JP7357257B2 - 山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造及び密着方法 - Google Patents

Description

本発明は、山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造及び密着方法に関し、特に、トンネルの掘削内壁面と、鋼製支保工の外周面との間に設置される充填袋体を介して、余堀量が大きくなった部分において、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面とを密着させる山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造及び密着方法に関する。

山岳トンネル工法では、例えばトンネル覆工型枠（セントル）を用いて二次覆工を施工するのに先立って、吹付けコンクリートや吹付モルタルによる一次覆工が、トンネルの掘削内壁面に施工されるようになっており、一次覆工は、掘削直後のトンネルの掘削内壁面からの荷重を、トンネルの軸方向に間隔をおいて周方向に延設させて設置された複数本の鋼製支保工により支持させた状態で、これらの鋼製支保工の間隔部分に吹付けコンクリートや吹付モルタルを所定の厚さで吹き付けることによって形成されることになる。

このため、鋼製支保工は、トンネルの掘削内壁面に沿って周方向に延設させた状態で、当該掘削内壁面に強固に密着させて、効率良く掘削内壁面からの荷重を支持できるようにすることが望ましことから、特にトンネルの上部のアーチ形状部分においては、建て込まれた鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間に生じた間隔部分に、モルタル等の硬化性充填材を注入充填して硬化させることにより、これらを密着させるようにしている。

また、建て込まれた鋼製支保工の外周面と掘削内壁面とを密着させる工法として、好ましくはコンタクトバック工法が知られており、このコンタクトバック工法では、建て込まれた鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間の間隔部分に、モルタル等の硬化性充填材が注入充填される例えば布製の充填袋体を配設し、配設した充填袋体に、好ましくはノンブリージング性を備える速硬性のモルタルを充填することにより膨張させて、膨張した充填袋体を、鋼製支保工の外周面及び掘削内壁面の双方に密着させることで、これらの一体化を図るようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００１－１２１９８号公報 特開２００４－２７４９５号公報 特開２００１－２９５５９８号公報

一方、掘削されたトンネルの掘削内壁面は、吹付けコンクリートや吹付モルタルによる一次覆工が所定の十分な厚さを保持できるように、設計上の掘削断面に僅かな余堀部を加えた大きさで形成されることになっているが、余堀部は必ずしも精度良く掘削されないことから、掘削内壁面に凹凸を生じて、他の領域よりも余堀量が大きく、相当程度の深さとなった凹部が生じている場合がある。このような相当程度の深さとなった凹部が生じた部分では、建て込まれた鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間には、他の領域よりも大きな間隔部分が残置されるため、このような大きな間隔部分においては、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間の間隔部分に配設された充填袋体に、硬化性充填材を注入充填して膨張させるだけでは、充填袋体を掘削内壁面に届かせて十分に密着させることが困難になる。

このようなことから、例えば特許文献３には、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間の間隔が大きくなっている部分に、モルタル等の硬化性充填材が圧入される繊維製袋体を、２重に重ねて挿入配置することで、膨張した繊維製袋体を、トンネルの掘削内壁面に密着させるようにしているが、特許文献３の方法によれば、鋼製支保工を建て込んだ後に、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面との間の間隔が大きくなった部分に、繊維製袋体を、作業員の手作業よって２重に重ねて挿入しながら設置する作業は行い難く、多くの手間を要することになるばかりか、２重に重ねた繊維製袋体を膨張させる際に、これらの繊維製袋体を安定した状態でトンネルの掘削内壁面に密着させることは困難である。

本発明は、多くの手間を要することなく、トンネルの掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分において、充填袋体を介して、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面とを簡易に且つ安定した状態で密着させることのできる山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造及び密着方法を提供することを目的とする。

本発明は、山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネルの掘削内壁面と、該掘削内壁面に沿って設置される鋼製支保工の外周面との間に設置される充填袋体を介して、前記掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分で前記鋼製支保工の外周面と前記掘削内壁面とを密着させる鋼製支保工の密着構造であって、前記鋼製支保工の外周面に周方向に延設して取り付けられた前記充填袋体の外側部分における、前記余堀量が大きくなった部分と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材が一体として設けられており、該二重膨張部形成用シート部材は、筒状に形成された筒状袋材を取り付けることによって、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられていると共に、該二重膨張部形成用シート部材が、クリップ留めを介して、又は伸縮性を有する結束帯を介して、或いは面状ファスナーを介して、前記充填袋体の外側部分に位置調整可能に取り付けられており、前記充填袋体に流動性を有する硬化性充填材を供給することで前記充填袋体を膨張させると共に、前記二重膨張部形成用シート部材の内側に硬化性充填材を供給することで前記二重膨張部形成用シート部材を膨張させて、これらに供給された硬化性充填材が硬化したことにより、膨張した前記二重膨張部形成用シート部材の外側部分が、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着して、前記余堀量が大きくなった部分において、前記掘削内壁面からの荷重を前記鋼製支保工に支持させている山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造は、前記充填袋体が、面状ファスナーを形成する外側ファスナー面材の外側に一体として取り付けられていると共に、前記鋼製支保工の外周面には、面状ファスナーを形成する内側ファスナー面材が一体として取り付けられており、前記内側ファスナー面材に前記外側ファスナー面材が係合されることで、前記充填袋体が、前記鋼製支保工の周方向における所定の位置に取り付けられていることが好ましい。

さらに、本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造は、前記二重膨張部形成用シート部材が、縦長帯状の平面形状を備えており、縦長方向を前記充填袋体の延設方向に沿わせて、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられていることが好ましい。

さらにまた、本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造は、前記二重膨張部形成用シート部材は、縦長帯状の平面形状を備えており、縦長方向を前記充填袋体の延設方向と交差する方向に沿わせて、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられていることが好ましい。

また、本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造は、前記二重膨張部形成用シート部材が、前記充填袋体の延設方向に沿わせて、複数連設して取り付けられており、これらの複数の前記二重膨張部形成用シート部材から選択された、前記余堀量が大きくなった部分と対応する部分に配置された前記二重膨張部形成用シート部材の内側に、硬化性充填材が供給されていて、これの外側部分が、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着していることが好ましい。

また、本発明は、山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネルの掘削内壁面と、該掘削内壁面に沿って設置される鋼製支保工の外周面との間に設置される充填袋体を介して、前記掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分で前記鋼製支保工の外周面と前記掘削内壁面とを密着させる鋼製支保工の密着方法であって、トンネルの掘削内壁面に沿って設置される前記鋼製支保工の外周面に、周方向に延設させて前記充填袋体を取り付けると共に、取り付けられた前記充填袋体の外側部分における、前記余堀量が大きくなった部分と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材を一体として設けておき、前記鋼製支保工がトンネルの掘削内壁面に沿って設置された状態で、前記充填袋体に流動性を有する硬化性充填材を供給することで前記充填袋体を膨張させると共に、前記二重膨張部形成用シート部材の内側に硬化性充填材を供給することで前記二重膨張部形成用シート部材を膨張させ、これらに供給された硬化性充填材を硬化させることにより、膨張した前記二重膨張部形成用シート部材の外側部分を、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着させて、前記余堀量が大きくなった部分において、前記掘削内壁面からの荷重を前記鋼製支保工に支持させるようになっており、且つ前記二重膨張部形成用シート部材が、前記充填袋体の外側部分に位置調整可能に取り付けられており、前記鋼製支保工をトンネルの掘削内壁面に沿って設置した後に、前記充填袋体の外側部分における前記二重膨張部形成用シート部材の位置を調整して、内側に硬化性充填材を供給することにより、これの外側部分を、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着させる山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造及び密着方法によれば、多くの手間を要することなく、トンネルの掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分において、充填袋体を介して、鋼製支保工の外周面と掘削内壁面とを簡易に且つ安定した状態で密着させることができる。

図１は、本発明の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着方法を説明する山岳トンネルの横断面図である。 図２（ａ）は、図１のＡ－Ａに沿った拡大断面図、図２（ｂ）は、図１のＢ部拡大図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、充填袋体を鋼製支保工に取り付ける状況を説明する拡大断面図である。 図４は、注入口部材が取り付けられた充填袋体及び二重膨張部形成用シート部材を説明する斜視図である。 図５（ａ）は、硬化性充填材が充填される前の状態の充填袋体の平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ－Ｃに沿った断面図である。 鋼製支保工の密着方法の他の形態を説明する断面図である。 二重膨張部形成用シート部材の充填袋体への取付け方法を例示する、（ａ）は平面図、（ｂ）及は（ａ）のＤ－Ｄに沿った断面図である。 二重膨張部形成用シート部材の充填袋体への取付け方法を例示する、（ａ）は平面図、（ｂ）及は（ａ）のＥ－Ｅに沿った断面図である。 二重膨張部形成用シート部材の充填袋体への取付け方法を例示する、（ａ）は平面図、（ｂ）及は（ａ）のＦ－Ｆに沿った断面図である。 二重膨張部形成用シート部材の充填袋体への取付け方法を例示する断面図である。 二重膨張部形成用シート部材を充填袋体の延設方向に沿わせて複数連設させた状態を説明する略示平面図である。 二重膨張部形成用シート部材を、縦長方向を充填袋体の延設方向と交差する方向沿わせて取り付けた状態を説明する略示平面図である。

本発明の好ましい一実施形態に係る山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造１０及び密着方法は、図１に示すように、例えばＮＡＴＭ工法等の公知の山岳トンネル工法によって掘削された、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネルとして、好ましくは馬蹄形の断面形状を有するトンネル３０における、天頂部３１を中心とした上部の例えば周方向１２０°の領域Ｒにおいて、鋼製支保工２０の外周面をトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させて、これらの一体化を図ることができるようにすると共に、特に、掘削内壁面３２における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分３３において、鋼製支保工２０の外周面と掘削内壁面３２とを密着できるようにするための構造及び方法として採用されたものである。本実施形態の鋼製支保工の密着構造１０及び密着方法は、多くの手間を要することなく、トンネル３０の掘削内壁面３２における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分３３において、充填袋体１１を介して、鋼製支保工２０の外周面と掘削内壁面３２とを、簡易に且つ安定した状態で密着できようにする機能を備えている。

そして、本実施形態の鋼製支保工の密着構造１０は、山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネル３０の掘削内壁面３２と、掘削内壁面３２に沿って設置される鋼製支保工２０の外周面との間に設置される充填袋体１１を介して、掘削内壁面３２における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分３３で鋼製支保工２０の外周面と掘削内壁面３２とを密着させる密着構造であって、図２（ａ）、（ｂ）にも示すように、鋼製支保工２０の外周面に周方向に延設して取り付けられた充填袋体１１の外側部分における、余堀量が大きくなった部分３３と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材１８が一体として設けられており、充填袋体１１に流動性を有する硬化性充填材１５を供給することで充填袋体１１を膨張させると共に、二重膨張部形成用シート部材１８の内側に硬化性充填材１５を供給することで二重膨張部形成用シート部材１８を膨張させて、これらに供給された硬化性充填材１５が硬化したことにより、膨張した二重膨張部形成用シート部材１８の外側部分が、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着して、余堀量が大きくなった部分３３において、掘削内壁面３２からの荷重を鋼製支保工２０に支持させている。

また、本実施形態では、充填袋体１１は、面状ファスナー１２を形成する外側ファスナー面材１４の外側に一体として取り付けられていると共に、鋼製支保工２０の外周面には、面状ファスナー１２を形成する内側ファスナー面材１３が一体として取り付けられており、内側ファスナー面材１３に外側ファスナー面材１４が係合されることで、充填袋体１１が、鋼製支保工２０の周方向Ｙにおける所定の位置に取り付けられるようになっている。

さらに、本実施形態では、充填袋体１１は、各々の鋼製支保工２０において、好ましく鋼製支保工２０の周方向Ｙに連設して、複数体取り付けられている。本実施形態では、好ましくは馬蹄形の断面形状を有するトンネル３０における、天頂部３１を中心とした周方向Ｙの例えば上部１２０°の領域Ｒにおいて、鋼製支保工２０の周方向Ｙに連設して、４体の充填袋体１１が取り付けられている。

さらにまた、本実施形態では、充填袋体１１は、好ましくは外側ファスナー面材１４とは別体として、筒状に形成した筒状袋材１６を、外側ファスナー面材１４に重ね合わせて接合することによって、外側ファスナー面材１４に一体として取り付けられている。

本実施形態では、トンネル３０の掘削内壁面３２に沿って設置される鋼製支保工２０は、例えばＨ型鋼を、トンネル３０の掘削内壁面３２に沿った形状となるように曲折加工することによって形成することができる。鋼製支保工２０は、トンネル３０の切羽面に近接する領域において、トンネル３０の掘削作業の進行に伴って、公知の施工方法によりトンネル３０の掘削内壁面３２に沿うように配設されて、トンネル３０の掘進方向Ｘ（図２参照）に、例えば１００ｃｍ程度の間隔をおいて、外周面となる外側フランジ２０ａを、トンネル３０の掘削内壁面３２に対向させた状態で、順次設置されることになる。設置された各々の鋼製支保工２０における、外側フランジ２０ａによる外周面と、トンネル３０の掘削内壁面３２との間には、間隔が生じているので、これらの間隔部分を間詰めするようにして、充填袋体１１が設けられることになる。

また、本実施形態では、鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａによる外周面に充填袋体１１を取り付けるための面状ファスナー１２は、例えばマジックテープ（登録商標）として知られる公知のメカニカルファスナーを用いることができる。面状ファスナー１２は、基材シート１３ａに多数のフックを立設させた状態で固着した雄側ファスナー材１３と、基材シート１４ａに多数のループを立設させた状態で固着した雌側ファスナー材１４とからなり、例えば雄側ファスナー材を内側ファスナー面材１３として、例えば基材シート１３ａを接着剤を介して鋼製支保工２０に固着することによって、鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａによる外周面を覆うようにして、当該外周面２０ａに一体として強固に固着して取り付けることができる。また、例えば雌側ファスナー材を外側ファスナー面材１４として、これの外周面に、後述する充填袋体１１を、例えば接着剤を介して一体として強固に固着して取り付けることができる。雌側ファスナー材１４は、多数のループ体を立設させた不織布等からなるものであっても良い。内側ファスナー面材１３は、鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａによる外周面における、トンネル３０の掘進方向Ｘの幅の全体を覆って固着されている必要は必ずしも無く、例えば掘進方向Ｘの幅の半分程度を覆って固着されている場合でも、外側ファスナー面材１４を係着させることで、後述する充填袋体１１を、鋼製支保工２０の外周面２０ａに安定した状態で取り付けることが可能になる。

本実施形態では、鋼製支保工の密着構造１０を構成する充填袋体１１は、例えば外側ファスナー面材１４とは別体として筒状に形成された筒状袋材１６からなり、筒状袋材１６は、好ましくは伸縮性を備える布地を用いて形成されている。また筒状袋材１６は、これの底面部分１６ａを、外側ファスナー面材１４の基材シート１４ａに重ね合わせて、例えば接着剤を介して接合することによって、外側ファスナー面材１４に一体として強固に固着して取り付けることができる。筒状袋材１６の底面部分１６ａが接合された外側ファスナー面材１４もまた、鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａによる外周面における、トンネル３０の掘進方向Ｘの幅の全体を覆うものである必要は必ずしも無く、例えば半分程度の幅の部分を覆うものてある場合でも、内側ファスナー面材１３に係着されることで、当該外側ファスナー面材１４と一体となった充填袋体１１を、鋼製支保工２０の外周面２０ａに安定した状態で取り付けることが可能になる。

充填袋体１１となる筒状袋材１６は、好ましくは止水性を備え、フレキシブルで充填性に優れると共に、作業性に優れた布地として、例えばテトロン糸等のポリエステル糸を用いた布地による、布製袋として形成することができる。筒状袋材１６を、ポリエステル糸を用いた布地による布製袋とすることにより、強度が大きく、軽量で、且つ屈強性に優れた筒状袋材１６による充填袋体１１を形成することが可能になる。

また、筒状袋材１６は、図５（ａ）に示すように、鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａの長さ方向に沿った縦長方向の長さが例えば２０００～２５００ｍｍ、横幅が例えば１９０ｍｍとなっている、縦長帯状の平面形状を備えるように形成することができる。筒状袋材１６は、好ましくは図５（ｂ）に示すように、外側ファスナー面材１４の基材シート１４ａに重ね合わせて接合される底面部分１６ａのシート材と、これよりも横幅が大きな上方の伸縮部分１６ｂのシート材とが、これらのシート材の側縁部及び端縁部を互いに縫製することによって接合されて、これらの内側に、硬化性充填材１５を供給して充填するための空間を保持している。

さらに、本実施形態では、筒状袋材１６の外側部分には、当該筒状袋材１６が鋼製支保工２０の外側フランジ２０ａによる外周面の周方向Ｙにおける所定の位置に取り付けられた際に、掘削内壁面３２の余堀量が大きくなった部分３３と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材１８が、これの周縁部分を例えば縫製により接合することによって取り付けられている。二重膨張部形成用シート部材１８は、好ましくは筒状袋材１６と同様に、止水性を備え、フレキシブルで充填性に優れると共に、作業性に優れた布地として、例えばテトロン糸等のポリエステル糸を用いた布地によるシート部材として形成することができる。二重膨張部形成用シート部材１８は、余堀量が大きくなった部分３３の形状や大きさに対応させた、矩形状、円形状、楕円形状等の平面形状を備えるように形成されると共に、周縁部分を、当該二重膨張部形成用シート部材１８の縦幅や横幅よりも狭い間隔をおいて筒状袋材１６の外周部分に接合することによって、筒状袋材１６の外周面との間に、硬化性充填材を供給して充填することが可能な、空間が保持されるようになっている（図５（ｂ）参照）。本実施形態では、二重膨張部形成用シート部材１８は、縦長帯状の平面形状を備えており、縦長方向を充填袋体１１の延設方向に沿わせて、充填袋体１１の外側部分に一体として設けられている。

ここで、本実施形態では、充填袋体１１となる筒状袋材１６や二重膨張部形成用シート部材１８は、伸縮性を備える布地として、充填袋体１１が取り付けられる鋼製支保工２０の外周面２０ａに沿った、周方向Ｙの伸縮性が小さく、周方向Ｙと垂直な方向（掘進方向Ｘ）の伸縮性が大きくなっている布地を用いて形成されていることが好ましい。これによって、筒状袋材１６による充填袋体１１や、これと二重膨張部形成用シート部材１８との間の、二重膨張部形成用シート部材１８の内側の空間に供給されて充填された流動状態の硬化性充填材１５が、その重量によりこれらの下部に溜まり易くなって偏ることでバランスが崩れて、膨張した充填袋体１１や二重膨張部形成用シート部材１８が、トンネル３０の掘削内壁面３２やこれの余堀量が大きくなった部分３３に密着し難くなるのを、効果的に回避することが可能になる。筒状袋材１６における鋼製支保工２０の外周面２０ａに沿った周方向Ｙの伸縮性を小さくすると共に、周方向Ｙと垂直な掘進方向Ｘの伸縮性を大きくすることを可能にする布地としては、例えば、ポリエステル糸を使用している縦方向が、強度が大きく伸縮性が小さいため寸法安定性が高くなっており、ナイロン特殊加工糸を使用している横方向が、伸縮性が大きくなっている布地として知られる、例えば商品名「グラウトジャケット」（大嘉産業株式会社製）を用いることができる。

また、本実施形態では、充填袋体１１となる筒状袋材１６の長手方向の一方の端縁部には、図４に示すように、縫製部分を貫通するようにして、筒状袋材１６よりも小径の、筒状袋材１６と同様の布地からなる筒状の注入口部材１７が取り付けられている。さらに、充填袋体１１となる筒状袋材１６の外側部分に取り付けられた、二重膨張部形成用シート部材１８の周縁部分にも、これの縫製による接合部分を貫通するようにして、同様の布地からなる筒状の二重膨張部注入口部材１９が取り付けられている。注入口部材１７は、注入口１７ａを筒状袋材１６の外側に突出させると共に、挿入側部分を好ましくは３００ｍｍ程度以上、筒状袋材１６の内側に挿入した状態で取り付けられている。二重膨張部注入口部材１９は、注入口１９ａを二重膨張部形成用シート部材１８の外側に突出させると共に、挿入側部分を好ましくは１５０ｍｍ程度以上、二重膨張部形成用シート部材１８の内側に挿入した状態で取り付けられている。これらによって、流動状態の硬化性充填材１５が筒状袋材１６や二重膨張部形成用シート部材１８の内側に供給充填される際に、注入口部材１７や二重膨張部注入口部材１９における、充填袋体１１や二重膨張部形成用シート部材１８の内側に挿入された部分を、逆止弁として機能させることが可能になる。注入口部材１７や二重膨張部注入口部材１９には、筒状袋材１６による充填袋体１１が、面状ファスナー１２を介して鋼製支保工２０の外周面２０ａに取り付けられた後に、例えば硬化性充填材１５の圧送ポンプから延設する、圧送配管の先端の供給ノズル（図示せず）が接続されて、流動状態の硬化性充填材１５を、筒状袋材１６による充填袋体１１の内側や二重膨張部形成用シート部材１８の内側に、圧送供給することが可能になる。

本実施形態では、筒状袋材１６による充填袋体１１や二重膨張部形成用シート部材１８の内側に供給されて充填される、流動性を有する硬化性充填材１５として、例えば公知のコンタクトバック工法に用いる硬化性充填材と同様の、高流動で超速硬性のモルタル充填材を用いることができる。モルタル充填材は、ブリージングがなく、短時間での強度発現性に優れると共に、長期間にわたって強度が増進するものを用いることが好ましい。

そして、本実施形態では、例えばトンネル３０の切羽面に近接する領域において、トンネル３０の掘削内壁面３２に沿うようにして建て込まれた、Ｈ型鋼による鋼製支保工２０に対して、例えば図３（ａ）、（ｂ）に示すように、面状ファスナー１２を形成する内側ファスナー面材１３が取り付けられた外側フランジ２０ａによる外周面に、外側ファスナー面材１４を内側ファスナー面材１３に着脱可能に係着させるだけの簡易な作業によって、充填袋体１１を鋼製支保工２０に取り付けることが可能になる。またこれによって、当該外側ファスナー面材１４と一体となった筒状袋材１６による、掘削内壁面３２の余堀量が大きくなった部分３３と対応する部分に二重膨張部形成用シート部材１８が取り付けられた充填袋体１１や、二重膨張部形成用シート部材１８を取り付けることを必要としない充填袋体１１を、鋼製支保工２０の外周面２０ａに、これの周方向に沿った所定の位置に延設させてスムーズに取り付けることが可能になる。

また、外側ファスナー面材１４を内側ファスナー面材１３に係着させたり、係着を開放したりしながら、充填袋体１１の位置を容易に調整して、二重膨張部形成用シート部材１８が取り付けられた充填袋体１１や、二重膨張部形成用シート部材１８が取り付けられていない充填袋体１１を、鋼製支保工２０の外周面２０ａに沿った所定の位置に延設させて、スムーズに取り付けることが可能になる。これによって、本実施形態では、例えば図１に示すように、４体の充填袋体１１を、トンネル３０の上部の周方向１２０°の領域Ｒにおいて、注入口部材１７を上端側に配置すると共に、注入口部材１７が配置された部分に間隔をおいた状態で、左右に２体ずつ、対称に配置して取り付けることが可能になる。

４体の充填袋体１１を、内側ファスナー面材１３及び外側ファスナー面材１４による面状ファスナー１２を介して、鋼製支保工２０の外周面２０ａの所定の位置に取り付けたら、各々の充填袋体１１に、圧送ポンプから注入口部材１７を介して硬化性充填材１５を供給して充填することにより、充填袋体１１を膨張させて、充填袋体１１の外周部分をトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させる。さらに、掘削内壁面３２の余堀量が大きくなった部分３３と対応する位置に二重膨張部形成用シート部材１８が取り付けられた充填袋体１１については、二重膨張部形成用シート部材１８の内側に、圧送ポンプから二重膨張部注入口部材１９を介して硬化性充填材１５を供給して充填することにより、二重膨張部形成用シート部材１８を膨張させて、掘削内壁面３２の余堀量が大きくなった部分３３において、二重膨張部形成用シート部材１８の外周部分をトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させることができる。

したがって、本実施形態の鋼製支保工の密着方法は、山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネル３０の掘削内壁面３２と、掘削内壁面３２に沿って設置される鋼製支保工２０の外周面との間に設置される充填袋体１１を介して、掘削内壁面３２における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分３３で鋼製支保工２０の外周面と掘削内壁面３２とを密着させる方法であって、トンネル３０の掘削内壁面３２に沿って設置される鋼製支保工２０の外周面に、周方向に延設させて充填袋体１１を取り付けると共に、取り付けられた充填袋体１１の外側部分における、余堀量が大きくなった部分３３と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材１８を一体として設けておき、鋼製支保工２０がトンネルの掘削内壁面３２に沿って設置された状態で、充填袋体１１に流動性を有する硬化性充填材１５を供給することで充填袋体１１を膨張させると共に、二重膨張部形成用シート部材１８の内側に硬化性充填材１５を供給することで二重膨張部形成用シート部材１８を膨張させ、これらに供給された硬化性充填材１５を硬化させることにより、膨張した二重膨張部形成用シート部材１８の外側部分を、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させて、余堀量が大きくなった部分３３において、掘削内壁面３２からの荷重を鋼製支保工２０に支持させるようになっている。

これらによって、本実施形態の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造１０及び密着方法によれば、多くの手間を要することなく、充填袋体１１を鋼製支保工２０の外周面２０ａに簡易に取り付けることが可能になると共に、硬化性充填材１５が注入充填されて膨張する充填袋体１１を、安定した状態で掘削内壁面３２に密着させて、掘削内壁面３２と鋼製支保工２０との一体化を図ることが可能になる。また特に、多くの手間を要することなく、トンネル３０の掘削内壁面３２における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分３３において、充填袋体１１及び二重膨張部形成用シート部材１８を介して、鋼製支保工２０の外周面２０ａと掘削内壁面３２とを、簡易に且つ安定した状態で密着させることが可能になる。

また、本実施形態によれば、充填袋体１１は、内側ファスナー面材１３及び外側ファスナー面材１４による面状ファスナー１２を介して、広い面積で面状に係着して鋼製支保工２０の外周面２０ａに取り付けられるので、当該充填袋体１１や二重膨張部形成用シート部材１８を掘削内壁面３２に密着させるまで、位置ずれ等を生じさせることなく、安定した状態で膨張変形させることが可能になる。またこれによって、本実施形態によれば、充填袋体１１や二重膨張部形成用シート部材１８の内側に充填された硬化性充填材１５が硬化することで、鋼製支保工２０とトンネル３０の掘削内壁面３２とを強固に一体化させて、掘削内壁面３２からの荷重を、鋼製支保工２０に、効率良く支持させることが可能になる。

図６は、本発明の鋼製支保工の密着構造１０’の他の形態を例示するものである。図６に示す他の実施形態の密着構造１０’では、二重膨張部形成用シート部材１８’は、筒状に形成された筒状袋材１８ａを取り付けることによって、充填袋体１１の外側部分に一体として設けられている。図６に示す他の形態の密着構造によっても、充填袋体１１の外側部分に、二重膨張部形成用シート部材１８’が取り付けられているので、これの内側に硬化性充填材１５を充填して硬化させることにより、上述の形態の鋼製支保工の密着構造１０と同様の作用効果が奏される。

また、本実施形態では、例えば筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’を、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能に取り付けておき、鋼製支保工２０をトンネル３０の掘削内壁面３２に沿って設置した後に、充填袋体１１の外側部分における二重膨張部形成用シート部材１８’の位置を調整して、硬化性充填材１５を供給することにより、これの外側部分を、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させるようにすることもできる。

ここで、例えば筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、クリップ留め２１を介して、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能に取り付けておくことがきる。また筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’は、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）に示すように、伸縮性を有する結束帯２２、２３を介して、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能に取り付けておくことができる。

例えば筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’を、クリップ留め２１や結束帯２２、２３を介して、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能に取り付けておくことにより、接着剤等を介して二重膨張部形成用シート部材１８’を取り付ける場合と比較して、例えば筒状袋材１８ａに充填された硬化性充填材１５によるブリージング水が、筒状袋材１８ａの外側に滲出した場合でも、筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’を、充填袋体１１の外側部分により強固に一体化しておくことが可能になる。

さらに、本実施形態では、例えば筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’は、図１０に示すように、面状ファスナー２４を介して、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能に取り付けておくこともできる。例えば、上述の内側ファスナー面材１３及び外側ファスナー面材１４による面状ファスナー１２介して、鋼製支保工２０の外周面に取り付けられた充填袋体１１の外側部分に対して、好ましくは多数のループ体を立設させた不織布による、縦長帯状の平面形状を備える内側ファスナー面材２５を、充填袋体１１の略全長に亘って取り付けておくと共に、筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’の底面部分に、好ましくは多数のループ体を立設させた不織布による、縦長帯状の平面形状を備える外側ファスナー面材２６を、筒状袋材１８ａの略全長に亘って取り付けておく。これらの内側ファスナー面材２５と外側ファスナー面材２６とを、両側の面に多数のループを立設させた中間ファスナー面材２７を介在させた状態で、互いに係着させることによって、筒状袋材１８ａによる二重膨張部形成用シート部材１８’を、内側ファスナー面材２５、外側ファスナー面材２６、及び中間ファスナー面材２７による面状ファスナー２４を介して、充填袋体１１の外側部分に位置調整可能なように固着して、取り付けておくことが可能になる。好ましくは不織布による内側ファスナー面材２５は、充填袋体１１の外側部分のシート材が膨らんで伸長するのを見越して、幅に余裕を持させて周縁部分を縫い付けておくことで、充填袋体１１の外側部分に取り付けておくことができる。

さらにまた、実施形態では、図１１に示すように、二重膨張部形成用シート部材１８”を、充填袋体１１の延設方向に沿わせて、複数連設して取り付けておき、鋼製支保工２０をトンネル３０の掘削内壁面３２に沿って設置した後に、これらの複数の二重膨張部形成用シート部材１８”から選択された、余堀量が大きくなった部分３３と対応する位置に配置された二重膨張部形成用シート部材１８”の内側に、硬化性充填材１５を供給して、これの外側部分を、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させるようにすることもできる。これによって、より効率良く、二重膨張部形成用シート部材１８”の外側部分を、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させることが可能になる。

図１１では、連設する複数の二重膨張部形成用シート部材１８”は、例えば縦長方向を充填袋体１１の延設方向に沿わせて、相当の長さ領域に亘って充填袋体１１の外側部分に一体として設けられた、縦長帯状の平面形状を備える二重膨張部形成用シート部材１８に内部を、縫製等によって、縦長方向に複数の領域に区画することで、容易に形成することができる。これによって、当該二重膨張部形成用シート部材１８”の外側部分を、余堀量が大きくなった部分３３のトンネル３０の掘削内壁面３２に密着させるまでの、二重膨張部形成用シート部材１８”の安定性を、効果的に向上させることが可能になる。連設する複数の二重膨張部形成用シート部材１８”は、延設方向の長さを小さく留めた個々の二重膨張部形成用シート部材１８を、延設方向に沿って連設させて取り付けることによって、充填袋体１１の外側部分に一体として設けることも可能である。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、二重膨張部形成用シート部材は、縦長方向を充填袋体の延設方向に沿わせて、充填袋体の外側部分に一体として設けられている必要は必ずしも無く、図１２に示すように、縦長方向を、充填袋体１１の延設方向と交差する方向として、好ましくは充填袋体の延設方向と垂直に交差する方向に沿わせて、充填袋体の外側部分に一体として設けられていても良い。

１０，１０’ 鋼製支保工の密着構造（密着構造）
１１，１１’ 充填袋体
１２ 面状ファスナー
１３ 内側ファスナー面材（雄側ファスナー材）
１３ａ 基材シート
１４ 外側ファスナー面材（雌側ファスナー材）
１４ａ 基材シート
１５ 硬化性充填材
１６ 筒状袋材
１６ａ 底面部分
１６ｂ 伸縮部分
１７ 注入口部材
１７ａ 注入口
１８，１８’，１８” 二重膨張部形成用シート部材
１９ 二重膨張部注入口部材
１９ａ 注入口
２０ 鋼製支保工
２０ａ 外側フランジ（外周面）
２１ クリップ留め
２２，２３ 結束帯
２４ 面状ファスナー
２５ 内側ファスナー面材
２６ 外側ファスナー面材
２７ 中間ファスナー面材
３０ トンネル
３１ 天頂部
３２ 掘削内壁面
Ｘ トンネルの掘進方向（掘進方向）
Ｙ 鋼製支保工の周方向（周方向）
Ｒ トンネルの上部の周方向１２０°の領域

Claims (6)

1. 山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネルの掘削内壁面と、該掘削内壁面に沿って設置される鋼製支保工の外周面との間に設置される充填袋体を介して、前記掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分で前記鋼製支保工の外周面と前記掘削内壁面とを密着させる鋼製支保工の密着構造であって、
   前記鋼製支保工の外周面に周方向に延設して取り付けられた前記充填袋体の外側部分における、前記余堀量が大きくなった部分と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材が一体として設けられており、
   該二重膨張部形成用シート部材は、筒状に形成された筒状袋材を取り付けることによって、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられていると共に、該二重膨張部形成用シート部材が、クリップ留めを介して、又は伸縮性を有する結束帯を介して、或いは面状ファスナーを介して、前記充填袋体の外側部分に位置調整可能に取り付けられており、
   前記充填袋体に流動性を有する硬化性充填材を供給することで前記充填袋体を膨張させると共に、前記二重膨張部形成用シート部材の内側に硬化性充填材を供給することで前記二重膨張部形成用シート部材を膨張させて、これらに供給された硬化性充填材が硬化したことにより、膨張した前記二重膨張部形成用シート部材の外側部分が、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着して、前記余堀量が大きくなった部分において、前記掘削内壁面からの荷重を前記鋼製支保工に支持させている山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造。
2. 前記充填袋体は、面状ファスナーを形成する外側ファスナー面材の外側に一体として取り付けられていると共に、前記鋼製支保工の外周面には、面状ファスナーを形成する内側ファスナー面材が一体として取り付けられており、前記内側ファスナー面材に前記外側ファスナー面材が係合されることで、前記充填袋体が、前記鋼製支保工の周方向における所定の位置に取り付けられている請求項１記載の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造。
3. 前記二重膨張部形成用シート部材は、縦長帯状の平面形状を備えており、縦長方向を前記充填袋体の延設方向に沿わせて、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられている請求項１又は２記載の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造。
4. 前記二重膨張部形成用シート部材は、縦長帯状の平面形状を備えており、縦長方向を前記充填袋体の延設方向と交差する方向に沿わせて、前記充填袋体の外側部分に一体として設けられている請求項１又は２記載の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造。
5. 前記二重膨張部形成用シート部材が、前記充填袋体の延設方向に沿わせて、複数連設して取り付けられており、これらの複数の前記二重膨張部形成用シート部材から選択された、前記余堀量が大きくなった部分と対応する部分に配置された前記二重膨張部形成用シート部材の内側に、硬化性充填材が供給されていて、これの外側部分が、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着している請求項１～４のいずれか１項記載の山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着構造。
6. 山岳トンネル工法において、上部にアーチ形状部分を含む断面形状を有するトンネルの掘削内壁面と、該掘削内壁面に沿って設置される鋼製支保工の外周面との間に設置される充填袋体を介して、前記掘削内壁面における他の領域よりも余堀量が大きくなった部分で前記鋼製支保工の外周面と前記掘削内壁面とを密着させる鋼製支保工の密着方法であって、
   トンネルの掘削内壁面に沿って設置される前記鋼製支保工の外周面に、周方向に延設させて前記充填袋体を取り付けると共に、取り付けられた前記充填袋体の外側部分における、前記余堀量が大きくなった部分と対応する位置に、二重膨張部形成用シート部材を一体として設けておき、
   前記鋼製支保工がトンネルの掘削内壁面に沿って設置された状態で、前記充填袋体に流動性を有する硬化性充填材を供給することで前記充填袋体を膨張させると共に、前記二重膨張部形成用シート部材の内側に硬化性充填材を供給することで前記二重膨張部形成用シート部材を膨張させ、これらに供給された硬化性充填材を硬化させることにより、膨張した前記二重膨張部形成用シート部材の外側部分を、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着させて、前記余堀量が大きくなった部分において、前記掘削内壁面からの荷重を前記鋼製支保工に支持させるようになっており、
   且つ前記二重膨張部形成用シート部材が、前記充填袋体の外側部分に位置調整可能に取り付けられており、前記鋼製支保工をトンネルの掘削内壁面に沿って設置した後に、前記充填袋体の外側部分における前記二重膨張部形成用シート部材の位置を調整して、内側に硬化性充填材を供給することにより、これの外側部分を、前記余堀量が大きくなった部分のトンネルの掘削内壁面に密着させる山岳トンネル工法における鋼製支保工の密着方法。

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