JP4044767B2

JP4044767B2 - トンネルインバート施工法およびその装置

Info

Publication number: JP4044767B2
Application number: JP2002028945A
Authority: JP
Inventors: 実下坂; 勉北川; 大介鷲見
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2008-02-06
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003232196A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルインバート施工において、凹型枠、妻板およびサイド型枠を一体としたインバート型枠の設置、脱型作業を簡易としたトンネルインバートの施工法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
元来、トンネルの構築は、岩盤を掘削機により掘削した後、アンカーボルト等の補強材を岩盤に打込み、岩盤補強した後、掘削されたトンネル内壁面およびトンネル下部へ一次および二次覆工用のコンクリートを打設し、打設コンクリートを養生硬化させることにより行われていた。
【０００３】
また、岩盤が軟弱な場合、トンネル切羽に近接した掘削直後にトンネル下部へインバート施工（インバートコンクリートを打設）する必要があるが、この際にはトンネル切羽側の掘削機による掘削作業および掘削された土砂の搬出作業を一時中断した上、岩盤を安定させるため、トンネル下部をアーチ型に掘下げた後、インバートコンクリートを打設、養生硬化させることにより行っていた。
【０００４】
また、トンネル切羽側から所定距離、約１５０〜２００ｍ離れた後方のトンネル坑口側の掘削されたトンネル下部に点検用通路等の凹部を形成してインバート施工するには、掘削作業の土砂を搬出する車両を通行させるための桟橋の下部に、点検用通路を形成するための通路型枠および妻板を個々に吊下させ、通路型枠、妻板をそれぞれ下降、組立、設置させた後、インバートコンクリートの打設、養生硬化後、通路型枠、妻板をそれぞれ分解、脱型させることにより行われていた。
【０００５】
また、インバート施工により形成されるトンネルの下部の点検用通路内の排水を行うため、通路型枠の両側下部には排水溝を形成させる台形型の溝型部が形成されており、この溝型部が脱型時に打設インバートコンクリートに接触しないように、予め溝型部を分離し、通路型枠の他の部分を脱型した後、この溝型部を脱型させていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来、岩盤が軟弱な場合に行う、トンネル切羽に近接した掘削直後のトンネル下部へのインバート施工作業は、桟橋に点検用通路等の凹部を形成するための通路型枠、妻板を個々に吊下させて移動させ、所定位置で降下させ、通路型枠、妻板をそれぞれ組立、設置し、インバートコンクリート打設後、通路型枠、妻板をそれぞれ分解、脱型しなければならず、作業効率が極めて良くなく、工程遅延の要因となっていた。
【０００７】
また、通路型枠の脱型作業において、予め溝型部を他の部分と分離し、他の部分を分解、脱型後、溝型部を脱型する必要があり、作業工程が増大し、作業を慎重に行わなければならないばかりか、打設インバートコンクリートに接触し易く、打設インバートコンクリートの施工品質が著しく低下していた。
【０００８】
本発明は、このような欠点に鑑み、インバート施工において、点検用通路等の凹部を形成するための凹型枠、妻板およびサイド型枠を一体としたインバート型枠の設置、脱型作業を簡易としたトンネルインバートの施工法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネルの下部に凹部を形成するトンネルインバートの施工法において、進行側インバートの掘削後、掘削されたトンネル下部および既インバートコンクリート打設されたトンネル底面を移動する移動台車により、上部が分離、軸支されるとともにその上部を内側に折曲自在とする両側枠と、その幅方向の中央で分離、軸支されるとともに内側上方に折曲自在とする下枠とからなる内側に折畳み自在の凹型枠、脱型自在の妻板およびサイド型枠を一体としたインバート型枠を、移動させた後、凹型枠、妻板、サイド型枠を設置し、インバートコンクリート打設、コンクリート養生硬化後、妻板を脱型し、両側枠の上部を内側に折曲げ、両側枠を内側斜め上方に浮かすとともに下枠を幅方向の中央を中心として内側に折曲げるようにして凹型枠を内側に折畳み脱型し、サイド型枠を脱型させることにより、インバートコンクリート打設することを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネルインバート施工装置は、進行側、特にトンネル１２の切羽（図４および図７において右側）に近接した側のインバート掘削後のトンネル下部１４に、点検用通路等の凹部１６を形成してインバート施工（インバートコンクリート１８を打設）するためのものであり、図１〜図８に基づいて、以下にその構成を詳述する。
【００１１】
掘削されたトンネル下部１４および既インバートコンクリート打設されたトンネル底面２０を移動する移動台車２２が、配設されている。
【００１２】
本例において、移動台車２２は、長さ方向の前後に昇降支持手段（図示略）および移動手段（図示略）を備えた移動作業床または桟橋である。
【００１３】
移動台車２２に、内側に折畳み自在の凹型枠２４、脱型自在の妻板２６およびサイド型枠２８を一体としたインバート型枠３０が、着脱自在に吊下させてある。
【００１４】
この凹型枠２４により、打設インバートコンクリート内に凹部１６が形成される。
【００１５】
本例において、凹型枠２４の折畳み機構は、凹型枠２４を両側枠３２と下枠３４とに分離、軸支させ、さらに各側枠３２の上部３６を分離、軸支させ、上部３６を内側に折曲自在とし、下枠３４を幅方向の中央から分離、軸支させ、下枠３４を内側上方に折曲自在とすることにより、折畳み自在としてある。
【００１６】
この折畳み機構の駆動は、複数の油圧シリンダー３８によるものである。
【００１７】
また、凹型枠２４は、その長さ方向の前後に配した昇降手段４０により、昇降自在としてあり、前部（図４および図７において右側）の昇降手段４０を一対とし、後部（図４において左側）の昇降手段４０を１個とし、後部の昇降手段４０には凹型枠２４の前後方向の設置位置を調整するための駆動ローラ４２が配備されている。
【００１８】
この凹型枠２４の後部の昇降手段４０は、インバートコンクリート打設された凹部１６を移動する。
【００１９】
この各昇降手段４０および前記油圧シリンダー３８により、凹型枠２４を内側に折畳み、上方へ上昇させ、脱型する。
【００２０】
また、妻板２６は凹型枠２４の先端側に配設され、凹型枠２４の前部の一対の昇降手段４０間を連結し、トンネル１２の幅方向の両側へ延出させた支持アーム４４に装着させた、妻板２６を前方（図４および図７において右側）へ移動させる妻板脱型手段（油圧シリンダー）４６により脱型自在としてあり、この妻板脱型手段４６を介して妻板２６を、凹型枠２４に対して前方へ移動させることにより、脱型する。
【００２１】
また、サイド型枠２８は、凹型枠２４の両側外方に位置するように、支持アーム４４上に配設されている。
【００２２】
このサイド型枠２８の後端下部には、サイド型枠２８の移動をスムーズに行うと共に、サイド型枠２８の脱型を補助するために、回転ローラ４８が底面外方に向けて出没自在に配備されている。
【００２３】
なお、図中５０は凹部１６内の排水を行うため、凹型枠２４の両側下部に形成された溝型部、５２は展開（設置）時に凹型枠２４に装着させるゲージ金具、５４はインバート型枠３０を吊上げるチェーンブロック、５６は凹型枠２４の左右方向位置調整するための調整用シリンダー、５８はサイド型枠２８と凹型枠２４との間に装着させた固定ゲージを示す。
【００２４】
本発明に係るトンネルインバート施工装置による鉄道車両等のレールを敷設させるトンネル１２における、進行側、特にトンネル切羽に近接した側のインバート掘削後のトンネル下部１４に、点検用通路等の凹部１６を形成し、インバート施工（インバートコンクリート打設）する工程を以下に詳述する。
【００２５】
まず、トンネル下部１４をアーチ型に掘下げることにより、インバート掘削する。
【００２６】
このトンネル下部１４をアーチ型に掘下げるのは、トンネル下部１４の幅方向の両側に集中する岩盤荷重を分散させ、岩盤を安定させるためである。
【００２７】
次に、このアーチ型に掘下げたインバート部に、予め折畳まれた凹型枠２４、妻板２６およびサイド型枠２８を一体としたインバート型枠３０を、移動台車２２により、移動させた後、下降させる。
【００２８】
この際、インバート型枠３０の先端側は、チェーンブロック５４により吊上げ、インバート型枠３０の凹型枠２４の後端側は、後部昇降手段４０の駆動ローラ４２を、またサイド型枠２８の後端側は、底面外方に向けて突出させた回転ローラ４８を、それぞれ転動させて移動させる。
【００２９】
このため、インバート型枠３０の移動をスムーズに行うことができる。
【００３０】
次に、このサイド型枠２８と妻板２６とを固着させ、設置する。
【００３１】
この際、サイド型枠２８の回転ローラ４８を内側に収納する。
【００３２】
次に、折畳まれた凹型枠２４を展開させ、妻板２６を凹型枠２４側に当接、移動させ、凹型枠２４、サイド型枠２８および妻板２６に囲まれた空間にインバートコンクリート１８を打設する。なお、凹型枠２４の展開、折畳みについては後述する。
【００３３】
この際、調整用シリンダー５６により、凹型枠２４の左右方向位置を、必要に応じて調整する。
【００３４】
次に、打設インバートコンクリートの養生硬化後、凹型枠２４を内側に折曲げて脱型すると共に、サイド型枠２８と妻板２６との固着を解除し、妻板２６を凹型枠２４の前方へ移動させることにより脱型し、サイド型枠２８を上方へ吊上げることにより脱型する。
【００３５】
ここで、凹型枠２４の脱型工程を、図５および図６に基づいて詳述する。
【００３６】
第１に、凹型枠２４の上部に装着されたゲージ金具５２を取外す（図５（イ）参照）。
【００３７】
第２に、凹型枠２４の両側部の側枠３２の上部３６を内側に折曲げる。（図５（ロ）参照）。
【００３８】
第３に、凹型枠２４の両側枠３２を内側斜め上方に浮かし、脱型する（図５（ハ）参照）。
【００３９】
第４に、内側斜め上方に浮かした両側枠３２と共に、下枠３４を幅方向の中央を中心として内側に折曲げ、脱型する（図６（ニ）参照）。
【００４０】
この第２〜第４工程における側枠３２および下枠３４の折曲げは、複数の油圧シリンダー３８により行う。
【００４１】
第５に、長さ方向の前後に装着した各昇降手段４０により、凹型枠２４全体を上昇させ、脱型作業が完了する（図６（ホ）参照）。
【００４２】
このように、凹型枠２４全体を一連に内側に折畳み、脱型させるため、凹型枠２４の溝型部５０が打設インバートコンクリートに接触することがないので、施工品質が低下することなく、極めて簡易に脱型作業を行うことが可能となる。
【００４３】
また、凹型枠２４を展開、設置する際には前記第１〜第５工程を逆に行う。
【００４４】
また、妻板２６の脱型においては、サイド型枠２８との固着を解除した後、凹型枠２４の前部の昇降手段４０上部に配した支持アーム４４上の妻板脱型手段４６により、妻板２６を前方に移動させて行う。
【００４５】
また、サイド型枠２８の脱型においては、チェーンブロック５４により吊上げ、脱型する。
【００４６】
この際、サイド型枠２８の回転ローラ４８を底面外方に突出させ、脱型作業を補助する。
【００４７】
前記工程を繰り返し行うことにより、トンネル１２の掘削および掘削直後のトンネル下部１４へのインバート施工を順次行う。
【００４８】
このように、本発明に係るインバート施工法によれば、凹型枠２４の溝型部５０を分離、脱型しなくても、溝型部５０が打設インバートコンクリートと接触することがなく、凹型枠２４、妻板２６およびサイド型枠２８を一体としたインバート型枠３０の設置、脱型を極めて簡易に行うことができる。
【００４９】
なお、本例において、移動台車２２は、移動作業床または桟橋であるが、コンクリート打設用セントルとしてもよく、他の移動可能な台車とすることは自明である。
【００５０】
また、移動台車２２を、前後に昇降支持手段を備えた内フロアに対して外フロアを移動自在とした移動作業床とし、外フロアをトンネル底面２０に当接させることにより、両フロアおよび両フロア上で作業する重機、運搬車両の荷重を、外フロアの底面全体に分散させ、トンネル底面２０への支圧力を激減させることができる。
【００５１】
これに加え、インバート掘削後、このインバート部に内フロアを外フロアに対して移動させ、内フロアの前部の昇降支持手段を伸長させて内フロアの前部を支持させることにより、インバートコンクリート打設部を防護し、掘削、土砂搬出作業を行うことが可能となる。
【００５２】
さらに、トンネル切羽に近接した掘削直後のトンネル下部１４へのインバート施工、および打設インバートコンクリートの養生中に、移動台車２２である両フロア上での作業が可能となると共に、運搬車両の通行のみならず、重機をも設置して使用することが可能となり、掘削直後にトンネル切羽側近部（約１５〜２０ｍ以内）のトンネル下部１４へのインバート施工（インバートコンクリート打設）を可能とし、岩盤が軟弱な場合においても掘削面の早期安定を図ることができる。
【００５３】
また、凹型枠２４の折畳み機構は、凹型枠２４の両側枠３２および下枠３４をそれぞれ分離、軸支させ、複数の油圧シリンダー３８により折畳むものであるが、ヒンジ等による多関節構造、あるいは他の折畳み構造を採用することは自由である。
【００５４】
また、凹型枠２４、妻板２６およびサイド型枠２８を一体としたインバート型枠３０の移動は、移動台車２２により移動させるものであるが、凹型枠２４の前後方向に配した昇降手段４０に自走機構を配備させ、この自走機構によりインバート型枠３０を移動させることは自明である。
【００５５】
また、サイド型枠２８の移動をスムーズに行うため、移動台車２２側部に案内させて移動させることは自明である。
【００５６】
また、インバート型枠３０は、支持アーム４４を介して凹型枠２４、妻板２６およびサイド型枠２８を一体としてあるが、必ずしも本機構に限定されるものではない。
【００５７】
また、移動台車２２の上部に集塵機（図示略）を搭載させることにより、移動台車２２の移動に伴い、集塵機も移動させることができるため、トンネル掘削に応じて集塵機を移動台車２２と別にトンネル切羽側に移動させる作業が皆無となり、作業時間の短縮を図ることができることは自明である。
【００５８】
また、インバートコンクリート打設時に、鉄筋等の補強材を配設させることは自明である。
【００５９】
また、トンネル切羽側近部にインバート施工するものであるが、トンネル切羽側近部を除く他の個所でも使用できることは自明である。
【００６０】
また、凹型枠２４により凹部１６である点検用通路を形成するものであるが、点検用通路に限定されることはなく、トンネル下部に凹型形状を有する構造体を構築する他の用途にも使用できることは自明である。
【００６１】
また、本例は略馬蹄形のトンネルにおけるものあるが、円形、その他の形状のトンネルのインバート施工時にも利用できる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明に係るトンネルインバートの施工法および装置によれば、移動台車により、内側に折畳み自在の凹型枠、脱型自在の妻板およびサイド型枠を一体としたインバート型枠を移動させた後、凹型枠、妻板、サイド型枠を設置させ、インバートコンクリート打設、コンクリート養生硬化後、妻板を脱型し、凹型枠を内側に折畳み脱型し、サイド型枠を脱型させることにより、インバート施工するため、凹型枠の溝型部のみを予め分離して脱型させなくても、打設インバートコンクリートに接触することがないので、施工品質が低下することがなく、インバート型枠の設置、脱型を極めて簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネルインバート施工装置の妻板を省略した正面図。
【図２】同、妻板設置状態を示す正面図。
【図３】同、平面図。
【図４】凹型枠、妻板を示す側面図。
【図５】凹型枠の折畳み工程を示す要部拡大正面図。
【図６】同、凹型枠の折畳み工程を示す要部拡大正面図。
【図７】妻板の側面図、（イ）は設置状態、（ロ）は脱型状態を示す。
【図８】サイド型枠の正面図、（イ）は設置状態、（ロ）は脱型または移動状態を示す。
【符号の説明】
１２トンネル
１４トンネル下部
１６凹部
１８インバートコンクリート
２０トンネル底面
２２移動台車
２４凹型枠
２６妻板
２８サイド型枠
３０インバート型枠

Claims

トンネル(12)の下部に凹部(16)を形成するトンネルインバートの施工法において、進行側インバートの掘削後、掘削されたトンネル下部(14)および既インバートコンクリート打設されたトンネル底面(20)を移動する移動台車(22)により、上部 (36) が分離、軸支されるとともにその上部 (36) を内側に折曲自在とする両側枠 (32) と、その幅方向の中央で分離、軸支されるとともに内側上方に折曲自在とする下枠 (34) とからなる凹型枠(24)、脱型自在の妻板(26)およびサイド型枠(28)を一体としたインバート型枠(30)を、移動させた後、凹型枠(24)、妻板(26)、サイド型枠(28)を設置し、インバートコンクリート打設、コンクリート養生硬化後、妻板(26)を脱型し、両側枠 (32) の上部 (36) を内側に折曲げ、両側枠 (32) を内側斜め上方に浮かすとともに下枠 (34) を幅方向の中央を中心として内側に折曲げるようにして凹型枠(24)を内側に折畳み脱型し、サイド型枠(28)を脱型させることにより、インバートコンクリート打設することを特徴とするトンネルインバート施工法。
掘削されたトンネル下部(14)および既インバートコンクリート打設されたトンネル底面(20)を移動する移動台車(22)と、内側に折畳み自在の凹型枠(24)、脱型自在の妻板(26)およびサイド型枠(28)を一体としたインバート型枠(30)と、から構成し、
凹部枠 (24) は、上部 (36) が分離、軸支されるとともにその上部 (36) を内側に折曲自在とする両側枠 (32) と、その幅方向の中央で分離、軸支されるとともに内側上方に折曲自在とする下枠 (34) とからなり、
その脱型時に、両側枠 (32) の上部 (36) が内側に折曲がり、両側枠 (32) が内側斜め上方に浮くとともに下枠 (34) が幅方向の中央を中心として内側に折曲がるように構成されていることを特徴とするトンネルインバート施工装置。