JP3350647B2 - 小口径トンネル用スリムライニング工法 - Google Patents

小口径トンネル用スリムライニング工法

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義治 市野
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力ケーブルや
水道等のライフライン設備を収納するための管路を地中
へ布設する工法に関するものであり、特に、地中に小口
径のトンネルを設け、このトンネル内に管路を布設し、
充填材をトンネル壁(スリムライニング)と管路の空隙
部に充填してトンネル壁と管路を一体化する管路埋設工
法における小口径トンネルの簡易ライニング(覆工)に
特徴を有するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、大口径のトンネルの施工には、
シールド工法が採用されているが、セグメントと呼ばれ
ている覆工板には、半径方向、軸方向の両方に荷重がか
かるため、セグメントの重量が増し高価格でかつ、取り
扱いも大変である。また、小口径のトンネルの施工に
は、通常、推進工法が多く採用されている。推進工法と
は、例えば、図8に示す様に、地表面(イ)に堀った立
坑(ロ)に押圧装置(ハ)を設け、カッター(ニ)を有
する先導管(ホ)、及びこの先導管(ホ)の後端に接続
した埋設管(ヘ)を、上記押圧装置(ハ)により押圧し
ながら、埋設管(ヘ)を次々と推進させて布設する工法
である。
【0003】小口径のトンネルの施工にも、一部、シー
ルド工法が採用されているが、そもそもシールド工法自
体が、長距離や急曲線の施工と、かつ、長期間使用可能
である施工物の構築とを前提としているため、セグメン
トは、コンクリート製や、鋼板製である。コンクリート
製のものは鉄筋入りであり、鋼板製のものは補強桁を溶
接し、高強度のものであるため、トンネル工事費を高騰
する一大要因になっている。このような状況を打破する
ため、本出願人は、先に、シールド工法により施工した
トンネルに管路を布設後、トンネル壁と管路間に空隙が
あるままにしておくのではなく、充填材をその空隙部に
充填する管路埋設工法に着目して、セグメント、充填
材、管路が一体になるまでの短期間のみ強度を有するよ
うな鋼材をセグメントとして使用する発明を開発した
(特開平9−328996号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平9−328
996号公報に記載の発明は、セグメントの軽量化やコ
ストダウンにはそれなりの効果が見られた。しかし、セ
グメント自体は従来のシールド工法におけるセグメント
という概念から完全に脱皮しておらず、このため、相変
わらず、鋼板製のセグメントであっても、特別注文によ
り製造しなければならず、かつ補強桁はすべて製作時に
工場で溶接することが行われている。従って依然として
これらのセグメントの製造コストが高くなり、トンネル
工事費の低減化が要望されている。
【0005】この発明は、これらの点に鑑みてなされた
ものであり、上記発明をさらに発展させ、上記特別注文
の鋼板製のセグメントに代えて、簡易にトンネル内をラ
イニングするものであって、特別注文することなく入手
できるライニングを用い、トンネル工事費をさらに低減
させることを可能にした小口径トンネル用スリムライニ
ング工法を提供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】一般に、小口径のトンネ
ルは、工事距離が短く(500m以下)、工事期間も短
い(6ヶ月)。工事がシールド工法で施工される場合、
トンネルが完了して、トンネル内部に電力ケーブル等の
配管を布設した後、セグメントと配管の空隙をモルタル
等で充填する管路埋設工法では、セグメントに求められ
る強度は、少なくとも、6ヶ月以下の期間堅持できるも
のであれば良い。このため、この発明では、鋼板製セグ
メントを特別注文することなく、簡易にトンネル内をラ
イニングするものとして、下水等のマンホールの上部部
分の製造に使用されている市場品の鋼製型枠のうち、内
型枠をそのままライニングとして使用するものであり、
予め、強度補強をするための反力伝達杆や補強部材を上
記ライニングに取り付けておくか、トンネル内での設置
の際に、現場でこれらを取り付けるものであり、また、
必要に応じて上記マンホール型枠の構成を予め厚くする
ものである。
【0007】
【実施の形態例】以下この発明の実施の形態例を図に基
づいて説明する。図1は、下水等のマンホールが製造さ
れる様子を簡単な図に表したものである。1は外型枠で
あり、2は内型枠である。生コンクリートをこの2個の
型枠の間に流し込んで、しばらく養生した後、脱型する
とコンクリートのマンホール壁3が形成される。これら
型枠は、縦に置いて使用するため、型枠にかかる生コン
クリートの圧力は弱く、そのため型枠の材料には、軽量
で強度の比較的弱い鋼材が使用されている。
【0008】この発明は、図1に示した内型枠2を、そ
のまま横にして、小口径トンネルのライニングとし、従
来のセグメントに代えて使用するものである。このた
め、ライニングの重量を大幅に軽減できるという意味で
スリムライニングという言葉を使用している。図2は、
この発明における使用状態を分かり易くするため、マン
ホールの製造過程で使用される内型枠2をライニングと
して、そのまま横にして置いたものである。この内型枠
2は、5〜6個のライニング片4を筒状に並べて構成さ
れていることを示している。内型枠の内径は、通常、
1.2mから1.8m、1個のライニング片4は、横が
約60cm、縦が約90cmであるため、トンネル内へ
の搬入やトンネル内での組立てが容易である。この発明
で小口径というのは、この様な内径が2m未満のものを
意味している。
【0009】図3は、このライニング片4のうちの1個
を説明するため、拡大したものである。4aは、ライニ
ング片4の周囲に設けられた立ち上がり縁であり、4b
は、これらの立ち上がり縁4aに設けた孔であって、ラ
イニング片4同士をボルト、ナット等で接続するための
ものである。4cは、トンネルの内壁に接する面であ
る。この発明で使用するスリムライニング2は、上述し
たように、通常のシールドセグメントより強度の弱いも
のであるため、トンネル掘進機のジャッキ推力に抗する
には、強度が不足する場合が生じる。このため、スリム
ライニング2の構成要素である各ライニング片4に、図
4に示すように、ジャッキ推力に抗する反力伝達杆5
を、スリムライニング2の軸方向となるように取り付け
るか、予め補強部材の取り付やマンホール型枠自体の部
材を厚く(図示省略)する。なお、この反力伝達杆5や
補強部材の取り付けは、必ずしも溶接する必要はなく、
着脱可能なものを取り付けても良い。
【0010】図5及び図6は、ライニング片4に反力伝
達杆6を着脱可能に取り付けた例を示したものである。
即ち、ライニング片4の内側であって、スリムライニン
グ2の軸方向となる両端の立ち上がり縁4a、4aの間
に反力伝達杆6を挿入、係止したものである。この反力
伝達杆6は、図6に示す如く、鋼材から成る筒体6aの
中にモルタル6bを充填し、端部にインサートナット7
を設け、このインサートナット7にボルト8の一端を螺
着し、反力伝達杆6の一端から突出したボルト8に螺着
した締付けナット9を回して、ボルト8の突出長を調整
し、このボルト8の先端に設けた当接板8aを上記立ち
上がり縁4aの内側に押し当てることにより、ライニン
グ片4の両側の立ち上がり縁4a、4a間に係止するも
のである。
【0011】これらの反力伝達杆5、6としては、形鋼
材(断面L形、溝形等)や鋼棒、木材等の杆状構造部材
を用いるが、取り付ける必要があるのは、図7で示すシ
ールド工法における、シールド掘進機10に近い位置の
スリムライニング2である。図7の立坑11に近い位置
のスリムライニング2には、スリムライニング2とトン
ネル内面(土壁)との接触摩擦により、先端のシールド
掘進機10の推力は殆ど伝達されないため、反力伝達杆
5又は6を必要としない。従って着脱可能な構成の反力
伝達杆6を使用した方が、必要のなくなった反力伝達杆
6をスリムライニング2から順次外してシールド掘進機
10に近い箇所のスリムライニング2に取り付け、再使
用できる利点を有する。またこれらの反力伝達杆5、6
の取り付け数の程度は、軟弱地盤、硬質地盤等の土質の
営業を受けるため、施工現場によって適宜多くしたり、
少なくしたりすることができる。
【0012】また既製品のマンホール型枠には、約6種
類のものがあるが、これらを入手するには、トンネルの
口径や、距離、工事期間等を勘案してその種類を決定
し、容易に入手することができる。
【0013】
【発明の効果】一般に、トンネル工事におけるセグメン
トの費用は、工事費のうち、最大の割合を占めている。
この発明は、従来のトンネル内に管路を布設し、充填材
をトンネルの空隙部に充填する管路埋設工法におけるセ
グメントとして、既製品であるマンホール等の上部部分
の製造用内型枠をそのまま使用するものであるため、従
来より極めて安価に購入することができるものである。
また従来の鋼製セグメントに比べて強度が弱い点につい
ては、この発明では、トンネル壁と管路との間を充填材
で充填するまでの短期間のみ強度が要求される技術に使
用するため、何等心配する必要はない。また、セグメン
トとして使用するライニング片1個当たりの形状が小さ
く、かつ軽量であるため、狭いトンネル内への搬入や、
トンネル内での組立てが容易であるため、工事期間の短
縮、ひいては、工事費用の低減に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態例に使用するマンホール
の上部部分の型枠体から脱型したマンホール壁の斜視図
である。
【図2】この発明の実施の形態例に使用するマンホール
の上部部分の内型枠体をスリムライニングとした斜視図
である。
【図3】この発明の実施の形態例に使用するライニング
片の外側面の拡大斜視図である。
【図4】この発明の実施の形態例に使用する、反力伝達
杆を有するライニング片の内側の拡大面斜視図である。
【図5】この発明の実施の形態例に使用する、着脱自在
な反力伝達杆を有するライニング片の拡大断面図であ
る。
【図6】この発明の実施の形態例に使用する、着脱自在
な反力伝達杆を有するライニング片の拡大要部断面図で
ある。
【図7】この発明の実施の形態例におけるシールド工法
の概略構成図である。
【図8】一般に施工されている推進工法の概略構成図で
ある。
【符号の説明】
1 外型枠 2 内型枠(ス
リムライニング) 3 マンホール壁 4 ライニング
片 4a 立ち上がり縁 4b 孔 4c トンネルの内壁に接する面 5 反力伝達杆 6 反力伝達杆 10 シールド掘
進機 11 立坑
フロントページの続き (72)発明者 山崎 剛 東京都千代田区内幸町1丁目1番3号 東京電力株式会社内 (72)発明者 市野 義治 東京都港区芝浦4丁目8番33号 株式会 社関電工内 (72)発明者 井口 昌之 東京都港区芝浦4丁目8番33号 株式会 社関電工内 (56)参考文献 特開 平9−328996(JP,A) 特開 平2−136499(JP,A) 実開 平1−147098(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E21D 11/14 E21D 9/06 311 E21D 11/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル掘進機により小口径のトンネル
    を設け、当該掘進機内にて簡易なライニング(以下スリ
    ムライニングと言う)を組み立てた後、トンネル内に多
    条数の管路を布設し、充填剤をトンネルの空隙部に充填
    する管路埋設工法において、 上記スリムライニングとして、下水等のマンホールの上
    部部分の製造に使用されている市場品の鋼製型枠のう
    ち、内型枠をそのまま上記小口径トンネル用ライニング
    として使用し、予め上記ライニングの強度を補強する反
    力伝達杆や補強部材を上記ライニングに取り付けておく
    ことを特徴とする、小口径トンネル用スリムライニング
    工法。
  2. 【請求項2】 トンネル掘進機により小口径のトンネル
    を設け、当該掘進機内にて簡易なライニング(以下スリ
    ムライニングと言う)を組み立てた後、トンネル内に多
    条数の管路を布設し、充填剤をトンネルの空隙部に充填
    する管路埋設工法において、 上記スリムライニングとして、下水等のマンホールの上
    部部分の製造に使用されている市場品の鋼製型枠のう
    ち、内型枠をそのまま上記小口径トンネル用ライニング
    として使用し、トンネル内での設置の際に上記ライニン
    グの強度を補強する反力伝達杆や補強部材を上記ライニ
    ングに取り付けて使用することを特徴とする、小口径ト
    ンネル用スリムライニング工法。
  3. 【請求項3】 上記反力伝達杆や補強部材が、上記ライ
    ニングに着脱可能な構成であることを特徴とする、請求
    項1又は2記載の小口径トンネル用スリムライニング工
    法。
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