JP4104771B2

JP4104771B2 - 既設山岳トンネルの底盤中にインバートを形成する方法

Info

Publication number: JP4104771B2
Application number: JP06325599A
Authority: JP
Inventors: 光雄益田; 孝幸岩井; 幸雄垣内; 英雄神山; 朗西間木
Original assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Current assignee: Kumagai Gumi Co Ltd
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000257389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の山岳トンネルの底盤中にインバートを形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般交通の用に供されている既設の山岳トンネルに盤ぶくれが生じたとき、前記山岳トンネルの底盤補強のため、前記盤ぶくれの発生箇所またはその近傍を前記底盤の幅方向の全部にわたって開削し、その開削跡にコンクリートを打設し、これにより、前記山岳トンネルの覆工の両側壁に連なるインバートを形成することが行われている。
【０００３】
ところで、前記底盤の開削の際、前記覆工の両側壁の底面を露出すべく該底面下の地盤が掘削される。このため、両側壁は、前記インバートが設置されるまでの間（より詳細には、前記打設コンクリートの硬化により両側壁が支持されるまでの間）、一時的にその一部において支持を失い、この支持喪失の間に前記覆工が沈下しその両側壁にクラックが発生するおそれがあった。
【０００４】
そこで、前記覆工の沈下およびクラックの発生を回避すべく、前記インバートの形成区間を前記トンネルの軸線方向に分割された複数の短い区画とし、これらの区画について、順次に、底盤開削およびコンクリート打設を行っていた。
【０００５】
しかし、コンクリートの打設が完了した一の区画に隣接する他の区画における開削は、前記一の区画における打設コンクリートの硬化を待って行う必要があるため、一区間のインバートの形成に長時間を要し、また、このために長期間にわたるトンネルの通行止めを余儀なくされていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、既設山岳トンネルの底盤中へのインバートの形成に要する時間を短縮することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに相対する両側壁を有する覆工を含む既設の山岳トンネルの底盤中にインバートを形成する方法であって、前記底盤の幅方向に関する一半部および他半部のそれぞれについて、工程（ａ）（ｂ）および（ｃ）を順次に適用することを含む。ここで、前記工程（ａ）は、前記底盤を開削し、これにより前記覆工の側壁の底面が露出する、前記トンネルの横断方向へ伸びるインバート形成用空間を形成することであり、前記工程（ｂ）は、前記底盤の開削の間に、露出された前記側壁の底面下に該側壁を支持するための複数の支持手段を互いに間隔をおいて配置することであり、また、前記工程（ｃ）は、前記インバート形成用空間にコンクリートを打設することである。
【０００８】
前記コンクリートの打設は、前記設置空間のうち前記支持手段が配置されていない部分について行い、次に、前記支持手段を撤去し、該支持手段が配置されていた部分について行うことができる。前記支持手段は、これを撤去することに代えて、コンクリート中に残し、該コンクリート中に埋設することができる。また、前記支持手段は、例えば、前記側壁の底面に一致して当接し得る受け面を有する受け部材と、該受け部材を支持するジャッキとからなり、あるいは、モルタルが注入可能である袋体を含むジャッキからなる。
【０００９】
【発明の作用および効果】
本発明によれば、既設山岳トンネルの底盤中にインバートを設置するために行う前記底盤の開削によるインバート形成用空間の形成の間、開削により露出したトンネル覆工の側壁の底面下に該側壁を支持するための複数の支持手段を互いに間隔をおいて配置することから、開削の間およびその後における前記インバート形成用空間へのコンクリート打設の間、前記底盤による支持を失った前記側部の一部を支持し、前記覆工の沈下およびこれに伴う前記覆工へのクラックの発生を防止することができる。したがって、設置されるインバートの長さ（トンネルの軸線方向に関する長さ）の大小に拘わらず、インバートをその全長にわたって一時に形成することができ、これにより、従来と比べて、インバートの形成に要する時間およびトンネルの交通止めの期間を大幅に短縮することができる。
【００１０】
前記インバート形成用空間の形成およびその後のコンクリートの打設は、前記底盤の一半部および他半部について順次にまたは両半部の全部について一時に行うことができる。前記両半部を順次に施工する場合にあっては、一半部の施工の間、他半部を前記開削のための掘削機械の配置、掘削土砂運搬用ダンプトラックの通行、生コン運搬用ミキサーの通行、緊急車両の通行等の用に供することができる。
【００１１】
また、前記コンクリートの打設について、前記空間のうち前記支持手段が配置されていない部分および前記支持手段の撤去後の空間部分に順次に行うときは、前記支持手段を再使用に供することができる。前記支持手段を打設コンクリート中に埋設するときは、支持手段による前記側壁の支持を前記打設コンクリートが固化するまでの長期にわたって行うことができる。
【００１２】
前記支持手段として、前記側壁の底面に一致して当接し得る受け面を有する受け部材と、該受け部材を支持するジャッキとからなるものを使用するときは、前記受け部材の介在下で前記側壁を的確に支えることができる。また、前記支持手段として、モルタルが注入可能である袋体を含むジャッキを用いるときは、前記モルタルの注入によって前記側壁の底面に接する袋体が前記側壁の底面の横断面形状に従って変形することから、同様に、前記側壁を的確に支持することができる。前記袋体からなるジャッキの使用は、特に、これを前記打設コンクリート中に埋設する場合に適する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１を参照すると、本発明の適用対象である、一般交通の用に供されている既設の山岳トンネルが全体に符号１０で示されている。
【００１４】
山岳トンネル（以下「トンネル」と略述する。）１０は、人や車両のための通行路を規定する馬蹄形断面の覆工１２、底盤１４および該底盤上に形成された舗装版１６を含む。
【００１５】
供用中のトンネル１０には、その底盤１４の一箇所または複数箇所に盤ぶくれ（図示せず）が生じることがある。このような場合、本発明に従って、前記盤ぶくれの発生箇所またはその近傍下の底盤１４中に、トンネル１０の軸線方向に関する所定の長さ寸法を有するコンクリート製のインバート１８を形成、設置することにより、前記盤ぶくれの発生箇所およびその近傍下で底盤１４の補強を図ることができる。
【００１６】
図示の覆工１２は、地山に吹き付けられたコンクリート層からなる一次覆工２０と、該覆工を覆うコンクリート層である二次覆工２２とからなり、互いに相対する一対の側部２４を有する。
【００１７】
本発明にあっては、インバート１８は、底盤１４の開削（図１および図２）およびこれにより生じたインバート形成用空間へのコンクリート打設（図３）の各工程を行うことにより形成され、さらに、路面の修復のために形成後のインバートの上方空間が埋め戻される（図４）。
【００１８】
インバート１８の形成のため、まず、底盤１４の幅方向（トンネル１０の横断方向）に関する両半部のうちの一方（一半部）２６について、トンネル１０の軸線方向に関する所定距離にわたって開削し、これにより、インバート形成用空間２８の一部を形成する（図２）。
【００１９】
一半部２６に引き続き、該一半部に連なる他半部３２についても開削し、これにより、インバート形成用空間２８の全部を形成してもよい。
【００２０】
一半部２６を開削し、かつ、他半部３２を開削しないで一時的に残す図示の例にあっては、他半部３２を、一半部２６の開削に用いられる掘削機械の配置、掘削土砂運搬用ダンプトラックの通行、生コン運搬用ミキサーの通行、緊急車両の通行等の用に供することができる。
【００２１】
底盤１４の開削は舗装版１６からこれを掘り下げることにより、あるいは、図示の例のように、舗装版１６の一部３０を撤去し、これにより底盤１４の一半部２６を露出した後、該一半部を掘り下げることにより行う。
【００２２】
図示の例では、舗装版の一部３０は、トンネル１０内の前記通行路における中心線により分離された両部分のうちの一方とこれに連なるその他方の一部とからなり、他半部３２の一部をも掘り下げる。
【００２３】
舗装版１６の撤去は、例えばブレーカ（図示せず）を用いて舗装版１６を破砕し、バックホー（図示せず）を用いて破砕片を除去することにより行うことができる。また、底盤１４の掘り下げは、例えば必要に応じて前記ブレーカを使用して底盤１４を破砕し、また、前記バックホーを用いて底盤１４を掘削することにより行うことができる。
【００２４】
底盤の一半部２６および他半部３２の一部の掘り下げにより、覆工１２の一方（図上右方）の側部２４の一部の底面３４が露出される。また、側部の底面３４下に、後記支持手段のための載置面３６（図５参照）を有する、下に凸状のインバートの設置空間２８の一部が形成される。
【００２５】
底盤１４の開削の間、図示の例では一半部２６およびその他半部３２の一部の掘り下げの間、露出された側壁の底面３４とその下方の載置面３６との間に、トンネル１０の軸線方向に互いに間隔をおいて複数の支持手段３８を配置する。
【００２６】
支持手段３８を配置することにより、底面３４の露出によって底盤１４による支持を失った側壁２４を、掘り下げ後の底盤すなわち載置面３６上に支持することができる。これにより、支持喪失に伴う覆工１２の沈下およびこれに伴う側壁２４へのクラックの発生を防止することができる。
【００２７】
支持手段３８の一例を図５および図６に示す。この支持手段３８は、側壁２４をその底面３４で受け止めるための受け部材４０と、該受け部材を支持する液圧ジャッキ４２からなる。
【００２８】
受け部材４０は、側壁の底面３４に一致して接し得る受け面４４を有する。受け面４４は、したがって、側壁の底面３４の横断面形状と同一の横断面形状（図示の例では「く」の字形状）を有する。受け部材４０は、載置面３６上に配置された液圧ジャッキ４２のロッド端に支持されている。
【００２９】
支持手段３８を側壁の底面３４と載置面３６との間に配置した後、液圧ジャッキ４２を伸長動作させることにより、受け部材の受け面４４を側壁の底面３４に押し当て、底面３４に対して上方向力を及ぼすことができる。上方向力は、側壁の底面３４に一致して接する受け部材の受け面４４を通して、側壁２４に的確かつ効果的に伝達される。
【００３０】
液圧ジャッキ４２に代えて、これをねじジャッキ（図示せず）とすることが可能である。
【００３１】
次に、図７および図８を参照すると、他の例の支持手段３８として、モルタルを注入可能である袋体を含むジャッキ４６が示されている。前記袋体は、閉鎖された両端部を有する筒体からなり、前記モルタルが漏れない大きさの織目を有する合成繊維製の布で形成されている。前記モルタルは、前記袋体に設けられた注入用口４８を介して、前記袋体内に供給することができる。
【００３２】
側壁の底面３４と載置面３６との間に前記袋体を上下方向に向けて配置したジャッキ４６に前記モルタルを供給すると、前記袋体が膨らみ、その上端が側壁の底面３４に当接し、該側壁に対して上方向力を及ぼす。ジャッキ４６は袋体からなることから、前記袋体の上端は側壁の底面３４にあたると該底面の形状に一致した形状に変形する。その結果、前記受け部材４０の受け面４４と同様、側壁をその底面３４から的確に保持する。前記袋体内に注入された前記モルタルはその後前記袋体内で固化する。
【００３３】
図９および図１０に示すように、前記袋体からなるジャッキ４６は、上端開放の例えば鋼製の筒体５０に収納することができる。前記袋体に設けられたモルタル注入用口４８は、筒体５０に設けられた穴を通してその外部に突出している。
【００３４】
これによれば、前記袋体は、該袋体への前記モルタルの注入に伴う前記袋体の膨みが上方向にのみ可能であるように制限されるため、側壁２４に対する上方向力の付与をより確実に行うことができる。
【００３５】
インバート形成用空間２８の前記一部の形成および複数の支持手段３８の配置後、インバート形成用空間２８の前記一部にコンクリート５２を打設する。
【００３６】
その結果、側壁２４は、その底面３４において、支持手段３８相互間を満たすコンクリート５２に接し、その後、固化後のコンクリート５２、すなわちインバート１８の一部により支持される。
【００３７】
図示の例では、コンクリート５２の打設について、インバート形成用空間２８のうち支持手段３８が配置されていない部分について行い、次に、支持手段２８を撤去し、該支持手段が配置されていた部分について行うため、コンクリート５２の打設に先立ち、インバート形成用空間２８の前記一部内において、各支持手段３８の周囲に該支持手段を取り囲む適当な型枠５４が配置されている。
【００３８】
これにより、各支持手段３８のコンクリート５２中への埋没が回避され、コンクリート５２の固化後、各支持手段３８を撤去することができる。撤去した支持手段３８、特に、受け部材４４と液圧ジャッキ４２とからなる支持手段は、再使用に供することができる。
【００３９】
各支持手段３８はこれを撤去することなくコンクリート５２中に埋設してもよい。埋設用としては、特に図７および図８に示す支持手段または図９および図１０に示す支持手段が適する。支持手段３８を埋設するときは、撤去する場合と比べて、側壁２４により安定的な支持を与えることができる。
【００４０】
その後、各型枠５４を撤去し、各型枠５４が規定していた空間すなわち各支持手段の撤去跡にコンクリート５８を打設し、これを充填する。
【００４１】
また、図示の例では、一半部２６と他半部３２との境界に型枠５６が配置されている。これにより、インバート１８の半分が一半部１８に規定される。
【００４２】
全体に板状を呈するインバート１８の半分を規定するコンクリート５２，５８の打設面の上方空間は砂利や土砂６０で埋め戻され、後に、埋め戻し土砂６０上に新たな舗装（図示せず）が形成される。
【００４３】
インバート１８の前記半分を形成した後、底盤１４の他半部３２について、一半部２６について行ったと同様の工程を繰り返し行い、インバート１８の前記半分に連なる残りの半分（図示せず）を形成する。この間、先に形成されたインバート１８の半分上の埋め戻し土砂６０が規定する路面を、前記掘削機械の配置、ダンプトラックの通行、生コン運搬用ミキサーの通行、緊急車両の通行等の用に供することができる。
【００４４】
その後、前記残りの半分の上方空間を土砂で埋め戻し、インバート１８の全部を覆う埋め戻し土砂上に舗装を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】山岳トンネルの概略的な横断面図であって、該トンネル内の通行路を規定する舗装の一部を撤去して、底盤を露出させている状態を示す。
【図２】底盤の一半部を開削した状態における山岳トンネルの概略的な横断面図である。
【図３】底盤を開削して得られた空間にコンクリートを打設した状態における山岳トンネルの概略的な横断面図である。
【図４】打設コンクリート上に土砂を埋め戻した状態における山岳トンネルの概略的な横断面図である。
【図５】覆工の側壁を支持するために配置された他の例の支持手段を示す部分拡大側面図である。
【図６】図５に示す支持手段の部分拡大正面図である。
【図７】覆工の側壁を支持するために配置された他の例の支持手段を示す部分拡大側面図である。
【図８】図７に示す支持手段の部分拡大正面図である。
【図９】覆工の側壁を支持するために配置されたさらに他の例の支持手段を示す部分拡大側面図である。
【図１０】図９に示す支持手段の部分拡大正面図である。
【符号の説明】
１０山岳トンネル
１２覆工
１４山岳トンネルの底盤
１８インバート
２４，３４覆工の側部およびその底面
２６，３２底盤の一半部および他半部
２８インバート形成用空間
３８支持手段
４０，４４受け部材およびその受け面
４２液圧ジャッキ
４６袋体

Claims

互いに相対する両側壁を有する覆工を含む既設の山岳トンネルの底盤中にインバートを形成する方法であって、前記底盤の幅方向に関する一半部および他半部のそれぞれについて、工程（ａ）（ｂ）および（ｃ）を順次に適用することを含み、前記工程（ａ）は、前記底盤を開削し、これにより前記覆工の側壁の底面が露出するインバート形成用空間を形成すること、前記工程（ｂ）は、前記底盤の開削の間に、露出された前記側壁の底面下に該側壁を支持するための複数の支持手段を互いに間隔をおいて配置すること、また、前記工程（ｃ）は、前記インバート形成用空間にコンクリートを打設することである、インバートの形成方法。
前記コンクリートの打設は、前記インバート形成用空間のうち前記支持手段が配置されていない部分について行い、次に、前記支持手段を撤去し、該支持手段が配置されていた部分について行う、請求項１に記載の方法。
前記支持手段は前記コンクリート中に埋設する、請求項１に記載の方法。
前記支持手段は、前記側壁の底面に一致して当接し得る受け面を有する受け部材と、該受け部材を支持するジャッキとからなる、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
前記支持手段は、モルタルが注入可能である袋体を含むジャッキからなる、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。