特許 7330052 トンネル改修工法及び改修装置

(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】2023-08-10

(45)【発行日】2023-08-21

(54)【発明の名称】トンネル改修工法及び改修装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20230814BHJP

   E21D 19/00 20060101ALI20230814BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 B

E21D19/00

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019185824

(22)【出願日】2019-10-09

(65)【公開番号】P2021059932

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000216025

【氏名又は名称】鉄建建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】594036135

【氏名又は名称】株式会社東宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121603

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 元昭

(74)【代理人】

【識別番号】100141656

【弁理士】

【氏名又は名称】大田 英司

(74)【代理人】

【識別番号】100067747

【弁理士】

【氏名又は名称】永田 良昭

(72)【発明者】

【氏名】植村 義幸

(72)【発明者】

【氏名】宇田 誠

(72)【発明者】

【氏名】杉田 崇

(72)【発明者】

【氏名】舟橋 孝仁

(72)【発明者】

【氏名】小林 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 猛彦

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２８００５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０３７７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６３－１５１５９９（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

Ｅ２１Ｆ １／００－１７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル用の改修装置の型枠部を、供用中のトンネルの覆工部に対する内部側に所定間隔を隔てて配置し、
前記覆工部と前記型枠部との間に改修材を打設して、トンネル内面を改修するトンネル改修工法であって、
前記トンネルの幅方向における半断面のうち一方の半断面に対して、半断面の前記覆工部に対応する弧状に形成された前記型枠部を配置するとともに、
他方の半断面に、通行体が内部を通行できる防護部を配置し、
前記防護部に、トンネル延長方向に走行可能な走行部が設けられるとともに、
前記型枠部を支持するとともに、トンネル延長方向に走行可能な台車部が設けられ、
前記防護部と前記台車部とが前記幅方向に連結された
トンネル改修工法。

【請求項2】

前記防護部が、前記型枠部に対して、トンネル延長方向に長い
請求項１に記載のトンネル改修工法。

【請求項3】

前記防護部に設けられた対抗部によって、打設する前記改修材から前記型枠部に作用する圧力に抗する
請求項１又は２に記載のトンネル改修工法。

【請求項4】

前記覆工部から支持部で前記型枠部を支持する
請求項１乃至３のうちいずれかに記載のトンネル改修工法。

【請求項5】

弧状に形成された前記型枠部は、複数の型枠構成部と、該型枠構成部同士を枢動する枢動部とで構成し、折り畳み可能に構成された
請求項１乃至４のうちいずれかに記載のトンネル改修工法。

【請求項6】

前記型枠構成部は、
上下方向に移動可能に支持された型枠構成主部と、
前記枢動部により前記型枠構成主部に対して枢動可能に連結された型枠構成従部とで構成し、
前記型枠構成従部を、前記型枠構成主部に対して所定の枢動位置に移動させる移動部が設けられた
請求項５に記載のトンネル改修工法。

【請求項7】

前記枢動部により前記型枠構成主部に対して前記型枠構成従部を折り畳んで、前記型枠部を、前記防護部とともに、トンネル坑内を移動する
請求項６に記載のトンネル改修工法。

【請求項8】

供用中のトンネルの覆工部の内面側に改修材を打設して、トンネル内面を改修するためのトンネル用の改修装置であって、
前記トンネルの幅方向における半断面のうち一方の半断面に対して配置され、半断面の前記覆工部に対応する弧状に形成された型枠部と、
他方の半断面に配置され、通行体が内部を通行できる防護部とで構成され、
前記防護部に、トンネル延長方向に走行可能な走行部が設けられるとともに、
前記型枠部を支持するとともに、トンネル延長方向に走行可能な台車部が設けられ、
前記防護部と前記台車部とが前記幅方向に連結された
改修装置。

【請求項9】

前記防護部が、前記型枠部に対して、トンネル延長方向に長い
請求項８に記載の改修装置。

【請求項10】

前記防護部に、打設する前記改修材から前記型枠部に作用する圧力に抗する対抗部が設けられた
請求項８又は９に記載の改修装置。

【請求項11】

弧状に形成された前記型枠部は、複数の型枠構成部と、該型枠構成部同士を枢動する枢動部とで構成し、折り畳み可能に構成した
請求項８乃至１０のうちいずれかに記載の改修装置。

【請求項12】

前記型枠構成部は、
上下方向に移動可能に支持された型枠構成主部と、
前記枢動部により前記型枠構成主部に対して枢動可能に連結された型枠構成従部とで構成し、
前記型枠構成従部を、前記型枠構成主部に対して所定の枢動位置に移動させる移動部が設けられた
請求項１１に記載の改修装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、供用中のトンネルの内面を改修するトンネル改修工法及び改修装置に関する。

【背景技術】

【0002】

供用中のトンネルの中には、構築後の期間が経過し、内面を覆工するコンクリート覆工部の耐久性が低下し、改修を要するトンネルが多数あり、さまざまな改修工法が提案されている。例えば、特許文献１に記載の改修工法は、トンネル延長方向に沿って移動自在な門型台車に、剥離除去装置とセントルとを搭載し、これらの各装置を作動させることにより、改修コンクリート層を連続的に形成するものである。

【0003】

しかしながら、このような改修工法では、供用中のトンネルの通行を規制して、施工する必要があった。また、夜間のみを通行止めとし、通行量の多い日中は規制解除して施工する場合であっても、トンネル延長が長く、坑口から施工箇所までの距離が遠いと、門型台車を施工箇所まで搬入する、あるいは施工終了時に門型台車を搬出するのに時間を要する。そのため、限られた施工時間の中で門型台車を移動させる時間によって、施工時間が少なくなり、工期が長くなるといった問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００２－３８８９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで本発明は、供用中のトンネルであっても、車両などの通行体を安全に通行させながら施工できるトンネル改修工法及び改修装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明は、トンネル用の改修装置の型枠部を、供用中のトンネルの覆工部に対する内部側に所定間隔を隔てて配置し、前記覆工部と前記型枠部との間に改修材を打設して、トンネル内面を改修するトンネル改修工法であって、前記トンネルの幅方向における半断面のうち一方の半断面に対して、半断面の前記覆工部に対応する弧状に形成された前記型枠部を配置するとともに、 他方の半断面に、通行体が内部を通行できる防護部を配置し、前記防護部に、トンネル延長方向に走行可能な走行部が設けられるとともに、前記型枠部を支持するとともに、トンネル延長方向に走行可能な台車部が設けられ、前記防護部と前記台車部とが前記幅方向に連結されたことを特徴とする。

【0007】

また、この発明は、供用中のトンネルの覆工部の内面側に改修材を打設して、トンネル内面を改修するためのトンネル用の改修装置であって、前記トンネルの幅方向における半断面のうち一方の半断面に対して配置され、半断面の前記覆工部に対応する弧状に形成された型枠部と、他方の半断面に配置され、通行体が内部を通行できる防護部とで構成され、前記防護部に、トンネル延長方向に走行可能な走行部が設けられるとともに、前記型枠部を支持するとともに、トンネル延長方向に走行可能な台車部が設けられ、前記防護部と前記台車部とが前記幅方向に連結されたことを特徴とする。

【0008】

上記改修は、覆工部の内面側において所定の厚み分を切削後、流動性の高いコンクリートやモルタルなどの改修材を打設して改修する打ち替えや、覆工部の内面側に改修材を打設して改修する増し打ちなどを含むものとする。
前記トンネルは、クラウン形状、あるいは馬蹄形状などの内面が曲面状となる断面形状であってもよい。

【0009】

前記半断面は、正確にトンネル断面を幅方向に二分割したものだけでなく、一方の半断面が他方の半断面に比べて大きくてもよいし、型枠部と防護部とが干渉しなければ、一方の半断面と他方の半断面とが幅方向に重複してもよい。

【0010】

上述の半断面の前記覆工部の対応する弧状は、半断面を超える弧長さの弧状であってもよいし、半断面に対応する弧長さの弧状あるいは半断面より短い弧長さの弧状であってもよい。
前記改修材は、流動性の高いコンクリート、モルタル、あるいは樹脂など、強度などの所要性能を満足するものであればよい。

【0011】

この発明により、供用中のトンネルであっても、車両などの通行体を安全に通行させながら施工することができる。
詳述すると、供用中のトンネルの覆工部に対する内部側に所定間隔を隔てて配置する型枠部が、前記トンネルの幅方向における半断面のうち一方の半断面に対応する弧状に形成されるとともに、他方の半断面に、通行体が内部を通行できる防護部が配置される。

【0012】

そのため、トンネルの一方の半断面で施工し、他方の半断面を通行体が通行することができる。また、他方の半断面を通行する通行体は防護部の内部を通行するため、一方の断面で行われる施工に対して防護部で防護されながら安全に通行することができる。

【0013】

また、前記防護部に、トンネル延長方向に走行可能な走行部が設けられるとともに、前記型枠部を支持するとともに、トンネル延長方向に走行可能な台車部が設けられ、前記防護部と前記台車部とが前記幅方向に連結されているため、一方の半断面における施工に伴って、トンネル延長方向に型枠部を、前記防護部とともに、移動させて改修することができる。

【0014】

この発明の態様として、前記防護部が、前記型枠部に対して、トンネル延長方向に長くてもよい。
前記防護部が、前記型枠部に対して、トンネル延長方向の一方側にのみ長くてもよいが、両方に長いほうが好ましい。

【0015】

この発明により、他方の半断面をより安全に通行体を通行させながら、一方の半断面の改修を施工することができる。
詳述すると、前記防護部が、前記型枠部に対して、トンネル延長方向に長いため、防護部の内部を通行する通行体は、一方の半断面に配置された型枠部における施工の範囲を超えて防護部で防護され、他方の半断面をより安全に通行体を通行させながら、一方の半断面の改修を施工することができる。

【0016】

またこの発明の態様として、前記防護部に設けられた対抗部によって、打設する前記改修材から前記型枠部に作用する圧力に抗してもよい。
この発明により、防護部を介して、打設する前記改修材から前記型枠部に作用する圧力に対抗することができる。したがって、改修材の打設圧力によって型枠部が移動したりすることを防止できる。
なお、対抗部は、半断面に対応する弧状の型枠部に対してトンネル幅方向のみならず、幅方向に加えて上向きの圧力や上向きの圧力に対抗してもよい。

【0017】

またこの発明の態様として、前記覆工部から支持部で前記型枠部を支持してもよい。
この発明により、支持部を介して、覆工部から型枠部を支持するため、打設する前記改修材から前記型枠部に作用する圧力に対抗することができる。したがって、改修材の打設圧力によって型枠部が移動したりすることを防止できる。

【0018】

前記支持部は、覆工部に設置したアンカーボルトなどの引き抜き力に対抗して、型枠部を支持することができるものである。また、前記支持部は、型枠部の一部を支持してもよいし、全体にわたって支持してもよい。

【0019】

またこの発明の態様として、弧状に形成された前記型枠部は、複数の型枠構成部と、該型枠構成部同士を枢動する枢動部とで構成し、折り畳み可能に構成されてもよい。
この発明により、型枠部を折り畳んでコンパクト化することができ、改修装置を容易に移動することができる。

【0020】

またこの発明の態様として、前記型枠構成部は、上下方向に移動可能に支持された型枠構成主部と、前記枢動部により前記型枠構成主部に対して枢動可能に連結された型枠構成従部とで構成し、前記型枠構成従部を、前記型枠構成主部に対して所定の枢動位置に移動させる移動部が設けられてもよい。

【0021】

この発明により、折り畳み可能に構成された型枠部を、型枠としての所望の形状に確実に形成することができる。
詳述すると、上下方向に移動可能に支持された型枠構成主部に対して、枢動部によって枢動可能に連結された型枠構成従部を移動部により所定の枢動位置に移動させるため、折り畳み可能に構成された型枠部を、型枠としての所望の形状に確実に形成できるとともに、型枠部を覆工部に対して所望の位置に配置することができる。

【0022】

またこの発明の態様として、前記枢動部により前記型枠構成主部に対して前記型枠構成従部を折り畳んで、前記型枠部を、前記防護部とともに、トンネル坑内を移動してもよい。
この発明により、前記枢動部により前記型枠構成従部を折り畳んだ前記型枠部を、前記防護部とともに、トンネル坑内をトンネル延長方向に移動することで、効率よく、且つ安全に施工することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明により、供用中のトンネルであっても、車両などの通行体を安全に通行させながら施工できるトンネル改修工法及び改修装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】トンネル内部に改修装置を設置した状態の正面図。

【図2】図１におけるＡ－Ａ断面図。

【図3】改修装置の側面図。

【図4】ツマ部の拡大図。

【図5】トンネル改修工法のフローチャート。

【図6】トンネル改修工法における状態説明図。

【図7】トンネル改修工法における状態説明図。

【図8】トンネル改修工法における状態説明図。

【図9】トンネル改修工法における状態説明図。

【発明を実施するための形態】

【0025】

この発明の一実施形態を、図１乃至図９とともに説明する。
図１はトンネル内部に改修装置１０を設置した状態の正面図を示し、図２は図１におけるＡ－Ａ断面図を示し、図３は改修装置１０の側面図を示し、図４はツマ部の拡大図を示し、図５はトンネル改修工法のフローチャートを示している。

【0026】

図６乃至図９はトンネル改修工法における状態説明図を示している。詳しくは、図６（ａ）は改修前のトンネル１の正面図を示し、図６（ａ）は改修終了後のトンネル１の正面図を示している。

【0027】

また、図７（ａ）は往路の覆工切削後のトンネル１の正面図を示し、図７（ｂ）はトンネル１における往路の施工箇所に改修装置１０を移動させる状態の正面図を示している。また、図８（ａ）はトンネル１における往路の施工箇所に改修装置１０を設置した状態の正面図を示し、図８（ｂ）は往路の施工箇所にコンクリートを打設した状態の正面図を示している。

【0028】

また、図９（ａ）は復路の覆工切削後のトンネル１の正面図を示し、図９（ｂ）はトンネル１における復路の施工箇所に改修装置１０を移動させる状態の正面図を示している。
なお、図１における左右方向を幅方向Ｗとするとともに、上下方向を高さ方向Ｈとし、図２における左右方向を奥行き方向Ｌとしている。

【0029】

改修装置１０はトンネル１の内面のコンクリート覆工２の内面側の所定厚さ分を流動性の高いコンクリートで打ち替えてトンネル１を改修する装置である。
トンネル１は、図１に示すように断面クラウン形状であり、内面がコンクリート覆工２で覆われており、内部に二車線の道路が設けられた道路トンネルである。なお、トンネル１は馬蹄形状など断面形状であってもよいし、片側一車線の対面通行の道路が設けられていてもよい。

【0030】

コンクリート覆工２の耐久性が低下し、改修を要するトンネル１に対し、改修装置１０を用いたトンネル改修工法では、トンネル１を内面側から所定厚み分の切削し、切削箇所に流動性高いコンクリートを打設して打ち替え覆工部３を構築する、いわゆる打ち替え工法である。
なお、コンクリート覆工２は、吹き付けコンクリート、鉄筋コンクリート、あるいは無筋コンクリートなどであってもよい。

【0031】

改修工法に用いられる改修装置１０は、断面クラウン状のトンネル１における幅方向Ｗの半分である半断面のうち施工側の半断面内に配置されるセントル２０と、他方側の半断面内に配置されるプロテクタ３０とで構成されている。
なお、以下において、断面クラウン状のトンネル１における半断面のうち施工側の半断面を施工側半断面Ｘといい、他方側の半断面を通行側半断面Ｙという。

【0032】

施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に配置されるセントル２０は、正面視略井型形状の本体部２１と、本体部２１における上方からコンクリート覆工２の側の側方に亘って設けられた型枠部２２とで構成されている。
本体部２１は、トンネル１の道路面５に設けられた仮設レール６上を転動する車輪２１１を下端に設けられた柱２１７と、梁２１３及び上部柱２１５ａ，２１５ｂとで構成された正面視略井型形状のフレーム状であり、奥行き方向Ｌに所定の長さで形成されている。なお、柱２１７、及び上部柱２１５ａ，２１５ｂは幅方向Ｗに所定間隔を隔てて２本配置されている。

【0033】

また、本体部２１は、車輪２１１の上方の柱２１７には高さ方向Ｈに伸縮可能な高さ調整部２１２が設けられ、上方の梁２１３にステージ２１４が形成されている。また、梁２１３には、コンクリート覆工２の弧状に併せた高さの上部柱２１５ａ，２１５ｂが上方に向かって延びるように設けられている。

【0034】

なお、梁２１３は、２本の上部柱２１５のうちコンクリート覆工２の側の上部柱２１５ａよりコンクリート覆工２に向かって延びており、その端部から上部柱２１５ａ，２１５ｂの上端を通るように、後述する第１型枠構成部２２１を支持している。

【0035】

また、上部柱２１５ｂの基部には、後述する第２型枠構成部２２２を伸縮支持する第１ジャッキ２１６と、後述するプロテクタ３０と伸縮可能に連結する連結ジャッキ４１とが設けられている。さらに、２本の柱２１７のうちコンクリート覆工２の側の柱２１７に設けた高さ調整部２１２から側方に延びるととともに、後述する第３型枠構成部２２３の下端に連結された第２ジャッキ２１８が設けられている。

【0036】

型枠部２２は、第１型枠構成部２２１、型枠構成部２２２，２２３と、型枠構成部同士を枢動可能に連結する枢動連結部２２４とで構成している。
第１型枠構成部２２１は、上述したように梁２１３に支持され、断面クラウン状のトンネル１における幅方向Ｗの半分である半断面のうち斜め上方（図１に示す往路を施工する場合は左斜め上、図９（ｂ）に示す復路を施工する場合は右斜め上）の内面に対応する弧状である。

【0037】

第２型枠構成部２２２は、第１型枠構成部２２１の上端に対して枢動連結部２２４を介して枢動可能に連結され、断面クラウン状のトンネル１における半断面のうち天端の内面に対応するとともに、第１型枠構成部２２１に比べて約１／５程度の弧長の弧状である。

【0038】

また、第２型枠構成部２２２は、枢動連結部２２４が連結された側の端部と反対側の端部に上述の第１ジャッキ２１６が連結されている。そのため、第２型枠構成部２２２は、第１ジャッキ２１６が伸長して第１型枠構成部２２１に対して展開状態に枢動し、第１ジャッキ２１６が縮短して第１型枠構成部２２１に対して折り畳み状態に枢動する。

【0039】

さらに、第２型枠構成部２２２は、図２において破線で図示するように、型枠部２２で形成する打設空間４に対してコンクリートを打設するための打設口２２５が、奥行き方向Ｌに所定間隔を隔てて複数設けられている。また、第２型枠構成部２２２は、コンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７によって固定できるように構成されている。

【0040】

第３型枠構成部２２３は、第１型枠構成部２２１の下端に対して枢動連結部２２４を介して枢動可能に連結され、断面クラウン状のトンネル１における半断面のうち側方の内面に対応するとともに、第１型枠構成部２２１に比べて約２／３倍程度の弧長の弧状である。

【0041】

また、第３型枠構成部２２３は、枢動連結部２２４が連結された側の端部と反対側となる下端部に上述の第２ジャッキ２１８が連結されている。そのため、第３型枠構成部２２３は、第２ジャッキ２１８が伸長して第１型枠構成部２２１に対して展開状態に枢動し、第２ジャッキ２１８が縮短して第１型枠構成部２２１に対して折り畳み状態に枢動する。
また、第３型枠構成部２２３は、コンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７によって固定できるように構成されている。

【0042】

このように構成された型枠部２２は、ジャッキ２１６，２１８を伸長して型枠構成部２２２，２２３を展開状態とすることで、断面クラウン状のトンネル１における幅方向Ｗの半分である半断面の内面に対応する弧状を形成することができる。

【0043】

このように構成されたセントル２０は、図２に示すように、奥行き方向Ｌにおいて所定の長さで形成している。具体的には、セントル２０は、型枠部２２を用いてコンクリートを打設する１回分、つまり施工の１スパン分の長さで形成している。
また、セントル２０における奥行き方向Ｌの両側には、ステージ２１４と同じ高さの作業台２４が設けられている（図１では図示省略）。

【0044】

プロテクタ３０は、幅方向Ｗの梁３２と、梁３２の両端から下方に延びる柱３３とで構成する門型枠３１を奥行き方向Ｌに所定間隔を隔てて複数配置し、門型枠３１同士とを連結梁３４（図３）で連結して、内部に通行空間３０Ｘが形成される略トンネル形状を構成している。
柱３３の下端には、トンネル１の道路面５に設けられた仮設レール６上を転動する車輪３５が設けられている。

【0045】

また、梁３２の幅方向Ｗの外側には、幅方向Ｗの外側に向かって、つまりセントル２０とは反対側に向かって伸縮する固定ジャッキ３６が設けられている。
このように構成されたプロテクタ３０は、セントル２０に比べて、奥行き方向Ｌの両側に延伸されるように、３倍程度の奥行き方向Ｌの長さで形成されている。

【0046】

また、このように構成されたセントル２０とプロテクタ３０とは、連結ジャッキ４１，４２とで幅方向Ｗに連結されている。
具体的には、セントル２０における梁２１３の幅方向Ｗにおける内側の端部とプロテクタ３０の梁３２の幅方向Ｗにおける内側の端部とを連結ジャッキ４１により高さ方向Ｈに枢動可能に連結している。

【0047】

また、セントル２０における２本の柱２１７の幅方向Ｗにおける内側の柱２１７に設けられた高さ調整部２１２と、プロテクタ３０における２本の柱３３の幅方向Ｗにおける内側の柱３３とを連結ジャッキ４２により連結している。

【0048】

続いて、セントル２０とプロテクタ３０とを連結ジャッキ４１，４２によって連結して構成した改修装置１０を用いたトンネル１の改修工法について、以下で説明する。
トンネル１の改修工法の流れについて説明する前に、型枠部２２によって、コンクリート覆工２との間に形成される打設空間４の開放された端部（以下においてツマ部という）を塞ぐツマ型枠５０について、図４に基づいて説明する。

【0049】

打設済みの打ち替え覆工部３に対して型枠部２２を設置した状態の奥行き方向Ｌの縦断面図である図４に示すように、ツマ型枠５０は、打設空間４を形成する型枠部２２における奥行き方向Ｌの施工方向先端側に対して設けられる。

【0050】

具体的には、上述したように、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）のコンクリート覆工２に対応する弧状の型枠部２２によって形成された打設空間４は、径外側はコンクリート覆工２が存在し、施工方向の後方は打設済みの打ち替え覆工部３が存在する。そのため、打設空間４は、径外側、施工方向の後方及び径内側は囲まれているものの、施工方向の前方が開放されているため、ツマ型枠５０によって閉塞する。

【0051】

具体的には、ツマ型枠５０は、型枠部２２の施工方向の前方端部に設けられ、径方向に延びるツマ壁５１と、ツマ壁５１を型枠部２２に固定するツマ壁固定部５２と、型枠部２２の径外面とツマ壁５１とで構成される角部に配置される面取り部５３とで構成している。

【0052】

このように構成されたツマ壁５１をツマ壁固定部５２によって型枠部２２に固定することで、径外側、施工方向の後方及び径内側、並びに施工方向の前方の断面方向におけるすべてが囲まれた打設空間４を形成することができる。

【0053】

改修装置１０を用いたトンネル１の改修工法では、図６（ａ）に示す断面クラウン状のトンネル１におけるコンクリート覆工２の内面を所定厚みで切削し、図６（ｂ）に示すように、打ち替え覆工部３に打ち替えて改修する工法である。

【0054】

そして、改修装置１０を用いたトンネル１の改修工法では、トンネル１の幅方向Ｗの半断面である通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）に通行車両Ｚを通行させながら、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）で施工する工法である。なお、以下の詳細な説明では、先に往路側の半断面を施工してから、復路を施工するものとして説明するが、復路を先に施工してもよい。

【0055】

具体的には、まず、トンネル１の坑外で改修装置１０を組み付け（ステップｓ１）、トンネル１内部であるトンネル坑内１Ｘに搬入する（ステップｓ２）。
そして、図７（ａ）に示すように、往路側の半断面を施工側半断面Ｘとし、施工側半断面Ｘにおける１スパン分のコンクリート覆工２における内面側の一部を所定厚みで切削する（ステップｓ３）。コンクリート覆工２の切削は、図示省略するコンクリート切削装置によってトンネル内部側から切削する。このとき、コンクリート覆工２は、打ち替えられた打ち替え覆工部３の所定強度が確保できる厚みで切削される。

【0056】

そして、トンネル坑外で組み付けられた改修装置１０をトンネル坑内１Ｘの施工箇所まで移動させる（ステップｓ４）。
具体的には、図７（ｂ）に示すように、トンネル１の道路面５に仮設レール６を敷設し、敷設された仮設レール６上を車輪２１１、車輪３５を転動させて改修装置１０を施工箇所まで移動させる。このとき、改修装置１０におけるセントル２０の型枠部２２を折り畳み状態で移動させる。

【0057】

詳しくは、図７（ｂ）に示すように、ジャッキ２１６，２１８を縮短して第１型枠構成部２２１に対して型枠構成部２２２，２２３を枢動させて型枠部２２を折り畳み状態とし、この状態で改修装置１０を移動させる。

【0058】

施工箇所まで移動した改修装置１０の型枠部２２を展開するとともに固定し、さらには改修装置１０を固定する（ステップｓ５）。
具体的には、図８（ａ）に示すように、高さ調整部２１２を伸長して、梁２１３で支持された第１型枠構成部２２１をコンクリート覆工２に対して所定間隔を隔てた位置に配置する。そして、ジャッキ２１６，２１８を伸長して第１型枠構成部２２１に対して型枠構成部２２２，２２３を枢動させて型枠部２２を展開状態とする。この状態で、コンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７で型枠構成部２２２，２２３を固定する。

【0059】

このように、展開した型枠部２２では、第１型枠構成部２２１がコンクリート覆工２に対して所定の間隔を隔てた位置に配置されるとともに、型枠構成部２２２，２２３がコンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７で固定される。そのため、型枠部２２とコンクリート覆工２との間に所定の厚さを有する空間である打設空間４が形成される。

【0060】

さらに、通行側半断面Ｙに配置されたプロテクタ３０とセントル２０とを連結する連結ジャッキ４１，４２、さらには、プロテクタ３０に設けられた固定ジャッキ３６を伸長して、打設空間４に打設する生コンクリートの打設圧力に抗するように、改修装置１０を固定する。
なお、このように、トンネル坑内１Ｘにおいて固定された改修装置１０において、通行側半断面Ｙに配置されたプロテクタ３０の通行空間３０Ｘには、通行車両Ｚを通行させることができる。

【0061】

また、第１型枠構成部２２１がコンクリート覆工２に対して所定の位置に配置され、型枠構成部２２２，２２３がコンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７で固定されて打設空間４を形成する型枠部２２に対してツマ型枠５０を設置する（図４参照：ステップｓ６）。

【0062】

上述のように、改修装置１０がトンネル坑内１Ｘにおいて固定され、展開状態の型枠部２２がアンカーボルト７で固定された状態で、打設口２２５から打設空間４に生コンクリートを打設する（ステップｓ７）。なお、打設空間４に打設して打ち替え覆工部３を構成するコンクリートしては、繊維補強コンクリートなどの流動性及び強度の高いコンクリートを打設する。

【0063】

上述のように、打設口２２５から生コンクリートを打設すると、型枠部２２には生コンクリートの打設圧力が作用する。そして、型枠部２２を支持する本体部２１にも、型枠部２２を介して生コンクリートの打設圧力が作用する。しかしながら、型枠部２２は本体部２１に支持されるとともに、アンカーボルト７によってコンクリート覆工２から支持されているため、型枠部２２が生コンクリートの打設圧力によって変形することを防止できる。

【0064】

打設空間４に打設したコンクリートに一定の強度が発生し、打ち替え覆工部３が構成されるまで養生し（ステップｓ８）、養生後、打ち替え覆工部３に対して型枠部２２を脱型する（ステップｓ９）。具体的には、まず、ツマ型枠５０を撤去する。そして、コンクリート覆工２に設けたアンカーボルト７による型枠構成部２２２，２２３の固定を解消するとともに、少なくともプロテクタ３０に設けられた固定ジャッキ３６を縮短して、改修装置１０の固定を解消する。

【0065】

また、ジャッキ２１６，２１８を縮短して第１型枠構成部２２１に対して型枠構成部２２２，２２３を枢動させて型枠部２２を折り畳み状態とし、高さ調整部２１２を縮短して、打ち替え覆工部３に対して型枠部２２を下降させる。

【0066】

このように、ステップｓ３乃至ステップｓ９を１サイクルとし、１サイクルの施工が終了し、往路における改修範囲の未施工箇所があると（ステップｓ１０：Ｎｏ）、ステップｓ３に戻り次の施工箇所を施工する。

【0067】

往路における改修範囲のすべての施工が完了すると（ステップｓ１０：Ｙｅｓ）、施工側半断面Ｘと通行側半断面Ｙとを入れ替えて、復路の施工を行う（ステップｓ１１：Ｙｅｓ）。このとき、幅方向Ｗの左側が施工側半断面Ｘであり、右側が通行側半断面Ｙであった往路での施工に対して、図９（ａ）に示すように、施工側半断面Ｘと通行側半断面Ｙとが左右入れ替わり、幅方向Ｗの右側が施工側半断面Ｘとなり、左側が通行側半断面Ｙとなる。

【0068】

具体的には、トンネル坑内１Ｘから改修装置１０を搬出し、図９（ｂ）に示すように、復路における施工側半断面Ｘにセントル２０が配置され、通行側半断面Ｙにプロテクタ３０が配置されるように改修装置１０を配置する。そして、上述のステップｓ３乃至ステップｓ１０までを繰り返し、復路の改修範囲に対して施工する。復路の改修範囲のすべてが施工されると（ステップｓ１１：Ｎｏ）、コンクリート覆工２の内面側に打ち替え覆工部３が形成され、図５（ｂ）に示すように、トンネル１の改修は完了する。

【0069】

上述のトンネル改修工法は、トンネル用の改修装置１０の型枠部２２を、供用中のトンネル１のコンクリート覆工２に対する内部側に所定間隔を隔てて配置し、コンクリート覆工２と型枠部２２との間の打設空間４にコンクリートを打設して、トンネル１内面を改修する工法である。そして、トンネル１の幅方向Ｗにおける半断面のうち施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に対して、半断面のコンクリート覆工２の対応する弧状に形成された型枠部２２を配置するとともに、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）に、通行車両Ｚが通行空間３０Ｘを通行できるプロテクタ３０を配置している。

【0070】

また、上述の改修装置１０は、供用中のトンネル１のコンクリート覆工２の内面側にコンクリートを打設して、トンネル１内面を改修するためのトンネル用の装置である。そして、トンネル１の幅方向Ｗにおける半断面のうち施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に対して配置され、半断面のコンクリート覆工２の対応する弧状に形成された型枠部２２と、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）に配置され、通行車両Ｚが通行空間３０Ｘを通行できるプロテクタ３０とで構成されている。そのため、供用中のトンネル１であっても、車両などの通行車両Ｚを安全に通行させながら施工することができる。

【0071】

詳述すると、供用中のトンネル１のコンクリート覆工２に対する内部側に所定間隔を隔てて配置する型枠部２２が、トンネル１の幅方向Ｗにおける半断面のうち施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に対応する弧状に形成される。また、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）に、通行車両Ｚが通行空間３０Ｘを通行できるプロテクタ３０が配置される。

【0072】

そのため、トンネル１の施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）で施工し、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）を通行車両Ｚが通行することができる。また、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）を通行する通行車両Ｚはプロテクタ３０の通行空間３０Ｘを通行するため、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）で行われる施工に対してプロテクタ３０で防護されながら安全に通行することができる。

【0073】

また、プロテクタ３０が、型枠部２２に対して、奥行き方向Ｌに長いため、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）をより安全に通行車両Ｚを通行させながら、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）の改修を施工することができる。

【0074】

詳述すると、プロテクタ３０が、型枠部２２に対して、奥行き方向Ｌに長い。そのため、プロテクタ３０の通行空間３０Ｘを通行する通行車両Ｚは、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に配置された型枠部２２における施工の範囲を超えてプロテクタ３０で防護される。したがって、通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）をより安全に通行車両Ｚを通行させながら、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）の改修を施工することができる。

【0075】

また、プロテクタ３０に、奥行き方向Ｌに走行可能な車輪３５が設けられ、型枠部２２を支持するとともに、奥行き方向Ｌに走行可能な本体部２１が設けられている。また、プロテクタ３０と本体部２１とが幅方向Ｗに連結されているため、施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）における施工に伴って、奥行き方向Ｌに型枠部２２を、プロテクタ３０とともに、移動させて改修することができる。

【0076】

また、プロテクタ３０に設けられた固定ジャッキ３６によって、打設するコンクリートから型枠部２２に作用する圧力に抗するため、プロテクタ３０を介して、コンクリートの打設圧力によって型枠部２２が移動したりすることを防止できる。

【0077】

また、コンクリート覆工２からアンカーボルト７で型枠部２２を支持しているため、アンカーボルト７を介して、打設するコンクリートから型枠部２２に作用する圧力に対抗することができる。したがって、コンクリートの打設圧力によって型枠部２２が移動したりすることを防止できる。

【0078】

また、弧状に形成された型枠部２２は、第１型枠構成部２２１，第２型枠構成部２２２及び第３型枠構成部２２３と、型枠構成部同士を枢動する枢動連結部２２４とで構成し、折り畳み可能に構成されている。そのため、型枠部２２を折り畳んでコンパクト化することができ、改修装置１０を容易に移動することができる。

【0079】

詳述すると、型枠部２２は、高さ方向Ｈに移動可能に支持された第１型枠構成部２２１と、枢動連結部２２４により第１型枠構成部２２１に対して枢動可能に連結された第２型枠構成部２２２及び第３型枠構成部２２３とで構成している。

【0080】

また、型枠部２２の型枠構成部２２２，２２３を、第１型枠構成部２２１に対して所定の枢動位置に移動させるジャッキ２１６，２１８が設けられているため、折り畳み可能に構成された型枠部２２を、型枠としての所望の形状に確実に形成することができる。

【0081】

また、高さ方向Ｈに移動可能に支持された第１型枠構成部２２１に対して、枢動連結部２２４によって枢動可能に連結された型枠構成部２２２，２２３をジャッキ２１６，２１８により所定の枢動位置に移動させる。そのため、折り畳み可能に構成された型枠部２２を、型枠としての所望の形状に確実に形成できる。さらに、型枠部２２をコンクリート覆工２に対して所望の位置に配置することができる。

【0082】

また、枢動連結部２２４により第１型枠構成部２２１に対して型枠構成部２２２，２２３を折り畳んで、型枠部２２を、プロテクタ３０とともに、トンネル坑内１Ｘを移動することで、効率よく、且つ安全に施工することができる。

【0083】

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、この発明の改修装置は改修装置１０に対応し、
以下同様に、
型枠部は型枠部２２に対応し、
トンネルはトンネル１に対応し、
覆工部はコンクリート覆工２に対応し、
改修材はコンクリートに対応し、
幅方向は幅方向Ｗに対応し、
一方の半断面は施工側半断面Ｘ（あるいは通行側半断面Ｙ）に対応し、
他方の半断面は通行側半断面Ｙ（あるいは施工側半断面Ｘ）に対応し、
通行体は通行車両Ｚに対応し、
内部は通行空間３０Ｘに対応し、
防護部はプロテクタ３０に対応し、
トンネル延長方向は奥行き方向Ｌに対応し、
走行部は車輪３５に対応し、
台車部は本体部２１に対応し、
対抗部は固定ジャッキ３６に対応し、
支持部はアンカーボルト７に対応し、
型枠構成部は第１型枠構成部２２１，型枠構成部２２２，２２３に対応し、
枢動部は枢動連結部２２４に対応し、
上下方向は高さ方向Ｈに対応し、
型枠構成主部は第１型枠構成部２２１に対応し、
型枠構成従部は型枠構成部２２２，２２３に対応し、
移動部はジャッキ２１６，２１８に対応し、
トンネル坑内はトンネル坑内１Ｘに対応するが、この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

【0084】

例えば、上述の説明では、コンクリート覆工２の内面側において所定の厚み分を切削後、コンクリートを打設して打ち替えて改修したが、コンクリート覆工２の内面側にコンクリートを打設して増し打ちして改修してもよい。

【0085】

またトンネル１は、クラウン形状、あるいは馬蹄形状などの内面が曲面状となる断面形状であってもよい。

【0086】

上述の説明では、改修材として流動性及び強度の高いコンクリートを打設したが、流動性の高い無収縮モルタルなどのモルタルや樹脂など、強度などの所要性能を満足するものを用いてもよい。

【0087】

アンカーボルト７をコンクリート覆工２に設置したが、引き抜き力に対抗して、型枠部２２を支持することができれば，セットアンカーやカットアンカーなど別の構成であってもよい。

【符号の説明】

【0088】

１…トンネル
１Ｘ…トンネル坑内
２…コンクリート覆工
７…アンカーボルト
１０…改修装置
２１…本体部
２２…型枠部
３０…プロテクタ
３０Ｘ…通行空間
３５…車輪
３６…固定ジャッキ
２１６…第１ジャッキ
２１８…第２ジャッキ
２２１…第１型枠構成部
２２２…第２型枠構成部
２２３…第３型枠構成部
２２４…枢動連結部
Ｈ…高さ方向
Ｌ…奥行き方向
Ｗ…幅方向
Ｘ…施工側半断面
Ｙ…被施工側半断面
Ｚ…通行車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】