JP2655890B2 - トンネルの覆工工法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はトンネルの一次覆工などトンネルの覆工方
法及びその装置に関するものである。

［従来技術］ 従来よりトンネルの一次覆工などの覆工工法として
は、トンネル掘削後トンネル地山内にコンクリートを吹
付ける吹付工法が一般に知られている。

しかし、この従来の吹付工法であると、地山の引っ張
り強度が小さく、ゼイ性度が高い地山においては、その
付着性能は悪く、吹付圧で地山が容易にえぐられてしま
うとの欠点がある。

特にアーチクラウン部では一度付着した吹付コンクリ
ートの薄層が吹き付け直後の自重により地山の一部と共
にはがれ落ちる傾向が強く、これにより材料のロスが極
端に多く、また吹き付けの際には特別な粉塵対策が必要
であるとの問題があった。

また、トンネル掘削後の一次覆工等の覆工工法として
一般にはベルノルド工法が知られている。

このベルノルド工法は地山の受働土圧が期待できる場
合に、周囲の地山に密着したトンネル覆工には曲げモー
メントがほとんどかからず、覆工のせん断強度が十分で
あればよく、破壊はせん断破壊であって、この場合覆工
の厚さを相当に小さくすることができるという考え方に
基づいている。

そして、Ｖ形のリブをつけ冷間加工されたベルノルド
シートを型枠として硬練コンクリートを打設する工法で
ある。

しかしこの工法では特殊なＶ形のリブをつけ、冷間加
工されたベルノルドシートを用いなければならず、製造
コストが高価になってしまうとの問題があり、一般的な
覆工工法としては採用されていないものであった。

［発明の目的］ この発明は前記従来の問題点、欠点に鑑みて創案され
たものであり、トンネル地山に対する付着性能に優れ、
またコンクリートまたはモルタルなどの材料のロスがな
く、また特別な粉塵対策の必要もないトンネルの覆工工
法の提供を目的とするものである。

さらに、取外し自在にした取付金具を用いることによ
り、施工効率を大幅に向上させ得ると共に、その施工コ
ストをきわめて安価にできる覆工工法並びにその装置を
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ 本発明によるトンネルの覆工工法及びその装置は、 掘削後のトンネル地山表面側に、トンネル軸方向に所
要間隔をおいて湾曲したＨ型鋼を、その一方側のリブ面
を地山に添接して建て込み、 ついで前記相隣るＨ型鋼の他方側リブ間にわたって、
通水性を有するシートが添着された網状型枠を取り付け
ると共に、 Ｈ型鋼間に前記網状型枠の補強枠を着脱自在に取り付
け、 その後地山と網状型枠間にコンクリートまたはモルタ
ルを打設することを特徴とし、 または、 掘削後のトンネル地山表面側にトンネル軸方向に所要
間隔をおき、かつ一方側のリブ面を地山に添接して建て
込まれる湾曲したＨ型鋼と、 相隣るＨ型鋼の他方側リブ間にわたって取り付けられ
る通水性を有するシートが添着された網状型枠と、 該網状型枠を保持すべく前記相隣るＨ型鋼間に着脱可
能に連結される格子状補強枠と、 Ｈ型鋼のリブ面と補強枠とを挟着する略コ字状をなす
金具本体と該金具本体に取り外し可能に挿入するクサビ
状締結部材とを備えた取付金具と、 からなることを特徴とするものである。

［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。

図面第１図において符号１は掘削後のトンネル地山を
示す。該トンネル地山１の表面側には、トンネル軸方向
に向かって所要間隔をおいてアーチ状に湾曲されたＨ型
鋼２・・が複数建て込まれている。

ここで、Ｈ型鋼２の建て込みについては、前記地山１
の表面がでこぼこであることもあって、地山１の表面と
若干隙間を有して建て込まれても構わないものである。

そして、これら複数のＨ型鋼２・・は、その一方側リ
ブ３の面をトンネルの地山１表面側に向けて建て込まれ
ている。

建て込まれた隣りあうＨ型鋼２、２の他方側リブ４、
４間にわたっては、前記地山１の表面よりさらに所要の
間隔を有する状態で、通水性を有するシート５が添着さ
れた略網状をなす網状型枠６が取り付けられている（第
２図参照）。

すなわち、前記シート５と重ね合わされた形で第２
図、第３図で図示するような網状型枠６が前記隣あうＨ
型鋼２、２の他方側リブ４、４間にわたって取り付けら
れているのである。

ここで、前記通水性を有するシート５が添着された網
状型枠６のＨ型鋼２への取り付けは単に係止状態として
おけばよく、鉄線等を用い、Ｈ型鋼２に仮止めしておけ
ばよい。

なお、地山１の表面側にシート５が、該シート５の外
側（トンネル中心方向）に網状型枠６が重ねられた状態
で配置する。

そして、トンネル軸方向の地山１の表面にわたってす
べてに前記シート５が添着された網状型枠６が取り付け
られた後、網状型枠６の保持用の補強枠７を隣あうＨ型
鋼２、２間に着脱自在に取り付ける。

この補強枠７は、所定の間隔を有して平行に並べられ
た断面Ｌ字状の複数の基杆８・・と、この複数の基杆８
・・に対し略直角に連結された複数の補助棒９・・とよ
り略格子状をなして構成されている（第３図参照）。

そして、補助枠７のＨ型鋼２への取り付けは、第４図
で図示するような取付金具10が用いられる。

該取付金具10は金具本体12と締結部材14で構成され、
金具本体12は一対の挾着片11、11と、該一対の挟着片1
1、11を連結する連結片18とで断面略コ字状をなして形
成されている。

そして、一対の挾着片11、11で、Ｈ型鋼２の他方側の
リブ４に略直角に添接される基杆８の端部と、当該他方
側のリブ４とを挾着するものとしている。

しかして、この挾着片11、11を基杆８の端部とＨ型鋼
２との交差部に差し込み、ついで金具本体12の側面に設
けられた、切欠き13にクサビ状をなす締結部材14を差込
み、これにより基杆８とＨ型鋼２の他方側のリブ４とを
強固に押しつけ接続するものとしてある。

この接続は一つの基杆８について第３図に示すように
基杆両端部の２箇所でなされるものであり、これにより
補強枠７は隣あうＨ型鋼２、２間にわたって取り付けら
れ、コンクリートまたはモルタルが打設された際の網状
型枠６の外側への張り出し（トンネル内側への張り出
し）を確実に防止することができることとなる。

またこの取付金具10は各々補強枠７の基杆８にチェー
ンなどでつながれており、施工中にこれら取付金具10を
紛失するおそれを防止している。

次に第５図はトンネルのアーチクラウン部15にコンク
リートの打設金具16を取り付けた状態を示すものであ
り、該打設金具16としては図面第６図に示すものが用い
られる。

該打設金具16は、幅方向両端から垂直に立ち上がる立
ち上がり片20、20を有する平板状の基板19と、この基板
19の略中央を貫挿する筒状をなすコンクリート打設部17
とを有している。該コンクリート打設部17はコンクリー
トを導入する導入口22と、地山１とシート５が添着され
た網状型枠６との空間に24にコンクリートを排出する排
出口23を有している。

ここで、打設金具16の取り付け方法につき説明する
と、トンネルのアーチクラウン部15において、隣り合う
Ｈ型鋼２、２に跨げて打設金具16を配置する。

そして、他方側のリブ４、４と基板19とを取付金具10
を用いて挟着、接続するものとする。

この様に、打設金具16の取り付けは補強枠７の取り付
けと同様に行えるものとされている。

なお、符号21は可動式遮蔽部材であり、該可動式遮蔽
部材21を閉めるることにより、打設したコンクリートの
漏泄が防止できる。

コンクリート打設部17の導入口22よりアーチクラウン
部15から地山１とシート５が添着された網状型枠６との
間の空間24にコンクリートまたはモルタルが打設され
る。

このような場合において、地山１と、シート５が添着
された網状型枠６との間に打設されたコンクリートまた
はモルタルは、その水／セメント比が0.6以上であった
としても、そのコンクリートまたはモルタル内の余剰水
の迅速な排出並びに打設したコンクリートまたはモルタ
ルの漏れ防止が前記シート５により行われ、良好なコン
クリートまたはモルタル打設が行える。

以上において本発明の使用状態につき説明すると、ト
ンネル地山１軸方向の内周に建て込まれた複数のＨ型鋼
２、２間に、通水性を有するシート５と網状型枠６を取
り付けると共に、このシート５及びこの網状型枠６を保
持、補強するために、前記Ｈ型鋼２、２間に格子状に枠
組みされた補強枠７を取付金具10により着脱自在に取り
付ける。

その状態から、地山１と、シート５が添着された網状
型枠６との空間24にトンネルの肩口方向より、コンクリ
ートまたはモルタルを打設する。

このコンクリートまたはモルタルは、トンネルの肩口
より下側方向に向かって充填、打設され最終的にトンネ
ルの側壁形成部にほぼ充填され、その打設が終了する。

この際、前記地山１と、シート５が添着された網状型
枠６の空間24に打設されたコンクリートまたはモルタル
は、補強枠７に保持されたシート５及び網状型枠６によ
り地山１の表面より剥離することなく固化する。

また、打設されたコンクリートまたはモルタル内の余
剰水はシート５及び網状型枠６を通過してトンネル内側
に排出し、これにより迅速なコンクリートまたはモルタ
ルの固化を助長する。

従って、強度を向上させるための急結材等を使用する
とさらに強度が向上する。

このようにトンネル内における側壁形成部のコンクリ
ートまたはモルタル打設が終了した後は、そのアーチク
ラウン部15のコンクリートまたはモルタル打設に移る。

この打設は、前述したような打設金具16を用い、その
コンクリート打設部17よりコンクリートまたはモルタル
を上部から流入させ、もって、アーチクラウン部15のト
ンネル地山１と、シート５が添着された網状型枠７との
空間24内にコンクリートまたはモルタルを充填させる。

コンクリートまたはモルタル打設後は、前述したよう
にコンクリートまたはモルタル内の余剰水がシート５及
び網状型枠６に形成された複数の貫通穴より外部に排出
し、もってスムーズなコンクリートまたはモルタル固化
が達成できる。

このようにしてコンクリートまたはモルタルが固化し
た後は、着脱自在に取り付けた補強枠７を隣あうＨ型鋼
２、２間より取り外す。

この取外しに際しては、前記のクサビ状の締結部材14
を金具本体12に設けられた切欠き13より引き抜くことに
より、挾着片11、11による補強枠７の基杆８並びにＨ型
鋼２のリブ４の両部材の圧接状態が解放され、補強枠７
を簡単に取り外すことができる。

また、取付金具10や締結部材14は、補強枠７の基杆８
にチェーンなどでつながれており、これにより取付用の
部品群を紛失させるおそれがない。

以上のようにして順次補強枠７をＨ型鋼２より取り外
す。そしてすべて取外した後に、トンネルの一次覆工施
工が終了する。

また、取外した補強枠７並びに取付金具10は、再度ト
ンネルの一次覆工等に使用できることとなる。

［発明の効果］ この発明は以上の構成よりなり、本発明によるトンネ
ルの覆工工法及び覆工装置によれば、着脱自在の取付金
具並びに格子状の補強枠を使用することにより通水性を
有するシートが添着された網状型枠を簡単に隣あうＨ型
鋼間に取り付けることができ、もって、地山に密着した
コンクリートまたはモルタル打設が行え、優れた一次覆
工を提供することができる。

また、仕上がりもＨ型鋼面と同一にしうるため防水シ
ートの取り付けなど、覆工後の次工程に対しても好結果
をもたらす。

また従来の吹付工法のようにコンクリートまたはモル
タルの跳ね返りがなく、材料のロスが少ない。

さらに急結剤も必要なく、この面からも施工コストを
安価にすることができる。

また、施工中において粉塵等も発生させないので、良
好な施工環境をも提供できる。

【図面の簡単な説明】

図面第１図はトンネルの概略を示す概略正面図、第２図
は本発明による取り付け状態を示す概略側断面図、第３
図はトンネル内からみた概略側面図、第４図は補強枠の
取り付けに使用される取付金具を示す概略斜視図、第５
図はアーチクラウン部における本発明の使用状態を示す
概略正面図、第６図はアーチクラウン部における打設金
具を示す概略斜視図である。 １……トンネル地山 ２……Ｈ型鋼 ３……一方側のリブ ４……他方側のリブ ５……シート ６……網状型枠 ７……補強枠 ８……基杆 ９……補助棒 10……取付金具 11……挾着片 12……金具本体 13……切欠き 14……締結部材 15……アーチクラウン部 16……打設金具 17……コンクリート打設部 18……連結片 19……基板 20……立ち上がり片 21……可動式遮蔽部材 22……導入口 23……排出口 24……空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 通山 国治 鹿児島県鹿児島市若葉町27―11 (72)発明者 北山 裕康 静岡県小笠郡大須賀町西大渕1027―１ (72)発明者 志手 康雄 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−64093（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削後のトンネル地山表面側に、トンネル
   軸方向に所要間隔をおいて湾曲したＨ型鋼を、その一方
   側のリブ面を地山に添接して建て込み、 ついで前記相隣るＨ型鋼の他方側リブ間にわたって、通
   水性を有するシートが添着された網状型枠を取り付ける
   と共に、 Ｈ型鋼間に前記網状型枠の補強枠を着脱自在に取り付
   け、 その後地山と網状型枠間にコンクリートまたはモルタル
   を打設することを特徴とするトンネルの覆工工法。
2. 【請求項２】掘削後のトンネル地山表面側にトンネル軸
   方向に所要間隔をおき、かつ一方側のリブ面を地山に添
   接して建て込まれる湾曲したＨ型鋼と、 相隣るＨ型鋼の他方側リブ間にわたって取り付けられる
   通水性を有するシートが添着された網状型枠と、 該網状型枠を保持すべく前記相隣るＨ型鋼間に着脱可能
   に連結される格子状補強枠と、 Ｈ型鋼のリブ面と補強枠とを挟着する略コ字状をなす金
   具本体と該金具本体に取り外し可能に挿入するクサビ状
   締結部材とを備えた取付金具と、 からなることを特徴とするトンネルの覆工装置。