JP6373105B2 - トンネルセントルの目地材構造 - Google Patents

Description

本発明は覆工コンクリートの目地を形成するための目地材の構造改良に関する。

トンネルの覆工コンクリートはセントルを逐次移動させて、掘削されたトンネル内周とセントル外周との間にコンクリートを注入し養生することを繰り返して形成される。この際、隣接するコンクリートの継ぎ目には角部分の欠損防止等のために目地を形成している。その一例を図１１に示す。

図１１において、トンネル長手方向（図の左右方向）へセントルの型枠９が位置している。型枠９の、坑口側に位置する一端部９１は、養生を終えて型枠９が移動した後の覆工コンクリートＣの内空間へ進入しており、当該一端部９１の外周には台形断面を成す目地材１０が設けられている。目地材１０は例えば合成ゴム製で、内部に通孔１０１が形成され、当該通孔１０１内に固定用のワイヤ１０２が挿通されている。このワイヤ１０２を締めることにより、型枠９の一端部９１外周に目地材１０が巻回固定される。

目地材１０は上面（外周面）１０ａと一方の傾斜側面１０ｂが既設コンクリートＣの端部内周に形成された切欠きＣｃの内周面に接して位置し、他方の傾斜側面１０ｃが型枠９と図略のトンネル内周との間に形成されたコンクリート注入空間Ｓｃに露出している。型枠９の、切羽側に位置する他端部９２外周には、コンクリート注入空間Ｓｃ内に注入される覆工コンクリートに上記切欠きＣｃと同形の切欠きを形成するための鋼板製の目地材片９３が設けられている。なお、コンクリート注入空間Ｓｃは型枠９の他端面９４に沿って配設された妻板９５によって閉鎖されている。このような目地材構造は特許文献１に示されている。また、特許文献２には、切羽側へ型枠を順次繰り出して覆工コンクリートの打設を行うテレスコピック型トンネルセントルの一例が示されている。

特開２００３−２７８４９６ 特開２００８−３０８８５５

ところで、テレスコピック型トンネルセントルでは、型枠がトンネル長手方向で複数に分割されており、分割された各型枠が覆工コンクリートの養生を終え次第、切羽側へ繰り出されて、繰り出された新たな型枠の外周に覆工コンクリートが注入される。したがって、新たに繰り出されて覆工コンクリートが注入される型枠に対して、未だ養生中の覆工コンクリートを保持するための既設の型枠が隣接することになるため、従来のように（図１１参照）型枠９の一端部９１を覆工コンクリートＣの内空間へ進入させることができず、このためテレスコピック型トンネルセントルに上記従来の目地材構造を使用することは困難であった。特にトンネルの湾曲部においては、繰り出された新たな型枠と既設の型枠との間に比較的大きな隙間が生じるため、従来の目地材構造では目地材１０の固定が不可能になるという問題があった。

そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、テレスコピック型トンネルセントルのトンネル湾曲部等において使用して特に効果が大きいトンネルセントルの目地材構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本第１発明では、トンネルセントルにおける覆工コンクリート養生中の第１型枠（１Ａ）に対してトンネル長手方向へ第２型枠（１Ｂ）を位置させ、前記第２型枠（１Ｂ）の端部（１４）に対向する前記第１型枠（１Ａ）の端部（１５）の外周に第１目地材片（３）を設けるとともに、前記第２型枠（１Ｂ）の端部（１４）側には当該端部（１４）側に基端（２１）が固定され先端（２ｂ）が前記第１型枠（１Ａ）の端部（１５）に向けて延びかつ先端（２ｂ）が当該端部（１５）に当接した際にその少なくとも一部が前記第１型枠（１Ａ）と第２型枠（１Ｂ）の対向方向で弾性的に屈曲変形可能な板材よりなる受け部材（２）を設けて、当該受け部材（２）の外周端面（２ａ）に第２目地材片（４）の内周面を支持させた状態で当該第２目地材片（４）を前記第１目地材片（３）に当接させて、覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った突出部を形成する。

本第１発明において、第２目地材片の内周面が受け部材の外周端面に載ってこれに支持されるから、第２目地材片は第１型枠と第２型枠の間の隙間内に落ち込むことはなく、第２目地材片が第１目地材片に適正に当接させられて、覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った突出部が形成される。

第１型枠と第２型枠の対向間隔が狭まって間隙が小さくなると、受け部材の先端が第１型枠に当接し、当接時の荷重に応じて受け部材は少なくともその一部が弾性的に屈曲変形する。そしてこの場合も受け部材の外周端面の高さは変化しない。これにより、第１型枠と第２型枠の対向間隔が変化しても、受け部材の外周端面によって第２目地材片の内周面は確実に支持され、第２目地材片が第１目地材片に適正に当接させられる。

本第２発明では、前記第２型枠（１Ｂ）の端部たる端板（１４）に前記第１型枠（１Ａ）に向けてスペーサ部材（６）を突設し、その先端に前記受け部材（２）の基端（２１）を固定する。

本第２発明においては、第１型枠と第２型枠の間の間隙が大きくなっても、スペーサ部材の先端に設けた受け部材によって第２目地材片は確実に支持されて、第１目地材片に適正に当接させられる。

本発明の適用範囲はテレスコピック型トンネルセントルに限られない。そこで、本第３発明では、既設の覆工コンクリート（Ｃ）の端部に対しトンネル長手方向でトンネルセントルの型枠（１）の端部を接近させ、前記覆工コンクリート（Ｃ）の端部内周面と前記型枠（１）の外周面を略同一面上に位置させて、前記型枠（１）の端部側に、当該端部側に基端が固定され先端（２ｂ）が前記覆工コンクリート（１）の端部内周に形成された切欠き（Ｃｃ）の内側位置に向けて延びかつ先端（２ｂ）が前記覆工コンクリート（１）の切欠き（Ｃｃ）に当接した際にその少なくとも一部が前記トンネル長手方向で弾性的に屈曲変形可能な板材よりなる受け部材（２）を設けて、当該受け部材（２）の外周端面（２ａ）に目地材（８）の内周面（８ｄ）を支持させた状態で当該目地材（８）の一部を前記切欠き（Ｃｃ）内に挿入して覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った突出部（Ｐ）を形成する。

本第３発明において、型枠を既設の覆工コンクリートと長手方向で干渉しない位置に置いて、受け部材のみを上記覆工コンクリートの切欠き空間に臨ませる。これにより、型枠が拡径させられる際に型枠や受け部材が覆工コンクリートと干渉することが避けられる。したがって、既設の覆工コンクリートの内周面が過度に押し上げられて当該コンクリート内にクラックが生じることが防止される。枠体の外周に沿って切欠き内へ押し込まれた目地材は受け部材によって良好に支持されて、目地の凹断面形状に倣った突出部が形成される。そして、受け部材がトンネル長手方向で切欠き面に当接しても、当接時の荷重に応じて受け部材は少なくともその一部が弾性的に屈曲変形するから、切欠き面に損傷を与えることは無い。

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以上のように、本発明のトンネルセントルの目地材構造によれば、テレスコピック型トンネルセントルにおいて、トンネルの湾曲部等においても良好に使用することができる。

本発明の第１実施形態における、テレスコピック型トンネルセントルの型枠端部の半部正面図である。 受け部材の正面図である。 受け部材の側面図である。 受け部材を設けた型枠の坑口側端板の断面図である。 目地材構造を設けた型枠外周部の断面図である。 型枠間の隙間が小さくなった時の目地材構造を設けた型枠外周部の断面図である。 型枠間の隙間が大きい時の他の目地材構造を設けた型枠外周部の断面図である。 本発明の第２実施形態における、目地材構造を設けた型枠外周部の断面図である。 他の例における受け部材を設けた型枠の坑口側端板の断面図である。 さらに他の例における受け部材を設けた型枠の坑口側端板の断面図である。 従来の目地材構造を設けた型枠外周部の断面図である。

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

（第１実施形態）
図１にはテレスコピック型トンネルセントルの型枠１の端部の半部正面図を示す。型枠１は図略の門型ガントリーに支持されてトンネル長手方向（紙面垂直方向）へ移動可能である。型枠１は実際には中央線に対して左右対称形のトンネル形状となっており、頂部に位置する天端フォーム１１、天端フォーム１１の端部に回動可能に連結された側フォーム１２、および側フォーム１２の下端に回動可能に連結された下端フォーム１３より構成されている。

テレスコピック型トンネルセントルでは、既述のように、型枠１がトンネル長手方向で複数に分割されており、分割された各型枠１が覆工コンクリートの養生を終え次第、切羽側へ繰り出されて、繰り出された新たな型枠の外周に覆工コンクリートが注入される。したがって、新たに繰り出されて覆工コンクリートが注入される型枠（第２型枠）に対して、未だ養生中の覆工コンクリートを保持するための既設の型枠（第１型枠）が隣接することになる。

本実施形態では、分割された各型枠１の一方の端面（坑口側端面）を構成する天端フォーム１１、側フォーム１２、および下端フォーム１３の、周面の複数個所に受け部材２が設けられている。受け部材２の詳細を以下に説明する。受け部材２は本実施形態ではバネ板で構成されており、その正面図を図２に、側面図を図３に示す。図２、図３より明らかなように、受け部材２は略長方形のバネ板の四隅を適宜面取りしたもので、基端たる一端部２１を所定幅Ｄで残して、板面を横断する直線ｌを境に一定角度θで屈曲傾斜させてある。この場合の受け部材２の傾斜部２２の長さＬや屈曲角度θは後述するように、対向する他の型枠の端面との間に形成される間隙の大きさを考慮して適当に決定される。なお、上記一端部２１の中央には取付穴２３が設けられている。バネ板は変形した後の原形復帰力が十分ある点で好ましいが、受け部材２は必ずしもバネ板で構成する必要は無く、通常の金属板で良いし、樹脂板等を使用しても良い。

図４には上記受け部材２を設けたテレスコピック型トンネルセントルの型枠１Ｂ（第２型枠）の、坑口側端板１４の拡大断面図を示す。坑口側端板１４には既設の型枠１Ａ（第１型枠）の端部（切羽側端部）１５が対向しており、これら坑口側端板１４と切羽側端部１５との間の間隙Ｇに、坑口側端板１４から延びる受け部材２が位置している。受け部材２を設置した部分の詳細断面を図５に示す。

図５において、既設の型枠１Ａの外周と図略のトンネル内周との間には、養生中の覆工コンクリートＣが保持されている。公知の構造で型枠１Ａ内を経て切羽側（図１の右方）へ繰り出された新たな型枠１Ｂは、その坑口側端板１４が型枠１Ａの切羽側端部たる端板１５に対向して位置させられている。

型枠１Ａの端板１５には目地材片（第１目地材片）３を構成する支持板３１がボルト３１１で結合されており、当該支持板３１は端板１５の外周縁に沿って一定幅で周方向へ延びるとともに、支持板３１の外方端は端板１５の外周を超えて外方へ延びている。そして、下縁が型枠１Ａの外周面に接している傾斜板３２の上端部が、支持板３１の上端に接して傾斜姿勢に保持されており、このような支持板３１と傾斜板３２とで目地材片３の三角断面空間が形成されている。

上記受け部材２はその取付穴２３（図２）内にボルト２４を挿通して、型枠１Ｂの坑口側端板１４に結合固定されている。受け部材２はその外周端面２ａが型枠１Ｂの外周面と略同一高さとなっており、この状態で型枠１Ａの端板１５に向けて延びてその先端２ｂが端板１５に接近している。型枠１Ｂの外周には目地材片（第２目地材片）４が配設されている。目地材片４は本実施形態ではゴム製で、目地材片３に臨む前面４ａが垂直面となり、平行な上面と下面を有し、後面が型枠外周面へ向けて傾斜した台形断面をなしている。台形断面の中心部には引締め用のワイヤを通す通孔４１が形成されている。

このような目地材構造において、型枠１Ｂの外周に目地材片４を配設し、目地材片４を枠体１Ｂの外周に沿って枠体１Ａの方向へ押しやると、目地材片４の内周面（図５の下面）が受け部材２の外周端面２ａに載ってこれに支持される。したがって、目地材片４が端板１４と端板１５の間の隙間Ｇ内に落ち込むことはなく、目地材片４の前面４ａが目地材片３の支持板３１前面に適正に当接させられる（図５）。この状態で目地材片４の通孔４１内にワイヤを通してこれを引き締めることにより、目地材片４が型枠１Ｂの外周と受け部材２の外周端面２ａに圧接させられて位置決めされる。

そして、互いに当接させられた目地材片３，４によって、覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った、両側面が内周方向へ開いた台形断面の突出部が形成される。そして、型枠１Ｂの外方に形成されているコンクリート注入空間Ｓｃに新たな覆工コンクリートを注入すると、養生中のコンクリートＣと新たに注入されたコンクリートの継ぎ目に上記突出部によって台形断面の目地が形成される。

型枠１Ａ，１Ｂの対向間隔が狭まり、これらの間に形成される間隙Ｇが小さくなると、受け部材２の先端２ｂが図６に示すように型枠１Ａの端板１５（支持板３１）に当接する。受け部材２はバネ板によって構成されているから、当接時に受ける荷重に応じて受け部材２は屈曲角度θが小さくなるように弾性変形する（図４の鎖線）。この際にも、受け部材２の外周端面２ａは型枠１Ｂの外周面と略同一高さを維持している。これにより、型枠１Ａ，１Ｂの対向間隔が変化しても、受け部材２の外周端面２ａによって目地材片４の内周面は確実に支持されるから、目地材片４が隙間Ｇ内に落ち込むことはなく、目地材片３，４同士が適正に当接させられる。

テレスコピック型トンネルセントルでトンネル湾曲部の外側では型枠１Ａ，１Ｂ間の間隙Ｇがかなり大きくなることがある。この場合は、例えば図７に示すような構造とする。すなわち、図７において、型枠１Ｂの端板１４にＬ字断面形状のステー５をボルト固定して、型枠１Ａ方向へ延びるその一辺５１の外周面を型枠１Ｂの外周面に一致させる。また、型枠１Ｂの端板１４に、一定長さの筒状スペーサ６を型枠１Ａに向けて立設してその先端に上記受け部材２をボルト２４で固定する。そして受け部材２の外周端面２ａをステー５の一辺５１の外周面と略同一高さにする。このような構造によって、型枠１Ａ，１Ｂ間の間隙Ｇが大きい場合にも、ステー５と受け部材２とで目地材片４を確実に支持して、目地材片３に適正に当接させることができる。なお、ステー５は必ずしも設ける必要は無い。また、スペーサ部材としては必ずしも筒状のものである必要は無く、型枠１Ａの方向へ一定量突出してその先端に上記受け部材２を固定支持できるものであれば良い。

（第２実施形態）
図８において、養生を終えた既設の覆工コンクリートＣに対して、公知の構造で縮径させられて既設コンクリートＣの内周面から離脱させられた型枠１は、セントルの移動によって既設コンクリートＣよりも切羽側の前方（図８の右方）へ移動させられて、型枠１の坑口側端部が既設コンクリートＣの切羽側端部に接近している。ここで、既設コンクリートＣの端部内周にはトンネル軸方向（図１の左右方向）へ傾斜する切欠きＣｃが形成されている。この切欠きＣｃは、型枠１の切羽側端部（図示略）の外周に設けた目地材片によって既設コンクリートＣの打設時に形成されたものである。

型枠１の端部には坑口側端板１４に第１実施形態で説明したのと同一構造の受け部材２が設けられている。すなわち、受け部材２はボルト２４によって型枠１の坑口側端板１４に結合固定されており、受け部材２はその外周端面２ａが型枠１の外周面と略同一高さとなっている。そして、この状態で受け部材２の先端は覆工コンクリートの切り欠きの内側位置へ延びている。

既設コンクリートＣの内周面から離脱させるために一旦縮径された型枠１は、既設コンクリートＣから切羽側前方への移動後に再び拡径させられて、型枠１の外周面が既設コンクリートＣの内周面と略同一になるようにされる。ここにおいて本実施形態では、型枠１は既設コンクリートＣと長手方向で干渉する位置に無く、また受け部材２は既設コンクリートＣの切欠きＣｃに臨んでいる。したがって、型枠１を拡径した際に、型枠１や受け部材２がある程度外方（図８の上方）へ移動しても既設コンクリートＣと干渉することは無い。これにより、既設コンクリートＣの内周面が過度に押し上げられて当該コンクリートＣ内にクラックが生じるという問題は回避される。なお、譬え受け部材２がトンネル長手方向で切欠きＣｃの内周面に当接しても、当接時の荷重に応じて受け部材２は屈曲角度が小さくなるように変形するから、切欠きＣｃに損傷を与えることは無い。

この状態で型枠１の外周に目地材８を配設する。目地材８は全体がゴム製で、平行な上面（外周面）８ａと下面８ｄ（内周面）を有し、既設コンクリートＣの切欠きＣｃに臨む前面８ｂおよび後面８ｃがそれぞれ内周側へ開くように傾斜した台形断面をなしている。そして、台形断面の中心部には引締め用のワイヤ８２を通す通孔８１が形成されている。なお、目地材８の断面形状は台形に限られず、例えば三角断面等であっても良い。

このような目地材８を枠体１の外周に沿って切欠きＣｃ内へ押し込むと、目地材８の内周面８ｄが受け部材１の外周端面２ａに載ってこれに支持される。この状態で目地材８の通孔８１内にワイヤ８２を通してこれを引き締めることにより、目地材８は型枠１の外周と受け部材２の外周端面２ａに圧接させられて位置決めされる。そして、目地材８によって、切欠きＣｃがその一部を構成する、覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った、両側面が内周方向へ開いた台形断面の突出部Ｐが形成される。

上記各実施形態では受け部材２を基端から一定角度で屈曲傾斜する形状とし、当接時に受ける荷重に応じて屈曲角度が小さくなるように変形するものとしたが、受け部材の形状はこのようなものに限られない。例えば、図９に示すように、受け部材２´を蛇腹折り形状に成形して、型枠１Ａ，１Ｂ間の間隙Ｇが小さくなった場合には（図９の鎖線）当接する型枠１Ａから受ける荷重の増大に応じてその屈曲度が大きくなるように変形するものとしても良い。なお、全体を蛇腹折り形状とする必要は無く、一部のみ蛇腹折り形状とすることができる。あるいは図１０に示すように、受け部材２´´全体を弧状に湾曲した形状として、型枠１Ａ，１Ｂ間の間隙Ｇが小さくなった場合には（図１０の鎖線）当接する型枠１Ａから受ける荷重の増大に応じてその湾曲度が大きくなるように変形するものとしても良い。

１Ａ…第１型枠、１Ｂ…第２型枠、１４…端板（端部）、１５…端板(端部)、２…受け部材、２ａ…外周端面、２ｂ…先端、２１…一端部（基端）、２´…受け部材、２´´…受け部材、３…第１目地材片、４…第２目地材片、６…筒状スペーサ（スペーサ部材）、８…目地材、Ｃ…覆工コンクリート、Ｃｃ…切欠き。

Claims (3)

1. トンネルセントルにおける覆工コンクリート養生中の第１型枠に対してトンネル長手方向へ第２型枠を位置させ、前記第２型枠の端部に対向する前記第１型枠の端部の外周に第１目地材片を設けるとともに、前記第２型枠の端部側には当該端部側に基端が固定され先端が前記第１型枠の端部に向けて延びかつ先端が当該端部に当接した際にその少なくとも一部が前記第１型枠と第２型枠の対向方向で弾性的に屈曲変形可能な板材よりなる受け部材を設けて、当該受け部材の外周端面に第２目地材片の内周面を支持させた状態で当該第２目地材片を前記第１目地材片に当接させて、覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った突出部を形成したことを特徴とするトンネルセントルの目地材構造。
2. 前記第２型枠の端部を構成する端板に前記第１型枠に向けてスペーサ部材を突設し、その先端に前記受け部材の基端を固定した請求項１に記載のトンネルセントルの目地材構造。
3. 既設の覆工コンクリートの端部に対しトンネル長手方向でトンネルセントルの型枠の端部を接近させ、前記覆工コンクリートの端部内周面と前記型枠の外周面を略同一面上に位置させて、前記型枠の端部側に、当該端部側に基端が固定され先端が前記覆工コンクリートの端部内周に形成された切欠きの内側位置に向けて延びかつ先端が前記覆工コンクリートの切欠きに当接した際にその少なくとも一部が前記トンネル長手方向で弾性的に屈曲変形可能な板材よりなる受け部材を設けて、当該受け部材の外周端面に目地材の内周面を支持させた状態で当該目地材の一部を前記切欠き内に挿入して覆工コンクリートの目地の凹断面形状に倣った突出部を形成したことを特徴とするトンネルセントルの目地材構造。

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