(57)【要約】【課題】脱型後の初期養生の期間に、表面温度及び表面湿度が所定の温度や湿度となるように制御して、初期ひび割れぼ発生を抑制できるトンネル覆工コンクリートの養生方法を提供する。【解決手段】コンクリート中に内部温度計３０を埋設設置すると共に、内側表面に表面温度計３１と表面湿度計３２とを配設し、且つ、コンクリートの内側表面を覆って、湿潤水が供給される湿潤層２７と加温用電熱材２８と断熱層２６を取り付けておき、表面湿度計３２によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置３３によって、湿潤層２７への湿潤水の供給を制御し、表面温度計３１によって計測される覆工コンクリート１０の表面温度が、内部温度計３０によって計測される、水和反応の進行に伴って変化する覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置３３によって、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工型枠を設置してコンクリートを打設することにより、トンネルの内壁面を覆ってトンネル覆工コンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で採用されるトンネル覆工コンクリートの養生方法であって、
打設されたコンクリートの中に内部温度計を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計と表面湿度計とを配設し、
且つ、前記表面温度計と前記表面湿度計とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層を設けると共に、該湿潤層に加温用電熱材を配置し、さらに該加温用電熱材が配置された前記湿潤層の表面を覆って断熱層を取り付けておき、
前記表面湿度計によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置によって、湿潤層への養生水の供給を制御し、前記表面温度計によって計測される覆工コンクリートの表面温度が、前記内部温度計によって計測される、水和反応の進行に伴って変化する覆工コンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御するトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項２】
前記内部温度計によって計測される覆工コンクリートの内部温度と、前記表面温度計によって計測される覆工コンクリートの表面温度との温度差が、３℃以内となるように、前記制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御する請求項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】
前記内部温度計及び前記表面温度計が熱電対であり、前記表面湿度計が電子湿度計である請求項１又は２記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項４】
前記湿潤層に供給される養生水の温度が、前記覆工コンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように制御する請求項１〜３のいずれか１項記載のトンネル覆工コンクリートの養生方法。
【請求項５】
型枠を設置してコンクリートを打設することにより、マスコンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で採用されるマスコンクリートの養生方法であって、
打設されたコンクリートの中に内部温度計を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計と表面湿度計とを配設し、
且つ、前記表面温度計と前記表面湿度計とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層を設けると共に、該湿潤層に加温用電熱材を配置し、さらに該加温用電熱材が配置された前記湿潤層の表面を覆って断熱層を取り付けておき、
前記表面湿度計によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置によって、湿潤層への養生水の供給を制御し、前記表面温度計によって計測されるマスコンクリートの表面温度が、前記内部温度計によって計測される、水和反応の進行に伴って変化するマスコンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御するマス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及びマス工コンクリートの養生方法に関し、特にコンクリートを打設した後に、型枠内養生工程に引き続いて行われる加温湿潤養生工程で採用されるトンネル覆工コンクリートの養生方法及びマス工コンクリートの養生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、山岳トンネル等のトンネル工事においては、トンネルを掘削した後のトンネルの内壁面にコンクリートを吹き付けて一次覆工を行った後に、トンネル覆工型枠を設置して、当該トンネル覆工型枠とトンネルの内壁面との間の空間にコンクリートを打設することで、所定の厚さの覆工コンクリートを形成するのが一般的である。
【０００３】
また、トンネルの内壁面を覆う覆工コンクリートは、脱型後にそのまま放置すると乾燥収縮によるひび割れが発生し、品質が低下してしまうため、形成された覆工コンクリートの表面を湿潤状態に保持して養生を行うことで、覆工コンクリートが乾燥しないようにして、ひび割れを防止できるようにする技術が種々開発されている（例えば、特許文献１）。特許文献１の技術では、トンネル坑内をこれの延長方向に移動可能な公知の移動式セントルを用いてトンネル覆工型枠を設置して、コンクリートを打設することにより、所定の厚さの覆工コンクリートを形成すると共に、移動式セントルに後続して、同じくトンネル坑内を移動可能な養生装置を設置することによって、脱型後の覆工コンクリートの表面を湿潤状態に保持して養生するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９０６７号公報
【特許文献２】特開平１１−３２２４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、トンネルの内壁面を覆う覆工コンクリートは、コンクリートを打設した後の養生環境によって、表面の収縮ひずみによるひび割れの発生や、長期耐久性等の品質に、影響を及ぼされ易いことが知られている。特に、例えばコンクリートを打設した後、脱型してから７日間程度の初期養生の期間における養生環境によっては、コンクリートの水和反応が十分に促進されないなどの理由によって、形成された覆工コンクリートの表面を湿潤状態に保持して養生を行ったとしても、初期ひび割れを十分に抑制することができない場合がある。
【０００６】
また、例えば特許文献２には、寒中でコンクリートを打設してマスコンクリートを形成する際に、コンクリートの内部に配置した温度センサによってコンクリート自体の温度を測定すると共に、養生囲いの内外に配置した温度センサによって周辺の温度を測定して、例えばコンクリートの内部温度を２℃以上に保ち、かつ周囲の温度とコンクリートの内部温度との差を２５℃以内に保持できるように、養生囲いの中に設置したジェットヒーターのオンオフを制御するコンクリート養生システムが開示されているが、トンネルの内壁面を覆うトンネル覆工コンクリートに特許文献２に記載の温度制御を行っても、トンネル覆工コンクリートの表面に初期ひび割れが生じるのを、十分に抑制することは困難である。
【０００７】
本発明は、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、覆工コンクリートの表面の温度及び表面の湿度が所定の温度や湿度となるように容易に制御して、初期ひび割れが発生するのを効果的に抑制することのできるトンネル覆工コンクリートの養生方法を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、覆工コンクリートの表面の温度及び表面の湿度が所定の温度や湿度となるように容易に制御して、初期ひび割れが発生するのを効果的に抑制することのできるマスコンクリートの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】
【０００９】
本発明は、トンネル覆工型枠を設置してコンクリートを打設することにより、トンネルの内壁面を覆ってトンネル覆工コンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で採用されるトンネル覆工コンクリートの養生方法であって、打設されたコンクリートの中に内部温度計を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計と表面湿度計とを配設し、且つ、前記表面温度計と前記表面湿度計とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層を設けると共に、該湿潤層に加温用電熱材を配置し、さらに該加温用電熱材が配置された前記湿潤層の表面を覆って断熱層を取り付けておき、前記表面湿度計によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置によって、湿潤層への養生水の供給を制御し、前記表面温度計によって計測される覆工コンクリートの表面温度が、前記内部温度計によって計測される、水和反応の進行に伴って変化する覆工コンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御するトンネル覆工コンクリートの養生方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１０】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリートの養生方法は、前記内部温度計によって計測される覆工コンクリートの内部温度と、前記表面温度計によって計測される覆工コンクリートの表面温度との温度差が、３℃以内となるように、前記制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御することが好ましい。
【００１１】
また、本発明のトンネル覆工コンクリートの養生方法は、前記内部温度計及び前記表面温度計が熱電対であり、前記表面湿度計が電子湿度計であることが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明のトンネル覆工コンクリートの養生方法は、前記湿潤層に供給される養生水の温度が、前記覆工コンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように制御することが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、型枠を設置してコンクリートを打設することにより、マスコンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で採用されるマスコンクリートの養生方法であって、打設されたコンクリートの中に内部温度計を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計と表面湿度計とを配設し、且つ、前記表面温度計と前記表面湿度計とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層を設けると共に、該湿潤層に加温用電熱材を配置し、さらに該加温用電熱材が配置された前記湿潤層の表面を覆って断熱層を取り付けておき、前記表面湿度計によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置によって、湿潤層への養生水の供給を制御し、前記表面温度計によって計測されるマスコンクリートの表面温度が、前記内部温度計によって計測される、水和反応の進行に伴って変化するマスコンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置によって、前記加温用電熱材による前記湿潤層の加温を制御するマスコンクリートの養生方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のトンネル覆工コンクリートの養生方法又はマスコンクリートの養生方法によれば、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、覆工コンクリートやマスコンクリートの表面の温度及び表面の湿度が所定の温度や湿度となるように容易に制御して、初期ひび割れが発生するのを効果的に抑制することとができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの養生方法によって養生されるトンネル覆工コンクリート、及びトンネル覆工型枠を設置するための移動式セントルを説明する略示横断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの養生方法において使用する養生装置を説明する略示横断面図である。
【図３】図２に示す養生装置に取り付けられた養生マットの構成を説明する拡大断面図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの養生方法を実施するためのシステム構成の説明図である。
【図５】加温湿潤養生工程のおけるデータ処理フローを例示するチャートである。
【図６】（ａ）は、引張応力低減効果を説明するグラフ、（ｂ）は、若材齢時のひび割れ指数の改善効果を説明する表である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの養生方法は、例えば山岳トンネルを構築するためのトンネル工事において、図１に示すような公知の移動式セントル１１を用いて設置されたトンネル覆工型枠１２と、好ましくは吹付けコンクリートによる一次覆工によって覆われたトンネル２０の内壁面２０ａとの間の空間に、コンクリートを打設することで形成した覆工コンクリート１０を、コンクリートを打設した後、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、適正な養生環境の下で養生することによって、特に表面に初期ひび割れ（若材齢時のひび割れ）が生じるのを効果的に抑制して、品質の優れた覆工コンクリート１０が得られるようにするものである。
【００１７】
すなわち、トンネル２０の内壁面２０ａを覆う覆工コンクリート１０は、閉じられた空間であるトンネル坑内２０ｂで施工されることから、その品質が養生環境の影響を受け易いと考えられる。その一方で、コンクリートを打設した後の覆工コンクリート１０は、養生時において、覆工コンクリート１０の内部とトンネル坑内２０ｂ側の内側表面との間の温度差をできるだけ小さく留めることで、水和反応を促進させて覆工コンクリート１０の耐久性を効果的に向上できるものと考えられる。また、特にトンネル覆工型枠１２の脱型後の初期養生の期間においては、覆工コンクリート１０の内部と内側表面との間の温度差をできるだけ小さく留めることで、乾燥収縮によるひび割れとは異なる要因として、例えばコンクリートの内部と内側表面との温度差に伴って生じる、収縮ひずみによるひび割の発生を効果的に抑制できるものと考えられる。本願発明者は、このような合理的な推論の下に、以下のようなトンネル覆工コンクリートの養生方法を開発するに到ったものである。
【００１８】
そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの養生方法は、トンネル覆工型枠１２を設置してコンクリートを打設することにより、トンネル２０の内壁面を覆ってトンネル覆工コンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠１２を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で採用される養生方法であって、図２〜図４に示すように、打設されたコンクリートの中に内部温度計３０を埋設設置すると共に（図４参照）、打設されたコンクリートのトンネル坑内２０ｂ側の表面である内側表面に、表面温度計３１と表面湿度計３２とを配設し（図４参照）、且つ、表面温度計３１と表面湿度計３２とを配設したコンクリートの内側表面を覆って、養生水が供給される湿潤層２７を設けると共に、この湿潤層の内側に加温用電熱材２８を配置し、さらに加温用電熱材２８が配置された湿潤層２７の内側表面を覆って断熱層２６を取り付けておき（図３参照）、表面湿度計３２によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置３３（図４参照）によって、湿潤層２７への養生水の供給を制御し、表面温度計３１によって計測される覆工コンクリート１０の表面温度が、内部温度計３０によって計測される、水和反応の進行に伴って変化する覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置３３によって、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御するようになっている。
【００１９】
また、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの養生方法では、好ましくは湿潤層２７に供給される養生水の温度が、内部温度計３０によって計測される覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置３３によって制御するようになっている。
【００２０】
本実施形態では、養生される覆工コンクリート１０を形成するためのトンネル覆工型枠１２は、図１に示すように、好ましくは移動式セントル１１を用いて、トンネル２０の内壁面２０ａを内側から覆うように設置される。移動式セントル１１は、例えば特開２００９−１８６１８４号公報に記載の移動式セントルと同様の構成を備える、公知のトンネル構築用の型枠装置である。移動式セントル１１は、主として、トンネル２０の内壁面２０ａとの間に覆工コンクリート１０の厚さに相当する幅の空間を保持して配設されるトンネル覆工型枠１２と、このトンネル覆工型枠１２を支持する支持フレーム１３と、トンネル２０の底盤部２０ｃにおいてトンネル２０の延長方向に敷設されて、支持フレーム１３を走行可能に支持する走行レール１４とによって構成される。
【００２１】
トンネル覆工型枠１２は、複数本の伸縮ジャッキ１５を介して径方向に進退可能な状態で、支持フレーム１３に取り付けられている。トンネル覆工型枠１２は、トンネル２０の内壁面２０ａに沿って配置されて、当該内壁面２０ａとの間に覆工コンクリート１０の打設空間を保持した状態から、コンクリートを打設して型枠内養生工程で初期強度が発現された後に、形成された覆工コンクリート１０から径方向内側に引き離されることで、脱型されるようになっている。脱型された後のトンネル覆工型枠１２は、移動式セントル１１と共に走行レール１４に沿ってトンネル２０の延長方向の前方に移動して、次の施工スパンの覆工コンクリート１０の打設作業が行われるようになっている。
【００２２】
本実施形態では、移動式セントル１１は、例えば１０．５ｍ程度のトンネル２０の延長方向の長さを有しており、これによって、例えば１０．５ｍ程度の長さを１施工スパンとして、覆工コンクリート１０を、トンネル２０の延長方向に順次打設しながら形成してゆことができるようになっている。
【００２３】
コンクリートを打設してから、トンネル覆工型枠１２を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程は、例えば７日間程度の初期養生の工程となっおり、図２に示すような養生装置１６を用いて行われる。養生装置１６は、例えば特開２０１０−１９０６７号公報に記載の公知の養生装置に、適宜改良を加えて用いることができる。養生装置１６は、移動式セントル１１に後続して走行レール１４の上に複数台配置されるものであり、本実施形態では、主として、上下に伸縮可能な移動架台１７と、トンネル２０の内周面２０ａに沿ったアーチ形状に湾曲変形可能となっていると共に、外周部分に養生マット１８を備えるシェル構造体１９と、移動架台１７とシェル構造体１９との間に介在して複数設けられた、伸縮可能なターンバックル式のロッド部材や、長さ調整可能なワイヤー部材からなる支持部材２３とによって構成される。
【００２４】
本実施形態では、シェル構造体１９は、例えば無負荷の状態では略直線形状であり、設置時に移動架台１７に設けられた支持部材２３を用いてトンネル２０の内周面２０ａに沿うように湾曲変形（弾性変形）することが可能な、トンネル２０の周方向に延設すると共にトンネル２０の延長方向に間隔をおいて複数本、略平行に配置された枠部材２４と、トンネル２０の延長方向に延設されてこれらの枠部材２４を互いに連結する連結部材（図示せず）と、枠部材２４及び連結部材によって支持されてこれらの外周部分に配置される、養生マット１８及び外面パネル２５とを含んで構成される（図３参照）。
【００２５】
枠部材２４は、例えば、高強度、高靱性、高弾性を有するガラス繊維強化プラスチックからなるパイプ状の部材となっており、略直線形状から容易に湾曲変形すると共に、ロッド部材やワイヤー部材からなる支持部材２３の長さを調整することで、トンネル覆工型枠１２を脱型した後の覆工コンクリート１０の内周面に沿うように変形して、外周部分に配置された養生マット１８を、覆工コンクリート１０の内周面に押し付けるようして密着させることができるようになっている。
【００２６】
また、シェル構造体１９は、養生マット１８を覆工コンクリート１０の内周面に密着させた状態から、例えばロッド部材からなる支持部材２３を短くすると共に、移動架台１７を下降させることで、養生マット１８を覆工コンクリート１０の内周面から離間させて、養生装置１６を、移動式セントル１１に追随させて走行レール１４に沿ってトンネル２０の延長方向前方に順次移動させることができるようになっている。これによって、前方の施工スパンで移動式セントル１１を用いて形成された覆工コンクリート１０を、移動式セントル１１をさらに前方の施工スパンに移動させた後に、これに後続して養生装置１６を移動させて、加温湿潤養生工程を順次行ってゆくことができるようになっている。
【００２７】
本実施形態では、枠部材２４及び連結部材によって支持されてこれらの外周部分に配置される養生マット１８は、図３に示すように、例えば外面パネル２５の外周面に貼り付けられた断熱層２６と、この断熱層２６の外周面に積層された湿潤層２７とからなり、断熱層２６と湿潤層２７との間には、これらの間に挟み込まれるようにして、加温用電熱材２８が配置されている。これによって、打設されたコンクリートの内側表面を覆って、養生水が供給される湿潤層２７が設けられると共に、この湿潤層２７の内側に加温用電熱材２８が配置され、さらに加温用電熱材２８が配置された湿潤層２７の内側表面を覆って、断熱層２６が取り付けられることになる。
【００２８】
本実施形態では、断熱層２６は、例えば独立気泡や連続気泡等の空隙を内部に有するスポンジ等の発泡部材を用いて、例えば１０ｍｍ程度の厚さで設けられており、弾力性を有している。
【００２９】
湿潤層２７は、例えば水分を吸収可能であり、且つ吸収した水分を保持可能な物性を備える、公知の各種の保湿マットを用いて、例えば１０ｍｍ程度の厚さで形成することができる。湿潤層２７となる保湿マットとして、好ましくは、例えば市販のコンクリート保温・保湿養生用マットである商品名「うるおんマット」（フジモリ産業株式会社製）を使用することができる。湿潤層２７は、加温可能なボイラー機能を備える公知の自動給水設備（図示せず）と接続しており、この自動給水設備から、適宜加温した養生水を、制御装置３３によって制御され所望の水量で、湿潤層２７に供給することができるようになっている。
【００３０】
加温用電熱材２８は、例えばシート状に形成された公知の面状発熱体からなり、通電することにより発熱して、養生時の覆工コンクリート１０を加温できるようになっている。加温用電熱材２８は、例えば２ｍｍ程度の厚さを有すると共に、例えば３００ｍｍ程度の幅の帯状に形成されており、トンネル２０の周方向には連続して敷設されると共に、トンネル２０の延長方向には例えば７００ｍｍ程度の間隔をおいて１ｍ程度の中心間ピッチで平行に敷設された状態で、断熱層２６と湿潤層２７との間に挟み込まれるようにして設置されている。加温用電熱材２８は、自動加温機能を備えており、制御装置３３によって制御された所望の温度となるように、湿潤層２７を加温することができるようになっている。
【００３１】
本実施形態では、養生マット１８は、外面パネル２５を介在させて枠部材２４及び連結部材の外周部分に取り付けられている。外面パネル２５が介在していることで、養生装置１６による枠部材２４や連結部材からの押付け力を、外面パネル２５によって面で受けてから養生マット１８に伝えることにより、養生マット１８を、より安定した状態で覆工コンクリート１０の内側表面に密着させることが可能になる。外面パネル２５としては、枠部材２４の外周面の形状に沿って湾曲することが可能な板材として、例えば多数の凹部と凸部とを並べて備えているキーストンプレートや、波板等を使用することができる。
【００３２】
そして、本実施形態では、さらに、打設されたコンクリートの中に、水とセメントとの水和反応によって硬化中の覆工コンクリート１０の内部温度を計測する、内部温度計３０を埋設設置しておく。また、打設されたコンクリートの内側表面に、覆工コンクリート１０の表面の温度を計測する表面温度計３１を設置しておくと共に、覆工コンクリート１０の表面の湿度を計測する表面湿度計３２を設置しておく。ここで、内部温度計３０は、各々の施工スパンにおいて、設置されたトンネル覆工型枠１２を用いてコンクリートを打設する際に、コンクリートの打設空間の所望の位置に固定しておくことで、覆工コンクリート１０の内部に容易に埋設設置することができる。表面温度計３１及び表面湿度計３２は、各々の施工スパンにおいて、設置されたトンネル覆工型枠１２を用いてコンクリートを打設する際に、トンネル覆工型枠１２の外側表面の所望の位置に配設しておくことで、覆工コンクリート１０の内側表面に容易に設置することができる。
【００３３】
内部温度計３０及び表面温度計３１は、好ましくは公知の各種の熱電対を用いることができ、本実施形態では、図４に示すように、各々の施工スパンにおいて、例えば覆工コンクリート１０の天端部及び両側の側壁部の周方向の３箇所において、内部温度計３０を覆工コンクリート１０の巻き厚中心部分に各々配置すると共に、表面温度計３１を覆工コンクリート１０の内側表面に各々配置して、対になった状態で設けられている。
【００３４】
表面湿度計３２は、好ましくは公知の各種の電子湿度計を用いることができ、本実施形態では、図４に示すように、各々の施工スパンにおいて、例えば覆工コンクリート１０の天端部における内側表面に、トンネル２０の軸方向に例えば６ｍ程度の間隔をおいて、２箇所に配置して設けられている。
【００３５】
これらの内部温度計３０や表面温度計３１や表面湿度計３２は、制御装置３３を構成するパーソナルコンピュータ３３ａと接続していて、所定の制御プログラムに従って、例えば一時間毎に覆工コンクリート１０の内部温度や表面の温度や表面の湿度を自動計測し、計測された温度や湿度の計測データを、パーソナルコンピュータ３３ａに取り込むことができるようになっている。パーソナルコンピュータ３３ａでは、所定の制御プログラムに従って、取り込まれた計測データを記憶部に記憶すると共に、取り込まれた計測データに基づいて各種のデータ処理を行い、パーソナルコンピュータ３３ａと共に制御装置３３を構成する制御盤３３ｂを介して、例えば図５に示すようなデータ処理フローに従って、加温湿潤養生工程における覆工コンクリート１０の内側表面の温度及び湿度を管理する。
【００３６】
すなわち、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度管理では、好ましくは覆工コンクリート１０の表面湿度が常時８５％以上を保持するように、自動給水設備（図示せず）から養生マット１８の湿潤層２７への養生水の供給を制御するようになっている。例えば表面湿度計３２によって計測された覆工コンクリート１０の表面の湿度が８５％を下回ったり、下回りそうな場合には、自動給水設備から養生水を、表面湿度計３２によって計測される表面の湿度が９０％以上となるまで自動給水して、湿潤養生を継続する。
【００３７】
ここで、加温湿潤養生工程における覆工コンクリート１０の内側表面の湿度は、８０％以上を保持する必要があり、８５％以上を保持することが好ましく、８５〜９０％を保持することが特に好ましい。加温湿潤養生工程における覆工コンクリート１０の内側表面の湿度を８０％以上に保持することにより、乾燥収縮によるひび割れが発生するのを、効果的に回避することが可能になる。
【００３８】
また、本実施形態では、湿潤層に供給される養生水（湿潤水）の温度が、内部温度計３０によって計測された覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置３６の制御盤３３ｂによって、加温可能なボイラー機能を備える公知の自動給水設備を制御することが好ましい。湿潤層に供給される湿潤水の温度が、覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となっていることにより、養生水の供給によって覆工コンクリート１０の内部と内側表面の温度との温度差が大きくなるのを回避して、水和反応を促進させながら、コンクリートの内部と内側表面との温度差に伴って生じる、収縮ひずみによるひび割の発生を、さらに効果的に抑制することが可能になる。
【００３９】
覆工コンクリート１０の内側表面の温度管理では、水和反応による硬化の進行に伴う覆工コンクリート１０の内部温度の緩やかな変化に、覆工コンクリート１０の表面の温度を同調させるように、内部温度計３０によって計測された覆工コンクリート１０の内部温度と、表面温度計３１によって計測された覆工コンクリート１０の表面の温度との温度差（内部温度−表面温度）が、例えば３℃以内となるように、制御装置３３によって、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御するようになっている。例えば内部温度計３０によって計測された内部温度と、表面温度計３１によって計測された表面温度との温度差が例えば３℃を越えたり、越えそうになった場合には、加温用電熱材２８によって湿潤層２７を、覆工コンクリート１０の内部温度と表面温度との温度差が例えば３℃以内となるまで自動加温して、湿潤養生を継続する。
【００４０】
ここで、本実施形態では、内部温度計３０によって計測される覆工コンクリート１０の内部温度と、表面温度計３１によって計測される覆工コンクリート１０の表面温度との温度差（内部温度−表面温度）が、３℃以内となるように、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御することが好ましく、２℃以内となるように、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御することが特に好ましい。覆工コンクリート１０の内部温度と表面温度との温度差が３℃以内となるように湿潤層２７の加温を制御することにより、水和反応を促進させながら、コンクリートの内部と内側表面との温度差に伴って生じる、収縮ひずみによるひび割の発生を、さらに効果的に抑制することが可能になる。
【００４１】
また、本実施形態では、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度管理を、覆工コンクリート１０の内側表面の温度管理よりも優先させるデータ処理フローに従って、加温湿潤養生工程において、覆工コンクリート１０の内側表面の温度や湿度を管理することもできる。例えば、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度を８５％以上に保持するために、自動給水設備から、加温されていない温度の低い養生水が湿潤層２７に給水された場合には、給水された養生水によって、覆工コンクリート１０の内側表面の温度が低下することになるが、このような場合には、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度を８５％以上に保持することを優先させて、後から覆工コンクリート１０の内側表面の温度を所定の温度に戻すように制御することができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、トンネル坑内２０ｂから有線や無線を介して、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度や温度の計測データを、例えば一時間毎に現場事務所に自動送信することで、モニター等で常時管理することが可能になると共に、計測値が湿度や温度の管理値から外れた場合に、例えば職員の携帯電話にメールを自動配信して、ただちに是正する体制を整えることで、覆工コンクリート１０の確実な養生効果を得ることが可能になる。
【００４３】
そして、上述の構成を備える本実施形態のトンネル覆工コンクリートの養生方法によれば、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、覆工コンクリート１０の表面の温度及び表面の湿度が所定の温度や湿度となるように容易に制御して、初期ひび割れが発生するのを効果的に抑制することが可能になる。
【００４４】
すなわち、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの養生方法によれば、打設されたコンクリートの中に内部温度計３０を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計３１と表面湿度計３２とを配設し、且つ、表面温度計３１と表面湿度計３２とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層２７を設けると共に、この湿潤層に加温用電熱材２８を配置し、さらに加温用電熱材２８が配置された湿潤層２７の表面を覆って断熱層２６を取り付けておき、加温湿潤養生工程において、表面湿度計３２によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置３３によって、湿潤層２７への養生水の供給を制御し、表面温度計３１によって計測される覆工コンクリート１０の表面温度が、内部温度計３０によって計測される覆工コンクリート１０の内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置３３によって、加温用電熱材２８による湿潤層２７の加温を制御するようになっている。
【００４５】
したがって、本実施形態によれば、トンネル覆工型枠１２を脱型した後の初期養生の期間である加温湿潤養生工程において、覆工コンクリート１０に、内部温度計３０と表面温度計３１と表面湿度計３２とを配置すると共に、覆工コンクリート１０の内側表面を覆って、湿潤層２７と加温用電熱材２８と断熱層２６とを取り付けておくだけの簡易な構成によって、制御装置３３を介して、覆工コンクリート１０の内側表面の湿度を、好ましくは８５％以上となるように容易に保持することが可能になると共に、覆工コンクリート１０の内側表面の温度を、内部温度と等しいか又は近似する温度となるように容易に制御することが可能になるので、覆工コンクリート１０の内部と内側表面との間の温度差をできるだけ小さく留めることで、水和反応を促進しつつ、乾燥収縮によるひび割れとは異なる要因として、例えばコンクリートの内部と内側表面との温度差に伴って生じる、収縮ひずみによる引張り応力を低減することにより、初期ひび割れの発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００４６】
また、覆工コンクリート１０の内側表面を単に加温するだけでは、水和反応に伴う覆工コンクリート１０の内部温度の変化に対応できず、内部温度と表面の温度との温度差が増えて、かえって温度応力を発生させることになるが、本実施形態では、上述の自動温度調節機能により、覆工コンクリート１０の内部温度と表面の温度との温度差を最小限に留めることで、温度応力によるひび割れの発生を効果的に抑制することが可能になる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、内部温度計や表面温度計は、熱電対である必要は必ずしも無く、コンクリートの内部や表面の温度を計測することが可能な、その他の公知の種々の温度計を用いることができる。また、表面湿度計は、電子湿度計である必要は必ずしも無く、コンクリートの表面の湿度を計測することが可能な、その他の公知の種々の湿度計を用いることができる。
【００４８】
また、本発明の養生方法は、トンネル覆工型枠を設置してコンクリートを打設することにより、トンネルの内壁面を覆ってトンネル覆工コンクリートを形成する工事の他、型枠を設置してコンクリートを打設することにより、マスコンクリートを形成する工事においても採用することができる。
【００４９】
すなわち、型枠を設置してコンクリートを打設することにより、マスコンクリートを形成する工事において、コンクリートを打設した後に、型枠を脱型するまでの間の型枠内養生工程に引き続いて行われる、加温湿潤養生工程で、打設されたコンクリートの中に内部温度計を埋設設置すると共に、打設されたコンクリートの表面に、表面温度計と表面湿度計とを配設し、且つ、表面温度計と表面湿度計とを配設したコンクリートの表面を覆って、養生水が供給される湿潤層を設けると共に、該湿潤層に加温用電熱材を配置し、さらに該加温用電熱材が配置された湿潤層の表面を覆って断熱層を取り付けておき、表面湿度計によって計測される湿度が８０％以上となるように、制御装置によって、湿潤層への養生水の供給を制御し、表面温度計によって計測されるマスコンクリートの表面温度が、内部温度計によって計測される、水和反応の進行に伴って変化するマスコンクリートの内部温度と等しいか又は近似する温度となるように、制御装置によって、加温用電熱材による湿潤層の加温を制御することによって、加温湿潤養生を行うことができる。
【００５０】
これによって、上述のトンネル覆工コンクリートの場合と同様に、脱型してから例えば７日間程度の初期養生の期間に、マスコンクリートの表面の温度及び表面の湿度が所定の温度や湿度となるように容易に制御して、初期ひび割れが発生するのを効果的に抑制することが可能になる。
【００５１】
そして、本願発明者らは、実際のトンネルの施工現場において、本発明のトンネル覆工コンクリートの養生方法により、覆工コンクリートの表面の湿度を８５％以上に保持すると共に、覆工コンクリートの内部温度と表面温度との温度差を３℃以内となるように制御して、加温湿潤養生工程を行ったところ、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、加温湿潤養生を行わない標準養生（標準案）を行った場合と比較して、脱型枠後、例えば材齢４日の覆工コンクリートの内側表面の引張応力（Ｎ／ｍｍ2）が、標準養生の１．１８（Ｎ／ｍｍ2）から０．９３（Ｎ／ｍｍ2）に低減していることを確認した。また、脱型枠後、例えば材齢４日の覆工コンクリートのひび割れ指数（引張強度／引張応力）は、標準養生の１．１６から１．５５に、３４％改善されていることを確認した。
【符号の説明】
【００５２】
１０  覆工コンクリート
１１  移動式セントル
１２  トンネル覆工型枠
１６  養生装置
１７  移動架台
１８  養生マット
１９  シェル構造体
２０  トンネル
２３  支持部材
２４  枠部材
２５  外面パネル
２６  断熱層
２７  保湿マット
２８  加温用電熱材
３０  内部温度計
３１  表面温度計
３２  表面湿度計
３３ａ  パーソナルコンピュータ
３３ｂ  制御盤
【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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