JP2001271599A - トンネル内壁面の改装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のプレキャストコンクリート版に代えて繊
維強化材料からなる軽量パネルを用いることにより、エ
レクター等の特殊架設機械を使用することなく人力によ
る施工を可能とするとともに、前記軽量パネルの取付け
作業および配筋作業などの効率化を図る。 【解決手段】既設セグメント１の長手方向に所定の間隔
をおいてトンネル周方向に沿って支保工材２を配設する
とともに、先組された先組鉄筋ユニット７をトンネル壁
面側に設けてある掛止フック６、６に対し掛止させるよ
うにして組み付け、その後前記支保工材２、２を支持部
材として、既設セグメント１から離間させて繊維強化パ
ネル３を取付け、前記既設セグメント１と繊維強化パネ
ル３との間にコンクリートを充填するに際し、前記繊維
強化パネル３の内面側に前記支保工材２、２を支持部材
として仮設補強材２１、２１…を配設し、コンクリート
充填の後、硬化を待って前記仮設補強材２１、２１…を
撤去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、老朽化した既設ト
ンネルの内壁面に対して、新たなライニング体を設ける
ことにより、トンネルのリニューアル化を図るトンネル
内壁面の改装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、地下鉄、道路用トンネルや歩道用
トンネルなどのトンネルにおいては、経年による老朽化
に伴って、漏水対策や美観性向上などのために内装パネ
ルおよび充填コンクリートによって既設セグメントなど
の既設トンネル覆工体の内面に新たなライニング体を設
けることが行われている。

【０００３】かかる内装パネルとしては、構造上所定の
強度を有し、耐食性や耐候性を備えるとともに、トンネ
ル内の火災に対処し耐火性に優れ、有害なガスが発生し
ないことが要求される。かかる要求に応えるため内装パ
ネルには、従来よりプレキャストコンクリート版が用い
られており、トンネル壁面の改装に当たっては、図１３
に示されるように、既設セグメント５０に対しアンカー
部材５１によりＨ鋼材からなる支保工材５２を、トンネ
ル長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周方向に沿っ
て取付け、この支保工材５２を支持部材として前記プレ
キャストコンクリート版５３を固定し、しかる後、既設
セグメント５０とプレキャストコンクリート版５３との
間に生コンクリートを充填して新たなトンネルライニン
グ体を構築している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内装パ
ネルにプレキャストコンクリート版５３を用いる場合
は、１枚当たりのパネル重量が約４００ｋｇと重いた
め、人力による施工は不可能となり、プレキャストコン
クリート版５３を上部に持ち上げるためエレクターと呼
ばれる特殊架設機械を用いる必要があった。

【０００５】そのため、各プレキャストコンクリート版
を所定の位置に位置決めし固定する作業が機械と人力と
の併用作業となるため、施工効率が悪いとともに、労働
災害の発生が懸念されるなどの問題があった。また、プ
レキャストコンクリート版は欠損しやすく、取り扱いに
慎重を要するとともに、１枚当たりの嵩が大きいため大
量に運搬することが困難であるとともに、仮置きのため
に広いストックヤードを必要とするなどの問題もあっ
た。

【０００６】他方、近年は一部で軽量化が図れるＦＲＰ
板（繊維強化プラスチック）を用いて老朽化した既設ト
ンネルの改装を行う試みが成されている。かかるＦＲＰ
板を使用することにより前述した種々の問題は解決され
ることになるが、ＦＲＰ板はプレキャストコンクリート
版に較べて曲げ強度が不足するため、支保工材による固
定間隔を極端に狭めて強度不足を補う必要があり、取付
けに多くの手間と時間を要するなどの問題があった。ま
た、プレキャストコンクリート版の場合は、コンクリー
ト版自体が構造体となっているため、既設トンネル壁面
との間の配筋は、簡略化若しくは省略することが可能で
あるが、型枠パネルとしてＦＲＰ板を用いた場合には、
充填されるコンクリートが主たるライニング構造体とな
るため、配筋作業にも多くの手間と時間を要するように
なるなどの問題がある。

【０００７】そこで本発明の主たる課題は、従来のプレ
キャストコンクリート版に代えて繊維強化材料からなる
軽量パネルを用いることにより、エレクター等の特殊架
設機械を使用することなく人力による施工を可能とする
とともに、前記軽量パネルの取付け作業および配筋作業
などの効率化を図ったトンネル内壁面の改装方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項１に係る本第１発明は、既設トンネル覆工体の
内壁面に対し、新たなライニング体を設けることにより
トンネル内壁面の改装を図るための改装方法であって、
既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてト
ンネル周方向に沿って支保工材を配設し、これら支保工
材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させ
て繊維強化材料からなる軽量パネルを取付け、前記既設
トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充
填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材
を支持部材として仮設補強材を配設し、コンクリート充
填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去することを
特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に係る本第２発明は、既設
トンネル覆工体の内壁面に対し、新たなライニング体を
設けることによりトンネル内壁面の改装を図るための改
装方法であって、既設トンネル覆工体の長手方向に所定
の間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材を配設
するとともに、先組された先組鉄筋ユニットをトンネル
壁面側に設けてある掛止部材に対し掛止させるようにし
て組み付け、その後前記支保工材を支持部材として、既
設トンネル覆工体から離間させて繊維強化材料からなる
軽量パネルを取付け、前記既設トンネル覆工体と軽量パ
ネルとの間にコンクリートを充填するに際し、前記軽量
パネルの内面側に前記支保工材を支持部材として仮設補
強材を配設し、コンクリート充填の後、硬化を待って前
記仮設補強材を撤去することを特徴とするものである。

【００１０】先ず、軽量パネルを用いることの利点から
述べれば、第１に従来のようにエレクターなどの特殊架
設機械を必要とすることなくパネルの取付けが可能とな
る。その結果、施工効率の向上が図れるようになるとと
もに、労働災害なども未然に防げるようになる。さら
に、工程の変動や他工種との調整も容易に対応可能とな
る。

【００１１】さらに、厚さが薄く（約１０〜２０mm程
度）軽いため、取り扱いが容易になるとともに、大量運
搬が可能になるため、列車の運行に支障を来す事態の発
生を防ぐことが可能となる。また、製作期間も短く生産
効率が非常に高いため、施工現場の進捗工程に応じて円
滑にパネルを供給可能とすることが出来るなどの利点が
もたらされるようになる。

【００１２】特に前記本第１発明では、既設トンネル覆
工体と軽量パネルとの間にコンクリートを充填するに際
し、前記軽量パネルの内面側に前記支保工材を支持部材
として仮設補強材を配設し、コンクリート充填の後、硬
化を待って前記仮設補強材を撤去するようにしている。
その結果、従来のプレキャストコンクリート版を使用し
た場合と同等の固定間隔で軽量パネルの取付けが可能と
なる。すなわち、コンクリート打設による一時的な圧力
を前記仮設補強材が支持するため、前記軽量パネルは支
保工材に対して従来と同等の間隔で取付けても破壊に至
ることはなく、安全かつ効率的な施工が可能となる。

【００１３】一方、本第２発明では、前記仮設補強材を
用いることに加え、先組された先組鉄筋ユニットをトン
ネル壁面側に設けてある掛止部材に対し掛止させるよう
にして組み付けるようにしている。その結果、多大な手
間と時間を要する配筋作業をも短時間で効率的に行える
ようになる。

【００１４】ところで、前記仮設補強材は、前記軽量パ
ネル同士のトンネル長手方向境界部であって、かつ支保
工材の略直上位置に、トンネル周方向に複数段配置で、
左右対の仮設補強材保持金物を固定し、これら左右対の
仮設補強材保持金物により、仮設補強材の両端部が支持
され取付けられていることが望ましい。また、前記仮設
補強材保持金物としては、仮設補強材の外形状に合わせ
た形状を成す補強材保持部と、この補強材保持部の両側
に連設される取付け座部とからなる小片部材で、前記取
付け座部を貫通する取付けボルトを前記支保工材に螺入
させることにより固定され、トンネル長手方向に隣接す
る仮設補強材の支持部を兼用するものであることが望ま
しい。

【００１５】さらに、前記軽量パネルは、フェノール樹
脂またはその発泡体をコア部材として、その外周を繊維
強化プラスチックにより囲繞した複合パネルを用いるこ
とが望ましい。繊維強化プラスチック内部に、フェノー
ル樹脂または発泡フェノールを内封した軽量パネルを用
いた場合には、フェノール樹脂の特性より高難燃性、耐
熱性、低発煙性が格段に向上し、火災発生時であっても
煙や有害ガスの発生を極めて少なくすることができる。

【００１６】また、前記軽量パネルには、コンクリート
密着面側に剥落防止用定着部材を固設してあるものを用
いるのが良い。この剥落防止用定着部材としては、たと
えば先端がＬ字状に屈曲した型鋼材などを用いることが
できる。軽量パネルは、粗度の小さい非常に均一な面と
なっているため、将来的にコンクリートからの剥落が懸
念される。そこで、コンクリート密着面に剥落防止用定
着部材を設け、コンクリート内に確実に定着を取ること
により将来の剥落を完全に防止できるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳述する。図１はトンネル壁面改
装後の地下鉄断面図であり、図２は新設ライニング体の
要部水平断面図である。

【００１８】図１に示されるように、本トンネル壁面の
改装では、リング状に構築された既設セグメント１の内
面側（坑内側）に新たにライニング体を設けることによ
り、トンネルのリニューアル化を図るものであり、図２
に示されるように、トンネル覆工体の長手方向に所定の
間隔をおいてトンネル周方向に沿って支保工材２を配設
するとともに、鉄筋を配筋し、その後前記支保工材２を
支持部材として、既設セグメント１の壁面から離間させ
て繊維強化パネル３を取付け、既設セグメント１と繊維
強化パネル３との間にコンクリートを充填することによ
り新設ライニング体が構築される。なお、改装目的とし
て漏水対策を含む場合には、前記既設セグメント１の内
面に防水シートを張設するのが望ましい。

【００１９】以下、具体的に施工手順に従いながら詳述
すると、既設セグメント１の内壁面に対して、漏水対策
を含む場合には、好ましくは前記既設セグメント１の内
面に防水シート（図示せず）を張設した後、繊維強化パ
ネル３の下地材となる支保工材２を設置する。

【００２０】前記支保工材２は、図２に示されるよう
に、トンネル長手方向に所定の間隔をおいてトンネル周
方向に沿って配設され、図示例ではトンネル半径に沿っ
て曲げ加工されたＨ鋼材からなる型材が使用されてい
る。この支保工材２のトンネル長手方向の配置間隔とし
ては、概ね１．５〜２．５ｍ、好ましくは１．８〜２．
０ｍ程度とされる。

【００２１】前記支保工材２の固定に当たっては、部材
長手方向に所定の間隔をおいた位置にて、支保工材２を
跨ぐ両側位置にそれぞれアンカー４、４を設ける。この
アンカーとしては、たとえばホールインアンカー〔商標
名〕などのように削孔の後、雌ねじ筒の打込みを行うア
ンカーや、レジンカプセル〔商標名〕などの硬化樹脂を
用いて植設されるアンカーなどが好適に用いられる。

【００２２】アンカー４、４の設置を終えたならば、こ
のアンカー頭部に対して、一方側端部により支保工材２
の既設セグメント側フランジ２ａを押え付ける押えプレ
ート５をナット等により固定し、前記支保工材２の固定
を図るようにする。前記押えプレート５は、図４に示さ
れるように、略中央部に長孔５ａが形成された方形板で
あり、一方側端部には、ナット締結面が過大な傾斜面と
ならないように、ライナー部材５ｂが一体的に固設され
ている。

【００２３】前記支保工材２の長手方向には、適宜の間
隔で先組鉄筋ユニット７を掛止させる掛止フック６、６
…が溶接等の固着手段により設けられており、別途、工
場または作業ヤードなどで予め寸法を合わせて格子状に
先組された先組鉄筋ユニット７が前記掛止フック６、６
…に掛止されることにより組み付けられる。

【００２４】前記先組鉄筋ユニット７の組み付けが完了
したならば、次に支保工材２、２の内方側フランジ２
ｂ、２ｂを利用して繊維強化パネル３が取り付けられ
る。

【００２５】前記繊維強化パネル３は、詳細には図６〜
図９に示されるように、トンネル内壁面の曲率に合わせ
て円弧状に加工成形されたパネル体で、本例では特にフ
ェノール樹脂またはその発泡体をコア部材３Ａとして、
その外周を繊維強化プラスチック３Ｂ、好ましくは繊維
強化フェノールにより囲繞した複合パネルが用いられて
いる。前記フェノール樹脂またはその発泡体は、その物
性から高難燃性、耐熱性、低発煙性を示し、火災発生時
であっても煙や有害ガスの発生を極めて少なくすること
ができる。前記繊維強化プラスチックは、ガラス繊維、
炭素繊維、ボロン等の無機繊維、全芳香族ポリアミド、
全芳香族ポリエステル、高強度ビニロンなどの有機繊
維、グラファイト、窒化ケイ素などのウィスカー、鋼、
ステンレスなどの金属繊維などの内添により強化された
複合プラスチック材料である。なお、本発明では繊維強
化プラスチックを用いたが、軽量化が図れ、かつ所定の
強度を有するパネルであれば、繊維強化セラミックなど
プラスチック以外の材料を用いることもできる。

【００２６】前記繊維強化パネル３の側方両端部にはそ
れぞれ、前記支保工材２、２に対する固定のためのパネ
ル固定金具８が上下２段に亘って設けられているととも
に、コンクリート密着面となるパネル裏面には上下方向
に３段配列にて水平方向に沿う剥落防止用定着部材９、
９…が固設されている。

【００２７】前記パネル固定金具８は、詳細には図３に
示されるように、繊維強化パネル３の背面側にライナー
板１３を固設するとともに、これら繊維強化パネル３お
よびライナー板１３を共に貫くボルト１０およびナット
１１によって回動式固定板１４を回動自在に軸支した構
造の金具で、前記ボルト１０およびナット１１の締め過
ぎによって前記回動式固定板１４が回動不能にならない
ように繊維強化パネル３の通孔には、リング管１２が介
在されている。前記ボルト１０と回動式固定板１４とは
溶接等により一体化され、かつボルト１０のネジ先端面
には溝１０ａが形成され、内面側からねじ回しによって
ボルト１０を水平配向位置まで回動させると、前記回動
式固定板１４が回動し、図２に示されるように、繊維強
化パネル３と回動式固定板１４とにより支保工材２の内
方側フランジ２ｂを挟み付けることにより、繊維強化パ
ネル３が固定されるようになっている。なお、図中、符
号１５は前記回動式固定板１４を水平配向位置で位置決
めするための台座である。

【００２８】他方、前記剥落防止用定着部材９は、詳細
には図９に示されるように、スチール製の溝型鋼の一方
側フランジ９ａを接着剤により繊維強化パネル３面に固
着するとともに、一方側フランジ９ａの外面を繊維強化
フェノール樹脂によって固めた構造のもので、背面側に
突出するＬ字フランジ部分がコンクリート中に埋設され
ることにより、将来に亘り繊維強化パネル３がコンクリ
ートから剥落しないように堅固に保持されるようにな
る。

【００２９】かかる繊維強化パネル３は、たとえば１施
工サイクルとなる支保工材２、２間において、トンネル
周方向に連続するように配設される。トンネル周方向に
隣接する繊維強化パネル３、３間では、図５に示される
ように、隣接する一方の繊維強化パネル３側に段差部３
ａを形成するとともに、隣接する他方側の繊維強化パネ
ル３側に前記段差３ａに重合する段差部３ｂを形成し、
かつ目地にシール１６を充填するようにしている。

【００３０】以上の手順により、支保工材２の固定、先
組鉄筋ユニット７の組み付け、繊維強化パネル３の取付
けが完了したならば、次のコンクリート打設に備えて前
記繊維強化パネル３の内面に仮設補強材２１、２１…を
設け、一時的補強を行うようにする。

【００３１】詳細には、図１０〜図１２に示されるよう
に、繊維強化パネル３、３同士のトンネル長手方向境界
部であって、かつ支保工材２の直上位置に、トンネル周
方向に好ましくは複数段配置で左右対の仮設補強材保持
金物２０、２０を固定する。この仮設補強材保持金物２
０は、詳細には図１２に示されるように、仮設補強材２
１の外形状に合わせた形状を成す補強材保持部２０ａ
と、この補強材保持部２０ａの両側に連設される取付け
座部２０ｂ、２０ｂとからなる小片部材で、同図に示さ
れるように、仮設補強材２１を跨ぐ上下位置にそれぞ
れ、繊維強化パネル３を貫通するとともに、支保工材２
のウエブ２ｃに至るネジ孔２ｄを形成し、前記取付け座
部２０ｂ、２０ｂに形成された通孔を貫通させた取付け
ボルト２２の先端を前記ネジ孔２ｄに螺入させることに
より取付けを行い、横方向に沿って配設される仮設補強
材２１の両端部をそれぞれ支持するようになっている。
また、この仮設補強材保持金物２０は、トンネル長手方
向に隣接する仮設補強材２１、２１の支持部を兼用する
ようになっている。

【００３２】以上の要領により繊維強化パネル３の補強
が完了し、コンクリート打設までのすべての工程が完了
したならば、流動化コンクリートを既設セグメント１と
繊維強化パネル３との間の隙間に流し込み、または圧入
等によって充填し、その後コンクリートの硬化を待って
前記仮設補強材保持金物２０および仮設補強材２１の撤
去を行い、支保工材２、２間に新たなライニング体が構
築される。

【００３３】

【発明の効果】以上詳説のとおり本発明によれば、従来
のプレキャストコンクリート版に代えて繊維強化材料か
らなる軽量パネルを用いることにより、エレクター等の
特殊架設機械を使用することなく人力による施工を可能
とするとともに、前記軽量パネルの取付け作業および配
筋作業などの効率化を図り得るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トンネル壁面改装後の地下鉄断面図である。

【図２】新設ライニング部の要部水平断面図である。

【図３】パネル固定金具８を示す、(A)は側面図、(B)は
正面図である。

【図４】押えプレート５の平面図である。

【図５】繊維強化パネル３の接合部拡大断面図である。

【図６】繊維強化パネル３の正面図である。

【図７】繊維強化パネル３の断面図（図６のVII−VII線
矢視図）である。

【図８】繊維強化パネル３の要部拡大断面図である。

【図９】剥落防止用定着部材９取付け部の拡大図であ
る。

【図１０】繊維強化パネル３の内面に設けた仮設補強材
２１の配置態様図である。

【図１１】図１０のXI−XI線矢視図である。

【図１２】仮設補強材２１の固定支持部を示す、(A)は
断面図、(B)は(A)のB-B線矢視図である。

【図１３】従来のプレキャストコンクリート版による改
装後断面図である。

【符号の説明】

１…既設ゼグメント、２…支保工材、３…繊維強化パネ
ル、４…アンカー、５…押えプレート、６…掛止フッ
ク、７…先組鉄筋ユニット、８…パネル固定金具、９…
剥落防止用定着部材、２０…仮設補強材支持金物、２１
…仮設補強材、２２…取付けボルト

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新た
   なライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改
   装を図るための改装方法であって、 既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてト
   ンネル周方向に沿って支保工材を配設し、これら支保工
   材を支持部材として、既設トンネル覆工体から離間させ
   て繊維強化材料からなる軽量パネルを取付け、 前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリ
   ートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記
   支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンク
   リート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去す
   ることを特徴とするトンネル内壁面の改装方法。
2. 【請求項２】既設トンネル覆工体の内壁面に対し、新た
   なライニング体を設けることによりトンネル内壁面の改
   装を図るための改装方法であって、 既設トンネル覆工体の長手方向に所定の間隔をおいてト
   ンネル周方向に沿って支保工材を配設するとともに、先
   組された先組鉄筋ユニットをトンネル壁面側に設けてあ
   る掛止部材に対し掛止させるようにして組み付け、その
   後前記支保工材を支持部材として、既設トンネル覆工体
   から離間させて繊維強化材料からなる軽量パネルを取付
   け、 前記既設トンネル覆工体と軽量パネルとの間にコンクリ
   ートを充填するに際し、前記軽量パネルの内面側に前記
   支保工材を支持部材として仮設補強材を配設し、コンク
   リート充填の後、硬化を待って前記仮設補強材を撤去す
   ることを特徴とするトンネル内壁面の改装方法。
3. 【請求項３】前記仮設補強材は、前記軽量パネル同士の
   トンネル長手方向境界部であって、かつ支保工材の略直
   上位置に、トンネル周方向に複数段配置で、左右対の仮
   設補強材保持金物を固定し、これら左右対の仮設補強材
   保持金物により、仮設補強材の両端部が支持され取付け
   られている請求項１、２いずれかに記載のトンネル内壁
   面の改装方法。
4. 【請求項４】前記仮設補強材保持金物は、仮設補強材の
   外形状に合わせた形状を成す補強材保持部と、この補強
   材保持部の両側に連設される取付け座部とからなる小片
   部材で、前記取付け座部を貫通する取付けボルトを前記
   支保工材に螺入させることにより固定され、トンネル長
   手方向に隣接する仮設補強材の支持部を兼用するもので
   ある請求項３記載のトンネル内壁面の改装方法。
5. 【請求項５】前記軽量パネルは、トンネル周方向に隣接
   する繊維強化パネル間において、隣接する一方の軽量パ
   ネル側に段差部を形成するとともに、隣接する他方側の
   軽量パネル側に前記段差に重合する段差部を形成し、か
   つ目地にシールを充填することにより、トンネル周方向
   に連続させてある請求項１〜４いずれかに記載のトンネ
   ル内壁面の改装方法。
6. 【請求項６】前記軽量パネルは、フェノール樹脂または
   その発泡体をコア部材として、その外周を繊維強化プラ
   スチックにより囲繞した複合パネルを用いている請求項
   １〜５いずれかに記載のトンネル内壁面の改装方法。
7. 【請求項７】前記軽量パネルは、コンクリート密着面側
   に剥落防止用定着部材を固設してある請求項１〜６いず
   れかに記載のトンネル内壁面の改装方法。