特許 7481293 トンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法

(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】2024-04-30

(45)【発行日】2024-05-10

(54)【発明の名称】トンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/00 20060101AFI20240501BHJP

   E21D 11/04 20060101ALI20240501BHJP

【ＦＩ】

E21D11/00 Z

E21D11/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021078592

(22)【出願日】2021-05-06

(65)【公開番号】P2022172616

(43)【公開日】2022-11-17

【審査請求日】2023-09-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000166432

【氏名又は名称】戸田建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】嶋本 敬介

(72)【発明者】

【氏名】秋元 優太郎

(72)【発明者】

【氏名】野城 一栄

(72)【発明者】

【氏名】浦越 拓野

(72)【発明者】

【氏名】田中 徹

(72)【発明者】

【氏名】守屋 健一

(72)【発明者】

【氏名】大橋 英紀

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０６３５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１９３３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００

Ｅ２１Ｄ １１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル横断面の上部がアーチ状に形成されたトンネル内周面の補強構造であって、
トンネルの軸方向に間隔を置いて配置されるとともに、前記トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板と、
前記トンネル横断面の側壁部に締結金具によって固定されて、前記帯板の両端を、それぞれ支持する支持部と、
前記側壁部より上方のアーチ部に締結金具を使用することなく設置される、前記帯板を抱え込むように支持するガイド部と、を備える
ことを特徴とする、トンネル内周面の補強構造。

【請求項2】

前記帯板は、延伸方向に軸力が与えられた状態で取り付けられている
ことを特徴とする、請求項１に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項3】

前記支持部は、弾性体を備え、
前記帯板の両端は、弾性圧縮した状態の前記弾性体を介して支持される
ことを特徴とする、請求項２に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項4】

前記支持部は、前記弾性体を収容する収容部と、前記収容部に収容された前記帯板の先端の位置を点検可能な点検口と、を備える
ことを特徴とする、請求項３に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項5】

前記ガイド部は、前記帯板が挿通される挿通穴又は前記帯板が支持されるフックが形成されている
ことを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項6】

前記帯板は、接着剤によって、前記トンネル内周面に取り付けられている
ことを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項7】

前記支持部を覆う、締結金具によって前記側壁部に固定される保護部を備える
ことを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載のトンネル内周面の補強構造。

【請求項8】

トンネル横断面の上部がアーチ状に形成されたトンネル内周面の補強方法であって、
前記トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板の一端を支持する第１支持部を、前記トンネル横断面の側壁部に締結金具によって取り付ける第１支持部取付工程と、
前記側壁部より上方のアーチ部に、前記帯板を抱え込む抱え込み部を有するガイド部を、締結金具を使用することなく設置するガイド部設置工程と、
前記帯板を、前記第１支持部に支持させるとともに、前記抱え込み部に抱え込ませて、前記トンネル内周面に沿うように、前記帯板を設置する帯板設置工程と、
前記帯板の他端を支持する第２支持部を介して、前記帯板に軸力を付与する軸力付与工程と、
前記第２支持部を、前記側壁部に締結金具によって取り付ける第２支持部取付工程と、を含む
ことを特徴とする、トンネル内周面の補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成されたトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般にトンネルの内周面は、コンクリートやレンガなどによって構築された覆工で覆われている。この覆工は、経年による劣化や周辺地盤の土圧などによって、ひび割れやはく離が発生し、補修が必要になることがある（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１には、既設のトンネルの覆工の内面に沿って、トンネル周方向に延びる帯状補修材を、トンネル軸線方向に所定の間隔をおいて設置固定した構成が開示されている。帯状補修材は、トンネル覆工の内面全面を覆うものではないから、補修後も覆工の状態を容易に目視観察することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－０４１８９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の構造では、帯状補修材の固定手段として、アンカーを用いている。そして、このアンカーは、トンネル内周面のアーチ部にも設けられているため、帯状補修材の施工時には、アーチ部にアンカーを取り付ける必要があり、メンテナンス時には、アーチ部を点検する必要がある。そのため、特許文献１に記載の構成では、施工性及びメンテナンス性の優れた補強構造とすることができない、という問題がある。

【0006】

そこで、本発明は、施工性及びメンテナンス性の優れたトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法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】

【0007】

前記目的を達成するために、本発明のトンネル内周面の補強構造は、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成されたトンネル内周面の補強構造であって、トンネルの軸方向に間隔を置いて配置されるとともに、前記トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板と、前記トンネル横断面の側壁部に締結金具によって固定されて、前記帯板の両端を、それぞれ支持する支持部と、前記側壁部より上方のアーチ部に締結金具を使用することなく設置される、前記帯板を抱え込むように支持するガイド部と、を備えることを特徴とする。

【0008】

ここで、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記帯板は、延伸方向に軸力が与えられた状態で取り付けられていてもよい。

【0009】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記支持部は、弾性体を備え、前記帯板の両端は、弾性圧縮した状態の前記弾性体を介して支持されていてもよい。

【0010】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記支持部は、前記弾性体を収容する収容部と、前記収容部に収容された前記帯板の先端の位置を点検可能な点検口と、を備えてもよい。

【0011】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記ガイド部は、前記帯板が挿通される挿通穴又は前記帯板が支持されるフックが形成されていてもよい。

【0012】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記帯板は、接着剤によって、前記トンネル内周面に取り付けられていてもよい。

【0013】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、前記支持部を覆う、締結金具によって前記側壁部に固定される保護部を備えてもよい。

【0014】

さらに、本発明のトンネル内周面の補強方法では、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成されたトンネル内周面の補強方法であって、前記トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板の一端を支持する第１支持部を、前記トンネル横断面の側壁部に締結金具によって取り付ける第１支持部取付工程と、前記側壁部より上方のアーチ部に、前記帯板を抱え込む抱え込み部を有するガイド部を、締結金具を使用することなく設置するガイド部設置工程と、前記帯板を、前記第１支持部に支持させるとともに、前記抱え込み部に抱え込ませて、前記トンネル内周面に沿うように、前記帯板を設置する帯板設置工程と、前記帯板の他端を支持する第２支持部を介して、前記帯板に軸力を付与する軸力付与工程と、前記第２支持部を、前記側壁部に締結金具によって取り付ける第２支持部取付工程と、を含む。

【発明の効果】

【0015】

このように構成された本発明のトンネル内周面の補強構造は、トンネルの軸方向に間隔を置いて配置されるとともに、トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板と、トンネル横断面の側壁部に締結金具によって固定されて、帯板の両端を、それぞれ支持する支持部と、側壁部より上方のアーチ部に締結金具を使用することなく設置される、帯板を抱え込むように支持するガイド部と、を備える。そのため、アーチ部に締結金具を使用することなく、帯板をトンネル内周面に取り付けることができる。そのため、帯板をトンネル内周面に取り付ける施工時には、アーチ部に締結金具を取り付ける必要がなくなる。また、帯板をトンネル内周面に取り付けた後のメンテナンス時には、トンネル横断面のアーチ部を点検する必要はなく、側壁部に設けられた支持部を点検するだけで済む。その結果、施工性及びメンテナンス性の優れた補強構造とすることができる。

【0016】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、帯板は、延伸方向に軸力が与えられた状態で取り付けられている場合、帯板の耐力を向上させることができる。そのため、アーチ状のトンネル内周面を支持する効果を高めることができる。

【0017】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、支持部は、弾性体を備え、帯板の両端は、弾性圧縮した状態の弾性体を介して支持される。この場合、地圧による覆工の変形などにより、帯板の端部が上方に変位して、帯板に付与された軸力が抜けようとする際には、弾性体の復元力によって、帯板に与えられた軸力を維持することができる。また、帯板の端部が下方に変位して、帯板にさらに軸力が作用した際には、弾性体が縮んで、帯板や支持部に過剰な力が作用することを防止することができる。

【0018】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、支持部は、弾性体を収容する収容部と、収容部に収容された帯板の先端の位置を点検可能な点検口と、を備える。この場合、弾性体を介して支持部に支持されている帯板の先端の様子を外部から点検することができる。そのため、メンテナンス性を向上させることができる。

【0019】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、ガイド部は、帯板が挿通される挿通穴又は帯板が支持されるフックが形成されている場合、ガイド部を、簡易な構成で、帯板を抱え込むように支持する形状にすることができる。

【0020】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、帯板は、接着剤によって、トンネル内周面に取り付けられている場合、帯板をトンネル内周面に密着させた状態で取り付けることができる。

【0021】

また、本発明のトンネル内周面の補強構造では、支持部を覆う、締結金具によって側壁部に固定される保護部を備える場合、締結金具や支持部の床版への落下を防止するとともに、帯板が建築限界を支障することを防止することができる。

【0022】

さらに、本発明のトンネル内周面の補強方法では、トンネル内周面に沿って周方向に延伸する帯板の一端を支持する第１支持部を、トンネル横断面の側壁部に締結金具によって取り付ける第１支持部取付工程と、側壁部より上方のアーチ部に、帯板を抱え込む抱え込み部を有するガイド部を、締結金具を使用することなく設置するガイド部設置工程と、帯板を、第１支持部に支持させるとともに、抱え込み部に抱え込ませて、トンネル内周面に沿うように、帯板を設置する帯板設置工程と、帯板の他端を支持する第２支持部を介して、帯板に軸力を付与する軸力付与工程と、第２支持部を、側壁部に締結金具によって取り付ける第２支持部取付工程と、を含む。この場合、アーチ部に締結金具を使用することなく、帯板をトンネル内周面に取り付けることができる。そのため、帯板をトンネル内周面に取り付ける施工時に、アーチ部に締結金具を取り付ける必要がなくなる。また、帯板をトンネル内周面に取り付けた後のメンテナンス時には、トンネル横断面のアーチ部を点検する必要はなく、側壁部を点検するだけで済む。その結果、施工性及びメンテナンス性の優れた補強構造とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施例１のトンネル内周面の補強構造が適用されたトンネルを示す斜視図である。

【図2】実施例１のトンネル内周面の補強構造が適用されたトンネルを示す断面図である。

【図3】実施例１の帯板が支持部に支持された状態を示す図であり、図３（ａ）は正面図を示し、図３（ｂ）は断面図を示す。

【図4】実施例１の帯板が固定金具によって固定された状態を示す図であり、図４（ａ）は正面図を示し、図４（ｂ）は断面図を示す。

【図5】実施例１の帯板がガイド部によって支持された状態を示す図であり、図５（ａ）は正面図を示し、図５（ｂ）は断面図を示す。

【図6】実施例１のトンネル内周面の補強方法の手順を示すフローチャートである。

【図7】実施例１の軸力付与工程を説明するための図である。

【図8】実施例２の支持部と保護部を示す図であり、図８（ａ）は正面図を示し、図８（ｂ）は断面図を示す。

【図9】実施例３のガイド部を示す分解断面図である。

【図10】実施例４の帯板が固定金具によって固定された状態を示す図であり、図１０（ａ）は正面図を示し、図１０（ｂ）は断面図を示す。

【図11】実施例４の帯板設置工程を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明によるトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法を実現する実施形態を、図面に示す実施例１～４に基づいて説明する。

【実施例1】

【0025】

実施例１では、本発明によるトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法を、列車が走行するトンネルに適用する例を説明する。

【0026】

［トンネルの構成］
図１は、実施例１のトンネル内周面の補強構造が適用されたトンネルを示す斜視図である。以下、実施例１のトンネルの構成を説明する。

【0027】

実施例１のトンネル１は、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成された覆工１０と、覆工１０の脚部間を繋ぐ床版２とによって、内空が保護されている。

【0028】

覆工１０は、無筋コンクリートなどによって構築され、床版２は、鉄筋コンクリートなどによって構築される。

【0029】

コンクリートやモルタルなどによって構築された覆工１０は、経年による劣化やトンネル１の周辺地盤の土圧や湧水状況の変化などによって、ひび割れやはく離が発生することがある。実施例１のトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法は、覆工１０のトンネル内周面１１に対して施される。

【0030】

覆工１０は、トンネル横断面の上部となる上半部に形成されるアーチ部１２と、トンネル横断面の下部となる下半部の両側に形成される側壁部１３とによって主に構成される。

【0031】

アーチ部１２は、アーチ状に形成され、列車が走行する軌道の上部に配置される。側壁部１３は、略鉛直方向に起立するように形成され、列車が走行する軌道を挟んで両側に配置される。床版２は、側壁部１３の下端間を接続するように設けられる。

【0032】

［トンネル内周面の補強構造］
図２は、実施例１のトンネル内周面１１の補強構造が適用されたトンネル１を示す断面図である。図３は、実施例１の帯板が支持部に支持された状態を示す図であり、図３（ａ）は正面図を示し、図３（ｂ）は断面図を示す。図４は、実施例１の帯板が固定金具によって固定された状態を示す図であり、図４（ａ）は正面図を示し、図４（ｂ）は断面図を示す。図５は、実施例１の帯板がガイド部によって支持された状態を示す図であり、図５（ａ）は正面図を示し、図５（ｂ）は断面図を示す。以下、実施例１のトンネル内周面１１の補強構造の構成を説明する。

【0033】

図１及び図２に示すように、トンネル内周面１１の補強構造は、トンネル１の内周面（トンネル内周面１１）に沿って周方向に延伸する帯板２０と、帯板２０の両側の端部をそれぞれ支持する支持部３０と、側壁部１３に配置される固定金具４０と、アーチ部１２に配置されるガイド部５０と、によって主に構成される。

【0034】

（帯板）
帯板２０は、トンネル内周面１１に沿って周方向に延伸するように配置される。帯板２０には、一方の支持部３０から他方の支持部３０まで連続する板材が使用される。帯板２０は、例えば、トンネル内周面１１の周方向の長さと同程度の長さのものを使用することができる。

【0035】

帯板２０は、トンネル１の軸方向に間隔を置いて配置される。トンネル１の軸方向の帯板２０間の間隔は、０．３ｍ～２．０ｍ程度に設定することができる。

【0036】

帯板２０は、可撓性のある細長い板材であって、トンネル内周面１１のアーチ部１２の形状に合わせたアーチ状に形成可能な材料によって構成される。帯板２０には、各種ＦＲＰや鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板などを使用することもできるが、好ましくは軽量で適度な剛性のあるバサルト繊維プレートが使用できる。

【0037】

バサルト繊維プレートは、バサルト繊維を樹脂によって板状に成形した材料である。バサルト繊維は、玄武岩を１５００℃で溶融押出して得られる紡糸した繊維であり、アラミドファイバーなどの有機繊維素材やグラスファイバーに比べて、耐熱性に優れている。

【0038】

帯板２０は、例えば、幅５０ｍｍで厚さ２ｍｍのバサルト繊維プレートを接着剤によって２枚重ねにして形成することができる。なお、帯板２０は、１枚のバサルト繊維プレートで形成してもよいし、３枚以上のバサルト繊維プレートで形成してもよい。また、各バサルト繊維プレートの長さは、同じ長さとしてもよいし、異なる長さとしてもよい。

【0039】

図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、帯板２０の裏面には、接着剤Ｇが塗布されている。トンネル内周面１１と帯板２０との間には、接着剤Ｇが介在される。すなわち、帯板２０は、接着剤Ｇによって、トンネル内周面１１に取り付けられている。トンネル内周面１１と帯板２０との間に接着剤Ｇを介在させることにより、トンネル内周面１１の凹凸（不陸）の存在によって生じる隙間の発生を抑えることができる。

【0040】

（支持部）
図２に示すように、支持部３０は、トンネル横断面の側壁部１３に、締結金具としてのアンカー５によって固定される。支持部３０は、帯板２０の一端を支持する第１支持部３０Ａと、他端を支持する第２支持部３０Ｂとを備える。第１支持部３０Ａと第２支持部３０Ｂは、同様の構成である。

【0041】

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、支持部３０は、収容部３１と、フランジ部３２と、を備える。

【0042】

収容部３１は、前壁３１ａと、後壁３１ｂと、側壁３１ｃと、底板３１ｄとで、箱状に形成されている。収容部３１は、帯板２０の幅と厚さによって規定される長方形より一回り大き目に形成される。

【0043】

図３（ａ）に示すように、収容部３１には、弾性体３５が収容されている。弾性体３５は、例えば、ゴムとすることができる。収容部３１には、帯板２０の端部が挿入される。帯板２０の端部は、弾性圧縮した状態の弾性体３５を介して支持されるようになっている。帯板２０は、帯板２０の延伸方向に軸力が与えられた状態で、支持部３０に支持されるようにしてもよい。

【0044】

収容部３１の前壁３１ａには、収容部３１に収容された帯板２０の先端の位置を点検可能な点検口３１ｈを備える。点検口３１ｈは、上下方向に延在した長孔とすることができる。作業者は、点検口３１ｈから、弾性体３５の上縁の位置や収容部３１に収容された帯板２０の先端の位置を点検可能となっている。

【0045】

帯板２０の端部が弾性体３５を介して支持された状態で、収容部３１に、低粘度樹脂を充填して、水分が溜まらないようにしてもよい。

【0046】

フランジ部３２は、収容部３１の左右に延在するように形成される。フランジ部３２には、アンカー５を通すための長穴３２ａが形成される。長穴３２ａに支圧板７を架け渡し、トンネル１の内空側に突出するアンカー５の頭部にナット６を装着することで、覆工１０の内部に先端が打ち込まれたアンカー５を定着させることができる。なお、締結金具には、アンカー５と、支圧板７と、ナット６とが含まれる。

【0047】

アンカー５を通す穴を長穴３２ａにすることで、支持部３０を仮止めした後に、支持部３０を介して帯板２０の端部を持ち上げて、軸力が導入された状態で固定する作業を容易に行うことができるようになる。

【0048】

支持部３０とトンネル内周面１１との間に、接着剤Ｇを介在させることもできる。

【0049】

（固定金具）
図２に示すように、固定金具４０は、トンネル横断面の側壁部１３に、締結金具としてのアンカー５によって固定される。

【0050】

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、固定金具４０は、矩形の板状に形成される。固定金具４０には、アンカー５を通すための丸穴４２ａが形成される。丸穴４２ａにアンカー５を挿通し、トンネル１の内空側に突出するアンカー５の頭部にナット６を装着することで、覆工１０の内部に先端が打ち込まれたアンカー５を定着させることができる。

【0051】

固定金具４０と、トンネル内周面１１との間に帯板２０を挟んで、固定金具４０を側壁部１３に取り付けることで、帯板２０が固定金具４０によって固定される。

【0052】

固定金具４０とトンネル内周面１１との間に、接着剤Ｇを介在させることもできる。

【0053】

（ガイド部）
図２に示すように、ガイド部５０は、トンネル横断面のアーチ部１２に、締結金具を使用することなく設置される。

【0054】

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ガイド部５０は、抱え込み部５１と、フランジ部５２と、を備える。

【0055】

抱え込み部５１は、前壁５１ａと、後壁５１ｂと、側壁５１ｃとで、筒状に形成されている。すなわち、抱え込み部５１は、帯板２０が挿通される挿通穴である。

【0056】

側壁５１ｃで規定される抱え込み部５１の幅は、帯板２０の幅と略同じ大きさとすることができる。前壁５１ａと後壁５１ｂとで規定される抱え込み部５１の厚さは、帯板２０の厚さより若干大き目に形成される。

【0057】

抱え込み部５１に挿通された帯板２０は、帯板２０の延伸方向への移動を制限することなく移動可能となる。そのため、ガイド部５０は、帯板２０をトンネル内周面１１に沿って這わせる際のガイドとして機能する。

【0058】

抱え込み部５１に挿通された帯板２０は、帯板２０の延伸方向と直交した直交方向への移動は、前壁５１ａ、後壁５１ｂ及び側壁５１ｃによって制限される。これにより、帯板２０がトンネル１の内空側に倒れこんで、建築限界を支障することを防止することができる。

【0059】

フランジ部５２は、抱え込み部５１の左右に延在するように形成される。ガイド部５０とトンネル内周面１１との間には、接着剤Ｇを介在させることによって、ガイド部５０の固定（設置）をおこなう。

【0060】

ガイド部５０は、必要に応じて帯板２０の延伸方向に間隔を置いて複数が配置することができる。

【0061】

［トンネル内周面の補強方法］
図６は、実施例１のトンネル内周面１１の補強方法の手順を示すフローチャートである。図７は、実施例１の軸力付与工程を説明するための図である。以下、実施例１のトンネル内周面１１の補強方法を説明する。

【0062】

（第１支持部取付工程）
図６に示すように、第１支持部取付工程では、トンネル内周面１１に沿って周方向に延伸する帯板２０の一端を支持する第１支持部３０Ａを、トンネル横断面の側壁部１３に締結金具としてのアンカー５によって取り付ける（ステップＳ１０１）。

【0063】

（ガイド部設置工程）
ガイド部設置工程では、側壁部１３より上方のアーチ部１２に、帯板２０を抱え込む抱え込み部５１を有するガイド部５０を、締結金具を使用することなく設置する（ステップＳ１０２）。例えば、ガイド部５０の裏面に接着剤Ｇを塗布し、ガイド部５０をアーチ部１２に取り付けることができる。

【0064】

（固定金具取付工程）
固定金具取付工程では、固定金具４０を側壁部１３に、フランジ部４２がトンネル内周面１１から若干浮いた状態で取り付ける（ステップＳ１０３）。すなわち、固定金具４０を側壁部１３に緩く取り付ける。

【0065】

（帯板設置工程）
帯板設置工程では、裏面に接着剤Ｇが塗布された帯板２０を、第１支持部３０Ａに支持させるとともに、抱え込み部５１に抱え込ませて、トンネル内周面１１に沿うように、帯板２０を設置する（ステップＳ１０４）。

【0066】

具体的には、帯板２０の一端を第１支持部３０Ａに支持させ、固定金具４０で帯板２０の端部付近を仮固定するとともに、帯板２０の他端を抱え込み部５１に挿通させて、帯板２０を抱え込み部５１に抱え込ませる。

【0067】

（軸力付与工程）
軸力付与工程では、帯板２０の他端を支持する第２支持部３０Ｂを介して、帯板２０に軸力を付与する（ステップＳ１０５）。

【0068】

具板的には、帯板２０の他端を第２支持部３０Ｂの収容部３１に挿入し、第２支持部３０Ｂの裏面を側壁部１３に当接させる。そして、図７に示すように、土台７５に設置した基台７６を支点として、バール７０にテコの原理を作用させて、第２支持部３０Ｂの底部を上方に押し上げる。このとき、帯板２０は、延伸方向に軸力が導入され、トンネル内周面１１に帯板２０が密着する。そして、固定金具４０に取り付けられているナット６を増し締めして、軸力が付与された状態で帯板２０を、固定金具４０によって固定する。

【0069】

導入する軸力は、１．５ｋＮ載荷後に、１ｋＮまで除荷することができる。０．５ｋＮの除荷により、帯板２０に導入される軸力を均等化することができるとともに、軸力導入により覆工１０に変状が発生することがないことを確認することができる。

【0070】

なお、バール７０には、上記作業を実現できるよう、作用点となる先端に滑り防止機能を具備させ、力点となる後端に荷重測定機能を具備させてもよい。

【0071】

（第２支持部取付工程）
第２支持部取付工程では、第２支持部３０Ｂに取り付けられているナット６を増し締めすることで、第２支持部３０Ｂを側壁部１３に取り付ける。

【0072】

［トンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法の作用］
以下、実施例１のトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法の作用を説明する。

【0073】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造は、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成される。このトンネル内周面１１の補強構造は、トンネル１の軸方向に間隔を置いて配置されるとともに、トンネル内周面１１に沿って周方向に延伸する帯板２０と、トンネル横断面の側壁部１３に締結金具（アンカー５）によって固定されて、帯板２０の両端を、それぞれ支持する支持部３０と、側壁部１３より上方のアーチ部１２に締結金具（アンカー５）を使用することなく設置される、帯板２０を抱え込むように支持するガイド部５０と、を備える（図２）。

【0074】

これにより、アーチ部１２に締結金具（アンカー５）を使用することなく、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付けることができる。そのため、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付ける施工時には、アーチ部１２に締結金具（アンカー５）を取り付ける必要がなくなる。また、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付けた後のメンテナンス時には、トンネル横断面のアーチ部１２を点検する必要はなく、アーチ部１２より低い側壁部１３に設けられた支持部３０を点検するだけで済む。その結果、施工性及びメンテナンス性の優れた補強構造とすることができる。

【0075】

また、アーチ部１２に締結金具（アンカー５）を使用していないため、トンネル内を走行する列車の軌道に締結金具（アンカー５）が落下することもなく、トンネル内の安全性を維持することができる。

【0076】

また、ガイド部５０は、帯板２０を抱え込むように形成されているため、ガイド部５０のトンネル内周面１１への取付力が低下したとしても、トンネル内の列車の軌道にガイド部５０が落下することもなく、トンネル内の安全性を維持することができる。

【0077】

さらに、アーチ部１２において、締結金具（アンカー５）を使用することもなく、また接着剤Ｇに大きく頼ることもなく、帯板２０をトンネル内周面１１に沿うように取り付けることができる。

【0078】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造では、帯板２０は、延伸方向に軸力が与えられた状態で取り付けられている。

【0079】

帯板２０に軸力が導入されることによって、帯板２０の耐力を向上させることができる。そのため、アーチ状のトンネル内周面１１を支持する効果を高めることができる。

【0080】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造では、支持部３０は、弾性体３５を備え、帯板２０の両端は、弾性圧縮した状態の弾性体３５を介して支持される（図３）。

【0081】

これにより、地圧による覆工１０の変形などにより、帯板２０の端部が上方に変位して、帯板２０に付与された軸力が抜けようとする際には、弾性体３５の弾性力によって、帯板２０に与えられた軸力を維持することができる。また、帯板２０の端部が下方に変位して、帯板２０にさらに軸力が作用した際には、弾性体３５が縮んで、帯板２０や支持部３０に過剰な力が作用することを防止することができる。

【0082】

そのため、帯板２０に与えられた軸力を長期にわたって維持することができる。その結果、帯板２０は、長期にわたってアーチ状のトンネル内周面１１に沿うような形状を維持することができる。

【0083】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造は、支持部３０は、弾性体３５を収容する収容部３１と、収容部３１に収容された帯板２０の先端の位置を点検可能な点検口３１ｈと、を備える（図３）。

【0084】

これにより、弾性体３５を介して支持部３０に支持されている帯板２０の先端の様子を外部から点検することができる。そのため、メンテナンス性を向上させることができる。

【0085】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造は、ガイド部５０は、帯板２０が挿通される挿通穴が形成されている（図５（ｂ））。

【0086】

これにより、ガイド部５０を、簡易な構成で、帯板２０を抱え込むように支持する形状にすることができる。

【0087】

実施例１のトンネル内周面１１の補強構造は、帯板２０は、接着剤Ｇによって、トンネル内周面１１に取り付けられている。

【0088】

これにより、帯板２０をトンネル内周面１１に密着させた状態で取り付けることができる。

【0089】

実施例１のトンネル内周面１１の補強方法は、トンネル横断面の上部がアーチ状に形成される。このトンネル内周面１１の補強方法は、トンネル内周面１１に沿って周方向に延伸する帯板２０の一端を支持する第１支持部３０Ａを、トンネル横断面の側壁部１３に締結金具（アンカー５）によって取り付ける第１支持部取付工程と、側壁部１３より上方のアーチ部１２に、帯板２０を抱え込む抱え込み部５１を有するガイド部５０を、締結金具（アンカー５）を使用することなく設置するガイド部設置工程と、帯板２０を、第１支持部３０Ａに支持させるとともに、抱え込み部５１に抱え込ませて、トンネル内周面１１に沿うように、帯板２０を設置する帯板設置工程と、帯板２０の他端を支持する第２支持部３０Ｂを介して、帯板２０に軸力を付与する軸力付与工程と、第２支持部３０Ｂを、側壁部１３に締結金具（アンカー５）によって取り付ける第２支持部取付工程と、を含む（図６）。

【0090】

これにより、アーチ部１２に締結金具（アンカー５）を使用することなく、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付けることができる。そのため、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付ける施工時に、アーチ部１２に締結金具（アンカー５）を取り付ける必要がなくなる。また、帯板２０をトンネル内周面１１に取り付けた後のメンテナンス時には、トンネル横断面のアーチ部１２を点検する必要はなく、アーチ部１２より低い側壁部１３を点検するだけで済む。その結果、施工性及びメンテナンス性の優れた補強構造とすることができる。

【実施例2】

【0091】

実施例２のトンネル内周面の補強構造は、支持部を保護する保護部を有する点で、実施例１の補強構造と相違する。

【0092】

［保護部の構成］
図８は、実施例２の支持部と保護部を示す図であり、図８（ａ）は正面図を示し、図８（ｂ）は断面図を示す。以下、実施例２の保護部の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一の用語又は同一の符号を用いて説明する。

【0093】

図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、保護部６０は、トンネル横断面の側壁部１３に、締結金具としてのアンカー５によって固定される。保護部６０は、支持部３０を覆うように設置される。保護部６０は、被覆部６１と、フランジ部６２と、を備える。

【0094】

被覆部６１は、前壁６１ａと、側壁６１ｂと、底板６１ｄとで、支持部３０を覆うような形状に形成されている。被覆部６１の側壁部１３との隙間は、支持部３０の幅及び厚さより大きく形成される。

【0095】

被覆部６１の前壁６１ａには、点検口３１ｈより大きな貫通穴６１ｈが形成されている。作業者は、貫通穴６１ｈから、点検口３１ｈを介して、弾性体３５の上縁の位置や収容部３１に収容された帯板２０の先端の位置を点検可能となっている。

【0096】

フランジ部６２は、被覆部６１の左右及び下方に延在するように形成される。フランジ部６２には、アンカー５を通すための長穴６２ａが形成される。長穴６２ａに支圧板７を架け渡し、トンネル１の内空側に突出するアンカー５の頭部にナット６を装着することで、覆工１０の内部に先端が打ち込まれたアンカー５を定着させることができる。

【0097】

保護部６０とトンネル内周面１１との間に、接着剤Ｇを介在させることもできる。

【0098】

［トンネル内周面の補強構造の作用］
以下、実施例２のトンネル内周面の補強構造の作用を説明する。

【0099】

実施例２のトンネル内周面の補強構造では、支持部３０を覆う、締結金具（アンカー５）によって側壁部１３に固定される保護部６０を備える（図８）。

【0100】

これにより、支持部３０を固定している締結金具（アンカー５、ナット６、又は支圧板７）が外れたとしても、外れた締結金具（アンカー５、ナット６、又は支圧板７）を保護部６０に収容することができる。また、締結金具（アンカー５、ナット６、又は支圧板７）が外れて、支持部３０が脱落したとしても、支持部３０を保護部６０に収容することができる。さらに、帯板２０の端部の支持部３０による支持が解除されたとしても、帯板２０の端部を保護部６０によって支持することができる。そのため、締結金具（アンカー５、ナット６、又は支圧板７）や支持部３０の床版２への落下を防止するとともに、帯板２０が建築限界を支障することを防止することができる。

【0101】

なお、実施例２のこの他の構成及び作用効果については、実施例１と略同様であるため、説明を省略する。

【実施例3】

【0102】

実施例３のトンネル内周面の補強構造は、ガイド部の構成が異なる点で、上記実施例の補強構造と相違する。

【0103】

［ガイド部の構成］
図９は、実施例３のガイド部を示す分解断面図である。以下、実施例３のガイド部の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一の用語又は同一の符号を用いて説明する。

【0104】

図９に示すように、ガイド部１５０は、トンネル横断面のアーチ部１２に、締結金具を使用することなく設置される。

【0105】

図９に示すように、ガイド部１５０は、抱え込み部１５１と、フランジ部１５２と、を備える。

【0106】

抱え込み部１５１は、前壁１５１ａと、前壁１５１ａの先端に設けられた引っ掛かり部１５１ｂと、後壁１５１ｃと、側壁１５１ｄとで、断面コの字状（Ｕ字状）に形成されている。すなわち、抱え込み部１５１は、帯板２０が支持されるフックである。

【0107】

引っ掛かり部１５１ｂと側壁１５１ｄとで規定される抱え込み部１５１の幅は、帯板２０の幅と略同じ大きさとすることができる。前壁１５１ａと後壁１５１ｃとで規定される抱え込み部１５１の厚さは、帯板２０の厚さより若干大き目に形成される。

【0108】

抱え込み部１５１の側方から帯板２０を挿入して、帯板２０を抱え込み部１５１に支持させることができる。

【0109】

抱え込み部１５１に支持された帯板２０は、帯板２０の延伸方向と直交した直交方向の一つであるトンネル軸方向への移動は、側壁１５１ｄと引っ掛かり部１５１ｂとによって制限される。また、前壁１５１ａ及び後壁１５１ｃによっても、帯板２０の移動が制限される。これにより、帯板２０がトンネル１の内空側に倒れこんで、建築限界を支障することを防止することができる。

【0110】

フランジ部１５２は、抱え込み部１５１から側方に延在するように形成される。ガイド部１５０とトンネル内周面１１との間には、接着剤Ｇを介在させた固定（設置）がおこなわれる。

【0111】

［トンネル内周面の補強構造の作用］
以下、実施例３のトンネル内周面の補強構造の作用を説明する。

【0112】

実施例３のトンネル内周面の補強構造では、ガイド部１５０は、帯板２０が支持されるフックが形成されている（図９）。

【0113】

これにより、ガイド部１５０を、簡易な構成で、帯板２０を抱え込むように支持する形状にすることができる。

【0114】

なお、実施例３のこの他の構成及び作用効果については、実施例１と略同様であるため、説明を省略する。

【実施例4】

【0115】

実施例４のトンネル内周面の補強構造は、ガイド部の構成が異なる点で、上記実施例の補強構造と相違する。

【0116】

［ガイド部の構成］
図１０は、実施例４の帯板が固定金具によって固定された状態を示す図であり、図１０（ａ）は正面図を示し、図１０（ｂ）は断面図を示す。図１１は、実施例４の帯板設置工程を説明する説明図である。以下、実施例４のガイド部の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一の用語又は同一の符号を用いて説明する。

【0117】

図１０に示すように、ガイド部２５０は、トンネル横断面のアーチ部１２に、締結金具を使用することなく設置される。

【0118】

ガイド部２５０は、プレート部２５１と、プレート部２５１に取り付けられたアングル部２５２と、を備える。

【0119】

プレート部２５１は、矩形の板状に形成される。プレート部２５１とトンネル内周面１１との間に、接着剤Ｇを介在させることもできる。

【0120】

プレート部２５２には、アングル部２５２が溶接によって取り付けられる。アングル部は、帯板２０を挟んで両側に配置される。アングル部２５２は、基部２５２ａと、基部２５２ａから垂直に立ち上がった起立部２５２ｂとで、断面Ｌ字状に形成される。

【0121】

基部２５２ａは、矩形の板状に形成され、プレート部２５１に溶接によって取り付けられる。起立部２５２ｂは、基部２５２ａの縁部から垂直に立ち上がるように形成される。２つの起立部２５２ｂで規定される起立部２５２ｂ間の幅は、帯板２０の幅と略同じ大きさとすることができる。起立部２５２ｂには、ボルト２５３が挿入される開口２５２ｃが形成される。

【0122】

帯板２０を挟んで両側に配置されるプレート部２５１の起立部２５２ｂの開口２５２ｃに、ボルト２５３が挿入され、ボルト２５３の両端部にナット２５４が装着されることで、ボルト２５３が、アングル部２５２に取り付けられる。これにより、ガイド部２５０は、帯板２０を抱え込むように支持する。

【0123】

このように構成されたガイド部２５０は、帯板設置工程において、図１１（ａ）に示すように、裏面に接着剤Ｇが塗布された帯板２０を、下方から、２つの起立部２５２ｂの間に挿入する。そして、図１１（ｂ）に示すように、一方の起立部２５２ｂに形成された開口２５２ｃに、ボルト２５３を挿入して、ナット３５４を装着する。

【0124】

実施例４では、帯板２０を下方から上方に移動して、帯板２０をガイド部２５０に設置することができる。そのため、帯板２０をトンネル内周面１１に容易に取り付けることができる。その結果、施工性のより優れた補強構造とすることができる。

【0125】

以上、本発明のトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法を実施例１～４に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更、追加等は許容される。

【0126】

実施例１～４では、トンネル内周面１１と帯板２０との間に、接着剤Ｇを介在させる例を示した。しかし、トンネル内周面１１と帯板２０との間に、接着剤Ｇを介在させなくてもよい。

【0127】

実施例１～４では、帯板２０は、延伸方向に軸力が与えられた状態で、支持部３０に支持される例を示した。しかし、帯板は、軸力が与えられていない状態で、支持部に支持されてもよい。

【0128】

実施例１～４では、支持部３０は、弾性体３５としてのゴムを備える例を示した。しかし、弾性体は、この態様に限定されず、例えば、スプリング等であってもよい。また、支持部は、弾性体を備えていなくてもよい。

【0129】

実施例１～４では、収容部３１の前壁３１ａには、上下方向に延在した長孔の点検口３１ｈを備える例を示した。しかし、点検口は、この態様に限定されず、収容部３１に収容された帯板２０の先端の位置を点検可能な形状であればよい。また、収容部は、点検口を設けないようにすることもできる。

【0130】

実施例１～４では、帯板２０のそれぞれの端部付近は、２つの固定金具４０によって固定される例を示した。しかし、帯板のそれぞれの端部付近は、３つ以上の固定金具によって固定されてもよい。また、固定金具を設けなくてもよい。

【0131】

実施例１～４では、ガイド部５０は、帯板２０の延伸方向に間隔を置いて２つ配置する例を示した。しかし、ガイド部５０は、帯板２０の延伸方向に間隔を置いて３つ以上配置することもできる。

【0132】

実施例１～４では、本発明によるトンネル内周面の補強構造及びトンネル内周面の補強方法を、列車が走行するトンネルに適用する例を説明した。しかし、本発明は、自動車が走行するトンネル等に適用することもできる。

【符号の説明】

【0133】

１ トンネル
５ アンカー（締結金具の一例）
１１ トンネル内周面
１２ アーチ部
１３ 側壁部
２０ 帯板
３０ 支持部
３１ 収容部
３１ｈ 点検口
３５ 弾性体
５０ ガイド部
６０ 保護部
Ｇ 接着剤

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】