JP2018197475A - コンクリート打設方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺空間へのコンクリート打設を、簡易かつ安価に行うことを可能としたコンクリート打設方法を提案する。【解決手段】先行輸送管３により圧送されたコンクリートＣを打ち込む先行打設作業と、後行輸送管４により圧送されたコンクリートＣを打ち込む後行打設作業とを備えるコンクリート打設方法であって、先行輸送管３の吐出口と後行輸送管４の吐出口とが離間しており、先行打設作業において後行輸送管４の吐出口の近傍に配設された後行圧力センサ６によって検知した圧力の変化に基づいて後行打設作業を開始するタイミングを判定する。【選択図】図３

Description

本発明は、長尺空間へのコンクリート打設方法に関する。

長尺コンクリート部材を構築する方法として、長尺空間内に高流動コンクリートを流し込む方法が知られている。例えば、ＵＲＴ工法（Ｕｎｄｅｒ Ｒａｉｌｗａｙ／Ｒｏａｄ Ｔｕｎｎｅｌｌｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ）では、推進工法により地中に配設した鋼製エレメント内に、当該鋼製エレメントの一端からコンクリートを打ち込んでいる。ところが、コンクリートの打設延長（充填距離）が長いと、高流動コンクリートを使用した場合であっても、打設完了前にコンクリートの水和反応が進行してしまうおそれがある。コンクリートの水和反応が進行すると、場所によって不均質になるおそれや、未充填個所が生じるおそれがある。
特許文献１には、長尺空間を複数の空間に分割し、分割した空間毎に配管された注入管からコンクリートを打ち込むことで、コンクリートを確実に充填するとともに、均質性を確保するコンクリート打設方法が開示されている。

特許第３７９４８３３号公報

ところが、特許文献１のコンクリート打設方法は、長尺空間が仕切りによって分割されるため、コンクリート部材が分割されてしまう。また、長尺空間を仕切りにより分割すると、連続してシース管を配管することができず、プレストレストコンクリート部材を形成することができなくなる。さらに、仕切りを設置するための手間や費用がかかる。
このような観点から、本発明は、長尺空間へのコンクリート打設を、簡易かつ安価に行うことを可能としたコンクリート打設方法を提案することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、先行輸送管により圧送されたコンクリートを打ち込む先行打設作業と、後行輸送管により圧送されたコンクリートを打ち込む後行打設作業とを備えるコンクリート打設方法であって、前記先行輸送管の吐出口と前記後行輸送管の吐出口とが離間しており、前記先行打設作業において、前記後行輸送管の吐出口の近傍に配設された後行圧力センサによって検知した圧力の変化に基づいて前記後行打設作業を開始するタイミングを判定することを特徴としている。
なお、前記先行輸送管の吐出口近傍に先行圧力センサが配設されている場合には、前記先行圧力センサにより検知した圧力と前記後行圧力センサによって検知した圧力との差が一定値になった時点で前記後行打設作業を開始するようにするのが望ましい。また、前記後行圧力センサは、前記後行輸送管の吐出口よりも高い位置に配置されているのが望ましい。

かかるコンクリート打設方法によれば、複数のコンクリート輸送管を利用することで、長尺空間を分割することなく長尺空間にコンクリートを充填することができる。そのため、一体に形成された長尺のコンクリート部材を簡易に形成することができる。また、先行輸送管による打設状況に応じて後行輸送管によってコンクリートを打ち込むタイミングを決定するため、コンクリート未充填が生じ難く、均質なコンクリート部材が形成される。また、仕切りを設置する手間や費用を省略することができる。

本発明のコンクリート打設方法によれば、長尺空間へのコンクリート打設を、簡易かつ安価に行うことが可能となる。

本発明の実施形態に係るトンネルを示す断面図である。 本実施形態のコンクリート打設方法に使用する各装置の配置を示す模式図である。 （ａ）〜（ｃ）は本実施形態のコンクリート打設方法の各施工段階を示す模式図である。

本実施形態では、地中に設けられた鋼製エレメント内部の長尺空間にコンクリートを充填する際のコンクリート打設方法について説明する。鋼製エレメント１は、図１に示すように、トンネルＴの天井部分および側壁部分に並設された角筒状部材であって、トンネルＴの覆工の一部を構成する。トンネルＴは、トンネル軸方向に沿って鋼製エレメント１を地中に埋め込み、当該鋼製エレメント１の内部空間（長尺空間）にコンクリートＣを充填した後、複数の鋼製エレメント１，１，…によって囲まれた領域を掘削することにより形成する。鋼製エレメント１へのコンクリートＣの充填は、鋼製エレメント１の一端側から行う。なお、鋼製エレメント１の断面形状は限定されるものではなく、トンネルＴの断面形状に応じて適宜決定すればよい。また、鋼製エレメント１（トンネル軸方向）は、水平であってもよいし、傾斜していてもよい。また、本実施形態のトンネルＴは矩形断面であるが、トンネルＴの断面形状は矩形に限定されるものではない。

本実施形態では、図２に示すように、２本のコンクリート輸送管（先行輸送管３および後行輸送管４）を利用して、鋼製エレメント１にコンクリートＣを充填する。なお、コンクリート輸送管の本数は複数であれば限定されるものではない。先行輸送管３および後行輸送管４は、鋼製エレメント１の内部空間（長尺空間２）にコンクリートＣを輸送するための管路である。先行輸送管３および後行輸送管４の一端はコンクリートポンプＰに接続されており、先行輸送管３の他端（吐出口）および後行輸送管４の他端（吐出口）は長尺空間２内に配設されている。なお、鋼製エレメント１の両端は、遮蔽部材７，７により遮蔽されている。なお、遮蔽部材７を構成する材料や遮蔽部材７の形状寸法などは限定されるものではない。
各コンクリート輸送管（先行輸送管３および後行輸送管４）は、鋼製エレメント１の手前側（図２において左側）に配設された遮蔽部材７を貫通している。一方のコンクリート輸送管である先行輸送管３の吐出口（先端）は長尺空間２の手前側の端部において開口している。他方のコンクリート輸送管である後行輸送管４の吐出口（先端）は長尺空間２の長手方向中間部において開口している。すなわち、先行輸送管３の吐出口と後行輸送管４の吐出口とは長尺空間２内において離間している。なお、本実施形態では、先行輸送管３の吐出口を鋼製エレメント１の手前側端部に配置しているが、先行輸送管３の吐出口は鋼製エレメント１の奥側に配置してもよい。コンクリート輸送管を３本以上配管する場合には、他のコンクリート輸送管の吐出口との位置と所定長離間するように、各コンクリート輸送管の長さを設定する。

長尺空間２（鋼製エレメント１の内部）には、２つのセンサが配設されている。一方のセンサである先行圧力センサ５は、先行輸送管３の吐出口の近傍において、鋼製エレメント１の天井部分に固定されている。また、他方のセンサである後行圧力センサ６は、後行輸送管４の吐出口の近傍において、鋼製エレメント１の天井部分に固定されている。なお、鋼製エレメント１内に配設するセンサの数および配置は限定されるものではない。例えば、先行圧力センサ５と後行圧力センサ６に加えて、鋼製エレメント１の奥側の端部に他のセンサを設けてもよい。また、コンクリート輸送管を３本以上配管する場合には、各コンクリート輸送管の吐出口の近傍にセンサを配置するのが望ましい。また、先行圧力センサ５は省略してもよい。また、先行圧力センサ５および後行圧力センサ６は、必ずしも鋼製エレメント１の天井部分に固定する必要はなく、側壁部分や床部分に固定してもよい。

本実施形態のコンクリート打設方法は、まず、図３（ａ）に示すように、先行輸送管３（吐出口が手前側に配置されたコンクリート輸送管）により圧送されたコンクリートＣを長尺空間２に打ち込む（先行打設作業）。
先行打設作業において、先行圧力センサ５により検知した圧力と後行圧力センサ６によって検知した圧力が同程度（例えば、圧力差が２０Ｐａ以下）になるか、先行圧力センサ５と後行圧力センサ６のいずれかが函体耐力の限界値になったら、図３（ｂ）に示すように、コンクリートＣを圧送するコンクリート輸送管を先行輸送管３から後行輸送管４（吐出口が先行輸送管３の吐出口の奥側に隣接するコンクリート輸送管）に切り替えて、コンクリートポンプＰから後行輸送管４を介して圧送されたコンクリートＣを長尺空間２に打ち込む（後行打設作業）。
そして、長尺空間２にコンクリートＣが充填されたことが確認されたら（図３（ｃ）参照）、コンクリートＣの打ち込みを終了する。本実施形態では、先行輸送管３および後行輸送管４をコンクリートＣ内に残置させる（埋め殺す）が、先行輸送管３および後行輸送管４は、コンクリートＣの充填後に長尺空間２内から抜き出してもよい。なお、長尺空間２内のコンクリートＣの充填を確認する方法は限定されるものではないが、例えば、先行圧力センサ５の計測値および後行圧力センサ６の計測値が所定の値に到達したことを確認することにより行えばよい。

本実施形態のコンクリート打設方法によれば、複数のコンクリート輸送管（先行輸送管３および後行輸送管４）を利用することで、長尺空間２をコンクリートＣで確実に充填することができる。そのため、長尺空間２を複数に分割する必要がなく、一体に形成された長尺のコンクリート部材を形成することができる。また、仕切りを設置する場合に比べて、手間や費用を削減することができる。
また、先行輸送管３による打設状況に応じて後行輸送管４によるコンクリートＣの打ち込みタイミングを決定するため、未充填が生じ難く、均質なコンクリート部材を形成できる。
圧力センサ（先行圧力センサ５および後行圧力センサ６）を利用して先行打設作業から後行打設作業に切り替えるタイミングを判定するため、定量的な管理が可能であるとともに、自動制御も可能である。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、本発明のコンクリート打設方法は、鋼製エレメント１内へコンクリート打設に限定されるものではなく、あらゆる長尺空間へのコンクリート打設に採用可能である。例えば、型枠内へコンクリートＣを打設する際に採用してもよい。
前記実施形態では、先行打設作業では先行輸送管３からコンクリートＣを打ち込み、後行打設工程では後行輸送管４からコンクリートＣを打ち込むものとしたが、後行打設作業では、先行輸送管３および後行輸送管４から同時にコンクリートＣを打ち込んでもよい。
また、コンクリート輸送管を３本以上配管する場合には、コンクリートＣの打ち込みに使用するコンクリート輸送管を、先行してコンクリートＣの打ち込んだ際（先行打設作業）に使用したコンクリート輸送管（先行輸送管３）の吐出口の奥側に吐出口が配設されたコンクリート輸送管（後行輸送管４）に順次切り替えながら、長尺空間２にコンクリートＣを打設する。

前記実施形態では、先行圧力センサ５の計測値と後行圧力センサ６の計測値とが同程度になった時点でコンクリートＣを打ち込むコンクリート輸送管を切り替えるものとしたが、コンクリート輸送管を切り替えるタイミングはこれに限定されるものではない。例えば、先行圧力センサ５により検知した圧力と後行圧力センサ６によって検知した圧力との差が所定の値（例えば、２０〜６０Ｐａの範囲内）になった時点で後行打設作業を開始してもよい。また、先行圧力センサ５の有無または先行圧力センサ５の計測値に関わらず、後行圧力センサ６によって検知した圧力の変化に基づいて後行打設作業を開始するタイミングを判定してもよい。すなわち、後行圧力センサ６に圧力を感知した段階や、後行圧力センサ６によって検知した圧力が所定値（例えば、１５０Ｐａ）に到達した段階で、先行打設作業から後行打設作業に切り替えてもよい。

１ 鋼製エレメント
２ 長尺空間
３ 先行輸送管
４ 後行輸送管
５ 先行圧力センサ
６ 後行圧力センサ
７ 遮蔽部材
Ｃ コンクリート
Ｐ コンクリートポンプ
Ｔ トンネル

Claims (3)

1. 先行輸送管により圧送されたコンクリートを打ち込む先行打設作業と、
   後行輸送管により圧送されたコンクリートを打ち込む後行打設作業と、を備えるコンクリート打設方法であって、
   前記先行輸送管の吐出口と前記後行輸送管の吐出口とが離間しており、
   前記先行打設作業において、前記後行輸送管の吐出口の近傍に配設された後行圧力センサによって検知した圧力の変化に基づいて前記後行打設作業を開始するタイミングを判定することを特徴とする、コンクリート打設方法。
2. 前記先行輸送管の吐出口近傍に先行圧力センサが配設されており、
   前記先行圧力センサにより検知した圧力と前記後行圧力センサによって検知した圧力との差が一定値になった時点で前記後行打設作業を開始することを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート打設方法。
3. 前記後行圧力センサが、前記後行輸送管の吐出口よりも高い位置に配置されていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコンクリート打設方法。

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