JP5154782B2 - トンネルの補修工法およびトンネル補修用覆工板 - Google Patents

Description

本発明は、トンネル内面の覆工コンクリート等の補修に適用されるトンネルの補修工法およびトンネル補修用覆工板に関するものである。

老朽化が進んだトンネル内面を補修する方法として、例えばプレキャストコンクリート板や鋼板からなる覆工板をトンネル内面に添え付け、当該覆工板とトンネル内面との間に裏込めを行う方法(例えば、特許文献１〜３参照)、スライドフォームを用いて現場打ちコンとリートによってトンネル内面を覆工(コンクリートライニング)する方法などが知られている。いずれの補修工法においても、工事期間中はトンネルを使用できないため、工期短縮による工費の縮減に努めている。

しかし、覆工板を用いた補修工法の場合、クレーンやフォークリフト等の重機によって覆工板を一枚一枚トンネル内に搬入し、一枚一枚トンネル内面に添え付け、かつ、ロックボルト等によって固定するか、あるいは、枕壁などを別途施工し、これらを取り付ける必要があり、工期の長期化、工事費の割高感が免れないものであった。

また、特に小断面トンネルの補修の場合にあっては、施工機械をトンネル内に搬入できないため、手作業による取り付けを強いられ、そのため部材を小さくする必要があり、工期の長期化が免れない等の課題があった。

さらに、既存の内部空間を確保するためには、覆工板の厚さを可能な限り薄くすることを求められるが、そのため覆工板として鋼板を使用すると、塗装などの防錆処理が必要となり、結果的に維持費が嵩む等の課題があった。

一方、厚さ５ｃｍ程度の薄肉プレキャストコンクリート板を覆工板として使用すると、覆工板同士を繋ぐ金具やボルトが露出するだけでなく、継手部の防錆や防水工に多くの手間がかかる等の課題があった。

以上のような課題を解決すべく、本出願人は、トンネル内面を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで補修できる既設トンネルの補修工法および補修台車を出願している(特許文献４)。

この特許文献４の発明では、トンネルの両側壁部分に受け部材とこれを覆うコンクリート基礎をそれぞれ設け、トンネルの天井部分と両側の側壁部分からなる覆工用型枠をアーチ状に形成すると共に、天井部分または側壁部分に設けた少なくとも一個の蝶番によりトンネル径方向に開閉可能に形成し、両側壁部分の下端部を受け部材の上に載置し、コンクリート基礎内に埋設して固定している。床部分に床版型枠を設置する場合は、床版型枠の両端部を両側壁部分の下部にそれぞれ接合している。

特開２００３−２２７２９６号公報 特開２００１−２２７２８７号公報 特許第２９０８５７７号公報 特開２００６−１８８８５６号公報

前述の特許文献４の発明は、蝶番を用いて複数の補修パネル(覆工板)を一体化した後、トンネル内を運搬・設置して裏込め注入するトンネル補修工法であるが、実際の現場では、一体化したパネルを隙間無く段差無く設置する手段、即ち設置済みパネルにスムーズに隙間無く接合し、ピース間およびリング間のパネル相互に目違い・段違いが発生するのを防止することが必要となる。

また、蝶番を用いて補修パネルを一体化して運搬する方法において、運搬時に発生するパネルの変形を防止して設置作業を容易にする保持方法も明確でなかった。

本発明は、蝶番により一体化した補修パネルを用いてトンネル内面の補修を行う工法において、トンネル内に搬入した補修パネルを設置済みパネルにスムーズに隙間無く接合し、ピース間およびリング間のパネル相互に目違い・段違いを発生させることなく設置することができ、トンネル内面の完全な補修を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで行うことができるトンネルの補修工法およびトンネル補修用覆工板を提供するものである。

本発明の請求項１の発明は、トンネル内面を覆工板で覆い、トンネル内面と覆工板との間に裏込め材を充填するトンネルの補修工法において、プレキャストコンクリート製の覆工板をトンネル周方向に４分割して、中央部と両端部が厚肉の天端パネルと、その両側の両端部が厚肉の側壁パネルと、底板部からトンネル内面に沿って一体的に立ち上がる立ち上がり部を有する底板パネルから構成し、天端パネルに両側の側壁パネルをトンネル径方向に揺動開閉可能にそれぞれ蝶番を介して接続してアーチ状パネルを形成し、トンネル内に搬入した閉じた状態のアーチ状パネルを開いて天端パネルと側壁パネルの接合端面同士を接合端面に設けたピース間段差防止機構を介して段差無く接合し、当該アーチ状パネルをトンネル軸方向に隣接する設置済みのアーチ状パネルに押し付け、その接合端面同士を接合端面に設けたリング間段差防止機構を介して段差無く接合し、両側の側壁パネルの下部間に配置した底板パネルをトンネル軸方向に隣接する底板パネルに押し付け、その接合端面同士を接合端面に設けたリング間段差防止機構を介して段差無く接合し、底板パネルの両端部をそれぞれ側壁パネルの下部に接続することを特徴とするトンネルの補修工法である。

本発明は、例えば図１に示すように、トンネル断面の全周を４分割した同一素材の天端パネル・側壁パネル・底板パネルで補修するものであり、また天端パネルと側壁パネルを蝶番で接続して開閉可能なアーチ状パネルを形成し、これを閉じた状態で運搬し、開いて設置するものであり、トンネル内面の補修を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで行うことができ、またコンパクトに閉じてトンネル内を搬送できるため、小断面トンネルの補修も容易に行うことができる。

さらに、天端パネルと側壁パネルを蝶番位置で埋設ピン等のピース間段差防止機構を介して接合し、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネル同士・底板パネル同士を調芯機能付きの埋設ピン等のリング間段差防止機構を介して押付けて接合するものであり、目違い・段差の無い完全で綺麗なトンネル補修内面を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで得ることができる。

本発明の請求項２の発明は、請求項１に記載のトンネルの補修工法において、ピース間段差防止機構は、埋設ピンとピン孔による嵌合構造、接合端面に形成された凹凸形状による嵌合構造、あるいは接合端面間に埋設された蝶番であり、前記天端パネルにおいては両端厚肉部分に設けられ、前記側壁パネルにおいては上部厚肉部分に設けられていることを特徴とするトンネルの補修工法である。

天端パネルと側壁パネルのヒンジ接合に対応できるピース間段差防止機構であり、例えば、接合端面にそれぞれ半円状の溝を設け、これら２つの溝で形成される円孔に円柱状のピンを埋設するなどして、埋設ピンとピン孔による嵌合構造とする。その他、接合端面にそれぞれ互いに嵌合する凹部と凸部を設ける嵌合構造、あるいはパネル内面に取付けられる仮設仕様の蝶番に代え、あるいは追加して、接合端面間に埋設される永久仕様の蝶番を用いることができる。

本発明の請求項３の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載のトンネルの補修工法において、リング間段差防止機構は、埋設ピンと調芯ピン孔による嵌合構造であり、前記天端パネルにおいては中央厚肉部分と両端厚肉部分に設けられ、前記側壁パネルにおいては上下の厚肉部分に設けられ、前記底板パネルにおいては底板部と立ち上がり部の接続部分に設けられていることを特徴とするトンネルの補修工法である。

トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネル同士・底板パネル同士のリング間接合に用いられるリング間段差防止機構であり、例えば、接合端面にそれぞれ、内部に向かって狭まるテーパーを有する調芯ピン孔、このピン孔に嵌合する先端部形状でパネルに基端部が埋設された埋設ピンを設けて構成される嵌合構造を用いることができる。
本発明の請求項４の発明は、前記調芯ピン孔は内部に向かって狭まるテーパーを有するものであり、前記埋設ピンは前記調芯ピン孔に嵌合する先端形状で基端部がパネルに埋設されていることを特徴とする請求項３に記載のトンネルの補修工法である。
本発明の請求項５の発明は、前記天端パネルの中央厚肉部分と前記側壁パネルの上部厚肉部分にはパネル変形防止用の押し出しボルトが貫通してねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサートが設けられており、前記天端パネルおよび前記側壁パネルを貫通する前記押し出しボルトを調節してパネルの変形を防止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法である。
本発明の請求項６の発明は、前記底板パネルは、下面が不織布による表面処理が施された１枚のパネルからなり、裏面には裏込め材との剥離を防止するためのプレートを取付けるためのステンレスインサートが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法である。
本発明の請求項７の発明は、前記側壁パネルと前記底板パネルは、前記側壁パネルの下部厚肉部分の下端部に取付けられた高さ調整ボルトを介して接合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法である。

本発明の請求項８の発明は、請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載のトンネルの補修工法において、アーチ状パネル同士を連結して引き寄せる引き寄せ手段を用いてアーチ状パネルを設置済みのアーチ状パネルに押し付けることを特徴とするトンネルの補修工法である。

天端パネルと左右両側の側壁パネルからなるアーチ状パネルを蝶番位置や脚部下端部に配置した引き寄せ手段によりスムーズに引き寄せて押し付け、容易に接合できるようにする。引き寄せ手段には、例えば長ボルトとナットによるねじ棒方式を用いることができる。底板パネルは、例えばトンネル底面に設置したハンドジャッキで押し付けて接合することができる。

本発明の請求項９の発明は、請求項８に記載のトンネルの補修工法において、引き寄せ手段は、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネルを連結する長ボルトとナットを有し、長ボルトに取付けたナットを締め付けることで引き寄せるように構成されていることを特徴とするトンネルの補修工法である。

アーチ状パネルの蝶番位置や脚部下端部に配置した引き寄せ手段をねじ棒方式とする場合であり、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネルの近接する一対の蝶番の基板にスリーブを溶接等で固定し、この一対のスリーブに長ボルトの両端部をそれぞれ挿通し、スリーブから突出するねじ部にナットを螺着し、締め付けることで、パネル同士を引き寄せ接合する。脚部下端部では、側壁パネルの高さ調整を行うボルトがねじ込まれるインサートを利用して長ボルトを取り付けることができる。

本発明の請求項１０の発明は、トンネル内面を覆うように設置され、トンネル内面との間に裏込め材が充填されるトンネル補修用覆工板であり、プレキャストコンクリート製の覆工板をトンネル周方向に４分割することにより、中央部と両端部が厚肉の天端パネルと、その両側の両端部が厚肉の側壁パネルと、底板部からトンネル内面に沿って一体的に立ち上がる立ち上がり部を有する底板パネルから構成され、天端パネルには両側の側壁パネルがトンネル径方向に揺動開閉可能にそれぞれ蝶番を介して接続され、天端パネルの両端厚肉部分における接合端面と側壁パネルの上部厚肉部分における接合端面には、埋設ピンとピン孔による嵌合構造、接合端面に形成された凹凸形状による嵌合構造、あるいは接合端面間に埋設された蝶番によるピース間段差防止機構が設けられ、天端パネルの中央厚肉部分と両端厚肉部分と側壁パネルの上下の厚肉部分と底板パネルの底板部と立ち上がり部の接続部分におけるリング間の接合端面には埋設ピンと調芯ピン孔によるリング間段差防止機構が設けられていることを特徴とするトンネル補修用覆工板である。

トンネル断面の全周を４分割した同一素材の天端パネル・側壁パネル・底板パネルからなり、天端パネルと側壁パネルを蝶番で接続した開閉可能なヒンジ構造のアーチ状パネルとし、天端パネルと側壁パネルを蝶番位置で埋設ピン等のピース間段差防止機構を介して接合し、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネル同士・底板パネル同士を調芯機能付きの埋設ピン等のリング間段差防止機構を介して押付けて接合するトンネル補修用覆工板であり、小断面トンネルにおいても、目違い・段差の無い完全で綺麗なトンネル補修内面を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで得ることができる。

本発明の請求項１１の発明は、請求項１０に記載のトンネル補修用覆工板において、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネルを連結する長ボルトとナットからなる引き寄せ手段の前記長ボルトを取付けるスリーブが蝶番に取付けられていることを特徴とするトンネル補修用覆工板である。

アーチ状パネルの蝶番位置にねじ棒方式の引き寄せ手段を設ける場合であり、ナットを締め付けるだけで、パネル同士を引き寄せ接合することができ、比較的簡易な機構でパネル同士を容易に押し付け接合することができる。補修完了後は、仮設使用の蝶番と共に撤去される。

本発明で用いられる４分割パネルは、プレキャストコンクリート製であり、超高強度繊維補強コンクリート、例えば、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維などの補強用繊維が混入され、反応性微粉末（シリカフューム等）を使用した繊維混入コンクリートを用いれば、薄肉化・軽量化等を図ることができる。

本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。

(1) トンネル断面の全周を４分割した同一素材の天端パネル・側壁パネル・底板パネルで補修し、また天端パネルと側壁パネルを蝶番で接続して開閉可能なアーチ状パネルを形成し、これを閉じた状態で運搬し、開いて設置するようにしているため、トンネル内面の補修を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで行うことができる。

(2) また、天端パネルと両側の側壁パネルからなるヒンジ構造のアーチ状パネルは、コンパクトに閉じてトンネル内を搬送できるため、小断面トンネルの補修も容易に行うことができる。

(3) 天端パネルと側壁パネルを蝶番位置で埋設ピン等のピース間段差防止機構を介して接合し、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネル同士・底板パネル同士を調芯機能付きの埋設ピン等のリング間段差防止機構を介して押付けて接合するため、目違い・段差の無い完全で綺麗なトンネル補修内面を極めて効率的に、短時間で、かつ、低コストで得ることができる。

(4) アーチ状パネルに長ボルトとナットによる引き寄せ手段を設けることにより、ナットを締め付けるだけで、パネル同士を引き寄せ接合することができ、比較的簡易な機構でパネル同士を容易に押し付け接合することができる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は本発明に係る内面補修後のトンネルの一例を示す軸直角方向に平行な鉛直断面図、軸方向に平行な鉛直断面図である。図２は図１の部分詳細図である。図３は天端パネルの正面図・側面図・背面図である。図４は図３の部分詳細図である。図５は側壁パネルの側面図・背面図・正面図である。図６は図５の部分詳細図である。図７は底板パネルの側面図・正面図・側面図・背面図である。図８は図７の部分詳細図である。図９は本発明で用いるパネルの引き寄せ手段の一例を示す側面図である。

図１に示すように、トンネル１の内面をトンネル軸方向に適当な長さに分割されたリング状の覆工板２で覆い、トンネル１の内面と覆工板２との間にモルタルやコンクリート等の裏込め材３を充填するトンネルの補修工法において、本発明では、覆工板２をトンネル周方向に４分割して、天端パネル１０と、その両側の側壁パネル１１、１１と、底板パネル(インバートパネル)１２から構成する。これら何れのパネルもプレキャストコンクリート製とされている。なお、例えば、鋼繊維、ステンレス繊維、アモルファス繊維などの補強用繊維が混入され、反応性微粉末（シリカフューム等）を使用した超高強度繊維補強コンクリートを用いれば、パネルの薄肉化が可能となる。

トンネル１の天井部分に添って配置される正面視で円弧状の天端パネル１０のトンネル周方向のピース長さは、トンネル天頂部中心線から左右方向に例えば４５度とされている。４５度に限らず、その他の角度でもよい。

側壁パネル１１は、トンネル１の左右の側壁部分に添って配置される曲板であり、その上端部が天板パネル１０の両端部にそれぞれ蝶番１３を介して回転自在に接続され、トンネル径方向に揺動開閉可能とされている。蝶番１３は、図２（ａ）に示すように、天端パネル１０・側壁パネル１１の接合部における内面にボルトで取付けられる仮設の金具であり、側壁パネル１１を内側へ回転させて閉脚状態とすることができる。

天端パネル１０と左右一対の側壁パネル１１とによりヒンジ構造のアーチ状パネルが構成される。このアーチ状パネルのトンネル内の補修箇所への搬入には運搬台車(図示せず)を用いる。運搬台車上の支持枠の上にアーチ状パネルを吊り込み、支持枠の支承板で蝶番１３の部分を支持し、側壁パネル１１を閉脚状態に保持して運搬する。これにより運搬時に発生するパネルの変形が防止され、設置作業が容易となる。

底板パネル１２はトンネルの床部分(インバート部)の上面に添って配置される曲板であり、側壁パネル１１と底板パネル１２の接合位置は、トンネル形状ならびに施工条件に合わせて任意に設定される。なお、この床部分は、従来技術の場合、小さいパネルを数枚組み合わせた多分割で対応していたが、一枚のパネルで底板パネル１２を構成する。

また、側壁パネル１１と底板パネル１２の接合構造は、例えば図２（ｂ）に示すように、超高強度繊維補強コンクリート等の現場打ちコンクリート１４が用いられる。また、床部分の左右の隅角部には、後打ちアンカー１５内に下部が挿入された脚部インサート鉄筋１６に取付けられたＬ型鋼材１７と現場打ちコンクリート１８により段部１９が形成されており、側壁パネル１１の下端部に取付けられた高さ調整ボルト２０を介して側壁パネル１１が高さ調整可能に段部１９により支持される。側板パネル１１の下端部の内側に底板パネル１２の左右の端部の立ち上がり部が位置し、その間にコンクリート１４が打設される。この接合構造は、これに限らず、その他の接合構造でもよい。

また、図２（ｃ）に示すように、底板パネル１２の中間部は、後打ちアンカー２１に下部が挿入された固定用鉄筋２２に取付けられたＬ型鋼材２３の上に設置され、裏面にボルト２４で取付けられたプレート２５により裏込め材３との剥離が防止される。

さらに、本発明では、トンネル軸直角方向およびトンネル軸方向に隣接するパネルの段差（目違い）の発生を防止するため、樹脂製あるいは金属製の付属品からなるピース間段差防止機構とリング間段差防止機構をパネルの接合端面に埋設する。ピース間段差防止機構には、例えば、埋設ピンとピン孔による嵌合構造、接合端面に形成された凹凸形状による嵌合構造、あるいは接合端面間に埋設された永久仕様の蝶番が用いられる。リング間段差防止機構には、埋設ピンとピン孔による嵌合構造が用いられる。

図３、図４は、天端パネルとその段差防止機構の一例を示したものである。天端パネル１０は、中央部と両端部が厚肉とされ、中央厚肉部分の中央にグラウト孔ソケット３０が設けられ、その両側にパネル変形防止用のボルトが貫通してねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサート３１が設けられている。両端厚肉部分の内面には蝶番を取付けるためのボルトがねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサート３２が設けられている。

ピース間段差防止機構は、天端パネル１０の両端厚肉部分におけるトンネル軸方向に平行な接合端面に形成された半円状の凹溝３３と、これに嵌め込まれる円柱状の凸部(図示省略)から構成されている。この凹溝３３は、蝶番の取付位置に配置され、この凹溝３３と後述する側壁パネル１１の凹溝とに円柱状の凸部を嵌め込み挟み込むことで、天端パネル１０と側壁パネル１１の段差が防止される。

リング間段差防止機構は、天端パネル１０の両側部におけるトンネル軸直角方向に平行な接合端面にそれぞれ設けられた調芯ピン孔３４とステンレスインサート３５から構成されている。これら調芯ピン孔３４とインサート３５は天端パネル１０の中央厚肉部分・両端厚肉部分に形成されており、インサート３５に挿入したピン(図示省略)を設置済みの天端パネル１０のインサート３５に挿入することで、トンネル軸方向に配列された天端パネル１０同士の段差が防止される。調芯ピン孔３４は内部に向かって狭まるテーパーが形成されている(図４(ｅ)参照)。その他、天端パネル１０には、脱型用の貫通インサートも４つ設けられている（図３参照）。

図５、図６は、側壁パネルとその段差防止機構の一例を示したものである。側壁パネル１１は、両端部が厚肉とされ、中央と上部厚肉部分にグラウト孔ソケット４０、４１が設けられている。上部厚肉部分の内面には蝶番を取付けるためのボルトがねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサート４２が設けられている。その下にはパネル変形防止用の押し出しボルトが貫通してねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサート４３が設けられている。

側壁パネル１１の上部厚肉部分におけるトンネル軸方向に平行な接合端面には半円状の凹溝４４が蝶番位置に形成され、この凹溝４４と前述の天端パネル１０の凹溝３３とによりピース間段差防止機構が構成される。リング間段差防止機構は、天端パネル１０と同じであり、上下の厚肉部分に設けられた調芯ピン孔４５とステンレスインサート４６から構成されている。また、側壁パネル１１の下部厚肉部分の下端部には、前述の高さ調整ボルト２０がねじ込まれるインサート４７が蝶番位置と同じ位置に設けられている。その他、側壁パネル１１には、脱型用の貫通インサートも４つ設けられている（図５参照）。

図７、図８は、底板パネルとその段差防止機構の一例を示したものである。底板パネル１２の両端部には、底板部５０からトンネル内面に沿って一体的に立ち上がる立ち上がり部５１が形成されており、底板部５０の中央にグラウト孔ソケット５２が設けられ、その両側には、前述の剥離防止用のプレートを取付けるプレートのボルト２４がねじ込まれるステンレスインサート５３が設けられている。このインサート５３は脱型用も兼ねる。

リング間段差防止機構は、天端パネル１０・側壁パネル１１と同じであり、底板部５０と立ち上がり部５１の接続部分に設けられた調芯ピン孔５４とステンレスインサート５５から構成されている（図８（ａ）、（ｂ）参照）。なお、底板パネル１２の下面は不織布５６による表面処理が施されている。

また、本発明では、天端パネルと側壁パネルからなるアーチ状パネルをトンネル軸方向に隣接する設置済みのアーチ状パネルに引き寄せ手段で引き寄せ、リング間接合面を段差無く密着させる。図９は引き寄せ手段６０の一例を示したものであり、蝶番１３を利用する場合である。

図９において、引き寄せ手段６０は、スリーブ６１と長ボルト６２とナット６３から構成され、隣接する一体の天端パネル１０・側壁パネル１１における近接する蝶番１３の基板にそれぞれスリーブ６１を溶接し、これら一対のスリーブ６１、６１にボルト６２の両端部をそれぞれ挿通し、スリーブ６１から外側に突出する長ボルト６２の両端ねじ部にそれぞれナット６３を螺着し、締め付けることで、パネル同士を引き寄せる。リング間の引き寄せを容易に行うことができる。

以上のような構成のトンネル補修用覆工板を用いて例えば次のような手順でトンネル補修工法を実施する。

(1) 工場製作された天端パネル１０・側壁パネル１１・底板パネル１２を組立ヤードに仮置きし、組立治具を用いて天端パネル１０と側壁パネル１１を組み立てる。天端パネル１０および側壁パネル１１のピース間接合面およびリング間接合面には、シール材、段差防止機構のピン等が取付けられており、先ず組立治具に左右一対の側壁パネル１１を組み付け、その上部に蝶番１３の片側の基板をボルトで取り付けておき、一対の側壁パネル１１の上に天端パネル１０を吊り込み、その両端部にそれぞれ側壁パネル１０の蝶番１３をボルトで取り付ける。

(2) 組み上がった天端パネル１０・側壁パネル１１からなるアーチ状パネルをトンネル入口に設置した運搬台車に吊り込み、その蝶番１３の位置で支承し、左右の側壁パネル１１が内側に閉じた閉脚状態でトンネル内に搬入する。例えば、搬送台車には、３リング等の数リング分のアーチ状パネルをトンネル軸方向に直線的に配置し、動力車で運搬する。

(3) 施工位置に到着すると、ジャッキを用いて天端パネル１０を上昇させる。側壁パネル１１は外側に向けて回転させ、側壁パネル１１の下端部に取付けた高さ調整ボルト２０により高さを調節する。天端パネル１０と側壁パネル１１のピース間接合面はピース間段差防止機構により段差なく接合される。運搬台車を移動させて数リング分の上記組付けを行う。組付けが終了すると、運搬台車はトンネル内から搬出する。

(4) 引き寄せ手段６０を用いて設置済みのアーチ状パネルに対して次のアーチ状パネルを引き寄せ、トンネル軸方向に隣接する天端パネル１０同士・側壁パネル１１同士をリング間段差防止機構により段差無く接合する。天端パネル１０および側壁パネル１１を貫通するパネル変形防止用の押し出しボルトを調節してパネルの変形を防止する。

(5) 数リング分のアーチ状パネルの天端パネル１０と側壁パネル１１の裏側に裏込め材３を充填する。天端パネル１０・側壁パネル１１は支保台車で支持し、開口部はセメントミルク袋などで塞いで、グラウトを行う。

(6) 数リング分の底板パネル１２の敷設を行う。運搬台車で複数枚の底板パネルを積み重ねて運搬し、施工箇所のトンネルインバート部の上に吊り降ろして設置する。運搬台車等のレールは予め撤去されており、例えばハンドジャッキを用い、トンネル底面に反力を取って底板パネル１２を設置済みの底板パネル１２に押圧して接合する。底板パネル１２同士はリング間段差防止機構により段差無く接合される。

(7) 側壁パネル１１の下端部と底板パネル１２の端部との間に超高強度繊維補強コンクリート等の現場打ちコンクリート１４を打設して接合する。底板パネル１１の裏面に裏込め材３を充填することにより、補修が完了する。仮設の蝶番１３は取り外される。

なお、上記補修工法は一例であり、これに限定されない。また、種々のトンネルの内面補修に適用される。

本発明に係る内面補修後のトンネルの一例であり、（ａ）はトンネル軸直角方向に平行な鉛直断面図、（ｂ）はトンネル軸方向に平行な鉛直断面図である。 図１の部分詳細図であり、（ａ）はＸ部の詳細図、（ｂ）はＹ部の詳細図、（ｃ）はＺ部の詳細図である。 図１の天端パネルであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。 図３の部分詳細図であり、（ａ）はＤ−Ｄ断面図、（ｂ）はＡ部の詳細図、（ｃ）はＢ部の詳細図、（ｄ）はＣ部の詳細図、（ｅ）は調芯ピン孔の詳細図、（ｆ）はグラウト孔の詳細図である。 図１の側壁パネルであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。 図５の部分詳細図であり、（ａ）はＡ部の詳細図、（ｂ）はＢ部の詳細図、（ｃ）はグラウト孔の詳細図、（ｄ）はグラウト孔の詳細図、（ｅ）は調芯ピン孔の詳細図である。 本発明の底板パネルであり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は背面図である。 図７の部分詳細図であり、（ａ）はＡ部の詳細図、（ｂ）はＢ部の詳細図、（ｃ）はグラウト孔の詳細図、（ｄ）は調芯ピン孔の詳細図である。 本発明で用いるパネルの引き寄せ手段の一例であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は拡大側面図である

符号の説明

１…トンネル
２…リング状の覆工板
３…裏込め材
１０…天端パネル
１１…側壁パネル
１２…底板パネル(インバートパネル)
１３…蝶番
１４…現場打ちコンクリート
１５…後打ちアンカー
１６…脚部インサート鉄筋
１７…Ｌ型鋼材
１８…現場打ちコンクリート
１９…段部
２０…高さ調整ボルト
２１…後打ちアンカー
２２…固定用鉄筋
２３…Ｌ型鋼材
２４…ボルト
２５…プレート
３０…グラウト孔ソケット
３１…パッキン付きのセラミックインサート
３２…パッキン付きのセラミックインサート
３３…半円状の凹溝
３４…調芯ピン孔
３５…ステンレスインサート
４０、４１…グラウト孔ソケット
４２…パッキン付きのセラミックインサート
４３…パッキン付きのセラミックインサート
４４…半円状の凹溝
４５…調芯ピン孔
４６…ステンレスインサート
４７…インサート
５０…底板部
５１…立ち上がり部
５２…グラウト孔ソケット
５３…ステンレスインサート
５４…調芯ピン孔
５５…ステンレスインサート
５６…不織布
６０…引き寄せ手段
６１…スリーブ
６２…長ボルト
６３…ナット

Claims (11)

1. トンネル内面を覆工板で覆い、トンネル内面と覆工板との間に裏込め材を充填するトンネルの補修工法において、プレキャストコンクリート製の覆工板をトンネル周方向に４分割して、中央部と両端部が厚肉の天端パネルと、その両側の両端部が厚肉の側壁パネルと、底板部からトンネル内面に沿って一体的に立ち上がる立ち上がり部を有する底板パネルから構成し、天端パネルに両側の側壁パネルをトンネル径方向に揺動開閉可能にそれぞれ蝶番を介して接続してアーチ状パネルを形成し、トンネル内に搬入した閉じた状態のアーチ状パネルを開いて天端パネルと側壁パネルの接合端面同士を接合端面に設けたピース間段差防止機構を介して段差無く接合し、当該アーチ状パネルをトンネル軸方向に隣接する設置済みのアーチ状パネルに押し付け、その接合端面同士を接合端面に設けたリング間段差防止機構を介して段差無く接合し、両側の側壁パネルの下部間に配置した底板パネルをトンネル軸方向に隣接する底板パネルに押し付け、その接合端面同士を接合端面に設けたリング間段差防止機構を介して段差無く接合し、底板パネルの両端部をそれぞれ側壁パネルの下部に接続することを特徴とするトンネルの補修工法。
2. 請求項１に記載のトンネルの補修工法において、ピース間段差防止機構は、埋設ピンとピン孔による嵌合構造、接合端面に形成された凹凸形状による嵌合構造、あるいは接合端面間に埋設された蝶番であり、前記天端パネルにおいては両端厚肉部分に設けられ、前記側壁パネルにおいては上部厚肉部分に設けられていることを特徴とするトンネルの補修工法。
3. 請求項１または請求項２のいずれかに記載のトンネルの補修工法において、リング間段差防止機構は、埋設ピンと調芯ピン孔による嵌合構造であり、前記天端パネルにおいては中央厚肉部分と両端厚肉部分に設けられ、前記側壁パネルにおいては上下の厚肉部分に設けられ、前記底板パネルにおいては底板部と立ち上がり部の接続部分に設けられていることを特徴とするトンネルの補修工法。
4. 前記調芯ピン孔は内部に向かって狭まるテーパーを有するものであり、前記埋設ピンは前記調芯ピン孔に嵌合する先端形状で基端部がパネルに埋設されていることを特徴とする請求項３に記載のトンネルの補修工法。
5. 前記天端パネルの中央厚肉部分と前記側壁パネルの上部厚肉部分にはパネル変形防止用の押し出しボルトが貫通してねじ込まれるパッキン付きのセラミックインサートが設けられており、前記天端パネルおよび前記側壁パネルを貫通する前記押し出しボルトを調節してパネルの変形を防止することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法。
6. 前記底板パネルは、下面が不織布による表面処理が施された１枚のパネルからなり、裏面には裏込め材との剥離を防止するためのプレートを取付けるためのステンレスインサートが設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法。
7. 前記側壁パネルと前記底板パネルは、前記側壁パネルの下部厚肉部分の下端部に取付けられた高さ調整ボルトを介して接合されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のトンネルの補修工法。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか一つに記載のトンネルの補修工法において、アーチ状パネル同士を連結して引き寄せる引き寄せ手段を用いてアーチ状パネルを設置済みのアーチ状パネルに押し付けることを特徴とするトンネルの補修工法。
9. 請求項８に記載のトンネルの補修工法において、引き寄せ手段は、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネルを連結する長ボルトとナットを有し、長ボルトに取付けたナットを締め付けることで引き寄せるように構成されていることを特徴とするトンネルの補修工法。
10. トンネル内面を覆うように設置され、トンネル内面との間に裏込め材が充填されるトンネル補修用覆工板であり、プレキャストコンクリート製の覆工板をトンネル周方向に４分割することにより、中央部と両端部が厚肉の天端パネルと、その両側の両端部が厚肉の側壁パネルと、底板部からトンネル内面に沿って一体的に立ち上がる立ち上がり部を有する底板パネルから構成され、天端パネルには両側の側壁パネルがトンネル径方向に揺動開閉可能にそれぞれ蝶番を介して接続され、天端パネルの両端厚肉部分における接合端面と側壁パネルの上部厚肉部分における接合端面には、埋設ピンとピン孔による嵌合構造、接合端面に形成された凹凸形状による嵌合構造、あるいは接合端面間に埋設された蝶番によるピース間段差防止機構が設けられ、天端パネルの中央厚肉部分と両端厚肉部分と側壁パネルの上下の厚肉部分と底板パネルの底板部と立ち上がり部の接続部分におけるリング間の接合端面には埋設ピンと調芯ピン孔によるリング間段差防止機構が設けられていることを特徴とするトンネル補修用覆工板。
11. 請求項１０に記載のトンネル補修用覆工板において、トンネル軸方向に隣接するアーチ状パネルを連結する長ボルトとナットからなる引き寄せ手段の前記長ボルトを取付けるスリーブが蝶番に取付けられていることを特徴とするトンネル補修用覆工板。

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