特開 2024-11074 トンネル覆工方法及びトンネル覆工構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024011074

(43)【公開日】2024-01-25

(54)【発明の名称】トンネル覆工方法及びトンネル覆工構造

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/08 20060101AFI20240118BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20240118BHJP

【ＦＩ】

E21D11/08

E21D11/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022112768

(22)【出願日】2022-07-13

(71)【出願人】

【識別番号】000198307

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ建材工業

(71)【出願人】

【識別番号】000230010

【氏名又は名称】ジオスター株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000228660

【氏名又は名称】日本コンクリート工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000228785

【氏名又は名称】日本サミコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001863

【氏名又は名称】弁理士法人アテンダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】内藤 泰文

(72)【発明者】

【氏名】藤原 慎八

(72)【発明者】

【氏名】小嶋 賢

(72)【発明者】

【氏名】八木 恒司

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155EB01

2D155GC06

(57)【要約】

【課題】施工目地部においてトンネル軸方向半分の長さのプレキャスト版を仮支持する必要がなく、プレキャスト版を効率よく設置することのできるトンネル覆工方法及びトンネル覆工構造を提供する。
【解決手段】トンネル軸方向半分の長さの二枚の第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂをトンネル軸方向に仮接合した状態で一方の第２のプレキャスト版２０Ａがトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版１０に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に設置し、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂに突き合わされるようにトンネル幅方向一方に新たな第１のプレキャスト版１０を設置した後、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士の仮接合を解除することにより各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの間に施工目地部２を形成するようにしたので、施工目地部２において各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂを設置する際、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂをフォークリフト等で仮支持する必要がない。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル幅方向両側にそれぞれ配置される湾曲形状のプレキャスト版を互いにトンネル軸方向にずらして上端部を突き合わせるようにトンネル幅方向両側に交互に設置して覆工版を形成するトンネル覆工方法において、
トンネル軸方向所定箇所の施工目地部に端面が位置するトンネル軸方向所定長さの第１のプレキャスト版をトンネル幅方向一方に設置するとともに、
第１のプレキャスト版に対してそれぞれトンネル軸方向半分の長さに形成された一対の第２のプレキャスト版をトンネル軸方向に仮接合した状態でトンネル軸方向一方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に設置し、
他方の第２のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向一方に新たな第１のプレキャスト版を設置した後、
各第２のプレキャスト版同士の仮接合を解除することにより各第２のプレキャスト版の間に施工目地部を形成する
ことを特徴とするトンネル覆工方法。

【請求項2】

前記各第２のプレキャスト版同士を、トンネル軸方向の端面間に弾性変形可能なスペーサを介在させてボルトで連結することにより仮接合し、
各第２のプレキャスト版の端面間にスペーサを残置した状態でボルトを取り外すことにより各第２のプレキャスト版同士の仮接合を解除する
ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工方法。

【請求項3】

前記スペーサは前記ボルトを挿通可能な筒状の部材からなる
ことを特徴とする請求項２記載のトンネル覆工方法。

【請求項4】

トンネル幅方向両側にそれぞれ配置される湾曲形状のプレキャスト版を互いにトンネル軸方向にずらして上端部を突き合わせるようにトンネル幅方向両側に交互に設置して覆工版を形成するトンネル覆工構造において、
トンネル軸方向所定箇所の施工目地部に端面が位置するようにトンネル幅方向一方に設置されるトンネル軸方向所定長さの第１のプレキャスト版と、
互いにトンネル軸方向に仮接合可能に形成され、第１のプレキャスト版に対してそれぞれトンネル軸方向半分の長さに形成された一対の第２のプレキャスト版とを備え、
トンネル軸方向一方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に配置されるとともに、
トンネル軸方向他方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の他の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に配置され、
各第２のプレキャスト版の間に施工目地部が形成されている
ことを特徴とするトンネル覆工構造。

【請求項5】

前記各第２のプレキャスト版は、トンネル軸方向の端面間に弾性変形可能なスペーサを介在させてボルトで連結することにより仮接合可能に形成されている
ことを特徴とする請求項４記載のトンネル覆工構造。

【請求項6】

前記スペーサは前記ボルトを挿通可能な筒状の部材からなる
ことを特徴とする請求項５記載のトンネル覆工構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル軸方向所定箇所に施工目地部を有するトンネルの覆工版の施工に用いるトンネル覆工方法及びトンネル覆工構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、トンネルの施工においては、掘削したトンネルの内周面に吹付けコンクリートによって一次覆工を形成した後、一次覆工に沿って型枠を設置し、型枠にコンクリートを打設することにより二次覆工を構築する施工方法が一般的である。しかしながら、このような工法では型枠の設置及び撤去等に多くの工数を要する。

【0003】

また、他の覆工方法として、予め工場等で製作した湾曲形状のプレキャスト版を用いて覆工版を構築するようにした工法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この工法では、現場に搬入したプレキャスト版をフォークリフトやエレクター等の架設機を用いてトンネル周方向及び軸方向に並べて設置することにより覆工版を構築することができるので、覆工コンクリートを現場で打設する必要がなく、効率よく施工を行うことができる。

【0004】

更に、前記プレキャスト版を用いて覆工版を構築する場合は、トンネル幅方向両側にそれぞれ配置されるプレキャスト版を互いにトンネル軸方向に半分の長さずつずらして上端部同士を突き合わせながらトンネル幅方向両側に交互に設置する、いわゆる千鳥組の割付けによる覆工構造を用いる場合がある。これにより、先行して設置したトンネル幅方向一方のプレキャスト版を別途フォークリフト等で仮支持することなくトンネル幅方向他方に新たなプレキャスト版を設置することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－８９２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、トンネルの覆工版には、トンネル軸方向の所定区間ごと、或いはカーブ区間ごとに施工目地部（覆工版が構造的に連結されていない部分）が設けられる場合があるが、施工目地部ではプレキャスト版を千鳥配置できないため、トンネル幅方向一方にトンネル軸方向半分の長さのプレキャスト版（ハーフパネル）を配置して覆工版の端面に凹凸がないようにしている。このため、施工目地部以降の施工では、新たなハーフパネルの設置から開始されるが、その際にハーフパネルを支持するトンネル幅方向他方のプレキャスト版が存在しないため、ハーフパネルをフォークリフト等で仮支持した状態でトンネル幅方向他方に新たなプレキャスト版を設置することになる。従って、フォークリフト等によるハーフパネルの仮支持が施工目地部ごとに必要となり、その分だけトンネル全体の施工を効率よく行うことができないという問題点があった。

【0007】

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、施工目地部においてトンネル軸方向半分の長さのプレキャスト版を仮支持する必要がなく、プレキャスト版を効率よく設置することのできるトンネル覆工方法及びトンネル覆工構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は前記目的を達成するために、トンネル幅方向両側にそれぞれ配置される湾曲形状のプレキャスト版を互いにトンネル軸方向にずらして上端部を突き合わせるようにトンネル幅方向両側に交互に設置して覆工版を形成するトンネル覆工方法において、トンネル軸方向所定箇所の施工目地部に端面が位置するトンネル軸方向所定長さの第１のプレキャスト版をトンネル幅方向一方に設置するとともに、第１のプレキャスト版に対してそれぞれトンネル軸方向半分の長さに形成された一対の第２のプレキャスト版をトンネル軸方向に仮接合した状態でトンネル軸方向一方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に設置し、他方の第２のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向一方に新たな第１のプレキャスト版を設置した後、各第２のプレキャスト版同士の仮接合を解除することにより各第２のプレキャスト版の間に施工目地部を形成するようにしている。

【0009】

また、本発明は前記目的を達成するために、トンネル幅方向両側にそれぞれ配置される湾曲形状のプレキャスト版を互いにトンネル軸方向にずらして上端部を突き合わせるようにトンネル幅方向両側に交互に設置して覆工版を形成するトンネル覆工構造において、トンネル軸方向所定箇所の施工目地部に端面が位置するようにトンネル幅方向一方に設置されるトンネル軸方向所定長さの第１のプレキャスト版と、互いにトンネル軸方向に仮接合可能に形成され、第１のプレキャスト版に対してそれぞれトンネル軸方向半分の長さに形成された一対の第２のプレキャスト版とを備え、トンネル軸方向一方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に配置されるとともに、トンネル軸方向他方の第２のプレキャスト版がトンネル幅方向一方の他の第１のプレキャスト版に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に配置され、各第２のプレキャスト版の間に施工目地部が形成されるように構成している。

【0010】

これにより、施工目地部の位置に設置されるトンネル軸方向半分の長さの一対の第２のプレキャスト版がトンネル軸方向に仮接合されていることから、第２のプレキャスト版をフォークリフト等で仮支持する必要がない。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、施工目地部においてトンネル軸方向半分の長さの第２のプレキャスト版を仮支持する必要がないので、プレキャスト版を効率よく設置することができ、トンネル全体の施工を効率よく行うことができる。また、第２のプレキャスト版をフォークリフト等で仮支持する必要がないことにより、トンネル幅方向一方を架設機の作業用に交通規制しても、トンネル幅方向他方の車線を交通開放することができるので、全面通行止めをすることなく施工を行うことができるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の一実施形態を示す覆工版の部分斜視図

【図2】覆工版の部分平面図

【図3】第１のプレキャスト版の斜視図

【図4】第２のプレキャスト版の斜視図

【図5】仮接合状態を示す第２のプレキャスト版の斜視図

【図6】スペーサの斜視図

【図7】第２のプレキャスト版の要部側面断面図

【図8】仮接合状態を示す第２のプレキャスト版の要部側面断面図

【図9】プレキャスト版の設置工程を示す覆工版の部分平面図

【図10】プレキャスト版の設置工程を示す覆工版の部分平面図

【図11】プレキャスト版の設置工程を示す覆工版の部分平面図

【図12】プレキャスト版の設置工程を示す覆工版の部分平面図

【図13】第２のプレキャスト版の設置工程を示す覆工版の部分斜視図

【図14】第２のプレキャスト版の設置状態を示す覆工版の部分斜視図

【図15】仮接合解除状態を示す第２のプレキャスト版の要部側面断面図

【図16】本発明の他の実施形態を示す覆工版の部分平面図

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１乃至図１５は本発明の一実施形態を示すもので、トンネル軸方向所定箇所に施工目地部が設けられる覆工版の施工に用いるトンネル覆工方法及びトンネル覆工構造を示すものである。

【0014】

本実施形態の覆工版１は、例えば山岳部の道路や鉄道、或いは水路用のトンネルの二次覆工として構築されるもので、トンネル幅方向両側にそれぞれ配置される湾曲形状のプレキャスト版を互いにトンネル軸方向にずらして上端部を突き合わせるようにトンネル幅方向両側に交互に設置することによりアーチ状に形成される。

【0015】

覆工版１の施工には、トンネル幅方向一方または他方に配置される第１のプレキャスト版１０と、第１のプレキャスト版１０のトンネル軸方向半分の長さに形成された第２のプレキャスト版２０が用いられ、各プレキャスト版１０，２０は工場等で製作されるパネル状のコンクリートからなる。

【0016】

第１のプレキャスト版１０は、上端部のトンネル軸方向中央側に台形状の凸部１１が設けられ、トンネル軸方向に並べると、覆工版１の天頂部でトンネル軸方向に連続する凹凸が形成され、トンネル幅方向一方に配列される第１のプレキャスト版１０と、トンネル幅方向他方に配列される第１のプレキャスト版１０とが互いにトンネル軸方向半分の長さだけずれた状態で前記凹凸が隙間なく噛み合うようになっている。

【0017】

第２のプレキャスト版２０は、第１のプレキャスト版１０をトンネル軸方向半分に分割した形状に形成され、上端部のトンネル軸方向一端側に半割形状の凸部２１を有する一方の第２のプレキャスト版２０Ａと、上端部のトンネル軸方向他端側に半割形状の凸部２１を有する他方の第２のプレキャスト版２０Ｂとをトンネル軸方向に連結すると、第１のプレキャスト版１０と同一形状のプレキャスト版１０が一対の第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂによって形成されるようになっている。

【0018】

各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士は、ボルト２２によって連結することにより互いに仮接合されるように構成されている。即ち、図７に示すように、一方の第２のプレキャスト版２０Ａのトンネル軸方向の端面にはトンネル周方向複数箇所にインサート２３が埋設され、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂの端面にはトンネル周方向複数箇所にボルト挿通孔２４が設けられており、図８に示すように他方の第２のプレキャスト版２０Ｂのボルト挿通孔２３に挿通したボルト２２を一方の第２のプレキャスト版２０Ａのインサート２３に螺合することにより、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士が連結されるようになっている。この場合、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間にスペーサ２５を介在させることにより、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間に隙間が形成されるようになっている。スペーサ２５は、ゴム等の弾性部材によって形成された円筒状の部材からなり、ボルト２２が挿通する孔２５ａを有している。各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面のボルト挿通部分にはテーパ状の凹部２６がそれぞれ設けられ、各凹部２６にはスペーサ２５が係合するようになっている。

【0019】

次に、図９乃至図１２を参照し、本実施形態の覆工方法について説明する。尚、図中のプレキャスト版上に記した番号は設置の順番を示すものである。

【0020】

図９に示すように、まず第２のプレキャスト版２０を１枚目のプレキャスト版として図示しないフォークリフト等によってトンネル幅方向一方に仮支持した状態で、２枚目のプレキャスト版としての第１のプレキャスト版１０を図示しない架設機によってトンネル幅方向他方に設置する。その際、第２のプレキャスト版２０の上端部と第１のプレキャスト版１０の上端部のトンネル軸方向半分とが突き合わされる。続いて、フォークリフト等による第２のプレキャスト版２０の仮支持を解除すると、第１のプレキャスト版１０と第２のプレキャスト版２０とが互いに支え合うようにアーチ状に保持される。

【0021】

次に、３枚目の第１のプレキャスト版１０を２枚目の第１のプレキャスト版１０とトンネル軸方向半分だけずれるように架設機によってトンネル幅方向一方に設置する。この場合も２枚目の第１のプレキャスト版１０と３枚目の第１のプレキャスト版１０とが互いに支え合うようにアーチ状に保持される。このようにして４枚目以降の第１のプレキャスト版１０をトンネル幅方向両側に交互に設置する。

【0022】

ここで、トンネル軸方向の所定区間ごとに設けられる施工目地部２の位置に達すると、互いに仮接合された一対の第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂを第１のプレキャスト版１０の代わりにトンネル軸方向他方に設置する。その際、一方の第２のプレキャスト版２０Ａには他方の第２のプレキャスト版２０Ｂがボルト２２により仮接合した状態で連結されているので、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂをフォークリフト等で仮支持する必要がない。

【0023】

続いて、図１０に示すように、トンネル幅方向一方に新たな第１のプレキャスト版１０を設置し、その上端部のトンネル軸方向半分を一方の第２のプレキャスト版２０Ａの上端部に突き合わせる。

【0024】

この後、図１１に示すように、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂからボルト２２を取り外し、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの仮接合を解除する。これにより、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂが互いに構造的に連結されていない状態となり、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間と、トンネル幅方向一方の互いに隣り合う第１のプレキャスト版１０の端面間に、トンネル周方向に連続した施工目地部２が形成される。その際、図１３に示すように、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間にはスペーサ２５が残置される。

【0025】

そして、２枚目以降の第１のプレキャスト版１０と同様にして、図１２に示すように新たな第１のプレキャスト版１０をトンネル幅方向両側に交互に設置するとともに、次の施工目地部２の位置に達したときは、前述と同様、互いに仮接合された一対の第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂを用いることにより、トンネル軸方向に延びる覆工版１が構築される。

【0026】

このように、本実施形態によれば、覆工版１の施工目地部２に端面が位置する第１のプレキャスト版１０をトンネル幅方向一方に設置するとともに、トンネル軸方向半分の長さの二枚の第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂをトンネル軸方向に仮接合した状態で一方の第２のプレキャスト版２０Ａがトンネル幅方向一方の第１のプレキャスト版１０に突き合わされるようにトンネル幅方向他方に設置し、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂに突き合わされるようにトンネル幅方向一方に新たな第１のプレキャスト版１０を設置した後、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士の仮接合を解除することにより各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの間に施工目地部２を形成するようにしたので、施工目地部２において各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂを設置する際、他方の第２のプレキャスト版２０Ｂをフォークリフト等で仮支持する必要がなく、プレキャスト版１０，２０を効率よく設置することができる。また、トンネル幅方向他方の第２のプレキャスト版２０Ｂをフォークリフト等で仮支持する必要がないことにより、トンネル幅方向一方を架設機の作業用に交通規制しても、トンネル幅方向他方の車線を交通開放することができるので、全面通行止めをすることなく施工を行うことができるという利点もある。

【0027】

更に、第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士を、トンネル軸方向の端面間に弾性変形可能なスペーサ２５を介在させてボルト２２で連結することにより仮接合し、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間にスペーサ２５を残置した状態でボルト２２を取り外すことにより各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの仮接合を解除するようにしたので、各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの仮接合を解除した後も、スペーサ２５によって各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂの端面間に施工目地部２用の隙間を形成することができる。

【0028】

この場合、スペーサ２５はボルト２２を挿通可能な筒状の部材からなるので、仮接合時にスペーサ２５にボルト２２が挿通された状態では、ボルト２２の剛性によりスペーサ２５が各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士の位置ずれを防止し、仮接合解除後はスペーサ２５のみの弾性により各第２のプレキャスト版２０Ａ，２０Ｂ同士の変位が許容されて施工目地部２としての機能を確保することができる。

【0029】

尚、前記実施形態では、直線区間の覆工版１を示したが、図１６の他の実施形態に示すようにカーブ区間の覆工版１に本発明を適用することも可能である。

【0030】

また、前記各実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は前記各実施形態に記載されたものに限定されない。

【符号の説明】

【0031】

１…覆工版、２…施工目地部、１０…第１のプレキャスト版、２０，２０Ａ，２０Ｂ…第２のプレキャスト版、２２…ボルト、２５…スペーサ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】