(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル(12)の拡幅工事における、下方に車両通行部(18)を確保できる型枠(16)を使用してコンクリート(14)を打設する方法において、
型枠(16)の車両通行部(18)に型枠(16)の全長に沿わせて吊下させた、通行車両を保護するための前後方向を開口させた防護工(20)を、トンネル(12)の車両通行帯(24)に設置し、通行車両を保護した後、型枠(16)と拡幅させたトンネル内壁面(40)との間にコンクリート(14)を打設することを特徴とするトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法。
【請求項２】
防護工(20)を、型枠(16)に対して水平方向または／および上下方向に移動自在とし、トンネル(12)の車両通行帯(24)に沿わせて設置させることを特徴とする請求項１記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法。
【請求項３】
防護工(20)の両側下部を伸縮自在とし、防護工(20)の両側下端縁をトンネル(12)の車両通行帯(24)と密着させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法。
【請求項４】
防護工(20)を長さ方向に対して屈曲自在とし、トンネル(12)の車両通行帯(24)への対応性を向上させることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法。
【請求項５】
トンネル(12)の拡幅工事における、下方に車両通行部(18)を確保できる型枠(16)を使用してコンクリート(14)を打設する装置において、
型枠(16)の車両通行部(18)に、型枠(16)の全長に沿わせて、通行車両を保護するための前後方向を開口させた防護工(20)を、吊下させてなり、
防護工(20)をトンネル(12)の車両通行帯(24)に設置し、通行車両を保護した後、型枠(16)と拡幅させたトンネル内壁面(40)との間にコンクリート(14)を打設することを特徴とするトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設装置。
【請求項６】
防護工(20)を、型枠(16)に対して水平方向または／および上下方向に移動自在とし、トンネル(12)の車両通行帯(24)に沿わせて設置させることを特徴とする請求項５記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設装置。
【請求項７】
防護工(20)の両側下部を伸縮自在とし、防護工(20)の両側下端縁をトンネル(12)の車両通行帯(24)と密着させることを特徴とする請求項５または請求項６記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設装置。
【請求項８】
防護工(20)を長さ方向に対して屈曲自在とし、トンネル(12)の車両通行帯(24)への対応性を向上させることを特徴とする請求項５、請求項６または請求項７記載のトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、拡幅工事により拡幅させたトンネル内にコンクリート、主に二次覆工用コンクリートを打設する方法およびその装置に関するものである。
なお、本明細書中、「打設」とは、養生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠とトンネル内壁面との間に充填させることをいう。
【０００２】
【従来の技術】
元来、既存トンネルの拡幅工事は、図４および図５に示すように、トンネル外周から均一に外方に拡幅させているが、図６に示すように、岩盤状況によりトンネル中心から偏心させた状態で拡幅させることもある。
【０００３】
また、拡幅工事中のトンネル内には、一般車両の全面通行止めとするのではなく、通行させながら工事を進行させる都合上、掘削により発生する粉塵、コンクリート屑等から通行車両を保護するための防護工（プロテクター）を、拡幅させたトンネル内へコンクリートを打設するための型枠の下部を含めトンネル全長にわたり、設置させていた。
【０００４】
この防護工は、鋼材により枠組された枠体の両側面および上側面に覆板を止着させ、前後方向および下方を開口させて底板を省略した正面略四角形状に形成されていた。
【０００５】
また、トンネルには直線部と曲線部とが配されていることが多く、曲線部においては予め防護工をこの曲線部に沿わせて設置させていた。
【０００６】
また、拡幅させたトンネル内へのコンクリート、主に二次覆工用のコンクリートの打設は、コンクリート打設終了後、前方に折畳んで搬送し、展開させて再び設置し、その個所でコンクリートを打設する形式の移動式型枠により行われていた。
【０００７】
このため、移動式型枠を移動させる場合、予め設置された防護工を避けて移動させていた。
【０００８】
また、移動式型枠とトンネル内壁面との間へのコンクリート打設は、ラップ側（トンネル掘削側と反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、ラップ側の上部、妻側の上部へと順次打設するのが常である。
【０００９】
この移動式型枠に、トンネル拡幅工事における掘削により発生する粉塵、コンクリート屑、等を集塵するための集塵機が装着されている。
【００１０】
なお、図４〜図６中、４２は既存トンネル、４４は拡幅させたトンネル、４６は防護工（プロテクター）を示す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来、トンネル拡幅工事において、工事の前工程として、通行車両を保護するための防護工（プロテクター）をトンネル全長にわたって予め設置させる必要があり、この作業が煩雑であるばかりか、工期遅延の要因となっていた。
【００１２】
また、移動式型枠の移動において、移動式型枠の下方に設置された防護工内には一般車両が通行しているため、この防護工を避けて移動させる必要があり、特にトンネル中心から偏心させた状態で拡幅する場合、トンネルの曲線部である場合、の移動においては、より慎重に行わなければならず、作業性が極めて良くないことが問題となっていた。
【００１３】
本発明は、このような欠点に鑑み、トンネル拡幅工事において、防護工の設置および拡幅させたトンネル内へのコンクリート打設を極めて容易に行うことができるトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネルの拡幅工事における、下方に車両通行部を確保できる型枠を使用してコンクリートを打設する方法、装置において、型枠の車両通行部に型枠の全長に沿わせて吊下させた、通行車両を保護するための前後方向を開口させた防護工を、トンネルの車両通行帯に設置し、通行車両を保護した後、型枠と拡幅させたトンネル内壁面との間にコンクリートを打設することを特徴とするもの、または防護工を型枠に対して水平方向または／および上下方向に移動自在とし、トンネルの車両通行帯に沿わせて設置させることを特徴とするもの、または防護工の両側下部を伸縮自在とし、防護工の両側下端縁をトンネルの車両通行帯と密着させることを特徴とするもの、または防護工を長さ方向に屈曲自在とし、トンネルの車両通行帯への対応性を向上させることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設装置は、トンネル１２内にコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設するための移動式の型枠１６に装着されるものであり、図１〜図３に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１６】
なお、本明細書中、「車両通行帯」は、既存トンネルの車両道路部のことをいう。
【００１７】
型枠１６の下方に車両通行部１８が確保されている。
【００１８】
この型枠１６の車両通行部１８に、型枠１６の全長に沿わせて、通行車両を保護するための前後方向を開口させた防護工２０を、型枠１６に対して水平方向に移動自在に吊下させてある。
【００１９】
本例において、防護工２０の型枠１６に対して水平方向への移動手段は、伸縮シリンダー２２である。
【００２０】
防護工２０の両側下端縁をトンネル１２の車両通行帯２４と密着させるため、防護工２０の両側下部を伸縮自在としてある。
【００２１】
また、防護工２０の両側下部の伸縮手段は、防護工２０の下部を二重構造とし、内部防護工２６を防護工２０に対して上下方向に移動させる伸縮ジャッキ２８である。
【００２２】
また、防護工２０は枠体と覆板とにより前後方向および下方を開口させてコ字型とし、底板を省略した形状に形成され、さらに長さ方向において、車両通行帯２４への対応性を向上させるため、ヒンジ構造３０を採用することにより屈曲自在としてある。
【００２３】
この防護工２０の下方を開口させてコ字型とし、底板を省略するのは、防護工２０の軽量化を図り、取扱性を向上させるためである。
【００２４】
なお、図中３２は型枠１６を移動させるための駆動部、３４は既二次覆工部、３６は掘削部、３８は掘削部用プロテクター、４０は拡幅させたトンネル内壁面を示す。
【００２５】
本装置を使用してトンネル１２の拡幅工事におけるコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設する方法を以下に詳述する。
【００２６】
まず、型枠１６を掘削により拡幅させたトンネル１２の所定位置まで移動させる。
【００２７】
この際、型枠１６のラップ側（トンネル掘削側と反対側）は既二次覆工部３４に重合させる必要がある。
【００２８】
次に、防護工２０を、型枠１６下方のトンネル１２の車両通行帯２４の所定部位へ移動させ、設置する。
【００２９】
この際、防護工２０の型枠１６に対する水平方向の移動は伸縮シリンダー２２により行い、また防護工２０を長さ方向に対してヒンジ構造３０により屈曲させ、車両通行帯２４の平面形状、例えば曲線に対応させる。
【００３０】
また、防護工２０の両側下端縁を伸縮ジャッキ２８によりそれぞれ伸縮させ、トンネル１２の車両通行帯２４の傾斜等の形状に対応させて、防護工２０の両側下端縁をトンネル１２の車両通行帯２４にそれぞれ密着させることができ、本例のように下方を開口させてコ字型とし、底板を省略した防護工２０を使用する際には極めて有用である。
【００３１】
このため、トンネル１２の車両通行帯２４が防護工２０により確実に保護されるため、車両通行帯２４を通行する車両へのトンネル拡幅工事により発生する粉塵、コンクリート屑、およびコンクリート打設時に発生するコンクリート屑、等の影響が全くなく、車両は安全に通行することができる。
【００３２】
次に、型枠１６の妻側周縁を確実に被覆（妻止め）する。
【００３３】
次に、型枠１６と拡幅させたトンネル内壁面４０との間にコンクリート１４を打設する。
【００３４】
この際、コンクリート打設量に応じて、振動具（図示略）を介してコンクリート１４を振動させ、締固めると共に、気泡を除去することにより、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させることが望ましい。
【００３５】
次に、型枠１６が設置された個所のコンクリート打設完了後、打設コンクリート１４を養生硬化させ、型枠１６を脱型する。
【００３６】
この型枠１６の脱型により、拡幅させたトンネル１２内への二次覆工用のコンクリート１４の打設が完了する。
【００３７】
次に、防護工２０を型枠１６の車両通行部１８の上方へ吊揚げ、型枠１６を防護工２０と共に次工程位置へ移動させ、防護工２０を移動させたトンネル１２の車両通行帯２４に設置後、コンクリート１４の打設、コンクリート１４の養生硬化、型枠１６の脱型、等を拡幅させたトンネル１２の全長にわたり連続して行う。
【００３８】
また、掘削部用プロテクター３８と、本防護工２０との間に空隙が生ずるが、型枠１６には従来と同様、集塵機（図示略）が装着されており、この集塵機により掘削部３６で発生する粉塵、コンクリート屑、およびコンクリート打設時に発生するコンクリート屑、等を集塵するため、この空隙を通行する一般車両には何ら影響を及ぼすことがない。
【００３９】
このように、本発明に係る拡幅工事におけるコンクリート打設方法においては、型枠１６に吊下させた防護工２０を、型枠１６に対して水平方向に移動させ、防護工２０の両側下端縁を伸縮させることにより、防護工２０をトンネル１２の車両通行帯２４に対応させ、かつ密着させた状態で設置させるため、従来のようにトンネル１２の全長にわたって防護工（プロテクター）を設置する必要が全くなく、防護工２０の内部が拡幅工事により発生する粉塵、コンクリート屑、およびコンクリート打設により発生するコンクリート屑、等に影響されることがなく、防護工２０内部を車両が安全に通行することができる。
【００４０】
なお、本例において、防護工２０は型枠１６に対して水平方向に移動自在に吊下され、その両側下部を伸縮自在としてあるが、拡幅工事させるトンネル１２の車両通行帯２４がトンネル１２の全長にわたり直線部のみで構成される場合には、防護工２０の型枠１６に対する水平方向への移動、防護工２０の両側下部の伸縮、は必要がなく、各移動、伸縮手段並びにヒンジ構造３０を省略できることは自明である。
【００４１】
この防護工２０の型枠１６に対する水平方向への移動、または防護工２０の両側下部の伸縮、をさせない場合であっても、従来のようにトンネル全長にわたって防護工（プロテクター）を設置する必要がなく、作業性を向上できることは自明である。
【００４２】
これに加え、防護工２０に型枠１６に対する水平方向への移動手段、防護工２０の両側下部の伸縮手段、ヒンジ構造３０を省略する場合には、構造が極めて簡易となり、製造コストを激減できることは自明である。
【００４３】
また、防護工２０の型枠１６に対する水平方向への移動手段は伸縮シリンダー２２であり、防護工２０の両側下部の伸縮手段は伸縮ジャッキ３０によるものであるが、他の移動、伸縮手段を採用することは自由である。
【００４４】
また、防護工２０は、型枠１６に対して水平方向に移動させるものであるが、上下方向にも移動させること、あるいは水平方向または上下方向の一方にのみ移動させることは自明である。
【００４５】
また、防護工２０は前後方向および下方を開口させてコ字型とし、底板を省略した形状であるが、下方を開口させなくてもよく、また形状においても本形状に限定されるものではない。
【００４６】
また、本発明の方法および装置は、略半円形のトンネル円形のトンネル、例えば海中トンネル、下水道等、特に用途は限定されない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル拡幅工事におけるコンクリート打設方法およびその装置によれば、型枠の下方の車両通行部に吊下させた防護工を、トンネルの車両通行帯に設置し、通行車両を保護した後、型枠と拡幅させたトンネル内壁面との間にコンクリートを打設するため、従来のように予め防護工をトンネル全長にわたって設置させる必要がなく、この作業負担を激減させることができ、ひいては工期の大幅な短縮を図ることができる。
【００４８】
また、防護工を型枠に対して水平方向または／および上下方向に移動自在とし、トンネルの車両通行帯に沿わせて設置させることにより、車両通行帯の所定部位へ防護工を極めて容易に設置することができ、防護工設置に係る作業性を向上させることができる。
【００４９】
また、防護工の両側下部を伸縮自在とし、防護工の両側下端縁をトンネルの車両通行帯と密着させることにより、防護工の内部が拡幅工事により発生する粉塵、コンクリート屑、およびコンクリート打設により発生するコンクリート屑、等に影響されることがなく、防護工内部を車両が安全に通行することができるばかりか、拡幅工事によるコンクリート打設作業を安全に行うことができ、下方を開口させてコ字型とし、底板を省略した防護工には極めて有用である。
【００５０】
また、防護工を長さ方向に対して屈曲自在とすることにより、車両通行帯の平面形状、例えば曲線に容易に対応させることができ、車両通行帯への対応性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る拡幅工事におけるコンクリート打設装置の正面図。
【図２】同、側面図。
【図３】同、使用状態を示す側面図。
【図４】拡幅工事前のトンネルの正面図。
【図５】トンネル外周から均一に外方に拡幅工事を行ったトンネルの正面図。
【図６】トンネル中心から偏心させて拡幅工事を行ったトンネルの正面図。
【符号の説明】
１２  トンネル
１４  コンクリート
１６  型枠
１８  車両通行部
２０  防護工
２４  車両通行帯
４０  トンネル内壁面
【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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