(57)【要約】【課題】センサを不要としつつ、打設空間におけるコンクリート打設高さの差を可及的に小さくできるコンクリート打設装置を提供する。【解決手段】コンクリートをコンクリート供給路３へ圧送する動作と、コンクリートホッパ１１からコンクリートを吸引する動作とを交互に相補的に行う一対のシリンダ１２，１３を備えるコンクリートポンプ１と、コンクリートポンプ１のシリンダ１２，１３の圧送動作に同期してコンクリート供給路３を打設用空間Ｖａに通じる打設用分岐路４ａから他の打設用空間Ｖｂに通じる他の打設用分岐路４ｂへ切替え連通させる配管切替装置２とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートをコンクリート供給路へ圧送する動作と、コンクリート源からコンクリートを吸引する動作とを交互に相補的に行う一対のシリンダを備えるコンクリートポンプと、当該コンクリートポンプの前記シリンダの圧送動作に同期してコンクリート供給路を一の打設用空間に通じる一の打設用分岐路から他の打設用空間に通じる他の打設用分岐路へ切替え連通させる流路切替機構とを具備するコンクリート打設装置。
【請求項２】
前記流路切替機構を複数設けて、少なくとも一つの流路切替機構に接続された少なくとも一つの打設用分岐路にさらに他の流路切替機構を設けた請求項１に記載のコンクリート打設装置。
【請求項３】
打設されたコンクリートの高さを検出する高さ検出手段を設けて、打設されたコンクリートの高さが一の打設空間で所定値以上になった時に前記流路切替機構の少なくとも一つを強制的に切替作動させて少なくとも一つの他の打設空間に打設されるコンクリートの高さが前記所定値になるようにする請求項１又は２に記載のコンクリート打設装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンクリート打設装置に関し、特にトンネル覆工コンクリートの打設に好適に使用できるコンクリート打設装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
掘削したトンネルの内周に覆工コンクリートを打設する際には、トンネル内周に沿った略円弧状の型枠（セントル）を使用して、セントル外周とトンネル内周との間に形成された略円弧断面の閉鎖空間打設空間）内にコンクリートを注入打設している。この場合、打設空間の左右で、打設時のコンクリート高さに大きな差が生じるとセントルに偏荷重が作用してこれが横振れし、セントルの据え付け位置が正規の場所から移動したり、仕上がりコンクリート表面の品質低下の原因となるおそれがあった。
【０００３】
そこで、図５に示すように、セントルＭの外周の左右対称位置に下方から上方へほぼ等しい高さ間隔Ｔh2（例えば５０ｃｍ）でコンクリートセンサ（以下、単にセンサという）９を設けて、コンクリート打設時にトンネルＴとの間に形成された左右の打設空間Ｖａ，Ｖｂで同一高さのセンサ位置まで交互にコンクリートを打設するようにして、覆工コンクリートのコンクリート高さに大きな差が生じないようにしている。
【０００４】
なお、このようなコンクリート打設制御とこれに使用するセンサの構造の一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１８−３５６３２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし専らセンサ９で打設時のコンクリート高さを制御する上記従来の方法では、左右のコンクリートの打設高さの差Ｔh2を極力小さくしようとするとセンサ９の設置数を増やす必要があり、これは設置スペースの確保や費用の観点から限度があった。
【０００７】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、センサを不要ないしその設置数を徒らに増やすことなく、打設空間におけるコンクリート打設高さの差を可及的に小さくできるコンクリート打設装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本第１発明では、コンクリートをコンクリート供給路（３）へ圧送する動作と、コンクリート源（１１）からコンクリートを吸引する動作とを交互に相補的に行う一対のシリンダ（１２，１３）を備えるコンクリートポンプ（１）と、コンクリートポンプ（１）の前記シリンダ（１２，１３）の圧送動作に同期してコンクリート供給路（３）を一の打設用空間（Ｖａ）に通じる一の打設用分岐路（４ａ）から他の打設用空間（Ｖｂ）に通じる他の打設用分岐路（４ｂ）へ切替え連通させる流路切替機構（２）とを具備する。
【０００９】
本第１発明においては、コンクリートポンプに一対設けられたシリンダの圧送動作に同期させて打設用分岐路を切り替えているから、各打設用空間にはシリンダの吐出量分のコンクリートだけが逐次注入される。したがって、センサを設けなくても、各打設空間におけるコンクリート打設高さの差を可及的に小さくすることができる。一の打設空間と他の打設空間をセントルの左右の打設空間とすれば、セントルへの偏荷重の作用を小さく抑えてトンネルの断面左右部の覆工コンクリートのコンクリート厚に差が出るのを防止することができる。
【００１０】
また、シリンダの圧送動作に同期して流路切替機構を作動させて打設用分岐路を切り替えているから、圧送途中で切り替えが行われることによる不具合を回避することができる。
【００１１】
本第２発明では、前記流路切替機構（２，８Ａ，８Ｂ）を複数設けて、少なくとも一つの流路切替機構（２）に接続された少なくとも一つの打設用分岐路（４ａ，４ｂ）にさらに他の流路切替機構（４ｃ〜４ｆ）を設ける。
【００１２】
本第２発明においては、左右一対に限られない複数の打設空間におけるコンクリート打設高さの差を可及的に小さくすることができる。
【００１３】
本第３発明では、打設されたコンクリートの高さを検出する高さ検出手段（６１〜６７，７１〜７７）を設けて、打設されたコンクリートの高さが一の打設空間（Ｖａ）で所定値以上になった時に前記流路切替機構（２）の少なくとも一つを強制的に切替作動させて少なくとも一つの他の打設空間（Ｖａ，Ｖｂ）に打設されるコンクリートの高さが前記所定値になるようにする。
【００１４】
本第３発明においては、各打設空間の断面が非対称であっても、高さ検出手段によって各打設空間のコンクリートの打設高さを最終的に同一にすることができる。しかも打設高さが同一になるまでの各打設空間内のコンクリート打設高さの差はシリンダの吐出量分に応じた小さなものとすることができる。
【００１５】
上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、センサを不要ないしその設置数を徒らに増やすことなく、打設空間におけるコンクリート打設高さの差を可及的に小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態における、コンクリート打設装置のコンクリート供給部の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態における、コンクリートセンサの配置を示すトンネルの横断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における、コンクリート打設装置に設けた制御装置の処理フローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態における、コンクリート打設装置のコンクリート供給部の構成の一例を示す図である。
【図５】従来のコンクリートセンサの配置を示すトンネルの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１９】
（第１実施形態）
図１には、本発明のコンクリート打設装置の、コンクリート供給部の構成の一例を示す。図において、１は構造公知のコンクリートポンプ（例えば（株）シンテック製）であり、２は流路切替機構たる構造公知の配管切替装置（例えば岐阜工業（株）製）である。コンクリートポンプ１はコンクリートを貯留するホッパ１１を備えており、コンクリートポンプ１と配管切替装置２とはコンクリート供給路３で連結されている。
【００２０】
上記コンクリートポンプ１は一対のシリンダ１２，１３を備えており、一方のシリンダ１２が吸引動作をしている場合は他方のシリンダ１３が圧送動作をし、一方のシリンダ１２が圧送動作をしている場合は他方のシリンダ１３が吸引動作をする、というように互いに交互に相補的に動作する。
【００２１】
上記吸引動作はコンクリート源としてのコンクリートホッパ１１からコンクリートをシリンダ１２，１３内へ吸引する動作であり、また圧送動作とはシリンダ１２，１３内からコンクリート供給路３へコンクリートを圧送する動作である。ここで、図１（１）はシリンダ１２が圧送動作、シリンダ１３が吸引動作をしている状態を示し、図２（２）はシリンダ１２が吸引動作、シリンダ１３が圧送動作をしている状態を示している。
【００２２】
配管切替装置２にはその流入口にコンクリート供給路３が連結されるとともに、２か所設けられた流出口にはそれぞれ打設用分岐路４ａ，４ｂが連結されている。打設用分岐路４ａの先端には、図２に示すトンネルＴ内に位置するセントルＭ外周の、例えば断面左半部の打設空間Ｖａ内に覆工用のコンクリートを注入するための注入パイプ（図示略）が連結されており、また、他方の打設用分岐路４ｂの先端には、セントルＭ外周の、例えば断面右半部の打設空間Ｖｂ内に覆工用のコンクリートを注入するための注入パイプ（図示略）が連結されている。
【００２３】
図１において、コンクリートポンプ１の一対のシリンダ１２，１３のうちいずれのシリンダが圧送動作をしているかの情報を有する信号Ｓ1がコンクリートポンプ１から出力されており、この出力信号Ｓ1は制御装置５に入力している。制御装置５では上記出力信号Ｓ1に応じて、例えばシリンダ１２が圧送動作をしている場合には配管切替装置２に対してコンクリート供給路３を打設用分岐路４ａに連通させるような指令信号Ｓ2が出力され(図１（１）)、一方、シリンダ１３が圧送動作をしている場合にはコンクリート供給路３を打設用分岐路４ｂに連通させるような指令信号Ｓ2が配管切替装置２に対して出力される。このようにして、コンクリートポンプ１のシリンダ１２，１３が伸縮してその圧送と吸引の動作が切り替わるごとに、配管切替装置２によってセントルＭ外周の断面右半部と断面左半部の各打設空間Ｖａ，Ｖｂへの覆工用のコンクリートの注入が切り替えられる。
【００２４】
本実施例では、上記の構成に加えて、図２に示すように、セントルＭの断面左半部と断面右半部の各打設空間Ｖａ，Ｖｂに臨むセントルＭの外周の左右対称位置に下方から上方へほぼ等しい高さ間隔（例えば５０ｃｍ）で高さ検出手段としてのコンクリートセンサ６１〜６７，７１〜７７（以下、単にセンサという）が設けられている。そして、各センサ６１〜６７，７１〜７７の出力信号Ｓ１a〜Ｓ7a，Ｓ1b〜Ｓ7bが上記制御装置５（図１）にフィードバックされている。なお、センサ信号Ｓ１a〜Ｓ7a，Ｓ1b〜Ｓ7bは注入されたコンクリートが上昇してその液面がセンサ６１〜６７，７１〜７７の設置位置に達した時に出力される。
【００２５】
以下、図３に示す制御装置５の処理フローチャートを参照しつつ本装置の作動を説明する。
【００２６】
ステップ１０１でセンサ番号ｎ（＝１〜７）を１に設定し、ステップ１０２ではセンサ番号６ｎに対応するセンサ６１〜６７からのセンサ信号Ｓnaが入力しているか否かを確認する。入力していない場合にはステップ１０３でさらにセンサ７１〜７７からのセンサ信号Ｓnbが入力しているか否かを確認する。いずれのセンサ信号Ｓna, Ｓnbも入力していない場合には前述したようなシリンダ１２，１３の圧送の動作が切り替わるごとに、配管切替装置２によってセントルＭ外周の断面右半部と断面左半部の各打設空間Ｖａ，Ｖｂへの覆工用コンクリートの注入の切り替えが行われる（ステップ１０４）。
【００２７】
ステップ１０２でセンサ信号Ｓnaが入力した場合には、各打設空間Ｖａ，Ｖｂへの覆工用コンクリートの注入切替えを停止して、センサ信号Ｓnbが入力するまで、断面右半部Ｖｂへのコンクリート注入のみを行う（ステップ１０５，１０６）。ステップ１０３でセンサ信号Ｓnbが入力した場合には、各打設空間Ｖａ，Ｖｂへの覆工用コンクリートの注入切替えを停止して、センサ信号Ｓnaが入力するまで、断面左半部Ｖａへのコンクリート注入のみを行う（ステップ１０７，１０８）。
【００２８】
ステップ１０９ではｎの値を一つ増加させ、増加させたｎの値が７以下であればステップ  １０２に戻って、以下、センサ信号Ｓna，Ｓnbが入力するかについて上述の処理ステップ１０２〜１０８が繰り返される。そしてステップ１１０でｎの値が８になり、すべてのセンサ６１〜６７，７１〜７７について処理が終了した、すなわちすべてのセンサ６１〜６７，７１〜７７からセンサ信号Ｓna，Ｓnbが入力したことを確認すると、各打設空間Ｖａ，Ｖｂへの覆工用コンクリートの注入切替えを停止して処理を終了する。その後、手動でいずれかの注入パイプを使用して残った天頂部の打設空間Ｖｃ（図２）へ覆工用コンクリートを注入してコンクリート打設を終える。
【００２９】
以上の工程を行うことにより、左右の各打設空間Ｖａ，Ｖｂへはシリンダ１２，１３の吐出量分のコンクリートだけが交互に注入されるから、左右の打設空間Ｖａ，Ｖｂ内のコンクリートの打設高さの差（Ｔh1）は常にシリンダ１２，１３の吐出量分に相当する高さに小さく維持される。これにより、セントルＭに大きな偏荷重が作用するのが防止され、この結果、セントルＭの横振れ等によって打設される覆工コンクリートのコンクリート厚が左右で大きく相違するような不具合は未然に防止される。
【００３０】
本実施形態では、センサ６１〜６７，７１〜７７を併設しているから、左右の打設空間Ｖａ，Ｖｂの巻厚が余掘量の大小や箱抜き区間の相違等によって異なっている場合でも、左右のコンクリートの打設面が対称位置にある左右のセンサ６１〜６７，７１〜７７に到達するように途中で修正が行われる。したがって、左右の打設空間Ｖａ，Ｖｂの巻厚が異なっている場合でもセントルＭに大きな偏荷重が作用するのは防止される。なお、左右の打設空間の巻厚の差が十分小さい場合にはセンサ６１〜６７，７１〜７７を省略することができることはもちろんである。
【００３１】
（第２実施形態）
図４に示すように、配管切替装置２から延びる各打設用分岐路４ａ，４ｂをそれぞれさらに他の配管切替装置８Ａ，８Ｂの流入口に接続し、各配管切替装置８Ａ，８Ｂの２か所の流出口にそれぞれさらに打設用分岐路４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆが接続されている。そして打設用分岐路４ｃ、４ｄの各先端には、図２に示すトンネルＴ内に位置するセントルＭ外周の、例えば断面左半部の打設空間Ｖａ内に覆工用のコンクリートを注入するための注入パイプ（図示略）がそれぞれ連結されており、これら注入パイプは打設空間Ｖａ内のトンネル長手方向の前後の異なる位置に設置されている。一方、打設用分岐路４ａ、４ｆの各先端には、トンネルＴ内に位置するセントルＭ外周の、例えば断面右半部の打設空間Ｖｂ内に覆工用のコンクリートを注入するための注入パイプ（図示略）がそれぞれ連結されており、これら注入パイプは打設空間Ｖｂ内のトンネル長手方向の、前後の異なる位置に設置されている。他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３２】
このような構成のコンクリート打設装置において、コンクリートポンプ１の一対のシリンダ１２，１３の圧送動作が前述のように交互に切り替わるのに応じて配管切替装置２，８Ａ，８Ｂを切替作動させて、例えば、打設分岐路４ｃ→打設分岐路４ｅ→打設分岐路４ｄ→打設分岐路４ｆへと順次コンクリートを切り替えて供給することによって、セントルＭ外周の断面左半部と断面右半部の各打設空間Ｖａ，Ｖｂの前後位置へ覆工用のコンクリートの注入が切り替えられて、左右の打設空間Ｖａ，Ｖｂ内のコンクリートの打設高さの差がより小さく抑えられ、セントルＭへの偏荷重の作用が避けられる。
【００３３】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、コンクリートポンプの一対のシリンダの圧送動作が交互に切り替わるのに応じて配管切替装置を切替作動させているが、必ずしも圧送動作が切り替わる毎に配管切替装置を切り替える必要はなく、所定回数の圧送動作が行われたら配管切替装置を切り替えるようにしても良く、さらには配管切替装置の切替えのタイミングは現場の状況に応じて自由に設定することができる。
【００３４】
配管切替装置の設置数は上記各実施形態のものには限られず、さらに増設しても良い。また、上記実施形態における配管切替装置は流出口を二カ所としたが、三カ所以上であっても良い。
【００３５】
また、本発明のコンクリート打設装置の適用対象は上記各実施形態で示したようなトンネルの二次覆工コンクリートの打設作業のみに限られるものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１…コンクリートポンプ、１１…コンクリートホッパ（コンクリート源）、１２，１３…シリンダ、２…配管切替装置（流路切替機構）、３…（コンクリート供給路）、４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ…打設用分岐路、５…制御装置、６１〜６７，７１〜７７…８Ａ，８Ｂ…配管切替装置（流路切替機構）、Ｖａ，Ｖｂ…打設空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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