JP2009209657A - 覆工用型枠フレーム及び覆工用型枠の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル内で覆工用型枠を簡単に組み付けることができ、作業効率を向上させるとともに、作業の安全性を向上させることができる覆工用型枠フレームを提供することを課題とする。
【解決手段】トンネルＴの内壁面を覆工するときに用いられる覆工用型枠フレーム１０であって、トンネルＴの底面に設置されるベース部材１１と、トンネルＴの両側の内壁面に沿ってそれぞれ配置される二体の側部フレーム１２，１２と、各側部フレーム１２，１２の間で、各側部フレーム１２，１２を支持しており、トンネルＴの軸方向に向けて傾動可能な状態で、ベース部材１１上に取り付けられる支持フレーム１３と、トンネルＴの頂部の内壁面に沿って形成され、両端部が各側部フレーム１２，１２に取り付けられる頂部フレーム１４と、を備えていることを特徴としている。
【選択図】図５

Description

本発明は、トンネルの内壁面を覆工するときに用いられる覆工用型枠フレーム及び覆工用型枠の構築方法に関する。

トンネルの内壁面を覆工するときに用いられる覆工用型枠としては、トンネルの内壁面に沿ってアーチ状に形成された板状の型枠部材と、この型枠部材を内周側から支持している台車と、を備え、トンネルの内壁面と型枠部材との間にコンクリート材を充填する空間を形成するように構成されたものがある。このような覆工用型枠では、トンネルの外で台車上に型枠部材を組み付け、台車をトンネル内で移動させることで、型枠部材を施工位置まで移動させている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３０３７９５号公報（段落００２０、図１）

しかしながら、前記した従来の覆工用型枠では、型枠部材が組み付けられた台車をトンネル内で移動させるときに、トンネル内に設置された作業台車や防音壁を撤去する必要があり、作業効率が低くなってしまう。
そこで、覆工用型枠をトンネル内で組み付けることが望ましいが、トンネルの内壁面と型枠部材との間隔は小さく設定されており、トンネルの内壁面と型枠部材との間にクレーンの吊り具を配置することができないため、クレーン等の揚重機を用いて型枠部材を所定の高さに吊り上げることが困難である。したがって、型枠部材を多数に分割し、トンネル内に仮設した足場を利用して、各型枠部材を所定の高さまで引き上げて、各型枠部材を順次に組み付けているが、高所作業が多くなるため、作業を慎重に行う必要がある。

本発明では、前記した問題を解決し、トンネル内で覆工用型枠を簡単に組み付けることができ、作業効率を向上させるとともに、作業の安全性を向上させることができる覆工用型枠フレーム、及びこの覆工用型枠フレームを用いた覆工用型枠の構築方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明の覆工用型枠フレームは、トンネルの内壁面を覆工するときに用いられる覆工用型枠フレームであって、前記トンネルの底面に設置されるベース部材と、前記トンネルの両側の内壁面に沿ってそれぞれ配置される二体の側部フレームと、前記各側部フレームの間で、前記各側部フレームを支持しており、前記トンネルの軸方向に向けて傾動可能な状態で、前記ベース部材上に取り付けられる支持フレームと、前記トンネルの頂部の内壁面に沿って形成され、両端部が前記各側部フレームに取り付けられる頂部フレームと、を備えていることを特徴としている。

この構成では、支持フレーム及び各側部フレームを倒した状態でベース部材に取り付け、トンネル内で支持フレーム及び各側部フレームを傾動させて立ち上げることで、覆工用型枠フレームをトンネル内で簡単に組み付けることができるため、作業効率を向上させることができる。

前記課題を解決するため、本発明の覆工用型枠の構築方法は、前記覆工用型枠フレームを用いた覆工用型枠の構築方法であって、前記支持フレーム及び前記各側部フレームを倒した状態で、前記トンネル内に設置された前記ベース部材に取り付ける第一工程と、前記トンネル内に設置した揚重機の吊り具を前記支持フレームに取り付け、前記吊り具を引き上げることで、前記支持フレーム及び前記各側部フレームを傾動させて、前記各側部フレームを前記トンネルの両側の内壁面に沿って配置する第二工程と、前記各側部フレームの間に前記頂部フレームを取り付けて、前記覆工用型枠フレームを構築する第三工程と、前記覆工用型枠フレームの外周面に板状の型枠部材を取り付ける第四工程と、を含むことを特徴としている。

この構成では、支持フレーム及び各側部フレームを立ち上げた後に、頂部フレームを取り付けるので、支持フレーム及び各側部フレームを傾動させるときにトンネルの頂部の下方に広いスペースを確保することができ、このスペースに揚重機の吊り具を配置することができるため、揚重機を用いて覆工用型枠フレームをトンネル内で簡単に組み付けることができ、作業効率を向上させることができる。

また、揚重機の吊り具は、各側部フレームの上端部よりも低い位置で支持フレームに取り付けることができるとともに、各側部フレームを立ち上げた後に、頂部フレームを取り付けることで覆工用型枠フレームを構築することができるため、覆工用型枠フレームをトンネル内で組み付けるときに高所作業が少なくなり、作業の安全性を向上させることができる。

本発明の覆工用型枠フレームによれば、覆工用型枠フレームをトンネル内で簡単に組み付けることができるため、作業効率を向上させることができる。
本発明の覆工用型枠の構築方法によれば、揚重機を用いて覆工用型枠フレームをトンネル内で簡単に組み付けることができるため、作業効率を向上させることができるとともに、作業の安全性を向上させることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、トンネルの内壁面にコンクリート材を覆工するときに用いられる覆工用型枠に、本発明の覆工用型枠フレームを用いた構成について説明する。
なお、以下の説明では、図６に示すトンネルＴの右側（切羽面側）を前方とし、トンネルＴの左側（抗口側）を後方とする。

覆工用型枠１は、図５に示すように、トンネルＴの内壁面に沿ってアーチ状に形成されたフレーム体を構成する覆工用型枠フレーム１０と、この覆工用型枠フレーム１０の外周面に取り付けられた板状の型枠部材２０と、を備えている。この覆工用型枠１では、トンネルＴの内壁面に沿うように複数の型枠部材２０・・・が取り付けられており、トンネルＴの内壁面と各型枠部材２０・・・との間にコンクリート材を充填する空間が形成されている。

覆工用型枠フレーム１０は、トンネルＴの底面に設置されるベース部材１１と、トンネルＴの左右両側の内壁面に沿ってそれぞれ配置される二体の側部フレーム１２，１２と、各側部フレーム１２，１２の間でベース部材１１上に取り付けられ、各側部フレーム１２，１２を支持している支持フレーム１３と、トンネルＴの頂部の内壁面に沿って形成され、左右両端部が各側部フレーム１２，１２に取り付けられる頂部フレーム１４と、を備えている。

ベース部材１１は、図６に示すように、トンネルＴの軸方向（前後方向）に沿って底面に設置された二本のレールＲ，Ｒ（図１（ａ）参照）上を走行可能な台車であり、ベース部材１１の本体部１１ａには、レールＲ上を転動する複数の車輪Ｗ，Ｗが取り付けられている。
また、ベース部材１１の下面には複数のジャッキＪ，Ｊが取り付けられている。ベース部材１１をトンネルＴ内の所定位置に固定する場合には、各ジャッキＪ，Ｊを伸長させて底面に当接させ、各ジャッキＪ，Ｊによって本体部１１ａを持ち上げることで、車輪ＷをレールＲから離間させる。

側部フレーム１２は、図１（ａ）に示すように、トンネルＴの側方上部の内壁面に沿うように円弧状に湾曲させた部材であり、二体の側部フレーム１２，１２が左右対称に形成されている。各側部フレーム１２，１２をトンネルＴの左右両側の内壁面に沿ってそれぞれ配置したときには、左右の側部フレーム１２，１２の上端部は、トンネルＴの頂部の下方において、トンネルＴの幅員方向に所定間隔を離して配置される。

支持フレーム１３は、図１（ａ）に示すように、各側部フレーム１２，１２の間に配置された門型のフレームであり、トンネルＴの幅員方向に延ばされた横材１３ａと、上端部が横材１３ａの左右両端部にそれぞれ取り付けられ、下端部がベース部材１１の本体部１１ａの上面に取り付けられた二本の脚部１３ｂ，１３ｂと、を備えている。

横材１３ａの上面には、各側部フレーム１２，１２を所定の高さに支持している複数の斜材１３ｃ・・・が取り付けられている。斜材１３ｃは、一体の側部フレーム１２に対して二本ずつ設けられており、上端部が側部フレーム１２の内周面に取り付けられ、下端部が横材１３ａの上面に取り付けられている。一方の側部フレーム１２において内側に配置された斜材１３ｃと、他方の側部フレーム１２において内側に配置された斜材１３ｃとは、幅員方向に間隔を離して配置されている。

また、横材１３ａの上面において、トンネルＴの幅員方向の中央部には、後記するクレーンＣの吊り具Ｃ１が取り付けられる吊り金具１３ｄが取り付けられている。この吊り金具１３ｄは、各側部フレーム１２，１２の上端部の間の下方に配置されており、トンネルＴ内において低い位置に配置されている。

二本の脚部１３ｂ，１３ｂの下端部は、トンネルＴの軸方向（前後方向）に向けて傾動可能な状態でベース部材１１の本体部１１ａの上面に取り付けられている（図２参照）。
ベース部材１１と脚部１３ｂとはヒンジ構造１５で連結されており、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ベース部材１１の本体部１１ａの上面には、幅方向に所定間隔を離して二体の支持ブラケット１５ａ，１５ａが立設され、脚部１３ｂの下端部の後面には連結ブラケット１５ｂが突設されている。
各支持ブラケット１５ａ，１５ａ及び連結ブラケット１５ｂは板状の部材であり、各支持ブラケット１５ａ，１５ａの間に連結ブラケット１５ｂが配置されている。各支持ブラケット１５ａ，１５ａ及び連結ブラケット１５ｂには幅方向に貫通した孔部が形成されており、各支持ブラケット１５ａ，１５ａ及び連結ブラケット１５ｂの各孔部の中心位置が一致している。

そして、各支持ブラケット１５ａ，１５ａ及び連結ブラケット１５ｂの各孔部に連結ピン１５ｃが挿通されており、連結ブラケット１５ｂは各支持ブラケット１５ａ，１５ａに対して、連結ピン１５ｃの軸周りに回動可能となっている。
このようなヒンジ構造１５によって、各脚部１３ｂ，１３ｂはベース部材１１の本体部１１ａに対して、トンネルＴの軸方向（前後方向）に向けて傾動可能となっている（図３参照）。

なお、図２に示すように、ベース部材１１の本体部１１ａには、前後方向に所定間隔を離して四体の支持ブラケット１５ａ・・・が取り付けられている。すなわち、ベース部材１１の本体部１１ａには、図６に示すように、四体の支持フレーム１３・・・を取り付けることができる。

頂部フレーム１４は、図５に示すように、トンネルＴの幅員方向に延ばされた部材であり、左右両端部が各側部フレーム１２，１２の上端部に取り付けられたときに、トンネルＴの頂部の内壁面に沿って配置されるように円弧状に形成されている。
この頂部フレーム１４は、後記するように、立ち上げられた状態の各側部フレーム１２，１２の上端部に取り付けられるため、その作業性を考慮して小型かつ軽量であることが望ましく、例えば、トンネルＴの幅員方向の長さを１ｍ程度にすることが望ましい。

次に、本発明の覆工用型枠フレーム１０を用いた覆工用型枠１の構築方法について説明する。
本実施形態の覆工用型枠１の構築方法は、支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を倒した状態でベース部材１１に取り付ける第一工程（図２参照）と、クレーンＣによって支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を傾動させて、各側部フレーム１２，１２をトンネルＴの内壁面に沿って配置する第二工程（図１（ａ）参照）と、各側部フレーム１２，１２の間に頂部フレーム１４を取り付けて、覆工用型枠フレーム１０を構築する第三工程（図５参照）と、覆工用型枠フレーム１０の外周面に型枠部材２０を取り付ける第四工程（図５参照）と、を含むものである。

（第一工程）
第一工程では、図２に示すように、レールＲ上でベース部材１１を走行させて、ベース部材１１をトンネルＴ内の施工位置まで移動させる。そして、施工位置でベース部材１１のジャッキＪを伸長させて、本体部１１ａの車輪ＷをレールＲから離間させることで、ベース部材１１をトンネルＴ内の施工位置に固定する。

ベース部材１１を施工位置に固定した後に、最も前側の支持ブラケット１５ａに支持フレーム１３の脚部１３ｂの連結ブラケット１５ｂを連結ピン１５ｃによって連結する。これにより、支持フレーム１３の各脚部１３ｂ，１３ｂ（図１（ａ）参照）の下端部は、ヒンジ構造１５を介してベース部材１１に取り付けられる。
第一工程では、支持フレーム１３を後方側に倒した状態でベース部材１１に取り付けており、この状態で支持フレーム１３に各側部フレーム１２，１２を取り付けることで、各側部フレーム１２，１２も後方側に倒された状態でベース部材１１上に配置される。なお、支持フレーム１３をベース部材１１に取り付ける前に、支持フレーム１３に各側部フレーム１２，１２を取り付けてもよい。

（第二工程）
第二工程では、図３に示すように、トンネルＴ内において、ベース部材１１の後方となる位置にクレーンＣを設置し、このクレーンＣのアームＣ１をベース部材１１の上方に配置し、アームＣ１の先端から吊り下げられた吊り具Ｃ２を支持フレーム１３の吊り金具１３ｄに取り付ける。
そして、クレーンＣの巻き上げ機を駆動させて吊り具Ｃ２を引き上げることで、ヒンジ構造１５を支点として支持フレーム１３を前方に向けて傾動させて立ち上げる。これにより、支持フレーム１３に支持されている各側部フレーム１２，１２も前方に向けて傾動して立ち上げられ、図１（ａ）に示すように、各側部フレーム１２，１２がトンネルＴの左右両側の内壁面に沿って配置される。

なお、各側部フレーム１２，１２の上端部は、トンネルＴの頂部の下方において、トンネルＴの幅員方向に所定間隔を離して配置されており、トンネルＴの頂部の下方に広いスペースが確保されている。前記したように支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を傾動させるときには、トンネルＴの頂部の下方にクレーンＣのアームＣ１の先端部や吊り具Ｃ２が配置されるため、クレーンＣのアームＣ１や吊り具Ｃ２と各側部フレーム１２，１２とを干渉させることなく、クレーンＣによって支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を立ち上げることができる。

図４に示すように、ベース部材１１の本体部１１ａの上面に支持フレーム１３及び側部フレーム１２を立ち上げた後に、ベース部材１１の本体部１１ａの上面と支持フレーム１３の後面と間に支持部材１３ｅを取り付けて、支持フレーム１３及び側部フレーム１２を固定する。

（第三工程）
第三工程では、図５に示すように、頂部フレーム１４の両端部を各側部フレーム１２，１２の上端部に取り付ける。このとき、頂部フレーム１４を各側部フレーム１２，１２の上端部の高さまで搬送することになるが、頂部フレーム１４は長さが１ｍ程度の部材であり、小型かつ軽量であるため、頂部フレーム１４の取り付け作業を簡単かつ安全に行うことができる。

また、第三工程では、各側部フレーム１２，１２の下端部に下部フレーム１６，１６をそれぞれ取り付ける。この下部フレーム１６，１６は、トンネルＴの側方下部の内壁面に沿うように形成された直線状の部材であり、上端部が側部フレーム１２の下端部に取り付けられ、下端部がトンネルＴの底面に当接している。
このように、各側部フレーム１２，１２に頂部フレーム１４及び下部フレーム１６，１６を取り付けることで、トンネルＴの内壁面に沿ってフレーム体が構築される。

（第四工程）
まず、第四工程の前に、図６に示すように、ベース部材１１の本体部１１ａの上面に設けられた他の三体の支持ブラケット１５ａ・・・に、前記した第一工程から第三工程と同様にして、前側から順に支持フレーム１３を取り付け、支持フレーム１３に支持された各側部フレーム１２，１２に頂部フレーム１４及び下部フレーム１６，１６を取り付けて、覆工用型枠フレーム１０を構築する（図１（ａ）参照）。

第四工程では、図１（ａ）及び図６に示すように、トンネルＴの軸方向（前後方向）に延ばされた部材である補助フレーム１７を覆工用型枠フレーム１０の内周面に取り付ける。本実施形態では、覆工用型枠フレーム１０の周方向に所定間隔を離して複数の補助フレーム１７・・・を取り付けている。

さらに、覆工用型枠フレーム１０の外周面に複数の型枠部材２０・・・を取り付けて覆工用型枠１を構築する。
型枠部材２０は板状の部材であり、図５に示すように、トンネルＴの内壁面に沿うように、複数の型枠部材２０・・・を覆工用型枠フレーム１０の外周面に取り付けることで、トンネルＴの内壁面と各型枠部材２０・・・との間にコンクリート材を充填する空間が形成される。

以上のような覆工用型枠フレーム１０では、図３に示すように、支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を倒した状態でベース部材１１に取り付け、トンネルＴ内で支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を傾動させて立ち上げることで、覆工用型枠フレーム１０（図５参照）をトンネルＴ内で簡単に組み付けることができるため、作業効率を向上させることができる。

また、前記した覆工用型枠フレーム１０を用いた覆工用型枠１の構築方法では、図１（ａ）に示すように、支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を傾動させて立ち上げた後に、各側部フレーム１２，１２に頂部フレーム１４を取り付けるので、トンネルＴの頂部の下方に広いスペースを確保することができ、このスペースにクレーンＣ等の揚重機の吊り具Ｃ２を配置することができるため、クレーンＣ等の揚重機を用いて覆工用型枠フレーム１０をトンネルＴ内で簡単に組み付けることができ、作業効率を向上させることができる。

また、クレーンＣ等の揚重機の吊り具Ｃ２は、各側部フレーム１２，１２の上端部よりも低い位置で支持フレーム１３に取り付けることができるとともに、各側部フレーム１２，１２の間に小型かつ軽量な頂部フレーム１４を取り付けるだけで覆工用型枠フレーム１０を構築することができるため、覆工用型枠フレーム１０をトンネルＴ内で組み付けるときに高所作業が少なくなり、作業の安全性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。例えば、本実施形態では、図２に示すように、ベース部材１１がトンネルＴ内を走行可能な台車となっているが、ベース部材１１に車輪Ｗ等の走行手段を設けることなく、ベース部材１１の本体部１１ａをトンネルＴの底面に直接載置してもよい。

また、本実施形態では、トンネルＴ内でベース部材１１に支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を取り付けているが、トンネルＴ内の空間に十分なスペースを確保することができるのであれば、トンネルＴの外でベース部材１１に支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を倒した状態で取り付け、この状態でベース部材１１をトンネルＴ内で走行させて所定の位置まで移動させることもできる。
なお、ベース部材１１に設けられた四体の支持ブラケット１５ａ・・・にそれぞれ支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を取り付け、それぞれの支持フレーム１３及び各側部フレーム１２，１２を倒した状態で、ベース部材１１をトンネルＴ内で移動させてもよい。

また、図５に示す支持フレーム１３、各側部フレーム１２，１２、頂部フレーム１４の形状は限定されるものではなく、トンネルＴの軸断面形状に対応して設定されるものである。

本実施形態の覆工用型枠の構築方法を示した図で、（ａ）は頂部フレームを取り付けていない状態の覆工用型枠フレームを後方側から見た断面図、（ｂ）はヒンジ構造の拡大図、（ｃ）はヒンジ構造の側面図である。 本実施形態の覆工用型枠の構築方法を示した図で、支持フレーム及び側部フレームを倒した状態でベース部材に取り付けた状態の側面図である。 本実施形態の覆工用型枠の構築方法を示した図で、クレーンによって支持フレーム及び各側部フレームを傾動させる態様を示した側面図である。 本実施形態の覆工用型枠の施工方向を示した図で、支持フレーム及び側部フレームを立ち上げた状態の側面図である。 本実施形態の覆工用型枠を後方から見た断面図である。 本実施形態の覆工用型枠を示した側面図である。

符号の説明

１ 覆工用型枠
１０ 覆工用型枠フレーム
１１ ベース部材
１２ 側部フレーム
１３ 支持フレーム
１４ 頂部フレーム
１５ ヒンジ構造
２０ 型枠部材
Ｃ クレーン
Ｃ２ 吊り具
Ｔ トンネル

Claims (2)

1. トンネルの内壁面を覆工するときに用いられる覆工用型枠フレームであって、
   前記トンネルの底面に設置されるベース部材と、
   前記トンネルの両側の内壁面に沿ってそれぞれ配置される二体の側部フレームと、
   前記各側部フレームの間で、前記各側部フレームを支持しており、前記トンネルの軸方向に向けて傾動可能な状態で、前記ベース部材上に取り付けられる支持フレームと、
   前記トンネルの頂部の内壁面に沿って形成され、両端部が前記各側部フレームに取り付けられる頂部フレームと、を備えていることを特徴とする覆工用型枠フレーム。
2. 請求項１に記載の覆工用型枠フレームを用いた覆工用型枠の構築方法であって、
   前記支持フレーム及び前記各側部フレームを倒した状態で、前記トンネル内に設置された前記ベース部材に取り付ける第一工程と、
   前記トンネル内に設置したクレーンの吊り具を前記支持フレームに取り付け、前記吊り具を引き上げることで、前記支持フレーム及び前記各側部フレームを傾動させて、前記各側部フレームを前記トンネルの両側の内壁面に沿って配置する第二工程と、
   前記各側部フレームの間に前記頂部フレームを取り付けて、前記覆工用型枠フレームを構築する第三工程と、
   前記覆工用型枠フレームの外周面に板状の型枠部材を取り付ける第四工程と、
   を含むことを特徴とする覆工用型枠の構築方法。

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