JPH07324595A - 内水圧対応型シールドトンネルの内型枠及び二次覆工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内水圧対応型シールドトンネルの二次覆工の
施工工程の煩雑さを解消し、その施工コストを低減する
と共に工期の短縮を図る。 【構成】 トンネル掘削面１ａに一次覆工２を施工した
後、プレキャストコンクリート製の円弧状本体４１及び
この円弧状本体４１にその外周を包囲するように一体的
に取り付けられた鉄筋群４２からなる内型枠４を、一次
覆工２の内周に略同心的に組み立て、円弧状本体４１の
外周と一次覆工２の内周との間に形成される環状空間５
に二次覆工コンクリートを打設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シールド工法により掘
削され一次覆工されたシールドトンネルに内水圧対応の
ための二次覆工を施工する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド工法によるシールドトンネルの
施工は、地盤中を掘進する円筒状のシールド掘進機によ
って行われる。シールド掘進機は、その後部内にエレク
タ（セグメント組立装置）を装備しており、シールド掘
進機の後方に形成される掘削壁面内周に、前記エレクタ
によって円弧状の複数のセグメントを順次環状に組み立
てて行くと共に、このセグメントと地盤掘削面との間に
裏込め材を注入することによって一次覆工を施す。そし
てシールド掘進機は、組み立てられたセグメントの先端
に推進用油圧ジャッキを当てて後方へ押圧することによ
って、その反力で前方の地盤中に推進して行く。更に、
シールド掘進機の推進後は、セグメントによる一次覆工
壁面の内周に二次覆工として無筋コンクリートを打設す
ることにより、所定の断面に仕上げているが、例えば河
川の異常増水を防止するための導水トンネルのように、
トンネル内を流れる水による大きな内水圧が作用するシ
ールドトンネルにおいては、前記内水圧に対応するため
に、二次覆工が鉄筋コンクリートの打設によって施工さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の内水圧対応型シ
ールドトンネルの二次覆工によれば、太径の複鉄筋を配
した断面構造であって、その巻き厚（径方向厚さ）も大
きく、しかも施工工程が鉄筋の配筋作業と型枠組み立て
及び解体を含むため、煩雑なものとなっている。したが
って施工コストが高くなると共に、工期が長くならざる
を得ないといった問題が指摘されている。

【０００４】本発明は、上記のような事情のもとになさ
れたもので、その主な目的は、内水圧対応型シールドト
ンネルの二次覆工の施工工程の煩雑さを解消し、その施
工コストを低減すると共に工期の短縮を図ることにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の目的は、本発明に
よって有効に達成することができる。すなわち本発明
は、シールドトンネルの掘削面に一次覆工を施工した
後、外径が前記一次覆工の内径よりも適宜小径の円筒体
を円周方向３箇所以上で分割した形状の円弧状本体と、
この円弧状本体の外周を包囲するように配置されると共
に前記円弧状本体に一体的に取り付けられた鉄筋群から
なる内型枠を、前記一次覆工の内周に略同心的に組み立
て、この内型枠の円弧状本体の外周と前記一次覆工の内
周との間に形成される環状空間に二次覆工コンクリート
を打設するものである。この場合、好ましい例として
は、前記内型枠は、その円弧状本体がプレキャストコン
クリートからなるものであり、他の好ましい例として
は、前記円弧状本体に所要数のコンクリート注入孔が開
設されているものであり、更に他の好ましい例として
は、前記鉄筋群が円周方向に延在された複数の主筋と、
軸方向に延在された複数の配力筋と、これら主筋及び配
力筋を円弧状本体外周面に固定する複数の組立筋とから
なり、前記主筋の円周方向両端が前記円弧状本体よりも
円周方向外側へ突出しているものである。

【０００６】

【作用】本発明によると、内型枠は、その円弧状本体
が、一次覆工面の内周に二次覆工コンクリートを打設す
るための環状空間を形成する内型枠として用いられると
共に、前記環状空間に打設された二次覆工コンクリート
とそのまま接合一体化されて二次覆工の内壁となるもの
であって、典型的にはプレキャストコンクリートからな
り、この円弧状本体の外周に一体的に取り付けられた鉄
筋群が前記コンクリート内に埋設一体化される。このた
め、打設された二次覆工コンクリートの強度及びこのコ
ンクリートと円弧状本体との接合強度が向上され、これ
によって内水圧に対応可能な構造となる。

【０００７】好ましくは円弧状本体にはコンクリート注
入孔が開設されており、前記環状空間への二次覆工コン
クリートの充填は、このコンクリート注入孔から行われ
る。前記鉄筋群は、円周方向に延在された複数の主筋
と、軸方向に延在された複数の配力筋によって二次覆工
コンクリートを補強するもので、これら主筋及び配力筋
は、複数の組立筋によって前記円弧状本体外周面に一体
化されている。また、内型枠の円弧状本体よりも円周方
向外側へ突出している主筋の両端が、円周方向に隣接し
た円弧状本体の外周に達しているため、各内型枠同士の
接合が確実に行われる。

【０００８】

【実施例】図１は、本発明の好適な一実施例を示すもの
で、参照符号１は地盤、１ａはこの地盤１に図示されて
いないシールド掘進機によって掘削された円周状のシー
ルドトンネル掘削面、２は前記シールド掘進機の後部の
エレクタ（セグメント組立装置）によって環状に組み立
てられた一次覆工セグメント、３はこの一次覆工セグメ
ント２と地盤掘削面１ａとの間に充填された裏込め材で
ある。この実施例によれば、一次覆工セグメント２の組
立及び裏込め材３の充填によって掘削面１ａの内周に一
次覆工を施した後、まず、一次覆工セグメント２の内周
に内型枠４を環状に組み立てる。この内型枠４は、外径
が前記一次覆工セグメント２の内径と離間対向される小
径の円筒体を円周方向３箇所で等分割した形状の円弧状
本体４１と、この円弧状本体４１の外周に一体的に取り
付けられた鉄筋群４２とからなる。

【０００９】図２の斜視図によって一層明確に示すよう
に、円弧状本体４１はコンクリート工場で生産されたプ
レキャストコンクリート製品であって、ほぼ中央には厚
さ方向（径方向）に貫通したコンクリート注入孔４１１
が開設されており、また、円周方向一端面には軸方向に
延在された軸方向嵌合溝４１２が形成されると共に、円
周方向他端面にはこの軸方向嵌合溝４１２と対応する軸
方向嵌合突条４１３が形成されており、軸方向一端面に
は円周方向に延びる円弧状嵌合溝４１４が形成されると
共に、軸方向他端面にはこの円弧状嵌合溝４１４と対応
する円弧状嵌合突条４１５が形成されている。

【００１０】一方、鉄筋群４２は、円周方向に延在され
た複数の主筋４２１と、これにほぼ直角に交差して軸方
向に延在された複数の配力筋４２２と、これら主筋４２
１及び配力筋４２２を円弧状本体４１の外周面に固定す
る放射方向の複数の組立筋４２３とで構成されており、
組立筋４２３の内端は円弧状本体４１に埋設されてい
る。また、主筋４２１の円周方向両端は、円弧状本体４
１よりも円周方向外側へ突出して重ね継手４２１ａとな
っている。

【００１１】すなわち、内型枠４は、一次覆工されたシ
ールドトンネル内に図２に示す分割状態で搬入され、環
状に組み立てられると共に、軸方向に延長されて行く。
この組み立てに際しては、図３（Ａ）に示すように、円
周方向に互いに隣接する各円弧状本体４１の互いの接合
部は、軸方向嵌合溝４１２と軸方向嵌合突条４１３がシ
ール材４３を介して密接嵌合され、既に環状に組み立て
られた円弧状本体４１との互いの接合部は、図３（Ｂ）
に示すように、円弧状嵌合溝４１４と円弧状嵌合突条４
１５が前記と同様にシール材４３を介して密接嵌合さ
れ、これら接合部の内周部に形成される各目地には、コ
ーキング４４が充填される。そして、このような凹凸嵌
合による接合手段を採用したことによって、連結ボルト
等を必要としない構造となっている。また、内型枠４
は、円弧状本体４１の外周を包囲するように配置された
鉄筋群４２を一体的に取り付けた構造であるから、環状
に組み立てることによって、同時に前記鉄筋群４２も環
状に配置されるから、内型枠４の組立作業とは別途に配
筋作業を行う必要がない。

【００１２】図４は、上述のようにして、内型枠４を環
状に組み立てることによって一次覆工セグメント２との
間に形成された環状空間５に、二次覆工コンクリート６
を打設した状態を、当該シールドトンネルの軸心を通る
平面で切断して示すものである。二次覆工コンクリート
６は、内型枠４の円弧状本体４１に開設されたコンクリ
ート注入孔４１１を介して注入される。このとき、円弧
状本体４は二次覆工コンクリート６の打設のための型枠
の堰板として機能し、各円弧状本体４１の接合部はシー
ル材４３によってシールされていることから、注入され
たコンクリート６がこの接合部から円弧状本体４１の内
周へ漏れるのを有効に防止することができる。

【００１３】環状空間５に注入された二次覆工コンクリ
ート６は、円弧状本体４１の外周面と接触し、しかもこ
の円弧状本体４１に固定状態に配置された鉄筋群４２の
間にもくまなく充填されるため、時間の経過と共に水和
反応によって二次覆工コンクリート６の強度が発現され
て行くのに伴い、円弧状本体４１がこの二次覆工コンク
リート６と接合一体化される。すなわち、内型枠として
の円弧状本体４１は、打設された二次覆工コンクリート
６に一体化されて、そのままコンクリート構造体である
二次覆工の内周壁となるものであるから、通常の型枠の
場合のような打設後の解体工事が不要である。また、二
次覆工コンクリート６は、円弧状本体４１の外周に一体
的に取り付けられた鉄筋群４２によって補強され、円弧
状本体４１はコンクリート工場で生産されたプレキャス
トコンクリート製品であって、高強度・高品質とするこ
とができるから、地盤１内の水圧及び土圧に対する優れ
た耐圧構造が実現される。また、上述のように、円弧状
本体４１は二次覆工コンクリート６と一体のコンクリー
ト構造体となるものであるから、その肉厚も薄くするこ
とができる。

【００１４】主筋４２１の重ね継手４２１ａは、円弧状
本体４１より円周方向外側へ突出しているから、内型枠
４を環状に組み立てた状態においては、円周方向に隣接
する他の内型枠４との接合部の外周側で、前記他の内型
枠４の主筋４２１における重ね継手４２１ａと重合し、
この状態で二次覆工コンクリート６に埋設されるので、
円周方向に隣接した各内型枠４同士も所要の接合強度で
接合される。

【００１５】この実施例による二次覆工方法は、以上の
工程を反復することによって、シールド掘進機を後方か
ら追うように、順次軸方向に二次覆工を延長構築して行
くものである。なお、内型枠４は、円周方向１２０°位
置で３等分割した形状としたが、４等分割あるいはそれ
以上の分割数とすることもできる。また鉄筋群４２の配
置形状も特に図示の実施例に限定されるものではない。

【００１６】

【発明の効果】本発明によると、次のような効果を実現
することができる。 (1) 耐圧性を向上させるための現場での鉄筋の配筋作業
が不要であり、二次覆工コンクリート打設後の型枠解体
作業が不要であるため、施工を迅速に行うことができる
と共に、工期が短縮される。 (2) 二次覆工コンクリートを補強する鉄筋群が、この二
次覆工コンクリートと接合一体化される内型枠の円弧状
本体に一体的に取り付けられているため、強固な接合構
造となって耐圧性が向上する。 (3) 内型枠が、そのまま前記二次覆工コンクリートに一
体化されて構造物の一部となるので、型枠による廃材が
発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な一実施例において、一次覆工セ
グメントの内周に内型枠を組み立てた状態を軸心と直交
する平面で切断して示す断面図である。

【図２】上記実施例における内型枠を示す斜視図であ
る。

【図３】上記実施例における各内型枠の円弧状本体間の
接合部を示す説明図である。

【図４】上記実施例における内型枠と一次覆工セグメン
トとの間の環状空間に二次覆工コンクリートを打設した
状態を軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

【符号の説明】

１ 地盤 ２ 一次覆工セグメント ４ 内型枠 ５ 環状空間 ６ 二次覆工コンクリート ４１ 円弧状本体 ４２ 鉄筋群 ４１１ コンクリート注入孔 ４２１ 主筋 ４２２ 配力筋 ４２３ 組立筋

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外径が一次覆工の内径よりも適宜小径の
   円筒体を円周方向３箇所以上で分割した形状の円弧状本
   体と、 この円弧状本体の外周を包囲するように配置されると共
   に前記円弧状本体に一体的に取り付けられた鉄筋群と、
   からなることを特徴とする内水圧対応型シールドトンネ
   ルの内型枠。
2. 【請求項２】 請求項１の記載において、 円弧状本体がプレキャストコンクリートからなることを
   特徴とする内水圧対応型シールドトンネルの内型枠。
3. 【請求項３】 請求項１の記載において、 円弧状本体に所要数のコンクリート注入孔が開設されて
   いることを特徴とする内水圧対応型シールドトンネルの
   内型枠。
4. 【請求項４】 請求項１の記載において、 鉄筋群が円周方向に延在された複数の主筋と、軸方向に
   延在された複数の配力筋と、これら主筋及び配力筋を円
   弧状本体外周面に固定する複数の組立筋とからなり、前
   記主筋の円周方向両端が前記円弧状本体よりも円周方向
   外側へ突出していることを特徴とする内水圧対応型シー
   ルドトンネルの内型枠。
5. 【請求項５】 シールドトンネルの掘削面に一次覆工を
   施工した後、請求項１，２，３又は４に記載の内型枠
   を、前記一次覆工の内周に略同心的に組み立て、この内
   型枠の円弧状本体の外周と前記一次覆工の内周との間に
   形成される環状空間に二次覆工コンクリートを打設する
   ことを特徴とする内水圧対応型シールドトンネルの二次
   覆工方法。