JP3047758B2 - トンネル工法における覆工コンクリートの締固め装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル工法における
覆工コンクリートの締固め装置に関し、特に、トンネル
覆工用型枠のトンネル外方側とトンネル内壁面との間に
打設された覆工コンクリートを締め固めるための覆工コ
ンクリートの締固め装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シールド掘進機、トンネルボーリングマ
シーンやその他の各種のトンネル掘進機により掘削形成
されるトンネルや、山岳トンネル等の種々のトンネルの
内部には、これらのトンネルの内壁面を防護するととも
に所定の断面形状を確保すべく、トンネル内壁面を覆っ
て覆工コンクリートが打設形成される。そして、これら
の覆工コンクリートを打設形成するには、従来より、ト
ンネル覆工用の型枠が用いられている。すなわち、この
トンネル覆工用型枠によれば、当該覆工用型枠を、予定
するトンネルの断面形状に沿ってトンネル内壁面の内側
に組み立て、この組立てた型枠のトンネル外方側すなわ
ち型枠の表面とトンネル内壁面との間の空間に覆工コン
クリートを打設することにより、トンネル内壁面を覆う
所定形状の覆工体を形成することができる。

【０００３】一方、かかる覆工コンクリートを品質良く
形成するには、打設されるコンクリートを、型枠とトン
ネル内壁面との間の空間に隙間なく充填するとともに、
充填したコンクリートを十分に締め固める必要があり、
したがって、かかる型枠とトンネル内壁面との間に挟ま
れた狭い空間内にコンクリートを密実に充填するため、
従来は、例えばバイブレータ等の起振機を用いて打設し
たコンクリートを締め固める方法が採用されていた。

【０００４】そして、このバイブレータによる締固め方
法としては、例えば、作業員が型枠の各所に設けられて
いる検査窓からバイブレータを手作業で当該打設空間内
のコンクリート中に差し込んで振動を加える方法や、自
振モータを有するバイブレータを型枠のトンネル内方側
の表面に取り付け、この型枠に高周波の振動を与え、型
枠を介して間接的にコンクリートを振動させて締め固め
る方法等が採用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来の方法では、上記検査窓を介してバイブレータを
打設空間内のコンクリート中に差し込む方法では、トン
ネルの断面が大きいと検査窓から届かない部分のコンク
リートを十分に締め固めることができない場合があり、
またトンネルの断面が小さいと検査窓を設置できずに作
業員による手作業が困難になる場合があるという課題が
あった。

【０００６】また、バイブレータを型枠の表面に取り付
けて振動させる方法では、型枠の剛性が高い場合や覆工
の厚さが大きい場合には、バイブレータによる振動がコ
ンクリートに十分に伝わらず、締固め作業を効果的に行
なうことができないという課題があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記従来の課題を鑑み
てなされたもので、特に、覆工の厚さが大きい場合で
も、また、型枠の剛性が高い場合でも、トンネル断面の
大小にかかわらず、作業員による手作業を軽減しつつ、
容易かつ効果的に締固め作業を行なうことのできるトン
ネル工法における覆工コンクリートの締固め装置を提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、トンネル
覆工用型枠に開口形成された挿通孔と、前記トンネル覆
工用型枠のトンネル内方側に突出するとともに、前記挿
通孔を挾んで対向配置されたガイドレールおよびスライ
ド移動機構と、該スライド移動機構の駆動により前記ガ
イドレールに沿ってトンネルの径方向に進退移動する台
座と、該台座からトンネルの径方向外方に向かって突設
されることにより前記挿通孔に挿通され、前記トンネル
覆工用型枠のトンネル外方側とトンネル内壁面との間に
打設された覆工コンクリート内に出没する起振部材とか
らなることを特徴とするトンネル工法における覆工コン
クリートの締固め装置にある。

【０００９】また、本発明のトンネル工法における覆工
コンクリートの締固め装置は、前記起振部材を支持プレ
ートに固定するとともに、該支持プレートを弾性部材を
介して前記台座に取り付けることにより、前記起振部材
を前記台座から突設することが好ましい。

【００１０】

【作用】そして、本発明のトンネル工法における覆工コ
ンクリートの締固め装置によれば、台座からトンネルの
径方向外方に向かって突設される起振部材は、往復移動
機構の駆動によって、ガイドレールに沿いつつトンネル
の径方向に進退し、覆工コンクリートの厚さ方向に深く
没入してコンクリートを十分に締め固めるとともに、ト
ンネル覆工用型枠に予め設置され、挿通孔を介して起振
部材を自動的にコンクリート中に挿入出没させるので、
検査窓を不要とするとともに作業員による手作業を大幅
に低減する。

【００１１】また、前記起振部材を支持プレートに固定
するとともに、該支持プレートを弾性部材を介して前記
台座に取り付ければ、起振部材の振動が台座に伝わるの
を極力防止することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

【００１３】図１はこの発明にかかる締固め装置２０を
場所打ちライニングシールド工法に用いるコンクリート
覆工用型枠１に装備した場合を示すものである。なお、
周知のごとく場所打ちライニングシールド工法は、図示
しないシールド掘進機の後部内側に覆工コンクリート用
の型枠１を円筒状に組立て、型枠１を構成するスキンプ
レート１ａのトンネル外方側と掘削されたトンネル内壁
面２との間に形成された空間内に覆工コンクリート３を
打設し、前記シールド掘進機の後部に配置されたジャッ
キを伸長してプレスリングを介して覆工コンクリート３
を押圧し、その反力でシールド掘進機を前進させつつ掘
削作業を行なうことにより、覆工コンクリート３が連続
する覆工体の形成してシールドトンネルを構築する工法
であり、覆工コンクリート３の固化後は型枠１は分解さ
れ、再度覆工コンクリート用の型枠として転用される。

【００１４】以上の型枠１に装備される本発明の締固め
装置２０は、前記スキンプレート１ａの適宜の位置に開
口形成された挿通孔４と、この挿通孔４を挟んでスキン
プレート１ａのトンネル内方側に溶接などにより垂直状
態に突出固定された、例えば山形鋼や溝形鋼からなるガ
イドレール５、およびスライド移動機構２１を構成する
往復油圧モータ７を着脱可能に取り付けるための例えば
鋼板からなるブラケット６と、一端部をこの油圧モータ
７に連繋するとともに他端側を前記ガイドレール５に沿
って昇降ガイドされて、スキンプレート１ａ側に向けて
トンネル径方向に進退移動する取り外し可能な台座８
と、この台座８上に突設されるとともに、前記挿通孔４
に挿通されて前記スキンプレート１ａの外方に突出する
棒状の起振部材９とから概略構成されている。

【００１５】また、前記スキンプレート１ａのトンネル
内方側にあって前記挿通孔４の周囲には、起振部材９と
の摺動接触を良好にするとともに、水密性を保持するた
めのスラスト軸受１０が一体に溶接され、その内周、す
なわち起振部材９との摺動接触面側にはシールリング１
１が配設されている。

【００１６】なお、締固め作業が終了した時点では、起
振部材９等はスキンプレート１ａの表面と同一平面とな
るように配置するが、油圧モータ７や台座８あるいは起
振部材９等を撤去することも可能で、これらを撤去した
状態では、このスラスト軸受部１０は図示しない詰め栓
などで閉塞する。

【００１７】そして、前記台座８には、油圧モータ７に
連繋する一端側に、前記油圧モータ７の駆動軸に設けた
ピニオン１２に噛合するラック１４が、当該台座８に対
して垂直方向に延長して固定され、また他端側には前記
ガイドレール５に沿って転動するガイドローラ１５が軸
止され、油圧モータ７の駆動によりピニオン１２とラッ
ク１４の噛合を介して台座８がトンネル径方向に進退移
動できるようになっている。なお、油圧モータ７とピニ
オン１２及びラック１４は、この実施例のスライド移動
機構２１を構成するものである。

【００１８】また、起振部材９は直径５ｃｍ程度の円筒
棒状部材からなり、その内部に励振のための自振モータ
式などの励振機構を備え、この励振機構の駆動により高
周波で振動するものである。

【００１９】そして、この起振部材９は、その一端部に
支持プレート１７を固定するとともに、この支持プレー
ト１７を弾性部材としての一対の免振ゴム１６を介して
台座８に取り付けることにより、台座８に突設設置され
る。なお、台座８には、その中央部分に開口部２２が形
成され、この開口部２２に起振部材９のトンネル内方側
端部を挿通させて、起振部材９が台座８と接触しないよ
うになっている。また、前記ガイドレール５の下端部に
はストッパ１８が配置され、台座８がセットされた後の
脱落を防止している。

【００２０】以上の構成を有するこの実施例の締固め装
置２０によれば、油圧モータ７をブラケット６に固定
し、起振部材９を取り付けた台座８のラック１４をピニ
オン１２に噛合させるとともに、ガイドローラ１５をガ
イドレール５に当接し、次いでストッパ１８をセットす
ることにより、締固め作業の準備が完了する。

【００２１】なお、この締固め装置２０は、図２（ａ）
及び（ｂ）に示すように、覆工用型枠１のトンネルの周
方向に１ヶ所又は複数ヶ所、及びトンネルの軸方向に複
数ヶ所設けることにより、効果的に締固め作業を行うこ
とができる。

【００２２】そして、覆工コンクリート３が型枠１のス
キンプレート１ａとトンネル内壁面２との間に形成され
た空間内に打設されたら、油圧モータ７を回転駆動し、
台座８に取り付けた起振部材９を、挿通孔４から打設し
たコンクリート３内に挿入するとともに進退出没し、同
時に起振部材９を駆動して振動させることによりコンク
リート３の締固め作業を行なう。なお、この出没量の調
整は、スキンプレート１ａとトンネル内壁面との間の距
離ｄすなわち覆工コンクリート３の厚さ等に応じて油圧
モータ７の往復駆動量を調整することにより容易に行な
うことができる。

【００２３】ここで、かかる締固め作業は、台座８のト
ンネル径方向の進退移動により、起振部材９を覆工コン
クリート３の厚さ方向に深く没入させることができ、こ
れによって例え覆工コンクリート３の厚さが大きい場合
でも、コンクリートを十分に締め固めるとともに、締固
め装置２０をトンネル覆工用型枠１に設置した後は、手
作業によることなく、ほぼ自動的に締固め作業を行なう
ことができる。

【００２４】締固め作業が終了したら、ストッパ１８を
ガイドレール７から撤去して、台座８を起振部材９とと
もにセット位置から撤去させることも、また、引き続き
油圧モータ７をブラケット６から取り外すこともでき、
この取り外した油圧モータ７や台座８あるいは起振部材
９は、次のスパンの型枠１に設置して転用することがで
きる。

【００２５】なお、この実施例では、起振部材９とし
て、励振機構を備えて自ら高周波振動を生じるものを使
用したが、例えば支持プレート１７を振動させることに
より、間接的に振動を生じるものであっても良い。

【００２６】また、この実施例では、本発明の締固め装
置を場所打ちライニングシールド工法に用いるコンクリ
ート覆工用型枠に装備した場合を示したが、本発明はこ
れに限定されるものでなく、その他のシールド掘進機や
トンネルボーリングマシン等の各種トンネル掘進機によ
り掘削形成されるトンネルや、山岳トンネル等のあらゆ
る種類のトンネルのための覆工コンクリート用型枠に装
備することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かるトンネル工法における覆工コンクリートの締固め装
置によれば、台座からトンネルの径方向外方に向かって
突設される起振部材は、往復移動機構の駆動によって、
ガイドレールに沿いつつトンネルの径方向に進退し、挿
通孔を介して覆工コンクリートの厚さ方向に深く没入し
てコンクリートを十分に締め固める。すなわち、覆工コ
ンクリートの厚さが大きい場合でも、また、型枠の剛性
が高い場合でも、トンネル断面の大小にかかわらず、作
業員による手作業を軽減しつつ、容易かつ効果的にコン
クリートの締固め作業を行なうことができる。

【００２８】また、起振部材を支持プレートに固定する
とともに、この支持プレートを弾性部材を介して台座に
取り付ければ、起振部材の振動が台座に伝わるのを極力
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる締固め装置を場所打ちライニ
ングシールド工法に用いるコンクリート覆工用型枠に装
備した場合を示す部分断面図である。

【図２】締固め装置の覆工用型枠への配設状況を示す説
明図で、（ａ）は横断面図、（ｂ）は縦断面図である。

【符号の説明】

１ 型枠 １ａ スキンプレート ３ 覆工コンクリート ４ 挿通孔 ５ ガイドレール ６ ブラケット ７ 往復油圧モータ（スライド移動機構） ８ 台座 ９ 起振部材 １２ ピニオン（スライド移動機構） １４ ラック（スライド移動機構） １７ 支持プレート ２０ 締固め装置 ２１ スライド移動機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 11/10 E04G 21/06 - 21/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル覆工用型枠に開口形成された挿
   通孔と、前記トンネル覆工用型枠のトンネル内方側に突
   出するとともに、前記挿通孔を挾んで対向配置されたガ
   イドレールおよびスライド移動機構と、該スライド移動
   機構の駆動により前記ガイドレールに沿ってトンネルの
   径方向に進退移動する台座と、該台座からトンネルの径
   方向外方に向かって突設されることにより前記挿通孔に
   挿通され、前記トンネル覆工用型枠のトンネル外方側と
   トンネル内壁面との間に打設された覆工コンクリート内
   に出没する起振部材とからなることを特徴とするトンネ
   ル工法における覆工コンクリートの締固め装置。
2. 【請求項２】 前記起振部材を支持プレートに固定する
   とともに、該支持プレートを弾性部材を介して前記台座
   に取り付けることにより、前記起振部材を前記台座から
   突設することを特徴とする請求項１に記載のトンネル工
   法における覆工コンクリートの締固め装置。