JP6144726B2

JP6144726B2 - 高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法および修復工法用の吊り桟橋

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Publication number: JP6144726B2
Application number: JP2015126157A
Authority: JP
Inventors: 佳顕山本
Original assignee: ケイコン株式会社
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: JP2017008619A

Description

この出願は、高速道路などの自動車専用道路のトンネル内における長年の使用の経年劣化による走行路などの修復に関し、特に高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネル内における経年劣化の結果、例えば走行路面に下部から土圧がかかって生じた盤ぶくれなどの舗装面の膨れに対する修復に関する。

高速道路などの自動車専用道路は１９６５年に名神高速道路が完成され、１９６９年には東名高速道路が全線開通した。このように高速道路は、既に半世紀にわたり使用されてきている。そこで、自動車の走行に支障をきたす走行路面に対する補修は、必要に応じてその都度実施されてきている。ところで、開通当初の山岳トンネル内の地盤は健全であったが、経年変化によってトンネル内の地盤に変動が生じ、特に、凝灰岩などからなるグリーンタフの地域の山岳トンネルなどでは、地盤に盤ぶくれが生じて、トンネルの内空が小さくなっている箇所がある。これらの山岳トンネルの盤ぶくれは、顕在化しているものだけで、全国の高速道路における総延長で９ｋｍ（本線約７．１ｋｍ、避難坑約１．８ｋｍ）にも及んでいる。

以上のような状況の下で、これらの高速道路の山岳トンネルにおける自動車の走行路面の盤ぶくれに対する修復工事が必要となっている状況にあるなかにおいて、自動車が走行している状態の箇所の路面のままでは、その箇所を掘削するなどの工事を行うことはできない。高速道路は追い越しのため同一走行方向に少なくとも２車線を必要とする。したがって、基本車線は往路と復路を合わせて４車線である。そこで、山岳トンネルでは、通常は往路の２車線のトンネルと復路の２車線のトンネルが別々に設けられている。しかしながら、往復路合わせてトンネルが１本しか無いところもあり、このようなところでは、追い越し車線の無い片側１車線となっている。そこで図８および図９に示す工法が提案されている。すなわち、修復対象のトンネル１ａにおいて、走行路線２の２車線のうちの１車線の区間を工事用の作業エリア３０とし、他の１車線の区間を走行路線２とする。この場合、トンネル１ａが１本しかなく、その１本トンネルの中に往路の１車線と復路の１車線の２車線となっている区域では、その中の確保した先ず図８に示すように、右側の１車線を走行路線２の片側交互通行の１車線とする。このようにすることで、残りの１車線を工事用の作業エリア３０として、トンネル１ａ内の盤ぶくれ２ｂなどに対する修復工事を行うものとする。

この図８に示す工法では、トンネル１ａの左右の側壁部と天井部で形成している覆工コンクリート４において、その１方の側壁側の修復すべき箇所を幅３．０ｍの作業エリア３０とし、その下の下部地盤２ｅを掘削して掘削箇所２９とする。作業エリア３０の隣接する他の１車線の左右に、走行方向の仮設側壁２７を立設して幅４．７５ｍの通行帯を取って走行路線２とする。この場合、例えば、覆工コンクリート４の側壁４ｄぎわの監査路１２に沿って一方の仮設側壁２７を立て、さらにトンネル１ａの中央部に、側壁支承装置２８で支承して他方の仮設側壁２７を立てる。この様にして、上記した掘削箇所２９を確保し、その修復すべき区間の前後を剛体で支承する。この工法は上方からの耐荷圧力を増すために、下方に凹状に膨れているインバートを設置するも工法である。この図８および図９に示す工法では、先ず、図８に示すように、トンネル１ａの下部地盤２ｅ内にインバートの構造の一部として、凹状に湾曲した鋼管３１を打設機３２で打設するものとする。そこで、この作業エリア３０の左側の下部地盤２ｅを掘削し、この掘削した箇所から右方の走行路線２の１車線の下部地盤２ｅに対し、走行路線２と直角方向に、凹状に湾曲した鋼管３１の複数本を上下に千鳥に配置して、打設機３２で鋼管３１の後端３１ｂを打込んで先端３１ａを右側の下部地盤２ｅに位置させる。

次いで、図９に示すように、上記で打込んだ鋼管３１の後端３１ｂと、この作業エリア３０の右側の覆工コンクリート４の側壁下端４ｅとの間に、コンクリート製のインバートの一部１６ａを建造し、このコンクリート製のインバートの一部１６ａの両端に、覆工コンクリートの４の側壁下端４ｅおよび打ち込んだ鋼管３１の後端３１ｂをそれぞれ接続して、これらの打ち込んだ複数の鋼管３１をインバート１６の一部とし、この部分を埋め戻し、上面に鋪装をして修復した走行路線２とする。さらに、修復した左側の箇所に、左側の仮設側壁２７および中央の仮設側壁２７をそれぞれ立設し、その左側の箇所を４．７５ｍの走行路線２とし、その反対側の未修復の箇所、すなわち図９の右側の箇所を、上記と同様に作業エリア３０とし、下部地盤２ｅを掘削する。既に打ち込まれている鋼管３１の先端３１ａと、以下の工程は図示しないが、右側の覆工コンクリート４の側壁４ｄの側壁下端４ｅとの間に、右側のコンクリート製のインバートの一部１６ａを建造し、覆工コンクリートの４の右側の側壁下端４ｅと、先に打ち込まれている鋼管３１の先端３１ａとの間に、上記で建設した右側のコンクリート製のインバートの一部１６ａをそれぞれ接続する。これらの左右のコンクリート製のインバートの一部１６ａと、それらの中央の複数の鋼管３１から、コンクリートと鋼管の複合体からなるインバート１６とし、この部分を埋め戻し、さらに鋪装を行って修復した走行路線２とし、後片付けをして工事を終了する。この工法は、一応、幅広い走行路線の通行帯を確保して施工が可能なインバート設置工法とされている。しかし、このインバートの設置工法は、鋼管３１とコンクリート製のインバートの一部１６ａとの複合体からなるので、鋼管３１の部分が撓み易く、この部分が、将来に盤ぶくれ２ｂを生じる恐れがあり、コンクリート一体構造からなるインバート１６のものよりも強度が劣る。

一方、高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネル内の工事において、インバートを施工する作業を進める際に使用するトンネル内の工事用桟橋を設ける方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、この工事用桟橋を設ける方法は、新規に道路を敷設する場合における方法であって、長年使用してきた山岳トンネルのトンネル内の盤ぶくれによる修復を走行路線の機能を保ちながら行う方法とは相違するものである。したがって、長期にわたり使用されてきた山岳トンネルなどにおける盤ぶくれに対する修復方法に対して、特許文献１の方法を適用することは難しい。

さらに、道路トンネル内の路盤から桁組上の路面板までの全高を極力低くして構造を簡素化することで、仮設路面構造体の設置および撤去を容易に行うことができ、保守も容易に行うことができる仮設路面構造体が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。しかし、この仮設路面構造体を用いる施工方法は、限られた時間帯だけ車両の通行ができるが、それ以外の時間帯では工事期間中となるので車両は通行できない。したがって、車両の通行数の多い高速道路などでは、この提案の方法は採用することができない。

ところで、上記したように、全国で約９ｋｍのトンネル（本線約７．１ｋｍ、避難坑約１．８ｋｍ）で盤ぶくれによる土圧が掛かってトンネル内の空間が狭小化され、これを解消するトンネル内の修復および補強用の工法が求められている。これらのトンネル、特に山岳トンネルにおいて行う修復および補強用の工法として、上記した図８のように、広い通行帯を確保して施工することが可能とした、インバート設置の新工法が提案されているが、上記したように、この方法はインバートがコンクリートからなる一体構造ではないのでないので、強度面で問題がある。

特開平８−００８００６号公報特開平９−２２１７０７号公報

本発明が解決しようとする課題は、高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネルにおける、グリーンタフの地層の箇所などで、長期にわたって使用されてきたトンネル内の地盤などが変質して地盤に盤ぶくれが生じ、この盤ぶくれの隆起によってトンネル内の空間が縮小し、このために自動車が走行しにくくなっている箇所において、山岳トンネル内の地盤の盤ぶくれによるトンネルの空間の縮小した箇所の空間を拡張すると同時に、再び盤ぶくれを生じなくするために、トンネル内の走行路線の下部に、走行路線の路盤との間に空隙を設けて全てがコンクリート製からなるインバートを構築して敷設する方法およびこの方法の工事に使用する吊り桟橋を提供することである。

上記の課題を解決するための本発明の第１の手段は、高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネルなどのトンネルにおいて、長期間にわたる使用中の地盤の徐々の隆起で生じた走行路線の路盤の盤ぶくれによるトンネル内空部の縮小した箇所の走行路線の路盤を拡張修復するため、予め修復の必要な箇所の走行路線の舗装を細断した後、修復の必要な箇所の覆工コンクリートの左右の側壁から中央へ均等に寄った位置の中央部の覆工コンクリートの内壁面から覆工コンクリートの外壁面上の地山へ１車線の走行路線の路幅を確保して左右に離間した２本１組の垂直方向のグランドアンカーを付設し、覆工コンクリートの内壁面に設けたグランドアンカーの下端に左右で２本１組の吊り材を垂直方向に係止し、この係止した２本１組の吊り材を走行方向に等間隔に離間して３組を配設して該３組を１ブロックとし、この１ブロックないし適宜数の複数ブロックからなる左右の垂直方向吊り材の下端にトンネル外部で予め組立てたトンネル長さ方向の吊り桟橋を吊り材係止部で係止して直上の覆工コンクリートの内壁面に吊り下げ、吊り桟橋を修復すべき盤ぶくれした走行路線の１９００ｍｍの上方に位置するものとし、一方、斜め上方部の覆工コンクリートの内壁面から覆工コンクリートの外壁面上の地山へ斜め上方へ伸びる左右で２本１組の斜め方向のグランドアンカーを付設し、覆工コンクリート内壁面に該２本１組からなる斜め方向のグランドアンカーの各下端を設け、該斜め方向のグランドアンカーの下端に左右で２本１組からなる斜め方向の吊り材の各１本を斜め方向に垂らして係止し、この１ブロックないし適宜数の複数ブロックからなる左右の斜め方向吊り材の下端にトンネル外部で予め組立てたトンネル長さ方向の吊り桟橋を該吊り桟橋の吊り材係止部で係止して覆工コンクリートの斜め上方の側壁に支持し、該支持により吊り桟橋の横揺れを防止して、１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックからなる吊り桟橋とし、該吊り桟橋の前端および後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続し、これらの接続した移動式の斜路の斜め下方へ向けた先端をトンネル内の非修復箇所である在来の走行路線へ接続し、該吊り桟橋の下部の予め裁断した走行路線の鋪装を除去した後、盤ぶくれの路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成することを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法である。

第２の手段は、第１の手段の１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックからなる吊り桟橋とする方法に代えて、１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックからなる吊り桟橋を複数回繰り返してトンネルの長さ方向に接続することにより、１車線の路幅の走行路線を有する複数ブロックからなる吊り桟橋とし、該複数ブロックからなる吊り桟橋の前端および後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続し、これらの接続した移動式の斜路の斜め下方へ向けた先端をトンネル内の非修復箇所である在来の走行路線へ接続し、該吊り桟橋の下部の予め裁断した走行路線の鋪装を除去した後、盤ぶくれの路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成することを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法である。

第３の手段は、第１の手段または第２の手段の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法において、吊り桟橋の下部の盤ぶくれした路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成する方法は、予め細断した舗装を除去し、次いで覆工コンクリートの左右の側壁の下端の側部に配設の円形水路を撤去し、撤去した円形水路に代えて矩形水路を敷設し、さらに覆工コンクリートの左右の側壁の下端部をトンネル中心方向である斜め方向へ切断し、次いで、上記で予め細断して除去した舗装の下の地盤を、インバート形成用に掘下げ、掘下げた部分のトンネル内の左右の走行路線の中央部に断面凸状でトンネル方向に奥行きがあり内部に水路を有する支柱ブロック、該支柱ブロックの下端部の左右に隣接する左右の中間ブロック、該左右の中間ブロックのさらに左右に上面が補修後のプレストコンクリート版からなる走行路線の下面に位置する大きさの左右の端部ブロック、および該左右の端部ブロックと覆工コンクリートの左右の側壁の側壁下端の切断箇所との間を接続する左右の接続用コンクリートブロックから下面を凹状に形成したインバートを形成し、該左右の接続用コンクリートブロックの上端を覆工コンクリートの側壁ぎわの監視員通路あるいは監査路の端部に設けた矩形水路に接続し、これらにより覆工コンクリートの左右の側壁の下端部の間を凹状で下向きに湾曲するインバートとし、さらに、該インバートの中央部の支柱ブロックの上と左右の矩形水路の側壁との間に走行路線用のプレストレストコンクリート版を張設し、プレストレストコンクリート版の上面を修復した左右の走行路線とし、プレストレストコンクリート版の下部の部分でかつ該インバートの中央の支柱ブロックの左右の部分からなるインバートの上部を空洞部に形成していることを特徴とする第１の手段または第２の手段の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法である。

第４の手段は、高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネルなどのトンネルの長期間にわたる使用中の地盤の徐々の隆起で生じた盤ぶくれの修復工法用の吊り桟橋は、下方の修復すべき盤ぶくれした走行路線の路盤の下部にコンクリートからなる凹状で下方に湾曲するインバートを設置するために、該トンネルの覆工コンクリートの天井部と吊り桟橋上の車道との間に車道の高さの建築限界である４．５ｍを確保して覆工コンクリートから吊り下げられて、下方が修復すべき走行路線の全幅の掘削作業空間となっている吊り桟橋であることを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法用の吊り桟橋である。

第５の手段では、下方が修復すべき走行路線の全幅の掘削作業空間となっている吊り桟橋は、１車線の路幅を確保して左右に離間して地山から覆工コンクリートの天井部の内壁面に設けられた左右で２本１組からなる垂直なグランドアンカーの下端に左右で２本１組の垂直な吊り材を係止し、覆工コンクリートの天井部から２本１組の垂直な吊り材を走行方向に等間隔に離間して３組を配設して該３組を１ブロックとし、この１ブロックの左右の垂直方向吊り材のそれぞれの下端にトンネル長さ方向の左右１本ずつからなる２本の主桁を係止し、一方、左右に離間した地山から覆工コンクリートの内壁面に配設した２本１組の左右の斜め方向のグランドアンカーの下端に、上記左右の垂直方向吊り材の主桁の係止箇所からそれぞれ左右の斜め上方へ配設した斜め方向吊り材を、係止し、これらの斜め方向吊り材を左右の主桁の横揺れ防止用とし、さらに、トンネル長さ方向の左右１本ずつからなる２本の主桁の上に左右方向の横桁の複数本を配設し、この複数本の横桁の上に１車線の路幅と走行路線の単位長さを有する覆工板からなる１ブロックの吊り桟橋を形成し、この吊り桟橋の走行方向の前後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続係止したことを特徴とする第４の手段の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法用の吊り桟橋である。

第６の手段では、１車線の路幅と走行路線の単位長さを有する覆工板からなる１ブロックの吊り桟橋は、それらからなる複数ブロックの吊り桟橋を走行路線の方向に連設し、この複数ブロックから連設した吊り桟橋の前後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続係止したことを特徴とする第５の手段の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法用の吊り桟橋である。

本発明の方法によるトンネル内の盤ぶくれした走行路線の修復は、トンネル内の走行路線の１車線を確保することで交互通行が可能となることで、車両の通行数の多い高速道路などであっても通行止めを行うことなく適用可能な修復方法である。また、そのために用いる吊り桟橋は、可能な限り単純化されているので、吊り桟橋をトンネル外の近場の空き地で組立てトンネル内の盤ぶくれの修復箇所に搬入して容易に覆工コンクリートに吊るすことができるので、設置時間および組立コストも低減できる。なお、グランドアンカーは、グランドアンカーに掛かる吊り材、吊り桟橋および走行車両の総重量に耐えることができるように設計して安全を図っている。

山岳トンネルの盤ぶくれを修復するための準備工程における吊り桟橋の設置状況を示す模式図である。トンネル内に吊り桟橋を設置後の準備工程順を示す図である。準備工程に続く完成工程順を示す図である。単体の吊り桟橋と移動式車路からなる形成方法と該吊り桟橋の下部の走行路面を修復状況を示す横から見た模式図である。複数体からなる吊り桟橋と移動式車路からなる形成方法と該吊り桟橋の下部の走行路面を修復状況を示す横から見た模式図である。複数体からなる吊り桟橋の走行路面の下部をインバート形成用に掘削する状況を示す横から見た模式図である。図６におけるインバートおよびＰＣ版を形成する状況を示す横から見た模式図である。従来の提案のトンネルの走行路線の修復方法における前半の左側の修復を示す図である。図８に続く右側の修復を示す図である。

本願の発明は、高速道路などの山岳トンネルにおける盤ぶくれを生じた走行路線の修復方法およびこの修復工法に使用する吊り桟橋に係るものである。以下に本願発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネル１では、トンネル１ａの内部の従来からの走行路線２は、長年月にわたる使用期間に、山岳の地殻変動などにより走行路線２の路盤２ａに、図１に示すような盤ぶくれ２ｂなどが生じて、路盤２ａおよび鋪装２ｃが盛り上がっている。そこで、このようにトンネル内空部１ｂが盤ぶくれ２ｂによって縮小した箇所の、走行路線２の路盤２ａおよび鋪装２ｃを、当初の平らな状態に戻すための修復工事を実施する必要がある。

そこで、第１の実施の形態では、この修復工事において、昼間は夜間に行う本格工事の準備工事を行うものとする。すなわち、この昼間の工事では、走行車両が夜間に比して多いので、トンネル１ａ内の片側１車線を走行路線２として確保し、この確保した片側の走行路線２を交互通行とする。一方、残りの１車線の走行路線２を工事区間とし、この工事区間の修復工事を行うための準備作業を行う時間帯とする。

この準備作業の１．は、工事範囲の路盤２ａの盤ぶくれ２ｂした箇所の鋪装２ｃを除去し易くする工事として、予め鋪装２ｃをカッターブレード等で裁断する作業を行なう。一方、準備作業の２．は、工事箇所のトンネル１ａの覆工コンクリート４およびその上の地山３に、夜間に行う本格工事の準備として、グランドアンカー５を打ち入れる作業を行うこととする。このように昼間は、片側１車線を走行路線２とし、残りの片側１車線の走行路線２を工事区間として行う、上記の準備作業の１．および準備作業の２．を、工事区間を移動しながら順次繰返し行うものとする。

上記の準備作業の２．のグランドアンカー５の覆工コンクリート４およびその上の地山３への打ち入れる作業について詳細に説明する。トンネル１ａの内空部１ｂの中央の覆工コンクリート４の内壁面４ｃから覆工コンクリート４の外壁面４ｂを覆う地山３に、トンネル１ａの内部からボーリングにより孔を穿った。さらに、この地山３の孔へ覆工コンクリート４の内壁面４ｃからグランドアンカー５の上端５ａを挿通してグランドアンカー５の下端５ｂを覆工コンクリート４の内壁面４ｃの天井部４ａにねじ止めにより固定した。この場合、グランドアンカー５は２種類があり、グランンドアンカー５の１．は、その下に吊るす後述する吊り桟橋７に掛かる走行車両の荷重を主として支持するグランドアンカー５であり、地山３から覆工コンクリート４の内壁面４ｃへ、垂直に設けられており、約１車線の走行路線２の幅を十分に確保できる６０００ｍｍの間隔を空けて左右対象に２本が設けている。グランンドアンカー５の２．は、吊り桟橋７の横揺れを主として防止するグランドアンカー５であり、地山３から覆工コンクリート４の内壁面４ｃへ斜め方向に設けられており、さらに内壁面４ｃの箇所から吊り桟橋７へ斜め方向に設けられている。

上記の昼間の準備作業の終了した箇所における、夜間の本格工事では、昼間の準備作業の１．および準備作業の２．の終了している工事区間において、修復の必要な箇所の覆工コンクリート４の左右の側壁４ｄの部分から、トンネル１ａ内の中央へほぼ均等に寄った位置に、１車線の走行路線２の路幅２ｄを確保して、図２に示すように、盤ぶくれ２ｂの生じている走行路線２の１３００ｍｍ上方に幅６０００ｍｍの吊桟橋７を設ける。このため、修復する箇所のトンネル１ａの外の近傍の空き地で、この修復工事に先立って予め１ブロック単位の吊り桟橋７を組立てておく。この組立てておいた１ブロックの吊り桟橋７を搬送用車両に載せて、トンネル１ａの内部の修復すべき盤ぶくれ２ｂの鋪装２ｃを予めカッターブレードで切断した箇所へ運び込む。次いで、吊り桟橋７を搬送用車両から覆工コンクリート４の天井側へ重機などによって持ち上げ、図２に示すように、ねじ止め等の手段で覆工コンクリート４の天井部４ａのグランドアンカー５の下端５ｂから垂らした垂直方向吊り材６ａの下端に係止する。このようにすることで、グランドアンカー５の１．である垂直方向のグランドアンカー５の下端５ｂに１車線の走行路線２の路幅２ｄを確保して２本１組の垂直方向吊り材６ａを左右に離間して形成する。さらに、上記のグランドアンカー５の２．である斜め方向に設けられたグランドアンカー５の下端５ｂに１車線の走行路線２の路幅２ｄを確保して２本１組の斜め方向吊り材６ｂを左右に離間して形成する。これらの２本１組の垂直方向吊り材６ａと２本１組の斜め方向吊り材６ｂを、トンネル１ａ内の走行路線２の同一箇所に位置するものとし、これらの２本１組の垂直方向吊り材６ａと２本１組の斜め方向吊り材６ｂを吊り桟橋７の吊り材係止部９ｇに係合することで、覆工コンクリート４の内壁面４ｃから吊り桟橋７を吊り下げている。この吊り桟橋７によって、１車線の走行路線２の路幅２ｄと走行車両の高さとを有する走行領域２６を、トンネル１ａの内空部１ｂに確保する。

ここで、トンネル１ａの外部で予め組み立てる吊り桟橋７の構造を、図２により説明する。この吊り桟橋７はトンネル１ａの長手方向に形成されるものであり、トンネル１ａの長手方向の中心の左右に１６００ｍｍ離間した２本のＨ形鋼からなる主桁９と、該２本の主桁９のトンネル１ａの中心側の下部フランジ９ｃの上に支持されてトンネル１ａの覆工コンクリート４の左右の内壁面４ｃの方向へ配置されているＨ形鋼からなる横桁１０と、該横桁１０の上に敷設されてトンネル１ａの長手方向に延びる複数枚（図２では５枚）の覆工板２４とから吊り桟橋７は形成されている。さらに詳細に説明し直すと、これらの左右の２本のＨ形鋼からなる主桁９は、そのＨ形鋼のフランジの部分を上下に配置してなる上部フランジ９ａと下部フランジ９ｃを有している。さらに上部フランジ９ａと下部フランジ９ｃとの間には垂直材であるウエブ９ｄを有している。これらの左右のＨ形鋼の主桁９の下部フランジ９ｃの上で、かつ、左右の主桁９の向かい合う垂直なウエブ９ｄどうしの間には、左右に延びるＨ形鋼からなる横桁１０が載置されている。これらの横桁１０は垂直なウエブの上下に上部フランジ１０ａと下部フランジ１０ｂを有しており、この横桁１０の上部フランジ１０ａの上に、５枚の覆工板２４を左右へ隙間なく並べて載置し、これらの覆工板２４の上面を走行路線２としている。図４に示す、これらの最小単位である１ブロックの長さの吊り桟橋７には、その覆工板２４からなる走行路線２の左右には、適宜に仮設側壁２７を設けている。

なお、覆工コンクリート４の天井部４ａに吊り桟橋７を吊り下げて設置した後に、実施する盤ぶくれ２ｂの修復工事の際には、この覆工板２４からなる走行路線２を有する吊り桟橋７の前後に、それぞれ吊り桟橋７と修復箇所の前後のトンネル１ａ内の盤ぶくれ２ｂの発生していない箇所の走行行路線２との間に、図４に示すように、斜路８を接続する。この斜路８の接続により、トンネル１ａ内の盤ぶくれ２ｂの無い走行路線２すなわち在来の走行路線２５から、斜路７を登って吊り桟橋７を経て、再び斜路７を下って盤ぶくれ２ｂの無い走行路線２を走行車両は走行することが可能となる。

上記したように、これらの左右の２本のグランドアンカー５の下端５ｂに、すなわち、覆工コンクリート４の内壁面４ｃの箇所に、それぞれ左右の垂直方向吊り材６ａの上端を係止している。さらにトンネル１ａの長手方向に配置し、かつ、上部フランジ９ａおよび下部フランジ９ｃを上下に位置せしめたＨ形鋼からなる主桁９において、上部フランジ９ａに設けた吊り材係止部９ｂに、垂直方向吊り材６ａの下端を係止している。この場合、Ｈ形鋼からなる主桁９の１ブロックの走行路線２の方向の長さは略３ｍとし、この３ｍの長さの主桁９の端から５０ｃｍの位置と、この位置から１ｍ離れた位置と、さらにこの位置から１ｍ離れて該桁９の他の端から５０ｃｍの位置の３箇所に、それぞれの吊り材係止部９ｂを設けて、長さ３ｍの１ブロックの主桁９の上部フランジ９ａに３箇所の吊り材係止部９ｂを設けている。さらに、この吊り材係止部９ｂから左右の斜め上方の覆工コンクリート４の内壁面４ｃに、横揺れ防止用の斜め方向吊り材６ｂを延ばし、この斜め方向吊り材６ｂの上端を覆工コンクリート４の内壁面４ｃにねじ止めされたグランドアンカー５の下端５ｂに係止している。これらのグランドアンカー５の上端５ａはトンネル外部の地山３に斜め方向に穿った孔に設けられている。このようにして、地山３からのグランドアンカー５の下端５ｂに係止された左右１組の垂直方向吊り材６ａおよび斜め方向吊り材６ｂを、トンネル１ａの長手方向に適宜間隔をあけて配置して、これらの例えば３組を１ブロックの吊り材６としている。さらに、これらの１ブロックの吊り材６を、覆工コンクリート４の天井部４ａの内壁面４ｃにねじ止めされたグランドアンカー５の下端５ｂから、トンネル１ａの内部に吊り下げている。以上の１ブロックの３組の斜め方向吊り材６ｂによる覆工コンクリート４の天井部４ａへの係止によって、Ｈ形鋼からなる主桁９の上に構築された吊り桟橋７横は揺れが防止されている。

この場合、上記の覆工板２４の上面からなる走行路線２の高さ位置は、上記のグランドアンカー５の下端５ｂに係止した吊り材６によって、下部の路盤２ａの盤ぶくれ２ｂにより修復する必要のある走行路線２の補修後の正規位置よりも略１．９ｍの上部位置になるようにして、吊り下げられている。そして、この上部位置に吊り下げられた覆工板２４の上面を１ブロック単位の長さからなる走行路線２とし、かつ１車線の走行路線２の路幅２ｄを確保した１ブロックの吊り桟橋７に形成されている。次いで、この１ブロックの吊り桟橋７の走行方向の前端および後端に、上記した１車線の走行路線２の路幅２ｄを有する移動式の斜路８からなる昇り斜路および降り斜路を接続し、これらの接続した移動式の斜路８の斜め下方へ向いた先端をトンネル１ａの内部の盤ぶくれ２ｂの生じていない走行路線２に接続している。

以上のようにして、吊り桟橋７を形成したことで、上部の地山３から延びて覆工コンクリート４の内壁面４ｃに下端を有する左右１組のグランドアンカー５および吊り材６に作用して下向きに掛かる力、すなわち覆工コンクリート４から下方への引抜き力を計算すると、以下のようになる。この場合、１組の吊り桟橋７の長さは３ｍ、Ｈ形鋼からなる主桁９の上部フランジ９ａおよび下部フランジ９ｃの幅は３０ｃｍ、および上下のフランジ間であるウエブ９ｄの長さは６０ｃｍである。そして、１体のＨ形鋼からなる主桁９の１ｍ当たりの重量は、０．１４７トンのものを使用するものとする。一方、主桁９の下部フランジ９ｃの上に載置する、Ｈ形鋼からなる横桁１０は、上部フランジ１０ａと下部フランジ１０ｂの幅は２０ｃｍ、上下のフランジ間である横桁１０のウエブの長さは３０ｃｍで、横桁１０のさは６ｍで、この横桁１０の１ｍ当たりの重さは０．０５５８トンからなるものを使用するので、６ｍの長さの１体の横桁１０の重量は０．３３トンである。さらに横桁１０の上に載置する覆工板２４の１枚の重量は０．４３０トンものを用い、幅６ｍの１車線の横幅に５枚の覆工板２４を有するので、その全重量は２．１５トンである。これらに走行車両の片側の車輪にかかる最大荷重を想定して、荷重は１０トン、これに衝撃係数０．４を見積もったものが、走行車両の両側の車輪殻係るので、合計で２８トンの力が走行車両の左右の車輪から下向きに作用し、左右１組のグランドアンカー５および吊り材６に掛かることとなる。そこで、横桁１０に掛かる最大荷重は、横桁１０自体の重さの０．３３トンと覆工板２４自体の重さの２．１５トンと、走行車両の２８トンの合計量の３０．４８トンが、左右で２体からなる主桁９に掛かることとなる。従って、主桁９の１体に掛かる重量は、３０．４８トン÷２＝１５．２４トンである。そこで、左右の２本の垂直方向の吊り材６の各１本に掛かる荷重は、すなわち、垂直方向のグランドアンカー５に作用する引抜き力は、吊り材６の重量を無視するとしても、主桁９の左右の２体の重量の０．１４７トン×２と横桁１０から掛かる１５．２４トンの合計の１５．５３トンである。すなわちグランドアンカー５の１本に掛かる下方への引抜き力１５．５３トンである。この引抜き力に耐えうるようにグランドアンカー５および鋼索からなる吊り材６は設計されている。

ここで、吊り桟橋を７を吊って夜間に行う工事についてさらに説明する。予めカッターブレードなどで細断していた走行路線２の舗装２ｃの箇所において、図２に示すように、吊り桟橋７の下部の路盤２ａの盤ぶくれ２ｂの箇所の下部地盤２ｅすなわち鋪装下の地盤１４を掘下げる。この場合、覆工コンクリート４の左右の側壁４ｄの側壁下端４ｅの側部に配設の水路１３である円形水路１３ａを撤去する。さらに、図３に示すように、覆工コンクリート４の左右の側壁４ｄの下端を、トンネルの中心に向いた斜め方向に切断箇所４ｆを向けて切断する。次いで、上記で掘下げた下部地盤２ｅをさらに凹状に下部に掘り下げて、土砂を取り去って凹状に凹んだインバート１６を形成する準備を行う。

さらに、下部地盤２ｅを除去して掘下げた部分、すなわちトンネル１ａの左右の走行路線２の鋪装２ｃの下の地盤１４である下部地盤２ｅを掘り下げ土砂を除去した部分の中央部に、図３に示すように、支柱ブロック１７を敷設する。この支柱ブロック１７は、断面が凸状であり、トンネル１ａの走行方向に奥行きを有し、かつ中央に内部水路１７ｂを有している。さらに、この敷設した支柱ブロック１７の下端部の左右に、継続して左右の中間ブロック１８をそれぞれ敷設する。この左右の中間ブロック１８のさらに左右に継続して端部ブロック１９をそれぞれ敷設する。この端部ブロック１９は、その上面が修復したプレストレスコンクリート版（以下、「ＰＣ版」という。）２３からなる走行路線２である、ＰＣ版２３の下面に当接しており、端部ブロック１９の下面は昼間ブロック１８の下面に継続するインバート１６の下面の曲面となっている。これらの左右の端部ブロック１９の側端部と、覆工コンクリート４の左右の側壁４ｄの下端の斜め方向の切断箇所４ｆとの間の部分は、現場打ちコンクリート２０から形成したブロックで接続されており、その上部には、それぞれ監視員通路１１あるいは監査路１２となっている。この監視員通路１１あるいは監査路１２の側部でかつ端部ブロック１９の上に、内部水路の断面積のより大きな矩形水路１３ｂを形成している。これらの支柱ブロック１７、中間ブロック１８、端部ブロック１９、および現場打ちコンクリート２０から、凹状となったインバート１６を形成している。さらに、覆工コンクリート４の左右の側壁４ｄの下端に有する監視員通路１１あるいは監査路１２の間の中央部に敷設した支柱ブロック１７の上端面１７ａと左右の矩形水路１３ｂの側壁との間に、走行路線２を形成したＰＣ版２３上面を修復した左右の走行路線２としている。このＰＣ版２３からなる走行路線２では、そのＰＣ版２３の下面と上記のインバート１６の上面との間で、しかも中央の支柱ブロック１７の左右の部分を空洞部２１に形成している。このようにして、走行路線２の下部に、上部が凹状となったインバート１６を一体的に形成することで、この補修時以降の将来に予想されるトンネル１ａのインバート１６の下部地盤２ｅの盤ぶくれ２ｂを防止している。

ところで、本願の発明では、吊り桟橋７を覆工コンクリート４の天井部４ａに吊って、盤ぶくれ２ｂを生じた走行路線２の鋪装２ｃの下である路面下の補修を行うので、路面下を全幅で掘削できる。したがって、この掘削した全幅に形成するインバート１６は、一体構造として作成することも可能であるので、上記のようにプレキャストのブロックからなるインバート部品と一部現場打ちのインバートの部分の組合せから作成することも出来るが、これとは別に、一体のインバート１６を現場打ちコンクリートで作成することも可能である。

以上に説明したように、トンネル１ａの盤ぶくれを２ｂを生じた走行車線２の修復する工期期間において、昼間は走行車両の量が多いので、一日の夜間に実施可能な量に見合う工事範囲である、鋪装２ｃのカッターブレード等による予め前もって行う細断および覆工コンクリート４の内壁面４ｃからその上部の地山３へのグランドアンカー５の打ち込みを、昼間に片側の１車線を確保して行ない、かつ、トンネル１ａ外の空き地で１ブロックの吊り桟橋７の組立を行うこととする。これに対して、夜間には、その時間に見合うだけの工事範囲で、トンネル外で組み立てられた１ブロックの吊り桟橋７からなる複数単位の吊り桟橋７を、トンネル１ａ内へ順次に搬送し、それらを覆工コンクリート４の内壁面４ｃの天井部４ａへ吊り下げることにより、１車線の走行路線２を確保して盤ぶくれ２ｂの箇所の補修工事を行う。これらの工事期間中は、以上のように昼間の工事および夜間の工事を繰り返して行うことで、走行車両に可能な限り支障をきたさないものとして工事を行うものとする。

上記のしたように、覆工板２４の上面を１ブロックの走行路線２として１車線の路幅２ｄを確保して形成した、図４に示す、長さの最小単位である１ブロック単位からなる第１の実施の形態における吊り桟橋７は、１車線の路幅２ｄを確保して左右に離間した覆工コンクリート４の上方の地山３から覆工コンクリート４の内壁面４ｃに設けた２本１組からなる左右の垂直なグランドアンカー５の下端５ｂに垂直方向吊り材６ａを係止して覆工コンクリート４の天井部４ａから２本１組の垂直方向吊り材６ａの３組からなる１ブロックとし、この１ブロック単位の左右の垂直方向吊り材６ａのそれぞれの下端にトンネル長さ方向の左右１本ずつからなる２本の主桁９を係止して掛け渡す。これとは別に、左右に離間した地山３から覆工コンクリート４の内壁面４ｃに設けた２本１組からなる左右の斜め方向のグランドアンカー５の下端に、上記の左右の垂直方向吊り材６ａのＨ形鋼からなる主桁９の吊り材係止部９ｂの箇所からそれぞれ左右の斜め上方へ斜め方向吊り材６ｂを、配設して係止する。これらの斜め方向吊り材６ｂを、左右のＨ形鋼からなる主桁９の横揺れ防止用とする。さらに、修復箇所のトンネル１ａの長さ方向に掛け渡している左右２本のＨ形鋼からなる主桁９の下部フランジ１０ｂの上に、トンネル１ａの奥行き方向に複数本のＨ形鋼からなる横桁１０の左右の端部を水平にして載置して、これらの複数本の横桁１０を左右方向に掛け渡す。これらの掛け渡した複数本のＨ形鋼からなる横桁１０の上に、さらに１車線の路幅２ｄと走行路線２の方向の単位長さの覆工板２４の５枚を載置して、１ブロック単位の走行路線２を有する吊り桟橋７とする。さらに、この吊り桟橋７の走行方向の前端および後端に１車線の路幅２ｄを有する移動式の斜路８の昇り斜路および下り斜路をそれぞれ接続係止して、図４に示す、第１の実施の形態における吊り桟橋７としている。

上記のしたように、覆工板２４の上面を１ブロックの走行路線２として１車線の路幅２ｄを確保して形成した、図４に示す、長さの最小単位である１ブロックからなる上記の第１の実施の形態における吊り桟橋７に代えて、第２の実施の形態の吊り桟橋７として、数ブロックからなる、例えば、図５に示すように、３ブロックからなる、走行路線２を形成する。その上で、さらに他の実施の形態では、この走行路線２を走行方向に接続して１車線の路幅２ｄを確保して、複数ブロックからなる吊り桟橋７とする。この複数ブロックからなる吊り桟橋７に用いる移動式の斜路８である昇り斜路および下り斜路を、吊り桟橋７の前端および後端に移動式の斜路８として接続する。これらの接続した移動式の斜路８の斜め下向き先端８ｃをトンネル１ａの内部の被修復箇所である在来の走行路線２５へ接続する。このようにして、上記の１ブロックよりもより一層長い走行路線２の区間の吊り桟橋７に斜路８を設けて、数ブロックからなる吊り桟橋７を形成し、この下部の走行路線２の路盤２ａの盤ぶくれ２ｂとなっている箇所を、例えば、図６に示すように、盤ぶくれ２ｂを形成している路盤２ａの下部地盤２ｅを掘削して掘削箇所２９とし、その上で、図７に示すように、支柱ブロック１７、中間ブロック１８、端部ブロック１９をそれぞれ設置し、さらに、その端部に現場打ちコンクリート２０のブロックを形成して、下向に突出するインバート１６を一体的に形成し、在来の走行路線２５の盤ぶくれ２ｂを生じた路盤のあった位置にＰＣ版２３を敷設して修復を行っている。この修復により、図３に示すように、凹状のコンクリートからなるインバート１６を形成し、かつこのインバート１６と上部の補修により敷設したＰＣ版２３からなる走行路線２との間に空胴部２１を形成したことで、これらにより、補修時以降の将来に予想されるトンネル１ａのインバート１６の下方の下部地盤２ｅの盤ぶくれ２ｂを吸収解消することで、防止するものとしている。

１山岳トンネル
１ａトンネル
１ｂ内空部
２走行路線
２ａ路盤
２ｂ盤ぶくれ
２ｃ舗装
２ｄ路幅
２ｅ下部地盤
３地山
４覆工コンクリート
４ａ天井部
４ｂ外壁面
４ｃ内壁面
４ｄ側壁
４ｅ側壁下端
４ｆ切断箇所
５グランドアンカー
５ａ上端
５ｂ下端
６吊り材
６ａ垂直方向吊り材
６ｂ斜め方向吊り材（横揺れ防止用の）
７吊り桟橋
８斜路
９主桁（Ｈ形鋼）
９ａ上部フランジ
９ｂ吊り材係止部
９ｃ下部フランジ
９ｄウエブ
１０横桁（Ｈ形鋼）
１０ａ上部フランジ
１０ｂ下部フランジ
１１監視員通路
１２監査路路
１３水路
１３ａ円形水路
１３ｂ矩形水路
１３ｃ矩形水路の側壁
１４地盤（舗装下の）
１５覆工コンクリート下端の切断部
１６インバート
１６ａコンクリート製のインバートの一部
１７支柱ブロック
１７ａ上端面
１７ｂ内部水路
１８中間ブロック
１９端部ブロック
２０現場打ちコンクリート
２１空洞部
２２トンネル中心
２３プレストレスコンクリート版（ＰＣ版）
２４覆工板
２５在来の走行路線
２６走行領域
２７仮設側壁
２８側壁支承装置
２９掘削箇所
３０作業エリア
３１鋼管
３１ａ先端
３１ｂ後端
３２打設機

Claims

高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネルなどのトンネルにおいて、長期間にわたる使用中の地盤の徐々の隆起で生じた走行路線の路盤の盤ぶくれによるトンネル内空部の縮小した箇所の走行路線の路盤を拡張修復するため、予め修復の必要な箇所の走行路線の舗装を細断した後、修復の必要な箇所の覆工コンクリートの左右の側壁から中央へ均等に寄った位置の中央部の覆工コンクリートの内壁面から覆工コンクリートの外壁面上の地山へ１車線の走行路線の路幅を確保して左右に離間した２本１組の垂直方向のグランドアンカーを付設し、覆工コンクリートの内壁面に設けたグランドアンカーの下端に左右で２本１組の吊り材を垂直方向に係止し、この係止した２本１組の吊り材を走行方向に等間隔に離間して３組を配設して該３組を１ブロックとし、この１ブロックないし適宜数の複数ブロックからなる左右の垂直方向吊り材の下端にトンネル外部で予め組立てたトンネル長さ方向の吊り桟橋を吊り材係止部で係止して直上の覆工コンクリートの内壁面に吊り下げ、吊り桟橋を修復すべき盤ぶくれした走行路線の１９００ｍｍの上方に位置するものとし、一方、斜め上方部の覆工コンクリートの内壁面から覆工コンクリートの外壁面上の地山へ斜め上方へ伸びる左右で２本１組の斜め方向のグランドアンカーを付設し、覆工コンクリート内壁面に該２本１組からなる斜め方向のグランドアンカーの各下端を設け、該斜め方向のグランドアンカーの下端に左右で２本１組からなる斜め方向の吊り材の各１本を斜め方向に垂らして係止し、この１ブロックないし適宜数の複数ブロックからなる左右の斜め方向吊り材の下端にトンネル外部で予め組立てたトンネル長さ方向の吊り桟橋を該吊り桟橋の吊り材係止部で係止して覆工コンクリートの斜め上方の側壁に支持し、該支持により吊り桟橋の横揺れを防止し、１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックの吊り桟橋とし、該吊り桟橋の前端および後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続し、これらの接続した移動式の斜路の斜め下方へ向けた先端をトンネル内の非修復箇所である在来の走行路線へ接続し、該吊り桟橋の下部の予め裁断した走行路線の鋪装を除去した後、盤ぶくれの路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成することを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法。
請求項１の１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックからなる吊り桟橋とする方法に代えて、１車線の路幅の走行路線を有する１ブロックからなる吊り桟橋を複数回繰り返してトンネルの長さ方向に接続することにより、１車線の路幅の走行路線を有する複数ブロックからなる吊り桟橋とし、該複数ブロックからなる吊り桟橋の前端および後端に１車線の路幅を有する移動式の斜路を接続し、これらの接続した移動式の斜路の斜め下方へ向けた先端をトンネル内の非修復箇所である在来の走行路線へ接続し、該吊り桟橋の下部の予め裁断した走行路線の鋪装を除去した後、盤ぶくれの路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成することを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法。
請求項１または請求項２に記載の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法において、吊り桟橋の下部の盤ぶくれした路盤を掘削し、該掘削により盤ぶくれを修復して当初の走行路線に復元し、かつ、復元した走行路線の路盤の下部を空胴とし、該空胴の下面を凹状のインバートに形成する方法は、予め細断した舗装を除去し、次いで覆工コンクリートの左右の側壁の下端の側部に配設の円形水路を撤去し、撤去した円形水路に代えて矩形水路を敷設し、さらに覆工コンクリートの左右の側壁の下端部をトンネル中心方向である斜め方向へ切断し、次いで、上記で予め細断して除去した舗装の下の地盤を、インバート形成用に掘下げ、掘下げた部分のトンネル内の左右の走行路線の中央部に断面凸状でトンネル方向に奥行きがあり内部に水路を有する支柱ブロック、該支柱ブロックの下端部の左右に隣接する左右の中間ブロック、該左右の中間ブロックのさらに左右に上面が補修後のプレストコンクリート版からなる走行路線の下面に位置する大きさの左右の端部ブロック、および該左右の端部ブロックと覆工コンクリートの左右の側壁の側壁下端の切断箇所との間を接続する左右の接続用コンクリートブロックから下面を凹状に形成したインバートを形成し、該左右の接続用コンクリートブロックの上端を覆工コンクリートの側壁ぎわの監視員通路あるいはに監査路の端部に設けた矩形水路に接続し、これらにより覆工コンクリートの左右の側壁の下端部の間を凹状で下向きに湾曲するインバートとし、さらに、該インバートの中央部の支柱ブロックの上と左右の矩形水路の側壁との間に走行路線用のプレストレストコンクリート版を張設し、プレストレストコンクリート版の上面を修復した左右の走行路線とし、プレストレストコンクリート版の下部の部分でかつ該インバートの中央の支柱ブロックの左右の部分からなるインバートの上部を空洞部に形成していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法。
高速道路などの自動車専用道路の山岳トンネルなどのトンネルの長期間にわたる使用中の地盤の徐々の隆起で生じた盤ぶくれの修復工法用の吊り桟橋は、下方の修復すべき盤ぶくれした走行路線の路盤の下部にコンクリートからなる凹状で下方に湾曲するインバートを設置するために、該トンネルの覆工コンクリートの天井部と吊り桟橋上の車道との間に車道の高さの建築限界である４．５ｍを確保して覆工コンクリートから吊り下げられて、下方が修復すべき走行路線の全幅の掘削作業空間となっている吊り桟橋であることを特徴とする高速道路の山岳トンネルの盤ぶくれした走行路線の修復工法用の吊り桟橋。