JP3970679B2

JP3970679B2 - コンクリート流出防止装置及びコンクリートの充填方法

Info

Publication number: JP3970679B2
Application number: JP2002129347A
Authority: JP
Inventors: 由記遠藤; 善春風間; 安功岡田; 正樹柳
Original assignee: 株式会社福田組
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003321997A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル形成時に使用されるコンクリート流出防止装置及びコンクリートの充填方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来から、掘削されたトンネル31の地山面33ａをコンクリート36で覆工するためコンクリート36の吹付け作業が行われる。具体的には、地山面33ａにコンクリート一次層35を形成するための一次吹きつけ作業と、この一次吹付け作業後、トンネル31内に配設される支保工32とコンクリート一次層35との間の隙間Ｓを埋めつつ支保工32を定着するための二次吹付け作業とが行われる。
【０００３】
この支保工32とコンクリート一次層35との間の隙間Ｓは、トンネル31の掘削時（機械による掘削時や発破の使用による掘削時）に生じる地山部33の凹凸（余掘り）によるのは勿論、支保工32を配設するに十分な空間を確保すべく、トンネル31は予め支保工32の外径よりも大きめに掘削されている為、必然的に生じるものである。尚、この吹付け作業に使用されるコンクリート36とは、急結剤が添加されているので初期強度が高く吹付け後すぐに硬化する。
【０００４】
ところで、従来、この二次吹付け作業を行う場合、支保工32箇所がトンネル31の切羽箇所31ａに近いこともあって、図１６に図示したようにコンクリート36を一方向より斜めに吹付けている。
【０００５】
ところが、このコンクリート36の吹きつけ作業は、離れた位置に配したノズル37から勢い良く吹付けることで行われる為、初期硬度が高いとは言え、撥ね返りが多くて支保工32とコンクリート一次層35との隙間Ｓの開口部35からのコンクリート36の流出が多く、非常に不経済であり、しかも、粉塵発生量が多くトンネル31内の環境悪化の原因となっている。
【０００６】
この問題点に対し、従来においても支保工32とコンクリート一次層35との隙間Ｓに金網を張るなどしてからコンクリート36を充填する技術も提案されているが、金網が埋設状態となり転用できず不経済であり、現実に行われるケースは少ない。
【０００７】
本発明は、上述の問題点を解決する、画期的なコンクリート流出防止装置及びコンクリートの充填方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【０００９】
トンネル１内に配設される支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５に着脱自在に配設され、この開口部５を閉塞することで該隙間Ｓに充填されるコンクリート６が該開口部５から流出することを防止する閉塞体４であって、この閉塞体４は、適度な柔軟性を有する部材で袋状に形成された複数の分割体４Ａ同士を着脱自在に連結して成り、この各分割体４Ａ同士を通気状態で連結し、この閉塞体４の内部へ流体を充填するか若しくは該流体を除去することで前記開口部５の開口面積に応じて膨縮するように設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置に係るものである。
【００１０】
また、請求項１記載のコンクリート流出防止装置において、前記支保工２には前記閉塞体４を支持する支持体７が設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置に係るものである。
【００１１】
また、請求項２記載のコンクリート流出防止装置において、前記支持体７は、挟着連結し得る挟着連結部７ａにより前記支保工２に設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置に係るものである。
【００１２】
また、請求項２記載のコンクリート流出防止装置において、前記支持体７は、前記支保工２に設けられた連結部材10に連結し得る連結部 19 を具備する筒状部材 17 に棒状部材 18 をスライド移動自在に設けて構成されており、この棒状部材 18 における前記筒状部材 17 からの突出量は調整自在に設けられ、この棒状部材 18 の上端部が前記地山部３に当接するように構成されていることを特徴とするコンクリート流出防止装置に係るものである。
【００１３】
また、請求項４記載のコンクリート流出防止装置において、前記連結部材 10 は、前記支保工２同士を連結するための連結体９を連結するためのものであることを特徴とするコンクリート流出防止装置に係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載のコンクリート流出防止装置を使用し、前記支保工２と前記地山部３との隙間Ｓにコンクリート６を充填することを特徴とするコンクリートの充填方法に係るものである。
【００１５】
【発明の作用及び効果】
本発明は、支保工２と地山部３との隙間Ｓにコンクリート６を充填するに際し、閉塞体４を前記隙間Ｓの開口部５に配設するとともに、該閉塞体４をこの開口部５の開口面積に応じて膨縮させて該開口部５を閉塞し、この状態で隙間Ｓにコンクリート６を充填すると、閉塞体４によりコンクリート６が該開口部５から流出するのが防止される。
【００１６】
従って、支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５から充填されたコンクリート６が流出するのを確実に防止することができ、しかも、単に閉塞体４を膨縮させるだけで例えば地山部３に形成される複雑な凹凸に対しても確実に応じることができて良好な閉塞状態が簡易且つ迅速に得られることになる。
【００１７】
また、閉塞体４は支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５に着脱自在に設置される為、例えば複数の支保工２夫々の部位におけるコンクリート６の充填作業に転用することができてコスト安である。
【００１８】
以上のように、本発明は、従来にない画期的な作用効果を発揮し、極めて商品価値の高いものになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２０】
符号１はトンネル、２はトンネル１内に所定間隔を介して配設され、断面Ｈ字状の鋼材をアーチ状に形成してなるトンネル補強工としての支保工、３はトンネル１の地山部である。
【００２１】
本実施例は、トンネル１内に配設される支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５に着脱自在に配設され、該開口部５を閉塞する閉塞体４であって、この閉塞体４は、前記開口部５の開口面積（縦巾及び横巾）に応じて膨縮可能に設けられており、この閉塞体４で前記開口部５を閉塞した際、前記支保工２と地山面３との隙間Ｓに充填されるコンクリート６が前記開口部５から流出するのを防止するように構成されたものである。
【００２２】
具体的には、閉塞体４は、図３に図示したように適度な柔軟性を有する部材を細長い袋状（サニーホース、ゴムチューブ、エアーバッグ）に形成したものであり、その一端部には内部に流体としてのエアーを供給し得る流体供給部11（ノズル）が設けられ、他端部には充填された流体を排出し得る開閉部材12ａ付きの流体排出部12（ノズル）が設けられており、内部にコンプレッサーから圧送されるエアーを供給したり排出したりすることで膨縮可能に構成されている。尚、流体供給部11を構成するノズルにも開閉部材11ａが設けられて流体排出部が構成されている。
【００２３】
また、閉塞体４は、その表面にセラミックなどでコーティングするとコンクリート６からの剥離が容易に行えることになり、セラミックに限らずこのようなコーティングが閉塞体４の表面に適宜施されることが望ましい。
【００２４】
図４は、閉塞体４を互いに着脱自在に連結し得る複数の分割体４Ａで構成したタイプのものであり、この分割体４Ａ同士は通気状態で連結され、例えば支保工２と地山部３との隙間Ｓの長さ（トンネル径の長さ）に応じて使用することができ、必要に応じて分割体４Ａ同士を連結して長さ調節をすることができる。
【００２５】
尚、本実施例では、閉塞体４に流体としてのエアーを充填する構成としているが、流体として水（液体）を採用するなど、本実施例の特性を発揮し得るものであれば適宜採用するものである。
【００２６】
以上の構成からなる閉塞体４は支持体７を介して支保工２に配設される。
【００２７】
この支持体７は、コンクリート６の充填時に閉塞体４にかかる充填圧を受けて閉塞体４が位置ずれしないように支持するものである。尚、閉塞体４が支保工２と地山部３との間に膨張圧接により架設される状況など支持体７が不要な場面もある。
【００２８】
具体的には、本実施例では、支持体７として、図５に図示したタイプの支持体７Ａと、図９に図示したタイプの支持体７Ｂとがある。
【００２９】
支持体７Ａは、適宜な金属製の部材を形成したものであり、板状部材13の表面下方位置に支保工２に連結する挟持連結部７ａを設けて構成され、この挟持連結部７ａを介して支保工２に連結した際、板状部材13の上部が支保工２の上片２ａの上方に突出状態となり閉塞体４を支持する支持部７ｂとなる。
【００３０】
挟持連結部７ａは、支保工２に挟み込み状態で被嵌し得る上下一対の挟持板14，15と、この挟持板14，15間に設けられる楔部材16とで構成されている。
【００３１】
この楔部材16は、図示したように適宜な金属製の部材を所定形状（中央にくびれを有する縦長円形状）に形成したものであり、板状部材13の表面下方位置にして前記挟持板14，15の間に回動自在に枢着されている。
【００３２】
以上の構成から、支持体７Ａは、上下の挟持板14，15で支保工２の上片２ａ及び下片２ｂを挟持状態とし、この状態で楔部材16をハンマーで殴打するなどして打ち込むことで上片２ａ内面及び下片２ｂ内面に該楔部材16の外面が圧接することになり、よって、支持体７Ａは支保工２に挟み込み状態で固定されることになり（図６参照）、この状態で、支持体７Ａの支持部７ｂで閉塞体４を支持することができる（図７参照）。尚、楔部材16を設けた位置にバネ等の弾性体を設けて挟着連結部７ａとしても良い。
【００３３】
支持体７Ｂは、図８に図示したように支保工２同士を連結する連結体９を連結する管状の連結部材10を利用して支保工２に連結される。尚、連結部材10としては支持体７Ｂを連結するための専用のものでも良い。
【００３４】
具体的には、図９に図示したように所定長の筒状部材17に棒状部材18をスライド移動自在に設けて構成され、支保工２に連結した際、棒状部材18を適宜上下方向にスライド移動させて筒状部材17の上端部からの突出量の調整をすることで、その上端部を地山部３に当接させることができる。
【００３５】
また、支持体７Ｂに係る筒状部材17には、連結棒19が水平方向に突設されており、この連結棒19は、支保工２同士を連結する前記連結部材10に嵌挿連結し得るものである。
【００３６】
以上の構成から、支持体７Ｂは、連結棒19を連結部材10に嵌挿することで支保工２に固定することができ（図１０参照）、この際、棒状部材18は支保工２の上片２ａの上方に突出状態となって閉塞体４を支持することができることになる（図１１参照）。
【００３７】
以上の構成からなる本実施例に係るコンクリート流出防止装置を使用した施工方法について説明する。尚、本実施例では、予め地山面３ａに一次吹付け作業によるコンクリート一次層20が施工され、このコンクリート一次層20の内側に形成する二次吹付け作業によるコンクリート二次層21の施工時に本実施例に係るコンクリート流出防止装置を使用している。
【００３８】
まず、図１，１２に図示したように支保工２の連結部材10が設けられている間の中央位置（図８中の位置Ｓ）に支持体７Ａを連結し、更に、連結部材10には支持体７Ｂを連結し（図８中の支保工２は切羽１ａに最も近接した位置に配された支保工２である。）、これらの支持体７Ａ，７Ｂに支持させるようにして縮み状態の閉塞体４を配設し、閉塞体４内にトンネル掘削機22に取り付けられるコンプレッサー23から圧送されるエアーを充填することで膨らませて支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５を閉塞する（コンクリート６の充填作業を部分的に行う場合には、図１３に図示したように閉塞体４の長さ調整をして施工する。）。尚、必ずしも閉塞体４により開口部５を完全に密閉する必要は無く、コンクリート６の流出を防止できれば多少の隙間が生じることに支障はない（吹付け作業に使用されるコンクリート６には急結剤が添加されており、吹付け後、直ちに硬化することから部分的な隙間は許容できるからである。）。
【００３９】
この状態で、支保工２と地山部３との隙間Ｓにコンクリート６をコンクリート吹付け機25から延設されるノズル24から吹付けて充填すると閉塞体４により当該隙間Ｓの開口部５からコンクリート６が流出されるのが確実に防止されることになる（図２，１４参照）。
【００４０】
続いて、コンクリート６の充填作業が終了した後、閉塞体４内からエアーを抜き、支保工２から全ての支持体７Ａ，７Ｂを取り外して次の支保工２と地山部３との隙間Ｓへのコンクリート６の充填作業に転用する（図１５参照）。
【００４１】
よって、本実施例によれば、支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５から充填されたコンクリート６が流出するのを確実に防止することができるから、従来のようなコンクリート６を無駄にすることが無く経済的であり、しかも、単に閉塞体４を膨縮させるだけで例えば地山部３に形成される複雑な凹凸に対しても確実に応じることができて良好な閉塞状態が簡易且つ迅速に得られることになり非常に作業性が良く、そして更に、吹付けに伴うコンクリート６の撥ね返りがなく、粉塵発生量を飛躍的に抑えることができてトンネル環境を良好に保つことができることになる。
【００４２】
また、本実施例は、閉塞体４は支保工２と地山部３との隙間Ｓの開口部５に着脱自在に設置される為、例えば複数の支保工２夫々の部位におけるコンクリート６の充填作業に転用することができてコスト安である。
【００４３】
尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、例えばコンクリート６の吹付け作業だけでなくポンプによる充填作業に適用するなど、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る閉塞体へのエアー充填作業の説明図である。
【図２】本実施例に係るコンクリートの吹付け作業の説明図である。
【図３】本実施例に係る要部の説明図である。
【図４】本実施例に係る要部の説明図である。
【図５】本実施例に係る要部の説明図である。
【図６】本実施例に係る要部の概略動作説明図である。
【図７】本実施例の使用状態説明図である。
【図８】支保工の連結構造説明図である。
【図９】本実施例に係る要部の説明図である。
【図１０】本実施例に係る要部の概略動作説明図である。
【図１１】本実施例の使用状態説明図である。
【図１２】本実施例の使用状態説明図である。
【図１３】本実施例の使用状態説明図である。
【図１４】本実施例の使用状態説明図である。
【図１５】本実施例に係るコンクリート流出防止装置を使用したコンクリート充填作業後の説明図である。
【図１６】従来から行われているコンクリート充填作業の説明図である。
【符号の説明】
Ｓ隙間
１トンネル
２支保工
３地山部
４閉塞体
４Ａ分割体
５開口部
６コンクリート
７支持体
７ａ挟着連結部
10 連結部材
17 筒状部材
18 棒状部材
19 連結部

Claims

トンネル内に配設される支保工と地山部との隙間の開口部に着脱自在に配設され、この開口部を閉塞することで該隙間に充填されるコンクリートが該開口部から流出することを防止する閉塞体であって、この閉塞体は、適度な柔軟性を有する部材で袋状に形成された複数の分割体同士を着脱自在に連結して成り、この各分割体同士を通気状態で連結し、この閉塞体の内部へ流体を充填するか若しくは該流体を除去することで前記開口部の開口面積に応じて膨縮するように設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置。
請求項１記載のコンクリート流出防止装置において、前記支保工には前記閉塞体を支持する支持体が設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置。
請求項２記載のコンクリート流出防止装置において、前記支持体は、挟着連結し得る挟着連結部により前記支保工に設けられていることを特徴とするコンクリート流出防止装置。
請求項２記載のコンクリート流出防止装置において、前記支持体は、前記支保工に設けられた連結部材に連結し得る連結部を具備する筒状部材に棒状部材をスライド移動自在に設けて構成されており、この棒状部材における前記筒状部材からの突出量は調整自在に設けられ、この棒状部材の上端部が前記地山部に当接するように構成されていることを特徴とするコンクリート流出防止装置。
請求項４記載のコンクリート流出防止装置において、前記連結部材は、前記支保工同士を連結するための連結体を連結するためのものであることを特徴とするコンクリート流出防止装置。
請求項１〜５いずれか１項に記載のコンクリート流出防止装置を使用し、前記支保工と前記地山部との隙間Ｓにコンクリートを充填することを特徴とするコンクリートの充填方法。