JP5603291B2 - Tunnel lining reinforcement structure and tunnel lining reinforcement method - Google Patents

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Description

本発明は、トンネル覆工補強構造およびトンネル覆工補強方法に関する。   The present invention relates to a tunnel lining reinforcing structure and a tunnel lining reinforcing method.

既設のトンネル覆工を補強するに際しては、トンネル覆工内に柱を組み付け、ジャッキによる軸力を覆工に付与する方法があったが、トンネル内空断面の利用が大幅に制限される問題があった。そこで、特許文献1に示すような補強構造が提案されている。特許文献1に記載された補強は、覆工の内側に補強セグメントを配置して、ロックボルトで補強セグメントを背面地山に固定した後、補強セグメントの背面をグラウトする工程を繰り返すことで構築される。   When reinforcing an existing tunnel lining, there was a method of assembling a pillar in the tunnel lining and applying axial force to the lining by a jack, but there was a problem that the use of the empty section in the tunnel was greatly limited there were. Therefore, a reinforcing structure as shown in Patent Document 1 has been proposed. The reinforcement described in Patent Document 1 is constructed by arranging a reinforcement segment inside the lining, fixing the reinforcement segment to the back ground with a lock bolt, and then repeating the process of grouting the back surface of the reinforcement segment. The

特開2001−323792号公報JP 2001-323792 A

しかしながら、特許文献1の補強構造では、補強セグメントの背面にモルタルを注入するだけであるので、既設覆工を積極的に押し広げて補強するものではなく、現状の外荷重によって既設覆工に生じている断面力を軽減することができない。   However, in the reinforcement structure of Patent Document 1, since mortar is only injected into the back surface of the reinforcement segment, the existing lining is not positively expanded and reinforced, and is caused in the existing lining by the current external load. The cross-sectional force that is present cannot be reduced.

このような観点から、本発明は、外荷重によって既設覆工に生じている断面力を軽減することができるトンネル覆工補強構造およびトンネル覆工補強方法を提供することを課題とする。   From such a viewpoint, an object of the present invention is to provide a tunnel lining reinforcing structure and a tunnel lining reinforcing method capable of reducing a cross-sectional force generated in an existing lining by an external load.

このような課題を解決するための請求項1に係る発明は、トンネル覆工を補強するためのトンネル覆工補強構造において、前記トンネル覆工の内側表面に沿って配置されるリング部材と、前記トンネル覆工と前記リング部材との間に充填される膨張材とを備え、前記リング部材と前記トンネル覆工の内側表面とで、前記膨張材の配置スペースを区画していることを特徴とするトンネル覆工補強構造である。   The invention according to claim 1 for solving such a problem, in a tunnel lining reinforcing structure for reinforcing a tunnel lining, a ring member disposed along an inner surface of the tunnel lining, An expansion material filled between a tunnel lining and the ring member is provided, and an arrangement space for the expansion material is defined by the ring member and an inner surface of the tunnel lining. Tunnel lining reinforcement structure.

本発明に係るトンネル覆工補強構造によれば、膨張材が既設のトンネル覆工とリング部材を押圧しつつ膨張しようとするが、リング部材で膨張材の内向きの膨張力に対抗することができる。したがって、膨張材の膨張力はトンネル覆工の内側表面に対して外向きに作用することとなり、既設のトンネル覆工の周方向にかかる軸力が軽減される。これによって、外荷重によって既設トンネル覆工に生じている断面力を軽減することができる。   According to the tunnel lining reinforcing structure according to the present invention, the expansion material tries to expand while pressing the existing tunnel lining and the ring member, but the ring member can counter the inward expansion force of the expansion material. it can. Accordingly, the expansion force of the expansion material acts outwardly on the inner surface of the tunnel lining, and the axial force applied in the circumferential direction of the existing tunnel lining is reduced. Thereby, the cross-sectional force generated in the existing tunnel lining by the external load can be reduced.

請求項2に係る発明は、前記リング部材が、周方向に分割された複数のピースを備えてなり、隣り合う前記ピース同士の接続部分には、その接続部分を径方向内側から押さえて前記ピース同士を固定する固定部材が設けられていることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, the ring member includes a plurality of pieces divided in the circumferential direction, and a connecting portion between the adjacent pieces is pressed from the radially inner side to the piece. A fixing member for fixing each other is provided.

このような構成によれば、リング部材の設置施工を容易に行うことができるとともに、固定部材によって、リング部材による膨張材への抵抗効果を確保できる。   According to such a configuration, the installation work of the ring member can be easily performed, and the resistance effect of the ring member on the expansion material can be secured by the fixing member.

請求項3に係る発明は、前記ピースの外周面には、周方向に延在する凹溝が形成されており、前記配置スペースは、前記凹溝と前記トンネル覆工の内側表面とで区画されていることを特徴とする。   In the invention according to claim 3, a concave groove extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the piece, and the arrangement space is defined by the concave groove and the inner surface of the tunnel lining. It is characterized by.

このような構成によれば、凹溝の底面および側壁面で膨張材の膨張が押さえられるので、膨張材の膨張力はトンネル覆工の内側表面に対して外向きに集中して作用することとなり、より一層効率的な補強を行うことができる。   According to such a configuration, since the expansion of the expansion material is suppressed by the bottom surface and the side wall surface of the concave groove, the expansion force of the expansion material acts on the inner surface of the tunnel lining to concentrate outward. Thus, more efficient reinforcement can be performed.

請求項4に係る発明は、前記配置スペースには、膨張可能な耐圧チューブが配設されており、前記耐圧チューブ内に、前記膨張材が充填されていることを特徴とする。   The invention according to claim 4 is characterized in that an expansion pressure-resistant tube is disposed in the arrangement space, and the expansion material is filled in the pressure-resistant tube.

このような構成によれば、膨張材を配置スペースに容易に漏れなく充填することができる。   According to such a configuration, the expansion material can be easily filled in the arrangement space without leakage.

請求項5に係る発明は、トンネル覆工を補強するためのトンネル覆工補強方法において、前記トンネル覆工の内側表面に沿って耐圧チューブを環状に敷設する耐圧チューブ敷設工程と、前記耐圧チューブをトンネル内側から覆うようにリング部材を形成するリング部材形成工程と、前記耐圧チューブ内に膨張材を充填する膨張材充填工程と、を備えたことを特徴とするトンネル覆工補強方法である。   The invention according to claim 5 is a tunnel lining reinforcing method for reinforcing a tunnel lining, wherein a pressure-resistant tube laying step of laying a pressure-resistant tube in an annular shape along an inner surface of the tunnel lining, A tunnel lining reinforcing method comprising: a ring member forming step of forming a ring member so as to cover from the inside of the tunnel; and an expansion material filling step of filling the pressure resistant tube with an expansion material.

本発明に係るトンネル覆工補強方法によれば、膨張材が既設のトンネル覆工とリング部材を押圧しつつ膨張しようとするが、リング部材で膨張材の内向きの膨張力に対抗することができる。したがって、膨張材の膨張力はトンネル覆工の内側表面に対して外向きに作用することとなり、既設のトンネル覆工の周方向にかかる軸力が軽減される。これによって、外荷重によって既設トンネル覆工に生じている断面力を軽減することができる。   According to the tunnel lining reinforcing method of the present invention, the expansion material tries to expand while pressing the existing tunnel lining and the ring member, but the ring member can counter the inward expansion force of the expansion material. it can. Accordingly, the expansion force of the expansion material acts outwardly on the inner surface of the tunnel lining, and the axial force applied in the circumferential direction of the existing tunnel lining is reduced. Thereby, the cross-sectional force generated in the existing tunnel lining by the external load can be reduced.

本発明のトンネル覆工補強構造およびトンネル覆工補強方法によれば、外荷重によって既設覆工に生じている断面力を軽減することができる。   According to the tunnel lining reinforcing structure and the tunnel lining reinforcing method of the present invention, the cross-sectional force generated in the existing lining due to the external load can be reduced.

本発明の実施形態に係るトンネル覆工補強構造の構築工程を説明するための図であって、トンネル覆工内に耐圧チューブを敷設した状態を示した断面図である。It is a figure for demonstrating the construction process of the tunnel lining reinforcement structure which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing which showed the state which laid the pressure | voltage resistant tube in the tunnel lining. 本発明の実施形態に係るトンネル覆工補強構造の構築工程を説明するための図であって、トンネル覆工内にピースおよび固定部材を設置した状態を示した断面図である。It is a figure for demonstrating the construction process of the tunnel lining reinforcement structure which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is sectional drawing which showed the state which installed the piece and the fixing member in the tunnel lining. 図2のトンネル覆工補強構造をトンネル覆工の厚さ方向に沿って切断した図であって、(a)は、ピースを設置した部分の断面図、(b)はピースおよび固定部材を設置した部分の断面図である。It is the figure which cut | disconnected the tunnel lining reinforcement structure of FIG. 2 along the thickness direction of tunnel lining, (a) is sectional drawing of the part which installed the piece, (b) installed a piece and a fixing member It is sectional drawing of the part which carried out. 本発明の実施形態に係るトンネル覆工補強構造を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the tunnel lining reinforcement structure which concerns on embodiment of this invention. 図4のトンネル覆工補強構造をトンネル覆工の厚さ方向に沿って切断した図であって、(a)は、ピースを設置した部分の断面図、(b)はピースおよび固定部材を設置した部分の断面図である。It is the figure which cut | disconnected the tunnel lining reinforcement structure of FIG. 4 along the thickness direction of tunnel lining, (a) is sectional drawing of the part which installed the piece, (b) installed a piece and a fixing member It is sectional drawing of the part which carried out.

本発明の第一実施形態に係るトンネル覆工補強構造を、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。図4に示すように、トンネル覆工補強構造1は、供用状態にある既設のトンネル覆工2を内側から補強するための構造である。トンネル覆工補強構造1は、トンネル覆工2の内側表面に沿って配置されるリング部材20と、トンネル覆工2とリング部材20との間に充填される膨張材10(図5参照)とを備えている。図示は省略するが、トンネル覆工補強構造1は、トンネルの軸方向に沿って、所定のピッチで形成される。   A tunnel lining reinforcement structure according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 4, the tunnel lining reinforcing structure 1 is a structure for reinforcing an existing tunnel lining 2 in service from the inside. The tunnel lining reinforcing structure 1 includes a ring member 20 disposed along the inner surface of the tunnel lining 2, and an expansion material 10 (see FIG. 5) filled between the tunnel lining 2 and the ring member 20. It has. Although illustration is omitted, the tunnel lining reinforcing structure 1 is formed at a predetermined pitch along the axial direction of the tunnel.

膨張材10は、本実施形態では、硬化膨張性のセメントミルクが用いられており、図5に示すように、膨張材10の配置スペース11に配置された耐圧チューブ12に圧入されている。セメントミルクは、セメントと膨張材料(例えば石灰系膨張材料)と石こうを混ぜ合わせたものに水を加えて形成されており、硬化時に膨張する。なお、セメントミルクの材料は、前記のものに限定されるものではない。耐圧チューブ12は、セメントミルクの膨張に追従して膨張可能で、且つ膨張圧に対抗可能な強度を有している。耐圧チューブ12は、環状(無端状)に形成されており、その内部にセメントミルクが充填される空間が形成されている。   In the present embodiment, the expandable material 10 is hardened and expandable cement milk, and is press-fitted into a pressure-resistant tube 12 disposed in a space 11 where the expandable material 10 is disposed, as shown in FIG. Cement milk is formed by adding water to a mixture of cement, an expansion material (for example, lime-based expansion material) and gypsum, and expands when cured. The material of the cement milk is not limited to the above. The pressure-resistant tube 12 can expand following the expansion of the cement milk and has a strength capable of resisting the expansion pressure. The pressure-resistant tube 12 is formed in an annular shape (endless shape), and a space filled with cement milk is formed therein.

図1に示すように、耐圧チューブ12は、トンネル覆工2の内側表面2aに接着されている。耐圧チューブ12には、セメントミルクの注入管12aとエア抜き管12bとが互いに近傍位置に設けられている。注入管12aとエア抜き管12bは、トンネル覆工2の上部側に位置している。   As shown in FIG. 1, the pressure-resistant tube 12 is bonded to the inner surface 2 a of the tunnel lining 2. The pressure-resistant tube 12 is provided with a cement milk injection pipe 12a and an air vent pipe 12b in the vicinity of each other. The injection pipe 12 a and the air vent pipe 12 b are located on the upper side of the tunnel lining 2.

図4および図5に示すように、リング部材20は、膨張材10が注入された耐圧チューブ12が内側に膨張しようとするのを押さえる部材である。リング部材20は、耐圧チューブ12のトンネル径方向内側に配置されている。リング部材20とトンネル覆工2の内側表面2aとで、膨張材10の配置スペース11が区画されており、この配置スペース11内に耐圧チューブ12が配置される(図5参照)。   As shown in FIGS. 4 and 5, the ring member 20 is a member that suppresses the pressure-resistant tube 12 into which the expansion material 10 has been injected from attempting to expand inward. The ring member 20 is arranged inside the pressure-resistant tube 12 in the tunnel radial direction. The ring member 20 and the inner surface 2a of the tunnel lining 2 define an arrangement space 11 for the expansion material 10, and the pressure-resistant tube 12 is arranged in the arrangement space 11 (see FIG. 5).

図4に示すように、リング部材20は、周方向に分割された複数のピース21,21・・・と、隣り合うピース21,21同士の接続部分に設けられた固定部材30,30・・・とを備えている。ピース21は、スチール製または鉄筋コンクリート製のプレキャスト部材にて構成されている。隣接するピース21,21同士は溶接または接着などで互いに固定されている。本実施形態では、ピース21は、全周を例えば八等分して形成されており、中心角が45度で径方向に一定厚さを有する円弧形状を呈している。ピース21の外周面は、トンネル覆工2の内側表面と同じ曲率となっており、曲面同士が面接触できるようになっている。なお、ピース21の中心角は45度に限定されるものでなく、トンネル径やピース21の材質に応じて適宜設定される。   As shown in FIG. 4, the ring member 20 includes a plurality of pieces 21, 21... Divided in the circumferential direction, and fixing members 30, 30.・ It is equipped with. The piece 21 is made of a precast member made of steel or reinforced concrete. The adjacent pieces 21 and 21 are fixed to each other by welding or adhesion. In this embodiment, the piece 21 is formed, for example, by dividing the entire circumference into eight equal parts, and has an arc shape having a central angle of 45 degrees and a constant thickness in the radial direction. The outer peripheral surface of the piece 21 has the same curvature as that of the inner surface of the tunnel lining 2 so that the curved surfaces can come into surface contact. Note that the central angle of the piece 21 is not limited to 45 degrees, and is appropriately set according to the tunnel diameter and the material of the piece 21.

図3の(a)に示すように、ピース21の外周面には、周方向に延在する凹溝22が形成されており、断面凹形状を呈している。凹溝22は、ピース21の全長に渡って形成されており、ピース21,21・・・が組み合わされた状態で、トンネル覆工2の内側表面に沿って環状に繋がる(図4参照)。この凹溝22の底面22aおよび側壁面22b,22bと、凹溝22に対向するトンネル覆工2の内側表面2aとが、配置スペース11の内周壁となる。ピース21は、耐圧チューブ12を覆って設置されている。ここで、凹溝22の開口端の幅方向両側に位置する外周表面21a,21aがトンネル覆工2の内側表面に当接している(図3の(a)参照)。凹溝22は、膨張前の耐圧チューブ12の断面よりも大きい断面形状となっており、底面22aおよび側壁面22b,22bと、耐圧チューブ12との間には、隙間が形成されている。   As shown to (a) of FIG. 3, the groove | channel 22 extended in the circumferential direction is formed in the outer peripheral surface of the piece 21, and the cross-sectional concave shape is exhibited. The concave groove 22 is formed over the entire length of the piece 21, and is connected in an annular shape along the inner surface of the tunnel lining 2 in a state where the pieces 21, 21,... Are combined (see FIG. 4). The bottom surface 22 a and the side wall surfaces 22 b and 22 b of the concave groove 22 and the inner surface 2 a of the tunnel covering 2 facing the concave groove 22 serve as the inner peripheral wall of the arrangement space 11. The piece 21 is installed so as to cover the pressure tube 12. Here, the outer peripheral surfaces 21a and 21a located on both sides in the width direction of the opening end of the concave groove 22 are in contact with the inner surface of the tunnel lining 2 (see FIG. 3A). The concave groove 22 has a larger cross-sectional shape than the cross section of the pressure-resistant tube 12 before expansion, and a gap is formed between the bottom surface 22 a and the side wall surfaces 22 b and 22 b and the pressure-resistant tube 12.

図5に示すように、前記の隙間には、モルタル23が充填される。最上部のピース21には注入開口部(図示せず)が形成されており、この注入開口部から、モルタル23が凹溝22の内側に注入される。このようにモルタル23を凹溝22に注入することによって、少ない膨張材10で十分な押圧力を効率的に確保することができる。また、耐圧チューブ12の変形範囲を小さくすることができるので、その耐久性を高めることができる。ピース21の幅方向両側のトンネル覆工2の内側表面2aとの当接部分の入隅部には、シーリング材25が布設されており、モルタル23のシール性が高められている(図5の(a)参照)。   As shown in FIG. 5, mortar 23 is filled in the gap. An injection opening (not shown) is formed in the uppermost piece 21, and the mortar 23 is injected into the concave groove 22 from the injection opening. By injecting the mortar 23 into the concave groove 22 in this way, a sufficient pressing force can be efficiently ensured with a small amount of the expansion material 10. Moreover, since the deformation | transformation range of the pressure | voltage resistant tube 12 can be made small, the durability can be improved. Sealing material 25 is laid in the corners of the contact portions with the inner surface 2a of the tunnel lining 2 on both sides in the width direction of the piece 21 to improve the sealing performance of the mortar 23 (see FIG. 5). (See (a)).

図3の(b)に示すように、隣り合うピース21,21同士の接続部分には、その接続部分をトンネルの径方向内側から押さえてピース21,21同士を固定する固定部材30が設けられている。固定部材30は、ピース21の内側表面の外周形状に沿った内周形状を備えた断面凹字状に形成されている。固定部材30は、隣り合うピース21,21の接続部分を、周方向に所定の長さの範囲で覆う。すなわち、固定部材30は、隣り合うピース21,21の接続部分を跨ぐように配置され、トンネル径方向内側から、ピース21,21の端部を覆う。固定部材30は、各ピース21,21にそれぞれ固定されている。これによって、リング部材20の真円度が確保される(図4参照)。固定部材30の幅方向両側のトンネル覆工2の内側表面2aとの当接部分の入隅部には、シーリング材25が布設されている。(図5の(b)参照)。   As shown in FIG. 3B, a connecting member between the adjacent pieces 21 and 21 is provided with a fixing member 30 that fixes the pieces 21 and 21 by pressing the connecting portion from the inside in the radial direction of the tunnel. ing. The fixing member 30 is formed in a concave cross section having an inner peripheral shape along the outer peripheral shape of the inner surface of the piece 21. The fixing member 30 covers a connection portion between the adjacent pieces 21 and 21 within a predetermined length in the circumferential direction. That is, the fixing member 30 is disposed so as to straddle the connecting portions of the adjacent pieces 21 and 21 and covers the end portions of the pieces 21 and 21 from the inner side in the tunnel radial direction. The fixing member 30 is fixed to each piece 21, 21. This ensures the roundness of the ring member 20 (see FIG. 4). Sealing material 25 is laid in the corners of the abutting portions with the inner surface 2a of the tunnel lining 2 on both sides of the fixing member 30 in the width direction. (See (b) of FIG. 5).

次に、前記構成のトンネル覆工補強構造1の構築工程(トンネル覆工補強方法)およびその作用効果を説明する。トンネル覆工補強構造1を構築するに際しては、図1に示すように、まず、耐圧チューブ12を、トンネル覆工2の内側表面2aに沿って環状に敷設する(耐圧チューブ敷設工程)。耐圧チューブ12は接着剤で内側表面2aに貼り付けられる。このとき、注入管12aとエア抜き管12bを、トンネル覆工2の上部側に位置させておく。   Next, the construction process (tunnel lining reinforcement method) of the tunnel lining reinforcement structure 1 having the above-described configuration and the effects thereof will be described. When constructing the tunnel lining reinforcement structure 1, as shown in FIG. 1, first, the pressure tube 12 is laid in an annular shape along the inner surface 2a of the tunnel lining 2 (pressure tube laying step). The pressure tube 12 is attached to the inner surface 2a with an adhesive. At this time, the injection pipe 12 a and the air vent pipe 12 b are positioned on the upper side of the tunnel lining 2.

その後、図2に示すように、耐圧チューブ12を覆うように、ピース21を下側から順次組み立て、ピース21,21同士を接合した後、ピース21,21の接合部分に固定部材30を被せて、各ピース21,21に固定する。このとき、ピース21の外周表面21aは、トンネル覆工2の内側表面2aと接触し、凹溝22の底面22aおよび側壁面22bと、トンネル覆工2の内側表面2aとで、膨張材10の配置スペース11を区画形成する(図3の(a)参照)。そして、図示しないアンカーボルトにナットを締め付けて、固定部材30をトンネル覆工2の内側表面2a側へ仮固定する。   After that, as shown in FIG. 2, the pieces 21 are sequentially assembled from the lower side so as to cover the pressure-resistant tube 12, the pieces 21 and 21 are joined together, and then the fixing member 30 is put on the joined portions of the pieces 21 and 21. , Fixed to each piece 21, 21. At this time, the outer peripheral surface 21 a of the piece 21 is in contact with the inner surface 2 a of the tunnel lining 2, and the bottom surface 22 a and the side wall surface 22 b of the groove 22 and the inner surface 2 a of the tunnel lining 2 The arrangement space 11 is partitioned (see FIG. 3A). Then, a nut is fastened to an anchor bolt (not shown), and the fixing member 30 is temporarily fixed to the inner surface 2 a side of the tunnel lining 2.

図4に示すように、全てのピース21がトンネル覆工2の内側全周に渡って設置され、全ての固定部材30が設置されたならリング部材20の形成が完了する(リング部材形成工程)。   As shown in FIG. 4, if all the pieces 21 are installed over the entire inner periphery of the tunnel lining 2 and all the fixing members 30 are installed, the formation of the ring member 20 is completed (ring member forming step). .

その後、ピース21とトンネル覆工2の内側表面2aとの当接部分の入隅部に、シーリング材25(図5の(a)参照)を設ける(シーリング工程)。固定部材30が設けられている部分は、固定部材30を取り囲むように、固定部材30とトンネル覆工2の内側表面2aとの当接部分の入隅部にシーリング材25を設ける(図5の(b)参照)。   Thereafter, a sealing material 25 (see FIG. 5A) is provided at the corner of the contact portion between the piece 21 and the inner surface 2a of the tunnel lining 2 (sealing step). In the portion where the fixing member 30 is provided, a sealing material 25 is provided at the corner of the contact portion between the fixing member 30 and the inner surface 2a of the tunnel lining 2 so as to surround the fixing member 30 (see FIG. 5). (See (b)).

次に、ピース21に形成された注入開口部(図示せず)から配置スペース11内にモルタル23を注入して、凹溝22内の耐圧チューブ12の周囲の空間を間詰めする(モルタル充填工程)。   Next, the mortar 23 is injected into the arrangement space 11 from an injection opening (not shown) formed in the piece 21 and the space around the pressure-resistant tube 12 in the concave groove 22 is filled (mortar filling step). ).

その後、注入管12aから耐圧チューブ12に膨張材10を充填する(膨張材充填工程)。このとき、エア抜き管12bからの膨張材10の流出を目視で確認することで、耐圧チューブ12の全体に充填されたことを確認する。充填の確認後、エア抜き管12bを塞いで、さらに膨張材10を充填し、耐圧チューブ12内の圧力を所定圧まで増加させ、高圧の状態で硬化させる。そして、膨張材10の硬化が完了して、トンネル覆工補強構造1が完成した後に、トンネル覆工2の内側表面2a側への固定部材30の仮固定を解除する。   Thereafter, the expansion material 10 is filled into the pressure-resistant tube 12 from the injection tube 12a (expansion material filling step). At this time, it is confirmed that the entire pressure-resistant tube 12 is filled by visually confirming the outflow of the expansion material 10 from the air vent pipe 12b. After confirming the filling, the air vent pipe 12b is closed, and the expansion material 10 is further filled, and the pressure in the pressure-resistant tube 12 is increased to a predetermined pressure and cured at a high pressure. And after hardening of the expansion | swelling material 10 is completed and the tunnel lining reinforcement structure 1 is completed, temporary fixation of the fixing member 30 to the inner surface 2a side of the tunnel lining 2 is cancelled | released.

以上の構成のトンネル覆工補強構造1およびトンネル覆工補強方法によれば、膨張材10がトンネル覆工2とリング部材20を押圧した状態で硬化しているが、リング部材20に作用する内向きの押圧力は周方向の力に変換されるので、リング部材20で膨張材10の内向きの膨張力に対抗することができる。したがって、膨張材10の膨張力は既設のトンネル覆工2の内側表面2aに対して外向きに作用して、トンネル覆工2を押し広げることとなる。これによって、既設のトンネル覆工2の周方向にかかる軸力が軽減されるので、外荷重によって既設トンネル覆工2に生じている断面力を軽減することができる。さらに、ここでピース21の外周面には、周方向に延在する凹溝22が形成されており、配置スペース11は、凹溝22とトンネル覆工2の内側表面2aとで区画されているので、凹溝22の底面22aおよび側壁面22bで膨張材10の膨張が押さえられるので、膨張材10の膨張力はトンネル覆工の内側表面2aに対して外向きに集中して作用することとなる。これによって、トンネル覆工2を外側へ押し出す(押し広げる)力をより一層大きくでき、外荷重によって既設トンネル覆工2に生じている断面力をさらに軽減することができる。   According to the tunnel lining reinforcing structure 1 and the tunnel lining reinforcing method configured as described above, the expansion material 10 is cured while pressing the tunnel lining 2 and the ring member 20. Since the pressing force in the direction is converted into a circumferential force, the ring member 20 can counter the inward expansion force of the expansion material 10. Accordingly, the expansion force of the expansion material 10 acts outwardly on the inner surface 2a of the existing tunnel lining 2 to push the tunnel lining 2 apart. Thereby, since the axial force applied to the circumferential direction of the existing tunnel lining 2 is reduced, the cross-sectional force generated in the existing tunnel lining 2 by an external load can be reduced. Further, here, a concave groove 22 extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the piece 21, and the arrangement space 11 is partitioned by the concave groove 22 and the inner surface 2 a of the tunnel lining 2. Therefore, since the expansion of the expansion material 10 is suppressed by the bottom surface 22a and the side wall surface 22b of the concave groove 22, the expansion force of the expansion material 10 acts on the inner surface 2a of the tunnel lining to concentrate outward. Become. Thereby, the force which pushes the tunnel lining 2 outward (pushing out) can be further increased, and the cross-sectional force generated in the existing tunnel lining 2 by an external load can be further reduced.

また、トンネル覆工2の内周全周に渡る円形のリング部材20を採用することで、リング部材20は、構造的に安定しており、膨張材10の膨張力を周方向の力に変換させて支持することができる。これによって、リング部材20は、小さい断面で効率的に反力を支持することができるので、トンネル内部への突出量を少なくできる。よって、トンネルの内空断面(トンネル容積)の低減を必要最小限(トンネル覆工2の内周面に沿ったリング部材20と固定部材30の断面のみ)に抑制することができる。   In addition, by adopting a circular ring member 20 over the entire inner circumference of the tunnel lining 2, the ring member 20 is structurally stable and converts the expansion force of the expansion material 10 into a circumferential force. Can be supported. As a result, the ring member 20 can efficiently support the reaction force with a small cross section, and hence the amount of protrusion into the tunnel can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the reduction of the inner cross section (tunnel volume) of the tunnel to the minimum necessary (only the cross sections of the ring member 20 and the fixing member 30 along the inner peripheral surface of the tunnel lining 2).

リング部材20は、周方向に分割された複数のピース21を備えてなるので、トンネル内への設置施工が容易になる。そして、隣り合うピース21,21同士の接続部分には、その接続部分を径方向内側から押さえて固定する固定部材30が設けられているので、リング部材20を一体化でき、膨張材10への抵抗効果をより一層高くすることができる。   Since the ring member 20 includes a plurality of pieces 21 that are divided in the circumferential direction, installation in the tunnel is facilitated. And since the fixing member 30 which presses and fixes the connection part from radial inside is provided in the connection part of adjacent pieces 21 and 21, the ring member 20 can be integrated and the expansion material 10 can be integrated. The resistance effect can be further increased.

さらには、耐圧チューブ12を用いてその周囲にモルタル23を充填する構成としたことによって、膨張材10を配置スペース11に容易に漏れなく充填することができる。また、耐圧チューブ12は、トンネル覆工2の内側表面2aに追従して接着しているので、トンネル覆工2の内周面の不陸誤差を吸収することができる。   Furthermore, since the mortar 23 is filled around the pressure tube 12, the expansion material 10 can be easily filled into the arrangement space 11 without leakage. Moreover, since the pressure | voltage resistant tube 12 tracks and adhere | attaches the inner surface 2a of the tunnel lining 2, the unevenness | corrugation error of the inner peripheral surface of the tunnel lining 2 can be absorbed.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。例えば、前記実施形態に係るトンネル覆工補強構造1では、リング部材20をプレキャスト部材であるピース21を組み合わせて構成したが、耐圧チューブ12を巻き込むように、コンクリートを場所打ちして、リング部材を構築してもよい。この場合、リング部材内に引張鋼材を配置すれば、リング部材自体の耐荷力による補強効果を付加することができる。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, it can change suitably. For example, in the tunnel lining reinforcement structure 1 according to the embodiment, the ring member 20 is configured by combining the pieces 21 that are precast members. However, the concrete is cast in place so that the pressure-resistant tube 12 is wound, and the ring member is May be built. In this case, if a tensile steel material is arranged in the ring member, a reinforcing effect due to the load resistance of the ring member itself can be added.

また、前記実施形態では、耐圧チューブ12は、全周に渡って充填空間が連通して一系統で形成されているが、これに限定されるものではない。例えば、トンネル径が大きく、高低差分のセメントミルク密度による液圧差が補強効果に影響を及ぼすくらい大きくなる場合には、耐圧チューブを周方向に分割して配置すればよい。そして、耐圧チューブ毎に膨張材の充填圧を適宜変化させることで、膨張材の液圧差を小さくする。これによって、トンネル覆工2の全周に渡って、一様な補強効果を得ることができる。   Moreover, in the said embodiment, although the pressure | voltage resistant tube 12 is formed in one system | strain with the filling space communicating over the perimeter, it is not limited to this. For example, when the tunnel diameter is large and the hydraulic pressure difference due to the difference in cement milk density between the heights is large enough to affect the reinforcing effect, the pressure-resistant tube may be divided in the circumferential direction. And the hydraulic pressure difference of an expansion material is made small by changing suitably the filling pressure of an expansion material for every pressure | voltage resistant tube. Thereby, a uniform reinforcing effect can be obtained over the entire circumference of the tunnel lining 2.

さらに、前記実施形態では、耐圧チューブ12内に膨張材10を充填するようにしたが、これに限定するものではない。膨張材10に代えて、トンネル覆工の内側表面に水膨張シール(例えば、スリーボンドユニコム社製ポリシーラー1000W−TO(加硫ゴム系水膨張シール))を貼り付けて、加水するようにしてもよい。この場合、水膨張シールを覆うように、各ピースを取り付けるとともに固定部材で固定して、リング部材を形成する。その後、リング部材の凹溝とトンネル覆工の内側表面との間に水を注入して、水膨張シールを膨張させる。これによって、水膨張シールがトンネル覆工を押し広げることとなり、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   Furthermore, in the said embodiment, although the expansion material 10 was filled in the pressure | voltage resistant tube 12, it is not limited to this. Instead of the expansion material 10, a water expansion seal (for example, Policyler 1000W-TO (vulcanized rubber-based water expansion seal) manufactured by Three Bond Unicom Co., Ltd.) is attached to the inner surface of the tunnel lining and hydrated. Good. In this case, each piece is attached and fixed with a fixing member so as to cover the water expansion seal, thereby forming a ring member. Thereafter, water is injected between the groove of the ring member and the inner surface of the tunnel lining to expand the water expansion seal. Accordingly, the water expansion seal spreads the tunnel lining, and the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

1 トンネル覆工補強構造
2 トンネル覆工
2a 内側表面
10 膨張材
11 配置スペース
12 耐圧チューブ
20 リング部材
21 ピース
22 凹溝
30 固定部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tunnel lining reinforcement structure 2 Tunnel lining 2a Inner surface 10 Expansion material 11 Arrangement | positioning space 12 Pressure | voltage resistant tube 20 Ring member 21 Piece 22 Concave groove 30 Fixing member

Claims (5)

トンネル覆工を補強するためのトンネル覆工補強構造において、
前記トンネル覆工の内側表面に沿って配置されるリング部材と、前記トンネル覆工と前記リング部材との間に充填される膨張材とを備え、
前記リング部材と前記トンネル覆工の内側表面とで、前記膨張材の配置スペースを区画している
ことを特徴とするトンネル覆工補強構造。
In tunnel lining reinforcement structure for reinforcing tunnel lining,
A ring member disposed along the inner surface of the tunnel lining, and an expansion material filled between the tunnel lining and the ring member,
The tunnel lining reinforcing structure, wherein the ring member and the inner surface of the tunnel lining define an arrangement space for the expansion material.
前記リング部材は、周方向に分割された複数のピースを備えてなり、
隣り合う前記ピース同士の接続部分には、その接続部分を径方向内側から押さえて前記ピース同士を固定する固定部材が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のトンネル覆工補強構造。
The ring member comprises a plurality of pieces divided in the circumferential direction,
The tunnel lining reinforcement structure according to claim 1, wherein a connecting member between adjacent pieces is provided with a fixing member that presses the connecting portion from the radially inner side to fix the pieces together. .
前記ピースの外周面には、周方向に延在する凹溝が形成されており、
前記配置スペースは、前記凹溝と前記トンネル覆工の内側表面とで区画されている
ことを特徴とする請求項2に記載のトンネル覆工補強構造。
A concave groove extending in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the piece,
The tunnel lining reinforcement structure according to claim 2, wherein the arrangement space is defined by the concave groove and an inner surface of the tunnel lining.
前記配置スペースには、膨張可能な耐圧チューブが配設されており、
前記耐圧チューブ内に、前記膨張材が充填されている
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のトンネル覆工補強構造。
In the arrangement space, an inflatable pressure-resistant tube is arranged,
The tunnel lining reinforcement structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the expansion material is filled in the pressure-resistant tube.
トンネル覆工を補強するためのトンネル覆工補強方法において、
前記トンネル覆工の内側表面に沿って耐圧チューブを環状に敷設する耐圧チューブ敷設工程と、
前記耐圧チューブをトンネル内側から覆うようにリング部材を形成するリング部材形成工程と、
前記耐圧チューブ内に膨張材を充填する膨張材充填工程と、を備えた
ことを特徴とするトンネル覆工補強方法。
In the tunnel lining reinforcement method for reinforcing the tunnel lining,
A pressure-resistant tube laying step of laying a pressure-resistant tube in an annular shape along the inner surface of the tunnel lining;
A ring member forming step of forming a ring member so as to cover the pressure-resistant tube from the inside of the tunnel;
An expansion material filling step of filling the pressure resistant tube with an expansion material.
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