JP3197504B2 - トンネル覆工方法とそれに使用されるコンクリート打設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネルの内側にア
ーチコンクリートを打設するためのトンネル覆工方法
と、その覆工に使用されるコンクリート打設装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、トンネルは掘削された岩盤の内面
に一次覆工コンクリートが吹き付けられ、その内側に止
水シートが張られ、その内側にアーチコンクリートが打
設されている。アーチコンクリートを打設する場合は図
３、４の様にトンネルＡの内側にコンクリート打設用型
枠（セントル）Ｂを配置し、そのセントルＢとトンネル
Ａの内壁面Ｄとの間の空間ＥにセントルＢの注入口Ｆか
ら生コンクリートＨを注入していた。この場合、空間Ｅ
に生コンクリートが十分に充填されて、アーチコンクリ
ートとトンネルの内壁面Ｄとの間に隙間が生じないよう
にするため、従来は図３、４に示す様に空間Ｅの妻側を
固定式の妻板Ｇで封止して、生コンクリートが空間Ｅの
隅々まで充填されるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４のように
妻板側を固定式の妻板Ｇで閉塞すると次のような課題が
あった。（１） 生コンクリートを妻板Ｇまで十分に充填すると、
生コンクリートの注入圧で妻板Ｇが破損したり、外れた
りして、生コンクリートが外部に流出してしまうことが
ある。このため生コンクリートの注入を途中で止めて妻
板Ｇが壊れたり、外れたりしない程度に生コンクリート
を空間に充填している。しかし、そのようにすると注入
圧が不足して妻板側へのコンクリート充填量が少なめに
なり、特に、天端部妻側ではコンクリートが妻板Ｇで堰
止められて嵩上げされただけになるため注入圧が特に不
足し、生コンクリートがトンネルの内面に完全に密着せ
ず、同内面との間に隙間ができる虞れがある。また、生
コンクリートがトンネルの内面と密着する程度に充填さ
れたとしても、生コンクリートは凝固時に僅かながら体
積収縮するため、特に、天端部妻側には空隙が発生し易
くなる。（２） 生コンクリートの注入を途中で止めなければ生コ
ンクリートを空間Ｅの隅々まで充填することができる
が、妻板Ｇが破損したり、外れたりしないときは、生コ
ンクリートの注入圧が強くなり過ぎてセントルが変形す
ることがある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は前記の諸
問題を解決し、生コンクリートを途中で止めることなく
充分に注入することができ、生コンクリートとトンネル
の内面との間に隙間ができないようにしたトンネル覆工
方法とそれに使用されるコンクリート打設装置を提供す
ることにある。

【０００５】本発明の第１のトンネル覆工方法は、トン
ネル１の内側にコンクリート打設用の空間２を設けて配
置したセントル３の注入口Ｆ（図４）から空間２に生コ
ンクリートを注入して、トンネル１の内壁面をアーチコ
ンクリートで覆工するトンネル覆工方法において、前記
空間２の天端部妻側よりも外側に、空間２よりも狭い流
出部６を空間２と連通するように設け、空間２に生コン
クリートを注入して生コンクリートを空間２から流出部
６に流出させて、空間２の天端部妻側に充填される生コ
ンクリートに、流出部６に流れる生コンクリートを介し
て圧力（内圧）がかかるようにした方法である。

【０００６】本発明の第２のトンネル覆工方法は、前記
第１のトンネル覆工方法によりトンネルの内壁面をアー
チコンクリートで覆工した後、流出部６内で硬化したコ
ンクリートを流出部６を外した後に剥離する方法であ
る。

【０００７】本発明の第１のコンクリート打設装置は、
トンネル１の内側にコンクリート打設用の空間２を設け
て配置したセントル３の注入口から空間２に生コンクリ
ートを注入して、トンネル１の内壁面をアーチコンクリ
ートで覆工するトンネル覆工方法に使用されるコンクリ
ート打設装置であり、前記空間２の天端部妻側に妻板５
を設け、妻板５の天端部よりも外側に空間２よりも狭い
流出部６を空間２と連通するように設けたものである。

【０００８】本発明の第２のコンクリート打設装置は、
前記のコンクリート打設装置において、流出部６の広さ
を変えて、生コンクリートに対する流動抵抗を可変可能
としたものである。

【０００９】本発明の第３のコンクリート打設装置は、
前記第１又は第２のコンクリート打設装置において、流
出部６からその内側に、生コンクリートが硬化して付着
する保持具７を突設したものである。

【００１０】

【発明の実施の形態１】本発明のトンネル覆工に使用さ
れるコンクリート打設装置の実施の形態を図１、図２に
基づいて詳細に説明する。このコンクリート打設装置は
トンネル１の内側に設けた吹き付けコンクリート１０の
内側に、空間２を設けてセントル３を配置し、空間２の
妻側天端部に図１、２の様に板状の妻枠本体１１をその
上端部と吹き付けコンクリート１０との間に隙間１２を
設けて配置し、その妻枠本体１１の外側に上方開口の樋
状の流出部６を設けて、流出部６と空間２とを隙間１２
を介して連通させ、セントル３の注入口Ｆ（図４）から
空間２に注入される生コンクリートが空間２内に充満す
ると、空間２から隙間１２を通って流出部６に流れ込む
ようにしてある。また、妻枠本体１１の両側方には２本
のエアーフェンスにより妻板５（図２）を設けて空間２
の妻側開口部を閉塞してある。この妻板５は図２に示す
受材９により支持されている。

【００１１】流出部６は図２に示すように横長の底板１
３の上面の幅方向両側にエアーフェンスによる側壁１４
を設けて上方開口の矩形の樋状に形成し、その先に斜め
下向きの先端部１５を設けて、流出部６に流れ出した生
コンクリートが落下し易くなるようにしてあり、更に、
先端部１５は図２のように先端に向けて次第に幅が狭く
なる先細りにして、生コンクリートがその下方に設けた
回収ホッパー１６に入り易くしてある。また、流出部６
は容積を空間２の容積よりも小さくして、流出部６に流
れ込んだ生コンクリートの流動抵抗が増して生コンクリ
ートにかかる内圧が高まるようにしてある。流出部６の
底板１３の上方には複数本の保持具（ジベル、アンカー
等）７を立上げて、流出部６に流出した生コンクリート
が硬化時に付着するようにしてある。前記のエアーフェ
ンスによる側壁１４はその外側に設けた受け具２１によ
り支持されている。

【００１２】前記の妻枠本体１１の外側には図２に示す
ように３本の補強材１７を縦向きに設けてある。前記の
流出部６は底板１３の根元側を蝶番１８（図１）により
妻板本体１１の天端部外側に上下方向に回動可能なるよ
うに取り付け、底板１３の先端側裏面と妻板本体１１の
下部外面との間に２本のターンバックル１９を取り付
け、そのターンバックル１９を伸縮させることにより流
出部６の先端側を上下動させて、流出部６とトンネル１
の内壁面との間の間隔が調節されるようにしてある。

【００１３】流出部６の形状や構造は図示した以外のも
のであってもよく、例えば、底板１３の上面両側に設け
る側壁１４をエアーフェンスではなく矢板としてもよ
い。流出部６の長さ、広さ、形状等は流出部６に流れ込
んだ生コンクリートにかかる内圧が高まるように選択す
る。図示した流出部６はその先端側だけをターンバック
ル１９の伸縮操作により上下動させるようにしてある
が、流出部６全体が平行に上下動するようにしてもよ
い。図示した流出部６は上方開口の矩形の樋状である
が、流出部６は四方が閉塞された箱型とか、上方開口の
円弧状の樋状とかにすることもできる。

【００１４】流出部６の所望位置、例えば入口とか出口
には、流出部６に流出した生コンクリートが所定圧力以
上になるとそれに押されて外側に開く蓋２０（図１）を
設けることもできる。このようにすれば、蓋が開くまで
は流出部６へ流出する生コンクリートに内圧がかかり易
くなり、その内圧が空間２の天端部妻側に充填された生
コンクリートに確実に加わる。また、所定の内圧以上に
なると蓋が開いて内圧がそれ以上高くならないので、セ
ントルに圧力がかかり過ぎてセントルが変形する虞もな
い。

【００１５】

【発明の実施の形態２】前記したコンクリート打設装置
を使用してトンネルの内面をコンクリートで覆工する方
法について以下に説明する。図２のトンネルの内面には
一次覆工コンクリート１０が吹き付けられている。本発
明のコンクリート覆工方法におけるトンネルの内面は一
次覆工コンクリート１０が吹き付けられているものに限
らず、掘削された岩盤がそのまま露出しているものであ
っても、岩盤の内側に止水シートを張り、その内側に一
次覆工コンクリート１０が打設されていてもよく、更に
はそれら以外の構造であってもよい。

【００１６】この実施の形態のコンクリート覆工方法で
は、図１、２のように構成されたコンクリート打設装置
のセントル３の注入口から空間２に生コンクリートを注
入する。この場合、注入された生コンクリートは安息角
で空間２内に広がり、充填される。生コンクリートが空
間２内に充満しても更に生コンクリートの注入を続けて
流出部６に流出するまで注入して、生コンクリートを図
２の空間２内の妻側天端部まで確実に充填する。このと
き、生コンクリートが空間２よりも容積の小さな流出部
６に流出することにより、生コンクリートに加わる圧力
が高まり、その圧力が空間２内の天端部妻側に充填され
た生コンクリートに加わり、同生コンクリートが十分に
加圧され、空間２内の生コンクリート全体がトンネル１
の内周面に確実に密着する。また、流出部６に流出した
生コンクリートは流出部６の先端部１５から外部に流出
して落下し、先端部１５の下方に配置されているホッパ
ー１６に入り、回収管２４に回収され、ポンプＰ（図
１）により生コンクリート供給部に戻され、そこからセ
ントル３の注入口に再度注入される。即ち、流出部６か
ら溢れた生コンクリートは注入口に循環される。

【００１７】生コンクリートの注入を停止し、空間２内
の生コンクリートが硬化し、流出部６内の生コンクリー
トが硬化して流出部６内の複数本の保持具７に付着した
ら、セントル３のセットを解除して次のコンクリート打
設箇所に移動する。このときターンバックル１９を縮め
て蝶番１８を回転軸として流出部６を下げて、硬化して
複数本の保持具７に付着している流出部６内のコンクリ
ートをトンネル１の内面から引き剥す。

【００１８】

【発明の効果】本発明の請求項１、２記載のトンネル覆
工方法は次のような効果がある。 （１）生コンクリートを空間２内に注入して充満させ、
更に、流出部６に流出するまで注入するので、生コンク
リートは空間２内の天端部妻側まで確実に充填される。
更に、生コンクリートが流出部６に流出することによ
り、生コンクリートに加わる圧力が高まり、その圧力が
空間２内の天端部妻側に充填された生コンクリートに加
わるため、天端部妻側の生コンクリートも十分に加圧さ
れ、空間２内の生コンクリートがトンネルの内周面に確
実に密着する。

【００１９】本発明の請求項２記載のトンネル覆工方法
は前記効果の他に次のような効果もある。即ち、流出部
６に流出して硬化したコンクリートをトンネルの内面か
ら剥離するので、セントルを移動して次にコンクリート
を打設する場合に、流出部６内で硬化したコンクリート
が邪魔になることがない。

【００２０】本発明のうち請求項３〜請求項５記載のコ
ンクリート打設装置は次のような効果がある。 （１）トンネル１の内側とセントル３の間の空間２の天
端部妻側より外側に流出部６を設けたので、生コンクリ
ートを空間２内から流出部６に流出するまで注入すれ
ば、生コンクリートを空間２内の天端部妻側まで確実に
充填することができる。更に、生コンクリートが流出部
６に流出することにより、生コンクリートに加わる圧力
が高まり、その圧力が空間２内の天端部妻側に充填され
た生コンクリートに加わり、天端部妻側の生コンクリー
トも十分に加圧され、空間２内の生コンクリートをトン
ネルの内周面に確実に密着させることができる。

【００２１】本発明のうち請求項４記載のコンクリート
打設装置は、流出部６の広さを可変可能としたので、流
出部６の広さを変えて流出部６へ流出する生コンクリー
トの量と、流出部６内の生コンクリートを介して空間２
の天端部妻側に充填された生コンクリートに加わる内圧
も変えることができ、必要な内圧に調節することができ
る。

【００２２】本発明のうち請求項５記載のコンクリート
打設装置は、流出部６内に、それに流出した生コンクリ
ートが付着する保持具７が突設されているので、流出部
６内のコンクリートが硬化して保持具７に付着してか
ら、流出部１６を下方に回動させれば、硬化したコンク
リートが保持具７と共に引き下げられてトンネル１の内
面から容易に引き剥される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート打設装置の実施の形態を
示す縦断面図。

【図２】本発明のコンクリート打設装置の実施の形態を
示す正面図。

【図３】従来のコンクリート打設装置の説明図。

【図４】従来のコンクリート打設装置を使用したトンネ
ル覆工方法の説明図。

【符号の説明】

１ トンネル ２ 空間 ３ セントル ５ 妻板 ６ 流出部 ７ 保持具

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル（１）の内側にコンクリート打設
   用の空間（２）を設けて配置したセントル（３）の注入
   口から、空間（２）に生コンクリートを注入してトンネ
   ル（１）の内壁面をアーチコンクリートで覆工するトン
   ネル覆工方法において、前記空間（２）の天端部妻側よ
   りも外側に、空間（２）よりも狭い流出部（６）を空間
   （２）と連通するように設け、空間（２）に生コンクリ
   ートを注入して生コンクリートを空間（２）から流出部
   （６）に流出させて、空間（２）の天端部妻側に充填さ
   れる生コンクリートに、流出部（６）に流れる生コンク
   リートを介して圧力がかかるようにしたことを特徴とす
   るトンネル覆工方法。
2. 【請求項２】トンネル（１）の内側にコンクリート打設
   用の空間（２）を設けて配置したセントル（３）の注入
   口から、空間（２）に生コンクリートを注入してトンネ
   ルの内壁面をアーチコンクリートで覆工するトンネル覆
   工方法において、前記空間（２）の天端部妻側よりも外
   側に、空間（２）よりも狭い流出部（６）を空間（２）
   と連通するように設け、空間（２）に生コンクリートを
   注入して生コンクリートを空間（２）から流出部（６）
   に流出させて、空間（２）の天端部妻側に充填される生
   コンクリートに、流出部（６）に流れる生コンクリート
   を介して圧力がかかるようにし、流出部（６）内で硬化
   したコンクリートを流出部（６）を外した後に剥離する
   ことを特徴とするトンネル覆工方法。
3. 【請求項３】トンネル（１）の内側にコンクリート打設
   用の空間（２）を設けて配置したセントル（３）の注入
   口から空間（２）に生コンクリートを注入してトンネル
   （１）の内壁面をアーチコンクリートで覆工するトンネ
   ル覆工方法に使用されるコンクリート打設装置であり、
   前記空間（２）の天端部妻側に妻板（５）を設け、妻板
   （５）の天端部よりも外側に空間（２）よりも狭い流出
   部（６）を空間（２）と連通するように設けたことを特
   徴とするコンクリート打設装置。
4. 【請求項４】流出部（６）の広さを変えて、生コンクリ
   ートに対する流動抵抗を可変可能としたことを特徴とす
   る請求項３記載のコンクリート打設装置。
5. 【請求項５】流出部（６）からその内側に、生コンクリ
   ートが硬化して付着する保持具（７）を突設したことを
   特徴とする請求項３又は請求項４記載の夫々のコンクリ
   ート打設装置。