JP6422052B2 - 覆工コンクリートの施工方法、及び覆工用セントル - Google Patents

Description

本発明は、縮径、及び展開可能な複数のフォーム群を備えた覆工用セントルを用いてトンネルの内周面に施工する覆工コンクリートの施工方法、及び覆工用セントルに関する。

覆工コンクリートはトンネル掘削坑の内周面に施工される。覆工コンクリートの施工を行う際には、例えば、ガントリ等で支持された馬蹄形の型枠が内周面に設置（押圧・保持）される。この状態でトンネル掘削坑と型枠との間にコンクリートが打設され、その後、コンクリートが乾燥、硬化するまで、所定時間保護（「養生」ともいう）され、その後、型枠は脱型されて、ガントリと共に移動する。

特許文献１、２に示されるように、型枠の設置、脱型、移動をスムーズに行うために利用されるトンネル覆工型枠装置（覆工用セントル）が知られている。この種の覆工用セントルでは、複数の型枠部材をヒンジ構造で接続し、側部に配置された型枠部材（以下「側フォーム」という）に対し、最下部の型枠部材（以下、「インバートフォーム」という）を内側に折り畳む（縮径させる）ことができる。また、例えば、特許文献２に記載の覆工用セントルでは、縮径させる機構として油圧ジャッキを用いており、さらに、この油圧ジャッキを伸長させて内周面の所定位置に型枠を保持してコンクリートを打設し、コンクリート打設後も所定時間型枠を保持して、コンクリートの保護（養生）をしている。

特開２０１３−８７５１４号公報 特開２００８−３０８８５５号公報

しかしながら、本技術について本発明者らが鋭意検討したところ、側フォームとインバートフォームとを所定位置に保持しているにもかかわらず、インバートフォームと内周面との間に隙間が生じ、隙間自体は非常に僅か（数ｍｍ〜数ｃｍ程度）であるが、実際に、この隙間によって覆工コンクリートの保護（養生）が不十分となり、コンクリートの品質に影響を及ぼす可能性があることを知見した。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じるのを抑止して品質低下を防止できる覆工コンクリートの施工方法及び覆工用セントルを提供することを目的とする。

本発明は、縮径、及び展開可能なフォーム群を備えた覆工用セントルを用い、トンネルの内周面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリートの施工方法であって、フォーム群は、最下部に配置されたインバートフォームと、インバートフォームの下端から下方に突出した抵抗突出部とを備え、フォーム群をトンネルの内周面に沿って設置し、且つ抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態でインバートフォームを設置する設置工程と、設置工程の後で、トンネルの内周面とフォーム群との間である打設空間に覆工コンクリートを打設する打設工程と、打設された覆工コンクリートをフォーム群によって保護する保護工程と、を備えることを特徴とする。

本発明では、保護工程において覆工コンクリートを保護する際に、インバートフォームは抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることができ、インバートフォームの僅かな変位が防止される。その結果、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じてしまうのを抑止でき、覆工コンクリートの品質低下を防止できる。

更に、覆工用セントルは、フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを備え、打設工程では、ガントリをフォーム群に合体してフォーム群を支持した状態でコンクリートを打設し、保護工程では、ガントリをフォーム群から分離し、ガントリが分離された状態のフォーム群によって覆工コンクリートを保護すると好適である。ガントリをフォーム群から分離できると、フォーム群による覆工コンクリートの保護（養生）を維持した状態で、別のフォーム群にガントリを合体させて設置工程・打設工程をできるので、工期の短縮・品質の確保の点で有利となる。一方で、ガントリをフォーム群から分離する場合には、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、上記構成によれば、ガントリをフォーム群から分離させたとしても隙間の発生を効果的に抑制できるので、工期の短縮と覆工コンクリートの品質低下の防止とを両立でき、非常の有効である。

更に、抵抗突出部は、インバートフォームの下端から下方に出没自在であり、保護工程の後に、抵抗突出部をインバートフォームに埋没させてフォーム群を覆工コンクリートから脱型させる脱型工程を備えると好適である。抵抗突出部をインバートフォームに埋没させることで地盤側支持部から受ける反力を解除でき、また、脱型工程におけるインバートフォームの縮径が容易になる。その結果、フォーム群の脱型が容易になって作業性が向上する。

また、上記の地盤側支持部は地盤面であり、抵抗突出部は地盤面に当接して支持されていると好適である。抵抗突出部が地盤面から反力を受けると共に、抵抗突出部を介してフォーム群全体が地盤面に支えられた状態になる。つまり、地盤面に不陸があっても抵抗突出部は確実に地盤面に当接することになり、抵抗突出部を介してフォーム群全体が安定的に地盤面に支持された状態になる。

また、打設工程において、覆工コンクリートは抵抗突出部を巻き込んで打設されると好適である。抵抗突出部を巻き込むように打設される覆工コンクリートによって抵抗突出部には覆工コンクリートによる抵抗力（例えば、せん断力）が働き、インバートフォームの変位を防止できるので、効果的である。

また、本発明に係る覆工用セントルは、縮径、及び展開可能なフォーム群を有する覆工用セントルであって、フォーム群は、最下部に配置されたインバートフォームと、インバートフォームの下端に連結され、且つその下端から下方に突出した抵抗突出部と、を備えたことを特徴とする。この覆工用セントルを用いて覆工コンクリートを打設し、また、覆工コンクリートを保護する際に、インバートフォームは抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることができ、インバートフォームの変位を防止できる。その結果、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じてしまうのを抑止でき、覆工コンクリートの品質低下を防止できる。

また、抵抗突出部は、インバートフォームの下端から下方に出没自在であると好適である。抵抗突出部をインバートフォームに埋没させることで地盤側支持部から受ける反力を解除でき、インバートフォームの縮径が容易になる。その結果、フォーム群の脱型が容易になって作業性が向上する。

更に、フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを備えると好適である。ガントリをフォーム群から分離した場合に、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、上記構成によれば、ガントリをフォーム群から分離させたとしても隙間の発生を抑制でき、覆工コンクリートの品質低下を効果的に防止できる。

本発明によれば、覆工コンクリートの保護工程において、覆工コンクリートとインバートフォームとの間に隙間が生じるのを抑止して品質低下を防止できる。

本発明の実施形態に係る覆工用セントルを示す正面図である。 本実施形態に係るフォーム群をトンネルの内方側（中心側）から見た側面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。 支持ピンの代わりにインバートフォームに装着される穴埋め金具を拡大して示す側面図である。 本実施形態に係る覆工用セントルを用いた覆工コンクリートの施工方法を示し、（ａ）は設置工程、及び打設工程、（ｂ）は保護工程、（ｃ）は脱型工程を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る覆工用セントルのフォーム群を示す側面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 本発明に第３の実施形態に係る覆工用セントルのインバートフォームの下端部を拡大して示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。

図１に示されるように、本実施形態に係る覆工用セントル１Ａは、コンクリートの吹き付けが完了したトンネルＴの内周面Ｔａに覆工用のコンクリート（以下「覆工コンクリート」）Ｃを施工する際に使用される。具体的には、トンネルＴの内周面Ｔａに沿って覆工用セントル１Ａのフォーム群２を設置すると共に、フォーム群２とトンネルＴの内周面Ｔａとの間である打設空間Ａに覆工コンクリートＣを打設し、その状態を所定時間維持することで覆工コンクリートＣの保護（「養生」ともいう）を行う。なお、トンネルＴの軸方向（長さ方向）Ｄ（図２参照）は、妻型枠等を設置して、覆工コンクリートＣを打設する領域を閉鎖領域としている。

覆工用セントル１Ａは、トンネルＴの内周面Ｔａに沿うように設置されるフォーム群２と、フォーム群２を内方側（トンネルＴの中心側）から支持し、フォーム群２に合体、及び分離可能に接続されるガントリ３とを備えている。本実施形態に係るガントリ３は移動式ガントリであり、ガントリ３を案内するレール３ａが、トンネルＴの長さ方向に沿って敷設されている。つまり、ガントリ３はトンネルＴの長さ方向（軸方向）Ｄに移動可能である。

図２に示されるように、フォーム群２は、トンネルＴの長さ方向Ｄに所定幅（１．５ｍ幅）を有するアーチ状のフォームユニット２ａをトンネルＴの長さ方向Ｄに複数（例えば７個）互いに連結し、１スパン（例えば、１０．５ｍや１２ｍ）として形成されている。なお、フォームユニット２ａの幅はこれに限らず、また、フォーム群２の１スパン当たりのフォームユニット２ａの個数はこれに限らない。

図１、及び図２に示されるように、フォーム群２は、天端フォーム２１、側フォーム２２、及びインバートフォーム２３を備えている。フォーム群２は逆Ｕ字状（馬蹄状）で下方が開放されており、トンネルＴの天井部分に天端フォーム２１が配置され、天端フォーム２１の左右の下端に一対の側フォーム２２が接合され、各側フォーム２２の最下部にそれぞれインバートフォーム２３が接合されている。側フォーム２２とインバートフォーム２３との接続部には、トンネルＴの長さ方向Ｄに沿った複数個所（例えば、６か所や７カ所）にヒンジ構造４が設けられている。

ヒンジ構造４により、インバートフォーム２３は側フォーム２２に対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができる。ここで、インバートフォーム２３が開いて側フォーム２２に連なっている状態をインバートフォーム２３の展開状態といい、逆に折り畳まれている状態をインバートフォーム２３の縮径状態という。

インバートフォーム２３は、自重にて展開状態をある程度維持可能であり、逆に縮径させる際には別の開閉手段によってインバートフォーム２３を引っ張り上げる必要がある。本実施形態では開閉手段として側フォーム２２とインバートフォーム２３とを接続する油圧ジャッキ５（図２参照）を例示するが、開閉手段としては他にも様々な態様を想定でき、例えば、ワイヤをつないで引っ張り上げるクレーン機構やチェーンブロックなどであってもよい。

フォーム群２は、ヒンジ構造４を挟むように側フォーム２２とインバートフォーム２３とに接続されている固定用ジャッキ６と、引張棒ジャッキ７とを備えている。固定用ジャッキ６と引張棒ジャッキ７とは、トンネルＴの長さ方向Ｄに並んで一つのジャッキユニットを形成する。複数のジャッキユニットは、トンネルＴの長さ方向Ｄに適宜（例えば、フォームユニット毎）に配置され、覆工コンクリートＣの打設、及び保護（養生）の際にインバートフォーム２３が変位するのを防いでいる。なお、固定用ジャッキ６と、引張棒ジャッキ７とを省略する事も可能である。

インバートフォーム２３の下部には、支持ピン（抵抗突出部）８が連結されており、支持ピン８の先端部８ａはインバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘから下方に突出している。なお、支持ピン８は、例えば、トンネルＴの長さ方向（軸方向）Ｄの所定幅（１．５ｍ）ごとに左右それぞれ２カ所ずつ設けてもよいし（図２参照）、トンネルＴの長さ方向（軸方向）Ｄで１スパン（１０．５ｍや１２ｍ）として形成されたインバートフォーム２３において、左右それぞれ４ヶ所に設けてもよい（図７参照）。

図３、及び図４に示されるように、支持ピン８は、テーパ状に縮径した先端部８ａと、ピン孔が形成された基端部８ｂと、先端部８ａと基端部８ｂとの間の軸部８ｃとを備えており、軸部８ｃの基端部８ｂ側にはネジ８ｄが切られている。一方で、インバートフォーム２３の下部に設けられた補強プレート２３ａには、支持ピン８の軸部８ｃが挿通する軸孔２３ｃが形成されており、補強プレート２３ａの上面には軸孔２３ｃと同軸となる筒状のソケット金物２３ｄが溶接されている。ソケット金物２３ｄには、二分割されて開閉可能（図４参照）な環状のクランプ２４がボルト締結によって固定されている。クランプ２４の内周には、雌ねじが切られており、支持ピン８はクランプ２４に螺合して固定される。

また、インバートフォーム２３のベースプレート２３ｘには、軸孔２３ｃに対して同軸線となるように貫通孔２３ｙが形成されている。支持ピン８の先端部８ａは、貫通孔２３ｙを通って下方に露出し、その結果、インバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘから下方に突出した形態を具現化している。なお、支持ピン８の先端部８ａは、支持ピン８の一方向側への回転、及び反回転によってインバートフォーム２３のベースプレート２３ｘから下方に出没自在である。

支持ピン８は、覆工コンクリートＣを打設する打設工程、打設された覆工コンクリートＣを保護する保護工程においてインバートフォーム２３に連結されており、且つベースプレート（下端）２３ｘから下方に突出している。一方で、保護工程の完了後、フォーム群２を覆工コンクリートＣから脱型させる脱型工程においては、インバートフォーム２３のベースプレート２３ｘに埋没（没入）させる。支持ピン８は、ベースプレート２３ｘから着脱自在であり、脱型工程等では、支持ピン８はインバートフォーム２３から取り外され、その場合には、図５に示されるように、例えば、支持ピン８の代わりに穴埋め金具２５が取り付けられる。

穴埋め金具２５は、管状の胴体部２５ａと、胴体部２５ａに設けられたフランジ部２５ｂと、胴体部２５ａのフランジ部２５ｂよりも基端側に形成された大径ピン孔２５ｃと、胴体部２５ａのフランジ部２５ｂよりも先端側に形成された小径ピン孔２５ｄとを備えている。穴埋め金具２５は、支持ピン８の代わりに、ソケット金物２３ｄ、補強プレート２３ａの軸孔２３ｃ、ベースプレート２３ｘの貫通孔２３ｙに通される。

また、インバートフォーム２３には、チェーンリンク２５ｅが溶接され、チェーンリンク２５ｅには、穴埋め金具２５に通される穴埋め金具固定ピン２５ｆが取り付けられている。穴埋め金具２５が差し込まれた状態で、ソケット金物２３ｄには、胴体部２５ａの小径ピン孔２５ｄに重なる位置に穴埋め金具固定ピン２５ｆが通される孔２３ｆが形成されており、この孔２３ｆ及び小径ピン孔２５ｄに穴埋め金具固定ピン２５ｆを通すことで、穴埋め金具２５の離脱が防止される。

フォーム群２は、ガントリ３に合体、及び分離可能であり、ガントリ３に連結された状態でトンネルＴの内周面Ｔａの所定位置に設置される。ガントリ３は、ジャッキ等が直接にフォーム群２に着脱自在に連結されていても、また、ウォールを介して間接に連結されていても良い。ウォールとは、フォーム群２の内周面Ｔａの形状に倣い、フォーム群２の内方側（トンネルＴの中心側）に重なるように配置される押圧部材である。ウォールを備えた形態の場合、ガントリ３はウォールによるフォーム群２の押圧を解くことで、フォーム群２から分離可能となる。ガントリ３はフォーム群２に対して合体してフォーム群２を支持することが可能で、覆工コンクリートＣの打設時には、コンクリートの重量を支保する機能を担う。

図２、及び図３に示されるように、支持ピン８の先端部８ａはインバートフォーム２３のベースプレート２３ｘから下方に突出している。インバートフォーム２３の下方には覆工コンクリートＣが施工される地盤（地盤側支持部）Ｇａが形成されており、支持ピン８の先端部８ａは地盤Ｇａに当接する。地盤Ｇａはインバートフォーム２３から突出する複数の支持ピン８を支持することでフォーム群２を支持し、また、支持ピン８は地盤Ｇａから反力を得ることで、インバートフォーム２３の変位を抑止する。なお、インバートフォーム２３と地盤Ｇａとの間に形成される隙間を内方から塞ぐように矢板２６が設置され、覆工コンクリートＣの漏洩を抑止する。なお、地盤Ｇａは、予めコンクリートを打設して形成されたコンクリート地盤であってもよい。

次に、上述の覆工用セントル１Ａを用いた覆工コンクリートＣの施工方法について説明する。図６は、覆工コンクリートＣの施工時におけるガントリ３の作動状態を模式的に示している。ここで、トンネル覆工進行方向とは、トンネルＴの長さ方向Ｄに一致するものである。

まず、トンネルＴ内の所定位置において内周面Ｔａにフォーム群２を設置する設置工程を実施する（図６（ａ）参照）。トンネルＴ内の所定位置とは、例えば既に覆工コンクリートＣの打設が完了している領域に対して、トンネル覆工進行方向に続く次の領域を意図している。ガントリ３は、この所定位置までフォーム群２を搬送し、既に打設された覆工コンクリートＣに連続するようにフォーム群２を内周面Ｔａに対向させて配置する。更に、フォーム群２には矢板２６や妻型枠を適宜に配置し、覆工コンクリートＣを打設する空間を形成する。

設置工程においてインバートフォーム２３は展開されており、支持ピン８が地盤Ｇａに当接して支えられている。インバートフォーム２３のベースプレート２３ｘを直接に地盤Ｇａに設置する場合に比べ、支持ピン８を介して設置することで地盤Ｇａの不陸にも追従し易くなり、安定した状態で設置し易くなる。

また、支持ピン８が地盤Ｇａに引っ掛かるように当接する結果、支持ピン８の変位に対しては地盤Ｇａから反力が働くことになり、従って支持ピン８を介してインバートフォーム２３の変位が抑制される。

設置工程が完了すると、フォーム群２と内周面Ｔａとの間に形成された打設空間Ａ内に覆工コンクリートＣを打設する打設工程を実施する。打設工程において打設空間Ａ内に充填された覆工コンクリートＣは、打設空間Ａ内を下方から埋めていく。この際、インバートフォーム２３のベースプレート２３ｘまで達した覆工コンクリートＣは支持ピン８が突出している内方の隙間Ｈに進入し（図３参照）、支持ピン８を巻き込むように充填される。

打設工程が完了すると、保護工程を実施する（図６（ｂ）参照）。保護工程では、覆工コンクリートＣが硬化するまで所定時間、覆工コンクリートＣを保護する（養生する）。

インバートフォーム２３には覆工コンクリートＣの打設中、および、打設後にもインバートフォーム２３を縮径させる方向に力が作用する。特に、ガントリ３を分離してフォーム群２を自立させると、インバートフォーム２３に負荷される重量が大きくなる。しかしながら、本実施形態では、支持ピン８に地盤Ｇａからの摩擦力が作用して反力を受け、インバートフォーム２３の変位を抑制する。

また、本実施形態では、支持ピン８を巻き込むように覆工コンクリートＣが充填され、時間の経過によって覆工コンクリートＣが硬化するので、今度は、支持ピン８に働くせん断力も期待できるようになる。つまり、支持ピン８には、地盤Ｇａからの反力に加え、覆工コンクリートＣの硬化によるせん断力も働くようになり、相乗効果として支持ピン８の変位が抑制され、その結果、インバートフォーム２３の変位がより確実に抑えられる。

一方で、フォーム群２から分離されたガントリ３は、トンネル覆工進行方向に対して逆方向に移動し、一つ前の施工において保護工程まで完了した覆工コンクリートＣの位置まで戻る。ここで、ガントリ３は、覆工コンクリートＣの保護のために設置されていた別のフォーム群２に合体され、フォーム群２を覆工コンクリートＣから脱型させる脱型工程を実施する（図６（ｃ）参照）。

この脱型工程では、インバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘから下方に突出した支持ピン８をインバートフォーム２３に埋没（没入）させ、更に必要に応じて支持ピン８を取り外す。この埋没または取り外す際、最初のきっかけを作るために支持ピン８を回転させて支持ピン８の固着を解き、その後で、固定しているクランプ２４を緩めて開放し、そのまま支持ピン８を引き抜くようにしてもよい。支持ピン８をインバートフォーム２３に埋没させた後、または取り外した後で、ガントリ３に取り付けられたフォーム群２を縮径させ、覆工コンクリートＣから脱型させる。

フォーム群２を脱型させたガントリ３は、トンネル覆工進行方向に移動し、保護工程を実施しているフォーム群２の下方を抜けて次の打設予定位置まで移動し、この位置において、再び設置工程、打設工程、保護工程を実施する。その後、ガントリ３は、先ほど、通り抜けた一つ前の施工位置まで戻り、保護工程が完了したフォーム群２と合体し、上述同様に、脱型工程を実施する。その後、トンネル覆工進行方向に移動して上述の各工程を繰り返し実施する。

上述の施工方法は、テレスコピック方式と称することができる。テレスコピンク方式では、覆工コンクリートＣをユニットごとに順番に施工する場合に、一つ前のユニットの保護工程を実施している間に、次のユニット施工の設置工程、及び打設工程を実施でき、覆工コンクリートＣの施工時の施工効率化を実現できる。また、一方のユニットの保護工程の間に、他方の設置工程、及び打設工程を実施するので、保護工程、つまり打設された覆工コンクリートＣの保護（養生）の継続時間を十分にとることができ、覆工コンクリートＣの高品質化に有利である。

なお、本実施形態に係る覆工用セントル１Ａを用いた覆工コンクリートＣの施工方法としては、上述のテレスコピック方式ではなく、ノンテレスッコピック方式、つまり、一つのユニットにおいて設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程を実施した後に、次のユニットの設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程を実施するような施工方法であっても良い。

次に、本実施形態に係る覆工用セントル１Ａ、及び覆工用セントル１Ａを用いた覆工コンクリートＣの施工方法の作用、効果について説明する。

本実施形態に係る覆工用セントル１Ａ、及び覆工コンクリートＣの施工方法によれば、インバートフォーム２３を展開させて覆工コンクリートＣを保護している最中に、支持ピン８が地盤（地盤面）Ｇａに当接して支持される。つまり、支持ピン８を介してフォーム群２全体が地盤Ｇａに支えられた状態になるので、地盤Ｇａに不陸があっても支持ピン８は確実に地盤Ｇａに当接することになり、支持ピン８を介してフォーム群２全体が安定的に地盤Ｇａに支持された状態になる。なお、地盤Ｇａは予めコンクリートを打設して形成されたコンクリート地盤であると、より安定的にフォーム群２を支持できるので好適である。

また、従来においても、覆工コンクリートの打設時（打設工程）にガントリがフォーム群を支持する場合には、インバートフォームと覆工コンクリートとの間に隙間は生じ難い。しかしながら、従来の保護工程においてガントリをフォーム群から分離させた状態では、展開状態のインバートフォームはフォーム群の全体及び打設されて硬化途中の覆工コンクリートから荷重（過負荷）を受けて変位し易い。

これに対し、本実施形態では、地盤Ｇａがフォーム群２を安定的に支えると共に、支持ピン８は地盤Ｇａから反力を受け、インバートフォーム２３の変位を抑制する。その結果、インバートフォーム２３と覆工コンクリートＣとの間に僅かな隙間も生じ難く、覆工コンクリートＣの品質低下を防止できる。

また、打設工程において、覆工コンクリートＣは支持ピン８を巻き込んで打設される。つまり、この覆工コンクリートＣによって支持ピン８にはせん断作用が働き、インバートフォーム２３の変位に対する反力となって効果的である。例えば、支持ピン８を巻き込んで打設した覆工コンクリートＣの硬化時間を確保した後で、ガントリ３をフォーム群２から分離すれば、より効果的にインバートフォーム２３の変位を抑制できる。

また、覆工用セントル１Ａは、フォーム群２に対して合体及び分離可能なガントリ３を備え、打設工程では、ガントリ３をフォーム群２に合体させた状態で覆工コンクリートＣを打設し、保護工程では、ガントリ３をフォーム群２から分離し、ガントリ３が分離された状態のフォーム群２によって覆工コンクリートＣを保護するので、別のフォーム群２にガントリ３を合体させて設置工程を行える。その結果、工期の短縮及び品質の確保という点で有利となる。一方で、ガントリ３をフォーム群２から分離した場合に、覆工コンクリートＣとインバートフォーム２３との間に発生する隙間が特に大きくなる可能性が懸念されるが、本実施形態によれば、支持ピン８が地盤Ｇａから反力を受け、インバートフォーム２３の変位を効果的に抑制するので、上述の懸念は解消され、工期の短縮と覆工コンクリートの品質低下の防止とを両立でき、非常に有効である。

更に、支持ピン８は、インバートフォーム２３に着脱自在であり、保護工程の後の脱型工程では、支持ピン８をインバートフォーム２３から脱型させてフォーム群２を覆工コンクリートＣから脱型させる。つまり、脱型工程では、支持ピン８をインバートフォーム２３から脱型することで地盤Ｇａ及び支持ピン８を巻き込む覆工コンクリートＣから受ける反力を解除でき、脱型工程におけるインバートフォーム２３の縮径が容易になる。その結果、フォーム群２の脱型が容易になって作業性が向上する。

次に、図７、及び図８を参照し、第２の実施形態に係る覆工用セントル１Ｂ、及び本実施形態に係る覆工用セントル１Ｂを用いた覆工コンクリートＣの施工方法について説明する。図７は、覆工用セントル１Ｂのフォーム群２がガントリ３から分離された状態を示す側面図であり、図８は、図７のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。また、本実施形態において、実質的に第１の実施形態と同様の要素や部材には、第１の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態に係るフォーム群２には、第１の実施形態に係る支持ピン８の代わりに係止ピン（抵抗突出部）１１が着脱自在に連結される。具体的には、インバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘには、係止ピン１１が通される貫通孔２３ｙが形成されている。ベースプレート２３ｘの上面には貫通孔２３ｙと同軸になる筒状の座金部２３ｚが溶接されている。座金部２３ｚの内径は、下端が貫通孔２３ｙと同径であり、上端が下端側に比べて大径となるようなテーパ状である。一方で、係止ピン１１は、テーパ状（くさび状）のピン部１１ａと、ピン部１１ａよりも僅かに広がって座金部２３ｚの上端に引っ掛かる頭部１１ｂと、頭部１１ｂの上面に溶接されたナット１１ｃと、ナット１１ｃに螺合するネジ部を有する環状のフック１１ｄとを備えている。

係止ピン１１の寸法は支持ピン８よりも短く、座金部２３ｚに装着された状態において、先端は地盤Ｇａには達しておらず、地盤Ｇａから直接に反力を受けることはできない。しかしながら、打設工程で覆工コンクリートＣを打設すると、係止ピン１１の下方の隙間Ｈを埋めるように覆工コンクリートＣが充填され、その結果、覆工コンクリートＣが係止ピン１１を巻き込む。この状態で、時間の経過に伴って少しでも覆工コンクリートＣが硬化すると、係止ピン１１には、覆工コンクリートＣの硬化によるせん断力が働いて変位が抑制され、その結果、インバートフォーム２３の変位が抑えられる。

また、本実施形態における覆工コンクリートＣの施工方法では、上述の第１の実施形態と同様に、設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程が繰り返し実行される。ここで、本実施形態に係る係止ピン１１は、設置工程において地盤Ｇａに達していないので地盤Ｇａから直接に反力を受けることはできない。

しかしながら、打設工程において、係止ピン１１を巻き込むように覆工コンクリートＣが打設されると、打設された覆工コンクリートＣから反力を受けることになるため、本実施形態では、係止ピン１１の周囲に打設された巻き込み部Ｃａが地盤側支持部に相当する。さらに、設置工程において、係止ピン１１がインバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘから下方に突出するように装着された結果、後工程の打設工程では巻き込み部Ｃａから反力を得ることが可能になる。つまり、本実施形態に係る設置工程では、インバートフォーム２３は、地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態で設置されていることになる。

係止ピン１１は、座金部２３ｚに挿入されて止められているだけであり、強固には固定されていない。そのため、係止ピン１１は、覆工コンクリートＣの打設によって浮き上がってしまうことが無い程度の重量を有する。一方で、脱型工程においてフォーム群２から覆工コンクリートＣから分離する際には、係止ピン１１は、インバートフォーム２３から簡単に取り外すことができる。そのため、施工作業上は有利である。

本実施形態に係る覆工用セントル１Ｂの場合、係止ピン１１が地盤Ｇａに当接しておらず、したがって地盤Ｇａが係止ピン１１を介してフォーム群２全体を支えることはできず、また、係止ピン１１が地盤Ｇａから直接に反力を受けることはできない。しかしながら、本実施形態では、係止ピン１１を巻き込むように打設された巻き込み部Ｃａによって反力を得ることができ、その結果、保護工程におけるインバートフォーム２３の変位を抑止できる。また、その他においては、第１の実施形態に係る覆工用セントル１Ａ、及び覆工コンクリートＣの施工方法と実質的に同様の作用効果を期待できる。

次に、図９を参照し、第３の実施形態に係る覆工用セントル１Ｃ、及び本実施形態に係る覆工用セントル１Ｃを用いた覆工コンクリートＣの施工方法について説明する。図９は、覆工用セントル１Ｃのフォーム群２がガントリ３から分離された状態を示す断面図である。また、本実施形態において、実質的に第１、第２の実施形態と同様の要素や部材には、第１、第２の実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

本実施形態に係るフォーム群２には、第１、第２の実施形態に係る支持ピン８や係止ピン１１は取り付けられておらず、代わりに、ジャーナルジャッキ（抵抗突出部）１３がインバートフォームの下端に配置されている。ジャーナルジャッキ（メカニカルジャッキ）１３は、ハウジング１３ａと、ハウジング１３ａから出没することで伸縮自在なねじ軸１３ｂと、ねじ軸１３ｂを伸縮させるためのハンドル（図示省略）と、ハンドルの操作を受けてねじ軸を移動させる伝達部等を備えている。

ジャーナルジャッキ１３のハウジング１３ａはスペーサ１３ｃを介して地盤Ｇａに着脱自在に固定され、ねじ軸１３ｂの先端はインバートフォーム２３のベースプレート（下端）２３ｘに当接して突っ張る。その結果、ジャーナルジャッキ１３は、インバートフォーム２３のベースプレート２３ｘに連結されると共に、ベースプレート２３ｘから下方に突出し、地盤側支持部である地盤Ｇａから反力を受ける状態となり、インバートフォーム２３の変位を抑止する。なお、本実施形態では、ジャーナルジャッキ１３に打設された覆工コンクリートＣは、ジャーナルジャッキ１３には到達しない。

本実施形態における覆工コンクリートＣの施工方法では、上述の第１、第２の実施形態と同様に、設置工程、打設工程、保護工程、及び脱型工程が繰り返し実行される。ここで、本実施形態に係るジャーナルジャッキ１３は、脱型工程において、ねじ軸１３ｂが縮められてインバートフォームから分離し、さらに、地盤Ｇａから取り外される。

本実施形態に係る覆工用セントル１Ｃの場合、ジャーナルジャッキ１３は地盤Ｇａに当接しており、地盤Ｇａはジャーナルジャッキ１３を介してフォーム群２の全体を支えている。また、ジャーナルジャッキ１３は地盤Ｇａから直接に反力を受けている。また、本実施形態では、ジャーナルジャッキ１３を巻き込むように覆工コンクリートＣが打設されているわけではないが、その他においては、第１の実施形態に係る覆工用セントル１Ａ等及び覆工コンクリートＣの施工方法と実質的に同様の作用効果を期待できる。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…覆工用セントル、２…フォーム群、３…ガントリ、８…支持ピン（抵抗突出部）、１１…係止ピン（抵抗突出部）、１３…ジャーナルジャッキ（抵抗突出部）、２３…インバートフォーム、２３ｘ…ベースプレート（下端）、Ａ…打設空間、Ｃ…覆工コンクリート、Ｃａ…巻き込み部（地盤側支持部）、Ｇａ…地盤（地盤側支持部、地盤面）、Ｔ…トンネル、Ｔａ…内周面。

Claims (7)

1. 縮径、及び展開可能なフォーム群を備えた覆工用セントルを用い、トンネルの内周面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリートの施工方法であって、
   前記フォーム群は、側部に配置された一対の側フォームと、一対の前記側フォームの最下部にそれぞれ接合された一対のインバートフォームと、各前記インバートフォームの下端から下方に突出した抵抗突出部とを備え、
   前記フォーム群は、一対の前記インバートフォームの下端で下方に開放されており、前記インバートフォームは、ヒンジ構造により前記側フォームに対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができ、
   前記フォーム群を前記トンネルの内周面に沿って設置し、且つ前記抵抗突出部を介して地盤側支持部から反力を得ることが可能な状態で前記インバートフォームを設置する設置工程と、
   前記設置工程の後で、前記内周面と前記フォーム群との間である打設空間に覆工コンクリートを打設する打設工程と、
   打設された覆工コンクリートを前記フォーム群によって保護する保護工程と、を備え、 前記設置工程では、前記インバートフォームの下端であるベースプレートから前記抵抗突出部の先端部を下方に突出させ、
   前記打設工程において、前記覆工コンクリートは、前記ベースプレートから下方に突出した前記抵抗突出部を巻き込んで打設されることを特徴とする覆工コンクリートの施工方法。
2. 前記覆工用セントルは、前記フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを更に備え、
   前記打設工程では、前記ガントリを前記フォーム群に合体してフォーム群を支持した状態で前記コンクリートを打設し、
   前記保護工程では、前記ガントリを前記フォーム群から分離し、前記ガントリが分離された状態の前記フォーム群によって前記覆工コンクリートを保護することを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリートの施工方法。
3. 前記抵抗突出部は、前記インバートフォームの下端から下方に出没自在であり、
   前記保護工程の後に、前記抵抗突出部を前記インバートフォームに埋没させて前記フォーム群を覆工コンクリートから脱型させる脱型工程を更に備えることを特徴とする請求項１または２記載の覆工コンクリートの施工方法。
4. 前記地盤側支持部は地盤面であり、前記抵抗突出部は前記地盤面に当接して支持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の覆工コンクリートの施工方法。
5. 縮径、及び展開可能なフォーム群を有する覆工用セントルであって、
   前記フォーム群は、側部に配置された一対の側フォームと、一対の前記側フォームの最下部にそれぞれ接合された一対のインバートフォームと、各前記インバートフォームの下端に連結され、且つ前記下端から下方に突出した抵抗突出部と、前記抵抗突出部に対して内方に配置され前記インバートフォームと地盤の間との間に形成された隙間を内方から塞ぐように設置される矢板と、を備え、
   前記フォーム群は、一対の前記インバートフォームの下端で下方に開放されており、前記インバートフォームは、ヒンジ構造により前記側フォームに対して揺動可能であり、内側に折り畳むことができ、
   前記インバートフォームの下端は、前記抵抗突出部の先端部を下方に突出させるベースプレートであり、前記ベースプレート、及び前記ベースプレートから下方に突出した前記抵抗突出部は、前記地盤及び前記矢板と共に、覆工コンクリートが打設される空間を画成することを特徴とする覆工用セントル。
6. 前記抵抗突出部は、前記インバートフォームの前記下端から下方に出没自在であることを特徴とする請求項５記載の覆工用セントル。
7. 前記フォーム群に対して合体及び分離可能なガントリを更に備えることを特徴とする請求項５または６記載の覆工用セントル。

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