JPH05332098A - トンネルの覆工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 こて塗り装置を使用してトンネルの覆工をす
るものにおいて、こて塗りした後のコンクリートの脱落
を防止すること。 【構成】 コンクリートをこて塗り装置に供給し、この
こて塗り装置を使用してこて塗りするトンネルの覆工方
法であって、前記トンネルのアーチの曲率を持つ金網
（３２）とこの金網の外側にトンネルの軸線方向へ所定
の間隔をおいて設けた前記曲率の複数のアーチリブ（３
４）とを有する補助部材（３０）のアーチリブ（３４）
を、トンネルの掘削壁面に接触させて固定し、その後、
補助部材（３０）の内側からコンクリートをこて塗りす
ることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの覆工方法に
関し、特に、発破または機械掘削するトンネル、いわゆ
る山岳トンネルのこて塗りによる覆工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】山岳トンネルでは、コンクリートをトン
ネル壁面に吹き付けて覆工するトンネルの覆工方法が広
く実施されている。しかし、この方法では、粉塵が発生
し、作業環境を悪化させることから、コンクリートをこ
て塗り装置に供給し、このこて塗り装置を使用してこて
塗りするトンネルの覆工方法が提案されている（実開平
1-102292号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】こて塗りによるトンネ
ルの覆工方法は、トンネルの壁面とコンクリートとの付
着力を利用して覆工するものであるため、特に、トンネ
ル上半部の覆工コンクリートや、上半部に限らず壁面に
凹凸がある場合、その壁面の覆工コンクリートが脱落し
やすかった。そこで、この補修のため、こて塗り装置を
脱落箇所に位置させ、さらに覆工する必要があったこと
から、作業効率が低下し、また仕上がり面の美観が損な
われていた。

【０００４】本発明の目的は、こて塗り装置を使用して
トンネルの覆工をするものにおいて、こて塗り中のコン
クリートの脱落を防止する、トンネルの覆工方法を提供
することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段、作用および効果】本発明
は、コンクリートをこて塗り装置に供給し、このこて塗
り装置を使用してこて塗りするトンネルの覆工方法であ
って、前記トンネルのアーチの曲率を持つ金網と該金網
の外側にトンネルの軸線方向へ所定の間隔をおいて設け
た前記曲率の複数のアーチリブとを有する補助部材の前
記アーチリブを、前記トンネルの掘削壁面に接触させた
状態で配置し、その後、前記補助部材の内側からコンク
リートをこて塗りすることを含む。

【０００６】トンネルの掘削壁面のこて塗りに先立ち、
補助部材のアーチリブを掘削壁面に接触させて配置す
る。その後、補助部材の内側からコンクリートをこて塗
りする。

【０００７】補助部材の金網によってコンクリートの脱
落を防止するため、脱落に伴う補修が実質的に不要とな
り、作業効率を高めることができる。また、トンネルの
仕上がり面の美観を保つことができる。

【０００８】アーチリブが金網の外側にあり、このアー
チリブをトンネルの掘削壁面に接触させることから、金
網と掘削壁面との間にコンクリートの充填空間を確保す
ることができる。金網を掘削壁面に接触させて配置し、
覆工する場合には、コンクリートと掘削壁面との付着面
積が少なくなってしまうが、本発明によれば、前記充填
空間を確保することから、コンクリートと掘削壁面との
十分な付着面積を確保でき、この点からも、コンクリー
トの脱落防止を図ることができる。

【０００９】コンクリートのこて塗り時、金網は、塗り
付け圧力を受けて変形しようとする。特に、掘削壁面の
一部に凹部がある場合には、金網が変形しようとする傾
向が強くなるが、アーチリブによりその変形が防止ない
し抑止される結果、凹部があっても金網の変形が生じな
いか、あるいは生じてもわずかである。したがって、塗
り付け圧力が開放された後の金網の戻りが少なくなり、
戻りによるコンクリートの脱落がなくなる。

【００１０】金網は塗り付けコンクリートのこて外周へ
の漏れに抵抗するように作用するため、こて内のコンク
リート圧の低下を抑え、こて塗り圧力を保持する。

【００１１】コンクリートの覆工方法を実施する際、ス
ラリー状の急硬材と、液状の急硬助剤とを攪拌装置の入
口で前記コンクリートに添加することが好ましい。

【００１２】これにより、こて塗りしたコンクリートを
速やかに硬化させることができる。

【００１３】

【実施例】トンネルの覆工方法は、図１に示すように、
コンクリートを攪拌装置１０を経てこて塗り装置１２に
供給し、こて塗り装置１２を使用して、掘削した地山の
壁面１４にこて塗りする覆工方法である。こて塗り装置
１２は、側部と後部とにシールを配置してコンクリート
の漏れを抑えるようにしたそれ自体公知のもので、円弧
状に掘削した壁面の一方の下部から他方の下部へ向けて
コンクリートを覆工してゆき、他方の下部へ至ったと
き、反転し、他方の下部から一方の下部へ向けて覆工し
てゆく。この繰返しによってトンネルの覆工が行われ
る。

【００１４】コンクリートは、バッチャプラント（図示
せず）のようなそれ自体公知の混合装置によって、急硬
材と急硬助剤とを加えることなく、セメントと、骨材
と、増粘剤とで製造される。

【００１５】製造されたコンクリートは、ポンプ（図示
せず）によって圧送管１６を経て攪拌装置１０に供給さ
れ、攪拌装置１０の入口で、スラリー状の急硬材と、液
状の急硬助剤とをコンクリートに添加する。

【００１６】図示の実施例では、圧送管１６の、攪拌装
置１０の入口に位置する部分１８は、その断面を拡大し
て形成してあり、この拡大部分１８において、急硬材と
急硬助剤とを添加している。

【００１７】コンクリートの単位時間の供給量は一定で
あり、また、摩擦を無視すれば、拡大部分１８とそれ以
外の部分とに働く力は一定であるということができる。
いま、拡大部分１８の面積をA1、コンクリートの流速を
V1、圧力をP1、それ以外の部分の面積をA2、流速をV2、
圧力をP2とすると、 A1V1=A2V2 P1A1=P2A2 の関係が成り立つ。、式より、 V1/P1=V2/P2 または V1/V2=P1/P2 が得られる。式において、V2＞V1であるから、P1<P2
となる。すなわち、拡大部分のコンクリートの圧力は、
それ以外の部分の圧力より低くなる。これは、拡大部分
１８において、コンクリートがあたかもほぐされた状態
となり、微視的な間隙が発生することを意味する。した
がって、実施例では、その間隙が発生した部分に高圧で
急硬材と急硬助剤とを添加し、コンクリートとの混合効
率を高めることができる。

【００１８】急硬材は、たとえば、カルシウムアルミネ
ートと石膏とを主成分とするスラリーであり、急硬助剤
は、たとえば、特殊アルカリ金属のアルミン酸塩液を主
成分とする液体である。その添加量は、コンクリートの
供給量が150kgf/minであるとき、急硬材が50cc/sec程
度、急硬助剤が5cc/sec 程度となるように定める。

【００１９】前記スラリー状の急硬材と、前記液状の急
硬助剤とは、ノズルによって添加することが便宜であ
る。この場合、図２に詳細に示すように、急硬材用のノ
ズル２０を、急硬助剤用のノズル２２より大きな内径の
ものとする。たとえば、ノズル２０の内径は6mm 程度、
ノズル２２の内径は0.2mm 程度とする。

【００２０】前記のように、急硬助剤の添加量は、急硬
材の添加量に比べて少なく、急硬助剤を単独で添加する
と、コンクリートの供給圧力の影響を受け、添加が不十
分になる。これは、急硬材と急硬助剤とを一緒にした状
態で前記コンクリートに添加することにより解消でき
る。この場合、両者による硬化反応の開始を可及的に遅
くするため、コンクリートに添加する直前に両者を一緒
にしなければならない。

【００２１】図２に示すように、ノズル２２をノズル２
０内に同軸的に配置し、ノズル２２の開口端２３をノズ
ル２０の開口端２１の近傍で、開口端２１から出ない位
置に置くことにより、前記した条件を満たすことができ
る。ノズル２２からの急硬助剤の添加は、専用のポンプ
によってもよく、または、ノズル２０から添加する急硬
材の流れによって、急硬助剤を吸引することによっても
よい。

【００２２】攪拌装置１０およびこて塗り装置１２は、
公知の構造のものである。攪拌装置１０の入口で急硬材
と急硬助剤とを添加されたコンクリートは、攪拌装置１
０で攪拌、混合され、こて塗り装置１２に供給され、こ
て塗り装置１２によって地山の掘削壁面１４に塗られ、
覆工となる。

【００２３】前記トンネルの覆工に先立って、図３に示
すように、トンネルの掘削壁面に補助部材３０を配置す
る。補助部材３０は、前記トンネルのアーチの曲率を持
つ金網３２と、この金網の外側にトンネルの軸線方向へ
所定の間隔ｄをおいて設けた前記曲率の複数のアーチリ
ブ３４とを有する。アーチリブ３４は、金網から外側へ
厚みｗで突出している。

【００２４】補助部材３０のアーチリブ３４を、トンネ
ルの掘削壁面に接触させた状態で配置し、掘削壁面と金
網３２との間にアーチリブ３４の厚みｗに相当する充填
空間ができるようにする。この場合、補助部材３０を掘
削壁面にアンカー等で固定することが好ましい。この状
態で、スラリー状の急硬材と、液状の急硬助剤とを添加
した前記コンクリートを、補助部材３０の内側からこて
塗りする。

【００２５】補助部材３０は、トンネルの全断面、すな
わちアーチ部と、このアーチ部の下方に連なる２つの側
部とにわたるように配置することが好ましいが、トンネ
ルの中心軸線を通る鉛直面から左右へほぼ45°をなすア
ーチ部には少なくとも配置しなければならない。これ
は、前記アーチ部の掘削壁面に凹凸があるか否かに関係
なく、コンクリートが脱落し易いことによる。

【００２６】補助部材３０の金網３０は100mm ×100mm
程度のます目、3-4mm 程度の太さでよく、アーチリブ３
４は10-20mm 程度の厚みｗでよい。アーチリブ３４の前
記間隔ｄは、こて塗り装置１２の幅と実質的に等しくす
る。このように定めておけば、こて塗り装置１４のほぼ
中央をアーチリブ３４に沿ってこて塗りすることがで
き、コンクリートの塗り付け圧力が開放されたときの金
網の戻りによるコンクリートの脱落をなくすことができ
る。

【００２７】図４に示すように、1m² 当り約1.5l/min以
上の湧水があるときは、地山の掘削壁面１４に防水シー
ト３６を張り付け、その内側に補助部材３０を配置して
こて塗りすれば、地山１４からの湧水に対処できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトンネルの覆工方法を示す模式図
である。

【図２】急硬材と急硬助剤とを添加するノズルの模式図
である。

【図３】補助部材の一部を示す斜視図である。

【図４】防水シートと補助部材とを示す模式図である。

【符号の説明】

１０ 攪拌装置 １２ こて塗り装置 １４ 地山 １６ 圧送管 １８ 拡大部分 ２０、２２ ノズル ３０ 補助部材 ３２ 金網 ３４ アーチリブ ３６ 防水シート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中北 昭浩 東京都新宿区津久戸町２番１号 株式会社 熊谷組東京本社内 (72)発明者 石田 善一 大阪府枚方市上野３−１−１ 株式会社小 松製作所大阪工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コンクリートをこて塗り装置に供給し、
   このこて塗り装置を使用してこて塗りするトンネルの覆
   工方法であって、前記トンネルのアーチの曲率を持つ金
   網と該金網の外側にトンネルの軸線方向へ所定の間隔を
   おいて設けた前記曲率の複数のアーチリブとを有する補
   助部材の前記アーチリブを、前記トンネルの掘削壁面に
   接触させた状態で配置し、その後、前記補助部材の内側
   からコンクリートをこて塗りすることを含む、トンネル
   の覆工方法。
2. 【請求項２】 スラリー状の急硬材と、液状の急硬助剤
   とを攪拌装置の入口で前記コンクリートに添加する、請
   求項１に記載のトンネルの覆工方法。