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JP7701039B2 - Lining centre and lining concrete pouring method - Google Patents
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Description

本発明は、覆工用セントルと覆工コンクリートの打設方法に関する。 The present invention relates to a lining center and a method for pouring lining concrete.

山岳トンネルの施工においては、トンネルの掘進方向に移動可能な鋼製型枠である覆工用セントル(単にセントル)のセントルフォーム(型枠)と地山との間の打設空間に覆工コンクリートを打設し、覆工コンクリートが所定の強度を発現した後に覆工用セントルを移動させ、同様に覆工コンクリートを打設する施工を順次繰り返す施工方向が適用される場合がある。 In the construction of mountain tunnels, a construction direction may be applied in which lining concrete is poured into the pouring space between the ground and the center form (form) of the lining center (simply called center), which is a steel form that can be moved in the direction of tunnel excavation, and after the lining concrete has developed a predetermined strength, the lining center is moved and the same construction of pouring lining concrete is repeated in sequence.

覆工用セントルは、ガントリー(台車)と、ガントリーにて支持されるセントルフォームを備えている。トンネルの路盤には覆工用セントルが移動するためのレールが敷設され、レールに沿ってガントリーが移動するように構成されているのが一般的である。セントルフォームと地山との間に覆工コンクリートを打設した後、覆工コンクリートが所定の強度を発現した際にセントルフォームをトンネルの内空側へ移動させて脱型する、所謂セントルダウンを行うことにより、覆工用セントルは移動可能な状態となる。 The lining center is equipped with a gantry (carriage) and a center form supported by the gantry. Rails are laid on the tunnel roadbed for the lining center to move on, and the gantry is generally configured to move along the rails. After the lining concrete is poured between the center form and the ground, when the lining concrete has developed a certain strength, the center form is moved to the inside of the tunnel and removed from the form, a process known as center down, making the lining center movable.

ところで、上記する覆工用セントルを用いてトンネルの掘進方向に覆工コンクリートを順次施工する方法においては、トンネル施工の全体工程との兼ね合いから、打設された覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行されることも往々にしてある。そして、このように強度発現が十分でない段階でセントルダウンが実行されることにより、覆工コンクリートは自重により下方へ変位し、この変位に起因して覆工コンクリートにひび割れが発生することが課題となっている。 However, in the method of sequentially laying the lining concrete in the direction of tunnel excavation using the above-mentioned lining centering, due to the balance with the overall tunnel construction process, centering down is often carried out at a stage when the poured lining concrete is still at a weak material age and has not yet developed sufficient strength. And when centering down is carried out at a stage when the concrete has not yet developed sufficient strength, the lining concrete displaces downwards due to its own weight, and this displacement causes cracks to form in the lining concrete, which is an issue.

覆工コンクリートにひび割れを発生させる要因には様々なものが考えられるが、強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行される場合においては、覆工コンクリートの自重による下方への変位が主たる要因の一つとなる。従って、工期の短縮を目的として、覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンを実行する場合であっても、覆工コンクリートに発生し得るひび割れを抑制することのできる、覆工用セントルと覆工コンクリートの打設方法が望まれる。 There are various possible factors that can cause cracks in the lining concrete, but when centre-down is performed at a stage when strength development is insufficient, downward displacement of the lining concrete due to its own weight is one of the main factors. Therefore, in order to shorten the construction period, even when centre-down is performed at a stage when the lining concrete is still at a weak material age and has not yet developed sufficient strength, a method of pouring the lining centre and lining concrete that can suppress cracks that can occur in the lining concrete is desired.

ここで、特許文献1には、掘削済みトンネルの内周に沿った内方に、拡径ないし縮径可能な枠体の外周を位置させ、拡径時の枠体外周と掘削済みトンネルの内周との間に形成された閉鎖空間に覆工コンクリートを打設するセントルが提案されている。このセントルは、枠体の既設の覆工コンクリート側の端部外周に、覆工コンクリートへの当接圧を検出する圧力検出手段を備えている。 Patent Document 1 proposes a centering system in which the outer periphery of a frame body that can be expanded or contracted is positioned inward along the inner periphery of an excavated tunnel, and lining concrete is poured into the closed space formed between the outer periphery of the frame body when expanded and the inner periphery of the excavated tunnel. This centering system is equipped with a pressure detection means for detecting the contact pressure with the lining concrete on the outer periphery of the end of the frame body on the side of the existing lining concrete.

特開2019-44477号公報JP 2019-44477 A

特許文献1に記載のセントルによれば、既設覆工コンクリートへの枠体の当接圧を直接検出してこれを管理できることにより、覆工コンクリートに過度な当接圧が加わることがなく、施工目地部のひび割れ等の発生を防止できるとしている。しかしながら、上記する課題、すなわち、セントルダウンにより覆工コンクリートが自重によって下方へ変位し、この変位に起因して覆工コンクリートにひび割れが発生することを防止することはできない。 According to the centering technique described in Patent Document 1, the contact pressure of the frame body against the existing lining concrete can be directly detected and managed, so that excessive contact pressure is not applied to the lining concrete, and it is possible to prevent cracks in the construction joints. However, it is not possible to prevent the above-mentioned problem, i.e., the downward displacement of the lining concrete due to its own weight caused by centering down, which causes cracks in the lining concrete due to this displacement.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンを実行する場合であっても、覆工コンクリートに発生し得るひび割れを抑制することのできる、覆工用セントルと覆工コンクリートの打設方法を提供することを目的としている。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a method for pouring lining centering and lining concrete that can suppress cracks that may occur in the lining concrete, even when centering down is performed at a stage when the lining concrete is still at a weakened age and has not yet fully developed its strength.

前記目的を達成すべく、本発明による覆工用セントルの一態様は、
トンネルの覆工コンクリートを打設する際に適用される、覆工用セントルであって、
前記覆工用セントルは、ガントリーと、前記ガントリーに支持されるセントルフォームと、を有し、
前記セントルフォームは、中央のクラウン部と、前記クラウン部の左右のアーチ部と、前記アーチ部の側方であって前記セントルフォームの左右下方にある側壁部とを備え、
前記セントルフォームの少なくとも前記クラウン部にプレストレス力が導入されて、前記トンネルの内空側へ引っ張られていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one embodiment of the lining center according to the present invention is as follows:
A lining center applied when pouring lining concrete for a tunnel,
The lining center has a gantry and a center form supported by the gantry,
The central form includes a crown portion at the center, arch portions on the left and right sides of the crown portion, and side wall portions on the sides of the arch portions and below the left and right sides of the central form,
A prestress force is introduced into at least the crown portion of the center form, pulling it toward the inner space of the tunnel.

本態様によれば、セントルフォームの少なくともクラウン部にプレストレス力が導入されてトンネルの内空側へ引っ張られていることにより、セントルフォームの周方向の線形を、覆工コンクリートの自重が作用した際の変位ラインに予め近似させておき、このように予め変形されたセントルフォームに対して覆工コンクリートを打設して支持させることにより、仮に覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行された場合でも、覆工コンクリートの自重による下方への変位が生じない、もしくは生じ難いことから、この下方への変位に起因するひび割れを抑制することができる。このことにより、覆工コンクリートに発生し得るひび割れを抑制しながら、トンネル施工の工期の短縮を図ることが可能になる。 According to this embodiment, a prestress force is introduced to at least the crown portion of the center form, which pulls it toward the interior of the tunnel, and the circumferential alignment of the center form is approximated in advance to the displacement line when the weight of the lining concrete acts on it. By pouring the lining concrete into the center form that has been deformed in advance in this way to support it, even if centering down is performed at a stage when the lining concrete is still at a weak material age and has not yet fully developed its strength, downward displacement due to the weight of the lining concrete does not occur, or is unlikely to occur, and cracks caused by this downward displacement can be suppressed. This makes it possible to shorten the construction period of the tunnel while suppressing cracks that may occur in the lining concrete.

本態様によれば、覆工コンクリートが打設された段階で、セントルフォームは、覆工コンクリートの自重によって変形する変位ラインを既に形成していることから、セントルフォームの係る変位は抑制もしくは抑止されることになり、打設された覆工コンクリートはセントルフォームの変位の影響を受けることなく、徐々に硬化して強度発現することができる。このことにより、セントルダウンが可能な弱材令の段階で、セントルフォームがセントルダウンされた際に、それまでの強度発現段階で覆工コンクリートはセントルフォームの変位の影響を受けておらず、覆工コンクリートのひび割れの抑制が図られる。 According to this embodiment, when the lining concrete is poured, the center form has already formed a displacement line that deforms due to the weight of the lining concrete, so the displacement of the center form is suppressed or prevented, and the poured lining concrete can gradually harden and develop strength without being affected by the displacement of the center form. As a result, when the center form is centered down at a weak material age when centering down is possible, the lining concrete is not affected by the displacement of the center form at the strength development stage up to that point, and cracks in the lining concrete are suppressed.

ここで、「少なくともクラウン部にプレストレス力が導入されて」とは、セントルフォームのクラウン部のみにプレストレス力が導入されることの他に、クラウン部とアーチ部にプレストレス力が導入される形態、クラウン部と側壁部にプレストレス力が導入される形態、クラウン部とアーチ部と側壁部にプレストレス力が導入される形態を含む意味である。 Here, "prestress force is introduced at least to the crown portion" means that in addition to prestress force being introduced only to the crown portion of the central form, it also includes a form in which prestress force is introduced to the crown portion and arch portion, a form in which prestress force is introduced to the crown portion and side wall portion, and a form in which prestress force is introduced to the crown portion, arch portion, and side wall portion.

いずれの形態であっても、覆工コンクリートの自重による変位が最も大きくなるクラウン部を下方(鉛直下方や斜め下方)に引っ張ることにより、セントルフォームに対して覆工コンクリートの自重によって変形する変位ラインを形成し易くなる。また、クラウン部を下方へ引っ張ることにより、逆にアーチ部は地山側へはらむように変形し得るが、例えばアーチ部をトンネルの内空側へ引っ張ることにより、アーチ部の地山側への過度なはらみ出しを抑制できる。このアーチ部の地山側への過度なはらみ出しの抑制は、アーチ部を直接引っ張ることの他に、アーチ部に隣接する側壁部を引っ張ることによっても図ることができる。 In either form, by pulling downward (vertically or diagonally) the crown portion, where the displacement due to the weight of the lining concrete is greatest, it becomes easier to form a displacement line where the weight of the lining concrete deforms against the center form. Also, by pulling the crown portion downward, the arch portion may conversely deform so that it bulges toward the ground, but by pulling the arch portion toward the interior space of the tunnel, for example, it is possible to suppress excessive bulging of the arch portion toward the ground. In addition to directly pulling the arch portion, excessive bulging of the arch portion toward the ground can also be suppressed by pulling the side wall portion adjacent to the arch portion.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記側壁部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、前記クラウン部と前記側壁部の双方が引っ張られていることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
The crown portion and the side wall portion of the center form are connected by a prestress force introducing means, and both the crown portion and the side wall portion are tensioned.

本態様によれば、クラウン部と側壁部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、クラウン部と側壁部の双方が共通のプレストレス力導入手段にて引っ張られていることにより、可及的に少ないプレストレス力導入手段にて、クラウン部の下方への変位とアーチ部の地山側へのはらみ出し抑制の双方を実現することができる。 According to this aspect, the crown portion and the side wall portion are connected by a prestress force introduction means, and both the crown portion and the side wall portion are pulled by a common prestress force introduction means, so that it is possible to both achieve downward displacement of the crown portion and suppress the protrusion of the arch portion toward the ground with as few prestress force introduction means as possible.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部の双方にプレストレス力導入手段が設けられ、前記プレストレス力導入手段が前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
A prestress force introduction means is provided on both the crown portion and the arch portion of the central form, and the prestress force introduction means applies a reaction force of the prestress force to the gantry;
When the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the gantry from rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the gantry from rising.

本態様によれば、クラウン部とアーチ部の双方に設けられているプレストレス力導入手段がそれぞれガントリーに取り付けられて、プレストレス力の反力を取ることにより、重量のあるガントリーにてプレストレス力の反力を容易に取ることが可能になる。その一方で、プレストレス力が大きく、プレストレス力によってガントリーが浮上する場合において、ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられている形態や、ガントリーが移動するレールをガントリーの脚部が把持している形態が適用されることにより、プレストレス力によるガントリーの浮上を効果的に抑止することができる。 According to this aspect, the prestress force introduction means provided on both the crown portion and the arch portion are attached to the gantry, respectively, and the reaction force of the prestress force can be easily absorbed by the heavy gantry. On the other hand, when the prestress force is large and the gantry rises due to the prestress force, a form in which a counterweight is attached to the gantry or a form in which the legs of the gantry grip the rails on which the gantry moves can be applied, thereby effectively preventing the gantry from rising due to the prestress force.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、前記アーチ部と前記ガントリーが別途のプレストレス力導入手段にて繋がれて前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
The crown portion and the arch portion of the center form are connected by a prestress force introduction means, and the arch portion and the gantry are connected by a separate prestress force introduction means so that the gantry receives a reaction force of the prestress force,
When the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the gantry from rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the gantry from rising.

本態様によれば、クラウン部とアーチ部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、アーチ部が別途のプレストレス力導入手段によりガントリーに取り付けられて、プレストレス力の反力を取ることにより、重量のあるガントリーにてプレストレス力の反力を容易に取ることが可能になる。その一方で、プレストレス力が大きく、プレストレス力によってガントリーが浮上する場合において、ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられている形態や、ガントリーが移動するレールをガントリーの脚部が把持している形態が適用されることにより、プレストレス力によるガントリーの浮上を効果的に抑止することができる。 According to this aspect, the crown portion and the arch portion are connected by a prestress force introduction means, and the arch portion is attached to the gantry by a separate prestress force introduction means, and the reaction force of the prestress force is absorbed by the heavy gantry. On the other hand, when the prestress force is large and the gantry floats up due to the prestress force, a form in which a counterweight is attached to the gantry or a form in which the legs of the gantry grip the rails on which the gantry moves can be applied, thereby effectively preventing the gantry from floating up due to the prestress force.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部と前記側壁部のそれぞれにプレストレス力導入手段が設けられ、前記プレストレス力導入手段が前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
a prestress force introduction means is provided on each of the crown portion, the arch portion and the side wall portion of the central form, and the prestress force introduction means applies a reaction force of the prestress force to the gantry;
When the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the gantry from rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the gantry from rising.

本態様によれば、クラウン部とアーチ部と側壁部に設けられているプレストレス力導入手段がそれぞれガントリーに取り付けられて、プレストレス力の反力を取ることにより、重量のあるガントリーにてプレストレス力の反力を容易に取ることが可能になる。その一方で、プレストレス力が大きく、プレストレス力によってガントリーが浮上する場合において、ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられている形態や、ガントリーが移動するレールをガントリーの脚部が把持している形態が適用されることにより、プレストレス力によるガントリーの浮上を効果的に抑止することができる。 According to this aspect, the prestress force introduction means provided on the crown portion, the arch portion, and the side wall portion are each attached to the gantry, and by taking up the reaction force of the prestress force, it becomes possible for the heavy gantry to easily take up the reaction force of the prestress force. On the other hand, when the prestress force is large and the gantry rises due to the prestress force, a form in which a counterweight is attached to the gantry or a form in which the legs of the gantry grip the rails on which the gantry moves can be applied, thereby effectively preventing the gantry from rising up due to the prestress force.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様において、
前記プレストレス力の大きさは、前記覆工コンクリートを打設した際の前記クラウン部の下方への変位量に相当する、打設前変位量を前記クラウン部に付与する大きさであることを特徴とする。
In another embodiment of the lining center according to the present invention,
The magnitude of the prestress force is such that it imparts to the crown portion a pre-pouring displacement amount corresponding to the downward displacement amount of the crown portion when the lining concrete is poured.

本態様によれば、プレストレス力の大きさが、覆工コンクリートを打設した際のクラウン部の下方への変位量に相当する大きさであることにより、覆工コンクリートを打設した際のセントルフォームのクラウン部の変位を解消でき、クラウン部の変位に起因する覆工コンクリートのひび割れを抑止できる。 According to this embodiment, the magnitude of the prestress force is equivalent to the amount of downward displacement of the crown when the lining concrete is poured, so that the displacement of the crown of the center form when the lining concrete is poured can be eliminated, and cracks in the lining concrete caused by the displacement of the crown can be prevented.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記プレストレス力導入手段により、前記プレストレス力が、前記覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるようになっていることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
The prestress force introduction means is characterized in that the prestress force is gradually released from the pouring of the lining concrete until the pouring is completed.

本態様によれば、プレストレス力が、覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるようになっていることにより、覆工コンクリートの強度発現の過程でセントルフォームの変位量を漸次変化させ、強度発現の過程で変化し得る覆工コンクリートの変位量を一定に保持することが可能になる。 According to this embodiment, the prestress force is gradually released from the time the lining concrete is poured until the pouring is completed, which gradually changes the amount of displacement of the central form as the lining concrete develops its strength, making it possible to keep the amount of displacement of the lining concrete, which may change as the concrete develops its strength, constant.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記プレストレス力導入手段が、PC鋼材であることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
The prestress force introducing means is characterized by being PC steel.

本態様によれば、プレストレス力導入手段がPC鋼材であることにより、セントルフォームやガントリー等への設置も容易となり、プレストレス力の導入管理も容易となる。ここで、PC鋼材には、PC鋼棒やPC鋼線等が含まれる。 According to this embodiment, the prestress force introduction means is a PC steel material, which makes it easy to install it on a central form or gantry, and also makes it easy to manage the introduction of the prestress force. Here, PC steel materials include PC steel bars and PC steel wires, etc.

また、本発明による覆工用セントルの他の態様は、
前記プレストレス力導入手段が、ジャッキであることを特徴とする。
Another aspect of the lining centre according to the present invention is as follows:
The prestress force introducing means is a jack.

本態様によれば、プレストレス力導入手段がジャッキであることにより、セントルフォームやガントリー等への設置も容易となり、プレストレス力の導入管理も容易となる。ここで、ジャッキには、油圧ジャッキやエアジャッキ、電気ジャッキ等が含まれる。 According to this aspect, the prestress force introduction means is a jack, which makes it easy to install it on a central form or gantry, and also makes it easy to manage the introduction of the prestress force. Here, examples of jacks include hydraulic jacks, air jacks, electric jacks, etc.

また、本発明による覆工コンクリートの打設方法の一態様は、
ガントリーと、前記ガントリーに支持されるセントルフォームとを有し、前記セントルフォームは、中央のクラウン部と、前記クラウン部の左右のアーチ部と、前記アーチ部の側方であって前記セントルフォームの左右下方にある側壁部とを備えている、覆工用セントルを使用して、トンネルの覆工コンクリートを打設する、覆工コンクリートの打設方法であって、
前記覆工コンクリートを打設する前に、前記セントルフォームの少なくともクラウン部にプレストレス力を導入して前記トンネルの内空側へ引っ張り、前記覆工コンクリートを打設した際の前記クラウン部の下方への変位量に相当する、打設前変位量を前記クラウン部に付与する、A工程と、
地山と前記セントルフォームの間に前記覆工コンクリートを打設する、B工程とを有することを特徴とする。
In addition, one aspect of the method for pouring lining concrete according to the present invention is to
A method for pouring lining concrete for a tunnel using a lining center having a gantry and a center form supported by the gantry, the center form having a central crown portion, left and right arch portions of the crown portion, and side wall portions on the sides of the arch portions and below the left and right of the center form, comprising:
A process in which, before pouring the lining concrete, a prestress force is introduced into at least the crown portion of the center form to pull it toward the inside of the tunnel, thereby imparting a pre-casting displacement to the crown portion that corresponds to a downward displacement of the crown portion when the lining concrete is poured; and
and step B of pouring the lining concrete between the ground and the centre form.

本態様によれば、セントルフォームの少なくともクラウン部にプレストレス力を導入してトンネルの内空側へ引っ張ることにより、セントルフォームの周方向の線形を、覆工コンクリートの自重が作用した際の変位ラインに予め近似させておき、このように予め変形させたセントルフォームに対して覆工コンクリートを打設して支持させることにより、仮に覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行された場合でも、覆工コンクリートの自重による下方への変位が生じない、もしくは生じ難いことから、この下方への変位に起因するひび割れを抑制することができる。このことにより、覆工コンクリートに発生し得るひび割れを抑制しながら、トンネル施工の工期の短縮を図ることが可能になる。 According to this embodiment, by introducing a prestress force into at least the crown part of the center form and pulling it toward the inside of the tunnel, the circumferential alignment of the center form is approximated in advance to the displacement line when the weight of the lining concrete acts on it, and the lining concrete is poured and supported on the center form thus deformed in advance. Even if centering down is performed at a stage when the lining concrete is still at a weak material age and has not yet fully developed its strength, downward displacement due to the weight of the lining concrete does not occur or is unlikely to occur, so cracks caused by this downward displacement can be suppressed. This makes it possible to shorten the construction period of the tunnel while suppressing cracks that may occur in the lining concrete.

また、本発明による覆工コンクリートの打設方法の他の態様は、
前記B工程において、前記プレストレス力が、前記覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるように、前記プレストレス力を調整することを特徴とする。
Another aspect of the method for pouring lining concrete according to the present invention is as follows:
In the step B, the prestress force is adjusted so that the load is gradually released from the pouring of the lining concrete until the end of pouring.

本態様によれば、プレストレス力が、覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるようになっていることにより、覆工コンクリートの強度発現の過程でセントルフォームの変位量を漸次変化させ、強度発現の過程で変化し得る覆工コンクリートの変位量を一定に保持することが可能になる。 According to this embodiment, the prestress force is gradually released from the time the lining concrete is poured until the pouring is completed, which gradually changes the amount of displacement of the central form as the lining concrete develops its strength, making it possible to keep the amount of displacement of the lining concrete, which may change as the concrete develops its strength, constant.

以上の説明から理解できるように、本発明の覆工用セントルと覆工コンクリートの打設方法によれば、覆工コンクリートが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンを実行する場合であっても、覆工コンクリートに発生し得るひび割れを抑制することができる。 As can be understood from the above explanation, the lining centering and lining concrete pouring method of the present invention can suppress cracks that may occur in the lining concrete, even when centering down is performed at a stage when the lining concrete is still at a weakened age and has not yet fully developed its strength.

第1実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、覆工コンクリートを打設した際のセントルフォームに作用する曲げモーメントを示すとともに、セントルフォームのクラウン部とアーチ部における変位をともに示す図である。FIG. 2 is a front view of the lining center for the first embodiment, showing the bending moment acting on the center form when the lining concrete is poured, as well as the displacement in the crown and arch portions of the center form. 第1実施形態に係る覆工用セントルにおいて、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a state in which prestress force is introduced into the prestress force introduction means in the lining center relating to the first embodiment. 第2実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。FIG. 11 is a front view of the lining center for the second embodiment, showing the state in which prestress force is introduced into the prestress force introduction means. 第3実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。FIG. 13 is a front view of the lining center for the third embodiment, showing the state in which prestress force is introduced into the prestress force introduction means. 第4実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。FIG. 13 is a front view of the lining center for the fourth embodiment, showing the state in which prestress force is introduced into the prestress force introduction means. 第5実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。FIG. 13 is a front view of the lining center for the fifth embodiment, showing the state in which prestress force is introduced into the prestress force introduction means.

以下、各実施形態に係る覆工用セントルと覆工コンクリートの打設方法の一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Below, an example of a method for pouring the lining center and lining concrete according to each embodiment will be described with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant explanation.

[第1実施形態に係る覆工用セントルと実施形態に係る覆工コンクリートの打設方法]
はじめに、図1及び図2を参照して、第1実施形態に係る覆工用セントルの一例と、実施形態に係る覆工コンクリートの打設方法の一例について説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、覆工コンクリートを打設した際のセントルフォームに作用する曲げモーメントを示すとともに、セントルフォームのクラウン部とアーチ部における変位をともに示す図である。また、図2は、第1実施形態に係る覆工用セントルにおいて、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。
[Linding center according to the first embodiment and lining concrete pouring method according to the embodiment]
First, an example of a lining center according to the first embodiment and an example of a method of pouring lining concrete according to the embodiment will be described with reference to Figures 1 and 2. Here, Figure 1 is a front view of the lining center according to the first embodiment, showing the bending moment acting on the center form when lining concrete is poured, and also showing the displacement in the crown part and the arch part of the center form. Also, Figure 2 is a view showing the state in which prestress force is introduced to the prestress force introduction means in the lining center according to the first embodiment.

覆工用セントル100は、門型のガントリー10と、ガントリー10から鉛直方向や水平方向、及び斜め方向に延びる支保部材25,26,27にて支持されるセントルフォーム20とを有する。ガントリー10は、門型の移動式架台であり、左右の脚11の下端には車輪12があり(脚11と車輪12により脚部13が形成される)、トンネルTの路盤BにおいてトンネルTの長手方向に敷設されているレールRに沿ってガントリー10が移動できるようになっている。 The lining center 100 has a gate-shaped gantry 10 and a center form 20 supported by support members 25, 26, and 27 extending vertically, horizontally, and diagonally from the gantry 10. The gantry 10 is a gate-shaped mobile platform with wheels 12 at the lower ends of the left and right legs 11 (the legs 11 and wheels 12 form the legs 13), allowing the gantry 10 to move along rails R laid in the longitudinal direction of the tunnel T on the roadbed B of the tunnel T.

セントルフォーム20は、トンネルTの周方向及び長手方向に並ぶ複数のフォーム21からなるフォーム群により形成される。セントルフォーム20は例えばトンネルTの長手方向に10m程度の長さを有するが、セントルフォーム20におけるトンネルTの長手方向の端部には、妻型枠(図示せず)が設けられている。 The center form 20 is formed by a group of forms consisting of multiple forms 21 arranged in the circumferential and longitudinal directions of the tunnel T. The center form 20 has a length of, for example, about 10 m in the longitudinal direction of the tunnel T, and a gable formwork (not shown) is provided at the end of the center form 20 in the longitudinal direction of the tunnel T.

セントルフォーム20は、中央のクラウン部と、クラウン部の左右のアーチ部と、アーチ部の側方であってセントルフォーム20の左右下方にある側壁部といった、主として3つの領域に形式的に区分けできる。 The central form 20 can be formally divided into three main regions: a central crown portion, arch portions on the left and right of the crown portion, and side wall portions on the sides of the arch portions and below the left and right of the central form 20.

発破や機械掘削等により地山Gに造成された、例えば図示例のような馬蹄形や円形の孔壁の内側には、覆工用セントル100が到達する前段階において、トンネルTの周方向と長手方向の双方に亘る覆工用の鉄筋(図示せず)が配筋される。そして、図1に示すように覆工用セントル100が到達した際に、セントルフォーム20と孔壁の間に覆工用コンクリートが打設される打設空間Sが形成される。ここで、孔壁の内周面に吹付けコンクリートが施工されている場合は、セントルフォーム20と吹付けコンクリートの間に打設空間Sが形成される。 Inside the wall of a horseshoe-shaped or circular hole, as shown in the example shown, which is created in the natural ground G by blasting or mechanical excavation, lining rebar (not shown) is arranged in both the circumferential and longitudinal directions of the tunnel T before the lining center 100 arrives. Then, as shown in FIG. 1, when the lining center 100 arrives, a pouring space S is formed between the center form 20 and the hole wall, into which lining concrete is poured. Here, if sprayed concrete has been applied to the inner surface of the hole wall, a pouring space S is formed between the center form 20 and the shotcrete.

セントルフォーム20には、複数の点検口(図示せず)が開設されている。この点検口は、トンネルT内を延設する打設用ホース(図示せず)の筒先が通過して打設空間Sに臨み、打設空間Sにコンクリートを打設するための開口であり、その他、バイブレータを打設空間Sに挿入するための開口であり、さらには、コンクリートの打設状況を確認する開口である。 The central form 20 has multiple inspection hatches (not shown). These inspection hatches are openings through which the nozzle of a pouring hose (not shown) extending inside the tunnel T passes and faces the pouring space S, allowing concrete to be poured into the pouring space S, and also allow a vibrator to be inserted into the pouring space S, and are also openings for checking the pouring status of the concrete.

覆工用セントルを用いてトンネルTの掘進方向に覆工コンクリートCを順次施工する方法においては、トンネル施工の全体工程との兼ね合いから、打設された覆工コンクリートCが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行されることも往々にしてある。そして、このように強度発現が十分でない段階でセントルダウンが実行されることにより、覆工コンクリートCは自重により下方へ変位し、この変位に起因して覆工コンクリートにひび割れが発生することが課題となる。 In the method of sequentially constructing lining concrete C in the direction of tunnel excavation using lining centering, due to the balance with the overall tunnel construction process, centering down is often carried out at a stage when the poured lining concrete C is still at a weak material age and has not yet developed sufficient strength. And when centering down is carried out at a stage when it has not yet developed sufficient strength, the lining concrete C displaces downwards due to its own weight, and this displacement causes the problem of cracks occurring in the lining concrete.

例えば、図1に示すように、打設開口Sに覆工コンクリートCが打設された際に、セントルフォーム20には、覆工コンクリートCの自重載荷により曲げモーメントMが生じ、同時に覆工コンクリートCの自重により、各部位には変位が生じる。一般には、セントルフォーム20のクラウン部に最大の曲げモーメントが生じ、同様に下向きの最大変位δ1が生じる。 For example, as shown in FIG. 1, when lining concrete C is poured into the pouring opening S, a bending moment M is generated in the central form 20 due to the weight of the lining concrete C, and at the same time, each part is displaced due to the weight of the lining concrete C. In general, the maximum bending moment is generated in the crown part of the central form 20, and a maximum downward displacement δ1 is also generated.

図1に示すように、曲げモーメントMは例えばセントルフォーム20のアーチ部において反転した後、側壁部の下端に向かって曲げモーメントゼロに収束するようなモーメント分布が生じ得る。そして、クラウン部において下向きの最大変位δ1が生じるとともに、アーチ部においては地山側へ向かう変位δ2(<δ1)が生じ得る。尤も、このアーチ部における変位δ2は、打設済みの覆工コンクリートCによって変位しようとするセントルフォーム20がトンネルTの内空側へ押し戻されるため、実際の変位は変位δ2未満となる。 As shown in Figure 1, the bending moment M may be reversed, for example, at the arch of the central form 20, and then a moment distribution may occur in which the bending moment converges to zero toward the lower end of the side wall. A maximum downward displacement δ1 may occur at the crown, and a displacement δ2 (< δ1) toward the natural ground may occur at the arch. However, the actual displacement δ2 at the arch is less than δ2 because the central form 20, which is about to be displaced, is pushed back toward the interior of the tunnel T by the poured lining concrete C.

いずれにしても、セントルフォーム20のクラウン部において下向きの最大変位δ1が生じることに起因して、覆工コンクリートCのクラウン部のトンネル内空側には、ひび割れC1が生じ得る。また、セントルフォーム20のアーチ部においても、地山側への変位に起因して、覆工コンクリートCのアーチ部の地山側には、ひび割れC2が生じ得る。 In any case, cracks C1 may occur on the tunnel interior side of the crown part of the lining concrete C due to the maximum downward displacement δ1 occurring in the crown part of the central form 20. Also, in the arch part of the central form 20, cracks C2 may occur on the ground side of the arch part of the lining concrete C due to displacement towards the ground.

打設された覆工コンクリートCが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行される場合も、打設後のセントルフォーム20の変位によって弱材令の覆工コンクリートCも変位するため、この変位に起因してひび割れC1,C2が生じる可能性が高くなる。 Even if centering down is performed when the poured lining concrete C is still at a weak age and has not yet fully developed its strength, the weak-age lining concrete C will also be displaced due to the displacement of the center form 20 after pouring, increasing the likelihood of cracks C1 and C2 occurring due to this displacement.

そこで、覆工用セントル100では、覆工コンクリートCを打設する前に、セントルフォーム20の少なくともクラウン部にプレストレス力を導入して、トンネルTの内空側へセントルフォーム20のクラウン部を引っ張った状態とし、予めクラウン部に下向きの最大変位δ1に相当する変位を与えておく。その上で覆工コンクリートCを打設することにより、覆工コンクリートCの打設後のセントルフォーム20の変位を抑制し、セントルフォーム20の変位に追随して覆工コンクリートCが変位することにより生じ得るひび割れを抑制もしくは抑止することとしている。 Therefore, in the lining center 100, before the lining concrete C is poured, a prestress force is introduced to at least the crown portion of the center form 20, pulling the crown portion of the center form 20 toward the interior of the tunnel T, and a displacement equivalent to the maximum downward displacement δ1 is given to the crown portion in advance. By then pouring the lining concrete C, the displacement of the center form 20 after the lining concrete C is poured is suppressed, and cracks that may occur due to the displacement of the lining concrete C following the displacement of the center form 20 are suppressed or prevented.

図1に示すように、覆工用セントル100では、セントルフォーム20のクラウン部と左右の側壁部を、PC鋼棒やPC鋼線等のPC鋼材30(プレストレス力導入手段の一例)にて繋ぐ構成としている。 As shown in FIG. 1, the lining center 100 is configured so that the crown portion of the center form 20 and the left and right side wall portions are connected by PC steel materials 30 (an example of a means for introducing prestress force) such as PC steel bars or PC steel wires.

そして、図2に示すように、PC鋼材30にプレストレス力P1を導入することにより、セントルフォーム20のクラウン部と側壁部の双方を引っ張った状態とし、セントルフォーム20のクラウン部には、想定される下向き変位δ1程度の変位を予め与えておく。すなわち、プレストレス力P1の大きさは、覆工コンクリートCを打設した際のクラウン部の下方への変位δ1に相当する、打設前変位量をクラウン部に付与する大きさである。 As shown in Figure 2, a prestress force P1 is introduced into the PC steel 30 to tension both the crown and side wall of the central form 20, and a displacement of approximately the expected downward displacement δ1 is applied to the crown of the central form 20 in advance. In other words, the magnitude of the prestress force P1 is set to a value that imparts to the crown a pre-casting displacement amount equivalent to the downward displacement δ1 of the crown when the lining concrete C is poured.

また、このプレストレス力P1の導入により、セントルフォーム20の側壁部に隣接するアーチ部は、トンネルTの内空側へ荷重Q1で引っ張られることになり、この引張荷重Q1により、図1に示す地山側への過度な変位δ2を抑制することが可能になる。 In addition, by introducing this prestress force P1, the arch portion adjacent to the side wall of the center form 20 is pulled toward the interior of the tunnel T by a load Q1, and this tensile load Q1 makes it possible to suppress excessive displacement δ2 toward the ground side shown in Figure 1.

ここで、図示を省略するが、プレストレス力導入手段には、PC鋼材の他に、油圧ジャッキ(ジャッキの一例)等が適用されてもよい。油圧ジャッキを適用する場合は、セントルフォーム20のクラウン部において、セントルフォーム20をトンネルTの内空側へ引っ張る油圧ジャッキをガントリー10に搭載し、さらに、ガントリー10の脚11の側方に別途の油圧ジャッキを取り付け、図2と同様にセントルフォーム20の側壁部を別途の油圧ジャッキにて引っ張ることにより、PC鋼材と同様にプレストレス力P1をセントルフォーム20に導入することが可能になる。 Although not shown here, in addition to PC steel, a hydraulic jack (one example of a jack) or the like may be used as a means for introducing prestress force. When a hydraulic jack is used, a hydraulic jack that pulls the central form 20 toward the interior of the tunnel T is mounted on the gantry 10 at the crown of the central form 20, and a separate hydraulic jack is attached to the side of the leg 11 of the gantry 10. By pulling the side wall of the central form 20 with the separate hydraulic jack as in FIG. 2, it becomes possible to introduce prestress force P1 into the central form 20 in the same way as PC steel.

例えば、覆工コンクリートCの自重によるセントルフォームの変形を低減するべく、セントルに使用される鋼材の断面サイズを上げることでセントル自体の剛性を高める方策もあるが、このようなセントルの剛性アップはセントルの製作コストを上昇させることになる。これに対して、覆工用セントル100によれば、PC鋼材30を用いてセントルフォーム20の所望箇所にプレストレス力を導入することで覆工コンクリートCの自重によるセントルフォーム20の変位を抑制することから、セントルの製作コストを上昇させることなく、覆工コンクリートCに生じ得るひび割れを抑制することができる。特に、覆工コンクリートCが弱材令で強度発現が十分でない段階においてセントルダウンが実行された場合でも、覆工コンクリートCの自重による下方への変位が生じない、もしくは生じ難いことから、この下方への変位に起因するひび割れを抑制することができるため、覆工コンクリートCに発生し得るひび割れを抑制しながら、トンネル施工の工期の短縮を図ることが可能になる。 For example, in order to reduce deformation of the center form due to the weight of the lining concrete C, one method is to increase the cross-sectional size of the steel material used in the center to increase the rigidity of the center itself, but such an increase in the rigidity of the center increases the manufacturing cost of the center. In contrast, the lining center 100 uses PC steel material 30 to introduce prestress force into the desired location of the center form 20, thereby suppressing the displacement of the center form 20 due to the weight of the lining concrete C, and therefore can suppress cracks that may occur in the lining concrete C without increasing the manufacturing cost of the center. In particular, even if center down is performed at a stage when the lining concrete C is at a weak material age and does not have sufficient strength development, downward displacement due to the weight of the lining concrete C does not occur or is unlikely to occur, so cracks caused by this downward displacement can be suppressed, and it is possible to shorten the construction period of the tunnel while suppressing cracks that may occur in the lining concrete C.

ここで、実施形態に係る覆工コンクリートの打設方法の一例について概説する。この打設方法は、図1及び図2に示す覆工用セントル100を用いて、覆工コンクリートCを打設空間Sに打設する方法である。 Here, an example of a method for pouring lining concrete according to an embodiment will be outlined. This pouring method is a method for pouring lining concrete C into a pouring space S using a lining center 100 shown in Figures 1 and 2.

覆工コンクリートCを打設する前に、セントルフォーム20の少なくともクラウン部にプレストレス力P1を導入することにより、クラウン部をトンネルTの内空側へ引っ張り、覆工コンクリートCを打設した際のクラウン部の下方への変位量δ1に相当する、打設前変位量をクラウン部に付与する(A工程)。 Before pouring the lining concrete C, a prestress force P1 is introduced into at least the crown portion of the central form 20, pulling the crown portion toward the interior of the tunnel T, and imparting a pre-pouring displacement to the crown portion that corresponds to the downward displacement δ1 of the crown portion when the lining concrete C is poured (Step A).

次に、地山Gとセントルフォーム20の間の打設空間Sに対して、覆工コンクリートCを打設する(B工程)。 Next, lining concrete C is poured into the pouring space S between the ground G and the center form 20 (step B).

このB工程では、プレストレス力が、覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるように、プレストレス力を調整することにより、覆工コンクリートCの強度発現の過程でセントルフォーム20の変位量を漸次変化させ、強度発現の過程で変化し得る覆工コンクリートCの変位量を一定に保持することが可能になることから好ましい。 In this step B, it is preferable to adjust the prestress force so that the load is gradually released from the time the lining concrete is poured until the pouring is completed, thereby gradually changing the amount of displacement of the center form 20 during the strength development process of the lining concrete C and keeping the amount of displacement of the lining concrete C, which may change during the strength development process, constant.

[第2実施形態に係る覆工用セントル]
次に、図3を参照して、第2実施形態に係る覆工用セントルの一例について説明する。ここで、図3は、第2実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。
[Lining center according to the second embodiment]
Next, an example of a lining center according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 3. Here, Fig. 3 is a front view of the lining center according to the second embodiment, showing a state in which a prestress force is introduced into the prestress force introduction means.

覆工用セントル100Aは、セントルフォーム20のクラウン部とアーチ部の双方にPC鋼材31,32が設けられ、PC鋼材31,32がガントリー10にプレストレス力P2,P3の反力を取るように構成されている。図示を省略するが、PC鋼材31,32の一例は、覆工用セントル100Aの長手方向に延びるトラス架構をガントリー10に固定し、このトラス架構の縦部材をPC鋼材31,32とすることにより、ガントリー10に取り付けられる。 The lining center 100A is provided with PC steel members 31, 32 on both the crown and arch portions of the center form 20, and is configured so that the PC steel members 31, 32 react to the prestress forces P2, P3 on the gantry 10. Although not shown in the figure, an example of the PC steel members 31, 32 is attached to the gantry 10 by fixing a truss structure extending in the longitudinal direction of the lining center 100A to the gantry 10 and using the PC steel members 31, 32 as the vertical members of this truss structure.

さらに、上向きのプレストレス力P2の反力に起因する浮力Fにより、ガントリー10が浮上する場合の対策として、ガントリー10には重量Wのカウンターウェイト40が取り付けられている。 Furthermore, a counterweight 40 with a weight W is attached to the gantry 10 as a measure against the gantry 10 floating up due to the buoyancy F caused by the reaction force of the upward prestress force P2.

このように、重量のあるガントリー10に対してプレストレス力P2,P3の反力を取ることにより、プレストレス力P2,P3の反力を容易かつ安定的に取ることが可能になる。その一方で、上向きのプレストレス力P2が大きく、プレストレス力P2によってガントリー10が浮上する対策として、ガントリー10にカウンターウェイト40が取り付けられていることにより、上向きのプレストレス力P2によるガントリー10の浮上を効果的に抑止することができる。 In this way, by taking the reaction forces of prestress forces P2 and P3 against the heavy gantry 10, it becomes possible to easily and stably take the reaction forces of prestress forces P2 and P3. On the other hand, the upward prestress force P2 is large, and as a measure against the gantry 10 floating up due to the prestress force P2, a counterweight 40 is attached to the gantry 10, which can effectively prevent the gantry 10 from floating up due to the upward prestress force P2.

[第3実施形態に係る覆工用セントル]
次に、図4を参照して、第2実施形態に係る覆工用セントルの一例について説明する。ここで、図4は、第3実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。
[Centre for lining according to the third embodiment]
Next, an example of the lining center according to the second embodiment will be described with reference to Fig. 4. Here, Fig. 4 is a front view of the lining center according to the third embodiment, showing a state in which the prestress force is introduced into the prestress force introduction means.

覆工用セントル100Bは、ガントリー10にカウンターウェイト40を取り付ける代わりに、ガントリー10が移動するレールRをガントリー10の脚部13が把持部材50を介して把持する点において、覆工用セントル100Aと相違する。 The lining center 100B differs from the lining center 100A in that, instead of attaching a counterweight 40 to the gantry 10, the legs 13 of the gantry 10 grip the rail R along which the gantry 10 moves via a gripping member 50.

レールRをガントリー10の脚部13が把持部材50を介して把持することによっても、プレストレス力P2によるガントリー10の浮上を効果的に抑止することができる。 The legs 13 of the gantry 10 grip the rail R via the gripping members 50, which also effectively prevents the gantry 10 from floating up due to the prestress force P2.

[第4実施形態に係る覆工用セントル]
次に、図5を参照して、第3実施形態に係る覆工用セントルの一例について説明する。ここで、図5は、第3実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。
[Lining center according to the fourth embodiment]
Next, an example of a lining center according to the third embodiment will be described with reference to Fig. 5. Here, Fig. 5 is a front view of the lining center according to the third embodiment, showing a state in which a prestress force is introduced into the prestress force introduction means.

覆工用セントル100Cは、セントルフォーム20のクラウン部とアーチ部がPC鋼材33にて繋がれ、アーチ部とガントリー10が別途のPC鋼材34にて繋がれることにより、PC鋼材34に導入されるプレストレス力P5の反力をガントリー10に取るように構成されている。 The lining center 100C is configured such that the crown and arch parts of the center form 20 are connected by PC steel 33, and the arch part and the gantry 10 are connected by separate PC steel 34, so that the reaction force of the prestress force P5 introduced into the PC steel 34 is absorbed by the gantry 10.

プレストレス力P4の大きさは、覆工コンクリートCを打設した際のクラウン部の下方への変位δ1に相当する、打設前変位量をクラウン部に付与する大きさである。また、アーチ部にプレストレス力P4,P5が直接作用して、セントルフォーム20のアーチ部がトンネルTの内空側へ荷重Q1で引っ張られることにより、図1に示す地山側への過度な変位δ2を抑制することが可能になる。 The magnitude of the prestress force P4 is such that it imparts to the crown a pre-pouring displacement amount equivalent to the downward displacement δ1 of the crown when the lining concrete C is poured. In addition, the prestress forces P4 and P5 act directly on the arch portion, and the arch portion of the center form 20 is pulled toward the interior of the tunnel T by the load Q1, making it possible to suppress the excessive displacement δ2 toward the natural ground as shown in Figure 1.

覆工用セントル100Cにおいても、上向きのプレストレス力P5の反力に起因する浮力Fにより、ガントリー10が浮上する場合の対策として、ガントリー10には重量Wのカウンターウェイト40が取り付けられている。ここで、カウンターウェイト40に代わり、図4に示す把持部材50を介してガントリー10の脚部13がレールRを把持する浮上対策が講じられてもよい。 In the lining center 100C, a counterweight 40 with a weight W is attached to the gantry 10 as a measure to prevent the gantry 10 from floating up due to buoyancy F caused by the reaction force of the upward prestress force P5. Here, instead of the counterweight 40, a floating measure may be taken in which the legs 13 of the gantry 10 grip the rail R via a gripping member 50 shown in FIG. 4.

覆工用セントル100Cによっても、重量のあるガントリー10に対してプレストレス力P5の反力を取ることにより、プレストレス力P5の反力を容易かつ安定的に取ることが可能になる。 The lining center 100C also makes it possible to easily and stably counter the prestress force P5 by countering the prestress force P5 against the heavy gantry 10.

[第5実施形態に係る覆工用セントル]
次に、図6を参照して、第4実施形態に係る覆工用セントルの一例について説明する。ここで、図6は、第4実施形態に係る覆工用セントルの正面図であって、プレストレス力導入手段にプレストレス力が導入されている状態を示す図である。
[Lining center according to the fifth embodiment]
Next, an example of a lining center according to the fourth embodiment will be described with reference to Fig. 6. Here, Fig. 6 is a front view of the lining center according to the fourth embodiment, showing a state in which a prestress force is introduced into the prestress force introduction means.

覆工用セントル100Dは、セントルフォーム20のクラウン部とアーチ部と側壁部のそれぞれにPC鋼材35,36,37が設けられ、各PC鋼材35,36,37がガントリー10に繋がれることにより、PC鋼材33に導入されるプレストレス力P6,P7,P8の反力をガントリー10に取るように構成されている。 The lining center 100D is configured such that PC steel members 35, 36, and 37 are provided in the crown, arch, and side wall portions of the center form 20, and each PC steel member 35, 36, and 37 is connected to the gantry 10, so that the reaction force of the prestress forces P6, P7, and P8 introduced into the PC steel member 33 is absorbed by the gantry 10.

プレストレス力P6の大きさは、覆工コンクリートCを打設した際のクラウン部の下方への変位δ1に相当する、打設前変位量をクラウン部に付与する大きさである。また、アーチ部に直接作用するプレストレス力P7と側壁部に作用するプレストレス力P8によって、セントルフォーム20のアーチ部がトンネルTの内空側へ荷重Q1で引っ張られることにより、図1に示す地山側への過度な変位δ2を抑制することが可能になる。 The magnitude of the prestress force P6 is such that it imparts to the crown a pre-pouring displacement amount equivalent to the downward displacement δ1 of the crown when the lining concrete C is poured. In addition, the prestress force P7 acting directly on the arch portion and the prestress force P8 acting on the side wall portion pull the arch portion of the center form 20 toward the interior of the tunnel T with the load Q1, thereby making it possible to suppress the excessive displacement δ2 toward the natural ground side shown in Figure 1.

覆工用セントル100Dにおいても、上向きのプレストレス力P6,P8の反力に起因する浮力Fにより、ガントリー10が浮上する場合の対策として、ガントリー10には重量Wのカウンターウェイト40が取り付けられている。ここで、カウンターウェイト40に代わり、図4に示す把持部材50を介してガントリー10の脚部13がレールRを把持する浮上対策が講じられてもよい。 In the lining center 100D, a counterweight 40 with a weight W is attached to the gantry 10 as a measure to prevent the gantry 10 from floating up due to buoyancy F caused by the reaction force of the upward prestress forces P6 and P8. Here, instead of the counterweight 40, a floating measure may be taken in which the legs 13 of the gantry 10 grip the rail R via the gripping members 50 shown in FIG. 4.

覆工用セントル100Dによっても、重量のあるガントリー10に対してプレストレス力P6,P7,P8の反力を取ることにより、プレストレス力P6,P7,P8の反力を容易かつ安定的に取ることが可能になる。 The lining center 100D also makes it possible to easily and stably obtain the reaction forces of prestress forces P6, P7, and P8 by taking the reaction forces of prestress forces P6, P7, and P8 against the heavy gantry 10.

上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 The present invention is not limited to the configuration shown here, and other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.

10:ガントリー
11:脚
12:車輪
13:脚部
20:セントルフォーム
21:フォーム
25,26,27:支保部材
30,31,32,33,34,35,36,37:プレストレス力導入手段(PC鋼材)
40:カウンターウェイト
50:把持部材
100,100A,100B,100C,100D:覆工用セントル
T:トンネル
G:地山
S:打設空間
B:路盤
R:レール
C:覆工コンクリート
C1,C2:ひび割れ
M:曲げモーメント
10: Gantry 11: Leg 12: Wheel 13: Leg 20: Center form 21: Form 25, 26, 27: Support member 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37: Prestress force introduction means (PC steel material)
40: Counterweight 50: Grip member 100, 100A, 100B, 100C, 100D: Lining center T: Tunnel G: Natural ground S: Pouring space B: Roadbed R: Rail C: Lining concrete C1, C2: Crack M: Bending moment

Claims (11)

トンネルの覆工コンクリートを打設する際に適用される、覆工用セントルであって、
前記覆工用セントルは、ガントリーと、前記ガントリーに支持されるセントルフォームと、を有し、
前記セントルフォームは、中央のクラウン部と、前記クラウン部の左右のアーチ部と、前記アーチ部の側方であって前記セントルフォームの左右下方にある側壁部とを備え、
前記セントルフォームの少なくとも前記クラウン部にプレストレス力が導入されて、前記トンネルの内空側へ引っ張られていることを特徴とする、覆工用セントル。
A lining center applied when pouring lining concrete for a tunnel,
The lining center has a gantry and a center form supported by the gantry,
The central form includes a crown portion at the center, arch portions on the left and right sides of the crown portion, and side wall portions on the sides of the arch portions and below the left and right sides of the central form,
A center for lining, characterized in that a prestress force is introduced into at least the crown portion of the center form, pulling it toward the inner space of the tunnel.
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記側壁部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、前記クラウン部と前記側壁部の双方が引っ張られていることを特徴とする、請求項1に記載の覆工用セントル。 The lining center according to claim 1, characterized in that the crown portion and the side wall portion of the center form are connected by a prestress force introduction means, and both the crown portion and the side wall portion are tensioned. 前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部の双方にプレストレス力導入手段が設けられ、前記プレストレス力導入手段が前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の覆工用セントル。
A prestress force introduction means is provided on both the crown portion and the arch portion of the central form, and the prestress force introduction means applies a reaction force of the prestress force to the gantry;
A lining centre as described in claim 1, characterized in that when the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the rising.
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部がプレストレス力導入手段にて繋がれ、前記アーチ部と前記ガントリーが別途のプレストレス力導入手段にて繋がれて前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の覆工用セントル。
The crown portion and the arch portion of the center form are connected by a prestress force introduction means, and the arch portion and the gantry are connected by a separate prestress force introduction means so that the gantry receives a reaction force of the prestress force,
A lining centre as described in claim 1, characterized in that when the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the rising.
前記セントルフォームの前記クラウン部と前記アーチ部と前記側壁部のそれぞれにプレストレス力導入手段が設けられ、前記プレストレス力導入手段が前記ガントリーに前記プレストレス力の反力を取るようになっており、
前記プレストレス力によってガントリーが浮上する場合は、前記ガントリーに対してカウンターウェイトが取り付けられて前記浮上が抑止される、もしくは、前記ガントリーが移動するレールを前記ガントリーの脚部が把持して前記浮上が抑止されるようになっていることを特徴とする、請求項1に記載の覆工用セントル。
a prestress force introduction means is provided on each of the crown portion, the arch portion and the side wall portion of the central form, and the prestress force introduction means applies a reaction force of the prestress force to the gantry;
A lining centre as described in claim 1, characterized in that when the gantry rises due to the prestress force, a counterweight is attached to the gantry to prevent the rising, or the legs of the gantry grip the rails along which the gantry moves to prevent the rising.
前記プレストレス力の大きさは、前記覆工コンクリートを打設した際の前記クラウン部の下方への変位量に相当する、打設前変位量を前記クラウン部に付与する大きさであることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の覆工用セントル。 The lining center according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the magnitude of the prestress force is such that a pre-casting displacement amount is imparted to the crown portion, which corresponds to the downward displacement amount of the crown portion when the lining concrete is cast. 前記プレストレス力導入手段により、前記プレストレス力が、前記覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるようになっていることを特徴とする、請求項2乃至5,請求項2乃至5のいずれか一項に従属する請求項6のいずれか一項に記載の覆工用セントル。 The lining center according to any one of claims 2 to 5 and claim 6 dependent on any one of claims 2 to 5, characterized in that the prestress force is gradually released from the time the lining concrete is poured until the pouring is completed by the prestress force introduction means. 前記プレストレス力導入手段が、PC鋼材であることを特徴とする、請求項2乃至5,請求項2乃至5のいずれか一項に従属する請求項6、請求項7のいずれか一項に記載の覆工用セントル。 The lining center according to any one of claims 2 to 5, claims 6 and 7 depending on any one of claims 2 to 5, characterized in that the prestress force introduction means is a PC steel material. 前記プレストレス力導入手段が、ジャッキであることを特徴とする、請求項2乃至5,請求項2乃至5のいずれか一項に従属する請求項6、請求項7のいずれか一項に記載の覆工用セントル。 The lining centre according to any one of claims 2 to 5, claims 6 and 7 depending on any one of claims 2 to 5, characterized in that the prestress force introduction means is a jack. ガントリーと、前記ガントリーに支持されるセントルフォームとを有し、前記セントルフォームは、中央のクラウン部と、前記クラウン部の左右のアーチ部と、前記アーチ部の側方であって前記セントルフォームの左右下方にある側壁部とを備えている、覆工用セントルを使用して、トンネルの覆工コンクリートを打設する、覆工コンクリートの打設方法であって、
前記覆工コンクリートを打設する前に、前記セントルフォームの少なくともクラウン部にプレストレス力を導入して前記トンネルの内空側へ引っ張り、前記覆工コンクリートを打設した際の前記クラウン部の下方への変位量に相当する、打設前変位量を前記クラウン部に付与する、A工程と、
地山と前記セントルフォームの間に前記覆工コンクリートを打設する、B工程とを有することを特徴とする、覆工コンクリートの打設方法。
A method for pouring lining concrete for a tunnel using a lining center having a gantry and a center form supported by the gantry, the center form having a central crown portion, left and right arch portions of the crown portion, and side wall portions on the sides of the arch portions and below the left and right of the center form, comprising:
A process in which, before pouring the lining concrete, a prestress force is introduced into at least the crown portion of the center form to pull it toward the inside of the tunnel, thereby imparting a pre-casting displacement to the crown portion that corresponds to a downward displacement of the crown portion when the lining concrete is poured; and
A method for pouring lining concrete, comprising: a step B of pouring the lining concrete between the natural ground and the center form.
前記B工程において、前記プレストレス力が、前記覆工コンクリートの打設中から打設終了まで漸次荷重開放されるように、前記プレストレス力を調整することを特徴とする、請求項10に記載の覆工コンクリートの打設方法。 The method for pouring lining concrete according to claim 10, characterized in that in step B, the prestress force is adjusted so that the load is gradually released from pouring the lining concrete until the end of pouring.
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