JP3223185B2 - トンネル内への重量物吊り下げ支持具およびそれを用いた支持構造ならびにその施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明はトンネル内にジェッ
トファン等の重量物を吊り下げ支持させるための支持具
およびそれを用いた支持構造ならびにその施工方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネル内に換気用のジェットフ
ァン等の重量物を吊り下げ支持させる場合には、既設の
コンクリートにアンカーをあとから打設する、いわゆる
あと施工アンカーを用いるのが一般的であり、例えば図
１１に示すようにトンネルＴの地山内面に吹き付けた一
次覆工コンクリートＣ１の内側に不織布等の緩衝材Ｄや
防水シートＳ等の防水工を介して被覆した二次覆工コン
クリートＣ２の内面に、あと施工アンカーＡを所定の位
置に複数個打設し、その各アンカーＡにワイヤや吊り具
Ｗ等を介してジェットファン等の重量物Ｍを吊り下げ保
持させている。

【０００３】上記のアンカーＡとしては、例えば図１２
に示すように、いわゆるスリーブ打込式の拡開アンカー
が用いられ、二次覆工コンクリート内面の所定の位置に
形成した穿孔内に、一端に円錐台形の拡開用コーン（く
さび）ｃを一体に設けたボルトｂを挿入すると共に、そ
のボルトｂにスリーブｓを嵌め、そのスリーブｓをハン
マ等で打ち込んで該スリーブｓの先端を拡開して抜け止
め保持させる。

【０００４】上記のようなアンカーＡを打設するに当た
っては、耐久性や強度上充分な余裕を持たせて設計もし
くは選定し、ジェットファン等の重量物Ｍの荷重を複数
のアンカーＡに分散させて支持させるものであるが、上
記アンカーＡは前記図１２に示すように、二次覆工コン
クリートＣ２の表面に近い部分に打ち込むため、その部
分に最も大きな荷重が掛かり、たとえ設計上充分な余裕
があったとしても、施工状況に起因する強度のバラツキ
や、長期的な使用環境の変化等を考慮すると、将来的な
不安がある。特にトンネルの天端部分はアーチ状になっ
ているため、アンカーＡの打設位置決め、打設角度の維
持管理が難しく、厳密に均等な荷重配分とはならず、荷
重の局部的な集中も起こり易い。

【０００５】また二次覆工コンクリートを施工する際に
は、トンネル側壁の下部から順に上方にコンクリートを
充填していくため、トンネル掘削面或いは一次覆工コン
クリートの吹付け面に凹凸があると、充填したコンクリ
ートの圧力で防水シートが凹凸に沿って湾曲し、それに
よって防水シートＳの天端部が下方に引っ張られる。そ
の防水シートＳは前記の緩衝材Ｄに連結固定され、その
緩衝材Ｄは一次覆工コンクリートＣ１に固定されている
が、防水シートＳに過度な引っ張り力が作用すると防水
シートＳは緩衝材Ｄから剥がれるようになっているた
め、図１３に示すように防水シートＳの上部が垂れ下が
り、その垂れ下がった部分のコンクリートの厚さｔ１は
設計上の厚さｔよりも薄くなってしまう可能性があり、
その部分にアンカーＡを打設すると、強度が更に低下す
るおそれがある。

【０００６】さらに、道路トンネルや鉄道トンネルは長
期的な供用によって設計時に予想しなかったコンクリー
トの劣化や振動等による荷重の増加も起こり得る。これ
らの懸念が現実となった場合には、二次覆工コンクリー
トの表面に近い部分でクラックが発生するおそれがあ
り、そのクラックが拡大するとコンクリートの表層部が
剥離して落下する可能性もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題点
に鑑みて提案されたもので、トンネル建設工程や、長期
的な使用環境の変化も視野に入れた上で、より確実で安
定性のよい重量物吊り下げ支持具およびそれを用いた支
持構造ならびにその施工方法を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明によるトンネル内への重量物吊り下げ支持具
および支持構造ならびに施工方法は、以下の構成とした
ものである。

【０００９】即ち、本発明によるトンネル内への重量物
吊り下げ支持具は、トンネル内面に被覆したコンクリー
ト内に埋設して重量物を吊り下げ支持させる支持具であ
って、ボルト螺合用の雌ねじ孔を有する筒状の支持具本
体の一端にフランジを設け、そのフランジの外面に弾性
体を設けたことを特徴とする。

【００１０】また本発明によるトンネル内への重量物吊
り下げ支持構造は、重量物を吊り下げ支持させるボルト
螺合用の雌ねじ孔を有する筒状の支持具本体の一端にフ
ランジを設け、そのフランジの外面に弾性体を設けてな
る支持具を、二次覆工コンクリート内に埋設し、上記雌
ねじ孔に螺合したボルトに重量物を吊り下げ支持させる
ようにしたことを特徴とする。

【００１１】さらに本発明によるトンネル内への重量物
吊り下げ支持構造の施工方法は、重量物を吊り下げ支持
させるボルト螺合用の雌ねじ孔を有する筒状の支持具本
体の一端にフランジを設け、そのフランジの外面に弾性
体を設けてなる支持具を、二次覆工型枠のコンクリート
打設面側に仮固定し、その状態で上記型枠内に二次覆工
コンクリートを打設して該コンクリート内に上記支持具
を埋設固定し、上記雌ねじ孔にボルトを螺合して、該ボ
ルトに重量物を吊り下げ支持させるようにしたことを特
徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態に基づい
て本発明によるトンネル内への重量物吊り下げ支持具お
よびそれを用いた支持構造ならびにその施工方法を具体
的に説明する。図１は本発明によるトンネル内への重量
物吊り下げ支持具（インサート）の一実施形態を示すも
ので、同図（ａ）はその平面図、同図（ｂ）は正面図、
同図（ｃ）は底面図である。

【００１３】本実施形態の支持具１は、金属等よりなる
円筒状の支持具本体１１の一端に円板状のフランジ１１
ａを一体に形成し、そのフランジ１１の外面にゴム等よ
りなるシート状の弾性体１２を接着等により一体的に設
けた構成である。その支持具本体１１の内穴１１ｂは該
本体１１の軸線方向全長にわたって形成され、その内穴
１１ｂの一部にボルト２をねじ込むための雌ねじ１１ｃ
が形成されている。その雌ねじ１１ｃは内穴１１ｂの全
長にわたって形成してもよい。

【００１４】上記支持具本体１１の外周面には、母線方
向に延びる一対の突条１１ｄが直径方向２箇所に設けら
れ、支持具本体１１の内穴１１ｂに対向する弾性体１２
の中心部には、上記内穴１１ｂに連通し且つ弁機能を有
する通路として十字状の切込溝１２ａが形成されてい
る。

【００１５】図２は上記の支持具１を用いてジェットフ
ァン等の重量物を吊り下げ支持する支持構造の一例を示
すもので、上記支持具１は、支持具本体１１のフランジ
１１ａに設けた弾性体１２を防水シートＳ等の防水工に
当接もしくは圧接させた状態で、トンネルＴの二次覆工
コンクリートＣ２内に埋設され、その支持具１の長さ、
すなわち弾性体１２を含む支持具本体１１の長さは二次
覆工コンクリートＣ２の厚さと略同等に形成されてい
る。

【００１６】上記のようにして二次覆工コンクリートＣ
２の所定の位置に支持具１を複数個埋設し、その各支持
具１の支持具本体１１に形成した雌ねじ１１ｃにボルト
２を螺合する。そして、そのボルト２にワイヤや吊り具
Ｗ等を介してジェットファン等の重量物Ｍを吊り下げ支
持させるものである。なお上記のボルト２に対するワイ
ヤや吊り具Ｗ等の取付け手段等は適宜であり、図には省
略した。

【００１７】次に、上記のような支持構造を施工する際
の施工方法の一例を順を追って説明する。上記支持具１
は、二次覆工コンクリートＣ２を打設する際に、そのコ
ンクリート内にインサートとして埋設するもので、その
二次覆工コンクリートＣ２は二次覆工型枠として例えば
図４に示すようなセントル型枠３を用いて打設する。

【００１８】このセントル型枠３には、図５および図６
に示すように、その天端部（上部）の重量物吊り下げ予
定位置に対応した部分に支持具挿入穴３ａが形成されて
おり、その支持具挿入穴３ａを塞ぐ蓋体３１に、二次覆
工コンクリート内に埋設される支持具１が取付けられ
る。３１ａは上記蓋体３１をセントル型枠３に連結固定
するための固定材である。

【００１９】上記蓋体３１は、上記固定材３１ａを離脱
することによって、セントル型枠３から取り外し可能で
あり、その蓋体３１の外面側（コンクリート打設面側）
には、一端に円板状のフランジ４ａを有する短筒状の支
持部材４がビス４０等で取り付けられている。その短筒
状支持部材４の筒部４ｂの内周面には、軸線方向に延び
る凹溝条４１が直径方向２箇所に設けられ、その凹溝条
４１に前記支持具本体１１の突条１１ｄを係合させて支
持具本体１１を上記筒部４ｂに挿入嵌合させることによ
って支持具１が支持具本体１１の軸線方向に進退可能に
且つ周方向に回動不能に保持されている。

【００２０】また支持具本体１１の雌ねじ１１ｃには、
重量物支持用の前記のボルト２または位置調整用の専用
のボルト５ａをねじ込み、そのボルト５ａにナット５ｂ
をねじ込む。そのボルト５ａの端部に形成した溝５１に
ドライバ等の工具を係合させて上記ボルト５ａを回動す
ることによって上記支持具１を支持部材４の筒部４ｂの
軸線方向に進退させる構成であり、そのボルト５ａを回
動して支持具１を防水シートＳに向かって前進させ、支
持具本体１１のフランジ１１ａを弾性体１２を介して防
水シートＳに当接もしくは圧接させる。

【００２１】この状態でセントル型枠３に設けたコンク
リート注入口３２からコンクリートを注入して二次覆工
コンクリートＣ２を形成すると、支持具１を正確な位置
および角度で二次覆工コンクリートＣ２内に埋設するこ
とができるものである。

【００２２】従って、前記従来のように二次覆工コンク
リートＣ２にアンカー挿入用の小孔を穿孔してあと施工
アンカーを打設するような面倒な施工手間や施工のバラ
ツキがなく、しかも施工状況に起因する強度のバラツキ
もないため、吊下げ物の荷重を複数個の支持具１に均等
に負担させることができる。

【００２３】また支持具１が防水シートＳを一次覆工コ
ンクリートＣ１側に押し付けた状態で二次覆工コンクリ
ートＣ２の打設が行われるため、前記図１３に示すよう
な防水シートＳの垂れ下がりが防止され、天端部分にお
いても充分な二次覆工コンクリート巻き厚が確保され
る。それによって、トンネル建設の別工程で生じる重量
物吊り下げへの影響、安全性低下を防止できる。

【００２４】さらに万一、二次覆工コンクリートＣ２の
打設充填度合いに不安がある場合には、図７に示すよう
に支持具本体１１にねじ込んだボルト５ａ・ナット５ｂ
を取り外し、支持具本体１１の内穴１１ｂおよびその内
穴との連通路および弁体を兼ねる弾性体１２の十字状切
込溝１２ａを経て二次覆工コンクリート背面側にコンク
リートの二次注入（追加注入）を行うことも可能であ
る。従って、二次注入の手段を別に設ける必要なく、安
全性をより一層高めることにも貢献する。

【００２５】上記のようにして二次覆工コンクリートＣ
２の所定位置に埋設された支持具１の雌ねじ１１ｃにボ
ルト２をねじ込み、そのボルト２にワイヤや吊り具Ｗ等
を介してジェットファン等の重量物を吊り下げ支持させ
ると、その荷重は図８（ｂ）に示す従来例のように二次
覆工コンクリートＣ２の表層部付近に集中することな
く、同図（ａ）のように支持具本体１１のフランジ１１
ａを介して二次覆工コンクリート外周面側から円錐状に
拡散した広い範囲で受けることができるので、高強度が
長期間安定して得られる。それによって、トンネル施工
状況にかかわりなく、二次覆工コンクリートの表面に近
い部分で前記従来のようにクラックが発生するのを防止
できると共に、長期的なトンネル使用によっても安全性
の高い重量物吊下げ支持が可能となる。

【００２６】また重量物吊下げによって作用する引っ張
り荷重に対する耐力の算定式においても、コンクリート
圧縮強度をＦｃ、低減係数をφ、図８における有効水平
投影面積をＡｃとすると、従来のアンカー１本あたりの
耐力Ｔｂは、 Ｔｂ＝０．７５・φ・Ａｃ・√Ｆｃ であるのに対し、本発明による支持具１の１本あたりの
耐力Ｔａは、 Ｔａ＝φ・Ａｃ・√Ｆｃ であり、本発明による支持具１は図８（ａ）のように有
効水平投影面積Ａｃの増大に加えて上記Ｔｂのように施
工係数０．７５を乗じる必要がないところから、非常に
有利になる。

【００２７】さらに本発明では支持具本体１１に螺合し
たボルトを介して重量物を吊り下げる構造となるため、
万一吊下げ用ボルトに不具合が生じた場合でも、前記従
来のコーン一体型のボルトを用いたあと施工アンカーと
は違ってボルトを容易に交換することができる。すなわ
ち上記従来のあと施工アンカーの場合はボルトに不具合
があればアンカー全体を打ち直ししなければならないが
本発明においてはボルトを交換するだけでよい。

【００２８】なお上記支持具としてアンボンドタイプの
もの、すなわち図９に示すように支持具本体１１の外周
面にアンボンド加工１１ｅを施したもの、具体的には例
えばシース管あるいは離型材等を被覆したものを用いれ
ば、上記アンボンド加工部分は二次覆工コンクリートＣ
２との付着が抑制され、そのコンクリートＣ２の内空表
面側には重量物の吊下げ荷重が掛からないので、二次覆
工コンクリートＣ２の表層部にクラックが発生したり、
コンクリートの表層部が剥離して落下するのを防止する
ことができる。

【００２９】また前記のように支持具本体１１の周面に
突条１１ｄを設けると、その突条１１ｄがねじれ防止リ
ブとしても機能する。すなわち上記突条１１ｄがコンク
リート中に定着されることによって、支持具本体１１に
ねじ込んだボルトをコンクリート表面でナットおよびワ
ッシャーで締め付けても、ボルトや支持具本体にねじれ
力が発生するのが防止され、支持具本体全長の軸力を有
効に利用することができるものである。

【００３０】上記の突条１１ｄは前記図１においては支
持具本体１１の軸線方向略全長にわたって設けたが、例
えば図１０のように軸線方向に一部にのみ設けてもよ
い。また上記突条１１ｄの断面積を図のように大きく形
成すると、支持具本体１１やボルトのねじれを更に強固
に防止することができるもので、特に支持具本体１１や
ボルトの材質としてＦＲＰ等の合成樹脂製のものを用い
るときに有効である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によるトンネ
ル内への重量物吊り下げ支持具および支持装置ならびに
その施工方法は、上記の構成であるから、前記従来のよ
うにあと施工アンカーを用いるものに比べジェットファ
ン等の重量物を強固に且つ長期間安定性よく吊り下げ支
持させることができるもので、耐久性および信頼性を大
幅に向上させることができる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明によるトンネル内への重量物吊
り下げ支持具の平面図。（ｂ）はその正面図。（ｃ）は
その底面図。

【図２】上記支持具を用いた重量物吊り下げ支持構造の
一例を示す縦断面図。

【図３】上記支持構造により重量物を吊り下げ支持させ
た状態のトンネルの横断面図。

【図４】二次覆工コンクリートの施工状態を示すトンネ
ルの横断面図。

【図５】その要部の拡大断面図。

【図６】図５におけるＡ−Ａ線拡大断面図。

【図７】コンクリートを二次注入する状態の縦断面図。

【図８】（ａ）は本発明支持具による重量物の荷重が掛
かる領域等を示す説明図。（ｂ）は従来アンカーによる
重量物の荷重が掛かる領域等を示す説明図。

【図９】（ａ）は本発明による支持具の変更例を示す平
面図。（ｂ）はその正面図。（ｃ）はその底面図。

【図１０】（ａ）は本発明による支持具の他の変更例を
示す平面図。（ｂ）はその正面図。（ｃ）はその底面
図。

【図１１】従来のトンネル内への重量物吊り下げ支持構
造を示すトンネルの横断面図。

【図１２】従来の支持構造に用いたあと施工アンカーの
施工状態を示す縦断面図。

【図１３】防水シートが垂れ下がった状態を示すトンネ
ルの一部の横断面図。

【符号の説明】

１ 支持具 １１ 支持具本体 １１ａ フランジ １１ｂ 内穴 １１ｃ 雌ねじ １１ｄ 突条 １２ 弾性体 １２ａ 切込溝（通路） ２ ボルト ３ 型枠 ３ａ 支持具挿入穴 ３１ 蓋体 ３１ａ 固定材 ４ 支持部材 Ｔ トンネル Ｃ１ 一次覆工コンクリート Ｃ２ 二次覆工コンクリート Ｄ 緩衝材 Ｓ 防水シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21F 17/00 - 17/02 E21D 20/00

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル内面に被覆したコンクリート内
   に埋設して重量物を吊り下げ支持させる支持具であっ
   て、内穴にボルト螺合用の雌ねじを有する筒状の支持具
   本体の一端にフランジを設け、そのフランジの外面に弾
   性体を設けたことを特徴とするトンネル内への重量物吊
   り下げ支持具。
2. 【請求項２】 前記筒状の支持具本体の内穴は該支持具
   本体の軸線方向全長にわたって設けられ、その内穴に連
   通し且つ弁機能を有する通路を前記弾性体に設けてなる
   請求項１記載のトンネル内への重量物吊り下げ支持具。
3. 【請求項３】 前記支持具本体の外周にアンボンド加工
   を施してなる請求項１または２記載のトンネル内への重
   量物吊り下げ支持具。
4. 【請求項４】 前記支持具本体の外周に軸線方向に延び
   るねじれ防止リブを一体的に設けてなる請求項１、２ま
   たは３記載のトンネル内への重量物吊り下げ支持具。
5. 【請求項５】 重量物を吊り下げ支持させるボルト螺合
   用の雌ねじ孔を有する筒状の支持具本体の一端にフラン
   ジを設け、そのフランジの外面に弾性体を設けてなる支
   持具を、二次覆工コンクリート内に埋設し、上記雌ねじ
   孔に螺合したボルトに重量物を吊り下げ支持させるよう
   にしたことを特徴とするトンネル内への重量物吊り下げ
   支持構造。
6. 【請求項６】 前記支持具の弾性体を、二次覆工コンク
   リートの外面側に敷設した防水シートに当接させた状態
   で、前記支持具を二次覆工コンクリート内に埋設してな
   る請求項５記載のトンネル内への重量物吊り下げ支持構
   造。
7. 【請求項７】 重量物を吊り下げ支持させるボルト螺合
   用の雌ねじ孔を有する筒状の支持具本体の一端にフラン
   ジを設け、そのフランジの外面に弾性体を設けてなる支
   持具を、二次覆工型枠のコンクリート打設面側に仮固定
   し、その状態で上記型枠内に二次覆工コンクリートを打
   設して該コンクリート内に上記支持具を埋設固定し、上
   記雌ねじ孔にボルトを螺合して、該ボルトに重量物を吊
   り下げ支持させるようにしたことを特徴とするトンネル
   内への重量物吊り下げ支持構造の施工方法。
8. 【請求項８】 前記支持具は位置決め機構によって前記
   二次覆工型枠に対して位置調節可能に構成され、前記支
   持具本体のフランジを前記弾性体を介して二次覆工コン
   クリートの外面側に設けられる防水工に押圧した状態で
   二次覆工コンクリートを打設するようにした請求項７記
   載のトンネル内への重量物吊り下げ支持構造の施工方
   法。