JP3150657B2 - トンネル覆工方法とそれに使用されるコンクリート打設装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトンネルの内側にア
ーチコンクリートを打設するためのトンネル覆工方法
と、その覆工に使用されるコンクリート打設装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、トンネルは掘削された岩盤の内面
に一次覆工コンクリートが吹き付けられ、その内側に止
水シートが張られ、その内側にアーチコンクリートが打
設されている。アーチコンクリートを打設する場合は図
４、図５の様にトンネルＡの内側にコンクリート打設用
型枠（セントル）Ｂを配置し、そのセントルＢとトンネ
ルＡの内壁面Ｄとの間の空間ＥにセントルＢの注入口Ｆ
から生コンクリートＨを注入していた。この場合、空間
Ｅに生コンクリートが十分に充填されて、アーチコンク
リートとトンネルの内壁面Ｄとの間に隙間が生じないよ
うにするため、従来は図４、図５に示す様に空間Ｅの妻
側を固定式の妻板Ｇで封止して、生コンクリートが空間
Ｅの隅々まで充填されるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５のように
妻板側を固定式の妻板Ｇで閉塞すると次のような課題が
あった。 ．生コンクリートを妻板Ｇまで十分に充填すると、生
コンクリートの注入圧で妻板Ｇが破損したり、外れたり
して、生コンクリートが外部に流出してしまうことがあ
る。このため生コンクリートの注入を途中で止めて妻板
Ｇが壊れたり、外れたりしない程度に生コンクリートを
空間に充填している。しかし、そのようにすると注入圧
が不足して妻板側へのコンクリート充填量が少なめにな
り、特に、天端部妻側ではコンクリートが妻板Ｇで堰止
められて嵩上げされただけになるため注入圧が特に不足
し、生コンクリートがトンネルの内面に完全に密着せ
ず、同内面との間に隙間ができる虞れがある。また、生
コンクリートがトンネルの内面と密着する程度に充填さ
れたとしても、生コンクリートは凝固時に僅かながら体
積収縮するため、特に、天端部妻側には空隙が発生し易
くなる。 ．生コンクリートの注入を途中で止めなければ生コン
クリートを空間Ｅの隅々まで充填することができるが、
妻板Ｇが破損したり、外れたりしないときは、生コンク
リートの注入圧が強くなり過ぎてセントルが変形するこ
とがある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は前記の諸
問題を解決し、生コンクリートを途中で止めることなく
充分に注入することができ、生コンクリートとトンネル
の内面との間に隙間ができないようにしたトンネル覆工
方法とそれに使用されるコンクリート打設装置を提供す
ることにある。

【０００５】本発明の第１のトンネル覆工方法は、トン
ネルの内側にコンクリート打設用の空間を設けて配置し
たセントルの妻側を、トンネルの軸方向に対して垂直方
向の断面積が空間の同断面積よりも小さい流出部を設け
た妻板で封止し、セントルに設けられた注入口から、前
記空間に生コンクリートを注入してトンネルの内壁面を
アーチコンクリートで覆工するトンネル覆工方法におい
て、空間に生コンクリートを注入し、その生コンクリー
トを空間から流出部に流出させて、空間の妻側に充填さ
れる生コンクリートに、流出部から流出する生コンクリ
ートを介して圧力がかかるようにすると共に、空間内に
生コンクリートが充填された後に流出部を開閉蓋により
閉じて、又は開閉蓋を空間内に押込んで、空間内の生コ
ンクリートを押し戻すことによって、空間内に充填され
た生コンクリートを加圧するものである。

【０００６】本発明の第２のトンネル覆工方法は、請求
項１記載のトンネル覆工方法において、開閉蓋を内側又
は外側に回動して流出部の容積を変えることによって流
出部から流出する生コンクリートの流動抵抗を変化さ
せ、空間内の生コンクリートにかかる圧力を調節するも
のである。

【０００７】本発明の第１のコンクリート打設装置は、
トンネルの内側にコンクリート打設用の空間を設けて配
置したセントルの注入口から空間に生コンクリートを注
入してトンネルの内壁面をアーチコンクリートで覆工す
るトンネル覆工方法に使用されるコンクリート打設装置
であり、前記空間の妻側に妻板を設け、同妻板にトンネ
ルの軸方向に対して垂直方向の断面積が空間の同断面積
よりも小さい流出部を空間に連通するように設け、流出
部に駆動体によって回動操作されて前記流出部を開閉可
能であると共に、閉口時に空間内の生コンクリートを押
し戻し可能な開閉蓋を設けたものである。

【０００８】本発明の第２のコンクリート打設装置は、
請求項３記載のコンクリート打設装置において、駆動体
が開閉蓋の回動角度を任意に調節可能であるものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態１】本発明のトンネル覆工に使用さ
れるコンクリート打設装置の第１の実施の形態を図１〜
図３に基づいて詳細に説明する。このコンクリート打設
装置はトンネル１の内側に設けた吹き付けコンクリート
９の内側に、空間２を設けてセントル３を配置し、図
２、図３に示す様に空間２の妻側に板状の妻板４をその
上端部と吹き付けコンクリート９との間に隙間１０（図
３）を設けて配置すると共に、その妻板４の天端部を開
閉可能な開閉式妻板１１とし、この開閉式妻板１１に図
２に示す様な空間２に連通する開口部８を設け、この開
口部８の先に図１に示す様な流出部５を連設し、流出部
５の内側に同流出部５を開閉可能な開閉蓋６を設けたも
のであり、流出部５を開口した状態でセントル３の注入
口Ｆ（図４）から空間２に注入される生コンクリートが
空間２内に充満すると、生コンクリートが流出部５から
流出するようにしてある。尚、妻板５は図１に示すに様
にその下方に立設された脚材１２によって支持されてい
る。

【００１０】妻板５と吹き付けコンクリート９との間の
隙間１０は水密性を高めるためエアーフェンス１３（図
２、図３）により閉塞してある。このエアーフェンス１
３は図２に示す受材１４により支持されている。尚、エ
アーフェンス１３は１本に限られず、２本以上のエアー
フェンス１３を重ねて又は並べて配置することもでき
る。

【００１１】開閉式妻板１１は図２、図３に示すように
下端両側を２つの蝶番１５を介して妻板４に連結するこ
とで図３の矢印ｃ−ｄ方向に回動可能とすると共に、２
つの蝶番１５の間に配置したターンバックル１６によっ
て支持して、同ターンバックル１６を伸縮させることで
図３の矢印ｃ−ｄ方向に開閉することができるようにし
てある。ターンバックル１６は同図に示す様に一端を開
閉式妻板１１に突設した連結子１７にピンによって回動
可能に取付け、他端をセントル３の下部からトンネルの
奥手方向に突設したＨ鋼材状の受部１８から上方に突設
した連結板１９にピンによって回動可能に取付けられて
いる。このターンバックル１６は油圧シリンダ、電動ネ
ジ式（スクリュー式）ジャッキ等とすることもできる。
開閉式妻板１１の両側の妻板４は従来からあるスライド
式鋼製妻板や矢板式妻板その他の妻板とすることができ
る。尚、本実施例ではスライド式鋼製妻板を使用してい
る。

【００１２】この開閉式妻板１１の背面の幅方向両側に
は図１、図２に示す様に細長板状の縦方向取付板２０が
対向するように突設されており、夫々の縦方向取付板２
０の内側上下には同図に示す様に横方向取付板２１が同
じく対向する様に突設されている。

【００１３】流出部５は図１、図２に示す様に開口部８
の外側周縁の上下に対向するように取付けられた円弧状
のプレート２２と、両プレート２２の間に回動可能に取
付けられた開閉蓋６とによって略三角形の箱形に形成さ
れている。この流出部５はトンネルの軸方向に対して垂
直方向の断面積が空間２の同断面積よりも小さくしてあ
り、流出部５から生コンクリートが流出するときにその
流動抵抗が増加して、流出部５から流出する生コンクリ
ートを介して空間２内の生コンクリートに圧力がかかる
ようにしてある。

【００１４】この開閉蓋６はその幅方向両側面が前記夫
々のプレート２２の内面に接触して両プレート２２と開
閉蓋６の間から生コンクリートが漏出することがないと
共に、開口部８に殆ど隙間なく嵌入して同開口部８を閉
塞できる大きさ及び形状の板状体であり、図１、図２に
示す様に開閉式妻板１１の背面に突設した前記横方向取
付板２１に軸ピンによって同図に矢印ａ−ｂ方向に回動
自在に取付けられており、駆動体７としての開閉用ター
ンバックル２３によって回動操作される。ターンバック
ル２３は図２に示す様に一端が前記縦方向取付板２０の
内側に突設した取付け板２４にピンによって回動可能に
連結され、他端が開閉蓋６の背面に突設した連結片２５
にピンによって回動可能に連結されており、開閉用ター
ンバックル２３を伸縮させることで開閉蓋６を図１の矢
印ａ−ｂ方向に回動操作することができるようにしてあ
る。尚、開閉用ターンバックル２３は開閉蓋６を開口部
８の内側にまで押込み可能なストロークを有している。

【００１５】従って、開閉蓋６を図１の矢印ａ方向に回
動させると流出部５の容積が大きくなり、矢印ｂ方向に
回動させると流出部５の容積が小さくなるため、開閉用
ターンバックル２３を伸縮させて開閉蓋６の回動角度θ
を調節して、流出部５の大きさを変えることで、流出部
５から流出する生コンクリートの流動抵抗を調節して、
空間２内の生コンクリートにかかる圧力を常に所定の圧
力に保持することができる。この場合には空間２内の圧
力を測定する圧力計（土圧計）を設けておくとよい。ま
た、空間２内に生コンクリートが充満した後に開閉蓋６
を図１の矢印ｂ方向に回動させると、流出部５内に残っ
ている生コンクリートを空間２内に押し戻して空間２内
の生コンクリートを加圧することができる。更に、開閉
蓋６を開口部８の内側にまで押込むと、空間２内の生コ
ンクリートを更に強く加圧して空間２内の生コンクリー
トの充填密度をより高めることもできる。

【００１６】流出部５の先には図１、図３に示す様に上
方開口の矩形の樋状に形成されたシュート２４が連設さ
れており、その先には回収ホッパー２５が配置されてい
る。流出部５から流出した生コンクリートはシュート２
４によって案内され、回収ホッパー２５で回収され、図
示されていないポンプによって生コンクリート供給部に
戻され、そこからセントル３の注入口に再度注入され
る。即ち、流出部５から流出した生コンクリートは注入
口に循環される。尚、流出部５の数は一つに限られず複
数設けることもでき、その配置間隔も任意の間隔とする
ことができる。勿論流出部５を複数設けた場合には夫々
の流出部５に開閉蓋６を設ける。

【００１７】

【発明の実施の形態３】図１〜図３に示すコンクリート
打設装置を使用してトンネルの内面をコンクリートで覆
工する方法について以下に説明する。図示したトンネル
の内面には一次覆工コンクリート９が吹き付けられてい
るが、本発明のコンクリート覆工方法におけるトンネル
の内面は一次覆工コンクリート９が吹き付けられている
ものに限らず、掘削された岩盤がそのまま露出している
ものであっても、岩盤の内側に止水シートを張り、その
内側に一次覆工コンクリート９が打設されていてもよ
く、更にはそれら以外の構造であってもよい。

【００１８】この実施の形態のコンクリート覆工方法で
は、開閉蓋６を図１の矢印ａ方向に回動させて流出部５
を開口した状態で、図１のように構成されたコンクリー
ト打設装置のセントル３の注入口Ｆ（図４）から空間２
に生コンクリートを注入する。この場合、注入された生
コンクリートは安息角で空間２内に広がり、充填され
る。生コンクリートが空間２内に充満しても流出部５か
ら生コンクリートが流出するまで注入を続けて、生コン
クリートを図３の空間２内の妻側天端部まで確実に充填
する。このとき、生コンクリートが前記の通り空間２よ
りも断面積の小さな流出部５から流出することにより流
動抵抗が増加し、生コンクリートに加わる圧力が高ま
り、その圧力が空間２内の天端部妻側に充填された生コ
ンクリートに加わわることで、同生コンクリートが十分
に加圧され、空間２内の生コンクリート全体がトンネル
１の内周面に確実に密着する。

【００１９】次に生コンクリートの注入を停止し、開閉
蓋６を図１の矢印ｂ方向に回動させて流出部５内に残っ
ている生コンクリートを空間２内に押し戻して空間２内
の生コンクリートを加圧する。これにより更に妻板天端
部にまで確実に生コンクリートを充填されると共に、充
填密度が高まる。開閉蓋６は前記の様に開口部８の内側
（空間２内）にまで押し出してもよい。

【００２０】その後、ターンバックル１６を縮めて開閉
式妻板１１を脱型すると共に、セントル３のセットを解
除して次のコンクリート打設箇所に移動する。このとき
前工程において開閉蓋６を開口部８の内側（空間２内）
にまで押し出すと、セントル３を除去した後のアーチコ
ンクリートには開閉蓋６の押込みによって押込み跡が残
るが、この押込み跡は次回のコンクリート打設によって
埋められる。

【００２１】開閉蓋６は生コンクリートの注入を停止し
てから図１の矢印ａ方向へ回動させるのみでなく、生コ
ンクリート注入中に図１の矢印ａ−ｂ方向に連続的に往
復運動させることで、空間２内に充填された生コンクリ
ートに振動を与えて、又は流出部５から流出する生コン
クリートの流動抵抗に変化を与えて充填密度を高めるよ
うにすることもできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のトンネル覆工方
法は次のような効果がある。 （１）生コンクリートを空間２内に注入して充満させ、
更に、流出部５に流出するまで注入するので、生コンク
リートは空間２内の天端部妻側まで確実に充填される。
また、生コンクリートが流出部５に流出することによ
り、生コンクリートに加わる圧力が高まると共に、開閉
蓋６によって空間２内に充填された生コンクリートを加
圧するので、天端部妻側の生コンクリートが十分に加圧
され、空間２内の生コンクリートがトンネルの内周面に
確実に密着すると共に天端部妻側まで確実に生コンクリ
ートを充填することができる。

【００２３】本発明の請求項２記載のトンネル覆工方法
は上記効果に加えて次のような効果がある。 （１）開閉蓋６の開閉角度を調節して、流出部５の大き
さを変化させ生コンクリートの流動抵抗を調節するた
め、空間２内の生コンクリートにかかる圧力を常に最適
な圧力に保ち、圧力が高くなりすぎてセントル３や妻板
４が歪んだり、破損したりすることを防止することがで
きる。

【００２４】本発明のうち請求項３記載のコンクリート
打設装置は次のような効果がある。 （１）生コンクリートを空間２内に注入して充満させ、
更に、流出部５に流出するまで注入するので、生コンク
リートは空間２内の天端部妻側まで確実に充填される。
また、生コンクリートが流出部５に流出することによ
り、生コンクリートに加わる圧力が高まると共に、開閉
蓋６によって空間２内に充填された生コンクリートを加
圧するので、天端部妻側の生コンクリートが十分に加圧
され、空間２内の生コンクリートがトンネルの内周面に
確実に密着すると共に天端部妻側まで確実に生コンクリ
ートを充填することができる。。

【００２５】本発明のうち請求項４記載のコンクリート
打設装置は上記効果に加えて次のような効果がある。 （１）開閉蓋６の開閉角度を調節して、流出部５の大き
さを変化させ生コンクリートの流動抵抗を調節できるた
め、空間２内の生コンクリートにかかる圧力を常に最適
な圧力に保つことができ、圧力が高くなりすぎてセント
ル３や妻板４が歪んだり、破損したりすることを防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコンクリート打設装置の第１の実施の
形態を示す平面図。

【図２】本発明のコンクリート打設装置の第１の実施の
形態を示す断面図。

【図３】本発明のコンクリート打設装置の第２の実施の
形態を示す部分説明図。

【図４】従来のコンクリート打設装置を使用したトンネ
ル覆工方法を示す説明図。

【図５】従来のコンクリート打設装置を使用したトンネ
ル覆工方法を示す断面図。

【符号の説明】

１ トンネル ２ 空間 ３ セントル ４ 妻板 ５ 流出部 ６ 開閉蓋 ７ 駆動体

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トンネル（１）の内側にコンクリート打設
   用の空間（２）を設けて配置したセントル（３）の妻側
   を、トンネルの軸方向に対して垂直方向の断面積が空間
   （２）の同断面積よりも小さい流出部（５）を設けた妻
   板（４）で封止し、セントル（３）に設けられた注入口
   から、前記空間（２）に生コンクリートを注入してトン
   ネルの内壁面をアーチコンクリートで覆工するトンネル
   覆工方法において、空間（２）に生コンクリートを注入
   し、その生コンクリートを空間（２）から流出部（５）
   に流出させて、空間（２）の妻側に充填される生コンク
   リートに、流出部（５）から流出する生コンクリートを
   介して圧力がかかるようにすると共に、空間（２）内に
   生コンクリートが充填された後に流出部（５）を開閉蓋
   （６）により閉じて、又は開閉蓋（６）を空間（２）内
   に押込んで、空間（２）内の生コンクリートを押し戻す
   ことによって、空間（２）内に充填された生コンクリー
   トを加圧することを特徴とするトンネル覆工方法。
2. 【請求項２】請求項１記載のトンネル覆工方法におい
   て、開閉蓋（６）を内側又は外側に回動して流出部
   （５）の容積を変えることによって流出部（５）から流
   出する生コンクリートの流動抵抗を変化させ、空間
   （２）内の生コンクリートにかかる圧力を調節すること
   を特徴とするトンネル覆工方法。
3. 【請求項３】トンネルの内側にコンクリート打設用の空
   間（２）を設けて配置したセントル（３）の注入口から
   空間（２）に生コンクリートを注入してトンネルの内壁
   面をアーチコンクリートで覆工するトンネル覆工方法に
   使用されるコンクリート打設装置であり、前記空間
   （２）の妻側に妻板（４）を設け、同妻板（４）にトン
   ネルの軸方向に対して垂直方向の断面積が空間（２）の
   同断面積よりも小さい流出部（５）を空間（２）に連通
   するように設け、流出部（５）に駆動体（７）によって
   回動操作されて前記流出部（５）を開閉可能であると共
   に、閉口時に空間（２）内の生コンクリートを押し戻し
   可能な開閉蓋（６）を設けたことを特徴とするコンクリ
   ート打設装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のコンクリート打設装置にお
   いて、駆動体（７）が開閉蓋（６）の回動角度（θ）を
   任意に調節可能であることを特徴とするコンクリート打
   設装置。