説明

トンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法

【課題】アーチ型鉄筋を確実に自立させることができるだけでなく、トンネルの内壁面の止水性を向上できるとともに、施工性の向上やコストを低減できるトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法を提供することを目的とする。
【解決手段】鉄筋組立用台車10によって鉄筋を支持しながら、アーチ型に鉄筋を組み立て、次に、アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両端部間に張架されるタイロッド5を、トンネル1の延在方向に沿って複数並設しながら、鉄筋組立用台車10をトンネル1の先へと進行させ、その後、スライドセントル20によって、アーチ型鉄筋3を支持しながらタイロッド5を取り外し、さらに、レール受け金具22をスライドセントル20から取り外すとともにレール4をアーチ型鉄筋3から取り外し、その後、トンネル1の内壁面1aと、スライドセントル20の型枠面23との間にコンクリート8を打設する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トンネルの内壁面に沿ってコンクリートを打設する際に用いられるトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、トンネルの内壁面へのコンクリート打設は、まずトンネル周囲の地山側からの漏水の止水および地山補強のため、トンネルの内壁面に薄層の一次覆工コンクリートを吹付けた後に、厚層の二次覆工コンクリートを打設することが行われている。その際、一次覆工コンクリートと二次覆工コンクリートとの間に防水シートを介在させたり、この防水シートと一次覆工コンクリートの間に充填材を充填して水が溜まりやすい空隙をなくしたりするなどして、止水性を向上させることが行われている。
【0003】
また、二次覆工は、防水シートの表面にアーチ型に鉄筋を組み立ててから、防水シートと型枠面との間にコンクリートを打設して行われている。ところが、このようなアーチ型鉄筋を、その形状を保持したまま自立させておくことは困難であるため、例えば、トンネルの内壁面に吊り金具を突設し、この吊り金具とアーチ型鉄筋とを連結することによって、アーチ型鉄筋を、その形状を保持したままトンネル内に立たせるようにしている(例えば、特許文献1参照)。
このような特許文献1の吊り金具は、連結ナットと、この連結ナットに螺合可能な吊ボルトと、この吊ボルトに螺合された支持ナットと、この支持ナットに固着され、アーチ型鉄筋に接合される段取り鉄筋を着脱可能に把持する鉄筋把持具とを備えている。そして、この吊り金具の連結ナットは、一次覆工コンクリート内に埋め込み設置されたH型鋼の表面に突設された固定ボルトと螺合しており、これら固定ボルトと連結ナットとの間に防水シートが挟み込まれている。
【特許文献1】実用新案登録第3077914号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献1の吊り金具をトンネルの内壁面に突設するとなると、上述のように固定ボルトと連結ナットとの間に防水シートを挟み込むことになるので、この防水シートは、固定ボルトによって貫かれることとなる。すなわち、防水シートに孔をあける必要がある。このため、固定ボルトと連結ナットとの間に止水処理を施さなければならず、手間であった。
また、このようにアーチ型鉄筋を立たせるために、上記のような吊り金具を設けたり、この吊り金具を固定するためのH型鋼等の設備を一次覆工コンクリート内に埋め込んだりすると、施工工程が多くなる場合がある。それだけでなく、吊り金具やH型鋼等の設備は覆工コンクリート内に埋められたままの状態となるため、コストがかかる場合もある。
【0005】
本発明の課題は、アーチ型鉄筋を確実に自立させることができるだけでなく、トンネルの内壁面の止水性を向上できるとともに、施工性の向上やコストを低減できるトンネルアーチコンクリート鉄筋自立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】
【0006】
請求項1に記載の発明は、トンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法であって、上部にレール受け金具が設けられた鉄筋組立用台車を、予め防水シートが内壁面に貼設されたトンネル内の所定の位置まで進入させた後、
この鉄筋組立用台車の周囲に、前記トンネルの内壁面に沿ってアーチ型に鉄筋を組み立てるとともに、このアーチ型鉄筋の上部アーチの下面に、前記トンネルの延在方向に沿ってレールを取付固定し、さらに、前記アーチ型鉄筋を、前記レールを前記レール受け金具で受けるようにして前記鉄筋組立用台車によって支持し、
次に、前記トンネルの延在方向に直交するようにして前記アーチ型鉄筋の上部アーチの両端部間に張架されるタイロッドを、前記トンネルの延在方向に沿って複数並設しながら、前記鉄筋組立用台車を前記トンネルの先へと進行させ、
その後、上部にレール受け金具が設けられたスライドセントルを、前記トンネル内の所定の位置まで進入させ、このスライドセントルによって、前記アーチ型鉄筋を、前記レールを前記レール受け金具で受けるようにして支持しながら、このスライドセントルの付近に設けられた前記タイロッドを取り外し、
このタイロッドの取り外し後、前記アーチ型鉄筋を、このアーチ型鉄筋と前記スライドセントルの型枠面との間に隙間を形成するスペーサーを介して、前記スライドセントルによって支持しながら、前記レール受け金具をスライドセントルから取り外すとともに、前記レールをアーチ型鉄筋から取り外し、
その後、前記トンネルの内壁面と、前記スライドセントルの型枠面との間にコンクリートを打設することを特徴とする。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法であって、前記鉄筋組立用台車のレール受け金具および前記スライドセントルのレール受け金具は、前記レールの延在方向に沿って回転自在な複数のローラを有するローラコンベアであることを特徴とする。
【0008】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法であって、前記アーチ型鉄筋の側部に、互いに交差させた複数のワイヤーを、前記トンネルの延在方向に沿って張設することを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、トンネルの延在方向に直交するようにしてアーチ型鉄筋の上部アーチの両端部間に張架されるタイロッドを、トンネルの延在方向に沿って複数並設するので、アーチ型鉄筋を確実に自立させておくことができる。すなわち、アーチ型鉄筋は、支えのない状態では、このアーチ型鉄筋の両側部が外側に広がり始めると同時に、上部アーチが下方に下がってきてしまい、変形が進行すると、倒壊してしまう場合がある。しかしながら、タイロッドをアーチ型鉄筋の上部アーチの両側端部間に張架することで、アーチ型鉄筋の外側への広がり変形を抑制できるとともに、上部アーチの下方への変形も抑制することができるので、トンネル内の所定の位置に、かつトンネルの延在方向に沿って組み立てられたアーチ型鉄筋を確実に自立させることが可能となる。
また、このようにタイロッドを張架することでアーチ型鉄筋を自立させておくことができるので、このアーチ型鉄筋を組み立てる作業を行うにあたって、従来とは異なり、トンネルの内壁面に吊り金具を突設したり、吊り金具を固定するための設備等を設けたりする必要がない。これによって、吊り金具や吊り金具固定用の設備にかかる分のコストを低減させることができるとともに、吊り金具を固定したり、吊り金具固定用の設備を設置したり等のようなアーチ型鉄筋を組み立てる前段階の作業を省略して施工性を向上させることができる。
さらに、このようにアーチ型鉄筋を自立させる際に、従来のような吊り金具を必要としないので、例えばボルト等によって防水シートを貫く必要がない。これによって、従来とは異なり、防水シートに対して止水処理を行う必要がなく、手間を省くとともに止水性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0011】
図1は、トンネル1の内壁面に沿ってアーチ型に鉄筋3を組み立てて、このアーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両端部間にタイロッド5を張架した状態を示したものである。
また、図2〜図4は、前記トンネル1の内壁面1aに沿って前記アーチ型鉄筋3を組み立ててから、このアーチ型鉄筋3をアンカー鉄筋としてコンクリート8を打設してトンネル1を構築する状態を示したものである。
【0012】
前記トンネル1は、図1に示すように、いわゆる馬蹄型トンネルとなっており、掘削された坑道の内壁面に薄層の一次覆工コンクリート(図示せず)を吹付けた後、この一次覆工コンクリートの表面に防水シート2を貼設することによって形成されている。なお、この防水シート2と前記一次覆工コンクリートとの間に、隙間を埋める充填材(図示せず)を充填することによって、防水シート2による止水性を向上させた状態となっている。
【0013】
前記アーチ型鉄筋3は、鉄筋組立用台車10によって、この鉄筋組立用台車10の周囲に、前記防水シート2が貼設された状態のトンネル1の内壁面1aに沿って組み立てられている。また、このアーチ型鉄筋3は、前記トンネル1の延在方向に沿って組み立てられている。
このアーチ型鉄筋3は、図1に示すように、前記トンネル1の天井部分に沿って位置する上部アーチ3aと、前記トンネル1の側壁部分に位置する両側部3bとからなる。
【0014】
また、前記上部アーチ3aの下面には、図6に示すように、前記トンネル1の延在方向に沿ってレール4が取付固定されている。このレール4としては、例えば角パイプ材が用いられている。
【0015】
前記鉄筋組立用台車10は、タイヤ等が設けられて、トンネル1内を走行するための本体走行部11と、この本体走行部11の上部に、前記レール4を受けるためのレール受け金具12とを備えている。
本実施の形態のレール受け金具12としては、前記レール4の延在方向に沿って回転自在な複数のローラ12aを有するローラコンベアが用いられている。また、このレール受け金具12は、このレール受け金具12を前記レール4の高さまで到達させるための支柱12bの上端部に取り付けられている。
【0016】
なお、本実施の形態のレール受け金具12は、図2〜図4および図6に示すように、前記本体走行部11の中央付近に一列に設けられて、前記レール4を介して前記アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの頂部に位置するようになっているが、図7に示すように、例えば二列に設けるようにしてもよい。前記レール4を二列にして設ける場合は、これらレール4と、前記アーチ型鉄筋3との間に角度調整材4aを設けて、これらレール4の下面を水平にし、これらレール4の下面と、前記レール受け金具12(22)のローラ12a(22a)の表面とが、ぴたりと接触するようにする。
なお、このことは、図6および図7に示すように、後述するスライドセントル20にも当てはまるものである。
【0017】
そして、このような鉄筋組立用台車10の周囲に、前記アーチ型鉄筋3を組み立てる作業は、図2に示すように、前記トンネル1の内壁面1aに沿ってアーチ型に鉄筋を組み立てていくとともに、前記レール4をアーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの下面に取付固定し、さらに、前記アーチ型鉄筋3を、前記レール受け金具12で前記レール4を受けるようにして鉄筋組立用台車10によって支持しながら行うようにする。
つまり、鉄筋を徐々に組み立てていく過程で、前記レール4を前記上部アーチ3aの下面に取付固定するとともに、徐々に組み立てられていく鉄筋を、前記レール受け金具12を介して前記鉄筋組立用台車10によって支持する。これによって、徐々に組み立てられて重量が増えていくアーチ型鉄筋3を、前記鉄筋組立用台車10によって確実に支持しながら、組立作業を行うことができるので、組立作業中の前記アーチ型鉄筋3の倒壊等を確実に防ぐことができる。
【0018】
以上のように組み立てられたアーチ型鉄筋3は、前記鉄筋組立用台車10を移動させた後も倒壊を防ぐ必要がある。すなわち、前記鉄筋組立用台車10は、自身の周囲にアーチ型鉄筋3を組み立てた後は、図3に示すように、トンネル1の先へと進行して、順次アーチ型鉄筋3を組み立てる必要がある。
【0019】
そこで、前記アーチ型鉄筋3には、図1に示すように、前記トンネル1の延在方向に直交するようにして前記アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両端部間にタイロッド5を張架する。このタイロッド5は、いわゆるつなぎ材であり、距離をあけて設けられた二部材の連結や引っ張りを行うためのものである。また、このようなタイロッド5は、図2〜図4に示すように、前記トンネル1の延在方向に沿って複数並設されている。
【0020】
前記タイロッド5は、前記上部アーチ3aの両端部の鉄筋部分に溶接や接合部材等によってアーチ型鉄筋3に接合されている。
このようにタイロッド5を、前記アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両端部間に張架することによって、前記アーチ型鉄筋3の外側への広がり変形を抑制できるとともに、前記上部アーチ3aの下方への変形も抑制することができるので、前記アーチ型鉄筋3を確実に自立させることが可能となる。
【0021】
なお、前記タイロッド5は、上述のように前記アーチ型鉄筋3の上下方向の倒壊を防ぐものであるが、図1〜図3に示すように、前記アーチ型鉄筋3の側部3bに、互いに交差させた複数のワイヤー7を、前記トンネル1の延在方向に沿って張設することによって、これら複数のワイヤー7は、例えば筋交いのように作用して、前記アーチ型鉄筋3にかかる水平力に対抗することができるので、前記アーチ型鉄筋3のトンネル1の延在方向への倒壊を防ぐことができる。
【0022】
以上のように前記タイロッド5および複数のワイヤー7によって自立するアーチ型鉄筋3の周囲にコンクリート8を打設してトンネル1を構築していくようにする。そして、コンクリート8を打設するには、移動式型枠であるスライドセントル20が用いられる。
【0023】
このスライドセントル20は、タイヤ等が設けられて、トンネル1内を走行するための本体走行部21と、この本体走行部21の上部に、前記レール4を受けるためのレール受け金具22と、前記アーチ型鉄筋3の内周に沿って配置可能とされ、前記トンネル1の内壁面1aとの間にコンクリート8が打設される型枠面23とを備えている。
また、この型枠面23には窓部23aが形成されており、前記レール受け金具22は、開放された状態の窓部23aから型枠面23よりも外側に突出して、前記アーチ型鉄筋3を支持している。
【0024】
また、本実施の形態のレール受け金具22としては、前記鉄筋組立用台車10と同じく、前記レール4の延在方向に沿って回転自在な複数のローラ22aを有するローラコンベアが用いられている。また、このレール受け金具22は、このレール受け金具22を前記レール4の高さまで到達させるための支柱22bの上端部に取り付けられている。
【0025】
そして、このようなスライドセントル20を用いて、前記アーチ型鉄筋3の周囲にコンクリート8を打設する作業は、まず、図3および図4に示すように、このスライドセントル20によって、前記アーチ型鉄筋3を、前記レール4を前記レール受け金具22で受けるようにして支持しながら、このスライドセントル20の付近に設けられた前記タイロッド5を取り外していく。そして、前記スライドセントル20を、前記トンネル内の所定の位置まで進入させる。
つまり、前記タイロッド5は、前記鉄筋組立用台車10がトンネル1の先へと進行してから、このスライドセントル20が進入してくるまで、前記アーチ型鉄筋3を自立させておけばよい。
【0026】
続いて、図5に示すように、前記アーチ型鉄筋3を、このアーチ型鉄筋3と前記スライドセントル20の型枠面23との間に隙間を形成するスペーサー6を介して、前記スライドセントル20によって支持する。この時、前記レール受け金具22をスライドセントル20から取り外すとともに、前記レール4をアーチ型鉄筋3から取り外すようにする。
【0027】
すなわち、前記レール受け金具22を前記スライドセントル20から取り外すのは、前記型枠面23の窓部23aを閉塞するためである。したがって、前記アーチ型鉄筋3を支持し得る範囲で、前記支柱22bを伸縮可能に形成してもよいものとする。
また、前記レール4を前記アーチ型鉄筋3から取り外すのは、打設されるコンクリート8内に埋め込む必要がないためである。これによって、前記レール4を使いまわすことができ、コストの低減を図ることができる。
さらに、前記アーチ型鉄筋3を、前記スペーサー6を介して前記スライドセントル20によって支持することで、前記アーチ型鉄筋3と型枠面23との間に隙間を形成できるので、前記トンネル1の内壁面1aと前記型枠面23との間に打設されるコンクリート8が、前記アーチ型鉄筋3よりも厚みをもって形成されることとなる、これによって前記コンクリート8は、前記アーチ型鉄筋3を露出させずに確実に内包することとなり、十分かつ強固に補強がなされたトンネル壁面を形成することが可能となる。
【0028】
前記スペーサー6は、例えば金属製やコンクリート製、樹脂性等、様々な素材のものが用いられる。また、このスペーサー6は、前記アーチ型鉄筋3と型枠面23との間に所定の隙間を形成できればよいので、必要以上に大きいものや長いものを用いずともよい。
さらに、このスペーサー6に、例えば鉄筋を把持するための把持部を具備させることで、前記アーチ型鉄筋3への取り付けが容易となる。
【0029】
その後、図4に示すように前記型枠面23の窓部23aを閉塞してから、前記トンネル1の内壁面1aと、前記スライドセントル20の型枠面23との間にコンクリート8を打設する。そして、コンクリート8を固化させた後は、前記スライドセントル20を、前記トンネル1の先へと進行させて、同様の作業を繰り返して行い、トンネル1を徐々に構築していく。
【0030】
本実施の形態によれば、前記トンネル1の延在方向に直交するようにして前記アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両端部間に張架されるタイロッド5を、前記トンネル1の延在方向に沿って複数並設するので、前記アーチ型鉄筋3を確実に自立させておくことができる。すなわち、前記アーチ型鉄筋3は、支えのない状態では、このアーチ型鉄筋3の両側部が外側に広がり始めると同時に、上部アーチ3aが下方に下がってきてしまい、変形が進行すると、倒壊してしまう場合がある。しかしながら、前記タイロッド5を、前記アーチ型鉄筋3の上部アーチ3aの両側端部間に張架することで、前記アーチ型鉄筋3の外側への広がり変形を抑制できるとともに、前記上部アーチ3の下方への変形も抑制することができるので、前記トンネル1内の所定の位置に、かつトンネル1の延在方向に沿って組み立てられたアーチ型鉄筋3を確実に自立させることが可能となる。
また、このように前記タイロッド5を張架することで、前記アーチ型鉄筋3を自立させておくことができるので、このアーチ型鉄筋3を組み立てる作業を行うにあたって、従来とは異なり、トンネル1の内壁面1aに吊り金具を突設したり、吊り金具を固定するための設備等を設けたりする必要がない。これによって、吊り金具や吊り金具固定用の設備にかかる分のコストを低減させることができるとともに、吊り金具を固定したり、吊り金具固定用の設備を設置したり等のようなアーチ型鉄筋3を組み立てる前段階の作業を省略して施工性を向上させることができる。
さらに、このように前記アーチ型鉄筋3を自立させる際に、従来のような吊り金具を必要としないので、例えばボルト等によって前記防水シート2を貫く必要がない。これによって、従来とは異なり、前記防水シート2に対して止水処理を行う必要がなく、手間を省くとともに止水性を向上させることができる。
【0031】
また、前記レール受け金具12,22として、前記ローラコンベアを用いていることから、前記鉄筋組立用台車10および前記スライドセントル20を前記アーチ型鉄筋3を支持しながらトンネル1内を走行させる際に、これらレール受け金具12,22の複数のローラ12a,22aが前記レール4の延在方向に沿って回転するので、これら鉄筋組立用台車10およびスライドセントル20を、前記レール4に沿ってスムーズに走行させることができる。
【0032】
さらに、前記アーチ型鉄筋3の側部3bに、互いに交差させた複数のワイヤー7を、前記トンネル1の延在方向に沿って張設することによって、これら複数のワイヤー7は、例えば筋交いのように作用して、前記アーチ型鉄筋3にかかる水平力に対抗することができるので、前記アーチ型鉄筋3のトンネル1の延在方向への倒壊を防ぐことができる。したがって、前記アーチ型鉄筋3は、上下方向にもトンネル1の延在方向にも倒壊することがなくなり、より確実に自立できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】タイロッドがアーチ型鉄筋に張架された状態を示すトンネルの正断面図である。
【図2】施工中のトンネルの側断面図である。
【図3】施工中のトンネルの側断面図である。
【図4】施工中のトンネルの側断面図である。
【図5】アーチ型鉄筋の上部アーチにスペーサーを取り付けた状態を示すトンネルの部分断面図である。
【図6】アーチ型鉄筋に取付固定されたレールと、このレールを受けるレール受け金具との配列形態の一例を示すトンネルの部分断面図である。
【図7】アーチ型鉄筋に取付固定されたレールと、このレールを受けるレール受け金具との配列形態の一例を示すトンネルの部分断面図である。
【符号の説明】
【0034】
1 トンネル
1a 内壁面
2 防水シート
3 アーチ型鉄筋
3a 上部アーチ
4 レール
5 タイロッド
10 鉄筋組立用台車
12 レール受け金具
20 スライドセントル
22 レール受け金具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
上部にレール受け金具が設けられた鉄筋組立用台車を、予め防水シートが内壁面に貼設されたトンネル内の所定の位置まで進入させた後、
この鉄筋組立用台車の周囲に、前記トンネルの内壁面に沿ってアーチ型に鉄筋を組み立てるとともに、このアーチ型鉄筋の上部アーチの下面に、前記トンネルの延在方向に沿ってレールを取付固定し、さらに、前記アーチ型鉄筋を、前記レールを前記レール受け金具で受けるようにして前記鉄筋組立用台車によって支持し、
次に、前記トンネルの延在方向に直交するようにして前記アーチ型鉄筋の上部アーチの両端部間に張架されるタイロッドを、前記トンネルの延在方向に沿って複数並設しながら、前記鉄筋組立用台車を前記トンネルの先へと進行させ、
その後、上部にレール受け金具が設けられたスライドセントルを、前記トンネル内の所定の位置まで進入させ、このスライドセントルによって、前記アーチ型鉄筋を、前記レールを前記レール受け金具で受けるようにして支持しながら、このスライドセントルの付近に設けられた前記タイロッドを取り外し、
このタイロッドの取り外し後、前記アーチ型鉄筋を、このアーチ型鉄筋と前記スライドセントルの型枠面との間に隙間を形成するスペーサーを介して、前記スライドセントルによって支持しながら、前記レール受け金具をスライドセントルから取り外すとともに、前記レールをアーチ型鉄筋から取り外し、
その後、前記トンネルの内壁面と、前記スライドセントルの型枠面との間にコンクリートを打設することを特徴とするトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法。
【請求項2】
前記鉄筋組立用台車のレール受け金具および前記スライドセントルのレール受け金具は、前記レールの延在方向に沿って回転自在な複数のローラを有するローラコンベアであることを特徴とする請求項1に記載のトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法
【請求項3】
前記アーチ型鉄筋の側部に、互いに交差させた複数のワイヤーを、前記トンネルの延在方向に沿って張設することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトンネルアーチコンクリート鉄筋自立工法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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