(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの底部にプレキャストインバート、両側部に側壁ブラケットを備えたブラケット一体型のセグメントをそれぞれ設置し、前記側壁ブラケット間にプレキャスト床版を設置し、当該プレキャスト床版と前記プレキャストインバートの間にプレキャスト壁版を設置してなるトンネル内部の構築工法において、前記側壁ブラケットとプレキャスト床版との間に受け梁と調整ブロックを介在し、当該調整ブロックを前記側壁ブラケットに突設された複数の調整ボルトに螺合された調整ナットによって上下移動自在に取り付け、当該調整ナットを回して前記調整ブロックと受け梁を上下移動することにより前記プレキャスト床版の高さおよび水平調整を行うことを特徴とするトンネル内部の構築工法。
【請求項２】
プレキャスト壁版の下端部に設置された調整部材によって当該プレキャスト壁版の水平方向の位置調整を行うことを特徴とする請求項１記載のトンネル内部の構築工法。
【請求項３】
トンネルの軸方向に隣接するプレキャスト床版どうしを長ボルトまたはＰＣ鋼棒によって接合することを特徴とする請求項１または２記載のトンネル内部の構築工法。
【請求項４】
プレキャスト床版の接合面にせん断キーを設けることを特徴とする請求項３記載のトンネル内部の構築工法。
【請求項５】
プレキャストインバートと当該プレキャストインバートの下側に設置されたセグメントとの間にモルタルバックを充填することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル内部の構築工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル内がインバート、側壁、中壁および床スラブによってそれぞれ構築されたトンネル内部の構築工法に関し、トンネル内部を全て各部専用に形成されたプレキャストコンクリート部材によって構築することにより現場施工の大幅な省力化等を可能にしたものである。
【背景技術】
【０００２】
主に道路やライフライン用として掘進されたシールドトンネルは、一般にトンネルのほぼ中央付近に構築された床スラブを境に車道として利用される上部空間と、排水、電気等の保全施設や避難施設などとして利用される下部空間に区画され、さらに下部空間は必要に応じて中壁によって複数の空間に区画されている。
【０００３】
また、施工に際しては、トンネルのほぼ中央付近に軌条設備を仮設し、この軌条設備を利用してセグメント等のトンネル構築用資材を輸送する一方、軌条設備の下側において現場施工による配筋、型枠の設置、コンクリートの打設等をトンネルの掘進・覆工と並行して行い、トンネルの掘進・覆工とトンネル内部の構築および資材の運搬を分離することで現場施工の効率化が図られている。
【０００４】
また最近では、インバート、床スラブ、中壁などの各部をプレキャストコンクリート部材によって構築することにより現場施工の更なる効率化等が図られる。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−１３３１９３号公報
【特許文献２】特開平５−１３３１９４号公報
【特許文献３】特開２００２−８９１９５号公報
【特許文献４】特開２００３−６４９９４号公報
【特許文献５】特開２００４−２８５７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、いずれの施工方法もトンネル内という非常に狭い空間での苦渋作業を長期に渡って強いられ、しかも基本的に人力による作業であるため安全性に課題があり、作業環境の改善が求められていた。
【０００７】
また、セグメント等のトンネル構築用の資材、トンネル内部構築用の資材、さらに軌条設備用の資材等と、物流量が非常に多くなるため、人海戦術によって施工速度を上げることにもおのずと限界があった。
【０００８】
さらに、プレキャストコンクリート部材による施工においては、特に各プレキャスト部材を設置する際の位置決めや位置合わせ等の調整、さらにはプレキャスト部材どうしの接合が課題であった。
【０００９】
例えば、プレキャスト部材の高さ調整は、これまでモルタルやコンクリートの盛り付けによりプレキャスト部材の設置部を部分的に嵩上げして行っており、またプレキャスト部材どうしの接合は、いわゆるループ式継手により場所打ちコンクリートによって行っているため、長距離シールド等の場合は坑口から遠くなるにつれ、モルタルやコンクリートの長距離搬送を強いられ圧送できないことがあり、また打設したモルタルやコンクリートが固化するまで施工用車両が走行できないことがあり、工程遅延の原因にもなっていた。
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、これまで以上に現場施工の省力化と施工効率の大幅な向上を可能にしたトンネル内部の構築工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】
【００１１】
請求項１記載のトンネル内部の構築工法は、トンネルの底部にプレキャストインバート、両側部に側壁ブラケットを備えたブラケット一体型のセグメントをそれぞれ設置し、前記側壁ブラケット間にプレキャスト床版を設置し、当該プレキャスト床版と前記プレキャストインバートの間にプレキャスト壁版を設置してなるトンネル内部の構築工法において、前記側壁ブラケットとプレキャスト床版との間に受け梁と調整ブロックを介在し、当該調整ブロックを前記側壁ブラケットに突設された複数の調整ボルトに螺合された調整ナットによって上下移動自在に取り付け、当該調整ナットを回して前記調整ブロックと受け梁を上下移動することにより前記プレキャスト床版の高さおよび水平調整を行うことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明は、トンネル内のインバート、床スラブ、中壁などの各部を全て各部専用に形成されたプレキャストコンクリート部材によって構築することにより、これまで以上に現場施工の大幅な省力化と効率化、さらに工期短縮化を可能にしたものである。
【００１３】
特に、側壁ブラケットに設置した調整部材によってプレキャスト床版の高さ調整および水平調整をプレキャスト床版の設置と並行して行うことにより、いわゆるカント、クロソイド等の漸変区間におけるプレキャスト床版の高さ調整や水平調整も簡単に行えるようにしたものである。
【００１４】
請求項２記載のトンネル内部の構築工法は、請求項１記載のトンネル内部の構築工法において、プレキャスト壁版を当該プレキャスト壁版の下端部に設置された調整部材によってプレキャスト壁版の水平方向の位置調整を行いながら設置することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明は、プレキャスト床版の高さ調整および水平調整に加えてプレキャスト壁版の水平方向の位置調整も簡単に行えるようにしたものである。
【００１６】
請求項３記載のトンネル内部の構築工法は、請求項１または２記載のトンネル内部の構築工法において、トンネルの軸方向に隣接するプレキャスト床版どうしを超長ボルト、長ボルトまたはＰＣ鋼棒によって接合することを特徴とするものである。
【００１７】
この場合、トンネルの軸方向に隣接する複数のプレキャスト床版を同時に接合することも、一枚一枚接合することもできる。
【００１８】
請求項４記載のトンネル内部の構築工法は、請求項３記載のトンネル内部の構築工法において、プレキャスト床版の接合面にせん断キーを設けることを特徴とするものである。この場合のせん断キーとしては、例えば当該プレキャスト床版の接合面にプレキャスト床版と一体に形成された凹凸、あるいは接合面に介在された鋼棒などがある。
【００１９】
請求項５記載のトンネル内部の構築工法は、請求項１〜４いずれかに記載のトンネル内部の構築工法において、プレキャストインバートと当該プレキャストインバートの下側に設置されたセグメントとの間にモルタルバックを充填することを特徴とするものである。プレキャストインバートの高さ調整を可能にしたもので、特にモルタルバックを充填することで、モルタルを漏らさず隙間の隅々まで確実に充填することができる。また、高さ調整用ボルトによって調整する場合は、緩衝ゴム等を介して隙間に充填することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明はトンネル内のインバート、中壁および床スラブの全てを専用のプレキャストコンクリート部材によって構築することにより、これまで以上に現場施工の大幅な省力化と施工効率のアップ、さらに工期の短縮化等を図ることができる。
【００２１】
また特に、側壁ブラケットとプレキャスト床版との間に設置した調整部材によってプレキャスト床版の高さ調整および水平調整を可能にしたことで、いわゆるカント、クロソイド等の漸変区間におけるプレキャスト床版の高さ調整や水平調整も簡単に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１〜図６は、道路用として構築されたシールドトンネル（以下「トンネル」という）の内部を示し、図において、特にトンネル内の両側の地山ａは、内側部に側壁ブラケット１ａを有するブラケット一体型のセグメント１によって覆工されている。
【００２３】
また、トンネル内の底部にインバートｂが複数のプレキャストインバート２によって構築され、さらに中間部にはトンネル内を上部空間Ａと下部空間Ｂに区画する床スラブｃが複数のプレキャスト床版３によって構築され、そしてインバートｂと床スラブｃとの間に下部空間Ｂを左右に区画する中壁ｄが複数のプレキャスト壁版４によって構築されている。
【００２４】
側壁ブラケット１ａは、セグメント１の成形時に当該セグメント１と一体に形成され、下部空間Ｂの側壁を兼ねている。なお、当該側壁ブラケット１ａはセグメント１とは別に形成され、セグメント１の内側部にボルト止め等の方法によって後付けすることにより一体化されるものでもよい。
【００２５】
このように側壁ブラケット１ａをボルト止め等によって後付けにすれば、セグメント１のローリングや蛇行修正に簡単に対応することができる。なお、側壁ブラケット１ａにはトンネルの軸方向に貫通する排水孔１ｂが設けられている。
【００２６】
プレキャストインバート２は、トンネルの底部に当該トンネルの軸方向に互いに隣接して敷設され、当該プレキャストインバート２の下側にはレベル調整用のモルタルバック５が充填されている（図２（ｂ）参照）。
【００２７】
プレキャストインバート２の中央にはプレキャスト壁版４の下端部を建て込むための凹部２ａがトンネルの軸方向に連続して形成され、また当該プレキャストインバート２のトンネル幅方向の両端部には当該プレキャストインバート２のレベルを調整するための調整ボルト６が垂直に取り付けられている。調整ボルト６はプレキャストインバート２内に埋設されたインサート（図省略）に当該プレキャストインバート２を垂直に貫通した状態に螺合されている。
【００２８】
図２（ｃ）は、プレキャストインバート２の変形例を示し、特にプレキャストインバート２の下面２ｂがトンネル低部の内側面に沿って凸曲面形に形成されている。プレキャストインバート２の下面２がこのように形成されていることで、プレキャストインバート２をトンネルの低部に密着させて設置することができるため、モルタルバックがなくてよい。
【００２９】
なお、この場合のプレキャストインバート２は、セグメントにアンカーボルト１８によって固定されている。
【００３０】
プレキャスト床版３は、プレキャスト壁版４の上端部と側壁ブラケット１ａ，１ａとの間に連続して架け渡され、また、当該プレキャスト床版３はトンネルの軸方向に互いに隣接して敷設されている。
【００３１】
さらに、当該プレキャスト床版３の中央および両端の下端部にはトンネルの軸方向に連続する補強リブ３ａと補強リブ３ｂがそれぞれ形成され、中央の補強リブ３ａはプレキャスト壁版４の上端部に、両端の補強リブ３ｂ，３ｂは側壁ブラケット１ａ，１ａの上にそれぞれ載置されている。
【００３２】
また、中央の補強リブ３ａとプレキャスト壁版４の上端部との間には、硬質合成ゴム等からなる調整部材７が介在され（図３（ｂ）参照）、両端の補強リブ３ｂと側壁ブラケット１ａとの間には調整ブロック８が介在されている（図４参照）。
【００３３】
特に調整ブロック８は、側壁ブラケット１ａの上に突設された複数の調整ボルト９，９に、当該調整ボルト９，９に螺合された複数の調整ナット１０，１０によって上下方向に自由に移動できるように取り付けられ、こうした構成により調整ブロック８はトンネルの軸方向に所定間隔おきに設置されている。
【００３４】
また、こうして取り付けられた調整ブロック８，８間に受け梁１１がトンネルの軸方向に連続して架け渡され、当該受け梁１１の上にプレキャスト床版３の両端部がそれぞれ載置されている。
【００３５】
そして、各調整ボルト９の調整ナット１０を回して調整ブロック８を適当に上げ下げすることによりプレキャスト床版３の水平および高さ調整を行うことがでるようになっており、特に、いわゆるカント、クロソイド等の漸変区間におけるプレキャスト床版３の高さも簡単に行えるようになっている。
【００３６】
すなわち、プレキャスト壁版４によって支持されたプレキャスト床版３の中間部を支点とし、両側の調整ブロック８，８を適当に上げ下げすることによりカント、クロソイド等の漸変区間に簡単に対応することができるようになっている。
【００３７】
なお、この場合の調整ボルト９は、側壁ブラケット１ａの上端部に予め埋設されたインサート（図省略）に螺合して設置してあれば、後付けとすることができるだけでなく、突出長さを自由に設定することができる。
【００３８】
また、受け梁１１は、プレキャストインバート２やプレキャスト床版３等のプレキャスト部材を敷設するためにトンネル内を走行する施工用台車（図省略）のレールと兼用させてもよい。
【００３９】
こうして敷設されたプレキャスト床版３の特に中央部分は、プレキャスト壁版４の上端部にアンカーボルト１２によって固定されている。また、トンネルの軸方向に隣接するプレキャスト床版３どうしは、複数の超長ボルト、長ボルト（ボルトボックス有）またはＰＣ鋼棒１３によって互いに接合されている。
【００４０】
この場合の超長ボルトまたはＰＣ鋼棒１３は、各プレキャスト床版３内にトンネルの切り羽側から坑口側に向かって挿入されている（図５参照）。また、これらの超長ボルトまたはＰＣ鋼棒１３の坑口側の端部は、坑口側に隣接するプレキャスト床版３の端部に埋設されたインサート（図省略）に螺合する等の方法によって結合され、切羽側の端部は定着ナット１４によってプレキャスト床版３の切羽側の端部に定着されている。
【００４１】
また、いわゆるボルトボックスを利用した長ボルトによってプレキャスト床版３どうしを接合する場合、ボルトボックス内から引き出した長ボルトによってプレキャスト床版３どうしを接合することができる。
【００４２】
なお、この場合の超長ボルト、長ボルトまたはＰＣ鋼棒１３は、いわゆる千鳥に配置されている。また、敷設後のプレキャスト床版３の上には舗装が施されている。
【００４３】
なお、プレキャスト床版３の中央部分は、例えば図３（ｃ）に図示するようにプレキャスト床版３の中央部分を垂直に貫通して設置された高さ調整ボルト１７によってプレキャスト壁版４の上端部に支持されることもある。
【００４４】
プレキャスト壁版３の中央部分がこのように支持されていることで、プレキャスト壁版３を設置した後に高さ調整ボルト１７によってプレキャスト床版３の高さ調整を行うことにより、当該プレキャスト床版３の片方の端部だけが側壁ブラケット１ａによって支持されるという、いわゆる片効きを防止することができる。
【００４５】
プレキャスト壁版４は、プレキャストインバート２とプレキャスト床版３との間に設置され、当該プレキャスト壁版４の下端部はプレキャストインバート２の凹部２ａ内に建て込まれている。
【００４６】
当該プレキャスト壁版４の下端部には、当該プレキャスト壁版４の水平方向の位置調整を行う調整ボルト１５が取り付けられている（図２（ｂ）参照）。当該調整ボルト１５の一端側１５ａは凹部２ａの内側部に水平に埋設されたインサートナット（図省略）に螺合され、他端側１５ｂはプレキャスト壁版４の下端部に水平に形成された貫通孔４ａ内に挿入されている。また、調整ボルト１５に調整ナット１６が螺合されている。
【００４７】
そして、調整ボルト１５を固定した状態で調整ナット１６をプレキャスト壁版４の側面に当接させた状態で回し、調整ボルト１５の他端側１５ｂ方向、すなわちプレキャスト壁版４側に移動させることによりプレキャスト壁版４を調整ボルト１５の他端側１５ｂの方向に移動させることができる。こうした構成の調整ボルト１５と調整ナット１６がプレキャスト壁版４の両側の、少なくとも２ヶ所に取り付けられている。
【００４８】
なお、凹部２ａ内にプレキャスト壁版４の下端部を建て込む際は、調整ボルト１５の他端側１５ｂが妨げにならないように、調整ボルト１５をインサートナットの奥深く螺入しておくものとする。
【００４９】
次に、本発明のトンネル内部の構築方法の施工手順について説明する。
【００５０】
最初に、トンネルの底部にプレキャストインバート２を敷設する。プレキャストインバート２は、シールドマシン（図省略）のテール内においてトンネル覆工用のセグメントと共にトンネルの低部に設置し、敷設した後、調整ボルト６よってプレキャストインバート２の高さおよび水平調整を行う。そしてその後、プレキャストインバート２の下側にモルタルバック５を充填する場合もある。
【００５１】
モルタルバック５の充填に際しては、最初に袋のみをプレキャストインバート２の下側に挿入し、続いて当該袋の中にモルタルを高圧で充填すれば、モルタルを周囲に漏らすことなく、隙間の隅々まで確実に充填することができ、モルタルバック５の充填作業を非常に効率的かつ経済的に行うことができる。
【００５２】
次に、プレキャストインバート２の上にプレキャスト壁版４を建て付ける。この場合、プレキャスト壁版４の下端部をプレキャストインバート２の凹部２ａ内に建て込む。そして、プレキャスト壁版４の下端部に形成された貫通孔４ａに調整ボルト１５の他端側１５ｂを挿入する。そして、調整ナット１６を適宜回してプレキャスト壁版４の位置調整を行い、調整が完了したらプレキャスト壁版４を固定する。
【００５３】
次に、プレキャスト壁版４の上端部と両側の側壁ブラケット１ａ，１ａ間にプレキャスト床版３を敷設する。この場合、プレキャスト床版３の両端は側壁ブラケット１ａの上に予め敷設された梁１１の上に載置し、中央はプレキャスト壁版４の上端部に設置された調整部材７の上に載置する。
【００５４】
そして、各調整ボルト９の調整ナット１０を回して調整ブロック８を適当に上げ下げすることによりプレキャスト床版３の水平および高さ調整を行う。当該調整が完了したら各プレキャスト床版３の中央部分をプレキャスト壁版４の上端部にアンカーボルト１２によって固定する。また、プレキャスト床版３をトンネルの切り羽側に設置された既設のプレキャスト床版３に超長ボルト、長ボルトまたはＰＣ鋼棒１３によって結合する。
【００５５】
以下同様にして、プレキャストインバート２、プレキャスト壁版４およびプレキャスト床版３をトンネルの掘進方向に順次設置することにより、トンネル内にインバートｂ、床スラブｃおよび中壁ｄを構築する。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明はトンネル内の側壁、中壁、床スラブおよびインバートを全てプレキャストコンクリート部材によって構築することにより、これまで以上に現場施工の大幅な省力化と効率化、さらに工期の短縮化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】トンネル内部の構造を示し、（ａ）はその一部斜視図、（ｂ）は縦断面図である。
【図２】トンネル内部の構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ），（ｃ）はプレキャストインバートとプレキャスト壁版とのジョイント部を示す縦断面図である。
【図３】トンネル内部の構造を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ），（ｃ）はプレキャスト床版とプレキャスト壁版とのジョイント部を示す縦断面図である。
【図４】側壁ブラケットとプレキャスト床版とのジョイント部を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）におけるイ−イ線断面図である。
【図５】プレキャスト床版の敷設状況を示し、（ａ）はその一部斜視図、（ｂ）はその一部縦断面図である。
【図６】シールドトンネルの内部を示し、（ａ）はプレキャスト床版を敷設する前の状態を示す縦断面図、（ｂ）は敷設した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
ａ  地山
ｂ  インバート
ｃ  床スラブ
ｄ  中壁
１  ブラケット一体型のセグメント
１ａ  側壁ブラケット
２  プレキャストインバート
３  プレキャスト床版
４  プレキャスト壁版
５  モルタルバック
６  調整ボルト
７  調整部材
８  調整ブロック（調整部材）
９  調整ボルト
１０  調整ナット
１１  受け梁
１２  アンカーボルト
１３  超長ボルト、長ボルトまたはＰＣ鋼棒
１４  定着ナット
１５  調整ボルト
１６  調整ナット
１７  アンカーボルト
【図１】
0004715571.tif 000002
【図２】
0004715571.tif 000003
【図３】
0004715571.tif 000004
【図４】
0004715571.tif 000005
【図５】
0004715571.tif 000006
【図６】
0004715571.tif 000007