JPH0288889A - トンネル覆工の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）、産業上の利用分野 本発明は、吹付けを行うこと無く、現場打ちコンクリー
トで覆工を構築するトンネル覆工の構築方法に関する。

（ｂ）、従来の技術 最近、トンネルの覆工を吹付けによらず現場打ちコンク
リートで構築せんとする提案が数多（なされている。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、いまだ
確立された技術りよ無いのが現状であり、新たな構築方
法の開発が待たれている。

本発明は、上記した事情に鑑み、現場打ちコンクリート
で覆工を構築することの出来ろトンネル覆工の構築方法
を提供することを目的とするものである。

（ｄ）０問題点を解決するための手段 即ち、本発明は、トンネル断面に沿った形のフレーム（
１５ａ）を有し、該フレーム（１５ａ）に複数のスライ
ドプレート（１５ｃ、１５ｈ）を相互間に間隙を生しさ
せろことなくトンネルの間道方向に移動自在に設け、前
記フレーム（１５ａ）に、該フレーム（１５ａｌに対し
て移動しない固定プレー）（１，５ｇ）を設け、該固定
プレート（１５ｇ）にコンクリートの供給手段（１５」
、２６ａ）を設け、切羽（１ｂ）の掘削が既に構築され
た覆工（１７）に対して所定比！（Ｌ２）ｔ！け進行し
たところで、前記スライドプレート（１５ｃ）を切羽（
１ｂ）側に先端が切羽（１ｂ）に当接するまで、切羽（
１ｂ）の凹凸に合わせて移動させて、前記切羽（１ｂ）
、スライドプレート（１５Ｃ１１５ｈ）、覆工（１７）
及び地山（２）との間にコンクリート打設空間（２０）
を形成し、前記コンクリート打設空間（２０）が形成さ
れたところで、前記コンクリートの供給手段を介して急
結剤の添加されたコンクリートを前記コンクリート打設
空間（２０）内に供給打設し、該打設されたコンクリー
トにより覆工（１７）を構築するようにして構成される
。

なお、括弧内の番号等は、図面におけろ対応する要素を
示す、便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の
記載に限定拘束されろものではない。以下のｒ　（ｅ）
　９作用」の欄についても同様である。

（ｅ）０作用 上記した構成により、本発明は、切羽（１ｂ）、スライ
ドプレート（１５ｃ、１５ｈ）、構築済みの覆工（１７
）及び地山（２）との間に形成されろコンクリート打設
空間（２０）内にコンクリートの供給手段（１５］、２
６ａ）を介してコンクリートが打設されて覆工（１７）
が構築されろように作用する。

（ｆ）、実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明の実施に用いる覆工コンクリート打設装
置の一例を示す図、 第２図は第１図の■矢印図、 第３図は第２図の■矢視図、 第４図は留置型枠体を示す図、 第５図は第４図の側面図、 第６図は留置型枠体の要部を示す拡大平面図、第７図は
スライドプレートの断面図、 第８図は第６図の■矢視図、 第９図乃至第１８図は本発明によるトンネル覆工の構築
方法の一実施例を示す工程図、第１９図は留置型枠体の
別の例を示す図である。

トノネル１の１屈削現場；よ、第１図及び第２図示すよ
うに、地山２が略々半円形に１！ｉ１削されており、そ
の（原則されたトンネル空間１ａ内には、覆工コシクリ
ート打設装置３が設けられている。覆工コンクリート打
設装置３は、クローラ５ａにより移動自在に支持された
移動車両５を有しており、移１ｕＥ両５の機体５ｂ上に
はエンジンユニット６が搭載されている。また、（別体
５ｂに；よ昇１４ｉ置７が設けられており、昇降装置７
はリンク７ａ、７ａ及び油圧シリンダ７ｂを有している
。リンク７ａ、７ａの一端は機体５ｂ側に枢着されてお
り、リンク７ａ、７ａの他端（よ昇降足場９に枢着され
、昇降足場９及びリンク７ａ、７ａ、機体５ｂとの間で
公知の平行運動機構を構成している。また、油圧シリン
グ７ｂは機体５ｂとリンク７ａとの間に設けられており
、油圧シリンダ７ｂを駆動することにより昇降足場９は
、第１図矢印Ａ、Ｂ方向に自由に昇降することが出来ろ
。

昇降足場９には、ステップ９ａが油圧フリンゾ９ｂによ
り、第１図矢印に、Ｌ方向に突出ｍＩＦＩＪ自在に支持
されており、ステップ９ａには上部型枠支持フレーム１
０が油圧シリンダ１０ａ１１０ａにより、矢印Ａ、Ｂ方
向に昇降自在に支持されている。また、昇降足場９の、
第２図両側面には、側部型枠支持フレーム１１．１１が
、くの字形に形成された形で、ピン１１ｅを中心に矢印
Ｃ１Ｄ方向に回動自在に枢着支持されている。側部型枠
支持フレーム１１．１１と昇降足場９の間には油圧シリ
ンダｌｌａ、ｌｌａが設けられ、該油圧シリンダｌｌａ
を駆動することにより側部型枠支持フレーム１１．１１
は矢印Ｃ，Ｄ方向に回動駆動されろ。各側部型枠支持フ
レーム１１．１１の先端には伸縮フレームｌｌｂが油圧
シリンダｌｌｃにより矢印Ｅ、Ｆ方向、即ち地山２に対
して突出後退自在に支持されており、伸縮フレームＩｌ
ｂの先端には押圧体１１ｄ、ｌｉｄが設けられている。

また、昇降足場９の、第２図両側には、サポートジヤツ
キ１２．１２が、ピン１２ａを中心に矢印Ｇ、Ｈ方向に
回動自在に枢着されており、サポートジヤツキ１２ば、
第２図矢印Ｍ、Ｎ方向に＋１１１Ｉ２ｉ自在に設けられ
ている。また、機体５ｂの、第２図両側には、サポート
ジヤツキ１３が機体５ｂの両側に突出自在にかつ自在継
手１３ａを中心に矢印！、Ｊ方向及び第３図矢印Ｑ、Ｒ
方向に回動自在に支持されている。

ところで、上部型枠支持フレーム１０には、第２図に示
すように、全体がトンネル地山２と相似に形成された留
置型枠体１５が搭載支持されており、留置型枠体１５は
、第４図及び第５図に示すように、トンネル断面に沿っ
た形で全体が半円形に形成されたフレーム１５ａを有し
ている。フレーム１５ａは、第２図及び第４図に示すよ
うに、途中に関節１５ｂを４個所有しており、関節１５
ｂを境にフレーム１５ａは５個のフレーム片１５１（，
１５１，１５ｊ’、１５ｍ、１５ｍとに分割され、これ
によりフレーム１５ａは、関節１５ｂを中心にトンネル
空間１ａ内側に向けて折れ曲がることが出来る。また、
フレーム１５ａには、第６図乃至第８図に示すように、
長方形状に形成された多数のスライドプレート１５ｃが
、トンネル断面に沿って互いにその面板１５ｐを一部分
うツブさせる形で設けられており、各スライドプレート
１５ｃはフレーム１５ａにトンネルの［原則方向である
第６図矢印に、Ｌ方向に形成されたガイドレール１５ｄ
に治って矢印に、Ｌ方向に摺動自在に支持されている。

各スライドプレー）　１５　ｃｌよ同一の大きさに形成
さ、れており、その切羽ｌｂ側はテーパ状に形成さたテ
ーパ部１５ｅとなっている。

また、スライドプレート１５ｃとフレーム１５ａとの間
には油圧シリンダ１５ｆが装着されており、油圧シリン
ダ１５ｆを駆動することにより、スライドプレート１５
ｃを矢印に、Ｌ方向に移動駆動することが出来る。なお
、スライドプレート１５Ｃは、既に述べ、また、第５図
、第６図及び第８図にも示すように、トンネル断面の地
山２に沿って隣接するスライドプレート１５０同士に間
隙が生しろことの無いように設置されており、更にフレ
ーム１５ａの、第５図左側、即ち坑口側の適宜な位置に
は、第５図及び第６図に示すように、固定プレート１５
ｇがフレーム１５ａに対して固着された形で設けられて
いる。固定プレート１５ｇは、矢印に、Ｌ方向の長さが
通常のスライドプレー　Ｉ−１５ｃの略々半分の長さに
形成されており、該固定プレート１５ｇの、第６図右方
には、同様に通常の略々半分の長さに形成されたスライ
ドプレート１５ｈが油圧シリンダ１５ｆによりトンネル
［尿道方向である矢印に、Ｌ方向に移動自在に設けられ
ている。また、スライドプレート１５ｈと固定プレート
１５ｇは、途中部分で重複したオーバラップ部分１５１
を有しているので、スライドプレー）１５ｈを最大限矢
印に方向に突出させても、スライドプレート１５ｈと固
定プレート１５ｇとの間に間隙が生しろようなことは無
い。また、固定プレート１５ｇにはコンクリート供給口
１５Ｊが設けられており、該コンクリート供給口１５」
は、固定プレート１５ｇ毎、即ち、第４図のトンネル断
面に沿って所定の間隔Ｌ１で設けられている。

トンネル１の開削現場は、以上のような構成を有するの
で、トンネル１の掘削及び覆工の構築は、以下のような
手順で行われる。即ち、切羽１ｂにおけろ１屈削が第９
図［ａｌに示すように進行し、パワーシャベル１６によ
ろズリ出しが行われている状態では、切羽１ｂ部分まで
の現場打ちコンクリートによる覆工１７の構築が略々完
了し、留置型枠体１５のみが、構築された覆工１７の外
壁を？ｆ！、覆する形で設置されている。また、切羽１
ｂの後方、即ち坑口側に約３０ｍ程離れた位置には、第
９図（ｂｌに示すように、昇降足場９を支持した移＠車
両５がトンネル空間１ａの図中左方に位置する形で待機
している。この状態では、移動車両５０図中右方に大き
な空間的な余裕が出来るので、該部分を利用してズリ運
搬用ダンプ）・ラック等を切羽１ｂと坑口の間で運行さ
せろことが出来る。

こうして、第１図に示す、所定距離Ｌ２の１屈削が完了
したところで、第１０図に示すように、移動車両５を移
動させて、設置状態にある留置型枠体】５の下方に位置
決めする。

この状態で、昇降装置７を駆動して昇降足場９を第２図
及び第１０図矢印へ方向に上昇させると共に、ステップ
９ａを第１図矢印ＫＸＬ方向に移動させて、上部型枠支
持フレーム１０と留置型枠体１５のフレーム１５ａの所
定の係合位置を整合させろ。この状態で、油圧シリング
１０ａを駆動して、上部型枠支持フレーム１０を矢印Ａ
方向に上昇させ、上部型枠支持フレーム１０とフレーム
Ｉ５ａの中央のフレーム片１５１（を、第２図に示すよ
うに係合させる。また、油圧シリンダ１１ａを駆動して
側部型枠支持フレーム１＋ｔｅピン１１ｅを介して矢印
Ｃ方向に展開させろと共に、油圧シリングｌｌｃを、駆
動して１申を宿フレーム］、　１　ｂを第２図矢印Ｅ方
向、即ちフレーム片１５Ｉ！方向に突出させろ。すると
、伸縮フレームｌｌｂの先）１＾）の抑圧体１１ｄがフ
レーム片１５ｆ’の中央部と当接接触する。更に、サポ
ートジヤツキ１３を、第２図矢印Ｅ方向に突出させ、先
端をフレーム片１５での下部に係合させろ。

こうして、移動車両５に設けられた上部型枠支持フレー
ム１０、側６１枠支持フレーム１１、】１、サポー）・
ジヤツキ１３等の型枠支持手段と留置型枠体１５のフレ
ーム１５ａが接続されたところで、第１１図に示すよう
に、フレーム１５ａの両側のフレーム片１．５　ｍをト
ンネル空間１ａ内側に関節１．５　ｂを介して折り畳む
形て回動させ、既に凝固を完了した覆工１７のコンクリ
ートに対して当該フレーム片１５ｍを脱型させる。フレ
ーム片１５ｍをチェーレ１．５　ｎ等の適宜な手段で折
り畳んだ状態で支持し、この状態で、フレーム１５８全
体を上部型枠支持フレーム１０て支持しっっ各油圧シリ
ング１０ａ、ｌｌａ、サポートジヤツキ１３を後退させ
て、留置型枠体１中央部のフレーム片１５１（を矢印Ｂ
方向に移動させて、覆工１７から脱型させ、更にフレー
ム片１５１をフレーム片１５ｋに対してトンネル内側に
折り畳む形て回動させて脱型させろ。

こうして、フレーム１５ａ、従って留置型枠体１５が翫
に構築済みの覆工１７から脱型されたところで、ステッ
プ９ａを上部型枠支持フレーム１０と共に、第１図矢印
に方向、即ら切羽ｌｂ側に突出させ、留置型枠体１５を
、第１２図に示すように、第９図において所定距離Ｌ２
の１屈削が完了し、いまだ覆工の構築されていない切羽
Ｊｂ側部分の地山２と対向させろ。この状態で、直前に
打設された最も切羽ｌｂ側に位置する覆工１７部分を、
第１図に示すように、ガイドとして利用しつつ、各油圧
シリンダ１０ａ、１１ａ、サポー１、ジヤツキ］３を突
出させて、上部型枠支持フレーム１０を矢印Ａ方向に、
側部型枠支持フレーム１】、１Ｊの押圧体１１ｄ等を第
２図矢印Ｅ方向に移動させ、フレーム片１５に、１５ｉ
’、１５ｍを再度展開して、第１３図に示すように、フ
ｌ／−ム１５ａの全体形状がトンネル断面と相似形状に
なるように保持する。この際、サポートジヤツキ１２も
ピン１．２　ａを中心に、第２図矢印Ｇ、Ｈ方向に回動
させつつ、矢印Ｍ方向に突出させ、フレーム片］５Ｉの
上部と係合させ、フレーム片１５ｋ、１５１．１５ｍを
確実に固定保持する。

フレーム１５ａが、トンネル断面と相似形状こなろよう
に保持されろと、第６図及び第１４図に示すように、油
圧シリンダ１５ｆをそれぞれ駆動して各スライドプレー
ト１５ｃ、１５ｈを矢印に方向、即ち切羽ｌｂ側に突出
駆動させて、スライドプレート１５ｃ、１５ｈを切羽１
ｂの凹凸ＩＣ形状に適合させる形に位置決めする。この
際、スライドプレート１５ｃ、１５ｈの先端のテーバ部
１５ｅと切羽１ｂとの間に、第７図に示すように、スポ
ンジ等からなろ間詰材１９を設け、切羽１ｂとテーパ部
１５ｅとの間を該間詰材１９ζこより閉塞する。すると
、それまで露出していた１屈削の完了した距離Ｌ２なろ
地山２部分は、フレーム１５ａに設けられた多数のスラ
イドプレート１５ｃ、１５ｈによりトンネル空間１ａに
対して暫定的に被覆されることになり、地山２からの崩
落から作業者を守ることが可能となり、コンクリートを
地山２に対して吹き付けること無くして、−次吹付けの
果たす効果を発揮させろことが出来、それ以後の作業を
、安全に行うことが出来ろ。

こうして、スライドプレート１５ｃ、１５ｈを切羽ｌｂ
側に突出させ、間詰材１９により順次閉塞してゆくと、
第７図に示すように、切羽１ｂが妻止めとしての役割を
果たし、切羽１ｂ、地山２、スライドプレー１−１５ｃ
、１５ｈ及び既′に構築状態にある覆工１７どの間に、
トンネル断面に沿った形のコンクリート打設空間が２０
が形成されろ。

次に、第１５図及び第１６図に示すように、コンクリー
ト供給ホース２３の先端を、留置型枠体１５の下方の固
定プレート１５ｇに設けられたコンクリート供給口１５
ｊに接続し、アジテータトラック２１からコンクリート
をコンクリートポンプ車２２に供給し、該供給されたコ
ンクリートをコンクリートポンプ車２２からコンクリー
ト供給ホース２３を介してコンクリート供給口１５】に
供給する。

すると、供給されたコンクリートはコンクリート供給口
１５ｊからコンクリート打設空間２０内に、トンネル下
側から該空間２０を充填する形で注入打設されてゆくが
、コンクリートにはコンクリート供給ホース２３の先端
部分で急結剤が添加されているので、該打設されたコン
クリートは打設後、急速に、疑固を開始する。こうして
、留置型枠体１５の下方の固定プレート１５ｇに設けら
れたコンクリート供給口１５ｊを介したコンクリートの
コンクリート打設空間２０内への注入打設が進行し、第
１５図に示すように、打設されたコンクリート２５の上
面２５ａがコンクリート供給ホース２３の接続されたコ
ンクリート供給口１５ｊ付近にまで達したところで、コ
ンクリート供給ホース２３を当該コンクリート供給口１
５ｊから取り外して、より上部のコンクリート供給口１
５Ｊに接続し直して、該上部のコンクリート供給口１５
ｊからコンクリートをコンクリート打設空間２０内に供
給する。こうして、コンクリート打設空間２０内は、供
給されたコンクリ−１・で満たされるが、隣接するスラ
イドプレート１５ｃ同士は、第８図に示すように、コン
クリート打設側の面板１５ｐが互いに重なり合う形で設
けられており、また切羽１ｂが妻止めとしての役目を果
たし、しかも切羽１ｂとスライドプレート１５ｃ、１５
ｈとの間には既に述べたように間詰材１９が設けられて
いるので、コンクリート打設空間２０は外部から高度に
閉塞さ−れな状態を保ち、これにより打設されたコンク
リートが外部に漏出することが未然に防止されろ。こう
して、最終的にトンネル天端部に設けられたコンクリー
ト供給口１５ｊを介して、第１７図に示すように、コン
クリート２５がコンクリート打設空間２０内に供給され
、天瑞部が閉合したところで、第１８図に示すように、
上部型枠支持フレーム１０を降下させ、側部型枠支持フ
レーム１１，１１を折り畳み、サポートジヤツキ１２．
１３を機体５ｂ側に折り畳んで、留置型枠体１５と型枠
支持手段との間の支持関係を解除する。すると、既に凝
固の進行した（通常、打設後、１０分程度で自立出来る
程度には凝固が進行している）コンクリートは、アーチ
アクションを構成し、また留置型枠体１５自体もアーチ
アクションを構成するので、上部型枠支持フレーム１０
等による支持が無くなっても、留置型枠体１５等（よ十
分に自立した状態を維持することが出来ろ。

留置型枠体１５から離れた移動車両５は、第９図（ｂｌ
に示すように、坑口側に退避させ、留置型枠体１５は、
その状態で打設されたコンクリートが十分に硬化するま
で残留させておく。これにより、切羽１ｂに接続する形
で覆工が一次吹付けを行うことな（形成されたので、直
ちに切羽１ｂの］原則を再開して、所定距離Ｌ２の掘削
を矢印に方向に行なってトンネルを１屈進する。

こうして、所定圧ｆｉＬ２の掘削が完了したところで、
再度第１０図に示すように、移動車両５を留置型枠体１
５の下方に移動させて、前述と同様の作業を行って、新
たな覆工１７を構築してゆく。

なお、上述の実施例は、コンクリートの打設を留置型枠
体１５のＰｔ数個所に設けられた固定プレート１５ｇの
コンクリート供給口１５ｊを介して行った場合について
述べたが、コンクリート打設空間２０へのコンクリート
の供給は、コンクリート供給口１５ｊに限らず、各種の
方法が考えられろ。例えば、第１９図に示すように、フ
レーム１５ａの坑口側に各フレーム片１５に、１５１゜
１５ｍに対応した形で固定プレート２６を設け、該固定
プレート２６に、コンクリート打設スリν１・２６ａを
、コンクリートの打設方向であるトンネル断面に沿った
形で、図中上下方向に形成し、該コンクリート打設スリ
ット２６ａにコンクリート供給ノズル２７を該コンクリ
ート打設スリット２６１１に治って移動自在に設け、該
コンクリート供給ノズル２７をコンクリート打設スリッ
ト２６ａの下部からトンネル天端部に向けて移動させつ
つ、コンクリート打設空間２０内に急結剤の添加された
コンクリートを打設してゆくようにして構成することも
当然可能である。この場合、コンクリート供給ノズル２
７の下方のコンクリート打設スリット２６ａから未硬化
のコンクリートが流出することを防止するために、打設
されたコンクリートが凝固するまでの間、コンクリート
のコンクリート打設スリット２６ａからの流出を防止す
る、スライド板２７ａをコンクリート供給ノズル２７の
移動と共に移動し得るように設けろようにする。

すると、打設されたコンクリートは、スライド板２７ａ
が移動する間に凝固し、スライド板２７ａが通過した後
には、コンクリート打設スリット２６ａから外部に漏出
してしまうことは無い。

（ｇｌ　、発明の効果 以上、説明したように、本発明によれば、トンネル断面
に沿った形のフレーム１５ａを有し、該フレームに複数
のスライドプレー）１５ｃ、１５ｈを相互間に間隙を生
じさせることなくトンネルの間道方向に移動自在に設け
、前記フレーム１５ａに、該フレームに対して移動しな
い固定プレー１１５ｇを設け、該固定プレート１５ｇに
コンクリート供給口１５】、コンクリート打設スリット
２６ａ等のコンクリートの供給手段を設け、切羽１ｂの
掘削が既に構築されｔ二覆工１７に対して所定距離Ｌ２
だけ進行したところで、前記スライドプレートを切羽側
に先端が切羽に当接するまで、切羽の凹凸ＩＣに合わせ
て移動させて、前記切羽ｌｂ、スライドプレー１−１５
ｃ、１５ｈ１覆工１７及び地山２との間にコンクリート
打設空間２０を形成し、前記コンクリート打設空間２０
が形成されたところで、前記コンクリート供給手段を介
して急結剤の添加されたコンクリート２５を前記コンク
リート打設空間内に供給打設し、該打設されたコンクリ
ートにより覆工１７を構築するようにして構成したので
、切羽１ｂを妻止めとして利用する形で、掘削の完了し
た地山２に対して、吹付けによらず現場打ちコンクリー
トにより覆工１７を構築することが可能となる。また、
これにより、ｌ原則の完了した切羽１ｂに接する形で覆
工１７が構築されるのて、地山２の露出部分が極めて短
かくなり、安全な作業環境の実現が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に用いろ覆工コンクリート打設装
置の一例を示す図、 第２図＋、ｉ第１図の■矢印図、 第３図は第２図の■矢視図、 第４図（よ留置型枠体を示す図、 第５図は第４図の側面図、 第６図は留置型枠体の要部を示す拡大平面図、第７図は
スライドプレートの断面図、 第８図は第６図の■矢視図、 第９図乃至第１８図は本発明によるトンネル覆工の構築
方法の一実施例を示す工程図、第１９図は留置型枠体の
別の例を示す図であ１７・・・・・覆工 ２０・・・・コンクリート打設空間 ２５　・・・・コンクリート ２６ａ・・・・・コンクリートの供給手段（コンクリー
ト打設スリツ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 トンネル断面に沿った形のフレームを有し、該フレーム
   に複数のスライドプレートを相互間に間隙を生じさせる
   ことなくトンネルの掘進方向に移動自在に設け、 前記フレームに、該フレームに対して移動しない固定プ
   レートを設け、 該固定プレートにコンクリートの供給手段を設け、 切羽の掘削が既に構築された覆工に対して所定距離だけ
   進行したところで、前記スライドプレートを切羽側に先
   端が切羽に当接するまで、切羽の凹凸に合わせて移動さ
   せて、前記切羽、スライドプレート、覆工及び地山との
   間にコンクリート打設空間を形成し、 前記コンクリート打設空間が形成されたところで、前記
   コンクリートの供給手段を介して急結剤の添加されたコ
   ンクリートを前記コンクリート打設空間内に供給打設し
   、 該打設されたコンクリートにより覆工を構築するように
   して構成したトンネル覆工の構築方法。