(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の区間の覆工コンクリートを打設する工程（ａ）と、
前記覆工コンクリートの内側に、複数の配管からなる配管ユニットを設置する工程（ｂ）と、
脱型した前記覆工コンクリートが所定の材齢に達するまで、前記複数の配管に設けられた孔に設置したノズルから、所定の噴霧角度で水をトンネル内空間に噴霧する工程（ｃ）と、
前記覆工コンクリートの内側から、前記配管ユニットを取り外す工程（ｄ）と、
を具備し、
前記工程（ｄ）でトンネル掘削方向後方で取り外した前記配管ユニットを、前記工程（ｂ）でトンネル掘削方向前方に設置して、前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を繰り返し、
少なくとも前記工程（ｃ）において、換気装置により、前記トンネル内空間の風速が所定の範囲にコントロールされることを特徴とするトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項２】
前記配管ユニットは、トンネルの両側部にトンネル軸方向に配置された２本の配管からなることを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項３】
前記配管ユニットは、トンネル軸方向に所定の間隔をおいて配置され、両端部が前記２本の配管に連結された複数の配管をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ）で、養生する区間の長さに応じて、前記配管ユニットのトンネル軸方向の接続数を調整することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項５】
前記工程（ｃ）で、前記トンネル内空間の湿度に応じて、トンネル軸方向に区分した区間毎に水の噴霧量を調整することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項６】
前記工程（ｃ）で、噴霧する水の平均粒径が３５〜６５μｍであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工コンクリートの養生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル覆工コンクリートの養生方法として、（１）覆工コンクリートの脱型後に、ゴムや防水布等の養生バルーンを覆工コンクリートに密着するように設置する空気膜方式があった（例えば、特許文献１参照）。（１）の方法は、覆工コンクリート表面を空気膜で覆うことによる保温効果、空気の流れを遮断することにより覆工コンクリート表面からの水分の蒸発・乾燥を防止して湿潤状態を保つ効果があった。（１）の方法は、これらの効果により、覆工コンクリートの初期強度・長期強度を増大させて、コンクリートの品質の向上、ひび割れの低減を図るものであった。
【０００３】
近年は、（２）覆工コンクリート表面に防水シートを利用して密閉した空間を形成し、その空間に噴霧ノズルを配置して水を噴霧する養生方法が多く実施されてきた（例えば、特許文献２参照）。（２）の方法は、密閉空間に湿潤状態を作り出すことにより、コンクリートの初期強度・長期強度を増大させて、コンクリートの品質の向上、ひび割れの低減を図るものであった。
【０００４】
さらに、トンネル坑内を機械式で移動して散水する方法や、養生剤を塗布・噴霧する方法、発泡スチロール材でコンクリート表面を保温する方法等があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２９９３２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２２３３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、（１）の方法は、主として乾燥の防止を目的としており、積極的に湿度を加えて湿潤養生を行う機能は有していなかった。（１）の方法によれば、覆工コンクリート表面近傍の湿度はある程度保持されると思われるが、養生装置の移動毎に一時的に空気膜の密着を解くため、覆工コンクリート表面近傍の湿度がトンネル坑内と同等となり、覆工コンクリートの乾燥が促進されることがあった。
【０００７】
（２）の方法は、積極的に湿度を加えて湿潤養生を行う機能を有していた。しかし、養生装置の移動毎に一時的に湿潤養生を解くため、十分な養生を行うことができなかった。例えば、養生装置が材齢７日後に移動すると、移動スパン分の覆工コンクリートの湿潤状態が急激に解除されるため、ひび割れの発生確率が大きくなる可能性があった。
【０００８】
また、（２）の方法は、防水シートと覆工コンクリートとの間の狭い密閉空間を加湿するため、湿度のコントロールが難しく、過剰に加湿しがちだった。そのため、湿度の飽和により発生した水垂れが、覆工コンクリート表面の仕上がりに、荒れや筋状の水の滴る跡等を生じさせていた。
【０００９】
さらに、（１）、（２）の方法とも、覆工コンクリートの打設・脱型後に型枠装置が移動する毎に、養生装置自体を移動させて養生区間に再配置する必要があった。そのため、トンネル内に設置された工事用設備などが障害となったり、工事用車両等の走行スペースを侵したりする場合があり、作業性が悪かった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、養生区間のトンネル内全体を加湿の対象とし、湿度のコントロールが容易であること、覆工コンクリートの打設、型枠装置の脱型、移動などのトンネル工事の作業工程に左右されない安定した養生が可能であること、養生装置の移動時の作業性が良いこと、等の条件を実現できる覆工コンクリートの養生方法を提供することである。
【００１１】
前述した目的を達成するために、本発明は、所定の区間の覆工コンクリートを打設する工程（ａ）と、前記覆工コンクリートの内側に、複数の配管からなる配管ユニットを設置する工程（ｂ）と、脱型した前記覆工コンクリートが所定の材齢に達するまで、前記複数の配管に設けられた孔に設置したノズルから、所定の噴霧角度で水をトンネル内空間に噴霧する工程（ｃ）と、前記覆工コンクリートの内側から、前記配管ユニットを取り外す工程（ｄ）と、を具備し、前記工程（ｄ）でトンネル掘削方向後方で取り外した前記配管ユニットを、前記工程（ｂ）でトンネル掘削方向前方に設置して、前記工程（ａ）から前記工程（ｄ）を繰り返し、少なくとも前記工程（ｃ）において、換気装置により、前記トンネル内空間の風速が所定の範囲にコントロールされることを特徴とするトンネル覆工コンクリートの養生方法である。
【００１２】
本発明は、覆工コンクリートの内側に、複数の配管からなる配管ユニットを設置し、養生区間のトンネル内全体を対象として加湿を行う。そのため、従来の養生方法と比較して、トンネル内の湿度を容易にコントロールでき、湿度の飽和による水垂れ等の発生が少なくなる。
【００１３】
本発明では、所定の養生期間が終了した後、トンネル掘削方向後方の配管ユニットを取り外し、トンネル掘削方向前方に設置する。そのため、覆工コンクリートの打設、型枠装置の脱型、移動などのトンネル工事の作業工程に左右されず、養生期間および養生区間をそれぞれ単独で決定でき、従来の養生方法と比較して、安定した湿潤状態を十分に維持することができる。また、型枠装置が移動するごとに配管ユニットを移動させる必要がないため、従来の養生方法と比較して、配管ユニットの設置時や移動時に、トンネル内に設置された工事用設備等の影響が少なく、作業性が良い。
【００１４】
配管ユニットは、例えば、トンネルの両側部にトンネル軸方向に配置された２本の配管で構成される。配管ユニットは、トンネルの両側部にトンネル軸方向に配置された２本の配管と、トンネル軸方向に所定の間隔をおいて配置され、両端部がトンネル軸方向に配置された２本の配管に連結された複数の配管とで構成してもよい。
【００１５】
配管ユニットを上述したような構成とすることにより、設置時や移動時の作業性が高まる。また、養生区間のトンネル内全体を効率的に加湿し、より安定した湿潤養生を行うことができる。
【００１６】
工程（ｂ）では、養生する区間の長さに応じて、配管ユニットのトンネル軸方向の接続数を調整する。配管ユニットの接続数や長さを適切に調整することにより、設置時や移動時の作業性をより高めることができる。
【００１７】
工程（ｃ）では、トンネル内空間の湿度に応じて、トンネル軸方向に区分した区間毎に水の噴霧量を調整する。区間毎の噴霧量を適切に調整することにより、トンネル内部の湿度を確実にコントロールし、より安定した湿潤養生を行うことができる。
【００１８】
工程（ｃ）では、噴霧する水の平均粒径を３５〜６５μｍとするのが望ましい。水の平均粒径が３５μｍ以下であると、粒径が細かすぎ、覆工コンクリート表面の湿潤状態を適切に保つことができない。６５μｍ以上であると、トンネル空間全体を加湿の対象とした場合でも、覆工コンクリート表面に結露を生じやすい。水の平均粒径を３５〜６５μｍとすることにより、良好な状態で湿潤養生を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、コンクリートの品質を向上させ、ひび割れの発生を防止できるトンネル覆工コンクリートの養生方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】トンネル３の内側に配管ユニット１３を設置する工程を示す図
【図２】配管ユニット１３の概要を示す図
【図３】トンネル３の内側に配管ユニット１３を設置した状態を示す図
【図４】配管ユニット１３を用いて水を噴霧する工程を示す図
【図５】トンネル３の坑内の湿度の経時変化を示す図
【図６】配管ユニット４１の概要を示す図
【図７】トンネル３の内側に配管ユニット４１を設置する工程を示す図
【図８】配管ユニット４１を用いて水を噴霧する工程を示す図
【図９】トンネル３の貫通後の覆工コンクリート５の養生方法を示す図
【図１０】トンネル３の坑内の換気方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態について詳細に説明する。図１は、トンネル３の内側に配管ユニット１３を設置する工程を示す図である。図１に示す工程では、まず、図示しない掘削機を用いて地山１を掘削し、移動式型枠７を用いてトンネル３の覆工コンクリート５を打設する。そして、養生区間１１に配管ユニット１３を設置する。
【００２３】
図２は、配管ユニット１３の概要を示す図である。図２の（ａ）図は、配管ユニット１３の斜視図である。図２の（ａ）図に示すように、配管ユニット１３は、２本の直線状の配管１３ａを平行に配置して構成される。２本の配管１３ａの設置間隔は、配管ユニット１３を設置するトンネル３の形状および大きさに応じて決定される。配管ユニット１３の端部１６は、他の配管ユニット１３と軸方向に接続可能な構造とする。
【００２４】
図２の（ｂ）図は、配管１３ａの軸方向の断面図である。図２の（ｂ）図に示すように、配管１３ａには、所定の間隔で孔１７が設けられる。孔１７の設置間隔は、例えば３０〜６０ｃｍ程度とする。孔１７には、ノズル３５が設置される。配管１３ａの周方向における孔１７の設置位置は、後述するノズル３５の設置角度３３（図４）に応じた位置とする。
【００２５】
配管１３ａは、鋼管、アルミニューム管、塩ビ管、ビニールホース、ゴムホース等のいずれでもよい。但し、配管ユニット１３を支えるための架台間隔を長くとるためには、鋼管が最適である。配管１３ａの径１５は、例えば１０ｍｍとする。
【００２６】
図１に示す工程では、トンネル３の覆工コンクリート５の内側に、養生区間１１の全長にわたって、複数の配管ユニット１３を軸方向に接続して設置する。軸方向に接続した複数の配管ユニット１３の掘削方向後方の端部には、水タンク１９およびポンプ２１を接続する。水タンク１９は、軽量で錆びないポリプロピレン容器等が好適である。ポンプ２１は、高圧連続ポンプ等とする。
【００２７】
なお、図１は、移動式型枠７が養生区間１１の前方へ移動した後の状態を示す図であるが、移動式型枠７が養生区間１１内に設置されている時点で、移動式型枠７の内側・底面に配管ユニット１３を設置してもよい。
【００２８】
複数の配管ユニット１３を接続して設置する際には、養生区間１１の長さに応じてトンネル軸方向の接続数を調整する。図１に示すように、配管ユニット１３の軸方向の長さは、移動式型枠７を用いて覆工コンクリート５を打設・脱型する際の１スパンの施工長さＡと略同等とする。養生区間１１の長さが移動式型枠７による施工長さＡ×ｎの場合、ｎ個の配管ユニット１３をトンネル軸方向に接続して設置する。施工長さＡは、例えば、１０．５ｍである。
【００２９】
図３は、トンネル３の内側に配管ユニット１３を設置した状態を示す図である。図３の（ａ）図は、配管ユニット１３が設置されたトンネル３の斜視図である。図３の（ａ）図に示すように、配管ユニット１３を設置する際には、トンネル３の両側部に、２本の配管１３ａを１本ずつトンネル軸方向に配置する。上述した水タンク１９およびポンプ２１は、掘削方向最後部の配管ユニット１３の２本の配管１３ａの端部に、各１台ずつ接続される。
【００３０】
図３の（ｂ）図は、配管ユニット１３が設置されたトンネル３の周方向の断面図を示す。図３の（ｂ）図に示すように、配管ユニット１３の設置には、トンネル３の覆工コンクリート５の両側部の内周面２５に固定したＬ型鋼材２３を用いる。Ｌ型鋼材２３は、トンネル３の工事用の電力供給用架台と併用してもよい。
【００３１】
２本の配管１３ａは、覆工コンクリート５の両側部のＬ型鋼材２３上に、それぞれ配置される。配管１３ａとトンネル３の底面２７との距離２９は、例えば、２０〜１００ｃｍとする。また、配管１３ａと覆工コンクリート５の内周面２５との距離３１は、例えば、５〜１０ｃｍとする。
【００３２】
図４は、配管ユニット１３を用いて水を噴霧する工程を示す図である。図４に示す部分は、図３の（ｂ）図に示す範囲Ｂの拡大図である。図４に示す工程では、配管ユニット１３を用いて水をトンネル３内の空間に噴霧し、養生区間１１の覆工コンクリート５の養生を行う（図１）。
【００３３】
上述したように、図１は、移動式型枠７が養生区間１１の前方へ移動した後の状態を示す図であるが、移動式型枠７が養生区間１１内に設置されている時点で、移動式型枠７の内側・底面に配管ユニット１３を設置してもよい。この場合、移動式型枠７が養生区間１１内に設置されている時点で、水の噴霧・養生を開始する。その後、移動式型枠７が移動して図１に示す状態となった後、移動式型枠７の内側・底面に設置した配管ユニット１３をＬ型鋼材２３上に盛り替え、水の噴霧・養生を継続する。配管ユニット１３の盛り替えは、例えば、配管ユニット１３間の接続をホースにすることにより、容易に行うことができる。
【００３４】
図４に示す工程では、養生区間１１の覆工コンクリート５の養生を行うため、ポンプ２１を用いて水タンク１９から配管１３ａへ送水し、ノズル３５からトンネル３の坑内中心に向けて微霧３７を噴霧する。トンネル３の底面２７に対するノズル３５の設置角度３３は、例えば４５度とする。
【００３５】
微霧３７の平均粒径は、３５〜６５μｍとするのが望ましい。平均粒径が３５μｍ以下であると、粒径が細かすぎ、覆工コンクリート表面の湿潤状態を適切に保つことができない。６５μｍ以上であると、トンネル空間全体を加湿の対象とした場合でも、覆工コンクリート表面に結露を生じやすい。平均粒径を３５〜６５μｍとすることにより、良好な状態で湿潤養生を行うことができる。
【００３６】
ノズル３５から噴霧する微霧３７の噴霧量は、例えば１〜２リットル／時間とする。噴霧期間は、例えば２１日間とする。
【００３７】
図４に示す工程では、図１に示すように養生区間１１をトンネル軸方向に複数の区間１１−１、１１−２、…、１１−ｍに区分し、区間毎のトンネル内部の湿度に応じて水の噴霧量を調整してもよい。水の噴霧量は、例えば、配管１３ａの一部の孔１７からノズル３５を取り外して蓋（図示せず）を設置し、使用するノズル３５の数量を変更することにより、調整可能である。
【００３８】
図１０は、トンネル３の坑内の換気方法を示す図である。図１０に示すように、施工中のトンネル３には、機械式の換気装置５７が設置される。施工中のトンネル３では、換気装置５７の風管５９の端部６３からトンネル３の内部に新鮮な空気を送り、一般に矢印Ｆに示す方向に０．３ｍ／ｓ以上の風速が得られるように換気を行う。施工中のトンネル３は、必要量の換気を行う以外は空気の変化が少なく、時系的に湿度および温度が比較的安定した密閉された空間である。トンネル３の内部は、通常、掘削方向前方の掘削面６１付近では湿度が高く、掘削方向後方のトンネル３の開口部近傍では湿度が低い。そのため、養生区間１１の前方では水の噴霧量を少なく、後方では噴霧量を多くすることが望ましい。
【００３９】
図４に示す水タンク１９の容量およびポンプ２１の能力は、ノズル３５の設置数や配管１３ａの長さ、微霧３７の噴霧量や噴霧期間等に基づいて決定される。水タンク１９の水は、所定の時間毎に供給してもよいし、トンネル３の坑内に常時設置されている水配管から自動で供給してもよい。
【００４０】
図４に示す工程では、所定の養生期間が終了した後、養生区間１１に設置した掘削方向最後部の配管ユニット１３を覆工コンクリート５の内側から取り外し、掘削方向最前部に設置する。このとき、水タンク１９およびポンプ２１は一旦取り外し、新たに最後部となった配管ユニット１３の端部に再接続する。または、取り外した配管ユニット１３の区間を、送水配管と置き換えてもよい。
【００４１】
第１の実施の形態では、地山１の掘削と覆工コンクリート５の打設、養生区間１１への配管ユニット１３の設置、配管ユニット１３による水の噴霧、配管ユニット１３の取り外しを繰り返すことにより、トンネル３の覆工コンクリート５の構築を進める。養生区間１１や噴霧期間の長さは、移動式型枠７の移動に関係なく、施工条件に応じて適切に設定される。
【００４２】
このように、第１の実施の形態では、複数の配管ユニット１３をトンネル軸方向に接続しつつ覆工コンクリート５の内側に設置し、微霧３７を噴霧して覆工コンクリート５の養生を行う。第１の実施の形態では、移動式型枠７の移動に関係なく、配管ユニット１３を単独で設置・撤去・移動させることにより、養生区間１１や噴霧期間の長さを自由に設定でき、安定した十分な養生を行うことができる。
【００４３】
第１の実施の形態の養生方法では、配管ユニット１３を用いて、トンネル３の養生区間１１の内空全体を有効に利用して加湿する。また、上述したように、施工中のトンネル３では一般に０．３ｍ／ｓ以上の風速が得られるように換気が行われており、風速を０．３〜０．６ｍ／ｓ程度にコントロールすることにより、湿気を含んだ空気が充満しやすくなる。そのため、第１の実施の形態の養生方法では、湿度のコントロールが容易であり、トンネル３の養生区間１１の内空全体を略均一に湿潤できる。
【００４４】
図５は、覆工コンクリートの表面湿度の経時変化を示す図である。図５は、トンネルの覆工コンクリートの脱型後、図５に示す期間Ｃに従来の空気膜方式による養生を行い、期間Ｄに第１の実施の形態で述べた方法による養生を行った場合の、覆工コンクリートの表面湿度の計測結果である。なお、コンクリートのセメント種類は高炉セメントＢ種、セメント量は３２０ｋｇ／ｍ３であり、打ち込み温度は２０℃、トンネル坑内温度は１７℃、トンネル坑内湿度は６０％であった。
【００４５】
図５に示すように、期間Ｄにおける覆工コンクリートの表面湿度は、８０％程度に保持された。また、覆工コンクリートの１スパン（図１に示す施工長さＡ）当りのひび割れ平均長さは１．２ｍであった。空気膜方式のみにより養生した箇所の１スパン当りのひび割れ平均長さは８．２ｍであり、無養生の箇所の１スパン当りのひび割れ平均長さは１１．６であったことから、第１の実施の形態で述べた方法で養生を行うことにより、ひび割れ発生を極めて減少できることが確認できた。
【００４６】
第１の実施の形態によれば、図５に示すように、覆工コンクリートの表面湿度を、急激な変化なく一定に保つことができるため、覆工コンクリート５が緻密になり、初期・長期強度が増大し、従来工法と比較して構造上の安全性が向上する。また、乾燥収縮・温度応力によるひび割れが低減できるため、鉄筋の腐食等が抑制されてコンクリートの耐久性が向上し、剥離・剥落を防止できる。さらに、従来と比較してひび割れ補修の工期が短縮でき、工費削減が可能となる。
【００４７】
第１の実施の形態で使用する配管１３ａやノズル３５は、市販のものを用いるため、材料・工具の品質確認が容易である。配管ユニット１３は軽量であるため、人手で容易に移動および組立が可能である。
【００４８】
トンネル３の内空には、換気設備、照明、給排水設備、電気ケーブルなどの工事用設備が設置されているが、配管ユニット１３は設置時に大規模なフレーム等が不要であるため、設置時や移動時に工事用設備が障害物となることがなく、作業性が良い。また、配管ユニット１３は、作業車両の通行の妨げにならない。
【００４９】
なお、第１の実施の形態では、配管１３ａの径や孔１７の設置間隔、配管１３ａとトンネル３の底面２７との距離２９、配管１３ａと覆工コンクリート５の内周面２５との距離３１、微霧３７の噴霧量や噴霧期間等の数値を例示したが、これらの数値は上述したものに限らない。これらの数値は、事例ごとに適切に設定すればよい。
【００５０】
また、配管ユニット１３を用いて水を噴霧する際に、配管１３ａに設置するノズル３５の数量を調整することにより、養生区間１１をトンネル軸方向に複数に区分した区間毎の水の噴霧量を調整したが、水の噴霧量の調整方法はこの限りでない。配管ユニット１３に圧力バルブや流量弁を設け、トンネル軸方向において配管１３ａの圧力を変化させて噴霧量を調整してもよい。
【００５１】
さらに、第１の実施の形態では、覆工コンクリート５の脱型直後から配管ユニット１３を用いた養生を行ったが、養生計画はこれに限らない。例えば、覆工コンクリート５を脱型し、従来の方法による養生を行った後、配管ユニット１３を用いた養生を行ってもよい。
【００５２】
配管１３ａの設置時には、図３に示すＬ型鋼材２３のかわりにＬ型アルミニュームを用いてもよい。
【００５３】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態の配管ユニット１３のかわりに配管ユニット４１を用いる。
【００５４】
図６は、配管ユニット４１の概要を示す図である。図６に示すように、配管ユニット４１は、平行に配置された２本の直線状の配管４１ａと、配管４１ａの軸方向に所定の間隔をおいて配置され、両端部が２本の配管４１ａにそれぞれ連結された３本のアーチ状の配管４１ｂとで構成される。２本の配管４１ａの設置間隔、３本の配管４１ｂのアーチの形状は、配管ユニット４１を設置するトンネル３の形状および大きさに応じて決定される。３本の配管４１ｂの設置間隔は、例えば３〜５ｍ程度とする。配管ユニット４１の端部４２は、他の配管ユニット４１と軸方向に接続可能な構造とする。
【００５５】
図６に示すように、配管４１ｂには、所定の間隔で孔３９が設けられる。孔３９の設置間隔４９は、例えば３０〜６０ｃｍ程度とする。孔３９には、ノズル５３（図８）が設置される。配管４１ｂの周方向における孔３９の設置位置は、後述するノズル５３（図８）の設置角度に応じた位置とする。
【００５６】
配管４１ａおよび配管４１ｂは、鋼管、アルミニューム管、塩ビ管、ビニールホース、ゴムホース等のいずれでもよい。但し、配管４１ａは、配管ユニット４１を支えるための架台間隔を長くとるために、鋼管が最適である。配管４１ｂは、覆工面に合わせるため、可撓性のあるゴムホースを使用することが適している。配管４１ａおよび配管４１ｂの径は、例えば１０ｍｍとする。
【００５７】
第２の実施の形態における作業工程は、第１の実施の形態とほぼ同様である。図７は、トンネル３の内側に配管ユニット４１を設置する工程を示す図である。図の（ａ）図は、配管ユニット４１が設置されたトンネル３の斜視図である。図７の（ｂ）図は、配管ユニット４１が設置されたトンネル３の周方向の断面図である。
【００５８】
図７に示す工程では、まず、図示しない掘削機を用いて地山を掘削し、移動式型枠を用いてトンネル３の覆工コンクリート５を打設する。そして、養生区間に配管ユニット４１を設置する。
【００５９】
図７に示す工程では、トンネル３の覆工コンクリート５の内側に、養生区間の全長にわたって、複数の配管ユニット４１を軸方向に接続して設置する。軸方向に接続した複数の配管ユニット４１の掘削方向後方の端部には、水タンク１９およびポンプ２１を接続する。水タンク１９は、軽量で錆びないポリプロピレン容器等が好適である。ポンプ２１は、高圧連続ポンプ等とする。なお、図７に示す工程では、移動式型枠が養生区間の前方に移動した後に、養生区間に配管ユニット４１を設置する。
【００６０】
複数の配管ユニット４１を接続して設置する際には、第１の実施の形態における複数の配管ユニット１３の配置時と同様に、養生区間の長さに応じてトンネル軸方向の接続数を調整する。配管ユニット４１の軸方向の長さは、移動式型枠を用いて覆工コンクリート５を打設・脱型する際の１スパンの施工長さと略同等とする。
【００６１】
図７の（ａ）図に示すように、配管ユニット４１を設置する際には、トンネル３の両側部に、２本の配管４１ａを１本ずつトンネル軸方向に配置する。このとき、３本の配管４１ｂは、覆工コンクリート５の内側に、トンネル軸方向に所定の間隔をおいて配置される。上述した水タンク１９およびポンプ２１は、掘削方向最後部の配管ユニット４１の２本の配管４１ａの端部に、各１台ずつ接続される。
【００６２】
図７の（ｂ）図に示すように、配管ユニット４１の設置には、トンネル３の覆工コンクリート５の両側部の内周面２５に固定したＬ型鋼材２３、覆工コンクリート５の内周面２５に打ち込まれたコンクリートアンカ４５を用いる。Ｌ型鋼材２３は、トンネル３の工事用の電力供給用架台と併用してもよい。コンクリートアンカ４５は、トンネル３の周方向に２ｍ程度の間隔をおいて設置するのが望ましい。コンクリートアンカ４５は、例えば、直径８ｍｍ、長さ６０ｍｍ程度のものを用いる。鋼線４７は、例えば、径３ｍｍ程度のものを用いる。
【００６３】
２本の配管４１ａは、覆工コンクリート５の両側部のＬ型鋼材２３上にそれぞれ配置される。配管４１ｂは、コンクリートアンカ４５に接続した鋼線４７を用いて保持される。配管４１ｂとトンネル３の上半部の覆工コンクリート５の内周面２５との距離５１は、例えば、３０〜５０ｃｍとする。配管４１ｂとトンネル３の両側部の覆工コンクリート５の内周面２５との距離３１は、例えば、５〜１０ｃｍとする。
【００６４】
図８は、配管ユニット４１を用いて水を噴霧する工程を示す図である。図８に示す工程では、覆工コンクリート５を脱型して移動式型枠が掘削方向前方へ移動した後、配管ユニット４１を用いて水をトンネル３内の空間に噴霧し、養生区間の覆工コンクリート５の養生を行う。
【００６５】
図８に示す工程では、養生区間の覆工コンクリート５の養生を行うため、ポンプ２１を用いて水タンク１９から配管４１ａを介して配管４１ｂへ送水し、配管４１ｂの孔３９に設置したノズル５３から、トンネル軸方向に平行に微霧５４を噴霧する。ノズル５３の設置角度は、トンネル軸方向に対して０度および１８０度とする。微霧５４は、トンネル軸方向前方および後方に向けて噴霧される。
【００６６】
微霧５４の平均粒径は、第１の実施の形態と同様に、３５〜６５μｍとするのが望ましい。平均粒径を３５〜６５μｍとすることにより、良好な状態で湿潤養生を行うことができる。ノズル３５から噴霧する微霧５４の噴霧量は、例えば１〜２リットル／時間とする。噴霧期間は、例えば２１日間とする。
【００６７】
図８に示す工程では、第１の実施の形態と同様に、養生区間をトンネル軸方向に複数の区間に区分し、区間毎のトンネル内部の湿度に応じて水の噴霧量を調整してもよい。水の噴霧量は、例えば、配管４１ｂの一部の孔３９からノズル５３を取り外して蓋（図示せず）を設置し、使用するノズル５３の数量を変更することにより、調整可能である。
【００６８】
水タンク１９の容量およびポンプ２１の能力は、ノズル５３の設置数や配管４１ａおよび配管４１ｂの長さ、微霧５４の噴霧量や噴霧期間等に基づいて決定される。水タンク１９の水は、所定の時間毎に供給してもよいし、トンネル３の坑内に常時設置されている水配管から自動で供給してもよい。
【００６９】
図８に示す工程では、所定の養生期間が終了した後、養生区間に設置した掘削方向最後部の配管ユニット４１を覆工コンクリート５の内側から取り外し、掘削方向最前部に設置する。このとき、水タンク１９およびポンプ２１は一旦取り外し、新たに最後部となった配管ユニット４１の端部に再接続する。または、取り外した配管ユニット４１の区間を送水配管と置き換えてもよい。
【００７０】
第２の実施の形態では、地山１の掘削と覆工コンクリート５の打設、養生区間への配管ユニット４１の設置、配管ユニット４１による水の噴霧、配管ユニット４１の取り外しを繰り返すことにより、トンネル３の覆工コンクリート５の構築を進める。養生区間や噴霧期間の長さは、移動式型枠の移動に関係なく、施工条件に応じて適切に設定される。
【００７１】
このように、第２の実施の形態では、複数の配管ユニット４１をトンネル軸方向に接続しつつ覆工コンクリート５の内側に設置し、微霧４３を噴霧して覆工コンクリート５の養生を行う。第２の実施の形態では、移動式型枠の移動に関係なく、配管ユニット４１を単独で設置・撤去・移動させることにより、養生区間や噴霧期間の長さを自由に設定でき、安定した十分な養生を行うことができる。
【００７２】
第２の実施の形態の養生方法では、配管ユニット４１を用いて、トンネル３の養生区間の内空全体を有効に利用して加湿する。また、上述したように、施工中のトンネル３では一般に０．３ｍ／ｓ以上の風速が得られるように換気が行われており、風速を０．３〜０．６ｍ／ｓ程度にコントロールすることにより、湿気を含んだ空気が充満しやすくなる。そのため、第２の実施の形態の養生方法では、湿度のコントロールが容易であり、トンネル３の養生区間の内空全体を略均一に湿潤できる。
【００７３】
第２の実施の形態によれば、覆工コンクリート５の表面湿度を、急激な変化なく一定に保つことができるため、覆工コンクリート５が緻密になり、初期・長期強度が増大し、従来工法と比較して構造上の安全性が向上する。また、乾燥収縮・温度応力によるひび割れが低減できるため、鉄筋の腐食等が抑制されてコンクリートの耐久性が向上し、剥離・剥落を防止できる。さらに、従来と比較してひび割れ補修の工期が短縮でき、工費削減が可能となる。
【００７４】
第２の実施の形態で使用する配管４１ａ、配管４１ｂやノズル５３は、市販のものを用いるため、材料・工具の品質確認が容易である。配管ユニット４１は軽量であるため、人手で容易に移動および組立が可能である。
【００７５】
トンネル３の内空には、換気設備、照明、給排水設備、電気ケーブルなどの工事用設備が設置されているが、配管ユニット４１は設置時に大規模なフレーム等が不要であるため、設置時や移動時に工事用設備が障害物となることがなく、作業性が良い。また、配管ユニット４１は、作業車両の通行の妨げにならない。
【００７６】
なお、第２の実施の形態の配管ユニット４１では、３本の配管４１ｂを配管４１ａの軸方向に３〜５ｍおきに配置したが、配管４１ｂの設置本数や設置間隔は、これに限らない。また、配管４１ｂをアーチ状としたが、配管４１ｂの形状はアーチ状に限らず、養生する覆工コンクリート５の内周面２５の形状に対応したものとする。
【００７７】
第２の実施の形態では、配管４１ａおよび配管４１ｂの径や孔３９の設置間隔、配管４１ｂと覆工コンクリート５の内周面２５との距離、微霧５４の噴霧量や噴霧期間等の数値を例示したが、これらの数値は上述したものに限らない。これらの数値は、事例ごとに適切に設定すればよい。
【００７８】
また、配管ユニット４１を用いて水を噴霧する際に、配管４１ｂに設置するノズル５３の数量を調整することにより、養生区間をトンネル軸方向に複数に区分した区間毎の水の噴霧量を調整したが、水の噴霧量の調整方法はこの限りでない。配管ユニット４１に圧力バルブや流量弁を設けて噴霧量を調整してもよい。
【００７９】
さらに、第２の実施の形態では、覆工コンクリート５の脱型直後から配管ユニット４１を用いた養生を行ったが、養生計画はこれに限らない。例えば、覆工コンクリート５を脱型し、従来の方法による養生を行った後、配管ユニット４１を用いた養生を行ってもよい。
【００８０】
配管４１ａの設置時には、図７に示すＬ型鋼材２３のかわりにＬ型アルミニュームを用いてもよい。
【００８１】
図９は、トンネル３の貫通後の覆工コンクリート５の養生方法を示す図である。第１および第２の実施の形態では、図１０に示す換気装置５７により坑内の風速が所定の範囲にコントロールされた下でトンネル３を掘削しつつ覆工コンクリート５の養生を行うことにより、微霧により湿気を含んだ空気が充満しやすくなり、さらに覆工コンクリート５の養生が促進できることを述べた。以下に、図９に示すように、覆工コンクリート５に先行して実施する地山１の掘削によりトンネル３が貫通した場合の坑内風速をコントロールする方法について説明する。
【００８２】
図９に示すようにトンネル３が貫通した後は、トンネル３内の移動式型枠７の前方に隔壁５５を設置する。そして、トンネル３の貫通後にも、トンネル貫通前と同様に、換気装置５７の風管５９の端部６３からトンネル３の内部に新鮮な空気を送り、矢印Ｇに示す方向に所定の範囲の風速が得られるように換気を行う。また、第１および第２の実施の形態と同様の方法で、配管ユニット１３等を用いて覆工コンクリート５の養生を行う。
【００８３】
図９に示す養生方法では、隔壁５５を設置することにより、トンネル３の貫通後にも、トンネル３の貫通前と同様に、トンネル坑内の風向きや風速を所定の範囲に保つことができる。よって、容易に湿度をコントロールすることができ、トンネル３の養生区間の内空全体を略均一に湿潤できる。
【００８４】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００８５】
３………トンネル
５………覆工コンクリート
１１………養生区間
１３、４１………配管ユニット
１３ａ、４１ａ、４１ｂ………配管
１７、３９………孔
２３………Ｌ型鋼材
３５、５３……ノズル
３７、５４………微霧
４５………コンクリートアンカ
４７………鋼線
５５………隔壁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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