特許 7154503 トンネル覆工用型枠

(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】

(24)【登録日】2022-10-07

(45)【発行日】2022-10-18

(54)【発明の名称】トンネル覆工用型枠

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20221011BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 B

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019013689

(22)【出願日】2019-01-29

(65)【公開番号】P2020122298

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-12-01

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ・覆工コンクリート高速打設システムの実規模施工実験の公開実証実験の案内状の配布（平成３０年８月２８日 株式会社奥村組により配布） ・覆工コンクリート高速打設システムの実規模施工実験（平成３０年９月２５日～平成３０年９月２６日 施工技術総合研究所） ・日経コンストラクション 第６９６号 （平成３０年９月２４日 日経ＢＰ社発行） ・日刊建設工業新聞 （平成３０年９月２６日 日刊建設工業新聞社発行） ・建設通信新聞 （平成３０年９月２６日 株式会社日刊建設通信新聞社発行） ・日刊建設産業新聞 （平成３０年９月２７日 日刊建設産業新聞社発行）

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(73)【特許権者】

【識別番号】310005294

【氏名又は名称】北陸鋼産株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501360120

【氏名又は名称】テクノプロ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】浜田 元

(72)【発明者】

【氏名】横山 豊也

(72)【発明者】

【氏名】佐土原 千尋

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開平６－２９９７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－３０８８５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－５２２４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１５４２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－２３７９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－７０４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０３７９５（ＪＰ，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】

山岳トンネル工法においてトンネルの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリートを形成するための、１０．５ｍを超える施工延長を有するロングスパンのトンネル覆工用型枠であって、
トンネルの掘進方向に移動可能な架台部と、
該架台部に支持されてトンネルの内壁面との間に覆工空間を形成するための、上部型枠と、該上部型枠の両側下端部に回転可能に連結された一対の側部型枠とを含んで構成された型枠本体部とを備え、
前記架台部は、トンネルの掘進方向に分割されることなく一体に構成され、前記型枠本体部は、トンネルの掘進方向に２分割された一対の分割型枠本体部によって構成されており、
一対の前記分割型枠本体部は、これらの隣接する端面の間に一定幅のスリット状の隙間が全周に亘って形成されるように前記架台部に支持され、前記隙間には、各施工スパンの中間部に誘発目地を形成するためのプレート部材が、覆工空間の全周に亘って突出する状態で引き抜き可能に挿入配置されているトンネル覆工用型枠。

【請求項2】

前記型枠本体部の一対の分割型枠本体部の各後端部に、コンクリートポンプから延びる圧送配管が接続される圧入接続口が、それぞれ設けられている請求項１記載のトンネル覆工用型枠。

【請求項3】

前記型枠本体部のトンネルの掘進方向後方側の分割型枠本体部の天端部の前側部分に、エア抜きパイプが、覆工空間の天面部に近接するまで突出した状態で引き抜き可能に取り付けられている請求項１または２記載のトンネル覆工用型枠。

【請求項4】

前記型枠本体部の各分割型枠本体部には、覆工空間に進退可能に突出する複数の伸縮バイブレータが、トンネルの掘進方向に所定の間隔をおいてそれぞれ設けられている請求項１～３のいずれか１項記載のトンネル覆工用型枠。

【請求項5】

前記プレート部材の表面は、摩擦低減材で被覆されている請求項１～４のいずれか１項記載のトンネル覆工用型枠。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル覆工用型枠に関し、特に、山岳トンネル工法においてトンネルの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリートを形成するために用いられるロングスパンのトンネル覆工用型枠に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、山岳トンネル工法においては、地山を掘削して形成された山岳トンネルの内壁面を所定厚さの覆工コンクリートで覆う二次覆工が実施されるが、この二次覆工は、トンネルの掘削方向（前後方向）に沿って移動可能なスライドセントルと呼ばれるトンネル覆工用型枠を用いて、次のようになされる（例えば、特許文献１～３参照）。

【0003】

すなわち、トンネル覆工用型枠をトンネル内に搬入し、このトンネル覆工用型枠に設けられたアーチ状の型枠本体部とトンネルの内壁面との間に、所定厚さの覆工空間を周方向に沿って形成し、この覆工空間に、コンクリートポンプから圧送されるコンクリートを供給してこれを硬化させることによって二次覆工が実施され、これによってトンネルの内壁面が所定厚さのトンネル覆工コンクリートによって覆われる。

【0004】

上記二次覆工は、トンネルの掘削作業の進行に伴って、例えば、１０．５ｍ程度の所定の施工スパン毎にトンネル覆工用型枠を据え付け直しながら、トンネルの掘進方向後方から前方に向かって順次実施される。

【0005】

ところで、近年のトンネル工法においては、掘削技術の進歩によってトンネルの切羽面の掘削時間が短縮され、二次覆工の工程、具体的にはコンクリートの打設から養生およびトンネル覆工用型枠の脱型までの工程の進捗が、トンネルの切羽面の掘削工程の進捗に追従できなくなってきている。

【0006】

そこで、例えば、トンネル覆工用型枠を組み立ててからコンクリートを打設するまでの工程と、打設したコンクリートの養生からトンネル覆工用型枠を脱型するまでの工程とを別々の日に行っていたものを、トンネル覆工用型枠の脱型と移動および再組立からコンクリートの打設までの工程を１日のうちに終わらせ、翌日は専らコンクリートの養生期間に当てるという施工方法が実施される場合がある。

【0007】

また、別の方法として、一般的に用いられている１０．５ｍ程度の延長を有するトンネル覆工用型枠に代えて、好ましくは１８ｍ～２２ｍ程度の延長を有するロングスパンのトンネル覆工用型枠を用いることによって、１サイクルで行うトンネル覆工コンクリートの施工スパンを延ばして工期を短縮するとともに、トンネル覆工コンクリートを形成するための工程の進捗を早めることが検討されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２００１－２８００９４号公報

【文献】特開２００３－２６２０９６号公報

【文献】特開２０１５－０６７９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところで、例えば、トンネル覆工コンクリートの施工スパンが１０．５ｍ程度の長さの一般に用いられるトンネル覆工用型枠の場合には、連続する施工スパンにおけるトンネル覆工コンクリートの境目部分でコンクリートの乾燥収縮や温度収縮によるひび割れを吸収することによって、各々のトンネル覆工コンクリートの施工スパンにおけるひび割れの発生を効果的に抑制することができる。

【0010】

しかしながら、前記後者の施工方法（ロングスパンのトンネル覆工用型枠を用いる施工方法）を採用する場合、トンネル覆工コンクリートの１サイクルでの施工スパンが例えば１０．５ｍ程度から１８ｍ～２２ｍ程度に延長されるため、１８ｍ～２２ｍ程度の長いトンネル覆工コンクリートの施工スパン中間部に、乾燥収縮や温度収縮に伴うひび割れが発生し易くなるという問題がある。

【0011】

上記問題を解決するためには、施工スパンが１８ｍ～２２ｍ程度と長いトンネル覆工コンクリートの施工スパン中間部に、乾燥収縮や温度収縮に伴うひび割れを誘発する誘発目地を設けることが望ましい。

【0012】

上記誘発目地をトンネル覆工コンクリートの施工スパンの中間部に設ける方法としては、打設したコンクリートが硬化してトンネル覆工用型枠を脱型した後に、例えば、コンクリートカッターを使用して、硬化したトンネル覆工コンクリートの施工スパン中間部を溝状に切削することによって、誘発目地を形成する方法が考えられる。

【0013】

しかしながら、上記方法によって、硬化したトンネル覆工コンクリートをコンクリートカッターによって溝状に切削する場合、トンネル覆工コンクリートのアーチ形状部を含む湾曲する横断面形状の内周面に沿ってコンクリートカッターを移動させながら、該トンネル覆工コンクリートを溝状に切削していく作業が必要となるため、多くの手間と時間を要するという問題がある。

【0014】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、トンネル覆工コンクリートの各施工スパン中間部に誘発目地を、多くの手間や時間を要することなく簡単に設けることができるトンネル覆工用型枠を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明は、山岳トンネル工法においてトンネルの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリートを形成するための、１０．５ｍを超える施工延長を有するロングスパンのトンネル覆工用型枠であって、トンネルの掘進方向に移動可能な架台部と、該架台部に支持されてトンネルの内壁面との間に覆工空間を形成するための、上部型枠と、該上部型枠の両側下端部に回転可能に連結された一対の側部型枠とを含んで構成された型枠本体部とを備え、前記架台部は、トンネルの掘進方向に分割されることなく一体に構成され、前記型枠本体部は、トンネルの掘進方向に２分割された一対の分割型枠本体部によって構成されており、一対の前記分割型枠本体部は、これらの隣接する端面の間に一定幅のスリット状の隙間が全周に亘って形成されるように前記架台部に支持され、前記隙間には、各施工スパンの中間部に誘発目地を形成するためのプレート部材が、覆工空間の全周に亘って突出する状態で引き抜き可能に挿入配置されていることを特徴とするものである。

【0016】

ここで、前記型枠本体部の一対の分割型枠本体部の各後端部に、コンクリートポンプから延びる圧送配管が接続される圧入接続口が、それぞれ設けられていることが好ましい。

【0017】

また、前記型枠本体部のトンネルの掘進方向後方側の分割型枠本体部の天端部の前側部分に、エア抜きパイプが、覆工空間の天面部に近接するまで突出した状態で引き抜き可能に取り付けられていることが好ましい。

【0018】

さらに、前記型枠本体部の各分割型枠本体部には、覆工空間に進退可能に突出する複数の伸縮バイブレータが、トンネルの掘進方向に所定の間隔をおいてそれぞれ設けられていることが好ましい。

【0019】

そして、前記プレート部材の表面は、摩擦低減材で被覆されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、トンネル覆工コンクリートの各施工スパン中間部に誘発目地を、多くの手間や時間を要することなく簡単に設けることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係るトンネル覆工用型枠の正面図である。

【図2】本発明に係るトンネル覆工用型枠の側面図である。

【図3】図２のＡ部拡大詳細図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ線断面図である。

【図5】図４のＣ－Ｃ線断面図である。

【図6】プレート部材の正面図である。

【図7】プレート部材の側面図（図６の矢視Ｄ方向の図）である。

【図8】図７のＥ－Ｅ線断面図である。

【図9】（ａ）～（ｃ）は本発明に係るトンネル覆工用型枠を用いたトンネル覆工作業をその工程順に示す正断面図である。

【図10】（ａ）～（ｃ）は本発明に係るトンネル覆工用型枠を用いたトンネル覆工作業をその工程順に示す側断面図である。

【図11】（ａ）～（ｃ）は本発明に係るトンネル覆工用型枠を用いたトンネル覆工作業におけるトンネル覆工コンクリートの天面部の打設方法をその工程順に示す部分側断面図である。

【図12】トンネル覆工コンクリート内周面の誘発目地が形成された箇所の部分正面図である。

【図13】図１２のＦ－Ｆ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0023】

［トンネル覆工用型枠］
まず、本発明に係るトンネル覆工用型枠の構成を図１～図３に基づいて以下に説明する。

【0024】

図１は、本発明に係るトンネル覆工用型枠の正面図、図２は、同トンネル覆工用型枠の側面図、図３は、図２のＡ部拡大詳細図である。

【0025】

本発明に係るトンネル覆工用形枠１は、山岳トンネル工法において地山を掘削して形成されたトンネルＴの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリート４を形成するためのものであって、１０．５ｍを超える施工延長(本実施の形態では、１８ｍ）を有するロングスパンのスライドセントルとして構成されている。なお、トンネル覆工コンクリート４で覆う前のトンネルＴの内壁面は、コンクリートが吹き付けられる一次覆工５が施されている。また、以下の説明においては、トンネルＴの延長方向（図２の左右方向）を「前後方向」、トンネルＴの幅方向を「左右方向」、トンネルＴの延長方向において坑口側を「前側」、切羽側を「後側」と称することがある。

【0026】

本実施の形態に係るトンネル覆工用形枠１は、図１および図２に示すように、トンネルＴの掘進方向Ｘ（図２参照）に沿って移動可能な架台部２と、該架台部２上に支持された型枠本体部３を備えており、その全長は、１８ｍのロングスパンを有している。したがって、後述のように、本実施の形態に係るトンネル覆工用型枠１を用いて形成されるトンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬは、１８ｍと従来の１０．５ｍに対して大幅に延長されている。

【0027】

ここで、前記架台部２は、トンネルＴの掘進方向Ｘ（図２の左右方向）に分割されることなく一体に構成されており、図１に示す門型台車２Ａを備えている。この門型台車２Ａは、基台部２ａと、該基台部２ａを支持する左右の支柱脚部２ｂとを備えており、各支柱脚部２ｂの下端には、トンネルＴの床面に長手方向（図２の左右方向）に沿って平行に敷設された左右一対のレール６上を移動可能なローラ等の走行部７が、それぞれ取り付けられている。したがって、トンネル覆工用型枠１は、レール６に沿ってトンネルＴの掘進方向Ｘ（図２参照）に移動することができる。

【0028】

前記型枠本体部３は、一次覆工５によって覆われたトンネルＴの内壁面との間に所定厚さの覆工空間Ｓを形成するためのものであって、トンネルＴの掘進方向Ｘ（図２の左右方向）に２分割された一対の分割型枠本体部３Ａ，３Ｂによって構成されている（図３参照）。

【0029】

上記各分割型枠本体部３Ａ，３Ｂは、全体としてトンネルＴの内壁面形状に沿ったアーチ状を成しており、図１に示すトンネルＴのアーチ形状部の上部の覆工空間Ｓを形成するための上部型枠３ａと、トンネルＴのアーチ形状部の下部および両側の側壁部分の覆工空間Ｓを形成するための左右一対の側部型枠３ｂと、一対の下部型枠３ｃとをそれぞれ含んで構成されている。ここで、上部型枠３ａは、門型台車２Ａの基台部２ａに設けられた複数の昇降ジャッキ８によって上下に昇降可能に支持されている。また、一対の側部型枠３ｂは、上部型枠３ａの左右両側の下端部にそれぞれ回動可能に連結されており、一対の下部型枠３ｃは、各側部型枠３ｂの下端部にそれぞれ回動可能に連結されている。そして、左右の各側部型枠３ｂと各下部型枠３ｃは、一端部が門型台車２Ａに連結された伸縮ジャッキ９，１０の他端部にそれぞれ連結されており、伸縮ジャッキ９，１０の伸縮によって上部型枠３ａと側部型枠３ｂに対してそれぞれ回動することができる。

【0030】

また、図１に示すように、枠型本体部３の上部型枠３ａと側部型枠３ｂには、複数の圧入接続口１１ａ，１１ｂが前後方向（図１の紙面垂直方向）に並べて形成されている。ここで、各圧入接続口１１ａ，１１ｂは、後述のように覆工用のコンクリート１２（図９および図１１参照）を、覆工空間Ｓに流し込んだり圧入したりするため等の目的で用いられる。圧入接続口１１ａ，１１ｂは、窓ではなく、枠型本体部３自体に設置することができる。

【0031】

以上のように構成されたトンネル覆工用型枠１は、昇降ジャッキ８や伸縮ジャッキ９，１０を伸縮させることによって、型枠本体部３を拡開させたり内側に縮小させることができ、トンネルＴの内壁面に沿うように枠型本体部３を組み付けて、トンネルＴの内壁面との間に所定厚さの覆工空間Ｓを形成するとともに、枠型本体部３を脱型した後には、トンネルＴの内部を掘進方向Ｘ（図２参照）に移動することができる。

【0032】

ところで、枠型本体部３の２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂは、これらに隣接する端面の間に一定幅のスリット状の隙間δ（図３参照）が全周に亘って形成されるように架台部２に支持されており、図３及び図５に示すように、このスリット状の隙間δには、各施工スパンＬ（＝１８ｍ）の中間部に誘発目地１４（図１２および図１３参照）を形成するためのプレート部材１５が、覆工空間Ｓの全周に亘って突出する状態で引き抜き可能に挿入配置されている。なお、プレート部材１５は、好ましくはアルミニウム製またはスチール製の金属プレートによって構成されている。

【0033】

また、本実施形態では、型枠本体部３の２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂに跨るようにして、不図示の伸縮調整部材を設けておくこともできる。伸縮調整部材として、油圧シリンダや送りネジ機構等を備える、公知の種々の伸縮調整部材を用いることができる。伸縮調整部材を設けておくことにより、例えば型枠本体部３を拡開させたり内側に縮小させる際に分割型枠本体部３Ａ，３Ｂが撓むことで、スリット状の隙間δが広くなり過ぎたり狭くなり過ぎたりしても、伸縮調整部材によって、スリット状の隙間δの間隔を容易に調整することが可能になる。

【0034】

ここで、プレート部材１５の構成と取付構造を図４～図８に基づいて以下に説明する。

【0035】

図４は、図３のＢ－Ｂ線断面図、図５は、図４のＣ－Ｃ線断面図、図６は、プレート部材の正面図、図７は、同プレート部材の側面図（図６の矢視Ｄ方向の図）、図８は、図７のＥ－Ｅ線断面図である。

【0036】

図４に示すように、プレート部材１５は、周方向に沿って複数に分割されており、複数のプレート部材１５は、トンネルＴの内周壁との間に所定距離を保った状態でアーチ状に配置されている。なお、図４には、半周分のプレート部材１５のみを示している。

【0037】

各プレート部材１５は、図６に示すように、略矩形平板状に成形されており、その内周面と外周面は所定の曲率の円弧面とされている。そして、各プレート部材１５の覆工空間Ｓに突出する先端部分１５Ａ（図６にハッチングを付した部分）の両面は、先端（図６および図７の上端）に向かって尖ったテーパ面とされており、これらのテーパ面には、高吸水性樹脂を含む不図示の摩擦低減材が被覆されている。

【0038】

そして、各プレート部材１５の覆工空間Ｓの外部に臨む部分１５Ｂ（先端部分１５Ａ以外の部分）の一方の面（図６の手前側の面）の左右には、ボス１６が突設されており、各ボス１６には円孔状のピン挿通孔１６ａがそれぞれ貫設されている。また、各プレート部材１５の他方の面（図６の奥側の面）のボス１６よりも左右方向外側には、縦方向に長いガイド材１７が突設されている。さらに、各プレート部材１５の下端部の幅方向中央にはブラケット１８が直角に挿通固着されており、このブラケット１８の両側には、把手として機能する矩形の開口部１９が形成されている。ここで、ブラケット１８は、プレート部材１５の他方の面（図６の奥側の面）から長く突出しており、この突出部分には、図８に示すように、切欠き孔１８ａが形成されている。

【0039】

ところで、枠型本体部３の２分割された分割型本体部３Ａ，３Ｂの隣接する端面には、図５に示すように、両端面間に全周に亘って形成された間隔部分ｄに配置された支持部材２０，２１がそれぞれ取り付けられている。ここで、両支持部材２０，２１は、プレート部材１５と同数設けられており、プレート部材１５と同様にアーチ状に配置されている。本実施形態では、スリット状の隙間δは、支持部材２０，２１の間の隙間として形成されるようになっている。

【0040】

ここで、図５に示すように、一方（前側）の支持部材２０は、矩形枠状（チャンネル状）に成形されており、プレート部材１５に対向する部位の下端部に形成されたブラケット２０ａには、ボルト２２とこれに螺合するナット２３が軸２４によって上下に回動可能に支持されている。また、この支持部材２０のプレート部材１５に対向する部位には、図５の紙面垂直方向に長い矩形のプレート２５が突設されており、このプレート２５の左右２箇所（プレート部材１５のボス１６に形成されたピン挿通孔１６ａに対応する２箇所）にはピン挿通孔２５ａが貫設されている。なお、支持部材２０の左右両端部（プレート部材１５の左右のガイド材１７に係合する位置）には、不図示のガイド材が突設されている。そして、この支持部材２０の外周面のプレート部材１５に当接する位置（図５の左端部）には、先端に向かって幅が狭くなる横断面台形の突起２０ｂが覆工空間Ｓに向かって突設されている。なお、この突起２０ｂは、支持部材２０の外周に沿って図５の紙面垂直方向に長く形成されている。

【0041】

また、他方（後側）の支持部材２１は、横断面逆Ｌ字状に成形されており、この支持部材２１の外周面のプレート部材１５に当接する位置（図５の右端部）には、先端に向かって幅が狭くなる横断面台形の突起２１ａが覆工空間Ｓに向かって突設されている。なお、この突起２１ａは、支持部材１５の外周に沿って図５の紙面垂直方向に長く形成されている。

【0042】

そして、各プレート部材１５は、一方（前側）の支持部材２０に次のように取り付けられている。すなわち、各プレート部材１５は、図５に示すように、その先端部が覆工空間Ｓに突出する状態で、当該プレート部材１５に突設された左右のガイド材１７と支持部材２０に突設された不図示の左右のガイド材とを係合させて両支持部材２０，２１の間のスリット状の隙間δに差し込まれ、支持部材２０のプレート２５に形成された２つのピン挿通孔２５ａと当該プレート部材１５の２つのボス１６に形成されたピン挿通孔１６ａに挿通するピン２６によって位置決めされるとともに支持される。そして、この状態から、プレート部材１５のブラケット１８に形成された切欠き孔１８ａ（図８参照）にボルト２２を図５に実線にて示すように通し、該ボルト２２の端部に螺合するナット２３を締め付けることによって、プレート部材１５が支持部材２０に確実に取り付けられる。

【0043】

ところで、図３に示すように、型枠本体部３の前後に２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの各後端部の天端部には、コンクリートポンプ３０から延びる圧送配管３１（図１０参照）が接続される頂部圧入接続口２７ａ，２７ｂがそれぞれ設けられている。また、型枠本体部３のトンネルＴの掘進方向Ｘにおいて後方側の分割型枠本体部３Ｂの天端部の前側部分（プレート部材１５に近接する部分）には、エア抜きパイプ２８が、覆工空間Ｓの天面部に近接するまで突出した状態で引き抜き可能に取り付けられている。なお、エア抜きパイプ２８には、例えば大栄工機株式会社製の「エア抜き金具」等として知られているものが使用される。

【0044】

さらに、図３に示すように、型枠本体部３の各分割型枠本体部３Ａ，３Ｂには、覆工空間Ｓに進退可能に突出する複数の伸縮バイブレータ１３がトンネルＴの掘進方向(図３の左右方向）に適当な間隔でそれぞれ設けられている。なお、伸縮バイブレータ１３には、例えば大栄工機株式会社製の「天端伸縮バイブレータ」等として知られているものが使用される。

【0045】

［トンネル覆工作業］
次に、以上のように構成されたトンネル覆工用型枠１を用いて実施されるトンネル覆工作業を図９～図１３に基づいて以下に説明する。

【0046】

図９（ａ）～（ｃ）は、本発明に係るトンネル覆工用型枠を用いたトンネル覆工作業をその工程順に示す正断面図、図１０（ａ）～（ｃ）は、同トンネル覆工作業をその工程順に示す側断面図、図１１（ａ）～（ｃ）は、同トンネル覆工作業におけるトンネル覆工コンクリートの天端部の打設方法をその工程順に示す部分側断面図、図１２、はトンネル覆工コンクリート内面の誘発目地が形成された箇所の部分正面図、図１３は、図１２のＦ－Ｆ線断面図である。

【0047】

トンネル覆工作業は、山岳トンネル工法において、本発明に係るトンネル覆工用型枠１を用いて、図１０に示す２台のコンクリートポンプ３０からそれぞれ延びる圧送配管３１を経て、コンクリート１２（図９および図１１参照）を覆工空間Ｓに同時に供給しながら打設することによって、掘削したトンネルＴの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリート４を構築する作業である。なお、トンネルＴの内壁面には、コンクリートの吹き付けによって一次覆工５が既に施されている。

【0048】

より詳細には、図１０に示すように、２台のコンクリートポンプ３０は、トンネルＴ内に搬入されたトンネル覆工用型枠１を挟んでトンネルＴの掘進方向Ｘの前方と後方にそれぞれ配置されており、各コンクリートポンプ３０のホッパー部には、各コンクリートミキサー車３２からコンクリート１２がそれぞれ投入される。ここで、前後２台のコンクリートポンプ３０からは圧送配管３１がそれぞれ延びており、各コンクリートミキサー車３２から各コンクリートポンプ３０のホッパー部へと投入されたコンクリート１２は、２系統の各圧送配管３１から覆工空間Ｓに同時に圧送されて供給される。このように、２系統のコンクリートポンプ３０と圧送配管３１を用いることによって、トンネル覆工コンクリート４を形成するための工程の進捗を効果的に早めることができる。なお、２台のコンクリートポンプ３０を用いる場合、これら２台のコンクリートポンプ３０は、トンネルＴの掘進方向Ｘにおいて、トンネル覆工用型枠１を挟んだ前方または後方の一方（片側）に並べて配置することも可能である。

【0049】

２台のコンクリートポンプ３０からそれぞれ延びる２系統の圧送配管３１は、図１０に示すように、トンネル覆工用型枠１の内側に向かって延びる主配管３１ａと、該主配管３１ａから図９に示すロータリバルブ２９を介してトンネルＴの幅方向両側に枝分かれした左右の分岐管３１ｂを含んで構成されている。ここで、各分岐管３１ｂは、長さの異なる直管や湾曲管等からなる複数のピースを含んで構成されており、選択した複数のピースを組み付けて、圧入接続口１１ａ、１１ｂに接続するように配置されると共に、これらのピースを組み替えることによって、当該分岐管３１ｂを、型枠本体部３の２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂに形成された下段の圧入接続口１１ａから上段の圧入接続口１１ｂに切り換えて接続したり、上段の圧入接続口１１ｂから天端部の頂部圧入接続口２７ａ，２７ｂに切り換えて接続したりできるようになっている。

【0050】

すなわち、図９（ａ）および図１０（ａ）に示すように、左右の各分岐管３１ｂを下段の圧入接続口１１ａに接続し、各コンクリートポンプ３０から圧送されるコンクリート１２を、分岐管３１ｂから覆工空間Ｓに同時に流し込んだり圧入したりすることによって、覆工空間Ｓの下半部（図９（ａ）におけるドット部分とハッチング部分）にコンクリート１２を打設することができる。

【0051】

次に、左右の各分岐管３１ｂを、図９（ｂ）および図１０（ｂ）に示すように、上段の圧入接続口１１ｂに接続し、各コンクリートポンプ３０から圧送されるコンクリート１２を、各分岐管３１ｂから覆工空間Ｓに同時に流し込んだり圧入したりすることによって、覆工空間Ｓの上半部（図９（ｂ）におけるドット部分とハッチング部分）にコンクリート１２を打設することができる。

【0052】

そして、最後に左右の分岐管３１ｂを、図９（ｃ）および図１０（ｃ）に示すように、天端部の頂部圧入接続口２７ａ，２７ｂに接続し、各コンクリートポンプ３０から圧送されるコンクリート１２を、各分岐管３１ｂから覆工空間Ｓに同時に流し込んだり圧入したりすることによって、覆工空間Ｓの天頂部（図９（ｃ）における網掛部分）にコンクリート１２を打設することができる。この場合、トンネル覆工用型枠１の型枠本体部３の前後に２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの、前後に隣接する端部間（覆工スパンＬの前後方向中間部）に配置されたプレート部材１５は、邪魔板として機能する。

【0053】

すなわち、トンネル覆工用型枠１の型枠本体部３の２分割された前後の分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの各後端部に設けられた、例えば天端部の頂部圧入接続口２７ａ，２７ｂから、コンクリート１２を覆工空間Ｓの天頂部に同時に打設する際、覆工空間Ｓに流し込まれるコンクリート１２は、図１１（ａ）に矢印にて示すように、各圧入接続口２７ａ，２７ｂから妻型枠３３側に向かってそれぞれ流れる。そして、上流側からプレート部材１５に至ったコンクリート１２は、図１１（ｂ）に示すように、邪魔板として機能するプレート部材１５の部分で打ち上げられるとともに、各圧入接続口２７ａ，２７ｂから妻型枠３３に向かってそれぞれ流れる。すなわち、各圧入接続口２７ａ，２７ｂから妻型枠３３に向かって流れるコンクリート１２は、覆工空間Ｓにコンクリート１２がさらに圧入されることによってプレート部材１５や妻型枠３３に到達した後は、それ以上の妻型枠３３側への流れが阻止されるため、プレート部材１５や妻型枠３３に沿って上方に打ち上がることになる。そして、一方の圧入接続口２７ａから覆工空間Ｓへと打設されたコンクリート１２は、プレート部材１５を乗り越えて既設のトンネル覆工コンクリート４ａ側へも流出し、既設のトンネル覆工コンクリート４ａ側のコンクリート１２と合流するとともに、他方の圧入接続口２７ｂ側の部分から覆工空間Ｓの天面部へと到達し、妻型枠３３側に向かって覆工空間Ｓに順次充填されていく。

【0054】

上述のように、頂部圧入接続口２７ａ，２７ｂから打設されたコンクリート１２が覆工空間Ｓの天面部に達すると、プレート部材１５よりも既設のトンネル覆工コンクリート４ａ側の部分に残留する空気が逃げ場を失うため、覆工空間Ｓの天面部に近接する部分に空気溜りが生じ易くなる。然るに、本実施の形態では、プレート部材１５の既設のトンネル覆工コンクリート４ａ側に近接してエア抜きパイプ２８を覆工空間Ｓの天面部に近接する部分に至る長さで突設したため、残留する空気をエア抜きパイプ２８からトンネル覆工用型枠１の内部へと逃がすことができる。この結果、プレート部材１５の付近で覆工空間Ｓの天面部に空気溜りが発生することがなく、図１１（ｃ）に示すように、覆工空間Ｓの天面部の全てにコンクリート１２を充填することができる。なお、本実施の形態では、トンネルＴの延長方向に適当な間隔で複数の伸縮バイブレータ１３を配置したため、覆工空間Ｓの天面部に打設されたコンクリート１２を複数の伸縮バイブレータ１３によって締め固めることができ、より密実で品質の高いトンネル覆工コンクリート４を得ることができる。

【0055】

以上の一連の覆工作業によって、図９（ｃ）および図１０（ｃ）に示すように、トンネルＴの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリート４が構築されるが、本実施の形態では、トンネル覆工用型枠１として、全長が従来の１０．５ｍから１８ｍへと大幅に延びたロングスパンのものを使用するとともに、２台のコンクリートポンプ３０を用いて、２系統の圧送配管３１からコンクリート１２を覆工空間Ｓに同時に打設するようにしたため、１サイクルで行われるトンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬが１８ｍと大幅に延びるとともに、コンクリート１２の打設時間を大幅に短縮することができる。このため、トンネル覆工コンクリート４を形成するための工程、つまり、コンクリート１２の打設から養生およびトンネル覆工用型枠１の脱型までの工程の進捗が、トンネルＴの切羽面を掘削する工程の進捗に追従できるようにすることが可能になる。

【0056】

ところで、上述のようにトンネル覆工コンクリート４の１サイクルでの施工スパンＬが例えば１０．５ｍ程度から１８ｍ程度に延長されると、１８ｍ程度の長いトンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬの中間部に、乾燥収縮や温度収縮に伴うひび割れが発生し易くなるという問題があることは前述の通りである。

【0057】

然るに、本実施の形態では、トンネル覆工用型枠１の型枠本体部３の前後に２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの、前後に隣接する端面間に形成された隙間δに、プレート部材１５を、覆工空間Ｓの全周に亘って突出する状態で引き抜き可能に挿入配置したため、覆工空間Ｓに打設されたコンクリート１２が硬化した後に、プレート部材１５をコンクリート１２から引き抜けば、トンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬの中間部には、図１２および図１３に示すように、誘発目地１４が全周に亘って形成される。この誘発目地１４は、トンネル覆工コンクリート４の乾燥収縮や温度収縮に伴うひび割れを誘発するものであって、この誘発目地１４をトンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬの中間部に形成することによって、ひび割れが誘発目地１４に集中するため、トンネル覆工コンクリート４の誘発目地１４以外の部位にひび割れが発生するのを、効果的に回避したり抑制したりすることが可能になる。

【0058】

ところで、複数のプレート部材１５の引き抜きは、次の要領でなされる。即ち、図５に示すプレート部材１５のボス１６に形成されたピン挿通孔１６ａと、支持部材２０のプレート２５に形成されたピン挿通孔２５ａとに挿通しているピン２６を抜き取ると共に、該プレート部材１５を支持部材２０に取り付けているナット２３を緩めて、ボルト２２を軸２４を中心として図５に鎖線にて示すように略９０°だけ回動させる。すると、ボルト２２がプレート部材１５のブラケット１８に形成された切欠き孔１８ａ（図８参照）から抜け、プレート部材１５の支持部材２０への取り付けが解除されるため、作業者は、プレート部材１５の下端部に形成された２つの把手用の開口部１９を手で持ってプレート部材１５をトンネル覆工コンクリート４から引き抜くことができる。すると、プレート部材１５が引き抜かれたトンネル覆工コンクリート４の内周面には、図１２および図１３に示すような誘発目地１４が全周に亘って形成される（図１２には一部のみ図示）。なお、誘発目地１４の開口部には、支持部材２０，２１にそれぞれ突設された突起２０ｂ，２１ａ（図５参照）によって、内側（図１２の手前側、図１３の下方）に向かって開くテーパ状の溝１４ａが形成される。

【0059】

ところで、本実施の形態では、各プレート部材１５の覆工空間Ｓに突出する先端部分１５Ａ（図６のハッチング部分）の両面は、先端に向かって尖ったテーパ面とされているため、各プレート部材１５をトンネル覆工コンクリート４から容易に引き抜くことができる。また、本実施の形態では、各プレート部材１５の先端部分１５Ａの両面を、高吸水性樹脂を含む摩擦低減材によって被覆したため、各プレート部材１５をトンネル覆工コンクリート４から引き抜く際の摩擦抵抗力が小さく抑えられ、各プレート部材１５をトンネル覆工コンクリート４から一層容易に引く抜くことができる。

【0060】

以上のように、本発明に係るトンネル覆工用型枠１においては、型枠本体部３を前後に２分割するとともに、２分割された分割型枠本体部３Ａ，３Ｂを、分割されることなく一体に構成された架台部２よって各々安定した状態で支持させることで、一対の分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの隣接する端面の間に、一定幅のスリット状の隙間δを、全周に亘って連続させて精度良く容易に形成することが可能になる。また精度良く連続して形成されたスリット状の隙間δに挿入することで、一対の分割型枠本体部３Ａ，３Ｂの隣接する端面間に、プレート部材１５を予め取り付ける構成を採用したため、覆工空間Ｓに打設されたコンクリート１２が硬化した後に、プレート部材１５を引き抜くことによって、トンネル覆工コンクリート４の施工スパンＬの中間部に誘発目地１４を容易に形成することが可能になる。このため、例えば硬化したトンネル覆工用コンクリートをコンクリートカッターによって溝状に切削する等の手法を用いる場合と比較して、多くの手間と時間を要することなく、誘発目地を精度良く容易に形成することが可能になる。

【0061】

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲および明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、引き抜き可能なプレート部材の表面を被覆する摩擦低減材は、高吸水性樹脂を含む摩擦低減材である必要は必ずしもなく、吸水して膨潤する材料を含む他の摩擦低減材の他、硬化した後のトンネル覆工コンクリーからプレート部材１５を例えば人の力で容易に引き抜くことを可能とする公知の種々の摩擦低減材であっても良い。

【0062】

また、以上の実施の形態では、トンネル覆工用型枠１として、全長が１８ｍのものを用いたが、トンネル覆工用型枠としては、例えば全長が１８～２２ｍ程度の、１０．５ｍを越える施工延長を有する、その他のロングスパンのトンネル覆工用型枠であっても良い。

【符号の説明】

【0063】

１ トンネル覆工用型枠
２ 架台部
２Ａ 門型台車
３ 型枠本体部
３Ａ，３Ｂ 分割型枠本体部
３ａ 上部型枠
３ｂ 側部型枠
３ｃ 下部型枠
４ トンネル覆工コンクリート
５ 一次覆工
７ 走行部
１１ａ，１１ｂ 圧入接続口
１２ コンクリート
１３ 伸縮バイブレータ
１４ 誘発目地
１５ プレート部材
２０，２１ 支持部材
２２ ボルト
２３ ナット
２６ ピン
２７ａ，２７ｂ 頂部圧入接続口
２８ エア抜きパイプ
３０ コンクリートポンプ
３１ 圧送配管
Ｌ 施工スパン
Ｓ 覆工空間
Ｔ トンネル
Ｘ トンネルの掘進方向
ｄ 間隔部分
δ スリット状の隙間

【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】