JP6983055B2 - 覆工コンクリート打設装置 - Google Patents
覆工コンクリート打設装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6983055B2 JP6983055B2 JP2017245100A JP2017245100A JP6983055B2 JP 6983055 B2 JP6983055 B2 JP 6983055B2 JP 2017245100 A JP2017245100 A JP 2017245100A JP 2017245100 A JP2017245100 A JP 2017245100A JP 6983055 B2 JP6983055 B2 JP 6983055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concrete
- tunnel
- length direction
- position information
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Lining And Supports For Tunnels (AREA)
Description
特許文献1には、このような覆工コンクリート打設装置として、コンクリート打設型枠の外周面に多数のコンクリートセンサーを設け、コンクリートセンサーの検出結果に基づいて、窓の開閉、コンクリートを打設する打設管の窓からの出し入れ、コンクリート分流機と複数の打設管との接続の切り替えを制御することで、コンクリートの打設の自動化を図ったものが開示されている。
また、特許文献2には、コンクリート打設型枠の内周面にトンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて多数のバイブレータを設け、それらバイブレータを振動させることにより、コンクリート打設型枠に打設されたコンクリートの締固めを行なうことが開示されている。
また、後者のように、コンクリート打設型枠に多数のバイブレータを設けた場合には、作業員が目視により、打設されたコンクリートのうち高さが高い箇所を特定し、特定したコンクリートの箇所に対応するバイブレータを選択的に振動させてコンクリートを高い位置から低い位置に向けて流動させることにより、コンクリートの高さの偏りを解消することになる。
したがって、作業員がコンクリート打設型枠に設けられた窓部からコンクリートの高さの偏りの有無を目視で監視して高さの偏りの解消が必要であるか否かを判断し、さらに、作業員が手作業によって棒状のバイブレータの移動や振動の操作を行ない、あるいは、作業員が手作業によってコンクリート打設型枠に設けられたバイブレータを選択的に振動させる必要があり、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で有利な覆工コンクリート打設装置を提供することにある。
また、本発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの高さ方向をY軸とした2次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とした2次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とし、前記トンネルの高さ方向をZ軸とした3次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とし、前記トンネルの高さ方向をZ軸とした3次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記検出部は、前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報生成部とをさらに備えることを特徴とする。
したがって、従来のように打設されたコンクリートの位置を監視し、長さ方向に沿ったコンクリートの高さの偏り解消するように、棒状のバイブレータを移動させてコンクリートに挿入したり、コンクリート打設型枠に設けられた複数のバイブレータを選択的に振動させるといった操作を行なう必要がなく、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリートの高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリートを打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
また、本発明によれば、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。
また、本発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。
図1に示すように、覆工コンクリート打設装置20は、一次覆工がなされたトンネル10の内壁面12にコンクリートを打設するものである。
ここで一次覆工がなされたトンネル10の内壁面12とは、掘削された地山の壁面1202に防水シート1204を当て付け、その上にコンクリート1206を吹き付けることで形成された面である。
なお、図中符号13はトンネル10の床版を示す。
覆工コンクリート打設装置20は、コンクリート打設型枠22と、複数の打設管24と、コンクリート供給部26と、コンクリート分流機28と、複数のバイブレータ(型枠バイブレータ)30と、駆動部32と、検出部34と、コンピュータ36とを含んで構成されている。
型枠本体38は、複数の型枠部材が組み立てられることによりトンネル10の断面形状に対応した断面形状を構成し、本実施の形態では、鋼製である。
型枠本体38は、床版13から起立し幅方向両側に位置する一対の側部3802と、それら一対の側部3802の上端を接続する上部3804とを有している。
支持部材40は、型枠本体38を支持するものであり、複数の形鋼によって門型に形成され、支持部材40の上部は足場41となっている。
走行部42は、支持部材40を介して型枠本体38をトンネル10の長さ方向に沿って移動させるものであり、走行部42は支持部材40の下部に設けられている。
走行部42は、トンネル10の長さ方向に沿って床版13に敷設されたレール14上を走行する車輪4202を含んで構成されている。
支持部材40と型枠本体38との間には、例えば油圧シリンダーからなる不図示の複数の伸縮部材が設けられ、それら複数の伸縮部材の伸縮により型枠本体38がトンネル10の径方向に拡縮される。
本実施の形態では、打設孔44は、トンネル10の周方向に間隔をおいて9個、トンネル10の長さ方向に間隔をおいて5個、合計45個の打設孔44が設けられている。
各打設孔44には、閉鎖板46が設けられている。
コンクリートの打設時には、コンピュータ36からの制御信号によって動作が制御されるアクチュエータ47により閉鎖板46が打設孔44を開放する開放位置に移動され、コンクリートの打設後には、アクチュエータ47により閉鎖板46が打設孔44を閉塞する閉塞位置に移動される。
足場41は、支持部材40の上部にトンネル10の幅方向および長さ方向にわたって設けられ、作業者の足場として、また、コンクリート分流機28の設置場所として使用される。
コンクリート分流機28は、コンクリート供給部26を複数の打設管24に個別に接続するものであり、コンピュータ36からの制御信号によって動作が制御される。
本実施の形態では、コンクリート分流機28は、コンクリート供給部26は複数の打設管24から選択された1つの打設管24とを接続する。
このようなコンクリート分流機28として、従来公知の様々なコンクリート分流機が使用可能である。
複数の打設管24は、コンクリートが吐出される打設管先部2402を有し、打設管先部2402は、各打設孔44に連通するように型枠本体38の内周面側で固定されている。
本実施の形態では、複数のバイブレータ30は、トンネルの周方向に間隔をおいて9個、トンネルの長さ方向に間隔をおいて5個、合計45個設けられており、各バイブレータ30は、それぞれ打設孔44の近傍に設けられている。
なお、バイブレータ30の数、配置は、実施の形態に限定されるものではなく、適宜定められる。
なお、駆動部32とパーソナルコンピュータ36とは、不図示のケーブルを介して接続されており、駆動部32は上記のケーブルを介して後述する制御部36Cによって制御される。
本実施の形態では、検出部34は、複数の線状のレベルセンサー48と、検出回路50と、後述する位置算出部36Aと、位置情報生成部36Bとを備えている。
レベルセンサー48は、図5に示すように、型枠本体38の外周面に取着され、第1〜第3レベルセンサー48A、48B、48Cを備えている。なお、図5において打設孔44は省略されている。
本実施の形態では、型枠本体38の天端から型枠本体38の幅方向の一方の半部において型枠本体38の周方向に沿って延在する第1レベルセンサー48Aが型枠本体38の長さ方向に等間隔をおいて5つ設けられている。
また、型枠本体38の天端から型枠本体38の幅方向の他方の半部において型枠本体38の周方向に沿って延在する第2レベルセンサー48Bが型枠本体38の長さ方向に等間隔をおいて5つ設けられている。
また、型枠本体38の長さ方向に延在する第3レベルセンサー48Cが、型枠本体38の天端を通るように、また、天端の両側箇所を通るように3つ設けられている。
検出回路50は、入力端子5002と、直流電源5004と、固定抵抗5006と、出力端子5008とから構成されている。
入力端子5002は、一対の電極線4802の一端に接続されている。
直流電源5004は、入力端子5002に接続され、両電極線4802間に一定の直流電圧Vinを印加する。
固定抵抗5006は、一対の電極線4802の一端に並列に接続され、打設されるコンクリートの比誘電率と打設コンクリートによって覆われる一対の電極線4802の長さに比例して一対の電極線4802間に生じる静電容量の変化に応じた充電電圧Etを取り出すものである。
出力端子5008は、固定抵抗5006の両端に接続して設けられている。
このコンデンサC1はレベルセンサー48の長さ方向に沿って並列に接続されたものとなる。そして、コンクリートで覆われるレベルセンサー48の長さLが長くなるにしたがい、並列接続されるコンデンサC1の数が増加し、静電容量が大きくなる。
ここで、空気中に晒されている電極線4802間にも空気の誘電率に応じた静電容量のコンデンサC2が並列に形成される。したがって、一対の電極線4802の間に生じる静電容量は、並列接続されるコンデンサC1と並列接続されるコンデンサC2とを加算した値となる。この静電容量は、コンクリートで覆われるレベルセンサー48の長さL、すなわち、打設されたコンクリートの位置にしたがって変化する。
なお、コンクリートを電解質とする電極線4802間の静電容量は、空気の場合の静電容量の約10倍程度である。
この場合、検出回路50では、出力電圧Vout=Et/(R+2r)の関係が成立することになる。ただし、Rは固定抵抗5006の抵抗値、rは電極線4802の固有抵抗である。
予め、実験により出力電圧Voutとコンクリートで覆われるレベルセンサー48の長さLとの相関関係を示す相関式を決定しておく。
これにより、相関式に基づいて、出力電圧Voutからコンクリートで覆われるレベルセンサー48の長さL、すなわち、レベルセンサー48の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出することができる。
図7に示すように、コンピュータ36は、CPU3602と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたROM3604、RAM3606、ハードディスク装置3608、キーボード3610、マウス3612、ディスプレイ3614、インターフェース3616などを有している。
ROM3604は制御プログラムなどを格納し、RAM3606はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置3608は、後述する位置算出部36A、位置情報生成部36B、制御部36C、判定部36D、特定部36Eを実現するための制御プログラムなどを格納している。
キーボード3610およびマウス3612は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ3614はデータを表示出力するものである。
インターフェース3616は、外部機器とデータ、信号の授受を行うためのものであり、本実施の形態では、インターフェース3616は、各検出回路50から出力電圧Voutを受け付け、また、コンクリート供給部26、コンクリート分流機28、駆動部32、各アクチュエータ47に制御信号を与える。
位置算出部36Aは、インターフェース3616を介して入力された各検出回路50からの出力電圧Voutに基づいて、レベルセンサー48の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
言い換えると、位置算出部36Aは、レベルセンサー48の静電容量の変化に基づいてレベルセンサー48の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
具体的に説明すると、位置算出部36Aは、9つのレベルセンサー48のそれぞれに対応する検出回路50の出力電圧Voutから相関式に基づいて各コンクリートのレベルセンサー48の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出する。
2次元座標は、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の高さ方向をY軸としてもよく、あるいは、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の幅方向をY軸とするものであってもよい。
前述したように、本実施の形態では、選択された1つの打設管24がコンクリート供給部26に接続される。
制御部36Cによるコンクリート分流機28の制御は以下のように行なわれる。
制御部36Cは、予め定められた順番にしたがって特定された打設孔44からコンクリートが打設されるように打設管24の接続を行なう。
次いで、制御部36Cは、コンクリート供給部26の動作を開始させ、位置情報生成部36Bで生成されたコンクリートの位置情報に基づいてコンクリートの打設量が規定量に到達したと判断すると、コンクリート供給部26の動作を停止させる。
コンクリートの打設量が規定量に到達したことは、コンクリートの位置情報に基づいて、コンクリートを打設している打設孔44の近傍までコンクリートが到達したことをもって判定される。
本実施の形態では、図2に示すように、型枠本体38の幅方向の一方の半部において長さ方向に間隔をおいた2つの打設孔44A、44Cと、型枠本体38の幅方向の他方の半部において長さ方向に間隔をおいた2つの打設孔44B、44Dとの合計4つの打設孔44A〜44Dを順番に使ってコンクリートを打設する場合について説明する。この際、4つの打設孔44A〜44Dの高さ方向の位置はほぼ同じである。
そして、4つの打設孔44A〜44Dからのコンクリートの打設が完了すると、順次、打設する4つの打設孔44A〜44Dの位置を下方から上方に移動させ同様の順番でコンクリートを打設していく。
例えば、以下のような手順でコンクリートを打設する打設孔44を切り替えていく。
(1)トンネル10の長さ方向の一方寄りでかつトンネル10の幅方向の一方の半部に位置する打設孔44A。
(2)トンネル10の長さ方向の一方寄りでかつトンネル10の幅方向の他方の半部に位置する打設孔44B。
(3)トンネル10の長さ方向の他方寄りでかつトンネル10の幅方向の一方の半部に位置する打設孔44C。
(4)トンネル10の長さ方向の他方寄りでかつトンネル10の幅方向の他方の半部に位置する打設孔44D。
次いで、コンクリートを打設する打設孔44A〜44Dの位置を1つずつ上方に移動させ、上記(1)〜(4)と同様の順番で打設孔44A〜44Dを選択してコンクリートを打設していく。
すなわち、図3(C)に示す2層目のコンクリート16B、図3(D)に示す3層目のコンクリート16C、図3(E)に示す4層目のコンクリート16Dといった順番でコンクリートが打設される。
最後は、図3(F)に示すように、天端に位置する打設孔44から5層目のコンクリート16Eが打設される。
なお、図2に示すように、天端に位置する打設孔44は型枠本体38の長さ方向に沿って間隔をおいて5つ設けられており、この5つの打設孔44のうち、長さ方向の位置が打設孔44A(40B)に一致する1つの打設孔44Eと、長さ方向の位置が打設孔44C(44D)に一致する1つの打設孔44Fとが5層目のコンクリート16Eの打設に使用される。
制御部36Cによる駆動部32の制御は、各打設孔44A〜44Dからコンクリートが打設される毎に以下のように行なわれる。
制御部36Cは、トンネル10の長さ方向の一方寄りでかつトンネル10の幅方向の一方の半部に位置する打設孔44Aからのコンクリート16の打設が完了したならば、制御部36Cは、打設されたコンクリート16の位置情報、あるいは、コンクリート16を打設した打設孔44の位置に基づいて振動させるべきバイブレータ30を特定し、駆動部32を制御することにより予め定められた時間、バイブレータ30の振動を行なって、コンクリート16をトンネル10の長さ方向に流動させると共に締め固める。
制御部によるバイブレータ30の特定は、打設されたコンクリートを流動させ、また、締め固めるために必要なバイブレータ30を選択することで行なわれる。
したがって、コンクリートの流動、締固めに寄与しないバイブレータ30は選択されず、振動しない。
これは、コンクリートの流動、締固めに寄与しないバイブレータ30が位置する型枠本体38の内周面と反対側の外周面にはコンクリートが接しておらず、空間となっており、仮にこのようなバイブレータ30を振動させると、型枠本体38に無理な力が作用し型枠本体38の耐久性に影響を与えるためである。
このような動作を、残りの打設孔44B、44C、44Dからコンクリート16が打設される毎、同様に繰り返してコンクリート16を流動させ、また、コンクリート16の締固めを行なう。
図8(A)は、型枠本体38の側方から見た型枠本体38と打設されたコンクリート16の位置関係を示す説明図であり、トンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りは、位置情報で示されるコンクリート16の打設位置の最高値と最低値との差分Δhによって決定される。
判定部36Dは、この差分Δhが予め定められた第1の許容範囲を超過したか否かを判定する。
なお、上述したようにバイブレータ30が振動することにより、打設されたコンクリート16は、トンネル10の長さ方向に沿って流動して広がるため、時間経過と共にコンクリート16の高さの偏りは打設直後に比較して減少していく。
しかしながら、バイブレータ30が振動してもコンクリート16の性状や施工現場の状況によってはトンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りが十分には解消されない場合があり、差分Δhが予め定められた第1の許容範囲を超過すると、コンクリート16を均一に打設する上で不利となるため、このようなコンクリート16の高さの偏りを解消する必要がある。
また、制御部36Cは、判定部36Dにより差分Δhが予め定められた第1の許容範囲を超過しないと判定された場合は、予め定められた順番でバイブレータ30を振動していくが、判定部36Dにより差分Δhが予め定められた第1の許容範囲を超過したと判定された場合は、順番を無視し駆動部32を制御し特定部36Eで特定されたバイブレータ30を振動させる。
例えば、図8(A)に示すように、型枠本体38の幅方向の一方の側方から見て、打設孔44A、44Cから打設されたコンクリート16のトンネル10の長さ方向(型枠本体38の長さ方向)の中間部と長さ方向の両端部が他の部分よりも低くなる形状となり、判定部36Dによりトンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りである差分Δhが第1の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部36Eは、次に振動させるべきバイブレータ30として、型枠本体38の一方の半部で、トンネル10の長さ方向の中間部と両端との間の2つのバイブレータ30−1、30−2を特定する。
これら2つのバイブレータ30−1、30−2が振動されると、図8(B)に示すように、コンクリート16が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート16の高さの偏りが解消される。
この場合、特定部36Eは、次に振動させるべきバイブレータ30として、型枠本体38の一方の半部で、トンネル10の長さ方向の中間部と両端との間の2つのバイブレータ30−1、30−2を特定する。
これら2つのバイブレータ30−1、30−2が振動されると、図9(B)に示すように、コンクリート16が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート16の高さの偏りが解消される。
なお、図8、図9に示すように、型枠本体38(コンクリート打設型枠22)の側部3802においてコンクリート16の位置情報は、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の高さ方向をY軸とした2次元座標上に示される。
この場合には、特定部36Eは、次に振動させるべきバイブレータ30として、型枠本体38の一方の半部で、トンネル10の長さ方向の中間部と両端との間の2つのバイブレータ30−1、30−2をそれぞれ特定する。
これら2つのバイブレータ30−1、30−2が振動されると、図10(B)に示すように、コンクリート16が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート16の高さの偏りが解消される。
この場合、特定部36Eは次に振動させるべきバイブレータ30として、型枠本体38の一方の半部で、トンネル10の長さ方向の中間部と両端との間の2つのバイブレータ30−1、30−2をそれぞれ特定する。
これら2つのバイブレータ30−1、30−2が振動されると、図11(B)に示すように、コンクリート16が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート16の高さの偏りが解消される。
なお、図10、図11に示すように、型枠本体38(コンクリート打設型枠22)の上部3804においてコンクリート16の位置情報は、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の幅方向をY軸とした2次元座標上に示される。
なお、上述した例では、特定部36Eが2つのバイブレータ30−1、30−2を特定した場合について説明したが、特定部36Eが特定するバイブレータ30の数や位置は、トンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りを解消できればよく、特定するバイブレータ30の数や位置は打設されたコンクリート16の形状に対応して定められる。
まず、二次覆工を行なうトンネル10の内壁面12に対向する位置にコンクリート打設型枠22を設置する(ステップS10)。
なお、二次覆工はトンネル入口から切羽側に向かって行なわれることから、二次覆工に際しては、トンネル10の内壁面12とコンクリート打設型枠22の切羽側の端部との間に不図示の閉鎖板46が配置され、トンネル10の内壁面12とコンクリート打設型枠22の外周面との間に半円弧状の空間が仕切られる。
制御部36Cは、コンクリート供給部26を動作させ、打設管24が接続された打設孔44からコンクリート16を打設させる(ステップS14)。
次いで、制御部36Cは、検出部34で検出されたコンクリート16の位置情報に基づいて規定量のコンクリート16が打設されたか否かを判定する(ステップS16)。
規定量のコンクリート16が打設されていなければ、ステップS14に戻る。
規定量のコンクリート16が打設されたと判断したならば、コンクリート供給部26を停止させ、打設管24が接続された打設孔44のアクチュエータ47を制御して閉鎖板46を閉じる(ステップS18)。
このようなバイブレータ30の振動により、前述したように時間経過と共にコンクリート16の高さの偏りは打設直後に比較して減少していくが、バイブレータ30が振動してもコンクリート16の性状や施工現場の状況によってはトンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りが十分には解消されない場合がある。
完了していなければ、ステップS12に戻り次の打設孔44からのコンクリート16の打設を行なう。
完了していれば、制御部36Cは、コンクリート打設型枠22の全域に対するコンクリート16の打設が完了したか否かを判定する(ステップS24)。すなわち、図3(F)に示すように、5層目のコンクリート16Eの打設が完了したか否かを判定する。
完了していなければ、判定部36Dは、検出部34の検出結果に基づいてトンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する(ステップS26)。
第1の許容範囲を超過していないと判定された場合は、制御部36CはステップS12に戻り、次の層に対するコンクリート16の打設を行なう。
第1の許容範囲を超過したと判定された場合は、特定部36Eにより、コンクリート16の位置情報に基づいてトンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りを修正するために、振動させるべきバイブレータ30を特定する(ステップS28)。
バイブレータ30の振動により、コンクリート16が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート16の高さの偏りが解消される。
振動させるべきバイブレータ30が残っていれば、ステップS30に移行して同様の処理を行なう。
残っている振動させるべきバイブレータ30が無ければ、制御部36CはステップS12に戻り、次の層に対するコンクリート16の打設を行なう。
したがって、従来のように打設されたコンクリート16の位置を監視し、トンネル10の長さ方向に沿ったコンクリート16の高さの偏りが発生した場合に、コンクリート16の高さの偏りを解消するように、棒状のバイブレータを移動させてコンクリート16に挿入したり、コンクリート打設型枠22に設けられた複数のバイブレータを選択的に振動させるといった操作を行なう必要がなく自動化を図れるので、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリート16の高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリート16を打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、コンクリート打設型枠22の上部3804においてコンクリート16の位置情報は、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の幅方向をY軸とした2次元座標上に示されるので、制御部36C、判定部36D、特定部36Eが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
しかしながら、これらのセンサーは、コンクリート16の位置をごく狭い範囲で検出するものであるため、トンネル10の周方向および長さ方向に沿った位置を満遍なく検出するためには多数のセンサーを設けなくてはならず、センサーの設置作業が面倒で部品コストが多大なものとなりやすい。
これに対して本実施の形態では、コンクリート16に接触することによりコンクリート16の比誘電率に応じて一対の電極線4802間に生じる静電容量が変化する線状のレベルセンサー48を用い、このレベルセンサー48を、トンネル10の内壁面12に対向するコンクリート打設型枠22の外周面にトンネル10の長さ方向および周方向に沿って延在して設けた。
したがって、少ない数の線状のレベルセンサー48をトンネル10の周方向、長さ方向に沿って設置すれば、トンネル10の周方向および長さ方向に沿ったコンクリート16の位置を満遍なく検出できるため、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。
したがって、トンネル10の長さ方向および周方向に沿ったコンクリート16の位置情報を正確に得ることができ、制御部36C、判定部36D、特定部36Eが位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。
この場合、制御部36Cは、窓部を開閉するアクチュエータ、打設管先部2402を出没させるアクチュエータを制御すればよい。
しかしながら、位置情報生成部36Bが、位置算出部36Aで算出された各レベルセンサー48に対応するコンクリート16の位置に基づいて、型枠本体38に対するコンクリート16の位置を3次元座標上に表す位置情報を生成するものであってもよい。
この場合、コンクリート打設型枠22の側部3802、あるいは、上部3804において、位置情報は、トンネル10の長さ方向をX軸とし、トンネル10の幅方向をY軸とし、トンネル10の高さ方向をZ軸とした3次元座標上に示される。
このように型枠本体38に対するコンクリート16の位置を示す位置情報を3次元座標上に示すと、制御部36C、判定部36D、特定部36Eが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となることは無論のこと、例えば、型枠本体38に対するコンクリート16の位置をディスプレイ3614などに3次元画像として表示する場合に、型枠本体38に対するコンクリート16の位置を直感的に把握することができ、コンクリート16の打設位置の管理を行なう上でより有利となる。
しかしながら、レベルセンサー48は、コンクリート16に接触することによりコンクリート16の比誘電率に応じて一対の電極線4802間に生じる静電容量が変化すればよく、レベルセンサー48を設ける箇所はコンクリート打設型枠22の外周面に限定されない。
したがって、レベルセンサー48を、トンネル10の内壁面12の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シート1204にトンネル10の長さ方向および周方向に沿って延在して設けてもよい。
すなわち、レベルセンサー48がコンクリート16に接触するとは、レベルセンサー48がコンクリート16に直接接触する場合に加え、レベルセンサー48が他の部材を介して接触する場合を含み、例えば、防水シート1204、あるいは、一次覆工コンクリートを介してコンクリート16に接近する場合を含む。
したがって、レベルセンサー48を配置する箇所は、一次覆工がなされる防水シート1204の表面(地山の壁面と反対側の面)でもよく、また、レベルセンサー48を防水シート1204の内部に取り付けても良い。
これらの場合は、レベルセンサー48が一次覆工あるいは防水シート1204で保護されるため、打設されたコンクリート16によるレベルセンサー48の位置ずれを抑制する上でより有利となる。
補強用の鉄筋は、例えば、地山が薄い箇所や地山の強度が足りない箇所に配設される。
例えば、トンネル10の入口や出口の近傍の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、河川の下方の地山の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、都市部のように地山の強度が弱い場合はトンネル10の全長にわたって鉄筋が配設される。
これらの場合は、レベルセンサー48が鉄筋に設けられるため、打設されたコンクリート16によるレベルセンサー48の位置ずれを抑制する上でより有利となる。
12 内壁面
1204 防水シート
13 床版
16 コンクリート
20 覆工コンクリート打設装置
22 コンクリート打設型枠
30 バイブレータ
32 駆動部
34 検出部
38 型枠本体
3802 側部
3804 上部
44 打設孔
48 レベルセンサー
4802 電極線
4804 絶縁材
50 検出回路
Claims (8)
- トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面に対向する前記コンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。 - トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。 - トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第1の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第1の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。 - 前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの高さ方向をY軸とした2次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の覆工コンクリート打設装置。 - 前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とした2次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の覆工コンクリート打設装置。 - 前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とし、前記トンネルの高さ方向をZ軸とした3次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の覆工コンクリート打設装置。 - 前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をX軸とし、前記トンネルの幅方向をY軸とし、前記トンネルの高さ方向をZ軸とした3次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の覆工コンクリート打設装置。 - 前記検出部は、
前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報生成部とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項記載の覆工コンクリート打設装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017245100A JP6983055B2 (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 覆工コンクリート打設装置 |
JP2021173968A JP7166418B2 (ja) | 2017-12-21 | 2021-10-25 | 覆工コンクリート打設装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017245100A JP6983055B2 (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 覆工コンクリート打設装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021173968A Division JP7166418B2 (ja) | 2017-12-21 | 2021-10-25 | 覆工コンクリート打設装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019112784A JP2019112784A (ja) | 2019-07-11 |
JP6983055B2 true JP6983055B2 (ja) | 2021-12-17 |
Family
ID=67221281
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017245100A Active JP6983055B2 (ja) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 覆工コンクリート打設装置 |
JP2021173968A Active JP7166418B2 (ja) | 2017-12-21 | 2021-10-25 | 覆工コンクリート打設装置 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021173968A Active JP7166418B2 (ja) | 2017-12-21 | 2021-10-25 | 覆工コンクリート打設装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP6983055B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7498910B2 (ja) | 2019-08-26 | 2024-06-13 | 清水建設株式会社 | トンネル覆工施工システム、及びトンネル覆工施工方法 |
CN110486055A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-22 | 刘怀福 | 一种隧道二衬混凝土浇筑防脱空振捣控制装置及方法 |
CN112879042B (zh) * | 2021-01-26 | 2023-04-18 | 中铁九局集团第二工程有限公司 | 一种隧道混凝土浇筑设备及使用方法 |
JP7047195B1 (ja) * | 2022-01-12 | 2022-04-04 | 大栄工機株式会社 | コンクリート締固め装置及びトンネル覆工用型枠 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2761152B2 (ja) * | 1992-06-17 | 1998-06-04 | 前田建設工業株式会社 | 打設コンクリートに対する振動付与装置 |
JPH09228639A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-02 | Aoki Corp | セメント組成物センサ及びセメント組成物検出器並びにセメント組成物充填検出装置及び方法 |
JP3962472B2 (ja) * | 1998-01-26 | 2007-08-22 | 岐阜工業株式会社 | トンネル用コンクリート打設方法およびその装置 |
JP6130728B2 (ja) * | 2013-05-17 | 2017-05-17 | 鹿島建設株式会社 | コンクリート高さ測定装置、及び、覆工コンクリートの構築方法 |
EP3216979B1 (de) * | 2016-03-07 | 2019-05-08 | Kern Tunneltechnik SA | Schalungssystem |
-
2017
- 2017-12-21 JP JP2017245100A patent/JP6983055B2/ja active Active
-
2021
- 2021-10-25 JP JP2021173968A patent/JP7166418B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019112784A (ja) | 2019-07-11 |
JP2022003222A (ja) | 2022-01-11 |
JP7166418B2 (ja) | 2022-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7166418B2 (ja) | 覆工コンクリート打設装置 | |
JP6970004B2 (ja) | 覆工コンクリート打設装置 | |
JP6983054B2 (ja) | 覆工コンクリート打設装置 | |
WO2016178453A1 (ko) | Bim 기반의 현장 시설물 자동화 모델링 시스템 및 방법 | |
KR101463859B1 (ko) | 터널 시공에서 콘크리트 타설 시 충진 모니터링을 활용한 터널 시공방법 | |
CN109440648A (zh) | 双湿接缝节段预制桥梁拼装线形调整装置 | |
JP7400391B2 (ja) | 型枠装置及び型枠自動設置システム | |
JP5038964B2 (ja) | 箱桁の構築方法、コンクリート構造物の構築方法および足場構造 | |
JP2019078047A (ja) | 防水シート | |
JP2004036340A (ja) | 締め固め領域の管理方法 | |
JP2024075498A (ja) | 覆工コンクリート打設装置 | |
EP1600573B1 (en) | Prefabricated construction element | |
KR102309917B1 (ko) | 축조물 자동 시공 시스템 | |
JP6994431B2 (ja) | 金属探査システムおよび金属探査方法 | |
JP6969999B2 (ja) | コンクリート打設型枠 | |
CN205501840U (zh) | 用于立交桥现浇箱梁施工的支撑系统 | |
JP7153266B2 (ja) | トンネル覆工施工システム、トンネル覆工施工方法 | |
JP3790229B2 (ja) | 橋梁構築方法及び橋梁構築装置 | |
CN207244640U (zh) | 一种双壁钢围堰 | |
JP7179436B2 (ja) | 防水シート | |
JP2024075499A (ja) | 覆工コンクリート打設装置 | |
CN217461548U (zh) | 一种高流动性砂浆摊铺装置 | |
JP6362031B2 (ja) | アンダーピニングにおける変位調整方法及びジャッキ制御システム | |
CN110132211B (zh) | 双层衬砌结构的层间间隙监测方法及系统 | |
CN106760707A (zh) | 地沟异形支口预埋铁施工方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211015 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211019 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211025 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211116 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211122 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6983055 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |