JP6171739B2 - トンネル及びトンネルの構築方法 - Google Patents
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Description
具体的には、従来技術のプレキャストアーチトンネル(例えば、特許文献1のトンネル構造)は、盛土を埋め戻すことが前提になっているため、プレキャストコンクリート版同士の連結部の止水性を大きな問題とした構造になっていない。その結果、従来技術のプレキャストアーチトンネルを、盛土がされない地上のトンネルとして採用した場合、漏水や騒音問題を発生させる虞がある。すなわち、従来技術のプレキャストアーチトンネルは、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工として利用するには問題があった。
このように、現在のところ、道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工において、
施工期間を短縮できる構成のトンネルは知られていない。
また、本発明は、プレキャストコンクリート版により構築されるため、盛土をしない地上のトンネルを、現場打ちコンクリートにより施工する場合と比べて、施工期間を大幅に短縮することができる。
また、本発明は、各アーチ部の内部の周方向に「緊張したPC鋼材」を貫通させる構成を採用しているため、トンネルが外力の影響を受けて変形することが防止される。
このように、プレキャストコンクリート版間(部材間)に挟持する止水材としてエポキシ樹脂系の接着材を用いたのは、エポキシ樹脂系の接着材が紫外線による劣化に対して耐候性を有しているためである。すなわち、トンネルを構成するアーチ部の外周面には太陽光があたるが、止水材にエポキシ樹脂系の接着材が用いられているため、部材間の止水材性および遮音性の効果が長期にわたり維持される。
また、本発明では、「トンネルを構成するアーチ部上半部側の周方向の緊張」→「アーチ部の延長方向の緊張」を所定数のアーチ部に行ってから、トンネルの脚部側にプレストレスを与えている。すなわち、本発明によれば、トンネルの剛性を高めてから、トンネルの脚部側にプレストレスを付与できるため、PC鋼材を緊張させている際に、アーチ部を構成するプレキャストコンクリート版のひび割れが生じることを効果的に防止できる。
なお、本実施形態では、プレキャストアーチトンネルが、盛土がされてない地上トンネル(例えば、落石防止用シェルター等)である場合を例にしている。
図示するように、本実施形態のプレキャストアーチトンネル(以下、単に「トンネル」という)Wは、トンネルの延長方向(軸方向)に延設された基礎2の上に、左右一対の円弧状のプレキャストコンクリート版10、10を組み立て形成したアーチ部1を延長方向に複数連結して構築されている。
また、連結されたアーチ部1は、隣接するアーチ部1、1同士の間に止水材30が挟持されている。また、各アーチ部1の内部には、延長方向にわたって「緊張したPC鋼材13」が貫通しており、アーチ部1が互いに締め付けられ連結されて一体化が図られている。なお、PC鋼材13、14a、14bには、例えば、PC鋼棒が用いられる。
この構成により、本実施形態では、隣接しているプレキャストコンクリート版10、10間に隙間が形成されることが防止され、高い止水性と遮音性が得られるトンネルWが提供される。したがって、本実施形態のトンネルWを、盛土がなされていない地上のトンネル(道路や鉄道等を外部から遮断するための防護工)として利用することができる。
また、各アーチ部1の内部の周方向に「緊張したPC鋼材14a、14b」を貫通させる構成により、トンネルWが外力の影響を受けて変形することを防止することができる。
図2に示すように、基礎2は、現場打ちコンクリートにより構築されており、地盤Gの上に設置された一対の本体部2aを有している。一対の本体部2aは、トンネルWの幅方向に所定間隔を開けて平行に設置されている。
また、コンクリート版10の内周側面であって、各リブ11a、12a、12b、12cの下方には、切欠部(図2には示さず)が形成されており、この切欠部により、トンネルの延長方向に貫通させたPC鋼材13を緊張させる作業を行えるようになっている。
具体的には、貫通穴10d1は、コンクリート版10の上端面から切欠部10cの上端部まで貫通している。また、貫通孔10d2は、切欠部10cの下端部からコンクリート版10の脚部10bまで貫通している。なお、図示する例では、貫通孔10d1、10d2が、それぞれ、所定間隔を開けて2つ形成されている。
例えば、図4に示すように、トンネルWを貫通するPC鋼材13を固定する位置に配置されるコンクリート版10の内周面(トンネルWの内周面)に凹状の切欠部10eを設ける。そして、この切欠部10eを利用して、左右に隣接するそれぞれのアーチ部1に貫通するPC鋼材13に緊張力を導入して固定するようにしてもよい(PC鋼材13の端部にナット等の引き留め具を螺合し、引き留め具を締め上げることにより、PC鋼材13に緊張力を付与し固定する)。
このように、止水材30としてエポキシ樹脂系の接着材を用いるようにしたのは、エポキシ樹脂系の接着材が紫外線による劣化に対して耐候性を有しているためである。
そのため、トンネルWを構成するアーチ部1の外周面には太陽光があたるが、止水材30がエポキシ樹脂系の接着材で構成されているため、部材間の止水性及び遮音性の効果が長期にわたり維持される。
ここで、図5〜8は、本実施形態のプレキャストアーチトンネルの施工手順を説明するための模式図である。なお、図5では、アーチ部1の上半部の周方向にプレストレスを付与する作業を説明するための模式図を示している。また、図6では、トンネルWの延長方向にプレストレスを付与する作業を説明するための模式図を示している。また、図7は、所定数のアーチ部1に対して、上半部周方向のプレストレスと、トンネルの延長方向のプレストレスとが付与された状態を示している。また、図8は、アーチ部1の脚部10b側にプレストレスが付与された状態を示している。
図6に示すように、第2工程では、基礎2に設置したアーチ部1に隣接させるように、次のアーチ部1を形成する(アーチ部1の形成方法は、第1工程と同じである)。この工程では、隣接させるアーチ部1、1同士の相対向面に止水材30を塗布した上で、アーチ部1、1同士を突き合わせて接合する。このときに、一方のアーチ部1の貫通孔11a1、12a1、12b1、12c1と、他方のアーチ部1の貫通孔11a1、12a1、12b1、12c1とが連通するように位置合わせする。図示する例では、3つのアーチ部11が設置されている。
この方法によれば、トンネルWの剛性を高めてから、トンネルWの脚部10b側にプレストレスを付与することができるため、PC鋼材13、14a、14bを緊張させる際に、アーチ部1を構成するコンクリート版10にひび割れが生じることが防止される。
また、本実施形態のトンネルWは、各アーチ部1の内部の周方向にわたって「緊張したPC鋼材14a、14b」を貫通させる構成となっているため、トンネルWが外力の影響を受けて変形することを防止することができる。
例えば、「トンネルWの円周方向の脚部10b以外の部分の緊張」→「トンネルWの延長方向の緊張」を所定数のアーチ部1に対して行ってから、アーチ部1の脚部10bにプレストレスを与えるようにしてもよい。
例えば、図9に示すように、躯体(プレキャストコンクリート版10)に、X型カプラー(Xアンカー)等の接続治具40を埋め込んで(モルタル等により接続治具40を埋め込んで)、接続治具40によりPC鋼材14aと、PC鋼材14Bとを連結する(或いは、隣接して配置されたPC鋼材13同士を連結する)ようにしてもよい。
尚、図9は、本実施形態のプレキャストアーチトンネルに貫通させるPC鋼材を、接続治具により固定した例を示した模式図である。図示する例では、接続治具40は、2つの筒状部41a、41bを有し、一方の筒状部41aにPC鋼材14aが挿入され、他方の筒状部41bにPC鋼材14bが挿入されている。そして、筒状部41a(又は筒状部41b)に挿入されたPC鋼材14a(又はPC鋼材14b)は、緊張力が付与された上で楔43により、筒状部14a(又な筒状部14b)に係止されている。
2…基礎
2a…本体部(基礎)
2b…支持部(基礎)
2c…切欠部(基礎)
2d…貫通孔(基礎)
1…アーチ部
10…プレキャストコンクリート版
10a…上端部
10b…脚部
10c…切欠部
10d1…貫通孔
10d2…貫通孔
10e…切欠部
11a…リブ
11a1…貫通孔
12a、12b、12c…リブ
12a1、12b1、12c1…貫通孔
13…PC鋼材
14a、14b…PC鋼材
30…止水材
40…接続治具(X型カプラー)
41a、41b…筒状部
43…楔
Claims (4)
- トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、所定数のプレキャストコンクリート版を組み立て形成したアーチ部を延長方向に複数連結し構築したトンネルであって、
前記アーチ部は、プレキャストコンクリート版同士の間に止水材が挟持されて形成されていると共に、その周方向にわたって緊張したPC鋼材が貫通され、このPC鋼材により周方向にプレストレスが付与され、
連結されたアーチ部は、隣接するアーチ部同士の間に止水材が挟持されていると共に、延長方向にわたって緊張したPC鋼材が貫通され、このPC鋼材により延長方向にプレストレスが付与されていることを特徴とするトンネル。 - 請求項1記載のトンネルは、盛土がなされていない地上のトンネルであることを特徴とするトンネル。
- 前記止水材は、エポキシ樹脂系の接着材であることを特徴とする請求項1又は2記載のトンネル。
- 所定数のプレキャストコンクリート版の端面に止水材を塗布した上で、トンネルの延長方向に延設された基礎の上に、該プレキャストコンクリート版の端面同士を互いに突き合わせてアーチ部を組み立て、該アーチ部の上半部に、該アーチ部の周方向に延びる第1のPC鋼材を貫通させ且つ前記第1のPC鋼材を緊張させてプレキャストコンクリート版間に緊張力を導入して一体化させる第1工程と、
前記基礎に既に形成されているアーチ部と隣接させるように、前記第1工程と同様の工程を行い前記基礎の上に次のアーチ部を形成すると共に、隣接させるアーチ部同士の相対向面に止水材を塗布した上で、隣接するアーチ部同士を突き合わせて連結する第2工程と、
連結されたアーチ部に延長方向に延びる第2のPC鋼材を貫通させ且つ第2のPC鋼材を緊張させてアーチ部間に緊張力を導入して一体化させる第3工程とを有し、
前記第2及び第3工程により所定数のアーチ部が連結された状態になると、各アーチ部に対し、該アーチ部の下側を貫通し且つ脚部を通り前記基礎まで延びる第3のPC鋼材を貫通させ且つ該第3のPC鋼材を緊張させて前記アーチ部の脚部側と前記基礎との間に緊張力を導入して一体化させることを特徴とするトンネルの構築方法。
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