JP2005090077A - インバートコンクリートの施工方法および施工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
インバートコンクリートの施工において、簡単な装置を用いて効率よく高品質に施工する。
【解決手段】
コンクリートの打設、スリップフォームによる成型、仕上げの各工程を、別々の台車２、３、４に分割したインバートコンクリート施工装置１を用いることで、作業の速度や移動のタイミングが違う工程でも並行して作業できるようにする。
また、台車２、３、４が走行車輪５により、トンネルの内壁面下部１６を走行するようにして、軌条の設置や撤去の必要をなくし、それにかかる費用や手間を省く。
さらに、インバートコンクリート１８の成型にスリップフォーム３を用いて、作業員により行うコテ均し作業を簡易にする。
また、最終仕上げを作業員が行うことで、その場での仕上げ状況の目視確認と修正を可能とし、施工の品質、作業効率を向上する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネルのインバートコンクリートの施工方法と、それに用いる施工装置に関する。

従来、インバートコンクリートの施工方法として、伏せ型枠を用いてポンプでコンクリートを圧入する方法や、軌条を走行する移動式台車を設置し、均し板で粗均しした後、人力でコテ仕上げする方法が知られている。
また、軌条を架設し、コンクリートの打設、均し、仕上げのそれぞれを行う台車を順次走行させ、インバートコンクリートを施工する方法も提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開平７−２７９５９５号公報

伏せ型枠を用いた施工方法では、コンクリートの締固めができず、気泡や水アバタが発生していた。
特に水路トンネルのインバートコンクリートの場合、これら気泡や水アバタにより粗度係数が大きくなると、通水の抵抗となる場合があった。
また、均し板を用いる施工方法の場合、均し板後方でコンクリートが盛り上がり、仕上げ作業に時間がかかっていた。
さらに、軌条を走行する台車を用いた場合は、その設置や撤去に費用や手間がかかっていた。

本発明の課題は、インバートコンクリートの施工において、簡単な装置を用いて効率よく高品質に施工することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば、図１に示すように、トンネルのインバートコンクリート１８の施工方法であって、
第一工程として、トンネルの内壁面下部１６を走行する、コンクリートを輸送する配管９、１０を備えた台車２によりインバートコンクリート１８を打設し、
第二の工程として、トンネルの内壁面下部１６を走行するスリップフォーム３により、打設したインバートコンクリート１８の成型をし、
第三の工程として、トンネルの内壁面下部１６を走行する台車４に搭乗した作業員により、成型されたインバートコンクリート１８の表面仕上げを行うことを特徴とする。

このように、トンネルの内壁面下部１６を走行する台車２、３、４を用いることで、軌条の設置や撤去の必要がなくなり、それにかかる費用や手間を省くことができる。
また、各工程を別々の台車２、３、４に分割したことで、作業の速度や移動のタイミングが違う工程であっても並行して作業を行うことができると共に、それぞれの台車２、３、４の構成が簡易になり、装置建造のコストが抑えられる。
さらに、インバートコンクリート１８の成型にスリップフォーム３を用いていることで、従来の均し板を用いた場合に比べ、成型した後のインバートコンクリート１８の盛り上がりが少なく、その後に作業員により行うコテ均し作業が簡易になる。
また、最終仕上げは作業員が行うため、仕上げ状況の目視確認ができ、また、その場で修正もできるので、施工の品質、作業効率を向上できる。

請求項２に記載の発明は、例えば、図１に示すように、トンネルのインバートコンクリートの施工装置１であって、
コンクリートを輸送する配管９、１０を備え、トンネルの内壁面下部１６を走行し、インバートコンクリート１８を打設する台車２と、
トンネルの内壁面下部１６を走行し、打設されたインバートコンクリート１８の成型をするスリップフォーム３と、
トンネルの内壁面下部１６を走行し、成型されたインバートコンクリート１８の表面仕上げ作業を行う作業員が搭乗する台車４とを備えることを特徴とする。

このような構成の装置１によれば、請求項１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインバートコンクリート施工装置であって、例えば、図１に示すように、それぞれの台車２、３、４は、トンネル壁面１７に当接するガイドローラ７を備えることを特徴とする。

このように、トンネル壁面１７に当接するガイドローラ７を備えることで、台車２、３、４が進行方向対して左右にローリングすることを防止できる。

本発明によれば、台車がトンネルの内壁面下部を走行することで、軌条の設置の必要がなくなる。
また、インバートコンクリートの成型にスリップフォームを用いたことで、その後の均し作業が簡易になる。
さらに、各工程を別々の台車としたことで、互いの作業進行度に影響されず、それぞれの作業を並行して行うことができる。
そして、最終仕上げを作業員により行うので、仕上げ状況の目視確認ができ、その場で修正もできるので、作業効率、施工の品質の向上を図ることができる。
また、台車の側方に、トンネル壁面に当接するガイドローラを設けたことで、台車のローリングを防止できる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
図１に示すように、インバートコンクリート施工装置１は、インバートコンクリート１８を打設するコンクリート打設台車２と、インバートコンクリート１８を成型するスリップフォーム３と、仕上げ作業をする作業員が搭乗する仕上げ台車４とからなり、これらを順次走行させてトンネルの底部にインバートコンクリート１８を施工するものである。

図１に示すように、それぞれの台車２、３、４には共通して、走行車輪５とガイドローラ７が設けられている。
走行車輪５は、台車２、３、４の前後左右に設けられ、台車２、３、４をトンネルの長さ方向に沿って走行できるようにするものである。
この走行路１６としては、トンネル内壁面下部に、アーチ覆工と同時施工されたインバートの一部を利用する。
この走行路１６は傾斜しているので、走行車輪５がこの走行路１６に対し垂直に当接するように、走行車輪５は台車２、３、４に対して斜めに取り付けられている。

ガイドローラ７は、台車２、３、４の前後左右にあって、台車２、３、４の側方へ突出した腕部８の先端に取り付けられている。
このガイドローラ７は、トンネルの長さ方向に沿って回転できるように取り付けられており、トンネル壁面１７に当接して、台車２、３、４が進行方向に対して左右にローリングすることを防止する。

コンクリートを打設するコンクリート打設台車２は、図２の（ｂ）に示すように、長方形の平板状の台車で、その幅は施工するインバートの幅とほぼ同じである。
このコンクリート打設台車２前面の左右には、走行車輪５を駆動する駆動装置６が設けられており、これによりコンクリート打設台車２は、トンネルの長さ方向に沿って自走する。

コンクリート打設台車２の前方側からは、図示しないポンプ車から、コンクリートを圧送する配管９がコンクリート打設台車２上に連続している。
この配管９は、所定の長さの管を複数本、着脱可能に連結した構成となっており、インバートコンクリート１８打設の進行に合わせて、順次切り離せるようになっている。
つまり、この配管９を構成する管一本の長さが、一度にインバートコンクリート１８を打設する長さとなる。
コンクリート打設台車２の前部には、この配管９の切り離し作業を行うために、およそ配管９を構成する管一本の長さの作業場所が設けられている。

配管９は、この切り離し作業を行う作業場所より後方で、左右に分岐した分岐管１０に接続する。
この分岐管１０の両先端部は、フレキシブルホース１１となってコンクリート打設台車２後方へ伸張していて、作業員がこれを操作することで、コンクリートを一度に打設する範囲に対し、均一に打設できる。
また、作業員によるインバートコンクリート１８の締固め作業も、このコンクリート打設台車２の後方で行う。

図３の（ａ）に示すように、スリップフォーム３は、その底部の断面形状が、施工するインバートコンクリート１８の断面形状と同じ円弧状になっており、打設したインバートコンクリート１８上を滑動して成型を行う。
図３の（ｂ）に示すように、このスリップフォーム３上の前部には、ウインチ１４が搭載され、そこから伸びるケーブル１２の端部は、アーチ覆工と同時施工された走行路１６をなすインバートの一部の側面に、適当な間隔を持って設けられたアンカー１３に固定されている。
スリップフォーム３は、このウインチ１４がケーブル１２を巻き取ることで、トンネルの長さ方向に沿って、先行するコンクリート打設台車２の方向へ走行する。

スリップフォーム３上の後部には作業員が搭乗し、スリップフォーム３により成型されたインバートコンクリート１８のコテ均しを行う。
スリップフォーム３の走行車輪５には、図示しないスクリュウジャッキが取り付けられており、スリップフォーム３の上下位置を調節する。
これにより、インバートコンクリート１８成型の際に、その表面の高さを調節できる。
また、インバートコンクリート１８の成型を行う場合以外は、スクリュウジャッキによりスリップフォーム３をインバートコンクリート１８表面から浮かせて走行できる。

図４の（ａ）に示すように、仕上げ台車４はその断面形状が、成型されたインバートコンクリート１８と同じ曲面を持つ円弧状の台車である。
この仕上げ台車４は、成型されたインバートコンクリート１８の表面に接しないよう、その上方の離れた位置を走行する。
この仕上げ台車４上には作業床１５が設けられ、ここに作業員が搭乗してスリップフォーム３により成型されたインバートコンクリート１８表面のコテ仕上げを行う。
仕上げ台車４前面の左右には、走行車輪５を駆動する駆動装置６が設けられており、これを搭乗した作業員が操作し、作業の状態に合わせて前後に移動させる。

次に、以上のように構成されるインバートコンクリート施工装置１を用いた、インバートコンクリート１８の施工方法について説明する。
なお、本実施の形態においては、すでにアーチ覆工と同時に、内壁面下部に走行路１６をなすインバートの一部が施工されており、また、インバート部分の掘削が完了しているものとする。

インバートコンクリート施工装置１は、図１に示すように、施工を進める方向からコンクリート打設台車２、スリップフォーム３、仕上げ台車４の順で配置する。
それぞれの台車２、３、４は、走行車輪５によってアーチ覆工と同時に、内壁面下部に施工された走行路１６をなすインバートの一部を走行する。
また、台車２、３、４の側方へ突出する腕部８の先端部に取り付けられたガイドローラ７が、トンネル壁面１７に当接することで、台車２、３、４が進行方向に対して左右にローリングすることを防止する。

まず、コンクリート打設台車２によりインバートコンクリート１８を打設する。
コンクリートは、図示しない圧送ポンプにより、コンクリート打設台車２に圧送され、コンクリート打設台車２上で分岐管１０により左右に分流されて、コンクリート打設台車２後方から吐出される。
分岐管１０の両先端部分はフレキシブルホース１１となっていて、これをコンクリート打設台車２後部に搭乗した作業員が操作してコンクリートを均等に打設する。
また、打設したインバートコンクリート１８には、バイブレータ等を用いて締固め作業を行う。

コンクリート打設台車２とスリップフォーム３との間にインバートコンクリート１８を打設したら、コンクリート打設台車２上で配管９を構成する管を一本切り離し、その管の長さだけコンクリート打設台車２を前進させる。
コンクリート打設台車２が、再び配管９と分岐管１０とを連結できる位置まで前進したら、両者を連結して次の打設に備える。

つづいて、スリップフォーム３によるインバートコンクリート１８の成型を行う。
スリップフォーム３に搭載されたウインチ１４のケーブル１２先端は、それぞれ両側の走行路１６の側面に設けられたアンカー１３に固定されており、このウインチ１４を駆動すれば、スリップフォーム３が前進する。
アンカー１３は、両側の走行路１６の側面に適当な間隔を持って設けられており、スリップフォーム３の進行に合わせて適宜ケーブル１２を前方のアンカー１３に付け替える。

スリップフォーム３は、その前方に打設されたインバートコンクリート１８をその前面で敷均し、さらに、その底面でインバートコンクリート１８を成型する。
スリップフォーム３上の後部には作業員が搭乗し、成型されたインバートコンクリート１８の均し作業を行う。
スリップフォーム３で成型した場合は、従来の均し板を用いた場合に比べ、後方でのインバートコンクリート１８の盛り上がりが少なく、作業員による均し作業が簡易になる。

スリップフォーム３による成型が完了したら、仕上げ台車４により仕上げ作業を行う。
仕上げ台車４には作業員が搭乗し、成型されたインバートコンクリート１８表面のコテ仕上げや、ホウキ目仕上げを行う。
仕上げ台車４は、搭載した駆動装置６により自走でき、この仕上げ作業の回数に応じて複数回往復することとなる。
この仕上げ台車４は、図４の（ａ）に示すようにその断面形状が円弧状なので、インバートコンクリート１８表面と作業員が搭乗する作業床１５との距離が、インバートコンクリート１８の側端部と中央部で一定になり、仕上げ作業が行い易い。

なお、以上の実施の形態においては、コンクリートをポンプにより圧送するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、コンベア等を用いて搬送しても良い。
また、台車２、３、４の駆動方法等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した一実施の形態の構成を示す、インバートコンクリート施工装置の上面図である。 コンクリート打設台車の（ａ）後部、（ｂ）上面図である。 スリップフォームの（ａ）前部、（ｂ）上面図である。 仕上げ台車の（ａ）後部、（ｂ）上面図である。

符号の説明

１ インバートコンクリート施工装置
２ コンクリート打設台車
３ スリップフォーム
４ 仕上げ台車
５ 走行車輪
６ 駆動装置
７ ガイドローラ
８ 腕部
９ 配管
１０ 分岐管
１１ フレキシブルホース
１２ ケーブル
１３ アンカー
１４ ウインチ
１５ 作業床
１６ 走行路（トンネル内壁面下部）
１７ トンネル壁面
１８ インバートコンクリート

Claims (3)

1. トンネルのインバートコンクリートの施工方法であって、
   コンクリートを輸送する配管を備え、トンネルの内壁面下部を走行する台車によりインバートコンクリートを打設する第一の工程と、
   トンネルの内壁面下部を走行するスリップフォームにより、打設したインバートコンクリートを成型する第二の工程と、
   トンネルの内壁面下部を走行する台車に搭乗した作業員により、成型されたインバートコンクリートの表面仕上げを行う第三の工程とからなることを特徴とするインバートコンクリートの施工方法。
2. トンネルのインバートコンクリートの施工装置であって、
   コンクリートを輸送する配管を備え、トンネルの内壁面下部を走行して、インバートコンクリートを打設する台車と、
   トンネルの内壁面下部を走行し、打設されたインバートコンクリートを成型するスリップフォームと、
   トンネルの内壁面下部を走行し、成型されたインバートコンクリートの表面仕上げ作業を行う作業員が搭乗する台車とを備えることを特徴とするインバートコンクリート施工装置。
3. 前記台車は、トンネル壁面に当接するガイドローラを備えることを特徴とする請求項２に記載のインバートコンクリート施工装置。

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