JPS6147960B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトンネルライニング方法に関するもの
である。

トンネル、坑道、導坑、導水路、ケーブルダク
トなど（以下トンネル類と称す）の筒状内面にコ
ンクリートやモルタルを被覆する場合、従来で
は、骨材とセメントおよび水を混練したウエツト
ミツクスもしくは骨材とセメントからねりしたド
ライミツクスを容体から圧縮エアを搬送媒体とし
て風送し、ホース先端の吹付けノズルから施工面
に噴射する手法が採用されていた。しかしこの方
法では、施工範囲がノズル軸線方向という狭い領
域に限られ、筒状断面の全周をライニングするに
は遂次ノズル角度を変えなければならないため、
施工能率が悪いという欠点があつた。また、ノズ
ル角度を可変にするには複雑なメカニズムを必要
とした大型な装置構造となるため、比較的小断面
のトンネル類をライニングする場合に適用が難し
く、ノズルマンによる煩雑で時間のかかる手動作
業に依らざるを得ないという問題があつた。

さらに、この方法は材料を圧縮エアで吹付ける
ので、圧縮エアの材料への巻込みによりライニン
グ層の強度低下を招きやすく、また、急結材やジ
エツトセメントなどを用いた場合に、ロータ、ノ
ズル、ホース類に詰りなどのトラブルが生じやす
く、スムースな吹付けを行い難いという不具合が
あつたものである。

本発明は前記したような従来のものの欠点を解
消し、トンネル類の内面を簡単かつ高能率でライ
ニング施工でき、急結材やジエツトセメントなど
を用いた場合にも機器の詰りなどのトラブルを起
さないと共に、現場の状況に応ずるように水セメ
ント比などの配合や特性を自由に調整して施工で
きるトンネルライニング方法を提供しようとする
ものである。

この目的を達成するため本発明は、トンネルを
ライニングするにあたり、骨材などの粉粒状資料
と液状資料をそれぞれ送出筒中を同心状に前送
し、送出筒先端域で前記粉粒状資料と液状資料を
分散混合して投射インペラによりトンネル軸線と
直角方向に連続投射し、この動作をトンネル軸線
方向で継続することでトンネル内面を連続的にラ
イニングする手法を採用したものである。

以下本発明に係るトンネルライニング法を添付
図面に基いて説明する。

第１図ないし第３図は本発明の実施状況を示す
もので、１は翼板３により周方向で複数に区分さ
れたポケツト２を備えたインペラで、背部に連結
して回転筒４により水平軸線のまわりを高速回転
できるようになつている。５は先端６が前記投射
インペラ１の背部開口７に臨むごとく回転筒に内
挿された送出筒であり、後側にホツパ８が設けら
れている。９は前記送出筒５の中心に挿入された
スクリユー軸で、外周にスクリユー羽根１０を有
する一方、軸心には給液孔１１が形成され、後端
はスイベルジヨイント１２を介して導管１３と接
続され、この導管１３は、第１図および第２図の
ように液状資料供給源１４とポンプ１５、瞬間流
量計１６、積算流量計１７および制御バルブ１８
を介して結ばれている。

前記インペラ１および送出筒５は支承体により
台車１９に取付けられ、ジヤツキ機構２０により
昇降可能になつており、また車輪２１によりトン
ネル軸線方向へ移動可能となつている。

しかして、トンネル類の内面にコンクリートや
モルタルをライニングするにあたつては、台車１
９により投射インペラ１の中心がほぼトンネル断
面の中心に位置するようにセツトし、材料供給装
置２２からホツパ８へ粉粒状資料Ａを投入すると
共に、スクリユー軸９の駆動により粉粒状資料Ａ
を送出筒５のスクリユー羽根１０によりトンネル
軸線方向へと定量的に前送する。また、これと併
行してポンプ１５を駆動して液状物質Ｂを導管１
３をへてスクリユー軸９の給液孔１１へ圧入す
る。これにより液状資料Ｂは粉粒状資料Ａと区分
され、しかも同心状の関係でトンネル軸線方向へ
前送される。

そして、上記動作と同時に回転筒４によりイン
ペラ１を所定の速度で回転すると共に、台車１９
を一定の速度でトンネル軸線方向に移動するもの
であり、前記粉粒状資料Ａは送出筒５の先端６に
到つたところでインペラ１の中心空部に定量ずつ
吐出され、このとき同時に液状資料Ｂもスクリユ
ー軸９の中心を通つて送られており、図示のよう
に噴出孔２３がスクリユー軸端に開孔している場
合には、インペラ１の前板２４に衝突反射して細
かく分散し、さきのように送出筒５から定量吐出
されつつある粉粒状資料Ａと接触混合し、所定の
配合となつてインペラの各ポケツト２に吸込ま
れ、インペラの高速回転に伴う遠心力により各ポ
ケツト２から半径方向すなわちトンネル軸線方向
と直角方向へ連続投射される。これでインペラ一
回転ごとにトンネル２５の内面全周にわたり定量
のライニング資料が付着され、台車を一定速度で
移動することによりほぼ一定幅、一定厚のライニ
ング層２６がトンネル軸線方向へと順次延出して
いく。なお、液状資料Ｂはこれをスクリユー軸先
端からだけでなくこれより少し後位のスクリユー
軸外周から噴出させてもよいもので、この方法を
とれば、インペラに吐出される前の段階で粉粒状
資料Ａにある程度液状資料Ｂを作用させることが
できるので、粉粒状資料が乾いていても混合状態
を良くすることができる。

しかして、本発明において液状資料Ｂとは、水
もしくは水を含む物質を指すもので、水を含む物
質にセメントペーストや水溶性急結材などの混和
材が含まれる。粉粒状資料Ａは砂、砂利、補強繊
維などの骨材、あるいはこれにセメントを加えた
混合物、さらにはこれに粉末状の混和材を添加し
た混合物を含むものである。

第１図と第２図は液状資料Ｂを選択的に提供す
るようにした実施例を示しており、液状物質供給
源１４を水タンク３０と混合材タンク３１、およ
びセメントタンク３２と結ばれたミキサー３３と
で構成し、ミキサー３３の吐出部３４を前記ポン
プ１５の吸込み側と接続する一方、水タンク３０
を開閉弁３５，３６を介してミキサー３３および
ポンプ１５と接続し、混和材タンク３１を開閉弁
３７により水タンク３０の供給系と接続したもの
である。

上記のような手法とした場合には、粉粒状資料
の性状やライニング現場の状況に即応した適切な
施工を行える。すなわち、粉粒状資料Ａを骨材と
セメントあるいはさらに混和材を加えた配合とし
た場合には、ミキサー３３とポンプ１５のあいだ
の開閉弁３８を閉じ、水タンク３０とポンプ１５
を結ぶ開閉弁３６を開くもので、これにより液状
物質Ｂとして水がインペラゾーンに到るまで粉粒
状材料Ａと切り離されて供給される。従つて骨材
の含水率が高かつたりあるいはセメントとしてジ
エツトセメントのようなものを用いても、送出筒
中で付着が起つたりすることなく、円滑に送出し
て投射することができる。また、粉粒状資料Ａが
骨材とセメントの配合であるようなときに、ライ
ニング施工面に湧水が生じたり強度向上を図る必
要が生じた場合には、急結材を収容した混和材タ
ンク３１をポンプ１５を介して導管１３を通じさ
せることで、直ちに粉粒状資料の特性を変えてラ
イニングすることが可能であり、さらに骨材の含
水率が高いためセメントが反応を起しやすいとい
うような場合には、送出筒５から骨材あるいは骨
材と混和材だけをインペラに送りつつ、開閉弁３
８によりミキサー３３の吐出部３４をポンプ１５
と通じさせ、セメントペーストをスクリユー軸９
からインペラに供給して混合投射することが可能
であり、このときに水タンク３０の開閉弁３５に
より水セメント比の調整を簡便に行うことができ
る。

なお、さきの液状資料Ｂの供給量は、導管１３
に設けた瞬間流量計１６と制御バルブ１８により
コントロールすればよく、スクリユー軸１９の回
転数を検出することで粉粒状資料Ａの吐出量が求
められるため、その吐出量検出系と瞬間流量計に
よる検出系を制御器２８に連結し、これの動作指
令系を制御バルブ１８に連絡させることで容易に
自動制御化が可能である。

さらに、トンネル同一断面においてインペラの
投射量を変化させライニング層成状態に差異を形
成するには、第３図のように送出筒５の先端にイ
ンペラ内へ延びる覆い２９を設けておけばよく、
図示のような状態とすれば、トンネル断面の下面
域への投射量を減少させることが可能である。

以上説明した本発明によるときは、ライニング
資料をトンネル軸線方向に定量的に前送してこれ
をインペラによりトンネル軸線と直角方向に投射
するだけでなく、ライニング資料を構成する粉粒
状資料と液状資料とを夫々切り離して送出筒中で
同心状にトンネル軸線方向に送り、両資料を送出
筒先端ゾーンで分散混合し、投射しインペラによ
りトンネル軸線と直角方向に連続投射し、この動
作をトンネル軸線方向で継続させることでトンネ
ル内面を連続的にライニングするようにしたの
で、トンネル内面をきわめて迅速高能率でライニ
ングすることができるうえに、資料の性状や現場
の状況に即応する効果的な施工を行うことがで
き、ことに骨材の含水率が高い場合や急結材、ジ
エツトセメントの使用に伴うトラブルが皆無とな
り、それらを効果的に使用し、低い水セメント比
で強度の高いライニング層を形成できるというす
ぐれたメリツトが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトンネルライニング方法
の一実施例を示す部分切欠側面図、第２図は本発
明における液状物質供給系の一例を示す説明図、
第３図は第１図の一部拡大図である。 １……インペラ、２……ポケツト、５……送出
筒、９……スクリユー軸、１０……スクリユー羽
根、１１……給液孔、Ａ……粉粒状資料、Ｂ……
液状資料。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トンネルをライニングするにあたり、骨材な
   どの粉粒状資料と液状資料をそれぞれ送出筒中を
   同心状に前送し、送出筒先端域で前記粉粒状資料
   と液状資料を分散混合して投射インペラによりト
   ンネル軸線と直角方向に連続投射し、この動作を
   トンネル軸線方向で継続することでトンネル内面
   を連続的にライニングすることを特徴とするトン
   ネルライニング方法。 ２ 液状資料が水、混和材、セメントペーストの
   いずれかから選択される特許請求の範囲第１項記
   載のトンネルライニング方法。 ３ 粉粒状資料が骨材、これにセメントを加えた
   配合、骨材又は骨材とセメントの配合に混和材を
   添加した混合物から選択される特許請求の範囲第
   １項記載のトンネルライニング方法。 ４ 投射インペラによるトンネル軸線と直角方向
   の連続投射がトンネル同一断面において投射量を
   変化させて行うことを含む特許請求の範囲第１項
   記載のトンネルライニング方法。