JP2001262986A - コンクリート締固め方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】天板部外側のコンクリートの締固において、作
業員の負担を激減させ、締固効率を向上させる。 【解決手段】トンネル１２内への移動式型枠１６を使用
した二次覆工用のコンクリート１４の打設において、型
枠１６の天板部１８とトンネル内壁面４２との間に、型
枠１６の長さ方向に沿わせて長尺な振動具２４を、基端
を型枠１６の妻側外方上部の出入機構２０に装着すると
共に、先端から中央部を、天板部１８外側の係止具２２
に係止させて配設させた後、型枠１６とトンネル内壁面
４２との間にコンクリート１４を打設し、振動具２４を
振動させると共に、出入機構２０を介して進退移動さ
せ、コンクリート１４を締固めることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル内に二次
覆工用のコンクリートを打設する際、型枠天板部とトン
ネル内壁面との間に打設されたコンクリートに振動を与
え、周辺のコンクリートを締固める方法および装置に関
するものである。なお、本明細書中、「打設」とは、養
生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠とトンネ
ル内壁面との間に充填させることをいう。

【０００２】

【従来の技術】元来、トンネル内への二次覆工用のコン
クリートの打設は、コンクリートを打設するための移動
式型枠を、コンクリート打設終了後、前方に折畳んで搬
送し、展開させて設置し、その個所でコンクリートを打
設する形式の二次覆工用移動式型枠により行われてい
た。

【０００３】この移動式型枠をトンネル内の所定位置に
設置した後、移動式型枠両側部に多数設けられた所定位
置の開閉自在の検査窓からコンクリート搬送管を介して
移動式型枠とトンネル内壁面との間にコンクリートを打
設する際、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を
向上させるため、コンクリートを打設する検査窓より上
方の検査窓から作業員が振動具を突出させると共に、打
設したコンクリート内に挿入させ、この振動具の振動に
より、打設したコンクリートの締固め、およびコンクリ
ート内に混在する気泡の除去を行っていた。

【０００４】また、移動式型枠とトンネル内壁面との間
へのコンクリートの打設は、坑口側（トンネルの掘削側
と反対側）の下部、妻側（トンネルの掘削側）の下部、
坑口側の上部、妻側の上部へと順次打設するのが常であ
る。

【０００５】また、型枠の天板部外側の打設コンクリー
トに振動を与える場合、作業員が型枠の天板部の検査窓
から上半身を出し、振動具のケーブルを把持し、打設し
たコンクリート内に挿入させ、振動部の振動により、打
設したコンクリートに振動を与えていた。

【０００６】このため、図９に示すように、まず移動式
型枠の天板部の所定位置の打設口を開放させ、この打設
口からコンクリートを、移動式型枠の天板部外側とトン
ネル内壁面との間へ投入し、コンクリートの打設位置よ
り前方（妻側寄り、図９において右側）の検査窓から、
作業員がコンクリートの打設量を目視し、所定量のコン
クリートを打設した後、打設口を閉塞し、作業員が前方
の検査窓から振動具を延出させ、打設したコンクリート
内に挿入させ、振動具を振動させると共に、移動させる
ことにより、打設したコンクリートの締固め、およびコ
ンクリート内に混在する気泡の除去を行い、所定のコン
クリートの打設が終了した後、別の個所へコンクリート
を打設するため、別の位置の打設口を使用し、再び前記
同様作業により打設したコンクリートに振動を与えてい
た。

【０００７】また、移動式型枠とトンネル内壁面との間
の間隔が狭い場合、作業員により振動具をその狭い空間
内に挿入させることが非常に困難であるため、効果は少
なくなるが移動式型枠に直接振動モーターを取付け、こ
の振動モーターにより移動式型枠を介して打設したコン
クリートに振動を与えていた。

【０００８】なお、図９中、６０は移動式型枠、６２は
検査窓、６４は窓用蓋、６６は打設口、６８は振動具、
７０はコンクリート、７２はトンネル内壁面、７４は作
業員を示す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来、移動式型枠の天
板部外側の打設コンクリートを締固める作業において、
作業員により振動具を操作する場合、コンクリートを打
設する毎に、検査窓からの振動具の延出、打設したコン
クリート内への挿入、振動具の振動、振動具の移動、を
全て人手により行うため、作業能率が良くないことが問
題となっていた。

【００１０】また、振動具を長時間、連続振動させた場
合、泥状のコンクリートが水分とコンクリートに分離
し、硬化後コンクリートとしての効果が全く得られない
ことが問題となっていた。

【００１１】また、振動モーターにより移動式型枠を振
動させる場合、その振動が局部的であるため、打設した
コンクリート全体に振動を十分に与えることが不可能で
あり、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性が部分
的に低下することが問題となっていた。

【００１２】また、作業員による振動具の操作および振
動モーターによる場合とも、移動式型枠の天板部外側の
打設コンクリートを十分に締固めできないため、養生硬
化後コンクリート表面に縞、段差等が発生し、美観が損
なわれ、これを修正する作業が必要となり、工期が遅延
する要因となっていた。

【００１３】本発明は、このような欠点に鑑み、移動式
型枠の天板部外側とトンネル内壁面との間に打設したコ
ンクリートの締固めにおいて、作業員の負担を激減さ
せ、締固め効率を向上させると共に、養生硬化後のコン
クリート表面の美観を損なうことがないコンクリート締
固め方法および装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、トンネル内に
移動式型枠を使用して二次覆工用のコンクリートを打設
する工程および装置において、移動式型枠の天板部とト
ンネル内壁面との間に、移動式型枠の天板部外側の長さ
方向に沿わせて長尺な振動具を、基端を移動式型枠の妻
側外方上部の出入機構に装着すると共に、先端から中間
部を、移動式型枠の天板部外側、またはトンネル内壁面
に止着させた係止具、または移動式型枠とトンネル内壁
面との間に配設させた補強材間、に係止させて、配設さ
せた後、移動式型枠とトンネル内壁面との間にコンクリ
ートを打設し、振動具を振動させると共に、出入機構を
介して移動式型枠の天板部外側を長さ方向に進退移動さ
せ、コンクリートを締固めることを特徴とするもの、移
動式型枠の天板部外側に長尺な振動具を、複数個配設さ
せ、これら複数の振動具を個別に制御し、コンクリート
の締固め効率を向上させることを特徴とするもの、また
は移動式型枠の妻側の振動具の配設部位に、コンクリー
ト逆流止パッキングを配設させ、振動具の進退移動によ
り打設したコンクリートが外方に流出するのを防止する
ことを特徴とするものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明に係るトンネルへの打設コ
ンクリートの締固め装置は、トンネル１２内に二次覆工
用のコンクリート１４を打設するための移動式型枠１６
に配備されるものであり、図１〜図８に示すように、以
下の構成からなるものである。

【００１６】移動式型枠１６の妻側外方上部に、後述の
長尺な振動具２４を移動式型枠１６側へ進退（出入）さ
せるための出入機構２０が配設されている。

【００１７】本例において、出入機構２０は振動具２４
を両側から挟持させて移動できる一対の駆動ローラであ
り、振動具２４の出入動作をより確実に行うため、振動
具２４表面を微細な凹凸状（ザラザラ）にしておくこと
により、摩擦係数を大きくすることが望ましい。

【００１８】移動式型枠１６の天板部１８に、外側に出
没自在の係止具２２が、移動式型枠１６の長さ方向に沿
わせて並列に適宜間隔を隔てて複数設置されている。

【００１９】本例において、係止具２２の出没構造は、
移動式型枠１６に穿孔させた通孔（図示略）内に係止具
２２を挿通させ、ピン等により係止具２２を移動式型枠
１６に支持固定する構造とすることにより、出没自在と
してある。

【００２０】基端を出入機構２０に装着し、先端から中
間部を移動式型枠１６から突出させた係止具２２に係止
させて長尺な振動具２４を、移動式型枠１６の天板部１
８外側の長さ方向に沿わせて、移動式型枠１６の周方向
に複数個並列に配設させてある。

【００２１】本例において、振動具２４は電磁式振動体
を収容した振動部２６が、接続ケーブル２８を介して電
源（図示略）と接続され、この接続ケーブル２８を長尺
とし、移動式型枠１６から先行する、防水シートの展張
作業、または鉄筋等の補強材配設作業のための台車３０
上に設置されたリール３２に巻回させてある。

【００２２】また、振動具２４、リール３２の配設個数
は４個である。

【００２３】また、接続ケーブル２８は、軽量化、取扱
性を考慮して中空構造とすることが望ましく、この中空
構造を採用することにより、リール３２を小型化するこ
とができる。

【００２４】各振動具２４の接続ケーブル２８を巻回さ
せた各リール３２は、各振動具２４の出入機構２０によ
る移動式型枠１６側への進退（出入）動作と連動させる
必要があるため、各出入機構２０および各リール３２を
制御機構３４により制御させてある。

【００２５】また、この制御機構３４は各振動具２４の
振動部２６をも制御し、効率良く各振動具２４を間欠振
動させる配慮がなされている。

【００２６】図７および図８に示すように、振動具２４
の進退（出入）動作により打設したコンクリート１４が
外方に流出するのを防止するため、移動式型枠１６の妻
側の振動具２４の配設部位に、コンクリート逆流止パッ
キング３６が配設されている。

【００２７】本例において、コンクリート逆流止パッキ
ング３６は、円周方向から中心に向け複数のスリットを
備えた円形であり、振動具２４の進退（出入）動作に伴
う振動具２４の周面への追従性を配慮したゴム素材によ
り成形してある。

【００２８】なお、図中３８は検査窓、４０はコンクリ
ート打設口、４２はトンネル内壁面、４４は作業員、４
６は既コンクリート打設部、４８はコンクリート逆流止
パッキング３６を配備させた妻板を示す。

【００２９】本装置を使用して移動式型枠１６の天板部
１８とトンネル内壁面４２との間に打設した二次覆工用
のコンクリート１４を締固める方法を以下に詳述する。

【００３０】まず、移動式型枠１６をトンネル１２の所
定位置まで移動させ、トンネル坑口側の下部、トンネル
妻側の下部、へのコンクリート打設を行う。

【００３１】この際、コンクリート打設量に応じて、従
前から使用されている振動具（図９の符号６８）を介し
てコンクリートを振動させ、締固めることにより、養生
硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させること
が望ましい。

【００３２】その後、制御機構３４により制御させた各
出入機構２０、リール３２を介して、複数の振動具２４
を、移動式型枠１６の長さ方向に沿わせ、移動式型枠１
６外側に配設させた係止具２２に係止させて、配設させ
る。

【００３３】次に、移動式型枠１６の坑口側（図１にお
いて左側）のコンクリート打設口４０からコンクリート
１４を、移動式型枠１６とトンネル内壁面４２との間
（トンネル坑口側の上部）に打設する。

【００３４】次に、コンクリート１４の打設量の作業員
の目視により、制御機構３４により制御させて各振動具
２４を振動させると共に、各出入機構２０、リール３２
をそれぞれ作動させることにより、移動式型枠１６の坑
口側（図１において左側）から妻側（図１において右
側）間を順次進退（出入）移動させる。

【００３５】この際、コンクリート１４の打設量は、図
２に示すように、コンクリート投入側（上側）から順次
流動し、均一状態とならないため、コンクリート１４の
打設量に応じて各出入機構２０の速度を調整して振動具
２４を進退（出入）移動させることにより、打設された
コンクリート１４を広範囲にわたり振動させる。

【００３６】また、各振動具２４を間欠振動させること
により、打設コンクリート１４を長時間、連続振動させ
ることがなく、コンクリートが水分とコンクリートとに
分離することがなくなり、コンクリートの強度、耐久性
を向上させることができる。

【００３７】また、各振動具２４の進退（出入）移動等
に伴う接続ケーブル２８の弛みは、台車３０上の各リー
ル３２により巻揚げて解消することができる。

【００３８】次に、所定量のコンクリート１４の打設終
了後、別のコンクリート打設口４０から別個所へコンク
リート１４を打設し、移動式型枠１６の坑口側から係止
具２２を順次移動式型枠１６内に収納し、制御機構３４
により制御させて各振動具２４を振動させると共に、出
入機構２０により各振動具２４を移動させることによ
り、トンネル１２の妻側の上部へコンクリート１４を打
設し、打設したコンクリート１４を締固める。

【００３９】この際、移動式型枠１６の妻側は、予め妻
板４８により妻止め（被覆）されているが、妻板４８の
振動具２４の配設部位にはコンクリート逆流止パッキン
グ３６が配設されているため、振動具２４の進退（出
入）動作に伴い、コンクリート逆流止パッキング３６が
振動具２４の周面へ追従し、打設したコンクリート１４
の外方への流出を防止することができる。

【００４０】また、移動式型枠１６の天板部１８とトン
ネル内壁面４２との間へのコンクリート打設完了後、各
振動具２４は出入機構２０により、移動式型枠１６の妻
側へ引出しておく必要がある。

【００４１】このように、本装置によれば、複数の長尺
な振動具２４を移動式型枠１６の天板部１８外側をその
長さ方向に沿わせて進退（出入）移動させるだけで、振
動具２４を上下方向に移動させることなく、簡易な操作
により、極めて短期間で、効率良く打設したコンクリー
ト１４の締固めを行うことが可能となる。

【００４２】また、各振動具２４の移動式型枠１６の天
板部１８外側への配設は、移動式型枠１６に出没自在に
装着された係止具２２によるものであるが、図３の中央
から右側部分に示すように、トンネル内壁面４２に止着
させた係止具２２であるフックを利用すること、また鉄
筋等の補強材５０（図３の一点鎖線参照）間を利用する
こと、により各振動具２４を移動式型枠１６の天板部１
８外側に配設させても、本発明と同様の効果が得られ
る。

【００４３】なお、本例において、係止具２２は移動式
型枠１６の外側へ出没自在の構造としてあるが、移動式
型枠１６と着脱自在とし、打設コンクリートの養生硬化
後、移動式型枠１６から取外し、打設コンクリート内に
埋設させてもよく、また本構造に代えてアンカー、滑車
構造とすることは自由である。

【００４４】また、移動式型枠１６とトンネル内壁面４
２との間へのコンクリート打設量は作業員の目視による
ものであるが、コンクリート打設量を感知するコンクリ
ートセンサーを設置し、コンクリートセンサーのコンク
リート打設量の感知により、振動具２４の振動、各出入
機構２０による振動具２４の進退（出入）移動、各リー
ル３２による振動具２４の接続ケーブル２８の巻取、繰
出し、コンクリート打設口４０からのコンクリート打
設、等を連動させることにより、作業の自動化を図り、
作業性をより一層向上させることができる。

【００４５】また、振動具２４に浮子（図示略）を装着
することにより、コンクリート１４の打設量に応じて振
動具２４を上下動、水平動させ、振動効率を向上させる
ことは自明のことである。

【００４６】また、移動式型枠１６とトンネル内壁面４
２との間へのコンクリート打設は移動式型枠１６の天板
部１８のコンクリート打設口４０からによるものである
が、移動式型枠１６内に配設された移動自在のコンクリ
ート搬出管を各検査窓３８あるいはコンクリート打設口
４０から突出させてコンクリート投入することは自明の
ことである。

【００４７】また、振動具２４は、移動式型枠１６の天
板部１８外側に４個並列に配設させてあるが、その配設
個数は４個に限定されることはなく、２個以上であれば
よく、移動式型枠１６の天板部１８の周方向に沿わせて
移動自在とすることにより、１個とすることも可能であ
る。

【００４８】また、コンクリート逆流止パッキング３６
は、円周方向から中心に向け複数のスリットを備えた円
形で、ゴム素材により成形してあるが、その形状および
素材は特に限定されることはなく、打設したコンクリー
ト１４が外方に流出しない構造、素材であればよい。

【００４９】また、本発明の方法および装置は、略半円
径のトンネル、円形のトンネル、例えば海中トンネル、
下水道等、特に用途は限定さない。

【００５０】また、移動式型枠１６を折畳み自在とする
ことは自由である。

【００５１】

【発明の効果】本発明に係るコンクリート締固め方法お
よび装置によれば、移動式型枠の天板部外側とトンネル
内壁面との間へのコンクリートの打設量に応じて、移動
式型枠の天板部外側に配設された長尺な振動具を振動さ
せると共に、進退（出入）移動させることにより、振動
具を上下方向に移動させることなく、簡易な操作によ
り、極めて効率良く打設したコンクリートの締固めを行
うことができ、作業能率を向上させると共に、養生硬化
後のコンクリート表面の美観を損なうことがない。

【００５２】また、振動具を移動式型枠の天板部外側に
複数配設させることにより、移動式型枠の天板部の二次
覆工用のコンクリートをより短時間で締固めることがで
き、工期短縮に大いに役立つ。

【００５３】また、移動式型枠の妻側の振動具の配設部
位にコンクリート逆流止パッキングを配設させることに
より、振動具の進退（出入）動作に伴い、コンクリート
逆流止パッキングが振動具の周面へ追従し、打設したコ
ンクリートの外方への流出を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るコンクリート締固め装置が装着さ
れた移動式型枠の側面図。

【図２】同、平面図。

【図３】同、要部拡大正面図。

【図４】振動具の正面図。

【図５】出入機構の正面図。

【図６】同、平面図。

【図７】コンクリート逆流止パッキングの正面図。

【図８】コンクリート逆流止パッキングを装着させた妻
板の正面図。

【図９】従来の移動式型枠の天板部の打設コンクリート
の締固め作業を示す正面図。

【符号の説明】

１２ トンネル １４ コンクリート １６ 移動式型枠 １８ 天板部 ２０ 出入機構 ２２ 係止具 ２４ 振動具 ３６ コンクリート逆流止パッキング ４２ トンネル内壁面 ５０ 補強材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル(12)内に移動式型枠(16)を使用
   して二次覆工用のコンクリート(14)を打設する工程にお
   いて、移動式型枠(16)の天板部(18)とトンネル内壁面(4
   2)との間に、移動式型枠(16)の天板部(18)外側の長さ方
   向に沿わせて長尺な振動具(24)を、基端を移動式型枠(1
   6)の妻側外方上部の出入機構(20)に装着すると共に、先
   端から中間部を、移動式型枠(16)の天板部(18)外側、ま
   たはトンネル内壁面(42)に止着させた係止具(22)、また
   は移動式型枠(16)とトンネル内壁面(42)との間に配設さ
   せた補強材(50)間、に係止させて、配設させた後、移動
   式型枠(16)とトンネル内壁面(42)との間にコンクリート
   (14)を打設し、振動具(24)を振動させると共に、出入機
   構(20)を介して移動式型枠(16)の天板部(18)外側を長さ
   方向に進退移動させ、コンクリート(14)を締固めること
   を特徴とするコンクリート締固め方法。
2. 【請求項２】 移動式型枠(16)の天板部(18)外側に長尺
   な振動具(24)を、複数個配設させ、これら複数の振動具
   (24)を個別に制御し、コンクリート(14)の締固め効率を
   向上させることを特徴とする請求項１記載のコンクリー
   ト締固め方法。
3. 【請求項３】 移動式型枠(16)の妻側の振動具(24)の配
   設部位に、コンクリート逆流止パッキング(36)を配設さ
   せ、振動具(24)の進退移動により打設したコンクリート
   (14)が外方に流出するのを防止することを特徴とする請
   求項１または請求項２記載のコンクリート締固め方法。
4. 【請求項４】 トンネル(12)内に移動式型枠(16)を使用
   して二次覆工用のコンクリート(14)を打設する装置にお
   いて、基端を移動式型枠(16)の妻側外方上部の出入機構
   (20)に装着し、先端および中間部を、移動式型枠(16)の
   天板部(18)外側に突出させた係止具(22)、またはトンネ
   ル内壁面(42)に止着させた係止具(22)、または移動式型
   枠(16)とトンネル内壁面(42)との間に配設させた補強材
   (50)間、に係止させて移動式型枠(16)の天板部(18)外側
   の長さ方向に沿わせて長尺な振動具(24)を配設させてな
   り、移動式型枠(16)とトンネル内壁面(42)との間にコン
   クリート(14)を打設し、振動具(24)を振動させると共
   に、出入機構(20)を介して移動式型枠(16)の天板部(18)
   外側を長さ方向に進退移動させ、コンクリート(14)を締
   固めることを特徴とするコンクリート締固め装置。
5. 【請求項５】 移動式型枠(16)の天板部(18)外側に長尺
   な振動具(24)を、複数個配設させ、これら複数の振動具
   (24)を個別に制御し、コンクリート(14)の締固め効率を
   向上させることを特徴とする請求項４記載のコンクリー
   ト締固め装置。
6. 【請求項６】 移動式型枠(16)の妻側の振動具(24)の配
   設部位に、コンクリート逆流止パッキング(36)を配設さ
   せ、振動具(24)の進退移動により打設したコンクリート
   (14)が外方に流出するのを防止することを特徴とする請
   求項４または請求項５記載のコンクリート締固め装置。