JPH0758039B2 - トンネル覆工方法と透水型枠装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、山岳トンネルなどにおける一次覆工に関わ
り、更に詳しくは、通常の吹き付けコンクリートを使用
しない一次覆工に用いられる型枠装置とこの型枠装置を
使用した覆工方法に関する。

（従来の技術） 一般に、NATM工法でトンネルを施工するに際して、掘削
壁面を一次覆工するにはその掘削壁面にコンクリートを
吹き付けて行っていた。

この吹付けコンクリートによる工法は、例えば、水とそ
れ以外の材料とを別々に送り、これらをノズルで合流さ
せ、掘削壁面の表層岩石に密着させることにより、地山
のひびわれの発達を防止し、風化防止、使用に耐える強
度、耐久性を得るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のトンネルの一次覆工におけるコン
クリート吹付工では、コンクリート吹き付け時に多量の
粉塵が発生してトンネル坑内の作業環境が悪化し、その
対策が必要となり、また骨材の跳ね返りに伴う経済的ロ
スが多く、さらに余掘りなどの存在により吹き付けする
掘削壁面が平坦でないことにより防水シート等の余分な
施工をしなければならず手間がかかると言った欠点が存
在した。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、上記コ
ンクリート吹付工をすることなしに、坑内の作業環境を
改善し、覆工面をより平滑にして後の施工をしやすくす
るとともに、コンクリートの余剰水の排水を確実にかつ
スムーズに行い得て、覆工コンクリートの品質向上や早
期脱型を可能にする型枠装置とこれを使用する覆工方法
を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るトンネル覆工方法とその透水型枠装置の上
記課題を解決し、目的を達成するための要旨は、自走台
車上に設けられたターンテーブルに上下，左右の方向ジ
ャッキを装着し、該方向ジャッキに頂部分の型枠（以
下，頂部透水型枠と言う）と、回動自在な型枠（以下、
ウイング透水型枠と言う）と、摺動ジャッキで前記ウイ
ング透水型枠内から出没自在な型枠（以下、摺動透水型
枠と言う）とを装着し、排水手段を設けた脱水用のシー
ト（以下、脱水フオームと言う）を前記透水型枠へ追従
自在に設けて透水型枠装置を形成後、該透水型枠装置を
トンネル坑内の所定位置に自走させて停止させ、前記上
下方向ジャッキで頂部透水型枠を移動させ、左右方向ジ
ャッキで前記ウイング透水型枠を拡開させ、その後、摺
動ジャッキを作動させて摺動透水型枠を掘削壁面に沿う
ように伸出させその先端をズリ部分に当接させ、これら
の透水型枠を掘削壁面に沿って展開させて配設し、これ
らの透水型枠と地山との間隙にフレッシュコンクリート
を充填後、前記方向ジャッキで前記頂部透水型枠からウ
イング透水型枠そして摺動透水型枠へと順次押圧し、前
記脱水フオームの排水手段で前記フレッシュコンクリー
トの余剰水を透水型枠に沿って流して前記摺動透水型枠
の脚部から排水し、この加圧作業終了後コンクリートの
所要強度の発現をまって、前記摺動透水型枠をウイング
透水型枠内に没入させると共に、このウイング透水型枠
と頂部透水型枠とを自走台車に縮退させ、所定の待避場
所に前記型枠装置を移動させる覆工方法に存する。

そして、この覆工方法に使用する透水型枠装置は、自走
台車と、該自走台車上のターンテーブルに装着された上
下，左右の方向ジャッキと、この方向ジャッキに支承さ
れる透水型枠とからなり、前記上下方向ジャッキの先端
には頂部透水型枠が取着され、該頂部透水型枠の両端に
ヒンジを介して回動自在なウイング透水型枠を延設する
と共に、前記左右方向ジャッキで該ウイング透水型枠を
拡開させるようにしたコンクリート一次覆工用の透水型
枠装置であって、前記ウイング透水型枠に軸支された摺
動ジャッキで前記ウイング透水型枠内から出没自在な摺
動透水型枠を前記ウイング透水型枠内に嵌挿して設け、
覆工コンクリートの余剰水を排水する脱水フオームを、
その端部を摺動透水型枠の脚部から型枠内側へと巻き込
ませて前記各々の透水型枠に追従自在にして設けたこと
に存する。

また、前記脱水フオームは、セメント粒子を留めると共
に余剰水と気泡とを通過させる透水シートと、該透水シ
ートよりもメッシュが荒く長手方向に複数の排水用の凹
部が設けられた排水シートとを積層してなることであ
る。

（作用） このように、本発明に係るトンネル覆工方法とその透水
型枠装置によれば、トンネル坑内の所定の型枠組立位置
に前記型枠装置を自走させて移動させ、自走台車停止後
に各方向ジャッキと摺動ジャッキとの各ロッドを伸長さ
せて、掘削壁面に沿わせ間隙を有して前記透水型枠を配
設させる。同時にこの透水型枠に装着された脱水フオー
ムが掘削壁面に対向して張設される。

次に前記間隙にフレッシュコンクリートを打設し、更に
これを前記方向ジャッキで加圧する。この時に、前記方
向ジャッキで前記頂部透水型枠からウイング透水型枠そ
して摺動透水型枠へと順次これらの透水型枠を押圧して
前記フレッシュコンクリートを加圧するので、前記フレ
ッシュコンクリートの余剰水が脱水フオームの排水用の
凹部を通って各々の透水型枠に沿ってスムーズに流れ
て、前記摺動透水型枠の脚部から効率良く排水される。
これによりコンクリート初期強度の発現が安定しその強
度も向上する。しかも、脱型後のコンクリート壁面は前
記脱水フオームの透水シート面で押圧されるので平滑な
面となる。

また、透水型枠装置は、透水型枠に排水シートと透水シ
ートとを積層してなる脱水フオームがその透水型枠の移
動に対して追従自在に設けてあり、前記摺動透水型枠が
ウイング透水型枠内に没入するとともに前記ウイング透
水型枠と頂部透水型枠とが自走台車に縮退させられるこ
とにより、この透水型枠装置自体がきわめて小さくな
り、トンネル坑内の移動に好適なものとなっている。

また、脱水フオームの排水シートには、その長手方向に
複数の排水用の凹部が設けられ、該凹部のある面を透水
型枠に貼着することで、余剰水の排水路が形成されるこ
とになる、よって、型枠の方に特別な排水路を形成する
手間が省けて、前記脱水フオームにより簡易に余剰水の
排水路を形成することができる。

更に、上下方向ジャッキと左右方向ジャッキと摺動ジャ
ッキとでその各ロッドの伸縮程度を調節することによ
り、前記透水型枠の配設をトンネル坑内の掘削壁面形状
に応じてフレキシブルに行うことができる。

（実施例） 以下、添付図面に従って、本発明の一実施例を説明す
る。第１図は、透水型枠装置１の切羽面から見た正面図
であり、第２図は同じく縦断側面図であり、第３図は、
同じくその一部拡大図である。この透水型枠装置１は、
クローラ２等を備えた自走台車３と、この自走台車３の
ターンテーブル４に装着された油圧ユニット５、上下方
向ジャッキ６、左右方向ジャッキ７と、所望の幅で各々
形成されている頂部透水型枠８とウイング透水型枠９と
摺動透水型枠10と、摺動ジャッキ11と打設孔12とコンク
リート打設管12aとで構成されている。

そして、前記透水型枠8,9,10の裏面に透水シート13と排
水シート14とを積層したシート15を張設する。この脱水
フオーム15を固定材16で前記頂部透水型枠８とウイング
透水型枠９とに貼着する。

そして、脱水フオーム15の端部は前記摺動透水型枠10の
端部10aを回り込んで内側面に固定されている。

この脱水フオーム15は、前記ウイング透水型枠９ととも
に回動自在であり、更に前記摺動透水型枠がウイング透
水型枠内に没入するとともに折れ曲がって待避するよう
追従自在になされている（第４図参照）。

この脱水フオーム15における前記透水シート13は、メッ
シュが細かくなされており、加圧脱水されたコンクリー
ト中の余剰水と気泡とを除去し、セメント粒子を留め
る。また、前記排水シート14は、前記透水シート13より
もメッシュが荒く、第３図に示すように、コンクリート
余剰水を排水するために排水シート14の長手方向に複数
の凹部14aが形成されている。

前記上下方向ジャッキ6,6の伸縮ロッド6a先端には、頂
部透水型枠８が取着されている。更に、頂部透水型枠８
の両端からヒンジ17,17を介してウイング透水型枠9,9が
回動自在に延設されている。該ウイング透水型枠９の拡
開は前記左右方向ジャッキ７のロッド7aを伸長させて行
うものである（第１図参照）。

そして、このウイング透水型枠９内に嵌挿される摺動透
水型枠10が設けられ、該摺動透水型枠10の前記ウイング
透水型枠９からの出没作用は、その後端部が前記ウイン
グ透水型枠９に軸支されるとともに、その伸縮ロッド11
a先端が前記摺動透水型枠10先端に回動自在に連結され
て設けられた摺動ジャッキ11の伸縮動作によって行われ
るものである。

前記ウイング透水型枠９を掘削壁面18へとトンネル半径
方向に拡開させる左右方向ジャッキ７の先端に、該ウイ
ング透水型枠９をヒンジ17を中心にして回動させるため
に左右方向へ押したり引いたりする例えばピン結合によ
る係合部が設けられ、そのピンに回動自在でウイング透
水型枠９に摺接するローラ7bが設けられている。また、
前記摺動透水型枠10を左右方向（コンクリート覆工の際
のトンネル短手方向）に加圧する左右方向ジャッキ７の
先端に該摺動透水型枠10の表面に摺接するローラ7bが設
けられている。

前記摺動透水型枠10の拡張は、前記摺動ジャッキ11と前
記左右方向ジャッキ７との伸縮ロッド7a,11aを伸長させ
ることにより行うものである。この伸縮ロッドを伸縮さ
せるために、前記油圧ユニット５から各ジャッキ６、
７、11へ油圧ホース（図示せず）で連結するもので、油
圧ユニット５内には油圧ポンプ（図示せず）が前記油圧
ホースと連結されて設けられている。

このように、上下方向ジャッキ６と左右方向ジャッキ７
と摺動ジャッキ11とでそのロッドの伸縮程度を調節する
ことにより、前記型枠８、９、10の配設をトンネル坑内
の掘削壁面形状に応じてフレキシブルに行うことができ
る。

そして、前記頂部透水型枠８に打設孔12が穿設され、こ
の打設孔12にコンクリート打設管12aが挿着されてい
る。

このように形成した透水型枠装置１を使用してコンクリ
ート一次覆工を行う方法を説明する。

トンネル坑内の所定の型枠組立位置に前記透水型枠装置
１を自走させて移動させ、各方向ジャッキ6,7と摺動ジ
ャッキ11とを油圧ユニット５から油圧ホースを介して油
を各ジャッキに送り込んで各伸縮ロッド6a,7a,11aを伸
長させて作動させ、掘削壁面18に沿って間隙19を有して
前記透水型枠8,9,10を配設する。

よって、透水型枠装置１の摺動透水型枠10においては、
頂部透水型枠８とウイング透水型枠9,9とを掘削壁面118
に間隙19を確保して拡開させた後に、当該摺動透水型枠
10を摺動ジャッキ11でウイング透水型枠９から伸出さ
せ、該摺動透水型枠10の先端が路盤のズリ部分に上から
下へと迫り出されて確実に当接するようになる。こうし
て、掘削壁面18と路盤との境に残るズリ部分と透水型枠
との閉蓋処理に関しては、従来の型枠装置ではコンクリ
ート漏出の防止のために詰め物を必要としていたが、本
発明に係る透水型枠装置１ではそのような詰め物が不要
となり施工性が飛躍的に向上したのである。また、ウイ
ング透水型枠９から摺動透水型枠10が出没自在なので、
ウイング透水型枠９の拡開調節と摺動透水型枠10の出没
量を調節することで、掘削壁面18の大小にフレキシブル
に対応させることができるのである。

これによって、前記脱水フオーム15も同時に掘削壁面18
に対して張設されることになる。

そして、第２図と第３図に示すように、透水型枠外周の
妻部に前記間隙19を密閉する妻止め部材20を施工する。
なお、図中の符号25は、クッション材を示している。

次に、一次覆工作業近くに導入したコンクリートポンプ
車（図示せず）の打設管12bを前記打設管12aに連結する
（第３図参照）。そして、コンクリートポンプ車からフ
レッシュコンクリート22を圧送し、既設のコンクリート
21と妻止め部材20との間の前記間隙19にこのフレッシュ
コンクリート22を充填する。更にこのフレッシュコンク
リート22を前記ジャッキ６、７で加圧して地山23の空隙
を充填し、地山23とコンクリート22との密着を図る。

この時に、前記方向ジャッキ6,7で前記頂部透水型枠８
からウイング透水型枠９そして摺動透水型枠10へと順次
これらの透水型枠を押圧して前記フレッシュコンクリー
ト22を加圧するので、前記フレッシュコンクリート22の
余剰水が前記排水シート14の凹部14aを通過し、第１図
における矢印に示すように、透水型枠８、９、10の裏面
に沿ってスムーズに流れて、前記摺動透水型枠10の脚部
から効率的に排水される。これによりコンクリート22の
初期強度の発現が安定しその強度も向上する。しかも、
脱型後のコンクリート壁面は前記透水シート13面で押圧
されるので平滑な面となる この所定のコンクリート加圧作業が終了後コンクリート
の所要強度の発現をまって、前記左右方向ジャッキ７と
摺動ジャッキ11と上下方向ジャッキ６との各ロッド6a,7
a,11aを前記油圧ユニット５でもって後退作動させて、
前記摺動透水型枠10をウイング透水型枠９に没入させる
とともに前記脱水フオーム15も追従後退させて、更に、
前記ウイング透水型枠９と頂部透水型枠８とを自走台車
３に縮退させる（第４図参照）。

そして、前記ターンテーブル４を回転させ、前記各透水
型枠8,9,10をトンネル長手方向に向けさせて、クローラ
２を駆動させ、所定の待避場所（図示せず）に前記透水
型枠装置１を移動させる。

この場合、各透水型枠が自走台車３に縮退して非常にコ
ンパクトになるので、前記ターンテーブル４を回転させ
ずに、前記各透水型枠8,9,10を掘削壁面18に沿うように
向けた状態のままでクローラ２等を駆動させて透水型枠
装置１を待避させてもよいものである。以上の作業を繰
り返して行うものである。

これにより、掘削壁面18の一次覆工作業が完了し、脱水
フオーム15を装着した透水型枠8,9,10で充填したコンク
リート22を加圧するので、粉塵の発生もなく、仕上がり
面が平滑できれいなものとなり、コンクリート余剰水の
排水が効率的に行われることになる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るトンネル覆工方法と
それに使用する透水型枠装置により、以下のような効果
がある。

（ａ）従来の吹き付けコンクリートによる方法で問題と
なっていた粉塵の発生がなく、作業環境の改善となる。

（ｂ）また、コンクリートの跳ね返りがなく、経済的に
ムダがなくなる。

（ｃ）充填したフレッシュコンクリートを脱水シートを
装着した透水型枠を介してジャッキによって掘削断面の
頂部から下方向に向けて順次加圧する方法なので、コン
クリートの余剰水の排水が効率良く排水される。これに
より、早期脱型が可能となる。しかも、コンクリートと
地山の密着が確実なものとなる。

また、コンクリートの余剰水の排水路が脱水フオーム側
に形成されているので、型枠の方に特別な排水路を形成
する必要が無く、張り替え自在な脱水フオームを既存の
型枠に貼着することで透水型枠にすることが出来てコス
トも低減できると言う優れた効果を奏する。

（ｄ）脱水フオームを装着した透水型枠を使用するの
で、一次覆工の仕上がり面が前記脱水フオーム面で押圧
され、これにより、その仕上がり面がより平滑できれい
になり、その後の二次覆工の施工性が向上した。

（ｅ）透水型枠装置が掘削壁面に間隙をおいて展開され
る透水型枠のうち、路盤に当接する部分の透水型枠をウ
イング透水型枠に対して出没自在な構成にした摺動透水
型枠にしたことで、該摺動透水型枠の先端が路盤のズリ
部分に上から下へと迫り出されて確実に当接する。よっ
て、掘削壁面と路盤との境に残るズリ部分と透水型枠と
の閉蓋処理に関して、従来の型枠装置ではコンクリート
漏出の防止のために詰め物を必要としていたが、本発明
に係る透水型枠装置ではそのような詰め物が不要となり
施工性が飛躍的に向上したと言う優れた効果を奏する。

（ｆ）透水型枠装置がその型枠を拡開していないときは
コンパクトであるので、トンネル掘削断面の大小にフレ
キシブルに対応できる。また、掘削断面形状にもフレキ
シブルに対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る透水型枠装置１の正面図、第２
図は同じく縦断側面図、第３図は、同じくその一部拡大
図、第４図は、透水型枠装置が待避する様子を示す側面
図。 １…透水型枠装置、２…クローラ等、３…自走台車、４
…ターンテーブル、５…油圧ユニット、６…上下方向ジ
ャッキ、７…左右方向ジャッキ、6a,7a,11a…伸縮ロッ
ド、7b…ローラ、８…頂部透水型枠、９…ウイング透水
型枠、10…摺動透水型枠、11…摺動ジャッキ、12…打設
孔、12a…打設管、13…透水シート、14…排水シート、1
5…脱水フオーム、16…固定材、17…ヒンジ、18…掘削
壁面、19…間隙、20…妻止め部材、21…既設コンクリー
ト、22…フレッシュコンクリート、23…地山、24…型枠
端部、25…クッション材。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自走台車上に設けられたターンテーブルに
   上下，左右の方向ジャッキを装着し、該方向ジャッキに
   頂部透水型枠と、回動自在なウイング透水型枠と、摺動
   ジャッキで前記ウイング透水型枠内から出没自在な摺動
   透水型枠とを装着し、排水手段を設けた脱水フオームを
   前記透水型枠へ追従自在に設けて透水型枠装置を形成
   後、 該透水型枠装置をトンネル坑内の所定位置に自走させて
   停止させ、前記上下方向ジャッキで頂部透水型枠を移動
   させ、左右方向ジャッキで前記ウイング透水型枠を拡開
   させ、 その後、摺動ジャッキを作動させて摺動透水型枠を掘削
   壁面に沿うように伸出させその先端をズリ部分に当接さ
   せ、これらの透水型枠を掘削壁面に沿って展開させて配
   設し、 これらの透水型枠と地山との間隙にフレッシュコンクリ
   ートを充填後、前記方向ジャッキで前記頂部透水型枠か
   らウイング透水型枠そして摺動透水型枠へと順次押圧
   し、前記脱水フオームの排水手段で前記フレッシュコン
   クリートの余剰水を透水型枠に沿って流して前記摺動透
   水型枠の脚部から排水し、 この加圧作業終了後コンクリートの所要強度の発現をま
   って、前記摺動透水型枠をウイング透水型枠内に没入さ
   せると共に、このウイング透水型枠と頂部透水型枠とを
   自走台車に縮退させ、所定の待避場所に前記型枠装置を
   移動させることを特徴としてなるトンネル覆工方法。
2. 【請求項２】自走台車と、該自走台車上のターンテーブ
   ルに装着された上下，左右の方向ジャッキと、この方向
   ジャッキに支承される透水型枠とからなり、前記上下方
   向ジャッキの先端には頂部透水型枠が取着され、該頂部
   透水型枠の両端にヒンジを介して回動自在なウイング透
   水型枠を延設すると共に、前記左右方向ジャッキで該ウ
   イング透水型枠を拡開させるようにしたコンクリート一
   次覆工用の透水型枠装置であって、前記ウイング透水型
   枠に軸支された摺動ジャッキで前記ウイング透水型枠内
   から出没自在な摺動透水型枠を前記ウイング透水型枠内
   に嵌挿して設け、覆工コンクリートの余剰水を排水する
   脱水フオームを、その端部を摺動透水型枠の脚部から型
   枠内側へと巻き込ませて前記各々の透水型枠に追従自在
   にして設けたことを特徴としてなる透水型枠装置。
3. 【請求項３】脱水フオームは、セメント粒子を留めると
   共に余剰水と気泡とを通過させる透水シートと、該透水
   シートよりもメッシュが荒く長手方向に複数の排水用の
   凹部が設けられた排水シートとを積層してなることを特
   徴とする請求項２に記載の透水型枠装置。