JP2002227597A - トンネル用コンクリート打設方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】コンクリートを均一に、しかも高品質に打設す
る。 【解決手段】トンネル１２内に型枠１６を使用してコン
クリート１４を打設する方法、装置において、型枠１６
の外側に移動自在に配設されたコンクリート搬出管１８
を、型枠１６に対して上下または／および水平方向に移
動させ、型枠１６とトンネル内壁面３６との間に、コン
クリート１４を均一に打設することを特徴とする、また
はコンクリート搬出管１８の先端部に、型枠１６の長さ
方向に沿わせて、下方を開口させた打設管２６を装着さ
せ、この打設管２６に打設管２６の開口２８を開閉させ
る開閉体３０をスライド自在に装着させることを特徴と
する、またはコンクリート搬出管１８を屈曲自在とする
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、トンネル内にコン
クリート、主に二次覆工用コンクリートを打設する方法
およびその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、コンクリート打設終了後、前方に折
畳んで搬送し、展開させて再び設置し、その個所でコン
クリートを打設する形式の移動式型枠により行われてい
た。

【０００３】また、移動式型枠とトンネル内壁面との間
へのコンクリート打設は、ラップ側（トンネル掘削側と
反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、ラッ
プ側の上部、妻側の上部へと順次打設するのが常であ
る。

【０００４】このため、コンクリートの打設は、まず移
動式型枠の所定位置の検査窓を開放させてコンクリート
搬出口とし、型枠内に配設されたコンクリート搬送管の
先端をこの検査窓から突出させ、移動式型枠とトンネル
内壁面との間に、コンクリートを充填する。

【０００５】次に、所定個所でのコンクリート打設完了
後、別個所へコンクリートを打設するため、打設完了個
所の検査窓からコンクリート搬送管を収納し、別の位置
の検査窓をコンクリート搬出口として使用し、再び前記
同様作業によりコンクリートを打設する。

【０００６】このコンクリート搬送管の切替えは、多数
に分割し、別個所へ組替え配管させることにより行って
いた。

【０００７】上記作業は、作業員が全て人力で行ってい
た。

【０００８】また、機械的にコンクリート打設するもの
として、本件出願人が先に発明した特許第２７１１６２
７号公報記載のトンネル用コンクリート打設方法および
装置がある。

【０００９】本例は、型枠内のガントリー上にコンクリ
ート搬送管を複数配設させ、各コンクリート搬送管の先
端をそれぞれ所定の検査窓から突出させ、トンネル内へ
コンクリートを打設する方法、装置であった。

【００１０】また、作業員の人力による場合も機械的に
行う場合も、コンクリートの打設個所は、図１０〜図１
２に示すように、移動式型枠の長さ方向の上下２個所の
計４個所から行っていた。

【００１１】このため、移動式型枠の各個所（４個所）
からのコンクリート打設時に、コンクリートの締固め、
またはコンクリート内に混在する気泡の除去のため通常
使用する振動具により、打設したコンクリートを振動さ
せ、移動式型枠とトンネル内壁面との間へ均して充填し
ていた。

【００１２】なお、図１０〜図１２中６０は移動式型
枠、６２はコンクリート搬送管、６４は検査窓、６６は
振動具、６８は二次覆工用のコンクリート、７０はトン
ネル内壁面を示す。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来、移動式型枠によ
るトンネル内壁面との間へのコンクリート打設におい
て、作業員の人力による場合には、検査窓の開放、この
検査窓からのコンクリート搬送管の突出作業、コンクリ
ートの充填、コンクリート搬送管の検査窓からの収納作
業、検査窓の閉鎖、の各作業が必要となり、その作業が
非常に煩雑であるばかりか、工期遅延の要因となってい
た。

【００１４】また、作業員の人力による場合、ラップ側
の下部、妻側の下部、ラップ側の上部、妻側の上部の計
４個所へと順次、コンクリート搬送管を組替え配管する
作業が必要となり、その作業が非常に煩雑であるばかり
か、工期遅延の要因となっていた。

【００１５】また、特許第２７１１６２７号公報記載の
トンネル用コンクリート打設方法、装置により機械的に
行う場合も、作業員の人力による場合も、いずれも移動
式型枠の４個所の検査窓からコンクリートを打設してい
たため、検査窓がない位置でのコンクリート打設が不可
能であり、移動式型枠とトンネル内壁面との間へ充填す
るコンクリートが不均一となり（図１２参照）、強度低
下の要因となり易く、品質が著しく低下することが問題
となっていた。

【００１６】本発明は、このような欠点に鑑み、コンク
リートを均一に、しかも高品質に打設することができる
トンネル用コンクリート打設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。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、トンネル内に
型枠を使用してコンクリートを打設する方法および装置
において、型枠の外側に移動自在に配設されたコンクリ
ート搬出管を、型枠に対して上下または／および水平方
向に移動させ、型枠とトンネル内壁面との間に、コンク
リートを均一に打設することを特徴とするもの、または
コンクリート搬出管の先端部に、型枠の長さ方向に沿わ
せて、下方を開口させた打設管を装着させ、この打設管
に、打設管の開口を開閉させる開閉体をスライド自在に
装着させ、開閉体をスライドさせることにより、打設管
の長さ方向に沿わせて開口の面積を拡縮させ、打設管か
らのコンクリートの打設位置を水平方向に移動させるこ
とを特徴とするもの、またはコンクリート搬出管を屈曲
自在とし、コンクリート搬出管の上下または／および水
平方向への移動時に屈曲させ、移動性を向上させること
を特徴とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係るトンネル用コンクリ
ート打設装置は、トンネル１２内にコンクリート１４、
主に二次覆工用コンクリートを打設するための移動式の
型枠１６に装着されるものであり、図１〜図６に示すよ
うに、以下の構成からなるものである。

【００１９】型枠１６の外側にコンクリート搬出管１８
を、型枠１６に対して上下および水平方向に移動自在に
配設させてある。

【００２０】本例において、コンクリート搬出管１８の
上下方向の移動手段は、型枠１６内に設置されたウイン
チ等の巻揚機構２０に装着され、型枠１６の内側上部か
ら型枠１６の外側に延出させたチェーン、ワイヤー等の
吊上部材２２である。

【００２１】また、コンクリート搬出管１８の水平方向
の移動手段は、型枠１６の妻側外方に設置された第２巻
揚機構２１に装着され、型枠１６側に延出させたチェー
ン、ワイヤー等の引抜部材２４である。

【００２２】また、コンクリート搬出管１８は、上下方
向および水平方向への移動性を向上させるため、屈曲さ
せ易いゴム等の樹脂素材により成形してある。

【００２３】コンクリート搬出管１８の先端部に、型枠
１６の長さ方向に沿わせて、下方を開口させた打設管２
６を装着させ、この打設管２６に、打設管２６の開口２
８を開閉させる開閉体３０をスライド自在に装着させて
ある。

【００２４】本例において、開閉体３０のスライド手段
は、打設管２６上に設置された第３巻揚機構３１に装着
されたチェーン、ワイヤー等のスライド部材３２であ
る。

【００２５】この開閉体３０をスライドさせることによ
り、打設管２６の長さ方向に沿わせて打設管２６の開口
２８の面積を拡縮させ、打設管２６からのコンクリート
１４の打設位置を水平方向に移動させ、型枠１６とトン
ネル内壁面３６との間に均一に、しかも高品質にコンク
リート１４を打設することができる。

【００２６】また、コンクリート打設は、型枠１６のラ
ップ側下部、妻側下部、ラップ側上部、妻側上部へと順
次行うことが常であることに基づき、型枠のラップ側と
妻側とに分けて打設すればよいため、開閉体３０の全長
を打設管２６の約半分とし、開閉体３０および打設管２
６の各移動手段を小型化し、開閉体３０の移動スペース
を半減させる配慮がなされている。

【００２７】この機構を採用することにより、コンクリ
ート搬出管１８を型枠１６に対して水平方向に移動させ
ることなく、極めて容易にコンクリート打設位置を水平
方向に移動させることができる。

【００２８】コンクリート搬出管１８と打設管２６との
連結部位に、コンクリート搬出管１８から供給されるコ
ンクリート１４を、打設管２６の型枠１６のラップ側と
妻側とに振分けるための切替機構３４が配備されてい
る。

【００２９】このため、型枠１６のラップ側のコンクリ
ート打設時には、切替機構３４により型枠１６のラップ
側の打設管２６へコンクリートが供給されるように切替
え、型枠１６の妻側のコンクリート打設時には、切替機
構３４により型枠１６の妻側の打設管２６へコンクリー
トが供給されるように切替えて使用する。

【００３０】開閉体３０の両端に、打設したコンクリー
ト１４を締固め、またはコンクリート１４内に混在する
気泡を除去するための振動具３８を、上下方向に昇降自
在に装着させてある。

【００３１】本例において、振動具３８の昇降手段は、
振動具３８に止着させたチェーン、ワイヤー等の昇降部
材４０を開閉体３０に設置されたシリンダー等の伸縮手
段４２により伸長、縮短して昇降させる機構である。

【００３２】なお、図中４４は型枠１６を移動させるた
めの駆動部、４６は打設管２６の型枠１６側に装着され
たガイドローラ、４８は既二次覆工部、５０は型枠１６
の天場部に配管された天場用打設管を示す。

【００３３】本装置を使用してトンネル１２内にコンク
リート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設する方
法を以下に詳述する。

【００３４】まず、型枠１６をトンネル１２の所定位置
まで移動させる。

【００３５】この際、型枠１６のラップ側（トンネル掘
削側と反対側）は既二次覆工部４８に重合させる必要が
ある。

【００３６】次に、コンクリート搬出管１８を、型枠１
６の下方へ移動させる。

【００３７】この際、コンクリート搬出管１８の移動
は、コンクリート搬出管１８に止着させた吊上部材２２
を巻揚機構２０から繰出すことにより、行う。

【００３８】次に、型枠１６の妻側周縁を確実に被覆
（妻止め）する。

【００３９】次に、コンクリート搬出管１８から型枠１
６のラップ側の打設管２６へコンクリート１４を供給す
る。

【００４０】この際、コンクリート１４の供給は、コン
クリート搬出管１８と打設管２６との連結部位に装着さ
れた切替機構３４により、型枠１６のラップ側の打設管
２６へ供給されるように切替えることにより、行う。

【００４１】次に、打設管２６から型枠１６とトンネル
内壁面３６との間にコンクリート１４を打設する。

【００４２】次に、開閉体３０を打設管２６に対してス
ライドさせることにより、打設管２６の長さ方向に沿わ
せて開口２８の面積を拡大させ、コンクリート１４の打
設位置を、型枠１６のラップ側から長さ方向の中央部分
まで移動させ、順次コンクリート１４を打設する。

【００４３】この際、打設管２６に対する開閉体３０の
スライドは、開閉体３０に装着されたスライド部材３２
を第３巻揚機構３１により巻揚げることにより、行う。

【００４４】また、コンクリート打設量に応じて、振動
具３８を介してコンクリート１４を振動させ、締固める
と共に、気泡を除去することにより、養生硬化後のコン
クリートの強度、耐久性を向上させる。

【００４５】この際、振動具３８を昇降部材４０および
伸縮手段４２を介して昇降させ、振動位置を調整するこ
とができる。

【００４６】次に、所定量のコンクリート１４の打設完
了後、型枠１６の妻側の打設管２６へコンクリート１４
を供給する。

【００４７】この際、コンクリート１４の供給は、切替
機構３４により型枠１６の妻側の打設管２６へ供給され
るように切替えることにより、行う。

【００４８】次に、開閉体３０を打設管２６に対してス
ライドさせることにより、打設管２６の長さ方向に沿わ
せて開口２８の面積を拡大させ、コンクリート１４の打
設位置を、型枠１６の中央部分から妻側まで移動させ、
順次コンクリート１４を打設する。

【００４９】この際にも、振動具３８を介して打設コン
クリート１４を振動させ、締固めると共に、気泡を除去
する。

【００５０】次に、このコンクリート打設個所でのコン
クリート１４の打設完了後、打設管２６、開閉体３０を
コンクリート搬出管１８と共に次のコンクリート打設個
所である型枠１６の上部に移動させ、型枠１６のラップ
側から妻側に向けて順次コンクリート１４を、型枠１６
とトンネル内壁面３６との間に打設する。

【００５１】また、型枠１６の天場部においては、コン
クリート搬出管１８と打設管２６との連結を解除し、予
め型枠１６の天場部に配管された天場用打設管５０に、
コンクリート搬出管１８を連結させ、天場用打設管５０
からコンクリート１４を型枠１６のラップ側から妻側へ
向けて順次打設する（図６参照）。

【００５２】この際、天場用打設管５０の移動は、コン
クリート搬出管１８の水平方向の移動手段である第２巻
揚機構２１および引抜部材２４により、コンクリート搬
出管１８と共に移動させることにより、行う。

【００５３】次に、型枠１６が設置された個所のコンク
リート打設完了後、打設コンクリートを養生硬化させ、
型枠１６を脱型する。

【００５４】この型枠１６の脱型により、トンネル１２
内への二次覆工用のコンクリート１４の打設が完了す
る。

【００５５】次に、型枠１６を前方へ移動させ、コンク
リート搬出管１８を打設管２６と連結後、打設管２６お
よび開閉体３０の上下方向の移動、水平方向の移動、開
閉体３０の打設管２６に対する移動、コンクリート１４
の打設、コンクリート１４の養生硬化、型枠１６の脱
型、等をトンネル１２の全長にわたり連続して行う。

【００５６】このように、本発明に係るコンクリート打
設方法においては、打設管２６、開閉体３０を装着させ
たコンクリート搬出管１８を型枠１６の上下方向に移動
させ、打設管２６に対して開閉体３０をスライドさせる
ことにより、打設管２６の長さ方向に沿わせて開口２８
の面積を拡大させ、打設管２６からのコンクリートの打
設位置を水平方向に移動させるため、型枠１６の外側の
どの位置からでもコンクリート１４を打設することがで
き、型枠１６とトンネル内壁面３６との間に均一に、し
かも高品質にコンクリートを打設することが可能とな
る。

【００５７】また、図７に本発明の別の例が示してあ
る。

【００５８】本例は、前例の打設管２６および開閉体３
０を省略し、コンクリート搬出管１８を屈曲自在とし、
前例と同様の巻揚機構２０、吊上部材２２および引抜部
材２４により型枠１６に対して上下方向および水平方向
にコンクリート搬出管１８を移動させ、コンクリート１
４を打設するものである。

【００５９】また、使用方法においてはコンクリート打
設工程が前例と相違しているため、このコンクリート打
設工程のみを説明する。

【００６０】型枠１６が設置された個所にて、コンクリ
ート搬出管１８にコンクリート１４を供給し、まず型枠
１６のラップ側下部、次いで型枠１６の妻側下部、型枠
１６のラップ側上部、型枠１６の妻側上部へと順次コン
クリート１４を打設する。

【００６１】この際、コンクリート搬出管１８の先端部
を、巻揚機構２０、吊上部材２２および引抜部材２４に
より、上下方向および水平方向に移動させるため、型枠
１６の外側のどの位置からでもコンクリート１４を打設
することができ、型枠１６とトンネル内壁面３６との間
に均一に、しかも高品質にコンクリート１４を打設する
ことが可能となる。

【００６２】また、図８に本発明のさらに別の例が示し
てある。

【００６３】本例は、作業効率を向上させるため、図７
に示す例のコンクリート搬出管１８を、２個使用するも
のであり、その他の構成は図７に示す例と同一であるた
め、説明は省略する。

【００６４】また、図９に本発明のさらに別の例が示し
てある。

【００６５】本例は、図７に示す例のコンクリート搬出
管１８の水平方向への移動精度を向上させるためにコン
クリート搬出管１８の下部を、水平に配置させると共に
上下方向に移動自在としたガイドレール５２に、嵌挿さ
せた構成としてあり、その他の構成は図７に示す例と同
一であるため、説明は省略する。

【００６６】また、本例の使用方法においても図７に示
す例と同様であるため、説明は省略する。

【００６７】なお、図１〜図６に示す例において、型枠
１６の天場部におけるコンクリート１４の打設は、型枠
１６の天場部に配管された天場用打設管５０によるもの
であるが、コンクリート搬出管１８に連結させた打設管
２６および開閉体３０を使用し、水平方向に移動させる
ことにより、型枠１６のラップ側から妻側へ向けて順次
コンクリート１４を打設することも可能であり、この際
には天場用打設管５０を省略することができる。

【００６８】また、全例において、コンクリート搬出管
１８と打設管２６とは別体であるが、一体構造とするこ
とは自明である。

【００６９】また、コンクリート搬出管１８、打設管２
６および開閉体３０の上下方向および水平方向の移動手
段は、巻揚機構２０、吊上部材２２、第２巻揚機構２
１、引抜部材２４、第３巻揚機構３１、スライド部材３
２によるものであるが、他の移動手段を採用することは
自由である。

【００７０】また、コンクリート搬出管１８、打設管２
６および開閉体３０は、型枠１６の上下および水平方向
に移動させるものであるが、上下または水平方向の一方
にのみ移動させることは自明である。

【００７１】また、コンクリート搬出管１８、打設管２
６、開閉体３０は、型枠１６の両側にそれぞれ１個ずつ
配設させてあるが、複数配設させることにより、作業効
率をさらに向上させることができることは自明である。

【００７２】また、型枠１６とトンネル内壁面３６との
間へのコンクリート打設量を感知するコンクリートセン
サー（図示略）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、開閉体３０のスライド、
打設管２６およびコンクリート搬出管１８の上下方向の
移動、打設管２６へのコンクリート供給、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。

【００７３】また、本発明の方法および装置は、略半円
形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、特に用途は限定されない。

【００７４】

【発明の効果】本発明に係るトンネル用コンクリート打
設方法およびその装置によれば、型枠の外側に移動自在
に配設されたコンクリート搬出管を、型枠に対して上下
または／および水平方向に移動させ、型枠とトンネル内
壁面との間に、コンクリート打設するため、従来不可能
であった検査窓がない位置でのコンクリートの打設が可
能となるばかりか、型枠の外側のどの位置からでもコン
クリートを打設することができ、均一に、しかも高品質
にコンクリートを打設することができる。

【００７５】また、コンクリート搬出管の先端部に、型
枠の長さ方向に沿わせて、下方を開口させた打設管を装
着させ、この打設管に、打設管の開口を開閉させる開閉
体をスライド自在に装着させることにより、コンクリー
ト搬出管を水平方向に移動させることなく、極めて容易
にコンクリート打設位置を水平方向に移動させることが
できる。

【００７６】また、コンクリート搬出管を屈曲自在と
し、コンクリート搬出管の上下または／および水平方向
への移動時にコンクリート搬出管を屈曲させることによ
り、コンクリート搬出管の移動性を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置
の側面図。

【図２】同、正面図。

【図３】同、使用状態を示す要部側面図。

【図４】同、拡大正面図。

【図５】同、コンクリート搬出管の移動状態を示す平面
図。

【図６】同、天場部のコンクリート打設状態を示す側面
図。

【図７】本発明に係る装置の別の例を示す側面図。

【図８】本発明に係る装置のさらに別の例を示す側面
図。

【図９】本発明に係る装置のさらに別の例を示す側面
図。

【図１０】従来のコンクリート打設装置を示す正面図。

【図１１】同、側面図。

【図１２】同、コンクリート打設状況を示す略線側面
図。

【符号の説明】

１２ トンネル １４ コンクリート １６ 型枠 １８ コンクリート搬出管 ２６ 打設管 ２８ 開口 ３０ 開閉体 ３６ トンネル内壁面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北川 勉 岐阜県本巣郡真正町十四条144番地 岐阜 工業株式会社内 (72)発明者 相崎 毅 岐阜県本巣郡真正町十四条144番地 岐阜 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2D055 CA03 DA08 KC01 KC03 KC06

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル(12)内に型枠(16)を使用してコ
   ンクリート(14)を打設する方法において、型枠(16)の外
   側に移動自在に配設されたコンクリート搬出管(18)を、
   型枠(16)に対して上下または／および水平方向に移動さ
   せ、型枠(16)とトンネル内壁面(36)との間に、コンクリ
   ート(14)を均一に打設することを特徴とするトンネル用
   コンクリート打設方法。
2. 【請求項２】 コンクリート搬出管(18)の先端部に、型
   枠(16)の長さ方向に沿わせて、下方を開口させた打設管
   (26)を装着させ、この打設管(26)に、打設管(26)の開口
   (28)を開閉させる開閉体(30)をスライド自在に装着さ
   せ、開閉体(30)をスライドさせることにより、打設管(2
   6)の長さ方向に沿わせて開口(28)の面積を拡縮させ、打
   設管(26)からのコンクリート(14)の打設位置を水平方向
   に移動させることを特徴とする請求項１記載のトンネル
   用コンクリート打設方法。
3. 【請求項３】 コンクリート搬出管(18)を屈曲自在と
   し、コンクリート搬出管(18)の上下または／および水平
   方向への移動時に屈曲させ、移動性を向上させることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル用コ
   ンクリート打設方法。
4. 【請求項４】 トンネル(12)内に型枠(16)を使用してコ
   ンクリート(14)を打設する装置において、型枠(16)の外
   側にコンクリート搬出管(18)を移動自在に配設させてな
   り、コンクリート搬出管(18)を、型枠(16)に対して上下
   または／および水平方向に移動させ、型枠(16)とトンネ
   ル内壁面(36)との間に、コンクリート(16)を均一に打設
   することを特徴とするトンネル用コンクリート打設装
   置。
5. 【請求項５】 コンクリート搬出管(18)の先端部に、型
   枠(16)の長さ方向に沿わせて、下方を開口させた打設管
   (26)を装着させ、この打設管(26)に、打設管(26)の開口
   (28)を開閉させる開閉体(30)をスライド自在に装着さ
   せ、開閉体(30)をスライドさせることにより、打設管(2
   6)の長さ方向に沿わせて開口(28)の面積を拡縮させ、打
   設管(26)からのコンクリート(14)の打設位置を水平方向
   に移動させることを特徴とする請求項４記載のトンネル
   用コンクリート打設装置。
6. 【請求項６】 コンクリート搬出管(18)を屈曲自在と
   し、コンクリート搬出管(18)の上下または／および水平
   方向への移動時に屈曲させ、移動性を向上させることを
   特徴とする請求項４または請求項５記載のトンネル用コ
   ンクリート打設装置。