JP2020105781A

JP2020105781A - 裏込めモルタル施工方法

Info

Publication number: JP2020105781A
Application number: JP2018244856A
Authority: JP
Inventors: 辻　八郎; Hachiro Tsuji; 八郎辻
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-09

Abstract

【課題】掘削が一時中断される場合にも孔壁面を保護することができ、かつ工事終了後には型枠等の構造物を回収することができる裏込めモルタル施工方法を提供すること。【解決手段】円筒型枠２０の貫通孔２５に、内側から挿入管部３１を備えた先端ノズル３０を設置する。続いて、挿入管部３１を介して、立坑の孔壁面Ｔａと円筒型枠２０の外面２０ａとの間に裏込めモルタルＭａを注入する。裏込めモルタルＭａが半乾き状態となった段階で、挿入管部３１を回転させながら先端ノズル３０を円筒型枠２０から離脱させると、裏込めモルタルＭａと挿入管部３１の内部の残留モルタルＭｂとが分離する。これにより、新たに掘削が進めば円筒型枠２０を下方に移動させて新たな裏込めモルタルＭａの施工ができるし、立坑構築完了後に円筒型枠２０を上方に移動させて回収することもできる。【選択図】図５

Description

本発明は、裏込めモルタル施工方法に関する。

立坑内にライナープレートを組み合わせた円筒構造体を設置し、立坑の内周壁と円筒構造体の外周壁との間にモルタルを充填することにより、立坑の内周壁が崩落するのを防ぐ技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２６６９９２号公報

ここで、立坑の掘削現場によっては、モルタルだけで十分に立坑の内周壁が崩落するのを防ぐことができる。この場合、上記従来の技術では、円筒構造体をモルタルと一体化してしまうことから、円筒構造体を回収することができず、コスト高になる。

また、鉄道近辺での杭打ち作業のための立坑形成のような場合、作業時間が終電から始電までの短時間しかないため、掘削深さは一日について数十ｃｍ程度にとどまることもある。その一方で、日中の列車走行に伴う振動から壁面崩落を守る必要がある。このような要請の中、上記従来の技術にあるように、円筒構造体を完全に設置してからモルタルを充填することは振動対策として不十分である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、掘削が一時中断される場合にも孔壁面を保護することができ、かつ工事終了後には型枠等の構造物を回収することができる裏込めモルタル施工方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、掘削立坑の孔壁面と、そこから所定間隔をおいて設置された円筒型枠との間に裏込めモルタルを施工する裏込めモルタル施工方法であって、
前記円筒型枠の板厚方向に前記円筒型枠の内外へ貫通するようにして形成された貫通孔に、裏込めモルタルを吐出する吐出部を設置する第１工程と、
前記円筒型枠の内周側から前記吐出部を介して、前記孔壁面と前記円筒型枠との間に裏込めモルタルを注入する第２工程と、
前記裏込めモルタルの流動性がなくなった後、かつ前記裏込めモルタルが固化する前段階である半乾き状態となった段階で、前記吐出部を回転させながら前記円筒型枠の内周側へ離脱させることにより、前記裏込めモルタルと前記吐出部の内部に残留している残留モルタルとを分離させる第３工程と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、吐出部を裏込めモルタルの半乾き状態で回転させることにより、裏込めモルタルと残留モルタルとを分離させることができ、裏込めモルタルが固化した後に残留モルタルが邪魔になることなく、円筒型枠を移動させることができる。その結果、掘削が進むにつれ、円筒型枠を順次降下させながら裏込めモルタルを施工することができ、掘削を頻繁に中断するような状況でも裏込めモルタルが施工済の状態であるため、孔壁面の崩落を防止することができる。また、立坑の完成後には円筒型枠を裏込めモルタルに沿って上方へ移動させて回収することができる。したがって、掘削が一時中断される場合にも孔壁面を保護することができ、かつ工事終了後には円筒型枠等の構造物を回収することができる

円筒型枠と円筒構造体とが連結された連結体を示す斜視図。円筒型枠の断面構造を示す断面図。立抗断面と立坑に設置された連結体の側面とを示す立坑断面図。立坑に設置され、円筒構造体が省略された連結体と立坑の周辺構成とを示す平面図。モルタルの注入から先端ノズルの分離に至る工程を説明する説明図。立坑断面と、円筒構造体が追加された連結体の側面とを示す立坑断面図。立坑断面と、円筒構造体が追加された連結体を下方へ移動させた状態とを示す立坑断面図。先端ノズルの別例を示し、（ａ）は吐出管を断面とした側面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態について図面を参照しながら説明する。

初めに、立坑を掘削した最初の段階で当該立坑に設置される連結体について説明する。連結体１０は、図１に示すように、円筒型枠２０と円筒構造体４０とが上下に連結されて構成されている。円筒型枠２０及び円筒構造体４０はいずれも円筒状をなすように形成され、円筒型枠２０の外周径Ｄ１は円筒構造体４０の外周径Ｄ２よりも若干大きく形成されている。両外周径Ｄ１，Ｄ２の差は、例えば２．７ｍｍ程度である。

円筒型枠２０は、円弧状をなす枠板２１が周方向に沿って複数（例えば、図１の図示では４つ）連結され、全体として円筒状をなすように形成されている。図１では枠板２１同士の連結構成の図示が省略されているが、枠板２１同士は、例えばボルト及びナットを用いるなど、適宜の方法で連結されている。各枠板２１は、軸方向（上下方向）よりも周（円弧）方向に長く、円弧の内外から見ると矩形状をなすように形成されている。各枠板２１の外面は、表面に段差等のない平滑面となっている。

各枠板２１の上下両端部には、それぞれの円弧方向全域にわたって補強部材２２，２３が設けられている。図２に示すように、補強部材２２，２３は断面Ｌ字状をなし、枠板２１に沿った円弧状に形成されている。補強部材２２，２３は、取付け片２２ａ，２３ａとフランジ片２２ｂ，２３ｂとを有している。取付け片２２ａ，２３ａが枠板２１の内面上端部に当接し、かつフランジ片２２ｂ，２３ｂが枠板２１の上端面又は下端面ととともに同一平面を形成する状態で、溶接等によって補強部材２２，２３が枠板２１に接合されている。

上下の補強部材２２，２３のうち、上側補強部材２２には連結用部材２４が取り付けられている。連結用部材２４は断面Ｌ字状をなし、上側補強部材２２に沿った円弧状に形成されている。連結用部材２４には取付け片２４ａが設けられており、取付け片２４ａが上側補強部材２２のフランジ片２２ｂの上面に当接した状態で、溶接等によって連結用部材２４が上側補強部材２２に接合されている。

図１及び図２に示すように、円筒型枠２０を構成する各枠板２１には、枠板２１の板厚方向に円筒内外を貫通する貫通孔２５が設けられている。貫通孔２５は、各枠板２１のそれぞれに１つずつ設けられ、枠板２１の周方向の中間部であり、かつ上下方向の略中央部に配置されている。貫通孔２５の内面には、ネジ溝が形成されている。

図２に示すように、各貫通孔２５には、それぞれ、先端ノズル３０が内側から取り付けられる。先端ノズル３０は、裏込めモルタルＭａを圧送するための圧送ホースＨの先端に設けられている。図４は、掘削された立坑（掘削立坑）Ｔ１に設置された状態の円筒型枠２０の平面を示している。図４に示すように、本実施形態では４枚の枠板２１が周方向に連結されることによって円筒型枠２０が形成されているため、４つの先端ノズル３０が周方向に所定間隔を隔てて配置されている。

図２に示すように、先端ノズル３０は、挿入管部３１と、当該挿入管部３１の基端に設けられたバルブ３３とを有している。先端ノズル３０は、圧送ホースＨと着脱可能となっている。なお、圧送ホースＨの他端側は、地上に設置されたモルタル圧送装置（図示略）に接続されている。モルタル圧送装置（図示略）は、例えばポンプ、ミキサー、ホッパー及びコンプレッサ等を有し、裏込めモルタルＭａを圧送ホースＨに送り出すための装置である。

挿入管部３１は、枠板２１の板厚Ｗ１と同じ長さの管長Ｌを有している。後述する図５（ａ）を参照すると、挿入管部３１は先端開口部３２を有している。挿入管部３１の外周面には、貫通孔２５のネジ溝と噛み合うネジ溝が形成されている。そのため、挿入管部３１は枠板２１の内側から貫通孔２５に螺着され、それにより、先端ノズル３０が枠板２１の内側に取り付けられる。枠板２１の内側に先端ノズル３０が取り付けられた状態では、後述する図５（ａ）を参照すると、挿入管部３１の先端面３１ａが円筒型枠２０の外面２０ａと面一となり、その状態で挿入管部３１が貫通孔２５に設置されている。

この取付け状態から先端ノズル３０を取付け時とは反対方向（一般には左方向）に回転させると、挿入管部３１が貫通孔２５から取り外され、それにより先端ノズル３０が枠板２１から離脱する。このように、挿入管部３１を備えた先端ノズル３０は、挿入管部３１を回転させることにより、枠板２１の貫通孔２５に対して着脱自在となっている。なお、先端ノズル３０に裏込めモルタルＭａが供給されると、裏込めモルタルＭａは挿入管部３１を流通しその先端開口部３２から吐出する。そのため、挿入管部３１は吐出部に相当する。

挿入管部３１の基端には、バルブ３３が設けられている。バルブ３３には、切換部としての切換レバー３４が設けられている。切換レバー３４は、上下方向を回転軸として回転可能に設けられ、その回転によって第１位置と第２位置とに切り換えられる。先端ノズル３０が枠板２１の内側に取り付けられた状態において、図２に示すように切換レバー３４が第１位置に切り換えられた場合、圧送ホースＨから圧送された裏込めモルタルＭａはバルブ３３を介して挿入管部３１へ流通し、挿入管部３１の先端開口部３２から裏込めモルタルＭａが流出する。一方、切換レバー３４が第２位置に切り換えられた場合、圧送ホースＨから圧送された裏込めモルタルＭａの流通がバルブ３３の内部で止められ、挿入管部３１へ裏込めモルタルＭａが流通することができなくなる。なお、第１位置は流通可能位置に、第２位置は流通不可能位置にそれぞれ相当する。

図１に戻り、円筒型枠２０を構成する各枠板２１には、上端部において点検口２６が設けられている。点検口２６は、枠板２１ごとに一対ずつ設けられ、枠板２１を外側から見た場合の貫通孔２５を挟んだ両側であって、かつ枠板２１の周方向の両端側に配置されている。図２に示すように、点検口２６は、枠板２１及び上側補強部材２２の取付け片２２ａを、枠板２１及び取付け片２２ａの板厚方向に、円筒内外を貫通するように形成されている。

点検口２６は、ゴム等の樹脂によって形成された封止具３６が円筒内側から圧入されることによって塞がれるようになっている。封止具３６は、頭部３７と、点検口２６に圧入される挿入軸部３８とを有しており、挿入軸部３８の軸方向長さは、枠板２１が有する板厚Ｗ１と上側補強部材２２の取付け片２２ａが有する板厚Ｗ２とを合わせた長さと略同じ長さを有している。そのため、封止具３６の挿入軸部３８が点検口２６に圧入されて点検口２６が塞がれると、挿入軸部３８の先端面３８ａが円筒型枠２０の外面２０ａと面一となる。

再度図１に戻り、円筒型枠２０とともに連結体１０を構成する円筒構造体４０について次に説明する。円筒構造体４０は、複数のライナープレート４１が周方向に沿って複数（例えば、図１の図示では５つ）連結され、全体として円筒状をなすように形成されている。図１ではライナープレート４１同士の連結構成の図示も省略されているが、例えばボルト及びナットを用いるなど、適宜の方法で連結されている。

ライナープレート４１は波形鋼板により形成され、軸方向（上下方向）よりも周（円弧）方向に長く、円弧の内外から見ると矩形状をなしている。ライナープレート４１の波形状は、上下方向に沿って波形となるように形成されている。ライナープレート４１の外側には蓋板４２が取り付けられ、蓋板４２によってライナープレート４１の外側が覆われている。蓋板４２により、ライナープレート４１の外面は表面に段差等のない平滑面となっている。図１に示された蓋板４２は、一つで外側全域を覆っているが、これに代えて、ライナープレート４１同士を周方向の両端部でボルト及びナットを用いて連結する前に取り付けられる先付けのものと、連結した後に、ライナープレート４１の周方向両端部に取り付けられる後付けのものとに分けて取り付けられるようにしもよい。

ライナープレート４１の上端部には、上側補強部材４３が取り付けられている。上側補強部材４３は、円筒構造体４０の周方向全域にわたって設けられている。上側補強部材４３は、ライナープレート４１の上端に設けられた周方向フランジ（図示略）に連結されることによって取り付けられている。また、図２に示すように、ライナープレート４１の下端部には下側補強部材４４が取り付けられている。下側補強部材４４も、円筒構造体４０の周方向全域にわたって設けられている。

上下の各補強部材４３，４４はそれぞれ断面Ｌ字状をなし、上下方向に延びる起立片４３ａ，４４ａを有している。下側補強部材４４は、その起立片４４ａの外面が蓋板４２の外面と面一となるように、ライナープレート４１に対して取り付けられている。

円筒構造体４０を円筒型枠２０の上に連結するときは、外側挿入締結具Ｆを用いて、上側となる円筒構造体４０の下側補強部材４４と、下側となる円筒型枠２０の上端に設けられた連結用部材２４とが連結される。この場合、図２に示すように、両者の起立片４４ａ，２４ｂ同士が前後に重ね合わされた状態となる。下側補強部材４４の起立片４４ａ及び連結用部材２４の起立片２４ｂには、両者が重ね合わされた場合に、外側挿入締結具Ｆを円筒外側から挿入するための連結孔（図示略）が設けられる。なお、外側挿入締結具Ｆは本出願の発明者が発案したものであり、その詳細な構成や効果については、特開２０１７−１０６６１０号公報の記載を参照されたい。

円筒型枠２０の上に円筒構造体４０が連結された状態では、円筒構造体４０の外面（蓋板４２の外面と下側補強部材４４の起立片４４ａの外面とで形成される面）が、円筒型枠２０の外面２０ａから、円筒型枠２０の板厚Ｗ１分だけ内側に奥まって配置されている。そのため、円筒型枠２０の外周径Ｄ１は、円筒型枠２０の板厚Ｗ１分だけ、円筒構造体４０の外周径Ｄ２よりも大きくなっている。

円筒構造体４０は、その上に別の円筒構造体４０を順次組み付けることにより、円筒構造体４０全体の上下方向の長さを延長させることが可能となっている。これにより、掘削を進めて立坑Ｔ１を深くした場合でも、立坑Ｔ１の深さに合わせて円筒構造体４０の上下方向の長さを延長することができる。円筒構造体４０を上下に連結する場合においても、前記外側挿入締結具Ｆを用いて、上側となる円筒構造体４０の下側補強部材４４と、下側となる円筒構造体４０の上側補強部材４３とが連結される。そのため、円筒構造体４０の上下の補強部材４３，４４には、連結時において外側挿入締結具Ｆが挿入される連結孔４５が設けられている。図１には、上側補強部材４３に設けられた連結孔４５が図示されている。

次に、以上の構成を有する連結体１０が立坑Ｔ１に設置された状態について、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３及び図４に示すように、立坑Ｔ１の開口部の周囲には、地面から掘り下げられ、かつ立坑Ｔ１よりも径の大きい平面視円形状に形成された拡張領域Ｔ２が設けられている。拡張領域Ｔ２の内周壁にはモルタルやライナープレートが周方向に連結されてなる円筒壁体（図示略）が設けられ、崩落が防止されている。

拡張領域Ｔ２には、可動支持装置５０が設置されている。可動支持装置５０は、連結体１０に対して追加で連結される円筒構造体４０や、円筒構造体４０が追加で連結された後の連結体１０を支持したり、下降させたりするための装置である。図４に示すように、可動支持装置５０は、円筒構造体４０や連結体１０を支持する支持台５１，５２、支持台５１，５２を上下動させるためのスクリュージャッキ５３、スクリュージャッキ５３を駆動するためのモータ５４等を有して構成されている。

図３に示すように、連結体１０は、クレーンで吊り下げられることによって立坑Ｔ１に設置される。吊り下げ時には、円筒構造体４０の上側補強部材４３に設けられた連結孔４５が、吊り下げワイヤＷを取り付けるための吊り金物（シャックル）の取付け箇所としても利用される。なお、図６に示すように、連結体１０に円筒構造体４０が追加で連結される場合には、当該追加用の円筒構造体４０もクレーンで吊り下げられて、連結体１０の上方に運ばれる。その際にも、円筒構造体４０の連結孔４５が吊り金物の取付け箇所として利用される。

図３に戻り、立坑Ｔ１を掘削し始めたばかりの最初の段階では、立坑Ｔ１の深さは、連結体１０の高さよりも浅く、円筒型枠２０の上端が立坑Ｔ１の上端開口側に配置された状態となっている。そのため、掘削作業を一時中断した後に、連結体１０の下端を立坑Ｔ１の底面に置き、連結体１０が立坑Ｔ１に設置された状態では、連結体１０は円筒型枠２０の上方に突出している。

連結体１０が立坑Ｔ１に設置された状態において、円筒型枠２０の外側には、立坑Ｔ１の孔壁面Ｔａと円筒型枠２０の外面２０ａとの間に、環状をなすモルタル充填空間Ｓ１が形成されている。また、円筒構造体４０の外側には、立坑Ｔ１の孔壁面Ｔａと円筒構造体４０の外面４０ａとの間に、環状をなす構造体外周空間Ｓ２が形成されている。円筒構造体４０は円筒型枠２０よりも外周径Ｄ２が小さいため、その分だけ、構造体外周空間Ｓ２はモルタル充填空間Ｓ１よりも幅広となっている。

なお、立坑Ｔ１に設置された状態の連結体１０においては、図４に示すように、円筒型枠２０の下端部に掘削装置６１及び土砂排出装置６２が取り付けられている。円筒型枠２０には、これら掘削装置６１及び土砂排出装置６２を固定するための支持枠部２７が設けられている。連結体１０が設置された立坑Ｔ１は掘削装置６１によってさらに掘り進められ、その掘削によって発生した土砂は、土砂排出装置６２を用いて地上に排出される。

連結体１０の設置後、立坑Ｔ１の内周壁が崩落するのを防ぐためになされる、立坑Ｔ１の内周壁と円筒型枠２０の外面２０ａとの間への裏込めモルタルＭａの充填は、次の施工手順によって行われる。図５乃至７を参照しつつその施工手順について説明する。なお、裏込めモルタルＭａとしては、４時間〜９時間程度の経過（養生）によって半乾き状態となって流動性がなくなり、２４時間程度の経過（養生）によって固化するものが用いられる。

まず注入準備工程を行う。注入準備工程は、第１工程に相当する。注入準備工程では、円筒型枠２０に設けられた各貫通孔２５に、円筒内側から圧送ホースＨの先端に設けられた先端ノズル３０を取り付ける。この取付けにより、図５（ａ）に示すように、先端ノズル３０の挿入管部３１が貫通孔２５に設置され、その先端面３１ａは円筒型枠２０の外面２０ａと面一となる。この状態で、各貫通孔２５に取り付けられたすべての先端ノズル３０について、バルブ３３が有する切換レバー３４を回転させて第１位置に切り換え、裏込めモルタルＭａの挿入管部３１への流通が可能な状態とする。

続いて注入工程を行う。注入工程は、第２工程に相当する。注入工程では、モルタル圧送装置（図示略）を駆動して圧送ホースＨに裏込めモルタルＭａを送り出す。これにより、圧送ホースＨを通じて各先端ノズル３０に送られた裏込めモルタルＭａが、バルブ３３を介して挿入管部３１に流入し、さらに挿入管部３１の先端開口部３２から、立坑Ｔ１の孔壁面Ｔａと円筒型枠２０の外面２０ａとの間に形成されたモルタル充填空間Ｓ１に、裏込めモルタルＭａとして注入する。

裏込めモルタルＭａの注入により、モルタル充填空間Ｓ１には、立坑Ｔ１の底面側から徐々に裏込めモルタルＭａが周方向行き渡りながら充填され、さらに、充填された裏込めモルタルＭａの上面は徐々に上昇していく。充填された裏込めモルタルＭａの上面が円筒型枠２０の上端部に至るまで充填が進むと、当該上端部に設けられた点検口２６から裏込めモルタルＭａが溢れ出す。これにより、点検口２６に至るまでモルタル充填空間Ｓ１にモルタルが充填されたと判断し、作業者は、漏れ出した点検口２６に封止具３６を圧入して、当該点検口２６を塞ぐ。

充填が順調に進めば、周方向に沿って複数設けられたすべての点検口２６から裏込めモルタルＭａが略同時期に溢れ出す。裏込めモルタルＭａが溢れ出した点検口２６を封止具３６で塞ぐとともに、裏込めモルタルＭａの充填が完了したものと判断して、モルタル圧送装置の駆動を止めて裏込めモルタルＭａの圧送を停止する。なお、一部の点検口２６から裏込めモルタルＭａが溢れ出さない事態が発生した場合、それは、モルタル充填空間Ｓ１への裏込めモルタルＭａの充填に不具合が発生していることを意味する。この場合、裏込めモルタルＭａの圧送を一時的に中断し、不具合を発生させている問題を解決したうえで、裏込めモルタルＭａの注入作業を再開する。

続いて、前養生工程により、充填した裏込めモルタルＭａの養生を行う。ここでは、裏込めモルタルＭａの圧送を停止後、図５（ｂ）に示すように、まずは各先端ノズル３０のバルブ３３が有する切換レバー３４を回転させて第１位置から第２位置に切り換え、裏込めモルタルＭａの挿入管部３１への流通が不可となる状態とする。次いで、すべての先端ノズル３０から圧送ホースＨを取り外し、圧送ホースＨを回収する。この段階では、裏込めモルタルＭａは流動性を有しているが、バルブ３３が第２位置に切り換えられているため、バルブ３３から裏込めモルタルＭａが漏れ出すことが防止されている。そして、この状態のまま、４時間〜９時間程度放置して養生する。

この程度の時間が経過すると、裏込めモルタルＭａは流動性がなくなり、かつ固化する前段階の半乾き状態となっている。この段階で、分離工程を行う。分離工程は、第３工程に相当する。

分離工程では、図５（ｃ）に示すように、作業者が各先端ノズル３０をそれぞれ個別に回転させ、円筒型枠２０からその内側へ離脱させる。先端ノズル３０を回転させると、先端ノズル３０を構成する挿入管部３１、さらに当該挿入管部３１内部に残留している残留モルタルＭｂもともに回転するため、残留モルタルＭｂには回転力が作用する。一方で、裏込めモルタルＭａにはこの回転力は作用せず、固定されたままとなっている。そのため、残留モルタルＭｂの回転により、当該残留モルタルＭｂと裏込めモルタルＭａとの境界部で亀裂が生じ、残留モルタルＭｂが裏込めモルタルＭａから分離される。残留モルタルＭｂの分離によって新たに形成された破断面Ｍｃは、挿入管部３１の先端面３１ａ及び円筒型枠２０の外面２０ａと略面一の状態となる。もっとも、破断面Ｍｃは、実際は図５（ｃ）に図示したような平滑面ではなく、若干の凹凸程度は存在している。

その後、後養生工程により、裏込めモルタルＭａをさらに養生させる。後養生工程の間において、所定の作業開始時刻となれば掘削作業を再び開始し、所定の作業時間内で立坑Ｔ１の掘削を行う。掘削作業中においては、円筒型枠２０の周囲には裏込めモルタルＭａが設けられた状態が維持されており、裏込めモルタルＭａの後養生工程が継続している。後養生工程と並行して掘削作業が行われることにより、図６に示すように、立坑Ｔ１が深くなり、連結体１０の下方に新たに底空間Ｓ３が形成される。なお、図６及び後述の図７では、円筒型枠２０の左右両側にのみ裏込めモルタルＭａが図示されているが、実際には、裏込めモルタルＭａは円筒型枠２０の外周側全域に設けられている。

掘削の作業時間が経過したことにより、当該掘削作業を再び一時中断すると、連結体延長・下降工程を行う。連結体延長・下降工程では、当初、１つの円筒構造体４０を有するのみであった連結体１０に新たな円筒構造体４０を追加し、連結体１０の上下方向の長さを延長する。図示のように、新たな円筒構造体４０をクレーンによって吊り下げながら既存の連結体１０の上方に運び、両者を連結させる。この連結に外側挿入締結具Ｆが用いられることは、前述のとおりである。

次いで、新たな円筒構造体４０が連結された連結体１０を下方へ移動させ、図７に示すように、連結体１０の下端、つまり円筒型枠２０の下端を立坑Ｔ１の新たな底部に置く。これにより、連結体１０を構成する円筒型枠２０も下方へ移動し、新たに形成された底空間Ｓ３に配置される。

ここで、前述した分離工程において、先端ノズル３０の取り外しによって残留モルタルＭｂが裏込めモルタルＭａから分離された状態となっている。そのため、図５（ｃ）に示すように、裏込めモルタルＭａの破断面Ｍｃは、挿入管部３１の先端面３１ａ及び円筒型枠２０の外面２０ａと略面一の状態となり、裏込めモルタルＭａには貫通孔２５内に突出した部分が存在しない。これにより、円筒型枠２０を固化した裏込めモルタルＭａの内壁面に沿って上下に移動させることが可能となっている。また、円筒構造体４０の外周径Ｄ２は、裏込めモルタルＭａの内径よりも小さいため、裏込めモルタルＭａの内側で円筒構造体４０を下方へ移動させることもできる。そのため、連結体１０を円滑に降下させることができる。ここで、円筒型枠２０の外周面と固化した裏込めモルタルＭａとの間には隙間がないため、両者が固着して円筒型枠２０の上下移動を妨げる可能性も考えられる。この対策として、例えば円筒型枠２０の外周面に離型性の高い樹脂層を形成し、裏込めモルタルＭａとの固着を抑制したり、円筒型枠２０の内周側にバイブレータを設置し、裏込めモルタルＭａが固化した段階で円筒型枠２０に振動を付与して裏込めモルタルＭａの固着を解いたりしてもよい。

連結体１０の下降により、円筒型枠２０の周囲に設けられていた裏込めモルタルＭａと円筒型枠２０とは上下にずれた状態となり、円筒構造体４０の周囲に形成される構造体外周空間Ｓ２に裏込めモルタルＭａが設けられる。構造体外周空間Ｓ２は、モルタル充填空間Ｓ１よりも幅広なため、円筒構造体４０と裏込めモルタルＭａの内周壁面との間には、円筒型枠２０の外周径Ｄ１と円筒構造体４０の外周径Ｄ２の差の分だけ隙間が形成されている。それでも、掘削作業を一時中断する時間帯は、前日に裏込めモルタルＭａの充填作業を行った時間帯と略同じであり、すでに２４時間程度経過している。そのため、この段階での裏込めモルタルＭａはすでに固化した状態にあり、立坑Ｔ１の内周壁が崩落することを防止するのに十分な強度が確保されている。

裏込めモルタルＭａの内側に円筒構造体４０が設けられていることにより、立坑Ｔ１の孔壁面Ｔａを保護する裏込めモルタルＭａが、円筒構造体４０によってさらに保護されることとなる。そのため、掘削によって新たに底空間Ｓ３が形成されて立坑Ｔ１が深くなり、そこに連結体１０を下降させた場合には、裏込めモルタルＭａの内側に円筒構造体４０が設けられている必要がある。そこで、立坑Ｔ１が深くなることで円筒構造体４０が足らなくなることを避けるべく、上記のとおり円筒構造体４０を追加している。

なお、新たに底空間Ｓ３が形成された場合でも、底空間Ｓ３の深さによっては、円筒構造体４０が追加されていない連結体１０を下降させて立坑Ｔ１に設置しても、円筒構造体４０が立坑Ｔ１の上端開口部から突出した状態が維持されることもある。そのような場合には、円筒構造体４０を追加することは不要となる。したがって、円筒構造体４０の追加は、底空間Ｓ３の深さに応じて行われる。

なお、円筒構造体４０を追加したり、円筒構造体４０が追加された連結体１０を下降させたりする動作は、拡張領域Ｔ２に設けられた可動支持装置５０を用いて行われる。この動作時には、円筒構造体４０の上端外側に設けられたＵ字金具４６が、可動支持装置５０の支持台５１，５２（図４参照）に載置されることで、円筒構造体４０や連結体１０が立坑Ｔ１内で支持される。支持台５１，５２を上下動させることにより、円筒構造体４０や連結体１０は上下に移動する。

連結体１０の下端を立坑Ｔ１の新たに形成された立坑１の底部に置き、当該連結体１０が立坑Ｔ１に設置された状態において、円筒型枠２０と施工済みの裏込めモルタルＭａとが一部重複した状態を維持する。円筒型枠２０の周囲には、裏込めモルタルＭａの下方に、新たなモルタル充填空間Ｓ１が形成される。この新たなモルタル充填空間Ｓ１に対し、再び裏込めモルタルＭａの充填を行う。その充填の手順は、上記した工程と同じである、すなわち、注入準備工程、注入工程、前養生工程及び分離工程を順次施工する。その後、後養生工程を経て掘削作業を新たに開始するととともに、掘削作業の再度の一時中断後は、連結体延長・下降工程を行う。

以上の手順を繰り返して実施することにより、裏込めモルタルＭａ及び円筒構造体４０によって立坑Ｔ１の孔壁面Ｔａの崩落が防止されながら、立坑Ｔ１を掘り進め、必要な深さの立坑Ｔ１を構築することができる。連結体延長・下降工程を繰り返す場合には、円筒型枠２０を順次下方へ移動させる都度、円筒型枠２０の上部と施工済みの裏込めモルタルＭａの下部とを一部重複させた状態が常に維持される。

その後、立坑Ｔ１の掘削が完了し、孔壁面Ｔａへの裏込めモルタルＭａの施工も完了すると、円筒構造体４０を順次外して回収しつつ、円筒型枠２０を上方へ移動させて立坑Ｔ１からこれを除去し、地上に回収する。円筒構造体４０の外周径Ｄ２は裏込めモルタルＭａの内径よりも小さいため、円筒構造体４０の回収を円滑に行える。また、円筒型枠２０を上方へ移動させる場合においても、下降動作と同様、円筒型枠２０の上下動を妨げる部分が存在しないため、上方への移動を円滑に行うことができる。

以上、本実施形態の裏込めモルタル施工方法を詳しく説明した。本実施形態のモルタル施工方法によれば、以下に示す効果を得ることができる。

（１）分離工程において、裏込めモルタルＭａが半乾き状態となった段階で、各貫通孔２５に設置された先端ノズル３０を回転させて取り外すことにより、裏込めモルタルＭａと、挿入管部３１の内部に残留した残留モルタルＭｂとを分離させている。この分離により、裏込めモルタルＭａが固化した後に、円筒型枠２０を移動させることができる。その結果、立坑Ｔ１の掘削が進むにつれ、円筒型枠２０を順次降下させながら裏込めモルタルＭａを施工することができ、掘削を頻繁に中断するような状況でも孔壁面Ｔａの崩落を防止することができるし、立坑Ｔ１の完成後には円筒型枠２０を回収することができる。

（２）連結体１０においては、円筒型枠２０の上端に、当該円筒型枠２０の外周径Ｄ１よりも外周径Ｄ２が小さい円筒構造体４０が連結されている。立坑Ｔ１の掘削が進むにつれて、連結体延長・下降工程により、円筒構造体４０の追加による連結体１０の延長と、円筒型枠２０の順次降下が行われる。

円筒型枠２０を単体で立坑Ｔ１内に降下させていく場合、円筒型枠２０の中心を設定しにくくなるし、円筒型枠２０の歪みも生じやすくなる。そこで、円筒型枠２０の上端に順次、ライナープレート４１等よりなる円筒構造体４０を組み付けていくことにより、そのような問題が生じにくくなる。また、円筒構造体４０の外周径Ｄ２は円筒型枠２０よりも小さくなっていることから、円筒構造体４０が裏込めモルタルＭａと干渉することがなく、連結体１０の上下移動を円滑に行うことができる。また、立坑Ｔ１の掘削の完了に至るまで、孔壁面Ｔａを保護する裏込めモルタルＭａを円筒構造体４０で保護することになり、鉄道付近での振動の大きな環境であっても孔壁面Ｔａの崩落を確実に抑制することができる。

（３）立坑Ｔ１の掘削が進むにつれて円筒型枠２０を下方へ移動させる場合には、移動後も、円筒型枠２０の上部と施工済みの裏込めモルタルＭａの下部とが一部重複した状態を常に維持するようにしている。施工済みの裏込めモルタルＭａの内径と円筒型枠２０の外周径Ｄ１とがほぼ一致しているため、いったん円筒型枠２０を施工済みの裏込めモルタルＭａよりも下方に移動させて、一部重複した状態を解消してしまうと、円筒型枠２０を裏込めモルタルＭａの孔壁面Ｔａに沿わせながら上方へ移動させて円筒型枠２０を回収することができなくなる。そこで、裏込めモルタルＭａと円筒型枠２０とが常に重複した状態を維持しながら円筒型枠２０を下方へ移動させることで、円筒型枠２０の回収ができなくなることを防止できる。

（４）円筒型枠２０の上端部には、モルタル充填空間Ｓ１に注入された裏込めモルタルＭａの充填の様子を点検できる点検口２６が設けられている。モルタル充填空間Ｓ１に注入された裏込めモルタルＭａが円筒型枠２０の上端部より更に上方まで及ぶと、裏込めモルタルＭａが固化した後に、円筒型枠２０を上方へ移動させてそれを回収することができなくなるおそれがある。そこで、点検口２６を設けることにより、裏込めモルタルＭａが必要以上に充填される可能性を抑制することができる。

（５）点検口２６は円筒型枠２０の内外を貫通しており、注入工程では、注入された裏込めモルタルＭａが点検口２６から溢れ出した段階で注入完了とし、点検口２６を封止具３６によって封止するようにした。点検口２６から裏込めモルタルＭａが溢れ出した場合、モルタル充填空間Ｓ１に裏込めモルタルＭａが行き渡ったと推定することができる。そのため、裏込めモルタルＭａの充填を点検する作業が容易になる。また、点検口２６から裏込めモルタルＭａが溢れた後は、点検口２６を封止具３６によって封止することにより、裏込めモルタルＭａが必要以上に円筒型枠２０の内周側に溢れ出してしまうことを抑制できる。

（６）前述したように、円筒型枠２０を下方に移動させて新たにモルタル充填空間Ｓ１が形成される場合でも、円筒型枠２０の上部と施工済みの裏込めモルタルＭａの下部とが一部重複した状態が常に維持される。しかも、円筒型枠２０の外面２０ａと裏込めモルタルＭａの内面とが当接し、両者の間にほとんど隙間が存在しない。その上で、円筒型枠２０の上部には、円筒型枠２０の内外を貫通する点検口２６が設けられている。

そのため、モルタル充填空間Ｓ１に裏込めモルタルＭａが充填される際、充填が進んで円筒型枠２０の上部に至った裏込めモルタルＭａは、円筒型枠２０と裏込めモルタルＭａとの重複部分を経て構造体外周空間Ｓ２に漏れ出す前に、点検口２６を通じて円筒型枠２０の内側へ溢れ出る。構造体外周空間Ｓ２に裏込めモルタルＭａが漏れ出してそこで固化すると、漏れ出して固化した部分が障害となって円筒型枠２０を上方へ移動させ、回収することができなくなるおそれがある。この点、円筒型枠２０と裏込めモルタルＭａとの重複部分が存在し、かつ点検口２６が円筒型枠２０の上部に設けられていることにより、裏込めモルタルＭａが構造体外周空間Ｓ２に漏れ出すことを防止できる。

なお、円筒型枠２０の外周下端に、裏込めモルタルＭａが下端側から漏れ出すことを防止するために、公知のモルタル受け部材を設けるようにしてもよい。モルタル受け部材が設けられることにより、上記のような円筒型枠２０の上側での重複部分というバリアと、下側でのモルタル受け部材というバリアとでモルタル充填空間Ｓ１が区画され、当該空間Ｓ１の外に裏込めモルタルＭａが漏れ出すことを防止できる。

（７）円筒型枠２０の各貫通孔２５に設けられる先端ノズル３０において、挿入管部３１は円筒型枠２０の外面２０ａの位置まで延び、先端面３１ａは円筒型枠２０の外面２０ａと面一となっている。これにより、先端ノズル３０の回転に伴って、裏込めモルタルＭａと残留モルタルＭｂとの境界部分での分離が一層確実なものになる。

（８）円筒型枠２０の各貫通孔２５の内周及び先端ノズル３０の挿入管部３１の外周には、互いに噛合うネジ溝が形成されており、先端ノズル３０を取り付けたり、取り外ししたりすることは、挿入管部３１の回転によって行われる。挿入管部３１を貫通孔２５内に留め置く場合も、残留モルタルＭｂを裏込めモルタルＭａから分離するために挿入管部３１を回転させる場合も、ネジ溝の存在により単に挿入管部３１を貫通孔２５から着脱する動作のみで実現することができる。そのため、作業者は単にネジ込み又はネジ外しの作業を行うだけであり、作業が容易になる。

（９）先端ノズル３０にはバルブ３３が設けられ、バルブ３３には、裏込めモルタルＭａが挿入管部３１へ流通することを可能とする第１位置と、その流通を不可能とする第２位置とに切り換える切換レバー３４が設けられている。モルタル充填空間Ｓ１へ裏込めモルタルＭａを注入する注入工程では切換レバー３４を第１位置に切り換え、注入完了後、切換レバー３４を第２位置に切り換え、裏込めモルタルＭａの更なる注入を停止させるようにした。

バルブ３３の切換によって裏込めモルタルＭａの流通可・不可を切り換えることができるので、裏込めモルタルＭａの注入完了後には、バルブ３３の切換レバー３４によって裏込めモルタルＭａの流通を止めることができる。この状態となれば、バルブ３３へ裏込めモルタルＭａを流通させる圧送ホースＨを先端ノズル３０から外しておくことができるので、圧送ホースＨ内の裏込めモルタルＭａが固化してしまう前に、圧送ホースＨ内の裏込めモルタルＭａを除去することができる。また、バルブ３３を含む先端ノズル３０を回転させれば挿入管部３１も一体回転することになるため、貫通孔２５内に設置された挿入管部３１だけを回転させる場合と比較して回転させる作業が簡単になる。

なお、裏込めモルタル施工は、本実施形態の施工方法やそれに用いられる構成に限定されるものではなく、次の施工方法や構成を採用してもよい。

（ａ）上記実施の形態では、先端ノズル３０が有する挿入管部３１において、その流路は断面円形状をなすように形成されている。これに代えて、図８に別例として一例を示すように、断面非円形状をなす流路断面を有していてもよい。例えば、図８に実線で示すように、流路の周方向の一部に凸部６３を設けたり、仮想線で示すように、凹部６４を設けたりしてもよい。凸部６３及び凹部６４が併用して設けられた構成としてもよく、また、挿入管部３１の流路の一部ではなく全域に凸部６３や凹部６４が設けられた構成を採用してもよい。また、図８（ｂ）に仮想線で示すように、断面がＤ型をなす流路６５を有する形態としてもよい。このように挿入管部３１の流路断面を非円形状に形成することにより、挿入管部３１と残留モルタルＭｂとが一体に回転しやすくなり、破断面Ｍｃが円筒型枠２０の外面２０ａと面一となった状態を形成しやすい。

（ｂ）上記実施の形態では、円筒型枠２０に設けられる貫通孔２５は、円筒型枠２０を構成する枠板２１ごとに１つずつ設けられ、枠板２１の周方向の中間部であり、かつ上下方向の略中央部に配置されている。そのため、貫通孔２５に取り付けられる先端ノズル３０の数も、枠板２１ごとに１つずつであり、合計４つとされている。

この点、円筒型枠２０を構成する枠板２１の数は任意であることはもちろん、枠板２１ごとに設けられる貫通孔２５の数も任意であり、また枠板２１ごとに異なる数の貫通孔２５が設けられていてもよい。貫通孔２５が設けられる位置も任意である。例えば、枠板２１ごとに一つの貫通孔２５が設けられる場合には、枠板２１の下端側に貫通孔２５を設けたり、複数の貫通孔２５が設けられる場合には、枠板２１の上下両端部や同じ高さ位置に所定間隔を隔てて左右に並べて設けたりしてもよい。

（ｃ）上記実施の形態では、点検口２６は枠板２１ごとに一対ずつ設けられ、枠板２１を外側から見た場合の貫通孔２５を挟んだ両側であって、かつ枠板２１の周方向の両端側に配置されている。この点、点検口２６の数は任意であり、その設置箇所も任意であるが、設置箇所は少なくとも上記実施形態のように上端部であることが好ましい。また、点検口２６は、円筒型枠２０の内外を貫通する孔によって形成されるのではなく、例えば、円筒型枠２０と円筒構造体４０との間に隙間を設けて両者を連結する場合であれば、当該隙間を点検口として利用してもよい。

２０…円筒型枠、２５…貫通孔、２６…点検口、３１…挿入管部（吐出部）、３３…バルブ、３４…切換レバー（切換部）、３６…封止具、４０…円筒構造体、Ｍａ…裏込めモルタル、Ｍｂ…残留モルタル、Ｔ１…掘削立坑，Ｔａ…孔壁面。

Claims

掘削立坑の孔壁面と、そこから所定間隔をおいて設置された円筒型枠との間に裏込めモルタルを施工する裏込めモルタル施工方法であって、
前記円筒型枠の板厚方向に前記円筒型枠の内外へ貫通するようにして形成された貫通孔に、裏込めモルタルを吐出する吐出部を設置する第１工程と、
前記円筒型枠の内周側から前記吐出部を介して、前記孔壁面と前記円筒型枠との間に裏込めモルタルを注入する第２工程と、
前記裏込めモルタルの流動性がなくなり、かつ前記裏込めモルタルが固化する前段階である半乾き状態となった段階で、前記吐出部を回転させながら前記円筒型枠の内周側へ離脱させることにより、前記裏込めモルタルと前記吐出部の内部に残留している残留モルタルとを分離させる第３工程と、
を備えることを特徴とする裏込めモルタル施工方法。
前記円筒型枠の上端には、前記円筒型枠よりも外周径が小さい円筒構造体が連結されており、
前記円筒構造体の上端に前記円筒構造体を順次組み付けることにより、掘削が進むにつれて前記円筒型枠を順次下方へ移動させる工程を含む、請求項１に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記円筒型枠を下方へ移動させた後も、前記円筒型枠の上部と施工済みの前記裏込めモルタルの下部とが高さ方向に重複した状態を維持する、請求項２に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記円筒型枠の上端部には、前記円筒型枠の外周側に吐出された裏込めモルタルを前記円筒型枠の内周側から点検することのできる点検口が設けられている、請求項２又は３に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記点検口は、前記円筒型枠の内外に貫通しており、
前記第２工程において、前記点検口から前記裏込めモルタルが溢れてきた段階で注入完了として、前記点検口を封止具によって封止する、請求項４に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記第１工程において設置される前記吐出部の先端は、前記円筒型枠の外周面の位置まで延びている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記貫通孔の内周及び前記吐出部の外周には、互いに噛合うネジ溝が形成されており、
前記第１工程では、前記吐出部を回転させることにより前記貫通孔に対して前記吐出部を設置し、
前記第３工程では、前記吐出部を回転させることにより前記貫通孔に対して前記吐出部を取り外す、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の裏込めモルタル施工方法。
前記吐出部の基端には、モルタルを圧入するためのバルブが設けられており、
前記バルブは前記円筒型枠の内周側に配置されており、
前記バルブにはモルタルの前記吐出部への流通を可能とする流通可能位置と、その流通を不可能とする流通不可能位置とに切り換える切換部が設けられており、
前記バルブと前記吐出部とは一体回転可能であり、
前記第１工程及び前記第３工程では前記バルブを回転させ、
前記第２工程では前記切換部を前記流通可能位置から前記流通不可能位置に切り換える、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の裏込めモルタル施工方法。