JPH0758038B2 - トンネル覆工方法とその型枠装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、山岳トンネルなどにおける一次覆工に関わ
り、更に詳しくは、通常の吹き付けコンクリートを使用
しない一次覆工に用いられる型枠装置とこの型枠装置を
使用した覆工方法に関する。

（従来の技術） 一般に、NATM工法でトンネルを施工するに際して、掘削
壁面を一次覆工するにはその掘削壁面にコンクリートを
吹き付けて行っていた。

この吹付けコンクリートによる工法は、例えば、水とそ
れ以外の材料とを別々に送り、これらをノズルで合流さ
せ、掘削壁面の表層岩石に密着させることにより、地山
のひびわれの発達を防止し、風化防止、使用に耐える強
度、耐久性を得るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のトンネルの一次覆工におけるコン
クリート吹付工では、コンクリート吹き付け時に多量の
粉塵が発生してトンネル坑内の作業環境が悪化し、その
対策が必要となり、また骨材の跳ね返りに伴う経済的ロ
スが多く、さらに余掘りなどの存在により吹き付けする
掘削壁面が平坦でないことにより防水シート等の余分な
施工をしなければならず手間がかかると言った欠点が存
在した。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、上記コ
ンクリート吹付工をすることなしに、坑内の作業環境を
改善し、掘削壁面とコンクリートとの密着を確実なもの
にするとともに、覆工面をより平滑にして後の施工をし
やすくする型枠装置とこれを使用する覆工工法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明に係るトンネル覆工方法とその型枠装置の上記課
題を解決し、目的を達成するための要旨は、自走台車上
に設けられたターンテーブルに左右の方向ジャッキを装
着し、前記上下方向ジャッキの先端には頂部型枠を取着
し、該頂部型枠の両端に回動自在にウイング型枠を延設
するとともに、摺動ジャッキで前記ウイング型枠から出
没自在な摺動型枠を前記ウイング型枠に嵌挿して設けた
型枠装置を形成後、該型枠装置をトンネル坑内の所定位
置に自走させて停止し、前記上下方向ジャッキで頂部型
枠を所定位置に配設し、左右方向ジャッキで前記ウイン
グ型枠を拡開させ、その後、摺動ジャッキを作動させて
摺動型枠を掘削壁面に沿うように伸出させてその先端を
ズリ部分に当接させ、これらの型枠を掘削壁面に沿って
展開させて所定位置に配設し、これらの型枠と地山との
間隙にフレッシュコンクリートを充填した後、前記上下
方向ジャッキとウイング型枠用及び摺動型枠用の左右方
向ジャッキとを用いて、型枠全体で前記フレッシュコン
クリートを加圧保持し、コンクリートの所要強度発現後
に、前記各ジャッキを作動させて、前記摺動型枠をウイ
ング型枠に没入させると共にウイング型枠と頂部型枠と
を自走台車に縮退させ、所定の待避場所に前記型枠装置
を移動させることに存し、そして、この方法に使用する
型枠装置は、自走台車と、該自走台車上のターンテーブ
ルに装着された上下，左右の方向ジャッキと、この方向
ジャッキに支承される型枠と、該型枠の所望箇所に穿設
された打設孔とからなり、前記上下方向ジャッキの先端
には頂部型枠が取着され、該頂部型枠の両端にヒンジを
介して回動自在にウイング型枠を延設すると共に、前記
左右方向ジャッキで該ウイング型枠を拡開させるように
したコンクリート一次覆工用の型枠装置において、前記
ウイング型枠に軸支された摺動ジャッキによって該ウイ
ング型枠から出没自在な摺動型枠を前記ウイング型枠に
嵌挿して設け、前記ウイング型枠を拡開させる左右方向
ジャッキの先端に該ウイング型枠と係合し且つ摺接する
ローラーを設け、前記摺動型枠を加圧する左右方向ジャ
ッキを設けると共に該ジャッキの先端に前記摺動型枠の
表面に摺接するローラーを設け、路盤のズリ部分に上か
ら下へ前記摺動型枠を当接させるようにしたことに存す
る。

（作用） このように、本発明に係るトンネル覆工方法とその型枠
装置によれば、トンネル坑内の所定の型枠組立位置に前
記型枠装置を自走させて移動させ、自走台車停止後に各
方向ジャッキと摺動ジャッキとの各ロッドを伸長させれ
ば、掘削壁面にウイング型枠が拡開され、該ウイング型
枠から伸出した摺動型枠の先端が掘削壁面に沿って路盤
のズリに上から下へと迫り出して閉蓋性良く当接するの
で、型枠を掘削壁面に沿って展開させる際に当該路盤の
ズリ処理を特別に行う必要が無い。そして、掘削壁面に
間隙を有して沿わせて前記型枠を配設させ、その間隙に
フレッシュコンクリートを打設し、更にこのフレッシュ
コンクリートを前記ジャッキを用いて型枠全体で加圧保
持する。この所定のコンクリート加圧作業が終了しコン
クリートの所要強度が発現したら、前記左右方向ジャッ
キと摺動ジャッキと上下方向ジャッキとを作動させて前
記摺動型枠をウイング型枠に没入させるとともにこのウ
イング型枠と頂部型枠とを自走台車に縮退させ、所定の
待避場所に前記型枠装置を移動させる。これにより、掘
削壁面の一次覆工作業が完了し、型枠で充填したコンク
リートを加圧するので、粉塵の発生もなく、仕上がり面
が平滑できれいなものとなる。

また、型枠装置は、上下，左右方向ジャッキと摺動ジャ
ッキにより、前記摺動型枠がウイング型枠内に没入する
とともに掘削壁面に対して配設された前記ウイング型枠
と頂部型枠とが自走台車に縮退させられ、この型枠装置
自体がきわめて小さくなり、しかもターンテーブルを用
いて型枠装置全体を90°回転することで、トンネル坑内
の移動に好適なものとなっている。更に、掘削壁面に型
枠を展開させる際に、頂部型枠とウイング型枠とを掘削
壁面に沿って拡開させた後に、摺動型枠を摺動ジャッキ
でウイング型枠から伸出させ該摺動型枠の先端が路盤の
ズリ部分に上から下へと迫り出されて当接するようにな
ったので、該ズリ部分における型枠との閉蓋処理が不要
となり施工性が向上する。

（実施例） 以下、添付図面に従って、本発明の一実施例を説明す
る。第１図は、型枠装置１の正面図であり、第２図は同
じく縦断側面図である。この型枠装置１は、クローラ２
等を備えた自走台車３と、この自走台車３のターンテー
ブル４に装着された油圧ユニット５、上下方向ジャッキ
６、左右方向ジャッキ７と、所望の幅で各々形成されて
いる頂部型枠８とウイング型枠９と摺動型枠10と、摺動
ジャッキ11と打設孔12とコンクリート打設管12aとで構
成されている。

前記上下方向ジャッキ6,6の伸縮ロッド6a先端には、頂
部型枠８が取着されている。更に、頂部型枠８の両端か
らヒンジ13,13を介してウイング型枠9,9が回動自在に延
設されている。該ウイング型枠９の拡開は前記左右方向
ジャッキ７のロッド7aを伸長させて行うものである（第
１図参照）。

そして、このウイング型枠９内に嵌挿される摺動型枠10
が設けられ、該摺動型枠10の前記ウイング型枠９からの
出没作用は、その後端部が前記ウイング型枠９に軸支さ
れるとともに、その伸縮ロッド11a先端が前記摺動型枠1
0先端に回動自在に連結されて設けられた摺動ジャッキ1
1の伸縮動作によって行われるものである。

前記ウイング型枠９を掘削壁面へとトンネル半径方向に
拡開させる左右方向ジャッキ７の先端に、該ウイング型
枠９をヒンジ13を中心にして回動させるために左右方向
へ押したり引いたりする例えばピン結合による係合部が
設けられ、そのピンに回動自在でウイング型枠９に摺接
するローラー7bが設けられている。また、前記摺動型枠
10を左右方向（コンクリート覆工の際のトンネル短手方
向）に加圧する左右方向ジャッキ７の先端に該摺動型枠
10の表面に摺接するローラー7bが設けられている。

前記摺動型枠10の拡張は、前記摺動ジャッキ11と前記左
右方向ジャッキ７との伸縮ロッド7a,11aを伸長させるこ
とにより行うものである。この伸縮ロッドを伸縮させる
ために、前記油圧ユニット５から各ジャッキ６、７、11
へ油圧ホース（図示せず）で連結するもので、油圧ユニ
ット５内には油圧ポンプ（図示せず）が前記油圧ホース
と連結されて設けられている。

このように、上下方向ジャッキ６と左右方向ジャッキ７
と摺動ジャッキ11とでその伸縮程度を調節することによ
り、前記型枠８、９、10の配設をトンネル坑内の掘削壁
面形状に応じてフレキシブルに行うことができる。

そして、前記頂部型枠８に打設孔12が穿設され、この打
設孔12にコンクリート打設管12aが挿着されている。

このように形成した型枠装置１を使用してコンクリート
一次覆工を行う方法を説明する。

トンネル坑内の所定の型枠組立位置に前記型枠装置１を
自走させて移動させ、各方向ジャッキ6,7と摺動ジャッ
キ11とを油圧ユニット５から油圧ホースを介して油を各
ジャッキに送り込んで各伸縮ロッド6a,7a,11aを伸長さ
せて作動させ、掘削壁面14に間隙15を有して沿わせて前
記型枠8,9,10を配設させる。

よって、型枠装置１の摺動型枠10においては、頂部型枠
８とウイング型枠9,9とを掘削壁面14に間隙15を確保し
て拡開させた後に、当該摺動型枠10を摺動ジャッキ11で
ウイング型枠９から伸出させ、該摺動型枠10の先端が路
盤のズリ部分に上から下へと迫り出されて確実に当接す
るようになる。こうして、掘削壁面14と路盤との境に残
るズリ部分と型枠との閉蓋処理に関しては、従来の型枠
装置ではコンクリート漏出の防止のために詰め物を必要
としていたが、本発明に係る型枠装置１ではそのような
詰め物が不要となり施工性が飛躍的に向上したのであ
る。また、ウイング型枠９から摺動型枠10が出没自在な
ので、ウイング型枠９の拡開調節と摺動型枠10の出没量
を調節することで、掘削壁面14の大小にフレキシブルに
対応させることができるのである。

そして、第２図に示すように、型枠外周の妻部に前記間
隙15を密閉するコンクリートの妻止め部材16を施工す
る。なお、図中の符号19はクッション材を示している。

次に、一次覆工作業近くに導入したコンクリートポンプ
車の打設管12bを前記打設管12aに連結する。そして、コ
ンクリートポンプ車からフレッシュコンクリートを圧送
し、既設のコンクリート18と妻止め部材16との間の前記
間隙15にこのフレッシュコンクリート17を充填する。更
にこのフレッシュコンクリート17を前記ジャッキ６、７
で加圧して地山の空隙を充填し地山とコンクリートとの
密着を図る。

この場合、前記型枠8,9,10裏面に脱水シートなどを装着
して、フレッシュコンクリート17の脱水を図り、初期強
度の発現を改善することもできる。

この所定のコンクリート加圧作業が終了後、コンクリー
トの所要強度の発現をまって前記左右方向ジャッキ７と
摺動ジャッキ11と上下方向ジャッキ６との各ロッド6a,7
a,11aを前記油圧ユニット５でもって後退作動させて、
前記摺動型枠10をウイング型枠９に没入させるとともに
このウイング型枠９と頂部型枠８とを自走台車３に縮退
させる（第３図参照）。

そして、前記ターンテーブル４を回転させ、前記各型枠
8,9,10をトンネル長手方向に向けさせて、クローラ２を
駆動させ、所定の待避場所（図示せず）に前記型枠装置
１を移動させる。

この場合、各型枠が自走台車３に縮退して非常にコンパ
クトになるので、前記ターンテーブル４を回転させず
に、前記各型枠を掘削壁面に向けた状態のままでクロー
ラ２を駆動させて型枠装置１を待避させてもよいもので
ある。以上の作業を繰り返して行うものである。

これにより、掘削壁面の一次覆工作業が完了し、型枠で
充填したコンクリートを加圧するので、粉塵の発生もな
く、仕上がり面が平滑できれいなものとなる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るトンネル覆工方法と
その型枠装置により、以下のような効果がある。

（ａ）従来の吹き付けコンクリートによる方法で問題と
なっていた粉塵の発生がなく、作業環境の改善となる。

（ｂ）また、コンクリートの跳ね返りがなく、経済的に
ムダがなくなる。

（ｃ）充填したフレッシュコンクリートを型枠を介しジ
ャッキによって加圧するので、コンクリートと地山の密
着が確実なものとなる。

（ｄ）型枠を使用するので、一次覆工の仕上がり面がき
れいになり、その後の二次覆工の施工性が向上した。

（ｅ）型枠装置が掘削壁面に間隙をおいて展開される型
枠のうち、路盤に当接する部分の型枠をウイング型枠に
対して出没自在な構成にした摺動型枠にしたことで、摺
動型枠の先端が路盤のズリ部分に上から下へと迫り出さ
れて確実に当接する。よって、掘削壁面と路盤との境に
残るズリ部分と型枠との閉蓋処理に関して、従来の型枠
装置ではコンクリート漏出の防止のために詰め物を必要
としていたが、本発明に係る型枠装置ではそのような詰
め物が不要となり施工性が飛躍的に向上したと言う優れ
た効果を奏する。

（ｆ）型枠装置がその型枠を拡開していないときはウイ
ング型枠に摺動型枠が没入しているので、従来の型枠装
置のようにヒンジ構造で連結した複数の型枠を本体側へ
２重に折り畳むようにした場合に比べて非常にコンパク
トになり、その構造も簡易にできると言う優れた効果を
奏する。また、ウイング型枠から摺動型枠が出没自在な
ので、ウイング型枠の拡開調節と摺動型枠の出没量を調
節することで、トンネル掘削断面の大小にフレキシブル
に対応できる。また、掘削断面形状にもフレキシブルに
対応できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の型枠装置の正面図、第２図は、同じ
く縦断側面図、第３図は、型枠装置が待避する様子を示
す側面図。 １…型枠装置、２…クローラ、３…自走台車、４…ター
ンテーブル、５…油圧ユニット、６…上下方向ジャッ
キ、７…左右方向ジャッキ、6a,7a,11a…伸縮ロッド、7
b…ローラ、８…頂部型枠、９…ウイング型枠、10…摺
動型枠、11…摺動ジャッキ、12…打設孔、12a…打設
管、13…ヒンジ、14…掘削壁面、15…間隙、16…妻止め
部材、17…フレッシュコンクリート、18…既設コンクリ
ート、19…クッション材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自走台車上に設けられたターンテーブルに
   上下，左右の方向ジャッキを装着し、前記上下方向ジャ
   ッキの先端には頂部型枠を取着し、該頂部型枠の両端に
   回動自在にウイング型枠を延設するとともに、摺動ジャ
   ッキで前記ウイング型枠から出没自在な摺動型枠を前記
   ウイング型枠に嵌挿して設けた型枠装置を形成後、該型
   枠装置をトンネル坑内の所定位置に自走させて停止し、
   前記上下方向ジャッキで頂部型枠を所定位置に配設し、
   左右方向ジャッキで前記ウイング型枠を拡開させ、その
   後、摺動ジャッキを作動させて摺動型枠を掘削壁面に沿
   うように伸出させてその先端をズリ部分に当接させ、こ
   れらの型枠を掘削壁面に沿って展開させて所定位置に配
   設し、これらの型枠と地山との間隙にフレッシュコンク
   リートを充填した後、前記上下方向ジャッキとウイング
   型枠用及び摺動型枠用の左右方向ジャッキとを用いて、
   型枠全体で前記フレッシュコンクリートを加圧保持し、
   コンクリートの所要強度発現後に、前記各ジャッキを作
   動させて、前記摺動型枠をウイング型枠に没入させると
   共にウイング型枠と頂部型枠とを自走台車に縮退させ、
   所定の待避場所に前記型枠装置を移動させることを特徴
   としてなるトンネル覆工方法。
2. 【請求項２】自走台車と、該自走台車上のターンテーブ
   ルに装着された上下，左右の方向ジャッキと、この方向
   ジャッキに支承される型枠と、該型枠の所望箇所に穿設
   された打設孔とからなり、前記上下方向ジャッキの先端
   には頂部型枠が取着され、該頂部型枠の両端にヒンジを
   介して回動自在にウイング型枠を延設すると共に、前記
   左右方向ジャッキで該ウイング型枠を拡開させるように
   したコンクリート一次覆工用の型枠装置において、 前記ウイング型枠に軸支された摺動ジャッキによって該
   ウイング型枠から出没自在な摺動型枠を前記ウイング型
   枠に嵌挿して設け、前記ウイング型枠を拡開させる左右
   方向ジャッキの先端に該ウイング型枠と係合し且つ摺接
   するローラーを設け、前記摺動型枠を加圧する左右方向
   ジャッキを設けると共に該ジャッキの先端に前記摺動型
   枠の表面に摺接するローラーを設け、路盤のズリ部分に
   上から下へ前記摺動型枠を当接させるようにしたことを
   特徴としてなる型枠装置。