JPH07122396B2 - トンネル覆工用型枠装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はトンネル、下水道等のシールド工法に用いる二
次覆工用型枠装置の改良に関する。

［従来の技術］ 一般に、トンネルのシールド工法においては、一次覆工
が完了したトンネルの内面にコンクリートによる二次覆
工を行うための型枠装置が用いられる。この種のトンネ
ル覆工用型枠装置は、トンネル内にその長手方向に移動
可能に配置される２つの昇降支持装置と、両昇降支持装
置の間に配置されて両昇降支持装置により昇降可能に支
持される略筒状の型枠本体とを備えており、型枠本体
は、一般に、周方向一端部がヒンジ若しくは天端フォー
ムを介してトンネル径方向に相対変位可能に連結された
一対のサイドフォームと、両サイドフォームの周方向他
端部間に配設されるインバートフォームとを備えてい
る。これらフォームは型枠本体が拡開状態のとき連続し
た筒状の外表面を形成するようになっている。

さらに、型枠本体を径方向に拡縮変形させるための作動
機構として、従来より、両サイドフォームを相対変位さ
せるためのサイドフォーム作動ジャッキと、インバート
フォームを他のフォームに対し相対変位させるためのイ
ンバートフォーム作動ジャッキとが用いられている。

このようなトンネル覆工用型枠装置を用いてトンネル内
面の二次覆工を行う場合、型枠本体を昇降支持装置によ
って二次覆工を行うべき位置まで移動させた後、型枠本
体を所定高さ位置まで上昇させ、次いで、上記各作動ジ
ャッキ手段を操作して型枠本体を拡開状態にセッティン
グし、型枠本体の筒状外表面とトンネル一次覆工の内面
との間の環状空間内に二次覆工用コンクリートを打設す
る。次いで、コンクリートの固化により二次覆工が完了
すると、上記各作動ジャッキ手段を再び操作して型枠本
体を径方向に収縮変形させた後、昇降支持装置により型
枠本体を所定量だけ降下させることにより型枠本体をト
ンネルの二次覆工面から脱型させ、型枠本体を次の二次
覆工位置まで移動可能にする。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来のトンネル覆工用型枠装置においては、型
枠本体の脱型若しくはセッティングを行うためには、作
動ジャッキによってサイドフォーム及びインバータフォ
ームを拡縮方向に作動変位させる作業と、型枠本体全体
を昇降させる作業とが必要であり、作業に手間取る原因
となっていた。

したがって、本発明の目的は、型枠本体の脱型若しくは
セッティング作業を簡素化することができるトンネル覆
工用型枠装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段、作用］ 上記目的を達成するために、本発明によれば、トンネル
内の上部で天端フォーム若しくは天端ヒンジ部を介して
互いに回動可能に連結された左右一対のサイドフォー
ム、及び天端フォーム若しくは天端ヒンジ部に対向して
両サイドフォームの下端部間に配設されるインバートフ
ォームを有する略筒状の型枠本体と、トンネル内の該型
枠本体の長手方向両端部近傍に配設される基台と、該基
台に立設されて型枠本体の天端フォーム若しくは天端ヒ
ンジ部を該基台に対し昇降動させた昇降作動機構と、基
台に対する天端フォーム若しくは天端ヒンジ部の昇降動
に連動してインバートフォームを拡縮動作させるインバ
ートフォーム作動機構とを備えたことを特徴とするトン
ネル覆工用型枠装置が提供される。

上記構成のトンネル覆工用型枠装置においては、型枠本
体の天端フォーム若しくは天端ヒンジ部を昇降作動機構
により基台に対し昇降動させるとき、インバートフォー
ム作動機構が基台に対する天端フォーム若しくは天端ヒ
ンジ部の昇降動に連動してインバートフォームを拡縮動
作させるので、基台に対する天端フォームの昇降動作と
インバートフォームの拡縮動作とを同時に行うことがで
きる。したがって、型枠本体を拡開状態にセッティング
する作業及びトンネルの覆工完了面から脱型させる作業
を効率良く迅速に行うことができる。

好ましくは、インバートフォーム作動機構が、基台上に
立設された支柱と、該支柱に中間部が枢支されて両端が
上下に揺動自在とされた梃子杆と、該梃子杆の一端と天
端フォーム若しくは天端ヒンジ部とを連結する第１連結
杆と、梃子杆の他端とインバートフォームとを連結する
第２連結杆とを備えている。インバートフォーム作動機
構が上記構成を有する場合、構造の簡素な機械式梃子お
よびリンク構造のみによって、基台に対する天端フォー
ム若しくは天端ヒンジ部の昇降動作とインバートフォー
ムの拡縮動作とを確実且つ容易に連動させることができ
る。

また、好ましくは、両サイドフォーム間に、両サイドフ
ォームをトンネルの半径方向内方に付勢する引張ばねが
設けられる。係る構成を有する場合、インバート、フォ
ームを収縮動作させると、両サイドフォームが引張ばね
ので力トンネル半径方向内方に収縮動作される。また、
インバートフォームを拡開動作させるとき、該インバー
トフォームにより、両サイドフォームを引張ばねのばね
力に抗してトンネル半径方向外方に拡開動作させること
ができる。すなわち、インバートフォームの拡縮動作と
連動させて両サイドフォームを自動的に拡縮動作させる
ことができるので、型枠本体の脱型作業及びセッティン
グ作業を一層効率良く行うことができる。

［実施例］ 以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施例につ
き詳細に説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例を示したもので
ある。はじめに第１図を参照すると、シールド掘削機に
よって例えば断面円形に掘削されたトンネル１の内面に
はセグメントによる筒状の一次覆工２が施されている。

本発明に従い構成されたトンネル二次覆工用の型枠装置
10は、トンネル１の一次覆工２内に配設されてその内面
との間にコンクリートによる二次覆工用の環状の空間を
形成するための筒状の型枠本体12を備えており、型枠本
体12はトンネル１内をその長手方向に移動可能な２つの
走行形昇降支持装置14によって支持されている。なお、
図では一方の支持装置14のみが図示されており、図示支
持装置14は基台15に走行用の車輪16を備えているが、通
常、他方の支持装置は基台にソリを備えている。その点
以外は両支持装置は実質的に同一構造である。

第１図において、型枠本体12はコンクリートによる二次
覆工３のために使用された後、次の二次覆工を行うべき
場所まで移動されている。

特に第２図を参照すると、この実施例においては、型枠
本体12は、トンネル１内の天端側に配置される天端フォ
ーム18と、トンネル１内の両側部に配置される一対のサ
イドフォーム20,21と、トンネル１内の下部側で両サイ
ドフォーム20,21側に配置されるインバートフォーム22
とを有している。

両サイドフォーム20,21の上端部は天端フォーム18の周
方向両端部にそれぞれヒンジ23,24を介して回動可能に
連結されている。インバートフォーム22の周方向両端は
両サイドフォーム20,21の下端部に対して接離可能に形
成されている。型枠本体12は、これら各フォームの周方
向端が互いに当接した状態のとき最大拡開状態となり、
連続した円筒状外表面を形成する。したがって、トンネ
ルの一次覆工内面との間に環状の二次覆工用空間が画成
されることとなる。なお、一般には、型枠本体12は上記
フォーム構造を有する複数個の筒状型枠ユニットを長手
方向に連接した構成とされる。したがって、型枠ユニッ
トの連接個数を選定することにより、トンネル１のカー
ブ状態等に応じて型枠本体12の全長を適宜に設定するこ
とができる。

支持装置14は基台15上に立設された昇降作動機構である
昇降ジャッキ25と、このジャッキ25によって昇降される
上側アーム26とを備えており、上側アーム26はトンネル
の長手方向に延びて型枠本体12の天端フォーム18に連結
固定されている。すなわち、型枠本体12の天端フォーム
18は上側アーム26を介して支持装置14の昇降ジャッキ25
により基台15に対し昇降動可能に支持されている。

型枠装置は、天端フォーム18に対し両サイドフォーム2
0,21をトンネル半径方向に回動変位させるためのサイド
フォーム作動ジャッキ27を備えている。この作動ジャッ
キ27は型枠本体12の内部に配設されていてもよいが、こ
の実施例では、作動ジャッキ27の両端部は両サイドフォ
ーム20,21からそれぞれ型枠本体12の長手方向外方に延
びる一対のサイドアーム28,29に連結されている。した
がって、型枠本体12の内部の通行や型枠本体内部での各
種作業が容易になる。

この作動ジャッキ27はターンバックル型の伸縮可能なロ
ッド構造であってもよいが、ここでは、作動ジャッキ27
は引張りばね構造を有している。したがって、両サイド
フォーム20,21は常時そのばね力によってトンネル半径
方向内方に付勢され、型枠本体12の拡開時には、そのば
ね力に抗してインバートフォーム22によってトンネルの
半径方向外方に回動変位されていることとなる。

本発明の特徴をなすインバータフォーム作動機構は第１
図及び第２図において全体的に参照符号30で示されてい
る。

このインバートフォーム作動機構30は、基台15に対する
天端フォーム18の昇降動に連動してインバートフォーム
22を上下方向に拡縮動作させるように、天端フォーム18
と基台15とインバートフォーム22とを連結している。

更に詳しくは、インバートフォーム作動機構30は、支持
装置14の基台15上に立設された支柱31と、該支柱31に中
間部が枢支されて両端が上下に揺動自在とされた梃子杆
32と、梃子杆32の一端と天端フォーム18とを連結する第
１連結杆33と、梃子杆32の他端とインバートフォーム22
とを連結する第２連結杆34とを備えている。更に、この
実施例では、第１連結杆33は、天端フォーム18から型枠
本体12の長手方向外方に延びる上記上側アーム26を介し
て天端フォーム18に連結されており、第２連結杆34は、
インバートフォーム22から型枠本体12の長手方向外方に
延びる下側アーム35を介してインバートフォーム22に連
結されている。更に詳しくは、第２連結杆34は下側アー
ム35に固定されたブラケット35aに対し軸35bを介して回
動可能に連結されている。

一般に、型枠本体12の脱型のために必要なインバートフ
ォーム22の移動量は天端フォーム18の移動量よりも大き
いので、インバートフォーム22の支柱31に対する梃子杆
32の枢支部32aから第１及び第２連結杆33,34の連結部32
b,32cまでの長さ比は、天端フォーム18の移動量よりも
インバートフォーム22の移動量の方が大きくなるように
設定されている。

上記構成を有するトンネル覆工用型枠装置において、例
えば、型枠本体12を第２図に示す拡開状態（すなわち、
二次覆工のためのセッティング状態）から、脱型状態す
なわち径方向縮小状態へと変形させる場合、支持装置14
上の昇降ジャッキ25によって天端フォーム18を基台15に
対し下降させると、梃子杆32が第１図中反時計方向に回
動されることにより、インバータフォーム22が上方に持
ち上げられることとなる。そして、インバータフォーム
22が上方に移動するに従い、両サイドフォーム20,21は
引張りばね構造のサイドフォーム作動ジャッキ27のばね
力によってトンネル内方に回動変位されることとなる。

すなわち、この実施例では、昇降ジャッキ25によって天
端フォーム18を下降すなわち脱型動作させることによ
り、インバートフォーム22及び両サイドフォーム20,21
を同時に脱型動作させることができる。したがって、型
枠本体12の脱型作業は極めて簡単且つ迅速に行われ得る
こととなる。

なお、ロッド型のサイドフォーム作動ジャッキを用いる
場合は、脱型の際にそれをサイドアーム28,29から取り
外した後、天端フォーム18を下降させる。このとき、イ
ンバータフォーム22の上昇に伴い、サイドフォーム20,2
1はトンネル内方に変位することができる。そして、両
サイドフォーム20,21を更にトンネル内方に変位させる
ために、例えばチェーンジャッキ等を両サイドアーム2
8,29間に繋ぎ、このチェーンジャッキを用いて両サイド
フォーム20,21をトンネル内方に回動変位させてもよ
い。

一方、型枠本体12を二次覆工の必要な場所にセッティン
グする場合、昇降ジャッキ25によって天端フォーム18を
上昇させることにより、インバートフォーム22を下降さ
せることができ、インバートフォーム22の下降に伴い、
両サイドフォーム20,21がばね力に抗してインバートフ
オーム22によってトンネル外方へと押し出されることと
なる。なお、ロッド型のサイドフォーム作動ジャッキを
用いる場合は、その作動ジャッキを用いて予め両サイド
フォーム20,21をトンネル半径方向外方に回動変位させ
ておくことができる。

第３図及び第４図は本発明の第２実施例を示したもので
ある。これらの図において、上記実施例同様との構成要
素には同一の参照符号を付することとし、詳細な説明は
省略する。

この第２実施例においては、型枠本体12の両サイドフォ
ーム20,21が天端ヒンジ部40を介して相互に回動可能に
連結されており、且つ、この天端ヒンジ部40が上側アー
ム26を介して支持装置14の昇降ジャッキ25により昇降可
能に支持されている。すなわち、この実施例では天端フ
ォームは省略されている。

したがって、この第２実施例においては、インバートフ
ォーム作動機構30の第１連結杆33は上側アーム26を介し
て天端ヒンジ部40に連結されている。

第２実施例における他の構成は上記第１実施例と同様と
することができる。

したがって、この第２実施例においても、上記第１実施
例と同様に、天端ヒンジ部40を基台15に対し昇降させる
と、型枠本体12の脱型及びセッティングを迅速且つ簡単
に行うことができる。

第５図ないし第７図は本発明の第３実施例を示したもの
である。これらの図においては、上記第１実施例と同様
の構成要素には同一の参照符号を付することとし、詳細
な説明は省略する。

この実施例においては、型枠本体12は、天端フォーム18
と、両サイドフォーム20,21と、インバートフォーム22
とを有しており、両サイドフォーム20,21の上端部はそ
れぞれヒンジ23,24を介して天端フォーム18の周方向両
端部に回動可能に連結されている。

一方、支持装置14は支柱41（この支柱は昇降ジャッキで
なくてもよい。）に支持されたアーム42を備え、このア
ーム42の両端にはそれぞれサイドアーム43,44の上端部
がヒンジ45,46を介して回動可能に支持されており、両
サイドアームー43,44はそれぞれサイドフォーム20,21に
連結固定されている。したがって、型枠本体12の両サイ
ドフォーム20,21はサイドアーム43,44を介して支持装置
14のアーム42に対しヒンジ45,46を支点として回動可能
に支持されている。

ここで、ヒンジ45,46の軸間距離D₂は、上述したヒンジ2
3,24の軸間距離D₁よりも大きく設定されている。換言す
れば、ヒンジ23,24はヒンジ45,46よりもトンネル半径方
向外方に配置されている。したがって、ヒンジ45,46を
支点としたサイドフォーム20,21の回動により、天端フ
ォーム18を上下に変位させることが可能となる。

一方、支持装置14の基台15上には、天端フォーム18のト
ンネル半径方向移動（上下移動）に応じて該天端フォー
ム18がトンネル内方（下方）に移動するときにインバー
トフォーム22がトンネル内方（上方）に移動するように
天端フォーム18とインバートフォーム22とを連結するイ
ンバートフォーム作動機構30が設けられている。この作
動機30の構成は上述した第１実施例の作動機構30と実質
的に同一構成であり、作動機構30の第１連結杆33は天端
フォーム18から型枠本体12の長手方向外方に延びる上側
アーム47に連結され、第２連結杆34はインバートフォー
ム22から型枠本体12の長手方向外方に延びる下側アーム
35に連結されている。したがって、インバートフォーム
22は天端フォーム18の上下移動と連動して上方または下
方に移動することとなる。

この実施例においては、サイドフォーム作動ジャッキ27
はターンバックル式のロッド型構造のもの、或いは、油
圧を利用した伸縮制御可能なジャッキが使用される。図
示実施例では、この作動ジャッキ27は両サイドアーム4
3,44間に連結配置されている。

上記構成を有する第３実施例においては、両サイドフォ
ーム20,21を作動ジャッキ27によって、例えば脱型方向
（トンネル内方）に回動させると、それに伴って天端フ
ォーム18が基台15に対し脱型方向（下方すなわちトンネ
ル内方）に移動し、更に、天端フォーム18の脱型動作に
伴ってインバートフォーム22が脱型方向（上方すなわち
トンネル内方）に移動されることとなる。

このように、第３実施例においては、両サイドフォーム
20,21を回動させることにより、型枠本体12を迅速且つ
簡単に脱型若しくはセッティング動作させることがあ
る。

なお、上述したように、ヒンジ45,46を支点としたサイ
ドフォーム20,21の回動によって天端フォーム18を上下
に変位させるときは、支持装置14の支柱41は昇降ジャキ
でなくてもよいが、軸間距離D₁,D₂の関係をD₁＝D₂とし
た場合、一対のサイドフォーム20,21が回動しても、天
端フォーム18はサイドフォーム20,21の動きに連動しな
いこととなるので、この場合、天端フォーム18や上側ア
ーム47をサイドフォーム20,21と共に基台15に対し昇降
動させるための追加のジャッキ手段（昇降ジャッキ）が
必要となる。

第８図および第９図は本発明の第４実施例を示したもの
である。これらの図において、上記第１実施例と同様の
構成要素には同一の参照符号を付することとし、詳細な
説明は省略する。

この第４実施例においては、インバートフォーム22がヒ
ンジ48を介して一方のサイドフォーム（ここでは第９図
中右側のサイドフォーム20）に枢着されている。したが
って、インバートフォーム22は第９図に示す位置からヒ
ンジ48の軸を中心としてトンネル内方即ち図中上方に回
動変位することにより、トンネルの二次覆工内面から脱
型することとなる。

このようなインバートフォーム22を有する型枠本体12の
場合、インバートフォーム作動機構30は、第１実施例の
場合と同様に、昇降支持装置14による天端フォーム18の
昇降動に応じて該天端フォーム18が下降するときにイン
バートフォーム22を上昇させるように天端フォーム18と
インバートフォーム22との間に設けられるが、インバー
トフォーム22が回動変位することから、第４実施例のイ
ンバートフォーム作動機構30は第１実施例のインバート
フォーム作動機構とは若干異なっている。

すなわち、第４実施例におけるインバートフォーム作動
機構30は、支持装置14の基台15上に立設された支柱31
と、該支柱31に中間部が枢支されて両端が上下に揺動自
在とされた梃子杆32と、梃子杆32の一端と天端フォーム
18とを連結する第１連結杆33と、梃子杆32の他端をイン
バートフォーム22とを連結する第２連結杆34とを備えて
おり、第１連結杆33は、天端フオーム18から型枠本体12
の長手方向外方に延びる上記上側アーム26を介して天端
フォーム18に連結されており、第２連結杆34は、インバ
ートフォーム22から型枠本体12の長手方向外方に延びる
下側アーム35を介してインバートフォーム22に連結され
ている。そして、更に詳しくは、下側アーム35には、第
９図に示すように、概ねインバートフォーム22の回動半
径方向に沿って延びる細長いガイド穴35dが形成されて
おり、このガイド穴35dに対し摺動可能に係合する軸35c
を備えたブラケット35aに対し、第２連結杆34が軸35bを
介して回動可能に連結されている。第４実施例における
他の構成は第１実施例と同様である。

したがって、この第４実施例において、天端フォーム18
が第９図中下方に脱型動作されるときに、インバートフ
ォーム作動機構30の第２連結杆34が図中上方に持ち上げ
られ、これにより、ブラケット35aの軸35cがガイド穴35
d内を摺動しつつインバートフォーム22がヒンジ48の軸
を中心として図中上方に引き上げられることとなる。し
たがって、この実施例においても、第１実施例と同様の
作用効果が得られる。

以上、図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施
例の態様のみに限定されるものではなく、特許請求の範
囲に記載した発明の範囲内でその構成要素に種々の変更
を加えることができる。例えば、各実施例における作動
ジャッキ等の作動機構は上述したように油圧式のものを
用いてもよい。また、サイドフォームは個別に作動機構
によって回動変位させるように構成することも可能であ
る。

更に、第４実施例におけるサイドフォームは第２実施例
のサイドフォームと同様に天端側でヒンジを介して回動
可能に連結してもよい。

更に、第４実施例の構成から容易に判るように、本発明
は、一対のインバートフォームがそれぞれ一対のサイド
フォームの各々に枢着される形式の型枠本体にも同様に
適用することができ、この場合、第４実施例に用いられ
たインバートフォーム作動機構30と同様の一対のインバ
ートフォーム作動機構を一対のインバートフォームの各
々に適用すればよい。

更に、上記各実施例における第１連結杆32または第２連
結杆34の少なくともどちらか一方を長さ方向に伸縮可能
なジャッキ構造のものとすることにより、天端フォーム
18若しくはヒンジ40とインバートフォーム22との高さ位
置関係を調整可能とすることができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の構成によれ
ば、型枠本体の脱型及びセッティング作業を迅速且つ簡
単に行うことができるトンネル覆工用型枠装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示すトンネル覆工用型枠
装置の要部概略縦断面図、 第２図は第１図に示す型枠装置の第１図中II−II線に沿
った断面図、 第３図は本発明の第２実施例を示すトンネル覆工用型枠
装置の要部概略縦断面図、 第４図は第３図に示す型枠装置の第３図中IV−IV線に沿
った断面図、 第５図は本発明の第３実施例を示すトンネル覆工用型枠
装置の要部概略縦断面図、 第６図は第５図に示す型枠装置の支持装置を示す概略横
断面図、 第７図は第５図に示す型枠装置の型枠本体の概略横断面
図である。 第８図は本発明の第４実施例を示すトンネル覆工用型枠
装置の要部概略縦断面図、 第９図は第８図に示す型枠装置の第８図中IX−IX線に沿
った概略横断面図、 図において、10は型枠装置、12は型枠本体、14は支持装
置、15は基台、18は天端フォーム、20,21はサイドフォ
ーム、22はインバートフォーム、23,24はヒンジ、25は
昇降ジャッキ、26は上側アーム、27はサイドフォーム作
動ジャッキ、30はインバートフォーム作動機構、31は支
柱、32は梃子杆、33は第１連結杆、34は第２連結杆、35
は下側アーム、35aはブラケット、35b,35cは軸、35dは
ガイド穴、40は天端ヒンジ部、43,44はサイドアーム、4
5,46はヒンジ、47は上側アーム、48はヒンジをそれぞれ
示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル内の上部で天端フォーム若しくは
   天端ヒンジ部を介して互いに回動可能に連結された左右
   一対のサイドフォーム、及び天端フォーム若しくは天端
   ヒンジ部に対向して両サイドフォームの下端部間に配設
   されるインバートフォームを有する略筒状の型枠本体
   と、トンネル内の該型枠本体の長手方向両端部近傍に配
   設される基台と、該基台上に立設されて型枠本体の天端
   フォーム若しくは天端ヒンジ部を該基台に対し昇降動さ
   せる昇降作動機構と、基台に対する天端フォーム若しく
   は天端ヒンジ部の昇降動に連動してインバートフォーム
   を拡縮動作させるインバートフォーム作動機構とを備え
   たことを特徴とするトンネル覆工用型枠装置。
2. 【請求項２】インバートフォーム作動機構が、基台上に
   立設された支柱と、該支柱に中間部が枢支されて両端が
   上下に揺動自在とされた梃子杆と、該梃子杆の一端と天
   端フォーム若しくは天端ヒンジ部とを連結する第１連結
   杆と、梃子杆の他端とインバートフォームとを連結する
   第２連結杆とを備えていることを特徴とする請求項１記
   載の型枠装置。
3. 【請求項３】両サイドフォーム間に、両サイドフォーム
   をトンネルの半径方向内方に付勢する引張ばねが設けら
   れていることを特徴とする請求項１に記載の型枠装置。