JP6422052B2 - 覆工コンクリートの施工方法、及び覆工用セントル - Google Patents

覆工コンクリートの施工方法、及び覆工用セントル Download PDF

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Description

本発明は、縮径、及び展開可能な複数のフォーム群を備えた覆工用セントルを用いてトンネルの内周面に施工する覆工コンクリートの施工方法、及び覆工用セントルに関する。
覆工コンクリートはトンネル掘削坑の内周面に施工される。覆工コンクリートの施工を行う際には、例えば、ガントリ等で支持された馬蹄形の型枠が内周面に設置(押圧・保持)される。この状態でトンネル掘削坑と型枠との間にコンクリートが打設され、その後、コンクリートが乾燥、硬化するまで、所定時間保護(「養生」ともいう)され、その後、型枠は脱型されて、ガントリと共に移動する。
特許文献1、2に示されるように、型枠の設置、脱型、移動をスムーズに行うために利用されるトンネル覆工型枠装置(覆工用セントル)が知られている。この種の覆工用セントルでは、複数の型枠部材をヒンジ構造で接続し、側部に配置された型枠部材(以下「側フォーム」という)に対し、最下部の型枠部材(以下、「インバートフォーム」という)を内側に折り畳む(縮径させる)ことができる。また、例えば、特許文献2に記載の覆工用セントルでは、縮径させる機構として油圧ジャッキを用いており、さらに、この油圧ジャッキを伸長させて内周面の所定位置に型枠を保持してコンクリートを打設し、コンクリート打設後も所定時間型枠を保持して、コンクリートの保護(養生)をしている。
特開2013−87514号公報 特開2008−308855号公報
しかしながら、本技術について本発明者らが鋭意検討したところ、側フォームとインバートフォームとを所定位置に保持しているにもかかわらず、インバートフォームと内周面との間に隙間が生じ、隙間自体は非常に僅か(数mm〜数cm程度)であるが、実際に、この隙間によって覆工コンクリートの保護(養生)が不十分となり、コンクリートの品質に影響を及ぼす可能性があることを知見した。
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じるのを抑止して品質低下を防止できる覆工コンクリートの施工方法及び覆工用セントルを提供することを目的とする。
本発明は、縮径、及び展開可能なフォーム群を備えた覆工用セントルを用い、トンネルの内周面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリートの施工方法であって、フォーム群は、最下部に配置されたインバートフォームと、インバートフォームの下端から下方に突出した抵抗突出部とを備え、フォーム群をトンネルの内周面に沿って設置し、且つ抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態でインバートフォームを設置する設置工程と、設置工程の後で、トンネルの内周面とフォーム群との間である打設空間に覆工コンクリートを打設する打設工程と、打設された覆工コンクリートをフォーム群によって保護する保護工程と、を備えることを特徴とする。
本発明では、保護工程において覆工コンクリートを保護する際に、インバートフォームは抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることができ、インバートフォームの僅かな変位が防止される。その結果、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じてしまうのを抑止でき、覆工コンクリートの品質低下を防止できる。
更に、覆工用セントルは、フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを備え、打設工程では、ガントリをフォーム群に合体してフォーム群を支持した状態でコンクリートを打設し、保護工程では、ガントリをフォーム群から分離し、ガントリが分離された状態のフォーム群によって覆工コンクリートを保護すると好適である。ガントリをフォーム群から分離できると、フォーム群による覆工コンクリートの保護(養生)を維持した状態で、別のフォーム群にガントリを合体させて設置工程・打設工程をできるので、工期の短縮・品質の確保の点で有利となる。一方で、ガントリをフォーム群から分離する場合には、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、上記構成によれば、ガントリをフォーム群から分離させたとしても隙間の発生を効果的に抑制できるので、工期の短縮と覆工コンクリートの品質低下の防止とを両立でき、非常の有効である。
更に、抵抗突出部は、インバートフォームの下端から下方に出没自在であり、保護工程の後に、抵抗突出部をインバートフォームに埋没させてフォーム群を覆工コンクリートから脱型させる脱型工程を備えると好適である。抵抗突出部をインバートフォームに埋没させることで地盤側支持部から受ける反力を解除でき、また、脱型工程におけるインバートフォームの縮径が容易になる。その結果、フォーム群の脱型が容易になって作業性が向上する。
また、上記の地盤側支持部は地盤面であり、抵抗突出部は地盤面に当接して支持されていると好適である。抵抗突出部が地盤面から反力を受けると共に、抵抗突出部を介してフォーム群全体が地盤面に支えられた状態になる。つまり、地盤面に不陸があっても抵抗突出部は確実に地盤面に当接することになり、抵抗突出部を介してフォーム群全体が安定的に地盤面に支持された状態になる。
また、打設工程において、覆工コンクリートは抵抗突出部を巻き込んで打設されると好適である。抵抗突出部を巻き込むように打設される覆工コンクリートによって抵抗突出部には覆工コンクリートによる抵抗力(例えば、せん断力)が働き、インバートフォームの変位を防止できるので、効果的である。
また、本発明に係る覆工用セントルは、縮径、及び展開可能なフォーム群を有する覆工用セントルであって、フォーム群は、最下部に配置されたインバートフォームと、インバートフォームの下端に連結され、且つその下端から下方に突出した抵抗突出部と、を備えたことを特徴とする。この覆工用セントルを用いて覆工コンクリートを打設し、また、覆工コンクリートを保護する際に、インバートフォームは抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることができ、インバートフォームの変位を防止できる。その結果、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じてしまうのを抑止でき、覆工コンクリートの品質低下を防止できる。
また、抵抗突出部は、インバートフォームの下端から下方に出没自在であると好適である。抵抗突出部をインバートフォームに埋没させることで地盤側支持部から受ける反力を解除でき、インバートフォームの縮径が容易になる。その結果、フォーム群の脱型が容易になって作業性が向上する。
更に、フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを備えると好適である。ガントリをフォーム群から分離した場合に、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、上記構成によれば、ガントリをフォーム群から分離させたとしても隙間の発生を抑制でき、覆工コンクリートの品質低下を効果的に防止できる。
本発明によれば、覆工コンクリートの保護工程において、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じるのを抑止して品質低下を防止できる。
本発明の実施形態に係る覆工用セントルを示す正面図である。 本実施形態に係るフォーム群をトンネルの内方側(中心側)から見た側面図である。 図2のIII−III線に沿った断面図である。 図3のIV−IV線に沿った断面図である。 支持ピンの代わりにインバートフォームに装着される穴埋め金具を拡大して示す側面図である。 本実施形態に係る覆工用セントルを用いた覆工コンクリートの施工方法を示し、(a)は設置工程、及び打設工程、(b)は保護工程、(c)は脱型工程を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る覆工用セントルのフォーム群を示す側面図である。 図7のVIII−VIII線に沿った断面図である。 本発明に第3の実施形態に係る覆工用セントルのインバートフォームの下端部を拡大して示す断面図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
図1に示されるように、本実施形態に係る覆工用セントル1Aは、コンクリートの吹き付けが完了したトンネルTの内周面Taに覆工用のコンクリート(以下「覆工コンクリート」)Cを施工する際に使用される。具体的には、トンネルTの内周面Taに沿って覆工用セントル1Aのフォーム群2を設置すると共に、フォーム群2とトンネルTの内周面Taとの間である打設空間Aに覆工コンクリートCを打設し、その状態を所定時間維持することで覆工コンクリートCの保護(「養生」ともいう)を行う。なお、トンネルTの軸方向(長さ方向)D(図2参照)は、妻型枠等を設置して、覆工コンクリートCを打設する領域を閉鎖領域としている。
覆工用セントル1Aは、トンネルTの内周面Taに沿うように設置されるフォーム群2と、フォーム群2を内方側(トンネルTの中心側)から支持し、フォーム群2に合体、及び分離可能に接続されるガントリ3とを備えている。本実施形態に係るガントリ3は移動式ガントリであり、ガントリ3を案内するレール3aが、トンネルTの長さ方向に沿って敷設されている。つまり、ガントリ3はトンネルTの長さ方向(軸方向)Dに移動可能である。
図2に示されるように、フォーム群2は、トンネルTの長さ方向Dに所定幅(1.5m幅)を有するアーチ状のフォームユニット2aをトンネルTの長さ方向Dに複数(例えば7個)互いに連結し、1スパン(例えば、10.5mや12m)として形成されている。なお、フォームユニット2aの幅はこれに限らず、また、フォーム群2の1スパン当たりのフォームユニット2aの個数はこれに限らない。
図1、及び図2に示されるように、フォーム群2は、天端フォーム21、側フォーム22、及びインバートフォーム23を備えている。フォーム群2は逆U字状(馬蹄状)で下方が開放されており、トンネルTの天井部分に天端フォーム21が配置され、天端フォーム21の左右の下端に一対の側フォーム22が接合され、各側フォーム22の最下部にそれぞれインバートフォーム23が接合されている。側フォーム22とインバートフォーム23との接続部には、トンネルTの長さ方向Dに沿った複数個所(例えば、6か所や7カ所)にヒンジ構造4が設けられている。
ヒンジ構造4により、インバートフォーム23は側フォーム22に対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができる。ここで、インバートフォーム23が開いて側フォーム22に連なっている状態をインバートフォーム23の展開状態といい、逆に折り畳まれている状態をインバートフォーム23の縮径状態という。
インバートフォーム23は、自重にて展開状態をある程度維持可能であり、逆に縮径させる際には別の開閉手段によってインバートフォーム23を引っ張り上げる必要がある。本実施形態では開閉手段として側フォーム22とインバートフォーム23とを接続する油圧ジャッキ5(図2参照)を例示するが、開閉手段としては他にも様々な態様を想定でき、例えば、ワイヤをつないで引っ張り上げるクレーン機構やチェーンブロックなどであってもよい。
フォーム群2は、ヒンジ構造4を挟むように側フォーム22とインバートフォーム23とに接続されている固定用ジャッキ6と、引張棒ジャッキ7とを備えている。固定用ジャッキ6と引張棒ジャッキ7とは、トンネルTの長さ方向Dに並んで一つのジャッキユニットを形成する。複数のジャッキユニットは、トンネルTの長さ方向Dに適宜(例えば、フォームユニット毎)に配置され、覆工コンクリートCの打設、及び保護(養生)の際にインバートフォーム23が変位するのを防いでいる。なお、固定用ジャッキ6と、引張棒ジャッキ7とを省略する事も可能である。
インバートフォーム23の下部には、支持ピン(抵抗突出部)8が連結されており、支持ピン8の先端部8aはインバートフォーム23のベースプレート(下端)23xから下方に突出している。なお、支持ピン8は、例えば、トンネルTの長さ方向(軸方向)Dの所定幅(1.5m)ごとに左右それぞれ2カ所ずつ設けてもよいし(図2参照)、トンネルTの長さ方向(軸方向)Dで1スパン(10.5mや12m)として形成されたインバートフォーム23において、左右それぞれ4ヶ所に設けてもよい(図7参照)。
図3、及び図4に示されるように、支持ピン8は、テーパ状に縮径した先端部8aと、ピン孔が形成された基端部8bと、先端部8aと基端部8bとの間の軸部8cとを備えており、軸部8cの基端部8b側にはネジ8dが切られている。一方で、インバートフォーム23の下部に設けられた補強プレート23aには、支持ピン8の軸部8cが挿通する軸孔23cが形成されており、補強プレート23aの上面には軸孔23cと同軸となる筒状のソケット金物23dが溶接されている。ソケット金物23dには、二分割されて開閉可能(図4参照)な環状のクランプ24がボルト締結によって固定されている。クランプ24の内周には、雌ねじが切られており、支持ピン8はクランプ24に螺合して固定される。
また、インバートフォーム23のベースプレート23xには、軸孔23cに対して同軸線となるように貫通孔23yが形成されている。支持ピン8の先端部8aは、貫通孔23yを通って下方に露出し、その結果、インバートフォーム23のベースプレート(下端)23xから下方に突出した形態を具現化している。なお、支持ピン8の先端部8aは、支持ピン8の一方向側への回転、及び反回転によってインバートフォーム23のベースプレート23xから下方に出没自在である。
支持ピン8は、覆工コンクリートCを打設する打設工程、打設された覆工コンクリートCを保護する保護工程においてインバートフォーム23に連結されており、且つベースプレート(下端)23xから下方に突出している。一方で、保護工程の完了後、フォーム群2を覆工コンクリートCから脱型させる脱型工程においては、インバートフォーム23のベースプレート23xに埋没(没入)させる。支持ピン8は、ベースプレート23xから着脱自在であり、脱型工程等では、支持ピン8はインバートフォーム23から取り外され、その場合には、図5に示されるように、例えば、支持ピン8の代わりに穴埋め金具25が取り付けられる。
穴埋め金具25は、管状の胴体部25aと、胴体部25aに設けられたフランジ部25bと、胴体部25aのフランジ部25bよりも基端側に形成された大径ピン孔25cと、胴体部25aのフランジ部25bよりも先端側に形成された小径ピン孔25dとを備えている。穴埋め金具25は、支持ピン8の代わりに、ソケット金物23d、補強プレート23aの軸孔23c、ベースプレート23xの貫通孔23yに通される。
また、インバートフォーム23には、チェーンリンク25eが溶接され、チェーンリンク25eには、穴埋め金具25に通される穴埋め金具固定ピン25fが取り付けられている。穴埋め金具25が差し込まれた状態で、ソケット金物23dには、胴体部25aの小径ピン孔25dに重なる位置に穴埋め金具固定ピン25fが通される孔23fが形成されており、この孔23f及び小径ピン孔25dに穴埋め金具固定ピン25fを通すことで、穴埋め金具25の離脱が防止される。
フォーム群2は、ガントリ3に合体、及び分離可能であり、ガントリ3に連結された状態でトンネルTの内周面Taの所定位置に設置される。ガントリ3は、ジャッキ等が直接にフォーム群2に着脱自在に連結されていても、また、ウォールを介して間接に連結されていても良い。ウォールとは、フォーム群2の内周面Taの形状に倣い、フォーム群2の内方側(トンネルTの中心側)に重なるように配置される押圧部材である。ウォールを備えた形態の場合、ガントリ3はウォールによるフォーム群2の押圧を解くことで、フォーム群2から分離可能となる。ガントリ3はフォーム群2に対して合体してフォーム群2を支持することが可能で、覆工コンクリートCの打設時には、コンクリートの重量を支保する機能を担う。
図2、及び図3に示されるように、支持ピン8の先端部8aはインバートフォーム23のベースプレート23xから下方に突出している。インバートフォーム23の下方には覆工コンクリートCが施工される地盤(地盤側支持部)Gaが形成されており、支持ピン8の先端部8aは地盤Gaに当接する。地盤Gaはインバートフォーム23から突出する複数の支持ピン8を支持することでフォーム群2を支持し、また、支持ピン8は地盤Gaから反力を得ることで、インバートフォーム23の変位を抑止する。なお、インバートフォーム23と地盤Gaとの間に形成される隙間を内方から塞ぐように矢板26が設置され、覆工コンクリートCの漏洩を抑止する。なお、地盤Gaは、予めコンクリートを打設して形成されたコンクリート地盤であってもよい。
次に、上述の覆工用セントル1Aを用いた覆工コンクリートCの施工方法について説明する。図6は、覆工コンクリートCの施工時におけるガントリ3の作動状態を模式的に示している。ここで、トンネル覆工進行方向とは、トンネルTの長さ方向Dに一致するものである。
まず、トンネルT内の所定位置において内周面Taにフォーム群2を設置する設置工程を実施する(図6(a)参照)。トンネルT内の所定位置とは、例えば既に覆工コンクリートCの打設が完了している領域に対して、トンネル覆工進行方向に続く次の領域を意図している。ガントリ3は、この所定位置までフォーム群2を搬送し、既に打設された覆工コンクリートCに連続するようにフォーム群2を内周面Taに対向させて配置する。更に、フォーム群2には矢板26や妻型枠を適宜に配置し、覆工コンクリートCを打設する空間を形成する。
設置工程においてインバートフォーム23は展開されており、支持ピン8が地盤Gaに当接して支えられている。インバートフォーム23のベースプレート23xを直接に地盤Gaに設置する場合に比べ、支持ピン8を介して設置することで地盤Gaの不陸にも追従し易くなり、安定した状態で設置し易くなる。
また、支持ピン8が地盤Gaに引っ掛かるように当接する結果、支持ピン8の変位に対しては地盤Gaから反力が働くことになり、従って支持ピン8を介してインバートフォーム23の変位が抑制される。
設置工程が完了すると、フォーム群2と内周面Taとの間に形成された打設空間A内に覆工コンクリートCを打設する打設工程を実施する。打設工程において打設空間A内に充填された覆工コンクリートCは、打設空間A内を下方から埋めていく。この際、インバートフォーム23のベースプレート23xまで達した覆工コンクリートCは支持ピン8が突出している内方の隙間Hに進入し(図3参照)、支持ピン8を巻き込むように充填される。
打設工程が完了すると、保護工程を実施する(図6(b)参照)。保護工程では、覆工コンクリートCが硬化するまで所定時間、覆工コンクリートCを保護する(養生する)。
インバートフォーム23には覆工コンクリートCの打設中、および、打設後にもインバートフォーム23を縮径させる方向に力が作用する。特に、ガントリ3を分離してフォーム群2を自立させると、インバートフォーム23に負荷される重量が大きくなる。しかしながら、本実施形態では、支持ピン8に地盤Gaからの摩擦力が作用して反力を受け、インバートフォーム23の変位を抑制する。
また、本実施形態では、支持ピン8を巻き込むように覆工コンクリートCが充填され、時間の経過によって覆工コンクリートCが硬化するので、今度は、支持ピン8に働くせん断力も期待できるようになる。つまり、支持ピン8には、地盤Gaからの反力に加え、覆工コンクリートCの硬化によるせん断力も働くようになり、相乗効果として支持ピン8の変位が抑制され、その結果、インバートフォーム23の変位がより確実に抑えられる。
一方で、フォーム群2から分離されたガントリ3は、トンネル覆工進行方向に対して逆方向に移動し、一つ前の施工において保護工程まで完了した覆工コンクリートCの位置まで戻る。ここで、ガントリ3は、覆工コンクリートCの保護のために設置されていた別のフォーム群2に合体され、フォーム群2を覆工コンクリートCから脱型させる脱型工程を実施する(図6(c)参照)。
この脱型工程では、インバートフォーム23のベースプレート(下端)23xから下方に突出した支持ピン8をインバートフォーム23に埋没(没入)させ、更に必要に応じて支持ピン8を取り外す。この埋没または取り外す際、最初のきっかけを作るために支持ピン8を回転させて支持ピン8の固着を解き、その後で、固定しているクランプ24を緩めて開放し、そのまま支持ピン8を引き抜くようにしてもよい。支持ピン8をインバートフォーム23に埋没させた後、または取り外した後で、ガントリ3に取り付けられたフォーム群2を縮径させ、覆工コンクリートCから脱型させる。
フォーム群2を脱型させたガントリ3は、トンネル覆工進行方向に移動し、保護工程を実施しているフォーム群2の下方を抜けて次の打設予定位置まで移動し、この位置において、再び設置工程、打設工程、保護工程を実施する。その後、ガントリ3は、先ほど、通り抜けた一つ前の施工位置まで戻り、保護工程が完了したフォーム群2と合体し、上述同様に、脱型工程を実施する。その後、トンネル覆工進行方向に移動して上述の各工程を繰り返し実施する。
上述の施工方法は、テレスコピック方式と称することができる。テレスコピンク方式では、覆工コンクリートCをユニットごとに順番に施工する場合に、一つ前のユニットの保護工程を実施している間に、次のユニット施工の設置工程、及び打設工程を実施でき、覆工コンクリートCの施工時の施工効率化を実現できる。また、一方のユニットの保護工程の間に、他方の設置工程、及び打設工程を実施するので、保護工程、つまり打設された覆工コンクリートCの保護(養生)の継続時間を十分にとることができ、覆工コンクリートCの高品質化に有利である。
なお、本実施形態に係る覆工用セントル1Aを用いた覆工コンクリートCの施工方法としては、上述のテレスコピック方式ではなく、ノンテレスッコピック方式、つまり、一つのユニットにおいて設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程を実施した後に、次のユニットの設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程を実施するような施工方法であっても良い。
次に、本実施形態に係る覆工用セントル1A、及び覆工用セントル1Aを用いた覆工コンクリートCの施工方法の作用、効果について説明する。
本実施形態に係る覆工用セントル1A、及び覆工コンクリートCの施工方法によれば、インバートフォーム23を展開させて覆工コンクリートCを保護している最中に、支持ピン8が地盤(地盤面)Gaに当接して支持される。つまり、支持ピン8を介してフォーム群2全体が地盤Gaに支えられた状態になるので、地盤Gaに不陸があっても支持ピン8は確実に地盤Gaに当接することになり、支持ピン8を介してフォーム群2全体が安定的に地盤Gaに支持された状態になる。なお、地盤Gaは予めコンクリートを打設して形成されたコンクリート地盤であると、より安定的にフォーム群2を支持できるので好適である。
また、従来においても、覆工コンクリートの打設時(打設工程)にガントリがフォーム群を支持する場合には、インバートフォームと覆工コンクリートとの間に隙間は生じ難い。しかしながら、従来の保護工程においてガントリをフォーム群から分離させた状態では、展開状態のインバートフォームはフォーム群の全体及び打設されて硬化途中の覆工コンクリートから荷重(過負荷)を受けて変位し易い。
これに対し、本実施形態では、地盤Gaがフォーム群2を安定的に支えると共に、支持ピン8は地盤Gaから反力を受け、インバートフォーム23の変位を抑制する。その結果、インバートフォーム23と覆工コンクリートCとの間に僅かな隙間も生じ難く、覆工コンクリートCの品質低下を防止できる。
また、打設工程において、覆工コンクリートCは支持ピン8を巻き込んで打設される。つまり、この覆工コンクリートCによって支持ピン8にはせん断作用が働き、インバートフォーム23の変位に対する反力となって効果的である。例えば、支持ピン8を巻き込んで打設した覆工コンクリートCの硬化時間を確保した後で、ガントリ3をフォーム群2から分離すれば、より効果的にインバートフォーム23の変位を抑制できる。
また、覆工用セントル1Aは、フォーム群2に対して合体及び分離可能なガントリ3を備え、打設工程では、ガントリ3をフォーム群2に合体させた状態で覆工コンクリートCを打設し、保護工程では、ガントリ3をフォーム群2から分離し、ガントリ3が分離された状態のフォーム群2によって覆工コンクリートCを保護するので、別のフォーム群2にガントリ3を合体させて設置工程を行える。その結果、工期の短縮及び品質の確保という点で有利となる。一方で、ガントリ3をフォーム群2から分離した場合に、覆工コンクリートCとインバートフォーム23との間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、本実施形態によれば、支持ピン8が地盤Gaから反力を受け、インバートフォーム23の変位を効果的に抑制するので、上述の懸念は解消され、工期の短縮と覆工コンクリートの品質低下の防止とを両立でき、非常に有効である。
更に、支持ピン8は、インバートフォーム23に着脱自在であり、保護工程の後の脱型工程では、支持ピン8をインバートフォーム23から脱型させてフォーム群2を覆工コンクリートCから脱型させる。つまり、脱型工程では、支持ピン8をインバートフォーム23から脱型することで地盤Ga及び支持ピン8を巻き込む覆工コンクリートCから受ける反力を解除でき、脱型工程におけるインバートフォーム23の縮径が容易になる。その結果、フォーム群2の脱型が容易になって作業性が向上する。
次に、図7、及び図8を参照し、第2の実施形態に係る覆工用セントル1B、及び本実施形態に係る覆工用セントル1Bを用いた覆工コンクリートCの施工方法について説明する。図7は、覆工用セントル1Bのフォーム群2がガントリ3から分離された状態を示す側面図であり、図8は、図7のVII−VII線に沿った断面図である。また、本実施形態において、実質的に第1の実施形態と同様の要素や部材には、第1の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態に係るフォーム群2には、第1の実施形態に係る支持ピン8の代わりに係止ピン(抵抗突出部)11が着脱自在に連結される。具体的には、インバートフォーム23のベースプレート(下端)23xには、係止ピン11が通される貫通孔23yが形成されている。ベースプレート23xの上面には貫通孔23yと同軸になる筒状の座金部23zが溶接されている。座金部23zの内径は、下端が貫通孔23yと同径であり、上端が下端側に比べて大径となるようなテーパ状である。一方で、係止ピン11は、テーパ状(くさび状)のピン部11aと、ピン部11aよりも僅かに広がって座金部23zの上端に引っ掛かる頭部11bと、頭部11bの上面に溶接されたナット11cと、ナット11cに螺合するネジ部を有する環状のフック11dとを備えている。
係止ピン11の寸法は支持ピン8よりも短く、座金部23zに装着された状態において、先端は地盤Gaには達しておらず、地盤Gaから直接に反力を受けることはできない。しかしながら、打設工程で覆工コンクリートCを打設すると、係止ピン11の下方の隙間Hを埋めるように覆工コンクリートCが充填され、その結果、覆工コンクリートCが係止ピン11を巻き込む。この状態で、時間の経過に伴って少しでも覆工コンクリートCが硬化すると、係止ピン11には、覆工コンクリートCの硬化によるせん断力が働いて変位が抑制され、その結果、インバートフォーム23の変位が抑えられる。
また、本実施形態における覆工コンクリートCの施工方法では、上述の第1の実施形態と同様に、設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程が繰り返し実行される。ここで、本実施形態に係る係止ピン11は、設置工程において地盤Gaに達していないので地盤Gaから直接に反力を受けることはできない。
しかしながら、打設工程において、係止ピン11を巻き込むように覆工コンクリートCが打設されると、打設された覆工コンクリートCから反力を受けることになるため、本実施形態では、係止ピン11の周囲に打設された巻き込み部Caが地盤側支持部に相当する。さらに、設置工程において、係止ピン11がインバートフォーム23のベースプレート(下端)23xから下方に突出するように装着された結果、後工程の打設工程では巻き込み部Caから反力を得ることが可能になる。つまり、本実施形態に係る設置工程では、インバートフォーム23は、地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態で設置されていることになる。
係止ピン11は、座金部23zに挿入されて止められているだけであり、強固には固定されていない。そのため、係止ピン11は、覆工コンクリートCの打設によって浮き上がってしまうことが無い程度の重量を有する。一方で、脱型工程においてフォーム群2から覆工コンクリートCから分離する際には、係止ピン11は、インバートフォーム23から簡単に取り外すことができる。そのため、施工作業上は有利である。
本実施形態に係る覆工用セントル1Bの場合、係止ピン11が地盤Gaに当接しておらず、したがって地盤Gaが係止ピン11を介してフォーム群2全体を支えることはできず、また、係止ピン11が地盤Gaから直接に反力を受けることはできない。しかしながら、本実施形態では、係止ピン11を巻き込むように打設された巻き込み部Caによって反力を得ることができ、その結果、保護工程におけるインバートフォーム23の変位を抑止できる。また、その他においては、第1の実施形態に係る覆工用セントル1A、及び覆工コンクリートCの施工方法と実質的に同様の作用効果を期待できる。
次に、図9を参照し、第3の実施形態に係る覆工用セントル1C、及び本実施形態に係る覆工用セントル1Cを用いた覆工コンクリートCの施工方法について説明する。図9は、覆工用セントル1Cのフォーム群2がガントリ3から分離された状態を示す断面図である。また、本実施形態において、実質的に第1、第2の実施形態と同様の要素や部材には、第1、第2の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
本実施形態に係るフォーム群2には、第1、第2の実施形態に係る支持ピン8や係止ピン11は取り付けられておらず、代わりに、ジャーナルジャッキ(抵抗突出部)13がインバートフォームの下端に配置されている。ジャーナルジャッキ(メカニカルジャッキ)13は、ハウジング13aと、ハウジング13aから出没することで伸縮自在なねじ軸13bと、ねじ軸13bを伸縮させるためのハンドル(図示省略)と、ハンドルの操作を受けてねじ軸を移動させる伝達部等を備えている。
ジャーナルジャッキ13のハウジング13aはスペーサ13cを介して地盤Gaに着脱自在に固定され、ねじ軸13bの先端はインバートフォーム23のベースプレート(下端)23xに当接して突っ張る。その結果、ジャーナルジャッキ13は、インバートフォーム23のベースプレート23xに連結されると共に、ベースプレート23xから下方に突出し、地盤側支持部である地盤Gaから反力を受ける状態となり、インバートフォーム23の変位を抑止する。なお、本実施形態では、ジャーナルジャッキ13に打設された覆工コンクリートCは、ジャーナルジャッキ13には到達しない。
本実施形態における覆工コンクリートCの施工方法では、上述の第1、第2の実施形態と同様に、設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程が繰り返し実行される。ここで、本実施形態に係るジャーナルジャッキ13は、脱型工程において、ねじ軸13bが縮められてインバートフォームから分離し、さらに、地盤Gaから取り外される。
本実施形態に係る覆工用セントル1Cの場合、ジャーナルジャッキ13は地盤Gaに当接しており、地盤Gaはジャーナルジャッキ13を介してフォーム群2の全体を支えている。また、ジャーナルジャッキ13は地盤Gaから直接に反力を受けている。また、本実施形態では、ジャーナルジャッキ13を巻き込むように覆工コンクリートCが打設されているわけではないが、その他においては、第1の実施形態に係る覆工用セントル1A等及び覆工コンクリートCの施工方法と実質的に同様の作用効果を期待できる。
1A,1B,1C…覆工用セントル、2…フォーム群、3…ガントリ、8…支持ピン(抵抗突出部)、11…係止ピン(抵抗突出部)、13…ジャーナルジャッキ(抵抗突出部)、23…インバートフォーム、23x…ベースプレート(下端)、A…打設空間、C…覆工コンクリート、Ca…巻き込み部(地盤側支持部)、Ga…地盤(地盤側支持部、地盤面)、T…トンネル、Ta…内周面。

Claims (7)

  1. 縮径、及び展開可能なフォーム群を備えた覆工用セントルを用い、トンネルの内周面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリートの施工方法であって、
    前記フォーム群は、側部に配置された一対の側フォームと、一対の前記側フォームの最下部にそれぞれ接合された一対のインバートフォームと、各前記インバートフォームの下端から下方に突出した抵抗突出部とを備え、
    前記フォーム群は、一対の前記インバートフォームの下端で下方に開放されており、前記インバートフォームは、ヒンジ構造により前記側フォームに対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができ、
    前記フォーム群を前記トンネルの内周面に沿って設置し、且つ前記抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態で前記インバートフォームを設置する設置工程と、
    前記設置工程の後で、前記内周面と前記フォーム群との間である打設空間に覆工コンクリートを打設する打設工程と、
    打設された覆工コンクリートを前記フォーム群によって保護する保護工程と、を備え、 前記設置工程では、前記インバートフォームの下端であるベースプレートから前記抵抗突出部の先端部を下方に突出させ
    前記打設工程において、前記覆工コンクリートは、前記ベースプレートから下方に突出した前記抵抗突出部を巻き込んで打設されることを特徴とする覆工コンクリートの施工方法。
  2. 前記覆工用セントルは、前記フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを更に備え、
    前記打設工程では、前記ガントリを前記フォーム群に合体してフォーム群を支持した状態で前記コンクリートを打設し、
    前記保護工程では、前記ガントリを前記フォーム群から分離し、前記ガントリが分離された状態の前記フォーム群によって前記覆工コンクリートを保護することを特徴とする請求項1記載の覆工コンクリートの施工方法。
  3. 前記抵抗突出部は、前記インバートフォームの下端から下方に出没自在であり、
    前記保護工程の後に、前記抵抗突出部を前記インバートフォームに埋没させて前記フォーム群を覆工コンクリートから脱型させる脱型工程を更に備えることを特徴とする請求項1または2記載の覆工コンクリートの施工方法。
  4. 前記地盤側支持部は地盤面であり、前記抵抗突出部は前記地盤面に当接して支持されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の覆工コンクリートの施工方法。
  5. 縮径、及び展開可能なフォーム群を有する覆工用セントルであって、
    前記フォーム群は、側部に配置された一対の側フォームと、一対の前記側フォームの最下部にそれぞれ接合された一対のインバートフォームと、各前記インバートフォームの下端に連結され、且つ前記下端から下方に突出した抵抗突出部と、前記抵抗突出部に対して内方に配置され前記インバートフォームと地盤の間との間に形成された隙間を内方から塞ぐように設置される矢板と、を備え、
    前記フォーム群は、一対の前記インバートフォームの下端で下方に開放されており、前記インバートフォームは、ヒンジ構造により前記側フォームに対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができ、
    前記インバートフォームの下端は、前記抵抗突出部の先端部を下方に突出させるベースプレートであり、前記ベースプレート、及び前記ベースプレートから下方に突出した前記抵抗突出部は、前記地盤及び前記矢板と共に、覆工コンクリートが打設される空間を画成することを特徴とする覆工用セントル。
  6. 前記抵抗突出部は、前記インバートフォームの前記下端から下方に出没自在であることを特徴とする請求項記載の覆工用セントル。
  7. 前記フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを更に備えることを特徴とする請求項5または6記載の覆工用セントル。
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