(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存の山岳トンネルの軸線方向に関する一部内に該軸線方向へ伸びる複数のプロテクタを配置し、これにより前記山岳トンネルの底版部と、前記山岳トンネルの既設覆工の側部を含む一部分と、前記プロテクタとに規定された通行路を設けること、その後、前記通行路と前記既設覆工の一部分を除く他の部分との間の空間を用いて、前記既設覆工の前記他の部分および該他の部分の周りの地山とを順次に取り除き、これらの取り除き跡に前記既設覆工の一部分に接続された覆工を新設することを含み、
各プロテクタは、前記既設覆工の一部分に支持された水平板部と、該水平板部に連なる垂直板部であって前記底版部上に支持された垂直板部と、前記水平板部に取り付けられた複数の車輪と、前記水平板部上をその長手方向へ伸びる複数のレールとを有し、１のプロテクタの前記車輪は他のプロテクタの前記レール上を転動可能である、トンネルの拡幅方法。
【請求項２】
既存の山岳トンネルの軸線方向に関する一部内に該軸線方向へ伸びる複数のプロテクタを配置し、これにより前記山岳トンネルの底版部と、前記山岳トンネルの既設覆工の側部を含む一部分と、前記プロテクタとに規定された通行路を設けること、その後、前記通行路と前記既設覆工の一部分を除く他の部分との間の空間を用いて、前記既設覆工の前記他の部分および該他の部分の周りの地山とを順次に取り除き、これらの取り除き跡に前記既設覆工の一部分に接続された覆工を新設することを含み、
各プロテクタは、前記既設覆工の一部分に支持された水平板部と、該水平板部に連なる垂直板部であって前記底版部上に支持された垂直板部と、前記水平板部に取り付けられた複数の車輪と、前記水平板部上をその長手方向へ伸びる複数のレールとを有し、１のプロテクタの前記車輪は他のプロテクタの前記レール上を転動可能である、トンネルの補修方法。
【請求項３】
前記プロテクタの配置に先立ち、前記既設覆工の一部分に前記プロテクタの水平板部を支持するための１または複数のブラケットを取り付けることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記プロテクタがその水平板部および垂直板部にそれぞれ取り付けられた複数の車輪を含み、前記車輪は、それぞれ、前記ブラケット上および前記トンネルの底版部上にそれぞれ取り付けられ前記トンネルの横断方向へ水平に伸びる複数のレール上を転動可能である、請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既存の山岳トンネルを拡幅するための方法、既存の山岳トンネルを補修するための方法およびこれらに用いられるプロテクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
狭小な既存の山岳トンネルを拡幅しまたは補修（改修を含む）すべく、該トンネルの既設覆工の側部を含む一部分を残して他の部分を破壊して取り除き、さらにその周りの地盤を掘削して取り除き、その後、これらの取り除き跡に、前記既設覆工の一部分に接続された新設の覆工を設けることが行われている。
【０００３】
従来、トンネルの拡幅工事または補修工事に際し、前記既存の山岳トンネルの底版部上に該トンネルの軸線方向へ伸びるプロテクタを配置し、これにより工事区間に前記プロテクタで囲われた歩行者や車両のための通行路を確保していた。
【０００４】
しかし、前記プロテクタは頂板部と該頂板部に連なる、互いに相対する一対の側板部とからなるものであり、これを円形状の横断面を有する前記トンネル内に配置すると、前記プロテクタの周囲、特にその一方の側板部と前記既設覆工の側部との間にデッドスペースが生じ、このため、歩行者や一般車両のための通行路は確保できるが、前記プロテクタと前記既設覆工の側部との間に工事用機械の稼働や工事用車両の進入に必要な作業用スペースが小さいものとなり、また、場合によってはこれを確保できないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、トンネル内に通行路および作業に要する十分なスペースの双方を確保し得る既設山岳トンネルの拡幅方法、その補修方法およびこれらに用いられるプロテクタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、既存の山岳トンネルの全長にわたる拡幅またはその全長もしくはその一部の補修（改修を含む。）を行うための方法に関し、既存の山岳トンネルの軸線方向に関する一部内に該軸線方向へ伸びる１または複数のプロテクタを配置し、これにより前記山岳トンネルの底版部と、前記山岳トンネルの既設覆工の側部を含む一部分と、前記プロテクタとに規定された通行路を設けること、その後、前記通行路と前記既設覆工の一部分を除く他の部分との間の空間を用いて、前記既設覆工の前記他の部分および該他の部分の周りの地山とを順次に取り除き、これらの取り除き跡に前記既設覆工の一部分に接続された覆工を新設することを含む。
【０００７】
前記プロテクタは、前記既設覆工の一部分に支持される水平板部と、該水平板部に連なる板状の垂直部であって前記底版部上に支持される垂直板部とを有するものとすることができる。このプロテクタの配置に先立ち、前記既設覆工の一部分に前記プロテクタの水平板部を支持するための１または複数のブラケットを取り付けることができる。
【０００８】
前記拡幅方法および補修方法のそれぞれに用いられるプロテクタは、さらに、前記プロテクタがその水平板部および垂直板部にそれぞれ取り付けられた複数の車輪を含み、前記車輪は、それぞれ、前記ブラケット上および前記トンネルの底版部上にそれぞれ取り付けられ前記トンネルの横断方向へ水平に伸びる複数のレール上を転動可能である。
【０００９】
複数のプロテクタについて、それぞれ、その水平板部に取り付けられた第２の複数の車輪および該水平板部上をその長手方向へ伸びる複数のレールを含み、１のプロテクタの前記第２の車輪が他のプロテクタの前記レール上を転動可能であるものとすることができる。
【００１０】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、既存の山岳トンネルの軸線方向に関する一部内に該軸線方向へ伸びる１または複数のプロテクタを配置し、これにより前記山岳トンネルの底版部と、前記山岳トンネルの側部を含む一部分と、前記プロテクタとに規定された通行路を設け、前記既設覆工の一部分を利用することから、該一部分と前記プロテクタとの間にデッドスペースは生じない。
【００１１】
このため、前記プロテクタと前記既設覆工の一部分との間に歩行者や一般車両のための通行路を確保し、かつ、前記プロテクタと前記既設覆工の他の一部分との間にトンネル拡幅工事またはその補修工事のために用いられる機械の稼働や作業車両の進入に必要な作業用スペースを十分に確保することができる。
【００１２】
前記プロテクタは、前記通行路および前記作業用スペースの確保上、また、その取り扱い上、水平板部およびこれに連なる垂直板部を有する、Ｌ形の横断面形状のものが最適であるということができる。
【００１３】
前記水平板部および前記垂直板部は、それぞれ、前記既設覆工の一部分およびトンネルの底版部上で支持することができる。予め前記既設覆工の一部分に１または複数のブラケットを取り付けておけば、前記プロテクタの水平板部をこれらのブラケット上に載せることにより、該水平板部の前記既設覆工の一部分への支持を容易に行うことができる。
【００１４】
また、前記プロテクタの水平板部に複数の車輪を取り付けかつ前記ブラケット上に前記トンネルの横断方向へ水平に伸びる複数のレールを取り付け、さらに、前記プロテクタの垂直板部にも複数の車輪を取り付けかつ前記トンネルの底版上にその横断方向へ伸びる複数のレールを取り付けておけば、各車輪を各レールに載せ、前記プロテクタを前記既設覆工の一部分に向けて前記レール上を転動させることにより、前記プロテクタをその支持位置まで容易に移動させることができる。
【００１５】
さらに、複数のプロテクタについて、それぞれ、その水平板部に第２の複数の車輪を取り付けかつ前記水平板部上にその長手方向へ伸びる複数のレールを取り付け、１のプロテクタの第２の車輪が他のプロテクタ上のレール上を転動可能であるものとするときは、１のプロテクタの第２の車輪を他のプロテクタのレール上にのせ、１のプロテクタを前記トンネルの軸線方向へ容易に移動することができる。したがって、トンネルの拡幅工事またはその補修工事をさらに進めるために前記トンネルの一部内から他の一部内に前記プロテクタを移し、これを再使用に供する際、例えば、最後尾のプロテクタを最前部のプロテクタの前方までの移動を容易に行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、既存の山岳トンネル１０の一部を利用して該トンネルをより大きい横断面積を有するものに改変するトンネルの拡幅のため、または、前記トンネルの補修（改修を含む。）のため、まず、トンネル１０の内部空間を規定する既設覆工１２の側部１４を含む一部分１６を補強する。
【００１７】
図示の既設覆工１２は全体に馬蹄形の横断面形状を有する。
【００１８】
既設覆工の一部分１６は、好ましくは、側部１４とこれに連なるアーチ部の一部分１８とからなり、既設覆工１２の横断面でみて、その全長の半分に満たない周方向長さを有する。この既設覆工の一部分１６と、該一部分を除く、既設覆工１２の過半を占める他の部分２０との境界を鎖線２２で示す。
【００１９】
既設覆工の一部分１６の補強は、該一部分からその周囲の地山２４に向けて複数のロックボルト２６を打ち込むことにより行う。符号２８は、ロックボルト２６に螺合されたナット（図示せず）で一部分１６の内壁面に固定されたプレートを示す。
【００２０】
次に、既設覆工の一部分１６、トンネル１０の軸線方向に関する一部分（以下「トンネル部分」という。）を規定する既設覆工の一部分１６に、複数のブラケット３０を前記トンネルの軸線方向へ互いに間隔を置いて配置し、取り付ける。
【００２１】
前記トンネル部分は、前記トンネルの拡幅または補修のために行われる後記既設覆工の他の部分２０およびその周囲の地山の取り除き作業並びにこれらの取り除き跡への覆工の新設作業に関する工事の区間より長い距離を有し、前記工事区間は前記トンネル部分の両端間に設定される。
【００２２】
また、前記トンネル部分は、前記工事区間の変更、すなわち１の工事区間における作業終了に伴い新たに作業が開始される隣接の工事区間への変更に合わせて変更される。
【００２３】
ブラケット３０の取付は、例えば、アンカーボルト（図示せず）により前記ブラケットを既設覆工の一部分１６の内壁面に固定することによって行うことができる。複数のブラケット３０を設置する図示の例に代えて、１の長尺なブラケットを設置してもよい。
【００２４】
次に、前記トンネル部分内に前記トンネルの軸線方向へ伸びる複数のプロテクタ３２を配置する（図２）。複数のプロテクタ３２の使用に代えて、１の長尺なプロテクタを使用してもよい。
【００２５】
複数のプロテクタ３２の配置により、前記トンネル部分内に、トンネル１０の底版部３４と、既設覆工の一部分１６と、プロテクタ３２とに規定された通行路３５を設けることができる。
【００２６】
これらのプロテクタ３２により、前記工事区間で発生し、飛散するおそれのある前記既設覆工の破砕片や地山の掘削片から通行路３５を通行中の歩行者や一般車両が保護される。
【００２７】
図示のプロテクタ３２は、その横断面形状が全体にＬ形を呈し、矩形の水平板部３６と、該水平板部にこれと直角を成して連なる矩形の垂直板部３８を有する。
【００２８】
各プロテクタ３２は、その水平板部３６の先端部分が複数のブラケット３０上に載置され、これにより、既設覆工の一部分１６に水平に支持されている。また、水平板部３６は、前記トンネルの横断方向における端部において、既設覆工の一部分１６の内壁面に接している。他方、垂直板部３８はトンネルの底版部３４上に支持され、上下方向へ伸びている。
【００２９】
プロテクタ３２は、例えば、トンネル１０内に予め設置した適当な吊り上げ装置（図示せず）を用いて吊り上げ、その水平板部３６をブラケット３０上に載置することができる。
【００３０】
このプロテクタ３２によれば、プロテクタの水平板部３６の幅寸法（前記トンネルの横断方向長さ）およびその垂直板部３８の高さ寸法を任意に設定することができることから、歩行者や一般車両の通行に必要な通行路３５の幅寸法と高さ寸法とを確保することができる。
【００３１】
また、プロテクタ３２は、既設覆工の一部分１６と共同して通行路３５を規定するため、一部分１６との間に従来のようなデッドスペースを生じさせず、また、このために、プロテクタ３２と既設覆工の他の部分２０との間に前記工事用の機械や車両の導入、稼働等に必要とされる作業スペース３９を確保することができる。
【００３２】
前記プロテクタは、前記Ｌ形の横断面形状を有するものとすることに代えて、例えば、単一の板体からなるものまたは前記水平板部または垂直板部が湾曲したものからなるものとすることができるが、単一の板体からなる前者のプロテクタはこれを一部分１６に斜めに立てかけて使用することとなるため、図示のプロテクタ３２を使用する場合と比べて狭い通行路となり、また、後者のプロテクタは、図示のプロテクタ３２と比べてその取り扱い上の点で難点がある。
【００３３】
複数のプロテクタ３２は、これらの両板部３６，３８の長手方向（トンネルの軸線方向）における端部を互いに突き合わせて配置することができる。また、前記工事の進捗または前記工事区間の変更に合わせて、前記工事の進行方向に関して最後方位置にあるプロテクタ３２を最前方位置にあるプロテクタ３２の前方に移動し、配置することができる。これにより、トンネル１０の全長にわたる前記拡幅工事または補修工事において、プロテクタ３２を再使用が可能である。
【００３４】
プロテクタ３２の水平板部３６および垂直板部３８は、それぞれ、２枚の鋼板（図示せず）とこれらの間に互いに間隔を配置された複数のＨ形鋼（図示せず）とで形成してなる中空構造のものとすることができる。これに代えて、鉄板や鋼板を用いて形成することもできる。
【００３５】
また、図示のプロテクタ３２にあっては、水平板部３６および垂直板部３８にそれぞれ複数の車輪４０，４２が取り付けられ、また、ブラケット３０上およびトンネルの底版部３４上にそれぞれ前記トンネルの横断方向へ水平に伸びる複数のレール４４，４６が取り付けられている。
【００３６】
水平板部３６の車輪４０は、水平板部３６の先端部分側において、該水平板部を構成する上下２枚の鋼板間の前記Ｈ形鋼に回転軸（図示せず）を介して回転可能に支承され、下方の鋼板に設けられた穴（図示せず）からその一部が突出している。ただし、図面には、後記第２の車輪４８を含めて、線図の煩雑およびこれによる不明瞭を回避するため、前記軸および前記穴を省略しかつ車輪のみを実線で示した。
【００３７】
車輪４０，４２は、それぞれ、レール４４，４６に載置可能であるように該レールに対応して複数列に配置されている。したがって、各列の複数の車輪４０，４２を各レール４４，４６に載せ、プロテクタ３２を既設覆工の一部分の内壁面に向けて押し、各レール４４，４６上を転動させることにより、これを所定の支持位置に容易に配置することができる。
【００３８】
さらに、プロテクタの水平板部３６には、複数の第２の車輪４８と、複数のレール５０とが取り付けられている。
【００３９】
図示の例では、第２の車輪４８は、水平板部３６のほぼ中央部に該水平板部の幅方向に互いに間隔を置いて２列に配置され、かつ、車輪４０と同様にして取り付けられ、水平板部３６から下方に突出している。各列に配置された複数の第２の車輪４８は、その回転軸（図示せず）が車輪４０の回転軸に対して直交する方向に伸びている。
【００４０】
第２の車輪４８に対応して互いに間隔を置いて配置された２列のレール５０は、水平板部３６の頂面にあってその長手方向へその両端間を平行に伸びている。
【００４１】
これによれば、１のプロテクタ３２の各列の複数の第２の車輪４８は、他のプロテクタ３２の各レール５０上に載置可能である（この状態を、参考のため、図３に示す。）。
【００４２】
第２の車輪５０をレール５０に載せ、プロテクタ３２をその長手方向へ押してレール５０上を転動させることにより、プロテクタ３２の配置位置を容易に変更することができる。例えば、前記工事の進捗に合わせて、プロテクタ列の最後尾のプロテクタ３２を最前部のプロテクタ３２の前方には位置すべく、前記プロテクタ列上を容易に移動させることができる。
【００４３】
通行路３５を形成した後、既設覆工の他の部分２０と該部分の周りの地山２４（より正確には地山２４の一部）を油圧ブレーカ、バックホウ、自由断面掘削機のような掘削機を用いて破砕し、また、掘削することにより、既設覆工の他の部分２０および地山２４を順次に取り除く。
【００４４】
既設覆工の他の部分２０および地山２４の取り除き後、これらの取り除き跡を規定する壁面を補強する。補強は、前記壁面にコンクリート５４を吹き付けた後、前記壁面にロックボルト２６を打ち込むことにより行う（図３）。
【００４５】
この補強に先立ち、既設覆工の他の部分２０における側部とプロテクタ３２との間（片側車線）において底版部３４を掘削して、取り除く。
【００４６】
その後、既設覆工の他の部分２０および地山２４の取り除き跡に、既設覆工の一部分１６に接続された覆工５６を新設する（図４）。新設の覆工５６は、既設覆工１２より大きい曲率半径を有する。
但し、前記トンネルの補修の場合は、前記新設の覆工は既設覆工１２と同じ曲率変形を有する。したがって、この場合には、既設覆工の他の部分２０および地山２４を取り除くべき領域は、図示の例におけるより小さい。
【００４７】
覆工５６の新設は、前記片側車線にセントル５８を導入し、該セントル５８の型枠６０と補強コンクリート５４の層との間にコンクリートを打設することにより行う。
【００４８】
覆工５６の新設に先立ち、前記片側車線の底版部３４をさらに掘削し、該底版部中のインバート６２の一部を破壊して撤去する。必要があれば、さらに、その撤去跡に新たなインバート６４の一部を設置し、その後、土砂６６で埋め戻す。セントル５８は埋め戻し土砂６６上に配置する。
【００４９】
覆工５６の新設後、前記片側車線の排水工および舗装工を行う（図５）。これにより、前記片側車線を歩行者や一般車両の通行の用に供する。
【００５０】
次に、他の片側車線上から、全てのプロテクタ３２を隣接の工事区間へ移動させた後、一方の片側車線におけると同様、前記他の片側車線における底版部３４を掘削し、既存のトンネル１０におけるインバート６２の残部を破壊、撤去する。その後、撤去跡を土砂で埋め戻し、同様に、排水工および舗装工を行う。
【００５１】
これにより、前記１つの工事区間におけるトンネルの拡幅工事が終了する（図５）。
【００５２】
引き続き、他の工事区間について本発明を適用することにより、トンネル１０の全長にわたるトンネルの拡幅または補修を行うことができる。
【００５３】
本発明は、トンネルの全長にわたる補修のほか、トンネルの軸線方向に関する１または複数の区間の補修に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブラケットが取り付けられた既存の山岳トンネルの横断面図である。
【図２】プロテクタが配置された、図１に示すと同様の横断面図である。
【図３】既存の山岳トンネルの一部が取り除かれ、その取り除かれた跡が補強された状態にあるトンネルの横断面図である。
【図４】覆工が新設された状態にあるトンネルの横断面図である。
【図５】覆工の新設後、片側車線に排水工および舗装工が施されたトンネルの横断面図である。
【図６】拡幅工事が終了したトンネルの一部の区間の横断面図である。
【符号の説明】
１０  既存の山岳トンネル
１２，１６，２０  既存の山岳トンネルの覆工、その一部分および他の部分
２４  地山
３０  ブラケット
３２  プロテクタ
３４  既存の山岳トンネルの底版部
３６，３８  プロテクタの水平板部および垂直板部
４０，４２，４８  車輪
４４，４６，５０  レール
【図１】
0004313496.tif 000002
【図２】
0004313496.tif 000003
【図３】
0004313496.tif 000004
【図４】
0004313496.tif 000005
【図５】
0004313496.tif 000006
【図６】
0004313496.tif 000007