JP6801847B2 - L型プレキャストコンクリート製品を使用したトンネル監視員通路の簡単な構築方法 - Google Patents
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Description
他方、監視員通路では、たとえば幅員0.75m、通路面の高さは90cm程度である。高さが高い分だけ安全に作業がすることができるものの、製造コストも嵩む。またトンネル高さとして、通路上に2.0mの建築限界を確保することもあわせて求められているので、安易にどこにでも設置はできない。そして、トンネルの掘削自体は非常に困難な作業であり、決して容易ではないから、監視員通路のためというだけで建築限界の必要高さを充足させるために掘削領域を安易に増やすことはできない。
そして、高速道路などでは、1km以上の全長のトンネルでは監視員通路を設置することが基本的に要請されているので、既存のトンネルも新設のトンネルも、いずれも、監視員通路を構築する必要性は高まっている。
そして、トンネルの横断方向については、トンネル側壁とL型プレキャストコンクリート製品の幅40cmの底版との間に生じる幅55cmの間隙に現場打ちでフレッシュコンクリートを充填している。これにより、走行自動車が運転を誤ってL型プレキャストコンクリート製品に衝突しても、L型プレキャストコンクリート製品を横断方向のトンネル側壁ぎわにコンクリート製品が移動してしまわないようになっている。
また、L型プレキャストコンクリート製品の立壁版の上にはさらに高さ80cmの手摺りを設け、立壁版の上端と平行な高さ位置のトンネル側壁との略90cmの間を監視員通路に形成し、監視員通路の内部には裏込め材を充填している。そして、監視員通路のトンネル側壁ぎわ下端を窪ませ、幅10cmの水路を設けている。
すなわち、L型プレキャストコンクリート製品の側面や下面をモルタルやフレッシュコンクリートで打設して固定する作業のために、トンネル内の自動車道路のうち、監視員通路を構築する側の一車線の走行車線を長期間にわたって通行規制する必要が生じる。すると、山岳トンネルなどの、例えば片側一車線である自動車道路の場合だと、工事期間中の長期間にわたってトンネル内で片側交互通行による車線規制を強いられることとなる。すると、工事の間、交通渋滞が避けられず、利用者にも多大な不便をかけることとなっている。
また、地震などの長期的な状況変化によっては、楔が効かず弛んでしまうこともありえる。点接触や線接触ゆえにそうした時間変化までは十分な考慮がされておらず、さらなる対策を講じる必要があった。
そして、楔の使用では間隙を充填する余地が必ずしも大きくとれないことから、面一に配するにも限界が生じやすく、十分ではなかった。そこで、コンクリート打設のような時間のかかる工法を用いずに、より汎用的で簡便な工夫とともに、立壁版表を面一に揃えて配列しうることが求められている。そして、間隔が大きくなれば1個の楔だけで対応しうる幅とは限らなくなるので、適用幅を大きく確保できる設置方法であることも要請されている。
他方、1つの袋体のサイズをそれほど大きなものとせず、あるいは定型の肉厚な平板的なサイズのものとしておき、間隔のあいだに複数の袋体を積層させるように重ね合わせていき、間隙に充填していくものであってもよい。袋体同士は互いに押し合って面接触するものの、袋で囲まれているので積層しても袋の中身は逃げにくい。そこで、組み合わせた場合も強度上の問題はなく、むしろ袋が小さいので、積層すれば、大きな袋体で充填材が流動しすぎるような場面でも、積層によって適切に間隙を埋めて断面L型プレキャスト製コンクリートブロックを支持固定できることとなる。
なお、本発明の立壁版上方にさらに手摺り等を適宜配することができることはいうまでもない。
すると、あらかじめ充填材が袋詰めされている関係で、現場でコンクリートを流すような手間に比べて、極めて作業効率よく、加えて袋を適宜間隔を開けて配することになるので、数カ所充填するのみの作業で進めていくことができる。そして、あらかじめ充填材が袋に入っていることから、持ち運べる取扱い性が良好であり、流動性があるので不定形である特性から、間隙への追従性が高く、適切に隙間を埋めることができる。トンネル内側壁やブロック底版突端部との間隔にぴたりと納まることができ、面接触をしながら十分に間隙を埋めて位置ずれしないように埋めることができる。そして、面で当接することから、接点が分散するので、それだけ強い衝撃にも耐えうることとなる。そして、楔とは異なり、点接触ではなく、充填材が間隙に入り込んで底版突端とトンネル内側壁との間とに面接触するので、ちょっとした振動などの変化にも強く、長期的な環境変化への追従性を得やすい工法となっている。
一方、従来の方法では、L型プレキャストコンクリート製品の底版を既存の監査廊上にモルタルで固定したり、トンネル側壁とトンネル内側壁と底板突端との間にフレッシュコンクリートを流し込んで固定する作業が必要であるが、こうした打設工事が不要となる。したがって、本発明の方法の手段では、トンネル内の交通の障害となる走行規制期間が極めて短くなる利点がある。
なお、この方法による監視員通路の構築においては、トンネルに新設する場合も、トンネルに既存の高さ25cmほどの監査廊の上に改築する場合のいずれにも本発明の断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)を仮置きして袋体で間隙を埋めて連接していく一連の手順は共通しており、本発明を適用しうる。そこで、ここでは、新設の監視員通路における方法を例に説明しているものの、他の場合についてを排除するものではないことを付言する。
まず、本件の監視員通路(4)の基台に用いる断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)について説明する。この断面L型プレキャスト製コンクリートブロックは、その断面がL型で垂直な立壁版(7)と立壁版の下端から直角方向に突出する底版(8)とからなる。そして、この断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)を複数基、長手方向に順次連接していくと、監視員通路(4)の基台となる。立壁版は、横長の矩形であり、その横幅はたとえば長さ500cm(なお、ブロックの長さが長ければ自重によって衝突で動きにくくなることから、横幅は1500cm程度であってもよい。)で、高さは、88cmであり、底版の厚みが15cm、立壁版の厚みが11cmである。なお、この高さは、所望する監視員通路の高さによって変動する。この断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)は、あらかじめ設計された型枠により、工場で同形状のブロックを複数基製造したうえで、現場にトラックで搬送して重機でその場に仮置きして連接していくものである。なお、重機で搬送吊り下げるためのフックを適宜断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)に設けておいてもよい。また、連結用のアンカーやボルトを固定する穴や、ジョイントの下穴、レベル調整治具のボルト挿通孔なども、型枠成型の際にあらかじめ適宜設けておくことができる。なお、立壁版(7)の表は、化粧面としておくことができる。
この断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)は、現場まで搬送されると、底版(8)の突端部(11)をトンネル内側壁(1)の下端近傍に、直接突端部(11)を当接させないようにして配置される(図3参照。)。この際、底版(8)をトンネル内側壁(1)に当接させないのは、走行車線(2)に向けられた立壁版(7)の表面が、隣接するブロック(6)の立壁版の表と面一に揃えるためには、トンネル内側壁(1)とのあいだに間隙(12)をむしろ設けておくほうが調整がしやすくなるからである。すなわち、トンネルのカーブやNATM工法による吹き付けの構造上、トンネル内側壁(1)に底版(8)の突端部(11)を当接させていくと、連接したブロックの立壁版(7)の表面がズレてしまい、面一に揃えるのが困難となるからである。
さて、断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)は、嵌め合い部分の凸凹をかみ合わせながら、仮配置で置かれていく。その際、トンネル路面(3)では、トンネルの水路に向かって微かに傾斜していたりすることが一般的なので、立壁版が垂直に立設できるように、底版(8)の底面側には、レベル調整用治具としてのレベル調整用ボルト(14)を長手方向に数カ所離間して配している。そして、図3に示すような底版(8)の上からレベル調整ボルト(14)を送り回して、底版下方のボルトの突出量を調整していくことによって、トンネル路面(3)と接したボルトに底版を支承させることで、立壁版を垂直姿勢に保持するようにする。なお、トンネル自体が長さ方向に傾斜している場合であっても、立壁版は垂直姿勢を保持することができればよいので、トンネルの長さ方向の傾斜に底版が倣って配することは問題なく可能である。
断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)と隣接する断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)とを連接していく場合、あらかじめ両端に設けたボルトやアンカーの下孔を利用するなどして、ブロック同士を連接していく。その場合、立壁版(7)や底版(8)の端部のボルトを、ブロックの長手方向に伸縮可能に緩やかな締結状態とする。
なお、プレートやアンカーによる固定に加えて、断面L型プレキャスト製コンクリートブロック(6)の側端部にジョイントピンを埋設可能な孔を設けておき、ジョイントピンを挿入する構成を組み合わせてもよい。こうすることで、衝撃によって立壁版(7)がトンネル内側壁(1)方向へ押し込まれることをより抑制でき、面一な立壁版(7)の表面の揃った状態を保持しやすくなる。
次に間隙(12)へ袋体や、隙間充填ブロックの投入による袋体支持工程およびに積層支持工程ついて説明する。前記の間隙(12)には、この袋体(15)は、たとえばその容量が0.1〜10リットル程度のサイズの密閉性を備えた袋であり、内部には、充填材(26)として、流動性のある砂や、セメントペースト、コンクリート、モルタル、無収縮セメント、無収縮モルタル(グラウト材)などを封入することができる。袋体(15)は、間隙(12)にセットする際には内部の充填材(26)が流動性を備えた袋であり、袋のサイズを変更するか、あるいは、袋に充填する充填剤の投入量を間隙(12)にあわせて調整していくことで(図8(b)(c)参照。)、間隙(12)の幅にみあった充填材入りの袋体(12)として、単体あるいは積層によって十分な面接触を確保しつつ配置させることが容易にできる。充填材は、粉状あるいはペースト状であることから流動性が高い。そこで、充填していくと、無定形に袋体の形状を変えていきながら間隙の幅や角度、凹凸に沿うようにして面接触を保ちながら充填していくこととなるので、衝突荷重を1点に集中さあせずに分散して面で受けとめることができる。この袋体(15)を間隙(12)の隙間の一部分に間隔を開けて投入することで、底版がトンネル内側壁(1)のほうへと動かないように保持することが容易となるほか、連接した際には袋体の充填により支持された隣接のブロックとも連携して衝突荷重が分散されるので、L型プレキャストコンクリートブロックの自重を増やさずとも動きにくくすることでそのポテンシャルを十分に引き出すことができる。
さて、上記の工程を経ることで、断面L型プレキャストコンクリートブロック(6)を複数基長手方向に連接していき、たとえば、100〜150m程度の長大な基台を形成していくことができる。そして、これらの基台据付後に、底版(8)の上方、立壁版(7)の裏面の空間上に、監視員が歩行するための天板(17)を設置する。従前は、この空間に裏込め材を入れてから、コンクリートを現場で打設していたが、それだと養生に時間も要するし、作業中の走行車線の規制が必要となる。そこで、金属製の天板(17)を、たとえばL型の金属フレームの上に設置するようにして、立壁版(7)の裏面上部に天板(17)の一端をボルトで固定する。すると、天板(17)の下方には配線や配管を通すことのできる空間が形成される。この配線・配管用空間(18)は、裏込め材を使用して埋めてしまう場合とは異なり、新設の配線や配管などをこの空間を利用して通すことができるので、無駄なくスペースを活用できることとなる。また、さらに、立壁版(7)の上端(9)からは、手摺り(19)を立設し、転落を防止する。以上のような手順で、図2に示す監視員通路を簡便に構築することができる。
2 走行車線
3 トンネル路面
4 監視員通路
5 監査廊
6 断面L型プレキャストコンクリートブロック
7 立壁版
8 底版
9 上端(立壁版の)
10 長手方向側端部(立壁版の)
11 突端部(底版の)
12 間隙(底板とトンネル側壁間の)
13 連結用固定金具
14 レベル調整用ボルト
15 袋体
16 隙間充填ブロック
17 天板
18 配線・配管用空間
19 手摺り
20 排水路
21 排水用空洞部
22 ボルト
23 ナット
24 アンカー
25 横長スリット
26 充填材
Claims (7)
- 横長矩形の立壁版と、該立壁版の長手方向下端部裏面から水平方向に突き出た底版とからなる断面L型のプレキャスト製コンクリートブロックを、
該底版の水平方向に突き出た突端部を長手方向にわたってトンネル内側壁の下端部近傍に位置させつつ、
該立壁版を内側壁裏面とトンネル内側壁と離間対向させるように直立させ、該立壁版の表面をトンネル中央に面するようにして配し、
さらに、該立壁版の表面と略面一になるように隣接するコンクリートブロックの立壁版の短手端部を揃えるように突き合わせつつ配置することで、複数基の前記コンクリートブロックを長手方向に順次連接可能に仮置きしていく仮配置工程と、
前記底版の水平方向に突き出た突端部とトンネル内側壁の下端部との間隙のあいだに、内部に充填材の封入された袋体を、1個もしくは複数個積層して投入する、袋体支持工程とを含み、
複数基の前記コンクリートブロックを連接させて一連のコンクリートブロック群からなる基台とした後、底版上方に天板を設けて通行面とし、天板下を配線・配管用空間となしうる、トンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。 - 前記請求項1に記載の断面L型のプレキャスト製コンクリートブロックは、底版底面にトンネル床面との間に排水用空洞部を確保しうるブロックであって、
該底版の水平方向に突き出た突端部を長手方向にわたってトンネル内側壁の下端部近傍に位置させつつ、
該立壁版を内側壁裏面とトンネル内側壁と離間対向させるように直立させて立壁版表面をトンネル中央に面するようにして配し、
さらに、該立壁版の表面と略面一になるように隣接するコンクリートブロックの立壁版の短手端部を揃えるように突き合わせつつ配置することで、複数基の前記コンクリートブロックを長手方向に順次連接可能に仮置きしていく仮配置工程と、
該コンクリートブロックの底版のレベルを調整してトンネル床面との排水用空洞部を形成するとともに立壁版が垂直となるように調整するレベル出し工程と、
前記底版の水平方向に突き出た突端部とトンネル内側壁の下端部との間隙のあいだに、内部に充填材の封入された袋体を、1個もしくは複数個積層して投入する、袋体支持工程とを含み、
複数基の前記コンクリートブロックを連接させて一連のコンクリートブロック群からなる基台とした後、底版上方に天板を設けて通行面とし、天板下を配線・配管用空間とする、トンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。 - 請求項2に記載の断面L型のプレキャスト製コンクリートブロックは、該底版に底版底面から下方に向けて突出量が調整可能なレベル調整用治具を備え、前記レベル出し工程では該レベル調整用治具の下方への突出量を変えることでレベルを調整することを特徴とするトンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。
- 前記複数基の断面L型のプレキャスト製コンクリートブロックの連接は、長手方向に伸縮自在な治具を用いて締結されていることを特徴とする、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のトンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。
- 前記袋体支持工程は、間隙のあいだに、袋体に加えて隙間充填ブロックを1個ないし複数組み合わせて間隙の横断方向に積層させるように充填するものであること、を特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のトンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。
- 前記袋体支持工程に用いる袋体と組み合わせて積層される隙間充填ブロックは、間隙の横断方向の断面形状が梯形の隙間充填ブロックであって、複数個の隙間充填ブロックを間隙の横断方向に積層して詰めていくときは、間隙の横断方向の断面形状が梯形の隙間充填ブロック複数個を各々のテーパーの向きを隣接する隙間充填ブロックごとに順次反転させるようテーパーな斜面同士を当接させるように積層させるようにして詰めていくことを特徴とする請求項5に記載のトンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。
- 横長矩形の立壁版と、該立壁版の長手方向下端部裏面から水平方向に突き出た底版とからなる断面L型のプレキャスト製コンクリートブロックを、
該底版の水平方向に突き出た突端部を長手方向にわたってトンネル内側壁の下端部近傍に位置させつつ、
該立壁版を内側壁裏面とトンネル内側壁と離間対向させるように直立させ、該立壁版の表面をトンネル中央に面するようにして配し、
さらに、該立壁版の表面と略面一になるように隣接するコンクリートブロックの立壁版の短手端部を揃えるように突き合わせつつ配置することで、複数基の前記コンクリートブロックを長手方向に順次連接可能に仮置きしていく仮配置工程と、
前記底版の水平方向に突き出た突端部とトンネル内側壁の下端部との間隙のあいだに、間隙の横断方向の断面形状が梯形の隙間充填ブロック複数個を、各々のテーパーの向きを隣接する隙間充填ブロックごとに順次反転させるようテーパーな斜面同士を当接させるように積層させるように挿し入れる積層支持工程とを含み、
複数基の前記コンクリートブロックを連接させて一連のコンクリートブロック群からなる基台とした後、底版上方に天板を設けて通行面とし、天板下を配線・配管用空間となしうる、トンネル内側壁際の監視員通路の構築方法。
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