JP2018159220A - 地下構造物の構築方法、褄型枠および地下構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】目地を確保しながら、コンクリート打設の回数を減らす。【解決手段】函体１０を現場打設してトンネルを構築する地下構造物の施工方法において、目地２０を介して隣り合う函体１０，１０の鉄筋を配筋する配筋工程と、目地２０を設ける位置に複数の褄鋼板２２，２２を順次積み上げる褄型枠設置工程と、を備えており、褄鋼板２２に、目地板２３を設けるとともに、褄鋼板２２と直交する方向に、隣り合う函体１０，１０に跨るように連結棒鋼２６を配置した後、目地２０を介して隣り合う函体１０，１０のコンクリートを同時に打設することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、地下構造物の構築方法、褄型枠および地下構造物に関する。

底版、側壁および頂版を備えた鉄筋コンクリート製の地下構造物を複数の函体に分けて構築する方法が知られている。函体は、底版、側壁、頂版の順でコンクリートを現場打設して構築されている。各函体の褄部に配置する型枠は、木製のものが用いられている。コンクリート打設と養生が完了した後は、木製型枠を除去して目地板を設置し、次の函体を形成する工程を行っていた。函体の接続部分には、外周を覆うようにシール継手が設けられており、函体内に地下水が浸入するのを防いでいた（例えば特許文献１，２参照）。

特開平９−１４４１４８号公報 特開２００２−１６７７８９号公報

土木工事においては、工期短縮を要求される場合が多い。工期を短縮するためには、函体を長くしてコンクリート打設する回数を少なくすることが考えられるが、函体が長くなると、地震や不同沈下等による地盤変位を吸収する目地の箇所数が減るため地盤変位に対する追従性が低下してしまう問題があった。

このような観点から、本発明は、目地を確保しながら、コンクリート打設の回数を減らすことができる地下構造物の構築方法、褄型枠および地下構造物を提供することを課題とする。

このような課題を解決するための本発明は、函体を現場打設してトンネルを構築する地下構造物の施工方法において、目地を介して隣り合う前記函体の鉄筋を配筋する配筋工程と、前記目地を設ける位置に複数の褄鋼板を順次積み上げる褄型枠設置工程と、を備えている。そして、前記褄鋼板に、目地板を設けるとともに、前記褄鋼板と直交する方向に、隣り合う前記函体に跨るように連結棒鋼を配置した後、前記目地を介して隣り合う前記函体のコンクリートを同時に打設することを特徴とする。

このような地下構造物の構築方法によれば、隣り合う二つの函体に対して同時にコンクリート打設を行うので、コンクリート打設の回数を減らすことができ、ひいては、工期短縮および工費削減を達成することができる。また、二つの函体に対して同時にコンクリート打設を行っても、隣り合う函体間に目地を確保することができるので、地盤変位を吸収することができる。

また、第二の本発明は、隣り合う函体同士の目地位置に設置される褄型枠であって、前記目地位置に積み上げられる複数の褄鋼板と、前記各褄鋼板の表面に設けられた目地板とを備えている。そして、前記褄鋼板の上縁部および下縁部の少なくとも一方には、連結棒鋼を配するための切欠き部が形成されていることを特徴とする。

このような褄型枠によれば、褄鋼板に目地板が設けられているので、褄型枠が函体間に埋め殺しにされても、目地を確保することができる。また、この褄型枠によれば、隣り合う函体同士を連結棒鋼で連結することができる。さらに、隣り合う二つの函体に対して同時にコンクリート打設できるので、コンクリート打設の回数を減らすことができ、ひいては、工期短縮および工費削減を達成することができる。

本発明では、前記褄鋼板に、溶融亜鉛メッキが施されているものが好ましい。このような構成によれば、コンクリート内に埋設される褄型枠の腐食を防ぐことができる。

さらに、第三の発明は、函体を現場打設して構築される地下構造物において、互いに隣り合う第一函体および第二函体と、前記第一函体と前記第二函体との間に設けられた目地とを備えている。そして、前記目地は、目地板が設けられた複数の褄鋼板を備え、前記目地には、これに交差する複数の連結棒鋼が配置されていることを特徴とする。

このような地下構造物によれば、第一函体と第二函体に対して同時にコンクリート打設する構築方法を採用できるので、工期短縮および工費削減を達成することができる。

本発明は、前記連結棒鋼は、上下に隣り合う前記褄鋼板の間に挿通されているものが好ましい。このような構成によれば、連結棒鋼の設置を容易に行うことができる。

本発明の地下構造物の構築方法、褄型枠および地下構造物によれば、隣り合う函体間に目地を確保することができるとともに、コンクリート打設の回数を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る地下構造物を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る地下構造物を示した断面図である。 函体の接続部分を示した平面図である。 本発明の実施形態に係る褄鋼板を示した正面図である。 本発明の実施形態に係る褄鋼板を積み上げた状態を示した正面図である。 目地の外周部分を示した断面図である。 目地の内周部分を示した断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る地下構造物の構築方法の外側型枠設置工程と架台形成工程の削孔状態を示した斜視図、（ｂ）は外側型枠設置工程と架台形成工程の金具固定状態を示した斜視図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る地下構造物の構築方法の褄型枠設置工程の型枠設置状態を示した斜視図、（ｂ）は褄型枠設置工程の連結棒鋼設置状態を示した斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る地下構造物の構築方法の褄型枠設置工程の褄鋼板上に連結棒鋼と褄鋼板を順次積み上げる状態を示した斜視図である。 架台と褄型枠と連結棒鋼を示した側面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係る褄型枠を側部の型枠で支持した状態を示した平断面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る褄型枠をトンネル内側の型枠で支持した状態を示した平断面図、（ｃ）は本発明の実施形態に係る褄型枠をトンネル外側の型枠で支持した状態を示した平断面図である。

まず、本発明の実施形態に係る地下構造物および褄型枠の構成を説明する。図１に示すように、地下構造物１は、トンネルであり、複数の函体１０，１０を連結してなる。函体１０は、コンクリートを現場打設して構築される。本実施形態に係る地下構造物１は、互いに隣り合う第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂと、目地２０とを備えている。第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂは、コンクリートを現場打設して形成される鉄筋コンクリート製の筒体である。第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂは、いずれも底版１１と側壁１２と頂版１３とを備えている。第一函体１０ａと第二函体１０ｂを構築する際には、同時にコンクリートの打設が行われる。具体的には、第一函体１０ａの底版１１と第二函体１０ｂの底版１１を構築する際には、同時にコンクリートの打設が行われる。第一函体１０ａの側壁１２と第二函体１０ｂの側壁１２を構築する際には、底版１１の形成後に同時にコンクリートの打設が行われる。さらに、第一函体１０ａの頂版１３と第二函体１０ｂの頂版１３を構築する際には、側壁１２の形成後に同時にコンクリートの打設が行われる。なお、同時に打設するとは、型枠の脱型前に一工程で連続して順次打設することを言う。たとえば、第一函体１０ａのコンクリートと第二函体１０ｂのコンクリートを同時に打設する場合の他に、第一函体１０ａのコンクリートと第二函体１０ｂのコンクリートを交互に打設する場合や、第一函体１０ａのコンクリートの打設後に第二函体１０ｂのコンクリートを打設する場合等も含む。

目地２０は、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの間に介設されるものであり、地震や不同沈下等による地盤変位を吸収する役目を果たす。目地２０は、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの間の目地位置に設置された褄型枠２１を、第一函体１０ａと第二函体１０ｂのコンクリート間に埋設することで形成されている。図２に示すように、褄型枠２１は、目地位置に積み上げられる複数の褄鋼板２２，２２・・と、各褄鋼板２２の表面に設けられた目地板２３とを備えている。複数の褄鋼板２２，２２・・を積み上げると、第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂの端面の形状となる。褄鋼板２２は、一枚が約３０ｋｇ程度になるように形成されており、作業者が人力で運搬可能になっている。

褄鋼板２２には、溶融亜鉛メッキ等の防錆処理が施されている。図４に示すように、褄鋼板２２には、補強部材２４が取り付けられている。補強部材２４は、たとえば断面Ｌ字形状のアングルからなり、褄鋼板２２の表面に溶接されている。補強部材２４にも、溶融亜鉛メッキ等の防錆処理が施されている。補強部材２４は、水平方向に延在した状態で褄鋼板２２の表面に取り付けられている。防錆処理および補強部材２４の取付けは工場にて行われている。

褄鋼板２２の上縁部には、接合部材２５が取り付けられている。接合部材２５は、たとえば断面Ｌ字形状のアングルからなり、上下方向に延在している。接合部材２５の下半部は、褄鋼板２２の表面に溶接されている。接合部材２５の上半部は、上方に延出しており、上側に設置される褄鋼板２２の表面に溶接される。接合部材２５にも、溶融亜鉛メッキ等の防錆処理が施されている。

図３および図９に示すように、目地板２３は、伸縮目地材であって、たとえば瀝青繊維質目地板などからなる。目地板２３は、褄鋼板２２の裏面（表面の逆側）に貼り付けられている。目地板２３は、両面テープにて褄鋼板２２の裏面に貼り付けられている。目地板２３は、褄鋼板２２が施工現場へ運搬された後に貼り付けられる。

図４および図５に示すように、褄鋼板２２の上縁部および下縁部の少なくとも一方には、連結棒鋼２６（図９および図１０参照）を配するための切欠き部２７が形成されている。本実施形態の連結棒鋼２６は、隣り合う第一函体１０ａと第二函体１０ｂを連結する鉄筋である。連結棒鋼２６は、褄鋼板２２と直交する方向に延在しており、第一函体１０ａと第二函体１０ｂに跨って埋設されている。切欠き部２７は、半円形状を呈しており、上下方向に隣り合う他の褄鋼板２２に形成された切欠き部２７と組み合わさって、円形形状の貫通孔を形成する（図５参照）。切欠き部２７は、連結棒鋼２６の設置位置に応じて形成されている。褄鋼板２２は、上縁部および下縁部の両方に切欠き部２７が形成されたもの（図４参照）、上縁部のみに切欠き部２７が形成されたもの、下縁部のみに切欠き部２７が形成されたもの、および切欠き部２７が形成されていないものがある。

図６に示すように、褄型枠２１の地山側の端部には、シール部材３０が装着されている。シール部材３０は、目地２０の外周部を覆う。シール部材３０は、保持部３１と、一対の定着部３２，３２と、一対のフランジ部３３，３３とを備えている。保持部３１は、褄型枠２１の端部を挟持する。保持部３１は、褄型枠２１の端部を覆う凹溝３１ａを備えている。定着部３２は、函体１０のコンクリートに定着させる。定着部３２先端部には、拡幅部３２ａが形成されている。フランジ部３３は、函体１０の目地位置の端部に形成された面取り部の表面に当接する。フランジ部３３は、第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂにそれぞれ固定されている。

図７に示すように、褄型枠２１のトンネル内空側の端部は、第一函体１０ａおよび第二函体１０ｂの目地位置の端部に形成された面取り部から僅かに突出している。褄型枠２１の端部は、コンクリート完成後に切断されて、函体１０の内周面よりも面取り部の内側１０ｍｍ程度に位置している。面取り部にはシーリング材３５が充填されている。シーリング材３５は、函体１０の内周面と面一になっている。

次に、本発明の実施形態に係る地下構造物の構築方法を説明する。本実施形態では、底版１１上に側壁１２を構築する場合を例に挙げて説明する。地下構造物の構築方法は、外側型枠設置工程と、配筋工程と、架台形成工程と、褄型枠設置工程と、内側型枠設置工程と、コンクリート打設工程と、型枠脱型工程と、を備えている。

図８の（ａ）に示すように、外側型枠設置工程は、トンネルの地山側に位置する外側型枠４０を設置する工程である。外側型枠４０は木製型枠からなる。外側型枠４０は、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの軸方向全長に渡って形成する。外側型枠４０の目地位置には、シール部材３０の取付下地４１を設ける。図１２にも示すように、取付下地４１は、先端に凹溝４１ａを有する断面山型形状を呈している。凹溝４１ａには、シール部材３０の保持部３１が挿入される。取付下地４１は、上下方向に延在させて、目地位置の外側型枠４０の内側に取り付ける。取付下地４１の取付けが完了した後、図８の（ｂ）に示すように、取付下地４１にシール部材３０を装着する。シール部材３０は、保持部３１を凹溝４１ａに嵌合することで、取付下地４１に装着する。

配筋工程は、隣り合う函体１０，１０用の主筋や帯筋などの鉄筋を配筋する工程である。配筋工程では、目地位置を間に挟んで、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの両方の鉄筋を配筋する。

架台形成工程は、連結棒鋼２６を支持するとともに褄型枠２１を固定するための架台５０（図１１参照）を形成する工程である。架台５０は、一方の函体１０（第一函体１０ａ）に形成される。架台５０を形成するには、まず、図８の（ａ）に示すように、底版１１の天端上の所定位置に、架台５０の固定用のアンカーを設置するための孔５１を削孔する。そして、図８の（ｂ）に示すように、架台５０のベース５２を設置して、アンカーボルト５３で固定する。その後、支柱５４と梁５５（図１１参照）を順次組み立てて架台５０を形成する。架台形成工程は、以下に説明する型枠設置工程と並行して行ってもよい。

褄型枠設置工程は、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの連結位置に複数の褄鋼板２２，２２・・を順次積み上げる工程である。図９の（ａ）に示すように、褄型枠設置工程では、褄鋼板２２を、第一函体１０ａと第二函体１０ｂの連結位置（目地位置）に立てる。褄鋼板２２は、ブラケット５６を介して架台５０に溶接する（図１１参照）。図１２の（ａ）にも示すように、褄鋼板２２の外側端部は、シール部材３０の保持部３１の凹溝３１ａに挿入する。

次に、図９の（ｂ）および図１１に示すように、連結棒鋼２６の一端側を架台５０上に設置する（図１１参照）とともに、連結棒鋼２６の中間部を褄鋼板２２の上縁部の切欠き部２７上に載置する。このとき、目地板２３には切欠き部は形成されていないが、目地板２３が変形することで、連結棒鋼２６が切欠き部２７に装着される。その後、連結棒鋼２６を架台５０および褄鋼板２２に溶接する。ここで、連結棒鋼２６の他端側は、第二函体１０ｂ側に張り出した状態となる。その後、図１０の（ａ）〜（ｃ）に示すように、褄型枠２１および連結棒鋼２６を順次積み上げる。

図１２の（ａ）および（ｃ）に示すように、内側型枠設置工程は、トンネル内空側に位置する内側型枠４５を設置する工程である。内側型枠４５は木製型枠からなる。目地位置では、褄型枠２１の内側端部が内側型枠４５の設置位置よりもトンネル内空側に突出しているため、内側型枠４５は、褄型枠２１を挟むように設置する。内側型枠４５と褄型枠２１の入隅角部には、断面三角形の柱状の面木４６を取り付ける。面木４６は、函体１０の角部を面取り形状に形成するためのものである。

コンクリート打設工程は、第一函体１０ａと第二函体１０ｂにコンクリートを打設する工程である。コンクリート打設工程では、第一函体１０ａと第二函体１０ｂのコンクリートを同時に打設する。

型枠脱型工程は、コンクリートの養生完了後に、褄型枠２１以外の型枠を除去する工程である。本実施形態の型枠脱型工程では、外側型枠４０と内側型枠４５を除去する。図６に示すように、外側型枠４０を除去する際には、取付下地４１も一緒に除去する。これによって、目地２０の外周面にシール部材３０が露出される。図７に示すように、内側型枠４５を除去する際には、面木４６も一緒に除去する。これによって、函体１０の端部に面取り部が形成される。目地位置から突出する褄型枠２１の端部を切断する。切断は、褄型枠２１の端面が、函体１０の内周面よりも１０ｍｍ以上内側に位置するように行う。切断後、褄型枠２１の切断面に、錆止め材を塗布する。面取りされた部分にシーリング材３５を充填して、函体１０の内周面と面一にする（図７参照）。

本実施形態の地下構造物の構築方法、褄型枠２１および地下構造物によれば、隣り合う第一函体１０ａと第二函体１０ｂに対して同時にコンクリート打設を行える。つまり、二つの函体１０，１０の全長の距離に渡ってコンクリート打設を行える。そのため、コンクリート打設回数を減らすことができ、従来は一つの函体１０ごとに必要としていたコンクリート養生期間を省略できる。さらには、褄型枠２１は函体１０，１０間に埋設されるので、その脱型作業を省略できる。したがって、工期を短縮できるとともに、工費を削減することができる。

また、予め目地板２３を褄鋼板２２に貼り付けた状態で褄型枠２１を設置しているので、褄型枠２１が函体１０，１０間に埋め殺しにされても、函体１０，１０間に目地２０を確保することができる。したがって、地震や不同沈下等による地盤変位を吸収することができる。また、目地板を別途設置する作業を省略できる。

さらに、褄鋼板２２の上縁部および下縁部の少なくとも一方に切欠き部２７を形成したので、連結棒鋼２６を、褄型枠２１に直交させることができる。これによって、隣り合う函体１０，１０同士を構造的に接続することができる。また、連結棒鋼２６は、褄型枠２１と交互に設置することができるので、函体１０用の配筋が施された狭い空間内でも、褄型枠２１および連結棒鋼２６の取り回しを容易に行うことができる。

加えて、褄型枠２１は、溶融亜鉛メッキが施されているので、褄型枠２１の腐食を防ぐことができる。

以上、本発明を実施するための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ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。前記実施形態では、隣り合う二つの函体１０，１０間に褄型枠２１を積み上げたが、三つ以上連接された函体の連結位置に褄型枠を設けて、三つ以上の函体のコンクリートを同時に打設するようにしてもよい。このようにすれば、さらなる工期短縮および工費削減を達成することができる。

１ 地下構造物
１０ 函体
１０ａ 第一函体
１０ｂ 第二函体
２０ 目地
２１ 褄型枠
２２ 褄鋼板
２３ 目地板

Claims (5)

1. 函体を現場打設してトンネルを構築する地下構造物の施工方法において、
   目地を介して隣り合う前記函体の鉄筋を配筋する配筋工程と、
   前記目地を設ける位置に複数の褄鋼板を順次積み上げる褄型枠設置工程と、を備えており、
   前記褄鋼板に、目地板を設けるとともに、
   前記褄鋼板と直交する方向に、隣り合う前記函体に跨るように連結棒鋼を配置した後、
   前記目地を介して隣り合う前記函体のコンクリートを同時に打設する
   ことを特徴とする地下構造物の構築方法。
2. 隣り合う函体同士の目地位置に設置される褄型枠であって、
   前記目地位置に積み上げられる複数の褄鋼板と、前記各褄鋼板の表面に設けられた目地板とを備え、
   前記褄鋼板の上縁部および下縁部の少なくとも一方には、連結棒鋼を配するための切欠き部が形成されている
   ことを特徴とする褄型枠。
3. 前記褄鋼板に、溶融亜鉛メッキが施されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の褄型枠。
4. 函体を現場打設して構築される地下構造物において、
   互いに隣り合う第一函体および第二函体と、前記第一函体と前記第二函体との間に設けられた目地とを備えており、
   前記目地は、目地板が設けられた複数の褄鋼板を備え、
   前記目地には、これに交差する複数の連結棒鋼が配置されている
   ことを特徴とする地下構造物。
5. 前記連結棒鋼は、上下に隣り合う前記褄鋼板の間に挿通されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の地下構造物。

Images