(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル構造体曲がり部に用いる覆工本体を形成するための覆工材であって、可撓性の帯状体で形成され、該帯状体の一方の面に長手方向に延びる複数本のリブと、前記帯状体の両側縁に長手方向に沿って延びる嵌合接続可能な凹凸部とを有し、且つ、前記帯状体の側縁の少なくとも一方における該側縁部の近傍付近と前記凹凸部に沿って延びる部分との間には、前記帯状体により円筒体を形成した時に、該円筒体の軸線に垂直な面に対して所要の傾斜角度をなす面内に包含されるような輪郭に裁断した裁断部が存し、前記帯状体の長手方向に延びる長尺当て材を、前記帯状体のリブが形成されている面に融着することにより、前記裁断部同士が突合わせ状態で接合されていることを特徴とする覆工材。
【請求項２】
前記長尺当て材が、前記円筒体の径方向外側に延び、且つ前記帯状体の長手方向に延びる補強リブを有することを特徴とする請求項１記載の覆工材。
【請求項３】
前記補強リブが、該補強リブの側面から前記円筒体の軸線方向に突出する凸部を有することを特徴とする請求項２記載の覆工材。
【請求項４】
トンネル覆工体の曲がり部の覆工方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の帯状の覆工材を、リブが外側となるように長手方向の両端部を接合して円筒体を形成し、該円筒体を前記凹凸部の嵌合接続により軸線方向に継ぎ足して得られる覆工本体により覆工を施す覆工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル構造体の覆工材及び該覆工材を用いる覆工方法に係り、特に、トンネル構造体の曲がり部における覆工材及び該覆工材を用いる覆工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シールドトンネル等のトンネル構造体に覆工を施すための覆工方法として、本出願人は可撓性円筒体をその軸線方向に継ぎ足して得られる覆工本体により覆工する覆工方法を提案した（特願平10-314391号）。従来の覆工方法に用いられていた覆工材の一例の平面図を図１に示し、図１のＸ―Ｘ線に沿う断面図を図２に示す。尚、全図を通じて実質的に同一の部材には同一の参照符号を付している。
【０００３】
図２に示すように、覆工材１は、長手方向に延びる複数本のリブ21と、嵌合接続可能な凹部30及び凸部31とを有する。本覆工材１を用いてトンネル構造体に覆工を施すには、先ず帯状部材20をリブ21が外側となるようにして長手方向の両端部を接合して円筒体を構成する。その後該凹凸部の嵌合により形成される可撓性円筒体を軸線方向に継ぎ足し、トンネル構造体に沿って延びる覆工本体を形成し、該覆工本体とトンネル構造体との間に中詰め材を充填する。
【０００４】
トンネル構造体を構成するシールドトンネル等は直線部が圧倒的に長いが、施工現場によっては全長の一部に曲がり部を含むことがあり、覆工の施工に際しても、曲がり部対策がどうしても必要になる。
【０００５】
曲がり部対策としては、種々考えられるが、その一例として、本出願人が特願平11-13350号において提案した、覆工本体曲がり部の施工方法が存在する。この出願に係る覆工方法において用いる覆工材の展開図を図３に示し、図３のＸ−Ｘ線に沿う断面図を図４に示す。
【０００６】
図３に示すように、前記出願の施工方法に用いる覆工材１は、一対の円筒体の接合端部を斜めに裁断し、該斜め裁断面33同士を突合わせ状態に溶接して接合する（図４参照）ことにより形成される。このようにして形成された覆工材１を凹凸部30,31の嵌合接続により継ぎ足し円筒体の覆工本体を形成することで、トンネル構造体の曲がり部に対応させるものである。
【０００７】
しかし、従来の覆工材１の裁断部33同士の溶接は、突合わせ溶接を行うため熱風ガンを用い、溶接棒と帯状体とを溶かしながら溶接することにより行われている。しかし、熱風を均一に裁断面33にあてることが困難であるため、裁断面33同士を均一に突合わせて確実に溶接できず、突合わせ部分の充分な剛性が得られないという問題点があった。
【０００８】
更に、覆工材１の帯状体20に連続的に設けられているリブ21の内、裁断面33に接近しているもの（図４中破線で示す）は、溶接する前に除去する必要がある。同士の突合わせ部において存在しなくなる。これにより、覆工本体を形成したときに、裁断面33同士の突合わせ部における剛性が、覆工本体の他の部分の剛性より局部的に弱くなるという問題点がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するため、トンネル構造体の曲がり部に対応する高剛性の覆工本体を形成し得る覆工材及びを該覆工材を用いる覆工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、トンネル構造体曲がり部に用いる覆工本体を形成するための覆工材であって、可撓性の帯状体で形成され、該帯状体の一方の面に長手方向に延びる複数本のリブと、前記帯状体の両側縁に長手方向に沿って延びる嵌合接続可能な凹凸部とを有し、且つ、前記帯状体の側縁の少なくとも一方における該側縁部の近傍付近と前記凹凸部に沿って延びる部分との間には、前記帯状体により円筒体を形成した時に、該円筒体の軸線に垂直な面に対して所要の傾斜角度をなす面内に包含されるような輪郭に裁断した裁断部が存し、前記帯状体の長手方向に延びる長尺当て材を、前記帯状体のリブが形成されている面に融着することにより、前記裁断部同士が突合わせ状態で接合されていることを特徴とする覆工材（請求項１）によって達成される。本発明の上記目的は又、トンネル覆工体の曲がり部の覆工方法であって、請求項１〜３のいずれかに記載の帯状の覆工材を、リブが外側となるように長手方向の両端部を接合して円筒体に形成し、該円筒体を前記凹凸部の嵌合接続により軸線方向に継ぎ足して得られる覆工本体により覆工を施す覆工方法（請求項４）によって達成される。
【００１１】
尚、本明細書における「トンネル構造体」の語は、場所打ちコンクリート、レンガ、石積み、セグメント等による１次覆工が施されたトンネル、岩トンネル等のように覆工の施されていないトンネル、更に既設管渠を含むものとして用いている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について以下に図面を参照して説明する。図５は本発明に係る覆工材の第１実施形態の断面図である。
【００１３】
図５に示すように、本発明に係る覆工材１は、図４に示した覆工材と同様に、可撓性の帯状体20で形成され、該帯状体20の一方の面に長手方向に延びる複数本のリブ21と、帯状体20の両側縁に長手方向に沿って延びる嵌合接続可能な凹部30及び凸部31とを有する。
【００１４】
帯状体20には、凹部30又は凸部31の一方又は双方の近傍に裁断部33が形成される。該裁断部の輪郭は、帯状体20によりリブ21が外側となるように円筒体を形成したときに、該円筒体の軸線に垂直な面に対して所要の傾斜角度をなす面内に包含されるように形成される。帯状体20を展開したときの該裁断部の輪郭は、たとえば、図３に示したような斜め状に、正確には、中央部で凸、両端部で凹に連続する緩やかな円弧状に形成することができる。この場合、円筒体における凹部30又は凸部31に沿う細長部分は直線状に裁断し、残りの帯状体本体を上記連続円弧状輪郭に裁断するのが望ましい。これにより、上記細長部分の幅を全体的に狭くすることができ、該細長部分をその可撓性に基づき、前記連続円弧状輪郭に沿わせやすくすることができる。一方、前記所要の傾斜角度をなす面内に包含される裁断部の輪郭は、帯状体における凹部30又は凸部31に沿う細長部分と、残りの帯状体本体との双方に分担して形成することもできる。これにより、細長部分及び帯状体本体に両者を沿わせるための変形を分散させることができる。或いは、そのような裁断部の輪郭は、凹部30又は凸部31に沿う細長部分に形成し、残りの帯状体本体の対応部分は直線状としてもよい。
【００１５】
上記連続円弧状裁断部は、帯状体20における凹部30及び凸部31のいずれか一方、或いは双方に形成することができる。また、連続円弧状裁断部の円弧の凹凸の位置は中央部と両端部とを上記のものと逆とするなど、種々に設定することができる。連続円弧状裁断部を形成して接合すべき部分において、接合上邪魔となるリブは、一部又は全体を適宜除去する。
【００１６】
本発明において特徴的であるのは、帯状体20の長手方向に延びる長尺当て材40を帯状体20のリブ21が形成されている面に融着することにより、裁断部33同士が突合わせ状態で接合されている点である。これにより、裁断部33の突合わせ面に集中する可能性があった応力を長尺当て材40に分散させることができ、突合わせ部分の強度を確保することができる。
【００１７】
更に、従来熱風ガンにより行っていた裁断部33同士の溶接作業を、図６に示すように融着ローラ50の間を帯状体20を走行させて行うことが出来る。これにより、裁断部33同士及び帯状体20と長尺当て材40を均一に融着することができ、突合わせ部分の剛性を高めることができる。
【００１８】
図７ａ及び図７ｂは、本発明に係る覆工材の第２実施形態の断面図である。図７ａに示すように、長尺当て材40は、長尺当て材40円筒体の径方向外側に起立し、且つ帯状体20の長手方向に延びる補強リブ41を有することも可能である。或いは図７ｂに示すように、２枚の補強リブ41を、長尺当て材40の端縁付近から傾斜させ、円筒体の径方向外側に向かう従い補強リブ41同士の間隔が狭くなるように起立させることも可能である。
【００１９】
このように覆工材１は補強リブ41を有することにより、凹部30と凸部31とを嵌合接続させ円筒体を形成した時に、該円筒体の径方向の厚みを増すことが可能となる。
【００２０】
更に、覆工材１は補強リブ41を有することにより、裁断部33の突合わせ部分においても、帯状体20に設けられていた複数本のリブ21の連続性を維持することができる。これにより、覆工材１を連接して、覆工本体を形成した場合においても、裁断部33同士の突合わせ部分において剛性が局部的に弱くなることを防止できる。
【００２１】
特に、図７ａに示す実施形態においては、覆工材１が補強リブ41を備えることにより、融着ローラ50を補強リブ41の案内により走行させることができる（図８参照）。これにより、裁断部33の突合わせ面上を確実に融着ローラが走行するので、より均一且つ確実に、長尺当て材40と帯状体20とを融着させることができるともに、裁断部33同士を突合わせて融着することが出来る。
【００２２】
図９ａ〜図９ｄは本発明に係る覆工材１の第３実施形態を示す断面図である。図９ａ〜図９ｄに示すように、本発明の第３実施形態においては、補強リブ41は円筒体の軸線方向に突出する凸部42を有する。
【００２３】
図９ａに示す実施形態においては、２枚の補強リブ41が、長尺当て材40の端縁付近からほぼ垂直に円筒体の径方向外側に起立している。更に、凸部42は、各々の補強リブ41からほぼ垂直に、且つ円筒体の軸線方向に突出している。
【００２４】
或いは、図９ｂに示す実施形態のように、凸部42は、補強リブ41の先端付近に設けられる断面円形の隆起部とすることも可能である。
【００２５】
また、図９ｃに示す実施形態においては、２枚の補強リブ41は、図７ｂに示した実施形態と同様、長尺当て材40の端縁付近から傾斜させ、円筒体の径方向外側に向かう従い補強リブ41同士の間隔が狭くなるように起立した構成とされる。更に凸部42が長尺当て材40とほぼ平行で、且つ円筒体の軸線方向に突出している。或いは図９ｄに示す実施形態のように、凸部42を補強リブ41の先端付近に設けられる断面円形の隆起部とすることも可能である。
【００２６】
図９ａ〜図９ｄに示すように補強リブ41が凸部42を有する構成とすることにより、覆工材１を覆工する際に用いる中詰め材を充填した際に、凸部42が硬化した充填材内でアンカーとしての役割を果たす。これにより、充填材内部において長尺当て材40の移動が規制されることに伴い、覆工材１の裁断部33同士の突合わせ部分の剛性を更にいっそう高めることが出来る。
【００２７】
図10は、本発明に係る覆工材１を用いてトンネル構造体Ａに覆工を施す状態をトンネル構造体の軸線方向に沿う断面で表した図である。本発明に係る覆工材１は、リブ21が外側となるように円筒体に形成され、且つ該円筒体の軸線方向に凹部30と凸部31とを嵌合接続させ継ぎ足され、覆工本体Ｂが形成される。覆工本体Ｂの覆工後は、トンネル構造体の直線部の覆工と同様、トンネル構造体Ａと覆工本体Ｂとの間に中詰め材を充填する。これにより、トンネル構造体の曲がり部に対応する高剛性の覆工本体Ｂをトンネル構造体Ａに覆工することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る覆工材は、帯状体の長手方向に延びる長尺当て材を、前記帯状体のリブが形成されている面に融着して裁断部同士が突合わせ状態で接合されている構成とすることにより、突合わせ部分の剛性を高めることができる。
【００２９】
更に、長尺当て材が、長手方向に延びる補強リブを有するものとすることにより、帯状体に設けられていた複数本のリブの連続性を維持することができ、帯状体同士の付合わせ部分の強度をより高めることが出来る。
【００３０】
更に、補強リブが凸部を有する構成とすることにより、中詰め材を充填した際に凸部がアンカーとしての役割を果たし、前記突合わせ部分の強度をより高めることが出来る。
【００３１】
また、上述のように構成した覆工材を、リブが外側となるように長手方向の両端部を接合して円筒体を形成し、該円筒体を前記凹凸部の嵌合接続により軸線方向に継ぎ足して得られる覆工本体により覆工を施す覆工方法により、トンネル構造体の曲がり部に対応する高剛性の覆工本体をトンネル構造体に覆工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の覆工方法に用いられていた覆工材の一例の平面図である。
【図２】図１のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】特願平11-13350号に係る覆工方法において用いる覆工材の展開図である。
【図４】図３のＸ―Ｘ線に沿う断面図である。
【図５】本発明に係る覆工材の第１実施形態の断面図である。
【図６】第１実施形態に係る覆工材の裁断部を溶接する状態を示す説明図である。
【図７】図７ａ及び図７ｂは、本発明に係る覆工材の第２実施形態の断面図である。
【図８】第２実施形態に係る覆工材の裁断部を溶接する状態を示す説明図である。
【図９】図９ａ〜図９ｄは、本発明に係る覆工材１の第３実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る覆工材を用いてトンネル構造体に覆工を施す状態をトンネル構造体の軸線方向に沿う断面で表した図である。
【符号の説明】
１  覆工材
20  帯状体
21  リブ
30  凹部
31  凸部
33  接合部
40  長尺材
41  補強リブ
42  凸部
50  融着ローラ
Ａ  トンネル構造体          Ｂ    覆工本体
【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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