、閉鎖された上端６４と、該上端の近傍に形成されパイプ４２の内部と外部とに連通する２つの穴６６とを有する（図３及び図４参照）。
【００３５】
図示の例では、パイプ４２の上端６４はその開放面に固定されたディスク状の蓋６８により閉鎖されている。蓋６８はパイプ４２の外径と同径の直径を有し、その中心がパイプ４２の軸線上に位置する。また、図示の両穴６６は、それぞれ、パイプ４２の上端面の一部とこれに連なる側面の一部とを切り欠いてなり、パイプ４２の軸線の周りに１８０°の角度をおいて位置する。
【００３６】
蓋６８はパイプ４２の開放上端を塞ぐことができる他の任意のもの、例えばパイプの上端部の内面に形成された雌ねじに係合可能である雄ねじで構成することができる。また、穴６８はその数量を少なくとも１つとすることができる。穴６８は、例えばパイプ４２の側面にのみ開放する孔とすることができる。穴６８は、コンクリート打設空間１７の上方部分で開口するように、パイプ４２の上端に近接していること望ましい。
【００３７】
パイプ４２は、その上端がトンネル壁面１６に突き当たるまで、又は突き当たる直前の高さ位置に至るまで、上昇させる。
【００３８】
このパイプ４２によれば、コンクリート打設空間１７の上方部分に残る前記空気をその穴６６を通してその内部に導き、その開放下端からコンクリート打設空間１７の外部に排出することができる。また、前記空気の排出に伴ってコンクリート打設空間１７の前記上方部分がコンクリートで満たされるとき、前記コンクリートの一部もまたパイプ４２の穴６８を通して該パイプから流れ出るが、パイプ４２の上端が閉鎖されているため、これが開放している場合と比べて、その流出量は少ない。コンクリート打設空間１７の前記上方部分がコンクリートで満たされたか否かは、型枠１８のトンネル切羽側に設けられた窓（図示せず）を通して確認することができる。
【００３９】
コンクリート打設空間１７の前記上方部分へのコンクリートの充填を確認した後、コンクリート中のパイプ４２を下降させる。パイプ４２の下降の間、好ましくはさらに下降停止後しばらくの間、バイブレータ４４を作動させる。このとき、パイプ４２に近接した位置にあるバイブレータ４４はその振動をパイプ４２の周囲のコンクリートに及ぼし、これにより、パイプ４２が存在したところにコンクリートを流動させてコンクリート中にパイプ４２の抜き跡が残らないようにすると共に前記コンクリートを締め固める作用をなす。
【００４０】
パイプ４２の下降は該パイプの上端が型枠１８に達したとき、より詳細には蓋６８の頂面が型枠１８の頂部の内面のレベルに到達したとき、停止する（図５参照）。このとき、パイプ４２の上端の蓋６８が穴５０を塞ぎ、該穴からのコンクリートの漏れを防ぐと共に型枠１８の一部としての作用をなす。これによれば、内周面に凹凸のない覆工を形成することができる。この例に代えて、パイプ４２を穴５０から引き抜き、その後、穴５０を例えば板材で塞ぐことも可能である。
【００４１】
バイブレータ４４は、パイプ４２の下降の間又はその停止後、バイブレータ４４を作動させながら前記コンクリート中を下降させる。これにより、パイプ４２のコンクリート中からの引き抜きにおけると同様、コンクリート中にバイブレータ４４の抜き跡が生じないようにすることができる。バイブレータ４４の下降もまたその上端が型枠１８の頂部の内面に達したときに停止させる。これにより、バイブレータ４４の上端により穴５２を塞ぎ、該穴からのコンクリートの漏れを防ぐと共に型枠１８の一部としての作用を担わせることができる。バイブレータ４４についても、これを穴５２から引き抜き、穴５２を板材で塞いでもよい。
【００４２】
パイプ４２及びバイブレータ４４の組の数を２とする図示の例に代えて、これを１組又は３組以上とすることができる。また、１つのパイプ４２と複数のバイブレータ４４とからなる組とし、あるいは複数のパイプ４２と１つのバイブレータとからなる組とすることができる。
【００４３】
また、パイプ４２は円形の横断面形状を有するものに代えて、例えば角形の横断面形状を有するものとすることができる。さらに、パイプ４２は、図示の例に代えて、上端開放のものとすることも可能である。
【００４４】
前述した例に代えて、バイブレータ４４の配置を省略し、パイプ４２自体を振動可能であるものとした型枠装置とすることができる。パイプ４２は、例えば、その下端にバイブレータを取り付けることにより振動可能のものとすることができ、このバイブレータを作動させることにより、パイプ４２に振動を生じさせることができる。パイプ４２の振動はその下降中に生じさせる。下降中のパイプ４２の振動により、その周囲の打設コンクリートを締め固め、パイプ４２の抜き跡が生じないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】掘削により生じた山岳トンネル内に配置された本発明に係る型枠装置の正面図である。
【図２】型枠装置の概略的な縦断面図である。
【図３】型枠装置におけるパイプ及びバイブレータの部分拡大図である。
【図４】コンクリート打設空間に上昇された状態のパイプの拡大図である。
【図５】コンクリート打設空間から下降された状態のパイプの拡大図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  山岳トンネル
１２  覆工
１４  型枠装置
１６  トンネル壁面
１７  コンクリート打設空間
１８  型枠
４２  パイプ
４４  バイブレータ
【図１】
0004815262.tif 000002
【図２】
0004815262.tif 000003
【図３】
0004815262.tif 000004
【図４】
0004815262.tif 000005
【図５】
0004815262.tif 000006