JP3481489B2 - トンネル内壁の補修方法 - Google Patents
トンネル内壁の補修方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、環状構造物内壁の
補修方法に係わり、特に、地中に掘削され、その内部に
ガス管、電話線等が施設されて所謂「共同溝」その他と
して使用されるトンネルの内壁を補修する技術に関す
る。
補修方法に係わり、特に、地中に掘削され、その内部に
ガス管、電話線等が施設されて所謂「共同溝」その他と
して使用されるトンネルの内壁を補修する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガス管、電話線、下水道管等が施
設された所謂「共同溝」と称するトンネルを地中に建設
することが行われるようになった。該トンネルは、通
常、筒状であり、例えば、シールド・トンネル構築方法
（略して、シールド工法）を用いて、建設されている。
かかるトンネルは、掘削した孔の内面を、コンクリート
あるいは鋼板で内張りしした構造になっている。
設された所謂「共同溝」と称するトンネルを地中に建設
することが行われるようになった。該トンネルは、通
常、筒状であり、例えば、シールド・トンネル構築方法
（略して、シールド工法）を用いて、建設されている。
かかるトンネルは、掘削した孔の内面を、コンクリート
あるいは鋼板で内張りしした構造になっている。
【０００３】ところが、その内張りは、地下水や土壌が
含有する物質により腐食し、経年劣化する。従って、劣
化した部分は、適宜補修する必要がある。この補修は、
従来、前記トンネルに、その内周を多数枚に分割した鋼
製部材を搬入し、その継手を互いに繋いで管体とし、劣
化した部分の内壁を覆うのが一般的であった。そのた
め、作業場所（以下、作業現場という）まで使用部材を
台車に積んで搬送し、鋼製部材の継手部を溶接、ボルト
止め、かしめ等で接合し、管体に組立てる必要があっ
た。つまり、多数枚の分割した鋼製部材にしないと、大
き過ぎて孔の内部をその先端まで搬送させることが難し
いからである。また、実開昭５９−３０７９号公報に開
示されたように、弾性変形程度に巻込んで縮径した鋼管
をトンネル内に搬入し、その内壁に接するよう現場で拡
径して補修することも行われた。
含有する物質により腐食し、経年劣化する。従って、劣
化した部分は、適宜補修する必要がある。この補修は、
従来、前記トンネルに、その内周を多数枚に分割した鋼
製部材を搬入し、その継手を互いに繋いで管体とし、劣
化した部分の内壁を覆うのが一般的であった。そのた
め、作業場所（以下、作業現場という）まで使用部材を
台車に積んで搬送し、鋼製部材の継手部を溶接、ボルト
止め、かしめ等で接合し、管体に組立てる必要があっ
た。つまり、多数枚の分割した鋼製部材にしないと、大
き過ぎて孔の内部をその先端まで搬送させることが難し
いからである。また、実開昭５９−３０７９号公報に開
示されたように、弾性変形程度に巻込んで縮径した鋼管
をトンネル内に搬入し、その内壁に接するよう現場で拡
径して補修することも行われた。
【０００４】しかしながら、前記した多数枚に分割した
鋼製部材を用いる補修方法では、鋼製部材の接合個所が
多いため、接合部品が多いばかりでなく、接合や止水作
業も多く、作業時間が長くなるばかりでなく、費用も嵩
むという問題があった。また、実開昭５９−３０７９号
公報記載の巻込み縮径した鋼管の利用では、該鋼管を搬
入する際、トンネル内の既設機器を撤去したり、該トン
ネルの湾曲通路では、搬送が困難になるという問題があ
った。さらに、１本の鋼管を搬入する毎に、既設の配
線、配管を外し、該巻込み鋼管内を通して繋ぎ直してか
らでないと、搬入できず、前記同様に、補修作業に長時
間を要し、経済性も悪かった。
鋼製部材を用いる補修方法では、鋼製部材の接合個所が
多いため、接合部品が多いばかりでなく、接合や止水作
業も多く、作業時間が長くなるばかりでなく、費用も嵩
むという問題があった。また、実開昭５９−３０７９号
公報記載の巻込み縮径した鋼管の利用では、該鋼管を搬
入する際、トンネル内の既設機器を撤去したり、該トン
ネルの湾曲通路では、搬送が困難になるという問題があ
った。さらに、１本の鋼管を搬入する毎に、既設の配
線、配管を外し、該巻込み鋼管内を通して繋ぎ直してか
らでないと、搬入できず、前記同様に、補修作業に長時
間を要し、経済性も悪かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる事情
に鑑み、鋼製部材を用いても、従来より迅速に作業可能
なトンネル内壁の補修方法を提供することを目的として
いる。
に鑑み、鋼製部材を用いても、従来より迅速に作業可能
なトンネル内壁の補修方法を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者は、上記目的を達
成するため、従来の鋼製部材を用いる補修方法を見直
し、その改善に鋭意努力した。そして、その成果を本発
明として完成させたのである。
成するため、従来の鋼製部材を用いる補修方法を見直
し、その改善に鋭意努力した。そして、その成果を本発
明として完成させたのである。
【０００７】 すなわち、本発明は、トンネル内壁に鋼
製部材を内張りして補修するに際し、前記鋼製部材とし
て横断面が円弧状の２個の部材を準備し、円弧長さの長
い方の部材の横断面の面積が縮小する方向へ弾性変形さ
せてから前記トンネル内に搬入し、補修位置で復元して
両者を接合させることを特徴とするトンネル内壁の補修
方法である。また、本発明は、トンネル内壁に鋼製部材
を内張りして補修するに際し、 前記鋼製部材として横
断面が円弧状で、且つ円弧長が等しい２個の部材を準備
し、各部材の横断面の面積が縮小する方向へ弾性変形さ
せてから前記トンネル内に搬入し、補修位置で復元して
両者を接合させることを特徴とするトンネル内壁の補修
方法である。
製部材を内張りして補修するに際し、前記鋼製部材とし
て横断面が円弧状の２個の部材を準備し、円弧長さの長
い方の部材の横断面の面積が縮小する方向へ弾性変形さ
せてから前記トンネル内に搬入し、補修位置で復元して
両者を接合させることを特徴とするトンネル内壁の補修
方法である。また、本発明は、トンネル内壁に鋼製部材
を内張りして補修するに際し、 前記鋼製部材として横
断面が円弧状で、且つ円弧長が等しい２個の部材を準備
し、各部材の横断面の面積が縮小する方向へ弾性変形さ
せてから前記トンネル内に搬入し、補修位置で復元して
両者を接合させることを特徴とするトンネル内壁の補修
方法である。
【０００８】 また、本発明では、前記２分割を、一方
の小型部材の鋼製部材の中心角が４０°〜１２０°にす
ることが好ましい。
の小型部材の鋼製部材の中心角が４０°〜１２０°にす
ることが好ましい。
【０００９】さらに、本発明では、前記横断面の面積を
縮小した鋼製部材の軸方向の開口を、湾曲したトンネル
内壁の内曲がり面に対向させて、該トンネル内に搬入に
することができるので、トンネルが屈曲していても容易
に搬入が可能である。
縮小した鋼製部材の軸方向の開口を、湾曲したトンネル
内壁の内曲がり面に対向させて、該トンネル内に搬入に
することができるので、トンネルが屈曲していても容易
に搬入が可能である。
【００１０】本発明によれば、鋼製部材を用いても、ト
ンネル内での搬送及び組立てが円滑且つ迅速に行えるよ
うになるので、従来より迅速にトンネル内壁の補修がで
きるようになる。特に、本発明は、通路が湾曲したトン
ネル内で大きな効果を発揮する。
ンネル内での搬送及び組立てが円滑且つ迅速に行えるよ
うになるので、従来より迅速にトンネル内壁の補修がで
きるようになる。特に、本発明は、通路が湾曲したトン
ネル内で大きな効果を発揮する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１２】まず、本発明に係るトンネル内壁の補修方
法は、トンネル内壁面６の全体に沿った管体状に曲げ加
工を施した２枚１組の鋼製部材１を、継手で繋ぎ、内張
りする技術である。具体的には、成形工場で、前記管体
の横断面を２分割した形状に曲げ加工した２枚の鋼製部
材を用いる。この２枚の鋼製部材は、管体を長手方向に
２等分して同一の形状としたものとすることができる。
この２枚の鋼製部材をトンネル内への搬入前に、図２に
示すように、周端の開口部が縮小するように弾性変形さ
せて、一時的に固定してトンネル内へ搬入する。具体的
には、図２に示すように、鋼製部材の内面の少なくとも
２ケ所にワイヤ固定部材９を設置して、この間に張った
ワイヤ１０をチェーンブロック１１等で引っ張ること
で、前記開口部が縮小するように弾性変形させることが
できる。なお、鋼製部材の材質、形状、ワイヤ固定部材
の位置等に応じて弾性変形の限度が計算できる。その限
度以下で、該開口部を縮小すれば、トンネル内へ搬入さ
れ、所定の位置へ到達した後に、上記チェーンブロック
等の緊張を解くと、鋼製部材は、トンネル内壁の形状に
自発的に合致して補修内壁を形成できる。分割されたも
う一方の鋼製部材は、同様に、開口部を縮小しなくても
トンネル内へ搬入できる時にはそのままの状態で、縮小
が必要な時には、縮小して所定の位置に搬入し、前記鋼
製部材と分割部分を合わせて接続することでトンネル内
周全体を管体の鋼製部材で補修する。
法は、トンネル内壁面６の全体に沿った管体状に曲げ加
工を施した２枚１組の鋼製部材１を、継手で繋ぎ、内張
りする技術である。具体的には、成形工場で、前記管体
の横断面を２分割した形状に曲げ加工した２枚の鋼製部
材を用いる。この２枚の鋼製部材は、管体を長手方向に
２等分して同一の形状としたものとすることができる。
この２枚の鋼製部材をトンネル内への搬入前に、図２に
示すように、周端の開口部が縮小するように弾性変形さ
せて、一時的に固定してトンネル内へ搬入する。具体的
には、図２に示すように、鋼製部材の内面の少なくとも
２ケ所にワイヤ固定部材９を設置して、この間に張った
ワイヤ１０をチェーンブロック１１等で引っ張ること
で、前記開口部が縮小するように弾性変形させることが
できる。なお、鋼製部材の材質、形状、ワイヤ固定部材
の位置等に応じて弾性変形の限度が計算できる。その限
度以下で、該開口部を縮小すれば、トンネル内へ搬入さ
れ、所定の位置へ到達した後に、上記チェーンブロック
等の緊張を解くと、鋼製部材は、トンネル内壁の形状に
自発的に合致して補修内壁を形成できる。分割されたも
う一方の鋼製部材は、同様に、開口部を縮小しなくても
トンネル内へ搬入できる時にはそのままの状態で、縮小
が必要な時には、縮小して所定の位置に搬入し、前記鋼
製部材と分割部分を合わせて接続することでトンネル内
周全体を管体の鋼製部材で補修する。
【００１３】 また、本発明に係る鋼製部材は、図１
（ａ）に示すように、一方の小型部材の中心角θ２が４
０°以上、１２０°以下となるように、大型（優弧）部
材２および小型（劣弧）部材３の２種類とするとさらに
好ましい。これにより小型部材３は、そのままの形状で
トンネル内へ搬入でき、トンネル搬入前に弾性変形させ
て固定する作業を省略できるからである。この時、小型
部材３の中心角が１２０°を超えるような形状にする
と、そのままの形状でトンネル内へ搬入することが困難
となる。一方、中心角を４０°未満とすると、もう一方
の大型部材の形状が大きくなり過ぎ、弾性変形させてト
ンネル内へ搬入するときに、トンネル内の既設機器や配
管などと干渉したり、トンネルの湾曲部分での搬送に支
障がでるといった問題が生じてしまう。
（ａ）に示すように、一方の小型部材の中心角θ２が４
０°以上、１２０°以下となるように、大型（優弧）部
材２および小型（劣弧）部材３の２種類とするとさらに
好ましい。これにより小型部材３は、そのままの形状で
トンネル内へ搬入でき、トンネル搬入前に弾性変形させ
て固定する作業を省略できるからである。この時、小型
部材３の中心角が１２０°を超えるような形状にする
と、そのままの形状でトンネル内へ搬入することが困難
となる。一方、中心角を４０°未満とすると、もう一方
の大型部材の形状が大きくなり過ぎ、弾性変形させてト
ンネル内へ搬入するときに、トンネル内の既設機器や配
管などと干渉したり、トンネルの湾曲部分での搬送に支
障がでるといった問題が生じてしまう。
【００１４】さらに、これら２枚の鋼製部材は、その周
端がそれぞれ継手となるように、必要な加工が施されて
いる。継手の手段としては、溶接あるいはボルト止めが
多用できる。
端がそれぞれ継手となるように、必要な加工が施されて
いる。継手の手段としては、溶接あるいはボルト止めが
多用できる。
【００１５】加えて、本発明では、該大型の鋼製部材
は、トンネル内に搬入する際、図３に示すように、前記
内側に縮小した鋼製部材の軸方向の開口を、湾曲したト
ンネル内壁の内曲がり面に対向させるようにするのが好
ましい。これによって、湾曲部の通過を容易にできるか
らである。
は、トンネル内に搬入する際、図３に示すように、前記
内側に縮小した鋼製部材の軸方向の開口を、湾曲したト
ンネル内壁の内曲がり面に対向させるようにするのが好
ましい。これによって、湾曲部の通過を容易にできるか
らである。
【００１６】さらに加えて、本発明を実施する場合に
は、トンネル内壁面６に沿って組立てた管状の鋼製部材
と内壁との間に、エア・モルタル、樹脂モルタル等を注
入し、補修個所の強化を図るようにする。また、同じ目
的のため、鋼製部材を介して、トンネル内壁にアンカー
・ボルト、ロック・ボルトを建て込んでも良い。さら
に、継手部分に止水措置が必要な場合には、水膨張ゴム
等のシール部材を使用することが好ましい。
は、トンネル内壁面６に沿って組立てた管状の鋼製部材
と内壁との間に、エア・モルタル、樹脂モルタル等を注
入し、補修個所の強化を図るようにする。また、同じ目
的のため、鋼製部材を介して、トンネル内壁にアンカー
・ボルト、ロック・ボルトを建て込んでも良い。さら
に、継手部分に止水措置が必要な場合には、水膨張ゴム
等のシール部材を使用することが好ましい。
【００１７】
【実施例】内径２７５０ｍｍの管状で、且つ湾曲したト
ンネル内の一部に、内壁が損傷した部分が発見された。
なお、湾曲部の曲率半径は６０ｍで、損傷部分までの距
離は、トンネル入口から２００ｍ，損傷部の長さは８０
ｍであった。
ンネル内の一部に、内壁が損傷した部分が発見された。
なお、湾曲部の曲率半径は６０ｍで、損傷部分までの距
離は、トンネル入口から２００ｍ，損傷部の長さは８０
ｍであった。
【００１８】そこで、本発明に係る補修方法を採用し
て、内壁の補修を行った。使用した鋼製部材は、厚み１
６ｍｍの溶接用鋼板（例えば、ＳＭ４９０Ａ）で加工
し、横断面の中心角が２７０°の大型部材と、９０°の
小型部材を２枚１組で製造した。各部材の管状にした場
合の軸方向長さは、４ｍである。
て、内壁の補修を行った。使用した鋼製部材は、厚み１
６ｍｍの溶接用鋼板（例えば、ＳＭ４９０Ａ）で加工
し、横断面の中心角が２７０°の大型部材と、９０°の
小型部材を２枚１組で製造した。各部材の管状にした場
合の軸方向長さは、４ｍである。
【００１９】その際、大型部材の横断面の両周端部に設
置した継手間を、チェーンブロック１１を介してワイヤ
１０で連結した。この場合、軸方向の長さは４ｍあった
ので、このワイヤによる連結は、１ｍごとに３ケ所で行
った、これによって、横断面の周端同士の距離は当初１
９４５ｍｍであったが、これを１８００ｍｍまで縮小で
きた。
置した継手間を、チェーンブロック１１を介してワイヤ
１０で連結した。この場合、軸方向の長さは４ｍあった
ので、このワイヤによる連結は、１ｍごとに３ケ所で行
った、これによって、横断面の周端同士の距離は当初１
９４５ｍｍであったが、これを１８００ｍｍまで縮小で
きた。
【００２０】まず、これらの鋼製部材を、トンネルの入
口から台車７に載せて順次トンネル内に搬入した。その
際、大型部材２の前記軸方向の開口８を、最初は、トン
ネル内の底面に向けたが、トンネル内の進行で湾曲部に
さしかかった場合には、湾曲部の内曲がり面に対向する
ように、姿勢を調整しつつ搬送した。その結果、いずれ
の湾曲部も、容易に通過できた。なお、既設の配線、配
管及び機器は、前記軸方向の開口を通すので、これらも
何ら搬送の障害にならなかった。
口から台車７に載せて順次トンネル内に搬入した。その
際、大型部材２の前記軸方向の開口８を、最初は、トン
ネル内の底面に向けたが、トンネル内の進行で湾曲部に
さしかかった場合には、湾曲部の内曲がり面に対向する
ように、姿勢を調整しつつ搬送した。その結果、いずれ
の湾曲部も、容易に通過できた。なお、既設の配線、配
管及び機器は、前記軸方向の開口を通すので、これらも
何ら搬送の障害にならなかった。
【００２１】補修地点に到達した鋼製部材は、それぞれ
所定の位置でチェーンブロック１１の緊張を解くことで
トンネル内周に自然に適合した。この大型部材に対応す
る小型部材をそのままの形状で搬入し、同様に所定位置
に配置した。これにより、大型部材と小型部材との継手
部が合い、この継手同士を溶接接合して既設トンネル内
面になじんだ管体を形成した。
所定の位置でチェーンブロック１１の緊張を解くことで
トンネル内周に自然に適合した。この大型部材に対応す
る小型部材をそのままの形状で搬入し、同様に所定位置
に配置した。これにより、大型部材と小型部材との継手
部が合い、この継手同士を溶接接合して既設トンネル内
面になじんだ管体を形成した。
【００２２】上記と同様の作業で、順次鋼製部材をトン
ネル内に搬入して管体を形成すると共に、各管体同士を
軸方向で溶接接合することでトンネル内面を形成した。
その際、既設トンネル内壁を補修した鋼製部材との隙間
には、樹脂モルタルを注入して、補修部の補強を施工し
た。
ネル内に搬入して管体を形成すると共に、各管体同士を
軸方向で溶接接合することでトンネル内面を形成した。
その際、既設トンネル内壁を補修した鋼製部材との隙間
には、樹脂モルタルを注入して、補修部の補強を施工し
た。
【００２３】実施成績としては、２０組の鋼製部材を、
トンネルへ搬入開始してから全ての組が接合され、モル
タル補強の完了までの時間で評価した。つまり、本発明
に係る上記補修方法によれば、１８０時間で補修作業が
完了した。これに対して、同じ規模の補修を、従来の横
断面を多数枚に分割した鋼製部材を用いる方法で補修し
た場合には、２９０時間を要していた。従って、本発明
によりトンネル内壁の補修時間が従来より格段と短縮さ
れることが確認できた。
トンネルへ搬入開始してから全ての組が接合され、モル
タル補強の完了までの時間で評価した。つまり、本発明
に係る上記補修方法によれば、１８０時間で補修作業が
完了した。これに対して、同じ規模の補修を、従来の横
断面を多数枚に分割した鋼製部材を用いる方法で補修し
た場合には、２９０時間を要していた。従って、本発明
によりトンネル内壁の補修時間が従来より格段と短縮さ
れることが確認できた。
【００２４】なお、上記実施例のトンネルは、前記した
所謂「共同溝」であったが、本発明は、それに限らず、
自動車、電車等のためのものも含め、如何なる用途のト
ンネルにも適用できる。また、鋼製部材で形成する管体
は、横断面が円とは限らず、楕円、長方形等であっても
良い。横断面が円でない場合は、トンネルの横断面形状
の重心を中心として、２分割した部材の分割点と該重心
を結ぶ線分のなす角度が一方の部材で４０〜１２０°と
なるようにして分割すれば良い。
所謂「共同溝」であったが、本発明は、それに限らず、
自動車、電車等のためのものも含め、如何なる用途のト
ンネルにも適用できる。また、鋼製部材で形成する管体
は、横断面が円とは限らず、楕円、長方形等であっても
良い。横断面が円でない場合は、トンネルの横断面形状
の重心を中心として、２分割した部材の分割点と該重心
を結ぶ線分のなす角度が一方の部材で４０〜１２０°と
なるようにして分割すれば良い。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、トン
ネル内壁の鋼製部材を用いての補修が、従来より格段と
迅速化された。また、補修費用も低減するようになっ
た。
ネル内壁の鋼製部材を用いての補修が、従来より格段と
迅速化された。また、補修費用も低減するようになっ
た。
【図１】本発明に係る補修方法に用いる鋼製部材の形状
を説明する図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図
である。
を説明する図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図
である。
【図２】大型鋼製部材の弾性変形による縮小状況を示す
図である。
図である。
【図３】鋼製部材のトンネル内での搬送姿勢の一姿勢を
示す図である。
示す図である。
１ 鋼製部材
２ 大型部材
２’ 大型部材の縮小状態
３ 小型部材
４ 継手
５ ボルト
６ トンネルの内壁面
７ 台車
８ 軸方向の開口
９ ワイヤ固定部材
１０ ワイヤ
１１ チェーンブロック
θ１ 大型部材の中心角
θ２ 小型部材の中心角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小池 武
東京都千代田区内幸町２丁目２番３号
川崎製鉄株式会社内
(72)発明者 寺本 正
東京都千代田区内幸町２丁目２番３号
川崎製鉄株式会社内
(72)発明者 足立 明
東京都台東区池之端２丁目９番７号 川
鉄テクノコンストラクション株式会社内
(72)発明者 村上 優
東京都台東区池之端２丁目９番７号 川
鉄テクノコンストラクション株式会社内
(56)参考文献 特開 平５−147702（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−208093（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−3079（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
E21D 11/15
Claims (2)
- 【請求項１】 トンネル内壁に鋼製部材を内張りして補
修するに際し、 前記鋼製部材として横断面が円弧状の２個の部材を準備
し、円弧長さの長い方の部材の横断面の面積が縮小する
方向へ弾性変形させてから前記トンネル内に搬入し、補
修位置で復元して両者を接合させることを特徴とするト
ンネル内壁の補修方法。 - 【請求項２】 トンネル内壁に鋼製部材を内張りして補
修するに際し、 前記鋼製部材として横断面が円弧状で、且つ円弧長が等
しい２個の部材を準備し、各部材の横断面の面積が縮小
する方向へ弾性変形させてから前記トンネル内に搬入
し、補修位置で復元して両者を接合させることを特徴と
するトンネル内壁の補修方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05989799A JP3481489B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | トンネル内壁の補修方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05989799A JP3481489B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | トンネル内壁の補修方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000257397A JP2000257397A (ja) | 2000-09-19 |
| JP3481489B2 true JP3481489B2 (ja) | 2003-12-22 |
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ID=13126381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05989799A Expired - Fee Related JP3481489B2 (ja) | 1999-03-08 | 1999-03-08 | トンネル内壁の補修方法 |
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| CN113339014B (zh) * | 2021-07-01 | 2024-07-09 | 厦门路桥工程设计院有限公司 | 保护超小净距隧道中夹岩的后行洞侧壁钢轨管幕法及结构 |
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1999
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