JP2528692B2 - トンネルのひび割れ誘発目地形成装置およびこのトンネルのひび割れ誘発目地形成装置の切り刃装置に用いられる切り刃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鉄道などのトンネルの覆工面の所望個所
にひび割れ割れを起こさせるための誘発目地を形成する
誘発目地形成装置、および、その装置の切り刃装置に装
着されて、ひび割れ誘発目地を覆工面に切り込む切り刃
に関する。

〔従来の技術〕

コンクリートには、その硬化時の収縮や温度変化等に
よる応力集中によって、ひび割れが発生する。このひび
割れの発生場所を予測することは困難であり、発生する
と漏水等の問題がある。

そこで、あらかじめ、弱点部を形成しておき、ひび割
れをその弱点部に発生させる方法として、ひび割れ誘発
目地を形成することが行われている。

すなわち、一般建築においては、通常、型枠を組み、
型枠の所定部分に楔型の目地用治具を取り付けたのち、
コンクリートを型枠内に打設して構築と同時にひび割れ
誘発目地を形成するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、鉄道の海底トンネル等のトンネルを形成する方
法としてシールド工法が一般に用いられている。

シールド工法は、シールド材を地中に推進させ、シー
ルド材前部で切羽の掘削を行い、シールド材後部で一次
覆工としてセグメントを組み立ててトンネルを形成する
方法であり、一次覆工したのちに、さらに、セグメント
の内壁面に仕上げとして、二次覆工が行われるようにな
っている。二次覆工は、一次覆工の内側に一定長の型枠
を組み、型枠外周面と一次覆工内側との間にコンクリー
トを充填して形成するようになっている。そして、型枠
はほぼトンネル形状に組み立てた状態で移動して順次二
次覆工を構築する。

このように、シールド工法では、型枠を移動するとき
完全に解体せずにトンネル形状を保ったまま移動するの
で、従来のように型枠の壁面に楔状の目地用治具を取り
付けることは困難である。

この発明は、このような事情に鑑みて、トンネルの所
望部分に誘発目地を所望の位置に効率よく、かつ、正確
に形成する誘発目地形成装置、および、この誘発目地形
成装置の切り刃装置に用いる切り刃を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明にかかるトン
ネルのひび割れ誘発目地形成装置（以下、「目地形成装
置」とのみ記す）は、トンネルの覆工内壁面の所望個所
を切り刃によって切り込んでひび割れ誘発目地を形成す
る装置であって、トンネル内を移動自在でかつ所望の位
置に固定できる装置本体を備え、この装置本体には、前
記覆工内壁面に沿うように環状に配設されるガイドレー
ルと、このガイドレールに沿って摺動しつつ覆工内壁を
切り込んで目地を形成する切り刃装置が設けられている
ことを特徴としている。

また、切り刃装置がその切り刃の切削部分のガイドレ
ールに対する角度を可変にされていることが好ましい。

この発明にかかる上記目地形成装置の切り刃装置に用
いられる切り刃（以下、「切り刃」とのみ記す）は、円
板状切り刃本体の周縁に第１刃部が形成されているとと
もに、前記本体の半径方向内側の円板両面に膨出するよ
うに第２刃部が形成されていることを特徴としている。

〔作 用〕

上記の構成によって、この発明にかかる目地形成装置
は、トンネルを自由に移動できてひび割れ誘発目地を所
望の位置に形成することができる。

上記構成によって、この発明にかかる切り刃は、目地
を形成すると同時に目地の周縁部を段階状に切り込むこ
とができる。

〔実 施 例〕

以下に、この発明を、その実施例をあらわす図面を参
照しつつ詳しく説明する。

第１図（ａ）〜（ｄ）は、トンネルのひび割れ誘発目
地形成方法の１例を工程順にあらしている。

図に従って工程を詳して説明する。

第１図（ａ）にみるように、セグメント11を組み立
てて一次覆工12を形成したのち、この一次覆工12のトン
ネル方向所望個所に内壁面に沿って所定間隔毎に止水板
保持具13′を取り付けこの止水板保持具13′に一次覆工
内壁面全周に渡って止水板13を取り付ける。

止水板13を包含するように前記一次覆工12内側に型
枠を組み、一次覆工12と型枠との間にコンクリートを打
設して第１図（ｂ）にみるように二次覆工14を形成す
る。

前記止水板13に対向する二次覆工14内壁面を切り刃
を用いて所望深さまで切り欠いて第１図（ｃ）にみるよ
うに、ひび割れ誘発目地15を形成する。このとき、目地
15は止水板13に達しないように形成する。

第１図（ｄ）にみるように、ひび割れ誘発目地（以
下、「目地」とのみ記す）15にパテ等の弾力性を有する
止水材を充填してトンネル内から目地15が見えないよう
にする。

前記目地15は、図にみるように、その周縁部を切り込
んで段階状部17を形成し、入り口部分を広くしておくこ
とが好ましい。このようにすれば、パテ18等の充填を容
易に行うことができる。

このトンネルのひび割れ誘発目地形成方法は、上記の
ようになっているので、トンネルの所望の位置において
二次覆工14に自由にひび割れ誘発目地を形成することが
できる。また、上記実施例のようにあらかじめ、止水板
13を埋め込んでおき、止水板13に対応する部分に誘発目
地を形成するようにすれば、目地部分からのトンネル内
への漏水等を防止することができる。

第２図（ａ）〜（ｃ）は、上記のひび割れ目地形成方
法を実施することができるこの発明にかかる目地形成装
置の１実施例をあらわしている。

図にみるように、この目地形成装置２は、装置本体3,
ガイドレール４および切り刃装置５を備えている。

装置本体３は、平行状態を保ちつつトンネル９内を自
由に走行できるように、その下部および側部に複数のロ
ーラー31が設けられている。なお、トンネル９は、隔壁
91によって仕切られて２つの部分に分割されている。

ガイドレール４は、装置本体３の進行方向側面にトン
ネル９の内壁面の形状と相似形状をなして設けられてい
て、隔壁91と周壁92のコーナー部において分割されてい
て、その分割体のそれぞれに切り刃装置５（図では１つ
しかあらわされていない。）が装着されている。

切り刃装置５は、第３図（ａ）〜（ｃ）にみるよう
に、台車（カッターキャリアフレーム）６と切り刃装置
本体７とを備えている。台車６は、ガイドレール４の両
側を２対のサイドロール61で挟んで支持されているとと
もに、送りモータ62を備え、ガイドレール４の側面に形
成されたラック41に噛み合うピニオン63をこの送りモー
タ62によって回転駆動させることによりガイドレール４
に沿って移動できるようになっている。切り刃装置本体
７は、駆動モータ71と切り刃72を備えている。駆動モー
タ71は、台車６の固定部65に固定される架台73に固定さ
れていて、ハンドル74を回転させることによりレール75
に沿って上下動するようになっている。切り刃72は、駆
動モータ71の駆動軸に連結されていて、駆動軸を中心に
して回転してトンネル９の二次覆工14内壁面を切削して
目地15を形成するようになっている。また、切り刃72
は、円板状本体72aの周縁に第１刃部72bが形成されてい
るとともに、前記本体72aの半径方向内側の円板両面に
膨出するように第２刃部72cが形成されていて、第１刃
部72bによって目地15を形成すると同時に第２刃部72cに
よって目地15の周縁に段階状部17を形成することができ
るようになっている。

切り刃72は、第４図にみるように、第１刃体76をスペ
ーサ77を介して第１刃体76より小径の２枚の第２刃体78
で挟むように配置させることによって形成されている。

このようにすると、刃体の組み合わせを変えることに
よって、目地15の深さと階段状部17の深さの比率を自由
に調節することができるとともに、破損した場合その刃
体のみを取り替えるだけでよいので、経済的である。

なお、切り刃72は、第２刃部72cを切り刃本体72aに一
体に設けるようにしてもよい。このようにすれば、強度
的に優れた切り刃にすることができる。

また、第５図にみるように、切り刃本体72dに半径方
向に放射状に長孔72eを形成し、この長孔72e部分におい
て切り刃本体72dを両側から挟むように第２刃部となる
刃体72fを配置し、長孔72eを貫通するボルト72gにより
所望位置に刃体72fを固定するようにしてもよい。この
ような切り刃にすれば、目地の深さに対する階段部の深
さを一枚の切り刃によって自由に変えることができる。

この目地形成装置２は、次のようにして目地15を形成
するようになっている。

二次覆工14の中に埋め込まれた止水板13の位置に切
り刃72が合致するように装置本体３を移動させ、装置本
体３をその位置に固定する。

切り刃装置５の切り刃72を二次覆工14表面に当接さ
せたのち、駆動モータ71を駆動させて切り刃72を回転さ
せる。

第１刃部72bが目地15の最深部に達するようにハン
ドル74を操作して徐々に切り刃72を二次覆工14方向に前
進させる。

第１刃部72bが目地15の所定深部に達した状態で送
りモータ62を作動させて切り刃装置７をガイドレール４
に沿って移動させて二次覆工14の全周に渡って連続する
目地14を形成する。

なお、隔壁91と周壁92とのコーナー部において切り刃
７が所望の深さまで達しない場合があるが、このような
場合、切り刃装置本体７を第３図（ｂ）に鎖線で示すよ
うに移動させて切り刃72の切削部分のレールに対する角
度を変えるようにすればよい。

図中、33は水中ポンプ付き水槽であって、水中ポンプ
からホース（図示せず）を介して目地切り部に注水し、
刃体72を冷却するものである。34は高周波電源発生装
置、35は装置本体３の駆動用モータ、36は高所作業台、
すなわち、トンネル９の天井付近の目地を形成する際に
用いられる作業台である。

これらの発明は、上記の実施例に限定されない。たと
えば、上記の実施例では、目地15が止水板13の所に形成
されるようになっていたが、別の場所に形成しても構わ
ない。また、止水板13を設けなくても構わない。上記の
実施例では、トンネル９が隔壁91によって仕切られてい
たが、円筒形のトンネルでも構わない。上記の実施例で
は、切り刃装置本体７がボルト止めによってその切削部
分のレールに対する角度を変えることができるようにな
っていたが、軸を設けこの軸を中心にして架台が回動す
るようにしても構わない。

〔発明の効果〕

この発明にかかる目地形成装置は、以上のように構成
されているので、二次覆工を施工したのちでも、トンネ
ルの所望の位置に自由にかつ簡単にひび割れ誘発目地を
形成することができる。

この発明にかかる切り刃は、以上のように構成されて
いるので、階段状部が周縁部に形成されたひび割れ誘発
目地を一度に形成することができ、作業の簡易化を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）はトンネルのひび割れ誘発目地形
成方法の１例を工程の順にあらわす説明図であって、同
図（ａ）は一次覆工としてのセグメントを組み立てると
ともに止水板を取り付けた状態をあらわし、同図（ｂ）
は二次覆工を行った状態をあらわし、同図（ｃ）は二次
覆工面にひび割れ誘発目地が形成された状態をあらわ
し、同図（ｄ）はひび割れ誘発目地に充填材をつめた状
態をあらわしている。 第２図（ａ）〜（ｃ）はこの発明にかかる目地形成装置
の１実施例がトンネル内に配置された状態をあらわし、
同図（ａ）はその正面図、同図（ｂ）はその側面図、同
図（ｃ）はその平面断面図である。 第３図（ａ）〜（ｃ）は上記目地形成装置に装着される
切り刃装置の１実施例をあらわし、同図（ａ）はその平
面断面図、同図（ｂ）はその正面図、同図（ｃ）はその
側面図である。 第４図は、この発明にかかる切り刃の１実施例をあらわ
す斜視図、第５図はこの発明にかかる切り刃の別の実施
例をあらわす斜視図である。 ３……装置本体、４……ガイドレール、５……切り刃装
置、９……トンネル、14……二次覆工、15……ひび割れ
誘発目地、17……階段状部、72……切り刃、72a……切
り刃本体、72b……第１刃部、72c……第２刃部、72e…
…長孔、72f……刃体、76……第１刃体、78……第２刃
体

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネルの覆工内壁面の所望個所を切り刃
   によって切り込んでひび割れ誘発目地を形成する装置で
   あって、トンネル内を移動自在でかつ所望の位置に固定
   できる装置本体を備え、この装置本体には、前記覆工内
   壁面に沿うように環状に配設されるガイドレールと、こ
   のガイドレールに沿って摺動しつつ覆工内壁を切り込ん
   で目地を形成する切り刃装置が設けられていることを特
   徴とするトンネルのひび割れ誘発目地形成装置。
2. 【請求項２】切り刃装置がその切り刃の切削部分のガイ
   ドレールに対する角度を可変にされている請求項第１項
   記載のトンネルのひび割れ誘発目地形成装置。
3. 【請求項３】請求項第１項または請求項第２項に記載の
   トンネルのひび割れ誘発目地形成装置の切り刃装置に用
   いられる切り刃であって、円板状切り刃本体の周縁に第
   １刃部が形成されているとともに、前記本体の半径方向
   内側の円板両面に膨出するように第２刃部が形成されて
   いることを特徴とする切り刃。
4. 【請求項４】第２刃部が切り刃本体を形成する大径の第
   １刃体に、この第１刃体より小径の２枚の第２刃体を両
   側から重ね併せて形成される請求項第３項記載の切り
   刃。
5. 【請求項５】第２刃部が切り刃本体に一体成形により形
   成されている請求項第３項記載の切り刃。
6. 【請求項６】第２刃部が複数の刃体で形成されていて、
   この刃体が切り刃本体の半径方向に形成された長孔に沿
   って半径方向に摺動自在に保持されている請求項第３項
   記載の切り刃。