JP6478245B2 - トンネル覆工のセントル型枠装置及び覆工打設システム - Google Patents

Description

本発明は、トンネル覆工のセントル型枠装置及びトンネル覆工の打設システムに係り、特にトンネル建設工事における覆工コンクリートの打設装置及びコンクリート打設システムに関するものである。

従来より、いわゆる山岳トンネル建設工事などでは、覆工スライドセントルと呼ばれる移動型枠を用いて覆工コンクリートを構築する装置や工法が知られている。

この装置や工法では、コンクリートは下方から打ち込まれ、ある程度の高さごとに、バイブレータによる締固めを行い、構築するコンクリートの品質を確保する。また、コンクリートの打込みやバイブレータによる締固めはセントル型枠（トンネル用の移動型枠）に設置された検査窓より行われるため、検査窓付近までコンクリートが打ち込まれた場合は、当該検査窓を閉じて、それより上方の検査窓で同様の作業を繰り返し行うこととしていた。
このように、覆工コンクリートの打設において、打設高さは施工管理上重要なパラメータとなっている。

ここで従来では、この打設高さの確認は、主に作業員による目視によって行われることが一般的であった。しかしながら、その後、前記打設高さ管理の自動化・定量化方法として、特開２０１１−１８４９３４号に示す発明のように、いわゆる圧力センサを利用した打設高さ管理システムが開発されるに至った。

ここで、圧力センサを利用した打設高さ管理システムは、圧力センサが高価であり、詳細に打設高さを判別するためには、多数の圧力センサを使用しなければならず、そのコストがきわめて高価なものとなっていた。

また、打ち込まれるコンクリートに接触させる必要があり、前記圧力センサの損傷リスクを絶えず考慮しなければならなかった。さらに、圧力センサを接触させたコンクリート表面の仕上がりを低下させ、あるいは品質低下さえあるとの懸念があった。

特開２０１１−１８４９３４号公報

かくして、本発明は前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、安価な非接触型のセンサを利用し、もって、覆工コンクリートの品質確保と覆工作業の省力化を実現できる、コンクリートの打設高さを判別するトンネル覆工のセントル型枠装置およびこれを利用したコンクリートの覆工打設システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、
トンネルの覆工外周面からトンネル中心側に向かい所定間隔をおいて、トンネル内空側に亘って設置されるトンネル用セントル型枠と、前記設置されたトンネル用セントル型枠の所定箇所に設置され、コンクリートの有無を検出する
検出信号を受信する非接触型センサと、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を前記非接触型センサが受信した前記検出信号によって特定する制御手段とを有し、
前記トンネル用セントル型枠の所定箇所には、予め取付孔が複数設けられ、該取付孔には、前記非接触型センサが取付交換可能にして嵌着され、
前記非接触型センサは、外部ケースと、外部ケースの先端側に設けられ、光透過部材により構成された先端窓と、外部ケース内に設けられた光センサ部と該光センサ部に光を受光させる投光部とを有し、
前記非接触センサの取り付けは、前記先端窓がトンネル用セントル型枠の表面に位置する様に前記取付孔に取り付けられ、非透過性部材で構成された外部ケース内の前記投光部は、高輝度照明を有する部材で構成され、前記光センサ部と投光部は、非光透過性部材からなる仕切り部材で仕切られて外部ケース内に設置され、前記投光部から投光された光は先端窓を通過してトンネル覆工外周面側を照らし、照らした光はトンネル覆工外周面側から前記先端窓を通過して前記光センサ部に受光され、受光された光量の大小によって、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置が特定できる、
ことを特徴とし、
または、
前記光センサ部は、筒状をなす仕切り部材の内側に配置され、前記投光部は、前記仕切り部材の外周側に複数設けられた、
ことを特徴とし、
または、
前記光センサ部と前記投光部は、それぞれ別の前記取付孔に嵌着することを可能とされた、
ことを特徴とし、
または、
前記投光部の光源はＬＥＤで形成された、
ことを特徴とし、
または、
トンネルの覆工外周面からトンネル中心側に向かい所定間隔をおいて、トンネル内空側に亘って設置されるトンネル用セントル型枠と、前記設置されたトンネル用セントル型枠の所定箇所に設置され、コンクリートの有無を検出する検出信号を受信する非接触型センサと、前記非接触型センサによりトンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を前記非接触型センサが受信した検出信号によって特定する制御手段とを有し、
前記制御手段は、非接触型センサが前記検出信号の受信によりコンクリートの打設位置を特定したとき、他の非接触型センサが設置された箇所へコンクリートの充填箇所を切り替える切替手段と、前記コンクリート打設箇所の締固め用バイブレータを作動・停止させる作動・停止手段と、
前記検出信号によって特定された、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を利用し、表示部上に、トンネル内でのコンクリートの打設状態を描画して表示させる画像表示手段とを備え、
前記非接触センサは、外部ケースと、外部ケースの先端側に設けられ、光透過部材により構成された先端窓と、外部ケース内に設けられた光センサ部と該光センサ部に光を受光させる投光部とを有して構成され、該非接触センサのトンネル用セントル型枠の取付孔への取り付けは、先端窓がトンネル用セントル型枠の表面に位置する様に取り付けられ、非透過性部材で構成された外部ケース内の前記投光部は、高輝度照明を有する部材で構成され、前記光センサ部と投光部は、非光透過性部材からなる仕切り部材で仕切られて外部ケース内に設置され、前記投光部から投光した光は先端窓を通過してトンネル覆工外周面側を照らし、照らした光はトンネル覆工外周面側から前記先端窓を通過して前記光センサ部に受光され、受光される光量の大小によって、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置が特定できる、
ことを特徴とするものである。

本発明によれば、安価な非接触型のセンサを利用し、もって、覆工コンクリートの品質確保と覆工作業の省力化を実現できる、コンクリートの打設高さを判別するトンネル覆工のセントル型枠装置およびこれを利用したトンネルの覆工打設システムを提供出来るとの優れた効果を奏する。

すなわち、圧力センサによる打設高さ管理にくらべ、例えば非接触型センサの１つである照度センサは非常に安価であり、該センサを多数セントル型枠装置に設置し詳細に打設高さを管理することが可能なのである。また、コンクリートに非接触でコンクリートの打設高さを判別できるため、センサの損傷リスクが少なく、安定して繰り返し使用可能となる。さらに、覆工コンクリート表面の仕上がりや品質を大幅に向上できるものである。

本発明の非接触型センサの構成を説明する説明図（１）である。 本発明の非接触型センサの構成を説明する説明図（２）である。 本発明の使用状態を示す説明図（１）である。 本発明の使用状態を示す説明図（２）である。 本発明の使用状態を示す説明図（３）である。 本発明の使用状態を示す説明図（４）である。 本発明の使用状態を示す説明図（５）である。 本発明の使用状態を示す説明図（６）である。 本発明の表示部での表示の例を示す説明図（１）である。 本発明の表示部での表示の例を示す説明図（２）である。 本発明による覆工打設システムの構成を説明するブロック図である。 本発明によるユニットコントロールＡの構成を説明するブロック図である。 本発明の使用概略を説明する説明図である。

以下本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。

図１、図２に本発明による非接触型センサ１９の構成の説明図を示す。
図１、図２から理解出来る様に、非接触型センサ１９は、その先端側に、セントル６表面に位置する光透過性部材により構成される先端窓１６を有している。

また、略円筒状をなす外部ケース１７を有しており、該外部ケース１７は非光透過性部材より構成されている。尚、外部ケース１７の外形状については略円筒状に限定されるものではない。

また、前記外部ケース１７内には、光センサ部４０と、該光センサ部４０に光４３を受光させる投光部４１とが設置されており、両者は非光透過性部材からなる仕切り部材４２で仕切られて配置されている。ここで、光センサ部４０には、いわゆる照度センサの基本部材となるＣｄＳセルあるいはフォトダイオード、フォトトランジスタなどが用いられる。
また、投光部４１は、例えば高輝度照明を有する部材で構成される。高輝度照明を有する部材としてはＬＥＤ、有機ＥＬ、レーザーダイオードなどが例としてあげられる。

しかして、前記投光部４１からの光４３は先端窓１６を通過してトンネル８覆工外周面側を照らす。次いで、セントル６表面から再度先端窓１６を通過して光センサ部４０に受光される。

よって、セントル６とトンネル８の間の空間において、まだコンクリート７が充填されていないとき、セントル６表面から再度先端窓１６を通過して光センサ部４０に受光される光４３はその光量が大であり、もって抵抗値が小となる。そして、この抵抗値の変化を検出することにより、未だにセントル６とトンネル８の間の空間にコンクリート７が充填していないとの認識がなされる。

しかしながら、セントル６とトンネル８の間の空間にコンクリート７が充填されたとき、セントル６表面から再度先端窓１６を通過して光センサ部４０に受光される光４３は、前記充填されたコンクリート７に遮られ、その光量が小となり、もって抵抗値が大となる。すなわち、この抵抗の値の変化を検出することにより、当該光センサ部４０が配置された箇所のセントル６とトンネル８の間の空間にコンクリート７が充填されたことが認識されることとなる。

図１には、投光部４１が１つ設置された実施例が示されており、図２には、光センサ部４０が、筒状をなす外部ケース１７の内側に配置され、投光部４１は、別の外部ケース１７に複数個配置された実施例が示されている。
図２の実施例であれば、より正確な検出情報が得られるものとなる。
尚、図２の実施例に限るものではなく、例えば、別の外部ケース７自体を略リング状に形成し、その中に投光部４１を複数個、間隔をあけつつリング状になるよう配置した実施例でもかまわない。

また、前記光センサ部４０で構成された非接触型センサ１９は、図１、図２、図３乃至図６などに示されているように、トンネル８の覆工外周面からトンネル８中心側に向かい所定間隔をおいて、トンネル８内空側に亘って設置されているセントル６の所定箇所に設置される。

すなわち、例えば、前記セントル６の所定箇所にあらかじめ取付孔４４を穿設しておき、この取付孔４４に前記非接触型センサ１９を簡単に嵌め込んで取り付けられるよう構成しておくことが好ましい。
尚、前記光センサ部４０と前記投光部４１は、それぞれ別の取付孔４４に嵌着することが可能とされている。

また、非接触型センサ１９の数は非常に大量な数となるので、ＣｄＳセル、フォトダイオード、フォトトランジスタなどを使用した照度センサのように、比較的コストの安価なセンサを使用するものとする。特に、ＣｄＳセルはコストが安価で好ましい。

そうすれば、たとえ、非接触型センサ１９が、いくつか破損したりしても、取付孔４４に嵌め込む構成も相まって、簡単に交換することが出来ることとなる。
尚、非接触型センサとしては、光センサ部を有する照度センサのほかに、カメラの映像信号やレーザー距離計のレーザー信号などを使ったセンサが考えられる。

ここで、前述のように非接触型センサ１９が、コンクリートの有無を検出する検出信号を送出し、前記非接触型センサ１９の光センサ部４０によりセントル６とトンネル８の間の空間に打設されるコンクリートの打設位置が、検出信号によってコントロールユニットＢ４５に送出され、前記コンクリート７の打設位置から遠く離れた場所からもコンクリートの打設位置が検出でき、また位置確認が確実に認識できるものとなる。

次に、図１１にトンネル覆工打設システムの構成説明図を示す。
図１１において
、符号１８は圧力計を示し、符号１９は非接触型センサ、さらに、符号２７はコンクリート温度計、符号２８は各型枠バイブレータ起動部を示す。
さらに、符号４６はコントロールユニットＡを示し、符号４７はディスプレイなどの表示部を示す。

図１３には、使用状態の一具体例を示したものであり、コンクリートを送出するコンクリートポンプ車５４によって、コンクリート７がトンネル８側に送出される。コンクリート７の打設状態はコントロールユニットＢ４５及びコントロールユニットＡ４６によって認識、制御され、そのデータは表示レイアウト制御部５３に送出されている。

尚、前記データの送受信については、有線ＬＡＮケーブル５０や無線ＬＡＮによって行われる。さらに、表示部４７には、図９、図１０のような表示がなされるものとなる。

本発明の動作につき説明すると、図３、図４から理解出来る様に、セントル６の既設側、すなわち、断面１と断面２の間に設置された第１筒先１よりコンクリート７の投入が開始される。

図３はトンネル８にセントル６を設置した状態を示す断面図であり、図４はトンネル８にセントル６を設置した状態を上方から展開して示したセントル展開図である。

ここで、図３に示すトンネル８における第１筒先１の箇所の長手方向には、図４のセントル展開図に示すように既設側（断面１と断面２の間）・中央（断面３の箇所）・妻側（断面４の箇所）の３箇所に３本の第１筒先１、１、１が設置してあり、そのうち、前記したように、既設側の第１筒先１からコンクリート７の投入が開始される。

ところで、以下の説明においては、打重ねセンサや感知センサなどのセンサが示されるが、これらは前記したように非接触型センサ１９が使用されるものである。

しかして、既設側の第１筒先１からコンクリート７の投入を続けることで、図４に示してあるように、断面１および断面２の箇所に設置してある第１打重ねセンサ１０がコンクリート７の存在、すなわちコンクリート７の充填位置を感知する。ここで、コンクリート７の充填位置が感知されると、コンクリート７を投入する筒先が既設側から中央に変更される。すなわち、図４に示すように断面３の箇所にある第１筒先１に変更され、該第１筒先１からコンクリート７の投入が行なわれる。

そして、そのまま投入が続けられると、断面３の箇所にある第１打重ねセンサ１０がコンクリート７の充填位置を感知する。そして、感知後、コンクリート７を投入する筒先が中央から妻側の第１筒先１に変更される。すなわち、断面４の箇所にある第１筒先１からコンクリート７の投入が行われる。

すると、図４から理解出来る様に、断面４及び断面５の箇所にある第１打重ねセンサ１０がコンクリート７の充填位置を感知する。

この様に、図４において、断面１から断面５までの第１打重ねセンサ１０・・・によって全てコンクリート７の充填位置が感知されたことで、図３に示す様に、セントル６とトンネル８の間の空間でコンクリート７の充填が第１打重ねセンサ１０・・・の設置位置まで、全ての断面１，２，３，４，５の箇所で終了し、打ち上がったと判断される。

すると、前記左側のトンネル８の覆工外周面とセントル６との間でコンクリート７の充填が第１打重ねセンサ１０・・・の設置位置まで、全ての断面の箇所で打ち上がったことが、例えば、セントル６に搭載されたコントロールユニットＢ４５に伝達され、これにより、前記コンクリートユニットＢ４５では前記箇所でのコンクリート７の投入をストップさせる。

コンクリート７の投入が止まると、コントロールユニットＢ４５は、型枠バイブレータ起動部２８へ所定の型枠バイブレータを作動させるべく信号を送出する。すると、型枠バイブレータ起動部２８では、リレー２７を介し、所定の型枠バイブレータを制御し、図４の示す断面１から断面５までの第１打重ねセンサの下にある計５台の第１型枠バイブレータ２１・・・を振動させ、第１型枠バイブレータ２１・・・はコンクリート７を締固める。

尚、前記型枠バイブレータ２１など各型枠バイブレータの作動時間（振動時間）については前記型枠バイブレータの性能およびセントル６の剛性を考慮して打設前にコントロールユニットＢ４５に入力されて決定される。

図３に示すトンネル８の左側において、第１打重ねセンサ１０・・・の設置位置まで打ち上がったコンクリート７の締固めと並行して、コンクリート７を投入する筒先は図３において左側から右側へと変更される。

そして、右側も左側と同様に、既設側に設置された第１筒先１よりコンクリート７の投入が開始される。
その後も左側の場合と同様に右側について第１打重ねセンサ１０の高さまでコンクリート７が打ち込まれ、そして、締め固められる。

左右両側とも、第１打重ねセンサ１０の設置位置までコンクリート７が打ち上げられた後、再び左側の既設側のコンクリート７の打込みが行なわれる。
すなわち、第１筒先１より、再びコンクリート７が投入される。

既設側の、第１筒先１からコンクリート７を投入し続けることで、断面１および断面２のセンサのうち、第１打重ねセンサ１０の上にある第１感知センサ３０がコンクリート７の充填位置を感知する。
感知後、コンクリート７を投入する第１筒先１は既設側から中央に変更される。

そして、そのまま投入を続けると、今度は断面３近傍位置の第１打重ねセンサ１０の上にある第１感知センサ３０がコンクリート７の充填位置を感知する。そして、感知後、コンクリート７を投入する第１筒先１が中央から妻側に変更される。

妻側にコンクリート７が打ち込まれると、妻側の第１筒先１が近傍位置に設置されている断面４及び断面５の箇所の第１打重ねセンサ１０の上にある第１感知センサ３０がコンクリート７の充填位置を感知する。

そして、断面１から断面５まで、第１感知センサ３０・・・が全てコンクリート７の充填を感知したことで、左側のトンネル８の覆工外周面とセントル６との間でコンクリート７の充填が、第１打重ねセンサ１０の高さまでのコンクリート７の上に、全ての断面で新しいコンクリート７が打ち込まれたものと判断される。

全ての断面で第１打重ねセンサ１０の上に新しいコンクリート７が打ち込まれたことは、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、断面１から断面５までの第１打重ねセンサ１０の下にある計５台の第１型枠バイブレータ２１を振動させ、上下のコンクリートを一体化させる。なお、このとき、妻側の第１筒先１からのコンクリート７の投入は止めずに打込みが続けられる。

妻側の第１筒先１からコンクリート７を投入し続けることで、その両側の断面４および断面５の第２打重ねセンサ１２がコンクリート７の充填を感知する。感知したら、コンクリート７を投入する第１筒先１を妻側から中央に変更する。そのまま投入を続けると、今度は断面３の第２打重ねセンサ１２がコンクリート７の充填を感知する。感知したら、コンクリート７を投入する第１筒先１を中央から既設側に変更する。

その後、第１筒先１の既設側の両側にある断面１および断面２の第２打重ねセンサ１２によってコンクリート７の充填が感知される。

そして、図４における断面１から断面５の位置まで、第２打重ねセンサ１２によって全てのコンクリート７の充填が感知されたことで、図４におけるトンネル左側のコンクリート７が第２打重ねセンサ１２の設置位置まで全ての断面で打ち上がったと判断されるものとなる。

すると、トンネル左側のセントル６内にコンクリート７が第２打重ねセンサ１２の設置位置まで全ての断面で打ち上がったことを、例えばセントル６に搭載されたコントロールユニットＢ４５に伝達され、コンクリート７の投入がストップされる。

次いで、コンクリート７の投入が止まったことが、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、断面１から断面５までの第２打重ねセンサ１２の下に設置された計５台の第２型枠バイブレータ２２が振動し、コンクリート７を締め固める。

このトンネル左側において、第２打重ねセンサ１２の設置位置まで打ち上がったコンクリート７の締固めと並行して、コンクリート７を投入する筒先はトンネル左側から右側へ変更される。
そして、トンネル右側においても左側の場合と同様に、既設側の第１筒先１よりコンクリート７の投入が開始される。

その後も前述した左側と同様に右側も第１打重ねセンサ１０の上下のコンクリートを一体化させ、第２打重ねセンサ１２の設置位置の高さまでコンクリート７を打ち込み、締め固められる。

続いて、トンネル左側の第２筒先２よりコンクリート７の投入が開始される。
トンネル左側において、既設側の第２筒先２からコンクリート７が打ち込み続けられることで、その両側の断面１および断面２のセンサのうち、第２打重ねセンサ１２の上にある第２感知センサ３２がコンクリート７を感知する。感知したら、コンクリート７を投入する筒先を既設側から中央に変更する。そのまま投入を続けると、今度は断面３の第２打重ねセンサ１２の上にある第２感知センサ３２がコンクリート７を感知する。感知したら、コンクリート７を投入する筒先が中央から妻側に変更される。

妻側の第２筒先２の両側にある断面４および断面５の第２打重ねセンサ１２の上にある第２感知センサ３２がコンクリート７を感知する。断面１から断面５まで、第２打重ねセンサ１２の上にある第２感知センサ３２が全てコンクリート７の充填を感知したことで、トンネル左側において、第１筒先１から打ち込んだ第２打重ねセンサ１２の設置位置の高さまでのコンクリート７の上に、全ての断面で新しいコンクリート７が打ち込まれたと判断される。

全ての断面で第２打重ねセンサ１２の上に新しいコンクリート７が打ち込まれたことは、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、断面１から断面５までの第２打重ねセンサ１２の下にある計５台の第２型枠バイブレータ２２を振動させ、上下のコンクリートを一体化させる。

このとき、妻側の第２筒先２からのコンクリート７の投入はストップせずに打ち込み続けられる。

妻側の第２筒先２からコンクリート７が打ち込み続けられることで、その両側の断面４および断面５の第３打重ねセンサ１３がコンクリート７を感知する。感知したら、コンクリート７を投入する第２筒先２が妻側から中央に変更される。そのまま投入を続けると、今度は断面３の第３打重ねセンサ１３がコンクリート７を感知する。感知したら、コンクリート７の打込む第２筒先２が中央から既設側に変更される。

第２筒先２の既設側の両側にある断面１および断面２の第３打重ねセンサ１３がコンクリート７の充填を感知する。断面１から断面５まで、第３打重ねセンサ１３が全てコンクリート７を感知したことで、左側のコンクリート７が第３打重ねセンサ１３まで全ての断面で打ち上がったと判断される。

左側のコンクリート７が第３打重ねセンサ１３まで全ての断面で打ち上がったことが、セントル６に搭載されたコントロールユニットＢ４５に伝達され、コンクリート７の投入はストップされる。

コンクリート７の投入が止まったことが、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、断面１から断面５までの第３打重ねセンサ１３の下にある計５台の第３型枠バイブレータ２３を振動させ、コンクリート７を締め固める。

トンネル左側の第３打重ねセンサ１３まで打ち上がったコンクリート７の締固めと並行して、コンクリート７を投入する筒先は左側から右側へと変更される。

右側も左側と同様に既設側の第２筒先２よりコンクリート７の投入を開始する。その後も左側と同様に右側も第２打重ねセンサ１２の上下のコンクリートを一体化させ、第３打重ねセンサ１３の高さまでコンクリート７を打ち込み、締め固める。

そして、この作業は、第２筒先２からの作業において、第２筒先の「２」を「ｉ」と定義すると、「ｉ＝４」なるまで繰り返される。
すなわち、第４筒先４の作業まで繰り返される。

そして、トンネル天端部へのコンクリート７の打込みについて述べると、天端の既設側にある第５筒先５よりコンクリート７の吹上げを開始する。

第５筒先５からコンクリート７を吹き上げ続けることで、左右両側の第５打重ねセンサ１５まで打ち上がったコンクリート７の上へ新しいコンクリート７が打ち込まれる
断面１から断面５のセンサのうち、第５打重ねセンサ１５の上にある第５感知センサ３５が既設側から妻側に向かって順に第５筒先５から打ち込まれた新しいコンクリート７を感知する。

断面１から断面５の各断面において、第５打重ねセンサ１５の上に新しいコンクリート７が充填されたことを第５感知センサ３５が感知したとき、その感知は、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、感知した断面にある第５型枠バイブレータ２５を各々振動させることで、上下のコンクリートを一体化させる。このとき、第５筒先５からのコンクリート７の吹上げは、ストップすることなく打ち込み続けられる。

全ての断面で第５打重ねセンサ１５の設置位置での上下のコンクリートを一体化させ、さらに吹上げを続けることで天端部にコンクリート７が充填されていき、妻側の妻板上部までコンクリート７が充填される。
尚、妻板上部までのコンクリート７充填は目視で確認するものとなる。

妻板上部までコンクリート７が充填されたことは、セントル６に搭載されたコントロールユニットＢ４５に伝達され、これによりコンクリート７の吹上げはストップされる。

コンクリート７の吹上げが止まったことが、型枠バイブレータを制御するコントロールユニットＢ４５に伝達され、断面１から断面５までの両側の第６型枠バイブレータ２６を振動させ、コンクリート７を締め固める。

コンクリート７の締固めが終わったことを確認し、第５筒先５を閉塞して打設が終了する。

尚、既に説明したが、第１打重ねセンサ１０乃至第５打重ねセンサ１５や第１感知センサ３０乃至第５感知センサ３５などのセンサは、いわゆる非接触型センサである照度センサによって構成されている。この照度センサをある一定の高さごとに、セントル６を構成する型枠に埋設させることにより、あるいは型枠の一部を透明にし、その付近に設置することにより前記第１打重ねセンサ１０乃至第５打重ねセンサ１５や第１感知センサ３０乃至第５感知センサ３５などのセンサを構成しているのである。

さらに、照度センサを使用したセンサにつき説明すると、コンクリート打設側に適当な照明を配置し、別途照度センサを型枠に設置するか、あるいは、照度センサにＬＥＤ等の光源を有する投光部を配置して、この照度センサを型枠に設置することが考えられる。

そして、照度センサより高い位置までコンクリートが打設された際に、照度センサが覆われることから、照度が大幅に小さくなる。その場合、照度が小さくなった、あるいは照度がなくなったセンサまでコンクリートが打設されたと判別し、打設高さを認識するのである。
よって、得られた打設高さから、前述したように型枠バイブレータ実施する指示や実施の制御を行うのである。

ここで、照度センサなどで構成されたセンサは有線あるいは無線で接続され一元的に情報をコントロールユニットＢ４５及びコントロールユニットＡ４６によって集約できるものとしてある。
すると、その情報を遠隔場所でのディスプレイなどの表示部４７上で確認でき、現在の打設高さをリアルタイムに把握できるものとなる。

さらに、型枠バイブレータ等遠隔制御可能な振動機を集中制御可能とした場合、１人で打設高さに合わせてバイブレータを制御可能であり、覆工打設締固め作業において大幅な省力化が可能である。
さらに、打設高さに応じてバイブレータの稼働を自動的に制御する方法とすれば、覆工打設・締固め作業の自動化・無人化が実現できる。

なお、照度センサではなく、赤外線等を利用した近接センサ、または、照度と近接両方の機能を有するセンサを利用することも可能である。
また、想定打設量（設計量）と現在打設量を別途把握することで、より精度よく打設高さを検出することが可能である。

さらに、図１１に示すように、コントロールユニットＡ４６により、ディスプレイなどの表示部４７には、図９、図１０の様な表示がなされる。
すなわち、コントロールユニットＡ４６は、トンネル内画像表示手段４８、非接触型センサ位置表示手段４９、トンネル展開画像表示手段５０、各種情報表示手段５１、カメラ映像表示手段５２などを有しており、これらの手段が作動して図９、図１０の様な表示が行われる。
ところで、表示部４７に表示されるコンクリート７の打設済み箇所の表示については、締固め作業が終了した箇所と、締固め作業が終了していない箇所について、さらに色分け表示をしたりし、何らかの形で締固め作業の進捗状況が認識できる表示にすることが好ましい。

尚、前記非接触型センサ位置表示手段４９で表示される非接触型センサは、各打重ねセンサや各感知センサだけではなく、例えば、各打重ねセンサと各感知センサとの間などに、複数のセンサを配置し、もって、コンクリートの充填位置などが詳細に理解出来る様構成しても構わない。

そしてこれら表示のレイアウトなどの制御は表示レイアウト制御部５３によって行われている。

１ 第１筒先
２ 第２筒先
３ 第３筒先
４ 第４筒先
５ 第５筒先
６ セントル
７ コンクリート
８ トンネル
１１ 第１打重ねセンサ
１２ 第２打重ねセンサ
１３ 第３打重ねセンサ
１４ 第４打重ねセンサ
１５ 第５打重ねセンサ
１６ 先端窓
１７ 外部ケース
１８ 圧力計
１９ 非接触型センサ
２１ 第１型枠バイブレータ
２２ 第２型枠バイブレータ
２３ 第３型枠バイブレータ
２４ 第４型枠バイブレータ
２５ 第５型枠バイブレータ
２６ 第６型枠バイブレータ
２７ コンクリート温度計
２８ 各型枠バイブレータ起動部
２９ リミットスイッチ
３０ 第１感知センサ
３２ 第２感知センサ
３３ 第３感知センサ
３４ 第４感知センサ
３５ 第５感知センサ
４０ 光センサ部
４１ 投光部
４２ 仕切り部材
４３ 光
４４ 取付孔
４５ コントロールユニットＢ
４６ コントロールユニットＡ
４７ 表示部
４８ トンネル内画像表示手段
４９ 非接触型センサ位置表示手段
５０ トンネル展開画像表示手段
５１ 各種情報表示手段
５２ カメラ映像表示手段
５３ 表示レイアウト制御部
５４ コンクリートポンプ車

Claims (5)

1. トンネルの覆工外周面からトンネル中心側に向かい所定間隔をおいて、トンネル内空側に亘って設置されるトンネル用セントル型枠と、前記設置されたトンネル用セントル型枠の所定箇所に設置され、コンクリートの有無を検出する
   検出信号を受信する非接触型センサと、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を前記非接触型センサが受信した前記検出信号によって特定する制御手段とを有し、
   前記トンネル用セントル型枠の所定箇所には、予め取付孔が複数設けられ、該取付孔には、前記非接触型センサが取付交換可能にして嵌着され、
   前記非接触型センサは、外部ケースと、外部ケースの先端側に設けられ、光透過部材により構成された先端窓と、外部ケース内に設けられた光センサ部と該光センサ部に光を受光させる投光部とを有し、
   前記非接触センサの取り付けは、前記先端窓がトンネル用セントル型枠の表面に位置する様に前記取付孔に取り付けられ、非透過性部材で構成された外部ケース内の前記投光部は、高輝度照明を有する部材で構成され、前記光センサ部と投光部は、非光透過性部材からなる仕切り部材で仕切られて外部ケース内に設置され、前記投光部から投光された光は先端窓を通過してトンネル覆工外周面側を照らし、照らした光はトンネル覆工外周面側から前記先端窓を通過して前記光センサ部に受光され、受光された光量の大小によって、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置が特定できる、
   ことを特徴とするトンネル覆工のセントル型枠装置。
   
2. 前記光センサ部は、筒状をなす仕切り部材の内側に配置され、前記投光部は、前記仕切り部材の外周側に複数設けられた、
   ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工のセントル型枠装置。
   
3. 前記光センサ部と前記投光部は、それぞれ別の前記取付孔に嵌着することを可能とされた、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のトンネル覆工のセントル型枠装置。
   
4. 前記投光部の光源はＬＥＤで形成された、
   ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のトンネル覆工のセントル型枠装置。
   
5. トンネルの覆工外周面からトンネル中心側に向かい所定間隔をおいて、トンネル内空側に亘って設置されるトンネル用セントル型枠と、前記設置されたトンネル用セントル型枠の所定箇所に設置され、コンクリートの有無を検出する検出信号を受信する非接触型センサと、前記非接触型センサによりトンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を前記非接触型センサが受信した検出信号によって特定する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、非接触型センサが前記検出信号の受信によりコンクリートの打設位置を特定したとき、他の非接触型センサが設置された箇所へコンクリートの充填箇所を切り替える切替手段と、前記コンクリート打設箇所の締固め用バイブレータを作動・停止させる作動・停止手段と、
   前記検出信号によって特定された、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置を利用し、表示部上に、トンネル内でのコンクリートの打設状態を描画して表示させる画像表示手段とを備え、
   前記非接触センサは、外部ケースと、外部ケースの先端側に設けられ、光透過部材により構成された先端窓と、外部ケース内に設けられた光センサ部と該光センサ部に光を受光させる投光部とを有して構成され、該非接触センサのトンネル用セントル型枠の取付孔への取り付けは、先端窓がトンネル用セントル型枠の表面に位置する様に取り付けられ、非透過性部材で構成された外部ケース内の前記投光部は、高輝度照明を有する部材で構成され、前記光センサ部と投光部は、非光透過性部材からなる仕切り部材で仕切られて外部ケース内に設置され、前記投光部から投光した光は先端窓を通過してトンネル覆工外周面側を照らし、照らした光はトンネル覆工外周面側から前記先端窓を通過して前記光センサ部に受光され、受光される光量の大小によって、トンネルの覆工外周面と前記トンネル用セントル型枠間に打設されるコンクリートの打設位置が特定できる、
   ことを特徴とするトンネル覆工の覆工打設システム。

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