JPH09256792A - トンネル覆工構造及び覆工工法 - Google Patents
トンネル覆工構造及び覆工工法Info
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- JPH09256792A JPH09256792A JP8091758A JP9175896A JPH09256792A JP H09256792 A JPH09256792 A JP H09256792A JP 8091758 A JP8091758 A JP 8091758A JP 9175896 A JP9175896 A JP 9175896A JP H09256792 A JPH09256792 A JP H09256792A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トンネル完成後に外部から加わる偏荷重や地
山の大変位などに対して充分な緩衝効果及び変位吸収効
果が期待でき、施工性も良いトンネル覆工構造を提供す
る。 【解決手段】 覆工コンクリート７の外側に、流動物６
を封入した伸縮性袋３による緩衝層を形成する。
山の大変位などに対して充分な緩衝効果及び変位吸収効
果が期待でき、施工性も良いトンネル覆工構造を提供す
る。 【解決手段】 覆工コンクリート７の外側に、流動物６
を封入した伸縮性袋３による緩衝層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトンネル覆工構造及
び覆工工法に関するものである。
び覆工工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２及び図１３に従来の一般的なトン
ネル覆工構造を示し、図１２は、吹付コンクリート５０
の内側に覆工コンクリート５１を施工した山岳トンネル
の場合、図１３は、セグメントによる一次覆工５２の内
側にコンクリートによる二次覆工５３を施工したシール
ドトンネルの場合である。図１２の場合のトンネル構造
物は、吹付コンクリート５０と覆工コンクリート５１と
が一体となって地盤や岩盤と密着する。また、図１３の
場合のトンネル構造物は、一次覆工５２のセグメントに
二次覆工５３のコンクリートが一体化して地盤や岩盤と
密着する。
ネル覆工構造を示し、図１２は、吹付コンクリート５０
の内側に覆工コンクリート５１を施工した山岳トンネル
の場合、図１３は、セグメントによる一次覆工５２の内
側にコンクリートによる二次覆工５３を施工したシール
ドトンネルの場合である。図１２の場合のトンネル構造
物は、吹付コンクリート５０と覆工コンクリート５１と
が一体となって地盤や岩盤と密着する。また、図１３の
場合のトンネル構造物は、一次覆工５２のセグメントに
二次覆工５３のコンクリートが一体化して地盤や岩盤と
密着する。
【０００３】このため、いずれの場合も、外部の地山が
変位を生じたとき、トンネル構造物にそのまま偏荷重が
働き、アーチ状又は円形の構造物でも局部的に大きな荷
重がかかると曲げ応力に耐えきれず、特に覆工コンクリ
ートにクラックが発生していた。また、図１４の（Ａ）
に示すように地殻変動等が断層において発生したときに
は、（Ｂ）に示すように断層のずれがそのままトンネル
に伝わってトンネルの一部がずれてしまい、トンネルの
破壊や内空断面の変形をきたすという問題があった。
変位を生じたとき、トンネル構造物にそのまま偏荷重が
働き、アーチ状又は円形の構造物でも局部的に大きな荷
重がかかると曲げ応力に耐えきれず、特に覆工コンクリ
ートにクラックが発生していた。また、図１４の（Ａ）
に示すように地殻変動等が断層において発生したときに
は、（Ｂ）に示すように断層のずれがそのままトンネル
に伝わってトンネルの一部がずれてしまい、トンネルの
破壊や内空断面の変形をきたすという問題があった。
【０００４】特開昭５８ー１４５６８８号公報には、上
記のようなトンネル完成後の外圧によるクラックではな
く、施工中の外圧によるクラックの発生を防止する目的
で、一次覆工と二次覆工との間に緩衝層を設ける工法が
開示されている。すなわち、この工法は、トンネルを掘
削して吹付コンクリートにより一次覆工を施工した後、
一次覆工コンクリートと二次コンクリートとの収縮差に
よるクラックの発生、及び二次覆工施工中での地山の変
形によるクラックの発生を防止するため、ゴムや繊維や
樹脂等の弾性材料に接着剤を混合したクッション材を一
次覆工の表面に吹き付けて薄い緩衝層を形成し、更にそ
の表面に二次覆工コンクリートを打設する。
記のようなトンネル完成後の外圧によるクラックではな
く、施工中の外圧によるクラックの発生を防止する目的
で、一次覆工と二次覆工との間に緩衝層を設ける工法が
開示されている。すなわち、この工法は、トンネルを掘
削して吹付コンクリートにより一次覆工を施工した後、
一次覆工コンクリートと二次コンクリートとの収縮差に
よるクラックの発生、及び二次覆工施工中での地山の変
形によるクラックの発生を防止するため、ゴムや繊維や
樹脂等の弾性材料に接着剤を混合したクッション材を一
次覆工の表面に吹き付けて薄い緩衝層を形成し、更にそ
の表面に二次覆工コンクリートを打設する。
【０００５】しかし、この工法では、クッション材を一
次覆工の表面に吹き付けて緩衝層を形成するため、その
厚さに施工上の制限があり、所期の目的である、一次覆
工コンクリートと二次コンクリートとの収縮差によるク
ラックの発生、及び二次覆工施工中での地山の変形によ
るクラックの発生は防止できるとしても、トンネル完成
後に外部から加わる偏荷重に対しては充分な緩衝効果が
期待できない。また、現場でのクッション材の吹き付け
によって緩衝層を形成するため、施工時間及び施工費が
大きい。
次覆工の表面に吹き付けて緩衝層を形成するため、その
厚さに施工上の制限があり、所期の目的である、一次覆
工コンクリートと二次コンクリートとの収縮差によるク
ラックの発生、及び二次覆工施工中での地山の変形によ
るクラックの発生は防止できるとしても、トンネル完成
後に外部から加わる偏荷重に対しては充分な緩衝効果が
期待できない。また、現場でのクッション材の吹き付け
によって緩衝層を形成するため、施工時間及び施工費が
大きい。
【０００６】本発明の課題は、トンネル完成後に外部か
ら加わる偏荷重や地山の大変位などに対して充分な緩衝
効果及び変位吸収効果が期待でき、しかも施工性も良い
トンネル覆工構造とその工法を提供することにある。
ら加わる偏荷重や地山の大変位などに対して充分な緩衝
効果及び変位吸収効果が期待でき、しかも施工性も良い
トンネル覆工構造とその工法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のトンネル覆工構
造は、覆工コンクリートの外側に、流動物を封入した伸
縮性袋による緩衝層を形成したものである。
造は、覆工コンクリートの外側に、流動物を封入した伸
縮性袋による緩衝層を形成したものである。
【０００８】本発明によるトンネル覆工工法は、トンネ
ル内に伸縮性袋を設置して該伸縮性袋内に流動物を注入
した後、この伸縮性袋の内側に覆工コンクリートを施工
する。
ル内に伸縮性袋を設置して該伸縮性袋内に流動物を注入
した後、この伸縮性袋の内側に覆工コンクリートを施工
する。
【０００９】このようなトンネル覆工構造によると、流
動物を封入した伸縮性袋が、覆工コンクリートの外側で
厚い緩衝層を形成するため、トンネル完成後に外部から
加わる偏荷重や地山の大変位などに対しても充分な緩衝
効果及び変位吸収効果を発揮する。緩衝層は、覆工コン
クリート施工前に伸縮性袋を一次覆工又は地山の内側に
設置するだけで簡単に施工できる。
動物を封入した伸縮性袋が、覆工コンクリートの外側で
厚い緩衝層を形成するため、トンネル完成後に外部から
加わる偏荷重や地山の大変位などに対しても充分な緩衝
効果及び変位吸収効果を発揮する。緩衝層は、覆工コン
クリート施工前に伸縮性袋を一次覆工又は地山の内側に
設置するだけで簡単に施工できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【００１１】本実施例は山岳トンネルの場合であって、
図１に示すようにトンネル１を掘削し、図２に示すよう
に従来と同様に吹付コンクリートやロックボルト等によ
り一次覆工２を施工した後、図３に示すようにこの一次
覆工２の内周面に伸縮性袋３を添設する。伸縮性袋３
は、図６に示すようにゴム等の不透水性伸縮素材で作ら
れ、その内部には、伸縮性袋３を内部から補強して所定
厚さ（例えば１０ｃｍ程度）以上の膨張を制限する補強
部材４が随所に設けられ、また伸縮性袋３の一側外面
（背面）には多数の固定金具５が設けられている。伸縮
性袋３は、この固定金具５を用いて一次覆工２の吹付コ
ンクリート面に固定する。伸縮性袋３は、吹付コンクリ
ート面の全周を一度に覆う大きさにする必要はなく、複
数の伸縮性袋３を連結して吹付コンクリート面を覆うよ
うにすれば、設置作業性が良い。
図１に示すようにトンネル１を掘削し、図２に示すよう
に従来と同様に吹付コンクリートやロックボルト等によ
り一次覆工２を施工した後、図３に示すようにこの一次
覆工２の内周面に伸縮性袋３を添設する。伸縮性袋３
は、図６に示すようにゴム等の不透水性伸縮素材で作ら
れ、その内部には、伸縮性袋３を内部から補強して所定
厚さ（例えば１０ｃｍ程度）以上の膨張を制限する補強
部材４が随所に設けられ、また伸縮性袋３の一側外面
（背面）には多数の固定金具５が設けられている。伸縮
性袋３は、この固定金具５を用いて一次覆工２の吹付コ
ンクリート面に固定する。伸縮性袋３は、吹付コンクリ
ート面の全周を一度に覆う大きさにする必要はなく、複
数の伸縮性袋３を連結して吹付コンクリート面を覆うよ
うにすれば、設置作業性が良い。
【００１２】伸縮性袋３の固定後、その内部に、図４に
示すように水や粘性物質（コンクリートに近い比重のも
のが良い）や気体等の流動物６を注入し、伸縮性袋３を
膨張させる。その際、圧力計を用いて注入レベルを確認
する。
示すように水や粘性物質（コンクリートに近い比重のも
のが良い）や気体等の流動物６を注入し、伸縮性袋３を
膨張させる。その際、圧力計を用いて注入レベルを確認
する。
【００１３】次に、伸縮性袋３をトンネル内から覆うよ
うに覆工コンクリートを打設して二次覆工７を施工す
る。そのコンクリート硬化後、伸縮性袋３内に再び流動
物６を注入し、伸縮性袋３内の空隙をなくすと同時に、
その膨張により若干の圧力が常時かかるようにして覆工
作業を完了する。
うに覆工コンクリートを打設して二次覆工７を施工す
る。そのコンクリート硬化後、伸縮性袋３内に再び流動
物６を注入し、伸縮性袋３内の空隙をなくすと同時に、
その膨張により若干の圧力が常時かかるようにして覆工
作業を完了する。
【００１４】このようにして施工された覆工構造は、流
動物６を封入した伸縮性袋３が、一次覆工２と二次覆工
７との間で厚い緩衝層を形成し、外部からの偏荷重等に
対して圧力を分散しながら緩衝する。図７にその様子を
示し、同図の（Ａ）に示すように一次覆工２の外側から
偏荷重がかかったとき、緩衝層である伸縮性袋３がこの
偏荷重をパスカルの原理により分散して等分布荷重と
し、その荷重が（Ｂ）に示すように二次覆工７で軸方向
の応力に変わる。この場合には、軸方向圧縮応力が増加
することになるが、コンクリートは元来曲げ（引張応力
が発生する）よりも圧縮に対して強い性質を有するた
め、二次覆工７でのクラック発生を防止できる。
動物６を封入した伸縮性袋３が、一次覆工２と二次覆工
７との間で厚い緩衝層を形成し、外部からの偏荷重等に
対して圧力を分散しながら緩衝する。図７にその様子を
示し、同図の（Ａ）に示すように一次覆工２の外側から
偏荷重がかかったとき、緩衝層である伸縮性袋３がこの
偏荷重をパスカルの原理により分散して等分布荷重と
し、その荷重が（Ｂ）に示すように二次覆工７で軸方向
の応力に変わる。この場合には、軸方向圧縮応力が増加
することになるが、コンクリートは元来曲げ（引張応力
が発生する）よりも圧縮に対して強い性質を有するた
め、二次覆工７でのクラック発生を防止できる。
【００１５】また、図８に示すようにトンネルの一部で
地山の断層ずれが生じた場合にも、そのずれが緩衝層で
ある伸縮性袋３の厚さ以内であれば、これにより吸収さ
れ、二次覆工７までは波及しない。
地山の断層ずれが生じた場合にも、そのずれが緩衝層で
ある伸縮性袋３の厚さ以内であれば、これにより吸収さ
れ、二次覆工７までは波及しない。
【００１６】次に、シールドトンネルの場合の実施例に
ついて説明する。図９に示すようにトンネル８を掘削
し、図１０に示すようにトンネル内の下部に積層ゴム等
によるセグメント支持架台９を設置した状態で、トンネ
ルの内周に伸縮性袋３を添設する。この場合、伸縮性袋
３に予めセグメント支持架台９を付設しておくと便利で
ある。次いで、図１１に示すように一次覆工のセグメン
ト１０を組み立てた後、伸縮性袋３内に流動物６を注入
し加圧する。
ついて説明する。図９に示すようにトンネル８を掘削
し、図１０に示すようにトンネル内の下部に積層ゴム等
によるセグメント支持架台９を設置した状態で、トンネ
ルの内周に伸縮性袋３を添設する。この場合、伸縮性袋
３に予めセグメント支持架台９を付設しておくと便利で
ある。次いで、図１１に示すように一次覆工のセグメン
ト１０を組み立てた後、伸縮性袋３内に流動物６を注入
し加圧する。
【００１７】なお、本発明は開削トンネルに適用しても
有効である。
有効である。
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果がある。 流動物を封入した伸縮性袋が、内外の覆工の間で厚
い緩衝層を形成するため、トンネル完成後における外部
からの偏荷重に対して覆工コンクリートやシールドセグ
メント等のクラックの発生を防止できる。 トンネルの一部で地山の断層ずれが生じた場合に
も、そのずれが緩衝層である伸縮性袋の厚さ以内であれ
ば、これにより吸収して覆工コンクリートやシールドセ
グメント等の破壊を防止し、現状の内空断面を確保でき
る。 周囲の構造物の破壊や沈下等による偏圧変形に対す
る許容性が増えるため、ライフラインに適用すれば、大
地震時のライフラインの確保が図れる。 トンネル内周又は一次覆工の内側に伸縮性袋を設置
してから、この伸縮性袋内に流動物を注入するだけで緩
衝層を形成できるので、施工性が良い。
ような効果がある。 流動物を封入した伸縮性袋が、内外の覆工の間で厚
い緩衝層を形成するため、トンネル完成後における外部
からの偏荷重に対して覆工コンクリートやシールドセグ
メント等のクラックの発生を防止できる。 トンネルの一部で地山の断層ずれが生じた場合に
も、そのずれが緩衝層である伸縮性袋の厚さ以内であれ
ば、これにより吸収して覆工コンクリートやシールドセ
グメント等の破壊を防止し、現状の内空断面を確保でき
る。 周囲の構造物の破壊や沈下等による偏圧変形に対す
る許容性が増えるため、ライフラインに適用すれば、大
地震時のライフラインの確保が図れる。 トンネル内周又は一次覆工の内側に伸縮性袋を設置
してから、この伸縮性袋内に流動物を注入するだけで緩
衝層を形成できるので、施工性が良い。
【図１】図１から図５は本発明を山岳トンネルに適用し
た実施例の断面図で、図１はトンネル掘削後の状態を示
す。
た実施例の断面図で、図１はトンネル掘削後の状態を示
す。
【図２】吹付コンクリートによる一次覆工施工後の状態
である。
である。
【図３】一次覆工に伸縮性袋を添設した状態である。
【図４】伸縮性袋内に流動物を注入した状態である。
【図５】二次覆工施工後の状態である。
【図６】上記実施例で使用する伸縮性袋の斜視図であ
る。
る。
【図７】外部から偏荷重がかかったときの伸縮性袋によ
る緩衝作用を解説する図で、（Ａ）は伸縮性袋による荷
重分散を示し、（Ｂ）は覆工コンクリートで軸方向圧縮
力に変わることを示す。
る緩衝作用を解説する図で、（Ａ）は伸縮性袋による荷
重分散を示し、（Ｂ）は覆工コンクリートで軸方向圧縮
力に変わることを示す。
【図８】伸縮性袋において断層ずれを吸収できることを
示す図である。
示す図である。
【図９】図９から図１１は本発明をシールドトンネルに
適用した実施例の断面図で、図９はトンネル掘削後の状
態を示す。
適用した実施例の断面図で、図９はトンネル掘削後の状
態を示す。
【図１０】伸縮性袋を設置した状態である。
【図１１】セグメントを組み立て、伸縮性袋内に流動物
を注入した状態である。
を注入した状態である。
【図１２】山岳トンネルの場合の従来のトンネル構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図１３】シールドトンネルの場合の従来のトンネル構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図１４】従来のトンネル構造では、トンネルの一部で
断層ずれが生じたときにトンネルの破壊や内空断面の変
形をきたすことを説明する図で、（Ａ）は断層ずれの発
生、（Ｂ）はトンネルの破壊を示す。
断層ずれが生じたときにトンネルの破壊や内空断面の変
形をきたすことを説明する図で、（Ａ）は断層ずれの発
生、（Ｂ）はトンネルの破壊を示す。
１ トンネル ２ 一次覆工 ３ 伸縮性袋 ４ 補強部材 ５ 固定金具 ６ 流動物 ７ 二次覆工 ８ トンネル ９ セグメント支持架台 １０ セグメント
Claims (2)
- 【請求項１】覆工コンクリートの外側に、流動物を封入
した伸縮性袋による緩衝層を形成したことを特徴とする
トンネル覆工構造。 - 【請求項２】トンネル内に伸縮性袋を設置して該伸縮性
袋内に流動物を注入した後、この伸縮性袋の内側に覆工
コンクリートを施工することを特徴とするトンネル覆工
工法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091758A JPH09256792A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | トンネル覆工構造及び覆工工法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8091758A JPH09256792A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | トンネル覆工構造及び覆工工法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09256792A true JPH09256792A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=14035453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8091758A Pending JPH09256792A (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | トンネル覆工構造及び覆工工法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09256792A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205163A (ja) * | 2007-05-18 | 2007-08-16 | Kajima Corp | トンネル構造およびトンネルの構築方法 |
| CN104047610A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-09-17 | 甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司 | 复合衬砌结构 |
| JP2017106252A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | 戸田建設株式会社 | 山岳トンネルにおける覆工コンクリート構造体及びそのための複合機能性シート |
| CN107326927A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-11-07 | 金陵科技学院 | 一种减震型地下管线隧道及其施工方法 |
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| CN109681231A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-04-26 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 一种活动断层区段矿山法隧道位移自适应结构与安装方法 |
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| CN110359954A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-10-22 | 西南交通大学 | 一种穿越蠕滑断层隧道颗粒填充层抗错结构及其施工方法 |
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| CN112523777A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-19 | 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司 | 一种盾构隧道加固结构及施工方法 |
| CN115961972A (zh) * | 2022-12-12 | 2023-04-14 | 中铁西北科学研究院有限公司 | 一种适用于膨胀岩隧道的预制仰拱结构及实施方法 |
-
1996
- 1996-03-22 JP JP8091758A patent/JPH09256792A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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