(57)【要約】【課題】  シールド機の掘進状況等に応じて、コンクリートを適切な硬化速度となるように制御することが可能なトンネル施工方法を提供する。【解決手段】  本発明では、非定常な配管１３のばらしや清掃を防止するため、ポンプ１１の吐出圧と、コンクリート１７の打設圧力との圧力差を監視する。圧力差が所定値を超えると、配管１３の詰まりの恐れがあるため、それ以上のコンクリート１７の付着を抑制するため、コンクリート１７の配合を調整する。具体的には、コンクリート１７の硬化時間を調整する。コンクリート１７の硬化時間の調整は、コンクリート１７に配合する硬化遅延材の添加量を調整する。例えば、圧力差が所定値を超えた場合には、硬化遅延材の添加量を増加して、コンクリート１７の配管内での硬化を抑制する。【選択図】図１
2014062377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールド掘削機により地山を掘削しながら、前記シールド掘削機の後方に内型枠を設置するとともに、前記シールド掘削機の後方に設けられた妻型枠と、前記内型枠と、掘削孔とで形成される空間に対し、コンクリートポンプにより、圧送管を通してコンクリートを圧送することで、覆工コンクリートを構築するトンネル施工方法であって、
前記シールド掘削機の掘進状況に応じて、前記コンクリートポンプから圧送するコンクリートの配合を調整して、コンクリートの硬化速度を調整することを特徴とするトンネル施工方法。
【請求項２】
前記コンクリートポンプから前記圧送管を介した前記空間までのコンクリートが圧送される区間において、少なくとも一定区間の圧力差を計測可能な圧力測定手段が設けられ、
前記圧力差に応じて、コンクリートの硬化速度を調整することを特徴とする請求項１記載のトンネル施工方法。
【請求項３】
前記圧力測定手段は、
前記空間内のコンクリートの圧力を測定可能な第１の圧力計と、
前記コンクリートポンプからのコンクリートの吐出圧を測定可能な第２の圧力計と、
を具備し、
前記第１の圧力計および前記第２の圧力計により、それぞれの圧力を測定し、前記第１の圧力計と前記第２の圧力計の圧力差を算出し、前記圧力差に応じて、コンクリートの硬化速度を調整することを特徴とする請求項２記載のトンネル施工方法。
【請求項４】
前記圧力差の絶対値が所定値を超えた場合に、コンクリートの配合を調整することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトンネル施工方法。
【請求項５】
前記圧力差を所定時間をあけて複数回算出し、前記圧力差の時間に対する変化率を算出し、前記変化率が所定範囲を逸脱すると判断すると、コンクリートの配合を調整することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトンネル施工方法。
【請求項６】
前記シールド掘削機の掘進速度に応じて、コンクリートの配合を調整す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施工方法。
【請求項７】
前記コンクリートポンプから吐出するコンクリートの温度に応じて、コンクリートの配合を調整することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のトンネル施工方法。
【請求項８】
前記コンクリートに配合される硬化遅延材の添加量を変化させることで、コンクリートの硬化速度を調整することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のトンネル施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、場所打ちコンクリート方式によるトンネルの施工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルを構築する際には、例えば、ＥＣＬ（Ｅｘｔｒｕｄｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ  Ｌｉｎｉｎｇ）用のシールド機を用いて、場所打ちコンクリートによりトンネルを構築する方法がある。場所打ちコンクリート方式によるトンネル施工では、シールド機の掘進に伴い、シールド機の後方に設置された型枠を用いて、掘削孔と型枠との隙間にコンクリートが打設される。したがって、コンクリートをポンプによって圧送する必要がある。
【０００３】
このような場所打ちコンクリートによるシールド機としては、例えば、内型枠と妻型枠を設置して、内型枠と妻型枠と地山とで形成される空間にコンクリートポンプによってコンクリートを圧送し、妻型枠を押圧してシールド機が掘進する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２６１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の場所打ちコンクリート方式では、前述したように、地山と内型枠と妻型枠とで形成される空間にコンクリートを圧入しながら掘進する。妻型枠は、シールド機に対して前後に動作可能である。シールド機で前方地山を掘削する際に、シールド機後方には内型枠が設置される。内型枠を設置後、掘進ジャッキによって内型枠を押圧して、反力によってシールド機は前方に掘進することができる。この際、内型枠の外周側の空間には、コンクリートが圧入される。シールド機の掘削と並行して地山と内型枠との空間にコンクリートを打設することで、一次支保として早期に地山の保持をしながらトンネルを構築することができる。すなわち、シールドマシンによる切羽の安定と早期の一次支保で地山を保持することで掘削工事の安全性が確保できる。
【０００６】
一方、シールド機が、設置した内型枠の幅に対応する距離だけ前方に掘進すると、最後尾に配置されていた内型枠を脱型する。脱型した内型枠は最前列まで運搬され、再度最前列で組み立てられる。以上を繰り返すことで、トンネルが施工される。
【０００７】
最後尾の内型枠を脱型する際には、当該内型枠の外周に打設されたコンクリートが十分な強度に硬化している必要がある。すなわち、最後尾の内型枠を脱型する際に、外周のコンクリートが十分に硬化せず、強度が不十分である場合には、コンクリートの強度が十分に発現するまで、シールド機の掘進を停止する必要がある。つまり、コンクリートの硬化速度が遅すぎると、内型枠の脱型を予定した時に脱型することができず、工程遅延の原因となる。
【０００８】
一方、本工法では、掘進時に並行してコンクリートを打設する必要がある。したがって、コンクリートを圧送するポンプと空間とは圧送管によって接続され、掘進時には圧送管にはコンクリートが圧送される。
【０００９】
しかし、コンクリートの硬化速度が速すぎると、圧送管内部おいて部分的にコンクリートが硬化して、圧送管の内面等に付着する恐れがある。このように圧送管内部に硬化したコンクリートが堆積すると、コンクリートを圧送することが困難となり、場合によっては、圧送管をばらして清掃する必要が生じる。つまり、コンクリートの硬化速度が速すぎると、圧送管内部に硬化したコンクリートが付着し、圧送管をばらして清掃することが必要となり工程遅延の原因となる。
【００１０】
また、地山と内型枠とで形成される空間は掘進に合わせて形成される。掘進に並行してコンクリートを打設する必要性から、シールド機の掘進速度が速い場合にはコンクリートの打設速度も速くする必要があり、掘進速度が低い場合はコンクリートの打設速度も遅くする必要がある。コンクリートの打設速度が遅い場合、コンクリートが圧送管に滞留する時間が長くなり内部への付着が促進される。
【００１１】
更に、外気温やコンクリートの練上り温度が高い場合にも、コンクリートが圧送管内部への付着が促進される。これらの場合も同様にそのままの状態を放置するとコンクリートを圧送することが困難になり、圧送管をばらして清掃する必要が生じ工程遅延の原因となる。
【００１２】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、シールド機の掘進状況等に応じて、コンクリートを適切な硬化速度となるように制御することにより工程の遅延を少なくし、工程短縮できる効率的なトンネルの施工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】
【００１３】
前述した目的を達するために本発明は、シールド掘削機により地山を掘削しながら、前記シールド掘削機の後方に内型枠を設置するとともに、前記シールド掘削機の後方に設けられた妻型枠と、前記内型枠と、掘削孔とで形成される空間に対し、コンクリートポンプにより、圧送管を通してコンクリートを圧送することで、覆工コンクリートを構築するトンネル施工方法であって、前記シールド掘削機の掘進状況に応じて、前記コンクリートポンプから圧送するコンクリートの配合を調整して、コンクリートの硬化速度を調整することを特徴とするトンネル施工方法である。
【００１４】
前記コンクリートポンプから前記圧送管を介した前記空間までのコンクリートが圧送される区間において、少なくとも一定区間の圧力差を計測可能な圧力測定手段が設けられ、前記圧力差に応じて、コンクリートの硬化速度を調整してもよい。この場合には、前記圧力測定手段は、前記空間内のコンクリートの圧力を測定可能な第１の圧力計と、前記コンクリートポンプからのコンクリートの吐出圧を測定可能な第２の圧力計と、を具備し、前記第１の圧力計および前記第２の圧力計により、それぞれの圧力を測定し、前記第１の圧力計と前記第２の圧力計の圧力差を算出し、前記圧力差に応じて、コンクリートの硬化速度を調整してもよい。
【００１５】
この場合には、例えば、空間とコンクリートポンプとを接続する圧送管に対し、第１の圧力計は、空間へつながる直前の位置の圧送管に配置され、圧送管の当該位置の内部のコンクリートの圧力によって、空間内のコンクリートの圧力を測定し、第２の圧力計は、コンクリートポンプから吐出された直後の位置の圧送管に配置され、圧送管の当該位置の内部のコンクリートの圧力によって、コンクリートポンプからの吐出圧を測定すればよい。
【００１６】
前記シールド掘削機の掘進速度に応じて、コンクリートの配合を調整してもよい。前記コンクリートポンプから吐出するコンクリートの温度に応じて、コンクリートの配合を調整してもよい。
【００１７】
前記圧力差の絶対値が所定値を超えた場合に、コンクリートの配合を調整してもよい。または、前記圧力差を所定時間をあけて複数回算出し、前記圧力差の時間に対する変化率を算出し、前記変化率が所定範囲を逸脱すると判断すると、コンクリートの配合を調整してもよい。
【００１８】
前記コンクリートに配合される硬化遅延材の添加量を変化させることで、コンクリートの硬化速度を調整することが望ましい。
【００１９】
本発明によれば、シールド機の掘進状況に応じて、圧送するコンクリートの配合を調整して、コンクリートの硬化速度を調整することで、脱型時に必要な強度は確保しつつ圧送管内部のコンクリートの硬化を防止することができる。
【００２０】
また、圧送管における少なくとも一定区間の圧力差を測定することで圧送管内部の圧力損失を知ることができる。更に、コンクリートを圧送するポンプの吐出圧と、空間に圧入されるコンクリートの圧力との差を算出することで、圧送管全体の内部の圧力損失を知ることができる。したがって、圧送管内部におけるコンクリートの堆積状況を推定することができる。また、圧送管内部のコンクリートの堆積状況に応じて、圧送するコンクリートの硬化速度を調整することで、圧送管詰まりによるコンクリートの圧送不具合を回避することができる。
【００２１】
この際、圧力差の絶対値が所定値を超えた場合に、コンクリートの配合を調整してコンクリートの硬化速度を遅くすることで、圧送管詰まりの進行を抑制することができる。
【００２２】
また、所定時間をあけて測定された、圧力差の変化率を把握することで、定常状態に対して、将来における圧送管詰まりの進行を推定することができる。したがって、圧力差の変化に応じて、コンクリートの配合を調整することで、圧送管詰まりの進行を抑制するとともに、内型枠の脱型時におけるコンクリートの硬化不良等を防止することができる。
【００２３】
また、シールド掘削機の掘進速度が遅くなるほど、コンクリートの硬化速度を遅らせることで、圧送管詰まりによるコンクリートの圧送不具合を回避することができる。一方、掘進速度が遅い場合には、内型枠の脱型時期も遅れるので脱型時に必要な強度は確保できる。
【００２４】
また、コンクリートポンプから吐出するコンクリートの温度が高いほど、コンクリートの硬化速度を遅らせることで、圧送管詰まりによるコンクリートの圧送不具合を回避することができる。すなわち、コンクリート温度が高い場合には、硬化速度が速くなるが、硬化速度が速くならないように配合を調整することで圧送管詰まりによるコンクリートの圧送不具合を回避することができる。
【００２５】
コンクリートに対する硬化遅延材の添加量を調整すれば、コンクリートの硬化速度を調整することができる。硬化遅延材の添加量を多くすれば、コンクリートの硬化速度は遅くなり、硬化遅延材の添加量を少なくすれば硬化速度は速くなる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、シールド機の掘進状況等に応じて、コンクリートを適切な硬化速度となるように制御することにより工程遅延の原因を少なくし、工程を短縮できる効率的なトンネル施工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】シールド機１を示す図。
【図２】妻型枠１５近傍の拡大図。
【図３】ポンプ１１の吐出圧と妻型枠１５からの圧入圧力の経時変化を示す概念図。
【図４】ポンプ１１の吐出圧と妻型枠１５からの圧入圧力の圧力差の経時変化を示す概念図。
【図５】単位時間当たりの油圧上昇量と、掘進速度との関係を示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、シールド機１を示す概略図である。シールド機１は、主に、スキンプレート２、カッタヘッド４、ポンプ１１、妻型枠１５、推進用ジャッキ２３等により構成される。
【００２９】
スキンプレート２は略円筒状部材であり、前方にカッタヘッド４が設けられる。カッタヘッド４はシールド機１の前方の地山を掘削するものであり、モータ等により回転可能である。スキンプレート２の内面には、推進用ジャッキ２３がスキンプレート２の周方向に所定間隔で複数設けられる。推進用ジャッキ２３は、後方の内型枠２１を押圧し、その反力でシールド機１を推進させるものである（図中矢印Ａ方向）。
【００３０】
スキンプレート２の内周には、リング状の妻型枠１５が配置される。妻型枠１５は、図示を省略した妻型枠用ジャッキの先端に設けられる。すなわち、妻型枠１５は妻型枠用ジャッキによってシールド機１の前後方向に移動可能である。なお、妻型枠用ジャッキと推進用ジャッキ２３は干渉しないように周方向の位置をずらして配置される。
【００３１】
シールド機１の内部には、レミキサ９およびポンプ１１が配置される。レミキサ９は、シールド機１の後方であって、トンネル内に配置されたポンプ３と配管７によって接続される。ポンプ３はレミキサ９へコンクリートを圧送する（図中矢印Ｂ）。なお、ポンプ３は、図示を省略した後方台車上に配置される。
【００３２】
レミキサ９には、ポンプ１１が配置される。ポンプ１１は、妻型枠１５と配管１３によって接続され、レミキサ９で混合されたコンクリートは、ポンプ１１によって妻型枠１５方向へ送られる（図中矢印Ｃ方向）。なお、図示を省略するが、配管１３を複数に分岐して、リング状の妻型枠１５の複数箇所にコンクリートを圧送してもよいし、ポンプ１１を複数台設置して、各ポンプ１１に各々配管１３を接続してコンクリートを圧送してもよい。
【００３３】
図２は、妻型枠１５近傍の拡大図である。図２に示すように、推進用ジャッキ２３の先端が内型枠２１に押し付けられて、内型枠２１に対して押圧力を付与する。妻型枠１５は、内型枠２１の外周側であって、掘削した掘削孔を塞ぐように配置される。すなわち、掘削孔の内面と内型枠２１および妻型枠１５によって空間が形成される。妻型枠１５には、配管１３が貫通していて、妻型枠１５の後方にコンクリート１７を打設することができる（図中矢印Ｄ）。妻型枠ジャッキは掘進とコンクリート打設の速度にあわせて伸縮することでコンクリートの打設圧力、充填圧を制御できる。
【００３４】
前述の通り、シールド機１は、シールド機１の前方の地山をカッタヘッド４で掘削して、掘削土砂をスクリューコンベアでシールド機１後方に運搬しながら、推進用ジャッキ２３を内型枠２１に押し付け、反発力により前方に推進する。この際、レミキサ９およびポンプ１１により、コンクリート１７が妻型枠１５後方に圧送される。妻型枠１５はスキンプレート２の後端近傍に配置され、内型枠２１、妻型枠１５および周囲を掘削孔とで囲まれた空間にコンクリート１７が打設、充填される。
【００３５】
シールド機１が内型枠２１の幅に応じた距離を掘進すると、設置された最後方の内型枠２１をばらして、前方に移動して、内型枠２１を組み立てる。なお、内型枠２１の設置及び撤去は、図示を省略した内型枠組み立て装置および内型枠撤去装置を用いて行われる。すなわち、シールド機１の掘進に伴い、妻型枠１５およびスキンプレート２が前方に移動しながら、当該空間にコンクリート１７を打設し、内型枠２１の撤去および組み立てを繰り返すことで、トンネルが構築される。
【００３６】
ここで、コンクリート１７は、製造されてから圧送されて所定の間は、フレッシュ性能を有しているが、製造から所定時間を経過すると硬化が始まる。このため、ポンプ１１等への負荷が増大し、さらには配管１３内部でコンクリート１７が付着して堆積する。このため圧送が困難となる。一方、コンクリート１７が所定時間後に硬化して強度を発現しないと、内型枠２１を撤去することができない。したがって、圧送されるコンクリート１７は、圧送時において、配管内部で硬化することなく、かつ、所定時間後には確実に硬化させる必要がある。
【００３７】
本実施形態では、配管１３に圧力測定手段である圧力計５、１９が配置される。圧力計５は、ポンプ１１に接続された直後の配管１３に設けられる。圧力計５は、ポンプ１１からのコンクリート１７の吐出圧を測定することができる。なお、気温、コンクリート温度等の条件が一定であれば、通常は、ポンプ１１の性能によって、ポンプ１１の吐出圧は略一定となる。
【００３８】
妻型枠１５に接続される直前の配管１３には、圧力計１９が配置される。圧力計１９は、妻型枠１５へ圧送されるコンクリート１７の圧力を測定可能である。すなわち、圧力計１９は、概ね、妻型枠１５、内型枠２１および掘削孔で形成される空間内部へ打設されるコンクリート１７の圧力を測定可能である。このように、コンクリートの吐出圧と空間内へ打設されるコンクリートの圧力の圧力差を算出することで、圧送管全体の圧力損失を知ることができる。ポンプ１１の吐出圧と、コンクリート１７の打設圧力を測定可能であれば、圧力計５、１９の設置位置は図示した例には限られず、また、他の方法で測定を行っても良い。
【００３９】
また、必ずしも配管１３全体の圧力損失を知る必要はない。例えば、圧力計５、１９のいずれかの設置位置を配管１３の中間にしても良く、その場合は概ね配管１３の半分の圧力損失を知ることができる。このように、配管１３内の一部（一定区間）のみにおける圧力差（圧力損失）を測定することもできる。
【００４０】
さらに、ポンプ１１の吐出圧はポンプ１１の油圧や電流値を利用して算出することも可能である。また、打設圧力は妻型枠ジャッキの油圧を利用して算出することも可能である。したがって、配管１３に設置する圧力計は１つであってもよく、圧力測定手段としては、配管１３の少なくとも一部の圧力損失を算出することができるものであれば、いずれのものでもよい。
【００４１】
図３（ａ）は、圧力計５、１９によって得られたコンクリート１７の圧力の推移を示す概念図である。図３（ａ）において、Ｄは、圧力計５によって計測されたポンプ１１の吐出圧である。また、Ｅは、圧力計１９によって計測された空間内に打設されるコンクリート１７の圧力である。配管１３の内部に、コンクリート１７の付着や堆積が生じなければ、略一定の圧力損失となるため、ポンプ１１の吐出圧Ｄと、コンクリート１７の打設圧力Ｅとの圧力差Ｆは一定となる。しかし、前述したとおり、コンクリート１７は、所定時間経過すると硬化を開始するため、徐々に配管内部にコンクリート１７が付着する。したがって、時間の経過に伴い、圧力差Ｆが大きくなる。
【００４２】
図３（ｂ）は、圧力差Ｆの時間推移を示す図である。ここで、配管１３内部のコンクリート１７の付着量が多くなると、圧力差Ｆが徐々に大きくなる。一方、掘削孔へのコンクリート１７の打設には所定以上の打設圧力が必要である。したがって、圧力差Ｆが所定以上となると必要なコンクリート１７の打設圧力を維持することが困難となる。したがって、トンネル施工においては、通常、所定期間ごとに定期提起に配管清掃等が実施されるが、圧力差が所定値を超えてしまうと、この所定期間内においても、非定常な配管清掃等が必要となる場合がある。
【００４３】
本実施形態では、このような、非定常な配管１３のばらしや清掃を防止するため、圧力差Ｆを監視する。圧力差Ｆが所定値を超えると、配管１３の詰まりの恐れがあるため、それ以上のコンクリート１７の付着を抑制するため、コンクリート１７の配合を調整する。具体的には、コンクリート１７の硬化時間を調整する。コンクリート１７の硬化時間の調整は、コンクリート１７に配合する硬化遅延材の添加量を調整する。例えば、圧力差Ｆが所定値を超えた場合には、硬化遅延材の添加量を増加して、コンクリート１７の配管内での硬化を抑制する。
【００４４】
例えば、図３（ｂ）に示す例では、圧力差がＧを越えた時間Ｈにおいて、硬化遅延材を増量することで、配管１３内部でのコンクリート１７の付着を抑制することができる。すなわち、その後の圧力差Ｆの増加速度を落とすことができる。なお、コンクリート１７の圧力差Ｆを小さくするために、掘進速度を遅くすることで、コンクリート１７の圧送量を低減し、圧力損失を低下させることもできる。
【００４５】
なお、硬化遅延剤は、コンクリートの凝結や初期硬化の遅延を目的とするものである。リグニンスルフォン酸塩、オキシカルボン酸塩等を主成分とし、減水剤、ＡＥ減水剤、流動化剤ならびに、高性能ＡＥ減水剤の遅延形のほかに、珪弗化物を主成分とし遅延作用だけを有する凝結遅延剤、従来よりも長時間の凝結遅延を目的としたオキシカルボン酸塩を主成分とする凝結遅延剤等が硬化遅延剤として使用できる。
【００４６】
次に、圧力差Ｆによる、配管１３内部のコンクリート１７の付着量（圧力損失）の他の管理方法を説明する。図４（ａ）は、前述と同様に、圧力損失の推移を示す図である。
【００４７】
本実施形態では、図４（ａ）に示すように、圧力差Ｆの変化率が設定される。すなわち、圧力差Ｆの時間に対する増加量が管理される。図４（ａ）において、Ｉは、圧力差Ｆの変化率の上限を示し、Ｊは、圧力差Ｆの下限を示す。すなわち、通常の適正な条件下においては、圧力差Ｆは、圧力差上限Ｉと圧力差下限Ｊとの間を推移する。なお、図４（ａ）においてＫは、定期的な配管清掃時期である。すなわち、圧力差ＦがＩとＪの間を推移すれば、時間Ｋにおいても所定の圧力を維持することができる。一方、Ｋよりも前の段階で、圧力差Ｆが所定値を越えると、非定常な作業が必要となる。
【００４８】
例えば、図４（ｂ）に示すように、圧力差Ｆが、圧力差上限Ｉを超えると、Ｋよりも前段階で圧力差Ｆが所定値を越える恐れがある。そこで、圧力差Ｆが上限Ｉを超えた時点Ｌにおいて、コンクリート１７の配合を調整する。具体的には、硬化遅延材の添加量を増やし、その後の、配管１３内におけるコンクリート１７の付着を抑制する。このようにすることで、定期的な配管清掃時Ｋ以前に圧力差Ｆが所定値を超えることを防止することができる。
【００４９】
同様に、図４（ｃ）に示すように、圧力差Ｆが、圧力差下限Ｊを下回ると、定期的な配管清掃時Ｋよりも前段階で圧力差Ｆが所定値を越える恐れはないものの、コンクリート１７が所定時間後に強度を発現しない恐れがある。そこで、圧力差Ｆが下限Ｊを下回った時点Ｍにおいて、コンクリート１７の配合を調整する。具体的には、硬化遅延材の添加量を減らし、その後の、コンクリート１７の硬化速度を上げる。このようにすることで、内型枠の撤去時に確実にコンクリート１７の強度を得ることができる。
【００５０】
このように、所定期間後（例えばＫ）における圧力差Ｆを予測することで、より適正なコンクリート１７の配合調整を行うことができる。なお、圧力差Ｆの調整には、前述したように、シールド機１の掘進速度（すなわち、コンクリート１７の圧送量）によっても調整が可能である。したがって、例えば、圧力差Ｆが所定範囲を逸脱して変化した場合には、シールド機１の掘進速度を落とすなどの掘削条件を変更することで、圧力差Ｆを低下させることもできる。
【００５１】
本実施形態によれば、配管１３の内部のコンクリート１７の付着量を、ポンプ１１の吐出圧と妻型枠１５からの打設圧力との圧力差から推定することができる。また、配管１３内部のコンクリート１７の付着量が所定以上増加すると、コンクリート１７の配合を調整して、その後の付着を抑制することができる。このため、配管１３内部に過剰にコンクリート１７が付着することを防止することができる。したがって、配管１３内部にコンクリート１７が過剰に付着することで生じる非定常な配管清掃等を防止することができ、必要な打設圧力を維持することができる。
【００５２】
特に、圧力差の変化率を監視し、変化率が基準範囲内であるかを監視することで、所定期間後の圧力差を推定することもできる。このため、より早い段階で、コンクリート１７の配合を調整し、配管１３内部のコンクリート１７の過剰な付着を抑制することができる。
【００５３】
また、この場合には、圧力差の変化率が所定範囲よりも低い場合に、コンクリート１７の硬化速度を上げることもできる。このため、コンクリート１７を打設後の強度を確実に確保することができる。
【００５４】
（実施形態２）
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の構成については、図１〜図２と同様の符号を付して、重複する説明を省略する。
【００５５】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態と略同様であるが、第１の実施の形態では、掘進状況として、配管１３内の圧力損失を把握することで、コンクリートの硬化速度を調整したのに対し、第２の実施形態では、掘進状況として、シールド機１の掘進速度またはコンクリートの温度を採用する。すなわち、シールド機１の掘進速度やコンクリートの温度に応じて、ポンプ３から圧送されるコンクリートの配合を調整し、コンクリートの硬化速度を調整する。
【００５６】
図５は、単位時間当たりの油圧上昇量と、掘進速度との関係を示す概念図である。単位時間当たりの油圧上昇量とは、ある掘進速度で連続して掘進した場合において、単位時間当たりのポンプ３の油圧上昇量である。すなわち、単位時間当たりの油圧上昇量が大きいとは、配管１３の圧力損失が大きくなることで、ポンプ３により大きな負荷が生じている状態を示す。なお、単位時間当たりの油圧上昇量は、油圧上昇速度と言い換えることができる。
【００５７】
図５（ａ）に示すように、同一の油圧上昇速度を維持することとすると、掘進速度が速いほど（Ｐ＜Ｏ＜Ｎ）、少量の硬化遅延材の添加量（ａ１＜ａ２＜ａ３）で良いこととなる。これは、配管１３内におけるコンクリートの滞留時間が短くなるためである。したがって、本実施形態においては、シールド機１の掘進速度を把握し、掘進速度に応じて、硬化遅延材の添加量を調整する。これにより、適切なコンクリートの硬化時間を得ることができる。
【００５８】
また、図５（ｂ）は、図５（ｂ）よりもコンクリート温度が高い（Ｔ２）場合における図である。図５（ａ）と同様に、同一の油圧上昇量で見れば、掘進速度が速いほど（Ｓ＜Ｒ＜Ｑ）、少量の硬化遅延材の添加量（ａ１＜ａ２＜ａ３）で良いこととなる。しかし、コンクリートの温度が高くなると、図５（ａ）と比較して、より掘進速度を速くする必要がある。例えば、ＮとＱとは、同じ硬化遅延材添加量（ａ１）であるが、同じ掘進速度では、温度の高いＱの方が、油圧上昇速度が大きくなる。
【００５９】
したがって、本実施形態においては、コンクリートの温度を把握し、コンクリート温度に応じて、硬化遅延材の添加量を調整する。これにより、適切なコンクリートの硬化時間を得ることができる。なお、コンクリート温度とは、ポンプ３により吐出したコンクリート温度であるが、これに代えて、外気温に応じて硬化遅延材の添加量を調整してもよい。配管１３内のコンクリートの温度は、外気温に大きな影響を受けるためである。
【００６０】
このように、本発明においては、掘進状況として、配管の圧力を直接把握しても良く、掘進速度やコンクリート温度などに応じてコンクリートの配合を調整すればよい。なお、前述した配管の圧力、掘進速度、およびコンクリート温度を、それぞれ単独で把握して、コンクリートの配合を調整してもよく、適宜組み合わせてコンクリートの配合を調整してもよい。
【００６１】
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】
【００６２】
１………シールド機
２………スキンプレート
３………ポンプ
４………カッタヘッド
５………圧力計
７………配管
９………レミキサ
１１………ポンプ
１３………配管
１５………妻型枠
１７………コンクリート
１９………圧力計
２１………内型枠
２３………推進用ジャッキ
【図１】
2014062377.tif 000003
【図２】
2014062377.tif 000004
【図３】
2014062377.tif 000005
【図４】
2014062377.tif 000006
【図５】
2014062377.tif 000007