JPH10140993A - トンネル覆工コンクリートの打設方法及びトンネル覆工用型枠装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量化及び簡素化された型枠や支保部材を使
用しつつ、少ない労力で覆工コンクリートを容易に打設
形成してゆくことのできるトンネル覆工コンクリートの
打設方法及びトンネル覆工用型枠装置を提供する。 【解決手段】 二次覆工体１３の計画内周面に沿って布
部材１７を張設し、この布部材１７と、吹き付けコンク
リートによる一次覆工１２の内壁面との間の空間にコン
クリートを打設し、布部材１７の緊張によって当該布部
材１７の撓みを防止して、打設したコンクリートの形状
を保持しつつ当該コンクリートを硬化させることにより
二次覆工体１３を順次打設構築する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トンネル覆工コ
ンクリートの打設方法及びトンネル覆工用型枠装置に関
し、特に、トンネルの内周面を覆ってこれを防護する覆
工体を形成するための、トンネル覆工コンクリートの打
設方法及びトンネル覆工用型枠装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの内周面を覆ってこれを防護す
る覆工体は、例えば山岳トンネル等の比較的安定した地
盤に形成されたトンネルに対しては、吹き付けコンクリ
ートや現場打ちコンクリートなどによって一次覆工が形
成されることになり、一方、例えばシールドトンネル等
の、地下水や軟弱地盤などの影響で不安定な地盤に形成
されたトンネルに対しては、鋼製のセグメントやプレキ
ャストコンクリート製のセグメントを組み立ることなど
によって一次覆工が形成されることになる。

【０００３】また、このようにして形成された一次覆工
の内側には、所望のトンネル断面を形成して安定したト
ンネル構造物が得られるように、一般に、現場打ちコン
クリートによって二次覆工が形成されることになる。

【０００４】そして、このようにして一次覆工や二次覆
工を現場打ちコンクリートによって構築形成する場合に
は、トンネルの内壁面に沿って覆工コンクリート用の型
枠を組立設置し、これにより形成されたトンネルの内壁
面と型枠との間の空間に、コンクリートを打設して硬化
させることによって、構築作業が行われることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような従来のトンネル覆工コンクリートの打設方法によ
れば、型枠として、一般に重量の重い鋼製のものが使用
されているため、その組立作業や解体作業が煩雑となっ
て多くの手間と労力を必要とすることになるとともに、
例えばセントルと呼ばれる型枠支保部材が大型かつ複雑
になり、また、これらの型枠や支保部材が高価なもので
あるため、施工コストが嵩むことになるという課題があ
った。

【０００６】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、軽量化及び簡素化された
型枠や支保部材を使用しつつ、少ない労力で覆工コンク
リートを容易に打設形成してゆくことのできるトンネル
覆工コンクリートの打設方法及びトンネル覆工用型枠装
置を提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、トンネル
覆工コンクリートの計画内周面に沿って布部材を張設
し、この布部材と、覆工前のトンネル内壁面との間の空
間にコンクリートを打設し、前記布部材の緊張によって
当該布部材の撓みを防止して、打設したコンクリートの
形状を保持しつつ当該コンクリートを硬化させることを
特徴とするトンネル覆工コンクリートの打設方法にあ
る。

【０００８】ここで、上記記載において、布部材として
は、打設したコンクリートの形状を保持するように緊張
した場合でも、破断しない程度の引張り強度を有する布
状ないしはシート状の部材であって、例えば合成樹脂製
の繊維や糸からなる織布や不織布の他、引張強度や引張
剛性を高めるための補強繊維などを内包しつつ延伸加工
して製造された各種のシート等を使用することもでき
る。

【０００９】なお、覆工前のトンネル内壁面とは、例え
ば打設形成されるトンネル覆工コンクリートが一次覆工
の場合にはトンネルの掘削内壁面を、例えば打設形成さ
れるトンネル覆工コンクリートが二次覆工の場合には一
次覆工の内壁面を意味するものである。

【００１０】そして、この発明のトンネル覆工コンクリ
ートの打設方法は、前記布部材を、トンネル覆工コンク
リートの計画内周面に沿って配置したパイプ部材によっ
て支持させつつ張設するようにすることが好ましい。

【００１１】また、この発明の打設方法は、前記布部材
を帯状部材とし、トンネルの軸方向に延長して張設する
ようにすることが好ましい。

【００１２】一方、この発明の他の要旨は、トンネル覆
工コンクリートの計画内周面の形状に沿って周方向に設
置されるとともに、トンネルの軸方向に間隔をおいて配
置される一対のガイドレールと、該一対の各ガイドレー
ルに沿って、同期しながら周方向へ各々移動する一対の
張設架台と、該一対の張設架台の少なくとも一方に設け
られた巻き取りロール及び該巻き取りロールの回動手段
と、少なくとも一方の端部を前記巻き取りロールに巻回
した状態で、前記一対の張設架台間においてトンネルの
軸方向に張設される帯状の布部材とからなることを特徴
とするトンネル覆工用型枠装置にある。

【００１３】また、この発明のトンネル覆工用型枠装置
は、トンネル覆工コンクリートの計画内周面にその最外
周部分が位置するように、前記計画内周面に沿って周方
向に配置される少なくとも一対の張設支持パイプを備え
るようにし、前記帯状の布部材を、この張設支持パイプ
間に周設することにより、前記計画内周面に沿うように
しながら前記一対の張設架台間に張設するようにするこ
とが好ましい。

【００１４】そして、この発明のトンネル覆工コンクリ
ートの打設方法によれば、覆工コンクリートの計画内周
面に沿って軽量の布部材を配設し、この布部材を相当の
緊張力で引張ることにより、この布部材を型枠として、
簡易かつ容易に覆工コンクリートを打設するための空間
が形成されることになるとともに、打設したコンクリー
トが硬化した後、緊張力を緩めて布部材を取り外すこと
により、当該布部材を覆工コンクリートの表面から容易
に撤去することが可能になる。

【００１５】また、前記布部材を、トンネル覆工コンク
リートの計画内周面に沿って配置したパイプ部材によっ
て支持させつつ張設するようにすれば、前記布部材を、
計画内周面に沿った所望の位置に安定した状態で張設す
ることが可能になる。

【００１６】さらに、布部材を帯状部材として、トンネ
ルの軸方向に延長させて張設するようにすれば、覆工コ
ンクリートの打設空間を弧状部分のトンネル内周断面に
沿って形成して行くことが容易になる。

【００１７】一方、この発明のトンネル覆工用型枠装置
によれば、巻き取りロールの回動手段を回動して、帯状
の布部材を緊張させたり緩めたりしながら、ガイドレー
ルに沿って、一対の張設架台を例えば下方部分から上方
部分に順次移動して行くとともに、これによって順次形
成されたトンネル内壁面と布部材との間の覆工コンクリ
ートの各打設空間に、各々コンクリートを打設硬化させ
て行くことにより、これらが連続一体化してトンネル内
壁面を周方向に覆うコンクリート覆工体が、現場打ちコ
ンクリートによって容易に形成されることになる。

【００１８】すなわち、軽量の布部材を型枠として利用
するとともに、これを支持するガイドレール等による簡
易な支保部材を使用することにより、型枠や支保部材の
組立作業や解体作業に費やす労力等を軽減しつつ、トン
ネル覆工コンクリートを容易に打設形成してゆくことが
可能になる。

【００１９】また、トンネル覆工コンクリートの計画内
周面にその最外周部分が位置するように、前記計画内周
面に沿って周方向に配置される少なくとも一対の張設支
持パイプを設ければ、前記帯状の布部材を計画内周面に
沿った正確な位置に張設することが容易になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態すなわち一実施例について、添付図面を参照しつつ
詳細に説明する。この実施例にかかるトンネル覆工用型
枠装置１０は、図１に示すように、例えば山岳トンネル
１１を構築形成する際に、掘削内壁面に対して吹き付け
コンクリートを施工することにより設けられた一次覆工
１２の内側に、さらに、トンネルの本体構造物としての
二次覆工体１３を現場打ちコンクリートにより構築する
ために採用されたものである。

【００２１】そして、この実施例のトンネル覆工用型枠
装置１０は、図２にも示すように、主として、トンネル
覆工コンクリートすなわち二次覆工体１３の計画内周面
の形状に沿って、トンネルの周方向に設置されるととも
に、トンネルの軸方向に間隔をおいて配置される一対の
ガイドレール１４と、これらの各ガイドレール１４に沿
って各々移動可能に取り付けられた一対の張設架台１５
と、各張設架台１５に設けられた巻き取りロール１６及
びこの巻き取りロール１６の回動モータ２７（図４参
照）と、両端が各巻き取りロール１６に巻回されて一対
の張設架台１５の間に張設される帯状の布部材１７とに
よって構成されている。

【００２２】また、この実施例のトンネル覆工用型枠装
置１０によれば、二次覆工体１３の計画内周面にその最
外周部分が位置するようにしてトンネルの周方向に配置
される、４本の張設支持パイプ３０が、トンネルの軸方
向に間隔を置いて配設されている。

【００２３】そして、この実施例のトンネル覆工用型枠
装置１０を構成するガイドレール１４は、例えばＨ形鋼
を、そのフランジ面を周面側に位置させて馬蹄形状に曲
折してなるもので、両下端部分を一対の鋼製の底盤プレ
ート１８に各々溶着することにより、設置されるトンネ
ルの軸方向に間隔を置いて一対設けられている。

【００２４】また、ガイドレール１４を構成するＨ形鋼
の内方側に配置されるフランジの内側には、ラック１９
（図３参照）が形成されており、このラック１９に、後
述する張設架台１５のピニオン２０が噛合するようにな
っている。

【００２５】なお、図１及び図２中の符号２８で示され
るものは、一対のガイドレール１４を連結して、互いに
安定支持させるため補強パイプである。

【００２６】一方、この実施例のトンネル覆工用型枠装
置１０を構成する各張設架台１５は、図３及び図４に拡
大して示すように、鋼製の支持プレート２１と、この支
持プレート２１から外方に突設される軸受け２２によっ
て回転可能に支持される巻き取りロール１６と、支持プ
レート２１に固定配置されたこの巻き取りロール１６を
回動する回動モータ２７とを備え、この回動モータ２７
の回転軸に設けた歯車３７と、巻き取りロール２３の回
転軸に設けた歯車３８とが噛合していることにより、例
えば制御装置からの無線信号によって各回動モータ２７
を正転方向及び逆転方向に回動制御することによって、
各巻き取りロール２３を任意の方向に各々回動させるこ
とができるようになっている。

【００２７】また、この支持プレート２１の両端内方部
分には、内側に突出する車輪軸受け２４によって支持さ
れることにより、ガイドレール１４のリブを挟むように
して配置された一対の車輪２５が各々設けられており、
この車輪２５の外周に形成されたピニオン２０が、上記
ガイドレール１４のフランジ内側のラック１９に噛合し
ていることにより、車輪２５を回転させて張設架台１５
をガイドレール１４に沿って周方向にスライド移動させ
ることができるようになっている。

【００２８】そして、張設架台１５の巻き取りロール１
６に巻回される帯状の布部材１７は、例えば合成樹脂製
の繊維からなる織布であって、相当の引張り強度を有す
るとともに、コンクリート中の余剰水を通過させない程
度の遮水性を備え、かつ５０〜１００ｃｍ程度の巾を有
している。

【００２９】また、この帯状の布部材１７は、一対の張
設架台１５の各巻き取りロール１６にその両端が巻回さ
れるとともに、この実施例では、トンネルの周方向に配
置された上記４本の張設支持パイプ３０に周回され、こ
の支持パイプ３０によって支持されながら、一対の張設
架台１５の間において、計画内周面に沿って張設される
ことになる。

【００３０】すなわち、４本の張設支持パイプ３０は、
厳密にいうと、トンネルの計画内周面から、布部材１７
の厚さ分を差し引いた位置にその最外周部分が位置する
ようにしてトンネルの周方向に配置されており、したが
って、これに周回される布部材１７の外面が、型枠面と
して正確に計画内周面に沿って配設されることになる。
また、４本の張設支持パイプ３０は、一対の張設架台
１５の間の張設スパン長を略３等分して布部材１７を内
方から支持することにより、打設されるコンクリートの
重量による布部材１７の内側への撓み量を極く僅かに留
めて、布部材１７を変形させることなく計画内周面に沿
って安定した状態で張設することができるようになって
いる。

【００３１】ここで、各張設支持パイプ３０は、例えば
鋼製のパイプ部材からなり、図１及び図２に示すよう
に、これをトンネルの内周断面の形状である馬蹄形状に
曲折加工して形成されるとともに、各張設支持パイプ３
０の間隔部分には、横パイプ２３が介装して、互いの間
隔を強固に保持している。

【００３２】また、各張設支持パイプ３０は、その両側
下端部が、例えばピン結合によって底盤プレート１８に
回転可能に固定されているとともに、周方向に伸縮する
伸縮装置３１を備え、これによって、張設支持パイプ３
０の馬蹄形状を縮径して、打設したコンクリートが硬化
ないしは自立した後、張設支持パイプ３０を当該コンク
リートから引き離すことができるとともに、引き離した
張設支持パイプ３０を再度トンネルの計画内周面に沿っ
て配置することができるようになっている。

【００３３】なお、上記張設支持パイプ３０及びガイド
レール１４が固定される底盤プレート１８は、走行車輪
３３を備え、トンネルの軸方向にスライド移動すること
ができるとともに、この走行車輪３３を固定停止して、
当該トンネル覆工用型枠装置１０をトンネルの軸方向に
沿った所望の位置に固定配置することができるようにな
っている。

【００３４】そして、上述のような構成を有するこの実
施例のトンネル覆工用型枠装置１０を用いて、トンネル
覆工コンクリートを打設形成してゆくには、まず、当該
トンネル覆工用型枠装置１０をスライド移動して、トン
ネルの軸方向に沿った所望の位置である例えば最後部の
張設支持パイプ３０が先行形成されている既設の二次覆
工体１３の先端部にかかる位置（図４参照）に固定配置
した後、張設支持パイプ３０をトンネルの計画内周面に
沿って配設する。

【００３５】次に、予定する馬蹄形状の二次覆工体１３
を、下方部分から上方部分に向かって順次コンクリート
を打設してゆくことにより構築形成してゆく作業を行
う。

【００３６】なお、トンネルのインバート部分の覆工コ
ンクリートは、この実施例のトンネル覆工用型枠装置１
０による馬蹄形状の二次覆工体１３の構築作業が終了し
た後に、これの下端部を巻き込むようにして、別途コン
クリートの打設作業を行うことにより構築されることに
なる。

【００３７】また、馬蹄形状の二次覆工体１３の最下端
部分に位置するコンクリート１３’は、トンネル覆工用
型枠装置１０の底盤プレート１８の高さを僅かに越える
部分まで、このトンネル覆工用型枠装置１０を用いるこ
となく、他の簡易な型枠部材を用いて予め設置されるこ
とになる。

【００３８】そして、コンクリートの打設作業を行うに
は、図３及び図４に示すように、一対の張設架台１５
を、馬蹄形状の一方の脚部において、互いに同期するよ
うにして各ガイドレール１４に沿ってスライド移動し
て、これの巻き取りロール１６の下端部分が、先行形成
された二次覆工体１３の上端部分に僅かにかかる位置に
固定するとともに、回動モータ２７を駆動して、布部材
１７を相当の緊張力で張設する。

【００３９】すなわち、回動モータ２７の駆動により、
張設支持パイプ３０に周回されるようにして一対の張設
架台１５間に配設されている布部材１７が、張設支持パ
イプ３０により内方から支持されながらトンネルの計画
内周面に沿って相当の緊張力で張設されることになり、
これによって、吹き付けコンクリートによる一次覆工１
２の内壁面と布部材１７との間に、布部材１７の巾と略
等しい巾のコンクリートの打設空間が形成されることに
なる。

【００４０】なお、かかるコンクリートの打設空間に
は、先行形成された既設の二次覆工体１３の先端部分か
ら延長するようにして、補強用の鉄筋３５が予め配設さ
れるとともに、当該トンネル覆工用型枠装置１０の先端
部分には、トンネルの内周面に沿って妻型枠３６が予め
固定配置されることになる。

【００４１】そして、このようにして布部材１７を内型
枠として形成されたコンクリートの打設空間には、コン
クリートが打設されることになる。

【００４２】ここで、使用するコンクリートとしては、
各種のコンクリートを使用することができるが、好まし
くは、例えば、特開平８−１５７２４９号公報に記載さ
れている、増粘剤と、高性能ＡＥ減水剤や流動化剤等の
高性能減水剤とを含み、かつそのフレッシュコンクリー
トのスランプ値を１０〜２５ｃｍとするとともに、スプ
レッド試験値を４００〜６５０ｍｍとしたものを用いる
こともできる。

【００４３】すなわち、かかるコンクリートによれば、
流動性と粘性に富むので、形成された打設空間内にコン
クリートを容易に充填させることができるとともに、そ
の形状を容易に保持することができる。

【００４４】そして、打設したコンクリートが硬化ある
いは十分に自立するようになったら、布部材１７を取り
外す作業を行う。

【００４５】すなわち、かかる作業は、張設支持パイプ
３０の馬蹄形状を縮径するとするとともに、回動モータ
２７を駆動して布部材１７の緊張状態を解除した後、こ
の布部材１７をコンクリートから引き剥がすことによ
り、容易に行うことができる。

【００４６】そして、このようにして布部材１７を取り
外したら、張設支持パイプ３０を再びトンネルの計画内
周面に沿って設置するとともに、張設架台１５をスライ
ド移動して、先行形成された覆工コンクリート１３の直
上に再び配置し、さらに、布部材１７を張設してコンク
リートの打設空間を形成して、上述と同様の方法によっ
て、コンクリートの打設作業及び布部材１７の取り外し
作業を行ってゆく。

【００４７】そしてまた、かかる作業を上方に向かって
順次繰り返して行くとともに、張設架台１５を馬蹄形状
の反対側の脚部に移動して、下方部分から上方部分に向
かって順次同様の作業を行い、最後に、天端部分のコン
クリートを打設形成することにより、インバート部分の
覆工コンクリートを除いて一体となった馬蹄形状の二次
覆工体１３が、１スパン分構築形成されることになる。

【００４８】なお、天端部分のコンクリートについて
は、この実施例のトンネル覆工用型枠装置１０を用いる
ことなく、天端部分用の型枠を別途取り付けて、コンク
リートの打設作業が行われることになる。

【００４９】そしてさらに、１スパン分の覆工コンクリ
ート１３の打設作業が終了したら、トンネル覆工用型枠
装置１０をトンネル軸方向前方に向かってスライド移動
して、次のスパンの馬蹄形状の二次覆工体１３の構築作
業が行われるとともに、かかる作業を繰り返して、二次
覆工体１３がトンネルの軸方向に順次形成されてゆくこ
とになる。

【００５０】すなわち、この実施例のトンネル覆工用型
枠装置１０によれば、軽量の布部材１７を覆工コンクリ
ート用の内型枠として利用するとともに、これを支持す
るガイドレール１４等による簡易な支保部材を使用する
ことにより、型枠や支保部材の組立作業や解体作業に費
やす労力等を軽減しつつ、二次覆工体１３を容易に打設
形成してゆくことが可能になる。

【００５１】なお、この発明は、上記実施例の実施の態
様のものに限定されるものではなく、各請求項に記載さ
れた構成の範囲内において、種々に変更して採用するこ
とができる。例えば、この発明は、山岳トンネルの覆工
コンクリートに限定されることなく、シールドトンネル
の二次覆工等、その他の種々の覆工コンクリートを現場
打ちコンクリートによって構築する際に使用することが
でき、また布部材は、必ずしも帯状部材として使用する
必要はない。

【００５２】また、一対の張設架台の双方に巻き取りロ
ールを設ける必要は必ずしもなく、一方のみに設けて、
他方の張設架台においては布部材の端部を固定しておく
ようにすることもできる。

【００５３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
トンネル覆工コンクリートの打設方法あるいはトンネル
覆工用型枠装置によれば、軽量の布部材を型枠として使
用するとともに、簡易な支保部材を使用することによ
り、型枠や支保部材の組立作業や解体作業に費やす労力
等を軽減しつつ、トンネル覆工コンクリートを容易に打
設形成してゆくことができる。

【００５４】また、布部材を、トンネル覆工コンクリー
トの計画内周面に沿って配置したパイプ部材によって支
持させつつ張設するようにすれば、布部材を、計画内周
面に沿った所望の位置に安定した状態で張設することが
できる。

【００５５】さらに、この発明のトンネル覆工コンクリ
ートの打設方法は、布部材を帯状部材とし、トンネルの
軸方向に延長させて張設するようにすれば、弧状部分の
トンネル内周断面に沿って覆工コンクリートの打設空間
を形成して行くことが容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかるトンネル覆工用型
枠装置によってトンネル覆工コンクリートを打設してゆ
く状況を説明する断面図である。

【図２】この発明の一実施例にかかるトンネル覆工用型
枠装置の構成を示す斜視図である。

【図３】一対の張設架台間に布部材を張設した状況を示
す、図１のＡ部拡大図である。

【図４】一対の張設架台間に布部材を張設した状況を示
す、図３をＢ方向からみた側面図である。

【符号の説明】

１０ トンネル覆工用型枠装置 １１ 山岳トンネル １２ 一次覆工 １３ 二次覆工体（トンネル覆工コンクリート） １４ ガイドレール １５ 張設架台 １６ 巻き取りロール １７ 布部材 １９ ラック ２０ ピニオン ２７ 回動モータ（回動手段） ３０ 張設支持パイプ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル覆工コンクリートの計画内周面
   に沿って布部材を張設し、この布部材と、覆工前のトン
   ネル内壁面との間の空間にコンクリートを打設し、前記
   布部材の緊張によって当該布部材の撓みを防止して、打
   設したコンクリートの形状を保持しつつ当該コンクリー
   トを硬化させることを特徴とするトンネル覆工コンクリ
   ートの打設方法。
2. 【請求項２】 前記布部材を、トンネル覆工コンクリー
   トの計画内周面に沿って配置したパイプ部材によって支
   持させつつ張設することを特徴とする請求項１に記載の
   トンネル覆工コンクリートの打設方法。
3. 【請求項３】 前記布部材が帯状部材からなり、トンネ
   ルの軸方向に延長して張設されることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載のトンネル覆工コンクリート
   の打設方法。
4. 【請求項４】 トンネル覆工コンクリートの計画内周面
   の形状に沿って周方向に設置されるとともに、トンネル
   の軸方向に間隔をおいて配置される一対のガイドレール
   と、該一対の各ガイドレールに沿って、同期しながら周
   方向へ各々移動する一対の張設架台と、該一対の張設架
   台の少なくとも一方に設けられた巻き取りロール及び該
   巻き取りロールの回動手段と、少なくとも一方の端部を
   前記巻き取りロールに巻回した状態で、前記一対の張設
   架台間においてトンネルの軸方向に張設される帯状の布
   部材とからなることを特徴とするトンネル覆工用型枠装
   置。
5. 【請求項５】 トンネル覆工コンクリートの計画内周面
   にその最外周部分が位置するように、前記計画内周面に
   沿って周方向に配置される少なくとも一対の張設支持パ
   イプを備え、前記帯状の布部材を、この張設支持パイプ
   間に周設することにより、前記計画内周面に沿うように
   しながら前記一対の張設架台間に張設することを特徴と
   する請求項４に記載のトンネル覆工用型枠装置。