JPH0288890A - 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）、産業上の利用分計 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くなされている。

（Ｃ）０発明が解決しようとする問題点しかし、いまだ
確立された技術が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る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）（１５ｃ、１５ｈ）を相互間に間隙を生じさ
せることなりトンネルの［尿道方向に移動自在に設け、
切羽（１ｂ）の堀削が既に構築された覆工（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（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　
（１５Ｃ１１，５ｈ）、覆工（１７）及び他山（２）と
の間にコンクリート打設空間（２０）を形成し、該形成
されたコンクリート打設空間（２０）内にコンクリート
を打設することにより覆工（１７）を構築するようにし
て構成されろ。

なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を
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るものではない。以下のｒ　（ｅｌ
　０作用」の欄についても同様である。

（ｅ）１作用 上記した構成により、本発明は、切羽（１ｂ）を妻止め
として利用する形で、堀削の完了した切羽（１ｂ）部分
にまで覆工（１７）を現場打ちコンクリートにより構築
するように作用する。

（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。

トンネル１の１屈削現場は、第１図及び第２図示すよう
に、地山２が略々半円形に堀削されており、その１屈削
されたトンネル空間１ａ内には、覆工コンクリート打設
装置３が設けられている。覆工コンクリート打設装置３
ば、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、移動車両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、機体５ｂには昇降
装置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の他端は昇降足場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、油圧シリンダ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７
ｂ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が油圧シリンダ９ｂによ
り、第１図矢印に、Ｌ方向に突出駆動自在に支持されて
おり、ステップ９ａには上部型枠支持フレーム１０が油
圧シリンダ１０ａ、１０ａ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ｌｉｅを中心に矢印Ｃ，Ｄ
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Ｉ
ｌａ、ｌｌａが設けられ、該油圧ンリンダＩｌａ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（ｌ縮フレームｌｌｂが油圧シリ
ンダ１１ｃ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１１ｂの
先端には押圧体１１ｄ、ｌｌｄ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１
２．１２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は、第２
図矢印Ｍ１Ｎ方向に伸縮自在に設けられている。また、
機体５ｂの、第２図両側に（よ、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１５に、１
５１１１５ｊ、１５ｍ１１５ｍ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ろ。また、フレ
ーム１５ｍ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１５
ｃはフレーム１５ａにトンネルの堀削方向である第６図
矢印に、Ｌ方向に形成されたガイドレール１５ｄに沿っ
て矢印ＫＸＬ方向に摺動自在に支持されている。各スラ
イドプレート１５ｃは同一の大きさに形成されており、
その切羽１ｂ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ｒＪｊＪ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
士に間隙が生じる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１５ｇ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　ｌ−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（よ、同様に通常の略々半分の長さに形成され
たスライ・ドブレート１５ｈが油圧シリンダ１５ｆによ
りトンネル１屈進方向である矢印に、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１５ｉを有しているので、スライドプレート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との間に間隙が生じるよう
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の堀削及び覆工の構築は、以下のような
手順で行われろ。即ち、切羽１ｂにおける堀割が第９図
（，１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
を被覆する形で設置されている。また、切羽１ｂの後方
、即ち坑口側に約３０ｍ程離れた位置には、第９図［ｂ
ｌに示すように、昇降足場９を支持した移動車両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５の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
プトラック等を切羽１ｂと坑口の間で運行させることが
出来る。

こうして、第１図に示す、所定圧ｇｌｉＬ２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１５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ろと共に、ステップ
９ａを第１図矢印に、Ｌ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る。この状態で、油圧シリンダ
１０ａを駆動して、上部型枠支持フレーム１０を矢印入
方向に上昇させ、上部型枠支持フレーム１０とフレーム
１５ａの中央のフレーム片１５ｋ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１１をピン１１ｅを介して矢印Ｃ方
向に展開させると共に、油圧シリンダ１１Ｃを駆動して
（申季宿フレームｌｌｂを第２図矢印Ｅ方向、即ちフレ
ーム片１５Ｎ方向に突出させる。すると、伸縮フレーム
ｌｌｂの先端の押圧体１１ｄがフレーム片１５Ｎ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１５Ｎの
下部に係合させる。

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　、（Ｍ部型枠支持フレーム１１．１１、サポー
トジヤツキ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１５　ｍをト
ンネル空間１ａ内側に関節１５ｂを介して折り畳む形で
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１５ｒｎをチェーン１５ｎ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１５ａ全体を上
部型枠支持フレーム１０で支持しつつ各油圧シリンダ１
０ａ、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１５ｋ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１５
Ｉ！をフレーム片１５ｋに対してトンネル内側に折り畳
む形で回動させて脱型させる。

こうして、フレーム１５ａ、従って留置型枠体１５が既
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、即ち切羽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ｉ原則が完了し、いまだ覆工の構築されていない切羽
１ｂ側部分の地山２と対向させる。この状態で、直前に
打設された最も切羽１ｂ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１０　ａ、　１１　ａ、サポートジヤツキ１３
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１１．１１の抑圧体１１ｄ等
を第２図矢印Ｅ方向に移動させ、フレーム片１５に、１
５１’、１５ｍを再度展開して、第１３図に示すように
、フレーム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、サポートジャ・フキ１
２もピン１２ａ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１５ｊの
上部と係合させ、フレーム片１５ｋ、１５ｊ、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になるよう
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１．５　ｆ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１ｂ側に
突出駆動きせて、スライドプレート１５ｃ、１５ｈを切
羽１ｂ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
パ部１５ｅと切羽１ｂとの間に、第７図に示すように、
スポンジ等からなる間詰材１９を設け、切羽１ｂとテー
バ部１５ｅとの間を該間詰材１９により閉塞する。する
と、それまで露出していた（原則の完了した距ｆｉＬ２
なる地山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１５Ｃ１１５ｈによりトンネル空間１
ａ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
の果たす効果を発揮させることが出来、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）１５ｃ、１５ｈを切羽１ｂ
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）　１５　
ｃ、　　１５　ｈ及び既に構築状態にある覆工１７との
間に、トンネル断面に治った形のコンクリート打設空間
が２０が形成される。

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
１５】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１．ｌｔ打設後、急速に凝固を開始する。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−
１・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、打設されたコノクリート２
５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１５ｊから取り外して、より上部のコンクリート供
給口１５Ｊに接続し直して、該上部のコンクリート供給
口１５ｊ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ートで満たされるが、隣接する
スライドプレート１５０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
された状態を保ち、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る。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、天端
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１
５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は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ば、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
まで覆工が一次吹付けを行うことなく形成されたので、
直ちに切羽１ｂのｌ原則を再開して、所定距離Ｌ２の開
削を矢印に方向に行なってトンネルを掘進する。

こうして、所定距離Ｌ２の［原則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の複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−１−供給口１５ｊに限らず、各種の
方法が考又られろ。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、１．５ρ
、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ット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−）・供給ノズル２７を該コンク
リート打設スリット２６ａに治って移動自在に設け、該
コンク゛ノート供給ノズル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
２７の下方のコンクリート打設スリッＩ−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−）・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−１・供給ノズ
ル２７の移動と共に移動し得るように設けるようにする
。

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。

（ｇ）１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、５亥フレーム１５
ａ（こ複数のスライドプレートト１５Ｃ１１５ｈを相互
間に間隙を生じさせることなくトノネルの［尿道方向に
移動自在に設け、切羽１ｂの１屈削が既に構築された覆
工］７に対して所定距ｍ　Ｉ−２ｒ！け進行したところ
で、前記スライドプレー　）−１５ｃを切羽ｌｂ側に先
端が切羽１ｂに当接するまで、切羽１ｂの凹凸ＩＣに合
わせて移動させて、前記切羽１ｂ、スライドプレー）　
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、該形成されたコンクリ−）−打設空
間２０内にコンクリートを打設することにより覆工１７
を構築するようにして構成したので、切羽１ｂｅ妻止め
として利用する形で、堀削の完了した地山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、［堀削
の完了した切羽１ｂに接する形で覆工１７が構築される
ので、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。 ・トンネル トンネル空間 切羽 ・凹凸 フレーム スライドプレート スライドプレート ・・・覆工 ・・・コンクリート打設空間 ・・・コンクリート １　ａ　・ ｂ Ｃ １５ａ　　・ ５ｃ ５ｈ

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、 切羽の堀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、 該形成されたコンクリート打設空間内にコンクリートを
   打設すること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。