(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル内壁面に打設された覆工コンクリートの養生装置であって、
前記覆工コンクリートの表面に沿って該表面から所定距離離間するように設けられる防水性の隔壁膜と、
前記覆工コンクリート表面と前記隔壁膜とにより形成される湿潤養生空間に霧状の水分を供給する水分供給手段と、
前記隔壁膜の内周に沿って該隔壁膜と所定距離離間するように設けられる断熱性シートと、
前記隔壁膜と前記断熱性シートとにより形成される温調養生空間内に、温調された空気を送風する送風手段と、
を備えることを特徴とする覆工コンクリート養生装置。
【請求項２】
前記覆工コンクリートを打設する覆工セントル内にも温調された空気を送風して、脱枠前の覆工コンクリートの温度を調整する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の覆工コンクリート養生装置。
【請求項３】
前記隔壁膜と前記断熱性シートとを固定する複数の膜結合手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の覆工コンクリート養生装置。
【請求項４】
前記送風手段は、前記温調養生空間の下半部に設けられる送風口と前記温調養生空間の最上部付近に設けられる排気口と、温度調整された空気を送風する送風機とを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の覆工コンクリート養生装置。
【請求項５】
前記隔壁膜の表面には、凸部、フィンまたは植毛が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の覆工コンクリート養生装置。
【請求項６】
前記湿潤養生空間および前記温調養生空間を、覆工コンクリートを打設したトンネルの上半部と下半部とにそれぞれ分割する断熱性の隔壁を備え、
上半部の第１湿潤養生空間と下半部の第２湿潤養生空間、および上半部の第１温調養生空間と下半部の第２温調養生空間との養生条件を変更しうることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の覆工コンクリート養生装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の覆工コンクリート養生装置を１以上含む覆工コンクリート養生システムであって、
覆工コンクリート打設からの経過時間に応じて、各覆工コンクリート養生装置の湿潤養生空間および温調養生空間の養生条件を変更して前記覆工コンクリートの養生を行うことを特徴とする覆工コンクリート養生システム。
【請求項８】
トンネル内壁面に打設された覆工コンクリートの養生方法であって、
前記覆工コンクリートの表面に沿って該表面から所定距離離間するように設けられる防水性の隔壁膜と覆工コンクリート表面とにより形成される湿潤養生空間に、霧状の水分を供給して前記覆工コンクリートを養生する湿潤養生ステップと、
前記隔壁膜に沿って該隔壁膜から所定距離離間するように設けられる断熱性シートと前記隔壁膜とにより形成される温調養生空間に、温調された空気を送風して前記湿潤養生空間の温度を調整する温調養生ステップと、
を含むことを特徴とする覆工コンクリート養生方法。
【請求項９】
前記温調養生ステップは、前記温調養生空間の下半部から温調された空気を供給し、前記温調養生空間の最上部付近から空気を排出させることを特徴とする請求項８に記載の覆工コンクリート養生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内壁面に打設された覆工コンクリートを養生する覆工コンクリート養生装置、覆工コンクリート養生システムおよび覆工コンクリート養生方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
覆工コンクリートなどのコンクリートは、打設後、セメントの水和反応に伴う発熱によってコンクリート温度が上昇し、その後放熱によって徐々に外気温程度まで冷却されることにより、コンクリートの内部と表面との温度差に起因するひび割れや、コンクリートの収縮により地盤等から受ける拘束によるひび割れが発生することがある。また、コンクリートが十分に硬化していない状態で、水和反応に伴う水分の蒸発によりコンクリート表面が乾燥すると、コンクリート表面にひび割れが発生することがある。したがって、コンクリート種類や、トンネル坑内の温度、湿度、コンクリート打設時の初期温度等の種々の条件を考慮した上で、コンクリート表面からの水分の蒸発を防ぐとともに、コンクリート内部の温度上昇を抑制する養生が必要になる。
【０００３】
従来、トンネル内に打設された覆工コンクリートの養生温度を保持する覆工コンクリート養生装置として、断熱性シートと覆工コンクリート表面とを隔壁により閉塞して形成した断熱空間を設け、前記断熱空間に空気を充填することにより覆工コンクリートの養生温度を調整する覆工コンクリート養生設備がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、トンネル内の覆工コンクリートの養生温度を制御する覆工コンクリート養生装置として、遮水シートと覆工コンクリート表面とにより形成された養生空間に、霧状の水を噴霧して湿潤状態を保持することにより、覆工コンクリートを養生する覆工コンクリート養生設備が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２９１６９０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】トンネルと地下、４５２号、vol３９、No.４、２００８年４月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の覆工コンクリート養生設備では、送風した空気により断熱空間を設けて覆工コンクリートの養生温度を調整できるものの、たとえば、温暖な季節や地域のような過酷な条件下では、断熱空間の温度を所望する温度に維持することは困難であった。
【０００８】
また、非特許文献１に記載の覆工コンクリート養生設備では、噴霧水を温度調整し、養生空間内の湿度を制御できるものの、覆工コンクリート表面に直接水滴をつけないためには、噴霧量をある水量以下とする必要があった。このため、上記同様、過酷な条件下では、養生空間の温度を所望する温度に維持することは困難であった。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、覆工コンクリート表面を濡らすことなく湿潤状態を保つとともに、過酷な条件下においても養生温度を所望の温度に調整しうる覆工コンクリート養生装置、覆工コンクリート養生システムおよび覆工コンクリート養生方法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】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の覆工コンクリート養生装置は、トンネル内壁面に打設された覆工コンクリートの養生装置であって、前記覆工コンクリートの表面に沿って該表面から所定距離離間するように設けられる防水性の隔壁膜と、前記覆工コンクリート表面と前記隔壁膜とにより形成される湿潤養生空間に霧状の水分を供給する水分供給手段と、前記隔壁膜の内周に沿って該隔壁膜と所定距離離間するように設けられる断熱性シートと、前記隔壁膜と前記断熱性シートとにより形成される温調養生空間内に、温調された空気を送風する送風手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の覆工コンクリート養生装置は、上記発明において、前記覆工コンクリートを打設する覆工セントル内にも温調された空気を送風して、脱枠前の覆工コンクリートの温度を調整する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の覆工コンクリート養生装置は、上記発明において、前記隔壁膜と前記断熱性シートとを固定する複数の膜結合手段を備えることを保つことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の覆工コンクリート養生装置は、上記発明において、前記送風手段は、前記温調養生空間の下半部に設けられる送風口と前記温調養生空間の最上部付近に設けられる排気口と、温度調整された空気を送風する送風機とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の覆工コンクリート養生装置は、上記発明において、前記隔壁膜の表面には、凸部、フィンまたは植毛が設けられることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の覆工コンクリート養生装置は、上記発明において、前記湿潤養生空間および前記温調養生空間を、覆工コンクリートを打設したトンネルの上半部と下半部とにそれぞれ分割する断熱性の隔壁を備え、上半部の第１湿潤養生空間と下半部の第２湿潤養生空間、および上半部の第１温調養生空間と下半部の第２温調養生空間との養生条件を変更しうることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記に記載の覆工コンクリート養生装置を１以上含む覆工コンクリート養生システムであって、覆工コンクリート打設からの経過時間に応じて、各覆工コンクリート養生装置の湿潤養生空間および温調養生空間の養生条件を変更して前記覆工コンクリートの養生を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の覆工コンクリート養生方法は、トンネル内壁面に打設された覆工コンクリートの養生方法であって、前記覆工コンクリートの表面に沿って該表面から所定距離離間するように設けられる防水性の隔壁膜と覆工コンクリート表面とにより形成される湿潤養生空間に、霧状の水分を供給して前記覆工コンクリートを養生する湿潤養生ステップと、前記隔壁膜に沿って該隔壁膜から所定距離離間するように設けられる断熱性シートと前記隔壁膜とにより形成される温調養生空間に、温調された空気を送風して前記湿潤養生空間の温度を調整する温調養生ステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の覆工コンクリート養生方法は、上記発明において、前記温調養生ステップは、前記温調養生空間の下半部から温調された空気を供給し、前記温調養生空間の最上部付近から空気を排出させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る覆工コンクリート養生装置、覆工コンクリート養生システムおよび覆工コンクリート養生方法は、覆工コンクリートの表面を含む湿潤養生空間に霧状の水分を供給するとともに、温調養生空間に温調した空気を送風することにより、前記温調養生空間のみならず前記湿潤養生空間の温度を調整することができるため、覆工コンクリート表面を濡らすことなく、覆工コンクリート表面の湿潤を保ちながら養生温度を制御して覆工コンクリートのひび割れを防止することができる。また、本発明に係る覆工コンクリート養生装置、覆工コンクリート養生システムおよび覆工コンクリート養生方法は、覆工コンクリート打込み中、および打込み完了から脱枠までの型枠箇所に温調した空気を送風することにより、打込み中から脱枠までの間においても覆工コンクリートの温度を調整することができるため、コンクリートの水和反応に伴う温度上昇を効果的に抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る覆工コンクリート養生装置を示すトンネル要部の縦断面図である。
【図２】図２は、図１の覆工コンクリート養生装置を含むトンネルのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３は、図１の覆工コンクリート養生装置を含むトンネルのＢ−Ｂ部分断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態２に係る覆工コンクリート養生装置を示すトンネルの横断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２に係る覆工コンクリート養生装置を示すトンネル要部の縦断面図である。
【図６】図６は、図５の覆工コンクリート養生装置を含むトンネルのＣ−Ｃ部分断面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態３に係る覆工コンクリート養生装置を示すトンネルの横断面図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る覆工コンクリート養生装置を示すトンネル要部の縦断面図である。
【図９】図９は、図８の覆工コンクリート養生装置を含むトンネルのＤ−Ｄ部分断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４に係る覆工コンクリート養生システムを示すトンネルの縦断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４の変形例１に係る覆工コンクリート養生システムを示すトンネルの縦断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態４の変形例２に係る覆工コンクリート養生システムを示すトンネルの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態に係る覆工コンクリート養生装置を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１〜図３は本発明の実施の形態１に係る覆工コンクリート養生装置１００を示す概略図である。ここで、図１は、覆工コンクリート養生装置１００を示すトンネル１０要部の縦断面図（トンネル掘削方向である軸方向に沿う断面）を示しており、図２は、図１の覆工コンクリート養生装置１００を含むトンネルのＡ−Ａ断面図（トンネル掘削方向である軸方向に直交する断面）を示しており、図３は、図１の覆工コンクリート養生装置１００を含むトンネルのＢ−Ｂ部分断面図を示している。
【００２３】
覆工コンクリート１は、図１に示すように掘削したトンネル１０の内壁面１０ａに吹付コンクリート１１を吹き付けてロックボルト（図示せず）を打ち込むことによってトンネル１０の内壁面１０ａの崩落などを防いだ後、吹付コンクリート１１の内壁面に防水シート（図示せず）を張り、吹付コンクリート１１との間に防水シートを介在する形態で覆工セントルを用いて打設される。覆工セントル１２は、吹付コンクリート１１（防水シート）との間に覆工コンクリート１を打設するための空隙をおいて門型に形成した型枠を有している。この型枠には、前記空隙にコンクリートを流し込むための孔（図示せず）が形成してある。そして、覆工セントルは、型枠の内側から前記孔を介して吹付コンクリート１１（防水シート）との間の空隙にコンクリートを流し込むことによって覆工コンクリート１を打設する。覆工セントル１２は、覆工コンクリート１を打設した後、所定時間（例えば１日〜２日）の養生期間をおいて外される。
【００２４】
覆工セントルを外した後、本発明の実施の形態１に係る覆工コンクリート養生装置１００を設置し、覆工コンクリート１の養生を行うが、覆工セントル箇所においても覆工養生装置１００による温度の調整が開始されている。
【００２５】
覆工コンクリート養生装置１００は、覆工コンクリート１の表面１ａに沿って設けられる防水性の隔壁膜１３と、隔壁膜１３に沿って設けられる断熱性シート１５と、断熱性シート１５を支持する台車１９と、覆工コンクリート表面１ａと隔壁膜１３とにより形成される湿潤養生空間１６に霧状の水分を供給する水分供給手段２０と、隔壁膜１３と断熱性シート１５とにより形成される温調養生空間１７に温調した空気を送風する送風手段２１とを備える。
【００２６】
図１〜図３に示すように、覆工コンクリート１の表面１ａ側を覆う態様で当該覆工コンクリート１の表面１ａから所定距離Ｈ１離間させて、防水性の隔壁膜１３を設け、当該隔壁膜１３の両端部を覆工コンクリート表面１ａにアーチ状に設けた断熱性の隔壁１４で密閉して湿潤養生空間１６を設ける。隔壁膜１３は、通風による霧状の水粒子（粒径１０〜１００μｍ）の排出を防止できる防水性の材料であればよく、通気性のない膜状シートが適している。また、隔壁膜１３は、熱伝達性能が高いものが好ましく、単位面積当たりの表面積を増大させる凸部、フィンまたは植毛を付すことが好ましい。
【００２７】
また、隔壁膜１３に沿って所定距離Ｈ２離間させて、断熱性シート１５を設ける。当該断熱性シート１５の両端部についても、覆工コンクリート表面１ａにアーチ状に設けた断熱性の隔壁１４で略密閉して温調養生空間１７を設ける。断熱性シート１５は、例えば発泡ウレタンにアルミフィルムを積層したシートが好適に使用されるが、断熱性を有する膜状シートであればよい。なお、湿潤養生空間１６および温調養生空間１７の密閉性を保つために隔壁１４を設けることが望ましいが、隔壁１４を設けることなく、隔壁膜１３と断熱性シート１５の両端部を溶着、または接着して密閉性を保持してもよい。
【００２８】
水分供給手段２０は、ノズル２０ａと、水分供給口２０ｂと、水貯留タンク２０ｃとを有し、水貯留タンク２０ｃ内で所定温度に調整された水を、図示しない配管および送液ポンプにより水分供給口２０ｂまで送液後、ノズル２０ａにより霧状の水分を湿潤養生空間１６に供給する。水分供給手段２０により湿潤養生空間１６に供給される水分量は、覆工コンクリート表面１ａに水が付着しない程度、即ち、湿潤養生空間１６内の湿度が１００％未満となるようにするのが好ましい。水分量が多いほど、コンクリート表面１ａを湿潤に保ち、コンクリートの水和反応を促進させるが、水分量が多すぎると、付着した水の気化熱でコンクリート表面のみが急冷され表面ひび割れを発生させたり、水が付着した跡が残存し美観を損ねるためである。
【００２９】
水供給口２０ｂは、断熱性シート１５に接して設けられ、ノズル２０ａを支持する。ノズル２０ａは、隔壁膜１３および断熱性シート１５を貫通して設置され、ノズル２０ａ先端部から湿潤養生空間１６内に霧状の水分を供給する。隔壁膜１３および断熱性シート１５のノズル２０ａ貫通口を介し、湿潤養生空間１６内の霧状水分、および温調養生空間１７内の空気が漏れでないよう、隔壁膜１３および断熱性シート１５とノズル２０ａとの接触部はシールド処理される。あるいは、水供給口２０ｂは、後述する台車１９の周枠１９ａに固定するよう設置してもよい。
【００３０】
送風手段２１は、送風口２１ａと、排気口２１ｂと、送風する空気の温度調整可能な送風機２１ｃとを有し、送風機２１ｃにより所定温度に調整された空気を、図示しない配管により送風口２１ａまで送風することにより温調養生空間１７に送風する。実施の形態１にかかる送風手段２１の送風口２１ａは、図２に示すように、温調養生空間１７の下半部に設けられ、送風口２１ａから温調養生空間１７に供給された冷風は、隔壁膜１３を介して湿潤養生空間１６の空気と熱交換しながら上昇し、温調養生空間１７の最上部付近に設けられる排気口２１ｂから排出される。送風口２１ａから供給された冷風と湿潤養生空間１６とが熱交換することにより、湿潤養生空間１６の温度を所望の温度まで低減し、覆工コンクリート１の温度上昇を抑制することが可能となる。覆工コンクリート１は、インバート側の拘束が強く、覆工脚部でひび割れ指数が下がる傾向にあるため、温調養生空間１７の下層部に送風口２１ａを設けることにより、効果的に覆工コンクリート１の冷却を行うことができる。なお、湿潤養生空間１６内の温度制御は、送風する空気の温度、風量等により行う。
【００３１】
また、送風手段２１は、覆工コンクリート１を打設する覆工セントル内に温調した空気を送風する覆工セントル送風ライン（図示しない）を有していてもよい。送風手段２１は、覆工セントル送風ラインと温調養生空間１７とに温調した空気の送風を切り替える弁を有し、該弁の切替えにより、打込みから脱枠までの期間、打設された覆工コンクリート１を、型枠を介して冷却することもできる。あるいは、覆工コンクリート養生装置１００は、脱枠前の覆工コンクリート１の温度調整用に、送風手段２１とは別の送風手段を有していてもよい。なお、送風手段より覆工セントル内に温調した空気を送風する場合には、温調した空気の拡散を防止して効果的に覆工コンクリート１を冷却するために、覆工セントルの型枠箇所を断熱シートで囲い込むことが好ましい。
【００３２】
隔壁膜１３、隔壁１４および断熱性シート１５は、覆工コンクリート１の表面１ａに沿うように台車１９によって支持される。台車１９は、周枠１９ａ、柱１９ｂ、梁１９ｃ、筋交い１９ｆおよび車輪１９ｄからなる。周枠１９ａは、図２に示すように覆工コンクリート１の表面１ａに沿うように門型に形成してある。柱１９ｂ、梁１９ｃおよび筋交い１９ｆは、周枠１９ａを保持する。車輪１９ｄは、柱１９ｂの先端に設けられ、トンネル軸方向に沿って延設されるレール１９ｅに沿って車輪１９ｄを回転させて、台車１９をトンネル１０内で移動させる。
【００３３】
図１および図２に示すように、台車１９は、周枠１９ａおよび梁１９ｃにより、湿潤養生空間１６および温調養生空間１７が覆工コンクリート１と同様のアーチ型形状を保つように、断熱性シート１５を支持する。
【００３４】
膜結合糸１８は、隔壁膜１３と断熱性シート１５とを溶着、または接着により結合する。膜結合糸１８は、断熱性シート１５と同様の材料、または隔壁膜１３と同様の材料で構成され、複数の膜結合糸１８により隔壁膜１３と断熱性シート１５とを所定間隔（Ｈ２）で固定することにより、送風手段２１により温調養生空間１７に空気が送風された場合でも、温調養生空間１７は所定のアーチ型形状を保持することが出来る。また、台車により断熱性シート１５を支持し、かつ膜結合糸１８により温調養生空間１７のアーチ型形状を保持することにより、湿潤養生空間１６についても所定のアーチ型形状が保持できる。膜結合糸１８は、送風手段２１により送風された空気の圧力に耐えられる構造であればよく、送風された空気の流れを阻害しない構造とすることが好ましい。
【００３５】
隔壁１４は、周枠１９ａのアーチ形状に沿って設けてあり、内部に空気が充填される袋状に形成される。隔壁１４は、その内部に空気を充填することで断熱性を有している。この隔壁１４は、トンネル掘削方向であるトンネル軸方向に沿って対をなして配置される。隔壁膜１３および断熱性シート１５は、対をなす隔壁１４の間に設けられる。台車１９の周りに、膜結合糸１８により固定された隔壁膜１３および断熱性シート１５を被せ、周枠１９ａに取り付けた隔壁１４に空気を充填する。その後、送風手段２１により温調養生空間１７に温調された空気を供給し、水分供給手段２０により湿潤養生空間１６に霧状の水分を供給することにより、覆工コンクリート１の表面１ａの湿潤を保ちながら、温調養生空間１７および湿潤養生空間１６の温度を制御して、覆工コンクリート１の養生を行うことが出来る。
【００３６】
このように、覆工コンクリート１の表面１ａの湿潤を保持する湿潤養生空間１６、および湿潤養生空間１６の養生温度を調整する温調養生空間１７を設けることにより、温暖な地域、季節等過酷な条件下においても、覆工コンクリート１の湿潤・養生温度を保つことが可能となり、覆工コンクリート１のひび割れを防止することができる。
【００３７】
なお、実施の形態１の水分供給手段２０は、水貯留タンク２０ｃ内の水を所定温度に制御しているが、温調養生空間１７に送風手段２１により温調下空気を送風して湿潤養生空間１６内の温度、すなわち湿潤養生空間１６に供給された霧状の水分の温度を調整することができるので、水貯留タンク２０ｃを設けることなく、水道管等の水供給手段から水分供給口２０ｂまで直接送液し、ノズル２０ａにより霧状の水分を湿潤養生空間１６に供給しても湿潤養生空間１６の温度制御を行うことも可能である。
【００３８】
（実施の形態２）
実施の形態２にかかる覆工コンクリート養生装置は、湿潤養生空間の温度を調整する温調養生空間が、トンネルの下半部に形成される点で実施の形態１の覆工コンクリート養生装置と異なる。
【００３９】
以下、図４〜６を参照して、実施の形態２にかかる覆工コンクリート養生装置２００について詳細に説明する。なお、図４〜６において、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付している。
【００４０】
図４は、本発明の実施の形態２に係る覆工コンクリート養生装置２００を示すトンネル１０の横断面図である。図５は、本発明の実施の形態２に係る覆工コンクリート養生装置２００を示すトンネル１０要部の縦断面図である。図６は、図５の覆工コンクリート養生装置２００を含むトンネル１０のＣ−Ｃ部分断面図である。
【００４１】
覆工コンクリート養生装置２００は、トンネル１０の下半部に隔壁膜１３に沿って設けられる断熱性シート１５Ａを有し、台車１９Ａは、上半部の隔壁膜１３および下半部の断熱性シート１５Ａを支持し、送風手段２１は、隔壁膜１３と断熱性シート１５Ａとにより形成される温調養生空間１７Ａに温調した空気を送風する。
【００４２】
断熱性シート１５Ａは、トンネル１０の下半部（脚部）のみに、隔壁膜１３に沿って設けられる。ここで、トンネル１０の下半部（脚部）とは、図５に示すスプリングラインＳの下側である。断熱性シート１５Ａの水平方向端部は、温調養生空間１７Ａを形成するために隔壁膜１３に溶着、または接着される。トンネル１０の下半部（脚部）に温調養生空間１７Ａを形成することにより、湿潤養生空間１６の下半部の温度を低下させてトンネル１０の下半部（脚部）の覆工コンクリート１の温度上昇を抑制できるため、水和反応後、温度低下により硬化収縮した覆工コンクリート１が、インバートで拘束されることに起因するひび割れを効果的に防止できる。
【００４３】
温調養生空間１７Ａには、送風機２１ｃにより所定温度に調整された空気が送風口２１ａを介して供給され、排気口２１ｂから排気される。送風口２１ａおよび排気口２１ｂは、温調養生空間１７Ａ内全体に気流が生じるように、温調養生空間１７Ａのトンネル軸方向端部にそれぞれ設けられる（図６参照）。送風口２１ａおよび排気口２１の位置を温調養生空間１７Ａの端部に設けることにより、効果的に湿潤養生空間１６の温度制御が可能となる。
【００４４】
台車１９Ａは、トンネル下半部に設けられる断熱性シート１５Ａを周枠１９ａおよび梁１９ｃにより支持するとともに、トンネル上半部（天端部）に設けられる隔壁膜１３を周枠１９ａ’および梁１９ｃ’により支持する。周枠１９ａ’および梁１９ｃ’は、隔壁膜１３が、覆工コンクリート１の表面１ａから所定距離Ｈ１離間させて支持するように、周枠１９ａおよび梁１９ｃよりトンネル１０方向に形成される。
【００４５】
（実施の形態３）
実施の形態３にかかる覆工コンクリート養生装置は、湿潤養生空間および温調養生空間がトンネル上半部とトンネル下半部とにそれぞれ分離されている点で、実施の形態１の覆工コンクリート養生装置と異なる。
【００４６】
図７は、本発明の実施の形態３に係る覆工コンクリート養生装置３００を示すトンネル１０の横断面図である。図８は、本発明の実施の形態３に係る覆工コンクリート養生装置３００を示すトンネル１０要部の縦断面図である。図９は、図８の覆工コンクリート養生装置３００を含むトンネル１０のＤ−Ｄ部分断面図である。なお、図７〜９において、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付している。
【００４７】
覆工コンクリート養生装置３００は、湿潤養生空間および温調養生空間を、トンネル上半部とトンネル下半部とにそれぞれ分離する隔壁１４ｂを有する。隔壁１４ｂは、図７および図８に示すように、トンネル１０を上半部と下半部とに分割するスプリングラインＳの位置に設けられる。隔壁１４ｂは、隔壁１４と同様に、内部に空気が充填される袋状に形成され、隔壁１４ｂに空気を充填することにより、湿潤養生空間を上半湿潤養生空間１６Ｂと下半湿潤養生空間１６Ｃとに、温調養生空間を上半温調養生空間１７Ｂと下半温調養生空間１７Ｃとにそれぞれ分割する。
【００４８】
覆工コンクリート養生装置３００は、上半湿潤養生空間１６Ｂに霧状の水分を供給する水分供給手段２０Ｂと、下半湿潤養生空間１６Ｃに霧状の水分を供給する水分供給手段２０Ｃとを備える。水分供給手段２０Ｂは、水貯留タンク２０ｃ−１内で所定温度に調整された水を、図示しない配管および送液ポンプにより水分供給口２０ｂまで送液後、ノズル２０ａにより上半湿潤養生空間１６Ｂに霧状の水分を供給する。水分供給手段２０Ｃは、水貯留タンク２０ｃ−２内で所定温度に調整された水を、図示しない配管および送液ポンプにより水分供給口２０ｂまで送液後、ノズル２０ａにより下半湿潤養生空間１６Ｃに霧状の水分を供給する。各湿潤養生空間に供給する水を貯留する水貯留タンクを個別に設けることにより、各湿潤養生空間に供給する水温を個別に管理することができるため、養生条件をより精密に管理することが可能となる。しかしながら、各湿潤養生空間の温度は、供給される水の温度より後述する各温調養生空間の温度に依存するため、１の水分供給手段により各湿潤養生空間に水を供給することも可能である。
【００４９】
また、覆工コンクリート養生装置３００は、上半温調養生空間１７Ｂに温調された空気を供給する送風手段２１Ｂと、下半温調養生空間１７Ｃに温調された空気を供給する送風手段２１Ｃとを備える。送風手段２１Ｂは、送風機２１ｃ−１により所定温度に調整された空気を、図示しない配管により送風口２１ａ−１まで送風し、送風口２１ａ−１を介して上半温調養生空間１７Ｂに送風し、排気口２１ｂ−１から排出する。実施の形態３にかかる送風手段２１Ｂの送風口２１ａ−１は、図７に示すように、上半温調養生空間１７ＢのスプリングラインＳ近傍に設けられ、送風口２１ａ−１から上半温調養生空間１７Ｂに供給された冷風は、隔壁膜１３を介して上半湿潤温調空間１６Ｂと熱交換しながら上昇し、上半温調養生空間１７Ｂの最上部付近に設けられる排気口２１ｂ−１から排出される。送風手段２１Ｃは、送風機２１ｃ−２により所定温度に調整された空気を、図示しない配管により送風口２１ａ−２まで送風し、送風口２１ａ−２を介して温調養生空間下半１７Ｃに送風し、排気口２１ｂ−２から排出する。送風口２１ａ−２および排気口２１ｂ−２は、下半温調養生空間１７Ｃ内全体に気流が生じるように、下半温調養生空間１７Ｃのトンネル軸方向端部にそれぞれ設けられる（図９参照）。
【００５０】
湿潤養生空間を上半湿潤養生空間１６Ｂと下半湿潤養生空間１６Ｃとに、温調養生空間を上半温調養生空間１７Ｂと下半温調養生空間１７Ｃとにそれぞれ分割する実施の形態３にかかる覆工コンクリート養生装置３００は、トンネル１０の上半部の覆工コンクリート１と、下半部の覆工コンクリート１の養生条件を精密に管理することが出来る。覆工コンクリート１において、上半部で生じるひび割れと下判部で生じるひび割れの原因は異なる場合があり、上半部では主にトンネル１０の坑内温度が低い場合にトンネル軸方向にひび割れが生じることがあり、下半部では主に硬化したコンクリートの収縮が外部拘束されることによりトンネル軸方向と直行する方向にひび割れが生じる。かかる場合に、覆工コンクリート１の上半部と下半部とを、外部環境を考慮して異なる条件で養生することにより、効果的に覆工コンクリート１のひび割れを防止することが可能となる。
【００５１】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４は、本発明の覆工コンクリート養生装置を１台以上使用する覆工コンクリート養生システムである。
【００５２】
トンネル１０の掘削や、覆工コンクリートの打設等は連続的に行われており、トンネル１０の掘削、覆工コンクリートの打設、その後の覆工コンクリートの養生は同程度の時間に行うことが望ましい。しかしながら、覆工コンクリートの養生を、トンネル１０の掘削や覆工コンクリートの打設に要する時間と同程度の時間、かつ同程度のスパンで行った場合、地域、季節等の外部環境要因により所望する強度の発現が得られないおそれがある。本実施の形態４にかかる覆工コンクリート養生システムは、本発明の覆工コンクリート養生装置を１台または２台以上使用して覆工コンクリートを養生することにより、コンクリートの種類や地域、季節等の外部環境要因に影響されることなく、所望する程度まで強度発現させるとともに、ひび割れ等の発生を防止する。
【００５３】
図１０を参照して、本発明の実施の形態４にかかる覆工コンクリート養生システム５００を説明する。図１０は、本発明の実施の形態４に係る覆工コンクリート養生システム５００を示すトンネル１０の縦断面図である。
【００５４】
覆工コンクリート養生システム５００は、図１０に示すように覆工セントル１２によって覆工コンクリート１を打設した長さ（トンネル掘削方向である軸方向の長さ）を基準とし、覆工セントル１２の型枠長さ分を１スパンとして、トンネル１０軸方向の長さが１スパン分の長さと等しい覆工コンクリート養生装置１００（図１〜３参照）を３台連続して構成している。覆工コンクリート養生システム５００は、覆工セントル１２による覆工コンクリート１の打設工程後の、覆工コンクリート１の冷却養生を行う覆工コンクリート養生装置１００−１と、冷却養生後に第１の保温養生を行う覆工コンクリート養生装置１００−２と、第２の保温養生を行う覆工コンクリート養生装置１００−３とからなる。第１保温養生と第２保温養生の養生条件は、同じでも異なっていてもよい。覆工コンクリート養生システム５００は、覆工セントル１２の型枠長さ分に対応した覆工コンクリート養生装置１００を連続して構成することにより、覆工コンクリート１の打設からの経過時間に応じて、覆工コンクリート養生装置１００−１、１００−２および１００−３の湿潤養生空間および温調養生空間の養生条件を適宜変更して、覆工コンクリート１の養生を行うことができる。これにより、コンクリートの種類や、季節、地域等の外部要因に影響されることなく、所望する程度まで強度発現が可能になるとともに、覆工コンクリート１のひび割れも防止することが可能となる。
【００５５】
覆工コンクリート１のひび割れが最も多く発生するのは夏季であり、覆工セントル１２から覆工コンクリート１が打込まれる段階から、いかに覆工コンクリート１の内部温度を抑制できるかがひび割れ防止のポイントとなる。打込み中から始まる冷却養生工程において、本発明に係る覆工コンクリート養生装置１００を使用すれば、効果的に覆工コンクリート１の内部温度の上昇を抑制でき、その後の保温養生において、バルーンタイプの養生装置や、ミストタイプの養生装置を使用しても、コンクリートの強度発現を図りながら、ひび割れ防止が可能となる。
【００５６】
実施の形態４の覆工コンクリート養生システム５００は、覆工コンクリート養生装置１００を３台連続して構成しているが、コンクリートの種類等や外部環境条件に応じて、覆工コンクリート養生装置１００を２台連続して、冷却養生と保温養生を行ってもよい。また、４台以上連続した構成として、冷却養生と保温養生、例えば、第１冷却養生、第１保温養生、第２保温養生、第２冷却養生として、各養生条件を適宜変更して覆工コンクリート１の養生を行ってもよい。
【００５７】
また、実施の形態４の変形例１として、覆工コンクリート養生装置２００（図４〜６参照）を３台連続して構成する覆工コンクリート養生システム５００Ａが例示される（図１１参照）。覆工コンクリート養生システム５００Ａは、覆工コンクリート養生システム５００と同様に、覆工コンクリート１の打設からの経過時間に応じて、覆工コンクリート養生装置２００−１、２００−２および２００−３の湿潤養生空間および温調養生空間の養生条件を適宜変更して、覆工コンクリート１の養生を行うことができる。これによりコンクリートの種類や、季節、地域等の外部要因に影響されることなく、所望する強度発現が可能になるとともに、覆工コンクリート１のひび割れも防止することが可能となる。
【００５８】
さらに、実施の形態４の変形例２として、実施の形態１にかかる覆工コンクリート養生装置１００に、覆工コンクリート１の養生装置として一般的に使用される覆工コンクリート養生装置を適用してもよい。たとえば、図１２に示す覆工コンクリート養生システム５００Ｂのように、一般的に使用される覆工コンクリート養生装置４００−１および４００−２を使用してもよい。覆工コンクリート養生装置４００−１および４００−２に代表される一般的に使用される覆工コンクリート養生装置としては、覆工コンクリート表面に密着させたバルーンに空気を送風して覆工コンクリート表面の湿潤を図りながら養生を行うバルーン式養生装置や、超音波装置または噴霧ノズルにより水分を供給して覆工コンクリート表面の湿潤を図りながら養生を行う養生装置が例示される。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の覆工コンクリート養生装置、覆工コンクリート養生システムおよび覆工コンクリート養生方法は、トンネルに打設された覆工コンクリートの養生に有用であり、特に、コンクリート打設後早期に脱枠された覆工コンクリートの養生において、所望する程度まで強度発現させるのに適している。
【符号の説明】
【００６０】
１    覆工コンクリート
１ａ    表面
１０    トンネル
１０ａ    内壁面
１１    吹付コンクリート
１２    覆工セントル
１３    隔壁膜
１４、１４ｂ    隔壁
１５、１５Ａ  断熱性シート
１６  湿潤養生空間
１７、１７Ａ  温調養生空間
１８  膜結合糸
１９  台車
１９ａ、１９ａ’    周枠
１９ｂ    柱
１９ｃ、１９ｃ’    梁
１９ｄ  車輪
１９ｅ  レール
１９ｆ  筋交い
２０  水分供給手段
２１  送風手段
１００、２００、３００  覆工コンクリート養生装置
５００  覆工コンクリート養生システム
Ｓ    スプリングライン
【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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【図１１】
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【図１２】
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