覆工コンクリート、覆工コンクリート形成方法及びトンネル覆工装置

【課題】覆工コンクリートにおけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させることができる覆工コンクリート及びその形成方法などを提供する。
【解決手段】トンネル空洞部２の内壁面３に形成される覆工コンクリート１において、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地５０を備えた。また、ひび割れ誘発目地５０が覆工コンクリート１の天端部６０ａに設けられた。また、ひび割れ誘発目地５０と交差するように設けられた鉄筋を備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、覆工コンクリートにおけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させることができる覆工コンクリートなどに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド工法により形成されるトンネルにおいてセグメントの内壁面に形成される覆工コンクリートの内壁面にひび割れ誘発目地を形成することが知られている。このひび割れ誘発目地は、覆工コンクリートの内壁面の円周に沿って円形を描くように形成される（特許文献１など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１−３１００９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のひび割れ誘発目地は、覆工コンクリートの内壁面の円周に沿って円形を描くように形成されるので、覆工コンクリートの周方向に沿って発生するひび割れをひび割れ誘発目地に集中させることができるが、覆工コンクリートにおけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させることはできないという問題点があった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、覆工コンクリートにおけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させることができる覆工コンクリート及びその形成方法などを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る覆工コンクリートによれば、トンネル空洞部の内壁面に形成される覆工コンクリートにおいて、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えたので、覆工コンクリートのひび割れ誘発目地がトンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させることができる。
ひび割れ誘発目地が覆工コンクリートの天端部に設けられたので、ひび割れの発生しやすい覆工コンクリートの天端部においてひび割れを集中させることができる。
ひび割れ誘発目地と交差するように設けられた鉄筋を備えたので、ひび割れ誘発目地に集中したひび割れにより分離したコンクリート部分同士のずれを鉄筋で防止できる。
ひび割れ誘発目地が覆工コンクリートにおけるトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置する外面に設けられ、覆工コンクリートにおけるトンネル空洞部の断面径方向の内側に位置する内面において上記ひび割れ誘発目地と対向する部位にコンクリート落下防止材を備えたので、ひび割れ誘発目地に集中したひび割れによるコンクリート片の剥離落下をコンクリート落下防止材により防止できる。
本発明に係る覆工コンクリート形成方法によれば、トンネル空洞部の内壁面と対向するように設置されトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置してトンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となる外面を有したセントルの当該外面に、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を設け、当該セントルの外面とトンネル空洞部の内壁面との間の空間により形成されたコンクリート打設空間内にコンクリートを打設することによりトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートを形成したので、トンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させる覆工コンクリートを形成できる。
本発明に係る覆工コンクリート形成方法によれば、トンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となるセントルの外面と対向するトンネル空洞部の内壁面に設けられた支保工にトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を設け、セントルの外面とトンネル空洞部の内壁面との間の空間により形成されたコンクリート打設空間内にコンクリートを打設することによりトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートを形成したので、トンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させる覆工コンクリートを形成できる。
本発明に係るトンネル覆工装置によれば、トンネル空洞部の内壁面と対向するように設置されトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置してトンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となる外面を有したセントルを備え、当該セントルの外面に、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を備えたので、トンネル延長方向に沿って発生するひび割れを集中させる覆工コンクリートを形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの拡大断面図（形態１）。
【図２】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの斜視図（形態１）。
【図３】トンネル空洞部内部に設置されたトンネル覆工装置を示す断面図（形態１）。
【図４】トンネル空洞部内部に設置されたトンネル覆工装置を示す斜視図（形態２）。
【図５】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの拡大断面図（形態２）。
【図６】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの拡大断面図（形態３）。
【図７】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの拡大断面図（形態３）。
【図８】ひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートの拡大断面図（形態４）。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
実施形態１
図１に示すように、実施形態１による覆工コンクリート１は、山岳トンネルにおいて、トンネル空洞部２の内壁面３に形成される。そして、覆工コンクリート１は、図２に示すように、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地５０を備える。ここで、トンネル空洞部２の内壁面３とは、例えば、図外の掘削装置によって地山１５を掘削して形成された掘削孔の内壁面、あるいは、当該掘削孔の内壁面に支保工及び防水加工を行った後の内壁面のことを言う。支保工３０は、例えば、圧縮空気を用いて掘削孔の内壁面に吹付けた吹付けコンクリート、ロックボルト、鋼製支保材３１などを用いた支保工のことを言う。
【０００８】
トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地５０を備えた覆工コンクリート１は、トンネル覆工装置１４により形成される。
トンネル覆工装置１４は、図３に示すように、トンネル空洞部２を走行可能に構成された架構部４と、セントル５と、セントル支持部６と、ひび割れ誘発目地形成材５１とを備える。
【０００９】
架構部４は下端に車輪１１を備え、この車輪１１がトンネル空洞部２の延長方向に沿ってトンネル空洞部２の地面１２に設置されたレール１３上に滑走可能に設けられたことで、架構部４は図外の駆動手段又は牽引手段によってトンネル空洞部２内をトンネル空洞部２の延長方向に沿って往復移動可能である。
【００１０】
セントル５は、上述したトンネル空洞部２の内壁面３と対向するように設置されて当該内壁面３に覆工コンクリート１を形成するための型枠である。セントル５は、鋼板により形成され、トンネル空洞部２の延長方向に沿った方向の長さが例えば１０．５ｍに形成され、トンネル空洞部２の延長方向と直交する断面形状がアーチ形状に形成される。セントル５は、トンネル空洞部２の断面径方向の外側に位置して覆工コンクリート１を形成するための型枠面となる外面９と、トンネル空洞部２の断面径方向の内側に位置する内面１０とを有する。トンネル空洞部２の内壁面３とセントル５の外面９（型枠面）との間に形成される空間によりコンクリート打設空間２１が形成される。セントル５は、１枚の鋼板により形成されたり、あるいは、図３に示すように複数枚の鋼板により形成される。
【００１１】
セントル５は、複数の窓孔２２を備える（図４参照）。窓孔２２は、セントル５の内面１０と外面９とに跨って貫通する貫通孔２３により形成される。窓孔２２は図外のヒンジにより開閉する開閉蓋２４で開閉可能に構成される。当該開閉蓋２４を開け、図外のコンクリート圧送管でセントル５の内側からコンクリート打設空間２１にコンクリートを打設することで、トンネル空洞部２の内壁面３に覆工コンクリート１が形成される。
【００１２】
セントル支持部６は、トンネル空洞部２の内壁面３に沿って対向するようにセントル５を支持するものであり、セントル５が複数枚の鋼板で形成されている場合には、図３に示すように鋼板をトンネル空洞部２の径方向に移動可能に支持するジャッキなどにより形成され、セントルが１枚の鋼板で形成されている場合には、当該鋼板を支持する図外の支持棒などにより形成される。セントル支持部６は、一端部２５が架構部４に固定され、他端部２６がセントル５の内面１０に固定される。よって、トンネル覆工装置１４は、セントル５がセントル支持部６を介して架構部４に支持されて、架構部４がトンネル空洞部２内を往復移動することで、セントル５がトンネル空洞部２内をトンネル空洞部２の延長方向に沿って往復移動可能となるように構成される。
【００１３】
ひび割れ誘発目地形成材５１は、型枠面となるセントル５の外面９と対向するトンネル空洞部２の内壁面３に設けられた支保工３０にトンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するように設けられる。この場合の支保工３０は、例えば、図外の掘削装置によって地山１５を掘削して形成された掘削孔の内壁面３にコンクリートが吹付けられて形成された吹付けコンクリート層とトンネル空洞部２の内側から吹付けコンクリート層及び地山に孔を開けて当該孔内に打ち込まれたロックボルトとで構成された支保工である。当該支保工３０に、例えば断面Ｖ字状に形成された長尺なひび割れ誘発目地形成材５１を取り付ける。この場合、Ｖ字の両端部５２；５２を支保工３０に取り付ける。また、複数の鋼製支保材３１をトンネル空洞部２の延長方向に沿って所定間隔を隔てて配置する支保工３０においては、鋼製支保材３１の内面３２と吹付けコンクリート層の内面とが面一になるようにした後に、複数の鋼製支保材３１の内面３２にひび割れ誘発目地形成材５１を取り付ければよい。ひび割れ誘発目地形成材５１は、例えば、厚さ数ミリの鋼板製のものを用いる。
【００１４】
上述した支保工３０にトンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材５１を設けておき、これら支保工３０及びひび割れ誘発目地形成材５１の表面に防水シート５５を取り付けて防水加工を施し、この防水加工を行った後のトンネル空洞部２の内壁面３とセントル５の外面９との間の空間により形成されたコンクリート打設空間２１内にコンクリートを打設することにより、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地５０を外面５６（覆工コンクリート１においてトンネル空洞部２の断面径方向の外側に位置する面）に備えた覆工コンクリート１を形成できる。
【００１５】
ひび割れ誘発目地５１は、少なくとも、覆工コンクリート１の天端部６０ａにおける外面５６に設ける。
【００１６】
実施形態１の覆工コンクリート１によれば、覆工コンクリート１におけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れをひび割れ誘発目地５０に集中させることができる。
また、ひび割れ誘発目地５０を天端部６０ａに備えた覆工コンクリート１としたので、ひび割れの発生しやすい覆工コンクリート１の天端部６０ａにおいてひび割れ誘発目地５０にひび割れを集中させることができる。
【００１７】
実施形態２
図４に示すように、上記セントル５の外面９に、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材５１を備えたトンネル覆工装置１４を用いて覆工コンクリート１を形成してもよい。
即ち、セントル５の外面９に、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材５１を設け、上述した防水加工を行った後のトンネル空洞部２の内壁面３とセントル５の外面９との間の空間により形成されたコンクリート打設空間２１内にコンクリートを打設することにより、図５に示すように、トンネル空洞部２の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地５０を内面５７（覆工コンクリート１においてトンネル空洞部２の断面径方向の内側に位置する面）に備えた覆工コンクリート１を形成できる。ひび割れ誘発目地５０は、少なくとも、覆工コンクリート１の天端部６０ｂにおける内面５７に設ける。
実施形態２の覆工コンクリート１によれば、覆工コンクリート１におけるトンネル延長方向に沿って発生するひび割れをひび割れ誘発目地５０に集中させることができる。
また、ひび割れ誘発目地５０を天端部６０ｂに備えた覆工コンクリート１としたので、ひび割れの発生しやすい覆工コンクリート１の天端部６０ｂにおいてひび割れ誘発目地５０にひび割れを集中させることができる。
【００１８】
実施形態３
図６；図７に示すように、ひび割れ誘発目地５０と交差するように設けられた鉄筋６５を備えた覆工コンクリート１とする。この覆工コンクリート１は、実施形態１又は実施形態２で説明したトンネル覆工装置１４、施工方法により形成できる。鉄筋６５は、例えば、セントル５に仮止めしたり、図外の吊り金具で鋼製支保工３１に吊り下げればよい。
実施形態３の覆工コンクリート１によれば、ひび割れ誘発目地５０に集中したひび割れ６１で分離したコンクリート部分６２；６２同士のずれを鉄筋６５で防止できる。
【００１９】
実施形態４
図８に示すように、ひび割れ誘発目地５０が覆工コンクリート１におけるトンネル空洞部２の断面径方向の外側に位置する外面５６に設けられ、覆工コンクリート１におけるトンネル空洞部２の断面径方向の内側に位置する内面５７において上記ひび割れ誘発目地５０と対向する部位にコンクリート落下防止材７０を備えた覆工コンクリート１とする。
コンクリート落下防止材７０は、覆工コンクリート１の内面５７においてトンネル延長方向に沿って延長し、ひび割れ誘発目地５０と平行に設けられた溝７１内に嵌め込まれて接着剤などにより溝内に固定される合成樹脂製、ゴム製などの長尺材により形成される。
この覆工コンクリート１は、実施形態１で説明したトンネル覆工装置１４、施工方法により形成できる。また、コンクリート落下防止材７０が嵌め込まれる溝７１は、セントル５の外面９にトンネル空洞部２の延長方向に沿って延長する図外の溝形成材を設けておいて形成してもよいし、セントル５で覆工コンクリート１を施工した後、覆工コンクリート１の内面を図外の切削機械で切削して形成してもよい。
実施形態４によれば、ひび割れ誘発目地５０に集中したひび割れ６１によるコンクリート片の剥離落下をコンクリート落下防止材７０により防止できる。
【００２０】
尚、本発明の覆工コンクリート１及び形成方法などは、シールド工法により形成されるトンネルにおいてセグメントの内壁面に形成される覆工コンクリートにも適用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１覆工コンクリート、２トンネル空洞部、３内壁面、５セントル、
９セントルの外面、１４トンネル覆工装置、２１コンクリート打設空間、
３０支保工、５０ひび割れ誘発目地、５１ひび割れ誘発目地形成材、
５６覆工コンクリートの外面、６０ａ，６０ｂ天端部、６５鉄筋、
７０コンクリート落下防止材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル空洞部の内壁面に形成される覆工コンクリートにおいて、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えたことを特徴とする覆工コンクリート。
【請求項２】
ひび割れ誘発目地が覆工コンクリートの天端部に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の覆工コンクリート。
【請求項３】
ひび割れ誘発目地と交差するように設けられた鉄筋を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の覆工コンクリート。
【請求項４】
ひび割れ誘発目地が覆工コンクリートにおけるトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置する外面に設けられ、覆工コンクリートにおけるトンネル空洞部の断面径方向の内側に位置する内面において前記ひび割れ誘発目地と対向する部位にコンクリート落下防止材を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の覆工コンクリート。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の覆工コンクリートを形成するための覆工コンクリート形成方法であって、トンネル空洞部の内壁面と対向するように設置されトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置してトンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となる外面を有したセントルの当該外面に、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を設け、当該セントルの外面とトンネル空洞部の内壁面との間の空間により形成されたコンクリート打設空間内にコンクリートを打設することによりトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートを形成したことを特徴とする覆工コンクリート形成方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の覆工コンクリートを形成するための覆工コンクリート形成方法であって、トンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となるセントルの外面と対向するトンネル空洞部の内壁面に設けられた支保工にトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を設け、セントルの外面とトンネル空洞部の内壁面との間の空間により形成されたコンクリート打設空間内にコンクリートを打設することによりトンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地を備えた覆工コンクリートを形成したことを特徴とする覆工コンクリート形成方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の覆工コンクリートを形成するためのトンネル覆工装置であって、トンネル空洞部の内壁面と対向するように設置されトンネル空洞部の断面径方向の外側に位置してトンネルの覆工コンクリートを形成するための型枠面となる外面を有したセントルを備え、当該セントルの外面に、トンネル空洞部の延長方向に沿って延長するひび割れ誘発目地形成材を備えたことを特徴とするトンネル覆工装置。

【図１】