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技術 大断面シールドトンネルの覆工方法およびトンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材

出願人 大豊建設株式会社足立紀尚
発明者 足立紀尚加島豊
出願日 1998年8月28日 (21年9ヶ月経過) 出願番号 1998-243202
公開日 2000年3月7日 (20年3ヶ月経過) 公開番号 2000-073695
状態 特許登録済
技術分野 トンネルの覆工・支保
主要キーワード 両ピース 枠リング リング継手 ボルト通し孔 外殻体 発進基地 シールド筒 空気抜き用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年3月7日)のものです。
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図面 (20)

課題

運搬費を含む工事費を削減でき、しかも組立施工能率の向上を図り得る大断面シールトンネル覆工方法を提供する。

解決手段

シールド機1の後部でシェル型に形成された複数の覆工枠ピース20をトンネルの周方向シール材34をはさん締結して覆工枠リング37を組み立て、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37をシール材38をはさんで連結し、シェル型に形成された複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を組み立てるとともに、この支保枠リング52を覆工枠リング37の内部に組み付け、覆工枠リング37と支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し、この生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、前記覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによりトンネル覆工体55を形成するようにした。

概要

背景

道路等に用いる大断面シールトンネル構築する際、従来は覆工体として鉄筋コンクリート製セグメントピースを組み立てて行く方法と、場所打ちコンクリートによる工法とがある。

概要

運搬費を含む工事費を削減でき、しかも組立施工能率の向上を図り得る大断面シールドトンネルの覆工方法を提供する。

シールド機1の後部でシェル型に形成された複数の覆工枠ピース20をトンネルの周方向シール材34をはさん締結して覆工枠リング37を組み立て、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37をシール材38をはさんで連結し、シェル型に形成された複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を組み立てるとともに、この支保枠リング52を覆工枠リング37の内部に組み付け、覆工枠リング37と支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し、この生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、前記覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによりトンネル覆工体55を形成するようにした。

目的

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、運搬費を含む工事費を削減でき、しかも組立施工能率の向上を図り得る大断面シールドトンネルの覆工方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、トンネル覆工体の継手部分からの漏水を防止でき、かつ地震時にも対応し得る大断面シールドトンネルの覆工方法を提供することにある。

さらに、本発明の他の目的は、大断面シールドトンネルのトンネル覆工体を構築するために有効なトンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

シールド機(1)の後部でシェル型に形成された複数の覆工ピース20をトンネル周方向締結して覆工枠リング37を組み立て、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37を連結し、シェル型に形成された複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を組み立てるとともに、この支保枠リング52を前記覆工枠リング37の内部に組み付け、前記覆工枠リング37と支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し、この生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、前記覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによりトンネル覆工体55を形成する、ことを特徴とする大断面シールドトンネルの覆工方法。

請求項2

コンクリート型枠用の覆工枠リング37を構成するための覆工枠ピース20と、同コンクリート型枠用の支保枠リング52を構成するための支保枠ピース40とを有し、前記覆工枠ピース20を外殻体と、これの内部に組み込まれた骨組みとにより形成し、前記外殻体を外板21と、トンネルの周方向のピース継手板22,22と、トンネルの軸方向のリング継手板23,23とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、少なくとも各ピース継手板22に生コンクリート流通用の開口部24を形成し、前記支保枠ピース40を少なくとも外殻体と、生コンクリート用注入口45とを備えて構成し、前記外殻体を外板41と、トンネルの周方向のピース継手板42,42と、トンネルの軸方向のリング継手板43,43とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、前記生コンクリート用の注入口45を選択された支保枠ピース40の外板41に、予めまたは現地で設けた、ことを特徴とするトンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材

技術分野

0001

本発明は、道路等の大断面シールトンネル覆工方法と、この方法を実施するために使用するトンネル覆工構築用コンクリート型枠構成部材に関する。

背景技術

0002

道路等に用いる大断面シールドトンネルを構築する際、従来は覆工体として鉄筋コンクリート製セグメントピースを組み立てて行く方法と、場所打ちコンクリートによる工法とがある。

発明が解決しようとする課題

0003

しかし、鉄筋コンクリート製のセグメントピースを組み立てる工法には、次のような問題があった。
(1)セグメントピースは、二次製品のため、現地への運搬費を含めて工事費が高くなる。
(2)大断面シールドトンネルに用いるセグメントピースは、大きくて重いため、運搬が困難である。
(3)セグメントピース同士の継手に大きな剛性を必要とし、継手が高価になる。
(4)セグメントピースが重いことに鑑み、1ピースを小さくして分割数を増やし、重量を軽くした場合には、継手の数が増えて高価になり、また組立施工能率が悪くなる。

0004

一方、覆工体を場所打ちコンクリートとする工法には、次のような問題がある。 (1)コンクリート打ち継ぎ目ができるため、この打ち継ぎ目から漏水のおそれがある。
(2)トンネルの軸方向にコンクリートが一体化されているため、収縮によるひび割れが発生しやすい。
(3)コンクリートの覆工体に継手がないため、地震時の変形等に対応しにくい。

0005

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、運搬費を含む工事費を削減でき、しかも組立施工能率の向上を図り得る大断面シールドトンネルの覆工方法を提供することにある。

0006

また、本発明の他の目的は、トンネル覆工体の継手部分からの漏水を防止でき、かつ地震時にも対応し得る大断面シールドトンネルの覆工方法を提供することにある。

0007

さらに、本発明の他の目的は、大断面シールドトンネルのトンネル覆工体を構築するために有効なトンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

前記目的を達成するため、本発明覆工方法では、シールド機(1)の後部でシェル型に形成された複数の覆工枠ピース20をトンネルの周方向シール材34をはさん締結して覆工枠リング37を組み立て、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37をシール材38をはさんで連結し、シェル型に形成された複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を組み立てるとともに、この支保枠リング52を前記覆工枠リング37の内部に組み付け、前記覆工枠リング37と支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し、この生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、前記覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによりトンネル覆工体55を形成するようにしている。

0009

また、前記目的を達成するため、本発明ではコンクリート型枠用の覆工枠リング37を構成するための覆工枠ピース20と、同コンクリート型枠用の支保枠リング52を構成するための支保枠ピース40とを有し、前記覆工枠ピース20を外殻体と、これの内部に組み込まれた骨組みとにより形成し、前記外殻体を外板21と、トンネルの周方向のピース継手板22,22と、トンネルの軸方向のリング継手板23,23とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、少なくとも各ピース継手板22に生コンクリート流通用の開口部24を形成し、前記支保枠ピース40を少なくとも外殻体と、生コンクリート用注入口45とを備えて構成し、前記外殻体を外板41と、トンネルの周方向のピース継手板42,42と、トンネルの軸方向のリング継手板43,43とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、前記生コンクリート用の注入口45を選択された支保枠ピース40の外板41に、予めまたは現地で設けている。

発明を実施するための最良の形態

0010

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

0011

図1図9は大断面シールドトンネルの掘進,トンネル覆工体の構築過程および完成状態を示す。

0012

これらの図に示す実施例では、シールド機1により地山14の切羽15′を掘削し、大断面シールドトンネル16を掘進する。

0013

そのシールド機1は、図1に示すように、シールド筒2と、隔壁3と、フード4と、互いに所定の間隔をおいて配置されかつ隔壁3に支持された複数のカッタ駆動装置5と、各カッタ駆動装置5に駆動連結された複数のクランク6と、多数のカッタビット(図示省略)が植設されかつ前記複数のクランク6に共通に取り付けられたカッタ7と、掘削土砂チャンバ8と、排土装置9と、シールドジャッキ10と、シールド筒2の内部後方に確保されたシールドテール部11と、シールド筒2の後部に連結されたテールプレート12と、このテールプレート12の後部に設けられたテールシール13と、裏込め注入装置14(図2参照)等を備えている。

0014

そして、このシールド機1では複数のカッタ駆動装置5を同期的に駆動させ、これに連結された複数のクランク6によりカッタ7を平行リンク的に回動させ、シールドジャッキ10によりカッタ7に推力を与え、切羽15′を掘削する。なお、図1図4において、符号15は地山を示す。

0015

しかして、カッタ7による掘削土砂をチャンバ8に取り込み、所定の圧力に保って切羽15′の崩壊を防ぎつつ、排土装置9に取り込み、シールドテール部11を通ってトンネル16の後方へ搬出する。

0016

以上の掘削作業を繰り返して行い、トンネル16を所定距離掘進し、掘進後、シールドジャッキ10を縮小させる。

0017

ところで、トンネル16の掘進後、その内部にトンネル覆工体を構築するには、図1図2図5および図6から分かるように、まずシールドテール部11において、複数の覆工枠ピース20と、1個の覆工枠キーピース20′とにより覆工枠リング37を組み立て、シールドテール部11に設置する。

0018

次に、覆工枠リング37の内部において、複数の支保枠ピース40と、1個の支保枠キーピース40′とにより支保枠リング52を組み立て、図1図3図5図7から分かるように、覆工枠リング37に内接させて組み付ける。

0019

前記覆工枠ピース20と、覆工枠キーピース20′と、支保枠ピース40と、支保枠キーピース40′は主に工場製作され、現地に運搬して使用される。あるいは、発進立坑発進基地で製作される。

0020

図10図15は覆工枠ピースの実施例を示し、図16図17は覆工枠ピース同士を組み立てた状態を示す。

0021

これらの図に示す覆工枠ピース20は、外殻体と、これの内部に組み付けられた補強材とにより形成されている。そして、この覆工枠ピース20は全体としてトンネルの周方向の当該一部分に対応する形状、つまりこの実施例ではトンネル16の上半部側に使用される覆工枠ピース20は、曲率半径の比較的小さい円弧形に、またトンネル16の下半部側に使用される覆工枠ピース20は、曲率半径の比較的大きい円弧形に形成されている。

0022

前記覆工枠ピース20の外殻体は、図10図12に示すように、外板21と、トンネルの周方向のピース継手板22,22と、トンネルの軸方向のリング継手板23,23とを一体に組み合わせたシェル型に形成されている。これら外板21と、各ピース継手板22と、各リング継手板23とは鋼板により作成されている。各ピース継手板22は、トンネルの半径方向に所定の問題をおいて取り付けられた2枚の板材22a,22bで形成されており、この2枚の板材22a,22b間には生コンクリート流通用の開口部24が形成されている。さらに、各ピース継手板22の板材22a,22bにはトンネルの軸方向に所定の間隔をおいて複数のボルト通し孔25が設けられている。また、各リング継手板23にはトンネルの周方向に所定の間隔をおいて複数のボルト通し孔25が設けられている。

0023

前記外殻体のピース継手板22は、トンネルの周方向に隣接する覆工枠ピース20の外殻体のピース継手板22とにより、ピース継手部32を形成するものである。

0024

また、前記外殻体のリング継手板23は、複数の覆工枠ピース20を連結することによって形成された当該覆工枠リング37と、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37のリング継手板23とにより、リング継手部33を形成するものである。

0025

前記覆工枠ピース20の骨組みは、図11図15に示すように、複数の桁材26と、配力鉄筋31とにより構成されている。各桁材26は、図11図13に示す実施例では、平鋼製の外桁27と、L形鋼製の内桁28とを鋼材製で柱状の連結材29で連結したラーメン構造に形成されている。前記桁材26は、トンネルの軸方向に所定の間隔をおいて配置され、外殻体の内部に固定されている。前記配力鉄筋31は、桁材26の列を通って張りめぐらされ、外殻体の内部に固定されている。

0026

また、覆工枠ピース20の骨組みの桁材26における図14に示す実施例のものは、L形鋼製の外桁27と、平鋼製の内桁28とを鋼材製で柱状の連結材29で連結したラーメン構造に形成されている。

0027

さらに、補強材の桁材26における図15に示す実施例のものは、それぞれ鋼材製の外桁27と内桁28とを鋼材製で柱状の連結材29で連結するとともに、外桁27と内桁28間に鋼材製の斜材30を取り付けたトラス構造に形成されている。

0028

なお、前記桁材26は前述のラーメン構造やトラス構造に限らず、プレートガーダ構造等に構成してもよい。

0029

前記覆工枠キーピース20′(図6参照)は、複数の覆工枠ピース20を、一部に切欠部を有するリング状に結合した後、その切欠部にトンネルの軸方向または半径方向から挿入して覆工枠リング37を構成し得るように、挿入方向に寸法を漸減するほぼ台形に形成されている。この覆工枠キーピース20′の他の構成については、前記覆工枠ピース20と同様である。

0030

しかして、前記複数の覆工枠ピース20と1個の覆工枠キーピース20′により覆工枠リング37を組み立てるに当たっては、まずシールド1のシールドテール部11の内部において、トンネルの周方向に覆工枠ピース20を配置する。

0031

次に、トンネルの周方向に隣接する覆工枠ピース20,20のピース継手板22,22により構成されたピース継手部32に、図16に示すように、シール材34をはさみ、各ピース継手板22に設けられた複数のボルト通し孔25にそれぞれボルト35を通し、各ボルト35にナット36を嵌めて締め付ける。このとき、各ピース継手板22の板材22a,22b間に形成されている生コンクリート流通用の開口部24をシール材34で塞がないようにする。

0032

以上の組立工程を繰り返して行い、複数の覆工枠ピース20を、一部に切欠部を有するリング状に組み立てる。

0033

ついで、前記切欠部に図6に示すように、覆工枠キーピース20′を挿入し、この覆工枠キーピース20′のピース継手板22と、トンネルの周方向に隣接する覆工枠ピース20のピース継手板22とにより構成されたピース継手部32にもシール材34を介装し、ボルト35とナット36とにより締結し、覆工枠リング37を組み立て、シールドテール部11に設置する。

0034

なお、前記シール材34にはゴム弾性を有する材料で形成されたもの、またはメカニカルシール等を用いる。

0035

次に、図18図20は支保枠ピースの実施例を示し、図21および図22は支保枠リングの組み立て状態を示す。

0036

これらの図に示す支保枠ピース40は、外殻体と、これの内部に組み込まれた補強材とにより形成されている。この支保枠ピース40は、全体として、前記覆工枠リング37の内周方向の当該一部分に対応する形状、すなわち覆工枠リング37の上半部側に組み付けられる支保枠ピース40は、曲率半径の比較的小さい円弧形に、覆工枠リング37の下半部側に組み付けられる支保枠ピース40は、曲率半径の比較的大きい円弧形に形成されている。

0037

前記支保枠ピース40の外殻体は、図18図20に示すように、外板41と、トンネルの周方向のピース継手板42,42と、トンネルの軸方向のリング継手板43,43とを一体に組み合わせたシェル型に形成されている。これら外板41と、各ピース継手板42と、各リング継手板43とは鋼板により形成されている。各ピース継手板42には、トンネルの軸方向に所定の間隔をおいて複数のボルト通し孔44が設けられている。また、各リング継手板43にもトンネルの周方向に所定の間隔をおいて複数のボルト通し孔44が設けられている。

0038

前記外殻体のピース継手板42は、トンネルの周方向に隣接する支保枠ピース40の外殻体のピース継手板42とにより、ピース継手部48を構成するものである。

0039

また、前記リング継手板43は、複数の支保枠ピース40を連結することによって形成された当該支保枠リング52と、トンネルの軸方向に隣接する支保枠リング52のリング継手板43とにより、リング継手部49を構成するものである。

0040

選択された支保枠ピース40の外板41には、生コンクリート用の注入口45が設けられている。

0041

前記支保枠ピース40の補強材は、図19および図20に示すように、複数の縦桁46と、横桁47とで形成されている。前記縦桁46は、L形鋼で形成されており、外殻体の内部でトンネルの周方向に所定の間隔をおいて配置され、外殻体の外板41と、両リング継手板43,43に溶接して固定されている。一方、横桁47は平鋼で形成されており、外殻体の内部においてトンネルの軸方向のほぼ中央部に配置され、外殻体の外板41と、両ピース継手板42,42と、各縦桁46に溶接して取り付けられている。

0042

前記支保枠キーピース40′(図7参照)は、複数の支保枠ピース40により、一部に切欠部を有するリング状に組み立てられた後、その切欠部にトンネルの軸方向または半径方向から挿入して支保枠リング52を構成し得るように、挿入方向に寸法を漸減するほぼ台形に形成されている。この支保枠キーピース40′の他の構成については、前記支保枠ピース40と同様である。

0043

そして、前記複数の支保枠ピース40により支保枠リング52を組み立てるには、前述のごとくシールドテール部11で組み立てられかつシールドテール部11に設置されている覆工枠リング37の内部に、支保枠ピース40を配置し、図21に示すように、トンネルの周方向に隣接する支保枠ピース40,40のピース継手板42,42により構成されたピース継手部48において、各ピース継手板42に設けられた複数のボルト通し孔44にそれぞれボルト50を通し、各ボルト50にナット51を嵌めて締め付ける。

0044

以上の組立工程を繰り返して行い、複数の支保枠ピース40を、一部に切欠部を有するリング状に組み立てる。

0045

ついで、前記切欠部からなる支保枠キーピース挿入部に図7に示すように、支保枠キーピース40′を組み付け、この支保枠キーピース40′のピース継手板42と、トンネルの周方向に隣接する支保枠ピース40のピース継手板42とにより構成されたピース継手部48において、各ピース継手板42に設けられている複数のボルト通し孔44のそれぞれにボルト50を挿通し、各ボルト50にナット51を嵌めて締め付け、支保枠リング52を組み立て、覆工枠リング37に内接させて組み付ける。

0046

これにより、図7から分かるように、覆工枠ピース20の外板21を外型枠、同覆工枠ピース20のリング継手板23を妻型枠、支保枠ピース40の外板41を内型枠とするトンネル覆工体構築用のコンクリート型枠が形成される。

0047

前述のごとく、覆工枠リング37の内部に支保枠リング52を組み付けた後、図1に示すように、選択された支保枠ピース40に設けられた生コンクリート用の注入口45に、注入ホース53を接続する。そして、前記コンクリート注入ホース53および注入口45を通じて覆工枠リング37の内部に生コンクリート54′を注入する。その生コンクリート54′は、覆工枠ピース20のピース継手板22に形成された開口部24を通じて流れ、やがて覆工枠リング37の内部に充填される。

0048

前記生コンクリート54′には、覆工枠リング37の内部へ速やかに、しかも十分に充填するため、流動性のよいものを使用することが好ましい。

0049

前述のごとく支保枠リング52を組み立て、覆工枠リング37の内部に組み付けた後、再びカッタ7に回転力を与え、かつ支保枠リング52に反力を取ってシールドジャッキ10を伸長せしめ、切羽15を掘削する。このようにして、トンネルを所定距離掘進する。

0050

かかるシールド1の推進時、支保枠リング52の支保枠ピース40の外板41と、覆工枠リング37の内部に充填され,硬化したコンクリート54との付着力および摩擦力により反力を得る。

0051

そして、所定距離掘進後、シールドジャッキ10を縮小し、シールドテール部11で再び覆工枠リング37を組み立てる。続いて、この覆工枠リング37の覆工枠ピース20のリング継手板23と、前工程で組み立てられている覆工枠リング37の覆工枠ピース20のリング継手板23とによって構成されたリング継手部33に図17に示すように、シール材38をはさみ、各リング継手板23に設けられた複数のボルト通し孔25のそれぞれにボルト35を差し込み、各ボルト35にナット36を嵌めて締め付け、前工程で組み立てられた覆工枠リング37に、後工程で組み立てられた覆工枠リング37を一体に連結する。

0052

ついで、後工程で組み立てられた覆工枠リング37の内部において、再び支保枠リング52を組み立てる。そして、この支保枠リング52の支保枠ピース40のリング継手板43と、前工程で組み立てられている支保枠リング52のリング継手板43とにより構成されたリング継手部49の、各リング継手板43に設けられたボルト通し孔44のそれぞれにボルト50を差し込み、各ボルト50にナット51を嵌めて締め付け、前工程で組み立てられた支保枠リング52に、後工程で組み立てられた支保枠リング52を一体に連結し、再び覆工枠リング37と支保枠リング52とにより、コンクリート型枠を形成する。

0053

続いて、後工程で形成された前記コンクリート型枠の内部に、後工程で組み立てられた支保枠リング52の支保枠ピース40に設けられた注入口45を通じて再び生コンクリート54′を流し込み、充填させる。

0054

また、後工程で組み立てられた前記支保枠リング52に反力を取って、再びシールド1を推進させる。

0055

前記シールド1の推進と同時に、図2に示す裏込め注入装置14により、地山15と覆工枠リング37間の周隙に裏込め56を注入する。

0056

前記覆工枠リング37がテールシール13から地山15に出た状態では、覆工枠リング37は覆工枠ピース20の外板21から桁材26を通じて土水圧や裏込め圧等の外力を、コンクリート54を介さずに、支保枠リング52に伝達する。

0057

ついで、コンクリート型枠の内部に充填された生コンクリート54′が硬化し、十分に強度が発現したものから、順次支保枠リング52を解体する。そして、解体した支保枠ピース40と支保枠キーピース40′を再使用する。

0058

このようにして形成されたトンネル覆工体55は、覆工枠リング37とコンクリート54とによる鋼・コンクリート合成構造として、土水圧等の外力に対抗する。そして、覆工枠リング37を構成している覆工枠ピース20の外板21と外桁27および内桁28は、鋼・コンクリート合成構造としての引張部材として作用し、連結材29と斜材30はせん断補強材として作用する。また、配力鉄筋31は桁材26とコンクリート54とを一体化させ、応力を均等に分布させることや、ひび割れ防止等の働きをする。

0059

以上の作業工程を繰り返して行い、覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによるコンクリート覆工体55を形成する。

0060

以上説明した本発明のこの実施例によれば、覆工枠ピース20、覆工枠キーピース20′、支保枠ピース40および支保枠キーピース40′を、外殻体と、その内部に組み込まれた補強材とによるシェル型に形成しているので、これらの部材は軽量で取り扱いやすいため、生産工場等から現地に容易に運搬できるし、現地で覆工枠ピース20と覆工枠キーピース20′による覆工枠リング37の組み立て、支保枠ピース40と支保枠キーピース40′とによる支保枠リング52の組み立て、これら覆工枠リング37と支保枠リング52とによるコンクリート型枠の組み立てを簡単にかつ安全に行うことができる。また、コンクリート型枠の構成部材である前記覆工枠ピース20および支保枠ピース40の1ピースを相対的に大きくできるため、継手部の数を少なくすることができ、したがってコストを削減できるし、組立施工能率の向上を図ることができる。

0061

しかも、コンクリート型枠の内部に注入された生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、支保枠ピース40と支保枠キーピース40′とを再使用できるので、トンネル内に搬入する部材の個数を少なくすることができる。

0062

さらに、コンクリート54とでトンネル覆工体55を構成している覆工枠リング37は、トンネルの周方向のピース継手部32にシール材34をはさみ、ボルト35とナット36で締め付けた構造としており、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37のリング継手部33にもシール材38をはさみ、ボルト35とナット36で締め付けた構造としているので、地山側からの土水圧による変形および収縮に伴うひび割れや、漏水等のトラブルを未然に防ぐことができるし、地震時の変形にも対応することができる。

0063

なお、本発明では覆工枠ピース20および支保枠ピース40の外殻体の内部に組み込む補強材は、各種鋼材のみで形成してもよく、鉄筋のみで形成してもよく、図に示すごとくこれらを組み合わせて形成してもよい。

0064

また、選択された覆工枠ピース20のリング継手板23にも生コンクリート流通用の開口部を形成し、その覆工枠ピース20により複数の覆工枠リング37を組み立てた後、この複数の覆工枠リング37にわたって同時に生コンクリート54′を注入するようにしてもよい。

0065

また、生コンクリート54′の注入,充填時に、覆工枠リング37と支保枠リング52の間から生コンクリート54′が漏洩しないように、覆工枠リング37の覆工枠ピース20のリング継手板23と支保枠リング52の支保枠ピース40の外板41の接合面にシール材を介装し、必要に応じて三者をボルト,ナットで締結するようにしてもよい。

0066

さらに、覆工枠リング37の最上部付近に使用する覆工枠ピース20の桁材26の外桁27に、空気抜き用の孔または切り欠きを設け、生コンクリート54′を覆工枠リング37の内部に速やかに充填し得るようにしてもよい。

0067

そして、生コンクリート54′に早強度コンクリートを使用し、覆工枠リング37がテールシール13から地山15側に出た状態でコンクリート54にある程度の強度が期待できる場合、土水圧等の外力を覆工枠リング37と支保枠リング52の両方で対抗させることができる。

発明の効果

0068

以上説明したように、本発明覆工方法ではシェル型に形成された複数の覆工枠ピース20と、シェル型で複数の支保枠ピース40とを工場あるいはシールド発進基地等で製作しておき、現地に運搬し、シールドテール部11でこれらの部材によりコンクリート型枠を組み立て、そのコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し,硬化させ、コンクリート型枠を構成している覆工枠リング37と、コンクリート54とによるトンネル覆工体55を形成するようにしており、前記コンクリート型枠を構成する部材である覆工枠ピース20と支保枠ピース40は軽量で取り扱いやすいため、運搬費を含む工事費を削減できること、前記覆工枠ピース20と支保枠ピース40は軽量であるため、相対的に大きく製作できるので、継手部分を少なくして組立施工能率を向上させ得ること、コンクリート型枠の内部に充填された生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、その支保枠ピース40を再使用できるので、トンネル内に搬入する部材の個数を削減できること等が相俟ち、トンネル覆工のコストを大幅に低減し得る効果がある。

0069

また、本発明覆工方法では複数の覆工枠ピース20をトンネルの周方向にシール材34をはさんで締結して覆工枠リング37を組み立て、トンネルの軸方向に隣接する覆工枠リング37,37をシール材38をはさんで連結し、複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を組み立てるとともに、覆工枠リング37の内部に組み付け、前記覆工枠リング37と支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠の内部に生コンクリート54′を充填し、生コンクリート54′の硬化後、支保枠リング52を解体し、前記覆工枠リング37と、これの内部に打設されたコンクリート54とによりトンネル覆工体55を形成するようにしており、このトンネル覆工体55は鋼・コンクリート合成構造であるため、土水圧等の外力に対して耐久性が大きいことはもとより、土水圧による変形および収縮に伴うひび割れや、漏水等のトラブルを未然に防ぎ得る効果があり、地震時の変形にも対応し得る効果がある。

0070

そして、本発明トンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材は、コンクリート型枠の覆工枠リング37を構成するための覆工枠ピース20と、同コンクリート型枠の支保枠リング52を構成するための支保枠ピース40とを有し、前記覆工枠ピース20を外殻体と、これの内部に組み込まれた補強材とにより形成し、その外殻体を外板21と、トンネルの周方向のピース継手板22,22と、トンネルの軸方向のリング継手板23,23とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、少なくとも各ピース継手板22に、生コンクリート流通用の開口部24を形成しており、前記支保枠ピース40を、少なくとも外殻体と、生コンクリート用の注入口45とにより形成し、その外殻体を外板41と、トンネルの周方向の継手板42,42と、トンネルの軸方向のリング継手板43,43とを一体に組み合わせたシェル型に形成し、前記注入口45を外殻体の外板41に予めまたは現地で設けるようにしており、前記覆工枠ピース20および支保枠ピース40とも軽量に形成できるため、運搬や組み立てに際して取り扱いやすいという効果があり、複数の覆工枠ピース20をトンネルの周方向に締結して覆工枠リング37を形成し、その内部に複数の支保枠ピース40をトンネルの周方向に締結して支保枠リング52を形成し、前記覆工枠リング37と、その内部に組み付けられた支保枠リング52とによりコンクリート型枠を形成し、このコンクリート型枠を利用してトンネル覆工体55を形成できるので、前記本発明覆工方法を確実に実施できる効果がある。

図面の簡単な説明

0071

図1本発明大断面シールドトンネルの覆工方法の実施態様を示す縦断側面図である。
図2図1のA−A線断面図である。
図3図1のB−B線断面図である。
図4図1のC−C線断面図である。
図5図1のD部分の拡大図である。
図6図5のE−E線断面図である。
図7図5のF−F線断面図である。
図8図5のG−G線断面図である。
図9図5のH−H線断面図である。
図10トンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材の一つである覆工体ピースの斜視図である。
図11同覆工枠ピースを内側から見た斜視図である。
図12図10のI−I線断面図である。
図13覆工枠ピースを構成している桁材の一実施例を示す斜視図である。
図14同桁材の他の実施例を示す斜視図である。
図15同桁材の別の実施例を示す斜視図である。
図16覆工枠ピース同士をトンネルの周方向に継なぐピース継手部の組み立て状態を示す断面図である。
図17覆工枠リング同士をトンネルの軸方向に継なぐリング継手部の組み立て状態を示す断面図である。
図18トンネル覆工体構築用のコンクリート型枠構成部材の他の一つである支保枠ピースの斜視図である。
図19同支保枠ピースを内側から見た斜視図である。
図20図18のJ−J線断面図である。
図21支保枠ピース同士をトンネルの周方向に継なぐピース継手部の組み立て状態を示す断面図である。
図22支保枠リング同士をトンネルの軸方向に継なぐリング継手部の組み立て状態を示す断面図である。

--

0072

1シールド機
11シールドテール部
15地山
15′切羽
16 大断面シールドトンネル
20覆工枠ピース
21 覆工枠ピースの外板
22 覆工枠ピースのピース継手板
23 覆工枠ピースのリング継手板
24生コンクリート流通用の開口部
25ボルト通し孔
26 覆工枠ピースの桁材
31 覆工枠ピースの配力鉄筋
32 ピース継手部
33 リング継手部
34 覆工枠ピース同士の周方向のシール材
35ボルト
36ナット
37 覆工枠リング
38 覆工枠リング同士の軸方向のシール材
40支保枠ピース
41 支保枠ピースの外板
42 支保枠ピースのピース継手板
43 支保枠ピースのリング継手板
44 ボルト通し孔
45 生コンクリートの注入口
46 支保枠ピースの縦桁
47 支保枠ピースの横桁
48 ピース継手部
49 リング継手部
50 ボルト
51 ナット
52 支保枠リング
54硬化したコンクリート
54′ 生コンクリート
55トンネル覆工体

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