JP2019085783A - 養生型枠構造およびトンネル覆工体の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透水型枠による養生期間の経過を待たずに、他の工区におけるコンクリート打設作業を開始することが可能な養生型枠構造およびトンネル覆工体の施工方法を提案する。【解決手段】コンクリートＣの表面に添設された透水型枠３と、透水型枠３を固定する型枠支保材８と、透水型枠３に養生水を供給する養生水供給手段９とを備える養生型枠構造７であって、型枠支保材８は、養生水供給手段９に反力をとって透水型枠３をコンクリートＣの表面に押し付けている。【選択図】図４

Description

本発明は、養生型枠構造およびトンネル覆工体の施工方法に関する。

水中養生を行うとコンクリートの強度、緻密性、ひび割れ抵抗性、耐久性が高まることが知られている。そのため、コンクリートの養生に際しては乾燥を防ぎ、水中養生に近い環境を作ることが可能な養生方法を採用することが好ましい。
このような養生方法としては、例えば、脱型後のコンクリートの表面に散水する方法がある。ところが、散水養生は、コンクリートの上面等の水平面については水中養生に近い環境を作ることができるものの、側面（鉛直面や斜面など）に対しては、ムラなく均一に保水を行うのに手間がかかる。
そのため、特許文献１には、型枠本体と、型枠本体の内側面を覆う保水部とを備える養生型枠を使用した養生方法が開示されている。この養生方法は、養生型枠内にコンクリートを打設してコンクリートに所定の強度が発現した後、保水部に水を供給し、水中養生に近い環境でコンクリートを養生するというものである。
また、特許文献２には、コンクリートに所定の強度が発現した後、型枠の支保部材を一旦緩めてコンクリートとせき板との間に保水マットを挟み込み、この保水マットに水を供給する養生方法が開示されている。なお、特許文献２の養生方法では、コンクリートに埋め込まれた治具により型枠（せき板）を固定している。

特開２０１０−１６３７８５号公報 特開２０１４−１８１５２４号公報

前記従来の養生方法では、コンクリート打設時に使用した支保部材を残置させた状態で養生を行う必要ある。そのため、トンネル覆工のように、型枠（スライドセントル等）を順次移動させて、連続してコンクリートを打設する場合には、養生が終了するまで、型枠（支保部材）を移動させることができず、工期短縮化の妨げとなっていた。また、特許文献２の治具は、トンネル覆工体の施工には採用することができないという問題がある。
このような観点から、本発明は、養生期間の経過を待たずに、他の工区におけるコンクリート打設作業を開始することが可能な養生型枠構造およびトンネル覆工体の施工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、本発明の養生型枠構造は、コンクリートの表面に添設された透水型枠と、前記透水型枠を固定する型枠支保材と、前記透水型枠に養生水を供給する養生水供給手段とを備えるものであって、前記型枠支保材は前記養生水供給手段に反力をとって前記透水型枠を前記コンクリートの表面に押し付けていることを特徴とする。
なお、前記養生水供給手段が、前記養生水を貯留する貯水槽と、前記貯水槽が上載された水槽用架台とを備えている場合には、前記透水型枠と水槽用架台との間に前記型枠支保材を介設すればよい。
また、前記透水型枠は、せき板と、前記せき板のコンクリート側に積層された保水層とを備えているのが望ましい。
かかる養生型枠構造によれば、透水型枠が養生水供給手段（貯水槽）の重量によって固定されているため、コンクリート打設時に使用した支保構造を養生期間中に使用する必要がない。そのため、支保構造を転用することで、養生期間中に他の工区の施工を開始することが可能となり、ひいては、工期短縮化を図ることができる。

また、本発明のトンネル覆工体の施工方法は、スライドセントルによって支持された透水型枠を掘削孔内に据え付ける型枠組立工程と、前記掘削孔の内壁面と前記透水型枠との間にコンクリートを打設する打設工程と、前記スライドセントルを撤去するとともに、前記透水型枠を支持する型枠支保材を設置する支保材設置工程とを備えていて、前記支保材設置工程では、前記透水型枠に養生水を供給するための養生水供給手段を配設するとともに、前記透水型枠と前記養生水供給手段との間に前記型枠支保材を介設することを特徴とする。
かかるトンネル覆工体の施工方法によれば、透水型枠を残置させた状態でスライドセントルを次の工区に移動させることができる。つまり、本発明によれば、先行工区においてコンクリートの表面に養生水を供給しながら養生を行いつつ、後行工区におけるトンネル覆工体の施工を実施することができる。その結果、トンネル工事の工期の短縮化を図ることができる。

本発明の養生型枠構造およびトンネル覆工体の施工方法によれば、透水型枠による養生期間の経過を待たずに、他の工区におけるコンクリート打設作業を開始することが可能となる。

本発明の実施形態に係る覆工コンクリート用型枠を示す正面図である。 透水型枠の設置状況を示す正面図である。 透水型枠を示す拡大断面図である。 養生型枠構造を示す正面図である。

本実施形態では、スライドセントルを利用してトンネル軸方向に連続するトンネル覆工体を施工する場合において、従来に比べて工期短縮化を図ることを可能としたトンネル覆工体の施工方法と、これに使用する養生型枠構造について説明する。本実施形態のトンネル覆工体の施工方法および養生型枠構造は、先行工区におけるコンクリートの養生と並行して、隣接する後行工区におけるコンクリート打設作業を開始することで、工期短縮化を可能としている。

本実施形態のトンネル覆工体の施工方法は、型枠組立工程と、打設工程と、支保材設置工程と、養生工程とを備えている。
型枠組立工程では、図１に示すように、掘削孔２内にスライドセントル１を据え付ける。スライドセントル１は、トンネル軸方向に沿って移動可能であって、トンネルの覆工コンクリートを連続的に打設することを可能にしている。なお、本実施形態では、掘削孔２の孔壁（内面）に吹付けコンクリート２１が吹付けられている。スライドセントル１は、掘削孔２の孔壁（本実施形態では吹付けコンクリート２１）の表面から所定の間隔（トンネル覆工体に必要な厚さ）を確保した状態で据え付ける。なお、吹付けコンクリート２１は、地山状況に応じて省略してもよい。
本実施形態のスライドセントル１は、上部フォーム１１と、側壁フォーム１２と、下部フォーム１３とを備えている。上部フォーム１１は、トンネルの天端部分に配設される。側壁フォーム１２は、トンネル側壁部分に配設される。側壁フォーム１２の上端は、上部フォーム１１の端部に接続されている。下部フォーム１３は、側壁フォーム１２の下端に接続されていて、トンネル側壁の脚部に配設される。
上部フォーム１１、側壁フォーム１２および下部フォーム１３の内空側（トンネルの中心側）には、支持部材１４が配設されている。支持部材１４は、上部フォーム１１、側壁フォーム１２および下部フォーム１３を支持する部材であって、形鋼等を適宜組み合わせることにより門型に形成された枠組み構造体である。支持部材１４は、下端に車輪１５を備えていて、トンネル軸方向に沿って敷設されたレール上を走行する。つまり、スライドセントル１は、所定箇所に移動可能である。なお、支持部材１４の走行手段は限定されるものではない。
支持部材１４は、上部フォーム１１、側壁フォーム１２および下部フォーム１３をトンネル径方向に進退可能あるいはトンネル軸方向に平行な回転軸まわりに回転可能に支持している。すなわち、スライドセントル１は、脱型時（移動時）に縮径が可能である。また、支持部材１４は作業足場１６を備えている。作業足場１６は、コンクリート打設時の作業員の足場や資材機器等の仮置場として機能する。なお、作業足場１６の配置等は限定されるものではない。

本実施形態の下部フォーム１３の外面（孔壁側の面）は、図２に示すように側壁フォーム１２の外面よりもトンネル中心側に位置している。すなわち、側壁フォーム１２と下部フォーム１３との間には段差が形成されている。本実施形態では、側壁フォーム１２と下部フォーム１３との段差部分に透水型枠３が設けられている。すなわち、透水型枠３は、スライドセントル１によって支持された状態で、コンクリートＣの表面に添設されるように設けられている。透水型枠３の外面は、側壁フォーム１２の外面と面一になっている。

透水型枠３は、せき板４と、せき板４のコンクリートＣ側に積層された保水層５と、保水層５のコンクリートＣ側に積層された透水シート６とを備えている。なお、透水型枠３の構成は限定されるものではない。
せき板４は、木製の板材により形成されている。せき板４は、透水型枠３を支持する際の力を分散させる。なお、せき板４を構成する材料は木材に限定されるものではない。また、せき板４は、必要に応じて設ければよく、保水層５が十分な耐力を有している場合には省略してもよい。

保水層５は、水分を保留することが可能に構成された板材により形成されている。本実施形態の保水層５は、図３に示すように、芯材５１と、この芯材５１の両面にそれぞれ積層された面材５２，５２とを備えている。なお、保水層５を構成する材料は、保水可能な板状部材であれば限定されるものではない。
芯材５１は、複数の中空凸部５３，５３，…が形成された２枚の熱可塑性樹脂シート５４，５４を互いの中空凸部５３同士を突き合わせた状態で熱融着して形成されている。
熱可塑性樹脂シート５４，５４の中空凸部５３，５３，…は、円錐台状であり、同一の寸法を有している。複数の中空凸部５３，５３，…は、熱可塑性樹脂シート５４の一方の面に規則的かつ千鳥状に間隔をあけて配設されていて、芯材５１の内部には連続した内部空間５５形成されている。なお、中空凸部５３の形状は円錐台状に限定されるものではなく、例えば角錐台状や円柱状であってもよい。また、中空凸部５３の大きさや配置も限定されない。また、熱可塑性樹脂シート５４を構成する材料は限定されるものではないが、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロック状ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂が、生産性、コスト面、物性、耐低温性、耐熱性等の特性とのバランス等の観点から好ましい。

芯材５１の両面に積層された面材５２，５２は、熱可塑性樹脂により構成された板材またはシート（熱可塑性樹脂シート）からなる。面材５２の材質は限定されるものではないが、芯材５１との相溶性があり熱融着が可能であること、コスト面、物性、耐低温性、耐熱性等の特性とのバランス等に優れる等の観点から、例えば、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロック状ポリプロピレン等のポリプロピレン系樹脂が好ましい。

保水層５の給水層側の面（外面）には、複数の貫通孔（浸出手段）５６，５６，…が形成されていて、水分（養生水やブリージング水等）の流出入が可能に構成されている。貫通孔５６は、面材５２と芯材５１に形成されていて、いくつかの貫通孔５６は、内部空間５５に至る。そのため、保水層５の内部空間５５に水を通水した際には、貫通孔５６から水が流出して、透水シート６を介してコンクリートＣの表面に供給される。貫通孔５６の大きさは限定されるものではないが、モルタル分や細骨材等により目詰まりしないように、直径１ｍｍ以上とすることが好ましい。また、貫通孔５６の配置も限定されるものではないが、本実施形態では、貫通孔５６同士の間隔（隣り合う貫通孔５６，５６の間の距離）を１０ｍｍ以上とする。

透水シート６は、図２に示すように、コンクリートＣとの当接面に配設されており、コンクリートＣの打設後に発生する余剰水（ブリージング水を含む）を吸収するとともに、コンクリートＣの養生時にコンクリートＣの表面に水分（養生水）を供給する。
本実施形態の透水シート６は、不織布である。なお、透水シート６を構成する材料は、透水性を有したシート材であれば限定されるものではなく、例えば、織布であってもよいし、多数の穴が形成されたビニールシートであってもよい。

打設工程では、図１に示すように、掘削孔２（吹付けコンクリート２１）の内壁面とスライドセントル１（透水型枠３）との間にコンクリートＣを打設する。
コンクリートＣの打設後に発生するブリージング水を含む余剰水は、透水シート６を介して、貫通孔５６，５６，…から透水型枠３の内部空間５５に流出する。内部空間５５内に流出した余剰水は、適宜排水してもよいし、内部空間５５に貯留してもよい。なお、余剰水は、例えば、透水型枠３に予め形成された排水口（図示せず）から排水すればよい。コンクリートＣに所定の強度が発現したら、スライドセントル１を脱型するとともに移動させる。このとき、透水型枠３は、コンクリートＣの表面に残置させておく。

支保材設置工程では、スライドセントル１を撤去する（すなわち、スライドセントル１を移動する）とともに、図４に示すように、透水型枠３を支持する型枠支保材８を設置して、養生型枠構造７を形成する。養生型枠構造７は、コンクリートＣの表面に添設された透水型枠３と、透水型枠３を固定する型枠支保材８と、透水型枠３に養生水を供給する養生水供給手段９とを備えている。
スライドセントル１を撤去したら、養生水供給手段９を配設するとともに、透水型枠３と養生水供給手段９との間に型枠支保材８を介設する。本実施形態の養生水供給手段９は、養生水を貯留する貯水槽９１と、貯水槽９１が上載された水槽用架台９２とを備えている。水槽用架台９２は、路盤上に立設されており、貯水槽９１は水槽用架台９２の上に設置されている。本実施形態では、型枠支保材８を、透水型枠３と水槽用架台９２との間に介設する。なお、水槽用架台９２を設けない場合（すなわち、貯水槽９１を路盤上に直接設置する場合）には、型枠支保材８は、透水型枠３と貯水槽９１との間に介設すればよい。
本実施形態の型枠支保材８は、いわゆる単管パイプとジャッキとを組み合わせることにより伸張可能に構成されている。なお、型枠支保材８を構成する材料は、養生時の透水型枠３を支持することが可能であれば限定されるものではない。
また、本実施形態の水槽用架台９２は、枠組み足場により形成されている。なお、水槽用架台９２の構成は、貯水槽９１を支持することが可能であれば限定されるものではなく、例えば、単管パイプを組み合わせることにより形成してもよい。

養生工程では、養生型枠構造７を利用してコンクリートＣの養生を行う。本実施形態では、透水型枠３の保水層５（内部空間５５）に養生水を供給し、水中養生に近い環境でコンクリートＣに所定の強度が発現するまで養生を行う。養生水は、養生水供給手段９（貯水槽９１）から給水パイプ９３を介して保水層５に供給する。貯水槽９１は、保水層５よりも高い位置に配置されていて、養生水は自然流下させることにより保水層５に供給する。なお、養生水の供給方法は限定されるものではなく、例えば、ポンプ等によって圧送してもよい。また、型枠支保材８は、養生水供給手段９に反力をとって透水型枠３をコンクリートＣの表面に押し付けている。透水型枠３（保水層５）に給水された養生水は、貫通孔５６を介して透水シート６に浸透し、コンクリートＣの表面に供給される。そのため、コンクリートＣは、水中養生に近い環境（保水養生）で養生される。なお、保水層５に余剰水が貯留されている場合には、当該余剰水もコンクリートＣの表面に供給される。
コンクリートＣの養生が終了したら、コンクリートＣの表面から養生型枠構造７（透水型枠３）を撤去するとともに、養生水供給手段を撤去または移動させる。

本実施形態の養生型枠構造７およびトンネル覆工体の施工方法によれば、透水型枠３が養生水供給手段９（貯水槽９１）の重量によって固定されているため、コンクリート打設時に使用した支保構造（スライドセントル１）を養生期間中に使用する必要がない。そのため、スライドセントル１を次工区に移動させた状態で養生することができる。その結果、養生期間中に他の工区の施工（コンクリート打設）を開始することが可能となり、ひいては、工期短縮化を図ることができる。
透水型枠３は、コンクリート打設時から連続して使用するため、養生時に新たに養生型枠構造７を一から形成する必要がなく、施工性に優れている。
養生型枠構造７は、養生時に供給する養生水を貯留する貯水槽９１を主体に構成されているため、別途支保構造を構築する必要がない。貯水槽９１の重量により、透水型枠３を確実に押え付けることができる。また、養生型枠構造７は、枠組み足場や単管パイプ等の一般的に流通している資材を利用しているため、経済的で、かつ、取り扱いやすい。
コンクリートＣの打設後に発生するブリージング水やコンクリートＣの表面（コンクリートＣと型枠との当接面）に生じる気泡を透水型枠３を介して排出することができるため、高品質に施工することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、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。
前記実施形態では、トンネルの施工時について説明したが、養生型枠構造７の採用可能な工事はトンネル施工に限定されるものではなく、あらゆるコンクリート構造物の施工に採用可能である。
前記実施形態では、コンクリート打設時に使用した透水型枠３を残置させた状態で養生型枠構造７を形成する場合について説明したが、養生型枠構造７はコンクリート打設時に使用した型枠を脱型した後に改めて形成してもよい。

１ スライドセントル
２ 掘削孔
３ 透水型枠
４ せき板
５ 保水層
６ 透水シート
７ 養生型枠構造
８ 型枠支保材
９ 養生水供給手段
９１ 貯水槽
９２ 水槽用架台

Claims (4)

1. コンクリートの表面に添設された透水型枠と、
   前記透水型枠を固定する型枠支保材と、
   前記透水型枠に養生水を供給する養生水供給手段と、を備える養生型枠構造であって、
   前記型枠支保材は、前記養生水供給手段に反力をとって前記透水型枠を前記コンクリートの表面に押し付けていることを特徴とする、養生型枠構造。
2. 前記養生水供給手段が、前記養生水を貯留する貯水槽と、前記貯水槽が上載された水槽用架台と、を備えており、
   前記型枠支保材が、前記透水型枠と前記水槽用架台との間に介設されていることを特徴とする、請求項１に記載の養生型枠構造。
3. 前記透水型枠が、せき板と、前記せき板のコンクリート側に積層された保水層と、を備えていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の養生型枠構造。
4. スライドセントルによって支持された透水型枠を掘削孔内に据え付ける型枠組立工程と、
   前記掘削孔の内壁面と前記透水型枠との間にコンクリートを打設する打設工程と、
   前記スライドセントルを撤去するとともに、前記透水型枠を支持する型枠支保材を設置する支保材設置工程と、を備えるトンネル覆工体の施工方法であって、
   前記支保材設置工程では、前記透水型枠に養生水を供給するための養生水供給手段を配設するとともに、前記透水型枠と前記養生水供給手段との間に前記型枠支保材を介設することを特徴とする、トンネル覆工体の施工方法。

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