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特許7229368多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造及び方法
(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】
(24)【登録日】2023-02-16
(45)【発行日】2023-02-27
(54)【発明の名称】多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造及び方法
(51)【国際特許分類】
E21D 11/10 20060101AFI20230217BHJP
E21D 11/40 20060101ALI20230217BHJP
E21D 23/04 20060101ALI20230217BHJP
【ＦＩ】
E21D11/10 A
E21D11/40 A
E21D23/04
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2021540270
(86)(22)【出願日】2020-08-03
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-30
(86)【国際出願番号】 CN2020106533
(87)【国際公開番号】W WO2021189746
(87)【国際公開日】2021-09-30
【審査請求日】2021-10-07
(31)【優先権主張番号】202010221101.7
(32)【優先日】2020-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】521303486
【氏名又は名称】中鉄三局集団有限公司
(73)【特許権者】
【識別番号】521218043
【氏名又は名称】中鉄三局集団第五工程有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100091683
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄
(74)【代理人】
【識別番号】100179316
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 寛奈
(72)【発明者】
【氏名】冷 建朋
(72)【発明者】
【氏名】劉 賢良
(72)【発明者】
【氏名】劉 志如
(72)【発明者】
【氏名】段 久波
(72)【発明者】
【氏名】韓 ▲ミョウ▼
(72)【発明者】
【氏名】康 見星
(72)【発明者】
【氏名】寧 軻
(72)【発明者】
【氏名】張 文勝
(72)【発明者】
【氏名】傅 重陽
(72)【発明者】
【氏名】孫 龍華
(72)【発明者】
【氏名】譚 旭
(72)【発明者】
【氏名】高 伍
(72)【発明者】
【氏名】馬 克明
(72)【発明者】
【氏名】斉 昌
【審査官】亀谷 英樹
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第１１０８６３８４１（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１０８０５４５３（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１１０２２０７６（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０３０７５１６３（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０８５３３２８４（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０５６２０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２５７３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１０５２６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ２１Ｄ １／００－９／１４
Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６
Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
５つの断面（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）及び１つの移行断面（Ａ－Ｂ）を有し、断面の寸法が変化するトンネルにおける二次覆工高速施工構造であって、
１つの掘削断面（Ａ）はＣＲＤ法によって施工し、４つの掘削断面（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ）はいずれも側壁導坑先進法によって施工し、１つの移行断面（Ａ－Ｂ）はＣＲＤ法から側壁導坑先進法に転換して施工され、
型枠移動支保工及び隔壁を含み、前記型枠移動支保工は数量が少なくとも２つであり、二次覆工型枠の支持及び固定に用いられ、
前記隔壁は、掘削時に施工され、鉄骨及びコンクリートによって形成されており、前記隔壁が２つの縦方向隔壁及び１つの横方向隔壁を含み、
前記型枠移動支保工がセントル及び支保工を含み、
前記セントルが１つのアーチ部支保工、支柱、横梁及び２つのアーチ壁支保工を含み、前記アーチ部支保工の上面に前記二次覆工型枠が固定接続され、下面が前記支柱と固定接続され、前記アーチ部支保工は３分割されており、２つの前記アーチ壁支保工はそれぞれ２分割されており、
前記支柱の下端が前記横梁上に固定接続され、
前記横梁の下面が前記支保工の最上部と固定接続され、
前記アーチ壁支保工の外側面に前記二次覆工型枠が固定接続され、内側面が前記支保工と固定接続され、
前記アーチ部支保工の両端にそれぞれ前記アーチ壁支保工の端部が固定接続され、
トンネルの延伸方向に沿って接続梁が設置され、前記接続梁の上に前記型枠移動支保工の横梁が交差するように配置され、
前記型枠移動支保工を組み立てるとき、前記セントルの高さに適応する縦方向隔壁の上部を撤去し、
撤去後の縦方向隔壁の上端に軌道を設置し、前記軌道が支持台及びスライド輪を含み、前記支持台が撤去後の縦方向隔壁の上端に固定接続され、前記スライド輪が前記支持台に固定接続され、
前記スライド輪が前記接続梁と滑合され、二次覆工のコンクリート打設が完了すると、前記セントル重量に基づいて、電動ホイスト又は手動ホイストにより前記セントル全体を次の部分まで牽引して二次覆工を行い、
前記支柱及び横梁は様々な規格の寸法が設定され、断面の寸法が変化するトンネルにおける二次覆工型枠及び前記セントルの寸法に対する要求に基づき、選択して使用されることを特徴とする、トンネルにおける二次覆工高速施工構造。
【請求項2】
前記支保工が下部支保工及び上部支保工を含み、前記下部支保工及び前記上部支保工が支柱、水平材、縦方向根がらみ及び横方向根がらみを含み、前記支柱の底部に設置された固定ベースによって前記支柱をインバートに固定し、
前記縦方向根がらみが直交クランプで支柱における固定ベース底部から２００ｍｍ以下の部分に固定され、
前記横方向根がらみが直交クランプで支柱における前記縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定され、
前記支柱の最上部に、前記横梁及び前記支柱を固定接続するのに用いられるジャッキが設置され、
前記アーチ壁支保工は前記水平材と固定接続されることを特徴とする、請求項１に記載の二次覆工高速施工構造。
【請求項3】
前記支保工がクランプ式足場を採用し、前記支保工の支柱の配置間隔が９００×７５０ｍｍ、層間９００ｍｍであり、前記セントルを支持し、
前記支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上であり、最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、前記筋交い部材の最下部は地面に緊密に接し、
前記筋交いの斜め材及び地面の夾角が４５°～６０°の間であり、前記斜め材の各スパンが前記支保工の支柱と締結され、
前記垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置し、水平筋交い及び前記支保工の縦方向又は横方向の夾角が４５°～６０°の間であることを特徴とする、請求項２に記載の二次覆工高速施工構造。
【請求項4】
前記水平材の継ぎ足しは直線ジョイントで接続し、隣接する２本の水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置せず、
異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であり、
各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離が縦方向の支柱間距離の１／３以下であり、
継ぎ目位置から支柱までの距離が３００ｍｍ以下であり、
前記水平材に重ね継手を採用し、このうち重ね継手長さが１０００ｍｍ以上であり、重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバーの縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項３に記載の二次覆工高速施工構造。
【請求項5】
前記アーチ部支保工及びアーチ壁支保工がＩ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられ、
前記支柱及び横梁がＩ形鋼を採用し、横方向が足場の水平間隔及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔が足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設されることを特徴とする、請求項４に記載の二次覆工高速施工構造。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか１項に記載の二次覆工高速施工構造を用いた二次覆工高速施工方法であって、
Ｓ１０、インバート施工：留置線掘削トンネルの掘削が完了し、一次覆工が安定すると、前記インバート施工を行う工程、
Ｓ２０、施工済みの仮インバートの下方用の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去する工程、
Ｓ３０、施工済みの仮インバートの上方用の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去する工程、
Ｓ４０、セントル及び支保工を含む型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付ける工程、
Ｓ５０、二次覆工コンクリートを打設する工程、
Ｓ６０、前記二次覆工型枠を撤去する工程、
Ｓ７０、前記セントルを前進させる工程、
Ｓ８０、前記二次覆工施工が完了し、仮設支持体を撤去する工程、
を含むことを特徴とする、トンネル断面の寸法が変化する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法。
【請求項7】
前記インバート施工がＳ１１、モニタリング状況に基づいて、第１の二次覆工部分におけるインバート部位の仮隔壁のコンクリートを撤去する工程、
Ｓ１２、１つおきに仮設支持体を撤去し、インバート防水シート及び保護層を敷設する工程、
Ｓ１３、撤去した仮設支持体の下方のインバート防水施工が完了してから、残りの支持体を撤去し、同時に間隔を開けて前記すでに撤去した支持体を戻し、その後、後に撤去した支持体下方の防水施工を行う工程、
Ｓ１４、施工の安全を満たす前提で、インバート防水の完全性を確実に保証し、設計の要求に応じてインバート鉄筋を組み立て、型枠を取り付け、インバートのコンクリートを打設し、アーチ壁部分に鉄筋及び防水シートの継ぎ目を予め残し、インバートのコンクリート強度が要求を満たすと、インバートの埋戻しコンクリートを打設する工程、
を含むことを特徴とする、請求項６に記載の二次覆工高速施工方法。
【請求項8】
工程Ｓ２０において仮インバートの下方用の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去し、工程Ｓ３０において仮インバートの上方用の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去するのは、以下の要求を満たす場合であり、
Ｓ２１、前記インバート施工が完了すると、仮インバートの下方用の全面足場を組み立て、このうち、支保工はクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間９００ｍｍである、
Ｓ２２、各前記支柱の底部に固定ベースを設置し、足場は縦方向材及び横方向材を設置しなければならず、このうち、縦方向根がらみは直交クランプで支柱における鋼管底部から２００ｍｍ以下の部分に固定し、横方向根がらみは直交クランプで支柱における縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定し、
Ｓ２３、水平材を継ぎ足すとき、直線ジョイントで接続し、隣接する２本の水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するのではなく、異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であり、各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離が縦方向の支柱間距離の１／３以下であり、継ぎ目位置から支柱までの距離が３００ｍｍ以下であり、水平材に重ね継手を採用する場合、重ね継手長さが１０００ｍｍ以上であり、重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバーの縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である、
Ｓ２４、型枠支保工が補強型全面足場に属し、前記支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上であり、最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、前記筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するようにし、前記筋交いの斜め材及び地面の夾角が４５°～６０°の間であり、前記斜め材の各スパンが支柱と締結され、前記垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置し、水平筋交い及び支保工の縦方向又は横方向の夾角が４５°～６０°の間であり、
Ｓ２５、前記仮インバートの下方用の足場の組立が完了すると、モニタリング状況に基づいて、縦方向に１．６ｍ幅の範囲で仮インバートを撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する、
Ｓ２６、仮インバートの上方用の全面足場を組み立て、支保工の構造に対する要求は前記組み立てた仮インバートの下方用の全面足場と同じであり、組立が完了すると、モニタリング状況に基づき、縦方向に２．４ｍ高さの範囲で仮隔壁を撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する、
ことを特徴とする、請求項６に記載の二次覆工高速施工方法。
【請求項9】
工程Ｓ４０において、型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付けるのは以下のＳ４１、前記仮インバートの下方用及び前記仮インバートの上方用の全面足場の組立が完了すると、アーチ天井及びアーチ壁部分の二次覆工範囲内の仮設支持体を撤去し、前記アーチ壁全体に防水シートを敷設し、アーチ壁に鉄筋を組み立てる、
Ｓ４２、移動時の二次覆工セントルを組み立て、前記セントルがＩ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられ、縦梁がＩ形鋼を採用し、横方向が足場の水平間隔９００ｍｍ及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔が足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設され、取り付けるとき、支柱を利用してアーチ部支保工を固定してから、水平材でアーチ壁支保工を突っ張るようにして固定し、セントルの間はピンで接続し、セントル端部に間隔を開けてピン用突起が設置され、アーチ及び垂直弦材の間は溶接により板が接続され、垂直弦材及び下部の水平材は高力ボルトで接続され、水平弦材下部に主梁の縦梁が設置され、縦梁は１００×１００ｍｍを採用し、縦方向支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍであり、縦梁はジャッキ及びパイプにより支持システムを形成し、
Ｓ４３、前記アーチ壁が鋼製型枠を採用し、鋼製型枠の規格が長さ×幅１５００×３００ｍｍ、１５００×２００ｍｍ、１５００×１００ｍｍであり、これらの型枠を組み立て、前記鋼製型枠を組み立てるとき、隣接する型枠のリブはＵクリップで接続され、間隔が２００ｍｍを超えてはならず、Ｕクリップは表裏に交互に取り付け、前記鋼製型枠の縦方向の継ぎ目は「Ｌ」ピンで接続され、
Ｓ４４、妻型枠は木製型枠、木の板又はハイリブを用いて閉じ、角材又は鋼管で型枠を支持して成型し、鉄筋で縦方向配力筋に溶接して内面固定し、角材、鋼管又は木の板の斜柱を結合して堅固に強化し、斜柱の角度は４５度以下とし、型枠を閉じた後、綿で隙間を塞ぐ、
の工程及び要求を含むことを特徴とする、請求項８に記載の二次覆工高速施工方法。
【請求項10】
前記二次覆工型枠の撤去に対する要求は、前記二次覆工のコンクリート強度について、構造部材表面及び角が型枠の撤去により損傷せず、強度が８ＭＰａ以上に達することを保証することであることを特徴とする、請求項６に記載の二次覆工高速施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はトンネル工事の技術分野に属し、特に側壁導坑先進法を用いた多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法及び構造に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル施工において、機能的に建設するため、トンネル断面の寸法は変化が多く、特に地下鉄のトンネルは、数百メートルの長さのトンネル設計でしばしば数種から十数種の異なる寸法の断面を有する。西安地下鉄９号線ＴＧＳＧ－５における標洪慶駅－紫霞三路駅区間の留置線ＹＤＫ１１＋１９７．８８０－ＹＤＫ１１＋４０１．２００部分は、浅層トンネル掘削法を採用して施工している。該部分の掘削トンネルは馬蹄形の断面を採用し、全長２０３ｍ、断面形態はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの５つの断面及びＡ－Ｂの移行断面（計６つ）を有する。掘削断面ＡはＣＲＤ法を採用して施工し、掘削断面Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅはいずれも側壁導坑先進法を採用して施工し、移行断面の工程はＣＲＤ法から側壁導坑先進法に転換する。この種の長さが短いが断面の種類は多いトンネルの二次覆工施工に対して、従来の施工方法が２つあり、最も常用されるのは断面に対応する複数の覆工作業台車を使用するものであり、もう１つは全面支保工の組立式型枠を組み立てる方式を採用してコンクリート打設を行うものである。１つ目の方法では、複数の台車により施工コストが大幅に増加し、坑口が小さな断面で坑内が大きな断面のとき、台車の組立、解体は坑内で施工しなければならず、施工の難度及び工期が増加する。２つ目の方法は全面支保工の組立、撤去の仕事量が多く、小さなブロックの組立式型枠の組立は施工に対する要求が比較的高く、仕事の難度が高くなる状況が存在する。
【0003】
したがって、トンネルの長さが比較的短く、断面の種類が多く、工期に余裕が無く、コスト投資が低いことに対応することができる、多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法及び構造を急ぎ必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段】
【0004】
本発明の目的は、トンネルの長さが比較的短く、断面の種類が多く、工期に余裕が無く、コスト投資が低いことに対応することができる、側壁導坑先進法を用いた多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法及び構造を提供することである。本発明の内容は以下の通りである。
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造は、型枠移動支保工及び隔壁を含み、前記型枠移動支保工の数量は少なくとも２つであり、二次覆工型枠の支持及び固定に用いられる。前記型枠移動支保工は、セントル及び仮インバート部分支保工を含む。前記セントルはアーチ部支保工、支柱、横梁及びアーチ壁支保工を含み、前記アーチ部支保工の一端は前記二次覆工型枠と固定接続され、もう一端は前記支柱と固定接続される。前記支柱のもう一端は前記横梁の最上部に固定接続される。前記横梁の最下部は前記仮インバート部分支保工の最上部と固定接続される。前記アーチ壁支保工の一端は前記二次覆工型枠と固定接続され、もう一端は前記仮インバート部分支保工と固定接続される。前記アーチ部支保工は前記アーチ壁支保工と固定接続される。それぞれの前記型枠移動支保工の横梁の間に接続梁が設置される。前記隔壁は縦方向隔壁及び横方向隔壁を含み、前記型枠移動支保工を組み立てるとき、前記セントルの高さに適応する縦方向隔壁を撤去する。撤去後の縦方向隔壁に軌道を設け、前記軌道は支持台及びスライド輪を含み、前記支持台は前記撤去後の縦方向隔壁に固定接続され、前記スライド輪は前記支持台に固定接続される。前記スライド輪は前記接続梁と滑合され、二次覆工のコンクリート打設が完了すると、前記セントル重量に基づいて、電動ホイスト又は手動ホイストにより前記セントル全体を次の部分まで牽引して二次覆工を行う。前記支柱及び横梁は様々な規格の寸法が設定され、変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工型枠及び前記セントルの寸法に対する要求に基づき、選択して使用される。
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造は、型枠移動支保工及び隔壁を含み、前記型枠移動支保工の数量は少なくとも２つであり、二次覆工型枠の支持及び固定に用いられる。前記型枠移動支保工は、セントル及び仮インバート部分支保工を含む。前記セントルはアーチ部支保工、支柱、横梁及びアーチ壁支保工を含み、前記アーチ部支保工の一端は前記二次覆工型枠と固定接続され、もう一端は前記支柱と固定接続される。前記支柱のもう一端は前記横梁の最上部に固定接続される。前記横梁の最下部は前記仮インバート部分支保工の最上部と固定接続される。前記アーチ壁支保工の一端は前記二次覆工型枠と固定接続され、もう一端は前記仮インバート部分支保工と固定接続される。前記アーチ部支保工は前記アーチ壁支保工と固定接続される。それぞれの前記型枠移動支保工の横梁の間に接続梁が設置される。前記隔壁は縦方向隔壁及び横方向隔壁を含み、前記型枠移動支保工を組み立てるとき、前記セントルの高さに適応する縦方向隔壁を撤去する。撤去後の縦方向隔壁に軌道を設け、前記軌道は支持台及びスライド輪を含み、前記支持台は前記撤去後の縦方向隔壁に固定接続され、前記スライド輪は前記支持台に固定接続される。前記スライド輪は前記接続梁と滑合され、二次覆工のコンクリート打設が完了すると、前記セントル重量に基づいて、電動ホイスト又は手動ホイストにより前記セントル全体を次の部分まで牽引して二次覆工を行う。前記支柱及び横梁は様々な規格の寸法が設定され、変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工型枠及び前記セントルの寸法に対する要求に基づき、選択して使用される。
【0005】
さらに、前記仮インバート部分支保工は仮インバート下部支保工及び仮インバート上部支保工を含み、前記仮インバート下部支保工及び前記仮インバート上部支保工は支柱、縦方向水平材、縦方向根がらみ及び横方向根がらみを含み、前記支柱底部に固定ベースが設置され、前記支柱をインバートに固定する。前記縦方向根がらみは、直交クランプで支柱における固定ベース底部から２００ｍｍ以下の部分に固定される。前記横方向根がらみは、直交クランプで支柱における前記縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定される。前記支柱の最上部に、前記横梁及び前記支柱を固定接続するのに用いられるジャッキが設置される。前記アーチ壁支保工は、水平材と固定接続される。
【0006】
さらに、前記仮インバート部分支保工はクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間９００ｍｍであり、前記セントルを支持する。前記仮インバート部分支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、前記筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。前記筋交いの斜め材及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、前記斜め材の各スパンは前記支柱と締結される。前記垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び前記仮インバート部分支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
【0007】
さらに、前記縦方向水平材の継ぎ足しは直線ジョイントで接続し、隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。前記縦方向水平材は重ね継手を採用し、このうち重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
【0008】
さらに、前記アーチ部支保工及びアーチ壁支保工はＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。前記支柱及び横梁はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。
【0009】
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法は、以下の工程を含む。
Ｓ１０、インバート施工を行う。留置線掘削トンネルの掘削が完了し、一次覆工が安定すると、前記インバート施工を行う。
Ｓ２０、仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去する。
Ｓ３０、仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去する。
Ｓ４０、セントル及び仮インバート部分支保工を含む型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付ける。
Ｓ５０、二次覆工コンクリートを打設する。
Ｓ６０、前記二次覆工型枠を撤去する。
Ｓ７０、前記セントルを前進させる。
Ｓ８０、前記二次覆工施工が完了し、仮設支持体を撤去する。
Ｓ１０、インバート施工を行う。留置線掘削トンネルの掘削が完了し、一次覆工が安定すると、前記インバート施工を行う。
Ｓ２０、仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去する。
Ｓ３０、仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去する。
Ｓ４０、セントル及び仮インバート部分支保工を含む型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付ける。
Ｓ５０、二次覆工コンクリートを打設する。
Ｓ６０、前記二次覆工型枠を撤去する。
Ｓ７０、前記セントルを前進させる。
Ｓ８０、前記二次覆工施工が完了し、仮設支持体を撤去する。
【0010】
さらに、前記インバート施工は以下の工程を含む。
Ｓ１１、モニタリング状況に基づいて、第１の二次覆工部分におけるインバート部位の仮隔壁のコンクリートを撤去する。
Ｓ１２、１つおきに仮設支持体を撤去し、インバート防水シート及び保護層を敷設する。
Ｓ１３、撤去した支持体下方のインバート防水施工が完了してから、残りの支持体を撤去し、同時に間隔を開けて前記すでに撤去した支持体を戻し、その後、後に撤去した支持体下方の防水施工を行う。
Ｓ１４、施工の安全を満たす前提で、インバート防水の完全性を確実に保証する。設計の要求に応じてインバート鉄筋を組み立て、型枠を取り付け、インバートのコンクリートを打設する。アーチ壁部分に鉄筋及び防水シートの継ぎ目を予め残し、インバートのコンクリート強度が要求を満たすと、インバートの埋戻しコンクリートを打設する。
Ｓ１１、モニタリング状況に基づいて、第１の二次覆工部分におけるインバート部位の仮隔壁のコンクリートを撤去する。
Ｓ１２、１つおきに仮設支持体を撤去し、インバート防水シート及び保護層を敷設する。
Ｓ１３、撤去した支持体下方のインバート防水施工が完了してから、残りの支持体を撤去し、同時に間隔を開けて前記すでに撤去した支持体を戻し、その後、後に撤去した支持体下方の防水施工を行う。
Ｓ１４、施工の安全を満たす前提で、インバート防水の完全性を確実に保証する。設計の要求に応じてインバート鉄筋を組み立て、型枠を取り付け、インバートのコンクリートを打設する。アーチ壁部分に鉄筋及び防水シートの継ぎ目を予め残し、インバートのコンクリート強度が要求を満たすと、インバートの埋戻しコンクリートを打設する。
【0011】
さらに、工程Ｓ２０において仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去し、工程Ｓ３０において仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去するのは、以下の要求を満たすべきである。
Ｓ２１、前記インバート施工が完了すると、仮インバート下部の全面足場を組み立てる。このうち、支保工はクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間は９００ｍｍである。
Ｓ２２、各前記支柱底部に固定ベースを設置し、足場は縦方向材及び横方向材を設置しなければならない。このうち、縦方向根がらみは直交クランプで支柱における鋼管底部から２００ｍｍ以下の部分に固定するべきであり、横方向根がらみは直交クランプで支柱における縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定するべきである。
Ｓ２３、縦方向水平材を継ぎ足すとき、直線ジョイントで接続するべきである。隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。縦方向水平材に重ね継手を採用する場合、重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
Ｓ２４、型枠支保工は補強型全面足場に属し、前記支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、前記筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。前記筋交いの斜め材及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、前記斜め材の各スパンは支柱と締結される。前記垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
Ｓ２５、前記仮インバート下部の足場の組立が完了すると、モニタリング状況に基づいて、縦方向に１．６ｍ幅の範囲で仮インバートを撤去し、支持体のＩ形鋼を切断する。
Ｓ２６、仮インバート上部の全面足場を組み立てる。支保工の構造に対する要求は前記組み立てた仮インバート下部の全面足場と同じである。組立が完了すると、モニタリング状況に基づき、縦方向に２．４ｍ高さの範囲で仮隔壁を撤去し、支持体のＩ形鋼を切断する。
Ｓ２１、前記インバート施工が完了すると、仮インバート下部の全面足場を組み立てる。このうち、支保工はクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間は９００ｍｍである。
Ｓ２２、各前記支柱底部に固定ベースを設置し、足場は縦方向材及び横方向材を設置しなければならない。このうち、縦方向根がらみは直交クランプで支柱における鋼管底部から２００ｍｍ以下の部分に固定するべきであり、横方向根がらみは直交クランプで支柱における縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定するべきである。
Ｓ２３、縦方向水平材を継ぎ足すとき、直線ジョイントで接続するべきである。隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。縦方向水平材に重ね継手を採用する場合、重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
Ｓ２４、型枠支保工は補強型全面足場に属し、前記支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、前記筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。前記筋交いの斜め材及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、前記斜め材の各スパンは支柱と締結される。前記垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
Ｓ２５、前記仮インバート下部の足場の組立が完了すると、モニタリング状況に基づいて、縦方向に１．６ｍ幅の範囲で仮インバートを撤去し、支持体のＩ形鋼を切断する。
Ｓ２６、仮インバート上部の全面足場を組み立てる。支保工の構造に対する要求は前記組み立てた仮インバート下部の全面足場と同じである。組立が完了すると、モニタリング状況に基づき、縦方向に２．４ｍ高さの範囲で仮隔壁を撤去し、支持体のＩ形鋼を切断する。
【0012】
さらに、工程Ｓ４０において型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付けるのは以下の工程及び要求を含む。
Ｓ４１、前記仮インバート下部及び前記仮インバート上部の全面足場の組立が完了すると、アーチ天井及びアーチ壁部分の二次覆工範囲内の仮設支持体を撤去し、前記アーチ壁全体に防水シートを敷設し、アーチ壁に鉄筋を組み立てる。
Ｓ４２、移動時の二次覆工セントルを組み立てる。前記セントルはＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。縦梁はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔９００ｍｍ及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。取り付けるとき、支柱を利用してアーチ部支保工を固定してから、水平材でアーチ壁支保工を突っ張るようにして固定する。セントルの間はピンで接続し、セントル端部に間隔を開けてピン用突起が設置される。アーチ及び垂直弦材の間は溶接により板が接続され、垂直弦材及び下部の水平材は高力ボルトで接続される。水平弦材下部に主梁の縦梁が設置される。縦梁は１００×１００ｍｍを採用し、縦方向の支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍであり、縦梁はジャッキ及びパイプにより支持システムを形成する。
Ｓ４３、前記アーチ壁はＱ２３５鋼製型枠を採用し、鋼製型枠の規格は長さ×幅１５００×３００ｍｍ、１５００×２００ｍｍ、１５００×１００ｍｍであり、これらの型枠を組み立てる。前記鋼製型枠を組み立てるとき、隣接する型枠のリブはＵクリップで接続され、間隔は２００ｍｍを超えてはならず、Ｕクリップは表裏に交互に取り付ける。前記鋼製型枠の縦方向の継ぎ目は「Ｌ」ピンで接続される。
Ｓ４４、妻型枠は木製型枠、木の板又はハイリブを用いて閉じ、角材又は鋼管で型枠を支持して成型する。鉄筋で縦方向配力筋に溶接して内面固定し、角材、鋼管又は木の板の斜柱を結合して堅固に強化する。斜柱の角度は４５度以下であるべきであり、型枠を閉じた後、綿で隙間をふさぐ。
Ｓ４１、前記仮インバート下部及び前記仮インバート上部の全面足場の組立が完了すると、アーチ天井及びアーチ壁部分の二次覆工範囲内の仮設支持体を撤去し、前記アーチ壁全体に防水シートを敷設し、アーチ壁に鉄筋を組み立てる。
Ｓ４２、移動時の二次覆工セントルを組み立てる。前記セントルはＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。縦梁はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔９００ｍｍ及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。取り付けるとき、支柱を利用してアーチ部支保工を固定してから、水平材でアーチ壁支保工を突っ張るようにして固定する。セントルの間はピンで接続し、セントル端部に間隔を開けてピン用突起が設置される。アーチ及び垂直弦材の間は溶接により板が接続され、垂直弦材及び下部の水平材は高力ボルトで接続される。水平弦材下部に主梁の縦梁が設置される。縦梁は１００×１００ｍｍを採用し、縦方向の支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍであり、縦梁はジャッキ及びパイプにより支持システムを形成する。
Ｓ４３、前記アーチ壁はＱ２３５鋼製型枠を採用し、鋼製型枠の規格は長さ×幅１５００×３００ｍｍ、１５００×２００ｍｍ、１５００×１００ｍｍであり、これらの型枠を組み立てる。前記鋼製型枠を組み立てるとき、隣接する型枠のリブはＵクリップで接続され、間隔は２００ｍｍを超えてはならず、Ｕクリップは表裏に交互に取り付ける。前記鋼製型枠の縦方向の継ぎ目は「Ｌ」ピンで接続される。
Ｓ４４、妻型枠は木製型枠、木の板又はハイリブを用いて閉じ、角材又は鋼管で型枠を支持して成型する。鉄筋で縦方向配力筋に溶接して内面固定し、角材、鋼管又は木の板の斜柱を結合して堅固に強化する。斜柱の角度は４５度以下であるべきであり、型枠を閉じた後、綿で隙間をふさぐ。
【0013】
さらに、前記二次覆工型枠の撤去に対する要求は、前記二次覆工コンクリートの強度について、構造部材表面及び角が型枠の撤去により損傷せず、強度が８ＭＰａ以上に達することを保証することである。
【発明の効果】
【0014】
１）安全性：大きな断面の側壁導坑先進法の二次覆工施工において、従来の台車法は仮設支持体をすべて撤去する必要がある。本発明は移動支保工を採用して、段階的、部分的に仮設支持体を撤去することができ、仮設支持体を撤去した後、一次覆工の長時間支持されず、変形するリスクを減少させた。従来方式に相対して、本発明が提供する移動支保工に採用される鋼製セントル、横梁、支柱の型枠施工システムの安定性は比較的高く、コンクリート打設過程における安全性が上昇する。
【0015】
２）経済性：台車施工と比較して、本方法は非常に大きな経済的利点を有する。本発明における留置線掘削トンネルの５つの断面及び１つの移行断面は、少なくても４台の覆工作業台車を使用する必要があり、各覆工作業台車の費用は大体４５万元前後、合計１８０万元である。たとえ１台の台車＋パネルを交換する方式を採用しても、少なくても９０～１００万元必要であるが、本発明の支保工システムを採用すると、合計費用は２５万元前後を必要とするのみである。
【0016】
３）作業効率の比較：型枠の取付過程について、台車の取付は１５日以上必要であり、以後型枠の取付のたびに１日必要である。組立式型枠の組立は、型枠及び支持システムの取付のたびに１０日前後必要である。本発明の施工方法では、移動支保工及び型枠の最初の取付は７日間必要であり、以後取付のたびに３日間必要であり、作業効率は最適である。
【0017】
４）技術的運用性：台車施工と比較して、本発明が提供する移動支保工は坑内における型枠及び支持システムの取付が比較的簡便であり、前進は手動ホイストを用いて全体を牽引すればよく、簡単で効果的である。台車の取付において、部材重量が重く、体積が大きいため、機械的に組み合わせることを採用する必要があり、狭く小さな坑内空間において、機械の操作、取付の難易度は高い。組立式型枠の組立方式と比較して、本発明の移動支保工は支保工システムのモジュール化により組立が便利で、型枠の取付、定位が簡便な利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【発明を実施するための形態】
【0019】
実施例１
本実施例は、側壁導坑先進法又はＣＲＤ法による掘削トンネル施工分野に適用される。
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造は、型枠移動支保工及び隔壁を含み、型枠移動支保工の数量は少なくとも２つであり、二次覆工型枠４の支持及び固定に用いられる。型枠移動支保工は、セントル１及び仮インバート部分支保工２を含む。セントル１はアーチ部支保工１１、支柱１２、横梁１３及びアーチ壁支保工１４を含み、アーチ部１支保工の一端は二次覆工型枠４と固定接続され、もう一端は支柱１２と固定接続される。支柱１２のもう一端は、横梁１３の最上部に固定接続される。横梁１３の最下部は仮インバート部分支保工２の最上部と固定接続される。アーチ壁支保工１４の一端は二次覆工型枠４と固定接続され、もう一端は仮インバート部分支保工１１と固定接続される。アーチ部支保工１１はアーチ壁支保工１４と固定接続され、固定接続の形式はヒンジ連結、ボルト接続又は溶接などの機械的接続でよく、好ましくはヒンジ連結である。それぞれの型枠移動支保工の横梁１３の間に接続梁９が設置される。隔壁は縦方向隔壁７及び横方向隔壁を含み、型枠移動支保工を組み立てるとき、セントル１の高さに適応する縦方向隔壁７を撤去する。撤去後の縦方向隔壁７に軌道８を設け、軌道８は支持台８１及びスライド輪８２を含み、支持台８１は撤去後の縦方向隔壁７に固定接続され、スライド輪８２は支持台８１に固定接続される。本実施例において、支持台８１は溝形鋼を使用して縦方向隔壁７に固定接続され、固定形式はボルト接続であり、スライド輪８２は丸鋼管であり、支持台８１の最上部に溶接される。スライド輪８２は接続梁９と滑合され、二次覆工３のコンクリート打設が完了すると、セントル重量に基づいて、電動ホイスト又は手動ホイストによりセントル１全体を次の部分まで牽引して二次覆工を行う。支柱１２及び横梁１３は様々な規格の寸法が設定され、変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工型枠４及びセントル１の寸法に対する要求に基づき、選択して使用される。
本実施例は、側壁導坑先進法又はＣＲＤ法による掘削トンネル施工分野に適用される。
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工構造は、型枠移動支保工及び隔壁を含み、型枠移動支保工の数量は少なくとも２つであり、二次覆工型枠４の支持及び固定に用いられる。型枠移動支保工は、セントル１及び仮インバート部分支保工２を含む。セントル１はアーチ部支保工１１、支柱１２、横梁１３及びアーチ壁支保工１４を含み、アーチ部１支保工の一端は二次覆工型枠４と固定接続され、もう一端は支柱１２と固定接続される。支柱１２のもう一端は、横梁１３の最上部に固定接続される。横梁１３の最下部は仮インバート部分支保工２の最上部と固定接続される。アーチ壁支保工１４の一端は二次覆工型枠４と固定接続され、もう一端は仮インバート部分支保工１１と固定接続される。アーチ部支保工１１はアーチ壁支保工１４と固定接続され、固定接続の形式はヒンジ連結、ボルト接続又は溶接などの機械的接続でよく、好ましくはヒンジ連結である。それぞれの型枠移動支保工の横梁１３の間に接続梁９が設置される。隔壁は縦方向隔壁７及び横方向隔壁を含み、型枠移動支保工を組み立てるとき、セントル１の高さに適応する縦方向隔壁７を撤去する。撤去後の縦方向隔壁７に軌道８を設け、軌道８は支持台８１及びスライド輪８２を含み、支持台８１は撤去後の縦方向隔壁７に固定接続され、スライド輪８２は支持台８１に固定接続される。本実施例において、支持台８１は溝形鋼を使用して縦方向隔壁７に固定接続され、固定形式はボルト接続であり、スライド輪８２は丸鋼管であり、支持台８１の最上部に溶接される。スライド輪８２は接続梁９と滑合され、二次覆工３のコンクリート打設が完了すると、セントル重量に基づいて、電動ホイスト又は手動ホイストによりセントル１全体を次の部分まで牽引して二次覆工を行う。支柱１２及び横梁１３は様々な規格の寸法が設定され、変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工型枠４及びセントル１の寸法に対する要求に基づき、選択して使用される。
【0020】
本実施例において、二次覆工型枠は３００ｍｍ（幅）×１５００ｍｍ（長さ）×５５ｍｍ（合計厚さ）、板面の厚さδ＝２．７５ｍｍの標準鋼製型枠を採用する。型枠の間はＵクリップ及びボルトにより接続され、型枠及びセントルの間はピンにより固定されるか、又はワイヤ結束で固定される。
【0021】
本実施例において、各セントル１は７つの部分のアーチ及び１本の横梁１３、４本の支柱１２を組み立ててなり、アーチ部の７つの部分のアーチはピンでヒンジ連結されてセントル１が形成される。アーチ部支保工１１は最上部の３つの部分のアーチからなり、横梁１３、支柱１２とボルトにより連結されて全体を形成する。他の４つの部分のアーチは、アーチ壁支保工１４を構成する。
【0022】
仮インバート部分支保工は仮インバート下部支保工及び仮インバート上部支保工を含み、仮インバート下部支保工及び仮インバート上部支保工は支柱、縦方向水平材、縦方向根がらみ及び横方向根がらみを含み、支柱２２底部に固定ベースが設置され、支柱２２をインバートに固定する。縦方向根がらみは、直交クランプで支柱における固定ベース底部から２００ｍｍ以下の部分に固定される。横方向根がらみは、直交クランプで支柱における前記縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定される。支柱２２の最上部に、横梁１３及び支柱２２を固定接続するのに用いられるジャッキが設置される。アーチ壁支保工１４は水平材２１の両端と固定接続される。仮インバート部分支保工は直径４８．３ｍｍ、肉厚３．６ｍｍのクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間９００ｍｍであり、セントルを支持する。仮インバート部分支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。筋交いの斜め材２３及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、斜め材２３の各スパンは支柱２２と締結される。垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び仮インバート部分支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
【0023】
縦方向水平材の継ぎ足しは直線ジョイントで接続し、隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。縦方向水平材に重ね継手を採用し、このうち重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
【0024】
セントル１１材料の選択、使用は、トンネルの二次覆工の断面寸法及び施工状況を組み合わせて構造設計を行う必要がある。本実施例において、アーチ部支保工１１及びアーチ壁支保工１４はＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。支柱１２及び横梁１３はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。このうち、支柱１２の縦方向における支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍである。
【0025】
本実施例において、全面足場はジャッキベース＋規格Φ４８．３×３．６の鋼管＋クランプ＋ジャッキで支保工システムを構成し、支柱２２の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間は９００ｍｍである。
【0026】
本実施例では、一次覆工５が安定してこそ、施工に使用することが許容される。二次覆工型枠４及び一次覆工５の間に二次覆工３のコンクリートを打設する。
【0027】
本実施例の使用方法において、型枠移動支保工の仮インバート上部支保工を組み立てるとき、セントル１及び二次覆工型枠４の寸法に基づいて、これらと組み合わさる縦方向隔壁の最上部を撤去する。本実施では２．４ｍであり、撤去後の縦方向隔壁７に軌道８を取り付け、軌道８のスライド輪８２に潤滑油を塗布して接続梁９と滑合させる。二次覆工３のコンクリート打設が完了すると、電動ホイスト又は手動ホイストを用いてセントル１全体を牽引し、軌道８により次の部分までスライドさせて二次覆工３を行う。
【0028】
多種の変断面を有する掘削トンネルにおける二次覆工高速施工方法は、以下の工程を含む。
Ｓ１０、インバート施工を行う。留置線掘削トンネルの掘削が完了し、一次覆工が安定すると、インバート施工を行う。
インバート施工は以下の工程を含む。
Ｓ１１、モニタリング状況に基づいて、第１の二次覆工部分におけるインバート部位の高さ２．２ｍの仮隔壁のコンクリートを撤去する。
Ｓ１２、１つおきに仮設支持体を撤去し、インバート防水シート及び保護層を敷設する。
Ｓ１３、撤去した支持体下方のインバート防水施工が完了してから、残りの支持体を撤去し、同時に間隔を開けて撤去した支持体を戻し、その後、後に撤去した支持体下方の防水施工を行う。
Ｓ１４、施工の安全を満たす前提で、インバート防水の完全性を確実に保証する。設計の要求に基づいてインバート鉄筋を組み立て、型枠を取り付け、インバートのコンクリートを打設する。アーチ壁部分に鉄筋及び防水シートの継ぎ目を予め残し、インバートのコンクリート強度が要求を満たすと、インバートの埋戻しコンクリートを打設する。
Ｓ１０、インバート施工を行う。留置線掘削トンネルの掘削が完了し、一次覆工が安定すると、インバート施工を行う。
インバート施工は以下の工程を含む。
Ｓ１１、モニタリング状況に基づいて、第１の二次覆工部分におけるインバート部位の高さ２．２ｍの仮隔壁のコンクリートを撤去する。
Ｓ１２、１つおきに仮設支持体を撤去し、インバート防水シート及び保護層を敷設する。
Ｓ１３、撤去した支持体下方のインバート防水施工が完了してから、残りの支持体を撤去し、同時に間隔を開けて撤去した支持体を戻し、その後、後に撤去した支持体下方の防水施工を行う。
Ｓ１４、施工の安全を満たす前提で、インバート防水の完全性を確実に保証する。設計の要求に基づいてインバート鉄筋を組み立て、型枠を取り付け、インバートのコンクリートを打設する。アーチ壁部分に鉄筋及び防水シートの継ぎ目を予め残し、インバートのコンクリート強度が要求を満たすと、インバートの埋戻しコンクリートを打設する。
【0029】
Ｓ２０、仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去する。
Ｓ３０、仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去する。
工程Ｓ２０において仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去し、工程Ｓ３０において仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去するのは、以下の要求を満たすべきである。
Ｓ２１、インバート施工が完了すると、仮インバート下部の全面足場を組み立てる。このうち、支保工は直径４８．３ｍｍ、肉厚３．６ｍｍのクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間は９００ｍｍである。
Ｓ２２、各支柱底部に固定ベースを設置し、足場は縦方向材及び横方向材を設置しなければならない。このうち、縦方向根がらみは直交クランプで支柱における鋼管底部から２００ｍｍ以下の部分に固定するべきであり、横方向根がらみは直交クランプで支柱における縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定するべきである。
Ｓ２３、縦方向水平材を継ぎ足すとき、直線ジョイントで接続するべきである。隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。縦方向水平材に重ね継手を採用する場合、重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
Ｓ２４、型枠支保工は強化型全面足場に属し、型枠支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。筋交いの斜め材及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、斜め材の各スパンは支柱と締結される。垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
Ｓ２５、仮インバート下部の足場の組立が完了すると、モニタリング状況に基づいて、縦方向に１．６ｍ幅の範囲で仮インバートを撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する。
Ｓ２６、仮インバート上部の全面足場を組み立てる。支保工の構造に対する要求は組み立てた仮インバート下部の全面足場と同じである。組立が完了すると、モニタリング状況に基づき、縦方向に２．４ｍ高さの範囲で仮隔壁を撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する。
Ｓ３０、仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去する。
工程Ｓ２０において仮インバート下方の全面足場を組み立て、アーチ壁部分の仮インバートを撤去し、工程Ｓ３０において仮インバート上方の全面足場を組み立て、アーチ天井部分の仮インバートを撤去するのは、以下の要求を満たすべきである。
Ｓ２１、インバート施工が完了すると、仮インバート下部の全面足場を組み立てる。このうち、支保工は直径４８．３ｍｍ、肉厚３．６ｍｍのクランプ式足場を採用し、支柱の配置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間は９００ｍｍである。
Ｓ２２、各支柱底部に固定ベースを設置し、足場は縦方向材及び横方向材を設置しなければならない。このうち、縦方向根がらみは直交クランプで支柱における鋼管底部から２００ｍｍ以下の部分に固定するべきであり、横方向根がらみは直交クランプで支柱における縦方向根がらみ下方に近接する部分に固定するべきである。
Ｓ２３、縦方向水平材を継ぎ足すとき、直線ジョイントで接続するべきである。隣接する２本の縦方向水平材の継ぎ目は同じ層又は同じスパン内に設置するべきではない。異なる層又は異なるスパンにある隣接する２つの継ぎ目が水平方向にずれる距離は５００ｍｍ以上であるべきである。各継ぎ目の中心から最も近い支柱及び水平材の交点までの距離は縦方向の支柱間距離の１／３以下であるべきである。継ぎ目位置から支柱までの距離は３００ｍｍ以下である。縦方向水平材に重ね継手を採用する場合、重ね継手長さは１０００ｍｍ以上である。重ね継手に３つの自在クランプを設置して固定し、自在クランプのカバー縁部から重ね継手材端部までは１００ｍｍ以上である。
Ｓ２４、型枠支保工は強化型全面足場に属し、型枠支保工の外側及び内側における縦方向、横方向の各５スパンは３ｍ以上である。最下部から最上部まで垂直方向の筋交いが連続して設置され、筋交い部材の最下部は地面に緊密に接するべきである。筋交いの斜め材及び地面の夾角は４５°～６０°の間であり、斜め材の各スパンは支柱と締結される。垂直方向の筋交いにおける最上部交点の平面に水平筋交いを設置し、根がらみの設置層に水平筋交いを設置するべきであり、水平筋交い及び支保工の縦方向又は横方向の夾角は４５°～６０°の間であるべきである。
Ｓ２５、仮インバート下部の足場の組立が完了すると、モニタリング状況に基づいて、縦方向に１．６ｍ幅の範囲で仮インバートを撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する。
Ｓ２６、仮インバート上部の全面足場を組み立てる。支保工の構造に対する要求は組み立てた仮インバート下部の全面足場と同じである。組立が完了すると、モニタリング状況に基づき、縦方向に２．４ｍ高さの範囲で仮隔壁を撤去し、支持材のＩ形鋼を切断する。
【0030】
Ｓ４０、セントル及び仮インバート部分支保工を含む型枠移動支保工を組み立て、二次覆工型枠を取り付ける。移動支保工を組み立てるが、移動支保工の型枠の取付は以下の工程及び要求を含む。
Ｓ４１、前記仮インバート下部及び前記仮インバート上部の全面足場の組立が完了すると、アーチ天井及びアーチ壁部分の二次覆工範囲内の仮設支持体を撤去し、前記アーチ壁全体に防水シートを敷設し、アーチ壁に鉄筋を組み立てる。
Ｓ４２、移動時の二次覆工セントルを組み立てる。セントルはＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。縦梁はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔９００ｍｍ及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。取り付けるとき、支柱を利用してアーチ部支保工を固定してから、水平材でアーチ壁支保工を突っ張るようにして固定する。支保工の外アーチはピンで接続し、セントル端部に間隔を開けてピン用突起が設置される。アーチ及び垂直弦材の間は溶接により板が接続され、垂直弦材及び下部の水平材は高力ボルトで接続される。水平弦材下部に主梁の縦梁が設置される。縦梁は１００×１００ｍｍを採用し、縦方向支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍであり、縦梁はジャッキ及びパイプにより支持システムを形成する。
Ｓ４３、アーチ壁型枠はＱ２３５鋼製型枠を採用し、鋼製型枠の規格は長さ×幅１５００×３００ｍｍ、１５００×２００ｍｍ、１５００×１００ｍｍであり、これらの型枠を組み立てる。アーチ壁型枠表面はでこぼこしていてはならず、平滑度及び規格が施工基準の要求に符合しなければならない。鋼製型枠を組み立てるとき、隣接する型枠のリブはＵクリップで接続され、間隔は２００ｍｍを超えてはならず、Ｕクリップは表裏に交互に取り付ける。鋼製型枠の縦方向の継ぎ目は「Ｌ」ピンで接続される。
Ｓ４４、妻型枠は木製型枠、木の板又はハイリブを用いて閉じ、角材又は鋼管で型枠を支持して成型する。Φ１８鉄筋で縦方向配力筋に溶接して内面固定し、角材、鋼管又は木の板の斜柱を結合して堅固に強化する。斜柱の角度は４５度以下であるべきであり、型枠を閉じた後、綿で隙間を塞ぐ。
Ｓ４１、前記仮インバート下部及び前記仮インバート上部の全面足場の組立が完了すると、アーチ天井及びアーチ壁部分の二次覆工範囲内の仮設支持体を撤去し、前記アーチ壁全体に防水シートを敷設し、アーチ壁に鉄筋を組み立てる。
Ｓ４２、移動時の二次覆工セントルを組み立てる。セントルはＩ１８Ｉ形鋼を採用し、地表鉄筋ベンダーで予め曲げて、坑内に組み立てられる。縦梁はＩ１４Ｉ形鋼を採用し、横方向は足場の水平間隔９００ｍｍ及びジャッキ位置に基づいて敷設され、縦方向の間隔は足場の縦方向の間隔７５０ｍｍに基づいて敷設される。取り付けるとき、支柱を利用してアーチ部支保工を固定してから、水平材でアーチ壁支保工を突っ張るようにして固定する。支保工の外アーチはピンで接続し、セントル端部に間隔を開けてピン用突起が設置される。アーチ及び垂直弦材の間は溶接により板が接続され、垂直弦材及び下部の水平材は高力ボルトで接続される。水平弦材下部に主梁の縦梁が設置される。縦梁は１００×１００ｍｍを採用し、縦方向支持点の間隔は７５０ｍｍ、横方向の間隔は９００ｍｍであり、縦梁はジャッキ及びパイプにより支持システムを形成する。
Ｓ４３、アーチ壁型枠はＱ２３５鋼製型枠を採用し、鋼製型枠の規格は長さ×幅１５００×３００ｍｍ、１５００×２００ｍｍ、１５００×１００ｍｍであり、これらの型枠を組み立てる。アーチ壁型枠表面はでこぼこしていてはならず、平滑度及び規格が施工基準の要求に符合しなければならない。鋼製型枠を組み立てるとき、隣接する型枠のリブはＵクリップで接続され、間隔は２００ｍｍを超えてはならず、Ｕクリップは表裏に交互に取り付ける。鋼製型枠の縦方向の継ぎ目は「Ｌ」ピンで接続される。
Ｓ４４、妻型枠は木製型枠、木の板又はハイリブを用いて閉じ、角材又は鋼管で型枠を支持して成型する。Φ１８鉄筋で縦方向配力筋に溶接して内面固定し、角材、鋼管又は木の板の斜柱を結合して堅固に強化する。斜柱の角度は４５度以下であるべきであり、型枠を閉じた後、綿で隙間を塞ぐ。
【0031】
Ｓ５０、二次覆工のコンクリートを打設する。
Ｓ５１、コンクリートの打設は連続して行うべきである。間欠的に行わなければならないとき、その間欠時間は短くするべきであり、前の層のコンクリートが初期凝結する前に、次の層のコンクリート打設が完了するべきである。それを超える場合、防水に関する要求に応じて施工継ぎ目を残しておき、「同一の傾斜度で、薄くコンクリート打設を行い、順を追って進め、一度に所定位置に到達させる」の注入方法を採用して、コンクリートの露出面を小さくするべきである。単位時間当たりのコンクリート量を高めて、コンクリート打設時間を短くするなどの処置により、コンクリート打設でコールドジョイントが生じるのを防止し、構造のコンクリートのひび割れ防止、不浸透性を高める。
Ｓ５１、コンクリートの打設は連続して行うべきである。間欠的に行わなければならないとき、その間欠時間は短くするべきであり、前の層のコンクリートが初期凝結する前に、次の層のコンクリート打設が完了するべきである。それを超える場合、防水に関する要求に応じて施工継ぎ目を残しておき、「同一の傾斜度で、薄くコンクリート打設を行い、順を追って進め、一度に所定位置に到達させる」の注入方法を採用して、コンクリートの露出面を小さくするべきである。単位時間当たりのコンクリート量を高めて、コンクリート打設時間を短くするなどの処置により、コンクリート打設でコールドジョイントが生じるのを防止し、構造のコンクリートのひび割れ防止、不浸透性を高める。
【0032】
Ｓ５２、側壁型枠に３００ｍｍ×３００ｍｍのコンクリート打設孔、バイブレータ用孔を予め残し、コンクリート打設孔から層ごとに均等にコンクリート打設を行う。コンクリート打設面がもうすぐコンクリート打設孔の下縁に到達しようとするとき、コンクリート打設孔の蓋及び周囲の型枠におけるコンクリート打設側に残ったコンクリートを除去する。コンクリート打設孔を閉じ、コンクリート打設孔の閉鎖が隙間なく順調であることを確実に保証する。
【0033】
Ｓ５３、側壁のコンクリートの注入は層ごとに対称に行わなければならず、対称にコンクリートを打設する高さは０．５ｍ以下であり、コンクリートの打設速度は０．５ｍ／ｈに制御するべきである。型枠の対称の応力を均等にし、型枠の変形、ずれを防止して、構造の寸法の正確性を保証する。コンクリート輸送管路の最前部にホースを設置しなければならず、コンクリートを直接注入面に輸送することを保証し、コンクリートが落下する高さが２．０ｍを超えないことを保証し、石が堆積して、コンクリートの質に影響を及ぼすのを防止する。非常に長いタイプの突き棒で覆工壁下部のコンクリートを突き固める。
【0034】
Ｓ５４、コンクリート打設において、継ぎ目部分の強化に注意して突き固める。コンクリートの上部表面に水が貯まる場合、排出してから注入を続けるべきである。
【0035】
Ｓ６０、二次覆工型枠を撤去する。二次覆工型枠の撤去に対する要求は、二次覆工コンクリートの強度について、構造部材表面及び角が型枠の撤去により損傷せず、強度が８ＭＰａ以上に達することを保証することである。
【0036】
Ｓ７０、セントルを前進させる。仮設支持体上方に軌道を追加して設置し、各部分の二次覆工コンクリート打設が完了すると、電動ホイスト又は手動ホイストを用いてセントル全体を次の部分まで牽引し、次の部分のコンクリート打設を行う。
Ｓ８０、二次覆工施工が完了し、仮設支持体を撤去する。留置線の全部分においてアーチ壁の二次覆工施工が完了すると、順番に支保工システムを撤去し、残りの仮設支持体を一斉に撤去する。
Ｓ８０、二次覆工施工が完了し、仮設支持体を撤去する。留置線の全部分においてアーチ壁の二次覆工施工が完了すると、順番に支保工システムを撤去し、残りの仮設支持体を一斉に撤去する。
【0037】
その他の実施例では、変断面部分に足場を設置する。構造の変断面部分における支保工の設置間隔は９００×７５０ｍｍ、層間９００ｍｍであり、一般的な施工部分の足場に基づいて間隔が設けられる。変断面部分の足場の支柱から型枠端部までの距離が３００ｍｍより大きいとき、妻型枠部分に斜め材を増設し、型枠端部の応力システムを強化する。斜め材底部を製造して埋め込み鉄筋を設置し、埋め込み鉄筋上に１００×１００ｍｍの三角材を据え置く。足場の末端はインバートの埋戻しコンクリートに固定され、支持ベースの応力が安定することを保証する。
【0038】
その他の実施例では、断面が変化するとき、セントル及び型枠を設置する。移動型枠システムで異なる断面の二次覆工施工を行うとき、２つの断面の寸法の差が比較的大きい場合、支保工システムを前の断面から後ろの断面に移動させるとき、適した寸法の支保工の垂直材及び横材に交換する方法を採用して、型枠の寸法が要求を満たすことを保証する。断面の差が比較的小さい場合、アーチにおける対応する位置に異形の木製型枠を直接設置して、型枠の断面寸法を微調整する。
【0039】
以上の記載は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明の技術範囲に対していかなる制限も行わない。従って本発明の技術的本質に基づいて、以上の実施例に対して行う微細な修正、同等の変更及び修飾は、いずれも本発明の技術案の範囲内に属する。
【符号の説明】
【0040】
１ セントル
１１ アーチ部支保工
１２ 支柱
１３ 横梁
１４ アーチ壁支保工
２ 仮インバート部分支保工
２１ 横材
２２ 支柱
２３ 斜め材
３ 二次覆工
４ 二次覆工型枠
５ 一次覆工
６ インバート
７ 縦方向隔壁
８ 軌道
８１ スライド輪
８２ 支持台
９ 接続梁
１１ アーチ部支保工
１２ 支柱
１３ 横梁
１４ アーチ壁支保工
２ 仮インバート部分支保工
２１ 横材
２２ 支柱
２３ 斜め材
３ 二次覆工
４ 二次覆工型枠
５ 一次覆工
６ インバート
７ 縦方向隔壁
８ 軌道
８１ スライド輪
８２ 支持台
９ 接続梁
【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】
