(57)【要約】【課題】  トンネルの掘削形状に関わらず容易にインバートが構築でき、経済的で廃棄物の発生量も抑えることができるトンネルの施工方法を提供すること。【解決手段】  トンネルの構築中にトンネルの側壁間を連絡するインバートを設置するトンネルの施工方法において、地山を掘削して露出したトンネル１の周面１４にアーチ状の一次支保工２を配置し、掘削して露出したトンネルの底面１３の凹凸を調整し、凹凸を調整した底面上に、複数のブロック４１，４２，４３を互いに面接触させながら並べて前記一次支保工の両端を連絡したことを特徴とする方法である。【選択図】図１
2005179914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの構築中にトンネルの側壁間を連絡する仮設のインバートを設置するトンネルの施工方法において、
地山を掘削して露出したトンネルの周面にアーチ状の一次支保工を配置し、
掘削して露出したトンネルの底面の凹凸を調整し、
凹凸を調整した底面上に、複数のブロックを互いに面接触させながら並べて前記一次支保工の両端を連絡したことを特徴とする、トンネルの施工方法。
【請求項２】
請求項１記載のトンネルの施工方法において、
底面に複数並べた前記ブロックの両端に配置した端ブロックは、前記一次支保工の脚部を載置し、内側及び下方への移動を拘束するための切欠き部を有することを特徴とする、トンネルの施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの構築中にトンネルの側壁間を連結する仮設のインバートを設置するトンネルの施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から地山の状態が悪い場所にトンネルを構築する場合や、地圧の大きな場所にトンネルを構築する場合や、掘削が地表面に与える影響の大きな低土被りの場所にトンネルを構築する場合などに、掘削したトンネルの変形及び沈下を抑制するために、トンネルの側壁間を連結するインバートを次の段階の掘削が行われるまで一時的に設置していた。
従来工法では、トンネルの上半部を掘削した後に、掘削したトンネルの周面及び底面に吹付けコンクリートを吹き付けて掘削断面を閉合していた。しかし、底面に吹き付けたコンクリートは、下半部を掘削する場合に撤去せねばならず、取り壊されたコンクリート塊が大量に発生する。
このため、特許文献１には、予め円弧状の鋼製セグメントを複数用意し、継手を介してセグメント間を接合してインバートを構築し、使用後はインバートを解体してセグメントを撤去する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−８２９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記した従来のトンネルの施工方法にあっては、次のような問題点がある。
＜１＞プレキャストセグメントはトンネルの掘削形状に合わせて製作するが、製作時にはトンネルはまだ掘削されておらず、セグメントの形状に合わせてトンネルを掘削することになる。しかし、設計された形状の通りに掘削を行うことは難しい上に、インバートを配置しなければならない地山は変形し易いため、余掘り量を多めに取らざるを得ない。掘削量の増加は、変形を増加させる要因となるだけでなく工費及び工期を増加させる要因となる。また、掘削面とセグメントの隙間を埋める充填材の使用量を考えると、最初から吹付けコンクリートでインバートを構築した方が安価になる。
＜２＞トンネルを３段階以上に分けて掘削する場合、上部を掘削したときに配置したセグメントは次の段階の掘削時には形状が合わなくて使用できない。
＜３＞地山の変形を抑制するために使用されたインバートは、非常に大きな荷重を受けており、セグメント間の継手部が変形したり破損したりしているおそれがある。変形または破損した継手部を解除する作業は非常に困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記のような課題を解決するために、本発明のトンネルの施工方法は、トンネルの構築中にトンネルの側壁間を連絡する仮設のインバートを設置するトンネルの施工方法において、地山を掘削して露出したトンネルの周面にアーチ状の一次支保工を配置し、掘削して露出したトンネルの底面の凹凸を調整し、凹凸を調整した底面上に、複数のブロックを互いに面接触させながら並べて前記一次支保工の両端を連絡したことを特徴とする方法である。ここで、底面に複数並べた前記ブロックの両端に配置した端ブロックは、前記一次支保工の脚部を載置し、内側及び下方への移動を拘束するための切欠き部を有するように成形できる。
【発明の効果】
【０００５】
本発明のトンネルの施工方法は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
＜１＞既製のブッロクを構築するインバートの長さに合わせて並べればよいので、トンネルの掘削形状に関わらず適用が可能である。また、ブロックは繰り返し使用することができるので、経済的で廃棄物の発生量も抑えることができる。
＜２＞事前に工場などで製作した強度発現済みのブロックを使用できるので、早期強度を要求するインバートの部材に適している。
＜３＞底面の凹凸を調整してブロックを並べればよいため、短時間でインバートを構築することができ、トンネルの変形を抑制する効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００７】
＜１＞インバート
インバートは、トンネルの側壁間を連絡する部材である。側壁間にインバートを配置することによって、側壁の脚部がトンネルの内側に移動したり、沈下したりすることを防ぐことができる。
例えば、地山の状態が悪い場所、地圧の大きな場所、あるいは掘削が地表面に与える影響の大きな低土被りの場所にトンネルを構築すると、掘削した部分は地山から受ける圧力によって変形し、地表面の沈下や掘削断面の崩壊などが発生する危険がある。
そこで、トンネル１を掘削してＨ型鋼材や吹付けコンクリートからなる一次支保工２をトンネルの周面１４に施した後に、一次支保工２の脚部間を連絡するインバートを構築する。一次支保工２の脚部はインバートの拘束によってトンネルの内側に移動することができなくなるので、トンネル掘削面の変形が抑制される。
【０００８】
＜２＞ブロック
ブロック４１，４２，４３は、インバートを構成する部材である。ブロック４１，４２，４３には圧縮力が作用するだけなので、所定の圧縮力に耐えうる材料で製作されていればよい。例えば、コンクリート、発泡コンクリート、モルタル、鋼材などが材料に使用できる。
ブロック４１，４２，４３には、インバートの両端に配置する端ブロック４１と、端ブロック４１，４１間に複数並べて配置する中間ブロック４２と、長さ調節のために配置する調節ブロック４３がある。
端ブロック４１には、例えば断面がＬ字型になるように切欠き部４１１を設ける。切欠き部４１１の上面には一次支保工２の脚部を載置し、下方への移動を拘束するとともに側面によって脚部の内側への移動を拘束する。
中間ブロック４２は、直方体に成形し、インバートの必要長さに応じて複数並べて使用する。中間ブロック４２をあまり大きくすると掘削面の形状に合わせる必要が出てくるため、掘削面の形状に影響されずに設置できる程度の単位長さに成形する。例えば、断面が５０〜７０ｃｍ程度の正方形であり、幅が１ｍ程度のブロックであれば作業性に優れ、掘削面の形状に左右されず容易に並べることができる。
調節ブロック４３は、長さを調節するために配置するブロックである。中間ブロック４２には定型の大きさのブロックを使用し、足りない距離を調節ブロック４３で埋めるようにすれば、中間ブロック４２の転用が容易になる。
【０００９】
隣のブロック４１，４２，４３と接する側のブロック４１，４２，４３の端面は、互いに垂直面とするのが好ましい。しかし、掘削底面の盤膨れなどによって底面から曲げの力を受ける場合は、隣接するブロック４１，４２，４３同士が噛み合う形状にして曲げ応力に抵抗させることもできる。
【００１０】
＜３＞充填材
充填材４４は、端ブロック４１と一次支保工２の隙間を埋める材料である。端ブロック４１は、一次支保工４１の下部を掘削し、挿入することで設置するため、設置時には切欠き部４１１と一次支保工２の下端の間に隙間ができる。この隙間を充填材４４で埋め、一次支保工２に作用する荷重を確実に端ブロック４１に伝達させる。充填材４４には、小径の砂利やモルタルなどが使用できる。
【００１１】
＜４＞調整材
調整材３は、掘削底面の凹凸を調整する部材である。トンネルを掘削しただけの掘削底面には多数の凹凸があり、その上に直接ブロック４１，４２，４３を設置しても並べたブロック４１，４２，４３が波打って配置され、確実に応力を伝達することができない。
そこで、木製棒状の角材、鋼材、鋼板などを底面１３上に設置してブッロク４１，４２，４３の据付台を設けたり、掘削土砂やモルタルを敷き詰めて整地したりして、トンネルの底面１３の凹凸を調整する。
【実施例】
【００１２】
最初にトンネル１の上半部１１の掘削をおこなう。掘削後に露出したトンネルの周面１４には、Ｈ型鋼材や吹付けコンクリートを配置して一次支保工２を完成させる。一次支保工２はトンネルの周面１４に沿ってアーチ状に形成される。
次に、インバートを構築する部分の底面の掘削をおこなう。掘削はインバートを設置したインバート上面と、設置していない部分の高さに段差ができない程度におこなう（図２参照）。そして、掘削した底面１３に角材などの調整材３を並べて底面１３の凹凸を調整する。
次に、端ブロック４１の切欠き部４１１を一次支保工２の脚部の下に挿入して設置する。端ブロック４１の横には順次、中間ブロック４２を並べる。中間ブロック４２の設置は、中間ブロック４２の重さや大きさにもよるが、小型クレーン、小型重機、人力などで行う。中間ブロック４２，４２間は継手によって結合させるのではなく、隣接する面と面を接触させるだけでよい。
一次支保工２の両側の脚部から順に端ブロック４１、中間ブロック４２を並べていき、最終的に残った隙間に調節ブロック４３を設置する。このため、隙間が発生しなければ調節ブロック４３を設置する必要がなく、隙間の大きさによってはモルタルを充填したり、他の間詰材を設置したりすることもできる。また、端ブロック４１の切欠き部４１１と一次支保工２の隙間に充填材４４を充填する。
トンネル１の下半部１２を掘削する前にブロック４１，４２，４３は撤去する。ブロック４１，４２，４３は、次の上半部１１の掘削後のインバート構築時に再度利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のトンネルの施工方法の実施例の説明図。
【図２】ブロックの設置の実施例の説明図。
【図３】インバートと一次支保工の接続部の実施例の拡大断面図。
【符号の説明】
【００１４】
１・・・トンネル
１３・・底面
１４・・周面
２・・・一次支保工
３・・・調整材
４１・・端ブロック
４１１・切欠き部
４２・・中間ブロック
４３・・調節ブロック
【図１】
2005179914.tif 000003
【図２】
2005179914.tif 000004
【図３】
2005179914.tif 000005