JP2013129991A - トンネル覆工コンクリートの打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】脱型強度を確保して覆工コンクリートの品質を高めることができ、しかも工期の短縮が図れる。
【解決手段】２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂを互いに所定スパンだけ間隔をもってトンネル内に設置する第１工程と、移動式セントル２Ａ、２Ｂのそれぞれを単独で順次隣接するスパンへ移動させながら覆工コンクリート３を打設する第２工程と、後方側の第２移動式セントル２Ｂによる覆工が前方側の第１移動式セントル２Ａによって施工した覆工コンクリート３のスパンに追い着いたときに、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂを同時に前方へ盛り替え、後方側の第２移動式セントル２Ｂを前方側の第１移動式セントル２Ａで覆工した最も前方の覆工コンクリート３に隣接させて移設する第３工程とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、トンネル覆工コンクリートの打設方法に関する。

従来、掘削形成されたトンネル内空断面の坑をコンクリートで二次覆工する場合、坑壁面に対向する曲面状の型枠を備えた移動式セントルを坑内に配置し、坑壁面と型枠との隙間にコンクリートを打設して覆工しているのが一般的である。そして、打設後の移動式セントルで適宜養生を行った後に隣接する次の打設位置へ移動させるが、その際、隣り合うスパンの覆工コンクリート同士を連続させるため、移動式セントルの型枠の一部を既設覆工コンクリートの端部にオーバーラップさせている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、覆工コンクリートの施工においては、トンネルの掘削および一次覆工が終了した後、トンネル全長に亘って順次移動式セントルを移動させながら実施している。このとき、移動式セントルの移動、セットからコンクリート打設、養生、脱型までの１サイクルの施工に２日程度を要しているのが通常であり、この場合、打設終了から１５時間から１８時間をかけて養生を行ってから脱型を行っている。

特開２００１−１２３７９４号公報

しかしながら、従来のように移動式セントルを用いた覆工コンクリートの施工を２日に１回の打設サイクルで行う場合、打設終了から１５時間から１８時間と一般の構造物と比較して極めて短い時間で脱型が行われている現状がある。そのため、工期の長期化を避けることと、打設から脱型までの時間を例えば２倍以上にすることで、十分且つ確実な脱型強度を確保することとをバランスよく達成できる施工方法が求められており、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、脱型強度を確保して覆工コンクリートの品質を高めることができ、しかも工期の短縮が図れるトンネル覆工コンクリートの打設方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法では、２基の移動式セントルをトンネル掘進方向で同方向に前進させ、覆工コンクリートを施工するトンネル覆工コンクリートの打設方法であって、２基の移動式セントルを互いに所定スパンだけ間隔をもってトンネル内に設置する第１工程と、移動式セントルのそれぞれを単独で順次隣接するスパンへ移動させながら覆工コンクリートを打設する第２工程と、後方側の移動式セントルによる覆工が前方側の移動式セントルによって施工した覆工コンクリートのスパンに追い着いたときに、２基の移動式セントルを同時に前方へ盛り替え、後方側の移動式セントルを前方側の移動式セントルで覆工した最も前方の覆工コンクリートに隣接させて移設する第３工程とを有することを特徴としている。

本発明では、後方側の移動式セントルで、当該打設スパンから前方側の移動式セントルまでの間の複数スパンを連続的に移動させながら打設することができ、その後方側の移動式セントルによる施工中においても前方側の移動式セントルで当該配置された打設スパンより前方の複数スパンを連続的に移動させながら打設することが可能である。
このように２基の移動式セントルによる施工をそれぞれ単独で行うことができ、しかも各移動式セントルが連続する複数のスパンを順次移動させて施工することができるので、１基の移動式セントルのみでトンネル全線の施工を行っていた従来の打設方法に比べて１基あたりにおける打設後の養生時間を長くとることができる。そのため、脱型時のコンクリート強度を十分確保することが可能となる。

また、本発明に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法では、２基の移動式セントルにおける打設時期が異なっていることが好ましい。

本発明では、２基の移動式セントルによる打設時期をずらすことで、それぞれの移動式セントルによって行われる１サイクルの各作業が同時になるのを避けることが可能となる。例えば一方の移動式セントルが養生時の間に、他方の移動式セントルで移動、セット、打設作業を行うことができ、それらの作業を２基の移動式セントルで交互に行えるので、作業人員を増やさずに効率よく配置することができる。

本発明のトンネル覆工コンクリートの打設方法によれば、２基の移動式セントルを用いてそれぞれ単独で施工することができ、且つ双方を同時に施工することが可能となるので、従来の施工速度を低下させずに各移動式セントルにおける打設後の養生時間を長くすることが可能となり、これにより脱型強度が確保され、覆工コンクリートの品質を高めることができる。しかも、２基の移動式セントルによるそれぞれの作業サイクルをオーバーラップさせることで、工期の短縮が図れる効果を奏する。

本発明の実施の形態によるトンネル覆工コンクリートの打設方法を示す概略側断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は移動式セントルの移動工程を示す図である。 実施例と従来例の作業サイクルの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態によるトンネル覆工コンクリートの打設方法について、図面に基づいて説明する。

図１の符号１は本実施の形態によるトンネルを示している。トンネル１は、例えば発破工法や機械掘削工法などによって掘削された山岳トンネルであり、坑壁（掘削壁面）には吹付けコンクリートや支保工などの一次覆工が適宜施され、２基の移動式セントル２（２Ａ、２Ｂ）によって二次覆工となる覆工コンクリート３が打設される。
なお、トンネル１の底盤部には、移動式セントル２による施工に先行して、インバートコンクリートが打設され、その盤上に移動式セントル２の移動用のレール（図示省略）が敷設されている。
ここで、図１において、紙面で左右方向がトンネル進行方向Ｘを示しており、紙面左側をトンネル掘進方向Ｘで「前方」とし、その反対側の紙面右側を「後方」として以下統一して用いる。

２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂは、前方側に第１移動式セントル２Ａが配置され、この第１移動式セントル２Ａの後方に所定の距離をもって第２移動式セントル２Ｂが配置され、各々が独立して覆工コンクリート３の打設が行えるようになっている。なお、以下の説明では、必要に応じて第１移動式セントル２Ａで打設される覆工コンクリートを符号３Ａを用い、第２移動式セントル２Ｂで打設される覆工コンクリートを符号３Ｂを用いる。
移動式セントル２Ａ、２Ｂは、トンネル内に敷設した前記レール上を走行可能な門型の架台と、この架台に設けられる型枠２１とを備えている。型枠２１は、トンネル周方向に適宜分割されるが、ここではトンネル上半部に位置する上部型枠と両側壁部に配置される側部型枠との３つに分割されている。

ここで、とくに図示しないが、これら分割された型枠のうち上部型枠は架台に設けられた複数の第１ジャッキによって坑壁に対して進退可能に設けられ、各側部型枠は上部型枠の周方向の一端にヒンジを介して連結支持されており、架台に設けられた複数の第２ジャッキによって前記ヒンジを中心に折曲げ可能な構造となっている。つまり、覆工コンクリートの打設時には、第１ジャッキおよび第２ジャッキを伸張させることで、上部型枠をその打設面が所定の高さとなるように上昇させ、一対の側部型枠もその打設面が所定位置となるように前記ヒンジを中心にして外側に開くようにして移動させてセットすることができ、反対に第１ジャッキおよび第２ジャッキを縮退させることで脱型することが可能となる。さらに、これら型枠２１には、所定箇所にコンクリート打設口が設けられている。
また、移動式セントル２Ａ、２Ｂは、型枠２１のトンネル掘進方向Ｘの長さ寸法で１スパンの打設区間が設定され、例えば１２ｍ〜１５ｍに形成されている。

次に、上述した２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂをトンネル掘進方向Ｘで前方に向けて前進させ、覆工コンクリート３を施工する打設方法について、図面を具体的に説明する。

先ず、図２（ａ）に示すように、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂを互いに所定スパン（図では９スパン）だけ間隔をもってトンネル１内に設置する（第１工程）。つまり、第２移動式セントル２Ｂが第１移動式セントル２Ａによって最後に打設された覆工コンクリート３Ａの前方に隣接するスパンＳ１に設置され、さらにその第２移動式セントル２Ｂの前方に９スパンの間隔を空けたスパンＳ１１に第１移動式セントル２Ａが設置される。第２移動式セントル２Ｂの覆工区間（打設区間）は符号Ｓ１〜Ｓ１０のスパンとなり、第１移動式セントル２Ａの覆工区間は符号Ｓ１１〜Ｓ２０のスパンとなる。

なお、移動式セントル２の設置工程では、それぞれの移動式セントル２Ａ、２Ｂにおいて図１に示す型枠２１の打設面を打設する覆工コンクリート３の打設面に一致するようにしてセットする。また、型枠２１は、後方側に隣接する既設覆工コンクリート３の前方端部にオーバーラップするように配置するとともに、型枠２１の前端部には妻型枠（図示省略）を設置する。さらに、打設箇所には、移動式セントル２の設置前に覆工コンクリート３に必要な鉄筋が予め組み立てられている。

そして、セットした２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂにおいて、打設作業が同時とならないように時期をずらして、交互にコンクリートを打設する（第２工程）。このときの打設は、移動式セントル２内から型枠２１の打設口にコンクリート供給管を配管し、トンネルの低い位置から順に打設口を移動させながら打設する。そして、型枠２１の天端まで打設が完了したら、打設口を閉じ、そのままの状態で型枠２１によって養生させる。さらに所定の養生時間が経過した後、脱型が行われる。脱型時には、従来と同様に型枠２１を打設した覆工コンクリート３から離し、型枠２１の打設面をケレン等によりコンクリートの付着残しを除去し、その表面を清掃しておく。

次に、当該スパンの打設、養生、脱型が終了したら、移動式セントル２Ａ、２Ｂをそれぞれ１スパンだけ前方に移動（図２（ａ）、（ｂ）に示す矢印Ｘ１、Ｘ２）させてセットし、図２（ｂ）に示すように、これらの作業工程を順次繰り返し行うことで、連続する１０スパンの上記覆工区間の施工が行われる。

そして、図２（ｃ）に示すように、後方側の第２移動式セントル２Ｂによる覆工が前方側の第１移動式セントル２Ａによって施工した覆工コンクリートのスパンＳ１１に追い着いたとき、つまり２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂのそれぞれが１０スパンずつ覆工したときに、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂを図２（ｄ）に示すように同時に前方へ盛り替え、後方側の第２移動式セントル２Ｂを前方側の移動式セントル２Ａで覆工した最後の覆工コンクリート（スパンＳ２０）の前方に隣接するスパンＳ２１へ移設する（第３工程）。なお、図２（ｄ）では移設した第１移動式セントル２Ａが省略されているが、スパンＳ２１に配置される第１移動式セントル２Ａの１０スパン前方のスパンＳ３１（図示省略）に移設されることになる。
そして、本打設方法では、上述した第１工程から第３工程を繰り返すことで、トンネル全線の二次覆工を行うことができる。

ここで、図３に示す打設サイクルは、本実施の形態の２基の第１移動式セントル２Ａ、第２移動式セントル２Ｂで１サイクルを３日で施工するケース（実施例１）と、４日で施工するケース（実施例２）と、比較例として、１基の移動式セントルでトンネル全線を１サイクル２日で施工する従来のケース（従来例）を示している。
この打設サイクルによると、実施例１では各移動式セントル２Ａ、２Ｂにおける打設後に３９時間の養生時間が確保され、実施例２では同じく打設後に６３時間の養生時間が確保される。これに対して、従来例では１サイクルで確保できる養生時間が１５時間であり、本実施の形態による打設方法を採用する実施例１、２では従来例の２倍以上の養生時間が確保できる。

このように、後方側の第２移動式セントル２Ｂで、当該打設スパンから前方側の第１移動式セントル２Ａまでの間の複数スパンを連続的に移動させながら打設することができ、その後方側の第２移動式セントル２Ｂによる施工中においても前方側の第１移動式セントル２Ａで当該配置された打設スパンより前方の複数スパンを連続的に移動させながら打設することが可能である。
そして、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂによる施工をそれぞれ単独で行うことができ、しかも各移動式セントル２Ａ、２Ｂが連続する複数のスパンを順次移動させて施工することができるので、１基の移動式セントルのみでトンネル全線の施工を行っていた従来の打設方法に比べて１基あたりにおける打設後の養生時間を長くとることができる。そのため、脱型時のコンクリート強度を十分確保することが可能となる。

また、図３に示す実施例１の３日サイクルや実施例２の４日サイクルのように、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂの打設時期が異なっており、この打設時期をずらすことで、それぞれの移動式セントル２Ａ、２Ｂによって行われる１サイクルの各作業が同時になるのを避けることが可能となる。つまり、第１移動式セントル２Ａが養生時の間に、第２移動式セントル２Ｂで移動、セット、打設作業を行うことができ、それらの作業を２基の移動式セントルで交互に行えるので、作業人員を増やさずに効率よく配置することができる。

上述のように本実施の形態によるトンネル覆工コンクリートの打設方法では、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂを用いてそれぞれ単独で施工することができ、且つ双方２Ａ、２Ｂを同時に施工することが可能となるので、従来の施工速度を低下させずに各移動式セントル２Ａ、２Ｂにおける打設後の養生時間を長くすることが可能となり、これにより脱型強度が確保され、覆工コンクリート３の品質を高めることができる。しかも、２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂによるそれぞれの作業サイクルをオーバーラップさせることで、工期の短縮が図れる効果を奏する。

以上、本発明によるトンネル覆工コンクリートの打設方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では２基の移動式セントル２Ａ、２Ｂで打設時期をずらしているが、両移動式セントル２Ａ、２Ｂにおいて同時に打設を行うようにしてもかまわない。

また、本実施の形態では第１移動式セントル２Ａと第２移動式セントル２Ｂとの間で９スパン設け、１回の移設によってそれぞれ１０スパンずつ施工する打設方法としているが、この両セントル２Ａ、２Ｂ間の距離（スパン数）に制限されることはない。つまり、他の設備との取合いなど施工上の計画に応じて適宜設定することが可能であり、また適宜この距離を変更することも可能である。
さらに、各移動式セントル２における打設サイクルにおいて、打設するコンクリートの配合、打設条件に応じて養生時間も適宜設定可能であることはいうまでもない。

１ トンネル
２ 移動式セントル
２Ａ 第１移動式セントル（前方側の移動式セントル）
２Ｂ 第２移動式セントル（後方側の移動式セントル）
３、３Ａ、３Ｂ 覆工コンクリート
２１ 型枠

Claims (2)

1. ２基の移動式セントルをトンネル掘進方向で同方向に前進させ、覆工コンクリートを施工するトンネル覆工コンクリートの打設方法であって、
   ２基の前記移動式セントルを互いに所定スパンだけ間隔をもってトンネル内に設置する第１工程と、
   前記移動式セントルのそれぞれを単独で順次隣接するスパンへ移動させながら覆工コンクリートを打設する第２工程と、
   後方側の前記移動式セントルによる覆工が前方側の前記移動式セントルによって施工した覆工コンクリートのスパンに追い着いたときに、２基の前記移動式セントルを同時に前方へ盛り替え、後方側の前記移動式セントルを前方側の前記移動式セントルで覆工した最も前方の覆工コンクリートに隣接させて移設する第３工程と、
   を有することを特徴とするトンネル覆工コンクリートの打設方法。
2. ２基の前記移動式セントルにおける打設時期が異なっていることを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工コンクリートの打設方法。

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