JP2018025082A - 仮設通路及びトンネルインバートの施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネルにおけるインバートコンクリートの打設後に、インバートコンクリートの上方における通行を可能とし、かつ、インバートコンクリートの養生期間を確保することのできる技術を提供する。【解決手段】仮設通路１は、トンネルのインバートコンクリート３を打設した後にインバートコンクリート３の上方に配置され、インバートコンクリート３の上面の形状に合わせた形状の下面２ｂと、平坦な上面２ａとを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルのインバートを施工する技術に関する。

トンネルにおけるインバートの施工方法の主なものとして、以下の３つの方法が知られている。第１の方法は、切羽からのトンネルずり搬出ダンプなどの工事用車両の走路を確保するために、インバートを左右に分割して施工する方法である（例えば、特許文献１）。第２の方法は、インバートの１スパンを跨ぐ長さの桟橋を設置して工事用車両の走路を確保し、桟橋の下でインバートを左右に分割せずに全幅一括して施工する方法である（例えば、特許文献２）。第３の方法は、切羽の掘削を一時中断し、インバートを左右に分割せずに全幅一括して施工する方法である。坑口部やＲＣ覆工構造等の有筋区間で採用される。

特開２００３−１３８８８６号公報 特開２００３−８２９９５号公報

第１の方法では、左右のインバートコンクリートの打ち継ぎ目が構造的な弱部となることで曲げ・圧縮部材であるインバートの強度が低下するおそれがある。また、インバート設置区間長やインバート施工時期等によっては、十分な養生期間を確保できない場合がある。第２の方法では、全幅一括施工であるため、第１の方法のような構造的弱部は生じない。しかし、１スパン施工するたびにトンネルずりでインバートを埋め戻して桟橋を前方へ移設させる必要があるため、インバートコンクリートの十分な養生期間が確保できない。第３の方法では、全幅一括施工であるため、第１の方法のような構造的弱部は生じない。しかし、インバートの施工中は工事用車両が走行できないため、切羽の掘削を中断することになり、工期に及ぼす影響が大きい。

さらに、第２及び第３の方法において十分な養生期間を確保し、かつ、養生期間中もトンネル掘削を行うためには、インバートコンクリートを覆う養生マットの上からトンネルずりで仮埋戻しを行い、養生完了後にトンネルずりを撤去して養生マットを回収することが必要となるが、１スパン毎に養生マットが全損となるため、コストと廃棄物が増加する。トンネルずりによる仮埋戻しに替えて大型土のうを使う方法も考えられるが、大型土のうの設置・撤去に揚重機が別途必要になるとともに、繰返し使用により大型土のうが破損することが考えられる。また、大型土のうの設置面（インバートコンクリートの上面）が曲面であるため、安定した走行路の確保が困難である。

そこで、本発明は、トンネルにおけるインバートコンクリートの打設後に、インバートコンクリートの上方における通行を可能とし、かつ、インバートコンクリートの養生期間を確保することのできる技術を提供する。

本発明は、トンネルのインバートコンクリートの上方に配置され、前記インバートコンクリートの上面の形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材を備える仮設通路を第１の態様として提案する。

上記の第１の態様にかかる仮設通路において、前記支持部材の上面に鉄板又は覆工板を備える、という構成が第２の態様として採用されてもよい。

また、上記の第１の態様または第２の態様にかかる仮設通路において、前記支持部材の下面と前記インバートコンクリートの上面の間に配置される保湿シートを備える、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

また、上記の第３の態様にかかる仮設通路において、前記保湿シートが前記支持部材の下面に取り付けられている、という構成が第４の態様として採用されてもよい。

また、上記の第４の態様にかかる仮設通路において、前記保湿シートが前記支持部材の下面に着脱可能である、という構成が第５の態様として採用されてもよい。

また、上記の第１乃至第５のいずれかの態様にかかる仮設通路において、前記支持部材が前記トンネルの縦断方向、横断方向、高さ方向のうちの少なくとも一方向に２以上に分割されている、という構成が第６の態様として採用されてもよい。

また、上記の第１乃至第６のいずれかの態様にかかる仮設通路において、前記支持部材が、軽量盛土材で構成される上面側の部材と、前記上面側の部材を構成する軽量盛土材よりも弾性率の大きい材料で構成される下面側の部材とを有する、という構成が第７の態様として採用されてもよい。

また、本発明は、トンネルのインバートコンクリートを打設する打設工程と、前記インバートコンクリートの上面に保湿シートを設置する設置工程と、前記設置工程と同時に、または、前記設置工程の後に、前記保湿シートの上に、前記インバートコンクリートの上面の形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材を配置する配置工程と、前記インバートコンクリートの養生期間の経過後に、前記支持部材と前記保湿シートを前記インバートコンクリートの上から撤去する撤去工程とを備えるトンネルインバートの施工方法を第８の態様として提案する。

本発明によれば、トンネルにおけるインバートコンクリートの打設後に、インバートコンクリートの上方における通行を可能とし、かつ、インバートコンクリートの養生期間を確保することができる。

仮設通路１が設置されたトンネルの断面図。 仮設通路１を示す図。 インバートコンクリート３を打設した状態を示す図。 給水パイプ５や鉄板６が設置された状態を示す図。

本発明を実施するための形態の一例について説明する。図１は、仮設通路１が設置されたトンネルの断面図（横断面）である。図２は、仮設通路１を示す図である。図２において、（ａ）は横断面の断面図、（ｂ）は縦断面Ａ−Ａの断面図である。仮設通路１は、支持部材２を備える。支持部材２は、トンネルのインバートコンクリート３を打設した後にインバートコンクリート３の上方に配置され、インバートコンクリート３の上面の形状に合わせた形状の下面２ｂと、平坦な上面２ａとを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される。具体的には、以下のとおりである。なお、図示したトンネルインバートの断面形状は一例であり、例えば上面が平坦な鉄道用トンネルを含めいかなる断面形状のトンネルインバートに本発明を適用してもよい。

支持部材２は、発泡スチロール等の軽量盛土材で作製されたブロック状の部材である。支持部材２の下面２ｂは、インバートコンクリート３の上面の曲率半径と同等の曲率半径の曲面である。トンネル横断方向における支持部材２の上面２ａの幅は、トンネルずり搬出ダンプなどの工事用車両が安全に通行することのできる幅（例えば４乃至５ｍ）を有することが望ましい。また、トンネル横断方向における支持部材２の幅は、インバートコンクリート３の上面を全て覆うことができる幅としてもよい。トンネル縦断方向における支持部材２の長さは任意である。ただし、インバート施工の１スパンの長さ（例えば、１０．５ｍ）と等しいか、それを自然数で分割した長さ（例えば、１０．５ｍを３分割した３．５ｍ）に概ね等しい長さであることが望ましい。

支持部材２は１ブロックとして構成されてもよいが、人力で運搬可能なサイズ及び重量となるようにトンネル横断方向及び縦断方向において２以上のブロックに分割されていることが望ましい。人力で運搬可能なサイズとは、例えば、トンネル横断方向及び縦断方向の長さが１ｍ乃至２ｍ程度以下のサイズである。また、人力で運搬可能な重量とは、例えば、３０ｋｇ乃至４０ｋｇ程度以下の重量である。図２に示した破線は、支持部材２を分割する位置を例示したものである。なお、支持部材２は、高さ方向において２以上のブロックに分割されていてもよい。

仮設通路１は、支持部材２の下面２ｂとインバートコンクリート３の上面の間に配置される保湿シート４を備える。保湿シート４は、いわゆる養生マットであり、保湿シート４の内部に水分を保持してインバートコンクリート３の上面の湿潤状態を保つ。保湿シート４は、支持部材２の下面２ｂに対応するサイズに形成されている。図２の例では、支持部材２がトンネル横断方向に４つに分割されているが、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに対応するサイズに形成されているため、保湿シート４も支持部材２と同様にトンネル横断方向に４つに分割されている。支持部材２の下面２ｂには面ファスナの一方の部材（例えば雄面）が取り付けられており、保湿シート４の上面には当該面ファスナの他方の部材（例えば雌面）が取り付けられている。この構成により、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに取り付けられる。また、この構成により、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに着脱可能である。

インバートコンクリート３の上面における支持部材２に覆われない部分にも保湿シート４が設置される。この支持部材２または保湿シート４のトンネル側壁側の端部付近には、保湿シート４に水を供給する給水パイプ５が設置される。なお、図示した支持部材２の左右の端部形状はいかなる形状でもよい。

インバートコンクリート３に対して保温・保湿養生を行う場合には、支持部材２に発泡スチロール等の保温機能を有する材料を使用するか、または、支持部材２の下面２ｂに設置される保湿シート４に保温機能が付加された保温・保湿シートを使用する。また、支持部材２に覆われない部分の保湿シートには、保温機能が付加された保温・保湿シートを使用する。

支持部材２は車両が通行可能な平坦な上面２ａを有するが、上面２ａの面上を工事用車両が通行すると輪荷重による応力が車輪との接触部の近辺に集中して支持部材２が破損するおそれがある。このような支持部材２の破損を防ぐために、支持部材２の上面２ａに鉄板６が設置される。鉄板６は、工事用車両の輪荷重によって支持部材２の上面２ａに発生する応力が発泡スチロールの許容応力度以下となるように輪荷重を分散させるための部材である。

次に、本実施形態に係るトンネルインバートの施工方法について説明する。本実施形態に係るトンネルインバートの施工方法は、インバートコンクリート３が打設される部分の地山を掘削する掘削工程と、掘削工程において形成された掘削面７にインバートコンクリート３を打設する打設工程と、インバートコンクリート３の上面に保湿シート４を設置する設置工程と、設置工程と同時に、または、設置工程の後に、保湿シート４の上に、インバートコンクリート３の上面の形状に合わせた形状の下面２ｂと平坦な上面２ａとを有し少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材２を配置する配置工程と、インバートコンクリート３の養生期間の経過後に、支持部材２と保湿シート４をインバートコンクリート３の上から撤去する撤去工程と、撤去工程の後に、インバートコンクリート３の上に土砂を埋め戻す埋戻し工程とを備える。具体的には、以下のとおりである。

＜１．アーチ部掘削＞
アーチ部（アーチが形成される部分、すなわち吹付けコンクリート９の下端よりも上側の部分）の地山を掘削した後、鋼製支保の設置、吹付けコンクリート９の吹付け、ロックボルトの打設を行う。地山等級によっては、鋼製支保を設置しない場合もある。

＜２．インバート部掘削＞（掘削工程の一例）
インバート部（インバートコンクリート３が打設される部分、すなわち吹付けコンクリート９の下端よりも下側の部分）の地山を掘削する。

＜３．インバートコンクリート打設＞（打設工程の一例）
インバート部の掘削面７にインバートコンクリート３の妻部の型枠を設置する。型枠の内部に鉄筋を配置する場合もある。型枠を設置したならば、型枠内に生コンクリートを打設する。図３は、インバートコンクリート３を打設した状態を示す図である。

＜４．仮設通路等設置＞（設置工程、配置工程の一例）
インバートコンクリート３の上面をコテ仕上げした後、仮設通路１（支持部材２の下面２ｂに保湿シート４を取り付けたもの）をインバートコンクリート３の上面に設置する。加えて、インバートコンクリート３の上面における支持部材２に覆われない部分にも保湿シート４を設置する。この保湿シート４のトンネル側壁側の端部付近に給水パイプ５を設置する。なお、この工程は、インバートコンクリート３の上面に保湿シート４を設置する設置工程、及び、設置工程と同時に保湿シート４の上に支持部材２を配置する配置工程の一例である。

＜５．鉄板設置＞
数日間の養生の後、脱型し、支持部材２の上面２ａに鉄板６を設置する。図４は、給水パイプ５や鉄板６が設置された状態を示す図である。なお、鉄板６に代えて覆工板を用いてもよい。

鉄板６の設置により、インバートコンクリート３の養生期間中における工事用車両の通行が可能となるため、切羽側における作業を進行させることができる。切羽側における作業の進行中、給水パイプ５を介して保湿シート４に水が供給され、インバートコンクリート３の湿潤養生が行われる。

＜６．仮設通路の移設＞
インバートコンクリート３の養生期間が経過したならば、養生が完了したインバートコンクリート３の上から仮設通路１、保湿シート４及び給水パイプ５を撤去する。なお、撤去された仮設通路１、保湿シート４及び給水パイプ５は、順次新規に打設されたインバートコンクリートの上に移設される。

＜７．埋戻し＞
養生が完了し、仮設通路１、保湿シート４及び給水パイプ５が撤去されたインバートコンクリート３の上に土砂を埋め戻す。この土砂の上を工事用車両が通行可能となる。なお、インバートコンクリートの埋め戻しを行う必要のない鉄道用トンネル等の場合には、埋戻し工程はない。

本実施形態によれば、トンネルにおけるインバートコンクリート３の打設後に、インバートコンクリート３の上方における通行を可能としつつ、インバートコンクリート３の養生期間を確保することができる。また、支持部材２の下面２ｂとインバートコンクリート３の上面の間に保湿シート４が配置されるから、インバートコンクリート３を湿潤養生することができる。また、支持部材２が発泡スチロールで構成されているから、支持部材２は、養生中のインバートコンクリート３を保温する機能も兼ね備えている。また、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに取り付けられているから、インバートコンクリート３の上に保湿シート４を別途設置する手間を省くことができる。また、支持部材２は軽量であり、手作業による移設が可能であるから、保湿シートに擦れや裂け等の損傷を与えることがなく、保湿シートを複数回転用できる。また、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに着脱可能であるから、保湿シート４の交換が容易である。また、支持部材２がトンネルの縦断方向、横断方向、高さ方向のうち少なくとも一方向に２以上に分割されているから、支持部材２の設置および撤去が容易である。

上記の実施形態を次のように変形してもよい。また、複数の変形例を組み合わせてもよい。

＜変形例１＞
支持部材２が、軽量盛土材で構成される上面２ａ側の部材と、上面２ａ側の部材を構成する軽量盛土材よりも弾性率の大きい材料で構成される下面２ｂ側の部材とを有していてもよい。例えば、上面２ａ側の部材として発泡スチロールを用い、下面２ｂ側の部材として発泡ウレタンを用いてもよい。この構成によれば、インバートコンクリート３の上面の湾曲に追従して下面２ｂ側の部材が変形するから、インバートコンクリート３の上面の曲率半径が異なる複数のトンネル間で支持部材２を共用することができる。

＜変形例２＞
上記の実施形態では、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに取り付けられている例を示したが、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに取り付けられていなくてもよい。この変形例に係るトンネルインバートの施工方法は、インバートコンクリート３の上面に保湿シート４を設置する設置工程の後に、保湿シート４の上に支持部材２を配置する配置工程を有することとなる。また、この変形例において、保湿シート４はトンネル横断方向において分割されていなくてもよい。

＜変形例３＞
上記の実施形態では、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに取り付けられ、かつ、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに着脱可能である例を示したが、保湿シート４が支持部材２の下面２ｂに着脱可能でなくてもよい。この構成においては、保湿シート４の交換が必要になった場合には、保湿シート４と支持部材２の両方を交換することとなる。

１…仮設通路、２…支持部材、２ａ…上面、２ｂ…下面、３…インバートコンクリート、４…保湿シート、５…給水パイプ、６…鉄板、７…掘削面、９…吹付けコンクリート

本発明は、トンネルのインバートコンクリートの上方に配置され、前記インバートコンクリートの上面の湾曲した形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有する軽量盛土材で構成される支持部材を備える仮設通路を第１の態様として提案する。

また、本発明は、上トンネルのインバートコンクリートの上方に配置され、前記インバートコンクリートの上面の形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材と、前記支持部材の下面と前記インバートコンクリートの上面の間に配置される保湿シートとを備える仮設通路を第２の態様として提案する。

また、上記の第２の態様にかかる仮設通路において、前記保湿シートが前記支持部材の下面に取り付けられている、という構成が第３の態様として採用されてもよい。

また、上記の第３の態様にかかる仮設通路において、前記保湿シートが前記支持部材の下面に着脱可能である、という構成が第４の態様として採用されてもよい。

また、上記の第１乃至第４のいずれかの態様にかかる仮設通路において、前記支持部材の上面に鉄板又は覆工板を備える、という構成が第５の態様として採用されてもよい。

Claims (8)

1. トンネルのインバートコンクリートの上方に配置され、前記インバートコンクリートの上面の形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材を備える仮設通路。
2. 前記支持部材の上面に鉄板又は覆工板を備える請求項１に記載の仮設通路。
3. 前記支持部材の下面と前記インバートコンクリートの上面の間に配置される保湿シートを備える請求項１または２に記載の仮設通路。
4. 前記保湿シートが前記支持部材の下面に取り付けられている請求項３に記載の仮設通路。
5. 前記保湿シートが前記支持部材の下面に着脱可能である請求項４に記載の仮設通路。
6. 前記支持部材が前記トンネルの縦断方向、横断方向、高さ方向のうちの少なくとも一方向に２以上に分割されている請求項１乃至５のいずれか１項に記載の仮設通路。
7. 前記支持部材が、軽量盛土材で構成される上面側の部材と、前記上面側の部材を構成する軽量盛土材よりも弾性率の大きい材料で構成される下面側の部材とを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の仮設通路。
8. トンネルのインバートコンクリートを打設する打設工程と、
   前記インバートコンクリートの上面に保湿シートを設置する設置工程と、
   前記設置工程と同時に、または、前記設置工程の後に、前記保湿シートの上に、前記インバートコンクリートの上面の形状に合わせた形状の下面と、平坦な上面とを有し、少なくとも一部が軽量盛土材で構成される支持部材を配置する配置工程と、
   前記インバートコンクリートの養生期間の経過後に、前記支持部材と前記保湿シートを前記インバートコンクリートの上から撤去する撤去工程と
   を備えるトンネルインバートの施工方法。

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