JP4080300B2

JP4080300B2 - トンネル用コンクリート打設方法およびその装置

Info

Publication number: JP4080300B2
Application number: JP2002316100A
Authority: JP
Inventors: 勉北川; 大介鷲見; 進高橋
Original assignee: 岐阜工業株式会社
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2022-10-30
Also published as: JP2004150114A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内にコンクリート、主に二次覆工用コンクリートを打設する方法およびその装置に関するものである。
なお、本明細書中、「打設」とは、養生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠とトンネル内壁面との間に充填させることをいう。
【０００２】
【従来の技術】
元来、地中に敷設させる、主に下水道等の汚水、下水を排水するためのトンネル（図１１参照）の構築は、掘削された岩盤に一次覆工用コンクリートを吹付けた後、二次覆工用コンクリートを打設するための移動式型枠により、移動式型枠と（一次覆工用コンクリートを吹付けた）トンネル内壁面との間へ二次覆工用コンクリートを打設する工程を順次繰返すことにより、行われていた（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
この際、地中からの湧き水が、トンネル内へ漏水するのを防止するための防水シートを、二次覆工用コンクリート打設前に、一次覆工用コンクリートを吹付けたトンネル内壁面の表面に展張させることが知られている。
【０００４】
このシートの展張は、作業者が手作業により行っていた（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２７８３５５号公報（第３−４頁、図１−２）
【特許文献２】
特許第２７１１６２７号公報（第４−６頁、図１−３、図１２）
【特許文献３】
特許第２６５１９９１号公報（第２−３頁、図５−７）
【０００６】
また、打設した二次覆工用コンクリート表面にシートを固着することは皆無であった。
【０００７】
なお、図１１中６４はトンネル、６６はトンネル内壁面、６８一次覆工用コンクリート、７０は防水シート、７２は二次覆工用コンクリート、７４は岩盤を示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来、移動式型枠によりトンネル内壁面との間へのコンクリート打設により構築されたトンネルの内周表面（打設した二次覆工用コンクリート表面）は、シート等により何ら保護（被覆）されていなかったため、このトンネルを汚水、下水処理用として使用する場合には、汚水、下水に含まれる成分によりコンクリートが劣化（腐食）し、トンネル強度、品質が著しく低下し、永年使用に供することができなかった。
【０００９】
また、防水シート等のシートの展張は、作業者の手作業によるものであり、コンクリート打設とは別に行われていたため、作業効率が良くなく、工程遅延の要因となっていた。
【００１０】
また、型枠表面に何も介在させてなかったため、打設作業完了後、型枠にコンクリートが付着し易く、打設コンクリートの品質向上させる都合上、次回打設作業前にこの付着したコンクリートを剥離する作業が必要不可欠となり、作業効率低下、工程遅延、の要因となっていた。
【００１１】
本発明は、このような欠点に鑑み、効率良くシートを二次覆工用のコンクリート表面に一体に固着し、汚水、下水処理用としても永年使用に供することができるトンネル用コンクリート打設方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネル内に型枠を使用してコンクリートを打設する方法、装置において、予め型枠外方にて、型枠内を移動自在の運搬台車上に、巻回させた、型枠外周全域を被覆するシートを、支持させ、シート端部にシート吊桁を固定した後、この運搬台車を型枠内に搬入した後、運搬台車の前後両端部に配した巻揚機構の牽引部材を、型枠外周に掛装し、型枠周方向に移動自在に、かつ型枠の前後外方に配設させた展張台車に、シート端部を固定したシート吊桁を取付けた後、展張台車を、各巻揚機構の牽引部材の先端と止着し、各巻揚機構の牽引部材の巻揚げにより、展張台車を型枠周方向に移動させ、シートを型枠外周全域に展張した後、この型枠と、トンネル内壁面との間に、コンクリートを打設し、養生硬化後、型枠を脱型することにより、打設コンクリート表面にシートを一体に固着させることを特徴とするもの、
または展張台車に外方に出没自在にシート案内ローラを配設させ、シート展張時にシート案内ローラを外方に突出させてシートを案内させることにより、シートの型枠への接触を防止し、シート展張作業性を向上させることを特徴とするもの、
または展張台車の型枠周方向の移動を、型枠前後外方に配設させた、型枠に対応したガイドレールに展張台車を嵌挿させて移動させることにより行うと共に、ガイドレールの少なくとも下端部を内側へ折曲自在とし、作業スペースを広く確保し、作業性を向上させることを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置は、トンネル１２内にコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設するための移動式の型枠１６に配備されるものであり、図１〜図１０に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１４】
型枠１６内を移動自在の運搬台車１８に、巻回させた、型枠１６外周全域を被覆するシート２０を支持する支持部材２２、牽引部材２４を装着させた巻揚機構２６を配設させてある。
【００１５】
本例において、運搬台車１８は型枠１６全長に対応する長さを有し、車輪等の走行手段２８を装着させてある。
【００１６】
また、トンネルを下水道等の汚水、下水処理用として使用することを主目的とする都合上、シート２０は耐腐食性に優れた素材とすることが望ましい。
【００１７】
また、支持部材２２は巻回させたシート２０の軸芯３０の端部を支持させるため、運搬台車１８の前後両端部にそれぞれ配設させてある。
【００１８】
また、牽引部材２４はワイヤーであり、巻揚機構２６はウインチであり、支持部材２２と同様、運搬台車１８の前後両端部にそれぞれ配設させてある。
【００１９】
また、巻揚機構２６によるシート２０展張時にシート２０の型枠１６への接触を防止し、シート展張作業性を向上させるため、運搬台車１８に、外方（図１、図３〜図６において下方）へ出没自在にシート案内ローラ３２が配設されている。
【００２０】
シート２０端部に固定するシート吊桁３４が設けられている。
【００２１】
このシート吊桁３４をシート２０端部に固定するのは、シート２０の端部に梁を形成し、展張作業性を向上させるためである。
【００２２】
型枠１６周方向に移動自在に、かつ型枠１６の前後外方に展張台車３６を配設させてある。
【００２３】
本例において、展張台車３６の型枠１６周方向への移動手段は、型枠１６の形状に対応させ、型枠１６の前後外方に配した各ガイドレール３８に、展張台車３６を走行自在にそれぞれ嵌挿させ、型枠１６前後外周に配した各牽引部材２４の先端と止着し、各牽引部材２４を巻揚機構２６により巻揚げることにより、各展張台車３６を各ガイドレール３８上を走行させ、型枠１６周方向へ移動させるものである。
【００２４】
また、運搬台車１８の移動および他の作業のためのスペースを広く確保し、作業性を向上させるため、ガイドレール３８の下端部を内側へ折曲自在としてある。
【００２５】
なお、図中４０は展張台車３６を吊上、移動させるためのチェーンブロック、４２はガイドレール３８を支持するための伸縮ジャッキ、４４は牽引部材２４を案内するための案内ローラ、４６は型枠１６のラップ側に装備されたラップアングル、４８は二次覆工用のコンクリート１４を打設するための打設孔、５０は一次覆工されたトンネル内壁面、５２は二次覆工用のコンクリート１４が打設された既二次覆工面、５４はシート引込みワイヤーを示す。
【００２６】
本装置を使用してトンネル１２内にコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを、その表面にシート２０を一体に固着させて、打設する方法を以下に詳述する。
【００２７】
まず、型枠１６をトンネル１２の所定位置まで移動させる。
【００２８】
次に、型枠１６外方において、運搬台車１８の前後両端の支持部材２２に、巻回させた、型枠１６外周全域を被覆するシート２０を、支持させる。
【００２９】
この際、支持部材２２へのシート２０の支持は、シート２０の軸芯３０の端部を支持部材２２へ支持させることにより、行う。
【００３０】
次に、シート２０端部にシート吊桁３４を固定する。
【００３１】
このシート吊桁３４をシート２０端部に固定することにより、シート２０の端部に梁を形成し、後述の巻揚機構２６の牽引部材２４の巻揚げにより、シート２０をその長さ方向に均一に展張することができ、作業性が向上する。
【００３２】
次に、シート２０を支持し、その端部にシート吊桁３４を固定した運搬台車１８を型枠１６内に搬入する（図３参照）。
【００３３】
この際、ガイドレール３８の下端部を内側に折曲げ、運搬台車１８の移動スペースを広く確保することにより、作業性が向上する。
【００３４】
次に、運搬台車１８の前後両端部に配した巻揚機構２６の牽引部材２４を、型枠１６外周に掛装する（図４参照）。
【００３５】
本例において、各牽引部材２４の掛装方向は、反時計回りとしてある。
【００３６】
次に、各展張台車３６に、シート２０端部に固定したシート吊桁３４の両端部を、それぞれ取付け、この各展張台車３６を前後各ガイドレール３８の一側（図４において左側）下端に嵌挿させる。
【００３７】
この際、図４に示すように、シート案内ローラ３２を外方（下方）に突出させてシート２０を案内させることにより、シート２０の型枠１６への接触を防止することができ、作業性が向上する。
【００３８】
次に、各展張台車３６を、型枠１６外周に掛装させた各巻揚機構２６の牽引部材２４の先端と、それぞれ止着する。
【００３９】
次に、各巻揚機構２６を駆動させ、牽引部材２４を巻揚げ、展張台車３６をシート吊桁３４と共に型枠１６周方向に一側から他側（図１、図３〜図５において左側から右側）へ移動させることにより、シート２０を型枠１６外周全域に展張する（図５参照）。
【００４０】
この際、シート２０を均一に展張させるため、前後各巻揚機構２６の牽引部材２４の巻揚速度を制御させることが望ましい。
【００４１】
次に、展張させたシート２０両端をトンネル１２下部１４へ仮止め（支持）する（図６および図８参照）。
【００４２】
この際、シート２０先端部に固定させたシート吊桁３４を取外し、運搬台車１８上に載置し、シート２０後端部は裁断し、それぞれトンネル１２下部へ仮止めし、またシート案内ローラ３２を内方へ収納する。
【００４３】
次に、展張台車３６を各ガイドレール３８から取外し、チェーンブロック４０により吊上、支持させ、次回使用位置であるガイドレールの一側（図６において左側）へ移動させる。
【００４４】
次に、各ガイドレール３８の下端を内側へ折曲げ、作業スペースを広く確保する。
【００４５】
次に、運搬台車１８を型枠１６外方へ搬出させ、二次覆工用のコンクリート１４の打設作業スペースを広く確保する。
【００４６】
次に、このシート２０を外周面に展張させた型枠１６のラップ側を、既二次覆工面５２にラップアングル４６を介して重合させ（図９参照）、妻側を妻板等の被覆材（図示略）により妻止する。
【００４７】
この際、トンネル１２下部に仮止めしてあるシート２０の両端を型枠１６の両端部にそれぞれ止着、支持させる。
【００４８】
次に、型枠１６と、トンネル内壁面５０との間に、打設孔４８から二次覆工用のコンクリート１４を打設する。
【００４９】
この際、コンクリート打設量に応じて、振動具（図示略）を介してコンクリート１４を振動させ、締固めると共に、気泡を除去することにより、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させることが望ましい。
【００５０】
打設コンクリート１４の養生硬化後、型枠１６を脱型することにより、打設コンクリート表面にシート２０を一体に固着させて、トンネル１２内への二次覆工用のコンクリート１４の打設が完了する。
【００５１】
次に、型枠１６を前方へ移動させ、シート２０を支持させ、シート２０端部にシート吊桁３４を固定させた運搬台車１８の型枠１６内への搬入、シート２０の展張、シート２０のトンネル１２下部への固着、運搬台車１８の搬出、コンクリート１４の打設、型枠１６の脱型、等をトンネル１２の全長にわたり連続して行う。
【００５２】
このように、本発明に係るコンクリート打設方法は、型枠１６外方にて予めシート２０の支持、シート２０端部へのシート吊桁３４の固定、等の前工程を行った運搬台車１８を、型枠１６内に搬入後、シート２０を展張し、型枠１６とトンネル内壁面５０との間にコンクリート１４を打設し、養生硬化後、型枠１６を脱型することにより、打設したコンクリート１４表面にシート２０を一体に、しかも均一に固着することができ、構築したトンネルを下水道等の汚水、下水処理用として使用しても、表面がシートにより保護（被覆）されるため、トンネル（打設したコンクリート）が劣化（腐食）することがなく、永年使用に供することができる。
【００５３】
また、型枠１６表面にシート２０を介在させた状態でコンクリート１４を打設するため、型枠１４表面に打設コンクリート１４が付着することがなく、従来のように、打設作業完了後に打設コンクリートの品質向上させるために行っていた型枠１４に付着したコンクリート１４の剥離作業が皆無となり、作業効率が向上する。
【００５４】
また、シート２０を展張させる展張台車３６に自走機構を配備させることなく、運搬台車１８の巻揚機構２６により展張台車３６を移動させるため、構造が極めて簡易となるばかりか、コスト低減を図ることができる。
【００５５】
さらに、運搬台車１８に外方に出没自在にシート案内ローラ３２を配設させ、シート展張時にシート案内ローラ３２を外方に突出させてシート２０を案内させるため、シート２０の型枠１６への接触を防止し、シート２０の展張性を向上させることができ、作業工程の短縮を図ることができる。
【００５６】
これに加え、展張台車３６の型枠１６周方向の移動を、型枠１６の前後外方に配設させた、型枠１６に対応したガイドレール３８に嵌挿させて移動させ、ガイドレール３８の少なくとも下端部を内側へ折曲自在としてあるため、シート展張時以外はガイドレール３８の下端を内側に折曲げることにより、運搬台車１８の移動、コンクリート打設、その他の作業用のスペースを広く確保することができ、作業性を一層向上させることができる。
【００５７】
なお、本例において、運搬台車１８に配設させたシート案内ローラ３２は、シート展張時に、型枠１６に鋭角に接触しない位置で運搬台車１８にシート２０を支持することにより、省略できることは自明である。
【００５８】
また、展張台車３６の型枠１６周方向への移動は、型枠１６外方に配したガイドレール３８によるものであるが、他の手段を採用することは自由である。
【００５９】
また、牽引部材２４はワイヤーであるが、チェーン、その他の長尺部材とすることは自由である。
【００６０】
また、巻揚機構２６はウインチであるが、その他の巻揚手段とすることは自由である。
【００６１】
また、牽引部材２４の型枠１６への掛装方向は反時計回りであるためシート２０の展張方向が時計回りとなるが、牽引部材２４の型枠１６への掛装方向を時計回りとすることによりシート２０の展張方向が反時計回りとなることは自明である。
【００６２】
また、型枠１６に展張させたシート２０の両端はそれぞれ型枠１６の両端に止着、支持させてあるが、シート２０両端を延出させ、接合させてもよく、あるいはトンネル１２の下部へ止着させてもよく、その止着、支持個所は特に限定されることはない。
【００６３】
また、型枠１６とトンネル内壁面５０との間へのコンクリート打設量を感知するコンクリートセンサー（図示略）を設置し、コンクリートセンサーのコンクリート打設量の感知により、コンクリート打設、等を連動させることにより、作業の自動化を図り、作業性をより一層向上させることができる。
【００６４】
また、本発明の方法および装置は、略円形のトンネルであるが、半円形のトンネル、その他の形状のトンネルの構築に使用できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設方法およびその装置によれば、型枠外方にて予めシートの支持、シート端部へのシート吊桁の固定、等の前工程を行った運搬台車を、型枠内に搬入後、シートを展張し、型枠とトンネル内壁面との間にコンクリートを打設し、養生硬化後、型枠を脱型することにより、打設したコンクリート表面にシートを一体に、しかも均一に固着することができ、構築したトンネルを下水道等の汚水、下水処理用として使用しても、表面がシートにより保護（被覆）されるため、トンネル（打設したコンクリート）が劣化（腐食）することがなく、永年使用に供することができる。
【００６６】
また、型枠表面にシートを介在させた状態でコンクリートを打設するため、型枠表面に打設コンクリートが付着することがなく、従来のように、打設作業完了後に打設コンクリートの品質向上させるために行っていた型枠に付着したコンクリートの剥離作業が皆無となり、作業効率が向上する。
【００６７】
また、運搬台車に外方に出没自在にシート案内ローラを配設させ、シート展張時にシート案内ローラを外方に突出させることにより、シートの型枠への接触を防止し、シートの展張性を向上させることができ、作業工程の短縮を図ることができる。
【００６８】
また、展張台車の型枠周方向の移動を、型枠の前後外方に配設させた、型枠に対応するガイドレール上を移動させ、ガイドレールの少なくとも下端部を内側へ折曲自在としてあるため、シート展張時以外はガイドレールの下端を内側に折曲げることにより、運搬台車の移動、コンクリート打設、その他の作業用のスペースを広く確保することができ、作業性を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置の正面図。
【図２】同、側面図。
【図３】シート展張作業の第１工程を示す要部正面図。
【図４】シート展張作業の第２工程を示す要部正面図。
【図５】シート展張作業の第３工程を示す要部正面図。
【図６】シート展張作業の第４工程を示す要部正面図。
【図７】シート展張作業完了時を示す正面図。
【図８】同、要部拡大正面図。
【図９】ラップ側の要部拡大側面図。
【図１０】コンクリート打設作業を示す正面図。
【図１１】従来のトンネル断面図。
【符号の説明】
１２トンネル
１４コンクリート
１６型枠
１８運搬台車
２０シート
２２支持部材
２４牽引部材
２６巻揚機構
３２シート案内ローラ
３４シート吊桁
３６展張台車
３８ガイドレール
５０トンネル内壁面

Claims

トンネル(12)内に型枠(16)を使用してコンクリート(14)を打設する方法において、
予め型枠(16)外方にて、型枠(16)内を移動自在の運搬台車(18)上に、巻回させた、型枠(16)外周全域を被覆するシート(20)を、支持させ、このシート(20)端部にシート吊桁(34)を固定した後、
この運搬台車(18)を型枠(16)内に搬入した後、
運搬台車(18)の前後両端部に配した巻揚機構(26)の牽引部材(24)を、型枠(16)外周に掛装し、
型枠(16)周方向に移動自在に、かつ型枠(16)の前後外方に配設させた展張台車(36)に、シート(20)端部を固定したシート吊桁(34)を取付けた後、
この展張台車(36)を、各巻揚機構(26)の牽引部材(24)の先端と止着し、
各巻揚機構(26)の牽引部材(24)の巻揚げにより、展張台車(36)を型枠(16)周方向に移動させ、シート(20)を型枠(16)外周全域に展張した後、
この型枠(16)とトンネル内壁面(50)との間に、コンクリート(14)を打設し、
養生硬化後、型枠(16)を脱型することにより、打設コンクリート表面にシート(20)を一体に固着させることを特徴とするトンネル用コンクリート打設方法。
展張台車(36)に、外方に出没自在にシート案内ローラ(32)を配設させ、シート展張時にシート案内ローラ(32)を外方に突出させてシート(20)を案内させることにより、シート(20)の型枠(16)への接触を防止し、シート展張作業性を向上させることを特徴とする請求項１記載のトンネル用コンクリート打設方法。
展張台車(36)の型枠(16)周方向への移動を、型枠(16)前後外方に配設させた、型枠(16)に対応したガイドレール(38)に展張台車(36)を嵌挿させて移動させることにより行うと共に、ガイドレール(38)の少なくとも下端部を内側へ折曲自在とし、作業スペースを広く確保し、作業性を向上させることを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル用コンクリート打設方法。
トンネル(12)内に型枠(16)を使用してコンクリート(14)を打設する装置において、
巻回させた、型枠(16)外周全域を被覆するシート(20)を支持する支持部材(22)、牽引部材(24)を装着させた巻揚機構(26)、を配設させた、型枠(16)内を移動自在の運搬台車(18)と、
シート(20)端部に固定し、シート(20)端部に梁を形成するためのシート吊桁(34)と、
型枠(16)周方向に移動自在に、かつ型枠(16)の前後外方に配設させた展張台車(36)と、
からなることを特徴とするトンネル用コンクリート打設装置。
展張台車(36)に外方に出没自在にシート案内ローラ(32)を配設させ、シート展張時にシート案内ローラ(32)を外方に突出させてシート(20)を案内させることにより、シート(20)の型枠(16)への接触を防止し、シート展張作業性を向上させることを特徴とする請求項４記載のトンネル用コンクリート打設装置。
展張台車(36)の型枠(16)周方向への移動を、型枠(16)前後外方に配設させた、型枠(16)に対応したガイドレール(38)に、展張台車(36)を嵌挿させて移動させることにより行うと共に、ガイドレール(38)の少なくとも下端部を内側へ折曲自在とし、作業スペースを広く確保し、作業性を向上させることを特徴とする請求項４または請求項５記載のトンネル用コンクリート打設装置。