JP7222477B2

JP7222477B2 - コンクリートの流量調整方法

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Publication number: JP7222477B2
Application number: JP2018235942A
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Inventors: 隆弘齋藤; 元浜田; 豊也横山; 千尋佐土原
Original assignee: Okumura Corp
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Priority date: 2018-08-06
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2023-02-15
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Description

特許法第３０条第２項適用・平成３０年度土木学会全国大会予稿集ＤＶＤ版（平成３０年８月１日発行公益社団法人土木学会発行）・平成３０年度土木学会全国大会、第７３回年次学術講演会（平成３０年８月２９日～３１日、北海道大学札幌キャンパスにて開催）・株式会社奥村組自社ホームページ（平成３０年８月２２日ウェブサイトに掲載、ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｏｋｕｍｕｒａｇｕｍｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓｒｅｌｅａｓｅ／ｄａｔａ／１８０８２２．ｐｄｆ）・日刊建設工業新聞（平成３０年８月２３日日刊建設工業新聞社発行）・日刊建設産業新聞（平成３０年８月２３日日刊建設産業新聞社発行）・建設通信新聞（平成３０年８月２３日株式会社日刊建設通信新聞社発行）・大阪建設工業新聞（平成３０年８月２４日株式会社大阪建設工業新聞社発行）・日刊工業新聞（平成３０年８月２７日日刊工業新聞社発行）・建設新聞（平成３０年９月３日日刊建設新聞社発行）・覆工コンクリート高速打設システムの実規模施工実験の公開実証実験の案内状の配布（平成３０年８月２８日株式会社奥村組により配布）・覆工コンクリート高速打設システムの実規模施工実験（平成３０年９月２５日～平成３０年９月２６日施工技術総合研究所）・日刊建設工業新聞（平成３０年９月２６日日刊建設工業新聞社発行）・日刊建設産業新聞（平成３０年９月２７日日刊建設産業新聞社発行）

本発明は、コンクリートの流量調整バルブ構造に関し、特に、コンクリート圧送配管に取り付けられて、圧送されるコンクリートの流量を調整可能とするコンクリートの流量調整バルブ構造に関する。

例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において形成される、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでのトンネル覆工コンクリートや、その他の地盤面よりも高い位置に形成される種々のコンクリート構造物は、コンクリートポンプ車等によるコンクリートポンプから圧送されるコンクリートを打設して形成されるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。コンクリートポンプによって圧送されるコンクリートは、円筒形状のコンクリート圧送配管を介して所定の打設箇所に向けて供給されると共に、好ましくはコンクリート圧送配管の先端部に連結されるフレキシブル配管を経て、所定の打設箇所に打設されることになる。

一方、コンクリートポンプによって圧送されるコンクリートは、その打設量の調整や供給の停止を、例えばコンクリートポンプの出力を制御することによって行うことが可能であるが、出力を制御することで打設量の調整や供給の停止を行う場合には、特にコンクリートポンプから延設するコンクリート圧送配管の延長が長くなると、圧送配管の内周面との摩擦力や、圧送配管が湾曲する部分の影響等よって、コンクリートポンプの出力の制御が、コンクリートの打設箇所では反映され難くなることで、コンクリートの打設量の調整や供給の停止を効率良く行うことが困難になる。

特に、例えば山岳トンネル工法において、トンネルの両側部分の、側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの、トンネルの内周面とトンネル覆工用型枠との間の覆工空間に、コンクリートを同時に打設して、打設時間を短縮しつつ、好ましくは均等な高さで両側のコンクリートを打設して行く際には、一方の側の覆工空間にコンクリートが偏って打設されることで設置したトンネル覆工用型枠がバランスを崩さないようにするために、コンクリートの打設量の調整や供給の停止をコントロールする必要がある。このようなことから、コンクリートの打設量の調整や供給の停止は、コンクリートポンプから離れた、打設箇所により近い部分において効率良く行えるようにすることが望ましい。

特開２０１５－６７９４９号公報

コンクリートポンプから離れた打設箇所により近い部分において、コンクリートの打設量の調整や供給の停止を行うには、コンクリート圧送配管に流量調整用のバルブを設けることが考えられるが、まだ固まらない流動状態のコンクリートは、比重が２．３程度で、水と違って重い物性を備えており、また砂利や石を多量に含んでいるため、汎用されている一般の流量調整用のバルブを用いることは困難である。このようなことから、コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートの流量の調整を、コンクリートポンプから離れた、打設箇所により近い部分で効率良く行なうことを可能にするバルブ手段を、新たに開発することが望まれている。

本発明は、コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートの流量の調整を、コンクリートポンプから離れた、打設箇所により近い部分で効率良く行なうことのできるコンクリートの流量調整バルブ構造を提供することを目的とする。

本発明は、コンクリートポンプに接続された円筒形状のコンクリート圧送配管に取り付けられて、コンクリート打設口に向けて圧送されるコンクリートの流量を調整可能な流量調整バルブ構造による、コンクリートポンプから離れた部分におけるコンクリートの流量調整方法であって、前記流量調整バルブ構造は、コンクリートポンプから離れた部分の前記コンクリート圧送配管の上部に固定された着脱基台部と、該着脱基台部に着脱交換可能に装着される複数のピンバルブ部材と、前記着脱基台部に装着された状態で前記ピンバルブ部材を固定する装着固定手段とを含んで構成されており、前記着脱基台部は、前記コンクリート圧送配管の外周面と同様の曲率半径で湾曲する湾曲下面部を備えると共に、前記コンクリート圧送配管の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数の挿通開口と合致する位置に、上下方向に貫通して列状に形成された複数の貫通孔を有しており、前記ピンバルブ部材は、前記列状に形成された複数の貫通孔に同時に挿入される複数の挿入ピンと、該複数の挿入ピンの上端部が一体として接合される接合盤部と、該接合盤部に設けられたハンドル部とを備えており、複数の前記ピンバルブ部材は、前記挿入ピンの長さが異なる少なくとも３タイプのピンバルブ部材として、当該ピンバルブ部材を前記着脱基台部に装着して固定した際に、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の下端部内周面に至る全閉タイプのものと、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の内部に突出しない全開放タイプのものと、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の内部の上下方向中間部分に至る流量調整タイプのものとを含んでおり、前記装着固定手段は、選択された前記ピンバルブ部材の各々を、前記着脱基台部に装着された状態で取り外し可能に固定するようになっており、コンクリートの打設作業の進行に伴って、前記挿入ピンの長さが異なる全開放タイプと流量調整タイプと全閉タイプとを含む少なくとも３タイプのものから選択した、一のピンバルブ部材を、前記装着固定手段により着脱交換可能に前記着脱基台部に装着して、交換しながら用いることによって、コンクリートポンプから離れた部分において、コンクリート打設口に向けて圧送されるコンクリートの流量を調整するコンクリートの流量調整方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、前記装着固定手段が、コンクリート圧送配管の上端部外周面に固定された回転基部と、該回転基部に一端部が回転可能に連結される係止固定部材とを含んで構成されており、該係止固定部材を前記接合盤部に係止することにより、選択された前記ピンバルブ部材の各々を、前記着脱基台に装着された状態で取り外し可能に固定するようになっていることが好ましい。

また、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、前記係止固定部材が、ナット部材を用いて前記係止固定プレートに締着されるボルト部材であることが好ましい。

さらにまた、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、前記挿通開口が、前記コンクリート圧送配管の外周面に周方向に間隔をおいて３箇所に形成されており、前記貫通孔は、前記着脱基台に列状に配置されて３箇所に形成されており、前記挿入ピンピは、前記接合盤部に一体として接合されて３本設けられていることが好ましい。

また、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、前記コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートが、トンネルの内周面とトンネル覆工用型枠との間の覆工空間に打設されることで覆工コンクリートを形成するものとなっており、前記トンネル覆工用型枠に形成されているコンクリート打設口に向けてコンクリートが圧送されるようになっていることが好ましい。

さらに、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、前記コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートが、分岐管を介して分岐されることにより、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの、トンネルの中央部を挟んだ両側部分の前記覆工空間に同時に打設されるようになっており、前記分岐管を介して分岐された圧送配管の各々に取り付けて用いられることが好ましい。

本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造によれば、コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートの流量の調整を、コンクリートポンプから離れた、打設箇所により近い部分で効率良く行なうことができる。

（ａ），（ｂ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する略示横断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する略示横断面図である。（ａ）～（ｃ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する略示縦断面図である。（ａ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する略示平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。コンクリートの流量調整バルブ構造が取り付けられる、コンクリート圧送配管を構成する分岐配管のピンバルブ部材が装着されていない状態の上面図である。（ａ）～（ｃ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造を説明する、図４（ｂ）のＢ－Ｂに沿った断面図である。（ａ）は、着脱基台部の断面図、（ｂ）は上面図である。（ａ）～（ｃ）は、３タイプのピンバルブ部材の正面図、（ｄ）は上面図である。回転基部と係止固定部材とを含む装着固定手段を説明する、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ－Ｃに沿った断面図、（ｃ）は（ｂ）を左側から見た側面図である。

本発明の好ましい一実施形態に係るコンクリートの流量調整バルブ構造５０（図６（ａ）～（ｃ）参照）は、コンクリートポンプ３０（図３、図４参照）から圧送されるコンクリート２２を打設して形成されるコンクリート構造物として、例えば図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、山岳トンネル工法において構築される、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでのトンネル覆工コンクリート２０を形成する際に、コンクリート圧送配管３１を介して圧送さることで打設される、流動状態のコンクリートの流量の調整や供給の停止を、コンクリートポンプ３０から離れた、打設箇所により近い部分で効率良く行えるようにするためのバルブ構造として採用されたものである。

すなわち、本実施形態では、トンネル覆工コンクリート２２は、トンネル４０の両側部分における、側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの、一次覆工２３によって覆われたトンネル４０の内周面とトンネル覆工用型枠１０との間の覆工空間２１に、コンクリート２２を同時に打設して、打設時間を短縮しつつ、好ましくは均等な高さで両側部分のコンクリート２２を打ち上げて行くようになっており、一方の側のクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、コンクリート２２が偏って打設されることで、設置したトンネル覆工用型枠１０がバランスを崩さないようにするために、両側部分のコンクリート２２の打設量をコントロールする必要がある。コンクリート２２の打設量は、従来のコンクリートポンプ３０の出力の制御だけでは十分にコントロールできないことから、本実施形態のコンクリートの流量調整バルブ構造５０（図３参照）によって、コンクリートポンプ３０から離れた、打設箇所により近い部分において、打設されるコンクリート２２の流量の調整や供給の停止を、効率良く行うことができるようにする。

そして、本実施形態のコンクリートの流量調整バルブ構造５０は、コンクリートポンプ３０に接続された円筒形状のコンクリート圧送配管３１に取り付けられて（図４（ａ）、（ｂ）参照）、コンクリート打設口１１ａ，１１ｂに向けて圧送されるコンクリート２２の流量を調整可能とする流量調整用のバルブ構造であって、図５及び図６に示すように、コンクリート圧送配管３１の一部である分岐配管３２の上部に固定された着脱基台部５１と、着脱基台部５１に着脱交換可能に装着される複数のピンバルブ部材５２，５３，５４と、着脱基台部５１に装着された状態でピンバルブ部材５２，５３，５４を固定する装着固定手段５５とを含んで構成されている。本実施形態では、装着固定手段５５は、コンクリート圧送配管３１に巻き付けるようにして締め付けた状態で、両端部がピンバルブ部材５２，５３，５４の接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに係止される、ワイヤー、番線等の策状部材を用いたものとなっている。着脱基台部５１は、コンクリート圧送配管３１の外周面と同様の曲率半径で湾曲する湾曲下面部５１ａを備えると共に、分岐配管３２の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数の挿通開口３３と合致する位置に、上下方向に貫通して列状に形成された複数の貫通孔５１ｂを有している。ピンバルブ部材５２，５３，５４は、列状に形成された複数の貫通孔５１ｂに同時に挿入される複数の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａと、これらの複数の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの上端部が一体として接合される接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂと、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに設けられたハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃとを備えている。複数のピンバルブ部材５２，５３，５４は、挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの長さが異なる少なくとも３タイプ(本実施形態では３タイプ)のピンバルブ部材５２，５３，５４を含んでいる。装着固定手段５５は、選択されたピンバルブ部材５２，５３，５４の各々を、着脱基台５１に装着された状態で取り外し可能に固定するようになっている。ワイヤー、番線等の策状部材を用いた装着固定手段５５は、ピンバルブ部材５２，５３，５４のハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃの、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂとの接合基端部に係止されるようになっている。

本実施形態では、トンネルの内周面との間にコンクリート２２を打設するための覆工空間２１を形成するトンネル覆工用型枠１０は、トンネル４０の掘進方向Ｘに移動可能なスライドセントルとなっており、好ましくは１８ｍ程度の延長を有するロングスパンのセントルとなっている。トンネル覆工用型枠１０は、ロングスパンのセントルとなっていること以外は、例えば特開２０１５－６７９４９号公報に記載されたトンネル覆工用型枠と、略同様の構成を備えている。

すなわち、トンネル覆工用型枠１０は、図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示すように、トンネル４０の掘進方向Ｘに連結一体化された（図３（ａ）～（ｃ）参照）、複数の門型台車１３と、これらの一体化された門型台車１３によって支持されると共に、例えば吹付けコンクリートによる一次覆工２３によって覆われたトンネル４０の内周面に沿って配置されて、覆工空間２１の内側の型枠面を形成する型枠本体１４とを含んで構成されている。門型台車１３は、基台部１３ａと、基台部１３ａを支持する支柱脚部１３ｂとを備えている。支柱脚部１３ｂの下端には、トンネル４０の床面に敷設されたレール２４に沿って走行可能な走行部１３ｃが設けられており、これによってトンネル覆工用型枠１０は、トンネル４０の掘進方向Ｘに移動できるようになっている。

型枠本体１４は、一次覆工２３によって覆われたトンネル４０の内周面に沿った形状を備えるように組み付けられており、トンネル４０の内周面との間に所定の間隔をおいて配置されることにより、所定の厚さの覆工空間２１を形成する。また、型枠本体１４は、トンネル４０のアーチ形状部分４０ｂの上部の覆工空間２１を形成する上部型枠１４ａと、アーチ形状部分４０ｂの下部及び両側の側壁部分４０ａの覆工空間２１を形成する一対の側部型枠１４ｂと、一対の下端部型枠１４ｃとを含んで構成されている。上部型枠１４ａは、門型台車１３の基台部１３ａに設けられた複数の昇降ジャッキ１５ａによって、上下方向に昇降可能に支持されている。一対の側部型枠１４ｂは、上部型枠１４ａの両側の下端部に各々回転可能に接続されており、一対の下端部型枠１４ｃは、各々の側部型枠１４ｂの下端部に回転可能に接続されている。側部型枠１４ｂ及び下端部型枠１４ｃは、一端部が門型台車１３に連結された伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃの他端部と連結しており、これらの伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃを伸縮することで、側部型枠１４ｂや下端部型枠１４ｃを、上部型枠１４ａや側部型枠１４ｂに対して、回動できるようになっている。

これらによって、トンネル覆工用型枠１０は、昇降ジャッキ１５ａや伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃを伸縮させることで、型枠本体１４を展開したり内側にまとめたりすることが可能になって、トンネル４０の内周面に沿うように型枠本体１４を組み付けたり、型枠本体１４を脱型した後にトンネル４０の内部で掘進方向Ｘに移動させたりできるようになっている。

本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０は、１８ｍ程度の延長を有するロングスパンの型枠としたことにより施工スパンを増大させて、工期の短縮を図ることができるようになっていることに加えて、好ましくは、前後方向（トンネルの掘進方向）Ｘの一方及び他方に２分割した状態となるように、分離可能な構成を備えている。トンネル覆工用型枠１０を一方及び他方に分離可能な構成としたことで、トンネル覆工用型枠１０の移動及びセットをロングスパンのまま一体として行えるようにして、移動及びセットの時間の短縮を図りつつも、例えばトンネル４０の坑口部分や断面拡幅部分等の、異なる断面部分の覆工コンクリート２０を施工する際に、これらの異なる断面部分の型枠の組み立てや打設したコンクリートの養生などのために、トンネル覆工用型枠１０を、移動することなく通常よりも長い期間、同じ位置に保持しておく必要がある場合でも、例えば一方の部分をそのまま保持しておき、異なる断面部分から外れた他方の部分を分離することで、分離した他方の部分を用いることによって、覆工コンクリート２０を形成する作業を進めることが可能になる。これによって、覆工コンクリート２０を形成するための工程が、異なる断面部分の影響によって長引くことになるのを、効果的に回避することが可能になる。

本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０によって形成された、一次覆工２３で覆われたトンネル４０の内周面との間の覆工空間２１には、２系統のコンクリートポンプ（コンクリートポンプ車）３０及び圧送配管３１を介して、コンクリート２２が供給されるようになっている。すなわち、本実施形態では、コンクリートポンプ３０は、図２（ａ）～（ｃ）に示すように、セットされたトンネル覆工用型枠１０を挟んだトンネルの掘進方向Ｘの前方及び後方に、２台配置されており、各々のコンクリートポンプ３０のホッパー部に、コンクリートミキサー車３２からコンクリート２２が投入されるようになっている。前後２台のコンクリートポンプ３０には、圧送配管３１が各々接続されている。これらの２系統の圧送配管３１を介して、２台のコンクリートポンプ３０から覆工空間２１に、コンクリート２２を同時に圧送して、供給できるようになっている。２系統のコンクリートポンプ２０及び圧送配管３１を用いることにより、覆工コンクリート２０を形成するための工程の進捗を、より効果的に早めることが可能になる。

２台のコンクリートポンプ２０に接続されて、トンネル覆工用型枠１０に形成されているコンクリート打設口である圧入接続口１１ａ，１１ｂ，１２に向けて、コンクリートを圧送する２系統の圧送配管３１は、図３（ａ）～（ｃ）及び図４（ａ）に示すように、各々、一端部がコンクリートポンプ３０に接続されて、セットされたトンネル覆工型枠１０の内側に至るまで、トンネル覆工用型枠１０の前後方向（トンネルの掘進方向）Ｘに延設して設けられた主配管３１ａと、主配管３１ａの他端部から分岐配管３２を介してトンネル５０の幅方向の両側に枝分かれして設けられた岐配管３１ｂとを含んで形成されている。岐配管３１ｂは、曲折可能な可撓性を備える部分を有しており、可撓性を備える部分で適宜曲折させたり湾曲させたりすることによって、当該岐配管３１ｂを、コンクリート打設口である下段の圧入接続口１１ａから上段の圧入接続口１１ｂに切り換えて接続したり、上段の圧入接続口１１ｂからコンクリート打設口である天頂部圧入接続口１２に切り換えて接続したり、各段の圧入接続口１１ａ，１１ｂや天頂部圧入接続口１２において、前後方向Ｘの位置が異なる別の接続口１１ａ，１１ｂ，１２に、切り換えて接続し直したりすることができるようになっている。本実施形態では、コンクリートの流量調整バルブ構造５０は、Ｙ字形状を備える分岐配管３２の枝分かれした一対の枝分れ配管３２ａの基端部分に、各々取り付けられている（図４（ｂ）参照）。

そして、本実施形態では、図１（ａ），（ｂ）に示すように、覆工空間２１における、主配管３１ａから分岐配管３２を介して枝分かれした枝配管３１ｂが各々接続された圧入接続口１１ａ，１１ｂに至るまでの、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂの下方の覆工空間２１に、コンクリート２２を流し込むことで供給した後に（図１（ａ），（ｂ）のドット部参照）、引き続いて当該圧入接続口１１ａ，１１ｂの上方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂからコンクリート２２を圧入することで供給する（図１（ａ），（ｂ）の斜線部参照）、コンクリート流し込み圧入工程を含んでいる。下段の圧入接続口１１ａから上段の圧入接続口１１ｂに、圧送配管３１の岐配管３１ｂを接続する接続口１１ａ，１１ｂを切り換えながら、コンクリート流し込み圧入工程を繰り返して、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、コンクリート２２を打設するようになっている。

すなわち、本実施形態では、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの、天頂部よりも下方のトンネル覆工用型枠１０には、コンクリートポンプ３０から延設する圧送配管３１の岐配管３１ｂを接続させる、コンクリート打設口である開閉可能な圧入接続口１１ａ，１１ｂが、上下方向に間隔をおいて複数段（２段）に設けられており、先ず下段に配置された圧入接続口１１ａに圧送配管３１の岐配管３１ｂを接続して、当該圧入接続口１１ａに至るまでの下方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａからコンクリート２２を流し込むことで供給する（図１（ａ）のドット部参照）。下段の圧入接続口１１ａから流し込んだコンクリート２２が、当該圧入接続口１１ａの高さ位置に至ったら、接続口を切り替えることなく、そのまま続けて下段の圧入接続口１１ａからコンクリート２２を圧入することで、当該圧入接続口１１ａの上方の覆工空間２１に、好ましくは上段の圧入接続口１１ｂとの間の中間部分の高さ位置に至るまで、コンクリート２２を供給する（図１（ａ）の斜線部参照）。これらによって、下段の圧入接続口１１ａにおける、コンクリート流し込み圧入工程が実施される。

下段の圧入接続口１１ａにおけるコンクリート流し込み圧入工程によって、下段の圧入接続口１１ａと上段の圧入接続口１１ｂとの間の中間部分の高さ位置に至るまで、下段の圧入接続口１１ａからコンクリート２２を圧入したら、岐配管３１ｂを接続させる接続口を、下段の圧入接続口１１ａから上段の圧入接続口１１ｂに切り換えて岐配管３１ｂを接続して、上段の圧入接続口１１ｂにおいて、同様にしてコンクリート流し込み圧入工程を繰り返す。すなわち、上段に配置された圧入接続口１１ａに接続された圧送配管３１の岐配管３１ｂから、当該圧入接続口１１ｂに至るまでの下方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ｂからコンクリート２２を流し込むことで供給する（図１（ｂ）の上段のドット部参照）。上段の圧入接続口１１ｂから流し込んだコンクリート２２が、当該圧入接続口１１ｂの高さ位置に至ったら、接続口を切り替えることなく、そのまま続けて上段の圧入接続口１１ｂからコンクリート２２を圧入することで、当該圧入接続口１１ｂの上方の覆工空間２１である、トンネル４０のアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、コンクリート２２を供給する（図１（ｂ）の上段の斜線部参照）。これらによって、上段の圧入接続口１１ｂにおける、コンクリート流し込み圧入工程が実施される。

また、本実施形態では、最上段の接続口である上段の圧入接続口１１ｂにおいてコンクリート流し込み圧入工程を実施して、トンネル４０のアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、コンクリート２２を供給したら、引き続いて天頂部充填工程を実施することにより、側壁部分２０ａからアーチ形状部分２０ｂのクラウン部２０ｃの頂部に至るまでの覆工空間２１の全体に、コンクリート２２を充填することができる。すなわち、天頂部充填工程では、圧送配管３１の岐配管３１ｂを、トンネル覆工用型枠１０の天頂部に設けられた天頂部圧入接続口１２に接続して、天頂部圧入接続口１２からコンクリート２２を吹上げ方式で圧入することにより、覆工空間２１の天頂部まで、コンクリート２２を密な状態で容易に充填することが可能になる（図１（ｃ）のドット部参照）。

本実施形態では、上述のように、天頂部圧入接続口１２は、トンネル覆工用型枠１０の前後方向（トンネルの掘進方向）Ｘに間隔をおいて複数箇所に設けられており、天頂部充填工程において、これらの複数箇所の天頂部圧入接続口１２に２系統の圧送配管３１の岐配管３１ａを各々接続して、２系統のコンクリートポンプ２０から天頂部の覆工空間２１に同時にコンクリート２２を供給するようになっているので、覆工コンクリート２０を形成するための工程の進捗を、より効果的に早めることが可能になる。

そして、本実施形態のコンクリートの流量調整バルブ構造５０は、コンクリートポンプに接続された円筒形状のコンクリート圧送配管３１における、分岐配管３２を介して分岐された枝配管３１ｂの基端部分を構成する、Ｙ字形状の分岐配管３２の一対の枝分れ配管３２ａに各々取り付けられるようになっており（図４（ｂ）参照）、図５～図８（ａ）～（ｄ）に示すように、コンクリート圧送配管の上部に固定された着脱基台部５１と、着脱基台部５１に着脱交換可能に装着される複数のピンバルブ部材５２，５３，５４と、着脱基台部５１に装着された状態でピンバルブ部材５２，５３，５４を固定する装着固定手段５５とを含んで構成されている。

着脱基台部５１は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、３体のピンバルブ部材５２，５３，５４を、分岐配管３２の一対の枝分れ配管３２ａに交換可能に装着する際の台座部となる部分であって、例えば圧送方向の縦幅が５０ｍｍ程度、圧送方向と垂直な方向の横幅が、枝分れ配管３２ａの１９０ｍｍ程度の外径よりも若干小さな１５０ｍｍ程度の大きさの、矩形の平面形状を備えている。着脱基台部５１は、上面が平坦な面となっており、下面が、コンクリート圧送配管３１を構成する分岐配管３２の枝分れ管３２ａの外周面と同様の曲率半径で湾曲する、湾曲下面部５１ａとなっている。着脱基台部５１には、平坦な上面から湾曲下面部５１ａに至るように上下方向に貫通して、φ３０ｍｍ程度の大きさ貫通孔５１ｂが、縦幅方向に列状に配置されて３箇所に貫通形成されている。これらの貫通孔５１ｂは、着脱基台部５１が枝分れ配管３２ａの外周面に固定された際に、枝分れ配管３２ａの外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数の挿通開口３２ｂと合致する位置に形成されている（図６（ａ）～（ｃ）参照）。着脱基台部５１は、湾曲下面部５１ａを枝分れ配管３２ａの外周面に沿わせるようにして、平坦な上面を好ましくは水平方向に配置すると共に、３箇所の貫通孔５１ｂを枝分れ配管３２ａの３箇所の挿通開口３３に各々合致させた状態で、例えば溶接等によって固着されることで、枝分れ配管３２ａの外周面に固定されている。

本実施形態では、着脱基台部５１に着脱交換可能に装着される複数のピンバルブ部材として、３体のピンバルブ部材５２，５３，５４が用いられている。図８（ａ）～（ｄ）に示すように、ピンバルブ部材５２，５３，５４は、着脱基台部５１の列状に形成された３箇所の貫通孔５１ｂ（図７（ａ）、（ｂ）参照）に同時に挿入される、例えばφ２５ｍｍ程度の太さの円柱状の３本の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａと、これらの複数の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの上端部が一体として接合される接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂと、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂから立設して設けられたハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃとを備えている。複数のピンバルブ部材５２，５３，５４は、挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの長さが異なる少なくとも３タイプ(本実施形態では３タイプ)のピンバルブ部材５２，５３，５４を含んでおり、また３本の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａは、隣接する挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの間に、例えば２０ｍｍ程度の幅の間隔を保持して配置されている。

上述のように、本実施形態では、コンクリート圧送配管３１の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数の挿通開口３３は、分岐配管３２の枝分れ配管３２ａの外周面に周方向に間隔をおいて好ましくは３箇所に形成されており、着脱基台部５１に形成された複数の貫通孔５１ｂは、列状に配置されて好ましくは３箇所に形成されており、ピンバルブ部材５２，５３，５４の複数の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａは、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに一体として接合されて好ましくは３本設けられている。

また、本実施形態では、複数（３体）のピンバルブ部材５２，５３，５４は、挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの長さが異なる少なくとも３タイプ（３タイプ）のピンバルブ部材５２，５３，５４を有している。３タイプのピンバルブ部材５２，５３，５４は、これらのピンバルブ部材５２，５３，５４を着脱基台５１に装着して固定した際に、挿入ピン５２ａの下端部がコンクリート圧送配管３１（枝分れ配管３２ａ）の下端部内周面に至るタイプの第１ピンバルブ部材５２と、挿入ピン５４ａの下端部がコンクリート圧送配管３１（枝分れ配管３２ａ）の内部に突出しないタイプの第３ピンバルブ部材５４と、挿入ピン５３ａの下端部がコンクリート圧送配管３１（枝分れ配管３２ａ）の内部の上下方向中間部分に至るタイプの第２ピンバルブ部材５３とを含んでいる。

第１ピンバルブ部材５２は、全閉タイプのバルブ部材となっており、着脱基台部５１の貫通孔５１ｂに挿通した挿入ピン５２ａの下端部を、枝分れ配管３２ａの下部内周面に当接させた状態で、着脱基台５１に、第１ピンバルブ部材５２が、例えば上述の策状部材を用いた装着固定手段５５によって固定されるようになっている（図６（ａ）参照）。これによって、着脱基台５１が取り付けられた部分の枝分れ配管３２ａの内部は、第１ピンバルブ部材５２の挿入ピン５２ａによって遮られ、隣接する挿入ピン５２ａの間隔部分やこれと枝分れ配管３２ａの内周面との間隔部分には、例えば２０ｍｍ程度の幅の間隔しか保持されなくなるので、これらの間隔部分にコンクリート２２内の骨材が引っ掛かることによりコンクリート２２の流通が遮断されて、コンクリート圧送配管３１を全閉状態とすることが可能になる。

第３ピンバルブ部材５４は、全開放タイプのバルブ部材となっており、着脱基台部５１の貫通孔５１ｂに挿入される挿入ピン５４ａが、これの下端部を枝分れ配管３２ａの内部に突出させない状態で、着脱基台５１に、例えば上述の策状部材を用いた装着固定手段５５によって固定されるようになっている（図６（ｃ）参照）。第３ピンバルブ部材５４の挿入ピン５４ａには、これの上部に拡径スリーブ部５４ｄが設けられており、拡径スリーブ部５４ｄの外径は、貫通孔５１ｂの内径よりも大きくなっている。拡径スリーブ部５４ｄの下端部を、着脱基台部５１の平坦な上面に当接させることにより、第３ピンバルブ部材５４の挿入ピン５４ａは、これの下端部を枝分れ配管３２ａの内部に突出させない状態を容易に保持できるようになっている。第３ピンバルブ部材５４が着脱基台部５１に装着されることで、着脱基台部５１の貫通孔５１ｂからコンクリート２２を流出させることなく、枝分れ配管３２ａの内部の全体にコンクリート２２を流通させることが可能になる。

第２ピンバルブ部材５３は、流量調整タイプのバルブ部材となっており、着脱基台部５１の貫通孔５１ｂに挿入される挿入ピン５３ａが、これの下端部を枝分れ配管３２ａの内部の上下方向中間部分に至らせた状態で、着脱基台５１に、例えば上述の策状部材を用いた装着固定手段５５によって固定されるようになっている（図６（ｂ）参照）。第２ピンバルブ部材５３の挿入ピン５３ａには、これの上部に拡径スリーブ部５３ｄが設けられており、拡径スリーブ部５３ｄの外径は、貫通孔５１ｂの内径よりも大きくなっている。拡径スリーブ部５３ｄの下端部を、着脱基台部５１の平坦な上面に当接させることにより、第２ピンバルブ部材５３の挿入ピン５３ａは、これの下端部を枝分れ配管３２ａの内部の所定の位置まで突出させた状態で、容易に保持されるようになっている。第２ピンバルブ部材５３が着脱基台部５１に装着されることで、第２ピンバルブ部材５３が装着された部分における、挿入ピン５３ａの下端部と枝分れ配管３２ａの下部の内周面との間の略半分の領域を、コンクリート２２を流通させることが可能な流通空間として、コンクリート２２の流通量を略半分に調整することができるようになおっている。

なお、挿入ピン５３ａの下端部が枝分れ配管３２ａの内部の上下方向中間部分に至る、流量調整タイプの第２ピンバルブ部材５３として、枝分れ配管３２ａの内部への挿入ピン５３ａの突出長さが異なる、複数の種類のピンバルブ部材を用いることもできる。これによってコンクリート圧送配管３１を流通するコンクリートの流量を、より細かく調整することが可能になる。

複数の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの上端部を一体として接合する接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂは、例えば１２ｍｍ程度の厚さの鋼製のプレーと部材を用いて形成されており、図８（ｄ）に示すように、横幅が１８０ｍｍ程度、縦幅が１００ｍｍ程度の大きさの、４方の角部が弧状に面取りされた矩形状の平面形状を備えている。接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂには、一方の長辺側に片寄せて、３本の挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの上端部が、列状に配置されて溶接等により接合されている。他方の長辺部分の中央部には、係止切込み５２ｅ，５３ｅ，５４ｅが、一方の長辺側に向けて切り込まれるようにして形成されている。これらの係止切込み５２ｅ，５３ｅ，５４ｅには、後述する係止固定部材６０による装着固定手段５５を用いる場合に、ボルト部材による係止固定部材６０が、ナット部材６１により締着されて係止されるようになっている。また接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂには、一方の長辺側に片寄せて、ハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃが、接合された挿入ピン５２ａ，５３ａ，５４ａの直上部分を通過するようにして、立設した状態で設けられている。

ハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃは、例えばφ９ｍｍ程度の太さの丸鋼を、コの字状の正面形状を備えるよう曲折加工することによって形成されており、両側の下端部を、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂの上面に溶接等により接合することで、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに一体として取り付けられている。各々のピンバルブ部材５２，５３，５４にハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃが設けられていることにより、これらのハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃを手で把持して、ピンバルブ部材５２，５３，５４を着脱基台部５１に着脱する操作を、容易に行うことが可能になる。ハンドル部５２ｃ，５３ｃ，５４ｃの両側の下端部による、接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂとの接合基端部には、上述のように、装着固定手段５５としてワイヤー、番線等の策状部材を用いた際に、策状部材の両端部が、これらの内側部分に各々係止されることになる（図６（ａ）～（ｃ）参照）。

上述の構成を備える本実施形態のコンクリートの流量調整バルブ構造５０によれば、好ましくは着脱基台部５１に全開放タイプの第３ピンバルブ部材５４を装着固定して、分岐配管３２の両側の枝分れ配管３２ａを全開放した状態とする。この状態で、トンネル４０の中央部を挟んだ両側部分における、側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、分岐配管３２を介して分岐された枝配管３１ｂから、好ましくは均等な高さでコンクリート２２が打ち上げられるようにしながら、コンクリート２２を同時に打設する。コンクリート２２の打設作業の進行に伴って、何等かの要因で、片側の覆工空間２１にコンクリート２２が偏って打設されることになったら、偏った側の枝分れ配管３２ａの着脱基台部５１に装着された第３ピンバルブ部材５４と交換して、例えば流量調整タイプの第２ピンバルブ部材５３を着脱基台部５１に装着固定する。これによって、コンクリート２２が偏って打設されないように調整することが可能になる。また、片側の覆工空間２１に打設されるコンクリート２２の偏りが大きい場合には、例えば全閉タイプの第１ピンバルブ部材５２を着脱基台部５１に装着固定することで、コンクリート２２の供給を停止させることにより、同様にコンクリート２２が偏って打設されないように調整することが可能になる。

これらによって、本実施形態のコンクリートの流量調整バルブ構造５０によれば、コンクリート圧送配管３１を介して圧送されるコンクリート２２の流量の調整を、コンクリートポンプ３０から離れた、打設箇所により近い着脱基台部５１が取り付けられた部分で、効率良く行なうことが可能になる。

またこれによって、トンネル４０の中央部を挟んだ両側部分の、側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１に、均等な高さでコンクリートを打設して行くことが可能になって、設置したトンネル覆工用型枠１０のバランスを崩さないようにしながら、安定した状態でコンクリート２２を打設してゆくことが可能になる。

図９（ａ）～（ｃ）は、選択されたピンバルブ部材５２，５３，５４の各々を、着脱基台部５１に装着された状態で取り外し可能に固定する、装着固定手段５５の他の形態を例示するものである。図９（ａ）～（ｃ）に示す装着固定手段５５は、コンクリート圧送配管３１の一部である、分岐配管３２の両側の枝分れ配管３２ａの上端部外周面に溶接等により固定された、好ましくは間隔をおいて平行に配置された一対のリブプレート６２ａによる回転基部６２と、回転基部６２に一端部がピン接合部６０ａを介して回転可能に連結される、係止固定部材６０とを含んで構成されている。

係止固定部材６０は、好ましくは他端側に雄ネジ部が形成されたボルト部材からなり、このボルト部材による係止固定部材６０の他端部を、ピン接合部６０ａを中心に回転させて、ピンバルブ部材５２，５３，５４の接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに形成された係止切込み５２ｅ，５３ｅ，５４ｅ（図８（ｄ）参照）に挿入すると共に、ナット部材６１により接合盤部５２ｂ，５３ｂ，５４ｂに締着させて係止することによって、選択されたピンバルブ部材５２，５３，５４の各々を、着脱基台部５１に装着された状態で、交換可能によりスムーズに固定することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明のコンクリートの流量調整バルブ構造は、着脱基台部を分岐配管の枝分れ配管に取り付けて用いる必要は必ずしも無く、コンクリートポンプに接続されたコンクリート圧送配管における、打設箇所により近い種々の部分に取り付けて用いることができる。本発明の流量調整バルブ構造が取り付けられたコンクリート圧送配管を介してコンクリートポンプから圧送されるコンクリートは、トンネルの中央部を挟んだ両側部分の覆工空間に同時に打設されものである必要は必ずしも無く、片側の覆工空間のみ打設されるものや、天頂部分に打設されるものであっても良い。本発明の流量調整バルブ構造が取り付けられたコンクリート圧送配管を介してコンクリートポンプから圧送されるコンクリートは、トンネル工法における覆工空間以外の、その他の種々のコンクリートの打設空間に打設されるものであっても良い。

１０トンネル覆工用型枠
１１ａ下段の圧入接続口（コンクリート打設口）
１１ｂ上段の圧入接続口（コンクリート打設口）
１２天頂部圧入接続口（コンクリート打設口）
１４型枠本体
２０覆工コンクリート（トンネル覆工コンクリート）
２１覆工空間
２２コンクリート
３０コンクリートポンプ（コンクリートポンプ車）
３１コンクリート圧送配管
３１ａ主配管
３１ｂ岐配管
３２分岐配管
３２ａ枝分れ配管
３３挿通開口
４０トンネル
４０ａ側壁部分
４０ｂアーチ形状部分
４０ｃクラウン部
５０流量調整バルブ構造
５１着脱基台部
５１ａ湾曲下面部
５１ｂ貫通孔
５２，５３，５４ピンバルブ部材
５２ａ，５３ａ，５４ａ挿入ピン
５２ｂ，５３ｂ，５４ｂ接合盤部
５２ｃ，５３ｃ，５４ｃハンドル部
５３ｄ，５４ｄ拡径スリーブ部
５２ｅ，５３ｅ，５４ｅ係止切込み
５５装着固定手段
６０係止固定部材
６０ａピン接合部
６１ナット部材
６２回転基部
６２ａリブプレート

Claims

コンクリートポンプに接続された円筒形状のコンクリート圧送配管に取り付けられて、コンクリート打設口に向けて圧送されるコンクリートの流量を調整可能な流量調整バルブ構造による、コンクリートポンプから離れた部分におけるコンクリートの流量調整方法であって、
前記流量調整バルブ構造は、コンクリートポンプから離れた部分の前記コンクリート圧送配管の上部に固定された着脱基台部と、該着脱基台部に着脱交換可能に装着される複数のピンバルブ部材と、前記着脱基台部に装着された状態で前記ピンバルブ部材を固定する装着固定手段とを含んで構成されており、
前記着脱基台部は、前記コンクリート圧送配管の外周面と同様の曲率半径で湾曲する湾曲下面部を備えると共に、前記コンクリート圧送配管の外周面に周方向に間隔をおいて形成された複数の挿通開口と合致する位置に、上下方向に貫通して列状に形成された複数の貫通孔を有しており、
前記ピンバルブ部材は、前記列状に形成された複数の貫通孔に同時に挿入される複数の挿入ピンと、該複数の挿入ピンの上端部が一体として接合される接合盤部と、該接合盤部に設けられたハンドル部とを備えており、
複数の前記ピンバルブ部材は、前記挿入ピンの長さが異なる少なくとも３タイプのピンバルブ部材として、当該ピンバルブ部材を前記着脱基台部に装着して固定した際に、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の下端部内周面に至る全閉タイプのものと、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の内部に突出しない全開放タイプのものと、前記挿入ピンの下端部が前記コンクリート圧送配管の内部の上下方向中間部分に至る流量調整タイプのものとを含んでおり、
前記装着固定手段は、選択された前記ピンバルブ部材の各々を、前記着脱基台部に装着された状態で取り外し可能に固定するようになっており、
コンクリートの打設作業の進行に伴って、前記挿入ピンの長さが異なる全開放タイプと流量調整タイプと全閉タイプとを含む少なくとも３タイプのものから選択した、一のピンバルブ部材を、前記装着固定手段により着脱交換可能に前記着脱基台部に装着して、交換しながら用いることによって、コンクリートポンプから離れた部分において、コンクリート打設口に向けて圧送されるコンクリートの流量を調整するコンクリートの流量調整方法。
前記装着固定手段は、コンクリート圧送配管の上端部外周面に固定された回転基部と、該回転基部に一端部が回転可能に連結される係止固定部材とを含んで構成されており、該係止固定部材を前記接合盤部に係止することにより、選択された前記ピンバルブ部材の各々を、前記着脱基台部に装着された状態で取り外し可能に固定するようになっている請求項１記載のコンクリートの流量調整方法。
前記係止固定部材は、ナット部材を用いて前記接合盤部に締着されるボルト部材である請求項２項記載のコンクリートの流量調整方法。
前記挿通開口は、前記コンクリート圧送配管の外周面に周方向に間隔をおいて３箇所に形成されており、前記貫通孔は、前記着脱基台部に列状に配置されて３箇所に形成されており、前記挿入ピンは、前記接合盤部に一体として接合されて３本設けられている請求項１～３のいずれか１項記載のコンクリートの流量調整方法。
前記コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートは、トンネルの内周面とトンネル覆工用型枠との間の覆工空間に打設されることで覆工コンクリートを形成するものとなっており、前記トンネル覆工用型枠に形成されているコンクリート打設口に向けてコンクリートが圧送されるようになっている請求項１～４のいずれか１項記載のコンクリートの流量調整方法。
前記コンクリート圧送配管を介して圧送されるコンクリートは、分岐管を介して分岐されることにより、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの、トンネルの中央部を挟んだ両側部分の前記覆工空間に同時に打設されるようになっており、前記分岐管を介して分岐された圧送配管の各々に取り付けて用いられる請求項５記載のコンクリートの流量調整方法。