特許 6357960 既設トンネルの補修・補強工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357960

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】既設トンネルの補修・補強工法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20180709BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/10 A

【請求項の数】3

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-162749(P2014-162749)

(22)【出願日】2014年8月8日

(65)【公開番号】特開2016-37793(P2016-37793A)

(43)【公開日】2016年3月22日

【審査請求日】2017年7月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】福井 真男

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２８５８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１３１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１０７２２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４０９９３８６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

補修または補強すべき既設トンネルの軸線方向に、一端が既設の覆工コンクリートに固定された棒状支持部材を間隔をおいて複数設置して、棒状支持部材よりなる列を一列だけ構築し、前記既設の覆工コンクリートとの間に間隔を設けて平板帯状の型枠板材を長手方向がトンネル軸線と平行になるように配置して、短手方向の中央部一点を前記棒状支持部材の他端に固定する工程を、側壁部下端から上方に向けて少なくとも２回以上繰り返して規定高さの組壁型枠を形成した後、該組壁型枠と既設の覆工コンクリートとの間にセメント系硬化材を充填して硬化させる工程を、側壁部下端からクラウン部に向けて繰り返す既設トンネルの補修・補強工法において、
前記組壁型枠が、先行して固定した前記型枠板材の上端部と、後行して固定した前記型枠板材の下端部とを連結一体化して形成された折れ線状の断面形状を有する、既設の覆工コンクリートの曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成されることを特徴とする既設トンネルの補修・補強方法。

【請求項2】

前記型枠板材におけるセメント系硬化材の打設面側に、隣接する型枠板材間を跨ぐようにして帯状の裏打ち材が配置され、該裏打ち材を介して隣接する前記型枠板材が連結一体化されることを特徴とする請求項１に記載の既設トンネルの補修・補強方法。

【請求項3】

前記型枠板材に、セメントを主成分とし、高強度ビニロン繊維を補強繊維とする高靱性のセメントボードを用いることを特徴とする請求項１または２に記載の既設トンネルの補修・補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、型枠を用いて既設トンネルを補強するための既設トンネルの補修・補強工法に関する。

【背景技術】

【0002】

既設トンネルの覆工コンクリートは、土圧等の外力や使用環境など様々な影響を受けて、浮き、剥離もしくは剥落等の変状を生じやすい。これら覆工コンクリートに変状が生じた既設トンネルの補修・補強方法として、例えば特許文献１に埋設型枠を用いる埋設型枠工が開示されている。

【0003】

特許文献１に記載の方法は、既設の覆工コンクリートの曲面にあわせて湾曲形成した工場製作による埋設型枠を複数のプレキャスト型枠に分割し、当該分割したプレキャスト型枠を既設の覆工コンクリートとの間に一定の隙間を設けて設置し、プレキャスト型枠と既設の覆工コンクリートの間にグラウト材を充填する方法である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００２−２１３１９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１に記載の方法は、以下のような課題を有している。
（１）埋設型枠に汎用型枠を適用することができないため、補修・補強しようとする既設トンネル各々に対し、既設の覆工コンクリートの曲面に合わせた埋設型枠を個別製作しなければならず、その製作が煩雑であるとともにコストも膨大となる。
（２）分割したプレキャスト型枠は、型枠材としての形状を保持するために、部材厚を大きくとるなどして曲げ剛性を高める必要があり、小型に分割しても重量が大きくなりやすい。これにより、施工時に揚重機等大がかりな作業設備を必要とするため、トンネル内を供用しながら施工する場合には、供用部を保護するプロテクタを使用する必要があり、作業効率性に劣る。
（３）分割したプレキャスト型枠は、各々を独立して既設の覆工コンクリートに固定する構造であるから、プレキャスト型枠の外周縁に沿って複数のアンカーボルトを配置して、プレキャスト型枠を既設の覆工コンクリートに固定しなければならず、部材点数が大幅に増加するとともにプレキャスト型枠の取り付け作業も煩雑となる。

【0006】

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、作業性がよく、補修・補強すべき覆工コンクリートの曲面に応じて型枠を個別製作する必要のない、汎用型枠を用いた既設トンネルの補修・補強方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

かかる目的を達成するため本発明の既設トンネルの補修・補強方法は、補修または補強すべき既設トンネルの軸線方向に、一端が既設の覆工コンクリートに固定された棒状支持部材を間隔をおいて複数設置して、棒状支持部材よりなる列を一列だけ構築し、前記既設の覆工コンクリートとの間に間隔を設けて平板帯状の型枠板材を長手方向がトンネル軸線と平行になるように配置して、短手方向の中央部一点を前記棒状支持部材の他端に固定する工程を、側壁部下端から上方に向けて少なくとも２回以上繰り返して規定高さの組壁型枠を形成した後、該組壁型枠と既設の覆工コンクリートとの間にセメント系硬化材を充填して硬化させる工程を、側壁部下端からクラウン部に向けて繰り返す既設トンネルの補修・補強工法において、前記組壁型枠が、先行して固定した前記型枠板材の上端部と、後行して固定した前記型枠板材の下端部とを連結一体化して形成された折れ線状の断面形状を有する、既設の覆工コンクリートの曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成されることを特徴とする。

【0008】

上記の既設トンネルの補修・補強方法によれば、平板帯状の型枠板材を複数連結一体化して折れ線状の断面形状を有する組壁型枠を構築し、組壁型枠を既設の覆工コンクリートの曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成するから、既設トンネルに合せて組壁型枠を個別製作する必要がなく、型枠板材として汎用的に用いられている型枠ボードを使用できるため、組壁型枠を製作するための手間が省略できるとともにコストを大幅に削減することが可能となる。

【0009】

また、現場にて平板帯状の型枠板材を複数連結一体化するのみの簡略な方法で組壁型枠を構築できるため、既設トンネルの変状が軸線方向に進むにつれて異なる場合であっても、変状の度合いに応じて組壁型枠と既設の覆工コンクリートとの距離を変更し、セメント系硬化材の断面厚を適宜調整することが可能となる。

【0010】

さらに、棒状支持部材を短手方向の中央部一点に取り付けると、棒状支持部材を支点として短手方向上下の型枠板材にセメント系硬化材の充填による側圧がほぼ均等に作用するので、型枠板材の板厚を均一かつ小さくすることが可能となる。

【0011】

そして、型枠板材は、その上端部及び下端部が、隣接する型枠板材と連結一体化されるため、セメント系硬化材の充填による側圧に対して連結一体化された複数の型枠板材全体で抵抗する。また上述したように、棒状支持部材を短手方向の中央部一点に取り付けると、棒状支持部材を支点として短手方向上下の型枠板材にセメント系硬化材の充填による側圧がほぼ均等に作用する。
これら上端部及び下端部を隣接する型枠板材と連結一体化し、短手方向の中央部一点を棒状支持部材に取り付けるといった型枠板材の支持構造による作用が相まって、型枠板材各々は面外方向の変形が抑制されるため、型枠板材各々を独立して覆工コンクリートに固定する場合と比較して、部材厚を小さくすることができるので重量が小さくなり、軽量化を図ることが可能となる。

【0012】

加えて、型枠板材は、短手方向の中央部一点が棒状支持部材を介して覆工コンクリートに支持され、また上端部及び下端部は隣接する型枠板材と連結一体化されるから、型枠板材各々の周縁を棒状支持部材にて覆工コンクリートに支持する必要がない。これにより、型枠板材の短手方向の長さ短くしても棒状支持部材が過剰に密な配置となることがないため、短手方向の長さを自在に変更することが可能となる。

【0013】

本発明の既設トンネルの補修・補強方法は、型枠板材におけるセメント系硬化材の打設面側に、隣接する型枠板材間を跨ぐようにして帯状の裏打ち材が配置され、該裏打ち材を介して隣接する前記型枠板材が連結一体化されることを特徴とする。

【0014】

上記の既設トンネルの補修・補強方法によれば、隣接する型枠板材間を跨ぐようにして帯状の裏打ち材が配置されるため、型枠板材どうしを開き角度θを持って連結一体化しても、連結部の止水機能を大幅に向上させることが可能になる。
また、隣接する前記型枠板材が、帯状の裏打ち材を介して連結されるため、隣接する型枠板材間の連結部の面外方向の剛性を向上することも可能となる。

【0015】

本発明の既設トンネルの補修・補強方法は、前記型枠板材に、セメントを主成分とし、高強度ビニロン繊維を補強繊維とする高靱性のセメントボードを用いることを特徴とする。

【0016】

上記の既設トンネルの補修・補強方法によれば、型枠板材に、補強繊維を含有した高靱性のセメントボードを使用するため、モルタルを基材とする従来の埋設型枠と比較して、同強度の型枠において部材厚も薄くできるので重量が小さくなり、揚重機を用いなくても作業できる程度に軽量化を図ることが可能となる。
これに伴い、既設トンネルの補修・補強工法を実施するにあたり、組立て及び解体が容易で省スペース化を図ることのできる枠組足場にて作業を行うことができるから、作業スペースを大幅に縮小することが可能になるとともに、プロテクタを用いることなく、トンネル内を活線道路としながら作業を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、平板帯状の型枠板材を複数連結一体化して折れ線状の断面形状を有する組壁型枠を構築し、この組壁型枠を既設の覆工コンクリートの曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成するため、既設の覆工コンクリートの曲面に応じて型枠を個別製作する必要がなく、簡略な構成で作業性がよく既設トンネルの補修・補強を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】組壁型枠を用いて補修・補強した既設トンネルの断面を示す図である。

【図2】組壁型枠の概略を示す図である。

【図3】組壁型枠を構成する型枠板材を示す図である。

【図4】型枠板材を既設の覆工コンクリートに固定する際の取り合い構造を示す図である。

【図5】既設トンネルの補修・補強方法（その１）を示す図である。

【図6】既設トンネルの補修・補強方法（その２）を示す図である。

【図7】既設トンネルの補修・補強方法（その３）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、既設トンネルの補修・補強工法を、図１〜図７を用いて説明する。

【0020】

本発明の既設トンネルの補修・補強工法は、図１の既設トンネルの断面図に示すように、既設トンネルにおける覆工コンクリート１の覆工表面側を、埋設型枠である組壁型枠２を使用して補修・補強する方法である。
つまり、図２に示すように、既設の覆工コンクリート１に対して棒状支持部材６の一端を既設の覆工コンクリート１に対して埋設固定し、覆工表面側に棒状支持部材６の他端を突出させるとともに、組壁型枠２を既設の覆工コンクリート１との間に間隔をおいて配置し、棒状支持部材６の他端に固定した上で、組壁型枠２と既設の覆工コンクリート１との間にセメント系硬化材１４を充填し、硬化させるものである。

【0021】

また、本発明の既設トンネルの補修・補強工法では、既設の覆工コンクリート１の曲面に合わせて組壁型枠２を工場にて個別製作するのではなく、図３に示すように、汎用型枠である平板帯状の型枠板材３どうしを、現場にて連結一体化することで組壁型枠２を構築するものである。

【0022】

具体的には、図４（ｂ）に示すように、長手方向がトンネル軸線方向と平行になるよう配置した平板帯状の型枠板材３を、図２に示すように、短手方向に複数連結して既設の覆工コンクリート１における覆工表面を覆うことにより、断面形状が折れ線状をなす組壁型枠２を形成する。このとき、あらかじめ型枠板材３の短手方向の長さを調整してくことで折れ点の数量及び位置を調整し、組壁型枠２を既設の覆工コンクリート１の曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成するものである。

【0023】

本発明で用いる型枠板材３は、図３（ａ）に示すように、平板帯状で高靱性を有し埋設型枠材として使用されている板材であれば、セメントボードやＦＲＰ板、鋼板等いずれの板材を用いてもよい。
なお、本実施の形態では、型枠板材３として高い緻密性、変形性能および曲げ強度を有するスムースボード（登録商標）を使用している。スムースボードは、セメントを主成分とし高強度ビニロン繊維を補強繊維とする板材であり、軽量で高靱性を有することから現場での取り扱いが容易なため、埋設型枠材として汎用的に使用されているものである。

【0024】

この型枠板材３は、長手方向をトンネル軸線に、短手方向を既設の覆工コンクリートの断面形状に、それぞれ沿わせて配置するものである。なお、型枠板材３の長手方向の長さは何ら限定されるものではなく、運搬条件や施工性等を考慮して適宜調整すればよい。

【0025】

型枠板材３の側端部のいずれか一方及び上端部には、図３（ａ）に示すように、平板をＬ字状に成形した裏打ち材４が配置されている。
裏打ち材４は、隣り合う型枠板材３を連結一体化するための部材であり、図３（ｂ）に示すように、隣り合う型枠板材３との間を跨いで配置できるよう型枠板材３から突出させた状態で、型枠板材３におけるセメント系硬化材１４の打設面側に接着固定されている。

【0026】

つまり、型枠板材３における短手方向の上方に他の型枠板材３を配置すると、図３（ｂ）に示すように、短手方向の下方に位置する型枠板材３の上端部に設けた裏打ち材４の突出部が、上方に位置する型枠板材３におけるセメント系硬化材１４の打設面の下端部近傍に当接することとなる。したがって、この裏打ち材４と上方に位置する型枠板材３との間、及び下方に位置する型枠板材３の上端部と上方に位置する型枠板材３の下端部の間に止水性能を有する接着剤５を塗布することにより、短手方向に隣り合う型枠板材３どうしは止水機能を伴って連結一体化されるものである。
なお、図示しないが、接着剤５に加えて、裏打ち材４と上方に位置する型枠板材３とをビスにて固定してもよい。

【0027】

このように型枠板材３は、その上端部及び下端部が、隣接する型枠板材３と連結一体化されるため、セメント系硬化材１４の充填による側圧に対して型枠板材３各々で抵抗するのではなく、連結一体化された複数の型枠板材３全体で抵抗することが可能となる。

【0028】

ところで、上記の短手方向の上下に隣り合う型枠板材３の連結構造は、隣り合う型枠板材３の連結角度を自在に調整することが可能である。
つまり、短手方向に隣接する型枠板材３を開き角度θをもって連結したい場合には、図３（ｃ）に示すように、下方に位置する型枠板材３の上端部と上方に位置する型枠板材３の下端部とを開き角度θを持たせた状態で当接させる。この状態で、下方に位置する型枠板材３の上端部と上方に位置する型枠板材３の下端部の間に生じる空隙、及び下方に位置する型枠板材３に設けた裏打ち材４と上方に位置する型枠板材３との間に生じる空隙を接着剤５で充填すればよい。

【0029】

なお、裏打ち材４に用いる板材は、特に限定されるものではなく、いずれの板材を採用してもよいが、本実施の形態では、例えば、裏打ち材４を型枠板材３と同じ材料の板材にて成形している。また、接着剤５についても、止水機能を有する材料であれば、シリコン系接着剤や硬化性樹脂系接着剤等いずれを採用してもよい。

【0030】

このように、隣り合う型枠板材３間を跨ぐようにして平板状の裏打ち材４が配置されると、隣り合う型枠板材３間の連結部分は、止水性が大幅に向上するだけでなく、面外方向の剛性も向上することとなる。
なお、トンネル軸線の長手方向に隣り合う型枠板材３の連結構造も、上記の上下に隣り合う型枠板材３の連結構造と同様である。

【0031】

こうして裏打ち材４を介して短手方向に複数の型枠板材３を連結していくと、図２に示すように、断面形状が折れ線状の組壁型枠２が、既設の覆工コンクリート１の覆工表面側に間隔をもって形成される。このように短手方向が湾曲していなくても、直線状の型枠板材３を開き角度θを調整しながら短手方向に連結一体化することで、図１に示すように、既設の覆工コンクリート１の曲面に倣った疑似的な湾曲面を有する組壁型枠２に形成することが可能となる。

【0032】

したがって、既設トンネルに合せて型枠板材３を工場にて個別製作する必要がなく、型枠板材３に汎用的に用いられているセメントボードを使用できるため、型枠板材３を製作するための手間が省略できるとともにコストを大幅に削減できる。

【0033】

これら断面形状が折れ線状をなす組壁型枠２は、既設の覆工コンクリート１の曲面に合わせて個別製作したものではないため、型枠板材３の短手方向の長さを適宜変更し、折れ点の数量及び折れ点の位置を調整することで、組壁型枠２の内空断面の大きさを変更したり、断面形状の滑らかさを調整することも可能である。

【0034】

つまり、組壁型枠２の内空断面を大きく、また組壁型枠２の断面形状をより滑らかにして美観を向上したい場合、型枠板材３の短手方向の長さを短くすればよい。これにより、必要とする型枠板材３の数量が増えるため折れ点の数量が増えるが、覆工コンクリート１の曲面に応じた湾曲形状により近づくこととなる。

【0035】

また、型枠板材３の短手方向の長さとその数量を適宜調整することにより、組壁型枠２自身の大きさも自在に変更することができる。このため、例えば既設トンネルの変状がトンネル軸線方向に進むにつれて異なる場合であっても、変状の度合いに応じて組壁型枠２と既設の覆工コンクリート１との距離を容易に変更することが可能である。

【0036】

上述する構成の型枠板材３には、図３（ａ）に示すように、短手方向の中央部一点に対して長手方向に間隔を有して配置される複数の貫通孔３ａよりなる列が一列配置されている。該貫通孔３ａは、型枠板材３を既設の覆工コンクリート１に固定する際に用いる棒状支持部材６が貫通する孔であり、現場において棒状支持部材６の設置間隔に合わせて穿孔されるものである。

【0037】

これら、型枠板材３を覆工コンクリート１に固定する際に用いる棒状支持部材６は、図４（ａ）に示すように、全ネジボルトよりなるアンカー本体７と、該アンカー本体７の後端に螺号される座付長ナット８と、該座付長ナット８を介して前記アンカー本体７と同軸に接続されるフォームタイ（登録商標）９とを備えている。

【0038】

アンカー本体７は、既設の覆工コンクリート１の所定の位置を穿孔して樹脂系接着剤を充填した上で、この孔に挿入されることで固定され接着系アンカーをなす、いわゆるあと施工アンカーである。
座付長ナット８は、長ナットの後端に座８’が設けられているもので、図４（ａ）に示すように、座付長ナット８における長ナットの先端から中間深さまでアンカー本体７の後端が螺合されている。一方、座付長ナット８における長ナットの後端から中間深さまで、フォームタイ９が螺合されている。
フォームタイ９は、アンカー本体７と同様の全ネジボルトよりなり、型枠板材３を座付長ナット８の座８’に当接させて固定する際に用いる部材である。そして、型枠板材３と既設の覆工コンクリート１との間に充填されるセメント系硬化材１４が硬化した後には、撤去される。

【0039】

上記の構成を有する棒状支持部材６は、図４（ｂ）に示すように、トンネル軸線方向に間隔を有して既設の覆工コンクリート１に複数固定されており、棒状支持部材６よりなる列を構築している。したがって、これらトンネル軸線方向に列をなす複数の棒状支持部材６に、上述した型枠板材３の長手方向に列をなす複数の貫通孔３ａを挿通させることで、型枠板材３は棒状支持部材６を介して既設の覆工コンクリート１に支持固定されるものである。

【0040】

なお、棒状支持部材６と型枠板材３の取り合いは、図４（ａ）に示すように、型枠板材３の貫通孔３ａに棒状支持部材６のフォームタイ９を挿通させて型枠板材３におけるセメント系硬化材１４の打設面を座付長ナット８の座８’に当接させ、シール１０および円盤状の支保工１１をフォームタイ９に挿通させて、フォームタイ９に螺合するナット１２にて締め付ける構造である。
なお、シール１０は、型枠板材３と既設の覆工コンクリート１との間にセメント系硬化材１４を充填した際に、型枠板材３の貫通孔３ａからセメント系硬化材１４が漏れ出ることを防止するために用いる部材である。

【0041】

このように、本実施の形態では、座付長ナット８を用いているから、型枠板材３に座８’を当接させることで棒状支持部材６に対する型枠板材３の位置決めが容易となっている。なお、棒状支持部材６に対する座付長ナット８の座８’の位置決めは、座付長ナット８における長ナットの先端からアンカー本体７の後端を螺合挿入する際の挿入長さを調整して行う。
また、本実施の形態では、図４（ｂ）に示すように、トンネル軸線方向に隣り合う支保工１１を連結するように支保工１１の上面に鋼製端太１３を配置し、鋼製端太１３を介してナット１２にて螺合締め付けを行う構成としている。これにより、型枠板材３の長手方向に対して、支保工１１による支圧力が均等に作用する構成となっている。

【0042】

さらに、本実施の形態では、支保工１１の形状を、型枠板材３に対して広い面で接することのできる円盤状に形成しているので、セメント系硬化材１４により側圧を受ける型枠板材３を、支保工１１にて効率よく支持することが可能となっている。

【0043】

上述する構成により、組壁型枠２を形成する複数の型枠板材３は、型枠板材３各々がトンネル軸線方向に一列に並んだ棒状支持部材６を介して既設の覆工コンクリート１に複数固定されることとなる。

【0044】

このように型枠板材３は、長手方向に一列の棒状支持部材６を介して既設の覆工コンクリート１に固定されているため、型枠板材３を覆工コンクリート１に固定する際の部材点数が少なく作業性がよい。また、型枠板材３の短手方向の長さを短くしても、短手方向の複数点を棒状支持部材６にて固定するような場合と比較して、棒状支持部材６が過剰に密な配置となることがないため、短手方向の長さを自在に変更することが可能となる。

【0045】

また、型枠板材３における短手方向の中央部一点が、棒状支持部材６に取り付けた支保工１１に支持されるため、セメント系硬化材１４の充填による側圧が型枠板材３の短手方向の上下にほぼ均等に作用してバランスが取れる。
このような作用と、型枠板材３が、上端部及び下端部を隣接する型枠板材３と連結一体化されることにより、セメント系硬化材１４の充填による側圧に対して連結一体化された複数の型枠板材３全体で抵抗するという作用とが相まって、型枠板材３各々は面外方向の変形が抑制される。このため、型枠板材３は、各々を独立して覆工コンクリート１に固定する場合と比較して、部材厚を小さくすることができるので重量が小さくなる。さらに、型枠板材３に高靱性のセメントボードを使用すると、他の材料よりなる同強度の型枠ボードを用いる場合と比較して部材厚をより小さくできるため、一層の軽量化を図ることが可能となる。

【0046】

上述する複数の型枠板材３よりなる組壁型枠２および棒状支持部材６を用いた既設トンネルの補修・補強工法の手順を、図５から図７を用いて説明する。
本実施の形態では、２車線で供用している既設トンネルを補修・補強する場合を例にとり説明する。また、先にも述べたとおり型枠板材３には、セメントを主成分とし高強度ビニロン繊維を補強繊維とするスムースボード（登録商標）を使用している。

【0047】

施工に先立ち、既設の覆工コンクリート１を補修・補強する際に必要なセメント系硬化材１４の断面厚（つまり、組壁型枠２と既設の覆工コンクリート１との離間距離）、既設トンネルの建築限界等を考慮して型枠設計を行い、組壁型枠２が既設の覆工コンクリート１に対して必要な離間距離をもって既設の覆工コンクリート１の曲面に倣った疑似的な湾曲面を形成することができるよう、型枠板材３の寸法、数量、及び棒状支持部材６の配置位置、数量等を決定しておく。

【0048】

まず、図５（ａ）に示すように、２車線道路のうち１車線を活線道路として供用させたまま、他の１車線を通行止めにして枠組足場１６を設置するとともに、枠組足場１６に防護シート１６ｃを取り付け、作業エリア１５を確保する。そして、作業エリア１５に面する既設の覆工コンクリート１における側壁に、トンネル軸線方向に沿って複数の棒状支持部材６よりなる列を一列のみ設置する。このとき、棒状支持部材６のアンカー本体７に対する座付長ナット８の取り付け位置を調整し、座付長ナット８の座８’と既設の覆工コンクリート１との離間距離を、セメント系硬化材１４の断面厚と同一にしておく。
なお、棒状支持部材６を固定する前に、覆工コンクリート１の表面を清掃および目荒らししておくとよい。

【0049】

次に、現場にて型枠板材３の短手方向の中央部一点に、トンネル軸線方向に設置した複数の棒状支持部材６の配置間隔と同様の配置間隔をもって、複数の貫通孔３ａを形成する。そして、この貫通孔３ａに棒状支持部材６のフォームタイ９を挿通させて、型枠板材３におけるセメント系硬化材１４の打設面を座付長ナット８の座８’に当接させる。この後、先に述べたように、支保工１１及び鋼製端太１３を介してフォームタイ９にナット１２を螺合することで、図５（ｂ）に示すように、最下段の棒状支持部材６に型枠板材３を締め付け固定する。
なお、型枠板材３には、予め前述した裏打ち材４を固定しておく。

【0050】

この後、図５（ｃ）に示すように、先行して構築した複数の棒状支持部材６よりなる列の上方に、新たに複数の棒状支持部材６よりなる列を一列だけ構築し、棒状支持部材６のアンカー本体７に対する座付長ナット８の取り付け位置を調整した上で、棒状支持部材６に新たな型枠板材３を固定する。

【0051】

そして、先にも図３（ｂ）を参照して述べたとおり、先行して設置した型枠板材３の上端部に設けた裏打ち材４の突出部を、新たに設置する型枠板材３におけるセメント系硬化材１４の打設面側に配置し、両者を接着剤５及び図示しないビスにて固定する。これにより、先行して設置した型枠板材３と新たに設置する型枠板材３は連結一体化される。

【0052】

上記の工程を、図６（ａ）に示すように、連結した型枠板材３の高さが規定高さＬに達するまで繰り返す。
本実施の形態では、規定高さＬに達するまでに型枠板材３の連結作業を少なくとも２回以上行う。つまり、規定高さＬに達するまで型枠板材３を少なくとも２枚以上用いる程度に、型枠板材３の短手方向の長さを設定している。
また、型枠板材３に作用するセメント系硬化材１４の打設時の側圧が過剰になることがないよう、規定高さＬを２ｍに設定した。なお、規定高さＬは２ｍに限定するものではなく、打設するセメント系硬化材１４の性状や打込み速度等に応じて、適宜設定すればよい。

【0053】

連結した型枠板材３の高さが規定高さに達したら、図６（ｂ）に示すように、型枠板材３と既設の覆工コンクリート１との間にセメント系硬化材１４を充填する。本実施の形態において、セメント系硬化材１４には、３日間の養生で３０Ｎ/ｍｍ²以上の強度を確保できる、若材齢より高い強度を有する無収縮モルタルを採用した。

【0054】

打設したセメント系硬化材１４を養生している間に、図６（ｃ）に示すように、作業エリア１５を確保するため通行止めにしていた車線を解放し、活線道路として供用させる一方で、先ほどまで活線道路として供用していた車線を通行止めにして作業エリア１５を確保する。そして、作業エリア１５に面する既設の覆工コンクリート１における側壁に、棒状支持部材６および型枠板材３に係る上記と同様の施工をし、連結した型枠板材３の高さが規定高さＬに達したら、同じく型枠板材３と既設の覆工コンクリート１との間にセメント系硬化材１４を充填し、養生する。

【0055】

これらの作業を、図７（ａ）（ｂ）に示すように、側壁部の一方と他方で交互に施工しながら、側壁部からクラウン部に向けて繰り返す。
ここで、図７（ａ）に示すように、セメント系硬化材１４が打設された型枠板材３の上方に対して新たな型枠板材３を設置する際には、先に打設したセメント系硬化材１４に所望の強度が発現しており、棒状支持部材６から、ナット１２、鋼製端太１３、支保工１１およびフォームタイ９を取り外すことが可能となった状態にて、その上方に新たに規定高さＬに達するまで型枠板材３を設置し、セメント系硬化材１４を打ち継ぐ。

【0056】

したがって、先に打設したセメント系硬化材１４に所望の強度が発現していれば、必ずしも側壁部の一方と他方を規則的に交互に施工する必要はない。例えば、側壁部の一方側にて型枠板材３を規定高さＬまで構築しセメント系硬化材１４を打設する工程をクラウン部に向けて複数回繰り返した後、側壁部の他方側にて同様に型枠板材３を規定高さＬまで構築しセメント系硬化材１４を打設する工程をクラウン部に向けて複数回繰り返してもよい。

【0057】

なお、セメント系硬化材１４に所望の強度が発現した型枠板材３のナット１２、鋼製端太１３、支保工１１およびフォームタイ９を取り外す作業を実施しながら、補修・補強に係る施工を進めることにより、ナット１２、鋼製端太１３、支保工１１およびフォームタイ９は、転用することが可能である。
また、座付長ナット８からフォームタイ９を取り外した場合には、フォームタイ９が挿入されていた座付長ナット８の後端側に、図示しないキャップを取り付けフォームタイ９が挿入されていた穴を塞いでおく。

【0058】

最後に、図７（ｃ）に示すように、既設の覆工コンクリート１のクラウン部に対して、棒状支持部材６および型枠板材３に係る上記と同様の施工をして、既設の覆工トンネル１の両側壁部よりクラウン部に向けて立ち上がってきた型枠板材３の上端部どうしを連結し、クラウン部の型枠板材３と既設の覆工コンクリート１との間に、セメント系硬化材１４を充填する。
なお、クラウン部の型枠板材３には、図示しないが、セメント系硬化材１４を充填するための充填孔と空気抜き孔を設けておく。

【0059】

これにより、覆工コンクリート２の覆工表面を覆う組壁型枠２が構築されるとともに、組壁型枠２と既設の覆工コンクリート１との間にはセメント系硬化材１４が充填され、既設トンネルは補修・補強される。
養生後、すべての棒状支持部材６から、ナット１２、鋼製端太１３、支保工１１およびフォームタイ９を取り外し、座付長ナット８の後端側にキャップを取り付け、作業が終了する。

【0060】

本実施の形態では、型枠板材３の短手方向の長さを、規定高さＬに達するまで型枠板材３を少なくとも２枚以上用いる程度に短く設定するとともに、型枠板材３に、セメントを主成分とし高強度ビニロン繊維を補強繊維とするスムースボード（登録商標）を使用するため、モルタルを基材とする従来の埋設型枠と比較して、重量が小さく、揚重機を用いなくても作業できる程度に軽量化を図ることが可能となる。

【0061】

これに伴い、既設トンネルの補修・補強工法を実施するにあたり、図５から図７に示すように、作業スペース１５において組立て及び解体が容易で省スペース化を図ることのできる枠組足場１６にて作業を行うことができる。これにより、作業スペース１５を大幅に縮小することが可能になるとともに、図７（ｃ）に示すような、簡易な落下防止板１６ａ、フェンス１６ｂ、防護シート１６ｃで安全を確保できるため、トンネル内を供用しながら工事を行う際に一般に用いられるプロテクタを用いる必要がない。

【0062】

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0063】

本実施の形態では、既設トンネルの補修・補強工法を、既設の覆工コンクリート１における側壁の左右を交互に補修・補強したが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、左右いずれか一方の側壁をクラウン部まで補修・補強した後、同様に他方の側壁をクラウン部まで補修・補強する手順としてもよい。

【0064】

また、本発明の既設トンネルの補修・補強工法にて、既設トンネルを軸線方向に補修・補強する手順も特に限定されるものではない。例えば、トンネル軸線方向を複数の区画に分割し、分割した区画ごとに補修・補強作業を行ってもよい。

【0065】

本発明によれば、平板帯状の型枠板材３を複数連結一体化して折れ線状の断面形状を有する組壁型枠２を構築し、この組壁型枠２を既設の覆工コンクリート１の曲面に倣った疑似的な湾曲面に形成するため、既設の覆工コンクリート１の曲面に応じて型枠を個別製作する必要がなく、簡略な構成で作業性がよく既設トンネルの補修・補強を行うことが可能となる。

【符号の説明】

【0066】

１ 覆工コンクリート
２ 埋設型枠
３ 型枠板材
３ａ 貫通孔
４ 裏打ち材
５ 接着剤
６ 棒状支持部材
７ アンカー本体
８ 座付長ナット
９ フォームタイ
１０ シール
１１ 支保工
１２ ナット
１３ 鋼製端太
１４ セメント系硬化材
１５ 作業エリア
１６ 枠組足場
１６ａ 落下防止板
１６ｂ フェンス
１６ｃ 防護シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】