JPH0748994A - トンネル覆工コンクリート打設時のコンクリート締め固め方法とそれに使用されるコンクリート打設用セントル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 覆工コンクリートの締め固めを機械的に且つ
自動的に行えるようにして、締め固め作業に携わる作業
員の負担を低減し、また労働者不足、熟練工の不足等に
よる問題を解決でき、同時に覆工コンクリートを水平に
立ち上げる。 【構成】 トンネル１の内壁面２の内側にセットして、
トンネル１との間に覆工コンクリート打設用の空隙４を
形成するコンクリート打設用セントルの周壁５に複数の
可動体６を設け、各可動体６は周壁５に開口された開口
窓７の内側に同開口窓７を閉塞できる可動板８が設けら
れ、同可動板８にそれを周壁５の内外に往復駆動させる
駆動体９を連結してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トンネルの内壁面とそ
の内側にセットしたセントルとの間の空隙に覆工コンク
リートを流し込み、流し込んだ覆工コンクリートを前記
空隙内で水平に立ち上げると共に締め固めるトンネル覆
工コンクリート打設時のコンクリート締め固め方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】トンネルの内壁面とセントルとの間の空
隙に覆工コンクリートを打設するとき、セントルの天端
部或は側壁部のコンクリート注入口から空隙内に流し込
まれる覆工コンクリートがセントルの打設口側に局部的
に溜ることなくセントルの長手方向に流れて覆工コンク
リートの上面が水平になるようにする（水平に立ち上げ
る）必要があり、また覆工コンクリートを気泡等のない
密実なものとする必要がある。

【０００３】そこで従来は、前記のような覆工コンクリ
ートの水平立ち上げ及び締め固め方法として、図４に示
す棒状のバイブレータＡを作業員が手で持って操作する
方法と、最近開発された図５に示す自動バイブレータシ
ステムを使用する方法とがあった。

【０００４】前者は、セントルＣの各所に設けられてい
る検査窓Ｄから外側にバイブレータＡを突き出し、突き
出したバイブレータＡの先端部Ｂ（振動する）をセント
ルＣの外側の空隙Ｅに流し込まれた覆工コンクリートの
中に差し込んで同覆工コンクリートに振動を加えるもの
であり、これにより覆工コンクリートがセントルＣの長
手方向におよそ水平に均され、締め固められる。この作
業は覆工コンクリートの上面が上昇する度により高い検
査窓Ｄの所で行われ、同時に覆工コンクリートが水平に
立ち上げられる。

【０００５】後者は、セントルＣの内側に、図５（ｂ）
に示すようなセントルＣの長手方向に沿って移動するバ
イブレータユニットＦを取り付けたものである。このバ
イブレータユニットＦは、巻取って収容したバイブレー
タＡを水平に伸びたアームＧの先端から伸縮自在として
おり、またアームＧ自体もバイブレータＡの伸縮に合わ
せて伸縮できるようになっている。さらに同バイブレー
タユニットＦはセントルＣの長手方向への移動時にアー
ムＧを同移動方向を向くように回転させて退避させるこ
とができる。

【０００６】このバイブレータユニットＦはセントルＣ
の左右に２台づつ配置されており、上段のバイブレータ
ユニットＦは最上部の検査窓Ｄに沿ってセントルＣ内を
その長手方向に沿って移動し、下段のバイブレータユニ
ットＦは上から２段目と３段目の検査窓Ｄの間を図示さ
れていないリフトにより上下に昇降し、またセントルＣ
の長手方向へ移動する。

【０００７】そして、図５（ｂ）に示すように、セント
ルＣの図示されていない覆工コンクリート打設口から前
記空隙Ｅ内に覆工コンクリートが流し込まれると、前記
バイブレータユニットＦが覆工コンクリート打設口の両
脇にある検査窓Ｄ間を自動的に往復移動し、各検査窓Ｄ
からバイブレータＡが突出して空隙Ｅ内の覆工コンクリ
ートに振動を加える。このバイブレータユニットＦはコ
ンクリートの打設が進んで空隙Ｅ内の覆工コンクリート
が上昇すると、下段のバイブレータユニットＦも前記リ
フトにより自動的に上昇し、最終的には上段のバイブレ
ータユニットＦが作動する。これにより覆工コンクリー
トを水平に立ち上げ、締め固める。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前者の作
業員によるトンネル覆工コンクリート打設時のコンクリ
ート締め固め方法には下記のような問題があった。 ．バイブレータＡを操作する作業員の熟練度により覆
工コンクリートの仕上がりにばらつきが出る。 ．棒状のバイブレータＡを手持ちで操作しなければな
らないが、セントルＣ内の作業空間が狭いため安全上の
問題が多い。 ．狭い作業空間でのバイブレータＡの操作は重労働で
あり、若手作業員の定着が困難である。 ．空隙Ｅに鉄筋がある場合、バイブレータＡを鉄筋の
隙間に差し込まなければならないので作業が非常に難し
くなる。

【０００９】また後者の自動バイブレータシステムを使
用するトンネル覆工コンクリート打設時のコンクリート
締め固め方法では下記のような問題があった。 ．バイブレータユニットＦの構造、取扱いが複雑であ
るため使いにくい。 ．バイブレータユニットＦとそれをコントロールする
ためのコントロール装置等を加えたシステムの価格がか
なり高い。 ．構造上、システムの保守・メンテナンスも容易でな
い。 ．セントルＣ内にバイブレータユニットＦとその移動
スペースを含めた空間がかなり必要となるため、よほど
大型のセントルＣでないと使用することができない。 ．バイブレータユニットＦから伸びるバイブレータＡ
は空隙Ｅ内にある鉄筋の位置を感知することができない
ので、空隙Ｅ内に鉄筋がある場合は使用することができ
ない。

【００１０】本発明は、覆工コンクリートの締め固めを
機械的に且つ自動的に行えるようにして、締め固め作業
に携わる作業員の負担を低減し、また労働者不足、熟練
工の不足等による問題を解決でき、同時に覆工コンクリ
ートを水平に立ち上げることもできるコンクリート締め
固め方法とそれに使用されるコンクリート打設用セント
ルを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１の
トンネル覆工コンクリート打設時のコンクリート締め固
め方法は図１に示されるように、トンネル１の内壁面２
とその内側にセットしたセントル３との間の空隙４に覆
工コンクリートを打設し、セントル３の周壁５に設けた
複数の可動体６をセントル３の外側と内側に往復移動さ
せることにより前記覆工コンクリートを締め固めた後、
同可動体６をセントル３の外周面と面一にセットするこ
とを特徴とするものである。

【００１２】本発明のうち請求項２のトンネル覆工コン
クリート打設時のコンクリート締め固め方法は、前記可
動体６のセントル３の外側方向への押し出し動作を早く
行い、同可動体６のセントル３の内側方向への引き込み
動作を外側方向への押し出し動作よりおそく行うことを
特徴とするものである。

【００１３】本発明のうち請求項３のコンクリート打設
用セントルは図２に示されるように、トンネル１の内壁
面２の内側にセットして、トンネル１との間に覆工コン
クリート打設用の空隙４を形成するコンクリート打設用
セントルにおいて、その周壁５に複数の可動体６を設
け、各可動体６は周壁５に開口された開口窓７の内側に
同開口窓７を閉塞できる可動板８が設けられ、同可動板
８にそれを周壁５の内外に往復駆動させる駆動体９を連
結してなることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明のうち請求項１のトンネル覆工コンクリ
ート打設時のコンクリート締め固め方法では、セントル
３の周壁５に設けた複数の可動体６がセントル３の外側
と内側に往復移動して、空隙４に流し込まれた覆工コン
クリートをセントル３の内側に引き込んだり外側に押し
出したりする。このとき、可動体６の覆工コンクリート
の押し出し効果が効いて、覆工コンクリートの流動性が
上がり、また覆工コンクリートを気泡等を含まない密実
なものにする。この結果、空隙４に流し込まれた覆工コ
ンクリートは図３（ａ）に実線で示すようにコンクリー
ト打設口１２側に局部的に溜らず、覆工コンクリートが
同図に点線で示すようにセントル３の長手方向に沿って
およそ平に広がり、また締め固められる。そして最終的
には覆工コンクリートが水平立ち上げられるようにな
る。また、同締め固め方法では覆工コンクリートの締め
固めが完了すると、可動体６がセントル３の外周面と面
一にセットされるので、同可動体６の部分の覆工コンク
リートが内側に突き出したり、外側にへこんだりするよ
うなこともない。

【００１５】本発明のうち請求項２のトンネル覆工コン
クリート打設時のコンクリート締め固め方法では、前記
可動体６のセントル３の外側方向への押し出し動作を早
く行い、同可動体６のセントル３の内側方向への引き込
み動作を外側方向への押し出し動作よりゆっくりと行う
ため、覆工コンクリートの粘性が高くても同覆工コンク
リートが確実にセントル３の内側に引き込まれる。従っ
て可動体６がセントル３の外側方向へ押し出された時に
確実に覆工コンクリートが同方向へ押し出され、請求項
１の水平立ち上げ及び締め固めがより確実に実行され
る。

【００１６】本発明のうち請求項３のコンクリート打設
用セントルでは、セントル３の周壁５に設けられている
複数の可動体６の各可動板８が、夫々駆動体９によりセ
ントル３の周壁５の内外に往復駆動させられるため、セ
ントル３の外側にある覆工コンクリートをセントル３の
内側に引き込んだり外側に押し出したりすることができ
る。

【００１７】

【実施例１】本発明のトンネル覆工コンクリート打設時
のコンクリート締め固め方法とそれに使用されるコンク
リート打設用セントルを図１に基づいて詳細に説明す
る。

【００１８】図１に示す３は掘削されたトンネル１の内
壁面２の内側に同内壁面２と対向するようにセットされ
たアーチ型のセントルであり、前記内壁面２とセントル
３との間に形成された空隙４に覆工コンクリートを流し
込んで打設するためのものである。このセントル３はト
ンネル１の底床部に敷設されたレール１０の上をトンネ
ル内を移動する門型構１１の上にセットされている。

【００１９】図１に示す６は空隙４に流し込まれた覆工
コンクリートをセントル３の外側に押し出したり同セン
トル３の内側に引き込んだりする可動体である。この可
動体６は図２に示すように、セントル３の周壁５を構成
する外壁板２０に長方形の開口窓７を形成し、同開口窓
７の内側に開口窓７を閉塞できる可動板８を配置し、さ
らに同可動板８を開口窓７の縁２１側に設けられた軸ピ
ン２２により回動自在に連結すると共に、前記可動板８
をセントル３の内側に設けられた油圧シリンダ（駆動
体）９のピストンロッド２３と連結ピン２４を介して連
結したものである。このため、可動板８は油圧シリンダ
９により図２（ａ）の矢印方向に往復駆動される。

【００２０】前記開口窓７の長辺部分の縁２５と、軸ピ
ン２２と反対側の短辺部分の縁２６の夫々には、可動板
８がセントル３の内側に引っ込んだ時に空隙４の覆工コ
ンクリートがセントル３内に流れ込まないようにするた
めの板材２８、２９が取り付けられている。また可動板
８の長辺部分の縁３０と、軸ピン２２と反対側の短辺部
分の縁３１の夫々には、可動板８がセントル３の外側に
突き出した時に空隙４の覆工コンクリートがセントル３
内に流れ込まないようにするための板材３２、３３が取
り付けられている。またこの他、セントル３の外壁板２
０や、可動板８には補強用の鋼材や鉄板が多数取り付け
られている。

【００２１】前記油圧シリンダ９による可動板８の駆動
は、可動板８のセントル３の外側方向への押し出しを早
く（例としては約２０ｃｍ／秒）、同可動板８のセント
ル３の内側方向への引き込みは外側方向への押し出しよ
りゆっくりと行う（例としては約３ｃｍ／秒）。

【００２２】なお、前記可動体６は、セントル３の長手
方向に沿って３ｍおきに１つづつ、セントル３の上下方
向に沿って２ｍおきに１つづつ設けると良い。また同可
動体６を構成する可動板８の大きさや形状は自由であ
が、一般的にはその大きさを検査窓１３と同程度、形状
はコスト的な面から角型（長方形）とした方か良い。ま
た、可動板８は、その表面の放線方向に往復運動するよ
うにしても良い（ピストン運動）。

【００２３】図１に示す１２はセントル３の内側からそ
の外側の空隙４へ覆工コンクリートを送り出すコンクリ
ート打設口である。同打設口１２の内側にはコンクリー
トポンプにより送り出されるコンクリートを通す（図示
されていない）供給パイプが接続できるようになってお
り、供給パイプを接続してコンクリートを送り出してい
る時は図示されていないシャッターが開き、そうでない
時はシャッターが閉じるようになっている。

【００２４】図１に示す１３は打設中の覆工コンクリー
トの状態を検査するための検査窓であり、セントル３内
側から手動で開閉することができるようになっている。

【００２５】

【使用例】図１のコンクリート打設用セントルを使用し
て覆工コンクリートの締め固めを行うには、掘削された
トンネル１の内壁面２の内側に同内壁面２と対向するよ
うにセントル３をセットし、同セントル３の天端部にあ
るコンクリート打設口１２から覆工コンクリートを送り
出す。同時にセントル３に設けられている下側の可動体
６を、セントル３の外側方向へ早く（約２０ｃｍ／
秒）、セントル３の内側方向へおそく（約３ｃｍ／秒）
往復可動する。すると図３（ａ）に実線で示されるよう
にコンクリート打設口１２側に溜っていた覆工コンクリ
ートが、同図に点線で示されるようにセントル３の長手
方向に沿っておよそ平になるように広げられ、また締め
固められる。そして覆工コンクリートの流し込みが進む
度に、上側の可動体６を可動させていくと、覆工コンク
リートが図３に点線で示されるように徐々に水平に立ち
上がげられ、また締め固められる。

【００２６】前記可動体６は、締め固めが完了した部分
から順に（下側の可動体６から順に）停止させる。この
とき可動体６の可動板８がセントルの外壁板２０と面一
になるように停止させ、覆工コンクリートに凹凸ができ
ないようにする。

【００２７】なお、トンネル１とセントル３との間の空
隙４に鉄筋が入っている場合には、前記可動体６の可動
板８をセントル３の外壁板２０より外に突き出さないよ
うな範囲で往復駆動させると良い。

【００２８】

【発明の効果】本発明のトンネル覆工コンクリート打設
時のコンクリート締め固め方法とそれに使用されるコン
クリート打設用セントルによれば下記のような効果があ
る。 ．複雑で高価な装置を必要としないので比較的安くセ
ントルを提供することができ、また保守性も良く、維持
費もあまりかからない。 ．構造が簡単なため、大型化せず、設置にもあまり場
所を取らないので小型のセントルにも適用できる。 ．覆工コンクリートの水平立ち上げ及び締め固めが自
動的に行えるので省力化、自動化が可能となる。 ．作業員を重労働から解放し、また作業員の安全性の
向上にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトンネル覆工コンクリート打設時のコ
ンクリート締め固め方法とそれに使用されるコンクリー
ト打設用セントルの一実施例を示した斜視図。

【図２】図１の装置に取り付ける可動体の構造図であ
り、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図。

【図３】本発明のトンネル覆工コンクリート打設時のコ
ンクリート締め固め方法による覆工コンクリートの水平
立ち上げを説明する説明図であり、（ａ）は側面図、
（ｂ）は平面図。

【図４】（ａ）は従来より覆工コンクリートの締め固め
作業に使用されているバイブレータの一例を示した平面
図、（ｂ）は同バイブレータによる覆工コンクリートの
締め固め方法を説明する概略図。

【図５】（ａ）は最近開発された自動バイブレータシス
テムの概略図、（ｂ）は同システムに使用されるバイブ
レータユニットの概略図。

【符号の説明】

１ トンネル ２ 内壁面 ３ セントル ４ 空隙 ５ 周壁 ６ 可動体 ７ 開口窓 ８ 可動板 ９ 駆動体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トンネル（１）の内壁面（２）とその内
   側にセットしたセントル（３）との間の空隙（４）に覆
   工コンクリートを打設し、セントル（３）の周壁（５）
   に設けた複数の可動体（６）をセントル（３）の外側と
   内側に往復移動させることにより前記覆工コンクリート
   を締め固めた後、同可動体（６）をセントル（３）の外
   周面と面一にセットすることを特徴とするトンネル覆工
   コンクリート打設時のコンクリート締め固め方法。
2. 【請求項２】 前記可動体（６）のセントル（３）の外
   側方向への押し出し動作を早く行い、同可動体（６）の
   セントル（３）の内側方向への引き込み動作を外側方向
   への押し出し動作よりおそく行うことを特徴とする請求
   項１のトンネル覆工コンクリート打設時のコンクリート
   締め固め方法。
3. 【請求項３】 トンネル（１）の内壁面（２）の内側に
   セットして、トンネル（１）との間に覆工コンクリート
   打設用の空隙（４）を形成するコンクリート打設用セン
   トルにおいて、その周壁（５）に複数の可動体（６）を
   設け、各可動体（６）は周壁（５）に開口された開口窓
   （７）の内側に同開口窓（７）を閉塞できる可動板
   （８）が設けられ、同可動板（８）にそれを周壁（５）
   の内外に往復駆動させる駆動体（９）を連結してなるこ
   とを特徴とするコンクリート打設用セントル。