(57)【要約】【課題】型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠する一連の工程において、周方向の全ての位置で打設済覆工コンクリート等への接触を検知できるようにし、打設済覆工コンクリート等のクラックの発生を防止する。【解決手段】型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠するトンネル工事の施工に際して、打設済覆工コンクリート等への前記型枠の接触を検知するセンサである。接触検知センサ１０は、打設済覆工コンクリート等４の型枠５とのラップ部にトンネル周方向に沿って設置され、上部電極層２１、圧電層２２、下部電極層２３が順に積層された圧電式センサ２０がトンネル周方向に沿って複数設けられるとともに、これら複数の圧電式センサ２０…が被覆材１１によって被覆され、連続するシート状に形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠するトンネル工事の施工に際して、打設済みの覆工コンクリート又はモルタルへの前記型枠の接触を検知するセンサであって、
打設済みの覆工コンクリート又はモルタルの前記型枠とのラップ部にトンネル周方向に沿って設置され、上部電極層、圧電層、下部電極層が順に積層された圧電式センサ又は上部電極層、誘電体層、下部電極層が順に積層された静電容量式センサがトンネル周方向に沿って複数設けられるとともに、これら複数の圧電式センサ又は静電容量式センサが被覆材によって被覆され、連続するシート状に形成されていることを特徴とする型枠の接触検知センサ。
【請求項２】
トンネルの周方向に沿って複数の前記接触検知センサが隣接して設置されている請求項１記載の型枠の接触検知センサ。
【請求項３】
前記接触検知センサは、０．１〜１０ｍｍの間の一定の厚みで形成されている請求項１、２いずれかに記載の型枠の接触検知センサ。
【請求項４】
隣り合う前記圧電式センサ又は静電容量式センサのトンネル周方向の離隔幅は１０００ｍｍ以下である請求項１〜３いずれかに記載の型枠の接触検知センサ。
【請求項５】
樹脂からなるとともにトンネル周方向に長い帯状に形成された可撓性を有する基材の一方側面に、前記圧電式センサ又は静電容量式センサが、長手辺方向に沿って所定の間隔で配置されている請求項１〜４いずれかに記載の型枠の接触検知センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、山岳トンネルの構築に当たって、型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠する一連の工程において、打設済みの覆工コンクリート又はモルタルへの型枠の接触を検知するセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＮＡＴＭ工法に代表される山岳トンネル工事では、発破などによる掘進後、掘削されたトンネル内壁面に吹付けによって吹付けコンクリートを施工し、ロックボルトを打ち込んだ後、セントル（移動式の鋼製型枠）をトンネル方向に順次移動させながら、トンネル方向に１スパン毎、前記吹付けコンクリートの内周面に沿って防水シートを張設した状態（この面が地山側壁面となる。）で、この地山側壁面との間に距離を空けて周方向に沿って前記セントルの型枠を設置し、地山側壁面と型枠との間の空間内に覆工用コンクリート又はモルタルを打設し、所定の養生期間経過後、脱枠する工程が行われている。
【０００３】
前記型枠は、打設済みの覆工コンクリート又はモルタル（以下、「打設済覆工コンクリート等」という。）とのラップ側（トンネル坑口側）が、打設済覆工コンクリート等との打継部に設けられたゴム等からなる目地材に当接して配置されるとともに、褄側（トンネル切羽側）に褄型枠が設けられることによって、地山側壁面との間に閉鎖された覆工コンクリート打設空間を形成する。
【０００４】
このように型枠を設置して覆工コンクリートを打設し脱枠する一連の工程において、型枠の打設済覆工コンクリート等とのラップ側が打設済覆工コンクリート等に押し付けられて（接触して）、打設済覆工コンクリート等の打継部に角欠けやクラック（ひび割れ）などの不具合を与えることが従来から指摘されていた。この型枠による押し付けの発生要因としては、以下の５つが考えられる。
【０００５】
要因１：型枠設置時における型枠による押し付け（図８に示されるように、型枠の上昇・横移動・張りすぎなど。）。
【０００６】
要因２：コンクリート打設時におけるセントルの移動による押し付け（図９に示されるように、側方移動・左右の不等沈下・側圧発生による上昇など。）。
【０００７】
要因３：脱枠時の手順ミスによる押し付け（図１０に示されるように、垂直ジャッキ降下の同調不足・側フォーム脱枠前の降下ミスなど。）。
【０００８】
要因４：打設済覆工コンクリート等と型枠のラップ部における形状の相違による押し付け（図１１に示されるように、一部で５ｍｍの離隔を確保しても一部で接触する。）。
【０００９】
要因５：急曲線・急勾配（曲率半径の小さい水路トンネル等）による幾何学的な不可視部の押し付け（図１２参照。）。
【００１０】
このような型枠の打設済覆工コンクリート等への接触を防止する手段として、例えば、下記特許文献１においては、トンネル内に型枠を設置して覆工用のコンクリートを打設する装置において、型枠のラップ側外周側縁に、検知バーを出没自在に突設させるとともに、この検知バーと型枠の昇降機構とを連動させてなり、検知バーの既コンクリート打設面への当接検知により、昇降機構による型枠の上昇を、既コンクリート打設面への当接位置より手前で停止させ、既コンクリート打設面への型枠の衝突によるクラックの発生を防止する型枠昇降制御装置が開示されている。
【００１１】
また、下記非特許文献１においては、既打設コンクリートとセントルラップ部の隙間を両側壁部、両肩部及び天端部の５か所に配置した、超高速・高精度レーザー変位計で既打設コンクリートとセントルとの離隔を常時計測し、事前に設定した管理基準値を超えた場合、ブザーと回転灯で警報を発令するとともに、電動油圧ジャッキの上下動を強制的に停止させる施工管理システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００１−１６４８９５号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】戸田建設ニュースリリース、２０１５年６月２５日、「コンクリート端部のひび割れ発生を防止する「コンラップ監視システム」を開発」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１及び非特許文献１に記載される技術では、型枠の打設済覆工コンクリート等への接触が、検知バー又はレーザー変位計を設置した点でしか把握できないため、このようなセンサを設置していない箇所の接触を見逃し、打設済覆工コンクリート等にクラックを生じさせる場合があった。
【００１５】
また、上記特許文献１記載の装置では、型枠設置時の接触しか考慮されていないため、上記要因２、３のようなコンクリート打設時や脱枠時の接触を見逃してしまい、打設済覆工コンクリート等にクラックを生じさせる場合があった。
【００１６】
そこで本発明の主たる課題は、型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠する一連の工程において、周方向の全ての位置で打設済覆工コンクリート等への接触を検知できるようにし、打設済覆工コンクリート等のクラックの発生を防止した型枠の接触検知センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠するトンネル工事の施工に際して、打設済みの覆工コンクリート又はモルタルへの前記型枠の接触を検知するセンサであって、
打設済みの覆工コンクリート又はモルタルの前記型枠とのラップ部にトンネル周方向に沿って設置され、上部電極層、圧電層、下部電極層が順に積層された圧電式センサ又は上部電極層、誘電体層、下部電極層が順に積層された静電容量式センサがトンネル周方向に沿って複数設けられるとともに、これら複数の圧電式センサ又は静電容量式センサが被覆材によって被覆され、連続するシート状に形成されていることを特徴とする型枠の接触検知センサが提供される。
【００１８】
上記請求項１記載の発明では、型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠するトンネル工事の施工に際して、打設済覆工コンクリート等への型枠の接触を検知するため、打設済覆工コンクリート等の型枠とのラップ部にトンネル周方向に沿って、連続するシート状に形成された型枠の接触検知センサを設置している。前記接触検知センサは、圧電式センサ又は静電容量式センサがトンネル周方向に沿って複数設けられるとともに、これら複数の圧電式センサ又は静電容量式センサが被覆材によって被覆された薄型のシート状に形成されたものである。このため、トンネル周方向のほぼ全ての箇所で、型枠の打設済覆工コンクリート等への接触が検知でき、打設済覆工コンクリート等のクラックの発生が確実に防止できるようになる。
【００１９】
請求項２に係る本発明として、トンネルの周方向に沿って複数の前記接触検知センサが隣接して設置されている請求項１記載の型枠の接触検知センサが提供される。
【００２０】
上記請求項２記載の発明では、接触検知センサの取り付けや取り外しの作業手間を軽減するため、前記接触検知センサとして、トンネルの周方向に複数に分割されたものを用いるとともに、型枠の接触を確実に検知するため、隣り合う接触検知センサを隣接して配置している。
【００２１】
請求項３に係る本発明として、前記接触検知センサは、０．１〜１０ｍｍの間の一定の厚みで形成されている請求項１、２いずれかに記載の型枠の接触検知センサが提供される。
【００２２】
上記請求項３記載の発明では、前記接触検知センサを打設済覆工コンクリート等と型枠との間の隙間量に応じて所定の厚みで形成するとともに、全長に亘って一定の厚みで形成することにより、打設済覆工コンクリート等と型枠との隙間を一定量以上に保持できるようにしている。
【００２３】
請求項４に係る本発明として、隣り合う前記圧電式センサ又は静電容量式センサのトンネル周方向の離隔幅は１０００ｍｍ以下である請求項１〜３いずれかに記載の型枠の接触検知センサが提供される。
【００２４】
上記請求項４記載の発明では、型枠の接触を検知するのが前記圧電式センサ又は静電容量式センサであるため、検知精度が低下しないように、隣り合う前記圧電式センサ又は静電容量式センサのトンネル周方向の離隔幅を所定の長さ以下としている。
【００２５】
請求項５に係る本発明として、樹脂からなるとともにトンネル周方向に長い帯状に形成された可撓性を有する基材の一方側面に、前記圧電式センサ又は静電容量式センサが、長手辺方向に沿って所定の間隔で配置されている請求項１〜４いずれかに記載の型枠の接触検知センサが提供される。
【００２６】
上記請求項５記載の発明は、前記接触検知センサのより具体的な構造を示したものであり、樹脂からなるとともにトンネル周方向に長い帯状に形成された可撓性を有する基材の一方側面に、長手辺方向に沿って所定の間隔で、前記圧電式センサ又は静電容量式センサを配置している。これによって、接触検知センサの可撓性を維持しつつ、強度を高めることができるようになる。
【発明の効果】
【００２７】
以上詳説のとおり本発明によれば、型枠を設置して覆工コンクリート又はモルタルを打設し脱枠する一連の工程において、周方向の全ての位置で打設済覆工コンクリート等への接触が検知でき、打設済覆工コンクリート等のクラックの発生が確実に防止できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】山岳トンネルにおける覆工コンクリートの打設要領を示す一部破断斜視図である。
【図２】打設済覆工コンクリート等４とのラップ部における横断面図である。
【図３】接触検知センサ１０の配設状態を示す天端部の拡大縦断方向断面図である。
【図４】接触検知センサ１０の平面図である。
【図５】図４のV−V線矢視図である。
【図６】圧電層２２の加工要領を示す断面図である。
【図７】第２形態例に係る接触検知センサ１０の平面図である。
【図８】型枠による押し付けの要因１を説明する断面図である。
【図９】型枠による押し付けの要因２を説明する断面図である。
【図１０】型枠による押し付けの要因３を説明する断面図である。
【図１１】型枠による押し付けの要因４を説明する断面図である。
【図１２】型枠による押し付けの要因５を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００３０】
〔第１形態例〕
第１形態例に係る接触検知センサ１０は、図１〜図３に示されるように、山岳トンネルＴの構築に当たって、トンネル方向に１スパン毎、発破などによる掘進後、掘削されたトンネル内壁面に吹付けによって吹付けコンクリート１を施工し、ロックボルトを打ち込んだ後、その表面に防水シート２を貼設し、地山側壁面Ｔ１との間に距離を空けて周方向に沿ってセントル３（覆工コンクリート用移動型枠）の型枠５を設置し、地山側壁面Ｔ１とセントル３の型枠５との間の空間内に覆工コンクリートを打設した後、所定の養生期間の経過後脱枠する一連の工程において、打設済覆工コンクリート等４への型枠５の接触を検知するのに好適に使用されるものである。なお、図示例の吹付けコンクリートは、鋼アーチ部材を支保工として併用した構造となっている。
【００３１】
前記セントル３は、トンネル施工用重機の後方に設置され、図１及び図２に示されるように、トンネルＴの地山側壁面Ｔ１との間に所定間隔の空間を形成するように配設される型枠５と、この型枠５を支持する支持フレーム６と、この支持フレーム６が走行可能でトンネルＴの下面に敷設される走行レール７とから主に構成される。
【００３２】
前記型枠５は、トンネルＴの地山側壁面Ｔ１に沿って設けられ、その外面は平滑に形成されるとともに、コンクリートとの剥離性に優れる材質で構成されている。また、前記型枠５は、トンネルＴの周方向に対して、頂部に位置する天端フォーム５Ａと、前記天端フォーム５Ａの両端に回動可能に連結された側フォーム５Ｂ、５Ｂと、前記側フォーム５Ｂの下端に回動可能に連結された下端フォーム５Ｃ、５Ｃとから構成されている。さらに、図３に示されるように、打設済覆工コンクリート等４とのラップ側（トンネル坑口側）には、打設済覆工コンクリート等４側に突出するオーバーラップフランジ５Ｄが設けられ、このオーバーラップフランジ５Ｄの表面又は前記各フォーム５Ａ〜５Ｃの表面に、打設済覆工コンクリート等４との打継部に設けられたゴムなどからなる目地材９が当接するように構成されている。また、褄側（トンネル切羽側）には褄型枠５Ｅが設けられ、覆工コンクリート打設時にコンクリートが漏れないように閉鎖されている。
【００３３】
さらに、前記型枠５上部の坑口側近傍には、コンクリートを打設するためのコンクリート打設口８が設けられている。
【００３４】
前記支持フレーム６は、図１及び図２に示されるように、略門型の鉄骨材などからなる門型フレーム６Ｄと、一端が前記門型フレーム６Ｄに支持され、他端にそれぞれ前記天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃが支持された天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃとから構成されている。
【００３５】
前記天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃはそれぞれ、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃの伸縮によって、トンネルＴの断面に対して左右方向及び上下方向に移動自在に取り付けられている。
【００３６】
前記走行レール７は、前記門型フレーム６Ｄを走行可能に支持し、トンネルＴの下面に長手方向に沿って２条敷設されている。
【００３７】
トンネル工事の施工に際しては、コンクリートを打つ場所にセントル３を移動し、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃを伸ばして、天端フォーム５Ａ、側フォーム５Ｂ、下端フォーム５Ｃを展開するとともに、図３に示されるように、打設済覆工コンクリート等４とのラップ側を前記目地材９に当接させ、かつ褄側に褄型枠５Ｅを設置することによって、地山側壁面との間に閉鎖された覆工コンクリート打設空間を形成し、この覆工コンクリート打設空間の内部にコンクリートを打設する。そして、所定の養生期間経過後、前記天端ジャッキ６Ａ、側ジャッキ６Ｂ、下端ジャッキ６Ｃを縮めて、脱枠し、セントル３を移動する。
【００３８】
本発明に係る接触検知センサ１０は、このトンネル工事の施工に際して、型枠５を設置して覆工コンクリートを打設し脱枠する一連の工程において、打設済覆工コンクリート等４への型枠５の接触を検知し、型枠５を打設済覆工コンクリート等４に押し付けることによって打設済覆工コンクリート等４にクラックが発生するのを防止するためのセンサである。
【００３９】
前記接触検知センサ１０は、図２及び図３に示されるように、型枠５の設置前に、打設済覆工コンクリート等４の前記型枠５とのラップ部にトンネル周方向に沿って設置される。前記接触検知センサ１０は、トンネルの周方向の全長に亘って配置するのが好ましいが、少なくとも天端フォーム５Ａ及び側フォーム５Ｂ、５Ｂに対応する範囲に配置されていれば、下端フォーム５Ｃに対応する範囲には配置しないようにしてもよい。
【００４０】
前記接触検知センサ１０は、図４及び図５に示されるように、上部電極層２１、圧電層２２、下部電極層２３が順に積層された圧電式センサ２０がトンネル周方向（センサ長手辺方向）に沿って複数設けられるとともに、これら複数の圧電式センサ２０、２０…が被覆材１１によって被覆され、連続する可撓性を有するシート状に形成された構造を成している。
【００４１】
前記接触検知センサ１０を設置することにより、トンネル周方向のほぼ全ての箇所に亘って、型枠５の打設済覆工コンクリート等４への接触の有無が常時モニタリングでき、接触を検知した時点で自動で警報装置を作動させたり、型枠５の移動を直ちに停止したりすることにより、型枠５が打設済覆工コンクリート等４に押し付けられて打設済覆工コンクリート等４にクラックが発生するのが防止できるようになっている。
【００４２】
また、打設済覆工コンクリート等４の打継部に被覆材１１によって被覆された可撓性を有するシート状の接触検知センサ１０が連続して配置されることにより、仮に型枠５が接触しても、前記接触検知センサ１０が緩衝材となって、打設済覆工コンクリート等４のクラックの発生が防止できるようになる。
【００４３】
以下、前記接触検知センサ１０について更に詳細に説明すると、前記接触検知センサ１０は、図４及び図５に示されるように、平面視で長手辺と短手辺とを有する略長方形状を成し、可撓性を有するシート状に形成されている。そして、前記接触検知センサ１０は、上部電極層２１、圧電層２２、下部電極層２３が順に積層された複数の圧電式センサ２０、２０…が前記長手辺方向に沿って所定の間隔で設けられている。
【００４４】
前記接触検知センサ１０は、トンネル周方向に沿って分断することなく連続した１本の帯状（線状）に形成してもよいが、トンネルの周方向に沿って複数の接触検知センサ１０が隣接して設置されるようにするのが好ましい。すなわち、前記接触検知センサ１０は、トンネル周方向に対して所定の複数の区画に分割して設けられ、これら分割された複数の接触検知センサ１０…が、ほぼ隙間なく隣接して配置されるようにするのが好ましい。トンネル周方向に設置する接触検知センサ１０の数としては、２〜８本、特に天端の頂部から左右にそれぞれ配置される２本とするのが好ましい。接触検知センサ１０をトンネル周方向に分割して設けることにより、接触検知センサ１０の取り付けや取り外しの作業手間が軽減できるようになる。複数の接触検知センサ１０を配置する際の隣り合う接触検知センサ１０、１０の離隔距離としては、０〜１００ｍｍ、好ましくは０〜５０ｍｍとするのがよい。
【００４５】
前記接触検知センサ１０の厚みは、全長に亘ってほぼ一定の厚みで形成され、具体的には０．１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ、より好ましくは３〜５ｍｍの間で一定の厚みとするのが望ましい。これによって、打設済覆工コンクリート等４と型枠５との隙間を一定量以上に保持できるようになる。ここで、「一定の厚み」とは、接触検知センサ１０の全体に亘って凹凸が無く、ほぼ同一の厚みで形成されることであり、厚みの平均値に対して±１０％の範囲内に形成されるのが好ましい。
【００４６】
前記接触検知センサ１０は、打設済覆工コンクリート等４に対して、両面テープ又は接着剤などの公知の接合手段によって接合されている。前記接合手段の粘着強度としては、型枠５の設置から脱枠までの間において接触検知センサ１０が打設済覆工コンクリート等４から剥離しにくく、脱枠後は容易に取り外しが可能な程度のものとするのが好ましい。
【００４７】
前記接触検知センサ１０の構造について更に詳細に説明すると、図４及び図５に示されるように、樹脂からなるとともに、トンネル周方向に長い帯状に形成された可撓性を有する基材１２の一方側面に、前記圧電式センサ２０が、長手辺方向に沿って所定の間隔で配置されている。そして、この圧電式センサ２０が取り付けられた基材１２の全体が前記被覆材１１によって被覆されている。このため、圧電式センサ２０及び基材１２は、外部に露出することなく、被覆材１１によって完全に覆われるようになっている。
【００４８】
前記被覆材１１を構成する素材としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピロリドン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、塩素化ポリプロピレン、ウレア、セルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、フェノール樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂およびこれらの共重合体からなる群の少なくとも１つ、及び又はこれらいずれか混合物などが例示される。特に、耐衝撃性を備えるとともに、耐久性、耐油性、耐電性を有し、型枠５が接触したときの圧力伝導性に優れたシリコーン樹脂を用いるのが好ましい。本接触検知センサ１０は、トンネル覆工工事の環境下において、１００回程度若しくはそれ以上の繰り返し使用に耐えるように構成されている。
【００４９】
前記基材１２を構成する素材としては、高温でコーティングしたときの高耐熱性を有するとともに、可撓性を有する熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アモルファスポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイドの他、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ、Ｓｉ基材、多孔質セラミックスなどが例示される。中でもポリエチレンテレフタレート、アクリル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ、ポリスチレンおよびそれらの積層基材から選ばれる樹脂基材を用いることが好適である。
【００５０】
前記基材１２の平面形状は、長手辺と短手辺とを有する長方形状（帯状）に形成されている。厚みは、０．３〜１．５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ程度とするのがよく、幅は、１０〜１００ｍｍ、特に２０〜３０ｍｍとするのがよい。
【００５１】
次いで、前記圧電式センサ２０について説明すると、前記圧電式センサ２０の測定原理は、前記圧電層２２の圧電効果によって圧力や振動などの力学的エネルギーを電気エネルギーに変換して、圧電層２２に発生した電荷を上部電極層２１及び下部電極層２３で検知し、型枠５の接触を検知するものである。
【００５２】
本接触検知センサ１０では、前記圧電式センサ２０に代えて、上部電極層、誘電体層、下部電極層が順に積層された静電容量式センサ（図示せず）を用いてもよい。この静電容量式センサは、前記圧電式センサ２０よりもコストを削減することが可能である。この静電容量式センサの測定原理は、常時電圧を掛けた状態にしておき、型枠５の接触による圧力を受けることにより、前記誘電体層に蓄えられる静電容量の変化を検知するというものである。
【００５３】
本第１形態例に係る接触検知センサ１０では、前記圧電式センサ２０の平面形状は、接触検知センサ１０の長手辺方向に長い略長方形に形成されている。１つ当たりの長手辺方向の寸法は１〜１０００ｍｍ、短手辺方向の寸法は０．５〜２０ｍｍとするのが好ましい。
【００５４】
本形態例では、１つ当たりの圧電式センサ２０の長手辺方向の寸法より、隣り合う圧電式センサ２０、２０の離隔長さの方が小さく形成されている。このため、圧電式センサ２０が配置されない部分が小さく、型枠５の接触が検知しやすくなる。ただし、接触を検知する圧電式センサ２０の１つ当たりの長さが長くなるため、型枠５が接触したエリアは把握できるが、ピンポイントでどこに接触したのかを検知することはできなくなる。また、後述の第２形態例に比べて、圧電素子を設置する面積が大きくなるため、製造コストは割高になる。
【００５５】
図４に示されるように、隣り合う前記圧電式センサ２０、２０の離隔幅Ｌは、１〜５０ｍｍとするのがよい。これにより、トンネル周方向のほぼ全長に亘って型枠５の接触が確実に検知できるようになる。
【００５６】
前記圧電層２２を構成する圧電性物質としては、有機系のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と３フッ化エチレン（ＴｒＦＥ）の共重合体（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））が好ましく、且つこのフッ素系圧電性物質に対して、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ，ＰＥＴＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエステル、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）など相溶する物質同士をブレンドしたものを用いても構わない。
【００５７】
また、圧電性物質として、前記有機系の圧電性物質に無機系のチタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム又はチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の粒子を複合して用いても構わない。
【００５８】
前記圧電層２２を加工するには公知の方法を用いることができる。例えば、スプレーコーティング、ペースト塗布、シルク印刷、パット印刷法、スパッタ法、蒸着法等を用いることができる。特に、特開2013-701号公報に開示されるスプレーコーティング技術を用いることにより、電圧の検知感度が向上でき、複雑形状にも対応可能で、且つ大面積化が可能となるなどの効果を有するので好ましい。本公報に開示されるスプレーコーティング技術の概略を説明すると、図６に示されるように、被コーティング物（下部電極層２３）上に圧電性膜を形成するための電界コーティング及び電界分極において、ａ．被コーティング物をプラス極（アース状態）に保ち、前記被コーティング物のコーティング面に対向させたコーティング噴霧機３０先端の電極針にマイナス１ｋＶ〜９０ｋＶの高電圧を印加して被コーティング物とコーティング噴霧機３０との間に電界３１を形成する、ｂ．次に、前記コーティング噴霧機３０先端の不活性気体噴出ノズルから不活性気体を被コーティング物に向けて噴射し、同時にコーティング噴霧機３０先端であって、中心に前記電極針を位置させた誘電性溶液噴出ノズルより誘電性物質を溶媒に溶解した溶液（誘電性溶液）を被コーティング物に向けて噴射し、この誘電性溶液の液滴にマイナスの電荷を与え、前記コーティング噴霧機３０を移動しながら被コーティング物上に前駆分極膜を形成する、ｃ．次に、電界コーティングを一旦停止し、被コーティング物に向けていたコーティング噴霧機３０を被コーティング物より外側に移動し、前記コーティング噴霧機３０の誘電性溶液噴出ノズルから不活性気体を吐出することにより、誘電性溶液噴出ノズル内に残留する誘電性溶液を全て排出する、ｄ．次に、前記コーティング噴霧機３０を元の位置に戻し、被コーティング物とコーティング噴霧機３０の間に再度電界３１を形成し、前駆分極膜をさらに分極させて（電界分極）被コーティング物上に圧電性膜を形成する、という手順で行われるものである。
【００５９】
前記上部電極層２１及び下部電極層２３は、導電性の高い銀、銅、カーボン粉末材料をはじめとする導電性高分子溶液または金属ペーストを用いて形成したものである。
【００６０】
前記接触検知センサ１０には、図４及び図５に示されるように、前記圧電式センサ２０の上部電極層２１及び下部電極層２３からそれぞれ延びるリード線１８が備えられている。
【００６１】
前記リード線１８は、接触検知センサ１０の長手辺方向の一方端に向けて延び、この端部に設けられたコネクタ１９を介して１本の平ケーブルとして外部に延びている。従来のように小片状のセンサを複数設置した場合には、各センサから延びるケーブルを多数配置する必要があり、設置が煩雑になるばかりでなく、センサからの信号と位置との整合が困難となるなどの欠点があった。これに対して、本接触検知センサ１０では、センサ１０から１本の平ケーブルが延びており、この平ケーブルを接続することによって、各圧電式センサ２０で得られた信号を簡単に出力機器（コンピューター等）に電送することが可能となり、設置作業が簡単になるとともに、センサからの信号とコンクリート充填検知位置との整合が簡単にとれるようになる。
【００６２】
図４に示されるように、前記接触検知センサ１０による信号は、チャージアンプ１５を介して出力機器１６に電送するのが好ましい。前記チャージアンプ１５には、コンデンサが備えられており、各圧電式センサ２０で発生した瞬間的な電流を蓄積し増幅して出力機器１６に電送するため、出力機器１６において瞬間的な電流の変化が明確に把握できるようになる。
【００６３】
前記接触検知センサ１０の取付けは、打設済覆工コンクリート等４の打継部の表面に、前記圧電式センサ２０が配設された側の面をセントル側（表面側）又は打設済覆工コンクリート等４側（裏面側）に向けて、両面テープなどの接合手段によって固定することにより行われる。
【００６４】
前記接触検知センサ１０による型枠５の接触の検知は、型枠５の接触により、前記圧電式センサ２０において圧電層２２に歪みが生じ、これに伴う圧電効果により上部電極層２１及び下部電極層２４で電荷を得ることにより行われる。
【００６５】
〔第２形態例〕
第２形態例に係る接触検知センサ１０Ａは、図７に示されるように、上記第１形態例に係る接触検知センサ１０と比較して、圧電式センサ２０の配置形態が異なっている。
【００６６】
本形態例では、前記圧電式センサ２０の平面形状は、略正方形状又は接触検知センサ１０の長手辺方向に長い略長方形状に形成され、隣り合う圧電式センサ２０、２０の間隔が、１つ当たりの圧電式センサ２０の長手辺方向の寸法より大きく形成されている。具体的に、本形態例では、隣り合う前記圧電式センサ２０、２０の離隔幅ＬＡは、２００〜１０００ｍｍとするのが好ましい。
【００６７】
これによって、型枠５が接触した部分がピンポイントで特定できるというメリットがある。また、上述の第１形態例に比べて、圧電式センサ２０を配置する面積が小さいため、コストが抑えられる。一方、圧電式センサ２０が配置されない部分が大きいため、この圧電式センサ２０が配置されない部分に型枠５が接触した場合には検知できないというデメリットがある。
【符号の説明】
【００６８】
１…吹付けコンクリート、２…防水シート、３…セントル、４…打設済覆工コンクリート等、５…型枠、６…支持フレーム、１０・１０Ａ…接触検知センサ、１１…被覆材、１２…基材、１８…リード線、２０…圧電式センサ、２１…上部電極層、２２…圧電層、２３…下部電極層、Ｔ…トンネル、Ｔ１…地山側壁面
【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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【図１１】
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【図１２】
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