JPH0791952B2 - トンネル覆工用の型枠装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトンネル覆工用の型枠装置に係り、特に偏心し
た掘進等により生じた不均一な覆工厚に応じて妻型枠の
高さを調整できるようにしたトンネル覆工用の型枠装置
に関する。

〔従来の技術〕

一般にトンネル工事においては、設計内空断面を確保す
るために鉄筋コンクリート等による二次覆工が施工され
ている。山岳トンネルでは掘削に発破工法を用いること
が多いので、余掘り等により一時覆工に偏心が生じやす
い。このため、一次覆工の内側に施工される二次覆工コ
ンクリートの覆工厚が不均一となることが多く、二次覆
工コンクリート施工用のセントル装置の妻型枠は合板な
どにより現場で製作されている。また、シールドトンネ
ルでは、掘削地盤の内面にコンクリートセグメント等を
組み立てて一次覆工として耐力を負担しているが、水路
トンネルのように二次覆工コンクリートを施工する場合
も多い。このとき、シールド掘削機が蛇行し、シールド
トンネルの中心が偏心している場合もある、二次覆工コ
ンクリートを施工する場合には山岳トンネルと同様にセ
ントル装置の妻型枠は合板などにより現場で製作されて
いる。

ところで、近年、シールドトンネルにおいて、施工の迅
速化や省力化のための工法として、いわゆる直打ちコン
クリートライニング工法が普及してきている。この直打
ちコンクリートライニング工法は、高価で組立てが面倒
なセグメントを施工せずに、シールド掘削機の掘進と同
時に掘削機のテール部で内側型枠を組み立てて、直かに
覆工コンクリートを打設するものである。この工法によ
れば、セグメントを組み立てることなしに覆工コンクリ
ートを連続的に打設できるので、覆工コンクリートの迅
速な施工が可能になるとともに、継ぎ目が発生せず、止
水や構造上の弱点をなくすことができる。また、まだ固
まらないコンクリートをテールボイドに充填しながらシ
ールド掘削機を堆進させるので、裏込め注入等を必要と
しないという利点を有する。

一方、この工法では覆工コンクリートを連続的に打設す
るために、掘削機のテール部に内側型枠を順次組み立て
ためのエレクタ装置や妻型枠が装着されたプレスジャッ
キ等の型枠装置を備えなければならない。このうち、妻
型枠は連続的に打設されたコンクリートが切羽側に流れ
ないようにせき板の役目を果しており、上記内側型枠の
外周面とシールド掘削機のテール部のスキンプレートの
内周面との間に密着できるように所定寸法の環状に形成
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述の型枠装置ではシールド掘削機は蛇
行してシールドトンネルの中心が偏心している場合に
は、覆工厚が不均一なるため上記内側型枠の外周面と掘
削機のテール部のスキンプレートの内周面との間に隙間
が生じてしまい、その部分の型枠を現場で製作しなけれ
ばならず、コンクリートの打設が中断してしまうという
問題がある。また、山岳トンネルや通常のシールドトン
ネルではセントル装置の妻型枠は、すべて現場で寸法を
とって製作しなければならず、施工性が劣るという問題
もある。

そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する
問題点を解消し、偏心等により覆工厚が不均一な場合に
も、連続的に妻型枠の高さを調整して覆工厚にあわせる
ことができるトンネル覆工用の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〕 上記目的を達成するために、本発明は妻型枠が、内側型
枠の外周面に沿ってトンネル軸方向に摺動自在な内周リ
ング型枠と、この内周リング型枠に放射状に配設され、
上記内周リング型枠をトンネル軸に直角な平面内を移動
可能なトンネルの半径方向に伸縮自在なアクチュエータ
15と、外径寸法が上記掘削機のスキンプレートの内径に
ほぼ等しく、アクチュエータの作動時に、上記内周リン
グ型枠の移動を案内する外周リング型枠と、内周リング
型枠を切羽側から支持するとともに、この内周リング型
枠をトンネル軸方向に移動可能なプレスジャッキとから
なることを特徴とするものである。

〔作用〕

本発明によれば、妻型枠のせき板を内側型枠の外周面に
沿ってトンネル軸方向に摺動自在な内周リング型枠と、
外径寸法が掘削機のスキンプレートの内径にほぼ等しい
外周リング型枠とで構成し、この内周リング型枠と外周
リング型枠とを上記内周リング型枠に放射状に配設さ
れ、トンネルの半径方向に伸縮自在なアクチュエータで
連結し、上記内周リング型枠をアクチュエータの作動に
よりトンネル軸に直角な平面内を移動できるようにし、
プレスジャッキで内周リング型枠を切羽側から支持する
とともに、この内周リング型枠をトンネル軸方向に移動
できるようにしたので、アクチュエータの作動により内
周リング型枠を移動させ、外周リング型枠との重なり量
を変えることで妻型枠の高さを調整でき、これにより所
定の覆工厚を確保できることとなる。

〔実施例〕

以下本発明によるトンネル覆工用の型枠装置の一実施例
を直打ちコンクリートライニング工法を例に第１図乃至
第４図を参照して説明する。

第１図において、図中符号１はシールド掘削機１を示し
ており、このシールド掘削機１の外殻はスキンプレート
２とカッタ３とから構成されている。このスキンプレー
ト２は円筒形状をなし、その前部に回転して地盤を円板
状をなし、その前部に回転して地盤を掘削する円板状の
カッタ３が取付けられている。また、カッタ３の前面に
はプレード４が配設されており、スキンプレート２の内
部のテール部には円筒形状の内側型枠５が入り込んでい
る。この内側型枠５は複数枚のアーチ状の型枠をエレク
タ装置等（図示せず）で組み立てたものであり、この内
側型枠５の所定位置に設けられたコンクリート送給ホー
ス（図示せず）を通じて生コンクリートが型枠内に供給
される。この生コンクリートが硬化して覆工コンクリー
ト６を形成する。この覆工コンクリート６には鋼繊維な
どを含有した繊維補強コンクリートを使用することが好
ましい。鋼繊維を利用することで覆工コンクリートの鉄
筋組み立て等の作業を省略することができるからであ
る。

また、この内側型枠５の先端には推進ジャッキ７のロッ
ド先端7aが結合されるとともに、この推進ジャッキ７の
本体部は上記スキンプレート２に固着されたフランジ8a
に枢着されている。したがって、このシールド掘削機１
は上記内側型枠５に反力をとりながら推進ジャッキ７を
伸長させることにより推進することができる。また、上
記フランジ8aの後方にはフランジ8bが固着されており、
このフランジ8bには複数個のプレスジャッキ９が取付け
られている。各プレスジャッキ９のロッドは後方に向か
って伸び、その先端9aは球座10を介して環状の内周リン
グ型枠11に回転自在に結合されている。この内周リング
型枠11は、第２図に示したように内径寸法が内側型枠５
の外径寸法にほぼ等しく、内側型枠５の外周面に沿って
トンネル軸方向に摺動自在に外嵌されており、上記球座
10により常にトンネル軸に直角な平面を保持しながら移
動できるようになっている。また、この内周リング型枠
11は、せき板11aと球座取付板11bとにより半径断面がほ
ぼコ字形に形成されており、コンクリート側のせき板11
aの高さは覆工厚のほぼ半分となるようにわずかに低く
なっている。このせき板11aの下端の内側型枠５との間
にはシールパッキン12が装着される一方、天面には面取
り11cが施されている。さらに、この内周リング型枠11
の凹部には環状の外周リング型枠13が担持されている。
この外周リング型枠13は平板を折曲加工されて形成され
ており、コンクリート側はせき板面13aを構成し、スキ
ンプレート２との間にはシールパッキン14が装着されて
いる。また、この外周リング型枠13の内部には複数個の
アクチュエータ15が放射状に配置されている。このアク
チュエータ15は内周リング型枠11の外周に一定の間隔を
あけて固着されており、そのロッドの先端15aで外周リ
ング型枠13を内側から均等に押圧できるようになってい
る。本実施例では12個のアクチュエータ15が内周リング
型枠11上にトンネルの半径方向に伸縮できるように配設
されている。

第３図は切羽側から見た妻型枠の部分を示しており、上
記アクチュエータ15の配置されている内周リング型枠11
と外周リング型枠13の位置には切欠き16、17が設けられ
ている。この切欠き16、17からはアクチュエータ15の作
動状況が観察できるようになっている。また、この切欠
き16を仕切るように設けられた球座取付板11bにはプレ
スジャッキ９の先端9aが球座10を介して結合されてい
る。

次に、偏心して掘削されたトンネルの覆工厚に応じて、
妻型枠の内周リング型枠の位置を調整する方法について
説明する。

第３図において、図中符号Csはシールド掘削機１の横断
面の中心位置を示しており、図中符号Ctはシールドトン
ネルの設計内空断面の中心位置を示している。内側型枠
５はこの基準点Ctの位置を中心点として上記シールド掘
削機１のテール部で順次組み立てられる。このとき、素
掘り状態のトンネルの中心位置はCsと一致し、設計内空
断面の中心位置より上方にδだけ偏心している。設計ト
ンネル覆工厚をＴとすると、トンネル天端の覆工厚Tcと
トンネル底部の覆工厚Tbは、 Tc＝Ｔ＋δ、Tb＝Ｔ−δ となる。そこで、内周リング型枠11の中心位置をトンネ
ルの設計中心位置に一致するように上記アクチュエータ
15を作動させると、この内周リング型枠11は覆工厚が均
一な厚さＴとなるような基準位置より下方にδ/2だけ移
動し、妻型枠は所定の覆工厚Tc、Tbの高さを確保するこ
とができる。そして、この内周リング型枠11の内側に内
側型枠５を組み立てれば、トンネルは正規の位置に設計
内空断面を確保することができる。その後、シールド掘
削機が前進し、妻型枠がこの部分を通過する際、アクチ
ュエータ15をフリー状態にしておいても、内周リング型
枠11は覆工厚さの変化にならって外周リング型枠13との
重なり量を変化させるようにトンネル軸に直角な平面内
を自在に移動することができる。

また、上記妻型枠が固着されているプレスジャッキ９を
伸長させることでまだ硬化していないコンクリートに圧
縮力を加えて、コンクリート表面の自立を促進させるこ
とができ、シールド掘削機１の推進に伴って前進する際
は、外周リング型枠11の移動量を小さくしてシールド掘
削機１のスキンプレート２の内面との摺動抵抗を減少さ
せることができる。

さらに、妻型枠には内周リング型枠11のせき板面11aと
外周リング型枠13のせき板面13aとにより段差が設けら
れているので、所定の距離をあけて誘発目的を施工する
場合に、かぎ形の打継ぎ目を形成することができ、この
形状によりせん断抵抗力を負担できるとともに、高いし
ゃ水性を保持することもできる。

以上、本発明による型枠装置の実施例をいわゆる直打ち
コンクリートライニング工法に適用させた場合について
述べたが、本発明による型枠装置は、山岳トンネルの二
次覆工コンクリート施工用のセントル装置の妻型枠にも
適用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、妻型
枠を内周リング型枠と外周リング型枠とで構成し、上記
内周リング型枠をアクチュエータの作動によりトンネル
軸に直角な平面内を移動できるようにしたので、妻型枠
の高さを可変にすることができ、覆工厚が不均一の場合
にも覆工コンクリートを連続的に打設でき、施工の迅速
化を図ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による型枠装置を直打ちコンクリートラ
イニング工法によるシールドトンネルに適用した一実施
例を示した全体概念図、第２図は本発明による型枠装置
の妻型枠部分の一実施例を示した縦断面図、第３図は本
発明による型枠装置の妻型枠を移動させ所定覆工厚を確
保した状態を示した横断面図、第４図は同縦断面図であ
る。 ２…スキンプレート、５…内側型枠、６…覆工コンクリ
ート、９…プレスジャッキ、10…球座、11…内周リング
型枠、13…外周リング型枠、15…アクチュエータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】掘削機で地盤にトンネルを掘削し、このト
   ンネルの切羽近傍で筒状の内側型枠を順次形成し、この
   内側型枠の先端に近い外周に妻型枠をあてがい、妻型枠
   の後方に覆工コンクリートを順次施工するようなトンネ
   ル覆工用の型枠装置において、 上記妻型枠は、内側型枠の外周面に沿ってトンネル軸方
   向に摺動自在な内周リング型枠11と、この内周リング型
   枠に放射状に配設され、上記内周リング型枠をトンネル
   軸に直角な平面内を移動可能なトンネルの半径方向に伸
   縮自在なアクチュエータ15と、外径寸法が上記掘削機の
   スキンプレートの内径にほぼ等しく、アクチュエータの
   作動時に、上記内周リング型枠の移動を案内する外周リ
   ング型枠13と、内周リング型枠を切羽側から支持すると
   ともに、この内周リング型枠をトンネル軸方向に移動可
   能なプレスジャッキ９とからなることを特徴とするトン
   ネル覆工用の型枠装置。