JPH0742480A - プレライニング用コンクリートの打設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地盤等の改良に用いる注入材、特に、従来不
可能であった10秒以内のゲル化を可能にした注入材を提
供すること。 【構成】 セメントスラリーと、セメントスラリー中の
セメント100 重量部に対して、5 〜30重量部の硫酸アル
ミニウムを含有する硫酸アルミニウム溶液とを配合して
なる注入材を構成とする。 【効果】 本発明の注入材を使用することにより、ゲル
化時間が数秒に短縮され、しかも、短時間でも、長期間
でも、共に安定した強度発現性が得られる。そのため、
流水の激しい地山や空隙の多い地山や耐久性を要求され
る箇所などへの注入施工が可能となるなどの効果を奏す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネル外周面を先受
けするコンクリート製の覆工体を切羽の前方に構築する
ためのプレライニング工法において使用するプレライニ
ング用コンクリートの打設方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレライニング工法とは、トンネル外周
面を先受けするコンクリート製の覆工体を切羽の前方に
所定長さ形成し、この覆工体により覆われた部分を掘削
しつつトンネルの掘削方向に順次構築して行く工法であ
る。

【０００３】この覆工体は、例えば、チェーンカッター
等の細溝掘削機械を用いてトンネル外周に沿って所定幅
の掘削溝を順次形成するとともに、その掘削溝にコンク
リート圧送管を通じてコンクリートを充填打設する工程
を周方向に繰り返すことによって一体形成される。

【０００４】そして、プレライニング工法を効率良く速
やかに行なうために、覆工体を形成するコンクリートに
は、 掘削溝に隙間なく充填打設することが可能な流動性を
備えること。 覆工体の形成後速やかに、その覆工体によって覆われ
た部分の掘削作業を行なうことができるよう、例えば、
打設後４時間程度で外周地山の土圧に耐え得る強度を発
現できること。 覆工体は、形成した掘削溝にコンクリートを充填打設
する工程を円周方向に繰り返すことによって一体形成さ
れるので、その工程を順次連続して繰り返すことができ
るよう、打設したコンクリートが、充填打設したコンク
リートの切羽側の端面を押さえる型枠、即ち、妻枠を外
せる程度の強度が、打設後５分程度の短時間で速やかに
発現できること。 などの条件を備えることが望まれている。

【０００５】従来から、この条件を満たすコンクリート
として、現場プラントにより製造されたコンクリート
を、又は、工場プラントにより製造され、生コン車等に
より運搬されたコンクリートを、コンクリートポンプに
よりコンクリート圧送管を介してコンクリート打設現場
まで圧送し、切羽の直前においてこの圧送したコンクリ
ートに、高圧水を用いて各種の急硬材や、コンクリート
の硬化時間や可使時間を調整する各種の凝結調整剤（セ
ッター）を混入したコンクリートが提案されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のコンクリートを使用した打設方法では、コンクリー
トに、高圧水とともに混入される急硬材がスラリー状の
ものであるため、圧送コンクリートへの噴射のみでは均
一に混合しにくく、また、混合に高圧水を用いるためそ
の分の水量を、生コンプラント等における各種の混練り
装置を用いたコンクリートの製造時の配合から減じてお
く必要があり、その調整や取扱いが困難であるという課
題があった。

【０００７】また、従来の打設方法に使用されるコンク
リートは、妻枠を外せる程度の強度が、打設後５分程度
の短時間で速やかに発現できるものではないという課題
もあった。

【０００８】本発明は、従来の課題を解決するために種
々検討の結果完成したもので、コンクリートの製造時の
水分量に影響をおよぼすことなく、混和材を容易、か
つ、均一にコンクリート中に混合することができるとと
もに、要求される全ての条件を満足する、プレライニン
グ工法に適したコンクリートを用いたコンクリートの打
設方法を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、コンク
リートに、アルミノケイ酸カルシウムガラスと硫酸カル
シウムと凝結調整剤とを混合し、コンクリートポンプに
よりコンクリート圧送管を介してコンクリートの打設箇
所へ給送し、切羽の手前で該コンクリート圧送管に、急
結剤を供給して、トンネル外周面を先受けすべく切羽の
外周に沿って形成した掘削溝に充填打設することを特徴
とするプレライニング用コンクリートの打設方法であ
る。

【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明で用いる、アルミノケイ酸カルシウ
ムガラスと硫酸カルシウム（以下急硬材という）は、セ
メントの凝結を著しく促進して短時間に固化させるため
に用いる混和材で、かつ、コンクリートポンプを通し
て、打設箇所に給送のため、可使時間を２〜３時間程度
に調整することが容易なものであり、また、初期強度発
現性の優れた混和材である。

【００１２】ここで、アルミノケイ酸カルシウムガラス
とは、その組成領域として、CaO30〜60重量％、Al2O320
〜60重量％、及びSiO2５〜25重量％が好ましく、CaO30
〜55重量％、Al2O330 〜60重量％、及びSiO210〜20重
量％がより好ましい。CaO が30重量％未満あるいはAl2O
3 が60重量％を超えると、急硬性に劣る傾向があり、逆
に、CaO が60重量％を超えるかあるいはAl2O3 が20重量
％未満であると、凝結調整剤を多量添加しても瞬結して
しまい、作業性の面から好ましくない。また、SiO2が５
重量％未満であると、長期的な強度の伸びが期待でき
ず、逆に25重量％を超えると初期強度が小さい傾向があ
る。

【００１３】アルミノケイ酸カルシウムガラスと硫酸カ
ルシウムの割合は、特に限定されるものではないが、ア
ルミノケイ酸カルシウムガラス／硫酸カルシウムの重量
比が１／0.5 〜１／２が好ましい。硫酸カルシウムが0.
5 未満であると、初期強度が弱くなる傾向があり、２を
越えると膨張する傾向がある。また、急硬材の使用量
は、コンクリート中のセメントと急硬材の合計100 重量
部に対して、10〜20重量部が好ましい。10重量部未満で
は、初期強度が低く、トンネル掘削時の必要強度をほと
んど得られず、20重量部を越えて使用しても増量効果が
ほとんど得られない。

【００１４】また、本発明で使用する凝結調整剤とは、
急硬材を添加したコンクリートの可使時間を調整するた
めに用いる混和剤で、例えば、アルカリ炭酸塩と有機酸
を組み合わせたもの、具体的には、電気化学工業社製商
品名「プラクトセッター」等を用いることができる。

【００１５】凝結調整剤の使用量は、セメントと急硬材
の合計100 重量部に対して、0.6 〜１重量部が好まし
い。0.6 重量部未満では、ポンプ圧送しながら施工する
ため、コンクリートの可使時間が短くなり、施工性が悪
くなる傾向があり、１重量部を越えると可使時間が長く
なり、妻枠移動でコンクリート面が露出した際、コンク
リートが崩れる危険性がある。

【００１６】本発明で使用する急結剤は、急硬材とほぼ
同様の物性を有する混和剤で、例えば、吹付け工法にも
使用されている急結剤、即ち、アルミン酸ナトリウムや
硫酸アルミニウムなどのアルミニウム塩と、炭酸塩とを
主成分としたものや、止水用などに用いられている、例
えば、ケイ酸ナトリウム（水ガラス）を主成分としたも
の等を用いることができる。

【００１７】本発明において急結剤は、圧送中のコンク
リートに均一に混合する面から、液状で使用することが
好ましい。

【００１８】また、急結剤の使用量は、セメントと急硬
材の合計100 重量部に対して、5.0〜9.0 重量部が好ま
しい。5.0 重量部未満では、可使時間が長くなったり、
初期強度が低くなったりする傾向があり、また、妻枠移
動でコンクリート面が露出した際、コンクリートが崩れ
る危険性がある。また、9.0 重量部を越えて使用しても
使用効果がほとんど得られず、むしろ硬化が遅くなり、
強度が低下する傾向がある。

【００１９】次ぎに、本発明のプレライニング用コンク
リートを用いた打設方法について説明する。

【００２０】まず、例えば、現場プラントや工場プラン
トなどの生コンプラントにおいて、各種の混練り装置を
用いたコンクリートの製造時に、所定量の急硬材と凝結
調整剤を予めコンクリート中に混合する。そして、急硬
材や凝結調整剤は、容易かつ均一に混合されることによ
り、これらの添加により期待される、流動性の確保や早
期の強度発現などの機能を効率良く発揮することができ
る。また、高圧水を用いて圧送管内のコンクリートに急
硬材等を添加混合していた従来技術のように、余分に添
加される水量を考慮してコンクリート製造時の配合を調
整する必要がなくなり、従ってコンクリートの運搬等の
取扱いが従来技術に比して容易になる。さらに、コンク
リートの硬化時間やコンクリートの打設までの可使時間
は、急硬材や凝結調整剤の配合量を調整することにより
容易に調整することができる。

【００２１】また、切羽の手前において圧送コンクリー
ト中に混合される急結剤は、充填打設されたコンクリー
トの端面を速やかに自立させるとともに、急硬材の作用
を促進してコンクリートの早期の強度発現性にも寄与す
る。

【００２２】この急結剤は、急硬材の作用を促進して、
例えば、４時間程度に調整された硬化時間の経過後に、
コンクリートが外周地山の土圧に耐え得る、例えば、50
kgf/cm² 程度の強度を確実に発現できるよう作用する。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳細
に説明する。

【００２４】図１と図２は、本発明を採用したプレライ
ニング工法の一実施態様を示すものである。

【００２５】プレライニング用掘削装置１はトンネル掘
削坑の切羽面２に向けて進退可能に配置されるととも
に、切羽面２の外周のアーチ形断面形状に相似するアー
チ形ガイド３に沿って移動するもので、例えば、チェー
ンカッター方式のカッター４と、該カッター４の移動方
向Ｘに後続してカッター４と並行に配置されたコンクリ
ート注入管５とを備える。

【００２６】そして、図２に示すように、カッター４に
より所定の掘削深度、また、カッター４の幅に応じた一
スパン分の掘削溝２０ａを掘削形成するとともに、これ
に後続する既に掘削し終わった掘削溝２０ｂに圧送管５
の吐出口５ａを通じてコンクリート６を順次充填打設す
る工程を一工程とする。

【００２７】このような工程を切羽面２の外周に沿って
順次繰り返すことにより、一体となったアーチ形の覆工
体２０を構築する。

【００２８】また、アーチ形ガイド３には、プレライニ
ング用掘削装置１に後続して妻枠装置７が設けられてお
り、これの妻枠７ａによって、充填打設したコンクリー
トが掘削溝２０ｂの切羽面２における開口から流出しな
いようにコンクリートの端面を押さえることができる。

【００２９】なお、妻枠７ａは約１ｍの長さを有すると
ともに、妻枠装置７の移動により約20cm／分の速さでス
ライドし、したがって、コンクリートの打設後約５分で
コンクリートの端面は妻枠７ａから順次解放されること
になる。また、コンクリート注入管５は、図１に示すよ
うに、コンクリート圧送管８を介して、生コンプラント
又は生コン車などからのコンクリートが投入されストッ
クされているコンクリート供給部８ａに連結し、このコ
ンクリートは圧送ポンプ８ｂにより切羽面２まで給送さ
れる。

【００３０】そして、コンクリート圧送管８には切羽面
２の近傍において急結剤の注入ノズル９が合流してい
る。

【００３１】この注入ノズル９は、ホース１０を通じて
液体急結剤の供給タンク１１と定量ポンプ１２に接続
し、コンクリート圧送管８を通じて輸送されるコンクリ
ートに液体急結剤を供給する。

【００３２】急結剤は、攪拌混合装置１４によりコンク
リート中に均一に攪拌混合されるので、掘削溝２０ｂに
注入されるコンクリートは、急結剤が均一に添加された
急硬材を有するコンクリートとして充填打設される。

【００３３】この攪拌混合装置１４は、例えば、圧送管
８と同軸であってこれに回転可能に軸受された攪拌ドラ
ムと、この攪拌ドラムを回転させるための駆動モータ等
からなるもので、その攪拌作用によって、注入ノズル９
から注入される液体急結剤を圧送されるコンクリートの
内部に均一に混合分散するものである。

【００３４】そして、打設されたコンクリートは、急結
剤の作用によりコンクリートの打設後５分程度の短時間
でその端面が自立するので、コンクリートの端面を押さ
える妻枠７をスライド移動して引き続き次の工程の掘削
溝の掘削、コンクリートの打設作業に移行することがで
きる。

【００３５】使用するコンクリートは表１と表２に示す
配合を用い、急結剤添加前のスランプ値と空気量、並び
に、充填したコンクリートの可使時間と材令４時間の圧
縮強度を測定した。結果を表３に示す。

【００３６】＜使用材料＞ セメント：小野田セメント社製普通ポルトランドセメン
ト 細骨材 ：市原産山砂／相模川産川砂重量比30／70混合
物、比重2.55 FM=6.74 粗骨材 ：津久井郡城山産砕石、最大骨材寸法20mm、比
重2.64、FM=6.74 急硬材 ：電気化学工業社製商品名「デンカプラクト−
１」主成分アルミノケイ酸カルシウムと硫酸カルシウム ＡＥ剤 ：デンカグレース社製商品名「ダーレックスＡ
ＥＡ」 凝結調整剤：電気化学工業社製商品名「デンカプラクト
セッター」 急結剤 ：ポゾリス物産社製商品名「ＫＮＴ−６７７
（Ｎ）」

【表１】

【表２】

【表３】

【００３７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
プレライニング用コンクリートの打設方法によれば、急
硬材や凝結調整剤が、各種混練り装置によりコンクリー
ト中に均一に混合されているため、これらの機能を効率
良く発揮し、所定時間の経過後にコンクリートが所定の
強度を容易に発現することができるとともに、急結剤は
その作用によりコンクリートの端面を速やかに自立させ
ることができるので、良好なプレライニング工法の実施
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるコンクリートの打設方法を採用
したプレライニング工法の一実施例を示す正面図であ
る。

【図２】図１を上方から見た平面図である。

【符号の説明】

１ プレライニング用掘削装置 ２ 切羽面 ４ カッター ５ コンクリート注入管 ６ コンクリート ７ａ 妻枠 ８ コンクリート圧送管 ８ｂ コンクリート圧送管 ９ 急結剤の注入ノズル １４ 攪拌混合装置 ２０ 覆工体 ２０ａ 掘削溝 ２０ｂ 掘削溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000219875 東急建設株式会社 東京都渋谷区渋谷１丁目16番14号 (71)出願人 000231198 日本国土開発株式会社 東京都港区赤坂４丁目９番９号 (71)出願人 000140982 株式会社間組 東京都港区北青山２丁目５番８号 (71)出願人 000005924 株式会社三井三池製作所 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 (71)出願人 000003296 電気化学工業株式会社 東京都千代田区有楽町１丁目４番１号 (72)発明者 安達 徑治 静岡県富士市大淵2842−１ 社団法人日本 建設機械化協会建設機械化研究所内 (72)発明者 原田 暁 東京都文京区本郷２−２−９ 株式会社大 林組東京本社内 (72)発明者 武内 秀木 東京都文京区後楽２−２−８ 五洋建設株 式会社内 (72)発明者 岩崎 礼栄雄 神奈川県横浜市緑区荏田北１−19−40 (72)発明者 浅沼 潔 東京都港区赤坂４丁目９番９号 日本国土 開発株式会社内 (72)発明者 喜多 達夫 東京都港区北青山２丁目５番８号 株式会 社間組内 (72)発明者 鶴元 順 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内 (72)発明者 半田 実 新潟県西頸城郡青海町大字青海2209番地 電気化学工業株式会社青海工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリートに、アルミノケイ酸カルシウ
   ムガラスと硫酸カルシウムと凝結調整剤とを混合し、コ
   ンクリートポンプによりコンクリート圧送管を介してコ
   ンクリートの打設箇所へ給送し、切羽の手前で該コンク
   リート圧送管に、急結剤を供給して、トンネル外周面を
   先受けすべく切羽の外周に沿って形成した掘削溝に充填
   打設することを特徴とするプレライニング用コンクリー
   トの打設方法。