(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル（１２）内に移動式型枠（１６）によりコンクリート（１４）を打設する装置において、
移動式型枠（１６）のコンクリート（１４）を打設する各打設口（２６）内に、開口径が下方から上方に向けて小径となる弾性素材からなる緩衝部材（２８）を配設させ、
移動式型枠（１６）の基台車（１８）上に移動自在に配設されたコンクリート搬送管（３６）の先端外周縁に面取り加工を施し、打設口（２６）へのコンクリート搬送管（３６）の着脱を容易とすると共に、装着時の密封性を向上させたことを特徴とするトンネル用コンクリート打設装置。
【請求項２】
請求項１記載のトンネル用コンクリート打設装置を使用してトンネル（１２）内にコンクリート（１４）を打設する方法において、
コンクリート搬送管（３６）を伸長させて所定の打設口（２６）へ、緩衝部材（２８）の弾性力により打設口（２６）との接続部を密封して装着し、移動式型枠（１６）とトンネル内壁面（５６）との間にコンクリートを打設した後、コンクリート搬送管（３６）を縮短させて所定の打設口（２６）から取外すことを特徴とするトンネル用コンクリート打設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内にコンクリート、主に二次覆工用コンクリートを打設する打設装置および方法に関するものである。
なお、本明細書中、「打設」とは、養生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠とトンネル内壁面との間に充填させることをいう。
【０００２】
【従来の技術】
元来、トンネル内への二次覆工用のコンクリートの打設は、コンクリートを打設するため移動式型枠により、移動式型枠とトンネル内壁面との間へ、ラップ側（トンネル掘削側と反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、ラップ側の上部、妻側の上部へと順次打設していた。
【０００３】
このコンクリートの打設は、移動式型枠の所定位置のコンクリートを打設する打設口にコンクリート搬送管を接続し、移動式型枠とトンネル内壁面との間に、コンクリートを充填し、所定個所でのコンクリート打設完了後、別個所へコンクリートを打設するため、打設完了個所の打設口からコンクリート搬送管を取外しし、別個所の打設口と接続し、順次コンクリートを打設していた。
【０００４】
この作業を機械化するため、型枠上にコンクリート搬送管を移動自在に配し、このコンクリート搬送管の先端を伸縮させて所定の打設口と接続してコンクリート打設する装置を、本願出願人は先に開発してきた（特許文献１−４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７１１６２７号公報（第４−６頁、図１５、１７−２０）
【特許文献２】
実公平４−３１３５８号公報（第２−３頁、図３）
【特許文献３】
実公平３−５５６７９号公報（第１−２頁、図１−４）
【特許文献４】
特開昭５９−１９５９９９号公報（第２−３頁、図４−７）
【０００６】
これらは何れもコンクリート搬送管と打設口との接続は、打設口内にコンクリート搬送管の先端を嵌装させた後、打設コンクリートの浸出を防止するため、接続部をジョイント金具により止着させて行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来は前記の通り、打設口とコンクリート搬送管との着脱において、打設口およびコンクリート搬送管先端には着脱作業を容易に行うための配慮が何もなされておらず、加えてジョイント金具を介して止着していたため、着脱作業が非常に煩雑であるばかりか、工程遅延の要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような欠点に鑑み、打設口へのコンクリート搬送管の着脱が容易であり、装着時の密封性を向上させることができるトンネル用コンクリート打設装置および方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
上記目的を達成するために、本願請求項１に係る発明は、トンネル内に移動式型枠によりコンクリートを打設する装置において、移動式型枠のコンクリートを打設する各打設口内に、開口径が下方から上方に向けて小径となる弾性素材からなる緩衝部材を配設させ、移動式型枠の基台車上に移動自在に配設されたコンクリート搬送管の先端外周縁に面取り加工を施し、打設口へのコンクリート搬送管の着脱を容易とすると共に、装着時の密封性を向上させたことを特徴とする。
本願請求項２に係る発明は、請求項１記載のトンネル用コンクリート打設装置を使用してトンネル内にコンクリートを打設する方法において、コンクリート搬送管を伸長させて所定の打設口へ、緩衝部材の弾性力により打設口との接続部を密封して装着し、移動式型枠とトンネル内壁面との間にコンクリートを打設した後、コンクリート搬送管を縮短させて所定の打設口から取外すことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置は、トンネル１２内にコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設するための移動式型枠１６に装着されるものであり、図１〜図１０に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１１】
本発明で使用する移動式型枠１６は、図１に示すように、トンネル１２内に移動自在に配設された基台車１８の上部に上部フォーム２０、両側部に側部フォーム２２、下部に下部フォーム２４がそれぞれ設けられてなるものである。
【００１２】
移動式型枠１６のコンクリート１４を打設する各打設口２６内に、開口径が下方から上方に向けて小径となる弾性素材からなる緩衝部材２８を、配設させてある。
【００１３】
本例において、緩衝部材２８は、図５に示すように、打設口２６の内径に対応する外径を有した円柱状本体３０の下方から上方に向けて開口径が小径となる開口３２を貫通させたものであり、その素材は樹脂、ゴム等の弾性力を備えた素材により成形さている。
【００１４】
この緩衝部材２８の開口径を下方から上方に向けて小径とするのは、後述のコンクリート搬送管３６の装着時に密封性を向上させると共に、コンクリート搬送管３６の着脱時に摩擦力（止着力）を軽減させ、小さな力で着脱を可能とするためである。
【００１５】
基台車１８上の前後方向に配した走行レール３４に、コンクリート搬送管３６を、走行自在に配設させてある。
【００１６】
さらに詳述すると、コンクリート搬送管３６は、走行レール３４に走行自在に配した台車３８上に、その長さ方向に伸縮自在に、かつ台車３８に対して垂直方向に回動自在に、配設されている。
【００１７】
本例において、コンクリート搬送管３６は、図６〜１０に示すように、二重構造に嵌挿された外管４０と内管４２とを、伸縮シリンダー４４を介して伸縮させることにより伸縮自在としてあり、外管４０の上端に上管４６が装着されている。
【００１８】
また、図１〜図３に示すように、コンクリート搬送管３６は、回動シリンダー４８により直立状態から左右に９０度回動自在としてある。
【００１９】
コンクリート搬送管３６の先端（上管４６）外周縁に面取り加工が施されている。
【００２０】
この面取り部５０の形状により、コンクリート搬送管３６の打設口２６への着脱時に、摩擦力を軽減させ、小さな力で着脱を可能とするためである。
【００２１】
コンクリート搬送管３６の基端には屈曲自在のコンクリート供給管５２が連結されている。
【００２２】
本例において、コンクリート供給管５２は、コンクリート搬送管３６の移動式型枠１６の長さ方向への移動に伴い屈曲可能な可撓性素材により成形された、例えば樹脂ホースとすることにより、コンクリート搬送管３６の移動性、コンクリート搬送性、を向上させることができる。
【００２３】
なお、図中５４は移動式型枠１６の基台車１８を移動させるための駆動部、５６は一次覆工されたトンネル内壁面を示す。
【００２４】
本装置を使用してトンネル１２内にコンクリート１４、主に二次覆工用コンクリートを打設する方法を以下に詳述する。
【００２５】
まず、移動式型枠１６をトンネル１２の所定位置まで移動させる。
【００２６】
次に、移動式型枠１６のラップ側を既覆工面に重合させ、妻側を妻板（図示略）により、確実に被覆（重合、妻止め）する。
【００２７】
次に、コンクリート搬送管３６を走行レール３４に沿わせて移動式型枠１６の所定の打設口２６の位置へ移動させる。
【００２８】
次に、コンクリート搬送管３６の先端を伸縮シリンダー４４を介して伸長させて打設口２６へ装着する。
【００２９】
この際、打設口２６内の緩衝部材２８の開口径が下方から上方に向けて小径とされ、さらにコンクリート搬送管３６の先端（上管４６）外周面に面取り加工を施してあるため、摩擦力が軽減され、装着させ易く、緩衝部材２８の弾性力により接続部が確実に密封される。
【００３０】
また、打設口２６の位置に対応させてコンクリート搬送管３６を回動シリンダー４８を介して適宜回動させる。
【００３１】
次に、コンクリート搬送管３６から移動式型枠１６とトンネル内壁面５６との間にコンクリート１４を打設する。
【００３２】
この際、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させるため、コンクリート打設量に応じて、振動具（図示略）を介してコンクリート１４を振動させることが望ましい。
【００３３】
次に、所定量のコンクリート１４の打設完了後、コンクリート搬送管３６を次のコンクリート打設個所である移動式型枠１６の別の打設口２６へ移動させるため、コンクリート搬送管３６を伸縮シリンダー４４を介して縮短させて打設口２６から取外す。
【００３４】
この際、打設口２６内の緩衝部材２８の開口径が下方から上方に向けて小径とし、さらにコンクリート搬送管３６の先端外周面に面取り加工を施してあるため、コンクリート搬送管３６の取外し時に摩擦力（止着力）を軽減させ、より小さな力で取外し可能となり、取外しが極めて容易である。
【００３５】
この打設口２６からのコンクリート搬送管３６の取外し時にコンクリート１４が移動式型枠１６内への浸出、逆流を防止するため、各打設口２６には開閉自在の閉塞手段を配備させておく必要がある。
【００３６】
次に、コンクリート搬送管３６を別の打設口２６へ移動させ、順次コンクリート１４を、移動式型枠１６とトンネル内壁面５６との間に打設する。
【００３７】
次に、移動式型枠１６が設置された個所のコンクリート打設完了後、打設コンクリートを養生硬化させ、移動式型枠１６を脱型する。
【００３８】
この移動式型枠１６の脱型により、トンネル１２内への二次覆工用のコンクリート１４の打設が完了する。
【００３９】
次に、移動式型枠１６を前方へ移動させ、コンクリート搬送管３６の移動、各打設口２６への着脱、コンクリート１４の打設、コンクリート１４の養生硬化、移動式型枠１６の脱型、等をトンネル１２の全長にわたり連続して行う。
【００４０】
このように、本発明に係るコンクリート打設方法は、移動式型枠１６の各打設口２６内に、開口径が下方から上方に向けて小径となる緩衝部材２８を配し、先端に面取り加工を施したコンクリート搬送管３６を、所定の打設口２６に装着し、コンクリート打設後、取外し、別の打設口２６へ装着、取外し、順次コンクリートを打設するのであるが、着脱時に摩擦力（止着力）を軽減させ、より小さな力で着脱が可能となり、着脱が極めて容易となる。
【００４１】
さらに、打設口２６へのコンクリート搬送管３６の装着時に緩衝部材２８の弾性力により確実に密封されるため、従来のように接続部にジョイント金具を止着することなく、コンクリートの浸出を防止することができ、ひいては作業工程を大幅に短縮することができる。
【００４２】
なお、本例において、コンクリート搬送管３６の移動式型枠１６の長さ方向への移動は、走行レール３４に走行自在に配設させた台車３８によるものであるが、他の移動手段を採用することは自由である。
【００４３】
また、緩衝部材２８は円柱状本体３０の下方から上方に向けて開口径が小径となる開口３２を貫通させたものであるが、本体３０を角柱状とし、開口３２を上方に向けて幅狭となるテーパー面を備えた形状とし、コンクリート搬送管３６の先端（上管４６）をテーパー面を備えた開口形状と対応させることは自明であり、緩衝部材２８の外形、内部開口３２の形状、コンクリート搬送管３６の先端（上管４６）の形状は、本例に限定されない。
【００４４】
また、緩衝部材２８の素材は樹脂、ゴム等に限定されることはなく、軟質金属、その他の弾性力を備えた素材とすることは自由である。
【００４５】
また、コンクリート搬送管３６は、外管４０、内管４２および上管４６から構成されているが、必ずしも本構造に限定されることはない。
【００４６】
また、コンクリート搬送管３６の基端に接続するコンクリート供給管５２を、コンクリート搬送管３６の移動に伴いその余剰部分をリール等により巻取ることは自明である。
【００４７】
また、コンクリート供給管５２は可撓性素材により成形されているが、屈曲、湾曲自在の他の素材または機構を採用することは自明である。
【００４８】
また、移動式型枠１６とトンネル内壁面５６との間へのコンクリート打設量を感知するコンクリートセンサー（図示略）を設置し、コンクリートセンサーのコンクリート打設量の感知により、コンクリート搬送管３６の移動、打設口２６への着脱、コンクリート打設、等を連動させることにより、作業の自動化を図り、作業性をより一層向上させることができる。
【００４９】
また、本発明の方法および装置は、略半円形のトンネルに使用するものであるが、円形のトンネル、例えば海中トンネル、下水道等、特にその用途は限定されない。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置および方法によれば、型枠の各打設口内に、開口径が下方から上方に向けて小径となる弾性素材からなる緩衝部材を配設させ、型枠の基台上に移動自在に配設された、伸縮自在のコンクリート搬送管の先端外周縁に面取り加工を施すことにより、着脱時に摩擦力（止着力）を軽減させ、より小さな力で着脱が可能となり、着脱作業性を極めて向上させることができる。
【００５１】
また、打設口へのコンクリート搬送管の装着時に、緩衝部材の弾性力により打設口との接続部を確実に密封することができ、従来のように接続部にジョイント金具を止着することなく、コンクリートの浸出を防止することができ、ひいては作業工程を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置の概略正面図。
【図２】同、要部拡大平面図。
【図３】同、要部拡大側面図。
【図４】打設口を示す、（イ）は正面図、（ロ）は側面図、（ハ）は底面図。
【図５】緩衝部材を示す、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は底面図。
【図６】コンクリート搬送管を示す（イ）は正面図、（ロ）は側面図。
【図７】同、平面図。
【図８】同、外管を示す、（イ）は正面図、（ロ）は側面図。
【図９】同、内管を示す、（イ）は正面図、（ロ）は側面図。
【図１０】同、上管を示す、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は底面図。
【符号の説明】
１２ トンネル
１４ コンクリート
１６ 移動式型枠
１８ 基台車
２６ 打設口
２８ 緩衝部材
３２ 開口
３６ コンクリート搬送管
５０ 面取り部
５６ トンネル内壁面
【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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