型枠ピースの設置方法及びこの方法に使用する型枠ピース
【課題】継手ボルトに問題が生じた場合でも型枠ピースの抜け落ちを防止できる型枠ピースの設置方法などを提供する。
【解決手段】地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠３０を構成する１つ１つの型枠ピース４０Ａの型枠面４４をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置したことを特徴とする。
【解決手段】地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠３０を構成する１つ１つの型枠ピース４０Ａの型枠面４４をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネルの覆工部を形成するための内型枠の型枠ピースに関し、継手ボルトに問題が生じた場合の型枠ピースの抜け落ちを防止可能とした型枠ピースの設置方法及びこの方法に使用する型枠ピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに、シールド掘進機の後部（坑口側）において掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面とトンネル空洞部の内周面に沿って設置される内型枠との間に生コンクリートと呼ばれる流動状のコンクリートを流し込んで覆工部としての覆工コンクリートを構築するＥＣＬ工法と呼ばれるトンネル施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
内型枠は複数個の型枠ピースにより形成される。図６に示すように、内型枠の型枠ピース４０は、トンネル空洞部２１の内周面３３（図７参照）の周方向において隣接するように設置される型枠ピース４０同士を繋ぐためのピース継手面４７ｘが形成されたピース継手板４５ｘを備えるとともに、トンネル空洞部２１の内周面３３のトンネル掘進方向において隣接するように設置される型枠ピース４０；４０同士を繋ぐためのリング継手面４７ｙが形成されたリング継手板４６ｘを備える。
ピース継手板４５ｘには、互いに隣接する型枠ピース４０のピース継手面４７ｘ同士がボルト及びナットによる締結によって密接状態に接合されるように、ピース継手板４５ｘを貫通してボルトを通すためのボルト孔４３ｘが形成される。同様に、リング継手板４６ｘには、互いに隣接する型枠ピース４０のリング継手面４７ｙ同士がボルト及びナットによる締結によって密接状態に接合されるように、リング継手板４６ｘを貫通してボルトを通すためのボルト孔４３ｙが形成される。
従って、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向において互いに隣接して設置される型枠ピース４０のピース継手面４７ｘ同士を接触させた状態でボルト孔４３ｘに図外のボルトを挿入し、ボルトの先端から図外のナットを締結していくことで、ピース継手面４７ｘ同士が密接状態に接合される。また、トンネル空洞部２１の内周面３３のトンネル掘進方向において互いに隣接して設置される型枠ピース４０のリング継手面４７ｙ同士を接触させた状態でボルト孔４３ｙに図外のボルトを挿入し、ボルトの先端からナットを締結していくことで、リング継手面４７ｙ同士が密接状態に接合される。
図７に示すように、トンネル空洞部２１の内周面３３を１周する分のいわゆる１リング分の内型枠３０を形成するには、複数個の型枠ピース４０を、トンネル空洞部２１の内周面３３との間に覆工部の厚さ分の間隔ｄを隔ててトンネル空洞部２１の内周面３３に沿って内周面３３を１周するように設置していく。この場合、ピース継手面４７ｘ同士が密接状態に接合されるように、図外の内型枠組立装置によって１リング分の内型枠を組み立てていく。そして、掘削が進む毎に、掘削進行方向に向けてさらに１リング分の内型枠３０を組み立てていく。この場合、型枠ピース４０が、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向においてピース継手面４７ｘ同士が密着状態に接合されるように、かつ、トンネル空洞部２１の内周面３３の掘削進行方向において前回組み立てた１リング分の内型枠３０のリング継手面４７ｙと今回組み立てる内型枠３０のリング継手面４７ｙとが密着状態に接合されるように、内型枠組立装置によって１リング分の内型枠３０を組み立てていく。
型枠ピース４０は、所定数のリング分（例えば１６リング分）の内型枠３０を形成できる数分だけ用いられ、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、坑口２２側に組み立てられた内型枠３０の掘進進行方向後部に位置する１リング分の型枠ピース４０を図外の内型枠脱型装置を用いて解体して取り外した後に、シールド掘進機を進行させ、取り外した１リング分の型枠ピース４０を内型枠３０の掘進方向先頭位置に盛り替えて使う。即ち、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、掘進する毎に、型枠ピース４０を後方（坑口側）から前方（切羽側）に盛り替えて繰り返して使用する。
尚、図７に示すように、１リング分の内型枠３０を形成する複数個の型枠ピースのうちの少なくとも１つの型枠ピースは、脱型用の型枠ピース３９に形成される。Ｋ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９は、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面３９ａとなる当該型枠面３９ａ側のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ｂが、型枠面３９ａの反対側の面３９ｂ（トンネル空洞部２の中心２Ｃに近い方に位置した面）のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ａよりも小さい。また、脱型用の型枠ピース３９の周方向の両隣に設置される型枠ピースも専用の型枠ピース３８が用いられる。１リング分の内型枠３０を形成する脱型用の型枠ピース３９及び型枠ピース３８以外のＡ型枠ピースと呼ばれる型枠ピース４０は、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面４０ｓとなる当該型枠面４０ｓ側のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ｂが、型枠面４０ｓの反対側の面４０ｚのトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ａよりも大きい。そして、１リング分の内型枠３０を組み立てるときは、脱型用の型枠ピース３９を最後に取り付け、１リング分の内型枠３０を解体する場合は、脱型用の型枠ピース３９から取り外す。つまり、リング状に内型枠３０を形成する場合は、Ａ型枠ピースと呼ばれる型枠ピース４０だけを用いて１リング分の内型枠３０を組み立てようとしても、最後の型枠ピース４０をトンネル空洞部２の中心２Ｃ側からトンネル空洞部２１の内周面３３の方向に向けて（つまり、トンネル空洞部２１の断面円の径方向に向けて）組み付けることは不可能であるので、最後に組み付けて最初に取り外す型枠としてＫ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９を用いることが必要となる。
【特許文献１】特開２００５−１８８０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、Ｋ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９を用いた場合、脱型用の型枠ピース３９とその両隣の専用の型枠ピース３８とを結合する継手ボルトが緩んだり破断したりなどして継手ボルトに問題が生じた場合、脱型用の型枠ピース３９がトンネル空洞部２１内に抜け落ちる可能性があるという問題点があった。
そこで、本発明は、継手ボルトに問題が生じた場合でも型枠ピースの抜け落ちを防止できる型枠ピースの設置方法などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る型枠ピースの設置方法は、地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠を構成する１つ１つの型枠ピースの型枠面をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピースを１つずつ順番に設置したことを特徴とする。
上記型枠ピースの設置方法に使用する型枠ピースは、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて位置された場合において、掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面と型枠面との境界線となる一対のそれぞれの辺が坑口側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、上記継手面がそれぞれの辺の辺縁より型枠面と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面がトンネル空洞部の内周面に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成されたことを特徴とする。
上記型枠ピースの設置方法において、トンネル空洞部の内周面と内型枠との間に覆工部を形成するためにコンクリートを流し込むための接続配管を清掃する場合に、掘削進行方向の継手面が掘削進行方向と直交する継手面となるような清掃用型枠ピースを設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る型枠ピースの設置方法及び型枠ピースによれば、継手ボルトに問題が生じた場合でも型枠ピースの抜け落ちを防止できる。
清掃用型枠ピースを設置したことにより、コンクリート充填空間に生コンクリートを充填するための接続配管の清掃作業を容易とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図４は最良の形態１を示す。図１（ａ）は坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くようにトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置された複数の型枠ピースを型枠ピースの型枠面側から見て示し、図１（ｂ）はその型枠ピースの型枠面側から見た状態を拡大して示す。図２は螺旋を描くように設置された複数の型枠ピースをトンネル空洞部の切羽側から見て示す。図３は型枠ピースを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を示す。図４はコンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設口との関係を示す。
【０００７】
最良の形態１による型枠ピースの設置方法は、図１；２に示すように、トンネル空洞部２１の内周面３３との間に覆工部としての一次覆工コンクリート９０（図３参照）を形成するために内型枠３０を構成する１つ１つの型枠ピース４０Ａの型枠面４４をトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔ｄを隔てて設置していく場合に、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピース４０Ａ（以下、螺旋型枠ピースと呼ぶ）を１つずつ順番に設置していく。
【０００８】
上述の設置方法を実現するための螺旋型枠ピース４０Ａは、型枠面板４１、継手板４２、ボルト孔４３を備える。
型枠面板４１はトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔隔てて設置される型枠面４４を備える。
継手板４２としては、ピース継手板４５と螺旋継手板４６とを備える。ピース継手板４５は、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向Ｂで互いに隣接するように設置される螺旋型枠ピース４０Ａ同士を繋ぐためのピース継手面４７ａを備える。螺旋継手板４６は、トンネル空洞部２１の内周面３３の掘削進行方向Ａで互いに隣接するように設置される螺旋型枠ピース４０Ａ同士を繋ぐための螺旋継手面４７ｂを備える。ボルト孔４３として、ピース継手板４５を貫通するボルト孔４３ａと螺旋継手板４６を貫通するボルト孔４３ｂとを備える。
【０００９】
螺旋型枠ピース４０Ａに設けられたピース継手面４７ａ；４７ａは、螺旋型枠ピース４０Ａが上述したように坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の周方向Ｂで互いに平行に対向する継手面であり、トンネル空洞部２１の円の中心２Ｃを通るようにトンネル空洞部２１を掘削進行方向Ａに沿って切断した切断面（以下、トンネル縦断面という）と同一平面となるよう形成される。
【００１０】
即ち、螺旋型枠ピース４０Ａは、螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面４４となる当該型枠面４４側のトンネル空洞部２１の周方向Ｂの幅寸法ｂが、型枠面４４の反対側の面４４Ｘ（トンネル空洞部２１の中心２Ｃに近い方に位置した面）のトンネル空洞部２１の周方向の幅寸法ａよりも大きくなるように形成される。
従って、螺旋型枠ピース４０Ａは、ピース継手面４７ａが隣り合う螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａと接触している状態においては、これらピース継手面４７ａ同士を結合するピース継手ボルト６３ａがボルト孔４３ａより脱落したり破断したとしても、ピース継手面４７ａ同士の接触圧力によってトンネル空洞部２１内に脱落することがない。
【００１１】
螺旋型枠ピース４０Ａに設けられた螺旋継手面４７ｂ；４７ｂは、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、掘削進行方向Ａで互いに平行に対向する継手面であり、トンネル空洞部２１の横断面（掘削進行方向と直交する面）２Ｖに対して交差する面となるよう形成される。
【００１２】
型枠面４４は螺旋軌跡に沿った湾曲面に形成される。図１に示すように型枠面４４を平面視した場合、型枠面４４が矩形ではない平行四辺形の面により形成され、型枠面４４を囲む互いに平行な一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆ（型枠面４４とピース継手面４７ａとの境界線）は、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の断面円の中心２Ｃを通るトンネル空洞部の中心軸線２Ｘと平行（掘削進行方向Ａと平行）で、一辺４０ｅの一端４０ｊと他辺４０ｆの一端４０ｋとが掘削進行方向Ａにずれ、一辺４０ｅの他端４０ｍと他辺４０ｆの他端４０ｎとが掘削進行方向Ａにずれている。型枠面４４を囲む互いに平行な他方の一対の辺（型枠面４４と螺旋継手面４７ｂとの境界線）は、一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆの一端４０ｊ；４０ｋ同士を繋ぐ辺４０ｇと一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆの他端４０ｍ；４０ｎ同士を繋ぐ辺４０ｈとにより形成される。ピース継手板４５は、一方の一対のそれぞれの辺４０ｅ；４０ｆの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられる。螺旋継手板４６は、他方の一対のそれぞれの辺４０ｇ；４０ｈの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられる。
このように、螺旋軌跡に沿った湾曲面を持つ型枠面４４を平面視した場合に型枠面４４が矩形ではない平行四辺形の面により形成され、継手板４２が平行四辺形の辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられた構成の螺旋型枠ピース４０Ａとすれば、同じ形状の螺旋型枠ピース４０Ａを使用することが可能となって、螺旋型枠ピース４０Ａの製造が容易となり、また、螺旋型枠ピース４０Ａの組み立ても同一作業とできるので、作業を容易とできる。
【００１３】
即ち、螺旋型枠ピース４０Ａは、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔隔てて位置された場合において、型枠面４４と螺旋継手面４７ｂとの境界線となる他方の一対のそれぞれの辺４０ｇ；４０ｈが坑口２２側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、螺旋継手板４６が辺４０ｇ；４０ｈの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面４４がトンネル空洞部２１の内周面３３に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成される。
【００１４】
坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピースを１つずつ順番に設置していくということは、トンネル空洞部２１の内周面３３を一周するように螺旋型枠ピース４０Ａを複数配置していく毎に、１周する前に設置された螺旋型枠ピース４０Ａの切羽側の螺旋継手面４７ｂと１周した後に配置される螺旋型枠ピース４０Ａの坑口側の螺旋継手面４７ｂとが接触するということであり、よって、内型枠３０の構築が一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆ（型枠面４４とピース継手面４７ａとの境界線）の長さだけ掘削進行方向Ａに進むということである。
【００１５】
螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａ同士が接触するように、螺旋型枠ピース４０Ａ同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａのボルト孔４３ａにピース継手ボルト６３ａが通されてピース継手ボルト６３ａの先端部にナット７２が締結されることによって、ピース継手面４７ａ同士が密接状態となるように螺旋型枠ピース４０Ａ同士が繋がれる。
また、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂ同士が接触するように、螺旋型枠ピース４０Ａ同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂのボルト孔４３ｂに螺旋継手ボルト６３ｂが通されて螺旋継手ボルト６３ｂの先端部にナット７２が締結されることによって、螺旋継手面４７ｂ同士が密接状態となるように螺旋型枠ピース４０Ａ同士が繋がれる。
尚、図１に示すように、掘削進行方向Ａで隣接する螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａ同士はトンネル空洞部２１の周方向Ｂに互いにずれるように設置されることが好ましい。
【００１６】
次に、図３を参照し、螺旋型枠ピース４０Ａを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を説明する。
図３；４を参照して、シールド掘進機１の構造を説明する。シールド掘進機１は、前端に回転切削部２を有し、回転切削部２の後部には後方に延長する円筒状のテールプレート３を備える。テールプレート３の内側には複数の推進ジャッキ４とプレスジャッキ５と妻型枠７とが設けられる。妻型枠７は、プレスジャッキ５の後端５ａに取付けられてテールプレート３の内周面３ａに沿って前後に移動可能なようにリング筒状に形成されたプレス型枠である。つまり、妻型枠７は、テールプレート３の内周面３ａと内型枠３０の外周面３４との間を塞いだ状態でプレスジャッキ５の伸縮で前後に移動可能な型枠であり、後述するコンクリート充填空間１００を形成するとともにコンクリート充填空間１００に流入した高流動性生コンクリート８０を加圧するものである。８はシールド掘進機１の推進に伴って図外の牽引手段で牽引されるコンクリート供給装置である。このコンクリート供給装置８は例えば高流動性生コンクリート８０を生成する１台のレミキサー８１とこのレミキサー８１に接続管８２で繋がれた６台のコンクリートポンプ８３とで構成される。
【００１７】
図４に示すように、妻型枠７には、前後面に貫通するコンクリート打設口９が周方向に等間隔で例えば１２個形成される。各コンクリートポンプ８３のコンクリート排出口１０には第１コンクリート供給ホース１１が接続され、このホース１１の終端には二方切替弁１２が接続され、この二方切替弁１２の２つの排出口１３；１３とそれぞれ１つのコンクリート打設口９とが第２コンクリート供給ホース１４；１４で接続される。第２コンクリート供給ホース１４における終端側には油圧シリンダピストン等による塞止弁装置１５が設けられる。塞止弁装置１５の塞止弁１５ａが第２コンクリート供給ホース１４と打設口９とを繋ぐ接続配管１４ａ内に進退移動して接続配管１４ａを開閉する。接続配管１４ａに近い第２コンクリート供給ホース１４の終端側にはこの第２コンクリート供給ホース１４内の管内圧力を計測する管内圧力計１６が設けられる。また、妻型枠７の後面７ａにおける１２箇所のそれぞれ打設口９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つの打設口９の近傍には、コンクリート充填空間１００に充填された生コンクリートの圧力を計測するためのコンクリート圧力計１７が設けられる。
【００１８】
図３；図４を参照して、本形態の螺旋型枠ピース４０Ａを用いたトンネル施工方法を説明する。まず、図外の反力受けで推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させて地山（地盤／岩盤）２０にトンネル空洞部２１を掘る。シールド掘進機１を一定距離だけ掘進させた後にシールド掘進機１の推進ジャッキ４のピストンを縮めて、推進ジャッキ４の後端４ａに、掘削進行方向Ａに向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを設置できるように、坑口２２側に例えばトンネル空洞部２１の内周面３３を１周する分の複数の初期螺旋継手面形成用の螺旋型枠ピース４０Ｚを図外の内型枠組立装置によって設置することによって、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂと継ぎ合わされる初期螺旋継手面４０Ｙを形成する。
【００１９】
そして、トンネル空洞部２１の内周面３３と螺旋状に構築された内型枠３０の型枠面３４との間の筒状のコンクリート充填空間１００が形成される。最初は、このコンクリート充填空間１００の坑口２２側を図外の塞板などで閉塞して、妻型枠７の後面７ａをコンクリート充填空間１００の先端側に移動させる。この場合、螺旋状の型枠面３４におけるトンネル空洞部２１の内周面３３に沿った先端側周面の全てが妻型枠７で覆われるように妻型枠７の位置を決める。そして、妻型枠７の後面７ａの周囲の例えば１２箇所の打設口９を介してコンクリートポンプ８３で加圧された高流動性生コンクリート８０を流し込みながらプレスジャッキ５で妻型枠７を押圧して高流動性生コンクリート８０を加圧する。そして、人がコンクリート圧力計１７から送信されてくる圧力値をモニタ等で監視しながらコンクリート充填空間１００に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力が予め決められた所定値になったら人が塞止弁１５ａの操作部を操作して塞止弁１５ａで接続配管１４ａを塞いで、コンクリート充填空間１００内の高流動性生コンクリート８０を固化させる。したがって、６個のコンクリートポンプ８３を用い、妻型枠７の後面７aの周囲の１２箇所の打設口９からコンクリート充填空間１００に高流動性生コンクリート８０を充填するので、複数のコンクリートポンプ８３での圧力付加と複数の打設口９からの高流動性生コンクリート８０の流し込みと高流動性生コンクリート８０の高流動性とにより、コンクリート充填空間１００内に短時間で均等に高密度に高流動性生コンクリート８０を充填でき、トンネル空洞部２１の内周面３３（地山２０）と密接して一体化した高密度構造の覆工部としての一次覆工コンクリート９０を構築できる。また、打設口９の数と同数のコンクリートポンプ８３を設け、１つのコンクリートポンプ８３で１つの打設口９から高流動性生コンクリート８０を打設してもよいが、実施形態のように打設口９の数の１／２の数のコンクリートポンプ８３を用いて１つのコンクリートポンプ８３に２つの打設口９を繋ぐことにより、コンクリートポンプ８３の数を減らして多くの打設口９から打設できるので経済的である。また、コンクリート圧力計１７を備えたので、コンクリート充填空間１００内に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力監視制御を容易に行える。また、コンクリート圧力計１７からの信号を判読して塞止弁１５ａを開閉する図外の制御装置を設ければ、塞止弁１５ａの開閉を自動化できる。
【００２０】
一次覆工コンクリート９０を構築した後に、覆工コンクリート９０の内側に残された内型枠３０を反力受けとして利用して推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させる。その後、図外の内型枠組立装置によって、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置していき、隣接する初期螺旋継手面４０Ｙと螺旋継手面４７ｂとを螺旋継手ボルト６３ｂ及びナット７２によって密接状態に結合するとともに、隣接するピース継手面４７ａ同士をピース継手ボルト６３ａ及びナット７２によって密接状態に結合していくことによって、螺旋１周分の内型枠３０を構築していく。そして、構築された内型枠３０の型枠面３４との間の上述と同様に一次覆工コンクリート９０を構築していく。さらに、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置していき、隣接する螺旋継手面４７ｂ同士を螺旋継手ボルト６３ｂ及びナット７２によって密接状態に結合するとともに、隣接するピース継手面４７ａ同士をピース継手ボルト６３ａ及びナット７２によって密接状態に結合していって、さらに螺旋１周分の内型枠３０を構築していく。そして、構築された内型枠３０の型枠面３４との間の上述と同様に一次覆工コンクリート９０を構築していく。以後同様に、螺旋１周分の内型枠３０を構築していく毎に、一次覆工コンクリート９０を構築していく。
【００２１】
尚、一次覆工コンクリート９０を構築した後に、覆工コンクリート９０の内側に残された内型枠３０を反力受けとして利用して推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させる場合、反力受けは、螺旋型枠ピース４０Ｚの初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂを利用することになるが、初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋継手面４７ｂは、掘削進行方向Ａと直交する平面とはならない。そこで、推進ジャッキ４の先端４ａが接触する初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋継手面４７ｂを補正して掘削進行方向Ａと直交する平面とするための反力受面形成体５５を螺旋継手面４７ｂに設ける。
【００２２】
最良の形態１による螺旋型枠ピース４０Ａの設置方法及び螺旋型枠ピース４０Ａによれば、螺旋型枠ピース４０Ａの脱落を防止できるようになる。
【００２３】
最良の形態２
図５を参照し、最良の形態２による型枠ピースの設置方法を説明する。
図３に示した接続配管１４ａの一端開口部は図外の接続具で打設口９に着脱可能に接続されており、定期的に接続配管１４ａの一端開口部を打設口９より外して接続配管１４ａの管内を清掃する必要がある。しかしながら、最良の形態１のように、螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを設置する場合、トンネル空洞部２１の内側から見た場合に、図５（ａ）に示すように、螺旋型枠ピース４０Ａが妻型枠７の内側を覆ってしまう部分がでてくる。この場合、螺旋型枠ピース４０Ａの切羽側の螺旋継手面４７ｂと妻型枠７との間の距離ｒが長くなってしまうと、切羽側から接続配管１４ａの図外の接続具まで作業員の手が届かなくなる場合がある。
そこで、図５（ｂ）に示すように、接続配管１４ａを清掃する場合に、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂに接続された場合に切羽側の継手面５１が掘削進行方向Ａと直交する継手面となるような清掃用型枠ピース５０を設置して、清掃用型枠ピース５０の切羽側の継手面５１と妻型枠７と間の距離ｒが長くなってしまうことを防止する。これにより、切羽側から接続配管１４ａの接続具まで作業員の手が届きやすくなるので、清掃作業が容易となる。
尚、清掃用螺旋型枠ピース５０としては、初期螺旋継手面形成用の螺旋型枠ピース４０Ｚと同じような形状のものを用いればよい。
最良の形態２によれば、コンクリート充填空間１００に生コンクリートを充填するための接続配管１４ａの清掃作業を容易とできる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
螺旋型枠ピース４０Ａの一対の辺４０ｅ；４０ｆは、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部の中心軸線２Ｘと平行でなくてもよいし、互いに平行でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は型枠ピースを型枠面側から見て示す平面図、（ｂ）は型枠面側から見た型枠ピースの平面図（最良の形態１）。
【図２】切羽側から型枠ピースを見た図（最良の形態１）。
【図３】螺旋型枠ピースを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を示す縦断面図（最良の形態１）。
【図４】コンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設口との関係を示す図（最良の形態１）。
【図５】（ａ）は接続配管を清掃する際に螺旋型枠ピースを使用した場合を示す平面図、（ｂ）は接続配管を清掃する際に清掃用型枠ピースを使用した場合を示す平面図（最良の形態２）。
【図６】螺旋型枠ピースを示す斜視図（従来）。
【図７】トンネル空洞部と内型枠との関係を示す図（従来）。
【符号の説明】
【００２６】
２１ トンネル空洞部、２２ 坑口、３０ 内型枠、３３ 内周面、
４０Ａ 螺旋型枠ピース（型枠ピース）、４４ 型枠面、
４７ｂ 螺旋継手面（掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面）、
５０ 清掃用型枠ピース、９０ 一次覆工コンクリート（覆工部）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネルの覆工部を形成するための内型枠の型枠ピースに関し、継手ボルトに問題が生じた場合の型枠ピースの抜け落ちを防止可能とした型枠ピースの設置方法及びこの方法に使用する型枠ピースに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘進機で地山を掘削して掘進するとともに、シールド掘進機の後部（坑口側）において掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面とトンネル空洞部の内周面に沿って設置される内型枠との間に生コンクリートと呼ばれる流動状のコンクリートを流し込んで覆工部としての覆工コンクリートを構築するＥＣＬ工法と呼ばれるトンネル施工方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
内型枠は複数個の型枠ピースにより形成される。図６に示すように、内型枠の型枠ピース４０は、トンネル空洞部２１の内周面３３（図７参照）の周方向において隣接するように設置される型枠ピース４０同士を繋ぐためのピース継手面４７ｘが形成されたピース継手板４５ｘを備えるとともに、トンネル空洞部２１の内周面３３のトンネル掘進方向において隣接するように設置される型枠ピース４０；４０同士を繋ぐためのリング継手面４７ｙが形成されたリング継手板４６ｘを備える。
ピース継手板４５ｘには、互いに隣接する型枠ピース４０のピース継手面４７ｘ同士がボルト及びナットによる締結によって密接状態に接合されるように、ピース継手板４５ｘを貫通してボルトを通すためのボルト孔４３ｘが形成される。同様に、リング継手板４６ｘには、互いに隣接する型枠ピース４０のリング継手面４７ｙ同士がボルト及びナットによる締結によって密接状態に接合されるように、リング継手板４６ｘを貫通してボルトを通すためのボルト孔４３ｙが形成される。
従って、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向において互いに隣接して設置される型枠ピース４０のピース継手面４７ｘ同士を接触させた状態でボルト孔４３ｘに図外のボルトを挿入し、ボルトの先端から図外のナットを締結していくことで、ピース継手面４７ｘ同士が密接状態に接合される。また、トンネル空洞部２１の内周面３３のトンネル掘進方向において互いに隣接して設置される型枠ピース４０のリング継手面４７ｙ同士を接触させた状態でボルト孔４３ｙに図外のボルトを挿入し、ボルトの先端からナットを締結していくことで、リング継手面４７ｙ同士が密接状態に接合される。
図７に示すように、トンネル空洞部２１の内周面３３を１周する分のいわゆる１リング分の内型枠３０を形成するには、複数個の型枠ピース４０を、トンネル空洞部２１の内周面３３との間に覆工部の厚さ分の間隔ｄを隔ててトンネル空洞部２１の内周面３３に沿って内周面３３を１周するように設置していく。この場合、ピース継手面４７ｘ同士が密接状態に接合されるように、図外の内型枠組立装置によって１リング分の内型枠を組み立てていく。そして、掘削が進む毎に、掘削進行方向に向けてさらに１リング分の内型枠３０を組み立てていく。この場合、型枠ピース４０が、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向においてピース継手面４７ｘ同士が密着状態に接合されるように、かつ、トンネル空洞部２１の内周面３３の掘削進行方向において前回組み立てた１リング分の内型枠３０のリング継手面４７ｙと今回組み立てる内型枠３０のリング継手面４７ｙとが密着状態に接合されるように、内型枠組立装置によって１リング分の内型枠３０を組み立てていく。
型枠ピース４０は、所定数のリング分（例えば１６リング分）の内型枠３０を形成できる数分だけ用いられ、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、坑口２２側に組み立てられた内型枠３０の掘進進行方向後部に位置する１リング分の型枠ピース４０を図外の内型枠脱型装置を用いて解体して取り外した後に、シールド掘進機を進行させ、取り外した１リング分の型枠ピース４０を内型枠３０の掘進方向先頭位置に盛り替えて使う。即ち、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、掘進する毎に、型枠ピース４０を後方（坑口側）から前方（切羽側）に盛り替えて繰り返して使用する。
尚、図７に示すように、１リング分の内型枠３０を形成する複数個の型枠ピースのうちの少なくとも１つの型枠ピースは、脱型用の型枠ピース３９に形成される。Ｋ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９は、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面３９ａとなる当該型枠面３９ａ側のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ｂが、型枠面３９ａの反対側の面３９ｂ（トンネル空洞部２の中心２Ｃに近い方に位置した面）のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ａよりも小さい。また、脱型用の型枠ピース３９の周方向の両隣に設置される型枠ピースも専用の型枠ピース３８が用いられる。１リング分の内型枠３０を形成する脱型用の型枠ピース３９及び型枠ピース３８以外のＡ型枠ピースと呼ばれる型枠ピース４０は、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面４０ｓとなる当該型枠面４０ｓ側のトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ｂが、型枠面４０ｓの反対側の面４０ｚのトンネル空洞部２の周方向の幅寸法ａよりも大きい。そして、１リング分の内型枠３０を組み立てるときは、脱型用の型枠ピース３９を最後に取り付け、１リング分の内型枠３０を解体する場合は、脱型用の型枠ピース３９から取り外す。つまり、リング状に内型枠３０を形成する場合は、Ａ型枠ピースと呼ばれる型枠ピース４０だけを用いて１リング分の内型枠３０を組み立てようとしても、最後の型枠ピース４０をトンネル空洞部２の中心２Ｃ側からトンネル空洞部２１の内周面３３の方向に向けて（つまり、トンネル空洞部２１の断面円の径方向に向けて）組み付けることは不可能であるので、最後に組み付けて最初に取り外す型枠としてＫ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９を用いることが必要となる。
【特許文献１】特開２００５−１８８０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、Ｋ型枠ピースと呼ばれる脱型用の型枠ピース３９を用いた場合、脱型用の型枠ピース３９とその両隣の専用の型枠ピース３８とを結合する継手ボルトが緩んだり破断したりなどして継手ボルトに問題が生じた場合、脱型用の型枠ピース３９がトンネル空洞部２１内に抜け落ちる可能性があるという問題点があった。
そこで、本発明は、継手ボルトに問題が生じた場合でも型枠ピースの抜け落ちを防止できる型枠ピースの設置方法などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る型枠ピースの設置方法は、地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠を構成する１つ１つの型枠ピースの型枠面をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピースを１つずつ順番に設置したことを特徴とする。
上記型枠ピースの設置方法に使用する型枠ピースは、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて位置された場合において、掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面と型枠面との境界線となる一対のそれぞれの辺が坑口側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、上記継手面がそれぞれの辺の辺縁より型枠面と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面がトンネル空洞部の内周面に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成されたことを特徴とする。
上記型枠ピースの設置方法において、トンネル空洞部の内周面と内型枠との間に覆工部を形成するためにコンクリートを流し込むための接続配管を清掃する場合に、掘削進行方向の継手面が掘削進行方向と直交する継手面となるような清掃用型枠ピースを設置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明に係る型枠ピースの設置方法及び型枠ピースによれば、継手ボルトに問題が生じた場合でも型枠ピースの抜け落ちを防止できる。
清掃用型枠ピースを設置したことにより、コンクリート充填空間に生コンクリートを充填するための接続配管の清掃作業を容易とできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１
図１乃至図４は最良の形態１を示す。図１（ａ）は坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くようにトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置された複数の型枠ピースを型枠ピースの型枠面側から見て示し、図１（ｂ）はその型枠ピースの型枠面側から見た状態を拡大して示す。図２は螺旋を描くように設置された複数の型枠ピースをトンネル空洞部の切羽側から見て示す。図３は型枠ピースを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を示す。図４はコンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設口との関係を示す。
【０００７】
最良の形態１による型枠ピースの設置方法は、図１；２に示すように、トンネル空洞部２１の内周面３３との間に覆工部としての一次覆工コンクリート９０（図３参照）を形成するために内型枠３０を構成する１つ１つの型枠ピース４０Ａの型枠面４４をトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔ｄを隔てて設置していく場合に、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピース４０Ａ（以下、螺旋型枠ピースと呼ぶ）を１つずつ順番に設置していく。
【０００８】
上述の設置方法を実現するための螺旋型枠ピース４０Ａは、型枠面板４１、継手板４２、ボルト孔４３を備える。
型枠面板４１はトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔隔てて設置される型枠面４４を備える。
継手板４２としては、ピース継手板４５と螺旋継手板４６とを備える。ピース継手板４５は、トンネル空洞部２１の内周面３３の周方向Ｂで互いに隣接するように設置される螺旋型枠ピース４０Ａ同士を繋ぐためのピース継手面４７ａを備える。螺旋継手板４６は、トンネル空洞部２１の内周面３３の掘削進行方向Ａで互いに隣接するように設置される螺旋型枠ピース４０Ａ同士を繋ぐための螺旋継手面４７ｂを備える。ボルト孔４３として、ピース継手板４５を貫通するボルト孔４３ａと螺旋継手板４６を貫通するボルト孔４３ｂとを備える。
【０００９】
螺旋型枠ピース４０Ａに設けられたピース継手面４７ａ；４７ａは、螺旋型枠ピース４０Ａが上述したように坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の周方向Ｂで互いに平行に対向する継手面であり、トンネル空洞部２１の円の中心２Ｃを通るようにトンネル空洞部２１を掘削進行方向Ａに沿って切断した切断面（以下、トンネル縦断面という）と同一平面となるよう形成される。
【００１０】
即ち、螺旋型枠ピース４０Ａは、螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の内周面３３に近い方に位置して型枠面４４となる当該型枠面４４側のトンネル空洞部２１の周方向Ｂの幅寸法ｂが、型枠面４４の反対側の面４４Ｘ（トンネル空洞部２１の中心２Ｃに近い方に位置した面）のトンネル空洞部２１の周方向の幅寸法ａよりも大きくなるように形成される。
従って、螺旋型枠ピース４０Ａは、ピース継手面４７ａが隣り合う螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａと接触している状態においては、これらピース継手面４７ａ同士を結合するピース継手ボルト６３ａがボルト孔４３ａより脱落したり破断したとしても、ピース継手面４７ａ同士の接触圧力によってトンネル空洞部２１内に脱落することがない。
【００１１】
螺旋型枠ピース４０Ａに設けられた螺旋継手面４７ｂ；４７ｂは、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、掘削進行方向Ａで互いに平行に対向する継手面であり、トンネル空洞部２１の横断面（掘削進行方向と直交する面）２Ｖに対して交差する面となるよう形成される。
【００１２】
型枠面４４は螺旋軌跡に沿った湾曲面に形成される。図１に示すように型枠面４４を平面視した場合、型枠面４４が矩形ではない平行四辺形の面により形成され、型枠面４４を囲む互いに平行な一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆ（型枠面４４とピース継手面４７ａとの境界線）は、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部２１の断面円の中心２Ｃを通るトンネル空洞部の中心軸線２Ｘと平行（掘削進行方向Ａと平行）で、一辺４０ｅの一端４０ｊと他辺４０ｆの一端４０ｋとが掘削進行方向Ａにずれ、一辺４０ｅの他端４０ｍと他辺４０ｆの他端４０ｎとが掘削進行方向Ａにずれている。型枠面４４を囲む互いに平行な他方の一対の辺（型枠面４４と螺旋継手面４７ｂとの境界線）は、一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆの一端４０ｊ；４０ｋ同士を繋ぐ辺４０ｇと一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆの他端４０ｍ；４０ｎ同士を繋ぐ辺４０ｈとにより形成される。ピース継手板４５は、一方の一対のそれぞれの辺４０ｅ；４０ｆの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられる。螺旋継手板４６は、他方の一対のそれぞれの辺４０ｇ；４０ｈの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられる。
このように、螺旋軌跡に沿った湾曲面を持つ型枠面４４を平面視した場合に型枠面４４が矩形ではない平行四辺形の面により形成され、継手板４２が平行四辺形の辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられた構成の螺旋型枠ピース４０Ａとすれば、同じ形状の螺旋型枠ピース４０Ａを使用することが可能となって、螺旋型枠ピース４０Ａの製造が容易となり、また、螺旋型枠ピース４０Ａの組み立ても同一作業とできるので、作業を容易とできる。
【００１３】
即ち、螺旋型枠ピース４０Ａは、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部２１の内周面３３に対して所定間隔隔てて位置された場合において、型枠面４４と螺旋継手面４７ｂとの境界線となる他方の一対のそれぞれの辺４０ｇ；４０ｈが坑口２２側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、螺旋継手板４６が辺４０ｇ；４０ｈの辺縁より型枠面４４と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面４４がトンネル空洞部２１の内周面３３に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成される。
【００１４】
坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピースを１つずつ順番に設置していくということは、トンネル空洞部２１の内周面３３を一周するように螺旋型枠ピース４０Ａを複数配置していく毎に、１周する前に設置された螺旋型枠ピース４０Ａの切羽側の螺旋継手面４７ｂと１周した後に配置される螺旋型枠ピース４０Ａの坑口側の螺旋継手面４７ｂとが接触するということであり、よって、内型枠３０の構築が一方の一対の辺４０ｅ；４０ｆ（型枠面４４とピース継手面４７ａとの境界線）の長さだけ掘削進行方向Ａに進むということである。
【００１５】
螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａ同士が接触するように、螺旋型枠ピース４０Ａ同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａのボルト孔４３ａにピース継手ボルト６３ａが通されてピース継手ボルト６３ａの先端部にナット７２が締結されることによって、ピース継手面４７ａ同士が密接状態となるように螺旋型枠ピース４０Ａ同士が繋がれる。
また、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂ同士が接触するように、螺旋型枠ピース４０Ａ同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂのボルト孔４３ｂに螺旋継手ボルト６３ｂが通されて螺旋継手ボルト６３ｂの先端部にナット７２が締結されることによって、螺旋継手面４７ｂ同士が密接状態となるように螺旋型枠ピース４０Ａ同士が繋がれる。
尚、図１に示すように、掘削進行方向Ａで隣接する螺旋型枠ピース４０Ａのピース継手面４７ａ同士はトンネル空洞部２１の周方向Ｂに互いにずれるように設置されることが好ましい。
【００１６】
次に、図３を参照し、螺旋型枠ピース４０Ａを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を説明する。
図３；４を参照して、シールド掘進機１の構造を説明する。シールド掘進機１は、前端に回転切削部２を有し、回転切削部２の後部には後方に延長する円筒状のテールプレート３を備える。テールプレート３の内側には複数の推進ジャッキ４とプレスジャッキ５と妻型枠７とが設けられる。妻型枠７は、プレスジャッキ５の後端５ａに取付けられてテールプレート３の内周面３ａに沿って前後に移動可能なようにリング筒状に形成されたプレス型枠である。つまり、妻型枠７は、テールプレート３の内周面３ａと内型枠３０の外周面３４との間を塞いだ状態でプレスジャッキ５の伸縮で前後に移動可能な型枠であり、後述するコンクリート充填空間１００を形成するとともにコンクリート充填空間１００に流入した高流動性生コンクリート８０を加圧するものである。８はシールド掘進機１の推進に伴って図外の牽引手段で牽引されるコンクリート供給装置である。このコンクリート供給装置８は例えば高流動性生コンクリート８０を生成する１台のレミキサー８１とこのレミキサー８１に接続管８２で繋がれた６台のコンクリートポンプ８３とで構成される。
【００１７】
図４に示すように、妻型枠７には、前後面に貫通するコンクリート打設口９が周方向に等間隔で例えば１２個形成される。各コンクリートポンプ８３のコンクリート排出口１０には第１コンクリート供給ホース１１が接続され、このホース１１の終端には二方切替弁１２が接続され、この二方切替弁１２の２つの排出口１３；１３とそれぞれ１つのコンクリート打設口９とが第２コンクリート供給ホース１４；１４で接続される。第２コンクリート供給ホース１４における終端側には油圧シリンダピストン等による塞止弁装置１５が設けられる。塞止弁装置１５の塞止弁１５ａが第２コンクリート供給ホース１４と打設口９とを繋ぐ接続配管１４ａ内に進退移動して接続配管１４ａを開閉する。接続配管１４ａに近い第２コンクリート供給ホース１４の終端側にはこの第２コンクリート供給ホース１４内の管内圧力を計測する管内圧力計１６が設けられる。また、妻型枠７の後面７ａにおける１２箇所のそれぞれ打設口９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つの打設口９の近傍には、コンクリート充填空間１００に充填された生コンクリートの圧力を計測するためのコンクリート圧力計１７が設けられる。
【００１８】
図３；図４を参照して、本形態の螺旋型枠ピース４０Ａを用いたトンネル施工方法を説明する。まず、図外の反力受けで推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させて地山（地盤／岩盤）２０にトンネル空洞部２１を掘る。シールド掘進機１を一定距離だけ掘進させた後にシールド掘進機１の推進ジャッキ４のピストンを縮めて、推進ジャッキ４の後端４ａに、掘削進行方向Ａに向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを設置できるように、坑口２２側に例えばトンネル空洞部２１の内周面３３を１周する分の複数の初期螺旋継手面形成用の螺旋型枠ピース４０Ｚを図外の内型枠組立装置によって設置することによって、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂと継ぎ合わされる初期螺旋継手面４０Ｙを形成する。
【００１９】
そして、トンネル空洞部２１の内周面３３と螺旋状に構築された内型枠３０の型枠面３４との間の筒状のコンクリート充填空間１００が形成される。最初は、このコンクリート充填空間１００の坑口２２側を図外の塞板などで閉塞して、妻型枠７の後面７ａをコンクリート充填空間１００の先端側に移動させる。この場合、螺旋状の型枠面３４におけるトンネル空洞部２１の内周面３３に沿った先端側周面の全てが妻型枠７で覆われるように妻型枠７の位置を決める。そして、妻型枠７の後面７ａの周囲の例えば１２箇所の打設口９を介してコンクリートポンプ８３で加圧された高流動性生コンクリート８０を流し込みながらプレスジャッキ５で妻型枠７を押圧して高流動性生コンクリート８０を加圧する。そして、人がコンクリート圧力計１７から送信されてくる圧力値をモニタ等で監視しながらコンクリート充填空間１００に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力が予め決められた所定値になったら人が塞止弁１５ａの操作部を操作して塞止弁１５ａで接続配管１４ａを塞いで、コンクリート充填空間１００内の高流動性生コンクリート８０を固化させる。したがって、６個のコンクリートポンプ８３を用い、妻型枠７の後面７aの周囲の１２箇所の打設口９からコンクリート充填空間１００に高流動性生コンクリート８０を充填するので、複数のコンクリートポンプ８３での圧力付加と複数の打設口９からの高流動性生コンクリート８０の流し込みと高流動性生コンクリート８０の高流動性とにより、コンクリート充填空間１００内に短時間で均等に高密度に高流動性生コンクリート８０を充填でき、トンネル空洞部２１の内周面３３（地山２０）と密接して一体化した高密度構造の覆工部としての一次覆工コンクリート９０を構築できる。また、打設口９の数と同数のコンクリートポンプ８３を設け、１つのコンクリートポンプ８３で１つの打設口９から高流動性生コンクリート８０を打設してもよいが、実施形態のように打設口９の数の１／２の数のコンクリートポンプ８３を用いて１つのコンクリートポンプ８３に２つの打設口９を繋ぐことにより、コンクリートポンプ８３の数を減らして多くの打設口９から打設できるので経済的である。また、コンクリート圧力計１７を備えたので、コンクリート充填空間１００内に流し込まれた高流動性生コンクリート８０の圧力監視制御を容易に行える。また、コンクリート圧力計１７からの信号を判読して塞止弁１５ａを開閉する図外の制御装置を設ければ、塞止弁１５ａの開閉を自動化できる。
【００２０】
一次覆工コンクリート９０を構築した後に、覆工コンクリート９０の内側に残された内型枠３０を反力受けとして利用して推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させる。その後、図外の内型枠組立装置によって、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置していき、隣接する初期螺旋継手面４０Ｙと螺旋継手面４７ｂとを螺旋継手ボルト６３ｂ及びナット７２によって密接状態に結合するとともに、隣接するピース継手面４７ａ同士をピース継手ボルト６３ａ及びナット７２によって密接状態に結合していくことによって、螺旋１周分の内型枠３０を構築していく。そして、構築された内型枠３０の型枠面３４との間の上述と同様に一次覆工コンクリート９０を構築していく。さらに、坑口２２側から切羽側に向けて螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを１つずつ順番に設置していき、隣接する螺旋継手面４７ｂ同士を螺旋継手ボルト６３ｂ及びナット７２によって密接状態に結合するとともに、隣接するピース継手面４７ａ同士をピース継手ボルト６３ａ及びナット７２によって密接状態に結合していって、さらに螺旋１周分の内型枠３０を構築していく。そして、構築された内型枠３０の型枠面３４との間の上述と同様に一次覆工コンクリート９０を構築していく。以後同様に、螺旋１周分の内型枠３０を構築していく毎に、一次覆工コンクリート９０を構築していく。
【００２１】
尚、一次覆工コンクリート９０を構築した後に、覆工コンクリート９０の内側に残された内型枠３０を反力受けとして利用して推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘進機１を一定距離だけ掘進させる場合、反力受けは、螺旋型枠ピース４０Ｚの初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂを利用することになるが、初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋継手面４７ｂは、掘削進行方向Ａと直交する平面とはならない。そこで、推進ジャッキ４の先端４ａが接触する初期螺旋継手面４０Ｙや螺旋継手面４７ｂを補正して掘削進行方向Ａと直交する平面とするための反力受面形成体５５を螺旋継手面４７ｂに設ける。
【００２２】
最良の形態１による螺旋型枠ピース４０Ａの設置方法及び螺旋型枠ピース４０Ａによれば、螺旋型枠ピース４０Ａの脱落を防止できるようになる。
【００２３】
最良の形態２
図５を参照し、最良の形態２による型枠ピースの設置方法を説明する。
図３に示した接続配管１４ａの一端開口部は図外の接続具で打設口９に着脱可能に接続されており、定期的に接続配管１４ａの一端開口部を打設口９より外して接続配管１４ａの管内を清掃する必要がある。しかしながら、最良の形態１のように、螺旋を描くように螺旋型枠ピース４０Ａを設置する場合、トンネル空洞部２１の内側から見た場合に、図５（ａ）に示すように、螺旋型枠ピース４０Ａが妻型枠７の内側を覆ってしまう部分がでてくる。この場合、螺旋型枠ピース４０Ａの切羽側の螺旋継手面４７ｂと妻型枠７との間の距離ｒが長くなってしまうと、切羽側から接続配管１４ａの図外の接続具まで作業員の手が届かなくなる場合がある。
そこで、図５（ｂ）に示すように、接続配管１４ａを清掃する場合に、螺旋型枠ピース４０Ａの螺旋継手面４７ｂに接続された場合に切羽側の継手面５１が掘削進行方向Ａと直交する継手面となるような清掃用型枠ピース５０を設置して、清掃用型枠ピース５０の切羽側の継手面５１と妻型枠７と間の距離ｒが長くなってしまうことを防止する。これにより、切羽側から接続配管１４ａの接続具まで作業員の手が届きやすくなるので、清掃作業が容易となる。
尚、清掃用螺旋型枠ピース５０としては、初期螺旋継手面形成用の螺旋型枠ピース４０Ｚと同じような形状のものを用いればよい。
最良の形態２によれば、コンクリート充填空間１００に生コンクリートを充填するための接続配管１４ａの清掃作業を容易とできる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
螺旋型枠ピース４０Ａの一対の辺４０ｅ；４０ｆは、螺旋型枠ピース４０Ａが螺旋を描くように設置された場合に、トンネル空洞部の中心軸線２Ｘと平行でなくてもよいし、互いに平行でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は型枠ピースを型枠面側から見て示す平面図、（ｂ）は型枠面側から見た型枠ピースの平面図（最良の形態１）。
【図２】切羽側から型枠ピースを見た図（最良の形態１）。
【図３】螺旋型枠ピースを用いた密閉型のシールド掘進機によるトンネル施工方法を示す縦断面図（最良の形態１）。
【図４】コンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設口との関係を示す図（最良の形態１）。
【図５】（ａ）は接続配管を清掃する際に螺旋型枠ピースを使用した場合を示す平面図、（ｂ）は接続配管を清掃する際に清掃用型枠ピースを使用した場合を示す平面図（最良の形態２）。
【図６】螺旋型枠ピースを示す斜視図（従来）。
【図７】トンネル空洞部と内型枠との関係を示す図（従来）。
【符号の説明】
【００２６】
２１ トンネル空洞部、２２ 坑口、３０ 内型枠、３３ 内周面、
４０Ａ 螺旋型枠ピース（型枠ピース）、４４ 型枠面、
４７ｂ 螺旋継手面（掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面）、
５０ 清掃用型枠ピース、９０ 一次覆工コンクリート（覆工部）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠を構成する１つ１つの型枠ピースの型枠面をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピースを１つずつ順番に設置したことを特徴とする型枠ピースの設置方法。
【請求項２】
請求項１に記載の型枠ピースの設置方法に使用する型枠ピースであって、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて位置された場合において、掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面と型枠面との境界線となる一対のそれぞれの辺が坑口側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、上記継手面がそれぞれの辺の辺縁より型枠面と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面がトンネル空洞部の内周面に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成されたことを特徴とする型枠ピース。
【請求項３】
トンネル空洞部の内周面と内型枠との間に覆工部を形成するためにコンクリートを流し込むための接続配管を清掃する場合に、掘削進行方向の継手面が掘削進行方向と直交する継手面となるような清掃用型枠ピースを設置したことを特徴とする請求項１に記載の型枠ピースの設置方法。
【請求項１】
地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面との間に覆工部を形成するために内型枠を構成する１つ１つの型枠ピースの型枠面をトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて設置していく場合に、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように型枠ピースを１つずつ順番に設置したことを特徴とする型枠ピースの設置方法。
【請求項２】
請求項１に記載の型枠ピースの設置方法に使用する型枠ピースであって、坑口側から切羽側に向けて螺旋を描くように設置されて型枠面がトンネル空洞部の内周面に対して所定間隔隔てて位置された場合において、掘削進行方向で互いに平行に対向する継手面と型枠面との境界線となる一対のそれぞれの辺が坑口側から切羽側に向けて描かれる螺旋線の一部を構成し、上記継手面がそれぞれの辺の辺縁より型枠面と直交する方向に延長して設けられ、かつ、型枠面がトンネル空洞部の内周面に沿った円弧面の一部を構成する形態に形成されたことを特徴とする型枠ピース。
【請求項３】
トンネル空洞部の内周面と内型枠との間に覆工部を形成するためにコンクリートを流し込むための接続配管を清掃する場合に、掘削進行方向の継手面が掘削進行方向と直交する継手面となるような清掃用型枠ピースを設置したことを特徴とする請求項１に記載の型枠ピースの設置方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【図２】
【図３】
【図５】
【図６】
【図７】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２４３２１７（Ｐ２００９−２４３２１７Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９３１２４（Ｐ２００８−９３１２４）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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