(57)【要約】  【目的】  老朽化したトンネルの覆工面を短期間で補修することのできるパネル構造体の提供。  【構成】  既設のトンネル内壁面に所定の間隔をあけて対面状に固定される環片状の耐圧板１と、該耐圧板の背面部に配設される鉄筋ホルダ５とを有するパネル構造体であり、その鉄筋ホルダ５は鉄筋４を保持するブラケット８を備える。ブラケット８は耐圧板１の背面部に固定される座板６に枢着されて起立及び倒伏が可能とされ、鉄筋ホルダ５にはブラケット８を起立状態に固定するロック手段が設けられる。そして、係るパネル構造体によれば、現場での配筋作業を省略し、トンネル内壁面に沿って耐圧板１を順次組み付け、しかしてトンネル内壁面と耐圧板１との間に硬化性流動物を充填することにより、耐圧板１をトンネル内壁面に一体化して老朽化した覆工コンクリート面を短期間で補修することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
施工面に所定の間隔をあけて対面状に固定される耐圧板と、該耐圧板の背面部に配設される鉄筋ホルダとを有し、その鉄筋ホルダが前記耐圧板の背面に沿って鉄筋を保持するブラケットを備え、そのブラケットにより保持された鉄筋が前記耐圧板と施工面との間に充填される硬化性流動物に埋設され、その硬化性流動物の硬化により前記耐圧板が施工面に一体化されるようしたことを特徴とするパネル構造体。
【請求項２】
ブラケットは、耐圧板の背面部に固定される座板に枢着されて起立及び倒伏が可能とされると共に、鉄筋ホルダには前記ブラケットを起立状態に固定するロック手段が設けられることを特徴とする請求項１記載のパネル構造体。
【請求項３】
耐圧板には、その表面側から背面側に硬化性流動物を注入するための注入口が形成される請求項１、又は２記載のパネル構造体。
【請求項４】
耐圧板がモルタルから成る表面層と、織布若しくは不織布から成る背面層との二層構造とされている請求項１〜３の何れかに記載のパネル構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトンネル内の覆工に用いて好適なパネル構造体に係わり、特に既設の覆工コンクリート面の補修に用いてその補修工事を効率よく行うことのできるパネル構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルはシールド工法など種々の工法により構築されるが、地山を掘削しただけでは土圧などにより坑内の岩盤が崩落する危険性がある。このため、坑壁にロックボルト、鋼アーチ、又は吹付コンクリートなどによる支保工を施した後、その内側を現場打ちコンクリート(覆工コンクリート)で被覆したり、又は地山の掘削直後に支保工と覆工を兼ねるコンクリートや鋼製のセグメントを環状に組み立てて一次覆工とし、次いで覆工コンクリートで二次覆工することなどが行われている。
【０００３】
これによれば、長期に亙って土圧などに耐え得る高強度のトンネルを構築することができるが、近年ではコンクリートの老朽化により覆工面を形成するコンクリート版が剥落する事故も発生している。
【０００４】
そこで、老朽化した既設トンネルの覆工面に沿って支保工材を配設し、その支保工材に鉄筋をアーチ状にして組み付けた後、既設覆工面から離間させて支保工材に繊維強化材料から成る軽量パネルを取り付け、而してその軽量パネルと既設覆工面との間に生コンクリートを充填するという補修工事が行われている(例えば、特許文献１)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７１５９９号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然し乍ら、特許文献１では配筋作業とパネルの組付作業を別々に行う必要があることから、全体の作業を効率よく行えないという欠点がある。特に、鉄道トンネルでは列車の運行の妨げにならぬよう作業時間が深夜の数時間に限られるので、工期が長期化するという傾向にある。
【０００７】
このため、特許文献１では先組鉄筋を用いているが、これを支保工材に組み付ける作業は容易でなく、その組み付けが不適切であれば裏込めコンクリートの被り量が不均一になって仕上面の強度が低下し、その一部が剥落する危険性がある。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その主たる目的は老朽化したトンネルの覆工面を短期間で補修することのできるパネル構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、係るパネル構造体は施工面に所定の間隔をあけて対面状に固定される耐圧板と、該耐圧板の背面部に配設される鉄筋ホルダとを有し、その鉄筋ホルダが前記耐圧板の背面に沿って鉄筋を保持するブラケットを備え、そのブラケットにより保持された鉄筋が前記耐圧板と施工面との間に充填される硬化性流動物に埋設され、その硬化性流動物の硬化により前記耐圧板が施工面に一体化されるようしたことを特徴とする。
【００１０】
又、以上のようなパネル構造体において、前記ブラケットが耐圧板の背面部に固定される座板に枢着されて起立及び倒伏が可能とされると共に、前記鉄筋ホルダには前記ブラケットを起立状態に固定するロック手段が設けられることを特徴とする。
【００１１】
更に、耐圧板にはその表面側から背面側に硬化性流動物を注入するための注入口が形成され、しかも耐圧板がモルタルから成る表面層と、織布若しくは不織布から成る背面層との二層構造とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパネル構造体によれば、耐圧板の背面に沿って鉄筋が組み付けられるようにしていることから、老朽化したトンネル覆工コンクリート面を補修する場合も現場での配筋作業を省略して工期を大幅に短縮することができる。
【００１３】
又、鉄筋を保持するブラケットが倒伏可能とされていることから、背面上に鉄筋が組み付けられた耐圧板を積み重ねて運搬しながら鉄筋の変形や荷崩れを防止することができ、しかもブラケットを起立状態に固定して耐圧板と鉄筋の間隔が一定に保たれるため、その状態のまま鉄筋を定位置に埋設して、鉄筋の被り厚さが一定の強靭な仕上面を得ることができる。
【００１４】
更に、耐圧板に硬化性流動物の注入口が形成されることから、耐圧板と施工面との間に硬化性流動物を容易に充填することができ、しかも耐圧板がモルタルから成る表面層と、織布若しくは不織布から成る背面層との二層構造とされていることから、その軽量化を図りつつ所定の強度を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明について説明すれば、係るパネル構造体は所定の強度と面積を有するセグメント状の耐圧板と、その背面部に配設される鉄筋ホルダとで構成され、主として老朽化したトンネル内の覆工コンクリート面を補修するのに用いられる。このため、係るパネル構造体の耐圧板は、施工面としてのトンネル内壁面に沿ってアーチ状に組み付けられるよう円弧状の断面を有する環片とされ、鉄筋ホルダには現場への搬入前に工場で組み立てた鉄筋(先組鉄筋)が取り付けられる。係る鉄筋ホルダは、耐圧板の背面部に固定される座板と、この座板に枢着されて起立及び倒伏が可能とされるブラケットとを備え、そのブラケットにより、格子状などに組まれた鉄筋が耐圧板の背面に沿って保持されるような構成とされる。特に、鉄筋ホルダには、ブラケットを起立状態に固定するロック手段が設けられ、そのロック手段を解除したときには、ブラケットが鉄筋を保持したまま耐圧板の背面上に倒伏する構成とされる。尚、ロック手段には、座板とブラケットを貫通するピン状の部材が用いられ、その抜き差しによりブラケットのロック及びロック解除を容易に行うことができる。
【００１６】
そして、係るパネル構造体は鉄筋を組み付けた状態でトンネル内に運び込まれ、現場までの運搬中にはブラケットを倒伏して多数の耐圧板を積み重ねたまま、鉄筋の変形や荷崩れを防止することができる。又、現場ではブラケットを起立せしめて固定し、その状態でトンネル内壁面に沿って耐圧板を順次組み付け、しかしてトンネル内壁面と耐圧板との間に硬化性流動物を充填することにより、老朽化した覆工コンクリート面を短期間で補修することができる。
【００１７】
尚、耐圧板はモルタル、コンクリート、金属、若しくは樹脂などから形成できるが、モルタルなどの重量物のみでは運搬や組付作業が困難となり、樹脂などでは高い強度を得難いので、好ましくはモルタルと織布若しくは不織布との二層構造とし、軽量化のためにモルタル層を薄くしながら、その強度を織布若しくは不織布で補うようにすることが望ましい。又、耐圧板と施工面との間に充填される硬化性流動物には生コンクリートが好適に用いられるが、これに代えてセメントペースト、モルタル、石膏、熱硬化性樹脂、又は溶融樹脂などを利用することもできる。
【実施例１】
【００１８】
係るパネル構造体を図面に示して説明すれば、図１はパネル構造体の好適な実施形態を示した背面図であり、図２には図１のＸ−Ｘ断面を示す。これらの図において、１は耐圧板であり、この耐圧板１は方形の輪郭にして円弧状の断面を有する二次曲面形の環片とされる。本例において、係る耐圧板１は縦１２０cm、横１８０cmで、半径約７００cmの曲率を有すると共に、外周側の背面中央部には固定用のフランジ２Ａをもつ筒体２が取り付けられ、その筒体２の位置で耐圧板１にはその表裏を貫通する硬化性流動物の注入口３が形成される。
【００１９】
又、耐圧板１の背面には図１のように格子状に組まれた鉄筋４が取り付けられ、その鉄筋４が注入口３より注入せしめた硬化性流動物に埋設される構成としてある。５は鉄筋ホルダであり、この鉄筋ホルダ５は耐圧板１の背面部に分散して配設され、耐圧板１の背面に沿って鉄筋４を所定の間隔に保持するスペーサとしての働きをする。
【００２０】
図３は、係る鉄筋ホルダを示した斜視図である。図３において、６は鋼板を凹字形に屈曲した座板であり、その底部中央には取付用の貫通孔７が穿設される。８は座板に枢着されて上下方向に揺動する左右一対のブラケットであり、このブラケット８はアーム９の先端にバネ性を有する断面Ｃ形のクランプ部１０を形成し、そのクランプ部１０内に割溝１１から鉄筋を填め込んでこれを保持できるような構成とされる。又、座板６の直立部とブラケットのアーム９には、ブラケット８を起立状態にしたときに連通するロック孔１２，１３が形成され、そのロック孔１２，１３にロックピン１４を挿入することによりブラケット８を起立状態で固定することのできるロック手段が構成される。１５はブラケットの揺動中心を成す支点部であり、この支点部１５はボルト及びナットで構成され、鉄筋の太さなどに応じてブラケット８を交換できるようになっている。
【００２１】
そして、係るブラケット８は、図４のように支点部１５を中心に上下に揺動して起立及び倒伏が可能とされ、起立時には上記のようにロック孔にロックピン１４を挿入してブラケット８を固定することができる。尚、アーム９の先端に形成されるクランプ部１０はＣ形に限らず、そのクランプ部を円筒形にしてこれに横筋を挿入した後、その横筋に縦筋を固着して先組鉄筋を組み立てることもできる。又、ロックピン１４は図示例のような角柱状のものに限らず、これに円柱状のピンほか、割りピン、又はボルト及びナットを利用してもよい。
【００２２】
図５は、係る鉄筋ホルダの取付部を示した部分断面図である。この図で明らかなように、耐圧板１には鉄筋ホルダ５を締結するためのアンカーボルト１６が埋め込まれ、その先端が耐圧板１の背面上に突出させてある。そして、鉄筋ホルダ５は座板６に形成した貫通孔にアンカーボルト１６を通し、その先端にナット１７を締め付けることにより耐圧板１の背面部に固定される。尚、耐圧板１に図示せぬナットを埋め込み、そのナットに貫通孔７を通して図示せぬボルトをねじ込むようにしてもよい。
【００２３】
又、図５から明らかなように、耐圧板１は表面層１Ａと背面層１Ｂとの二層構造とされる。本例において、表面層１Ａは８mm程度の厚さを有するモルタルから成り、背面層１Ｂは２mm程度の厚さを有するビニロンなどの織布、若しくはポリエステルなどの不織布から成る。このような耐圧板１によれば、モルタルから成る表面層１Ａを可及的薄くして軽量化を図りつつ、表面層１Ａの強度を背面層１Ｂにより補って運搬時や組付作業時における破損を防止することができる。尚、係る耐圧板１は図示せぬ型枠内に織布若しくは不織布を敷き、その上にモルタルを打設することにより容易に得ることができる。
【００２４】
ここで、以上のように構成されるパネル構造体でトンネル内の覆工コンクリート面を補修するには、現場への搬入前に工場にて鉄筋４を格子状に組み立て、これを鉄筋ホルダ５に装着して固定する。そして、係る鉄筋４を保持したブラケット８を耐圧板１の背面上に倒伏し、その状態で耐圧板１を車両に積載してトンネル内に運び込み、現場付近に到着したらパネル構造体を車両から降ろし、しかしてブラケット８を起立せしめて固定する。
【００２５】
その後、図６のように耐圧板１の背面をトンネル内壁Ｗ(施工面)に所定の間隔をあけて対面させ、その状態にしてロックボルトＲ(鋼アーチにボルト止することも可)などで耐圧板１を固定し、これをトンネル内壁Ｗに沿って順位アーチ状に組み付ける。斯くて、耐圧板１によるトンネル内壁Ｗの全周の被覆が完了したら、各耐圧板１の境目をコーキング剤などにて密閉し、次いで生コンクリート(硬化性流動物)の圧送ホースを耐圧板１の表面側(坑内側)から図１などに示した注入口３に接続し、その注入口３より耐圧板１とトンネル内壁Ｗとの間に生コンクリートを充填する。
【００２６】
これにより、耐圧板１の背面上に取り付けた鉄筋４が耐圧板１の背面と一定の間隔を保ったまま生コンクリート内に埋設され、その生コンクリートが硬化するとトンネル内壁Ｗに耐圧板１が強固に一体化されて老朽化した覆工面上に強靭な新覆工面が形成される。
【実施例２】
【００２７】
次に、鉄筋ホルダの変形例を図７に示して説明する。尚、実施例１と同一の部材には同一符号を付して詳細な説明は省略する。ここに、係る鉄筋ホルダ５は連結板１８の両側にアーム９を形成して左右一対のブラケット８が一体として構成される。特に、本例ではアーム９にロック孔１３を形成すると共に、そのロック孔１３に挿入される突起１９を座板６の直立部に形成して、ブラケット８を起立状態で固定することのできるロック手段が構成される。つまり、本例では一対のアーム９がバネ性を有し、これを図示想像線のように内方に撓めることにより、アームのロック孔１３に対する突起１９の抜き差しが可能とされ、ロック孔１３から突起１９が抜かれた状態ではブラケット８を倒伏することができ、ロック孔１３と突起１９の係合時にはブラケット８が起立状態で固定されるようになっている。
【００２８】
尚、本例のようなロック手段のほか、突起１９を図示せぬバネでアーム９側に突出するよう付勢し、ブラケット８の起立時に突起１９がアーム９で座板６内に押し込められ、ロック孔１３と突起１９が対向した時点で突起１９がロック孔１３内に突出するような構成としたり、又はブラケット８の起立時に連結板１８から座板６の底面部にロック用のピンが差し込まれる構成としたりすることもできる。
【００２９】
以上、本発明の適用例を説明したが、係るパネル構造体は老朽化したトンネルの覆工用としてだけでなく、新規のトンネルを構築する場合の一次覆工、又は二次覆工にも利用でき、更にはトンネルのみならず、建物の躯体工事をはじめ、各種構造物の壁面や床面の補修工事などに適用して工期の短縮を図ることができる。よって、耐圧板１は環片状であることに限らず、対象とする施工面により平版状とすることもある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るパネル構造体を示す背面図
【図２】図１におけるＸ−Ｘ断面図
【図３】鉄筋ホルダの斜視図
【図４】ブラケットの動作状態を示す説明図
【図５】鉄筋ホルダの取付部分を示す部分断面図
【図６】本発明に係るパネル構造体の使用例を示す説明図
【図７】鉄筋ホルダの変更例を示した説明図
【符号の説明】
【００３１】
１  耐圧板
１Ａ  表面層
１Ｂ  背面層
３  注入口
４  鉄筋
５  鉄筋ホルダ
６  座板
８  ブラケット
９  アーム
１０  クランプ部
１２，１３  ロック孔
１４  ロックピン
１５  支点部
【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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