JP2001262989A - トンネル構造物の保護装置及び保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トンネル構造物から剥離片が落下することを
容易にかつ効果的に防止可能なトンネル構造物の保護装
置及び保護方法を提供する。 【解決手段】 保護装置１では、複数の保護板２がトン
ネル構造物Ｔの上半面に沿うようにして、隣り合う保護
板２同士の端部を互いに重ね合わせ、内壁面を間隙なく
覆うように配置されている。各保護板２は、保護板同士
の重なり部分を含む複数箇所を樹脂アンカ６とボルト８
１及びナット８２等の固着具８とによって内壁面に固定
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路用又は鉄道用
のトンネル構造物等に好適に用いられるトンネル構造物
の保護装置及び保護方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路用又は鉄道用のコンクリート製トン
ネル構造物は、気温、湿度、圧力といった環境条件の経
年変化によって、コンクリート部分が劣化（腐食、風化
等）してしまう場合があり、内壁面のコンクリートの一
部が剥離してしまうおそれがあった。また、剥離片が落
下してしまうと、車両等の進路が妨害されると共に、剥
離部分の強度が低下して更なる剥離の原因となってしま
うことがあった。そのため、従来から、トンネル内壁面
の剥離のおそれがある部分を発見し、当該部分を補強す
ることによって剥離片の落下を防止する方法が用いられ
ている。

【０００３】図１９は、従来のコンクリート製トンネル
構造物を示す断面図である。このトンネル構造物Ｔの内
壁面に、コンクリートの剥離が予想される部分（以下、
剥離予想部という）１０１が発見された場合には、この
剥離予想部１０１が補強板１０２によって補強される。

【０００４】図２０に示されるように、補強板１０２は
剥離予想部１０１より面積が大きく、剥離予想部１０１
を覆うようにして配置される。補強板１０２の端部に
は、Ｌ型鋼等からなる支持部材１０３が装着され、補強
板１０２はこの支持部材１０３上から固着具１０４等に
よってトンネル構造物Ｔの内壁面に固着される。

【０００５】また、図２１（ａ）に示されるように、ト
ンネル構造物Ｔの内壁面にコンクリートが既に剥離して
いる部分（以下、剥離部という）１０５が発見された場
合には、補強板によって補強する前に、剥離部１０５の
表面に下地処理が施され（図２１（ｂ）参照）、補修材
１０６によって剥離部１０５が補修される（図２１
（ｃ）参照）。なお、コンクリートが完全に剥離してい
ない状態であっても、剥離の可能性が極めて高い場合に
は、意図的に剥離させた後にその部分を補修することも
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
補強方法では、予め剥離予想部を発見しなければならな
いため、定期的にトンネル構造物の内壁面を検査する必
要があった。この検査では、微細な亀裂を発見するため
の特殊な装置を必要とし、かつトンネル全体にわたって
細かく検査する必要があった。従って、このような検査
は、多大な労力と費用がかかるものであった。

【０００７】また、このような定期的な検査をしても、
必ずしも剥離予想部を発見できるとは限らないため、剥
離の前兆がない場合や環境条件の急激な変化による突発
的な剥離等には完全に対処することが不可能であった。

【０００８】そこで本発明は、上記課題を解決するため
に、トンネル構造物から剥離片が落下することを容易に
かつ効果的に防止可能なトンネル構造物の保護装置及び
保護方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトンネル構
造物の保護装置は、トンネル構造物の内壁面から剥離片
が落下することを防止するトンネル構造物の保護装置に
おいて、内壁面の少なくとも上半面の複数箇所に埋設さ
れた固着剤と、固着剤によって内壁面に固着された複数
の固定部材と、内壁面の少なくとも上半面を覆うように
配置され、固定部材によって固定された保護板とを備え
ることを特徴とする。

【００１０】このトンネル構造物の保護装置によれば、
保護板が固着剤（例えば樹脂アンカ等）と固定部材（例
えばボルト等）とを用いて内壁面に固定される。従っ
て、内壁面に剥離が生じても、道路又は鉄道上への剥離
片の落下を防止することができる。

【００１１】また、この保護装置は、トンネルの少なく
とも上半面に沿って配置されるのみであるため、トンネ
ル断面における占有面積を最小限に抑え、トンネルの機
能に悪影響を与えることがない。さらに、トンネル内壁
面を保護板で被覆することによって、トンネル構造物表
面の劣化（腐食、風化等）が防止されるため、剥離の発
生自体を減少させることが可能になる。

【００１２】このトンネル構造物の保護装置において、
上記保護板は波状に形成されていることが好ましい。

【００１３】このように保護板として波状板（いわゆる
コルゲート板）を用いることによって、保護板の高強度
化及び軽量化を図ることが可能になる。

【００１４】また、このトンネル構造物の保護装置にお
いて、上記保護板に空気孔が設けられていることが好ま
しい。

【００１５】トンネル内を車両等が通過した直後にはト
ンネル内に負圧がかかるため、保護板がトンネル内側
（下側）方向に引っ張られ、トンネル内壁面から脱離し
てしまうおそれがある。従って、このように保護板に空
気孔を設けることによって、保護板に作用する負圧力を
軽減することが可能になる。

【００１６】また、このトンネル構造物の保護装置にお
いて、上記保護板の下側面に絶縁部材が貼設されている
ことが好ましい。

【００１７】トンネル内に高圧電線等が架設される場合
には、高圧電線と保護板とが接触して保護板が発熱等を
起こしてしまう可能性がある。従って、このように保護
板の内側（下側）に絶縁部材を貼設することによって、
保護板の帯電等を防止することができる。

【００１８】さらに、このトンネル構造物の保護装置に
おいて、上記保護板は、波状に形成された補強板材と、
当該補強板材を挟むように形成された一対の被覆板材と
から構成されることが好ましい。

【００１９】また、このトンネル構造物の保護装置にお
いて、上記保護板は、ハニカム状に形成された補強板材
と、当該補強板材を挟むように形成された一対の被覆板
材とから構成されることも好ましい。

【００２０】これらのように、補強板材を一対の被覆板
材で挟むようにして形成された保護板を用いることによ
って、保護板の強度をより一層高めることが可能にな
る。また、保護板にある程度の厚みができるため、トン
ネル下面にほぼ自立するような状態で設置することも可
能になり、トンネル内壁面への固定箇所を少なくするこ
とができる。

【００２１】一方、本発明に係るトンネル構造物の保護
方法は、トンネル構造物の内壁面から剥離片が落下する
ことを防止するトンネル構造物の保護方法において、内
壁面の少なくとも上半面の複数箇所に固着剤を埋設し、
固着剤によって複数の固定部材を内壁面に固着し、保護
板を内壁面の少なくとも上半面を覆うように配置し、固
定部材によって固定することを特徴とする。

【００２２】このトンネル構造物の保護方法において、
上記保護板として、波状に形成された板材を用いること
が好ましい。

【００２３】また、このトンネル構造物の保護方法にお
いて、上記保護板に空気孔を設けることが好ましい。

【００２４】また、このトンネル構造物の保護方法にお
いて、上記保護板の下側面に絶縁部材を貼設することが
好ましい。

【００２５】さらに、このトンネル構造物の保護方法に
おいて、上記保護板として、波状に形成された補強板材
と、当該補強板材を挟むように形成された一対の被覆板
材とを用いることが好ましい。

【００２６】また、このトンネル構造物の保護方法にお
いて、上記保護板として、ハニカム状に形成された補強
板材と、当該補強板材を挟むように形成された一対の被
覆板材とを用いることも好ましい。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に係るトンネル構造物の保護装置及び保護方法の好適
な実施形態について詳細に説明する。なお、同一又は相
当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略
する。

【００２８】まず、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法の第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護装置の
断面図である。また、図２は、本実施形態に係るトンネ
ル構造物の保護装置をトンネル内部からみた図であり、
図３及び図４は、それぞれ図２のIII−III断面及びIV−
IV断面を示す断面図である。ただし、図２〜図４では、
説明の便宜のため、実際には曲面である保護装置１を平
面的に表わしている。

【００２９】この保護装置１では、複数の保護板２がト
ンネル構造物Ｔの上半面に沿うようにして、隣り合う保
護板２同士の端部を互いに重ね合わせ、内壁面を間隙な
く覆うように配置されている。各保護板２は、複数箇所
（端部等）をボルト８１及びナット８２等の固着具８に
よって内壁面に締結されている。これらの保護板２は、
板厚数ｍｍ程度の矩形状（例えば長さＬ＝２ｍ、幅Ｗ＝
１ｍ）の薄鋼板であり、例えばトンネル構造物Ｔ内部の
腐食環境等に応じてステンレス鋼板やメッキ鋼板等が用
いられる。

【００３０】図５（ａ）〜（ｅ）は、保護板をトンネル
構造物の内壁面に固定する方法を示す説明図である。ま
ず、トンネル構造物Ｔの内壁面上部の所定位置に孔ｈ
（例えばφ２０〜３０ｍｍ、ｄ＝２００ｍｍ）が形成さ
れる（図５（ａ）参照）。次いで、この孔ｈに（例えば
長さ２００ｍｍの）樹脂アンカ６が挿入される（図５
（ｂ）参照）。樹脂アンカ６は、ガラス管等に封入され
た樹脂、骨材及び硬化剤等から構成される。

【００３１】樹脂アンカ６が挿入された後、この孔ｈに
ボルト８１が回転させながら打ち込まれる（図５（ｃ）
参照）。樹脂アンカ６は、ボルト８１の打撃や回転によ
り混合されて短時間に硬化し、所定時間（例えば気温２
０℃の場合には、約２０分）経過後、ボルト８１が内壁
面に固着される。この後、保護板２にボルト８１を貫通
させ（図５（ｄ）参照）、トンネル内側から座金８３で
押さえてナット８２をボルト８１に螺合する（図５
（ｅ）参照）ことによって、保護板２が内壁面に固定さ
れる。

【００３２】本実施形態に係る保護装置１によれば、ト
ンネル構造物Ｔの内壁面に剥離が生じても、保護板２に
よってトンネル内部（道路又は鉄道上）への剥離片の落
下を防止することができる。

【００３３】また、この保護装置１は、トンネル内壁面
の上半面に沿って配置されるのみであるため、トンネル
断面における占有面積を最小限に抑え、トンネルの機能
に悪影響を与えることがない。さらに、トンネル内壁面
を保護板で被覆することによって、トンネル構造物Ｔの
表面の劣化（腐食、風化等）が防止されるため、剥離の
発生自体を減少させることが可能になる。

【００３４】次に、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法の第２の実施形態について説明する。
図６は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護装置の
断面図である。また、図７は、本実施形態に係るトンネ
ル構造物の保護装置をトンネル内部からみた図であり、
図８及び図９は、それぞれ図７のVIII−VIII断面及びIX
−IX断面を示す断面図である。ただし、図７〜図９で
は、説明の便宜のため、実際には曲面である保護装置１
ｂを平面的に表わしている。

【００３５】この保護装置１ｂでは、第１の実施形態と
比較して、サイズの大きな（例えば長さＬ＝１．５ｍ、
幅Ｗ＝４ｍ）保護板２が用いられている。このように各
保護板のサイズを大きくすることによって、施工作業を
簡素化することができると共に、保護板２の重なり部分
を減少させて低コスト化及び軽量化を図ることが可能に
なる。

【００３６】次に、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法の第３の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護装置
をトンネル内部からみた斜視図である。この保護装置１
ｃでは、保護板２として波状に形成された薄鋼板（いわ
ゆるコルゲート板）が用いられている。

【００３７】本実施形態のように保護板２を波状とする
ことによって、保護板２の強度を高めることができると
共に、必要強度に対する板厚を減少させて保護板２の軽
量化を図ることが可能になる次に、本発明に係るトンネ
ル構造物の保護装置及び保護方法の第４の実施形態につ
いて説明する。図１１は、本実施形態に係るトンネル構
造物の保護装置をトンネル内部からみた斜視図である。
この保護装置１ｄでは、各保護板２の所定位置に空気孔
２１が設けられている。

【００３８】道路用又は鉄道用のトンネル構造物におい
ては、トンネル内を車両等が通過した直後にはトンネル
内に負圧がかかるため、保護板２がトンネル内側方向に
引っ張られ、トンネル内壁面から脱離してしまうおそれ
がある。従って、このように保護板２に空気孔２１を設
けることによって、保護板２に作用する負圧力を軽減す
ることが可能になる。

【００３９】次に、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法の第５の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護装置
をトンネル内部からみた斜視図である。この保護装置１
ｅでは、各保護板２の内側面にゴム製又はプラスチック
製の絶縁膜２２が被覆されている。

【００４０】鉄道用のトンネル構造物のようにトンネル
内に高圧電線（図１２参照）が架設される場合において
は、高圧電線と保護板２とが接触し、保護板２が発熱等
を起こしてしまう可能性がある。従って、このように保
護板２の内側に絶縁膜等の絶縁部材２２を貼設すること
によって、保護板２の帯電等を防止することができる。

【００４１】次に、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法の第６の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護装置
を示す断面図である。また、図１４は、本実施形態に係
るトンネル構造物の保護装置の断面の拡大図である。

【００４２】この保護装置１ｆにおいて、保護板２は、
波状（コルゲート状）の補強板材３１を一対の被覆板材
３２で挟み込んだ一体構造になっており、補強板材３１
の凸部と被覆板材３２との接触部分を溶接等によって接
合して形成されている。また、この保護板２は、トンネ
ル構造物Ｔの基礎地盤Ｂ上にトンネル内壁面に接してほ
ぼ自立した状態で設置されており、図１４に示すよう
に、樹脂アンカ６及び固着具８によって所定ピッチでト
ンネル内壁面に締結されている。補強板材３１及び被覆
板材３２にはそれぞれ複数の空気孔３３が設けられてお
り、内側の被覆板材３２の固着具８の取り付け位置付近
には、作業用孔３４が設けられている。

【００４３】この保護装置１ｆにおいては、保護板２を
波状の補強板材３１が一対の被覆板材３２で挟まれた構
造とすることによって、各板材を薄くして軽量化を図る
ことができると共に、保護板２の強度をより一層高める
ことが可能になる。また、保護板２にある程度の厚みが
できるため、基礎地盤Ｂ上にほぼ自立するような状態で
設置することも可能になり、トンネル内壁面への固定箇
所を少なくすることができる。さらに、補強板材３１及
び被覆板材３２にそれぞれ複数の空気孔３３が設けられ
ているため、第４の実施形態と同様に、保護板２に作用
する負圧力を軽減することが可能になる。

【００４４】最後に、本発明に係るトンネル構造物の保
護装置及び保護方法の第７の実施形態について説明す
る。図１６は、本実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置を示す断面図である。また、図１７は、本実施形態
に係るトンネル構造物の保護装置の断面の拡大図であ
る。

【００４５】この保護装置１ｇにおいて、保護板２は、
ハニカム状の補強板材４１を一対の被覆板材４２で挟み
込んだ一体構造になっており、補強板材４１の凸部と被
覆板材４２との接触部分を溶接等によって接合して形成
されている。また、第６の実施形態と同様に、この保護
板２は、トンネル構造物Ｔの基礎地盤Ｂ上にトンネル内
壁面に接してほぼ自立した状態で設置されており、図１
７に示すように、樹脂アンカ６及び固着具８によって所
定ピッチでトンネル内壁面に締結されている。補強板材
４１及び被覆板材４２にはそれぞれ複数の空気孔４３が
設けられており、内側の被覆板材４２の固着具８の取り
付け位置付近には、作業用孔４４が設けられている。

【００４６】この保護装置１ｇにおいても、保護板２を
ハニカム状の補強板材４１が一対の被覆板材４２で挟ま
れた構造とすることによって、各板材を薄くして軽量化
を図ることができると共に、保護板２の強度をより一層
高めることが可能になる。また、保護板２にある程度の
厚みができるため、基礎地盤Ｂ上にほぼ自立するような
状態で設置することも可能になり、トンネル内壁面への
固定箇所を少なくすることができる。さらに、補強板材
４１及び被覆板材４２にそれぞれ複数の空気孔４３が設
けられているため、第４の実施形態と同様に、保護板２
に作用する負圧力を軽減することが可能になる。

【００４７】なお、本発明に係るトンネル構造物の保護
装置及び保護方法は、上記実施形態に限定されるもので
はなく、他の状況等に応じてさまざまな変形態様をとる
ことが可能である。例えば、トンネル構造物の形状や用
途等に応じて、各保護板の形状や大きさ等を適宜変更す
ることができる。

【００４８】また、上記第６及び第７の実施形態（図１
３及び図１４、並びに、図１６及び図１７）では、補強
板材の波形又はハニカム形の長手方向がトンネルの長手
方向と同一の方向とした場合について説明したが、トン
ネルの大きさや施工方法等によっては、それぞれ図１５
及び図１８に示すように、補強板材の波形又はハニカム
形の長手方向がトンネルの円周方向と同一の方向になる
ように保護板を配置してもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明に係るトンネル構造物の保護装置
及び保護方法によれば、トンネル構造物の内壁面の煩雑
な調査等を省くことができると共に、突発的な剥離事故
等にも対処することができる。従って、トンネル構造物
からの剥離片の落下を容易にかつ効果的に防止すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るトンネル構造物の保護装
置を示す断面図である。

【図２】第１の実施形態に係るトンネル構造物の保護装
置をトンネル内部からみた図である。

【図３】図２のIII−III断面における断面図である。

【図４】図２のIV−IV断面における断面図である。

【図５】トンネル構造物の内壁面への固定方法を説明す
る説明図である。

【図６】第２の実施形態に係るトンネル構造物の保護装
置を示す断面図である。

【図７】第２の実施形態に係るトンネル構造物の保護装
置をトンネル内部からみた図である。

【図８】図７のVIII−VIII断面における断面図である。

【図９】図７のIX−IX断面における断面図である。

【図１０】第３の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置をトンネル内部からみた斜視図である。

【図１１】第４の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置をトンネル内部からみた斜視図である。

【図１２】第５の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置をトンネル内部からみた斜視図である。

【図１３】第６の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置を示す断面図である。

【図１４】第６の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置の断面の拡大図である。

【図１５】第６の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置をトンネル内部からみた図である。

【図１６】第７の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置を示す断面図である。

【図１７】第７の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置の断面の拡大図である。

【図１８】第７の実施形態に係るトンネル構造物の保護
装置をトンネル内部からみた図である。

【図１９】従来のコンクリート製のトンネル構造物を示
す断面図である。

【図２０】図１９に示す補強板を実線矢印方向からみた
図である。

【図２１】トンネル構造物の内壁面の剥離部を補修する
作業を示す説明図である。

【符号の説明】

１、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ…保護装置、
２…保護板、６…樹脂アンカ、８…固着具、２１…空気
孔、２２…絶縁膜、３１…補強板材、３２…被覆板材、
３３…空気孔、３４…作業用孔、４１…補強板材、４２
…被覆板材、４３…空気孔、４４…作業用孔、８１…ボ
ルト、８２…ナット、８３…座金、１０１…剥離予想
部、１０２…補強板、１０３…支持部材、１０４…固着
具、１０５…剥離部、１０６…補修材、Ｂ…基礎地盤、
Ｔ…トンネル構造物、ｈ…孔

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル構造物の内壁面から剥離片が落
   下することを防止するトンネル構造物の保護装置におい
   て、 前記内壁面の少なくとも上半面の複数箇所に埋設された
   固着剤と、 前記固着剤によって前記内壁面に固着された複数の固定
   部材と、 前記内壁面の少なくとも上半面を覆うように配置され、
   前記固定部材によって固定された保護板と、 を備えることを特徴とするトンネル構造物の保護装置。
2. 【請求項２】 前記保護板は波状に形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載のトンネル構造物の保護装
   置。
3. 【請求項３】 前記保護板に空気孔が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のトンネル構造物
   の保護装置。
4. 【請求項４】 前記保護板の下側面に絶縁部材が貼設さ
   れていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載のトンネル構造物の保護装置。
5. 【請求項５】 前記保護板は、波状に形成された補強板
   材と、当該補強板材を挟むように形成された一対の被覆
   板材とから構成されることを特徴とする請求項１、３及
   び４のいずれかに記載のトンネル構造物の保護装置。
6. 【請求項６】 前記保護板は、ハニカム状に形成された
   補強板材と、当該補強板材を挟むように形成された一対
   の被覆板材とから構成されることを特徴とする請求項
   １、３及び４のいずれかに記載のトンネル構造物の保護
   装置。
7. 【請求項７】 トンネル構造物の内壁面から剥離片が落
   下することを防止するトンネル構造物の保護方法におい
   て、 前記内壁面の少なくとも上半面の複数箇所に固着剤を埋
   設し、 前記固着剤によって複数の固定部材を前記内壁面に固着
   し、 保護板を前記内壁面の少なくとも上半面を覆うように配
   置し、前記固定部材によって固定することを特徴とする
   トンネル構造物の保護方法。
8. 【請求項８】 前記保護板として、波状に形成された板
   材を用いることを特徴とする請求項７に記載のトンネル
   構造物の保護方法。
9. 【請求項９】 前記保護板に空気孔を設けることを特徴
   とする請求項７又は８に記載のトンネル構造物の保護方
   法。
10. 【請求項１０】 前記保護板の下側面に絶縁部材を貼設
    することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の
    トンネル構造物の保護方法。
11. 【請求項１１】 前記保護板として、波状に形成された
    補強板材と、当該補強板材を挟むように形成された一対
    の被覆板材とを用いることを特徴とする請求項７、９及
    び１０のいずれかに記載のトンネル構造物の保護方法。
12. 【請求項１２】 前記保護板として、ハニカム状に形成
    された補強板材と、当該補強板材を挟むように形成され
    た一対の被覆板材とを用いることを特徴とする請求項
    ７、９及び１０のいずれかに記載のトンネル構造物の保
    護方法。