JPH0791194A - 既設トンネルの補修工法 - Google Patents

既設トンネルの補修工法

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JPH0791194A
JPH0791194A JP5257532A JP25753293A JPH0791194A JP H0791194 A JPH0791194 A JP H0791194A JP 5257532 A JP5257532 A JP 5257532A JP 25753293 A JP25753293 A JP 25753293A JP H0791194 A JPH0791194 A JP H0791194A
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JP
Japan
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lining material
tunnel
liner
arch
existing tunnel
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JP5257532A
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English (en)
Inventor
Minoru Kakizaki
稔 柿崎
Shusaku Kawaguchi
周作 川口
Takashi Takeuchi
貴司 竹内
Hayao Yanagimoto
速雄 柳本
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な手段によって、既設トンネルを容易に
かつ迅速に補修する。 【構成】 既設トンネル1における左右両側のコーナー
部を切削してトンネル長手方向に延長する溝2を設け、
次に前記既設トンネル1の内周壁断面より僅か小さい相
似形断面の左右両側のサイド内張材3とアーチ内張材4
とからなる鋼板製内張材5における各サイド内張材3の
下部を、前記溝2内に配置し、かつその溝2内にコンク
リート6を充填してサイド内張材3の下部を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、既設トンネルが長期間
の使用により老朽化した場合、その既設トンネルを補修
する工法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、老朽化した既設トンネルを補修す
る工法として、各種の工法が用いられているが、最も一
般的な工法として、トンネル内壁に鉄筋コンクリートや
吹付けコンクリートを内巻きする工法が知られている。
しかし、この工法の場合は、トンネルの内空断面に余裕
があるときは、あまり問題がないが、そうでないとき
は、内巻き厚さによる内空断面の減少を相殺するため、
トンネル底盤部をはつって元の内空断面と同等にする盤
下げ工法が併用されることとなり大規模工事になる。本
出願人は、先に既設トンネルの内張設置方法として特公
平3−68200号公報により公表されているものを提
案した。このトンネルの内張設置方法の場合は、既設ト
ンネルの断面より僅かに小さい相似形断面の内張材をト
ンネル内周壁に内張りすることにより、下盤の掘り下げ
を不要にしている。また、この既設トンネルの内張設置
方法の場合は、比較的小規模の主として水路用既設トン
ネルを対象とし、完全に漏水を防止するために、トンネ
ル底盤を含む内周面全体の内張り補修を行うものであ
る。さらにまた、前記特公平3−68200号公報の内
張材は、トンネル内周壁に沿って連続して全体に配置さ
れているので、主として既設トンネルの漏水による被圧
水の外圧に対して内張材は圧縮応力(座屈応力)で抵抗
するように設計される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、道路トンネル
のようにトンネル底盤を定期的に維持保全しているもの
ではこの部分の補修の必要がなく、また補修期間中、通
行制限を極力少なくする必要のある既設トンネルの補修
工法としては適しなかった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、既設トンネル
の底盤部を除く、アーチ部およびサイド部の補修を対象
とし、既設トンネルの内空断面の減少を最小限とし、か
つ補修工事期間中のトンネル内通行制限を極力少なくで
きる既設トンネルの補修工法を提供することを目的とす
るものである。前述の問題を有利に解決するために、本
発明の既設トンネルの補修工法においては、既設トンネ
ル1における左右両側のコーナー部を切削してトンネル
長手方向に延長する溝2を設け、次に前記既設トンネル
1の内周壁断面より僅か小さい相似形断面の左右両側の
サイド内張材3とアーチ内張材4とからなる鋼板製内張
材5における各サイド内張材3の下部を、前記溝2内に
配置し、かつその溝2内にコンクリート6を充填してサ
イド内張材3の下部を固定する。また鋼板製内張材5
を、下端に埋込部を有する複数のサイド内張材3とアー
チ内張材4とに分割製作し、次にまずサイド内張材3
を、既設トンネル1内に搬送台車7により搬送して、前
記サイド内張材3を所定の形状になるように配置し、そ
のサイド内張材3の下部を溝2内に充填したコンクリー
ト6により固定し、次にアーチ内張材4をサイド内張材
3よりも縮径すると共に、アーチ内張材4の両端部をサ
イド内張材3の上端部にオーバーラップするように引寄
せた状態で、搬送台車7に搭載してトンネル内に搬入
し、トンネル内の所定位置において、アーチ内張材4を
拡径して張り出して、既に固定されているサイド内張材
3の上端部にアーチ内張材4の下端部を合致させて溶接
により結合することによっても、前述の問題を有利に解
決することができる。さらにまた、既設トンネル1の左
右両側のコーナー部の溝2を、サイド内張材3の下部の
埋込固定部の長さよりも深くしておき、下部に埋込固定
部を有するサイド内張材3とアーチ内張材4とを一体化
して構成した鋼板製内張材5を、縮径すると共に下方に
移動させ、かつサイド内張材3の下部を溝2内の空間部
に位置するように配置した状態で、鋼板製内張材5を搬
送台車7に搭載して、前記鋼板製内張材5をトンネル内
に搬入し、トンネル内の所定位置において、鋼板製内張
材5を拡径し、その鋼板製内張材5を上方に移動して所
定形状にしたのち、前記溝2内にコンクリート6を充填
して、左右のサイド内張材3の下部を固定することによ
っても、前述の問題を有利に解決することができる。
【0005】
【実施例】図1ないし図3は請求項1の工法によって補
修されたトンネルを示すものであって、アーチ内張材4
が、左右両側に裏当金8を固定した上部中央内張材9
と、下端に裏当金10を固定した上方側部内張材11
と、下方側部内張材12とにより構成され、サイド内張
材3の上部に裏当金13が固定され、前記サイド内張材
3とアーチ内張材4とにより、下部切欠円形の鋼板製内
張材5が構成されている。
【0006】図1および図2は、請求項1の工法によっ
て施工された既設トンネル1の補修構造を示すものであ
って、既設トンネル1における左右両側のコーナー部
に、上向きに開口する溝2をトンネル長手方向に連続し
て延長するように設け、次に前記溝2の外側地盤および
下側地盤に鋼棒からなるアンカー部材14を打込むと共
に、そのアンカー部材14の端部を溝2内に突出させて
おく。
【0007】次に上部中央内張材9の左右両端部に上方
側部内張材11の上端部を溶接により固着し、かつその
上方側部内張材11の下端部に、下方側部内張材12の
上端部を溶接により固着して、アーチ内張材4を構成
し、そのアーチ内張材4の左右両端の下部に、サイド内
張材3の上端部を溶接により固着して、下部切欠円形の
鋼板製内張材5を構成する。
【0008】次に前記鋼板製内張材5における左右両側
の下端部を、溝2内に配置して、その溝2内にコンクリ
ート6を充填し、そのコンクリート6により、鋼板製内
張材5の左右両側の下部を固定する。次に既設トンネル
1と鋼板製内張材5との間の小間隙に、モルタルまたは
コンクリート等からなるグラウト材15を注入充填す
る。この場合、コンクリート6に作用する水平力Hおよ
び垂直力Vは、アンカー部材14を固定したコンクリー
ト6により強力に支承される。また鋼板製内張材5に作
用する水圧Pはその鋼板製内張材5により受止められ
る。
【0009】図4ないし図11は請求項2の発明の実施
例を示すものであって、既設トンネル1における左右両
側のコーナー部が掘削されて、トンネル長手方向に延長
する溝2が設けられ、各溝2に近い位置において、下盤
16に2本のレール17が固定され、前後方向に間隔を
おいて配置された駆動台車18と従動台車19とが、連
結部材20を介して連結されて、走行フレーム21が構
成され、前記駆動台車18に、走行用駆動装置(図示を
省略した)により回転される駆動車輪22が取付けら
れ、さらに前記従動台車19に従動車輪23が取付けら
れ、各走行フレーム21の駆動車輪22および従動車輪
23は、左右のレール17に載置されている。
【0010】左右の駆動台車18の上部と左右の従動台
車19の上部とに、垂直なガイド筒24の下端部が固定
され、垂直な支柱25の下端部に固定された垂直な昇降
ガイド筒26は、前記ガイド筒24に摺動自在に嵌入さ
れ、かつ前記昇降ガイド筒26の内部に、内張材の高さ
を調整する高さ調整用ジャッキ27が収容され、その高
さ調整用ジャッキ27の下端部は駆動台車18または従
動台車19に固定され、各高さ調整用ジャッキ27の上
端部は支柱25の下端板に固定されている。
【0011】左右の支柱25の上端部に、トンネル縦中
心線側に向かって高くなるように傾斜する内張材支持用
中間部材28の中間部が固定され、左右の内張材支持用
中間部材28の間に内張材支持用上部部材29が介在さ
れてボルトにより固定され、さらに前記内張材支持用中
間部材28の下端部に、内張材支持用下部部材30の上
端部が、前後方向に延長するピン31により枢着され、
前記各内張材支持用中間部材28とこれに連結された各
内張材支持用上部部材29および各内張材支持用下部部
材30とにより、円弧状の内張材支持フレーム32が構
成されている。
【0012】前記各内張材支持フレーム32はトンネル
長手方向に延長する多数の連結杆33により連結され、
各連結杆33における長手方向の両側に、支承ローラ3
4がトンネル長手方向に延長する支軸35により回転自
在に取付けられ、下部の連結杆33に、左右の内張材支
持用下部部材30の巾を調整する幅調整用ジャッキ36
の基端部が枢着され、その幅調整用ジャッキ36の先端
部は内張材支持用下部部材30の下部に枢着されてい
る。
【0013】チェーンからなる牽引具37の一端部は、
ガイド筒24に連結され、前記牽引具37の他端部に取
付けられたフック38は、アーチ内張材4の左右両側の
下部内面に固定された係止金具39に係合される。
【0014】次に請求項2の発明の実施例について説明
する。既設トンネル1における左右両側のコーナー部
に、上向きに開口する溝2をトンネル長手方向に連続し
て延長するように設け、次に前記溝2の外側地盤および
下側地盤に鋼棒からなるアンカー部材14を打込むと共
に、そのアンカー部材14の端部を溝2内に突出させて
おく。
【0015】次に上端部に裏当金13を固定したサイド
内張材3の下部を前記溝2内に配置し、かつその溝2内
にコンクリート6を充填して、前記サイド内張材3の下
部を、溝2内に固定する。
【0016】次に図4および図5に示す内張材設置装置
40にアーチ内張材4を載置すると共に、内張材支持フ
レーム32を縮径し、かつ幅調整用ジャッキ36により
内張材支持用下部部材30を内側に引寄せると共に、牽
引具37により内張材支持用下部部材30をトンネル内
側に引寄せた状態で、前記内張材設置装置40によりア
ーチ内張材4をトンネル内の所定位置まで搬送する。
【0017】次に高さ調整用ジャッキ27を伸長して、
アーチ内張材4を所定位置まで上昇させ、かつ牽引具3
7のフック38を係止金具39から外したのち、幅調整
用ジャッキ36を伸長して、図6および図7に示すよう
に、アーチ内張材4を所定の設置位置に配置して、アー
チ内張材4の左右両側の下部を、それぞれサイド内張材
3の上端部に溶接により固着し、各サイド内張材3およ
びアーチ内張材4からなる鋼板製内張材5と、既設トン
ネル1との間の小間隙に、モルタルまたはコンクリート
等からなるグラウト材15を注入充填する。
【0018】次に請求項3の発明の実施例を、図12お
よび図13と図6および図7とに基づいて説明する。ま
ず既設トンネル1の左右両側のコーナー部に、トンネル
長手方向に連続して延長すると共に、上向きに開口する
溝2を設け、その溝の深さをサイド内張材3の下部の埋
込固定部の長さよりも深くしておき、下部に埋込固定部
を有するサイド内張材3とアーチ内張材4とを一体化し
て構成した鋼板製内張材5を、縮径すると共に下方に移
動させ、かつサイド内張材3の下部を溝2内の空間部に
位置するように配置した状態で、図12に示すように、
鋼板製内張材5を搬送台車7に搭載して、前記鋼板製内
張材5をトンネル内に搬入し、トンネル内の所定位置に
おいて、図13に示すように、鋼板製内張材5を拡径す
ると共に、その鋼板製内張材5を上方に移動して所定形
状にしたのち、前記溝2内にコンクリート6を充填し
て、左右のサイド内張材3の下部を固定する。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、既設トンネル1におけ
る左右両側のコーナー部を切削してトンネル長手方向に
延長する溝2を設け、次に前記既設トンネル1の内周壁
断面より僅か小さい相似形断面の左右両側のサイド内張
材3とアーチ内張材4とからなる鋼板製内張材5におけ
る各サイド内張材3の下部を、前記溝2内に配置し、か
つその溝2内にコンクリート6を充填してサイド内張材
3の下部を固定するので、既設トンネル1の内周壁断面
よりも僅かに小さい相似形断面の補修トンネルを容易に
築造することができ、かつ鋼板製内張材5の左右両側の
下部を、既設トンネル1の下盤の左右両側に設けた溝2
内に配置して、その溝2内に固定用のコンクリート6を
充填したので、鋼板製内張材5の左右両側の下部を安定
状態で強力に支持することができ、さらに既設トンネル
1の内部空間を広く確保できるので、既設トンネル補修
工事中の交通を許容することができる。また鋼板製内張
材5を、下端に埋込部を有する複数のサイド内張材3と
アーチ内張材4とに分割製作し、次にまずサイド内張材
3を、既設トンネル1内に搬送台車7により搬送して、
前記サイド内張材3を所定の形状になるように配置し、
そのサイド内張材3の下部を溝2内に充填したコンクリ
ート6により固定し、次にアーチ内張材4をサイド内張
材3よりも縮径すると共に、アーチ内張材4の両端部を
サイド内張材3の上端部にオーバーラップするように引
寄せた状態で、搬送台車7に搭載してトンネル内に搬入
し、トンネル内の所定位置において、アーチ内張材4を
拡径して張り出して、既に固定されているサイド内張材
3の上端部にアーチ内張材4の下端部を合致させて溶接
により結合することにより、強度が大きく、かつトンネ
ルに大きい内部空間を有する補修トンネルを容易に構築
することができる。さらにまた、既設トンネル1の左右
両側のコーナー部の溝2を、サイド内張材3の下部の埋
込固定部の長さよりも深くしておき、下部に埋込固定部
を有するサイド内張材3とアーチ内張材4とを一体化し
て構成した鋼板製内張材5を、縮径すると共に下方に移
動させ、かつサイド内張材3の下部を溝2内の空間部に
位置するように配置した状態で、鋼板製内張材5を搬送
台車7に搭載して、前記鋼板製内張材5をトンネル内に
搬入し、トンネル内の所定位置において、鋼板製内張材
5を拡径し、その鋼板製内張材5を上方に移動して所定
形状にしたのち、前記溝2内にコンクリート6を充填し
て、左右のサイド内張材3の下部を固定することによ
り、強度が大きく、かつトンネルに大きい内部空間を有
する補修トンネルを、容易にかつ迅速に構築することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の発明の実施例の工法により補修され
た既設トンネルを示す縦断正面図である。
【図2】図1の一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図3】請求項1の発明の実施例において用いられる鋼
板製内張材を示す正面図である。
【図4】請求項2の発明の実施例においてサイド内張材
を固定し、アーチ内張材を搬送している状態を示す縦断
正面図である。
【図5】図4の一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図6】請求項2の発明の実施例においてアーチ内張材
をサイド内張材に接合した状態を示す縦断正面図であ
る。
【図7】図6の一部を拡大して示す縦断正面図である。
【図8】内張材設置装置を示す側面図である。
【図9】図8の一部を拡大して示す側面図である。
【図10】支承ローラの取付状態を示す側面図である。
【図11】支承ローラの取付状態を示す縦断正面図であ
る。
【図12】請求項3の発明の実施例において鋼板製内張
材を搬送している状態を示す縦断正面図である。
【図13】請求項3の発明の実施例において鋼板製内張
材の下部をコンクリートにより固定した状態を示す縦断
正面図である。
【符号の説明】
1 既設トンネル 2 溝 3 サイド内張材 4 アーチ内張材 5 鋼板製内張材 6 コンクリート 7 搬送台車 8 裏当金 9 上部中央内張材 10 裏当金 11 上方側部内張材 12 下方側部内張材 13 裏当金 14 アンカー部材 15 グラウト材 16 下盤 17 レール 18 駆動台車 19 従動台車 20 連結部材 21 走行フレーム 22 駆動車輪 23 従動車輪 24 ガイド筒 25 支柱 26 昇降ガイド筒 27 高さ調整用ジャッキ 28 内張材支持用中間部材 29 内張材支持用上部部材 30 内張材支持用下部部材 31 ピン 32 内張材支持フレーム 33 連結杆 34 支承ローラ 35 支軸 36 幅調整用ジャッキ 37 牽引具 38 フック 39 係止金具 40 内張材設置装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳本 速雄 神奈川県相模原市西橋本5−9−1 新日 本製鐵株式会社鉄構海洋事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 既設トンネル1における左右両側のコー
    ナー部を切削してトンネル長手方向に延長する溝2を設
    け、次に前記既設トンネル1の内周壁断面より僅か小さ
    い相似形断面の左右両側のサイド内張材3とアーチ内張
    材4とからなる鋼板製内張材5における各サイド内張材
    3の下部を、前記溝2内に配置し、かつその溝2内にコ
    ンクリート6を充填してサイド内張材3の下部を固定す
    る既設トンネルの補修工法。
  2. 【請求項2】 鋼板製内張材5を、下端に埋込部を有す
    る複数のサイド内張材3とアーチ内張材4とに分割製作
    し、次にまずサイド内張材3を、既設トンネル1内に搬
    送台車7により搬送して、前記サイド内張材3を所定の
    形状になるように配置し、そのサイド内張材3の下部を
    溝2内に充填したコンクリート6により固定し、次にア
    ーチ内張材4をサイド内張材3よりも縮径すると共に、
    アーチ内張材4の両端部をサイド内張材3の上端部にオ
    ーバーラップするように引寄せた状態で、搬送台車7に
    搭載してトンネル内に搬入し、トンネル内の所定位置に
    おいて、アーチ内張材4を拡径して張り出して、既に固
    定されているサイド内張材3の上端部にアーチ内張材4
    の下端部を合致させて溶接により結合する請求項1の既
    設トンネルの補修工法。
  3. 【請求項3】 既設トンネル1の左右両側のコーナー部
    の溝2を、サイド内張材3の下部の埋込固定部の長さよ
    りも深くしておき、下部に埋込固定部を有するサイド内
    張材3とアーチ内張材4とを一体化して構成した鋼板製
    内張材5を、縮径すると共に下方に移動させ、かつサイ
    ド内張材3の下部を溝2内の空間部に位置するように配
    置した状態で、鋼板製内張材5を搬送台車7に搭載し
    て、前記鋼板製内張材5をトンネル内に搬入し、トンネ
    ル内の所定位置において、鋼板製内張材5を拡径し、そ
    の鋼板製内張材5を上方に移動して所定形状にしたの
    ち、前記溝2内にコンクリート6を充填して、左右のサ
    イド内張材3の下部を固定する請求項1の既設トンネル
    の補修工法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021173093A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 国立研究開発法人土木研究所 既設道路トンネルの覆工部の改築方法及びそれに用いる装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021173093A (ja) * 2020-04-28 2021-11-01 国立研究開発法人土木研究所 既設道路トンネルの覆工部の改築方法及びそれに用いる装置

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