JP2019073892A - トンネル二次覆工コンクリートの打設工法および打設装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、配管の切替えの手間と清掃の手間をなるべく少なくし、天端吹上げ口からの打設量も減らすことが出来、かつコンクリートの品質を確保すべく材料分離を発生させないようにコンクリートを長距離流動させないでコンクリートの打設を行えるトンネル二次覆工コンクリートの打設工法および打設装置を提供する。【解決手段】スライドセントルに設けられた検査窓からコンクリートを前記スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置まで打設する工程と、スライドセントルの天端検査窓から打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能にした打設配管をスライドセントルと防水シートの間に挿入し、前記天端検査窓が設けられた位置の高さまでコンクリートを打設する工程と、コンクリートの打設口を天端吹上げ口に切替えて、該天端吹上げ口からコンクリートを打設する工程とを有することを特徴とする。【選択図】 図1

Description

本発明は、トンネル二次覆工コンクリートの打設工法および打設装置に関するものである。
覆工コンクリートの肩部から天端にかけての打設において、天端吹上げ口から打設するコンクリートの量を減らし、材料分離の原因となるコンクリート横流しのリスクを低減するため、回動可能な潜望鏡型配管によって左右両側肩部吹上げ口からのコンクリート打設に必要な配管切替え回数を減らして天端検査窓から左右両側肩部のコンクリートを打設できるトンネル二次覆工コンクリートの打設工法および打設装置を発明したものである。

従来、例えば、山岳トンネルの覆工コンクリート施工においては、いわゆるスライドセントル（トンネル用型枠）が利用され、図６に示すようにコンクリートが打設される。

コンクリートはスライドセントルに設けられた検査窓から左右対称となるように順番に打込まれ、最終的にはすべての検査窓が閉められ、スライドセントルの天端部に設けられた天端吹上げ口からコンクリートが圧入されて、スライドセントルと防水シートの間に充填される。

天端吹上げ口は一般的に既設コンクリート側の天端部の検査窓に設けられており、その吹上げ口から妻部側へ流動させるため、図７に示すように、前記吹上げ口から離れている妻部側ではコンクリートの流動距離が長くなる。このとき、粗骨材（砕石）とモルタル分では流れやすさが異なるため、前記の天端吹上げ口から近い場所には粗骨材が集中し、離れた場所には粗骨材が少なくなるという材料分離が発生する可能性が多々ある。

そして、天端部にコンクリートが充填されてくると、前記天端吹上げ口より打設するコンクリート全容を検査窓や妻部側から視認することが難しく、その量が大きいほど、コンクリートの充填性を確実にすることが困難となる。
よって、コンクリートの品質を確保するうえで、コンクリートを長距離流動させないことが重要な課題なのである。

この課題を解決する方法として、図８に示すように、吹上げ口を肩部に増設する方法（特開２００８―８８６９１号公報参照）が知られている。この方法は、天端吹上げ口から打設する前に、なるべく高い位置まで肩部吹上げ口から打設することで、天端吹上げ口から圧入、打設する量を減らすことができるとするものである。

しかし、前記の特開２００８―８８６９１号公報に示された方法の場合、配管の切替えと清掃の手間が増えてしまうという課題があった。特に、配管の切替え作業はスライドセントルの狭隘な空間で行われるため苦渋作業となるからである。
また、図８のように肩部吹上げ口より上に圧入する際は、天端吹上げ口から圧入するよりもさらに圧力を上げないと圧入できないという課題がある。

そこで、前記課題の解決のために、手間をかけずに天端吹上げ口からの打設量を減らことが出来、かつコンクリートの品質を確保すべく材料分離を発生させないようにコンクリートを長距離流動させないでコンクリートの打設を行える方法が要請されていた。

特開２００８−８８６９１号公報

かくして、本発明は前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、配管の切替えの手間と清掃の手間をなるべく少なくし、天端吹上げ口からの打設量も減らすことが出来、かつコンクリートの品質を確保すべく材料分離を発生させないようにコンクリートを長距離流動させないでコンクリートの打設を行えるトンネル二次覆工コンクリートの打設工法および打設装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、
スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設工法であり、
前記スライドセントルに設けられた検査窓からコンクリートを前記スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置まで打設する工程と、
スライドセントルの天端検査窓から打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能にした打設配管をスライドセントルと防水シートの間に挿入し、前記打設配管から前記天端検査窓が設けられた位置の高さまでコンクリートを打設する工程と、
コンクリートの打設口を、スライドセントルの既設コンクリート側に設けられた天端吹上げ口に切替えて、該天端吹上げ口からコンクリートを打設する工程と、を有する、
ことを特徴とし、
または、
スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設工法であり、
前記スライドセントルに設けられた複数の検査窓からコンクリートを前記スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置まで左右対称高さになるよう順番に前記複数の検査窓から打設する工程と、
スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置までコンクリートが打設された後、スライドセントルの天端検査窓から打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能にした打設配管をスライドセントルと防水シートの間に挿入し、前記打設配管から前記天端検査窓が設けられた位置の高さまで前記打設配管を回動させてコンクリートを打設する工程と、
前記天端検査窓が設けられた位置の高さまでコンクリートが打設された後、コンクリートの打設口を、スライドセントルの既設コンクリート側に設けられた天端吹上げ口に切替え、該天端吹上げ口からコンクリートを残余空間内に打設する工程と、を有する、
ことを特徴とし、
または、
スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設装置であり、
スライドセントルの天端検査窓からスライドセントルと防水シートの間に挿入される、打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能とされた打設配管と、
前記打設配管を水平方向に回動する回動装置と、を有する、
ことを特徴とし、
または、
スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設装置であり、
スライドセントルの天端検査窓からスライドセントルと防水シートの間に挿入される、打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能とされた打設配管と、
前記打設配管を水平方向に回動する回動装置と、
前記打設配管をスライドセントルの軸方向に向かってスライド移動させるスライド移動装置と、を有する、
ことを特徴とし、
または、
前記打設配管が挿入される天端検査窓は、スライドセントルの軸方向に向かってスリット状の連続した開口として形成された、
ことを特徴とするものである。

天端検査窓から潜望鏡型打設配管により打設を行うことで、天端吹上げ口から打設する前にコンクリートを天端検査窓の際まで左右対称かつ水平に打設することが可能であり、天端吹上げ口からの打設量を少なくすることができる。

また、左右両側肩部吹上げ口におけるコンクリート打設に要する配管切替え回数を減らすことで作業の省力化が図られるとともに、配管の切替えロスをなくすことでコールドジョイントの発生リスクも低減できる特長を有する。

そして、回動装置による潜望鏡型打設配管の回転機能を発揮させることで、左右均等打設を確実に行うことができる。

さらに、自動配管切替装置と組み合わせることで、打設する天端検査窓を手際よく切替えることが可能であり、従来と比べ大幅な省力化が可能である。
なお、図５に示すように大型窓等の縦断方向に連続した開口１２を用意することができれば、コンクリート４を打設しながら自動でセントル型枠天端部のトンネル軸方向の打設位置を変えることが可能となり、さらに省力化することができる。

本発明の打設工法を説明する説明図である。 本発明による打設装置の構成を説明する構成説明図である。 本発明による打設状態を説明する説明図である。 本発明による打設装置の使用状態を説明する説明図（１）である。 本発明による打設装置の使用状態を説明する説明図（２）である。 従来の打設工法を説明する説明図（１）である。 従来の打設工法を説明する説明図（２）である。 従来の打設工法を説明する説明図（３）である。

本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

始めに従来の工程について説明をしておく。
図６は従来におけるトンネル二次覆工コンクリートの打設工程を示したものである。

図６において符号１はトンネル用型枠であるスライドセントルを示す。該スライドセントル１はトンネルの断面形状に合わせて略蒲鉾形のアーチ状に構成されており、このスライドセントル１の型枠の側面には図から理解されるように複数の検査窓２が、前記スライドセントル１側面の横方向、縦方向に間隔をあけて設けられている。検査窓２からコンクリート配管３を突き出し、コンクリート４を打設する。

また、検査窓２から例えば目視などでスライドセントル１と防水シート１４の間におけるコンクリート４の打設状況が確認されるものとなる。また、符号５はスライドセントル１の既設コンクリート６側の天端検査窓７に設けられた天端吹上げ口であり、該天端吹上げ口５からコンクリート４が打設され、残余空間内にコンクリート４が充填されて、コンクリート打設は終了するものとなる。

ここで、天端吹上げ口５は、前記したように、７個ある天端検査窓７のうち、既設コンクリート６に最も近い位置にある天端検査窓７に設置される。そして、該天端吹上げ口５からコンクリート４をスライドセントル１と防水シート１４の間に吹上げ、内部にエアーを残さないようにしてコンクリート４の打設作業を行う。

すなわち、スライドセントル１の既設コンクリート６側の端部から、スライドセントル１の妻部１５側にエアーを押し出しながらコンクリートを充填していく。この様に、天端吹上げ口５はエアー押し出しのため、既設コンクリート６側に設置されるものである。

また、符号７はスライドセントル１の軸方向中央の天端部に設けられた天端検査窓であり、本発明ではこの天端検査窓７のいくつかに潜望鏡型打設配管８を挿入して使用するものとなる。

従来は、コンクリート打設の最終工程において、前記天端吹上げ口５から肩部と天端部のコンクリートを妻部１５側まで打設していたが、この場合、どうしてもコンクリートを長距離流動させなければならず、また前記天端吹上げ口５からの打設量も減らすことが出来なかったのである。
よって、前述したように、コンクリートの材料分離を発生させる可能性があった。本発明はかかる課題を解決したものである。

図１に本発明によるトンネル二次覆工コンクリートの打設工程を説明する。
図１のステップ１に示すように、スライドセントル１の側面に形成されたスライドセントル１下側に設けられた複数の検査窓２からアーチ状をなすスライドセントル１の左右側面において左右対称になるよう、左右同等にコンクリート４を打設していく。
この打設工程は、スライドセントル１の肩部近傍位置（図１のステップ２における一番高い位置にある検査窓２の位置）まで行われる。

尚、従来、スライドセントル１の肩部近傍位置（図６のステップ２における一番高い位置にある検査窓２の位置）まで打設する場合、図８に示すように、既設コンクリート側にある一番高い位置にある検査窓２のいくつかを肩部吹き上げ口１３とし、この肩部吹き上げ口１３にコンクリート配管３を挿入してコンクリートを打設し、スライドセントル１の肩部近傍位置（図６のステップ２における一番高い位置にある検査窓２の位置）まで打設する場合があることをすでに述べた。

すなわち、従来の打設工程では、コンクリート配管３が接続された肩部吹上げ口１３を利用して天端検査窓７の高さまでコンクリート４を圧入打設していたのである（図８参照）。

しかしながら、従来は図８に示すように肩部吹上げ口１３を設けてそこから上側に向かってコンクリートを圧入しても、最終工程では、天端吹上げ口５からコンクリート４を打設しなければならなかったのである。

しかして、本発明ではスライドセントル１の肩部近傍位置まで左右対称に、左右同等に充填した後、本発明の異なる工程が採用される。すなわち、図１ステップ３に示すとおり、スライドセントル１の天端部に設けられた天端検査窓７に潜望鏡型打設配管８を挿入して使用するのである。

潜望鏡型打設配管８は、図２および図３等に示すとおり、トンネル内側からスライドセントル１に設けた天端検査窓７までを鉛直上向きの配管とし、スライドセントル１と防水シート１４の間の空間で略９０度屈曲して水平方向にコンクリート打設を行えるようにした従来例で示す肩部吹上げ口１３より高位置のコンクリート打設用の配管であり、その形状から潜望鏡型打設配管と名付けたものである。

潜望鏡型打設配管８は、天端検査窓７からコンクリートを打設する際に配管先の開口部で水平方向にコンクリートを流動させることをねらったものであり、肩部吹上げ口１３におけるコンクリート配管３を利用して天端検査窓７の高さ位置までコンクリートを打設する場合に比較して、低圧力でもコンクリートを打設することができる利点を有する。

ここで、本発明では前記複数の天端検査窓７のうち、いくつか、あるいは全部の天端検査窓７に潜望鏡型打設配管８を挿入して使用されるものとなる。

図１から理解されるように、前記７個ある天端検査窓７のうち、既設コンクリート６に近い位置にある天端検査窓７は、天端吹上げ口５として使用されている。そして、天端吹上げ口５となっていない天端検査窓７に、たとえば略９０度略潜望鏡のように屈曲する潜望鏡型打設配管８を挿入する。

この略９０度略潜望鏡のように屈曲する潜望鏡型打設配管８は、水平方向に３６０度回動可能にした回動装置９に連結打設配管１０を介して接続されている（図２参照）。

よって、まず、前記潜望鏡型打設配管８を挿入する天端検査窓７の真下まで前記回動装置９を移動させる。そして、前記潜望鏡型打設配管８と回動装置９を連結打設配管１０により連結する。

ここで、図４は自動配管切替装置１１を示したものであり、この自動配管切替装置１１により回動装置９は連結打設配管１０を一旦切り離すことで簡単に移動することが出来るものとなっている。ここでこの移動機構についての自動配管切替装置１１の構成については何ら限定がないが、スムーズに回動装置９がスライドセントル１の軸方向へ移動できる構成であればよい。例えば、スライドセントル１の軸方向に延びるレールを形成し、そのレール上に回動装置９が載置して移動できる構造でも構わない。

上記のようにセットした後、スライドセントル１と防水シート１４の間に前記潜望鏡型打設配管８からコンクリート４を打設する。
前記潜望鏡型打設配管８は、前述の様に略９０度ほど屈曲しており、また水平方向に３６０度回動可能に動作する。従って、回動装置９により潜望鏡型打設配管８を水平方向に３６０度回動させながらコンクリート４を打設していく。

そして、この潜望鏡型の潜望鏡型打設配管８からのコンクリート４の打設は、天端検査窓７の設置高さまで行われる（図３参照）。
さらに、次の天端検査窓７、例えばスライドセントル１の軸方向略中央位置に設けられた天端検査窓検査７に潜望鏡型打設配管８を挿入し、この天端検査窓７から前記と同様にコンクリート４を打設していくのである。
そして、妻部１５側に設けられた天端検査窓７からも前記と同様にコンクリート４の打設を行う。

そして、この天端検査窓７の設置高さまでのコンクリート打設が終了した後、最後の打設工程として、図１ステップ４に示すとおり既設コンクリート６側に設置された天端吹上げ口５よりコンクリート４を吹上げ打設し、残余空間内のコンクリート打設を完了させるのである。

係る工程であれば、従来のように、既設コンクリート側に設けられた一箇所の天端吹上げ口５から妻部１５側までコンクリート４を長距離移動させて打設する量を減らせるため、コンクリート材料の分離のリスクを低減することが可能である。

また、特に肩部近傍位置から天端検査窓７の高さ位置までの左右両側からのコンクリート打設を天端検査窓７からの回動装置９および潜望鏡型打設配管８でのコンクリート打設とすることにより、配管切替え回数が減るので省力化ができ、配管の切替えロスをなくすことでコールドジョイント発生リスクも低減できるという特長を有する。
さらに、潜望鏡型打設配管８は回動装置９による回転機能を発揮させることで、左右均等打設を確実に行うことが可能である。

しかして、その後、スライドセントル１は次のコンクリート打設位置まで移動され、次のスライドセントル１と防水シート１４の間でのコンクリート打設が行われる。

尚、図５に示すように、スライドセントル１の天端部に大型窓等の縦断方向、すなわちスライドセントル１も軸方向に連続して長孔となった連続した開口１２を用意することができれば、コンクリート４を打設しながら自動でスライドセントル１の天端部においてトンネル軸方向の打設位置を自在に変えることが可能となり、さらにコンクリート打設作業を省力化することが出来る。

１ スライドセントル
２ 検査窓
３ コンクリート配管
４ コンクリート
５ 天端吹上げ口
６ 既設コンクリート
７ 天端検査窓
８ 潜望鏡型打設配管
９ 回動装置
１０ 連結打設配管
１１ 自動配管切替装置
１２ 連続した開口
１３ 肩部吹上げ口
１４ 防水シート
１５ 妻部

Claims (5)

1. スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設工法であり、
   前記スライドセントルに設けられた検査窓からコンクリートを前記スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置まで打設する工程と、
   スライドセントルの天端検査窓から打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能にした打設配管をスライドセントルと防水シートの間に挿入し、前記打設配管から前記天端検査窓が設けられた位置の高さまでコンクリートを打設する工程と、
   コンクリートの打設口を、スライドセントルの既設コンクリート側に設けられた天端吹上げ口に切替えて、該天端吹上げ口からコンクリートを打設する工程と、を有する、
   ことを特徴とするトンネルの二次覆工コンクリート打設工法。
   
2. スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設工法であり、
   前記スライドセントルに設けられた複数の検査窓からコンクリートを前記スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置まで左右対称高さになるよう順番に前記複数の検査窓から打設する工程と、
   スライドセントルと防水シートの間の肩部近傍位置までコンクリートが打設された後、スライドセントルの天端検査窓から打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能にした打設配管をスライドセントルと防水シートの間に挿入し、前記打設配管から前記天端検査窓が設けられた位置の高さまで前記打設配管を回動させてコンクリートを打設する工程と、
   前記天端検査窓が設けられた位置の高さまでコンクリートが打設された後、コンクリートの打設口を、スライドセントルの既設コンクリート側に設けられた天端吹上げ口に切替え、該天端吹上げ口からコンクリートを残余空間内に打設する工程と、を有する、
   ことを特徴とするトンネルの二次覆工コンクリート打設工法。
   
3. スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設装置であり、
   スライドセントルの天端検査窓からスライドセントルと防水シートの間に挿入される、打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能とされた打設配管と、
   前記打設配管を水平方向に回動する回動装置と、を有する、
   ことを特徴とする二次覆工コンクリート打設装置。
   
4. スライドセントルと防水シートの間にコンクリートを打設しトンネルを施工するトンネルの二次覆工コンクリート打設装置であり、
   スライドセントルの天端検査窓からスライドセントルと防水シートの間に挿入される、打設配管が略潜望鏡状に屈曲し、水平方向に回動可能とされた打設配管と、
   前記打設配管を水平方向に回動する回動装置と、
   前記打設配管をスライドセントルの軸方向に向かってスライド移動させるスライド移動装置と、を有する、
   ことを特徴とする二次覆工コンクリート打設装置。
   
5. 前記打設配管が挿入される天端検査窓は、スライドセントルの軸方向に向かってスリット状の連続した開口として形成された、
   ことを特徴とする請求項４記載の二次覆工コンクリート打設装置。
   

Images