(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内面から一定の間隔をもって該内面に沿ってアーチ型に形成され、天端で二分割されてなる一対の覆工用ＰＣ版であって、
内周面において、部分的に前記トンネル側に凹んだ凹陥部が形成された薄肉構造を有し、
前記凹陥部には前記トンネルに向けて突出させ、その先端部を前記トンネルの内面に当接することを可能とした第一支持部材を備え、
一方のＰＣ版には、他方のＰＣ版に連結するための連結部を備えていることを特徴とする覆工用ＰＣ版。
【請求項２】
トンネルの内面から一定の間隔をもって該内面に沿ってアーチ型に形成され、天端で二分割されてなる一対の覆工用ＰＣ版の取付け構造であって、
前記覆工用ＰＣ版の内周面には、部分的に前記トンネル側に凹んだ凹陥部をなす薄肉構造が形成され、
前記凹陥部には前記トンネルに向けて突出させた第一支持部材を備え、該第一支持部材の先端部が前記トンネルの内面に当接され、
前記二分割された覆工用ＰＣ版が連結される連結部又は該連結部付近に前記トンネルに向けて突出させた第二支持部材を備えるようにしたことを特徴とする覆工用ＰＣ版の取付け構造。
【請求項３】
前記支持部材は、
外周面に雄ネジを形成し、内周面にメネジを形成した円筒形状をなす第一ボルトと、
前記第一ボルトの内周面に螺合させて、前記トンネル側に突出可能に設けられた第二ボルトと、
からなり、
内周面にメネジを形成して前記覆工用ＰＣ版の厚さ方向に貫通してなるボルト孔に、前記第一ボルトを螺合させて、前記覆工用ＰＣ版に収容させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の覆工用ＰＣ版の取付け構造。
【請求項４】
前記支持部材は、前記トンネルと前記覆工用ＰＣ版との間隔に合わせて前記支持部材の突出量を調節させるようにしたことを特徴とする請求項２又は３に記載の覆工用ＰＣ版の取付け構造。
【請求項５】
前記第二支持部材は、前記一対の覆工用ＰＣ版同士に挟持されて固定されていることを特徴とする請求項２に記載の覆工用ＰＣ版の取付け構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば既設トンネルの補修または補強等する際に、トンネルの内面に据え付ける補修用または補強用の覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルとして、例えば地山を掘削しながら覆工コンクリートでアーチ型のトンネルを構築して地山の荷重を支えるようにしたものがある。また、他のトンネルとして地山をトンネル状に掘削して、そのアーチ型の壁面にロックボルトを放射状に打ち込み、更にこの壁面に吹き付けコンクリートを施工して荷重を支えると共に、吹き付けコンクリートの内面に無筋の覆工コンクリートを化粧コンクリートとして施工したトンネル等が知られている。
これらの既設のトンネルは雨、風、水漏れ、土圧などにより損傷し経時的にクラックや欠けなどを生じて、トンネルの強度が劣化する。この場合、補修方法として、例えば特許文献１に記載されたように複数スパン分の覆工用ＰＣ版（プレキャストコンクリート版）をヒンジ部を介してトンネルの内面にアーチ型の組み立て覆工版を形成し、トンネル内面と組み立て覆工版との空隙にモルタルなどの裏込め材を充填して一体化した覆工工法がある。
このようなトンネル覆工工法に用いられるＰＣ版は略円弧状の版状をなしていて内部に主筋と配力筋とを組み込んだ鉄筋構造をコンクリートで被せて形成されており、円弧形状の方向に全長に亘って例えば１４０ｍｍ程度の同一厚みで形成されている。そしてトンネルの周方向において両側に打設した側壁上に二分割されているＰＣ版をヒンジで連結した組み立て覆工版をアーチ状に建て込んで覆工する。  
【特許文献１】特許第２９０８５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、補修に際して、トンネル内面に組み立て覆工版を据え付けることでトンネルの両側肩部はＰＣ版と裏込め材の厚み分だけ狭められてしまうという欠点がある。さらに、ＰＣ版には、部材自体の自重や充填中における固化前の裏込め材の荷重などの力が周方向に作用する。このため、ＰＣ版に曲げモーメントが発生することから、これらの荷重に耐えられる強度を有するＰＣ版の厚さを確保する必要がるため、車が通過する際に車両建築限界を侵してしまうという問題があった。
そして、車両建築限界を侵してしまう場合のＰＣ版によるトンネル補強工事では、トンネル内の車両建築限界を確保するために盤下げ工事を行い、路盤を掘り下げていた。すると、トンネルの出口と入り口とで路面に段差が生じるため、傾斜面を形成してトンネル外の路面との段差を解消しなければならず、大がかりな工事になる欠点があった。このような盤下げ工事は手間がかかり、施工期間を延ばしコストを増大させるという欠点があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、部材の強度を向上させる構造により、車両建築限界を侵すことなく、トンネルの補修や補強等を行えるようにした覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る覆工用ＰＣ版は、トンネルの内面から一定の間隔をもって内面に沿ってアーチ型に形成され、天端で二分割されてなる一対の覆工用ＰＣ版であって、内周面において、部分的に前記トンネル側に凹んだ凹陥部が形成された薄肉構造を有し、凹陥部にはトンネルに向けて突出させ、その先端部をトンネルの内面に当接することを可能とした第一支持部材を備え、一方のＰＣ版には、他方のＰＣ版に連結するための連結部を備えていることを特徴としている。
また、本発明に係る覆工用ＰＣ版の取付け構造は、トンネルの内面から一定の間隔をもって内面に沿ってアーチ型に形成され、天端で二分割されてなる一対の覆工用ＰＣ版であって、覆工用ＰＣ版の内周面には、部分的にトンネル側に凹んだ凹陥部をなす薄肉構造が形成され、凹陥部にはトンネルに向けて突出させた第一支持部材を備え、第一支持部材の先端部がトンネルの内面に当接され、二分割された覆工用ＰＣ版が連結される連結部又は連結部付近にトンネルに向けて突出させた第二支持部材を備えるようにしたことを特徴としている。
本発明によれば、一対の覆工用ＰＣ版の各凹陥部に第一支持部材を備えることで、トンネルの内面に第一支持部材の先端部を当接させてトンネルに反力をとることができる。そして、覆工用ＰＣ版の自重や裏込め圧などの荷重によって覆工用ＰＣ版の周方向に作用している圧縮力（円弧形状をなすＰＣ版を内周側に曲げる力）を低下させることができ、圧縮側の曲げに対抗することができる。そして、第一支持部材を設けることにより、覆工用ＰＣ版に新たな支点が形成されて支点間隔が小さくなるため、各覆工用ＰＣ版における曲げモーメントを、第一支持部材を備えていない従来の覆工用ＰＣ版に比べて小さくできる。
【０００６】
また、覆工用ＰＣ版が連結される連結部又は連結部付近に第二支持部材を備えることで、トンネルの内面に第二支持部材の先端部を当接させてトンネルに反力をとることができる。そして、一対の覆工用ＰＣ版が天端を押し上げる力（以下、引張力とする）を作用させる場合に、各覆工用ＰＣ版の周方向に圧縮力を作用させる。これは、いわゆるコンクリートにプレストレス（圧縮応力が残留した状態）を作用させた状態と同じとなるため、引張力を低下させて、各覆工用ＰＣ版の部材強度を向上させることができる。
【０００７】
また、本発明に係る覆工用ＰＣ版の取付け構造では、第一支持部材及び第二支持部材は、外周面に雄ネジを形成して内周面にメネジを形成した円筒形状をなす第一ボルトと、第一ボルトの内周面に螺合させてトンネル側に突出可能に設けられた第二ボルトとからなり、内周面にメネジを形成して覆工用ＰＣ版の厚さ方向に貫通してなるボルト孔に第一ボルトを螺合させて、覆工用ＰＣ版に収容させるようにすることが好ましい。
本発明によれば、トンネル側に突出可能な第一ボルトに螺合している第二ボルトがさらにトンネル側に突出可能な二段式のボルト構造からなる第一支持部材及び第二支持部材を覆工用ＰＣ版に備えることで、トンネルに第一支持部材及び第二支持部材を突出させて反力を取ることができる。覆工用ＰＣ版の厚さ方向に収容される第一支持部材及び第二支持部材は、約二倍の長さの突出量でトンネル側に突出させることができる。このため、トンネルと覆工用ＰＣ版との隙間が覆工用ＰＣ版の厚さより大きい場合でも、この二段式のボルト構造により突出量を調整して反力をとれる。
【０００８】
また、本発明に係る覆工用ＰＣ版の取付け構造では、第一支持部材及び第二支持部材支持部材は、トンネルと覆工用ＰＣ版との間隔に合わせて第一支持部材及び第二支持部材の突出量を調節させることが好ましい。
本発明によれば、第一支持部材及び第二支持部材の突出量を調節することで、トンネルの内面と覆工用ＰＣ版との間隔の変化に対応することができ、第一支持部材及び第二支持部材をトンネルに当接させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る覆工用ＰＣ版の取付け構造では、第二支持部材は、一対の覆工用ＰＣ版同士に挟持されて固定されていることが好ましい。
本発明によれば、一対の覆工用ＰＣ版同士の連結部を使用して、この両者に挟持させて第二支持部材を固定することができるため、覆工用ＰＣ版に取付けるための加工を省略できる。
【００１０】
また、覆工用ＰＣ版に凹陥部を設けることで部分的な薄肉構造とし、覆工用ＰＣ版の厚さを小さくしてトンネルの内側に設置することで、トンネルの内空側に建築限界を確保することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造によれば、一対の覆工用ＰＣ版の凹陥部に第一支持部材を備えることで、トンネルの内面に第一支持部材の先端を当接させてトンネルに反力をとることができる。そして、自重や裏込め圧などの荷重によって覆工用ＰＣ版の周方向に作用している圧縮力（円弧形状をなすＰＣ版を内周側に曲げる力）を低下させることができ、圧縮側の曲げに対抗することができる。そして、第一支持部材を設けることにより、覆工用ＰＣ版に新たな支点が形成されて支点間隔が小さくなるため、各覆工用ＰＣ版における曲げモーメントを、第一支持部材を備えていない従来の覆工用ＰＣ版に比べて小さくできる。
このように曲げモーメントを小さくできることから、覆工用ＰＣ版の厚さを全長に亘って又は部分的に薄くして薄肉構造にできる。そして、車両建築限界を侵すことなくトンネルの内面に覆工用ＰＣ版を据え付けることで、トンネルの補修や補強等を行うことができる。また、従来車両建築限界を侵す場合に実施していたトンネルの盤下げ掘削など大掛かりな工事を行う必要がなくなり、工期を短縮でき、施工費を低減できる。
さらに、覆工用ＰＣ版に作用する曲げモーメントを小さくできることから、裏込め圧を大きくすることが可能となる。したがって、裏込め材の１回の打ち込み高さを高くすることが可能となり、打ち込み回数を減少させることができるため、施工速度が上がって工期を短縮でき、工事費を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態による覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造について、図１乃至図１１に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態による補修後のトンネルの縦断面図、図２はＰＣ版の天端での接続構造を示す図、図３は第一及び第二支持部材の設置状態を示す図、図４は図３に示す第３支持部材の拡大図、図５は図３に示す第二支持部材の拡大図、図６は従来例のＰＣ版における自重作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図、図７（ａ）〜（ｃ）は同じく実施例のＰＣ版における自重作用の説明図、図８（ａ）、（ｂ）は同じく従来例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図、図９（ａ）、（ｂ）は同じく従来例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図、図１０（ａ）、（ｂ）は同じく実施例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図、図１１（ａ）、（ｂ）は同じく実施例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図である。
【００１４】
図１は、補修後の既設のトンネル１を示すものであり、トンネル１は所定厚みの鉄筋コンクリートで略アーチ型の覆工が形成されている。そして、トンネル１の路面に起立する左右の側壁部１ａ、１ａの内側に例えば現場打ちコンクリートによる側壁２、２を構築する。そして、左右一対の略円弧形の覆工用ＰＣ版３、４（以下、単にＰＣ版という）について、それぞれその上端３ａ、４ａを天端において接合し、下端３ｂ、４ｂでは埋設した高さ調整ボルト５、５で側壁２、２の上端に位置決め固定する。なお、図１に示す左側のＰＣ版を第一ＰＣ版３とし、右側のＰＣ版を第二ＰＣ版４として以下説明する。
【００１５】
図２に示すように、第一及び第二ＰＣ版３、４の各上端３ａ、４ａは凸部と凹部からなる段差部が互い違いに嵌合し、両凸部に設けた２つの貫通孔３ｃ、４ｃ内に長ボルト６を挿通して、その端部６ａ、６ａ同士を高ナット７で連結固定する。これによってヒンジ連結される連結部Ｔが形成される。
また、図１に示すように、下端３ｂ、４ｂには高さ調整ボルト５、５が側壁２、２の上端面に向けて突出しており、このボルト５、５の突出量を調整することで側壁２、２上に位置決めできる。これによって、一対のＰＣ版３、４は互いに連結されて略半円のアーチ型形状をなして側壁２、２上に建て込みできる。
図１に示すように、トンネル１と据え付けられた一対のＰＣ版３、４との間隙には裏込め材８が充填されている。
【００１６】
そして、一対のＰＣ版３、４は径方向に見て、図１に示すように例えば略１/４円弧形状に形成されており、そのトンネル１側の外周面３ｄ、４ｄは単純な略円弧状に形成され、内周面３ｅ、４ｅは中央領域でトンネル１側（外側）に凹んだ凹陥部９を形成している。そのため、各ＰＣ版３、４は凹陥部９の部分が外側に凹んだ肉厚の小さい薄肉部Ｓを形成し、薄肉部Ｓの円弧方向両側は薄肉部Ｓよりも内側に突出した肉厚の大きい側部３ｆ、４ｆを形成した部分薄肉構造を有している。この両側部３ｆ、４ｆの肉厚を例えば１４０ｍｍとした場合、薄肉部Ｓ、Ｓの肉厚は８０ｍｍまたはそれ以下に設定されている。
【００１７】
図１及び図３に示すように、一対のＰＣ版３、４の凹陥部９、９には、トンネル１側に所定の突出量で突出させてトンネル１の内面に当接させる第一支持部材１０、１０が内蔵されている。このときの第一支持部材１０、１０の位置は、ＰＣ版３、４の円弧中心から径方向略斜め４５°付近の位置となる。また、一対のＰＣ版３、４の連結部Ｔには、尖形状をなす先端部１１ａをトンネル１側に向けて突出可能に設けられた第二支持部材１１が固定されている。
【００１８】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第一支持部材１０、１０の内蔵位置をなす各ＰＣ版３、４には、ＰＣ版の厚さ方向に貫通したボルト孔３ｇ、４ｇが設けられ、そのボルト孔３ｇ、４ｇの内周面にはメネジが形成されている。第一支持部材１０は、外周面に雄ネジを形成して内周面にメネジを形成した円筒形状をなす第一ボルト１０ｂと、第一ボルト１０ｂの内周面に螺合させてなる第二ボルト１０ｃとからなる。この第二ボルト１０ｃのトンネル１側の端部には先端部１０ａが備えられている。そして、第一ボルト１０ｂの外周面とボルト孔３ｇ（４ｇ）のメネジとが螺合して各ＰＣ版３、４に内蔵されている。  
このように、第一支持部材１０は、トンネル１側に突出可能な第一ボルト１０ｂに螺合している第二ボルト１０ｃが、さらにトンネル１側に突出可能な二段式のボルト構造をなしている。
そして、第一支持部材１０は、各ＰＣ版３、４の厚さ方向に収容され、約二倍の長さの突出量でトンネル側に突出することができる。このため、トンネル１と各ＰＣ版３、４との隙間がＰＣ版３、４の厚さより大きい場合でも、この二段式のボルト構造による第一ボルト１０ｂ及び第二ボルト１０ｃの突出量を調整でき、トンネル１の内面１ｃ（図３参照）に先端部１０ａを当接させて反力をとることができる。
【００１９】
また、図５に示すように、第二支持部材１１は、連結部Ｔにおける両ＰＣ版３、４の凸部同士に挟持され長ボルト６を貫通させた状態で固定ナット１１ｂにより固定されたＬ型鋼材１１ｃと、Ｌ型鋼材１１ｃの上面に固着された調整ナット１１ｄと、一端に先端部１１ａを備え他端が調整ナット１１ｄに螺合されるようにネジが形成されている突出ボルト１１ｅとから構成されている。そして、この突出ボルト１１ｅの突出量を調節することで、トンネル１の天端１ｂに突出ボルト１１ｅの先端部１１ａを当接させる。なお、このように連結部Ｔを使用することで、第二支持部材１１をＰＣ版３、４に取付けるための加工を省略できる。
なお、第一及び第二支持部材１０、１１の先端１０ａ、１１ａは尖形状であるため、被当接面をなすトンネル１の内面１ｃは、コンクリートでなくて凹凸部を有する地山であっても確実に当接することができる（図３参照）。
【００２０】
次に、本実施の形態による第一支持部材１０及び第二支持部材１１を備えた一対のＰＣ版３、４における力の作用について図面に基づいて説明する。
先ず、本実施の形態を示す実施例では、第一及び第二支持部材１０、１１を備えていない一対のＰＣ版からなる従来例と比較して説明する。従来例では、説明にあたり図６に示す左右を区別するため、左側を第一ＰＣ版１３とし、図中右側を第二ＰＣ版１４とする。
図６（ａ）及び図７（ａ）に示すように、従来例の１３、１４及び実施例のＰＣ版３、４は、天端の連結部Ｔをなす連結点Ｐ１と、側壁２上（図１参照）に設置される固定点Ｐ２、Ｐ３との３点で支持されている。また、実施例において、第二支持部材１１が設置されている点を支持点Ｑ１、第一支持部材１０、１０が設置される各ＰＣ版３、４の点を支持点Ｑ２、Ｑ３とする。
【００２１】
図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、従来例の１３、１４及び実施例のＰＣ版３、４は、トンネル１の所定位置に設置される際、専用の架台（図示省略）によってトンネル内空側から支持されている。そして、設置後に架台を移動すると、トンネル内空側からの支持が取り除かれるため、これらのＰＣ版３、４、１３、１４には自重Ｇ１が作用する。
【００２２】
図６（ａ）の従来例の荷重分布に示すように、一対のＰＣ版１３、１４は、固定点Ｐ２、Ｐ３が固定された状態であるため、自重Ｇ１によりヒンジ部をなす連結点Ｐ１は鉛直下方（矢印Ｈ方向）に力が作用する。そうすると、円弧形状をなす各ＰＣ版１３、１４は、連結点Ｐ１付近の端部１３ａ、１４ａがトンネル内空側に向けて下がるように作用して、円弧形状をなすＰＣ版１３、１４を内周側に曲げる力が働き、周方向の圧縮力Ｆ１（図中Ｉ方向）が作用する。このときの曲げモーメントＭは、図６（ｂ）に示すように、ＰＣ版１３、１４毎に圧縮側の曲げモーメントＭ１が分布し、ＰＣ版１３、１４の円弧中心から径方向略斜め４５°（以下、単に斜め４５°とする）の位置で最大となる。
【００２３】
実施例における一対のＰＣ版３、４では、図７（ａ）に示すように、支持点Ｑ２、Ｑ３において第一支持部材１０、１０がトンネル１の内面側に突出して突っ張っている。このため、支持点Ｑ２、Ｑ３では、自重Ｇ１によって作用する曲げに対抗する反力（矢印Ｊ）が生じて、圧縮力Ｆ１を低減させる。このときの曲げモーメントＭは、図７（ｂ）に示すように、支持点Ｑ２、Ｑ３を支点として、この両側に圧縮側の曲げモーメントＭ２が分布する。曲げモーメントＭ２の大きさは、図６（ｂ）に示す従来例の曲げモーメントＭ１より小さくなり、最大曲げモーメントＭ２は、従来例の最大曲げモーメントＭ１に対して例えば１／２程度に低減できる。
【００２４】
また、図７（ａ）に示す支持点Ｑ２、Ｑ３における反力（矢印Ｊ）は、各ＰＣ版３、４に矢印Ｌ方向の引張力Ｆ２を作用させ、天端の連結点Ｐ１を矢印Ｌ方向に押し上げる力が作用する。これに対して、支持点Ｑ１において第二支持部材１１を設けてトンネル１に反力を取っているため、引張力Ｆ２に対抗する反力が作用して、各ＰＣ版３、４に圧縮力Ｆ１（矢印Ｉ）を導入させることができる。図７（ｃ）に示すように、このときの曲げモーメントＭ３は、図７（ｂ）に示す曲げモーメントＭ２より導入された圧縮力Ｆ１分だけ大きくなる。このように、ＰＣ版３、４に圧縮力Ｆ１が導入された状態で残留させることで、部材の強度を向上させることができる。
【００２５】
次に、裏込め材８を充填するときの従来例及び実施例における力の作用について説明する。
充填中における固化前の裏込め材８は、充填される高さ分の圧力をＰＣ版で受けている。そして、裏込め材８の供給方法は、片側のＰＣ版に偏荷重がかからないように、所定の打設高さで左右交互に供給していく。なお、１回の供給するトンネル進行方向の供給長は、例えばポンプで圧送可能な２００ｍ程度が設定される。
図８（ａ）に示す従来例は、第一ＰＣ版１３の下端１３ｂの背面に裏込め材８を供給したときの荷重分布を示し、一対のＰＣ版１３、１４には裏込め材８による裏込め圧Ｇ２と自重Ｇ１とが作用している。この裏込め圧Ｇ２により、充填側の第一ＰＣ版１３の下端１３ｂには矢印Ｎ方向のトンネル内空側に力が作用し、連結点Ｐ１を介して第二ＰＣ版１４に圧縮力Ｆ１が作用する。このときの曲げモーメントＭは、図８（ｂ）に示すように、第一ＰＣ版１３では、引張側の曲げモーメントＭ４が分布し、第二ＰＣ版１４では圧縮側の曲げモーメントＭ５が分布する。
【００２６】
図９（ａ）に示すように、裏込め材８が一定時間を経過して固化すると、充填された裏込め材８の領域には、ＰＣ版１３の下端１３ｂとトンネル１とが一体化して地盤バネ領域Ｒが形成される。この地盤バネ領域Ｒでは、第一ＰＣ版１３に作用する圧縮側の曲げに対して反力となるため、圧縮側の曲げを減少させる。
次に、この下端１３ｂに対向する第二ＰＣ版１４の下端１４ｂに裏込め材８が供給されると、裏込め圧Ｇ２が作用する。そして、連結点Ｐ１を介して第一ＰＣ版１３の周方向に圧縮力Ｆ１が作用し、第一ＰＣ版１３には圧縮側の曲げが生じる。
このときの曲げモーメントＭは、図９（ｂ）に示すように、地盤バネ領域Ｒで曲げが低減されるため、地盤バネ領域Ｒより上方で圧縮側の曲げモーメントＭ６が分布する。
【００２７】
一方、図１０（ａ）、図１１（ａ）の荷重分布に示すように、裏込め材８を充填したときの実施例では、従来例と同様に自重Ｇ１と裏込め圧Ｇ２とが作用している。
実施例における一対のＰＣ版３、４では、図１０（ａ）に示すように、第一ＰＣ版３の下端３ｂに裏込め圧Ｇ２がかかり、第二ＰＣ版４に圧縮側の曲げが作用すると、支持点Ｑ３における第一支持部材１０により曲げに対抗する反力（矢印Ｊ）が作用し、圧縮力Ｆ１が低減される。
この支持点Ｑ３における反力は、第二ＰＣ版４に引張力Ｆ２を作用させ、天端の連結点Ｐ１を矢印Ｌ方向に押し上げる力が作用する。これに対して、支持点Ｑ１における第二支持部材１１により引張力Ｆ２に対抗する反力が作用して、第二ＰＣ版４に圧縮力Ｆ１を導入させることができる。このときの曲げモーメントＭは、図１０（ｂ）に示すように、曲げモーメントＭを発生しない支持点Ｑ３を支点として圧縮側の曲げモーメントＭ７が分布する。
【００２８】
また、図１１（ａ）、（ｂ）は、第二ＰＣ版４側に裏込め圧Ｇ２が作用した場合であるが、図９の従来例で説明した地盤バネ領域Ｒの作用に、図１０の実施例で説明した第一及び第二支持部材１０、１１の作用を加えた作用となるため説明を省略する。
図１０（ｂ）、図１１（ｂ）に示す実施例の曲げモーメントＭ７及びＭ８の大きさは、それぞれ図８（ｂ）、図９（ｂ）に示す従来例の曲げモーメントＭ５及びＭ６より小さくなる。
【００２９】
上述したように実施の形態による覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造では、一対のＰＣ版３、４の支持点Ｑ２、Ｑ３に第一支持部材１０を設けることにより、トンネル１に反力をとることができ、自重Ｇ１や裏込め圧Ｇ２によって作用する圧縮力Ｆ１を低下させて、圧縮側の曲げに対抗することができる。そして、各ＰＣ版３、４に新たな支点が形成されて支点間隔が小さくなるため、各ＰＣ版３、４における曲げモーメントＭを、第一支持部材１０を備えていない従来のＰＣ版１３、１４に比べて小さくできる。
このように第一支持部材１０の曲げモーメントＭを小さくできることから、各ＰＣ版３、４の厚さを、周方向で全長に亘って又は部分的に薄くして薄肉構造にできる。例えば図１に示す凹陥部９の厚さは８０ｍｍに設定できる。したがって、ＰＣ版３、４を薄肉構造とすることで、車両建築限界Ｋ（図１参照）を侵すことなくトンネル１の内面にＰＣ版３、４を据え付けることで、トンネルの補修や補強等を行うことができる。また、従来車両建築限界Ｋを侵す場合に実施していたトンネルの盤下げ掘削など大掛かりな工事を行う必要がなくなり、工期を短縮でき、施工費を低減できる。
さらに、覆工用ＰＣ版に作用する曲げモーメントを小さくできることから、逆にその分の裏込め圧Ｇ２を大きくすることが可能となる。したがって、裏込め材８の１回の打ち込み高さを高くすることが可能となり、打ち込み回数を減少させることができるため、施工速度が上がって工期を短縮でき、工事費を低減させることができる。とくに、活線条件下における補修工事のように、例えば片側車線を規制して工事を実施する場合では、施工速度を上げることが要求されることがあり、その効果は大きくなる。
【００３０】
また、実施の形態による取付け構造では、一対のＰＣ版３、４に引張力Ｆ２が作用して連結点Ｐ１に押し上げる力が作用するときに、天端部の支持点Ｑ１に第二支持部材１１を設けてトンネル１に反力をとることによって、第一及び第二ＰＣ版３、４の周方向に圧縮力Ｆ１を作用させることができる。これは、これは、いわゆるコンクリートにプレストレス（圧縮応力が残留した状態）を作用させた状態と同じとなるため、引張力Ｆ２を低下でき、各ＰＣ版３、４の部材強度を向上させることができる。
【００３１】
以上、本発明による覆工用ＰＣ版および覆工用ＰＣ版の取付け構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本発明による実施の形態では第二支持部材１１の取り付け位置を天端の連結部Ｔとしているが、これに限定されることはなく、連結部Ｔ又は連結点Ｐ１付近であればよい。また、第一支持部材１０を最大曲げモーメントＭとなる斜め４５°の位置としているが、必ずしもこの斜め４５°の位置に限定されることはない。
さらに、本発明による実施の形態では第一及び第二支持部材１０、１１の設置数を３箇所としているが、この設置数に限定されることはない。例えば、第二支持部材１０を、連結点Ｐ１を挟んで両側に二箇所設けてもよく、また第一支持部材１０を第一及び第二ＰＣ版３、４の夫々二箇所ずつ設けてもかまわない。
なお、実施の形態では支持点Ｑ１をなす支持方法として、連結部Ｔを使用して第二支持部材１１のＬ型鋼材１１ｃを挟持させて固定させる方法としているが、この方法に示すように限定されることはない。例えば、ＰＣ版に内蔵される第一支持部材１０を使用し、連結分ＴでなくＰＣ版３、４の端部３ａ又は４ａのどちらか一方に設けるようにしてもよい。
そして、支持部材は、実施の形態による第一及び第二支持部材１０、１１に限定されることはなく、例えば長ボルトなどをＰＣ版３、４の厚さ方向に貫通させて支持部材としてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態による補修後のトンネルの縦断面図である。
【図２】ＰＣ版の天端での接続構造を示す図である。
【図３】第一及び第二支持部材の設置状態を示す図である。
【図４】図３に示す第一支持部材の拡大図である。
【図５】図３に示す第二支持部材の拡大図である。
【図６】従来例のＰＣ版における自重作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図である。
【図７】実施例のＰＣ版における自重作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）、（ｃ）はその曲げモーメントを示す図である。
【図８】従来例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図である。
【図９】従来例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図である。
【図１０】実施例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図である。
【図１１】実施例のＰＣ版における裏込め圧作用の説明図であって、（ａ）はその荷重分布を示す図、（ｂ）はその曲げモーメントを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  トンネル
２  側壁
３、１３  第一ＰＣ版
４、１４  第二ＰＣ版
８  裏込め材
９  凹陥部
１０  第一支持部材
１０ｂ  第一ボルト  
１０ｃ  第二ボルト
１１  第二支持部材
Ｇ１  自重
Ｇ２  裏込め圧
Ｆ１  圧縮力
Ｆ２  引張力
Ｍ  曲げモーメント
Ｒ  地盤バネ領域
Ｔ  連結部
Ｋ  車両建築限界
【図１】
0004465459.tif 000002
【図２】
0004465459.tif 000003
【図３】
0004465459.tif 000004
【図４】
0004465459.tif 000005
【図５】
0004465459.tif 000006
【図６】
0004465459.tif 000007
【図７】
0004465459.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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