JP2020041381A - トンネルにおけるインバート施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トンネル内の道路の車線規制（交通規制）の期間を短くする。インバートの運搬に要するコストを低減し、インバートの設置のための工数、工程を短縮する。【解決手段】この施工方法では、インバート設置部Ｐの掘削完了後、インバート設置部Ｐに鋼殻１０のみを設置してインバート設置部Ｐを埋め戻し、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、鋼殻１０に設けたコンクリート注入口１１を通じて鋼殻１０内にコンクリート１４を注入充填し、合成セグメント１を完成させて、鋼殻１０及び鋼殻１０内部に充填したコンクリート１４の両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗する。【選択図】図１

Description

本発明は、新設又は既設のトンネルの底部地盤にインバートを設置するためのトンネルにおけるインバート施工方法に関する。

山岳トンネルなどを構築する際に、底部地盤に土圧や水圧が大きいというような地質不良部分を含む場合、補強のため、底部地盤にインバートを設置することが行われている。また、インバートが設置されていない既設のトンネルで、トンネル周辺の地質が悪いと、トンネルの舗装版が持ち上がったりトンネルの覆工側壁にひび割れが発生したりするなどトンネルの構造が不安定化することがあり、トンネルの構造を安定化させるために、底部地盤にインバートを追加設置することが行われている。

このような新設又は既設のトンネルの底部地盤にインバートを設置するため、従来より、現場打ちコンクリートによる施工、プレキャストコンクリートによる施工など、各種のインバート施工方法が実施されている。

図４（ａ）に現場打ちコンクリートによる施工を示している。この施工では概ね次のような施工手順を採る。
（１）インバート設置部Ｐを掘削し、その掘削後、型枠を所定の形状寸法に組み立ててコンクリートＣを打設する。
（２）インバート設置部Ｐに打設したコンクリートＣが必要な強度に達するまで養生を行う。
（３）インバート設置部ＰのコンクリートＣが固化し必要な強度を発現したら、型枠を解体し、コンクリートＣの上に土砂を埋め戻して、その上部に仮道路を形成する。
この種のインバート施工方法が特許文献１などに開示されている。

図４（ｂ）にプレキャストコンクリートによる施工を示している。この施工では概ね次のような施工手順を採る。
（１）インバート設置部Ｐを掘削し、その掘削後、工場製作したプレキャストコンクリートＰＣを搬入し、クレーンなどを用いてインバート設置部Ｐの所定の位置に設置する。
（２）インバート設置部ＰのプレキャストコンクリートＰＣとこの下の地山との隙間に裏込め材を充填するため型枠を組み立て、この型枠の組み立て後、隙間に裏込め材として無収縮モルタルを充填する。
（３）無収縮モルタルが固化し必要強度に達したら、型枠を解体し、プレキャストコンクリートＰＣの上に土砂を埋め戻して、その上部に仮道路を形成する。
この種のインバート施工方法が特許文献２などに開示されている。

特開２０００−６４８００号公報 特開平１０−２２０１８６号公報

しかしながら、上記従来のインバート施工方法では、次のような問題がある。
（１）現場打ちコンクリートによる施工は、特に既設のトンネルにインバートを設置する場合に問題となる。この施工の場合、トンネル内でインバート設置部に、型枠を組み立てる必要があるため、作業効率が低く、また、インバート設置部に打設したコンクリートが必要な強度に達するまでは、インバート設置部に土砂の埋め戻しができず、工事期間が必然的に長くなる。このため、供用中のトンネルに現場打ちコンクリートによる施工でインバートを設置するには、トンネルに長期間に亘って車線規制を行う必要がある。工事期間中は交通規制により渋滞が発生するなど社会的影響が大きいため、規制日数の短縮が要請されるところ、その要請に対応することが難しい。
（２）プレキャストコンクリートによる施工では、プレキャストコンクリート１ピースの重量が非常に重く、トンネル内で使用できるクレーンの大きさには制限があることから、プレキャストコンクリート１ピースを吊上げ可能な大きさにするために、インバート設置部でのプレキャストコンクリートの分割数が多くなる。プレキャストコンクリートの分割数が多くなると、製作工場から施工現場までの運搬費が高くなり、また、プレキャストコンクリートの設置の工程（手間）が増えて、工事遅延の原因ともなり、車線規制の解除の日程に影響する。

本発明は、このような従来の問題を解決するものであり、この種のインバート施工方法において、インバート設置部にインバートを設置後、インバート設置部に早期に土砂の埋め戻しを行え、トンネル内の道路の車線規制（交通規制）の期間を短くすること、インバート設置部に設置するインバート（ピース）の重量を軽量化して、インバートの大きさを大型化することにより、運搬に要するコストを低減し、インバートを設置しやすくしてインバート設置の工数、工程を短縮すること、を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、
トンネルの底部地盤にインバートを設置するトンネルにおけるインバート施工方法において、
前記トンネルの底部地盤にインバート設置部を掘削し、
前記インバート設置部の掘削完了後、前記インバート設置部に、コンクリート注入口を有する鋼殻と前記コンクリート注入口から前記鋼殻内に注入されるコンクリートとの合成構造からなる合成セグメントの前記鋼殻のみを設置して、前記インバート設置部を埋め戻し、
前記インバート設置部の埋め戻し後、前記コンクリート注入口を通じて、前記インバート設置部の前記鋼殻内にコンクリートを注入充填し、前記合成セグメントを完成させて、前記鋼殻及び前記鋼殻内部に充填したコンクリートの両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗する、
ことを要旨とする。
そして、このインバート施工方法は、トンネル内での実施に当たり、トンネルの底部地盤をトンネル幅方向に２分割乃至３分割して、前記トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部からインバート設置部の掘削、合成セグメントの鋼殻のみの設置、前記インバート設置部の埋め戻し、前記鋼殻内部へコンクリートの注入充填を順次行って、前記トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部にインバートを設置した後、前記トンネル幅方向に２分割の片側他側に若しくは３分割の残部に順次同様の施工を行って、インバートを設置する。
この場合、鋼殻は、インバート設置部に埋設した合成セグメントに作用する土被り圧やインバート設置部を埋め戻した地盤上を車両が通行する際の交通荷重に対して鋼殻のみで負担できるように、鋼殻の強度、耐力を高めておく。
また、このインバート施工方法は次のように具体化される。
（１）鋼殻に六面鋼殻を用いて、鋼殻をインバート設置部に設置する場合、前記鋼殻を前記インバート設置部に速硬モルタルパックを介して設置し、前記鋼殻と前記鋼殻下の地山との間に裏込め材を注入する。この場合、速硬モルタルパックを鋼殻（六面鋼殻）の底面下部の任意の位置に設置することができる。
また、鋼殻に五面鋼殻を用いて、鋼殻をインバート設置部に設置する場合、前記鋼殻を前記インバート設置部に速硬モルタルパックを介して設置し、前記鋼殻内部にコンクリートを打設する際に、前記コンクリートを前記鋼殻内で前記鋼殻直下の地山に接して注入充填する。この場合、速硬モルタルパックを鋼殻（五面鋼殻）の側壁部の直下に設置する。
（２）鋼殻のコンクリート注入口として鋼殻の一端に穿孔したコンクリート注入孔と前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内部に差し込むコンクリート打設ホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記コンクリート打設ホースの一端を前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内の他端まで差し込み、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記コンクリート打設ホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記コンクリート打設ホースを通じて、前記インバート設置部の前記鋼殻内の他端からコンクリートを注入し、前記コンクリート打設ホースを前記鋼殻から引き抜きながら、前記鋼殻内の一端まで注入し、前記鋼殻内全体に充填する。
また、鋼殻のコンクリート注入口として鋼殻の一端に穿孔したコンクリート注入孔と前記コンクリート注入孔に接続するさや管とを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記さや管の一端を前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔に接続し、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記さや管の他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、コンクリート打設ホースを、前記さや管を通して、前記インバート設置部の前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内の他端まで差し込み、前記鋼殻内の他端からコンクリートを注入し、前記コンクリート打設ホースを前記鋼殻から引き抜きながら、前記鋼殻内の一端まで注入し、前記鋼殻内全体に充填するようにしてもよい。
（３）上記（１）、（２）の場合、鋼殻にコンクリート注入口とともにエア抜き口を併せて設置しておき、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記エア抜き口により前記鋼殻内のエアを抜く。
この場合、鋼殻のエア抜き口として鋼殻の上面に穿孔した複数のエア抜き孔と前記各エア抜き孔に接続する複数のエア通しホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記各エア通しホースの一端を前記鋼殻の前記各エア抜き孔に接続して前記各エア通しホースを前記鋼殻の外側に配置して、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記各エア通しホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記各エア通しホースにより前記鋼殻内のエアを抜くものとする。
また、この場合、鋼殻のエア抜き口として鋼殻内部に形成した通気路及び前記鋼殻の一端に前記通気路に連通させて穿孔したエア抜き孔と前記エア抜き孔に接続するエア通しホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記エア通しホースの一端を前記鋼殻一端の前記エア抜き孔に接続し、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記エア通しホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記エア通しホースにより前記鋼殻内のエアを抜くものとしてもよい。
さらに、この場合、鋼殻内の数箇所にコンクリートの充填状況を感知するための充填感知センサを配置して、前記鋼殻内でのコンクリートの充填状況を確認することが好ましい。

本発明のインバート施工方法によれば、インバート設置部の掘削完了後、インバート設置部に合成セグメントの鋼殻のみを設置して、インバート設置部を埋め戻し、インバート設置部の埋め戻し後、鋼殻に設けたコンクリート注入口を通じて、インバート設置部の鋼殻内にコンクリートを注入充填し、合成セグメントを完成させて、鋼殻及び鋼殻内部に充填したコンクリートの両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗するようにしたので、次のような本発明独自の格別な効果を奏する。
（１）インバート設置部にインバートとして鋼殻のみを設置した後、インバート設置部に早期に土砂の埋め戻しを行うことができ、このインバート設置部の早期の埋め戻しにより、トンネル内の道路の車線規制（交通規制）の解除までの工程を短くすることができ、車線規制の期間（日数）を従来に比べて大幅に短縮することができる。
（２）インバート設置部に設置するインバート（ピース）の重量を軽量化して、インバートの大きさを大型化することができ、このインバートの大型化により、運搬に要するコストを低減し、インバートを設置しやすくしてインバートの設置のための工数、工程を短縮することができる。

本発明の一実施の形態によるトンネルにおけるインバート施工方法の施工手順を示す図（（１）はトンネルの底部地盤にインバート設置部を掘削し、インバート設置部の掘削完了後、インバート設置部に合成セグメントの鋼殻のみを設置した状態を示す図（２）はインバート設置部に鋼殻を設置した後、インバート設置部を埋め戻した状態を示す図（３）はインバート設置部を埋め戻した後、トンネルのインバート設置部に埋設した鋼殻にコンクリートを注入する状態を示す図） 同施工方法で行う、トンネルのインバート設置部に埋設した鋼殻へのコンクリートの打設方法を拡大して示す図 同施工方法で行う、鋼殻のインバート設置部への設置方法、及びインバート設置部における鋼殻と地山接地面との間の処理方法を示す図（（ａ）は鋼殻に六面鋼殻を用いた場合の鋼殻の設置方法及び鋼殻、地山接地面間の処理方法を示す図（ｂ）は鋼殻に五面鋼殻を用いた場合の鋼殻の設置方法及び鋼殻、地山接地面間の処理方法を示す図） 従来のインバート設置工法を示す図（（ａ）は場所打ちコンクリートによる施工を示す図（ｂ）はプレキャストコンクリートによる施工を示す図）

次に、この発明を実施するための形態について図を用いて説明する。

図１に示すように、このトンネルにおけるインバート施工方法は、トンネルＴの底部地盤にインバートＩを設置するのに用いるもので、この施工方法では、トンネルＴの底部地盤にインバート設置部Ｐを掘削し、インバート設置部Ｐの掘削完了後、インバート設置部Ｐに、コンクリート注入口を有する鋼殻１０とコンクリート注入口から鋼殻１０内に注入されるコンクリートとの合成構造からなる合成セグメント１の鋼殻１０のみを設置して、インバート設置部Ｐを埋め戻し、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、コンクリート注入口を通じて、インバート設置部Ｐの鋼殻１０内にコンクリートを注入充填し、合成セグメント１を完成させて、鋼殻１０及び鋼殻１０内部に充填したコンクリートの両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗するものとした。

そして、このインバート施工方法では、トンネルＴ内での実施に当たり、トンネルＴの底部地盤をトンネル幅方向に２分割乃至３分割して、トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部からインバート設置部Ｐの掘削、合成セグメント１の鋼殻１０のみの設置、インバート設置部Ｐの埋め戻し、鋼殻１０内部へコンクリートの注入充填を順次行って、トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部にインバートＩを設置した後、トンネル幅方向に２分割の片側他側に若しくは３分割の残部に順次同様の施工を行って、インバートＩを設置する。

以下、図１及び図２、図３を用いて、供用中の既設のトンネルにインバートを追加設置する工事を例示して、その施工手順を具体的に説明する。
なお、既設のトンネルＴはトンネル内壁がアーチ形構造体Ａにより覆工されており、この工事では、インバート１をこのトンネルＴの底部地盤に設置して、アーチ構造体Ａの下部間に連結する。
また、この場合、トンネルＴの底部地盤をトンネル幅方向に２分割して、施工を行うものとする。

この工事では、まず、図１（１）に示すように、トンネルＴの道路Ｒの略中央に安全柵Ｆを設置する。これにより道路一側Ｒ１（図１中、右側）の自動車の通行を確保する。続いて、この安全柵Ｆの道路他側Ｒ２側に土留め杭Ｓをトンネル軸方向に所定の間隔で打ち込む。そして、道路他側Ｒ２を掘削機械（図示省略）により掘削して、インバート設置部Ｐを形成する。この掘削と併せて、土留め杭Ｓに横矢板（図示省略）を設置して、道路一側Ｒ１の土留めを行っていく。また、この掘削と併せて、トンネル内壁のアーチ形構造体Ａの下部に覆工受け台Ｂを作っていく。そして、インバート設置部Ｐの掘削長が所定の距離（例えば、１０ｍ〜２０ｍ）だけ進む毎に、インバート設置部ＰにインバートＩを設置する。

インバートＩに、既述のとおり、鋼殻１０と鋼殻１０内に注入されるコンクリート１４との合成構造からなる合成セグメント１を使用する（図３参照）。この合成セグメント１の場合、鋼殻１０に六面鋼殻又は五面鋼殻を用い、鋼殻１０がいずれの場合でも、コンクリート１４の注入前であれば、インバートＩとしての重量が、従来のプレキャストコンクリートに比べると、大きく軽量化されるため、この施工方法では、鋼殻１０の大きさをトラックなどで運搬可能な範囲で大型化している。また、この鋼殻１０は、インバート設置部Ｐに埋設した合成セグメント１に作用する土被り圧やインバート設置部Ｐを埋め戻した地盤上を車両が通行する際の交通荷重に対して鋼殻１０のみで負担できるように、鋼殻１０各面の板圧を厚くする、又は鋼殻１０内部に補強用の鉛直部材（板）やリブを設けるなどして、その強度、耐力を高めておく。なお、鋼殻１０内部に補強用の鉛直部材（板）を設ける場合は、この鉛直部材（板）に後述するホース１１１を通すための開口を設けておく。そして、この鋼殻１０には、図２に示すように、上面に、コンクリート注入口１１をエア抜き口１２とともに設ける。この場合、コンクリート注入口１１として、鋼殻１０の一端（上面の板のトンネル内壁側の端部）に穿孔したコンクリート注入孔１１０とこのコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内部に差し込むコンクリート打設ホース１１１とを用いる。また、エア抜き口１２として、鋼殻１０の上面（上面の板）に穿孔した複数のエア抜き孔１２０とこれらエア抜き孔１２０に接続する複数のエア通しホース１２１とを用いる。さらに、この鋼殻１０内には、鋼殻１０内に注入するコンクリート１４の充填状況を確認できるように、上面の板の内面の数箇所に、コンクリート１４の充填状況を感知するための複数の充填感知センサ１３を配置する。

このインバートＩの設置作業では、図１（１）に示すように、合成セグメント１の鋼殻１０のみを設置する。鋼殻１０内に充填するコンクリート１４はあと充填とする。この場合、図３に示すように、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに速硬モルタルを包装した速硬モルタルパック２１を介して設置する。鋼殻１０に六面鋼殻を用いる場合、図３（ａ）に示すように、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに速硬モルタルパック２１を介して設置する。この場合、速硬モルタルパック２１を鋼殻１０の底面下部の任意の位置に設置することができる。このようにして鋼殻１０と鋼殻１０下の地山との間に裏込め材２２を注入する。また、鋼殻１０に五面鋼殻を用いる場合は、図３（ｂ）に示すように、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに速硬モルタルパック２１を介して設置する。この場合、速硬モルタルパック２１を鋼殻１０の側壁部の直下に設置する。このようにして鋼殻１０内部にコンクリート１４を打設する際に、コンクリート１４を鋼殻１０内で鋼殻１０直下の地山に接して注入充填する。これにより、鋼殻１０の接地面の不陸を修正する。また、この場合、複数の鋼殻１０を、図１（１）に示すように、鋼殻１０の長さ方向をトンネル幅方向に向けた状態から、トンネルＴの道路他側Ｒ２のインバート設置部Ｐにおいてトンネル軸方向一端から他端に向けて、トンネル軸方向に並列に設置し連結していく。なお、これらの鋼殻１０は、トンネル内壁側端部をトンネル内壁のアーチ形構造体Ａ下部の覆工受け台Ｂと突き合わせて、この覆工受け台Ｂを介して、アーチ形構造体Ａと一体化させる。

道路他側Ｒ２のインバート設置部Ｐ全体に鋼殻１０を設置したら、図２に示すように、コンクリート打設ホース１１１の一端を鋼殻１０一端のコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内の他端（トンネルＴの中央側端部）まで差し込んでおき、各エア通しホース１２１の一端を鋼殻１０の各エア抜き孔１２０に接続して各エア通しホース１２１を鋼殻１０の外側に配置しておき、ここでは、各鋼殻１０内にコンクリート１４を注入することなく、図１（２）に示すように、インバート設置部Ｐに鋼殻１０の上から土砂を埋め戻す。また、このインバート設置部Ｐの埋め戻しの際には、インバート設置部Ｐに土砂を埋め戻す前に、コンクリート打設ホース１１１の他端（開口）を各エア通しホース１２１の他端（開口）とともにトンネルＴのインバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておく。インバート設置部Ｐの埋め戻し後、その上面を舗装して仮道路を形成し、図１（３）に示すように、インバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておいたコンクリート打設ホース１１１を通じて、インバート設置部Ｐの鋼殻１０内の他端からコンクリート１４を注入し、この鋼殻１０内にコンクリート１４を注入する間、エア抜き口１２により鋼殻１０内のエアを抜きつつ、コンクリート打設ホース１１１を鋼殻１０内から徐々に引き抜きながら、鋼殻１０内の一端まで注入し、鋼殻１０内の各充填感知センサ１３で鋼殻１０内のコンクリート１４の充填状況を確認しながら、鋼殻１０内全体に亘って充填する。なお、鋼殻１０内にコンクリートの充填完了後、エア抜き用の各エア通しホース１２１はインバート設置部Ｐを埋め戻した地盤中の鋼殻１０から引き抜いて取り出してもよく、この地盤中に残置してもよい。後者の場合、各エア通しホース１２１の内部にコンクリート又はモルタルあるいはエポキシ樹脂などのグラウト材を注入し、各エア通しホース１２１の内部に残された空隙を埋める処置を実施する。このようにしてインバート設置部Ｐの埋め戻し後の、インバート設置部Ｐに埋設した鋼殻１０内で、コンクリート１４を養生させる。これにより、この工事の期間中にコンクリート１４を養生させるための特別の工程（期間）を不要とする。このようにしたことで、インバート設置部Ｐに鋼殻１０を設置した後、即時、インバート設置部Ｐを埋め戻し、その上に仮道路を作ることができる。

このようなインバート設置部Ｐの掘削、あと充填式とした合成セグメント１の鋼殻１０のみの設置、インバート設置部Ｐの埋め戻し、鋼殻１０内部へコンクリート１４の注入充填、仮道路の形成の各工程を、トンネルＴの道路他側Ｒ２の底部地盤において、所定の距離（例えば、１０ｍ〜２０ｍ）単位で繰り返し行っていく。したがって、トンネルＴ内の道路他側Ｒ２でインバートＩの設置の施工中は道路他側Ｒ２の車線規制が必要となるが、この施工が道路他側Ｒ２で所定の距離（例えば、１０ｍ〜２０ｍ）単位で行われるので、インバートＩの設置の工事を小刻みに中断して、道路他側Ｒ２の車線規制を小刻みに柔軟に解除することができ、全体として車線規制（の期間）を短くすることができる。
このようにしてトンネル幅方向の道路他側Ｒ２にインバートＩ（合成セグメント１）を設置した後、トンネル幅方向の片側一側Ｒ１に同様の工程で施工を行って、インバートＩ（合成セグメント１）を設置する。トンネルＴ内の道路一側Ｒ１においても、同様にして、インバートＩの設置の施工中は道路一側Ｒ１の車線規制が必要となるが、この施工が道路一側Ｒ１で所定の距離（例えば、１０ｍ〜２０ｍ）単位で行われるので、インバートＩの設置の工事を小刻みに中断して、道路一側Ｒ１の車線規制を小刻みに柔軟に解除することができ、全体として車線規制（の期間）を短くすることができる。

以上説明したように、このインバート施工方法によれば、インバート設置部Ｐの掘削完了後、インバート設置部Ｐに、コンクリート注入口１１０を有する鋼殻１０とコンクリート注入口１１０から鋼殻１０内に注入されるコンクリート１４との合成構造からなるあと充填式の合成セグメント１の鋼殻１０のみを設置して、インバート設置部Ｐを埋め戻し、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、鋼殻１０のコンクリート注入口１１を通じて、インバート設置部Ｐの鋼殻１０内にコンクリート１４を注入充填し、合成セグメント１を完成させて、鋼殻１０及び鋼殻１０内部に充填したコンクリート１４の両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗するようにしたので、インバート設置部Ｐの掘削後、このインバート設置部Ｐに鋼殻１０を設置すれば、インバート設置部Ｐを早期に埋め戻すことができ、インバート設置部Ｐの埋め戻し後は、トンネルＴのインバート設置部Ｐに埋設した鋼殻１０に鋼殻１０のコンクリート注入口１１を通じて、コンクリート１４を注入充填すれば、合成セグメント１は完成し、特にコンクリート１４の養生期間を工事の一つの工程として確保する必要がなく、インバート設置部ＰにインバートＩとしての合成セグメント１を迅速に設置することができる。したがって、トンネル内の道路の車線規制（交通規制）の解除までの工程を短くすることができ、車線規制の期間（日数）を従来に比べて大幅に短縮することができる。また、インバート設置部Ｐを掘削した後、このインバート設置部Ｐにインバートピースとして鋼殻１０のみを設置するようにしたことで、インバート設置部Ｐに設置するインバートピースの重量を軽量化することができ、このインバートピースの軽量化でインバートピースの大きさを大型化することができ、インバートピースの大型化により、インバートピース（すなわち、鋼殻１０）の運搬に要するコストを低減し、インバートピース（鋼殻１０）の設置のための工数、工程を短縮することができる。

そして、このインバート施工方法では、トンネルＴ内での実施に当たり、トンネルＴの底部地盤をトンネル幅方向に２分割して、トンネル幅方向の片側一側からインバート設置部Ｐの掘削、合成セグメント１の鋼殻１０のみの設置、インバート設置部Ｐの埋め戻し、鋼殻１０内部へコンクリート１４の注入充填を順次行って、トンネル幅方向の片側一側にインバートＩを設置した後、トンネル幅方向の片側他側に同様の施工を行って、インバートＩを設置するので、トンネルＴの底部地盤に、片側一側、他側毎に、掘削したインバート設置部Ｐの埋め戻しとインバートＩとして合成セグメント１の設置を早期迅速に行うことができる。したがって、トンネル内の道路の車線規制（交通規制）の解除までの工程を短くすることができ、車線規制の期間（日数）を従来に比べて大幅に短縮することができる。
なお、トンネルＴ内での実施に当たり、トンネルＴの底部地盤をトンネル幅方向に３分割して、トンネル幅方向の一部からインバート設置部Ｐの掘削、合成セグメント１の鋼殻１０のみの設置、インバート設置部Ｐの埋め戻し、鋼殻１０内部へコンクリート１４の注入充填を順次行って、トンネル幅方向の一部にインバートＩを設置した後、トンネル幅方向の残部に順次同様の施工を行って、インバートＩを設置する場合でも、同様である（同様の作用効果が得られる。）。

また、このインバート施工方法では、鋼殻１０に六面鋼殻を用いて、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する場合、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに速硬モルタルパック２１を介して設置し、この鋼殻１０と鋼殻１０下の地山との間に裏込め材２２を注入するので、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに、鋼殻１０の接地面を処理（不陸を修正）して、迅速に設置することができる。また、鋼殻１０に五面鋼殻を用いて、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する場合、（五面鋼殻の開放面をインバート設置部Ｐの設置面に向けて）鋼殻１０をインバート設置部Ｐに速硬モルタルパック２１を介して設置し、鋼殻１０内部にコンクリート１４を打設する際に、コンクリート１４を鋼殻１０内で鋼殻１０直下の地山に接して注入充填するので、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに、鋼殻１０の接地面を処理（不陸を修正）して、迅速に設置することができる。

さらに、このインバート施工方法では、鋼殻１０のコンクリート注入口１１として鋼殻１０の一端に穿孔したコンクリート注入孔１１０とコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内部に差し込むコンクリート打設ホース１１１とを用い、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する際に、コンクリート打設ホース１１１の一端を鋼殻１０一端のコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内の他端まで差し込み、インバート設置部Ｐの埋め戻しの際に、コンクリート打設ホース１１１の他端をインバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、コンクリート打設ホース１１１を通じて、インバート設置部Ｐの鋼殻１０内の他端からコンクリート１４を注入し、コンクリート打設ホース１１１を鋼殻１０から引き抜きながら、鋼殻１０内の一端まで注入し、鋼殻１０内全体に充填するようにしたので、トンネルＴの底部地盤に、合成セグメント１の設置を効率よく迅速に行うことができる。
この場合、鋼殻１０にコンクリート注入口１１とともにエア抜き口１２を併せて設置しておき、鋼殻１０内にコンクリート１４を注入する間、エア抜き口１２により鋼殻１０内のエアを抜くので、鋼殻１０内にコンクリート１４を効率よく迅速に充填することができる。そして、鋼殻１０のエア抜き口１２として鋼殻１０の上面に穿孔した複数のエア抜き孔１２０と各エア抜き孔１２０に接続する複数のエア通しホース１２１とを用い、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する際に、各エア通しホース１２１の一端を鋼殻１０の各エア抜き孔１２０に接続して各エア通しホース１２１を鋼殻１０の外側に配置して、インバート設置部Ｐの埋め戻しの際に、各エア通しホース１２１の他端をインバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、鋼殻１０内にコンクリートを注入する間、各エア通しホース１２１により鋼殻１０内のエアを抜くようにしたので、鋼殻１０内にコンクリートを注入する間、鋼殻１０内からエアを確実に抜くことができる。
また、この場合、鋼殻１０内の数箇所にコンクリート１４の充填状況を感知するための充填感知センサ１３を配置して、各充填感知センサ１３で鋼殻１０内でのコンクリート１４の充填状況を確認するので、コンクリート１４を鋼殻１０内へ確実に充填することができる。

なお、この実施の形態では、鋼殻１０のコンクリート注入口１１として鋼殻１０の一端に穿孔したコンクリート注入孔１１０とコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内部に差し込むコンクリート打設ホース１１１とを用い、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する際に、コンクリート打設ホース１１１の一端を鋼殻１０一端のコンクリート注入孔１１０から鋼殻１０内の他端まで差し込み、インバート設置部Ｐの埋め戻しの際に、コンクリート打設ホース１１１の他端をインバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、コンクリート打設ホース１１１を通じて、インバート設置部Ｐの鋼殻１０内の他端からコンクリートを注入し、コンクリート打設ホース１１１を鋼殻１０から引き抜きながら、鋼殻１０内の一端まで注入し、鋼殻１０内全体に充填するものとしたが、鋼殻のコンクリート注入口として鋼殻の一端に穿孔したコンクリート注入孔とコンクリート注入孔に接続するさや管とを用い、鋼殻をインバート設置部に設置する際に、さや管の一端を鋼殻一端のコンクリート注入孔に接続し、インバート設置部の埋め戻しの際に、さや管の他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部の埋め戻し後、コンクリート打設ホースを、さや管を通して、インバート設置部の鋼殻一端のコンクリート注入孔から鋼殻内の他端まで差し込み、鋼殻内の他端からコンクリートを注入し、コンクリート打設ホースを鋼殻から引き抜きながら、鋼殻内の一端まで注入し、鋼殻内全体に充填するようにしてもよく、このようにしても、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
また、この実施の形態では、鋼殻１０のエア抜き口１２として鋼殻１０の上面に穿孔した複数のエア抜き孔１２０と各エア抜き孔１２０に接続する複数のエア通しホース１２１とを用い、鋼殻１０をインバート設置部Ｐに設置する際に、各エア通しホース１２１の一端を鋼殻１０の各エア抜き孔１２０に接続して各エア通しホース１２１を鋼殻１０の外側に配置して、インバート設置部Ｐの埋め戻しの際に、各エア通しホース１２１の他端をインバート設置部Ｐの埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部Ｐの埋め戻し後、鋼殻１０内にコンクリートを注入する間、各エア通しホース１２１により鋼殻１０内のエアを抜くものとしたが、鋼殻のエア抜き口として鋼殻内部に形成した通気路（例えば、鋼殻内部に複数の補強用の鉛直部材（板）を設けた場合、各鉛直部材の最上部にエア抜き孔を空けて形成したエアの通路など。）及び鋼殻の一端に通気路に連通させて穿孔したエア抜き孔とエア抜き孔に接続するエア通しホース（メッシュ状でもない、ホースの途中途中に孔を有するものでもない、エアが流通可能な一般的なホース）とを用い、鋼殻をインバート設置部に設置する際に、エア通しホースの一端を鋼殻一端のエア抜き孔に接続し、インバート設置部の埋め戻しの際に、エア通しホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、インバート設置部の埋め戻し後、鋼殻内にコンクリートを注入する間、エア通しホースにより鋼殻内のエアを抜くものとしてもよく、このようにしても上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
さらに、この実施の形態では、既設のトンネルの底部地盤にインバートを設置する場合を例示したが、このインバート施工方法は、新設のトンネルの底部地盤であっても、同様に適用できることは勿論である。

Ｔ トンネル
Ａ アーチ形構造体
Ｒ 道路
Ｒ１ 道路一側
Ｒ２ 道路他側
Ｆ 安全柵
Ｓ 土留め杭
Ｂ 覆工受け台
Ｐ インバート設置部
Ｉ インバート
１ 合成セグメント
１０ 鋼殻
１１ コンクリート注入口
１１０ コンクリート注入孔
１１１ コンクリート打設ホース
１２ エア抜き口
１２０ エア抜き孔
１２１ エア抜きホース
１３ 充填感知センサ
１４ コンクリート
２１ 速硬モルタルパック
２２ 裏込め材

Claims (10)

1. トンネルの底部地盤にインバートを設置するトンネルにおけるインバート施工方法において、
   前記トンネルの底部地盤にインバート設置部を掘削し、
   前記インバート設置部の掘削完了後、前記インバート設置部に、コンクリート注入口を有する鋼殻と前記コンクリート注入口から前記鋼殻内に注入されるコンクリートとの合成構造からなる合成セグメントの前記鋼殻のみを設置して、前記インバート設置部を埋め戻し、
   前記インバート設置部の埋め戻し後、前記コンクリート注入口を通じて、前記インバート設置部の前記鋼殻内にコンクリートを注入充填し、前記合成セグメントを完成させて、前記鋼殻及び前記鋼殻内部に充填したコンクリートの両方で、トンネル周辺地山の変形、外力に抵抗する、
   ことを特徴とするトンネルにおけるインバート施工方法。
2. トンネル内での実施に当たり、トンネルの底部地盤をトンネル幅方向に２分割乃至３分割して、前記トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部からインバート設置部の掘削、合成セグメントの鋼殻のみの設置、前記インバート設置部の埋め戻し、前記鋼殻内部へコンクリートの注入充填を順次行って、前記トンネル幅方向に２分割の片側一側若しくは３分割の一部にインバートを設置した後、前記トンネル幅方向に２分割の片側他側に若しくは３分割の残部に順次同様の施工を行って、インバートを設置する請求項１に記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
3. 鋼殻に六面鋼殻を用いて、鋼殻をインバート設置部に設置する場合、前記鋼殻を前記インバート設置部に速硬モルタルパックを介して設置し、前記鋼殻と前記鋼殻下の地山との間に裏込め材を注入する請求項１又は２に記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
4. 鋼殻に五面鋼殻を用いて、鋼殻をインバート設置部に設置する場合、前記鋼殻を前記インバート設置部に速硬モルタルパックを介して設置し、前記鋼殻内部にコンクリートを打設する際に、前記コンクリートを前記鋼殻内で前記鋼殻直下の地山に接して注入充填する請求項１又は２に記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
5. 鋼殻のコンクリート注入口として鋼殻の一端に穿孔したコンクリート注入孔と前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内部に差し込むコンクリート打設ホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記コンクリート打設ホースの一端を前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内の他端まで差し込み、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記コンクリート打設ホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記コンクリート打設ホースを通じて、前記インバート設置部の前記鋼殻内の他端からコンクリートを注入し、前記コンクリート打設ホースを前記鋼殻から引き抜きながら、前記鋼殻内の一端まで注入し、前記鋼殻内全体に充填する請求項１乃至４のいずれかに記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
6. 鋼殻のコンクリート注入口として鋼殻の一端に穿孔したコンクリート注入孔と前記コンクリート注入孔に接続するさや管とを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記さや管の一端を前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔に接続し、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記さや管の他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、コンクリート打設ホースを、前記さや管を通して、前記インバート設置部の前記鋼殻一端の前記コンクリート注入孔から前記鋼殻内の他端まで差し込み、前記鋼殻内の他端からコンクリートを注入し、前記コンクリート打設ホースを前記鋼殻から引き抜きながら、前記鋼殻内の一端まで注入し、前記鋼殻内全体に充填する請求項１乃至４のいずれかに記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
7. 鋼殻にコンクリート注入口とともにエア抜き口を併せて設置しておき、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記エア抜き口により前記鋼殻内のエアを抜く請求項１乃至６のいずれかに記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
8. 鋼殻のエア抜き口として鋼殻の上面に穿孔した複数のエア抜き孔と前記各エア抜き孔に接続する複数のエア通しホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記各エア通しホースの一端を前記鋼殻の前記各エア抜き孔に接続して前記各エア通しホースを前記鋼殻の外側に配置して、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記各エア通しホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記各エア通しホースにより前記鋼殻内のエアを抜く請求項７に記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
9. 鋼殻のエア抜き口として鋼殻内部に形成した通気路及び前記鋼殻の一端に前記通気路に連通させて穿孔したエア抜き孔と前記エア抜き孔に接続するエア通しホースとを用い、前記鋼殻をインバート設置部に設置する際に、前記エア通しホースの一端を前記鋼殻一端の前記エア抜き孔に接続し、前記インバート設置部の埋め戻しの際に、前記エア通しホースの他端をインバート設置部の埋め戻し完了高さより上に取り出しておき、前記インバート設置部の埋め戻し後、前記鋼殻内にコンクリートを注入する間、前記エア通しホースにより前記鋼殻内のエアを抜く請求項７に記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
10. 鋼殻内の数箇所にコンクリートの充填状況を感知するためのセンサを配置して、前記鋼殻内でのコンクリートの充填状況を確認する請求項１乃至９のいずれかに記載のトンネルにおけるインバート施工方法。
    

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