JP4652295B2 - コンクリート構造物のシールドプレート端部処理方法及び走行式建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、土砂型枠を用いて築造される砂防堰堤(ダム)等のコンクリート構造物の土砂型枠の法面により成形されるコンクリート端部を処理するための端部処理方法及びこれに用いる走行式建設機械に関するものである。

砂防ダム等では、超硬練りのコンクリート（ＲＣＣ：Roller Compacted Concrete)の型枠として現地土砂を成形して得られた土砂型枠を用い、コンクリート打設を行う場合がある。ＲＣＣは、ダンプ等で左右一対の土砂型枠間に荷下ろしされ、ブルドーザー等で敷き均された後、振動ローラー等で締め固められる。

図１(a）は、このような土砂型枠の１例の概略を示したものであり、積み上げた現地土砂Ａを成形して、構築されるコンクリート構造物Ｂの長手方向に平行な一対の土砂型枠１，１を形成する。土砂型枠１は、その型枠面が所定の勾配で傾斜する法面１ｂとされ、左右一対の土砂型枠１，１で形成される偏平な逆台形の空間にコンクリート２を打設して締め固める。次いで、完成した土砂型枠１及びコンクリート２の平らな上面に、次の土砂型枠１，１を同じ間隔で、あるいは間隔を狭めて成形し、コンクリート２を打設して締め固めし、以上のような土砂型枠１の成形とコンクリート２の打設・締固めを順次繰り返すことにより、砂防ダム等のコンクリート構造物Ｂが築造される。

このような構成の土砂型枠１の成形には、特許文献１に記載されている土砂型枠の成形方法及び土砂型枠成形用建設機械が使用されている。この成形方法は、バックホウ等の走行式建設機械の下部走行体のトラックフレームの側面に土砂型枠法面整形用の面板を取付け、この面板を土砂の端面に押し付け、上部旋回体に装備されているバケットで土砂の天端１ａを成形することにより土砂を面板側へ掻き寄せて締め固め、土砂型枠の法面を整形し、バケットと面板で土砂型枠の天端と法面を同時に成形するものである。

図１(a）に示すように、１段の土砂型枠は厚さが例えば50ｃｍ（25ｃｍ×２層のコンクリート打設）であり、端部の法面１ｂは土砂の崩壊がないように１：１の勾配で成形されている。従って、完成後のコンクリート構造物Ｂの両側面はノコギリ状の形態をしている。また、水通し部などにおいては、最終的に土砂型枠を除去し、ノコギリ状のコンクリート突起２ｂをはつり、単一平面に仕上げることが多い。

なお、本発明に関連する先行技術文献として、特許文献２がある。特許文献２の発明は、川岸、海岸、川底などの地盤を掘削して得られた玉石や砂礫を砂防ダム等のコンクリート構造物の基礎のコンクリート骨材に利用するものである。

特開２００３−２２７１２３号公報 特開２００２−１８０４３４号公報

前述のような土砂型枠を用いた砂防ダム等の築造においては、砂防ダム等の両側面にノコギリ状のコンクリート突起が形成されるため、次のような課題がある。

(1) 水通し部などにおいてノコギリ状のコンクリート突起をはつるためには、専用の機械(ブレーカーや回転掘削機等)を投入しなければならず、工費及び工程が増加する。

(2) 無人化施工の場合、はつり面の視認に相応のカメラ設備が必要であり、作業に時間を要する。さらに、仕上がりの精度を有人施工なみに確保することが難しい。

(3) 土砂型枠の端面を鉛直にすれば、ノコギリ状のコンクリート突起を無くすことができるが、現地土砂は砂質礫であり、自然の状態では鉛直自立は困難である。

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、その目的は、土砂型枠を用いた砂防ダム等のコンクリート構造物の築造において、シールドプレートを用いた簡単な作業でコンクリート構造物の端面を整形することができ、従来のノコギリ状の突起のコンクリート端部を無くすことができるコンクリート構造物のシールドプレート端部処理方法を提供することにある。

本発明の請求項１は、土砂型枠を用いて築造されるコンクリート構造物（砂防ダム等）の土砂型枠の端面により成形されるコンクリート端部の処理方法であり、走行式建設機械（バックホウや油圧ショベル等のベースマシン）に装着したシールドプレートを土砂型枠とコンクリート構造物の境界ライン（設計ライン）に沿って土砂とコンクリートを分離可能に配置し、前記シールドプレートを境にしてその左右両側に土砂とコンクリート（ＲＣＣ等）をそれぞれ分離投入し、投入された土砂の上面とコンクリートの上面をそれぞれ転圧した後、シールドプレートを前記境界ラインに沿って未施工方向に移動させ、土砂とコンクリートの分離投入、土砂とコンクリートの転圧、シールドプレートの移動の各工程を順次繰り返すことを特徴とするコンクリート構造物のシールドプレート端部処理方法である。

本発明は、例えば図１に示すように、従来の自然の状態で鉛直自立が困難な砂質礫から構成される土砂型枠の法面により形成されるコンクリート構造物側面のノコギリ状のコンクリート端面をシールドプレートにより鉛直壁又は勾配壁とし、余分なコンクリートを打設せず、ダム堤体本体部のみとするものである。

例えば図２に示すように、鋼板等からなる所定長さ(例えば３ｍ)で所定幅（１段の厚さ例えば50ｃｍ）のシールドプレートを縦にして走行式建設機械の下部に走行方向と平行に装着し、予め境界ラインの左右に仮置きした土砂（現地発生土）とコンクリートをシールドプレートを境にして左右の所定位置に分離投入する。投入された土砂及びコンクリートを走行式建設機械のバケットの外側底面で転圧した後、境界ラインに沿ってシールドプレートの約1/2程度、走行式建設機械を未施工方向に移動させる。これらの作業を繰り返し連続的に行うことにより、１リフト分の撒き出しが完了する。

本発明の請求項２は、土砂型枠を用いて築造されるコンクリート構造物の土砂型枠の端面により成形されるコンクリート端部を処理するための走行式建設機械であり、下部走行体に下部走行体から走行方向に沿って突出するシールドプレートが装着されていることを特徴とする走行式建設機械である。

例えば図３に示すように、左右一対のクローラの間の下部走行体の前部にシールドプレートを縦に取付ける。シールドプレートはコンクリート及び土砂の転圧後に移動させるため、引き抜きが容易となるように、上下移動装置・チルト装置を介して取付けられ、シードプレートを平行に上昇させ、先端部を更に上方に持ち上げることにより、走行式建設機械を容易に移動できるようにされている。さらに、シールドプレートは旋回装置を介して取付けられており、水平軸の回りの回転により鉛直に対して傾斜できるようにされており、構築されるコンクリート構造物の端面に合わせてシールドプレートの傾きを選択できるようにされている。

走行式建設機械にシールドプレートを装着するだけの比較的簡易な装置により、端面に余分なコンクリート突起の無いコンクリート構造物を構築することができる。なお、１リフト分の撒き出しが完了すると、コンクリート上面はブルドーザーで敷き均した後、振動ローラーで所定の転圧を行う。

本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。

(1) 土砂型枠を用いた砂防ダム等のコンクリート構造物の築造において、シールドプレートを用いた簡単な作業でコンクリート構造物の端面を整形することができ、従来のノコギリ状の突起のコンクリート端部を無くすことができ、従来のように最終的なはつり作業の必要がなく、工程の短縮及び工費の削減が可能となる。

(2) 余分なコンクリートが無くなり、経済的である。

(3) はつり作業がないことから、専用の機械を投入する必要がなく、また無人化施工の場合、はつり面の視認のためのカメラ設備も不要となる。

(4) 走行式建設機械にシールドプレートを装着するだけの比較的簡易な装置により、端面に余分なコンクリート突起の無いコンクリート構造物を構築することができる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、土砂型枠により築造される砂防ダム等のコンクリート構造物の一例を（ａ）従来と（ｂ）本発明で比較した鉛直断面図である。図２は、本発明のシールドプレート端部処理方法のダム長手方向に沿う鉛直断面図とダム幅方向に沿う鉛直断面図である。図３は、本発明で用いる走行式建設機械の一例を示す斜視図である。

図１のコンクリート構造物の断面図に示すように、砂防ダム等においては、現地土砂Ａを積み上げて成形することにより、築造されるコンクリート構造物Ｂの長手方向（図１の奥行き方向）に沿って形成される土砂型枠１が用いられる場合がある。従来の土砂型枠１は、その型枠面が土砂の崩壊がないように所定の勾配（例えば傾斜角45°）で傾斜する法面１ｂとされ、左右一対の土砂型枠１，１で形成される偏平な逆台形の空間にコンクリート（ＲＣＣ）２を打設して締め固める。次いで、完成した土砂型枠１及びコンクリート２の平らな上面に、次の土砂型枠１，１を同じ間隔で、あるいは間隔を狭めて成形し、コンクリート２を打設して締め固めし、以上のような土砂型枠１の成形とコンクリート２の打設・締固めを順次繰り返すことにより、砂防ダム等のコンクリート構造物Ｂが構築される。なお、従来の土砂型枠１の成形には、例えばバックホウ等を利用した土砂型枠成形用建設機械（図示せず）が用いられ、バケットにより土砂型枠１の天端１ａが成形され、下部走行体に取り付けた土砂型枠法面整形用の面板により法面１ｂが整形される。

従来においては、完成したコンクリート構造物Ｂの両側面には、図１(a)に示すように、ノコギリ状のコンクリート突起が形成されるため、本発明では、図１(b)に示すように、シールドプレート１０を用いた端部処理方法のＳＣＳ（Sand＆Concrete Shield）工法により、従来のコンクリート構造物側面のノコギリ状のコンクリート端面を鉛直壁又は勾配壁１１とし、余分なコンクリートを打設せず、ダム堤体本体部２ａのみのコンクリート構造物Ｂとする。

図２に示すように、バックホウや油圧ショベル２０の前方に、鋼板等からなる長さが例えば３ｍで幅が例えば50ｃｍ(撒き出し１段の厚さ）程度のシールドプレート１０を縦にして走行方向と平行に設け、打設の完了した土砂型枠１とコンクリート２の境目部分における上面にバックホウや油圧ショベル２０を配置し、シールドプレート１０が境界ライン即ち設計ラインＬに沿って配置されるようにする。

この実施形態では、土砂型枠１とコンクリート２は境目部分の設計ラインＬを中心とする溝状空間を残して打設されており、この溝状空間の左右両側には予め現地土砂Ａとコンクリート２が仮置きされている。この仮置きした現地土砂Ａとコンクリート２をバケット２１でシールドプレート１０を境にして左右の所定位置に分離投入する。投入された現地土砂Ａとコンクリート２の上面をバケット２１の外側底面で転圧する。

この転圧が終了すると、バックホウや油圧ショベル２０を設計ラインＬに沿ってシールドプレート１０の約1/2程度、未施工方向に移動させ、シールドプレート１０の半分程度を未施工の溝状空間に位置させる。前記と同様に現地土砂Ａとコンクリート２を分離投入する。

現地土砂Ａとコンクリート２の分離投入、現地土砂Ａとコンクリート２の転圧、シールドプレート１０の移動の各工程を順次繰り返し連続的に行うことにより、50ｃｍの１リフト分の撒き出しが完了する。コンクリート２の上面をブルドーザーで敷き均した後、振動ローラーで所定の転圧を行う。以上のような１リフト分の施工を繰り返し行うことによりコンクリート構造物Ｂが構築される。

図３に示すように、シールドプレート１０はバックホウや油圧ショベル２０の、左右一対のクローラ２２、２２の間の下部走行体２３の前部に走行方向と平行に縦に取付け、また上下移動装置・チルト装置・旋回装置３０を介して取付ける。上下移動装置は、例えばガイドとスライダ等によりシールドプレート１０を上下方向に平行に昇降させるものである。チルト装置は、例えば油圧シリンダ等によりシールドプレート１０を水平に対して上下方向に傾斜させるものである。旋回装置は、例えば回転テーブル等によりシールドプレート１０を水平軸の回りに回転させるものである。

シールドプレート１０を現地土砂及びコンクリートの転圧後に移動させる場合、上下移動装置・チルト装置により、シールドプレート１０を平行に上昇させ、先端部を更に上方に持ち上げることにより、シールドプレート１０を容易に引き抜き、バックホウや油圧ショベル２０を容易に移動させることができる。また、旋回装置によりシールドプレート１０を水平軸の回りの回転で鉛直に対して傾斜させることにより、勾配壁１１に勾配に合わせてシールドプレート１０を傾斜させることができる。

なお、以上は、砂防ダム等の土砂型枠の成形に適用した例について説明したが、その他のコンクリート構造物の構築にも本発明を適用することができる。

土砂型枠により築造される砂防ダム等のコンクリート構造物の一例を（ａ）従来と（ｂ）本発明で比較した鉛直断面図である。 本発明のシールドプレート端部処理方法であり、（ａ）ダム長手方向に沿う鉛直断面図と（ｂ）ダム幅方向に沿う鉛直断面図である。 本発明で用いる走行式建設機械の一例を示す斜視図である。

符号の説明

Ａ…現地土砂
Ｂ…コンクリート構造物（砂防ダム等）
１…土砂型枠
１ａ…天端
１ｂ…法面
２…コンクリート（ＲＣＣ等）
２ａ…コンクリート本体部（ダム堤体本体部）
２ｂ…突起状のコンクリート端部
１０…シールドプレート
１１…鉛直壁又は勾配壁
２０…バックホウや油圧ショベル
２１…バケット
２２…クローラ
２３…下部走行体
３０…上下移動装置・チルト装置・旋回装置

Claims (2)

1. 土砂型枠を用いて築造されるコンクリート構造物の土砂型枠の端面により成形されるコンクリート端部の処理方法であり、
   走行式建設機械に装着したシールドプレートを土砂型枠とコンクリート構造物の境界ラインに沿って土砂とコンクリートを分離可能に配置し、前記シールドプレートを境にしてその左右両側に土砂とコンクリートをそれぞれ分離投入し、投入された土砂の上面とコンクリートの上面をそれぞれ転圧した後、シールドプレートを前記境界ラインに沿って未施工方向に移動させ、土砂とコンクリートの分離投入、土砂とコンクリートの転圧、シールドプレートの移動の各工程を順次繰り返すことを特徴とするコンクリート構造物のシールドプレート端部処理方法。
2. 土砂型枠を用いて築造されるコンクリート構造物の土砂型枠の端面により成形されるコンクリート端部を処理するための走行式建設機械であり、
   下部走行体に下部走行体から走行方向に沿って突出するシールドプレートが装着されていることを特徴とする走行式建設機械。

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