JP2022003221A - Sensor used in lining concrete placing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は覆工コンクリート打設装置に関する。 The present invention relates to a lining concrete placing device.
地山が掘削されることで形成されたトンネルの内壁面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリート打設装置として、コンクリート打設型枠に多数設けられた窓からコンクリートをコンクリート打設型枠の外周面とトンネル内壁面との間に打設するものが知られている。
特許文献１には、このような覆工コンクリート打設装置として、コンクリート打設型枠の外周面に多数のコンクリートセンサーを設け、コンクリートセンサーの検出結果に基づいて、窓の開閉、コンクリートを打設する打設管の窓からの出し入れ、コンクリート分流機と複数の打設管との接続の切り替えを制御することで、コンクリートの打設の自動化を図ったものが開示されている。
As a lining concrete placing device for placing lining concrete on the inner wall surface of a tunnel formed by excavating the ground, concrete is placed in a concrete casting formwork from a large number of windows provided in the concrete placing formwork. It is known to be placed between the outer peripheral surface of the concrete and the inner wall surface of the tunnel.
In Patent Document 1, as such a lining concrete placing device, a large number of concrete sensors are provided on the outer peripheral surface of the concrete placing formwork, and based on the detection result of the concrete sensors, windows are opened and closed and concrete is placed. It is disclosed that the concrete placement is automated by controlling the loading and unloading of the concrete casting pipe from the window and the switching of the connection between the concrete shunting machine and the plurality of casting pipes.
しかしながら、上述した従来の技術では、打設されたコンクリートのトンネルの長さ方向に沿った高さの偏りが生じてしまった場合は、高さの偏りが解消されるようにコンクリートの打設を追加して行なう必要がある。
その場合、作業員がコンクリートの高さの偏りの有無を目視で監視し、高さの偏りの解消が必要であると判断した場合は、作業員が手作業によって窓の開閉、コンクリートを打設する打設管の窓からの出し入れ、コンクリート分流機と複数の打設管との接続の切り替えを行なう必要があり、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で有利な覆工コンクリート打設装置を提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional technique, when a height deviation occurs along the length direction of the placed concrete tunnel, the concrete is placed so as to eliminate the height deviation. It needs to be done additionally.
In that case, the worker visually monitors the presence or absence of the height bias of the concrete, and if it is determined that the height bias needs to be eliminated, the worker manually opens and closes the window and places the concrete. It is necessary to move the concrete casting pipe in and out of the window and switch the connection between the concrete shunting machine and multiple casting pipes, and there is room for improvement in terms of labor saving and efficiency of tunnel construction.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a lining concrete placing device which is advantageous in terms of labor saving and efficiency of tunnel construction.
上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて前記トンネルの内壁面にコンクリートを打設する複数の打設管が設けられたコンクリート打設型枠と、外部から供給されたコンクリートを圧送可能なコンクリート供給部と、前記コンクリート供給部を前記複数の打設管に個別に接続可能なコンクリート分流機と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設管から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記コンクリート供給部および前記コンクリート分流機を制御し予め定められた順番で前記コンクリート供給部を前記コンクリート分流機を介して次の前記打設管に順次接続していく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて次に前記コンクリートを打設すべき前記打設管を特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記特定部で特定された打設管に前記コンクリート供給部を接続することを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示されることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示されることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示されることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示されることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面に対向する前記コンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
請求項８記載の発明は、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
請求項９記載の発明は、前記検出部は、前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報算出部とをさらに備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a plurality of pieces of the invention, which are arranged in a tunnel and concrete is placed on the inner wall surface of the tunnel at intervals along the circumferential direction and the length direction of the tunnel. A concrete casting mold provided with a casting pipe, a concrete supply section capable of pumping concrete supplied from the outside, and a concrete diversion machine capable of individually connecting the concrete supply section to the plurality of casting pipes. A detection unit that detects position information indicating the position of concrete placed from the placing pipe along the circumferential direction and the length direction of the tunnel, which is a lining concrete placing device in the tunnel. The concrete supply section and the concrete diversion machine are controlled based on the position information, and the concrete supply section is sequentially connected to the next placing pipe via the concrete diversion machine in a predetermined order. The control unit, a determination unit for determining whether or not the deviation in the height of the concrete along the length direction of the tunnel based on the position information exceeds the first permissible range, and the height of the concrete. The control unit is provided with a specific unit for specifying the casting pipe to which the concrete should be placed next based on the position information when it is determined that the bias of the concrete exceeds the first permissible range. Is characterized in that, when it is determined that the first permissible range is exceeded, the concrete supply section is connected to the casting pipe specified by the specific section, ignoring the order.
According to the second aspect of the present invention, the concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions. The position information on the side portion of the concrete casting formwork is characterized in that it is shown on two-dimensional coordinates with the length direction of the tunnel as the X axis and the height direction of the tunnel as the Y axis.
According to the third aspect of the present invention, the concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions. The position information in the upper part of the concrete casting formwork is characterized in that it is shown on two-dimensional coordinates with the length direction of the tunnel as the X axis and the width direction of the tunnel as the Y axis.
According to the fourth aspect of the present invention, the concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions. The position information on the side of the concrete casting formwork is a three-dimensional coordinate with the length direction of the tunnel as the X axis, the width direction of the tunnel as the Y axis, and the height direction of the tunnel as the Z axis. It is characterized by being shown above.
According to the fifth aspect of the present invention, the concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions. In the upper part of the concrete casting formwork, the position information has the length direction of the tunnel as the X axis, the width direction of the tunnel as the Y axis, and the height direction of the tunnel as the Z axis. It is characterized in that it is shown on the three-dimensional coordinates.
According to the sixth aspect of the present invention, the detection unit includes a linear level sensor in which a pair of electrode wires are coated with an insulating material, and the level sensor faces the inner wall surface of the tunnel. The level sensor is provided on the outer peripheral surface of the concrete casting mold extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel, and the level sensor is provided in contact with the concrete according to the relative dielectric constant of the concrete. It is characterized in that the capacitance generated between the pair of electrode lines changes.
According to the seventh aspect of the present invention, the detection unit includes a linear level sensor formed by coating a pair of electrode wires with an insulating material, and the level sensor is located outside the inner wall surface of the tunnel in the radial direction. A waterproof sheet applied to the wall surface of the excavated ground is provided extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel, and the level sensor is provided by contacting the concrete with respect to the concrete. It is characterized in that the capacitance generated between the pair of electrode wires changes according to the dielectric constant.
The invention according to claim 8 comprises the detection unit including a linear level sensor formed by coating a pair of electrode wires with an insulating material, wherein the level sensor includes an inner wall surface of the tunnel and the concrete casting. The level sensor is provided so as to extend along the length direction and the circumferential direction of the tunnel on the reinforcing bar arranged between the mold and the concrete, and the level sensor is in contact with the concrete to have a specific dielectric constant of the concrete. It is characterized in that the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the above.
In the invention according to claim 9, the detection unit includes a position calculation unit that calculates the position of concrete along the extending direction of the level sensor based on a change in the capacitance of the level sensor, and the position calculation unit. It is characterized by further including a position information calculation unit that generates the position information based on the position of the concrete calculated in.
請求項１記載の発明によれば、打設されたコンクリートのトンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報に基づいてトンネルの長さ方向に沿ったコンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、位置情報に基づいて次にコンクリートを打設すべき打設管を特定し、特定された打設管を用いてコンクリートを打設するようにした。
したがって、従来のように打設されたコンクリートの位置を監視し、コンクリートの高さの偏りを解消するようにコンクリートを追加して打設するにあたって、コンクリートの打設管の切り替え操作などを手作業で行なう必要がなく、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリートの高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリートを打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。
請求項２〜５記載の発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
請求項６〜８記載の発明によれば、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。
請求項９記載の発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。
According to the invention according to claim 1, the unevenness of the height of the concrete along the length direction of the tunnel is biased based on the position information indicating the position along the circumferential direction and the length direction of the placed concrete tunnel. If it is determined that the first permissible range has been exceeded, the next casting pipe to be placed with concrete should be specified based on the position information, and the concrete should be placed using the specified casting pipe. I made it.
Therefore, when monitoring the position of the concrete placed as in the past and adding concrete to eliminate the unevenness of the height of the concrete, the operation of switching the concrete placing pipe is manually performed. It is not necessary to do this, which is advantageous in terms of labor saving, and it is also advantageous in terms of improving the efficiency of tunnel construction because concrete can be placed uniformly while suppressing unevenness in the height of concrete.
According to the inventions of
According to the inventions of claims 6 to 8, the installation work of the sensor can be reduced, and it is advantageous in suppressing the component cost.
According to the invention of claim 9, it is advantageous for the control unit, the determination unit, and the specific unit to accurately perform the control process based on the position information.
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、覆工コンクリート打設装置２０は、一次覆工がなされたトンネル１０の内壁面１２にコンクリートを打設するものである。
ここで一次覆工がなされたトンネル１０の内壁面１２とは、掘削された地山の壁面１２０２に防水シート１２０４を当て付け、その上にコンクリート１２０６を吹き付けることで形成された面である。
なお、図中符号１３はトンネル１０の床版を示す。
覆工コンクリート打設装置２０は、コンクリート打設型枠２２と、複数の打設管２４と、コンクリート供給部２６と、コンクリート分流機２８と、検出部３０と、コンピュータ３２とを含んで構成されている。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the lining
Here, the
The lining
コンクリート打設型枠２２は、型枠本体３４と、支持部材３６と、走行部３８とを含んで構成されている。
型枠本体３４は、複数の型枠部材が組み立てられることによりトンネル１０の断面形状に対応した断面形状を構成し、本実施の形態では、鋼製である。
型枠本体３４は、床版１３から起立し幅方向両側に位置する一対の側部３４０２と、それら一対の側部３４０２の上端を接続する上部３４０４とを有している。
支持部材３６は、型枠本体３４を支持するものであり、複数の形鋼によって門型に形成され、支持部材３６の上部は足場３９となっている。
走行部３８は、支持部材３６を介して型枠本体３４をトンネル１０の長さ方向に沿って移動させるものであり、走行部３８は支持部材３６の下部に設けられている。
走行部３８は、トンネル１０の長さ方向に沿って床版１３に敷設されたレール１４上を走行する車輪３８０２を含んで構成されている。
支持部材３６と型枠本体３４との間には、例えば油圧シリンダーからなる不図示の複数の伸縮部材が設けられ、それら複数の伸縮部材の伸縮により型枠本体３４がトンネル１０の径方向に拡縮される。
The
The
The
The
The traveling
The traveling
A plurality of telescopic members (not shown), for example, made of a hydraulic cylinder, are provided between the
図１、図２に示すように、型枠本体３４には、コンクリートを打設するための複数の打設孔４０が設けられている。
本実施の形態では、打設孔４０は、トンネル１０の周方向に間隔をおいて９個、トンネル１０の長さ方向に間隔をおいて５個、合計４５個の打設孔４０が設けられている。
各打設孔４０には、閉鎖板４２が設けられている。
コンクリートの打設時には、コンピュータ３２からの制御信号によって動作が制御されるアクチュエータ４３により閉鎖板４２が打設孔４０を開放する開放位置に移動され、コンクリートの打設後には、アクチュエータ４３により閉鎖板４２が打設孔４０を閉塞する閉塞位置に移動される。
足場３９は、支持部材３６の上部にトンネル１０の幅方向および長さ方向にわたって設けられ、作業者の足場として、また、コンクリート分流機２８の設置場所として使用される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the formwork
In the present embodiment, the driving holes 40 are provided with nine driving
A closing
At the time of placing concrete, the closing
The
コンクリート供給部２６は、コンクリートミキサー車から供給されるコンクリートをコンクリート分流機２８を介して各打設管２４に圧送するものであり、例えば電動式のコンクリートポンプを含んで構成され、コンピュータ３２からの制御信号によって動作が制御される。
コンクリート分流機２８は、コンクリート供給部２６を複数の打設管２４に個別に接続するものであり、コンピュータ３２からの制御信号によって動作が制御される。
本実施の形態では、コンクリート分流機２８は、コンクリート供給部２６は複数の打設管２４から選択された１つの打設管２４とを接続する。
このようなコンクリート分流機２８として、従来公知の様々なコンクリート分流機が使用可能である。
複数の打設管２４は、コンクリートが吐出される打設管先部２４０２を有し、打設管先部２４０２は、各打設孔４０に連通するように型枠本体３４の内周面側で固定されている。
なお、不図示ではあるが、バイブレータが型枠本体３４の内周面の複数箇所に設けられ、バイブレータが振動することにより打設管２４から打設されたコンクリートが適宜締め固められる。
The
The
In the present embodiment, in the
As such a
The plurality of casting
Although not shown, the vibrators are provided at a plurality of locations on the inner peripheral surface of the formwork
検出部３０は、打設孔４０から型枠本体３４の外周面（型枠面）とトンネル１０の内壁面１２との間に打設されたコンクリートのトンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を検出するものである。
本実施の形態では、検出部３０は、複数の線状のレベルセンサー４４と、検出回路４６と、後述する位置算出部３２Ａと、位置情報生成部３２Ｂとを備えている。
レベルセンサー４４は、図４に示すように、型枠本体３４の外周面に取着され、第１〜第３レベルセンサー４４Ａ、４４Ｂ、４４Ｃを備えている。なお、図４において打設孔４０は省略されている。
本実施の形態では、型枠本体３４の天端から型枠本体３４の幅方向の一方の半部において型枠本体３４の周方向に沿って延在する第１レベルセンサー４４Ａが型枠本体３４の長さ方向に等間隔をおいて５つ設けられている。
また、型枠本体３４の天端から型枠本体３４の幅方向の他方の半部において型枠本体３４の周方向に沿って延在する第２レベルセンサー４４Ｂが型枠本体３４の長さ方向に等間隔をおいて５つ設けられている。
また、型枠本体３４の長さ方向に延在する第３レベルセンサー４４Ｃが、型枠本体３４の天端を通るように、また、天端の両側箇所を通るように３つ設けられている。
The
In the present embodiment, the
As shown in FIG. 4, the
In the present embodiment, the
Further, a second level sensor 44B extending along the circumferential direction of the
Further, three
図５に示すように、レベルセンサー４４は、互いに平行して線状に延在する一対の電極線４４０２と、この一対の電極線４４０２を被覆する絶縁材４４０４とから構成され、コンクリートに接触することによりコンクリートの比誘電率に応じて一対の電極線４４０２間に生じる静電容量が変化するものである。
検出回路４６は、入力端子４６０２と、直流電源４６０４と、固定抵抗４６０６と、出力端子４６０８とから構成されている。
入力端子４６０２は、一対の電極線４４０２の一端に接続されている。
直流電源４６０４は、入力端子４６０２に接続され、両電極線４４０２間に一定の直流電圧Ｖｉｎを印加する。
固定抵抗４６０６は、一対の電極線４４０２の一端に並列に接続され、打設されるコンクリートの比誘電率と打設コンクリートによって覆われる一対の電極線４４０２の長さに比例して一対の電極線４４０２間に生じる静電容量の変化に応じた充電電圧Ｅｔを取り出すものである。
出力端子４６０８は、固定抵抗４６０６の両端に接続して設けられている。
As shown in FIG. 5, the
The
The
The
The fixed
The
コンクリート打設型枠２２に打設されたコンクリート、すなわちフレッシュコンクリート（モルタル）中には多数のイオンが存在しているため、絶縁被覆された一対の電極線４４０２の間及びその周囲にコンクリートが介在されると、コンクリートを電解質とし、かつその比誘電率に応じたコンデンサＣ１が形成される。
このコンデンサＣ１はレベルセンサー４４の長さ方向に沿って並列に接続されたものとなる。そして、コンクリートで覆われるレベルセンサー４４の長さＬが長くなるにしたがい、並列接続されるコンデンサＣ１の数が増加し、静電容量が大きくなる。
ここで、空気中に晒されている電極線４４０２間にも空気の誘電率に応じた静電容量のコンデンサＣ２が並列に形成される。したがって、一対の電極線４４０２の間に生じる静電容量は、並列接続されるコンデンサＣ１と並列接続されるコンデンサＣ２とを加算した値となる。この静電容量は、コンクリートで覆われるレベルセンサー４４の長さＬ、すなわち、打設されたコンクリートの位置にしたがって変化する。
なお、コンクリートを電解質とする電極線４４０２間の静電容量は、空気の場合の静電容量の約１０倍程度である。
Since a large number of ions are present in the concrete cast in the
The capacitor C1 is connected in parallel along the length direction of the
Here, a capacitor C2 having a capacitance corresponding to the dielectric constant of the air is formed in parallel between the
The capacitance between the
そこで、入力端子４６０２から両電極線４４０２間に一定の直流電圧Ｖｉｎを印加し、両電極線４４０２に電荷を与え、両電極線４４０２間の電圧を検出回路４６で測定する。
この場合、検出回路４６では、出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｅｔ／（Ｒ＋２ｒ）の関係が成立することになる。ただし、Ｒは固定抵抗４６０６の抵抗値、ｒは電極線４４０２の固有抵抗である。
Therefore, a constant DC voltage Vin is applied between the
In this case, in the
検出回路４６による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果は、コンクリートの比誘電率に応じて両電極線４４０２間に生じる静電容量に比例した出力電圧Ｖｏｕｔとコンクリートで覆われるレベルセンサー４４の長さＬとが、ほぼ比例関係に近い関係となる。
予め、実験により出力電圧Ｖｏｕｔとコンクリートで覆われるレベルセンサー４４の長さＬとの相関関係を示す相関式を決定しておく。
これにより、相関式に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔからコンクリートで覆われるレベルセンサー４４の長さＬ、すなわち、レベルセンサー４４の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出することができる。
The measurement result of the output voltage Vout by the
In advance, a correlation equation showing the correlation between the output voltage Vout and the length L of the
Thereby, based on the correlation equation, the length L of the
図１に示すように、パーソナルコンピュータ３２は、トンネル１０構内の適宜箇所、例えば、足場３９に設置され、コンクリート供給部２６、コンクリート分流機２８、各検出回路４６と不図示のケーブルを介して接続されている。
図６に示すように、コンピュータ３２は、ＣＰＵ３２０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ３２０４、ＲＡＭ３２０６、ハードディスク装置３２０８、キーボード３２１０、マウス３２１２、ディスプレイ３２１４、インターフェース３２１６などを有している。
ＲＯＭ３２０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３２０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３２０８は、後述する位置算出部３２Ａ、位置情報生成部３２Ｂ、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅを実現するための制御プログラムなどを格納している。
キーボード３２１０およびマウス３２１２は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ３２１４はデータを表示出力するものである。
インターフェース３２１６は、外部機器とデータ、信号の授受を行うためのものであり、本実施の形態では、インターフェース３２１６は、各検出回路４６から出力電圧Ｖｏｕｔを受け付け、また、コンクリート供給部２６、コンクリート分流機２８、各アクチュエータ４３に制御信号を与える。
As shown in FIG. 1, the
As shown in FIG. 6, the
The
The
The keyboard 3210 and the
The
The
ＣＰＵ３２０２が、ハードディスク装置３２０８に格納されている制御プログラムを実行することによりコンピュータ３２によって、図１に示すように、位置算出部３２Ａ、位置情報生成部３２Ｂ、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅが実現される。
位置算出部３２Ａは、インターフェース３２１６を介して入力された各検出回路４６からの出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、レベルセンサー４４の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
言い換えると、位置算出部３２Ａは、レベルセンサー４４の静電容量の変化に基づいてレベルセンサー４４の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
具体的に説明すると、位置算出部３２Ａは、９つのレベルセンサー４４のそれぞれに対応する検出回路４６の出力電圧Ｖｏｕｔから相関式に基づいて各コンクリートのレベルセンサー４４の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出する。
As shown in FIG. 1, the
The
In other words, the
Specifically, the
位置情報生成部３２Ｂは、位置算出部３２Ａで算出された各レベルセンサー４４に対応するコンクリートの位置に基づいて、型枠本体３４に対するコンクリートの位置を２次元座標上に表す位置情報を生成するものである。
２次元座標は、トンネルの長さ方向をＸ軸とし、トンネルの高さ方向をＹ軸としてもよく、あるいは、トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とするものであってもよい。
The position
The two-dimensional coordinates may have the length direction of the tunnel as the X axis and the height direction of the tunnel as the Y axis, or the length direction of the tunnel as the X axis and the width direction of the tunnel as the Y axis. May be.
制御部３２Ｃは、検出部３０の検出結果に基づいて、すなわち、コンクリートの位置情報に基づいてコンクリート供給部２６およびコンクリート分流機２８を制御し、予め定められた順番でコンクリート供給部２６を次の打設管２４に順次接続していくものである。
前述したように、本実施の形態では、選択された１つの打設管２４がコンクリート供給部２６に接続される。
制御部３２Ｃによるコンクリート分流機２８の制御は以下のように行なわれる。
制御部３２Ｃは、予め定められた順番にしたがって特定された打設孔４０からコンクリートが打設されるように打設管２４の接続を行なう。
次いで、制御部３２Ｃは、コンクリート供給部２６の動作を開始させ、位置情報生成部３２Ｂで生成されたコンクリートの位置情報に基づいてコンクリートの打設量が規定量に到達したと判断すると、コンクリート供給部２６の動作を停止させる。
コンクリートの打設量が規定量に到達したことは、コンクリートの位置情報に基づいて、コンクリートを打設している打設孔４０の近傍までコンクリートが到達したことをもって判定される。
The
As described above, in the present embodiment, one selected
The control of the
The
Next, the
The fact that the amount of concrete placed has reached the specified amount is determined by the fact that the concrete has reached the vicinity of the placed
また、打設管２４の接続の順番、すなわち、コンクリートを打設する打設孔４０の順番は、トンネルの形状や地山の状態など施工現場の状態によって異なるものであり、予め定められている。
本実施の形態では、図２に示すように、型枠本体３４の幅方向の一方の半部において長さ方向に間隔をおいた２つの打設孔４０Ａ、４０Ｃと、型枠本体３４の幅方向の他方の半部において長さ方向に間隔をおいた２つの打設孔４０Ｂ、４０Ｄとの合計４つの打設孔４０Ａ〜４０Ｄを順番に使ってコンクリートを打設する場合について説明する。この際、４つの打設孔４０Ａ〜４０Ｄの高さ方向の位置はほぼ同じである。
そして、４つの打設孔４０Ａ〜４０Ｄからのコンクリートの打設が完了すると、順次、打設する４つの打設孔４０Ａ〜４０Ｄの位置を下方から上方に移動させ同様の順番でコンクリートを打設していく。
例えば、以下のような手順でコンクリートを打設する打設孔４０を切り替えていく。
（１）トンネル１０の長さ方向の一方寄りでかつトンネル１０の幅方向の一方の半部に位置する打設孔４０Ａ。
（２）トンネル１０の長さ方向の一方寄りでかつトンネル１０の幅方向の他方の半部に位置する打設孔４０Ｂ。
（３）トンネル１０の長さ方向の他方寄りでかつトンネル１０の幅方向の一方の半部に位置する打設孔４０Ｃ。
（４）トンネル１０の長さ方向の他方寄りでかつトンネル１０の幅方向の他方の半部に位置する打設孔４０Ｄ。
Further, the order of connecting the placing
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, two casting
When the placing of concrete from the four placing
For example, the placing
(1) A
(2) A
(3) A
(4) A
図３（Ａ）は打設前の状態を示しており、上述した（１）〜（４）の４つの打設孔４０からの打設が完了すると、図３（Ｂ）に示すように、１層目のコンクリート１６Ａが打設される。
次いで、コンクリートを打設する４０Ａ〜４０Ｄの位置を１つずつ上方に移動させ、上記（１）〜（４）と同様の順番で４０Ａ〜４０Ｄを選択してコンクリートを打設していく。
すなわち、図３（Ｃ）に示す２層目のコンクリート１６Ｂ、図３（Ｄ）に示す３層目のコンクリート１６Ｃ、図３（Ｅ）に示す４層目のコンクリート１６Ｄといった順番でコンクリートが打設される。
最後は、図３（Ｆ）に示すように、天端に位置する打設孔４０から５層目のコンクリート１６Ｅが打設される。
なお、図２に示すように、天端に位置する打設孔４０は型枠本体３４の長さ方向に沿って間隔をおいて５つ設けられており、この５つの打設孔４０のうち、長さ方向の位置が打設孔４０Ａ（４０Ｂ）に一致する１つの打設孔４０Ｅと、長さ方向の位置が打設孔４０Ｃ（４０Ｄ）に一致する１つの打設孔４０Ｆとが５層目のコンクリート１６Ｅの打設に使用される。
FIG. 3 (A) shows the state before casting, and when the casting from the four casting
Next, the positions of 40A to 40D for placing concrete are moved upward one by one, and 40A to 40D are selected in the same order as in (1) to (4) above to place concrete.
That is, concrete is poured in the order of the second layer concrete 16B shown in FIG. 3C, the third layer concrete 16C shown in FIG. 3D, and the fourth layer concrete 16D shown in FIG. 3E. Will be done.
Finally, as shown in FIG. 3 (F), the fifth layer of
As shown in FIG. 2, five
判定部３２Ｄは、検出部３０の検出結果に基づいて、すなわち、コンクリート１６の位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定するものである。
図７（Ａ）は、型枠本体の側方から見た型枠本体と打設されたコンクリート１６の位置関係を示す説明図であり、トンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りは、位置情報で示されるコンクリート１６の打設位置の最高値と最低値との差分Δｈによって決定される。
判定部３２Ｄは、この差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過したか否かを判定する。
なお、型枠本体３４に設けた複数のバイブレータが作動することにより、打設されたコンクリート１６は、トンネル１０の長さ方向に沿って流動して広がるため、時間経過と共にコンクリート１６の高さの偏りは打設直後に比較して減少していく。
しかしながら、バイブレータが作動してもコンクリート１６の性状や施工現場の状況によってはトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが十分には解消されない場合があり、差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過すると、コンクリート１６を均一に打設する上で不利となるため、このようなコンクリート１６の高さの偏りを解消する必要がある。
In the determination unit 32D, the deviation in the height of the concrete 16 along the length direction of the
FIG. 7A is an explanatory view showing the positional relationship between the formwork main body and the placed
The determination unit 32D determines whether or not the difference Δh exceeds a predetermined first permissible range.
By operating a plurality of vibrators provided in the formwork
However, even if the vibrator operates, the deviation in the height of the concrete 16 along the length direction of the
また、制御部３２Ｃは、判定部３２Ｅにより差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過しないと判定された場合は、予め定められた順番でコンクリート供給部２６を次の打設管２４に順次接続していくが、判定部３２Ｅにより差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過したと判定された場合は、順番を無視し特定部３２Ｅで特定された打設管２４にコンクリート供給部２６を接続する。
Further, when the
特定部３２Ｅは、コンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、コンクリート１６の位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りを修正するために、次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４を特定するものである。
例えば、図７（Ａ）に示すように、型枠本体３４の幅方向の一方の側方から見て、打設孔４０Ａ、４０Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向（型枠本体３４の長さ方向）の中間部と長さ方向の両端部が他の部分よりも低くなる形状となり、判定部３２Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３２Ｅは、次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４として、型枠本体３４の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部に位置する打設孔４０−１、長さ方向の両端の２つの打設孔４０−２、４０−３にそれぞれ連通する３つの打設管２４を特定する。
３つの打設孔４０−１、４０−２、４０−３からコンクリート１６が順次打設されると、図７（Ｂ）に示すように、高さが低い部分にコンクリート１６が追加して打設されることにより、コンクリート１６の高さの偏りが解消される。
When it is determined that the height deviation of the concrete 16 exceeds the first permissible range, the specific portion 32E is the height of the concrete 16 along the length direction of the
For example, as shown in FIG. 7A, when viewed from one side in the width direction of the
In this case, the specific portion 32E is a
When the concrete 16 is sequentially placed from the three casting holes 40-1, 40-2, and 40-3, the concrete 16 is additionally placed in the low height portion as shown in FIG. 7 (B). By installing the concrete 16, the unevenness of the height of the concrete 16 is eliminated.
また、図８（Ａ）に示すように、打設孔４０Ａ、４０Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の両端が中間部よりも低くなる形状となり、判定部３２Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３２Ｅは、次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４として、型枠本体３４の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の両端に位置する２つの打設孔４０−２、４０−３にそれぞれ連通する２つの打設管２４を特定する。
２つの打設孔４０−２、４０−３からコンクリート１６が順次打設されると、図８（Ｂ）に示すように、高さが低い部分にコンクリート１６が追加して打設されることにより、コンクリート１６の高さの偏りが解消される。
なお、図７、図８に示すように、型枠本体３４（コンクリート打設型枠２２）の側部３４０２においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示される。
Further, as shown in FIG. 8A, both ends of the
In this case, the specific portion 32E is two casting holes located at both ends in the length direction of the
When the concrete 16 is sequentially placed from the two casting holes 40-2 and 40-3, the concrete 16 is additionally placed in the low height portion as shown in FIG. 8 (B). As a result, the unevenness in the height of the concrete 16 is eliminated.
As shown in FIGS. 7 and 8, the position information of the concrete 16 in the
また、図９（Ａ）に示すように、型枠本体３４の上方から見て、打設孔４０Ａ、４０Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の中間部と長さ方向の両端部が他の部分よりも低くなる形状となり、判定部３２Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合には、特定部３２Ｅは、次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４として、型枠本体３４の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部に位置する打設孔４０−１、長さ方向の両端の２つの打設孔４０−２、４０−３にそれぞれ連通する３つの打設管２４を特定する。
３つの打設孔４０−１、４０−２、４０−３からコンクリート１６が順次打設されると、図９（Ｂ）に示すように、高さが低い部分にコンクリート１６が追加して打設されることにより、コンクリート１６の高さの偏りが解消される。
Further, as shown in FIG. 9A, when viewed from above the formwork
In this case, the specific portion 32E is placed in one half of the formwork
When the concrete 16 is sequentially placed from the three casting holes 40-1, 40-2, and 40-3, the concrete 16 is additionally placed in the low height portion as shown in FIG. 9B. By installing the concrete 16, the unevenness of the height of the concrete 16 is eliminated.
また、図１０（Ａ）に示すように、打設孔４０Ａ、４０Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の両端が中間部よりも低くなる形状となり、判定部３２Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３２Ｅは、次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４として、型枠本体３４の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の両端に位置する２つの打設孔４０−２、４０−３にそれぞれ連通する２つの打設管２４を特定する。
この場合、２つの打設孔４０−２、４０−３からコンクリート１６が順次打設されると、図１０（Ｂ）に示すように、高さが低い部分にコンクリート１６が追加して打設されることにより、コンクリート１６の高さの偏りが解消される。
なお、図９、図１０に示すように、型枠本体３４（コンクリート打設型枠２２）の上部３４０４においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示される。
Further, as shown in FIG. 10A, both ends of the
In this case, the specific portion 32E is two casting holes located at both ends in the length direction of the
In this case, when the concrete 16 is sequentially placed from the two casting holes 40-2 and 40-3, the concrete 16 is additionally placed in the low height portion as shown in FIG. 10 (B). By doing so, the unevenness in the height of the concrete 16 is eliminated.
As shown in FIGS. 9 and 10, the position information of the concrete 16 in the
次に覆工コンクリート打設装置２０の動作について図１１のフローチャートを参照して説明する。
まず、二次覆工を行なうトンネル１０の内壁面１２に対向する位置にコンクリート打設型枠２２を設置する（ステップＳ１０）。
なお、二次覆工はトンネル入口から切羽側に向かって行なわれることから、二次覆工に際しては、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２の切羽側の端部との間に不図示の閉鎖板が配置され、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２の外周面との間に半円弧状の空間が仕切られる。
Next, the operation of the lining
First, the
Since the secondary lining is performed from the tunnel entrance toward the face side, the secondary lining is performed between the
制御部３２Ｃは、予め定められた順番にしたがって打設孔４０を選択し、その打設孔４０からコンクリート１６が打設されるようにコンクリート分流機２８を制御してコンクリート供給部２６を打設管２４に接続する（ステップＳ１２）。この際、制御部３２Ｃは、打設管２４が接続された打設孔４０のアクチュエータ４３を制御して閉鎖板４２を開く。
制御部３２Ｃは、コンクリート供給部２６を動作させ、打設管２４が接続された打設孔４０からコンクリート１６を打設させる（ステップＳ１４）。
次いで、制御部３２Ｃは、検出部３０で検出されたコンクリート１６の位置情報に基づいて規定量のコンクリート１６が打設されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。
規定量のコンクリート１６が打設されていなければ、ステップＳ１４に戻る。
規定量のコンクリート１６が打設されたと判断したならば、コンクリート供給部２６を停止させ、打設管２４が接続された打設孔４０のアクチュエータ４３を制御して閉鎖板４２を閉じる（ステップＳ１８）。
The
The
Next, the
If the specified amount of
When it is determined that the specified amount of
制御部３２Ｃは、Ｎ（Ｎは１以上の自然数）層目のコンクリート１６の打設が完了したか否かを判定する（ステップＳ２０）。
完了していなければ、ステップＳ１２に戻り次の打設孔４０からのコンクリート１６の打設を行なう。
完了していれば、制御部３２Ｃは、コンクリート打設型枠２２の全域に対するコンクリート１６の打設が完了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。すなわち、図３（Ｆ）に示すように、５層のコンクリート１６Ｅの打設が完了したか否かを判定する。
完了していなければ、判定部３２Ｄは、検出部３０の検出結果に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する（ステップＳ２４）。
第１の許容範囲を超過していないと判定された場合は、制御部３２ＣはステップＳ１２に戻り、次の層に対するコンクリート１６の打設を行なう。
第１の許容範囲を超過したと判定された場合は、特定部３２Ｅにより次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４が特定される（ステップＳ２６）。
The
If it is not completed, the process returns to step S12 and the concrete 16 is placed from the
If it is completed, the
If not completed, the determination unit 32D determines whether or not the height deviation of the concrete 16 along the length direction of the
If it is determined that the first permissible range is not exceeded, the
If it is determined that the first permissible range has been exceeded, the specific portion 32E specifies the placing
そして、制御部３２Ｃは、予め定められていた順番を無視し、コンクリート分流機２８を制御して特定部３２Ｅで特定された打設管２４にコンクリート供給部２６を接続する（ステップＳ２８）。この際、制御部３２Ｃは、打設管２４が接続された打設孔４０のアクチュエータ４３を制御して閉鎖板４２を開く。
制御部３２Ｃは、コンクリート供給部２６を動作させ、打設管２４が接続された打設孔４０からコンクリート１６を打設させる（ステップＳ３０）。
次いで、制御部３２Ｃは、検出部３０で検出されたコンクリート１６の位置情報に基づいて規定量のコンクリート１６が打設されたか否かを判定する（ステップＳ３２）。
規定量のコンクリート１６が打設されていなければ、ステップＳ３０に戻る。
規定量のコンクリート１６が打設されたと判断したならば、コンクリート供給部２６を停止させ、打設管２４が接続された打設孔４０のアクチュエータ４３を制御して閉鎖板４２を閉じる（ステップＳ３４）。
Then, the
The
Next, the
If the specified amount of
When it is determined that the specified amount of
次いで、制御部３２Ｃは、特定部３２Ｅによって特定された打設管２４が残っているか否かを判定する（ステップＳ３６）。
打設管２４が残っていれば、ステップＳ２８に移行して同様の処理を行なう。
残っている打設管２４が無ければ、制御部３２ＣはステップＳ１２に戻り、次の層に対するコンクリート１６の打設を行なう。
Next, the
If the casting
If there is no remaining
また、ステップＳ２２でコンクリート打設型枠２２の全域に対するコンクリート１６の打設が完了したと判定されたならば、打設されたコンクリート１６を養生硬化させ（ステップＳ３８）、次いで、伸縮部材を縮小させることにより型枠本体３４をトンネル１０の径方向内側に縮小させ、コンクリート打設型枠２２を脱枠させ（ステップＳ４０）、一連の作業が終了する。
Further, if it is determined in step S22 that the casting of the concrete 16 to the entire area of the
本実施の形態によれば、打設されたコンクリート１６のトンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、位置情報に基づいて次にコンクリート１６を打設すべき打設管２４を特定し、特定された打設管２４を用いてコンクリート１６を打設するようにした。
したがって、従来のように打設されたコンクリート１６の位置を監視し、トンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが発生した場合に、コンクリート１６の高さの偏りを解消するように打設管２４の切り替え操作などを手作業で行なう必要がなく自動化を図れるので、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリート１６の高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリート１６を打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。
According to the present embodiment, the height of the concrete 16 along the length direction of the
Therefore, the position of the concrete 16 placed as in the conventional case is monitored, and when the height deviation of the concrete 16 occurs along the length direction of the
また、本実施の形態によれば、コンクリート打設型枠２２の側部３４０２においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示されるので、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、コンクリート打設型枠２２の上部３４０４においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示されるので、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the position information of the concrete 16 in the
Further, according to the present embodiment, the position information of the concrete 16 in the
また、本実施の形態では、線状のレベルセンサー４４を用いてコンクリート１６の位置を検出する場合について説明したが、コンクリート１６の位置を検出するセンサーは、コンクリート１６の位置を検出できればよく、打設されたコンクリート１６の温度を検出する温度センサー、打設されたコンクリート１６が接触する際の振動を検出する振動センサーなど従来公知の様々なセンサーなどが使用可能である。
しかしながら、これらのセンサーは、コンクリート１６の位置をごく狭い範囲で検出するものであるため、トンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を満遍なく検出するためには多数のセンサーを設けなくてはならず、センサーの設置作業が面倒で部品コストが多大なものとなりやすい。
これに対して本実施の形態では、コンクリート１６に接触することによりコンクリート１６の比誘電率に応じて一対の電極線４４０２間に生じる静電容量が変化する線状のレベルセンサー４４を用い、このレベルセンサー４４を、トンネル１０の内壁面１２に対向するコンクリート打設型枠２２の外周面にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けた。
したがって、少ない数の線状のレベルセンサー４４をトンネル１０の周方向、長さ方向に沿って設置すれば、トンネル１０の周方向および長さ方向に沿ったコンクリート１６の位置を満遍なく検出できるため、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。
Further, in the present embodiment, the case where the position of the concrete 16 is detected by using the
However, since these sensors detect the position of the concrete 16 in a very narrow range, it is not necessary to provide a large number of sensors in order to evenly detect the position along the circumferential direction and the length direction of the
On the other hand, in the present embodiment, a
Therefore, if a small number of
また、本実施の形態によれば、検出部３０は、トンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けられたレベルセンサー４４の静電容量の変化に基づいてレベルセンサー４４の長さ方向に沿ったコンクリート１６の位置を算出し、算出されたコンクリート１６の位置に基づいて位置情報を生成する。
したがって、トンネル１０の長さ方向および周方向に沿ったコンクリート１６の位置情報を正確に得ることができ、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅが位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。
Further, according to the present embodiment, the
Therefore, the position information of the concrete 16 along the length direction and the circumferential direction of the
なお、本実施の形態では、複数の打設管２４の打設管先部２４０２が各打設孔４０に連通するように型枠本体３４の内周面側で固定されている場合について説明したが、打設孔４０に代えて開閉可能な窓部を型枠本体３４に設けると共に、各打設管２４の打設管先部２４０２が窓部を介して型枠本体３４から出没するように構成してもよい。
この場合、制御部３２Ｃは、窓部を開閉するアクチュエータ、打設管先部２４０２を出没させるアクチュエータを制御すればよい。
In this embodiment, a case where the casting
In this case, the
また、本実施の形態では、位置情報生成部３２Ｂが、位置算出部３２Ａで算出された各レベルセンサー４４に対応するコンクリート１６の位置に基づいて、型枠本体３４に対するコンクリート１６の位置を２次元座標上に表す位置情報を生成する場合について説明した。
しかしながら、位置情報生成部３２Ｂが、位置算出部３２Ａで算出された各レベルセンサー４４に対応するコンクリート１６の位置に基づいて、型枠本体３４に対するコンクリート１６の位置を３次元座標上に表す位置情報を生成するものであってもよい。
この場合、コンクリート打設型枠２２の側部３４０２、あるいは、上部３４０４において、位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される。
このように型枠本体３４に対するコンクリート１６の位置を示す位置情報を３次元座標上に示すと、制御部３２Ｃ、判定部３２Ｄ、特定部３２Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となることは無論のこと、例えば、型枠本体３４に対するコンクリート１６の位置をディスプレイ３２１４などに３次元画像として表示する場合に、型枠本体３４に対するコンクリート１６の位置を直感的に把握することができ、コンクリート１６の打設位置の管理を行なう上でより有利となる。
Further, in the present embodiment, the position
However, the position
In this case, in the
When the position information indicating the position of the concrete 16 with respect to the
また、本実施の形態では、レベルセンサー４４を、トンネル１０の内壁面１２に対向するコンクリート打設型枠２２の外周面にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けた場合について説明した。
しかしながら、レベルセンサー４４は、コンクリート１６に接触することによりコンクリート１６の比誘電率に応じて一対の電極線４４０２間に生じる静電容量が変化すればよく、レベルセンサー４４を設ける箇所はコンクリート打設型枠２２の外周面に限定されない。
したがって、レベルセンサー４４を、トンネル１０の内壁面１２の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シート１２０４にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けてもよい。
すなわち、レベルセンサー４４がコンクリート１６に接触するとは、レベルセンサー４４がコンクリート１６に直接接触する場合に加え、レベルセンサー４４が他の部材を介して接触する場合を含み、例えば、防水シート１２０４、あるいは、一次覆工コンクリート１６を介してコンクリート１６に接近する場合を含む。
したがって、レベルセンサー４４を配置する箇所は、一次覆工がなされる防水シート１２０４の表面（地山の壁面と反対側の面）でもよく、また、レベルセンサー４４を防水シート１２０４の内部に取り付けても良い。
これらの場合は、レベルセンサー４４が一次覆工あるいは防水シート１２０４で保護されるため、打設されたコンクリート１６によるレベルセンサー４４の位置ずれを抑制する上でより有利となる。
Further, in the present embodiment, the
However, the
Therefore, the
That is, the contact of the
Therefore, the place where the
In these cases, since the
また、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２との間に補強用の鉄筋が設けられる場合は、それら鉄筋にレベルセンサー４４をトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けてもよい。
補強用の鉄筋は、例えば、地山が薄い箇所や地山の強度が足りない箇所に配設される。
例えば、トンネル１０の入口や出口の近傍の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、河川の下方の地山の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、都市部のように地山の強度が弱い場合はトンネル１０の全長にわたって鉄筋が配設される。
これらの場合は、レベルセンサー４４が鉄筋に設けられるため、打設されたコンクリート１６によるレベルセンサー４４の位置ずれを抑制する上でより有利となる。
Further, when reinforcing bars are provided between the
Reinforcing bars are arranged, for example, in places where the ground is thin or where the strength of the ground is insufficient.
For example, reinforcing bars are partially arranged at locations near the entrance and exit of the
In these cases, since the
１０ トンネル
１２ 内壁面
１２０４ 防水シート
１３ 床版
１６ コンクリート
２０ 覆工コンクリート打設装置
２２ コンクリート打設型枠
２４ 打設管
２６ コンクリート供給部
２８ コンクリート分流機
３０ 検出部
３２Ａ 位置算出部
３２Ｂ 位置情報生成部
３２Ｃ 制御部
３２Ｄ 特定部
３４ 型枠本体
３４０２ 側部
３４０４ 上部
４４ レベルセンサー
４４０２ 電極線
４６ 検出回路
10
本発明は覆工コンクリート打設装置に用いるセンサーに関する。 The present invention relates to a sensor used in a lining concrete placing device.
しかしながら、上述した従来の技術では、打設されたコンクリートのトンネルの長さ方向に沿った高さの偏りが生じてしまった場合は、高さの偏りが解消されるようにコンクリートの打設を追加して行なう必要がある。
その場合、作業員がコンクリートの高さの偏りの有無を目視で監視し、高さの偏りの解消が必要であると判断した場合は、作業員が手作業によって窓の開閉、コンクリートを打設する打設管の窓からの出し入れ、コンクリート分流機と複数の打設管との接続の切り替えを行なう必要があり、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で有利な覆工コンクリート打設装置に用いるセンサーを提供することにある。
However, in the above-mentioned conventional technique, when a height deviation occurs along the length direction of the placed concrete tunnel, the concrete is placed so as to eliminate the height deviation. It needs to be done additionally.
In that case, the worker visually monitors the presence or absence of the height bias of the concrete, and if it is determined that the height bias needs to be eliminated, the worker manually opens and closes the window and places the concrete. It is necessary to move the concrete casting pipe in and out of the window and switch the connection between the concrete shunting machine and multiple casting pipes, and there is room for improvement in terms of labor saving and efficiency of tunnel construction.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a sensor used for a lining concrete placing device, which is advantageous in terms of labor saving and efficiency of tunnel construction.
上述の目的を達成するため、本発明は、覆工コンクリート打設装置に用いるセンサーであって、前記センサーは、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーであり、前記レベルセンサーは、トンネルの内壁面に対向するコンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、覆工コンクリート打設装置に用いるセンサーであって、前記センサーは、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーであり、前記レベルセンサーは、トンネルの内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、覆工コンクリート打設装置に用いるセンサーであって、前記センサーは、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーであり、前記レベルセンサーは、トンネルの内壁面とコンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a sensor used in a lining concrete placing device, wherein the sensor is a linear level sensor in which a pair of electrode wires are coated with an insulating material. The level sensor is provided extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel on the outer peripheral surface of the concrete casting mold facing the inner wall surface of the tunnel, and the level sensor is provided by contacting the concrete. It is characterized in that the electrostatic capacity generated between the pair of electrode lines changes according to the specific dielectric constant of the concrete.
Further, the present invention is a sensor used for a lining concrete placing device, wherein the sensor is a linear level sensor in which a pair of electrode wires are coated with an insulating material, and the level sensor is a tunnel. A waterproof sheet applied to the wall surface of the ground excavated outside in the radial direction of the inner wall surface is provided extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel, and the level sensor contacts the concrete. As a result, the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the specific dielectric constant of the concrete.
Further, the present invention is a sensor used for a lining concrete placing device, wherein the sensor is a linear level sensor in which a pair of electrode wires are coated with an insulating material, and the level sensor is a tunnel. The level sensor is provided extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel on the reinforcing bar arranged between the inner wall surface and the concrete casting mold, and the level sensor is provided by contacting the concrete. It is characterized in that the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the specific dielectric constant of concrete.
本発明によれば、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。 According to the present invention, it is possible to reduce the installation work of the sensor, and it is advantageous in suppressing the component cost.
Claims (9)
外部から供給されたコンクリートを圧送可能なコンクリート供給部と、
前記コンクリート供給部を前記複数の打設管に個別に接続可能なコンクリート分流機と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設管から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記コンクリート供給部および前記コンクリート分流機を制御し予め定められた順番で前記コンクリート供給部を前記コンクリート分流機を介して次の前記打設管に順次接続していく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて次に前記コンクリートを打設すべき前記打設管を特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記特定部で特定された打設管に前記コンクリート供給部を接続する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。 A concrete casting formwork arranged in the tunnel and provided with a plurality of casting pipes for placing concrete on the inner wall surface of the tunnel at intervals along the circumferential direction and the length direction of the tunnel.
A concrete supply unit that can pump concrete supplied from the outside,
A concrete shunting machine capable of individually connecting the concrete supply unit to the plurality of casting pipes,
A lining concrete placing device in a tunnel equipped with
A detection unit that detects position information indicating the position of the concrete placed from the casting pipe along the circumferential direction and the length direction of the tunnel, and a detection unit.
A control unit that controls the concrete supply unit and the concrete diversion machine based on the position information and sequentially connects the concrete supply unit to the next casting pipe via the concrete diversion machine in a predetermined order. When,
A determination unit for determining whether or not the height deviation of the concrete along the length direction of the tunnel exceeds the first permissible range based on the position information.
When it is determined that the height deviation of the concrete exceeds the first permissible range, a specific portion for specifying the casting pipe to which the concrete should be placed next based on the position information is provided. Prepare,
When it is determined that the first permissible range is exceeded, the control unit ignores the order and connects the concrete supply unit to the casting pipe specified by the specific unit.
A lining concrete placing device characterized by that.
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリート打設装置。 The concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions.
The position information on the side portion of the concrete casting formwork is shown on two-dimensional coordinates with the length direction of the tunnel as the X axis and the height direction of the tunnel as the Y axis.
The lining concrete placing device according to claim 1.
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリート打設装置。 The concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions.
In the upper part of the concrete casting formwork, the position information is shown on two-dimensional coordinates with the length direction of the tunnel as the X axis and the width direction of the tunnel as the Y axis.
The lining concrete placing device according to claim 1.
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリート打設装置。 The concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions.
The position information on the side of the concrete casting mold is three-dimensional with the length direction of the tunnel as the X axis, the width direction of the tunnel as the Y axis, and the height direction of the tunnel as the Z axis. Shown on the coordinates,
The lining concrete placing device according to claim 1.
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１記載の覆工コンクリート打設装置。 The concrete casting formwork has a pair of side portions that stand up from the deck and are located on both sides in the width direction, and an upper portion that connects the upper ends of the pair of side portions.
In the upper part of the concrete casting mold, the position information is such that the length direction of the tunnel is the X axis, the width direction of the tunnel is the Y axis, and the height direction of the tunnel is the Z axis. Shown on the three-dimensional coordinates,
The lining concrete placing device according to claim 1.
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面に対向する前記コンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。 The detection unit includes a linear level sensor formed by coating a pair of electrode wires with an insulating material.
The level sensor is provided on the outer peripheral surface of the concrete casting formwork facing the inner wall surface of the tunnel so as to extend along the length direction and the circumferential direction of the tunnel.
When the level sensor comes into contact with the concrete, the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the relative permittivity of the concrete.
The lining concrete placing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lining concrete placing device is characterized by the above.
前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。 The detection unit includes a linear level sensor formed by coating a pair of electrode wires with an insulating material.
The level sensor is provided on a tarpaulin attached to a wall surface of a ground excavated on the radial outer side of the inner wall surface of the tunnel, extending along the length direction and the circumferential direction of the tunnel.
When the level sensor comes into contact with the concrete, the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the relative permittivity of the concrete.
The lining concrete placing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lining concrete placing device is characterized by the above.
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。 The detection unit includes a linear level sensor formed by coating a pair of electrode wires with an insulating material.
The level sensor is provided on a reinforcing bar disposed between the inner wall surface of the tunnel and the concrete casting formwork so as to extend along the length direction and the circumferential direction of the tunnel.
When the level sensor comes into contact with the concrete, the capacitance generated between the pair of electrode lines changes according to the relative permittivity of the concrete.
The lining concrete placing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lining concrete placing device is characterized by the above.
前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報算出部とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。 The detection unit
A position calculation unit that calculates the position of concrete along the extending direction of the level sensor based on the change in the capacitance of the level sensor.
Further provided with a position information calculation unit that generates the position information based on the position of the concrete calculated by the position calculation unit.
The lining concrete placing device according to any one of claims 6 to 8, wherein the lining concrete placing device is characterized by the above.
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