(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次覆工完了後に於いて、一次覆工面に止水シートを敷設する工程と、該止水シートと滑動型枠の間に該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する工程と、該コンクリートの打設完了から所定時間後に前後部で構成された前記滑動型枠を滑動する工程と、前記滑動型枠の前部に備えた圧力調整妻枠を妻枠用ジャッキで動作させて該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を調整する工程とでなることを特徴とするトンネル覆工法。
【請求項２】
一次覆工面に止水シートを敷設するシート敷設部と、該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する前後部で構成された滑動型枠と、養生中の該コンクリートを硬化する妻枠兼目地材と、該コンクリートの硬化後に前記滑動型枠を滑動する型枠ビーム滑動ジャッキと、前記滑動型枠の前部に備え該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を妻枠用ジャッキの伸退動作で調整する圧力調整妻枠とでなることを特徴とするトンネル覆工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山岳トンネルやシールドトンネル等各種のトンネルに於いて、一次覆工完了後に一次覆工面に止水シートの敷設と二次覆工用コンクリート７の打設を同時に行なえるトンネル覆工法及び覆工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術に於いて、先づ地山等にトンネルを掘削した後、抗壁に、例えば急結性のコンクリートを吹き付けて一次覆工を行なう。そして、当該一次覆工完了後に止水シートを一次覆工面に敷設する。その後更に、止水シート面に二次覆工用コンクリート７を打設して各種のトンネルの覆工工事が完了する。
【０００３】
而して、上述した二次覆工工事は、組立式型枠や移動式型枠を、上記トンネルの構内に設置して、止水シート面と当該型枠表面間に二次覆工用コンクリート７を打設して行なう。そして、前者の組立式型枠は、特に、トンネルの急曲線部や特殊断面等に使用され、支持骨組と鋼製パネルとを組合わせてコンクリートの一回打設ごとに組立、解体を行なうものである。また、後者の移動式型枠は、移動架台と型枠より構成されると共に、当該型枠はジャッキやターンバックル等で該移動架台に支持されており、その断面形状が円形のものが主流であるが、特に鉄道、電力、共同溝等のシールドトンネルではインバート用、アーチ用又は特殊断面用の背割型の例がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術は上述したトンネルの覆工法や覆工装置であるので、次の課題が存在した。
各種トンネルの二次覆工工事に於いて、当該トンネルを堀削して形成された構内の所定距離、例えば１２（ｍ）において、二次覆工用コンクリート７の硬化を行ない、その後、前記型枠を脱枠し次の所定距離まで当該型枠を移動し、二次覆工用コンクリートの打設を行う。これを順次繰り返えして、トンネル全長についての二次覆工工事が完成する。このように二次覆工用コンクリートの打設から養生を経て硬化するまで、約２〜３日の長時間を要する。従って、トンネル全長の覆工工事完成まで長期日数がかかると共に、脱枠機構等の設備を要するので、当該覆工装置が大型化する問題点があった。
一次覆工完了後に、該一次覆工面へ止水シートを敷設し、その後、二次覆工用コンクリートを打設するので、トンネルの覆工作業が複雑で時間がかかり、またコンクリート打設装置以外の別の止水シート敷設機を用意する必要があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置は各種のトンネルに於ける覆工工事に適用するものであって、特に一次覆工完了後に止水シートの敷設と、二次覆工用コンクリート７の打設を同時に行なうことにより、トンネル覆工工期を短縮することを目的とした新規なトンネル覆工法及び覆工装置を提供するものである。以下、本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置の構成、手段について説明する。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、一次覆工完了後に於いて、一次覆工面に止水シートを敷設する工程と、該止水シートと滑動型枠の間に該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する工程と、該コンクリートの打設完了から所定時間後に前後部で構成された前記滑動型枠を滑動する工程と、前記滑動型枠の前部に備えた圧力調整妻枠を妻枠用ジャッキで動作させて該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を調整する工程とでなることを特徴とするトンネル覆工法である。
【０００７】
請求項２記載の発明によれば、一次覆工面に止水シートを敷設するシート敷設部と、該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する前後部で構成された滑動型枠と、養生中の該コンクリートを硬化する妻枠兼目地材と、該コンクリートの硬化後に前記滑動型枠を滑動する型枠ビーム滑動ジャッキと、前記滑動型枠の前部に備え該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を妻枠用ジャッキの伸退動作で調整する圧力調整妻枠とでなることを特徴とするトンネル覆工装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
【０００９】
図１は山岳等のトンネルであって、垂直断面形状が円形である場合を示すもので、本発明に係る覆工装置を実施適用した状態を示す正面図である。また図２は図１の矢視A―Ａ線方向の断面図を示すものである。１は地山であり、各種の形状等を有するトンネルが堀削されている。２は急結性コンクリートであり、前記地山１の抗壁１ａにコンクリート打設ノズル等で噴射し、硬化されている。このように前記トンネル堀削工事と急結性コンクリート２の打設工事が一次覆工工事である。
【００１０】
次に、一次覆工完了後に二次覆工をするための覆工装置及び覆工法について図１及び図２に基づいて説明する。３は、滑動型枠であり、前部３ａと後部３ｂで構成され、両者は結合されている。該滑動型枠３は図１に示すように円筒体で構成され、前記トンネル構内４の垂直断面と同一形状すなわち円形であって、前記急結性コンクリート２の面、すなわち一次覆工面とその上面とにより空間部５を形成して配置されている。当該空間部５には鉄筋や鉄骨６を組込んでいる。また、前記一次覆工面は後記する止水シート１７ｂを敷設しており、この止水シート１７ｂの面と前記滑動型枠３の上面間に二次覆工用コンクリート７を打設する。８は型枠ビームであり、図１に示すように前記滑動型枠３と略同一の円筒体形状であって、該滑動型枠３を支持するものである。尚、前記滑動型枠３は前部３ａと後部3ｂを分離することなく単一構成であってもよい。該型枠ビーム８の上面は、本実施の形態では５列であって、多数個の型枠調整ジャッキ９をトンネル構内の中心から放射状に周設しかつ固定している。該型枠調整ジャッキ９は、前記滑動型枠３を支承すると共に、先端がガイドローラ部９aを構成した伸縮部９ｂを本体９ｃ内に進退自在に装備している。
【００１１】
１０は型枠ビーム滑動ジャッキであり、先端が滑動型枠３の後部３ｂ下面に固定されたブラケット１１にピン等によって連結された伸縮部１０ａ、及び該伸縮部１０ａを進退自在に装備した本体１０ｂを有している。また、該本体１０ｂは前記型枠ビーム８の上面に固定されたブラケット１２に固着されている。１３は前記止水シート１７ｂ面と前記型枠ビーム８の上面間に介設かつ周設された圧力調整妻枠であって、前記二次覆工用コンクリート７が硬化される前の充填されたフレッシュコンクリート７ａを前記空間部５に打設、充填した際に於けるフレッシュコンクリート圧力を調整するものである。１３ａは妻枠兼目地材であり、前記二次覆工用コンクリート７の前端に配置されている。１４は妻枠用ジャッキであり、伸縮部１４ａと本体部１４ｂで構成され、該伸縮部１４ａは上記圧力調整妻枠１３に固定されると共に、該本体部１４ｂは前記型枠ビーム８の上面に固定されたブラケット１５にピン等によって連結されている。尚、図中１６は支持ジャッキであり、一端が前記妻枠用ジャッキ１４に、他端が前記ブラケット１５に連結されて、前記妻枠用ジャッキ１４を支持するものである。
【００１２】
上記した型枠調整ジャッキ９、型枠ビーム滑動ジャッキ１０、妻枠用ジャッキ１４及び支持ジャッキ１６は、例えば油圧ジャッキ、空気圧ジャッキ等各種のジャッキが適用される。また、前記型枠ビーム滑動ジャッキ１０、前記妻枠用ジャッキ１４及び型枠ビーム８に取付けられた型枠調整ジャッキ９によって、型枠滑動手段が構成される。
【００１３】
１７はシート敷設部であって本装置の前部に配置されてなり、止水シート送出機１７ａ、止水シート１７ｂ、及びシートガイドローラ１７ｃで構成されており、該止水シート送出機１７ａは内部に止水シート１７ｂを収容している。該シートガイドローラ１７ｃは前記止水シート送出機１７ａから送出された止水シート１７ｂを前記一次覆工面に万遍に行渉るように敷設すべく両端が転動部材１７ｅで構成している。また、前記止水シート送出機１７ａは前記型枠ビーム８の上面に固定されたブラケット１８上に載置されており、上面が覆部材１７ｄで被覆されている。
【００１４】
１９は後部型枠ビーム保持ジャッキであり、一方が伸縮部１９ａであって、前記二次覆工用コンクリート７の下面に固定し、他方が該伸縮部１９ａを進退自在に収容する本体部１９ｂであって、前記型枠ビーム８の上面に固定されている。前記後部型枠ビーム保持ジャッキ１９は図１に示すように、前記型枠ビーム８の円周上面に沿って所望数配置し、本装置及び前記型枠ビーム８を支持している。
【００１５】
２０は前部型枠ビーム保持ジャッキであり、一方が伸縮部２０ａであって、前記一次覆工面すなわち急結性コンクリート２の面に固定し、他方が本体部２０ｂであって、該伸縮部２０ａを進退自在に収容すると共に、前記型枠ビーム８の上面に固定されている。そして、前記前部型枠ビーム保持ジャッキ２０は図１に示すように前記型枠ビーム８の円周上面に沿って所望数配置し、本装置及び前記型枠ビーム８を支持している。図中、２１はコンクリート打設注入管であり、前記該滑動型枠３の前部３ａと後部３ｂの面に配管してフレッシュコンクリート７ａを注入する。尚、フレッシュコンクリート７ａは汎用のコンクリートであってもよい。
【００１６】
次に、本発明に係るトンネル覆工装置の動作について図２に基づき説明し、併せてトンネル覆工法を明らかにする。
【００１７】
図２は一方が二次覆工用コンクリート７が打設を終了した状態であって、他方が鉄筋又は鉄骨６を空間部５内に組込んだ状態を示すものである。図２に於いて、前記二次覆工用コンクリート７は養成中であり、滑動型枠３の前部３ａが前記鉄骨又は鉄筋６を組込んだ空間部５に隣接配置すると共に、該滑動型枠３の後部３ｂが、前記二次覆工用コンクリート７の面に接触配置している。このとき、前記養生中の二次覆工用コンクリート７は妻枠兼目地材１３ａにより膨張、収縮作用を許容されながら硬化される。そして前記妻枠兼目地材１３ａによって、コンクリート７の養生中に鉄筋又は鉄骨６の組込み作業を行なう。図２に示すように止水シート送出機１７ａの送出し動作により前記止水シート１７ｂは前記急結性コンクリート２面とニ次覆工用コンクリート７面間に介在された部分から前方の前記空間部５の上部にまで延在させてあり、前記急結性コンクリート２面すなわち一次覆工面に敷設している。これが一次覆工面に止水シート１７ｂを敷設する工程である。そして、止水シート１７ｂの敷設と同時に、前記滑動型枠３の前部３ａに備えたコンクリート打設注入管２１から前記フレッシュコンクリート７aを噴射注入する。然るに、フレッシュコンクリート７aはその適宜量を前記空間部５内に注入され、打設が行なわれる。フレッシュコンクリート７aの注入量が増えるに従って、前記圧力調整妻枠１３に圧力がかかると共に、前記空間部５内にフレッシュコンクリート７aが充填される。そして、前圧力調整妻枠１３の動作によりフレッシュコンクリート７aの充填量が自動的に調整される。これが止水シート１７ｂと滑動型枠３の間にフレッシュコンクリート７aを打設する工程である。このように、本発明に係るトンネルの覆工法は前記止水シート１７ｂの敷設作業とフレッシュコンクリート７aの打設作業を同時に行えることとなる。
【００１８】
次に、所定時間、例えば２〜３時間経過すれば、前記型枠ビーム滑動ジャッキ１０の伸縮部１０ａを伸長させて、図２の仮想線で示す位置まで動作させる。そこで、前記滑動型枠３の後部３ｂが前部３ａの位置へ、更に前部３ａは仮想線で示すように前方に滑動する。このとき、前記型枠調整ジャッキ９の伸縮部９ａは滑車等でなるガイドローラ部９ａを装着しており、当該ガイドローラ部９ａが前記滑動型枠３の滑動を司どる。また、前記滑動型枠３の滑動と共に、前記妻枠用ジャッキ１４は前記圧力調整妻枠１３でフレッシュコンクリート圧力を保持調整しつつ、その伸縮部１４ａが本体部１４ｂ内に縮退する。このような動作がフレッシュコンクリート７aの打設から所定時間後に滑動型枠３を滑動する工程である。
【００１９】
次に、前記コンクリート打設注入管２１により、打設されたフレッシュコンクリート７aが養生中に於いて、次の空間部５内に鉄筋又は鉄骨６を組み込む作業を行なう。このような場合、当該作業を円滑化すべく、前記型枠調整ジャッキ９の一部又は全部についてその伸縮部９ａを縮退させることもできる。そして、前記フレッシュコンクリート７aはその養生が終了すれば硬化完了して二次覆工用コンクリート７となる。実施例によれば、前記滑動型枠３の前部３ａ及び後部３ｂの滑動量は第１回目の二次覆工距離、例えば約１２（ｍ）である場合、その半分約６（ｍ）滑動させて二次覆工を行なう。
【００２０】
次に、前記後部型枠ビーム保持ジャッキ１９及び前記前部型枠ビーム保持ジャッキ２０を操作し、それぞれ二次覆工用コンクリート７面及び急結性コンクリート２面すなわち一次覆工面から離脱させる。そして、前記型枠ビーム滑動ジャッキ１０の伸縮部１０ａが縮退すると共に、前記妻枠用ジャッキ１４の伸縮部１４ａを伸長させて、前記滑動型枠3の前部3ａ及び後部３ｂが前記二次覆工距離の残り半分すなわち６(ｍ)分まで滑動する。以後、順次同一工程や作業を繰返えすことによりトンネル二次覆工工事の全体が完了することとなる。上記の実施の形態は、前記滑動型枠３が前部３ａ及び後部３ｂを備えた場合であるが、本発明はこれに限定されず単一構造の滑動型枠３であってもよく、このような場合、前記滑動型枠３の全長又は半分の距離を滑動させることにより、上記と同一の動作をさせることができ、各種トンネルの形状や長さ等を考慮してその覆工法や装置を決定すればよいものである。以上のように本発明によれば、滑動型枠３のセット作業や鉄筋、鉄骨６の枠組み作業や止水シート１７ｂの敷設作業及びフレッシュコンクリート７ａの打設充填作業及び滑動型枠３の滑動作業を一連に行なうことができ、工期完成日数を大幅に短縮できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置は叙上の構成、動作を有するので次の効果がある。
【００２２】
請求項１記載の発明によれば、一次覆工完了後に於いて、一次覆工面に止水シートを敷設する工程と、該止水シートと滑動型枠の間に該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する工程と、該コンクリートの打設完了から所定時間後に前後部で構成された前記滑動型枠を滑動する工程と、前記滑動型枠の前部に備えた圧力調整妻枠を妻枠用ジャッキで動作させて該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を調整する工程とでなることを特徴とするトンネル覆工法を提供する。このような構成としたので、フレッシュコンクリートの充填量が合理的にかつ自動的に調整でき、該フレッシュコンクリートの固化動作を適正に行うことができ、山岳トンネル、シールドトンネル等各種のトンネルに適用できると共にコンクリートの打設から二次覆工完了まで大幅に工期を短縮できるトンネル覆工法を提供する効果がある。
【００２３】
請求項２記載の発明によれば、一次覆工面に止水シートを敷設するシート敷設部と、該止水シートの敷設と同時にコンクリートを打設する前後部で構成された滑動型枠と、養生中の該コンクリートを硬化する妻枠兼目地材と、該コンクリートの硬化後に前記滑動型枠を滑動する型枠ビーム滑動ジャッキと、前記滑動型枠の前部に備え該滑動型枠内に注入されたフレッシュコンクリートの充填量を妻枠用ジャッキの伸退動作で調整する圧力調整妻枠とでなることを特徴とするトンネル覆工装置を提供する。このような構成としたので、フレッシュコンクリートの充填量が合理的にかつ自動的に調整でき、該フレッシュコンクリートの固化動作を適正に行うことができ、山岳トンネル、シールドトンネル等各種のトンネルに適用できると共にコンクリートの打設から二次覆工完了まで大幅に工期を短縮できるトンネル覆工装置を提供する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置を実施した場合に於けるトンネルの構造を示す正面図である。
【図２】本発明に係るトンネル覆工法及び覆工装置を示す図であって、図１の矢視Ａ―Ａ線方向の一部切欠した断面図である。
【符号の説明】
１      地山
１ａ    抗壁
２      急結性コンクリート（一次覆工面）
３      滑動枠
３ａ    滑動枠の前部
３ｂ    滑動枠の後部
４      トンネル構内
５      空間部
６      鉄筋(鉄骨)
７      二次覆工用コンクリート
７ａ    フレッシュコンクリート
８      型枠ビーム
９      型枠調整ジャッキ
９ａ    ガイドローラ
９ｂ    伸縮部
９ｃ    本体部
１０    型枠ビーム滑動ジャッキ
１１    ブラケット
１２    ブラット
１３    圧力調整妻枠
１３ａ  妻枠兼目地材
１４    妻枠用ジャッキ
１４ａ  伸縮部
１４ｂ  本体部
１５    ブラケット
１６    支持ジャッキ
１７    シート敷設部
１７ａ  止水シート送出機
１７ｂ  止水シート
１７ｃ  シートガイドローラ
１７ｄ  覆部材
１８    ブラケット
１９    後部型枠ビーム保持ジャッキ
１９ａ  伸縮部
１９ｂ  本体部
２０    前部型枠ビーム保持ジャッキ
２０ａ  伸縮部
２０ｂ  本体部
２１    コンクリート打設注入管
【図１】
0003956044.tif 000002
【図２】
0003956044.tif 000003