本発明の好ましい一実施形態に係るインバート部構造体10は、図1に示す山岳トンネル30において、トンネルの内壁面を覆うようにして先行して形成された、両側の側壁部31aから上部のアーチ形状部分31bに至る領域の覆工体31と連続させて、山岳トンネル30の底盤部分30aにインバート部覆工体32を新たに形成する際に、図2及び図3に示すように、トンネルの横断方向の中心線Cを挟んで片側ずつ、各々施工されて、一体化されることにより、インバート部覆工体32の構成部分となる構造体として設けられるものとなっている。
本実施形態では、山岳トンネル30は、例えば数十年前に構築されたトンネルとなっており、掘削の対象となる地盤が安定していたことから、施工時には、トンネル内壁面を覆う覆工体31は、両側の側壁部31aから上部のアーチ形状部分31bのみに形成されていたが、年月を経たことで、底盤部分30aの盤膨れ等による影響が懸念されるようになってきたため、左右両側のインバート部構造体10による、新たなインバート部覆工体32を形成するようになっている。
また、既存の山岳トンネル30に新たにインバート部覆工体32を形成する場合、トンネルの通行を遮断する必要があることから、できるだけ短い工期で工事を終了することが望ましい。本実施形態のインバート部構造体10は、予め工場等において製造された、取り扱いが容易な適度な重量及び大きさの、複数のプレキャストコンクリー製のブロック(PCaコンクリートブロック)を用いることで、多くの手間を要することなく、片側ずつ容易に形成できるようにして、トンネルの側壁部31aから上部のアーチ形状部分31bに至る覆工体31と連続するインバート部覆工体32を、より短い工期で設置できるようにするものとなっている。
そして、本実施形態のインバート部構造体10は、図1~図4に示すように、山岳トンネル30のインバート部33におけるトンネルの横断方向の少なくとも片側領域に設けられて、インバート部覆工体32を構成する、PCaコンクリートブロック20を用いたインバート部33の構造体であって、PCaコンクリートブロック20は、図5及び図6(a)~(c)に示すように、各々、インバート部覆工体32の横断面形状に沿った湾曲形状を備えるように、湾曲する上面部20a及び下面部20bを有する六面体形状のブロックとして形成されている。これらの複数のPCaコンクリートブロック20は、隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロック20との間に、隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置されてインバート部33に設置されていると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接するPCaコンクリートブロックとの間に隙間21bを保持した状態で、連設して配置されてインバート部33に設置されている(図1~図4参照)。これらの縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20は、図10にも示すように、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20との間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに充填されて硬化した、充填固化材22を介して一体化された状態で、インバート部覆工体32の少なくとも一部として、インバート部覆工体32の片側部分を構成している。
また、本実施形態では、複数のPCaコンクリートブロック20は、好ましくはトンネルの横断方向の横幅x、トンネルの軸方向の縦幅y、及び高さzが等しくなった、同様の六面体形状を備えるように形成されている(図5、図6(a)~(c)参照)。縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20は、充填固化材22が充填された、トンネルの横断方向に隣接するPCaコンクリートブロック20との間の軸方向に延設する隙間21b、及びトンネルの軸方向に隣接する前記PCaコンクリートブロックとの間の横断方向に延設する隙間21bが、好ましくはいずれも直線状に連続しているいも状に配置されて、インバート部33に設置されている(図2、図3参照)。充填固化材22が充填された、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、及び隣接するPCaコンクリートブロックとの間の隙間21bは、好ましくは15~30mm程度の間隔幅の隙間となっている。
本実施形態では、インバート部構造体10を構成する複数のPCaコンクリートブロック20は、上述のように、隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接する当該PCaコンクリートブロック20との間に、充填固化材22が充填される隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置されると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接する当該PCaコンクリートブロックとの間に充填固化材22が充填される隙間21bを保持した状態で連設して配置されて、縦横に並べてインバート部33に設置されるものとなっている。またPCaコンクリートブロック20は、図5及び図6(a)~(c)に示すように、インバート部覆工体32の横断面形状に沿った湾曲形状を備える、湾曲する上面部20a及び下面部20bを有すると共に、前後一対の平坦な軸方向対向面20cと左右一対の平坦な横断方向対向面20dとを有する、六面体形状のブロックとして形成されている。横断面視における上面部20a及び下面部20bは、曲率半径が例えば14000mm~145000mm程度に緩やかに湾曲させることができる。
さらに、これらのPCaコンクリートブロック20には、各々 六面体形状の上面部分における4辺部に、隣接するPCaコンクリートブロック20をボルト部材(図示せず。)を用いて連結するための、ボルトボックス23又は雌ネジアンカー24が埋設固定されている。ボルトボックス23は、PCaコンクリートブロック20の上面部20aに開口しており、雌ネジアンカー24は、側面部の軸方向対向面20cや横断方向対向面20dの上端部に開口している。また図7に示すように、PCaコンクリートブロック20には、六面体形状を上下方向に貫通するボルト挿通螺着孔25が、二等辺三角形状の各々の角部分に配設されて3箇所に形成されている(図6(a)参照)。各々のボルト挿通螺着孔25には、上下方向の中間部よりも下方部分に、高さ調整ボルト26が螺着される雌ネジ部材25aが固着されている。各々のボルト挿通螺着孔25の雌ネジ部材25aが固着された部分から、上方に向かって拡径してPCaコンクリートブロック20の上面部20aに開口する、大ラッパ状凹部25bが形成されていると共に、雌ネジ部材25aが固着された部分から、下方に向かって拡径してPCaコンクリートブロック20の下面部20bに開口する、小ラッパ状凹部25cが形成されている。これらのボルト挿通螺着孔25には、高さ調整ボルト26が挿通され、雌ネジ部材25aに螺着されることによって、当該高さ調整ボルト26が、下端部26aをPCaコンクリートブロック20の下面部20bから進退可能に突出させた状態で、取り付けられることになる。また大ラッパ状凹部25bや小ラッパ状凹部25cは、上方や下方の開口に向かってテーパー状に拡径するラッパ形状を備えているので、これらのラッパ状凹部25b,25cを形成するためにコンクリート打設用の箱形型枠に取り付けられた箱抜き部材を、コンクリートが硬化した後に、スムーズに取り除くことが可能になる。このような観点から、テーパー状に拡径するラッパ形状の大ラッパ状凹部25bや小ラッパ状凹部25cのテーパー勾配は、ボルト挿通螺着孔25の中心軸に対して10%以上の傾きとなっていることが好ましい。
3箇所のボルト挿通螺着孔25は、図6(a)に示すように、PCaコンクリートブロック20の上面部20aにおいて、好ましくは底辺部を一方の軸方向対向面20c側にこれと平行に配置し、頂部を他方の軸方向対向面20c側に配置した、仮想の二等辺三角形状(一点鎖線参照)の各角部分に配設されて、形成されている(図6(a)参照)。
本実施系形態では、PCaコンクリートブロック20の上面部側から見て、仮想の二等辺三角形状によって囲まれる内側に、PCaコンクリートブロック20の重心が配置されるようになっていることが好ましく、仮想の二等辺三角形状の図心の位置に、PCaコンクリートブロック20の重心が配置されるようになっていることが特に好ましい。これらによって、3箇所の高さ調整ボルト26によるPCaコンクリートブロック20の高さや傾きの調整を、より安定した状態で精度良く行うことが可能になると共に、精度良く高さや傾きが調整されたPCaコンクリートブロック20を、3箇所の高さ調整ボルト26によってより安定した状態で支持することが可能になる。
さらにまた、これらのPCaコンクリートブロック20のうちの一部のPCaコンクリートブロック20’(図3参照)には、図10及び図11に示すように、六面体形状を上下方向に貫通する、充填材注入孔27が形成されている。各々の充填材注入孔27には、上下方向の中間部分に、開閉バルブ28の雄ネジ部が螺着される雌ネジ部材27aが固着されている。各々の充填材注入孔27の雌ネジ部材27aが固着された部分から、上方に向かって拡径してPCaコンクリートブロック20’の上面部20aに開口する、上部側ラッパ状凹部27bが形成されていると共に、雌ネジ部材27aが固着された部分から、下方に向かって拡径してPCaコンクリートブロック20’の下面部20bに開口する、下部側ラッパ状凹部27cが形成されている。これらの充填材注入孔27には、開閉バルブ28の雄ネジ部が雌ネジ部材27aに螺着されて、ハンドル部28aがPCaコンクリートブロック20’の上面部20aの上方に配置されることによって、PCaコンクリートブロック20’の上面部20aでの作業によりハンドル部28aの開閉操作が可能な状態で、開閉バルブ28がPCaコンクリートブロック20’に着脱可能に取り付けられることになる。また上部側ラッパ状凹部27bや下部側ラッパ状凹部27cは、上方や下方の開口に向かってテーパー状に拡径するラッパ形状を備えているので、これらのラッパ状凹部27b,27cを形成するためにコンクリート打設用の箱形型枠に取り付けられた箱抜き部材を、コンクリートが硬化した後に、スムーズに取り除くことが可能になる。このような観点から、これらのラッパ状凹部27b,27cのテーパー勾配もまた、充填材注入孔27の中心軸に対して10%以上の傾きとなっていることが好ましい。
本実施形態では、六面体形状のPCaコンクリートブロック20’を上下方向に貫通する充填材注入孔27は、好ましくはPCaコンクリートブロック20’の上面部20aの中央部分に配設して形成することができる(図6(a)参照)。充填材注入孔27は、特に、最も低い位置に配置される中央部側ブロック20Bの中央部分に配設して形成されていることが好ましい。
また、本実施形態では、これらのPCaコンクリートブロック20(20’)には、好ましくは六面体形状の前後一対の平坦な軸方向対向面20c及び左右一対の平坦な横断方向対向面20dの各々に、対向する他の対向面20c,20dとの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持するための、スペーサ治具29a、29bを取り付け可能となっている(図5、図6(b),(c)参照)。好ましくは六面体形状の上面部20aには、各々のPCaコンクリートブロック20を吊り上げる際に用いる、複数の吊り治具29cが埋設固定されている(図6(a)参照)。
そして、本実施形態では、これらのPCaコンクリートブロック20は、例えば製造工場において、上述の所定の六面体形状に沿った形状に組み付けた箱形型枠の内部に、コンクリートを打設して硬化させた後に、所定の養生期間を経過させて脱型することで、好ましくは横幅xが1385~1435mm程度、縦幅yが730mm程度、高さzが500mm程度の大きさの、上面部20a及び下面部20bが湾曲する六面体形状を備えるように形成されると共に、1300kg程度の重量を有することになる。例えば箱形型枠の内部に段取り筋を配置し、これに支持させて、上述のボルトボックス23や雌ネジアンカー24、及びボルト挿通螺着孔25や充填材注入孔27のための箱抜き部材等を取り付けておくことによって、これらをPCaコンクリートブロック20に埋設固定したり、仮固定したりできるようになっている。本実施形態では、インバートブロックとして用いるPCaコンクリートブロック20の大きさや形状、重量等は、片側領域55Aの作業ヤード71において、他方の片側領域55Bでの車両の通行等に影響を及ぼすことなく使用することが可能な、揚重機等の能力に応じて、適宜設計することができる。例えばPCaコンクリートブロック20の重量は、好ましくは1000~1500kgとすることができる。
また、本実施形態では、複数のPCaコンクリートブロック20は、同様の六面体形状を備えるように形成されているので、使用する箱形型枠の種類を限定して、効率良く製造することが可能になると共に、同様の重量のブロックとなるため、揚重時や搬送時の作業性が向上し、且つ吊り上げたり据え付けたりする際に同じように取り扱うことが可能なので、例えばいも状に配置されるように各々のPCaコンクリートブロック20を所定の位置に精度良く設置する作業を、容易に行うことが可能になる。製造時のコストを削減することも可能になる。
本実施形態では、インバート部構造体10は、トンネルの横断方向における中央を挟んだ両側の領域を一対の片側領域として、各々の片側領域において施工されるようになっている(図1、図2参照)。インバート部33におけるトンネルの横断方向の中央には、各々の片側領域でインバート部構造体10を施工する際に、他方の片側領域に影響が及ばないようにするための山留板部材や防護柵等を支持するH型鋼35が、トンネルの軸方向に所定の間隔をおいて、フランジ部をトンネルの軸方向に沿わせた状態で、インバート部33の地盤に打ち込むことによって、複数立設させておくことができる。このため、これらのH型鋼35が立設する位置における、トンネルの横断方向の中央側においてトンネルの軸方向に隣接する一対のPCaコンクリートブロック(中央部側ブロック)20Bの中央側の端部には、これらの間の隙間21bを挟んだ両側の角部分に、矩形断面形状を有する切欠き凹部20eを形成しておくことができる(図3参照)。これらの両側の角部分の切欠き凹部20eによって、各々のインバート部構造体10のトンネルの横断方向の中央側の端面部(中央側端面部)10Bに、H型鋼35の一方のフランジ部を配設させるフランジ配設凹部10aを、H型鋼35が立設する部分に設けることができる。
すなわち、各々の片側領域のインバート部構造体10を構成する複数のPCaコンクリートブロック20によるブロック群20X,20Y(図1参照)における、H型鋼35が立設する部分に配置されるPCaコンクリートブロック20(中央部側ブロック20B)は、インバート部覆工体32の横断面形状に沿った湾曲形状を備える、湾曲する上面部20a及び下面部20bを有すると共に、前後一対の平坦な軸方向対向面20cと左右一対の平坦な横断方向対向面20dとを有する六面体形状のブロックとして形成されており(図6(a)~(c)参照)、いずれか1箇所の軸方向対向面20cと横断方向対向面20dとの角部分に、図3に示すように、例えばH型鋼35のフランジ部の横幅の1/2以上の幅の辺部を有するように切り欠かれた、矩形断面形状を備える切欠き凹部20eが、上面部20aから下面部20bに亘って連続して設けられている。これによって、H型鋼35が立設する部分でトンネルの軸方向に隣接する、一対の中央部側ブロック20Bの中央側の端部には、これらの切欠き凹部20eによって、H型鋼35のフランジ部をかわすことが可能な、フランジ配設凹部10aが形成されることになる。
そして、本実施形態では、インバート部構造体10を構成するこれらの複数のPCaコンクリートブロック20は、図3及び図4に示すように、側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cに隣接して配置される受台部側ブロック20Aと、インバート部の横断方向中央部側に配置される中央部側ブロック20Bと、これらの間に配置される一又は複数の中間部ブロック20C(本実施形態では、一の中間部ブロック20C)とを含んだ複数の横断方向ブロック列20Dを有しており、これらのPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、隣接する受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間に隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置されると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20C(横断方向ブロック列20D)との間に隙間21bを保持した状態で連設して配置されて、縦横に並べてインバート部33に設置されるようになっている。インバート部構造体10を施工する際に用いるこれらの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、以下のようなインバート部におけるPCaブロックの設置方法によって、施工することが可能である。
すなわち、本実施形態によるインバート部におけるPCaブロックの設置方法では、トンネルの横断方向に連設する各々の横断方向ブロック列20Dの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、図4に示すように、受台部側ブロック20Aを受台部31cに隣接させて設置して仮固定手段36により仮固定した後に、仮固定された受台部側ブロック20Aに隣接させて、中間部ブロック20C及び中央部側ブロック20Bを順次設置することで、トンネルの横断方向に連設する各列(横断方向ブロック列)20Dの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、インバート部33に設置するようになっている。
例えば、受台部側ブロック20Aを受台部31cに隣接させて設置して仮固定手段36により仮固定した後に、仮固定された受台部側ブロック20Aに順次隣接させて、中間部ブロック20C及び中央部側ブロック20Bを設置し、設置したこれらのブロック20A,20B,20Cの各々の隣接箇所において、横断方向対向面20dと近接して少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23を介して、ボルト部材(図示せず)により仮固定してから、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの高さ及び位置を調整し、しかる後にボルト部材を本締めすることによって、トンネルの横断方向に連設する各横断方向ブロック列20Dの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、インバート部33に設置することができる。
また、例えば、受台部側ブロック20Aを受台部31cに隣接させて設置して仮固定手段36により仮固定した後に、仮固定された受台部側ブロック20Aに隣接させて、中間部ブロック20Cを設置し、設置した中間部ブロック20Cと受台部側ブロック20Aとの隣接箇所において、横断方向対向面20dと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23を介して、ボルト部材(図示せず)により仮固定してから、各々のPCaコンクリートブロック20A,20Cの高さ及び位置を調整した後に、ボルト部材を本締めする。引き続いて、中間部ブロック20Cに隣接させて、中央部側ブロック20Bを設置し、設置した中央部側ブロック20Bと中間部ブロック20Cとの隣接箇所において、横断方向対向面20dと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20C,20Bの上面部20aに配設されたボルトボックス23を介して、ボルト部材により仮固定してから、中央部側ブロック20Bの高さ及び位置を調整した後に、ボルト部材を本締めすることによって、トンネルの横断方向に連設する各横断方向ブロック列20Dの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、インバート部33に設置することもできる。
ここで、本実施形態では、受台部側ブロック20Aを受台部31cに隣接させて仮固定する仮固定手段36は、好ましくは受台部31cに埋設したホールインアンカー36aに取り付けられた係止部材と、受台部側ブロック20Aに設けられたボルトボックス23や吊り治具29cに取り付けられた係止部材とに両端部が係止された、ワイヤ、チェーン等の索条体36bによるものとすることができる。ワイヤ、チェーン等の索条体36bには、係止される両端部の間の長さを調整可能な、例えばターンバックル等による伸縮調整手段36cを設けることができる。これによって受台部31cと、隣接する受台部側ブロック20Aとの間に保持される隙間21aの間隔幅を、調整可能とすることができる。
また、本実施形態では、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの高さの調整は、図6(a)及び図7に示すように、上述の3箇所に形成されたボルト挿通螺着孔25に各々螺着された、3本の高さ調整ボルト26を用いて実施することができるようになっている。すなわち、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cには、ボルト挿通螺着孔25が、上下方向に貫通して3箇所に形成されていると共に、各々のボルト挿通螺着孔25には、高さ調整ボルト26が、下端部26aをPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bから下方に突出させることが可能な状態で取り付けられている。縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cに、充填固化材22を充填する工程(図10参照)に先立って、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上方からの回転操作によって、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cにおける、3本の高さ調整ボルト26のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bからの突出長さを変化させて、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの、高さ及び傾きを調整する工程を行なうようになっている。
上述のように、本実施形態では、各々のボルト挿通螺着孔25の上下方向の中間部よりも下方部分に、好ましくはナット部材が、雌ネジ部材25aとして固着されおり、このナット部材25aに高さ調整ボルト26が螺着されることによって、高さ調整ボルト26が、下端部26aをPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bから下方に突出させることが可能な状態で取り付けられている。また高さ調整ボルト26の下端部26aには、傾動自在な接地用アジャスタ26bを取り付けておくことができる(図8(a)参照)。接地用アジャスタ26bが、高さ調整ボルト26の下端部26aに対して傾動することで、該アジャスタ26bを充填底面部26cとなる例えば地盤面に沿わせて傾斜させることができる。これによって、高さ調整ボルト26の下端部26aを、安定した状態で、下面部20bの下方の充填底面部26cに接地させることができるようになっている。
接地用アジャスタ26bは、高さ調整ボルト26を上方に後退させた際に、下方に向けて拡径する上述の小ラッパ状凹部25cに、収容できるようになっていることが好ましい。例えば図8(b)に示すように、小ラッパ状凹部25cを接地用アジャスタ26bの外周形状に沿った、これよりもやや大きな、下方に向かって拡径するラッパ状の凹部とすることで、小ラッパ状凹部25cと同様の形状を有する接地用アジャスタ26bを、小ラッパ状凹部25cの内側に、PCaコンクリートブロック20の下面部20bから下方に突出させることなく、容易に収容することができる。これによって、PCaコンクリートブロック20の下面部20bと充填底面部26cとの間の隙間21cが接地用アジャスタ26bの高さに満たない場合であっても、アジャスタ26bを充填底面部26cに接地させて、PCaコンクリートブロック20の高さの微調整を行なうことが可能になる。また充填底面部26cの整地後の高さ位置が、PCaコンクリートブロック20の下面部20bの設計位置と同様の高さとなっていて、余裕しろが無い場合でも、接地用アジャスタ26bの全体を小ラッパ状凹部25cに収容すると共に、これらの下面部20bを充填底面部26cに当接させた状態で、各々のPCaコンクリートブロック20を所定の位置に設置することが可能になる。
小ラッパ状凹部25cは、PCaコンクリートブロック20の下面部20bにおける開口から雌ネジ部材25aの下端までの高さが60~80mm程度、下面部20bにおける開口径が65~70mm程度となっていることが好ましい。小ラッパ状凹部25cのテーパー勾配は、コンクリートが硬化した後に、箱抜き部材を取り除き易くする観点から、ボルト挿通螺着孔25の中心軸に対して10%以上の傾きとなっていることが好ましい。
また、本実施形態では、高さ調整ボルト26の上端部26dは、好ましくは角形断面となるように形成されており、この上端部26dに、回転操作治具として例えばインサート用エクステンションバーを係止して、高さ調整ボルト26の回転操作を行なうことで、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aの上方での作業によって、高さ調整ボルト26の下端部26aの、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bからの突出長さを、容易に変化させることができるようになっている。ボルト挿通螺着孔25には、上述のように、雌ネジ部材であるナット部材25aが固着された部分から上方に向かって拡径して、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに開口する、大ラッパ状凹部25bが形成されている。下端部26aが充填底面部26cに接地するように調整された後の高さ調整ボルト26の上端部26dが、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aから突出していたり、上面部20aに近接していたりしていて、大ラッパ状凹部25bに仕上げ用の充填材が充填された際に、上端部26dの上方に十分な被り厚さを確保できない場合には、この大ラッパ状凹部25bにおいて、高さ調整ボルト26の上端部26dを、必要な長さで適宜切断することができる。これによって、ボルト挿通螺着孔25に充填されたモルタル等の仕上げ用の充填材による、所望の被り厚さを確保できるようにして、高さ調整ボルト26が腐食しないようにすることが可能になる。高さ調整ボルト26の上端部26dを切断する作業は、上方に向かって拡径する大ラッパ状凹部25bにおいて十分な作業スペースを確保できるので、スムーズに行なうことができる。
大ラッパ状凹部25bは、PCaコンクリートブロック20の上面部20aにおける開口から雌ネジ部材25aの上端までの高さが360~380mm程度、上面部20aにおける開口径が106~110mm程度となっていることが好ましい。大ラッパ状凹部25bのテーパー勾配は、コンクリートが硬化した後に、箱抜き部材を取り除き易くする観点から、ボルト挿通螺着孔25の中心軸に対して10%以上の傾きとなっていることが好ましい。
そして、本実施形態では、上述のように、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cには、ボルト挿通螺着孔25が、上下方向に貫通して3箇所に形成されており、各々のボルト挿通螺着孔25に、高さ調整ボルト26が、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bから下方に突出する下端部26aの突出長さを、調整可能な状態で取り付けられている。これによって、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cに、充填固化材22を充填する工程に先立って、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bから突出する高さ調整ボルト26の下端部26aの突出長さから、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cの間隔幅b(図7、図10参照)を計測すると共に、これとPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bの面積に基づいて、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cに充填される充填固化材22の充填予定量を、予め算出しておくことができるようになっている。充填固化材22を充填する工程では、算出された充填予定量を参酌して、所定量の充填固化材22を、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cに注入して充填固化させるようになっている。
すなわち、本実施形態では、各々のボルト挿通螺着孔25の上下方向の中間部よりも下方部分に、ナット部材25aが雌ネジ部材として固着されており、ナット部材25aに高さ調整ボルト26が螺着されることによって、高さ調整ボルト26が、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの下面部20bからの下端部26aの突出長さを調整可能な状態で取り付けられているので、例えば高さ調整ボルト26の下端部26aを六面体形状の下面部20bの下方の充填底面部26cに接地させた際の、ナット部材25aよりも上方部分の高さ調整ボルト26の長さから、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cの間隔幅bを、容易に計測できるようになっている。
また、本実施形態では、好ましくは高さ調整ボルト26の下端部26aに、傾動自在な接地用アジャスタ26bが取り付けられているので、接地用アジャスタ26bを六面体形状の下面部20bの下方の充填底面部26cに接地させた際の、ナット部材25aよりも上方部分の高さ調整ボルト26の長さから、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cの間隔幅bを、より安定した状態で容易に計測できるようになっている。
充填固化材22の充填予定量は、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの3箇所のボルト挿通螺着孔25に取り付けられた、3本の高さ調整ボルト26によって計測された、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cの間隔幅bの平均に基づいて、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cに充填される充填量を算出することによって、予め算出することができる。
また、充填固化材22の充填予定量は、インバート部構造体10を構成する全てのPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの各3箇所のボルト挿通螺着孔25に取り付けられた、3本の高さ調整ボルト26によって各々計測された、六面体形状の下面部20bの下方の隙間21cの間隔幅bの、全体の平均に基づいて、インバート部構造体10の全体に亘る、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの六面体形状の下面部20bの下方の隙間に充填される充填量を算出することによって、予め算出することもできる。
さらに、本実施形態では、上述のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを用いたインバート部構造体10において、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、隣接する当該PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で、縦横に連結配置してインバート部33に一体として設置するための連結部の構造として、以下のようなインバート部構造体におけるPCaブロックの連結部構造37を採用できるようになっている。
すなわち、本実施形態では、図3、図4、及び図6(a)~(c)に示すように、インバート部構造体におけるPCaコンクリートブロックの連結部構造37は、トンネルの横断方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該横断方向に対向する各一対の横断方向対向面20dの間に、いずれか一方の対向面に固着された横断方向スペーサ治具29a(図6(b)参照)を、好ましくは少なくとも3箇所に配置して介在させていると共に、これらの横断方向対向面20dと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23において締着された、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの横断方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、横断方向対向面20dの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で、連結するようになっている。またトンネルの軸方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該軸方向に対向する各一対の軸方向対向面20cの間に、いずれか一方の軸方向対向面20cに固着された軸方向スペーサ治具29b(図6(c)参照)を、好ましくは少なくとも3箇所に配置して介在させていると共に、これらの軸方向対向面20cと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23において締着された、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの軸方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、軸方向対向面20cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で、連結するようになっている。横断方向スペーサ治具29aや軸方向スペーサ治具29bは、ボルトボックス23が設けられた位置で、横断方向対向面20dや軸方向対向面20cに取り付けておくこともできる。
本実施形態では、横断方向スペーサ治具29a及び/又は軸方向スペーサ治具29bを、好ましくはいずれか一方の対向面20c、20dに貼り付けて固着された、モルタルブロックによるものとすることができる。モルタルブロックによるスペーサ治具29a,29bは、対向面20c、20dから取外し可能に取り付けておき、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを本締めして連結した後に、取り外すようにすることもできる。横断方向スペーサ治具29a及び/又は軸方向スペーサ治具29bは、好ましくはいずれか一方の対向面10c、10dに埋設された雌ネジインサートにねじ込まれることで、突出長さを調整可能に固着された、雄ネジ部材によるものとすることもできる。
いずれか一方の横断方向対向面20dや軸方向対向面20cに固着された、好ましくは少なくとも3箇所に配置された横断方向スペーサ治具29aや軸方向スペーサ治具29bは、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの重心位置よりも下方の領域において、少なくとも2箇所に固着されていることが好ましい。これによって、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを設置する際に、特別な装置を使用することなく、隙間21a,21bが精度良く設けられたことを確認することが困難な、重心位置よりも下方の領域に、所定の間隔の隙間21a,21bを、安定した状態で精度良く適切に形成することが可能になる。
横断方向対向面20dと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23において締着されたボルト部材や、軸方向対向面20cと近接する少なくとも一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aに配設されたボルトボックス23において締着されたボルト部材は、好ましくは一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの軸方向対向面20cや横断方向対向面20dと近接する上面部20aに配設されたボルトボックス23と、他方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの軸方向対向面20cや横断方向対向面20dに埋設された雌ネジアンカー24とに跨って、締着されるようになっていても良い。好ましくは一方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの軸方向対向面20cや横断方向対向面20dと近接する上面部20aに配設されたボルトボックス23と、他方のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの軸方向対向面20cや横断方向対向面20dと近接する上面部20aに配設されたボルトボックス23とに跨って、締着されるようになっていても良い。
そして、本実施形態では、山岳トンネルが、水平方向で湾曲するトンネル線形となった部分を含んでいる場合に、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、隣接する当該PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持すると共に、水平方向で湾曲するトンネル線形に沿わせた状態で、縦横に連結配置してインバート部33に一体として設置することができる。
すなわち、本実施形態では、トンネルの横断方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該横断方向に対向する各一対の横断方向対向面20dの間には、いずれか一方の横断方向対向面20dに固着された横断方向スペーサ治具29a(図6(b)参照)が、少なくとも3箇所に配置されて介在していると共に、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの横断方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cが、横断方向対向面20dの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で連結されていて、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cによる横断方向ブロック列20Dを形成している(図3参照)。トンネルの軸方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該軸方向に対向する各一対の軸方向対向面20cの間には、いずれか一方の軸方向対向面20cに固着された軸方向スペーサ治具29b(図6(c)参照)が、少なくとも3箇所に配置されて介在していると共に、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの軸方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cが、軸方向対向面20cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で連結されている(図3参照)。且つ図9(a)に示すように、トンネルの軸方向に複数連設する横断方向ブロック列20Dの間の一又は二以上のトンネルの軸方向の連結部分20fにおいて、トンネルの軸方向の一対の軸方向対向面20cの間に介在する軸方向スペーサ治具29bは、トンネルの横断方向における、水平方向で湾曲するトンネル線形の外側に位置する外側PCaコンクリートブロック20Eに固着された、当該軸方向スペーサ治具29bによって保持される外側の隙間21bの間隔幅が、水平方向で湾曲するトンネル線形の内側に位置する内側PCaコンクリートブロック20Fに固着された、当該軸方向スペーサ治具29bによって保持される内側の隙間21bの間隔幅よりも大きくなるように、介在幅が調整された状態で、軸方向対向面20cに固着されている。これによって、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、水平方向で湾曲するトンネル線形に沿わせた状態で、縦横に連結配置してインバート部33に一体として設置することが可能になる。またこれによって、テーパー状のブロックを用いなくても、直方体状のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを使用して、水平方向で湾曲するトンネル線形に対応させることが可能になる。
ここで、軸方向スペーサ治具29bが、いずれか一方の軸方向対向面20cに貼り付けて固着された、モルタルブロックによるものとなっている場合には、介在幅が異なる連結部分20fにおいて、外側PCaコンクリートブロック20Eと内側PCaコンクリートブロック20Fとで、異なる大きさのモルタルブロックを固着することにより、外側の隙間21bの間隔幅が、内側の隙間21bの間隔幅よりも大きくなるように、介在幅を調整することができる。
また、軸方向スペーサ治具29bが、いずれか一方の軸方向対向面20cに埋設された雌ネジインサートにねじ込まれることで、突出長さを調整可能に固着された雄ネジ部材によるものとなっている場合には、介在幅が異なる連結部分20fにおいて、外側PCaコンクリートブロック20Eと内側PCaコンクリートブロック20Fとで、異なるねじ込み量で雄ネジ部材をねじ込んで固着することにより、外側の隙間21bの間隔幅が、内側の隙間21bの間隔幅よりも大きくなるように、介在幅を調整することができる。
一方、本実施形態では、山岳トンネルが、鉛直方向で湾曲するトンネル線形となった部分を含んでいる場合に、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、隣接する当該PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持すると共に、鉛直方向で湾曲するトンネル線形に沿わせた状態で、縦横に連結配置してインバート部33に一体として設置することもできる。
すなわち、本実施形態では、トンネルの横断方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該横断方向に対向する各一対の横断方向対向面20dの間には、いずれか一方の横断方向対向面20dに固着された横断方向スペーサ治具29a(図6(b)参照)が、少なくとも3箇所に配置されて介在していると共に、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの横断方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cが、横断方向対向面20dの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で連結されていて、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cによる横断方向ブロック列20Dを形成している(図3参照)。トンネルの軸方向に隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの当該軸方向に対向する各一対の軸方向対向面20cの間には、いずれか一方の軸方向対向面20cに固着された軸方向スペーサ治具29b(図6(c)参照)が、少なくとも3箇所に配置されて介在していると共に、ボルト部材(図示せず。)の締着力によって、トンネルの軸方向に隣接する各一対のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cが、軸方向対向面20cの間に所定の間隔幅の隙間21bを保持した状態で連結されている。且つ図9(b)に示すように、トンネルの軸方向に複数連設する横断方向ブロック列20Dの間の一又は二以上のトンネルの軸方向の連結部分20gにおいて、トンネルの軸方向に対向する各一対の軸方向対向面20cの間に介在する少なくとも3箇所の軸方向スペーサ治具29bは、上段に配置された当該軸方向スペーサ治具29bによって保持される上部の隙間21bの間隔幅と、下段に配置された当該軸方向スペーサ治具29bによって保持される下部の隙間21bの間隔幅とが、異なる幅とように、介在幅が調整された状態で、軸方向対向面20cに固着されている。これによって、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、鉛直方向で湾曲するトンネル線形に沿わせた状態で、縦横に連結配置してインバート部33に一体として設置することが可能になる。またこれによって、テーパー状のブロックを用いなくても、直方体状のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを使用して、鉛直方向で湾曲するトンネル線形に対応させることが可能になる。
例えば、介在幅が異なる連結部分20gにおいて、上段に配置された軸方向スペーサ治具29bによって保持される上部の隙間21bの間隔幅が、下段に配置された軸方向スペーサ治具29bによって保持される下部の隙間21bの間隔幅よりも大きくなるように、これらの介在幅を調整することで、複数連設する横断方向ブロック列20Dを、鉛直方向で下方に湾曲するトンネル線形に沿わせて配置することが可能になる。
また、介在幅が異なる連結部分20gにおいて、上段に配置された軸方向スペーサ治具29bによって保持される上部の隙間21bの間隔幅が、下段に配置された軸方向スペーサ治具29bによって保持される下部の隙間21bの間隔幅よりも小さくなるように、これらの介在幅を調整することで、複数連設する横断方向ブロック列20Dを、鉛直方向で上方に湾曲するトンネル線形に沿わせて配置することが可能となる。
ここで、軸方向スペーサ治具29bが、いずれか一方の軸方向対向面20cに貼り付けて固着された、モルタルブロックによるものとなっている場合には、介在幅が異なる連結部分20gにおいて、上段と下段で異なる大きさのモルタルブロックを固着することにより、上部に保持される隙間21bの間隔幅と、下部に保持される隙間21bの間隔幅とが異なる幅となるように、介在幅を調整することができる。
また、軸方向スペーサ治具29bが、いずれか一方の軸方向対向面20cに埋設された雌ネジインサートにねじ込まれることで、突出長さを調整可能に固着された雄ネジ部材によるものとなっている場合には、介在幅が異なる連結部分20gにおいて、上段と下段で、異なるねじ込み量で雄ネジ部材をねじ込んで固着することにより、上部に保持される隙間21bの間隔幅と、下部に保持される隙間21bの間隔幅とが異なる幅となるように、介在幅を調整可能することができる。
そして、本実施形態では、これらの縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、図10に示すように、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間と連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに充填されて硬化した、充填固化材22を介して一体化された状態で、インバート部覆工体32の少なくとも一部を構成するようになっている。本実施形態では、以下のような施工方法によって、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに、充填固化材22を充填するようになっている。
すなわち、本実施形態において、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに、充填固化材22を充填する工程では、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20a、妻側端面部10A(図3、図12参照)及び中央側端面部10B(図3、図12参照)において開口する隙間21a,21bの開口部分を閉塞した状態とする。しかる後に、図10~図12に示すように、トンネルの軸方向に連設する複数の中央部側ブロック20Bのうち1又は2以上に、上下方向に貫通して設けられた中央部側の充填材注入孔27dから、及びトンネルの軸方向に連設する複数の受台部側ブロック20Aのうち1又は2以上に、上下方向に貫通して設けられた受台部側の充填材注入孔27eから、充填固化材22が順次注入されるようになっている。好ましくは図12に示すように、中央部側の充填材注入孔27dから充填固化材22の注入を始めて、受台部31c側の充填材注入孔27eに切り替えて充填固化材22をさらに注入した後に、受台部側ブロック20Aの上面部20aに保持された受台部31cとの間の隙間21aの開口部分から、充填固化材22が流出するのを確認して、充填固化材22の充填を終了するようになっている。受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eを使用することなく、中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dのみを使用して充填固化材22を注入し、受台部側ブロック20Aの上面部20aに保持された受台部31cとの間の隙間21aの開口部分から、充填固化材22が流出するのを確認して、充填固化材22の充填を終了することもできる。
また、本実施形態では、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、好ましくは先行して形成された既設インバート部構造体40(図3、図12参照)のトンネルの軸方向に隣接して設けられている。縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20a、及び中央側端面部10Bにおいて開口する、既設インバート部構造体40との間の隙間21dの開口部分を閉塞した状態で、好ましくは図12に示すように、既設インバート部構造体40側に位置する中央部側の充填材注入孔27dから、妻側に位置する中央部側の充填材注入孔27dに切り換えながら、充填固化材22の注入を行うと共に、既設インバート部構造体50側に位置する受台部側の充填材注入孔27eから、妻側に位置する受台部側の充填材注入孔27eに切り換えながら、充填固化材22の注入を行うようになっている。既設インバート部構造体50側の中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dから妻側の中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dに切り替えて、充填固化材22の注入を途中まで行った後に、既設インバート部構造体50側の受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eから妻側の受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eにさらに切り替えて、充填固化材22の注入を行なうようにすることもできる。
さらに、本実施形態では、好ましくは縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aにおける隙間21bの開口部分を覆うようにして、上面部帯板状型枠41aを上面部20aに重ねて固定して取り付けることで、上面部20aの開口部分が閉塞されるようになっている(図10、図13参照)。妻側端面部10Aにおいても、好ましくは隙間21a,21b、21cの開口部分を覆うようにして、妻部帯板状型枠41bを妻側端面部10Aに重ねて固定して取り付けることで、妻側端面部10Aの開口部分が閉塞されるようになっている(図14参照)。中央側端面部10Bにおいても、妻側端面部10Aと同様に、好ましくは隙間21b,21c、21dの開口部分を覆うようにして、中央側帯板状型枠41cを中央側端面部10Bに重ねて固定して取り付けることで、中央側端面部10Bの開口部分が閉塞されるようになっている(図10参照)。
また、上面部帯板状型枠41a、妻部帯板状型枠41b、及び中央側帯板状型枠41cは、透明な板状部材を用いて形成することが好ましい。これによって、これらの透明な帯板状型枠を介して、各々の隙間21a,21b,21c、21dへの充填固化材22の充填状況を、視認することが可能になる。
さらにまた、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aにおける隙間21a,21b,21dの開口部分を覆うようにして取り付けられた、上面部帯板状型枠41aには、適宜の位置から延設させて、上面部20aにおける隙間21a,21b,21dと連通するエア抜きホース42(図10参照)を取り付けておくことが好ましい。これによって、充填固化材22が充填される際に、エア抜きホース42を介して、隙間21a,21b,21dからのエア抜きを効果的に行うことが可能になると共に、これらのエア抜きホース42から充填固化材22が流出することによって、充填固化材22が充填されたことを確認することが可能になる。
本実施形態では、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらの隙間21a,21bと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに、充填固化材22を充填する工程では、上述のように、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aや、妻側端面部10A及び中央側端面部10Bにおいて開口する、隙間21a,21b,21cの開口部分を閉塞した状態で、トンネルの軸方向に連設する複数の中央部側ブロック20Bのうち1又は2以上に上下方向に貫通して設けられた中央部側の充填材注入孔27dから、及びトンネルの軸方向に連設する複数の受台部側ブロック20Aのうち1又は2以上に上下方向に貫通して設けられた受台部側の充填材注入孔27eから、充填固化材22が順次注入されるようになっている。中央部側の充填材注入孔27d及び受台部側の充填材注入孔27eには、各々、開閉可能な開閉バルブ28が取り付けられている。選択された中央部側の充填材注入孔27d又は受台部側の充填材注入孔27eの開閉バルブ28に注入ホースを順次接続して、充填固化材22を充填する際に、充填を終了した後の中央部側の充填材注入孔27d又は受台部側の充填材注入孔27eの開閉バルブ28は閉塞される。未使用の中央部側の充填材注入孔27d又は受台部側の充填材注入孔27eの開閉バルブ28は、開放されたままとして、エア抜き部材として用いることができるようになっている。上述のように、充填固化材22を充填する工程では、受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eを使用することなく、中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dのみを使用して充填固化材22を注入し、受台部側ブロック20Aの上面部20aに保持された受台部31cとの間の隙間21aの開口部分から、充填固化材22が流出するのを確認して、充填固化材22の充填を終了することもできる。中央部側の充填材注入孔27dから充填固化材22を充填することで、受台部側ブロック20Aの上面部20aに保持された受台部31cとの間の隙間21aから、スムーズにエア抜きすることが可能になって、充填した充填固化材22にエア溜まりが生じるのを、効果的に回避することが可能になる。
また、本実施形態では、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、上述のように、好ましくは先行して形成された既設インバート部構造体40のトンネルの軸方向に隣接して設けられており、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20a、及び中央側端面部10Bにおいて開口する、既設インバート部構造体40との間の隙間21dの開口部分を閉塞した状態で、既設インバート部構造体40側に位置する中央部側の充填材注入孔27dの開閉バルブ28から、妻側に位置する中央部側の充填材注入孔27dの開閉バルブ28に切り換えながら、充填固化材22の注入を行うと共に、既設インバート部構造体40側に位置する受台部側の充填材注入孔27eの開閉バルブ28から、妻側に位置する受台部側の充填材注入孔27eの開閉バルブ28に切り換えながら、充填固化材22の注入を行うようになっている。上述のように、既設インバート部構造体50側の中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dから妻側の中央部側ブロック20Bの充填材注入孔27dに切り替えて、充填固化材22の注入を途中まで行った後に、既設インバート部構造体50側の受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eから妻側の受台部側ブロック20Aの充填材注入孔27eにさらに切り替えて、充填固化材22の注入を行なうようにすることもできる。
各々の中央部側の充填材注入孔27d及び受台部側の充填材注入孔27eにおいて、開閉バルブ28は、上述のように、中央部側の充填材注入孔27d又は受台部側の充填材注入孔27eの貫通方向中間部分に固着された雌ネジ部材27aに、雄ネジ部28bを螺着して、縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20Bの上面部から、上方に突出した状態で取り付けておくことができる。これによって、注入ホースを着脱可能に接続する操作を、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの上面部20aでの作業によって、容易に行ことが可能になる。
そして、本実施形態では、上述の構成を備えるインバート部構造体10は、図1及び図2に示すように、トンネルの横断方向における中央を挟んだ両側の領域を一対の片側領域として、各々の片側領域において施工されることで、これらが一体となってインバート部覆工体32を構成する、横断方向の全域のインバート部構造体50を形成できるようになっている。
すなわち、横断方向の全域のインバート部構造体50は、山岳トンネルのインバート部33におけるトンネルの横断方向の全域に設けられて、インバート部覆工体32を構成する、PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを用いた構造体であって、各々のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、上述のように、インバート部覆工体32の横断面形状に沿った湾曲形状を備えるように、湾曲する上面部20a及び下面部20bを有する六面体形状のブロックとして形成されている。図1及び図2に示すように、トンネルの横断方向の一方の片側領域及び他方の片側領域の各々において、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cが、隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロックとの間に隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置されてインバート部33に設置されていると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に隙間21bを保持した状態で、連設して配置されてインバート部33に設置されていることで、一方側ブロック群20X及び他方側ブロック群20Yが形成されている。且つトンネルの横断方向の中央部分において、一方側ブロック群20Xと他方側ブロック群20Yとの間には、間隔部分51が保持されている。一方側ブロック群20X及び他方側ブロック群20Yにおいて各々縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、隣接する各々の受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、一方側ブロック群20Xと他方側ブロック群20Yとの間の間隔部分51、及びこれらの隙間21a,21bや間隔部分51と連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに充填されて硬化した、充填固化材22を介して一体化された状態で、インバート部覆工体32を構成するようになっている。
また、本実施形態では、充填固化材22が充填された、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、及び隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間の隙間21bは、好ましくは15~30mmの間隔幅の隙間となっており、一方側ブロック群20Xと他方側ブロック群20Yとの間の間隔部分51は、好ましくは100~130mmの間隔幅の間隔部分となっている。
さらに、本実施形態では、一方側ブロック群20X及び他方側ブロック群20Yにおいて各々縦横に連設して配置された複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cは、充填固化材22が充填された、トンネルの横断方向に隣接するPCaコンクリートブロックの間の軸方向に延設する隙間21b、及びトンネルの軸方向に隣接するPCaコンクリートブロックの間の横断方向に延設する隙間が、好ましくはいずれも直線状に連続しているいも状に配置されて、インバート部33に設置されている。
さらにまた、本実施形態では、間隔部分51に面している、一方側ブロック群20Xの最も中央部側に位置するPCaコンクリートブロック(中央部側ブロック)20Bの中央部側の面、及び前記他方側ブロック群の最も中央部側に位置するPCaコンクリートブロック(中央部側ブロック)20Bの中央部側の面には、例えば図15に示すように、充填固化材22との付着力を向上させる凹凸52が形成されていることが好ましい。
充填固化材22との付着力を向上させる凹凸52は、好ましくは隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロック20との間に隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置されてインバート部33に設置されている各々のPCaコンクリートブロック20における、保持された隙間21a,21bを挟んで対向する横断方向対向面20dに形成することもできる。充填固化材22との付着力を向上させる凹凸52は、好ましくは隣接するPCaコンクリートブロック20との間に隙間21bを保持した状態で、トンネルの軸方向に連設して配置されてインバート部33に設置されている各々のPCaコンクリートブロック20における、保持された隙間21bを挟んで対向する軸方向対向面20cに形成することもできる。
また、本実施形態では、一方側ブロック群20Xの最も中央部側に位置するPCaコンクリートブロック(中央部側ブロック)20Bと、他方側ブロック群20Yの最も中央部側に位置するPCaコンクリートブロック(中央部側ブロック)20Bとは、長尺ボルト部材(図示せず。)を介して連結されていることが好ましい。これによって、一方側ブロック群20X及び他方側ブロック群20Yの設置精度を確保することが可能なると共に、これらのブロック群20X,20Yの間の部分のせん断強度を確保することが可能になる。
本実施形態では、上述のトンネルの横断方向の全域のインバート部構造体50は、以下のような施工方法によって、形成することができる。すなわち、本実施形態では、インバート部構造体50の施工方法は、トンネルの横断方向の一方の片側領域において、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間に隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置してインバート部33に設置すると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に隙間21bを保持した状態で、連設して配置してインバート部33に設置することで、一方側ブロック群20Xを形成する工程と、縦横に連設して配置された一方側ブロック群20Xの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接する前記PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに充填固化材22を充填して固化させる工程と、トンネルの横断方向の他方の片側領域において、複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cを、隣接する側壁部覆工体31aの下端部の受台部31cとの間、及び隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間に隙間21a,21bを保持した状態で、トンネルの横断方向に連設して配置してインバート部33に設置すると共に、トンネルの軸方向にもまた、隣接する前記PCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの間に隙間21bを保持した状態で、連設して配置してインバート部33に設置することで、他方側ブロック群20Yを形成する工程と、縦横に連設して配置された他方側ブロック群20Yの複数のPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cの、隣接する受台部31cとの間の隙間21a、隣接するPCaコンクリートブロック20A,20B,20Cとの間の隙間21b、及びこれらと連通する六面体形状の下面部の下方の隙間21cに加えて、一方側ブロック群20Xと他方側ブロック群20Yとの間隔部分51にも充填固化材22を充填して固化させる工程とを含んで構成されており、これによって、トンネルの横断方向の全域に設けられてインバート部覆工体32を構成するインバート部構造体50を、容易に形成することが可能になる。
横断方向の全域のインバート部構造体50は、例えば山岳トンネル30の通行を長期間遮断して工事を行うことが可能な場合には、片側領域ずつ施工することなく、両側の領域を同時に施工して、形成することもできる。
そして、上述の構成を備える本実施形態のインバート部構造体10によれば、工場等において製造することが容易な適度な重量及び大きさのPCaコンクリートブロック20(20A,20B,20C)を用いることで、多くの手間を要することなく容易に形成されて、トンネルの側壁部31aから上部のアーチ形状部分31bの覆工体31と連続して設けられるインバート部覆工体32の構成部分として、より迅速に設置することが可能になる。
すなわち、本実施形態によれば、インバート部構造体10は、当該インバート部構造体を構成するPCaコンクリートブロック20が、例えば横幅xが1385~1435mm程度、縦幅yが730mm程度、高さzが500mm程度の大きさの、上面部20a及び下面部20bが湾曲する六面体形状を備えるように形成されると共に、1300kg程度の重量を有しており、従来の、重量や形状が大きく複雑なプレキャストコンクリート製のインバート用のコンクリート部材と比較して、適度な重量、及び大きさや形状を備えていることで、効率良く製造することができることに加えて、揚重時や搬送時の作業性が向上し、且つ吊り上げたり据え付けたりする際の取り扱い易さも向上することによって、各々のPCaコンクリートブロック20を、所定の位置に間隔をおいて精度良く設置することが可能になり、また縦横に隣接して設置されたPCaコンクリートブロック20の隙間や間隔部分等に、充填固化を注入して固化させるだけの簡単な作業によって、これらのPCaコンクリートブロック20を強固に一体させることで、容易に形成することができるので、トンネルの側壁部31aから上部のアーチ形状部分31bの覆工体31と連続して設けられるインバート部覆工体32の構成部分として、さらに迅速に且つ容易に設置することが可能になる。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明のインバート部構造体は、トンネル内壁面を覆う覆工体が、両側の側壁部から上部のアーチ形状部分に至る領域のみに形成されていて、インバート部には形成されていない山岳トンネルに、覆工体をインバート部にも増築する工事に限定されることなく、山岳トンネルを新たに形成する際に、トンネルの内壁面における、インバート部を含む全周に亘って覆工体を設ける工事や、山岳トンネルに既に設けられているインバート部の覆工体を改修して、新たにインバート部の覆工体を設置し直す工事においても、採用することができる。