(57)【要約】【課題】  トンネルの一次覆工を合成樹脂製のライニング材で被覆し、該ライニング材と一次覆工との間の隙間にセメントミルク等の中詰め材を充填することによって二次覆工を施工する際に、中詰め材の充填によるライニング材の浮き上がりを防止する。【解決手段】  円弧状に湾曲した矩形枠体からなる天端支保部材と両側支保部材及び下部支保部材とからなる支保体によってライニング材の内周面を支保する際に、天端支保部材と下部支保部材とに設けているスパッド装着板をトンネル長さ方向及び周方向に移動させてこの装着板に設けているスパッド取付孔をライニング材に設けているスパッド挿通孔に合致させ、しかるのち、スパッドを上記取付孔から挿通孔を通じてその先端を一次覆工に受止させてライニング材の浮き上がりを防止する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル掘削壁面又は該掘削壁面に施工した一次覆工を合成樹脂製のライニング材で覆工し、上記トンネル掘削壁面とこのライニング材との間の隙間又は上記一次覆工とこのライニング材との間の隙間に中詰め材を充填する際に上記ライニング材の内周面を支保する支保体であって、トンネル周方向に円弧状に湾曲した矩形状の天端支保部材と両側支保部材と下部支保部材とからなり、これらの支保部材における天端支保部材と両側支保部材とに、上記ライニング材に設けているスパッド挿通孔を通じて先端を上記トンネル掘削壁面又は一次覆工の内周面に当接、受止させて中詰め材の充填時におけるライニング材の浮き上がりを防止するためのスパッドの取付孔を有するスパッド装着板をトンネル長さ方向及び周方向に移動調整可能に配設していると共に、上記スパッド取付孔にスパッドを着脱自在に装着させるように構成していることを特徴とするトンネルライニング材の支保体構造。
【請求項２】
下部支保部材は矩形枠体の外面にスキンプレートを張設してなる一方、天端支保部材と両側支保部材とは矩形枠体の外面にスキンプレートを張設することなく該矩形枠体内に複数本の繋ぎ材を一体に設けてなり、支保部材の内外面間に亘って貫通している上記繋ぎ部材間の空間部の適所に、中央部にスパッド取付孔よりも数倍の大きさを有する大径のスパッド挿入孔を設けてあり且つ外面をトンネル周方向に湾曲した湾曲面に形成している枠板を固着し、この枠板の外面にスパッド装着板のトンネル周方向に円弧状に湾曲した内面をトンネル周方向及びトンネル長さ方向に摺動自在に配設していることを特徴とする請求項１に記載のトンネルライニング材の支保体構造。
【請求項３】
スパッド装着板の一つの端面に螺子棒を固着し、この螺子棒を繋ぎ材にトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動可能に挿通、支持させ、該螺子棒の繋ぎ材から突出している突出端部にナット体を螺合させていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネルライニング材の支保構造。
【請求項４】
ライニング材に設けているスパッドの挿通孔を、スパッドの取り外し後に栓体によって閉塞するように構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネルライニング材の支保体構造。
【請求項５】
天端支保部材の両側下端に両側支保部材の上端を内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に、下部支持部材は互いに内方に向かって折り畳み可能に連結した両側分割支持部からなり、この下部支持部材の両側端面に上記両側支保部材の下端面を接合させて円筒形状に組み立てるように構成していることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトンネルライニング材の支保体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールド工法等によって掘削されたトンネル掘削壁面を覆工する際に、覆工部材である合成樹脂製のライニング材を内側から支保するライニング材の支保体の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールド工事においては、シールド工法によって掘削されたトンネルの内面に一次覆工を施したのちに、コンクリートによる二次覆工を施すことが広く行われているが、コンクリートは耐薬品性、耐磨耗性に乏しいという問題点があり、そのため、近年、コンクリートによる二次覆工に代えて高密度ポリエンレン等の可撓性と適宜の剛性を有する合成樹脂製のライニング材を使用して覆工を行う工法が開発されている。
【０００３】
この工法は、例えば、特許文献１に記載しているように、帯状のライニング材を短筒状に成形し、この短筒状のライニング材を一次覆工の内面に沿ってトンネル長さ方向に順次、接続することにより一次覆工を被覆すると共に、ライニング材と一次覆工との間の隙間にセメントミルク等の中詰め材を充填することによって行われている。この際、中詰め材の充填によってライニング材に浮力が発生すると共に中詰め材自体による重力、或いは液圧がライニング材に作用してライニング材による覆工位置が変動したり、ライニング材が変形する虞れがある。
【０００４】
そのため、特許文献２に記載しているように、断面Ｉ形の鋼材を円弧状に湾曲してなる支保部材を数本、互いに折り畳み自在に連結することにより支持具を形成し、この支持具をリング状に組み立てて一次覆工を被覆しているライニング材の所定部分の内周面を支保させ、該支持具によるこのようなライニング材の支保形態をトンネル長さ方向に一定間隔毎に設けると共に、隣接する支持具間をトンネル長さ方向に長い複数本の角鋼管からなる通し部材によって連結することが行われている。そして、中詰め材が固まると、支持具から通し部材を取り外すと共に支持具を折り畳んでこれらを次の覆工位置まで移送し、再びライニング材の内周面の支保に使用している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４８９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記支持具は断面Ｉ形の鋼材によって形成しているために、この支持具のみではライニング材に対する支保面が狭くてライニング材の内面を十分に支保することができず、そのため、上述したように隣接する支持具間を複数本の角鋼管からなる通し部材によって連結して、支持具間に露出しているライニング材の一部をこれらの通し部材により周方向に所定間隔毎に支保させているが、長い通し部材を作業空間の狭いトンネル内で隣接する支持具間に連結するには作業性が悪いばかりでなく、解体して次の覆工位置まで移送する場合においても手間がかかり、覆工作業が円滑に行えないといった問題点がある。
【０００７】
さらに、支持具や通し部材によってライニング材を支保しても、ライニング材自体が該ライニング材と一次覆工との間に注入、充填される中詰め材によって浮き上がろうし、この浮き上がりを中詰め材が硬化している側からの通し部材を介して阻止しようとしても確実な阻止は困難であって二次覆工が偏位する虞れがあり、また、隣接する支持具間を連結する通し部材の本数も作業性等を鑑みて必要最小本数に制限せざるを得ないため、トンネル周方向に隣接する通し部材間に露出したライニング材の面積が比較的広くなり、充填した中詰め材の圧力によりその部分がトンネルに向かって膨出変形する等の問題がある。
【０００８】
上記ライニング材の浮き上がりを防止するには、特許文献１に記載されているように、一次覆工を被覆している隣接するライニング材間を補強リングにより接続すると共にこの補強リングと一次覆工とを連結部材によって連結して該連結部材によりライニング材の浮き上がりを防止する手段が採用されているが、このような連結部材では補強リングと一次覆工との連結作業に多大な手間と労力を必要とするばかりでなく、中詰め材の硬化後にはライニング材に浮き上がり現象が生じないにもかかわらずこのような連結部材をそのまま埋め殺しにすることは不経済である。
【０００９】
また、このライニング材による二次覆工では該ライニング材はトンネル内に全面的に露出していると共に、上記特許文献２においても、支保具と通し部材とで囲まれたライニング材の部分が露出しているために、充填した中詰め材が硬化する前にトンネル内を歩行する場合には、該トンネルの内底面に露出しているライニング材部分を踏み締めることになり、その踏み締めによってライニング材が上下に変形して中詰め材に悪影響を及ぼすと共にライニング材による二次覆工の底部が変形した状態で固定されるといった問題点があった。
【００１０】
一方、トンネル内の二次覆工用型枠においては、該型枠に先端を一次覆工に当接させて型枠を支保するスパッドを着脱自在に取付けることにより、型枠と一次覆工との間に所定の間隙を保持するように構成した装置が知られているが、この型枠を上記ライニング材の支保体として使用した場合、スパッドをライニング材を貫通させてその先端を一次覆工に当接させるように構成する必要があり、そのため、ライニング材に予めスパッド挿通孔を設けておき、このライニング材の内面に沿って型枠を組立てたのち、スパッドをライニング材に設けている上記スパッド挿通孔に挿通させようとしても、型枠に対するスパッドの装着位置が固定的に決まっているために、ライニング材の製作誤差や組立誤差によってスパッドの軸芯をスパッド挿通孔に合致させることができない事態が発生するといった問題点が生じる。本発明はこのような問題点を全面的に解消することができるトンネルライニング材の支保体の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成すために、本発明のトンネルライニング材の支保体構造は、請求項１に記載したように、トンネル掘削壁面又は該掘削壁面に施工した一次覆工を合成樹脂製のライニング材で覆工し、上記トンネル掘削壁面とこのライニング材との間の隙間又は上記一次覆工とこのライニング材との間の隙間に中詰め材を充填する際に上記ライニング材の内周面を支保する支保体であって、トンネル周方向に円弧状に湾曲した矩形状の天端支保部材と両側支保部材と下部支保部材とからなり、これらの支保部材における天端支保部材と両側支保部材とに、上記ライニング材に設けているスパッド挿通孔を通じて先端を上記トンネル掘削壁面又は一次覆工の内周面に当接、受止させて中詰め材の充填時におけるライニング材の浮き上がりを防止するためのスパッドの取付孔を有するスパッド装着板をトンネル長さ方向及び周方向に移動調整可能に配設していると共に、上記スパッド取付孔にスパッドを着脱自在に装着させるように構成している。
【００１２】
このように構成したトンネルライニング材の支保体において、請求項２に係る発明は、上記下部支保部材は矩形枠体の外面にスキンプレートを張設してなる一方、天端支保部材と両側支保部材とは矩形枠体の外面にスキンプレートを張設することなく該矩形枠体内に複数本の繋ぎ材を一体に設けてなり、支保部材の内外面間に亘って貫通している上記繋ぎ部材間の空間部の適所に、中央部にスパッド取付孔よりも数倍の大きさを有する大径のスパッド挿入孔を設けてあり且つ外面をトンネル周方向に湾曲した湾曲面に形成している枠板を固着し、この枠板の外面にスパッド装着板のトンネル周方向に円弧状に湾曲した内面をトンネル周方向及びトンネル長さ方向に摺動自在に配設してなることを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項３に係る発明は、上記スパッド装着板をトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動させるための手段であって、スパッド装着板の一つの端面に螺子棒を固着し、この螺子棒を繋ぎ材にトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動可能に挿通、支持させ、該螺子棒の繋ぎ材から突出している突出端部にナット体を螺合させた構造としている。
【００１４】
また、請求項４に係る発明は、上記ライニング材に設けているスパッドの挿通孔を、スパッドの取り外し後に栓体によって閉塞するように構成していることを特徴とし、請求項５に係る発明は、上記天端支保部材の両側下端に両側支保部材の上端を内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に、下部支持部材は互いに内方に向かって折り畳み可能に連結した両側分割支持部からなり、この下部支持部材の両側端面に上記両側支保部材の下端面を接合させて円筒形状に組み立てるように構成していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のトンネルライニング材の支保体構造によれば、トンネル周方向に円弧状に湾曲した矩形状の天端支保部材と両側支保部材と下部支保部材とからなり、これらの支保部材を組み合わせることによってライニング材の内周面を支保する円筒形状の支保体に組み立てるように構成しているので、ライニング材を支保する面積が大きくてライニング材を確実に支保することができると共に、これらの支保部材によって円筒形状に組み立てられる支保体を順次、トンネル長さ方向に接続しながらライニング材の内周面を支保していくことができるから、狭いトンネル内でのこれらの支保部材の運搬や組立て、分解作業等が円滑に能率よく行うことができる。
【００１６】
さらに、上記天端支保部材と両側支保部材とに、上記ライニング材に設けているスパッド挿通孔を通じて先端を上記トンネル掘削壁面又は一次覆工の内周面に当接、受止させて中詰め材の充填時におけるライニング材の浮き上がりを防止するためのスパッドの取付孔を有するスパッド装着板をトンネル長さ方向及び周方向に移動調整可能に配設していると共に、上記スパッド取付孔にスパッドを着脱自在に装着させるように構成しているので、これらの支保部材の運搬や組立時にはスパッドを取り外した状態にしておくことができるから、運搬や組立作業等を支障になることはなく、その上、組立時に該スパッドをこの装着孔から上記ライニング材に設けている挿通孔を通じてその先端をトンネル掘削壁面又は一次覆工の内周面に当接、受止させることにより、中詰め材の充填時におけるライニング材の浮き上がりを確実に防止することができる。
【００１７】
この際、支保部材をライニング材の内周面に接して組立てた時に、天端支保部材や両側支保部材に設けているスパッド取付孔がライニング材に設けているスパッド挿通孔に対してトンネル周方向やトンネル長さ方向に偏位していても、このスパッド取付孔を設けているスパッド装着板はトンネル長さ方向及び周方向に移動調整可能に配設されていると共に、スパッドをライニング材に設けている挿通孔を通じてその先端をトンネル掘削壁面又は一次覆工の内周面に確実に当接、受止させることができる。
【００１８】
また、中詰め材はライニング材とトンネル掘削壁面又は一次覆工との間の隙間にトンネル天端側から充填されてその隙間の底面から所定高さに達した時に充填を停止し、この充填した中詰め材が硬化した後に再びこの中詰め材上から所定高さに達するまで中詰め材の充填が行われるものであるが、上記両側支保部材に装着しているスパッドの高さ位置の近傍部に達した中詰め材が硬化すると、中詰め材によるライニング材の浮き上がり作用がなくなるので、全てのスパッド装着孔からスパッドを取り外すことによって、次のライニング材の浮き上がり防止に何回も使用することができる。
【００１９】
請求項２に係る発明によれば、スパッド装着孔を設けている上記天端支保部材と両側支保部材とは、その外面にスキンプレートが装着されてなく、複数本の繋ぎ材によって矩形枠体における平行に対向する枠部間を連結してなる構造としているので、内外に連通している隣接する繋ぎ材間や繋ぎ材と枠部間の空間部を通じてライニング材に設けているスパッド挿通孔の位置やその挿通孔に対するスパッドの装着位置を確認しながら支保部材の組立作業やスパッドの装着作業が可能となり、これらの作業が確実に且つ能率よく行える。また、天端支保部材や両側支保部材によって支保されているライニング材の上部や両側部に作用する中詰め材の圧力は底面側に比べて小さいので、これらの支保部材を構成している矩形枠体と複数本の繋ぎ材とによってライニング材の内周面における上部及び両側部を確実に且つ均一に支保してライニング材に部分的な膨出変形を生じさせる虞れはない。
【００２０】
一方、充填された中詰め材によって比較的大きな圧力が作用するライニング材の下部側には、矩形枠体の外面にスキンプレートを張設してなる下部支保部材を配しているので、このスキンプレートによってライニング材の下部を全面的に均一に支保し、ライニング材の変形を確実に防止することができると共に、該ライニング材とトンネル掘削壁面又は一次覆工との間の隙間に充填した中詰め材が未硬化な状態においてもライニング材がスキンプレートにより保護されているから、このスキンプレートの内面上を歩行しても中詰め材に悪影響を及ぼす虞れはない。
【００２１】
さらにまた、支保部材の内外面間に亘って貫通している上記繋ぎ部材間の空間部の適所に、中央部にスパッド取付孔よりも数倍の大きさを有する大径のスパッド挿入孔を設けてあり且つ外面をトンネル周方向に湾曲した湾曲面に形成している枠板を固着し、この枠板の外面にスパッド装着板のトンネル周方向に円弧状に湾曲した内面をトンネル周方向及びトンネル長さ方向に摺動自在に配設しているので、スパッド装着板をトンネル周方向、トンネル長さ方向に移動させても、このスパッド装着板に設けている取付孔に装着されたスパッドの軸芯を常にトンネル掘削壁面又は一次覆工に対して直角方向に向けた状態にして該スパッドの先端を掘削壁面又は一次覆工に当接、受止させることができ、従って、支保体全体を安定した状態で確実に固定することができる。
【００２２】
上記スパッド装着板をトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動させるための手段としては、請求項３に記載したように、スパッド装着板の一つの端面に螺子棒を固着し、この螺子棒を繋ぎ材にトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動可能に挿通、支持させ、該螺子棒の繋ぎ材から突出している突出端部にナット体を螺合させた構造としているので、トンネル内から螺子棒を操作することによってスパッド装着板を円滑に且つ容易に移動させることができ、スパッド取付孔をライニング材に設けているスパッド挿通孔に簡単に合致させることができる。
【００２３】
さらに、請求項４に係る発明によれば、ライニング材に設けているスパッドの挿通孔を、スパッドの取り外し後に栓体によって閉塞するように構成しているので、挿通孔からの中詰め材の漏出をこの栓体によって確実に阻止することができると共に、覆工したライニング材の内周面を体裁良く仕上げることができる。
【００２４】
また、請求項５に係る発明によれば、上記天端支保部材の両側端に上記両側支保部材の上端を内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に、下部支持部材は互いに内方に向かって折り畳み可能に連結した両側分割支持部からなるので、狭いトンネル内でのこれらの支保部材の搬送や移し変えが、折り畳み状態にすることによって容易に行うことができると共に、ライニング材の内周面に対して円筒形状の支保装置に組み立てる作業も、使用時に解体する作業も簡単に行うことができ、トンネル覆工作業が能率よく行えるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の具体的な実施の形態を図面について説明すると、図１は円筒形状に組立てた支保体Ａの縦断正面図であって、この支保体Ａは、トンネル周方向に円弧状に湾曲した矩形状の天端支保部材１と両側支保部材２、２と下部支保部材３とからなり、これらの支保部材１〜３は、それぞれ別々に分離させておいて使用時には円筒形状の支保体Ａに組立てるように構成しておいてもよいが、図においては、天端支保部材１の両側下端に両側支保部材２、２の上端を図２に示すようにそれぞれ内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に、下部支保部材３は図３に示すようにこれらの天端支保部材と両側支保部材２、２に対して分離していてその上向きとなっている両側端面に上記両側支保部材２、２の下側端面を接合、連結させるように構成している。
【００２６】
天端支保部材１は、断面コ字状又はＬ字状の形鋼からなる前後枠部1a、1bと両側枠部1c、1dとを組み合わせてなる矩形枠体1A内に同じく断面コ字状又はＬ字状の形鋼からなる複数本の繋ぎ材1Bを一体に組み込んでいると共に、矩形枠体1A内の中央部分の四方に、中央に後述するスパッド４の矩形状挿入孔５を設けた枠板６を固着し、この枠板６の外面にスパッド４の取付孔７を設けているスパッド装着板８を配設してなるものである。
【００２７】
具体的には、上記前後枠部1a、1bの長さは両側枠部1c、1dの長さよりも長く、且つトンネル周方向に円弧状に湾曲していてこれらの前後枠部1a、1bの両側端部に直状の両側枠部1c、1dの前後端部を溶接等により一体に固着してトンネル長さ方向よりもトンネル周方向の長さが長い矩形枠体1Aに形成してあり、上記複数本の繋ぎ材1Bをその長さ方向をトンネル長さ方向に向けて前後枠部1a、1bの長さ方向に小間隔毎に並列させた状態にしてこれらの繋ぎ材1Bの前後端面を前後枠部1a、1cの対向端面に溶接等により一体に固着している。
【００２８】
さらに、上記スパッド挿入孔５を設けている枠板６の取付部分における繋ぎ材1Bは切除されていて該枠板６の両側端面を両側の繋ぎ材1B、1Bの対向端面に溶接等によって固着している。この枠板６は図４に示すように、上記矩形枠体1Aと同一湾曲度でもってトンネル周方向に湾曲してなり、その湾曲外面に上記スパッド装着板８をトンネル周方向及びトンネル長さ方向に摺動移動自在に重ね合わせている。このスパッド装着板８の中央部に内外面間に亘って貫通した螺子孔からなる上記スパッド取付孔７が設けられている。
【００２９】
このスパッド取付孔７は上記矩形状の挿入孔５よりも小さくてこの挿入孔５内に連通させた状態で該取付孔７を設けている上記スパッド装着板８の移動によりその位置を図５に示すようにトンネル周方向、トンネル長さ方向に移動調整できるように構成している。
【００３０】
上記両側支保部材２、２もこの天端支保部材１と同様に、断面コ字状又はＬ字状の形鋼からなる前後枠部2a、2bと上下枠部2c、2dとを組み合わせてなる矩形枠体2A内に断面コ字状又はＬ字状の形鋼からなる複数本の繋ぎ材2Bを一体に組み込んでいると共に、矩形枠体2A内の中央部の一個所に、中央にスパッド４の矩形状挿入孔５を設けた枠板６を固着し、この枠板６の外面にスパッド４の取付孔７を設けているスパッド装着板８を配設してなるものである。
【００３１】
具体的には、上記前後枠部2a、2bの長さは上下枠部2c、2dの長さよりも長く、且つトンネル周方向に円弧状に湾曲していてこれらの前後枠部2a、2bの上下端部に直状の上下枠部2c、2dの前後端部を溶接等により一体に固着してトンネル長さ方向よりもトンネル周方向の長さが長い矩形枠体2Aに形成してあり、上記複数本の繋ぎ材2Bをその長さ方向をトンネル長さ方向に向けて前後枠部2a、2bの長さ方向に小間隔毎に並列させた状態にしてこれらの繋ぎ材1Bの前後端面を前後枠部2a、2bの対向端面に溶接等により一体に固着している。また、この両側支保部材２、２の下端前後部に後述する搬送台車40に設けている組立解体装置48のジャッキ48b を着脱自在に連結させる連結孔26、26を設けている。
【００３２】
さらに、上記スパッド挿入孔５を設けている枠板６の取付部分における繋ぎ材2Bは切除されていて該枠板６の両側端面を両側の繋ぎ材2B、2Bの対向端面に溶接等によって固着している。この枠板６は上記矩形枠体2Aと同一湾曲度でもってトンネル周方向に湾曲してなり、その湾曲外面に上述したように上記スパッド装着板８をトンネル周方向及びトンネル長さ方向に摺動移動自在に重ね合わせている点や、このスパッド装着板８の中央部に内外面間に亘って貫通した螺子孔からなる上記スパッド取付孔７が設けられている点、及び、このスパッド取付孔７は上記矩形状の挿入孔５よりも小さくてこの挿入孔５内に連通させた状態で該取付孔７を設けている上記スパッド装着板８の移動によりその位置をトンネル周方向、トンネル長さ方向に移動調整できるように構成している点は上述した天端支保部材１側に設けている構造と同じである。
【００３３】
上記枠板６の外面に摺動自在に重ねているスパッド装着板８は枠板６よりも小さい形状に形成されていると共に枠板６上に接した内面も該枠板６と同一湾曲度でもってトンネル周方向に湾曲した湾曲面に形成されている。従って、枠板６の外面上でこのスパッド装着板８がトンネル長さ方向、トンネル周方向に摺動移動しても、そのスパッド取付孔７の中心を通る軸線は常にトンネルの軸線に直交する方向に指向している。
【００３４】
このスパッド装着板８を摺動移動させる機構は、図４、図６に示すように該スパッド装着板８のトンネル周方向に面した端部中央に長尺ボルトからなる螺子棒９を取付け、この螺子棒９をスパッド装着板８の該端部が対向している側の繋ぎ材1B、2Bに設けているトンネル長さ方向に長い長孔10と、この繋ぎ材1B、2Bに固着している支持板11に設けているトンネル長さ方向に長い長孔12とに挿通させ、この支持板11から突出している螺子棒９の端部にナット体13を螺合させて該ナット体13を支持板11上に受止させた状態で回転させることによりスパッド装着板８をトンネル周方向に移動させ、螺子棒９を長孔10、12に沿ってその長さ方向に移動させることにより、スパッド装着板８をトンネル長さ方向に移動させるように構成している。
【００３５】
スパッド装着板８に設けている螺子孔からなる取付孔７には、外周面にこの取付孔７に螺合する螺子部14a を有する筒体14が取り外し可能に螺通してあり、取付孔７から上記枠板６の挿入孔５を通じて内方に突出しているこの筒体14における螺子部14a を設けていない一半部には、該筒体14の直径方向に貫通したハンドル挿通孔15が設けられている。この筒体14にスパッド４を抜き取り可能に挿通している。
【００３６】
スパッド４は、トンネル掘削壁面に施工した一次覆工20を覆った円筒形状のライニング材21に設けているスパッド挿通孔22に挿通する一定長さを有する軸体部4aの基端（内端）にこの軸体部4aよりも大径の棒状頭部4bを一体に設けてなり、この棒状頭部4bに長さ方向に小間隔毎に、上記ハンドル挿通孔15に合致させる直径方向に貫通したハンドル係止孔16を設けている。なお、円筒形状のライニング材21の外周面にはリング状の補強部材がトンネル長さ方向に小間隔毎に一体に設けられている。
【００３７】
また、ライニング材21に設けている上記スパッド挿通孔22は、図７に示すように、円筒形状に形成した該ライニング材21におけるスパッド４を挿通すべき部分の外面にライニング材21と同一合成樹脂材よりなる孔部材21a を一体に設けてこの孔部材21a の中央部にライニング材21の内外面間に貫通させて設けられているものであり、この挿通孔22の外側の開口端部の内周面にスパッド４の軸体部4aの外周面に密着するパッキン17が装着されていると共に内側の開口端部は外側の開口径よりも大径に形成してその内周面に雌螺子部22a が刻設されてあり、スパッド装着板８に設けているスパッド取付孔７から筒体14と共にスパッド４を取り外したのち、図８に示すように該スパッド挿通孔22の雌螺子22a にライニング材21と同一合成樹脂材料よりなる栓体18の外周面に形成している雄螺子部18a を螺合させることによって、この栓体18でスパッド挿通孔22を閉塞するように構成している。なお、ライニング材21はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニール等の可撓性と適度の剛性を有し、耐薬品性、耐磨耗性に優れた合成樹脂材からなる。
【００３８】
一方、天端支保部材１と両側支保部材２、２と共に上記ライニング材21の内周面を支保する円筒形状の支保体Ａを構成する上記下部支保部材３は、図１、図３に示すように、トンネル周方向に湾曲した矩形枠体3Aの外面全面にスキンプレート3Cを張設してなり、スパッド４を装着しない構造としている。矩形枠体3Aは上記天端支保部材１や両側支保部材２、２の矩形枠体1A、2Aと同一寸法の前後幅を有すると共に同一湾曲度でもってトンネル周方向に湾曲していて、これらの支保部材１〜３で円筒形状の支保体Ａを形成した時に、この支保Ａの外周面で上記一次覆工20を覆っている円筒形状のライニング材21の内面を全面的に支持するように構成している。
【００３９】
この下部支保部材３の矩形枠体3Aも天端支保部材１と両側支保部材２、２と同様に、前後枠部3a、3bや両側枠部3c、3dは断面コ字状又はＬ字状の形鋼からなり、両側枠部3c、3dよりも長い前後枠部3a、3bをトンネル周方向に円弧状に湾曲させていてこれらの前後枠部3a、3bの両側端部に直状の上記両側枠部3c、3dの前後端部を溶接等により一体に固着してトンネル長さ方向よりもトンネル周方向の長さが長い矩形枠体3Aに形成してあり、この矩形枠体3A内に複数本の繋ぎ材3Bをその長さ方向をトンネル長さ方向に向けて前後枠部3a、3bの長さ方向、即ち、トンネル周方向に小間隔毎に並列させた状態にしてこれらの繋ぎ材3Bの前後端面を前後枠部3a、3bの対向端面に溶接等により一体に固着してなるものである。
【００４０】
この下部支保部材３は一枚物であってもよいが、運搬等の取扱いが容易に行えるように、両側分割支持部31、32に二分割されてあり、その対向側端部における内側部分を互いにＶ字状に形成してこのＶ字状の底部で枢軸19a によって内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に対向側端面における外側部分を互いに当接させてそれ以上、開かないように構成している。同様に、上記天端支保部材１の両側端に対する両側支保部材２、２の上端部の連結構造も、その対向側端部における内側部分を互いにＶ字状に形成してこのＶ字状の底部で枢軸19b によって内方に向かって折り畳み可能に連結していると共に枢軸19b よりも外側の対向端面同士を当接させてそれ以上、開かないように構成している。
【００４１】
また、下部支保部材３の上記両側分割支持部31、32の内面中央部には上面がトンネル長さ方向に平坦な突条部33、33がトンネル長さ方向に全長に亘って形成されていてこれらの突条部33、33上にレール34、34をそれぞれ敷設、固定していると共に、両側分割支持部31、32の外側両端面と上記両側支保部材２、２の下側端面とに互いに接合する帯状板2e、3eがそれぞれ固定されてあり、これらの帯状板2e、3eを接合させてのち、ボルト（図示せず）によって帯状板2e、3eを連結、固定することにより、円筒形状の支保体Ａの形態を維持するように構成している。さらに、上記突条部33、33の内側前後部に後述する吊支装置46のリンク下端が係止する係止孔35、35が設けられている。なお、図においては上記帯状板2e、3eによって上記両側枠部2d、3cを形成しているが、両側枠部2d、3c上に帯状板2e、3eを固着してもよい。
【００４２】
次に、以上のように構成した天端支保部材１と両側支保部材２、２及び下部支保部材３の使用態様を説明すると、これらの天端支保部材１、両側支保部材２、２、下部支保部材３は、シールド工法によって掘削された壁面に施工された一次覆工20を被覆している円筒形状のライニング材21の内周面に沿って円筒形状に組立てられ、その外周面でライニング材21を全面的に支保した状態で、一次覆工20とライニング材21との間の円環状の隙間23に、図８に示すように、例えば、セメントとベントナイト及び水を所定の比率で配合したセメントミルクからなる中詰め材24を充填、硬化させることによって二次覆工を施工する。
【００４３】
円筒形状のライニング材21、21はトンネル長さ方向に対向する円形状の前後端面を互いに突き合わせ状にして適宜なリング状接続部材（図示せず）により順次、水密的に接続して管状の覆工体に形成していくものであり、この覆工体の形成に従って新たに一次覆工20の内面を被覆したライニング材21内にまで上記支保部材１〜３を搬入し、これらの支保体１〜３を円筒状に組み立てることによって上述したようにその外周面でライニング材21を支保する。この際、これらの支保部材１〜３は、先に二次覆工として施工したライニング材21を支保している支保部材１〜３であって、該ライニング材21と一次覆工20との間の隙間23に充填した中詰め材24が硬化した後に解体した支保部材１〜３を使用しているものであり、この支保部材１〜３を新たに二次覆工するライニング材21の位置まで移送して再び組み立てられる。
【００４４】
これらの支保部材１〜３を移送し、且つ、円筒状に組み立てる装置としては、例えば、図９、図10に示すような搬送台車40を採用することができる。この搬送台車40は、門形状の前後脚体41、42の下端に上記下部支保部材３の両側分割支持部31、32に敷設しているレール34上を走行する車輪43が取付けられていると共に、門形状の前後脚体41、42の上端面間に上記天端支保部材１の内面を受止するアーチ状の受止部材44を架設、固定してあり、このアーチ状の受止部材44の下面中央部にトンネル長さ方向に長い水平固定ビーム45の長さ方向の中央部を固着して該水平固定ビーム45の前後部を前後脚体41、42からそれぞれ前後方向に突出させている。さらに、この水平固定ビーム45に、前後部に上記下部支保部材３の吊支装置46、46を設けてなるトロリー47を該水平固定ビーム45の長さ方向に走行移動自在に配設している。
【００４５】
この吊支装置46は巻上機からなり、その下端両側部に下部支保部材３の両側分割支持部31、32の内面に係脱自在に係止するリンク46a 、46a を左右方向に回動自在に取付けている。また、上記アーチ状の受止部材44の両側部の前後には、上記両側支保部材２、２の下端前後部に設けている連結孔26に着脱自在に連結して天端支保部材１とこれらの両側支保部材２、２との組み立て、解体を行うための組立解体装置48を設けている。この組立解体装置48は、アーチ状の受止部材44の両側部に固定した垂直な固定ジャッキ48a と、この固定ジャッキ48a の下端に上端を左右方向に回動自在に連結した可動ジャッキ48b とからなり、該可動ジャッキ48b のロッド端を上記連結孔26に着脱自在に連結するように構成している。
【００４６】
このように構成した搬送台車40は、一次覆工20を被覆している多数個の円筒形状のライニング材21が一連に接続してなる管状の覆工体の内面を支保した、同じく一連に連結して管状に形成されている支保体Ａ、Ａ・・・Ａ内を往復走行しながら、支保体Ａの解体、移送、組立てを行うものである。
【００４７】
即ち、一次覆工20とライニング材21間の隙間23に注入、充填した中詰め材24が硬化すると、この搬送台車40に配設している組立解体装置48により上記ライニング材21を支保している支保体Ａを解体して該支保体Ａの天端支保部材１をアーチ状の支持部材44上に受止させ、この天端支保部材１の両側端から両側支保部材２、２を支持部材44の両側端から下方に垂下させた状態にする一方、支保体Ａの下部支保部材３の両側分割支持部31、32を吊支装置46のリンク46a によって吊り上げることにより内方に折り畳んだ状態で吊支する。
【００４８】
こうして、解体した支保体Ａを搬送台車40により支持させて該搬送台車40を、図10に示すようにライニング材21を支保している支保体Ａの下部支保部材３の内面両側部に敷設しているレール34上を走行させて、次に二次覆工すべき位置まで前方に移動させ、その位置において一次覆工20を被覆しているライニング材21の内周面に沿ってこの支保体Ａを組立てることによりライニング材21を支保する。
【００４９】
詳しくは、先に組立てた最前端側の支保体Ａ上にまで搬送台車40が移動すると、その位置で停止して、まず、図11、図12に示すように、この搬送台車40の前側脚体41から前方に突出している水平固定ビーム45に沿ってトロリー47を上記最前端側の支保体Ａから前方位置にまで移動させ、該トロリー47の前後吊支装置46、46のリンク46a 、46a によって吊支されている下部支保部材３を吊り下ろすと、該下部支保部材３の両側分割支持部31、32同士が連結している枢軸19a 部分がライニング材21の内底面の中央部に当接、受止され、この状態からさらにリンク46a 、46a を下ろしていくと、上記両側分割支持部31、32が枢軸19a を支点として前後吊支装置46、46のリンク46a 、46a を両側方に回動させながら拡がり、これらの両側分割支持部31、32に張設しているスキンプレート3Cの外面がライニング材21の下周面に接した状態となる。さらに、この下部支保部材３の後端面を先に組立てた最前端側の支保体Ａの下部支保部材３の前端面に当接させると共に、該下部支保部材３の両側分割支持部31、32に敷設しているレール34を上記最前端側の支保体Ａにおける下部支保部材３の両側分割支持部31、32に敷設しているレール34から延長方向に連続させる。
【００５０】
しかるのち、この新たに設置した下部支保部材３のレール34上に搬送台車40を図13、図14に示すように前進移動させることによりアーチ状受止部材44に支持されている天端支保部材１と両側支保部材２、２とを該下部支保部材３の上方に位置させ、その位置で組立解体装置48の垂直な固定ジャッキ48a を収縮させることにより、両側支保部材２、２をアーチ状受止部材44から上方に持ち上げて天端支保部材１の外面（上面）をライニング材21の上周部内面に当接させ、次いで、両側支保部材２、２を人手等によって外側方に押し進めることにより、天端支保部材１の下端枢軸19b 、19b を支点として外側に展開させてライニング材21の両側部内面に当接させると共にこれらの両側支保部材２、２の下端の帯状板2e、2eを上記下部支保部材３の両側上端面を形成している帯状板3e、3e上に重ね合わせ、帯状板2e、3e間をボルト等によって離脱可能に連結する。
【００５１】
こうして、新たな支保体Ａを円筒状に組立ててその外周面でライニング材21の内周面を支保した状態にしたのち、図１に示すように天端支保部材１と両側支保部材２、２とに設けている各スパッド取付孔７にスパッド４をその先端が一次覆工20の内面に当接、受止させた状態となるように装着し、一次覆工20とライニング材21との間の隙間23に中詰め材24を充填した際に発生するライニング材21の浮き上がりを防止する。
【００５２】
このスパッド４の装着手順は、図４〜図６に示すように、まず、上記スパッド取付孔７を設けているスパッド装着板８を、該スパッド装着板８に取付けている螺子棒９を繋ぎ材1B（2B）と該繋ぎ材1B（2B）に固着している支持板11とに設けている長孔10、12内でトンネル長さ方向及びトンネル周方向に移動させることより、スパッド装着板８を一体に移動させてスパッド取付孔７をライニング材21に予め設けているスパッド挿通孔22に対して同一中心線上で連通するように調整する。
【００５３】
この場合、スパッド取付孔７にスパッド４を挿通させる筒体14を螺合させ、この筒体14にスパッド４を挿入、支持させた状態で該スパッド４の軸体部4aの先端が上記スパッド挿通孔22に対応するように天端支保部材１や両側支保部材２、２の内方側から該軸体部4aを直視しながら上記スパッド装着板８をトンネル長さ方向やトンネル周方向に移動させ、スパッド４が該挿通孔22に合致すると、その軸体部4aを挿通孔22に挿通させ、該軸体部4aの先端が一次覆工20の近傍部に達したところで上記筒体14に設けているハンドル挿通孔15にスパッド４の棒状頭部4bに設けている一つのスパッド係止孔16を連通させた状態にし、これらの孔にハンドル（図示せず）を挿通して該ハンドルを回動操作することによりスパッド４の先端を一次覆工20の内面に当接させる。
【００５４】
一次覆工20は、例えば管体或いはスチールセグメントを組み立てることによって形成されてあり、図においてはスチールセグメントであって、リング状に組立てられたスチールセグメントの内底部上に一定厚みのスペーサ部材27（図１に示す）を周方向に適宜間隔毎に設置し、該スペーサ部材27上に円筒状に形成したライニング材21を設置してこれらの一次覆工20とライニング材21との間に所定厚みの中詰め材24の充填層を全周に亘って形成するための隙間23を設けている。このライニング材21は支保体Ａの組立作業に先行して一次覆工20の内面に沿って配設される。
【００５５】
こうして、先に組立てた最前端側の支保体Ａに連続して新たな支保体Ａを組立てたのち、搬送台車40をライニング材21を支保している一連の支保体Ａにおける最後部の支保体Ａ内にまで後退移動させ、この支保体Ａによって支保されているライニング材21と一次覆工20との間の詰め材24が硬化したのち、該支保体Ａを解体する。この際、後述するように該支保体Ａの天端支保部材１と両側支保部材２、２のスパッド取付孔７に装着していたスパッド４は筒体14と共に既に取り外されていてライニング材21に設けているスパッド挿通孔22は栓体18によって閉塞されている。
【００５６】
この支保体Ａの両側支保部材２、２の下端前後部に設けている連結孔26に、搬送台車40に配設している上記組立解体装置48のジャッキ48b を連結したのち、互いに接合している両側支保部材２、２の下端帯状板2e、2eと下部支保部材３の両側上端面を形成している帯状板3e、3eとの連結ボルトを取り外す。そうすると、これらの帯状板2e、3eは支保体Ａの外周面側から内周面側に向かって斜め下方に傾斜した状態で取付けられているので、両側支保部材２、２が天端支保部材１の両側端の枢軸19b を支点として内方に回動移動して天端支保部材１の両側上端面から離脱し、ジャッキ48a 、48b によって支持された状態となる。この状態から垂直な固定ジャッキ48a を伸長させると、図15に示すように天端支保部材１が降下してアーチ状受止部材44上に受止されると共に両側支保部材２、２がアーチ状受止部材44に跨がって垂下した状態となる。
【００５７】
次いで、残存しているこの支保体Ａの下部支保部材３のレール34上から搬送台車40を図16に示すように、該支保体Ａに隣接する次の支保体Ａのレール上にまで前進させると共に上記残存した下部支保部材３の上方にまで突出している水平固定ビーム45の後端部側にまでトロリー47を移動させてその吊支装置46のリンク46a 、46a を降下させて下部支保部材３の両側分割支持部31、32に設けている係止孔35に係止させる。この状態にしてリンク46a 、46a を上昇させると、下部支保部材３の両側分割支持部31、32が枢軸19a を中心として内方に折り畳まれると共に吊支装置46に吊り下げられた状態となる。
【００５８】
しかるのち、搬送台車40を先に組み立てた上記支保体Ａ内にまでレール上を前進走行させ、該支保体Ａの下部支保部材３上で停止させて上述したようにトロリー47を前方に移動させ、このトロリー47により吊支されている下部支保部材３を吊り下ろして上記先に組み立てた支保体Ａから前方に露出しているライニング材21の下周部上に展開、設置すると共にその後側枠部1bを上記先に組み立てた支保体Ａの下部支保部材３の前側枠部1aに当接させた状態とし、しかるのち、新たに配置したこの下部支保部材３のレール34上に搬送台車40を前進させ、上記同様にしてこの下部支保部材３と共にライニング材21の内周面を支保するように該下部支保部材３上に天端支保部材１及び両側支保部材２、２を組立てて円筒形状の支保体Ａを形成する。
【００５９】
以下、同様にして最後部側の支保体Ａを解体して搬送台車40により最前端側の支保体Ａに継ぎ足す作業をシールド工法によるトンネルの掘進に従って順次行いと共に支保体Ａにより支保されたライニング材21と一次覆工20との間にセメントミルク等の中詰め材24を充填して二次覆工を行う。
【００６０】
中詰め材24の充填は、トンネル長さ方向の幅が例えば1.5 ｍ程度の数個の支保体Ａによって６〜７ｍ程度の一連の管路を形成する毎に行われる。この場合、最前端側に配された支保体Ａにより支保されている筒状のライニング材21と一次覆工20との間の隙間23が前方に向かって開口しているので、この隙間23の開口前端部を詰め物により閉止しておく。そして、該詰め物の上端部に中詰め材注入パイプ（図示せず）を上記隙間23内にまで貫通させてこの注入パイプを通じてトンネル内から一次覆工20と円筒状ライニング材21間の隙間23内への中詰め材24の充填作業を行うか、或いは、任意の円筒状ライニング材21の上端部に中詰め材注入孔を設けておき、このライニング材21を支保している支保体Ａの上端部の内側から該注入孔に注入パイプを連結、連通させ、この注入パイプを通じて上記隙間23内への中詰め材24の充填作業を行う。
【００６１】
この中詰め材24の充填は、まず、上記隙間23の底部から支保体Ａの両側支保部材２、２に装着している上記スパッド４、４の軸体部4aの下方近傍部に達する高さまで行われてこの中詰め材24がある程度硬化すると、中詰め材24の液圧による円筒状ライニング材21に対する浮力がなくなるので、両側支保部材２、２に装着している上記スパッド４、４を筒体14と共に取り外したのち、このスパッド４、４の軸体部4aを挿通させていたライニング材21の両側のスパッド挿通孔22に上述したように栓体18を螺合させることより該挿通孔22を閉止する。このスパッド４及び筒体14は再び新たに組み立てられる支保体Ａに対して使用される。
【００６２】
しかるのち、さらに上記一次覆工20とライニング材21との間の隙間23に中詰め材24を支保体Ａの天端支保部材１に装着しているスパッド４の軸体部4aの下方近傍部に達する高さまで充填すると共にこれらのスパッド４を筒体14と共に取り外したのち、該スパッド４の軸体部4aを挿通させていたライニング材21の上端部側のスパッド挿通孔22を上記同様にして栓体18により閉止し、しかるのち、中詰め材24を隙間23の上端部にまで全面的に充填するものである。
【００６３】
なお、以上の実施の形態においては、トンネル掘削壁面に施工した一次覆工20をライニング材21で被覆し、このライニング材21と一次覆工20との間に中詰め材24を充填したが、一次覆工20を施すことなくトンネル掘削壁面を直接、ライニング材21で被覆し、このライニング材21とトンネル掘削壁面間に中詰め材24を充填する覆工工事に本発明を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】支保体の簡略縦断正面図。
【図２】その天端支保部材と両側支保部材との簡略斜視図。
【図３】その下部支保部材の簡略斜視図。
【図４】スパッド装着部分の縦断正面図。
【図５】その内面側から見た側面図。
【図６】スパッド装着板の移動手段の簡略側面図。
【図７】スパッド取付孔にスパッドを挿通している状態の縦断面図。
【図８】スパッド取付孔に栓体で閉止する状態の縦断面図。
【図９】搬送台車の簡略側面図。
【図１０】搬送台車の走行中の正面図。
【図１１】下部支保部材を設置している状態の簡略側面図。
【図１２】その正面図。
【図１３】下部支保部材上に移動台車を前進させた状態の簡略側面図。
【図１４】その正面図。
【図１５】搬送台車を支保体解体位置まで後退させた状態の簡略側面図。
【図１６】下部支保部材を吊支している状態の簡略側面図。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ  支保体
１  天端支保部材
２、２  両側支保部材
３  下部支保部材
４  スパッド
７  スパッド取付孔
８  スパッド装着板
18  栓体
20  一次覆工
21  ライニング材
22  スパッド挿通孔
23  隙間
24  中詰め材
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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