JP2008308855A - 覆工コンクリートの構築方法、覆工コンクリート構造 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートの構築方法を提供する。
【解決手段】構築すべき覆工コンクリート３０の内壁面に沿うように、トンネル１の下部に当たる部分が開放した状態に展開可能であると共に、トンネル１の中心に向かって縮径可能な複数のテレフォーム１０を、展開した状態で長さ方向に連結し、連結されたテレフォーム１０のうち、コンクリートの打設進行方向前端の少なくとも一以上のテレフォーム１０の外周に当たる部分にコンクリート３０を打設し、打設したコンクリート３０を養生させるとともに、連結されたテレフォーム１０のうちの少なくとも一以上のテレフォーム１０を、打設の進行方向前端の少なくとも一以上のテレフォーム１０のさらに前方に移動して連結する作業を繰り返すことにより、トンネル１０孔の内壁に沿うように覆工コンクリート３０を構築する方法であって、トンネル１内の下部の両側部に支持コンクリート３１を構築し、テレフォーム１０両端部を支持コンクリート３１で支持する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートをテレフォームを用いて構築する方法に関する。

従来より、トンネルの内壁に二次覆工体を形成する方法として、トンネルの外周面に沿うように、外周方向に向かって展開可能であると共に、トンネルの中心に向けて縮径可能なテレフォーム（テレスコピック形型枠）を用いる方法が知られている。テレフォームを用いて覆工コンクリートを構築する場合には、テレフォームをトンネル内壁に沿うように展開させた状態でテレフォームの外周にコンクリートを打設し、この打設したコンクリートが脱型強度となるまで所定の期間養生する。そして、この養生期間が経過した後、テレフォームを縮径させて脱型し、縮径させた状態で次回のコンクリート打設位置まで移動し、再びトンネルの内壁に沿うように展開させる。この工程を繰り返すことにより、覆工コンクリートを連続的に構築することができる。

しかしながら、上記の方法では、打設したコンクリートが所定の脱型強度となるまで、約１日間程度コンクリートを養生せねばならず、この間、テレフォームを移動させることができないため、施工期間が長期化するという問題がある。そこで、例えば、特許文献１には、テレフォームを前後に連結し、後方のテレフォームに当たる領域をコンクリートを養生する養生領域とするとともに前方のテレフォームに当たる領域をコンクリートを打設する打設領域とし、前方のテレフォームに打設したコンクリートを養生している間に後方のテレフォームを前方のテレフォームのさらに前方に移動して連結する作業を繰り返すことにより、覆工コンクリートを構築する方法が記載されている。この方法によれば、コンクリートが所定の脱型強度となるまで待機する必要がないため、施工期間を短縮できる。
特開２００３―１５５８９８号公報

しかしながら、特許文献１には、円形断面のトンネルに環状に覆工コンクリートを打設する場合のみしか記載されていない。円形断面のトンネルに覆工コンクリートを打設する際に用いられるテレフォームは環状であり、安定な構造であるため、コンクリートの打設圧力が作用しても変形することがない。これに対して、例えば、馬蹄形断面のトンネルに覆工コンクリートを打設する際にテレフォームを用いようとすると、テレフォームの下部が開放された形状となるため、コンクリートの打設圧力に抵抗できるように反力をとらなければならない。反力をとらずに、テレフォームの両端部を地盤上に接地させた状態とすると、両端部が拘束されないため、非常に不安定となる。

また、このように連続して覆工コンクリートを構築する場合には、構造物がマッシブなものとなり、硬化時に発生する水和熱によって構造物にひび割れが発生しやすくなるという問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートの構築方法を提供することであり、さらに、覆工コンクリートのひび割れを制御することである。

本発明の覆工コンクリートの構築方法は、掘削されたトンネル内に、当該トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートを構築するにあたり、構築すべき前記覆工コンクリートの内壁面に沿うように、前記トンネルの下部に当たる部分が開放した状態に展開可能であると共に、前記トンネルの中心に向かって縮径可能な複数のテレフォームを、展開した状態で長さ方向に連結し、前記連結されたテレフォームのうち、コンクリートの打設進行方向前端の少なくとも一以上のテレフォームの外周に当たる部分にコンクリートを打設し、打設したコンクリートを養生させるとともに、養生が終わったコンクリートに対応する一以上のテレフォームを、前記打設進行方向の前端の少なくとも一以上のテレフォームのさらに前方に移動して連結する作業を繰り返すことにより、前記トンネル孔の内壁に沿うように覆工コンクリートを構築する方法であって、前記トンネル内の前記下部の両側部に支持コンクリートを構築し、前記テレフォーム両端部を前記支持コンクリートで支持することを特徴とする。

ここで、前記支持コンクリートは、予め構築された前記覆工コンクリートの両端部を構成するコンクリートであってもよく、また、前記支持コンクリートは前記トンネルの下部に構築されたインバートコンクリートの少なくとも一部であってもよい。

また、前記テレフォームは、前記トンネルの軸方向の少なくとも何れか一方の端部に当該テレフォームの外周面より外側に向かって突出するように進退可能な目地金物を備え、前記コンクリートを打設する際に、前記複数のテレフォームのうち少なくとも一以上のテレフォームの前記目地金物を突出させることにより、前記覆工コンクリートに目地を形成してもよい。
なお、本発明は、上記の方法により構築された覆工コンクリート構造を含むものとする。

本発明によれば、トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートを構築する場合であっても、地盤に支持コンクリートを構築し、この支持コンクリートによりテレフォームの両端部を支持するため、テレフォームはコンクリートの打設圧に対して抵抗することができる。また、テレフォームに取り付けられた目地金物を外周方向に突出させた状態で、覆工コンクリートを打設することにより、覆工コンクリートにひび割れ誘発目地を形成することができ、ひび割れの生じる位置を制御することができる。

以下、本発明の覆工コンクリートの打設方法の一実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、馬蹄形状にトンネルを掘削し、このトンネルの内壁に沿って、トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートを構築する場合を例として説明する。
図１は、本実施形態の覆工コンクリート３０の構築方法に用いられるテレフォーム１０を示す図である。同図（Ａ）に示すように、テレフォーム１０は、トンネル孔１の内周に沿って湾曲するように形成された複数の型枠部材２０からなり、これらの型枠部材２０が円弧状に接続されることにより構成される。隣接する型枠部材２０は回動可能に接続され、隣接する型枠部材２０の間にはこれらを跨ぐように油圧ジャッキ２１が取り付けられている。また、型枠部材２０には周方向及び長さ方向に適宜な間隔でコンクリート打設用の開口２０Ａが設けられており、この開口２０Ａを通してテレフォーム１０の外側にコンクリート３０を打設することができる。

また、図１に示すように、テレフォーム１０の両端部の下方には、予め支持コンクリート３１が構築されており、この支持コンクリート３１はアンカー３２により地盤に定着されている。なお、この支持コンクリート３１は現場打ちコンクリートであっても、プレキャストコンクリートであっても構わない。

覆工コンクリート３０を打設する際には、図１（Ａ）に示すように、油圧ジャッキ２１を伸長させることにより、型枠部材２０をトンネル孔１の内周面に沿うように展開する。そして、テレフォーム１０の両端部を支持コンクリート３１にボルトで固定する。これにより、テレフォーム１０は支持コンクリート３１を介して、地盤に強固に支持されるため、覆工コンクリート３０を打設する際に、テレフォーム１０に作用するコンクリートの打設圧力に抵抗することができる。

また、テレフォーム１０を移動させる際には、テレフォーム１０の両端部を支持コンクリート３１に固定するボルトを取り外し、図１（Ｂ）に示すように、油圧ジャッキ２１を収縮させることにより、型枠部材２０の接続部を屈曲させて、テレフォーム１０を縮径させる。このようにテレフォーム１０を縮径させた状態で、トンネル孔１内の地盤２上に敷設されたレール４１上を移動可能な移動架台２２に載せて、展開した状態の他のテレフォーム１０内を通して移動させることができる。

図２は、トンネル１の軸方向にテレフォーム１０を連結した状態におけるテレフォーム１０を構成する型枠部材２０の接続部の拡大図である。同図（Ａ）に示すように、型枠部材２０のトンネル１の軸方向の一方の端部（図２では、コンクリートの構築の進行方向に対して後方の端部）には、全周にわたって内周方向に突出する突出部２０Ｂが形成されており、この突出部２０Ｂには、油圧ジャッキ等（不図示）により外周方向に向かって進退可能な目地金物２３が取り付けられている。覆工コンクリート３０の打設作業を行う際には、テレフォーム１０を連結するとともに、図２（Ａ）に示すように、目地金物２３を型枠部材２０の表面より外周方向に向かって突出させておき、この状態でコンクリート３０を打設する。

そして、図２（Ｂ）に示すように、所定の養生期間が経過し、打設したコンクリート３０が硬化した後、テレフォーム１０を移動する前に、油圧ジャッキにより目地金物２３を内周方向に後退させる。なお、この際、目地金物２３にはテーパーが設けられているため、容易に覆工コンクリート３０から取り外すことができる。このようにして、図３に示すように、覆工コンクリート３０の全周にわたって、ひび割れ発生箇所を制御するためのひび割れの誘発目地３３を形成することができる。

次に、本実施形態の覆工コンクリート３０の構築方法について説明する。
図４は、本実施形態の覆工コンクリートの構築方法を説明するための図である。同図に示すように、馬蹄形に掘削されたトンネル孔１内に、覆工コンクリート３０の打設に先立ち、まず、枕木４０及びレール４１を地盤上に敷設し、このレール４１上の先頭に配置された鉄筋組立用の足場台車４２により覆工コンクリート３０内に埋設されるアーチ鉄筋４３を組み立てる。さらに、この足場台車４２には、アジテータカー４４及びこれに連結されたコンクリートポンプ車４５が後続する。このアジテータカー４４及びコンクリートポンプ車４５の後部を支持コンクリート３１の構築領域とし、さらに、この支持コンクリート３１の構築領域の後部で覆工コンクリート３０を打設する。

図５は、覆工コンクリート３０の構築方法を模式的に示す図である。同図に示すように、テレフォーム１０は、トンネル孔１の内周面に沿うように展開した状態で、長さ方向に複数（図５では、６体）連結されている。覆工コンクリート３０の打設領域は、コンクリートが打設され、既に養生を終えた領域Ａと、コンクリートが打設され、養生期間にあるコンクリート養生領域Ｂと、コンクリートが打設されている状態のコンクリート打設領域Ｃとからなる。１〜６番のテレフォーム１０は、トンネル孔１の内壁に沿うように展開しており、その両端部は支持コンクリート３１に固定されている。

図５（Ａ）に示す状態では、進行方向に向かって１〜４番のテレフォーム１０にあたる領域がコンクリート打設領域Ｃにあたり、５〜６番のテレフォーム１０にあたる領域が養生を終えた領域Ａにあたる。このコンクリートの打設領域Ｃに当たる部分に、既に養生を終えた領域Ａ側から（すなわち、４番のテレフォームから１番のテレフォームに向かって）コンクリートを打設する。この際、上記説明したように、テレフォーム１０は支持コンクリート３１に固定されているため、コンクリートの打設圧力に対して抵抗することができる。なお、コンクリートの打設は、型枠部材２０に設けられた開口２０Ａを通して行えばよい。コンクリートの打設が完了することにより、１〜４番のテレフォーム１０にあたる領域は、養生領域Ｂとなる。なお、上記のように４番から１番のテレフォームに向かってコンクリート３０を打設しており、夫々の領域のコンクリートの養生期間は、各領域にコンクリートの打設が完了した時点を始点として、計測することができる。

次に、図５（Ｂ）に示すように、すでに、養生を終えた領域Ａにあたる６番のテレフォーム１０を支持コンクリート３１に固定するボルトを取り外すとともに、目地金物２３をテレフォーム１０の内側に後退させる。そして、６番のテレフォームを縮径させてレール４１上を移動可能な移動用足場２２により１番のテレフォーム１０の前方に移動させる。１番のテレフォーム１０の前方まで移動させた後、トンネル孔１の内壁に沿うように展開させて１番のテレフォーム１０の前方に連結し、６番のテレフォーム１０の両端部を支持コンクリート３１にボルトで固定する。

次に、これと同様に、５番のテレフォーム１０を支持コンクリート３１に固定するボルトを取り外すとともに、目地金物２３をテレフォーム１０の内側に後退させる。そして、５番のテレフォームを縮径させて６番のテレフォーム１０の前方に移動し、トンネル孔１の内壁に沿うように展開させて６番のテレフォーム１０の前方に連結するとともに、５番のテレフォーム１０の両端部を支持コンクリート３１にボルトにより固定する。なお、５番及び６番のテレフォーム１０を連結する際、夫々のテレフォーム１０の目地金物２３を外周に向かって突出させる。

上記のように４番から１番の順序で各領域にコンクリートを打設したため、図５（Ｃ）に示すように、４番から１番の順序で養生が完了し、既に養生を終えた領域Ａとなる。なお、図５（Ｃ）では４番及び３番の養生が完了した状態を示す。このように４番の領域のコンクリートの養生が完了した後、上記の５番や６番のテレフォーム１０を移動した場合と同様に、４番のテレフォーム１０を支持コンクリート３１に固定するボルトを取り外し、縮径させる。そして、この状態で５番のテレフォーム１０の前方に移動させ、トンネル孔１の内壁に沿うように展開させ、５番のテレフォーム１０に連結し、両端部を支持コンクリート３１にボルトにより固定する。

さらに、３番の領域のコンクリートの養生が完了した後、３番のテレフォーム１０を支持コンクリート３１に固定するボルトを取り外す。そして、この状態で４番のテレフォームの前方に移動させて、３番のテレフォーム１０に連結し、両端部を支持コンクリート３１にボルトにより固定する。なお、３番及び４番のテレフォーム１０を連結する際、夫々のテレフォーム１０の目地金物２３を外周に向かって突出させる。これにより、図５（Ｄ）に示すように、３〜６番のテレフォーム１０により次回のコンクリート３０の打設領域Ｃを形成できる。
上記の工程を繰り返すことにより連続的に覆工コンクリート３０を構築することができる。

以上説明したように、本実施形態の覆工コンクリート３０の構築方法によれば、複数のテレフォーム１０を用いて、養生期間中のテレフォーム１０の前方に養生期間が完了した工法のテレフォームを移動させて接続させることにより、養生期間が完了したテレフォーム１０を遊ばせることなく、次回のコンクリート３０の打設を行うことができるため、施工期間を短縮することができる。

また、テレフォーム１０の両端部の下方に支持コンクリート３１を構築し、テレフォーム１０の両端部をこの支持コンクリート３１に固定するため、テレフォーム１０が覆工コンクリート３０の打設圧に抵抗することができ、テレフォーム１０が安定した状態で覆工コンクリート３０の打設を行うことができる。

さらに、テレフォーム１０の端部に目地金物２３を外周方向に進退可能に取り付けておき、この目地金物２３を突出させた状態でコンクリート３０を打設することにより、覆工コンクリート３０にひび割れ誘発目地３０Ａを形成することができる。ひび割れ誘発目地３０Ａを形成することにより、水和熱などにより覆工コンクリート３０Ａ内に応力が発生しても、ひび割れ誘発目地に当たる位置にひび割れを誘発させることが可能となる。

なお、本実施形態では、テレフォーム１０の両端部にあたる位置の地盤内に支持コンクリート３１を構築し、この支持コンクリート３１にテレフォーム１０を固定する構成としたが、テレフォーム１０を固定する対象として用いることができるのは支持コンクリート３１に限られない。図６は、テレフォーム１０を支持する別の方法を説明するための図である。この方法では、移動式鋼製型枠やスリップフォーム工法により、覆工コンクリート３０の両端部にあたる部分のコンクリート３４（以下、先行コンクリートという）を先行して構築する。そして、この先行コンクリート３４にテレフォーム１０の両端部をボルト等により固定する。このような構成によっても、テレフォーム１０を強固に支持することが可能となり、コンクリート３０の打設圧力に対して抵抗することができる。さらに、上記の支持コンクリート３１及び先行コンクリート３４ともに構築し、これらにテレフォーム１０の両端部を固定する構成としてもよい。

また、覆工コンクリート３１の構築に先行して、トンネルの下部に構築されるインバートコンクリートの少なくともテレフォーム１０の両端部の下方に当たる部分を構築し、このコンクリートにテレフォーム１０の両端部を固定する構成としてもよい。

また、本実施形態では、６体のテレフォーム１０を連結して、覆工コンクリート３１の構築を行う構成としたが、これに限らず、少なくとも２体以上のテレフォーム１０を用いれば、本発明の覆工コンクリート３１の構築方法を実施することができる。ただし、多数のテレフォーム１０を用いることにより、複数のテレフォーム１０の外周にあたる領域を打設領域としてコンクリートを打設し、養生期間が経過した領域のテレフォーム１０から脱型及び移動作業を行うことができるため、効率よく施工を行うことができる。
また、本実施形態では、テレフォーム１０の端部において目地金物２３を突出させる構成としたが、目地金物２３を突出させる箇所は任意であり、ひび割れの制御計画に従って行えばよい。

本実施形態の覆工コンクリートの構築方法に用いられるテレフォームを示す図である。 テレフォームを連結した状態における型枠部材の端部の拡大図である。 覆工コンクリートに形成されたひび割れ誘発目地を示す図である。 本実施形態の覆工コンクリートの構築方法を説明するための図である。 覆工コンクリートの構築方法を模式的に示す図である。 テレフォームを支持する別の方法を説明するための図である。

符号の説明

１ トンネル孔
１０ テレフォーム
２０ 型枠部材
２０Ａ 開口
２０Ｂ 突出部
２１ 油圧ジャッキ
２２ 移動架台
３０ 覆工コンクリート
３１ 支持コンクリート
３２ アンカー
３３ 誘発目地
３４ 先行コンクリート
４０ 枕木
４１ レール
４２ 足場台車
４３ アーチ鉄筋
４４ アジテータカー
４５ コンクリートポンプ車

Claims (5)

1. 掘削されたトンネル内に、当該トンネルの下部に当たる部分が開放された形状の覆工コンクリートを構築するにあたり、構築すべき前記覆工コンクリートの内壁面に沿うように、前記トンネルの下部に当たる部分が開放した状態に展開可能であると共に、前記トンネルの中心に向かって縮径可能な複数のテレフォームを、展開した状態で長さ方向に連結し、前記連結されたテレフォームのうち、コンクリートの打設進行方向前端の少なくとも一以上のテレフォームの外周に当たる部分にコンクリートを打設し、打設したコンクリートを養生させるとともに、養生が終わったコンクリートに対応する一以上のテレフォームを、前記打設進行方向の前端の少なくとも一以上のテレフォームのさらに前方に移動して連結する作業を繰り返すことにより、前記トンネル孔の内壁に沿うように覆工コンクリートを構築する方法であって、
   前記トンネル内の前記下部の両側部に支持コンクリートを構築し、前記テレフォーム両端部を前記支持コンクリートで支持することを特徴とする覆工コンクリートの構築方法。
2. 前記支持コンクリートは、予め構築された前記覆工コンクリートの両端部を構成するコンクリートであることを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリートの構築方法。
3. 前記支持コンクリートは前記トンネルの下部に構築されたインバートコンクリートの少なくとも一部であることを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリートの構築方法。
4. 前記テレフォームは、前記トンネルの軸方向の少なくとも何れか一方の端部に当該テレフォームの外周面より外側に向かって突出するように進退可能な目地金物を備え、
   前記コンクリートを打設する際に、前記複数のテレフォームのうち少なくとも一以上のテレフォームの前記目地金物を突出させることにより、前記覆工コンクリートに目地を形成することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の覆工コンクリートの構築方法。
5. 請求項１から４何れかに記載の方法により構築された覆工コンクリート構造。

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