JP5441616B2 - Tunnel lining formwork and lining method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネルの二次覆工コンクリート打設用型枠およびその型枠を用いてコンクリートを打設し覆工する方法に関する。 The present invention relates to a formwork for placing secondary lining concrete in a tunnel and a method for placing and lining concrete using the formwork.
トンネルを構築する工事は、（１）地山等のトンネル掘削機による削坑、（２）削坑した地山等の緩みを抑え、安定させるための吹き付けコンクリートによる一次覆工、（３）最終的な覆工として現場打ちコンクリートを打設する二次覆工という３つの作業工程により構成される。なお、地山からの漏水を防ぐために、吹き付けコンクリートによる一次覆工の後に、防水シート付け工を行うこともある。 The construction of the tunnel consists of (1) drilling with tunnel excavators such as ground, (2) primary lining with sprayed concrete to suppress and stabilize loosening of the ground, etc. (3) final As a typical lining, it is composed of three work processes called secondary lining to place cast-in-place concrete. In addition, in order to prevent water leakage from the natural ground, a waterproof sheet attachment work may be performed after the primary lining with sprayed concrete.
その作業工程のうち、二次覆工は、一次覆工に引き続き、コンクリートを支持する移動式のアーチ状の型枠を用いて行われる。この型枠は、長さ１０ｍ前後のアーチ状の移動式型枠で、セントルと呼ばれる。セントルは、一次覆工により吹き付けられたコンクリート面に対向し、削坑したトンネルの周方向の曲率とほぼ同じ曲率とされた面を有するフォームパネルをもち、フォームパネルが吹き付けコンクリート面から一定距離離間して配置されることにより、フォームパネルと吹き付けコンクリート面との間に空間を形成し、その空間に二次覆工用コンクリートを打設することができるようにされている。 In the work process, the secondary lining is performed using a movable arch-shaped formwork that supports the concrete following the primary lining. This mold is an arch-shaped movable mold having a length of around 10 m and is called a centle. The center has a foam panel that faces the concrete surface sprayed by the primary lining and has a surface that has a curvature that is almost the same as the curvature of the tunnel tunnel. The foam panel is spaced a certain distance from the sprayed concrete surface. Thus, a space is formed between the foam panel and the sprayed concrete surface, and the secondary lining concrete can be placed in the space.
このフォームパネルには、複数の窓が適所に設けられ、各窓からコンクリートを打ち込み、また、締め固めができるようにされている。二次覆工は、このセントルをトンネル軸方向へ移動させながら二次覆工用コンクリートを打設することにより、トンネル全長にわたって行われる。 The foam panel is provided with a plurality of windows in place so that concrete can be driven from each window and compacted. The secondary lining is performed over the entire length of the tunnel by placing the concrete for secondary lining while moving the centle in the tunnel axial direction.
セントルをトンネル軸方向へ移動させつつ二次覆工用コンクリートを打設する場合、打設したコンクリートと次に打設するコンクリートとの間に隙間が生じないように、オーバーラップするように打設しなければならない。 When placing concrete for secondary lining while moving the center in the direction of the tunnel axis, place it so that there is no gap between the placed concrete and the next placed concrete. Must.
オーバーラップするように打設する際、既に打設したコンクリートにフォームパネルの一部を押し当て、次に打設するコンクリートが漏出しないようにするが、その既に打設したコンクリートの圧縮強度が十分に発現していない場合、ひび割れが生じやすくなる。このため、十分な圧縮強度を確実に発現させるための覆工法が提案されている（特許文献１参照）。 When placing so as to overlap, a part of the foam panel is pressed against the already placed concrete so that the next placed concrete does not leak, but the already placed concrete has sufficient compressive strength. If not, the cracks are likely to occur. For this reason, the lining method for making sufficient compressive strength express reliably is proposed (refer patent document 1).
この方法では、既に打設したコンクリートのオーバーラップされる端部を加熱できるように、フォームパネルの内面にヒータを備えたセントルを用いている。このようにコンクリート自体に給熱することで、短時間で十分な圧縮強度を発現させることができる。 In this method, a centle provided with a heater on the inner surface of the foam panel is used so that the overlapped end of the already placed concrete can be heated. Thus, by supplying heat to concrete itself, sufficient compressive strength can be expressed in a short time.
また、覆工コンクリートの養生時間を短縮する方法として、型枠を支持するセントルフォームと呼ばれる台車の内側に区画形成された作業用閉空間の温度を空調機により調節し、適正な養生温度にする方法が提案されている（特許文献２参照）。なお、十分な養生が実施できない場合、コンクリートの強度発現が遅れ、型枠の取り外し（以下、「脱型」と称す。）までに時間を要し、その結果、工程の遅延に至ることもある。さらに、脱型した際に、強度の発現不足により、フォームパネルの外面にコンクリートが付着して剥がれたりすることもある。 In addition, as a method of shortening the curing time of lining concrete, the temperature of the closed working space formed inside the cart called centruform that supports the formwork is adjusted with an air conditioner to obtain an appropriate curing temperature. A method has been proposed (see Patent Document 2). In addition, when sufficient curing cannot be performed, the strength development of concrete is delayed, and it takes time to remove the formwork (hereinafter referred to as “demolding”), and as a result, the process may be delayed. . Furthermore, when the mold is removed, due to insufficient strength, concrete may adhere to the outer surface of the foam panel and peel off.
従来の方法では、ヒータや空調機等を使用し、打設したコンクリートに給熱してセメントの水和反応を促進することで、早期に所定の圧縮強度まで発現させている。このため、脱型までに時間を要することがなく、作業の工程を守ることができる。 In the conventional method, using a heater, an air conditioner or the like, heat is applied to the placed concrete to promote the hydration reaction of the cement, so that a predetermined compressive strength is developed at an early stage. For this reason, it does not take time to demold, and the work process can be protected.
しかしながら、ヒータや空調機等を使用する場合、設備コストがかかり、別途電源も必要となり、また、給熱するとセントル内の作業場の温度が上昇し、特に夏場には作業環境が悪化するという問題がある。 However, when using heaters, air conditioners, etc., there is a problem that equipment costs are required, a separate power source is required, and heating increases the temperature of the work place in the center, and the work environment deteriorates especially in summer. is there.
フォームパネルには、フォームパネルによりコンクリートを支持するため、I形断面をもつI形鋼やＨ形断面をもつＨ形鋼が一定間隔で設けられる。このような形鋼が接合される部分には、ヒータを取り付けることができず、また、空調機で温度を調節するにしても、その部分とフォームパネルのみの部分とでは熱の伝わり方が大きく異なり、圧縮強度の発現にムラを生じるという問題がある。したがって、加熱する方法では、打設したコンクリート全体の圧縮強度を早期かつ均一に発現させることは難しい。 The foam panel is provided with I-shaped steel having an I-shaped cross section and H-shaped steel having an H-shaped cross section at regular intervals in order to support concrete by the foam panel. A heater cannot be attached to the part to which such shape steel is joined, and even if the temperature is adjusted with an air conditioner, the heat transfer between the part and the part with only the foam panel is large. In contrast, there is a problem that unevenness occurs in the expression of compressive strength. Therefore, it is difficult for the method of heating to express the compressive strength of the entire cast concrete early and uniformly.
そこで、こういった問題が生じることなく、簡単な構成で、かつ安価に提供することができるセントルおよびそのセントルを用いた覆工方法の提供が望まれていた。 Therefore, it has been desired to provide a centle that can be provided at a low cost with a simple configuration without causing such problems, and a lining method using the centle.
本発明は、上記課題に鑑み、フォームパネルを支持する形鋼間にプラスチック樹脂製の断熱性に優れたパネル（以下、「断熱パネル」と称す。）を設置し、この断熱パネルと、断熱パネルと形鋼とフォームパネルとにより形成される空間中に存在する空気（セメントの水和反応熱によってフォームパネルを通して暖められた空気）により、打設したコンクリートを保温する構成とする。 In view of the above problems, the present invention installs a panel made of plastic resin and having excellent heat insulation properties (hereinafter referred to as “heat insulation panel”) between the shape steels supporting the foam panel. The concrete placed is kept warm by air (air heated through the foam panel by the heat of hydration reaction of the cement) existing in the space formed by the shape steel and the foam panel.
Ｉ形鋼あるいはＨ形鋼は、フォームパネルに接合される第１接合面を有する平板状の第１フランジと、第１フランジに連続し、第１接合面に対して垂直に延びる平板状のウェブと、ウェブに連続し、第１接合面に平行な第２接合面を有する平板状の第２フランジとから構成される。このため、断熱パネルを、第２フランジ間を通してはめ込み、両隣にあるウェブに隣接させることで設置することができる。また、第１フランジの第１接合面の裏面あるいは第２フランジの第２接合面の裏面に接合する等して固定することも可能である。 The I-shaped steel or the H-shaped steel has a flat plate-shaped first flange having a first bonding surface bonded to the foam panel, and a flat plate-shaped web that is continuous with the first flange and extends perpendicularly to the first bonding surface. And a flat plate-like second flange having a second joint surface continuous to the web and parallel to the first joint surface. For this reason, the heat insulation panel can be installed by being fitted between the second flanges and adjacent to the webs on both sides. Moreover, it is also possible to fix by joining to the back surface of the 1st joint surface of a 1st flange, or the back surface of the 2nd joint surface of a 2nd flange.
上記構成では、この平板状のウェブを通して熱が逃げる状態となるが、フォームパネル上のウェブの断面積は、フォームパネルを覆う断熱パネルの面積に比較して極めて小さいことから、十分な断熱効果を得ることができ、コンクリートの温度低下を防止して、脱型に必要なコンクリートの強度発現を早め、脱型までの時間を要することなく作業の工程を守ることができる。このような保温は、コンクリート温度をかぶり厚さ方向にほぼ一定に保ちながら養生し、打設したコンクリート全体にわたって圧縮強度の発現を促進させることができるため、コンクリートの品質劣化も防止することができる。 In the above configuration, the heat escapes through the flat web, but the cross-sectional area of the web on the foam panel is extremely small compared to the area of the heat insulation panel covering the foam panel. Therefore, it is possible to prevent the temperature of the concrete from lowering, accelerate the development of the strength of the concrete necessary for demolding, and protect the work process without requiring time until demolding. Such heat retention can be carried out while keeping the concrete temperature substantially constant in the cover thickness direction, and can promote the development of compressive strength throughout the placed concrete, so that deterioration of the quality of the concrete can also be prevented. .
断熱パネルは、強度、施工性、密閉性、保温性等を考慮し、例えば、ポリプロピレン製の所定の大きさおよび厚さのパネルとすることができる。また、Ｉ形鋼あるいはＨ形鋼のウェブは、所定の長さ程、上記第１接合面に対して垂直に延びているため、第１フランジ側や第２フランジ側のいずれにも接合する等して設置することができるが、例えば、アーチ状のトンネルの両側壁に設置する断熱パネルは、セントルの足場の設置位置との取り合いで、第１フランジ側に設置し、トンネルの上部付近に設置する断熱パネルは、施工性上、第２フランジ側に設置することができる。断熱パネルは、セントルに設置後、セントルとの間に隙間が発生するのを防止する目的で、断熱パネルの端面部にクッション性とシール効果を備えた、例えば発泡ポリエチレン製の材料を取り付けることも含まれる。 In consideration of strength, workability, hermeticity, heat retention, and the like, the heat insulating panel can be, for example, a panel made of polypropylene having a predetermined size and thickness. Moreover, since the I-shaped steel or H-shaped steel web extends perpendicularly to the first joint surface by a predetermined length, it is joined to either the first flange side or the second flange side. For example, the heat insulation panels to be installed on both side walls of the arch-shaped tunnel are installed on the first flange side in accordance with the installation position of the centle scaffolding, and installed near the top of the tunnel The heat insulation panel to be installed can be installed on the second flange side in terms of workability. After installing the insulation panel on the centle, it is possible to attach a material made of, for example, foamed polyethylene with cushioning and sealing effect to the end face of the insulation panel for the purpose of preventing the gap between it and the centle. included.
また、セントルは、移動式の型枠であるため、トンネル軸方向へ移動可能にするための台車を備える。 Moreover, since the centle is a movable formwork, it is equipped with a carriage for enabling movement in the tunnel axis direction.
また、本発明では、上記のような断熱パネルを設置したセントルのほか、このセントルを用いて養生時間を短縮しつつ覆工する覆工方法も提供することができる。具体的には、フォームパネルを支持する形鋼間にプラスチック樹脂製の断熱パネルを設置したセントルを所定位置に配置する段階と、この断熱パネルと、この断熱パネルと形鋼とフォームパネルとにより形成される空間中に存在する空気（セメントの水和反応熱によってフォームパネルを通して暖められた空気）とにより、打設したコンクリートを保温する段階とを含む。 Moreover, in the present invention, besides the centle provided with the above-described heat insulating panel, a lining method can be provided in which lining is performed while shortening the curing time using this centle. Specifically, a step of placing a centle in which a plastic resin heat insulation panel is installed between the shape steels supporting the foam panel at a predetermined position, the heat insulation panel, the heat insulation panel, the shape steel, and the foam panel is formed. Holding the cast concrete with air (air heated through the foam panel by the heat of hydration of the cement) present in the space to be placed.
図１は、トンネル坑内に断熱パネルが設置されたセントルを配置し、覆工コンクリートを打設したところを例示した正面図である。このトンネル１０は、複数の切削部材であるカッタービットが先端部に取り付けられたシールドマシン等のトンネル掘削機を使用して、地山や地下を削坑することにより形成される。削坑後は、その表面が崩れないように、直ちにコンクリートを吹き付けて一次覆工が行われる。なお、この一次覆工の前に、鋼製支保工の施工が行われる場合もある。 FIG. 1 is a front view illustrating a place where a centle provided with a heat insulating panel is placed in a tunnel mine and lining concrete is placed. The tunnel 10 is formed by excavating a natural ground or underground using a tunnel excavator such as a shield machine in which cutter bits as a plurality of cutting members are attached to the tip. After the excavation, the primary lining is performed by spraying concrete immediately so that the surface does not collapse. In addition, before this primary lining, a steel support work may be performed.
一次覆工により地山の緩みを抑え、安定させた後、アーチ状の移動式型枠であるセントル２０をトンネル坑内に配置する。このセントル２０は、トンネル１０の周方向にわたる内壁面に対向する面を有するフォームパネル２１と、フォームパネル２１の当該面の裏面に一定間隔で配列するように設けられ、フォームパネル２１を支持する複数のＩ形鋼と、フォームパネル２１および複数のＩ形鋼をトンネル軸方向へ移動可能に支持する台車２２と、フォームパネル２１をトンネル内壁面から一定距離に設定するために、その距離を調節するための複数のジャッキ２３とから構成されている。なお、トンネル軸方向は、トンネルの掘削方向である。 After the loosening of the natural ground is suppressed and stabilized by the primary lining, the centle 20 which is an arch-shaped movable formwork is placed in the tunnel mine. The center 20 is provided with a foam panel 21 having a surface facing the inner wall surface in the circumferential direction of the tunnel 10, and a plurality of panels that are arranged on the back surface of the surface of the foam panel 21 at regular intervals and support the foam panel 21. The I-shaped steel, the carriage 22 for supporting the foam panel 21 and the plurality of I-shaped steels so as to be movable in the tunnel axis direction, and adjusting the distance to set the foam panel 21 at a constant distance from the inner wall surface of the tunnel And a plurality of jacks 23 for the purpose. The tunnel axis direction is the tunnel excavation direction.
台車２２は、例えば、トンネルの底面に敷設されたレール上を走行可能なように車輪を備えている。この台車２２には、トンネル坑内に舞う粉塵等を坑外へ排出する排出管や排気ファン等を載置することができる。ジャッキ２３は、油圧あるいは水圧を利用したジャッキを用いることができる。 The carriage 22 includes wheels so that it can run on rails laid on the bottom of the tunnel, for example. The carriage 22 can be equipped with a discharge pipe, an exhaust fan, or the like that discharges dust or the like flowing inside the tunnel mine to the outside of the mine. As the jack 23, a jack using hydraulic pressure or water pressure can be used.
フォームパネル２１は、トンネル１０の内壁面の周方向の曲率と同じ曲率となる面を有するアーチ状の鋼製の板とされ、トンネル１０の断面形状に合わせて、側壁から底面に向けてトンネル下部に配置される部分２１ａは、上記の曲率とは異なる曲率となる面を有する板とされている。具体的には、トンネル底面に近いその部分２１ａの下方縁部のみが、上記曲率より小さい曲率となる面を有し、その他は、上記曲率より大きい曲率となる面を有するように形成されている。また、フォームパネル２１は、Ｉ形鋼に連結されたジャッキ２３によりトンネル１０の径方向への移動が可能にされ、一次覆工されたトンネル内面との距離が調節される。 The foam panel 21 is an arch-shaped steel plate having a surface having the same curvature as the circumferential curvature of the inner wall surface of the tunnel 10, and matches the cross-sectional shape of the tunnel 10 from the side wall toward the bottom surface. The portion 21a disposed in the plate is a plate having a surface with a curvature different from the above curvature. Specifically, only the lower edge portion of the portion 21a close to the tunnel bottom surface has a surface with a curvature smaller than the above curvature, and the other has a surface with a curvature larger than the above curvature. . In addition, the foam panel 21 can be moved in the radial direction of the tunnel 10 by the jack 23 connected to the I-shaped steel, and the distance from the inner surface of the tunnel lining which is primary lining is adjusted.
Ｉ形鋼は、断面がＩ形の形鋼で、フランジ内面すなわちウェブに向いた面にテーパが形成され、ウェブと接続する部分の厚さが厚く、剛性が高くされている。同じような構造をもつ形鋼としてＨ形鋼があるが、これは、断面がＨ形の形鋼で、Ｉ形鋼のようにテーパが形成されていない。形鋼は、その他にＴ形鋼、山形鋼、平鋼、溝形鋼、Ｚ形鋼等があるが、Ｉ形鋼やＨ形鋼のように断面効率や剛性が優れていないため、フォームパネル２１を適切に支持する支持部材としては、Ｉ形鋼あるいはＨ形鋼が好ましい。 The I-shaped steel is a steel having an I-shaped cross section, and a taper is formed on the inner surface of the flange, that is, the surface facing the web, the thickness of the portion connected to the web is increased, and the rigidity is increased. There is an H-shaped steel as a shaped steel having a similar structure, but this is a shaped steel having a H-shaped cross section, and is not tapered as in the case of an I-shaped steel. In addition to T-shaped steel, angle steel, flat steel, grooved steel, and Z-shaped steel, the shape steel is not excellent in cross-sectional efficiency and rigidity like I-shaped steel and H-shaped steel. As a support member for appropriately supporting the member 21, I-shaped steel or H-shaped steel is preferable.
トンネル軸方向の適当な位置にセントル２０を配置し、台車２２の車輪に車止め等をして完全に停止させた後、フォームパネル２１をジャッキ２３によりトンネル１０の径方向へ移動し、一次覆工で吹き付けられたコンクリートにより形成されるトンネル内面のライニングから一定距離だけ離間して配置し、そのライニングとフォームパネル２１との間に空間を形成し、その中にコンクリート２４を打設して二次覆工を行う。例えば、約０．３ｍの厚さのコンクリートを打設して二次覆工を行う場合、ライニングから約０．３ｍ離れた位置にフォームパネル２１の面がくるようにジャッキ２３により調節する。 The centle 20 is arranged at an appropriate position in the tunnel axis direction, and the wheel of the carriage 22 is stopped and stopped completely. Then, the foam panel 21 is moved in the radial direction of the tunnel 10 by the jack 23, and the primary lining is performed. It is arranged at a certain distance from the lining of the inner surface of the tunnel formed by the concrete sprayed in the above, and a space is formed between the lining and the foam panel 21, and the concrete 24 is placed in the secondary wall. Perform lining. For example, when the secondary lining is performed by placing concrete having a thickness of about 0.3 m, the jack 23 is adjusted so that the surface of the foam panel 21 comes to a position about 0.3 m away from the lining.
フォームパネル２１には、複数の窓が設けられ、それらの窓からコンクリートを打ち込み、コンクリートを打設することができる。これらの窓には、開閉可能な強化ガラスやアクリル板等の透明な板が取り付けられ、打設後のコンクリートが内部へ流れ込まないようにされている。この窓は、打設したコンクリートを締め固めるためにも使用することができる。 The foam panel 21 is provided with a plurality of windows, and concrete can be driven from the windows and the concrete can be driven. A transparent plate such as tempered glass or acrylic plate that can be opened and closed is attached to these windows so that the concrete after pouring does not flow into the inside. This window can also be used to compact the cast concrete.
このようにしてコンクリート２４を打設すると、フォームパネル２１に荷重がかかることになるが、荷重がかかったフォームパネル２１はＩ形鋼により支持されるため、コンクリートが硬化し、セントル２０を取り除いた後には、アーチ状のトンネル断面が形成される。 When the concrete 24 is placed in this manner, a load is applied to the foam panel 21, but the foam panel 21 to which the load is applied is supported by the I-shaped steel, so that the concrete is cured and the centle 20 is removed. Later, an arch-shaped tunnel cross section is formed.
ここで、コンクリートは、セメント、骨材、水、混和剤からなり、これらを配合して目標とする強度、耐久性、施工性を得ることができる。この強度は、水センメント比で決定され、化学混和剤を用いて水を減らし、高い強度を得ることもできる。 Here, concrete is made of cement, aggregate, water, and an admixture, and these can be blended to obtain the target strength, durability, and workability. This strength is determined by the water sentiment ratio, and water can be reduced using a chemical admixture to obtain a high strength.
コンクリートは、硬化するまではそれ自体形を保つことができないため、型枠に打ち込み、硬化が始まって自立するまでは所定時間を型枠内部で養生しなければならない。この所定時間の養生により、所定の圧縮強度のコンクリートを得ることができる。 Since concrete cannot keep its own shape until it hardens, it must be poured into the mold and cured for a predetermined time inside the mold until it begins to harden. By curing for a predetermined time, concrete having a predetermined compressive strength can be obtained.
コンクリートの打設の際、コンクリートの均一性の確保、初期欠陥の防止が必要であるため、バイブレータや木づちを使用して空気抜きを行い、未充填箇所をなくし、材料分離を防止する。なお、コンクリート強度を高めるために、鉄筋を配設し、鉄筋コンクリートとして二次覆工を行うことも可能である。養生は、コンクリートの防水処理、きず等がつかないように、コンクリート表面を覆うことにより行われるが、図１に示す実施形態では、フォームパネル２１により既に覆われているため、打設したコンクリートが硬化するまでそのままの状態が維持される。 When placing concrete, it is necessary to ensure the uniformity of the concrete and prevent initial defects. Therefore, ventilate using a vibrator or wood to eliminate unfilled parts and prevent material separation. In addition, in order to raise concrete strength, it is also possible to arrange rebar and perform secondary lining as reinforced concrete. Curing is performed by covering the surface of the concrete so that the waterproofing of the concrete, scratches, etc. are not caused. However, in the embodiment shown in FIG. The state is maintained until it is cured.
フォームパネル２１は、打設したコンクリート２４により荷重がかけられ、ある程度の強度が必要であることから鋼製とされ、その鋼製のフォームパネル２１がむきだしのままであると、特に、冬場の工事においては打設したコンクリート２４の熱が逃げていき、コンクリート２４が脱型に必要な圧縮強度を発現するまで長時間を要してしまう。そこで、本発明では、プラスチック樹脂製の断熱パネル２５を設置し、その断熱パネル２５を断熱材として機能させ、さらに、その断熱パネル２５とフォームパネル２１とＩ形鋼とにより形成された空間中にある空気（セメントの水和反応熱によってフォームパネルを通して暖められた空気）も断熱層として機能させて、コンクリート２４の必要な圧縮強度の発現を早め、早期にコンクリート２４を硬化させる。 The foam panel 21 is made of steel because a load is applied by the cast concrete 24 and a certain degree of strength is required. If the steel foam panel 21 is left uncovered, construction in winter is particularly important. In this case, the heat of the placed concrete 24 escapes, and it takes a long time until the concrete 24 develops the compressive strength necessary for demolding. Therefore, in the present invention, a heat insulating panel 25 made of plastic resin is installed, the heat insulating panel 25 functions as a heat insulating material, and further, in a space formed by the heat insulating panel 25, the foam panel 21, and the I-shaped steel. Certain air (air heated through the foam panel by the heat of hydration reaction of the cement) also functions as a heat insulating layer to accelerate the development of the necessary compressive strength of the concrete 24 and harden the concrete 24 at an early stage.
断熱パネル２５は、図２に示すように、トンネル１０の内壁面を覆うように各Ｉ形鋼間に隙間なく設置される。ここでは、Ｉ形鋼のウェブ２６の断面が断熱パネル２５間に実線で示されているが、このように大部分が断熱パネル２５で覆われ、ごく一部であるウェブ２６の断面が覆われていないだけであるため、十分な断熱効果を得ることができる。 As shown in FIG. 2, the heat insulation panel 25 is installed without gaps between the I-shaped steels so as to cover the inner wall surface of the tunnel 10. Here, the cross section of the I-shaped steel web 26 is shown by a solid line between the heat insulating panels 25, but in this way most of the cross section of the web 26 is covered with the heat insulating panel 25. Since it is not only, sufficient heat insulation effect can be obtained.
この断熱パネル２５は、強度、施工性、密閉性、保温性等を考慮し、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン等を使用することができる。ポリプロピレンは、繊維の中で比重が最も小さいことから軽く、その割に強度が高く、密閉性が良好で、吸湿性がなく、薬品に強いといった特徴を有することから、特に密閉した空気を断熱材として利用する本発明の断熱パネル２５として好ましい。また、加工によって形状を中空構造とすることで、より保温・断熱性の高いものとすることが可能である。 The heat insulating panel 25 can be made of, for example, polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polypropylene or the like in consideration of strength, workability, airtightness, heat retention, and the like. Polypropylene is light because it has the smallest specific gravity among fibers, and it has high strength, good sealing properties, no hygroscopicity, and is strong against chemicals. It is preferable as the heat insulation panel 25 of the present invention utilized as the above. In addition, by forming a hollow structure by processing, it is possible to achieve higher heat insulation and heat insulation.
Ｉ形鋼は、図３に示すように、フォームパネル２１に接合される第１接合面を有する平板状の第１フランジ２７と、第１フランジ２７に連続し、第１接合面に対して垂直に延びる平板状のウェブ２６と、ウェブ２６に連続し、第１接合面に平行な第２接合面を有する平板状の第２フランジ２８とから構成される。このため、断熱パネル２５を、第２フランジ２８間を通してはめ込み、両隣にあるウェブ２６に隣接させることで設置することができる。したがって、工具を必要としない。 As shown in FIG. 3, the I-shaped steel has a flat plate-like first flange 27 having a first joint surface joined to the foam panel 21, and continues to the first flange 27 and is perpendicular to the first joint surface. And a flat plate-like second flange 28 having a second joint surface continuous to the web 26 and parallel to the first joint surface. For this reason, the heat insulation panel 25 can be installed by being fitted between the second flanges 28 and adjacent to the webs 26 on both sides. Therefore, no tool is required.
Ｉ形鋼は、第２フランジ２８を有し、それがストッパの役割を果たすため、はめ込んだ断熱パネル２５は簡単には外れない。また、断熱パネル２５がウェブ２６に隣接して配置されることで、断熱パネル２５の上下左右の端部とウェブ２６の一面とが密着し、さらに外れないようにすることができる。 The I-shaped steel has a second flange 28, which serves as a stopper, so that the fitted insulation panel 25 cannot be easily removed. Moreover, the heat insulation panel 25 is arrange | positioned adjacent to the web 26, and the up-and-down left and right edge part of the heat insulation panel 25 and one surface of the web 26 can contact | adhere, and it can prevent further removing.
なお、完全に固定するために、第１フランジ２７の第１接合面の裏面あるいは第２フランジ２８の第２接合面の裏面に接合する等して設置することも可能である。例えば、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂等からなる接着剤を用いて、それらの裏面に貼付することができる。 In order to completely fix the first flange 27, the first flange 27 may be installed on the rear surface of the first joint surface or the second flange 28 on the rear surface of the second joint surface. For example, it can be attached to the back surface of an adhesive made of urethane resin or epoxy resin.
Ｉ形鋼のウェブ２６は、所定の長さ程、第１接合面に対して垂直に延び、その第１フランジ２７側や第２フランジ２８側、その中央部等のいずれに設置してもよいが、例えば、アーチ状のトンネルの両側壁面に設置する断熱パネル２５は、図４に示すように、セントル２０の足場の設置位置との取り合いで、第１フランジ２７側に設置し、トンネル１０の上部付近に設置する断熱パネル２５は、施工位置が上方であるが故、第１フランジ２７側に設置するのは難しいことから、図３に示すように、第２フランジ２８側に設置することができる。 The I-shaped steel web 26 extends perpendicularly to the first joint surface by a predetermined length, and may be installed on any of the first flange 27 side, the second flange 28 side, the center portion, and the like. However, for example, as shown in FIG. 4, the heat insulating panels 25 installed on both side walls of the arch-shaped tunnel are installed on the first flange 27 side in accordance with the installation position of the scaffold of the centle 20. The heat insulation panel 25 installed near the upper part is located on the second flange 28 side as shown in FIG. 3 because it is difficult to install on the first flange 27 side because the construction position is above. it can.
図３に示す位置に断熱パネル２５を設置する場合、第１フランジ２７の厚さに加え、ウェブ２６の幅ほどフォームパネル２１から離間した位置となり、その間に形成される空間３０が十分な大きさであるため、その内部にある空気（セメントの水和反応熱によってフォームパネルを通して暖められた空気）により十分な断熱効果を得ることができる。これは、空気が鋼製のフォームパネル２１やＩ形鋼に比較して熱伝導率が小さく、打設したコンクリートの熱をトンネル坑内へ逃がさないためである。ちなみに、鉄の熱伝導率は、８４Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１で、ポリプロピレンの熱伝導率は、約０．１Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１で、空気の熱伝導率は、約０．０２Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１である。 When the heat insulation panel 25 is installed at the position shown in FIG. 3, in addition to the thickness of the first flange 27, the width of the web 26 becomes a position away from the foam panel 21, and the space 30 formed therebetween is sufficiently large. Therefore, a sufficient heat insulating effect can be obtained by the air inside thereof (air heated through the foam panel by the heat of hydration reaction of the cement). This is because air has a lower thermal conductivity than the steel foam panel 21 and I-shaped steel, and does not allow the heat of the cast concrete to escape into the tunnel mine. Incidentally, the thermal conductivity of iron is 84 W · m −1 · K −1 , the thermal conductivity of polypropylene is about 0.1 W · m −1 · K −1 , and the thermal conductivity of air is about 0 0.02 W · m −1 · K −1 .
一方、図４に示す位置に断熱パネル２５を設置する場合は、第１フランジ２７の厚さ分だけしかフォームパネル２１から離間していないため、空間３０が小さくなる。固体と気体との間には、流体が相対運動をしている場合に、相境界に層流状態が保たれている極薄い領域である境膜が存在し、この領域における熱移動は極めて遅く、この領域において系全体の移動現象が律速となる。この境膜は、固体に極めて近い位置に存在することから、第１フランジ２７の厚さほど離れていれば熱移動が極めて遅く、なかなか熱が逃げていかないことから、このように空間３０が小さくとも十分な断熱効果を得ることができる。 On the other hand, when the heat insulation panel 25 is installed at the position shown in FIG. 4, the space 30 is reduced because the heat insulation panel 25 is separated from the foam panel 21 only by the thickness of the first flange 27. When the fluid is in relative motion, a solid film exists between the solid and the gas, which is a very thin region where a laminar flow state is maintained at the phase boundary, and heat transfer in this region is extremely slow. In this region, the movement phenomenon of the entire system becomes rate-limiting. Since this boundary film exists at a position very close to the solid, if it is as far away as the thickness of the first flange 27, the heat transfer is very slow, and the heat does not escape easily. A sufficient heat insulating effect can be obtained.
また、このようにしてコンクリートを保温することは、打設したコンクリート全体にわたってかぶり厚さ方向にほぼ均一に温度を保ちつつ硬化させることができるので、温度ムラが生じることなく養生することができ、その打設したコンクリート全体にわたってかぶり厚さ方向に均一に圧縮強度を発現させることができる。すなわち、打設したコンクリートの厚さ方向の温度分布が均一（コンクリート表面から同じ厚さの位置であればほぼ同じ温度）になることから温度ムラがなくなり、強度が均一になる。また、このように均一に圧縮強度を発現させることで、コンクリートの品質劣化を防止することができる。 In addition, keeping the concrete in this way can be cured while maintaining the temperature almost uniformly in the direction of the cover thickness over the entire placed concrete, so it can be cured without causing temperature unevenness, The compressive strength can be expressed uniformly in the cover thickness direction over the entire cast concrete. That is, since the temperature distribution in the thickness direction of the placed concrete is uniform (almost the same temperature if the position is the same thickness from the concrete surface), temperature unevenness is eliminated and the strength is uniform. Moreover, deterioration of the quality of concrete can be prevented by expressing the compressive strength uniformly in this way.
なお、セントル２０の足場の設置位置との取り合いにおいて、十分に空間を確保することができるのであれば、図４に示すような位置に断熱パネル２５を設置するのではなく、図３に示すような第２フランジ２８側に設置し、空間３０を広くとり、断熱効果を高めることが好ましい。 In addition, as long as sufficient space can be secured in connection with the installation position of the scaffold of the centle 20, as shown in FIG. 3, instead of installing the heat insulation panel 25 at the position shown in FIG. It is preferable to install on the side of the second flange 28, take a large space 30, and enhance the heat insulation effect.
上記では、単なるプラスチック樹脂製の断熱パネル２５を使用したが、その断熱パネル２５は、ポリプロピレン製のパネルに、ポリウレタンフォーム、フェノールフォーム、ポリスチレンフォーム、グラスウール、ロックウールといった断熱材を貼付する等して形成したパネルや、２枚のポリプロピレン製のパネルの間に上記の断熱材を挟んだものを用いることもできる。断熱パネル２５は、セントルに設置後、セントルとの間に隙間が発生するのを防止する目的で、断熱パネル２５の端面部にクッション性とシール効果を備えた、例えば、発泡ポリエチレン製の材料を取り付けることもできる。また、必要に応じて、Ｉ形鋼やＨ形鋼の露出した部分を断熱材により覆い、断熱効果を高めることも可能である。 In the above, a simple heat insulating panel 25 made of plastic resin is used. The heat insulating panel 25 is made by attaching a heat insulating material such as polyurethane foam, phenol foam, polystyrene foam, glass wool, rock wool to a panel made of polypropylene. It is also possible to use a panel in which the above heat insulating material is sandwiched between the formed panel or two polypropylene panels. The heat insulation panel 25 is made of, for example, a material made of polyethylene foam having a cushioning property and a sealing effect on the end surface portion of the heat insulation panel 25 for the purpose of preventing a gap from being generated between the heat insulation panel 25 and the center. It can also be attached. If necessary, the exposed portion of the I-shaped steel or H-shaped steel can be covered with a heat insulating material to enhance the heat insulating effect.
断熱パネル２５の厚さは、断熱パネル２５がI形鋼あるいはＨ形鋼の第１フランジ２７と第２フランジ２８の間にはめ込まれて設置されることから、第１フランジ２７と第２フランジ２８の間の距離であるウェブ２６の幅より小さく、隣り合うＩ形鋼間にはめ込み、断熱パネル２５より空気のほうが、熱伝導率が小さいことから、出来るだけ薄くし、空間を広くとるほうが好ましい。しかしながら、あまりに薄すぎると、破損しやすく、密閉性が悪くなることから、０.５〜２ｃｍ程度の厚さが好ましい。 The thickness of the heat insulation panel 25 is set so that the heat insulation panel 25 is fitted between the first flange 27 and the second flange 28 made of I-shaped steel or H-shaped steel. It is smaller than the width of the web 26, which is the distance between the two, and is fitted between adjacent I-shaped steels. Since the thermal conductivity of air is smaller than that of the heat insulating panel 25, it is preferable to make it as thin as possible and to make a wide space. However, if it is too thin, it is easy to break and the sealing performance is deteriorated, so a thickness of about 0.5 to 2 cm is preferable.
本発明は、上述した断熱パネルを設置したセントルに加えて、このセントルを用いて養生時間を短縮しつつ覆工する覆工方法も提供することができ、この覆工方法は、フォームパネルを支持する形鋼間にプラスチック樹脂製の断熱パネルを設置したセントルを所定位置に配置する段階と、この断熱パネルと、この断熱パネルと形鋼とフォームパネルとにより形成される空間中に存在する空気（セメントの水和反応熱によってフォームパネルを通して暖められた空気）とにより、打設したコンクリートを保温する段階とを含む。 The present invention can also provide a lining method for lining while shortening the curing time using this centle in addition to the centle having the above-described heat insulation panel installed. This lining method supports a foam panel. Placing a centle with a plastic resin insulation panel between the sections to be placed in place, the insulation panel, and the air present in the space formed by the insulation panel, the section steel and the foam panel ( Maintaining the temperature of the cast concrete with the air heated through the foam panel by the heat of hydration reaction of the cement.
これまで本発明のトンネル覆工用型枠およびその型枠を用いた覆工方法について図面に示した実施形態を参照しながら詳細に説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態や、追加、変更、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。したがって、断熱パネルの設置は、上述した接着剤による接合のほか、第２フランジにボルトおよびナットを使用して締結することにより取り付けることもできる。また、断熱パネルは、はめ込むだけで設置が可能であるため、必要な時期にはめ込んで設置し、それ以外は取り外しておくことも可能である。 The tunnel lining form of the present invention and the lining method using the form of the present invention have been described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings, but the present invention is limited to the above-described embodiments. However, other embodiments, additions, changes, deletions, and the like can be changed within a range that can be conceived by those skilled in the art, and as long as the operations and effects of the present invention are exhibited in any aspect, It is included in the scope of the present invention. Therefore, the installation of the heat insulation panel can be performed by fastening the second flange with a bolt and a nut in addition to the above-described bonding with the adhesive. Moreover, since the heat insulation panel can be installed simply by fitting, it can be installed by fitting it when necessary, and it can be removed otherwise.
１０…トンネル、２０…セントル、２１…フォームパネル、２１ａ…部分、２２…台車、２３…ジャッキ、２４…コンクリート、２５…断熱パネル、２６…ウェブ、２７…第１フランジ、２８…第２フランジ、３０…空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tunnel, 20 ... Centle, 21 ... Foam panel, 21a ... part, 22 ... Dolly, 23 ... Jack, 24 ... Concrete, 25 ... Thermal insulation panel, 26 ... Web, 27 ... First flange, 28 ... Second flange, 30 ... space
Claims (7)
前記トンネル内壁面に対向する面を有するアーチ状のフォームパネルと、
前記面の裏面に一定間隔で配列するように設けられ、前記フォームパネルを支持する複数の支持部材と、
各前記支持部材間に、かつ該支持部材の両方に隣接し、前記フォームパネルから離間させて空間を形成するように設置される複数の断熱パネルとを含み、
前記断熱パネルと、前記空間内に存在する、セメントの水和反応熱によって前記フォームパネルを通して暖められた空気とにより、前記トンネル内壁面と前記フォームパネルとの間に打設した前記覆工用コンクリートを保温することを特徴とする、型枠。 A formwork used for placing concrete for lining on the inner wall surface of an excavated tunnel,
An arch-shaped foam panel having a surface facing the inner wall surface of the tunnel;
A plurality of support members provided to be arranged at regular intervals on the back surface of the surface, and supporting the foam panel;
A plurality of heat insulation panels installed between each of the support members and adjacent to both of the support members and spaced from the foam panel to form a space;
The concrete for lining placed between the inner wall surface of the tunnel and the foam panel by the heat insulating panel and air heated through the foam panel by heat of hydration reaction of cement existing in the space A formwork characterized by keeping warm.
前記断熱パネルは、前記Ｉ形鋼またはＨ形鋼間にはめ込むことにより設置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の型枠。 The support member includes a first flange having a first joint surface joined to the foam panel, a second flange having a second joint surface parallel to the first joint surface, the first joint surface, and the first Two I-shaped steels or H-shaped steels, each of which is formed of a web extending perpendicularly to the joint surface and connecting the first flange and the second flange;
The said heat insulation panel is a formwork of any one of Claims 1-4 installed by inserting between the said I-shaped steel or H-shaped steel.
前記トンネル内壁面に対向する面を有するフォームパネルと、前記面の裏面に一定間隔で配列するように設けられ、前記フォームパネルを支持する複数の支持部材と、各前記支持部材間に、かつ当該支持部材の両方に隣接し、前記フォームパネルから離間させて空間を形成するように設置される複数の断熱パネルとを含む前記型枠を、前記トンネルの坑内に配置する段階と、
前記トンネル内壁面と前記フォームパネルとの間に前記覆工用コンクリートを打設する段階と、
前記断熱パネルと、前記空間内に存在する、セメントの水和反応熱によって前記フォームパネルを通して暖められた空気とにより、打設した前記覆工用コンクリートを保温する段階とを含む、覆工方法。
A lining method in which a formwork is placed on an excavated tunnel inner wall and concrete for lining is placed,
A foam panel having a surface facing the inner wall surface of the tunnel; a plurality of support members that are arranged on the back surface of the surface at regular intervals; and that support the foam panel; and between the support members, and Placing the formwork in the tunnel pit, including a plurality of thermal insulation panels that are adjacent to both of the support members and are disposed to form a space spaced from the foam panel;
Placing the lining concrete between the inner wall surface of the tunnel and the foam panel;
A method of covering, comprising: heat-insulating the placed concrete for lining by the heat insulating panel and air heated through the foam panel by heat of hydration reaction of cement present in the space.
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