JP3127329B2 - 二次覆工コンクリート打設装置とその工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トンネルなどの地下
空洞建設における二次覆工コンクリート打設装置とその
工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、トンネルなどの地下空洞
建設における二次覆工は、一次覆工とスチールフォーム
またはセントルフォームなどの型枠との間の空間にコン
クリートを打設して形成されるもので、該空間の妻側開
口には、打設されるコンクリートが漏出しないようにこ
れを閉蓋する妻板が設けられている。

【０００３】上記二次覆工を行う従来のコンクリート打
設工法としては、輸送管切替えバルブ方式、吹上方式、
パイプ管移動方式およびエレファントノズル方式などが
ある。

【０００４】輸送管切替えバルブ方式は、図１０に示す
ように、コンクリートポンプ１によって圧送されるコン
クリートを輸送管３によってスチールフォームまたはセ
ントルフォームなどの型枠２に穿設された開口部４に導
き、この開口部４よりその外周、すなわち一次覆工と型
枠２との間の空間にコンクリートを巻立てるようにした
ものである。上記型枠２には、油圧シリンダによって作
動する輸送管３の切替えバルブ５が通常、１基の型枠２
に対して２組、組み込まれており、切替えバルブ５を操
作することによって任意の開口部４からコンクリートを
送出し、打設することとしている。

【０００５】吹上方式であって、例えば底設導坑先進上
部半断面工法に用いられるものは、図１１に示すよう
に、導坑６内にコンクリートポンプ８を、また上半７に
スライドセントル９を設置し、スライドセントル９内の
輸送管１０とコンクリートポンプ８を接続し、輸送管１
０を通じてスライドセントル９の注入口よりその外周に
コンクリートを巻立てるようにしたものである。

【０００６】パイプ管移動方式は、図１２，１３に示す
ようにパイプ管１１をコンクリートを圧送するコンクリ
ートポンプ１２に接続するとともに、このパイプ管１１
をパイプジャンボ１３に取付けて、このパイプジャンボ
１３によってパイプ管１１を型枠であるスチールフォー
ム１４の長手方向に直交した方向に移動させながら、一
次覆工とスチールフォーム１４との間の空間にコンクリ
ートを巻立てるようにしたものである。

【０００７】エレファントノズル方式は、図１４，１５
に示すように型枠１７に穿設した複数の打設口１７ａま
たは検査窓１７ｂに、コンクリート配管１６にコンクリ
ートポンプ１９を介して接続した伸縮パイプ１８の先端
のノズル１８ａを移動し、コンクリートポンプ１９によ
ってコンクリートを圧送させることにより一次覆工と型
枠との間の空間の巻立てを行うようにしたものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記輸
送間切替えバルブ方式による打設では、切替えバルブ５
の数により型枠２の開口部４の数が限定され、かつ特に
天端部などの高位置の開口部４から打設したコンクリー
トが分離するという問題がある。

【０００９】吹上方式による打設は、スライドセントル
９の天端部に設けた注入口に輸送管１０を接続し、これ
よりコンクリートの打設を行うので、輸送管切替えバル
ブ方式と同じようにコンクリートの分離が生じるととも
に、締め固めが不十分であるという問題がある。

【００１０】パイプ管移動方式による打設は、パイプ管
１１の先端がトンネルアーチに沿って自由に移動できる
ものではないので、一か所から流し込むことが多くな
り、コンクリートの分離を起こし、また空洞ができ易い
し、均等に投入することが困難であり、またパイプ管１
１先端位置を長手方向に移動させるためには装置全体を
移動させなければならないという問題がある。

【００１１】エレファントノズル方式による打設は、上
記各方式と同じようにコンクリートの分離などの問題の
ほかに、さらに複数の打設口１７ａおよび検査窓１７ｂ
の各各にノズル１８ａを移動させるなどのコンクリート
打設準備に手間が掛かるという問題がある。

【００１２】さらに、各方式において、コンクリートの
打設に伴って必要な締め固めは、型枠に穿設した検査窓
からバイブレータを挿入してこれを行っているために、
必ずしも安定した姿勢で行えるとは限らず、どちらかと
いうと不安定な姿勢でも締め固め作業は行わなければな
らないので、苦渋作業になることを避けられなかった。

【００１３】また、妻板による上記空間の妻側開口の閉
蓋は取外し自在な独立した板片で個別に行っているの
で、作業能率が極めて悪いという課題があった。

【００１４】この発明の目的は、上記各種の課題を解決
するためになされたもので、コンクリートの分離や空洞
の発生をなくし、苦渋性を伴うことなく締め固め作業を
行うことができ、覆工部となる空間の妻側開口の閉蓋を
簡単に行えるようにした二次覆工コンクリートの打設装
置とその工法を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明の二次覆工コン
クリート打設装置の構成は次のとおりである。一次覆工
２０との間に断面弧状の空間２２を区画形成する型枠２
１に、該空間２２の妻側開口を開閉する多数の妻板２３
を段階的に軸支するとともに、該妻側開口に沿う弧状の
旋回フレーム２４を設置している。その旋回フレーム２
４にそれをガイドレールとして走行する旋回摺動機構２
５を架設し、その旋回摺動機構２５には、コンクリート
供給先端を上記妻側開口を通じ上記空間２２に挿入する
コンクリート圧送パイプ（２９ａ，２９ｂ，２９ｃ）を
進退摺動自在に架設している。

【００１６】上記において、旋回フレーム２４に２基の
回摺動機構２５を架設することは、コンクリートの打設
を断面弧状の空間２２の左右両側に順次均等に行うこと
ができ、これにより、コンクリート打設時に型枠２１を
偏倚させないとともに、左右のコンクリート立ち上げレ
ベル差を適宜調整しながら施工でき、かつ作業効率も向
上するものであって好適である。

【００１７】また、コンクリート圧送パイプ（２９ａ，
２９ｂ，２９ｃ）を上記空間２２の異なる位置にコンク
リート供給先端を配置する複数本にし、あるいはまた、
そのコンクリート供給先端に遠隔操作可能なバイブレー
タ４２を吊下すると、コンクリート打設作業を効率的に
するとともに、検査窓を通じて行う作業員による困難な
作業によることなく即座に適切な締め固めをすることが
でき好適である。

【００１８】この発明の二次覆工コンクリート打設工法
は、上記構成の装置を使用することによって、極めて効
果的に所定のコンクリート打設することができること明
らかである。

【００１９】

【作用】断面弧状の空間の妻側開口を開閉する多数の妻
板を下段側のものから順次段階的に閉じ、その各段階ご
とに、閉じた下段側の妻板の上方至近位置開口を通じて
挿入しているコンクリート圧送パイプによりコンクリー
トを圧送供給し、かつ、そのコンクリート圧送パイプ
を、上記妻側開口に沿って設けた弧状の旋回フレームに
架設の旋回摺動機構により、上記各段階ごとに上方に移
動させるとともに適宜進退摺動することによって、コン
クリートに材料分離を起こさすことなく、品質の良い二
次覆工を簡単に施工できる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図において、２０は、一次覆工、２１はスチー
ルフォームあるいはセントルフォームなどの型枠で、こ
の型枠２１と一次覆工２０との間に区画形成された断面
弧状の空間２２の妻側開口に沿って多数の妻板２３が段
階状に配列され、その各妻板２３は型枠２１に開閉自在
に軸支されている。

【００２１】２４は、型枠２１の妻側開口端側に支持梁
４４を介して取付けられ、空間２２の妻側開口に沿う弧
状に形成されたガイドレールとなる旋回フレームで、こ
の旋回フレーム２４の内周にはラック２４ａが取付けら
れている。

【００２２】２５は、空間２２にコンクリートを打設す
るために上記旋回フレーム２４の左側半分あるいは右側
半分のそれぞれを移動する２基の旋回摺動機構である。
なお、左側および右側の旋回摺動機構２５はいずれも同
じ構成であるので、以下の各部分の構成説明においては
その一方のみについて説明する。

【００２３】２６は、取付け枠２７に回転自在に支承さ
れ、旋回フレーム２４をその表裏両面から挾持する走行
ローラ、２８は取付け枠２７に取付けられ、ラック２４
ａと噛み合うピニオン２８ａを有する旋回モータで、こ
の旋回モータ２８によりピニオン２８ａを回転させるこ
とにより、取付け枠２７は旋回フレーム２４に沿って走
行する。

【００２４】２９ａ，２９ｂ，２９ｃは上記空間２２の
異なる位置にコンクリート供給先端を配置する３本が一
体に接合されたコンクリート圧送パイプで、このコンク
リート圧送パイプ２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、その基端
が支持枠３０によって囲繞され、この支持枠３０の外部
にはラック３０ａが突設されている。３１は、支持枠３
０を案内摺動するスライド用ガイドで、これは取付け枠
２７に取付けられている。

【００２５】３２はラック３０ａに噛み合うピニオン３
２ａを有するスライドモータで、上記スライド用ガイド
３１に取付けられ、このスライドモータ３２によりピニ
オン３２ａを回転させることにより、支持枠３０および
コンクリート圧送パイプ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを型枠
２１の長手方向に沿って所定の長さ前後摺動することが
できる。

【００２６】３３は、支持枠３０の摺動を補助するロー
ラで、上記スライド用ガイド３１に回転自在に取付けら
れている。そして、これら走行ローラ２６、取付け枠２
７、旋回モータ２８、コンクリート圧送パイプ２９ａ，
２９ｂ，２９ｃ、支持枠３０、スライド用ガイド３１お
よびローラ３３を有するスライドモータ３２などによ
り、上記の旋回摺動機構２５を構成しているものであ
る。

【００２７】３４は、コンクリート打設位置を変更する
時にコンクリート圧送パイプ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを
支持枠３０とともに載置させる搬送台車で、この搬送台
車３４には、このほかに左右のコンクリート圧送パイプ
２９ａ，２９ｂ，２９ｃと接続される分岐されたコンク
リートホース３５を卷回するリール３６も載置されてい
る。

【００２８】３７は、それぞれのコンクリートホース３
５，３５にコンクリートを圧送するコンクリートポン
プ、３８はコンクリートホース３５，３５内を圧送され
るコンクリートをいずれのコンクリート圧送パイプ２９
ａ，２９ｂ，２９ｃに供給するかを切替える分岐バルブ
である。

【００２９】妻側開口に沿って配列した上記妻板２３の
各々は、型枠２１に軸支部４３を介して開閉可能に取付
けられた支持板３９に、空間２２の妻側開口の幅より大
きいゴム板４０を取付けてなるもので、開閉用ジャッキ
４１を支持板３９と型枠２１との間に架設し、その開閉
用ジャッキ４１を伸縮させることにより、各妻板２３は
軸支部４３を中心に回動し、ゴム板４０で妻側開口を開
閉するものである。

【００３０】４２は、コンクリート圧送パイプ２９ａ，
２９ｂ，２９ｃのコンクリート供給先端に回転自在に吊
下された遠隔操作可能なバイブレータで、打設したコン
クリートの締め固め用に使用される。

【００３１】上記構成の装置によるコンクリートの打設
は、断面弧状の空間２２の左右の下側より複数段に分け
て順次行う。すなわち、先ず妻側開口の左右両側最下端
の妻板２３，２３を閉じてその直上の開口に旋回摺動機
構２５，２５を配置するとともに、コンクリート圧送パ
イプ２９ａ，２９ｂ，２９ｃを空間２２内に挿入する。

【００３２】次いで、分岐バルブ３８，３８を介して左
右のコンクリート圧送パイプ２９ａ，２９ａとコンクリ
ートホース３５，３５とを接続し、コンクリートポンプ
３７より同時に左右のコンクリート圧送パイプ２９ａ，
２９ａにコンクリートを圧送する。

【００３３】このコンクリートの圧送に対応させてスラ
イドモータ３２，３２を回転させ、スライド用ガイド３
１，３１に沿って支持枠３０，３０を前進摺動させる。
そして、左右のコンクリート圧送パイプ２９ａ，２９ａ
により空間２２の奥側の所定長さ部分にコンクリートを
打設するとともに、この打設したコンクリートをコンク
リート圧送パイプ２９ａ，２９ａのコンクリート供給先
端に吊下されたバイブレータ４２を振動させて締め固め
る。

【００３４】このようにして摺動量いっぱいに支持枠３
０，３０を前進摺動させて左右のコンクリート圧送パイ
プ２９ａ，２９ａより空間２２の奥側の所定長さ部分に
コンクリートを打設したのちは、分岐バルブ３８，３８
を切替えて左右のコンクリート圧送パイプ２９ｂ，２９
ｂとコンクリートホース３５，３５とを接続し、コンク
リートポンプ３７より同時に両方のコンクリート圧送パ
イプ２９ｂ，２９ｂにコンクリートを圧送する。

【００３５】このコンクリートの圧送に対応させてスラ
イドモータ３２，３２を回転させ、スライド用ガイド３
１，３１に沿って支持枠３０，３０を後退摺動させる。
そして、左右のコンクリート圧送パイプ２９ｂ，２９ｂ
により空間２２の中間の所定長さ部分にコンクリートを
打設するとともに、この打設したコンクリートをコンク
リート圧送パイプ２９ｂ，２９ｂのコンクリート供給先
端に吊下されたバイブレータ４２を振動させて締め固め
る。

【００３６】そして、摺動量いっぱいに支持枠３０，３
０を後退摺動させて左右のコンクリート２９ｂ，２９ｂ
より空間２２の中間の所定長さ部分にコンクリートを打
設したのちは、再度分岐バルブ３８，３８を切替えて左
右のコンクリート圧送パイプ２９ｃ，２９ｃとコンクリ
ートホース３５，３５とを接続し、コンクリートポンプ
３７より同時に両方のコンクリート圧送パイプ２９ｃ，
２９ｃにコンクリートを圧送する。

【００３７】このコンクリートの圧送に対応させてスラ
イドモータ３２，３２を回転させ、スライド用ガイド３
１，３１に沿って支持枠３０，３０を前進摺動させる。
そして、左右のコンクリート圧送パイプ２９ｃ，２９ｃ
により空間２２の手前側の所定長さ部分にコンクリート
を打設するとともに、この打設したコンクリートをコン
クリート圧送パイプ２９ｃ，２９ｃのコンクリート供給
先端に吊下されたバイブレータ４２を振動させて締め固
める。

【００３８】このようにしてコンクリートの所要打設高
さである１段分だけ空間２２の左右両側にその全長に渡
りコンクリートを打設したのちは、旋回モータ２８，２
８を回転させて旋回フレーム２４に沿って旋回摺動機構
２５，２５を１段分だけ、すなわち妻板２３，２３の高
さだけ上昇させ、次いでいままで旋回摺動機構２５，２
５が存在していた部分の開口を妻板２３，２３によって
閉蓋する。

【００３９】そして、上記した操作と同様に奥側、中央
および手前側に別けて既設の下段のコンクリートの上に
新たに上段のコンクリートを打設するとともに、上下段
の境目をなくすようにバイブレータ４２によりコンクリ
ートの締め固めを行う。

【００４０】以下、このような操作を繰り返して空間２
２の下端から順に天端まで層状にコンクリートを打設す
ることにより覆工が行える。そして、空間２２の覆工を
行ったのちは、コンクリート圧送パイプ２９ａ，２９
ｂ，２９ｃおよび支持枠３０を搬送台車３４に載置して
この搬送台車３４を次のコンクリート打設位置に搬送す
る。

【００４１】なお、空間２２の左右に１段ずつコンクリ
ートを打設するとき、左側のコンクリート圧送パイプ２
９ａ，２９ｂ，２９ｃと右側のコンクリート圧送パイプ
２９ａ，２９ｂ，２９ｃとでコンクリートの供給量が異
なると、供給量が多い方のコンクリート圧送パイプ２９
ａ，２９ｂ，２９ｃは、所定量のコンクリートが空間２
２の打設位置に先に供給されることになる。よって、こ
の場合は、供給量が多い方のコンクリート圧送パイプ２
９ａ，２９ｂ，２９ｃへのコンクリートの供給を一時的
に遮断して打設量の少ない方のコンクリート圧送パイプ
２９ａ，２９ｂ，２９ｃにのみコンクリートを供給させ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなようにこ
の発明によれば次の効果を奏する。断面弧状の空間の妻
側開口を開閉する多数の妻板を下段側のものから順次段
階的に閉じ、その各段階ごとに、閉じた下段側の妻板の
上方至近位置開口を通じて挿入しているコンクリート圧
送パイプによりコンクリートを圧送供給するから、その
コンクリートの供給高さが低く（落下距離が短く）、材
料分離を起こすことがない。したがって、品質の良い二
次覆工を簡単に施工できるものである。

【００４３】上記コンクリート圧送パイプを、上記妻側
開口に沿って設けた弧状の旋回フレームに架設の旋回摺
動機構により、上記各段階ごとに上方に移動させるとと
もに適宜進退摺動することができ、コンクリートの打設
位置を適切なところに順次円滑かつ確実に移動設定でき
る。

【００４４】また、旋回フレームに２基の回摺動機構を
架設することにより、コンクリートの打設を空間の左右
に順次均等に行えば、そのコンクリート打設時に型枠を
偏倚させることがないので好適であるとともに、左右の
コンクリート立ち上げレベル差を適宜調整することがで
き、かつ、作業効率も向上すること明らかである。

【００４５】コンクリート圧送パイプを上記空間の異な
る位置にコンクリート供給先端を配置する複数本にする
ことにより、コンクリートの供給間隔を横流しによる材
料分離が起こらないように設定することが容易に可能に
なる。

【００４６】コンクリート圧送パイプのコンクリート供
給先端に遠隔操作可能なバイブレータを吊下することに
より、打設コンクリートを即座に適切に締め固めること
ができるもので、従来のように検査窓を通じて行う作業
員による困難な締め固め作業をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る二次覆工コンクリート打設装置
の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】同上の正面図である。

【図３】同上の要部を拡大して示す底面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】開口に対して開いた状態の妻板を示す断面図で
ある。

【図７】開口に対して開いた状態の妻板を示す正面図で
ある。

【図８】開口を閉蓋している状態の妻板を示す断面図で
ある。

【図９】開口を閉蓋している状態の妻板を示す正面図で
ある。

【図１０】従来の輸送管切替えバルブ方式によるコンク
リート打設工法を説明する斜視図である。

【図１１】従来の吹上方式によるコンクリート打設工法
を説明する断面図である。

【図１２】従来のパイプ管移動方式によるコンクリート
打設工法を説明する平面図である。

【図１３】同上の断面図である。

【図１４】従来のエレファントノズル方式によるコンク
リート打設工法を説明する斜視図である。

【図１５】同上の正面図である。

【符号の説明】

２０ 一次覆工 ２１ 型枠 ２２ 空間 ２３ 妻板 ２４ 旋回フレーム ２５ 旋回摺動機構 ２９ａ コンクリート圧送パイプ ２９ｂ コンクリート圧送パイプ ２９ｃ コンクリート圧送パイプ

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次覆工との間に断面弧状の空間を区画形
   成する型枠に、該空間の妻側開口を開閉する多数の妻板
   を段階的に軸支するとともに、該妻側開口に沿う弧状の
   旋回フレームを設置し、 その旋回フレームに、それをガイドレールとして走行す
   る旋回摺動機構を架設し、 さらに、その旋回摺動機構には、コンクリート供給先端
   を上記妻側開口を通じ上記空間に挿入するコンクリート
   圧送パイプを進退摺動自在に架設してなることを特徴と
   する二次覆工コンクリート打設装置。
2. 【請求項２】旋回フレームに２基の旋回摺動機構が架設
   していることを特徴とする請求項１記載の二次覆工コン
   クリート打設装置。
3. 【請求項３】コンクリート圧送パイプが、上記空間の異
   なる位置にコンクリート供給先端を配置する複数本から
   なることを特徴とする請求項１または２記載の二次覆工
   コンクリート打設装置。
4. 【請求項４】コンクリート圧送パイプがそのコンクリー
   ト供給先端に遠隔操作可能なバイブレータを吊下してい
   ることを特徴とする請求項１，２または３記載の二次覆
   工コンクリート打設装置。
5. 【請求項５】一次覆工と型枠との間に形成した断面弧状
   の空間の妻側開口を開閉する多数の妻板を下段側のもの
   から順次段階的に閉じること、その各段階ごとに、閉じ
   た下段側の妻板の上方至近位置開口を通じてコンクリー
   ト圧送パイプにより上記空間にコンクリートを圧送供給
   すること、そのコンクリート圧送パイプを、上記妻側開
   口に沿って設けた弧状の旋回フレームに架設の旋回摺動
   機構により、上記各段階ごとに上方に移動させるととも
   に適宜進退摺動することを特徴とする二次覆工コンクリ
   ート打設工法。
6. 【請求項６】一次覆工と型枠との間に形成した断面弧状
   の空間の妻側開口を開閉する多数の妻板を、左右両側下
   段側のものから順次段階的に閉じること、その各段階ご
   とに、閉じた左右両側下段側の妻板の各々の上方至近位
   置開口を通じて各別のコンクリート圧送パイプにより上
   記空間にコンクリートを圧送供給すること、その各々の
   コンクリート圧送パイプを、上記妻側開口に沿って設け
   た弧状の旋回フレームに架設の２基の旋回摺動機構によ
   り、上記各段階ごとに上方に移動させるとともに適宜進
   退摺動することを特徴とする二次覆工コンクリート打設
   工法。
7. 【請求項７】コンクリート圧送パイプとして、上記空間
   の異なる位置にコンクリート供給先端を配置する複数本
   からなるものを使用することを特徴とする請求項５また
   は６記載の二次覆工コンクリート打設工法。
8. 【請求項８】コンクリート圧送パイプとして、そのコン
   クリート供給先端に遠隔操作可能なバイブレータを吊下
   しているものを使用することを特徴とする二次覆工コン
   クリート打設装置工法。