JPS63118412A - 水路トンネルの補修方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、水力発電施設などにおける水路トンネルの補
修方法に関するものである。

「従来の技術とその問題点Ｊ 河川の流れを利用して発電する水力発電は、火力発電な
どに比べて燃料費が不要であり、また装置の保守点検等
ら簡単である等の利点を有している。

中でも、水路トンネル（導水管）式水力発電は、立地条
件上ダム位置と水圧管・発電機を離れた場所に建設する
型式のもので、ダム直下型のものより地形を有利に活用
出来る。その反面、水路の犬部分がトンネルとなるため
、建設費が高いといった難点がある。

第１３図は、このような水力発電施設の一構造例を示す
ものである。これは、ダムｌでつくられた貯水池（火口
湖）２の水を、取水口３を通して水路トンネル（導水管
）４に導き、サージタンク５に貯水し、このサージタン
ク５から水圧管６を通して水を落下させ、水のもつ位置
エネルギによって水車を回し、水車に直結した発電機７
を回転させる構成である。

ところで、近年においては、このような水力発電施設に
おける水路トンネル４内部の礫、砂による浸食が問題と
なってきている。

そこで、このトンネル内部の浸食を防止する手段として
、水路トンネルの内部補修工事が要求される。この補修
工事を行うにあたっては、発電を休止し水路トンネル内
の水を排除するので、その施工が簡単・迅速であること
はもちろん、トンネル内部の強固な補強が要求されるが
、現在のところ、このような施工については有効適切な
ものが提供されていないのが実状であり、その開発が望
まれている。

本発明は、これらの背景に鑑みてなされたもので、作業
能率を向上し得て、コスト低減の効果があり、また、ト
ンネル内部の強固な補強を達成することのできる補修工
事の有効適切な方法を提供することを目的としている。

「問題点を解決するための手段」 かかる目的を達成するために本発明では、（イ）水路ト
ンネル内で、トンネル内面に沿って一定の曲率で湾曲形
成された鋼製ライニングプレートを組み立てて水路トン
ネルの下半部に設置しつつ軸方向に連結していく工程と
、 （ロ）水路トンネルの下半部に設置したライニングプレ
ートと水路トンネルの内周壁との間にこれらを一体化す
る充填材を注入充填する工程と、（ハ）前記ライニング
プレートを軸方向に連結させる毎に、それによって構築
される構築物の雨上端縁をレールとして、このレール上
にエレクタ−装置付き台車、ライニングプレート運搬用
台車、コンクリートバケット台車等を載せて資材を運び
、ライニングプレートの組立連結作業および充填作業を
連続して実施する工程と、 （ニ）水路トンネルの下半部の覆工後、前記エレクタ−
装置付き台車を戻らせながら、前記水路トンネルの上半
部を鋼製ライニングプレートで覆い、このライニングプ
レートと水路トンネルとの間にこれらを一体化する充填
材を注入充填する工程とを具備したもので、水路トンネ
ルの内側下半部に設置したライニングプレートを台車の
レールとして使用することにより、水路トンネル内での
作業用レールの敷設作業を省略し、また下半部補修のみ
とする場合は補修後の点検車用にこのレールを利用する
ことができ、さらに、鋼製ライニングプレートを水路ト
ンネル内に覆工することによって、水路トンネル内部の
強固な補強を達成しようとするものである。

「実施例」 以下、本発明の一実施例による補修方法について補修順
序に従って第１図ないし第１２図を参照して説明する。

（ｉ）作業用トンネルの開口と運搬用レールの敷設第１
図に示すように、作業用トンネルＴ、を開けて、補修す
べき水路トンネルＴ、と作業用トンネル（横穴）Ｔ、と
を連通させ、この作業用トンネルＴ、の構内に台車運搬
用のレールＲを敷設する。

ここで、前記作業用トンネルＴ、は、ダム施工時水路ト
ンネルを構築した時に工事トンネルとして形成されたも
のもしくは補修のため新設するもので、このトンネルを
利用することによって、資材（ライニングプレート等）
を水路トンネルＴ。

に運搬するものである。また、台車運搬用のレールＲは
、ポイントＰによって途中で分岐しており、各分岐点か
らライニングプレート運搬用台車Ｄ１、コンクリートバ
ケット台車り、等が運搬されるようになっている。なお
、この作業用トンネルＴ。

には、第１図に示すように、水密用ゲートＥが設けられ
る。

次いで、面記水路トンネルＴＩと前記作業用トンネルＴ
、との交差部に台車を水路′トンネルＴ１の走行軌道に
載せる装置ＩＯを取り付ける。この昇降装置ｌＯは、第
２図および第３図に示すように、レールＲに連続して台
車りの第１走行輪１１を載せる２本の支持レール１２と
、これら支持レール１２をそれぞれ支持しかつ上下方向
に昇降動させるジヤツキ１３とを主体として構成されて
いる。

また、水路トンネルＴ、の交差部には、前記レールＲに
交差する形態で水路トンネルＴ１の長さ方向に延びる２
本の案内レール１４ａ、１４ｂが敷設されている。これ
ら案内レール１４ａ、１４ｂは、それぞれ台車りが下降
した際に、台車りの第２走行輪１５および補助走行輪１
６を載せるもので、第２走行輪１５を載せる案内レール
１４ａは水路トンネルＴＩの側壁に支持材１７を介して
固定されている（第３図（ａ　）参照）。なお、この案
内レール１４ａは、第３図（ｂ　）に示すように、後述
のライニングプレート２０の下半部の上端縁を利用する
ことによっても構成することができる。

また、補助走行輪１６を載せる案内レール＋４ｂは水路
トンネルＴ１の底部に支持材Ｉ８を介し運搬用のレール
Ｒと同じ高さに位置して取り付けられている。

（１１）下部ライニングプレートの設置前記運搬用のレ
ールＲを使用して作業用トンネルＴ！から水路トンネル
Ｔ１の下半部に据え付けるライニングプレート２０を運
び、まず水路トンネルＴ１と作業用トンネルＴ、の交差
部から水路トンネルＴ１の上流側（第１図左側）および
下流側に向けてそれぞれ鋼製ライニングプレート２０を
組み立てて設置していく。この鋼製ライニングプレート
２０は、長方形状の端板２１と、円弧状の側板２２とを
溶接して組み立てた本体に、本体の内周側を覆うスキン
プレート２０ａを溶接してなる基本構造となっており、
全体としてトンネル内面に沿って一定の曲率で湾曲形成
された円弧版状をなしている。なお、このライニングプ
レート２０の側板２２には、ライニングプレート２ｏを
軸方向に連結する長ボルト２３を通す切欠溝２４がライ
ニングプレート２０の上下両側に位置してそれぞれ形成
されている。また、ライニングプレート２０のスキンプ
レート２０ａには、このライニングプレート２０を吊持
する際に使用される袋ナツト２９が重心位置に設けられ
ている。

このライニングプレート２０の設置手順は、水路トンネ
ルＴ１の下半部内壁の底部および両側部にそれぞれ、プ
レート据付は用治具３０，３１を固着し、底部の治具３
０により取り付は高さを調整して、この治具３０の上に
ライニングプレート２０の一端部を載せ、側部の治具３
１にライニングプレート２０の他端部を固定する。また
、この際、第５図に示すように、ライニングプレート２
０の端板２１どうしを互いに突き合わせ、一方（第５図
右方）の端板２１に突設した位置合わせピン２５を、他
方の端板２１の嵌合孔２６に嵌め込み、ライニングプレ
ート２０どうしを組み立てろ。なお、このライニングプ
レート２０の組立および設置は、交差部から最初の１な
いし数リング分については、例えばチェーンブロック等
を使用して手作業により実施しても良いが、後述するよ
うに、エレクタ−装置付き台車Ｄ１により組立据え付け
ることら可能である。

また、前記ライニングプレート２０を設置する際、ライ
ニングプレート２０をトンネルの長さ方向（軸方向）に
連結するための長ボルト２３を、ライニングプレート２
０の切欠溝２４に嵌め込んでおき、ライニングプレート
２０を軸方向に連結可能な状態にしておく。

なお、ライニングプレート２０を取り付けるプレート据
付は用治具３０，３１は、それぞれ水路トンネルＴ、の
内壁に埋め込まれるねじ孔付きアンカー３２を備えてお
り、このアンカー３２を内壁に埋め込み固着することに
よって支持されるよう（こなっている。また、前５己ア
ンカー３２としては、例えば、ドリルで穿孔した孔壁に
摩擦力でもって定着させる先端定着機構を具備したメカ
ニカルアンカーや、ビットで穿孔した孔内に樹脂等で定
Ｈサｕ　ルいわゆる薬液注入アンカー等が適用サレる。

なお、前記各治具３０，３１について説明を補足してお
くと、底部の治具３０は、第５図に示すように、アンカ
ー３２のねじ孔に螺合されるボルト３３と、このボルト
３３の上端に溶着されライニングプレート２０が載置さ
れるプレート載置板３４とを備え、前記ボルト３３のね
じ込みによってプレート載置板３４の高さを調整する基
本構造となっている。

また、側部の治具３１は、第６図などに示すように、ア
ンカー３２のねじ孔に螺合されるボルト３５と、このボ
ルト３５の一端に溶着されかつライニングプレート２０
の外面に当接するプレート定着板３６と、このプレート
定着板３６の四隅にそれぞれ立てられた状態で溶着され
た４個のナツト３７と、このナツト３７に螺合されライ
ニングプレート２０の支持材（アングル材）２７を定着
板３６との間で挾持する支持ボルト３８とから構成され
ている。

（ｉｉｉ）ライニングプレートの連結 ライニングプレート２０の軸方向の連結は、例えば第７
図（ａ）に示すようにして行う。すなわち、ライニング
プレート２０の組み立て設置後、このライニングプレー
ト２０に取り付けた長ボルト２３に長ナツト２８をねじ
込み、さらにこの長ナツト２８を介して長ボルト２３を
ねじ込む。次いで、この長ボルト２３の上から、前記（
■）で説明した組立設置手順により、ライニングプレー
ト２０を取り付け、長ボルト２３に長ナツト２８を締め
付ければ良い。

なお、ライニングプレート２０どうしの連結手段は、第
７図（ａ）に示す構造に限るものではなく、ライニング
プレート２０どうしを軸方向に組み付けることのできる
手段であれば、第７図（ｂ）、（ｃ）等に示す他の構造
であっても良い。

第７図（ｂ）に示す構造は、ライニングプレート２０の
側板２２に箱抜き部１００およびこの箱抜き部１００に
連通するガイド筒１０１を設けたもので、ライニングプ
レート２０の据付は設置後、前記労イド簡１０１に長ボ
ルト２３を通し、箱抜き部１００内で長ナツト２８によ
りこれらを連結しようとするものである。

また、第７図（ｃ）に示す構造は、第７図（ｂ）の構造
の変形例であって、頭部付きの長ボルト２３゜およびこ
れに螺合されるナツト１０２によって、ライニングプレ
ート２０どうしを連結しようとするものである。

（ｉｖ）水路トンネル下半部の覆工 前記（ｉｉ）および（ｉｉｉ）の工程により、トンネル
交差部を起点として所定の長さライニングプレート２０
を組立設置した後は、エレクタ−装置付き台車り、を水
路トンネル交差部に入れ、この台車Ｄ３のエレクタ−装
置４０によりライニングプレート２０を組立設置してい
く。この台車Ｄ３のエレクタ−装置４０は、第９図に示
すように、台車Ｄ３に設置された基台４１に横回動自在
に支持されたターンテーブル４２と、このターンテーブ
ル４２に縦回動自在に支持されたブーム４３と、このブ
ーム４３を上下に回動させる駆動手段４４と、前記ブー
ム４３の先端に設けられてライニングプレート２０を保
持する保持手段４５とを主体として構成され、ブーム４
３の先端に設けられたスイッチ４６によって駆動手段４
４を作動させるようになっている。なお、このエレクタ
−装置４０が載置される台車Ｄ３は、その第２走行輪１
５が駆動されるようになった自走式のもので、前記スイ
ッチ４６によって前後に移動する構造となっている。

また、前記駆動手段４４は、ターンテーブル４２に立設
されたアーム板４７の巻掛はプーリ４８を介してブーム
４３先端のブラケット４９に留められた懸垂ワイヤ５０
と、この懸垂ワイヤ５０を巻き取る巻取りドラム５１と
、この巻取りドラム５１を回転駆動させる駆動モータ５
２とから構成されている。

ライニングプレート２０を保持する保持手段４５は、第
１θ図に示すように、ブーム４３の先端に回転軸５３を
介して回転自在に支持された回転ブラケット５４と、こ
の回転ブラケット５４の間にヒンジピン５５を介して回
動自在に設けられた筒体５６と、この筒体５６に挿入さ
れてライニングプレート２０の袋ナツト２９に螺合され
る固定ボルト５７とから構成されている。

なお、前記符号５３，５４，５５．５６で示す各部材の
３軸回動中心は、第１０図に示すように、ライニングプ
レート２０の重心位置　ｇと一致するように構成されて
いる。

しかして、このような構成の工°レクター装置４０は、
保持手段４５の筒体５６をライニングプレート２０の袋
ナツト２９の位置に合わせ、筒体５６を通して固定ボル
ト５７を袋ナツト２９に螺合し、ブーム４３先端のスイ
ッチ４６の操作によって、台車Ｄ３およびブーム４３を
動かすことにより、ライニングプレート２０の位置を決
め、設置することができる。

なお、前記エレクター装置付き台車Ｄ３は、ライニング
プレート２０を軸方向に連結させる毎に、それによって
構築される構築物にの雨上端縁をレールとして、例えば
第８図に示すように走行させる。したがって、水路トン
ネル上半部にあっては、ライニングプレート２０自身が
台車のレールとなるので、作業用の軌道の敷設を省略す
ることができる。

以上のようにして所定区間、ライニングプレート２０を
設置したならば、このライニングプレート２０と水路ト
ンネルＴ１の内周壁との間にこれらを一体化する充填材
Ｇを注入充填する。この注入充填作業は、充填材の吐出
管６０をライニングプレート２０とトンネル内周壁との
隙間に差し込み、コンクリートポンプ６Ｉにより充填材
を送出することによって行う。

そして、第１１図に示すように、エレクタ−付き台車Ｄ
３によるライニングプレート２０の組立設置作業および
ライニングプレート２０とトンネル内周壁への充填作業
を連続して行いながら、覆工部分を前進させ、水路トン
ネルＴ１の内周壁を補修していく。この際、補修にとも
なって旧道する補修箇所への資材の運搬は、ライニング
プレート２０を軸方向に連結させる毎に、それによって
構築される構築物にの上端縁をレールとして利用して、
エレクタ−装置付き台車Ｄ３のあとに、ライニングプレ
ート運搬台車Ｄ１、コンクリートバケット台車Ｄ２等を
走行させることにより、実施する。

（ｖ）上部ライニングプレートの設置 前記のようにして、水路トンネルＴ、の下半部の補修を
終えたら、次ぎに、前記エレクタ−装置付き台車Ｄ３を
戻らせながら、第１２図に示すように、前記水路トンネ
ルＴ１の上半部を鋼製ライニングプレート７０で覆う。

このライニングプレート７０は、水路トンネルＴ、の下
半部に設置するものと構造は基本的に同様であり、円弧
状の側板７２を対向配置して、その内周側にスキンプレ
ート７０ａを溶接してなり、全体としてトンネル内面に
沿って一定の曲率で湾曲形成された円弧版状とされてい
るが、内周側からの据付けを可能とするために、側板７
２の上端側７２ａが傾斜した状態に切り欠かれており、
またこれら側板７２の上端側７２ａに充填材の漏洩を防
止するキープレート７３を挿入するための嵌合溝７４が
形成されている。なお、前記スキンプレート７０ａの一
部にはグラウト充填孔７５ａを形成する筒体７５が設け
られている。

このトンネル上半部へのライニングプレート７０の設置
手順は、第１２図に示すように、このライニングプレー
ト７０の端面を、下半部に設置したライニングプレート
２０の端面に突き合わせ、この端面に設けた嵌合孔７６
に、位置決めビン７７を嵌め込むことによって組み立て
る。そして、これら上半部に組み立てたライニングプレ
ート７０の軸方向の連結は、下半部のライニングプレー
ト２０と同様の手順により、長ボルト２３と長ナツト２
８とを使って実施する。

次いで、ライニングプレート７０の上端の嵌合１７１￥
７４にキープレート７３を挿入して上部ライニングプレ
ート７０どうしの継目部分を覆い、充填材の漏洩を防止
しておく。

（ｖＩ）充填材の充填 このようにして、所定区間、上半部にライニングプレー
ト７０を設置したら、そのグラウト充填孔７５ａから充
填材を注入充填する。

そして、前記（ｖ）および（ｖｌ）の工程を繰り返し実
行し、作業用トンネルＴ、との交差部まで覆工を行う。

最後に交差部の昇降装置１０等を撤去し、この部分をラ
イニングプレート２０．７０で覆工することにより、補
修区間の全域を補修する。

「発明の効果」 以上説明したように、本発明による水路トンネルの補修
方法にあっては、 （イ）水路トンネル内で、トンネル内面に沿って一定の
曲率で湾曲形成された鋼製ライニングプレートを組み立
てて水路トンネルの下半部に設置しつつ軸方向に連結し
ていく工程と、 （ロ）水路トンネルの下半部に設置したライニングプレ
ートと水路トンネルの内周壁との間にこれらを一体化す
る充填材を注入充填する工程と、（ハ）前記ライニング
プレートを連結させる毎に、それによって構築される構
築物の雨上端縁をレールとして、このレール上にエレク
タ−装置付き台車、ライニングプレート運搬用台車、コ
ンクリートバケット台車等を載せて資材を運び、ライニ
ングプレートの組立連結作業および充填作業を連続して
実施する工程と、 （ニ）水路トンネルの下半部の覆工後、前記各台車を戻
らせながら、前記水路トンネルの上半部を鋼製ライニン
グプレートで覆い、このライニングプレートと水路トン
ネルとの間にこれらを一体化する充填材を注入充填する
工程とを具備したものであるから、水路トンネル内での
資材の運搬用レールの敷設を省略し、また下半部補修の
みとする場合は補修後の点検車にこのレールを利用する
ことを得るとともに、作業性に優れかつ工費節減に寄与
するなど種々の優れた効果を奏する。また、鋼製ライニ
ングプレートによって、水路トンネル内部を覆工するの
で、水路トンネル内部の強固な補強を達成することがで
きる。よって、水路トンネルの補修工事の有効適切な方
法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１２図は本発明による補修方法の一実施
例を説明するために示したもので、第１図は作業台車の
運搬要領を示す平面図、第２図は第１図鎖線■内部を拡
大した平面図、第３図（ａ）および（ｂ）はそれぞれト
ンネルの交差部の構造を示すもので、第３図（ａ）は昇
降装置の側面図、第３図（ｂ）は案内レールの構成を示
す側面図、第４図は鋼製ライニングプレートの設置要領
を示す断面図、第５図は第４図鎖線Ｖ内部を拡大した断
面図、第６図は第４図鎖線■内部を拡大した断面図、第
７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）はそれぞれライニ
ングプレートの連結方法を説明するために示したもので
、第７図（ａ）は側面図、第７図（ｂ）は別の例を示す
正面図、第７図（ｃ）はその変形例を示す正面図、第８
図は第１図矢印■−■線に沿う矢視断面図、第９図はこ
の補修方法に使用されるエレクタ−装置付き台車を示す
側面図、第１０図はエレクタ−装置の保持手段を示す側
面図、第１１図は全体の補修要領を示す概略図、第１２
図は水路トンネルの上半部へのライニングプレートの設
置要領を示す断面図、第１３図は従来技術を説明するた
めに示した水力発電施設の一例を示す断面図である。 ＴＩ・・・・・・水路トンネル、 Ｔ！・・・・・・作業用トンネル、Ｒ・・・・・・運搬
用レール、Ｄｌ・・・・・・ライニングプレート運搬用
台車、Ｄ、・・・・・・コンクリートバケット台車、Ｄ
３・・・・・・エレクタ−装置付き台車、１０・・・・
・・昇降装置、Ｉ２・・・・・・第１走行輪、１３・・
・・・・ジヤツキ、１４・・・・・・案内レール、１５
・・・・・・第２走行輪、 ２０・・・・・・ライニングプレート、２３・・・・・
・長ボルト、２８・・・・・・長ナツト、３０．３１・
・・・・・プレート据付は用治具、３４・・・・・・プ
レート載置板、 ４０・・・・・・エレクタ−装置、４１・旧・・基台、
４２・・・・・・ターンテーブル、４３・・・・・・ブ
ーム、４４・・・・・・駆動手段、４５・・・・・・保
持手段、６０・・・・・・吐出管、６Ｉ・・・・・・コ
ンクリートポンプ、７０・・・・・ライニングプレート
、 ７３・・・・・・キープレート、７４・・・・・・嵌合
溝。 第４ｖｌＪ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 水路トンネルの内側を補修する方法であって、（イ）水
   路トンネル内で、トンネル内面に沿って一定の曲率で湾
   曲形成された鋼製ライニングプレートを組み立てて水路
   トンネルの下半部に設置しつつ軸方向に連結していく工
   程と、 （ロ）水路トンネルの下半部に設置したライニングプレ
   ートと水路トンネルの内周壁との間にこれらを一体化す
   る充填材を注入充填する工程と、 （ハ）前記ライニングプレートを軸方向に連結させる毎
   に、それによって構築される構築物の両上端縁をレール
   として、このレール上にエレクター装置付き台車、ライ
   ニングプレート運搬用台車、コンクリートバケット台車
   等を載せて資材を運び、ライニングプレートの組立連結
   作業および充填作業を連続して実施する工程と、 （ニ）水路トンネルの下半部の覆工後、前記エレクター
   装置付き台車を戻らせながら、前記水路トンネルの上半
   部を鋼製ライニングプレートで覆い、このライニングプ
   レートと水路トンネルとの間にこれらを一体化する充填
   材を注入充填する工程と、を具備したことを特徴とする
   水路トンネルの補修方法。