(57)【要約】【課題】トンネルの内壁面に打設されるコンクリートの品質を向上させること。【解決手段】地山を掘削することで形成される掘削孔ａの内壁面ａ１にコンクリートを打設してトンネルを覆工するために、内壁面ａ１に沿って設けられるセントル１０の型枠部材１１を以下のように構成する。すなわち、掘削孔ａの内壁面ａ１に沿ってアーチ状に形成される外枠フレーム１１ａに、堰板材となるＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板１１ｂを固定する。これによって、コンクリートの打設状況が掘削孔ａの内部側から視認できるため、コールドジョイント、豆板、エアーあばた等の発生を未然に防止しながら、品質の良好なコンクリートを打設することができる。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地山を掘削することで形成される掘削孔の内壁面にコンクリートを打設してトンネルを覆工するために、前記内壁面に沿って配設されるトンネル覆工用型枠であって、
前記内壁面に沿って設けられるフレーム部材と、
このフレーム部材に固定される透明な堰板材とを備えることを特徴とするトンネル覆工用型枠。
【請求項２】
前記透明な堰板材は、ＦＲＰ板であることを特徴とする請求項１に記載のトンネル覆工用型枠。
【請求項３】
前記透明な堰板材には、コンクリートの打設孔が少なくとも前記掘削孔の軸断面方向に複数となるように、それぞれ開閉可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のトンネル覆工用型枠。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネルを覆工するためのトンネル覆工用事型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、トンネルを覆工する方法として、断面アーチ形状のセントルを用いたもの知られている。この方法は、地山を掘削して形成された掘削孔の内壁面に沿って、この掘削孔よりも径が小さく形成されたセントルを配設し、セントルに予め設けられた打設孔から、掘削孔の内壁面とセントルとの間にコンクリートを打設する方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセントルにおいては、堰板材が不透明であるために、コンクリートの打設状況、例えばコンクリートが充填されていない箇所があるか否か、バイブレータによる締め固めが不充分な箇所があるか否か、コンクリートの硬化状況等、が視認できなかった。したがって、コンクリートの打継部にコールドジョイントが形成されたり、コンクリート表面に豆板、エアーあばた等が生じたりしてしまっていた。
【０００４】
本発明の課題は、掘削孔の内壁面に打設されるコンクリートの品質を向上させることを可能とするトンネル覆工用型枠を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、例えば図２、図３に示すように、
地山を掘削することで形成される掘削孔ａの内壁面ａ１にコンクリートを打設してトンネルを覆工するために、前記内壁面ａ１に沿って配設されるトンネル覆工用型枠（セントル１０、型枠部材１１）であって、
前記内壁面ａ１に沿って設けられるフレーム部材（外枠フレーム１１ａ）と、
このフレーム部材（外枠フレーム１１ａ）に固定される透明な堰板材（ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板１１ｂ）とを備えることを特徴としている。
【０００６】
請求項１に記載の発明によれば、前記透明な堰板材によって、掘削孔の内部側からコンクリートの打設状況を逐次視認できるため、コールドジョイント、豆板、エアーあばた等の発生を未然に防止しながら、品質の良好なコンクリートを打設することができる。また、前記透明な堰板材によって掘削孔内部の照度が向上するため、コンクリート打設の作業性を向上させることができる。
【０００７】
なお、前記透明な堰板材としては、例えば、ガラス繊維等の繊維が混入された不飽和ポリエステル樹脂板であるＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板が挙げられる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、例えば図２、図３に示すように、請求項１に記載のトンネル覆工用型枠において、
前記透明な堰板材は、ＦＲＰ板１１ｂであることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、ガラス繊維等の繊維が混入された不飽和ポリエステル樹脂板であるＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板は、透明度が高く、軽量であり、所定の強度、散光性を有し、耐熱性、耐すりへり性、コンクリートとの剥離性、表面の平滑性に優れる性質を有する。したがって、コンクリートの品質をさらに向上させるとともに、コンクリート打設の作業性を向上させることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、例えば図２（ｂ）に示すように、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記透明な堰板材（ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板１１ｂ）には、コンクリートの打設孔１１ｂ１が少なくとも前記掘削孔ａの軸断面方向に複数となるように、それぞれ開閉可能に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、前記透明な堰板材には、コンクリートの打設孔が少なくとも前記掘削孔の軸断面方向に複数となるように、それぞれ開閉可能に設けられている。したがって、コンクリートの打設位置を、下方に位置する打設孔から上方に位置する打設孔へ順次移動させることで、掘削孔の両側壁部から天井部に向けて、順次、コンクリートを打設することができる。
【００１２】
なお、コンクリートの打設位置を、前記上方に位置する打設孔とする場合には、前記下方に位置する打設孔は閉じておけばよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、本発明に係るトンネル覆工用型枠の実施の形態について詳細に説明する。本発明に係るトンネル覆工用型枠は、図１に示すようなトンネル覆工装置１００の一部を構成し、掘削孔ａの内壁面ａ１にコンクリートを打設してトンネルを覆工する際に用いられるものである。
【００１４】
トンネル覆工装置１００は、図１および図２に示すように、地山を掘削して掘削孔ａを形成する図示しない掘削機構、掘削孔ａの内壁面ａ１に沿って配設される型枠部材１１（トンネル覆工用型枠）を備えるセントル１０（トンネル覆工用型枠）、セントル１０の型枠部材１１と掘削孔ａの内壁面ａ１との間にコンクリートを打設する図示しないコンクリート打設機構、掘削孔ａ内部の換気を行うための風管２０等から概略構成される。
【００１５】
掘削機構は、トンネル覆工装置１００の最前部に設置され、地山を掘削するカッタ装置、このカッタ装置で掘削された土砂を掘削孔ａ外部へ搬送する搬送装置等から構成される。
【００１６】
セントル１０は掘削機構の後方に設置され、掘削孔ａの内壁面ａ１に沿って、この内壁面ａ１との間に隙間を形成するように配設される型枠部材１１、この型枠部材１１を支持する支持フレーム１２、この支持フレーム１２が走行可能で掘削孔ａの下面に敷設される走行レール１３等から構成される。
【００１７】
型枠部材１１は、図２（ａ）、図３（ａ）に示すように、掘削孔ａの内壁面ａ１に沿って、かつ、掘削孔ａの軸方向に直線状に配設される、鉄、アルミニウム等からなる外枠フレーム１１ａ（フレーム部材）、この外枠フレーム１１ａに固定された透明なＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板１１ｂ（透明な堰板材）、外枠フレーム１１ａの両側部に配設される腹板材１１ｃ等から構成されている。
ここで、ＦＲＰ板１１ｂとは、ガラス繊維等の繊維が混入された不飽和ポリエステル樹脂板であり、透明度が高く、軽量であり、所定の強度、散光性を有し、耐熱性、耐すりへり性、コンクリートとの剥離性、表面の平滑性に優れる性質を有する。
【００１８】
型枠部材１１は、掘削孔ａの断面方向に７つのピースが図示しないボルトによって連結されてなる円弧状部材が、図２（ｂ）に示すように、掘削孔ａの軸方向に８部材、腹板材１１ｃの部分で図示しないボルトによって連結されてなる。
【００１９】
ＦＲＰ板１１ｂには、図２（ｂ）に示すように、コンクリートの打設孔１１ｂ１が縦横に複数、それぞれ開閉可能に設けられている。なお、外枠フレーム１１ａに対するＦＲＰ板１１ｂの固定は、図３（ｂ）に示すように、掘削孔ａの内壁面ａ１側となる位置から、ＦＲＰ板１１ｂと面一となるように設けられる皿ボルト１１ｂ２によってなされている。
【００２０】
支持フレーム１２は、型枠部材１１の外枠フレーム１１ａを取り付け可能に、掘削孔ａの内壁面ａ１に沿って、かつ、掘削孔ａの軸断面方向にアーチ状に設けられる、鋼材からなる型枠部材取付フレーム１２ａ（フレーム部材）、この型枠部材取付フレーム１２ａを支保材１２ｂ等によって支保する、鋼材からなる門型フレーム１２ｃ、この門型フレーム１２ｃに上下４層に配設される作業足場１２ｄ等から概略鋼製されている。なお、上下の作業足場１２ｄ間は、適宜、階段１２ｅやはしご１２ｆ等で連結されている。
【００２１】
走行レール１３は、門型フレーム１２ｃを走行可能に支持し、掘削孔ａ下面に軸方向に延在して敷設されている。
【００２２】
コンクリート打設機構は、コンクリートを供給するポンプ車、このポンプ車に連結されて、コンクリートをセントル１０の型枠部材１１に形成された打設孔１１ｂ１まで搬送する圧送管等から形成されている。圧送管は、適宜複数の分岐管に分岐しており、各分岐部にはそれぞれの分岐管の流路面積を調整可能なシャッタバルブが設けられている。これらシャッタバルブを調整することで、複数の分岐管のうち任意の分岐管からコンクリートを打設することができるようになっている。
【００２３】
次に、このトンネル覆工装置１００によってトンネルを覆工する方法について説明する。
【００２４】
先ず、掘削機構で掘削孔ａを形成するとともに、一次覆工がなされた掘削孔ａの内壁面ａ１との間に隙間が形成される位置に型枠部材１１が配設されるようにセントル１０を設置する。なお、図１において、符号ａ２は一次覆工コンクリートである。
【００２５】
コンクリートの打設は、掘削孔ａの両側壁部から順次天井部に向けて打設する。先ず、コンクリートの圧送管から分岐した複数の分岐管の先端部を、ＦＲＰ板１１ｂに縦横に複数、それぞれ開閉可能に形成された複数の打設孔１１ｂ１のうち、下方に位置する打設孔１１ｂ１に挿入して打設する。さらに、分岐管が挿入された打設孔１１ｂとは別の打設孔１１ｂからバイブレータを挿入し、打設されたコンクリートを締め固める。
【００２６】
この際、作業員が掘削孔ａの内部からコンクリートの打設状況を視認する。ここで、コンクリートの打設状況とは、例えば、コンクリートが充填されていない箇所があるか否か、バイブレータによる締め固めが不充分な箇所があるか否か、コンクリートの硬化状況等である。なお、これらの視認作業は、型枠部材１１が、透明なＦＲＰ板１１ｂから構成されていることによって容易に行うことができる。
【００２７】
そして、コンクリートが一定高さまで略水平に打設された後に、複数の分岐管をそれぞれ打設孔１１ｂから取り出してこれら打設孔１１ｂを閉じた上で、これら打設孔１１ｂよりも上方に位置する打設孔１１ｂに複数の分岐管をそれぞれ挿入し、前記と同様にしてコンクリートを打設する。
【００２８】
以上のようにして、掘削孔ａの天井部まで打設を行い、所定期間の養生の後に、脱型を行う。そして、掘削機構によって前方の地山を掘削する掘削工程と、走行レール１３上を前方に移動させたセントル１０を型枠にコンクリートを打設するコンクリート打設工程とを繰り返して、断続的にトンネルを覆工していく。
【００２９】
本実施の形態によれば、型枠部材１１の堰板材となるＦＲＰ板１１ｂは透明度が高いため、掘削孔ａの内部側からコンクリートの打設状況を逐次視認することができる。したがって、コールドジョイント、豆板、エアーあばた等の発生を未然に防止しながら、品質の良好なコンクリートを打設することができる。また、ＦＲＰ板１１ｂは、軽量であり、所定の強度、散光性を有し、耐熱性、耐すりへり性、コンクリートとの剥離性、表面の平滑性に優れる性質を有する。したがって、コンクリートの品質をさらに向上させるとともに、コンクリート打設の作業性を向上させることができる。
【００３０】
また、本実施の形態によれば、ＦＲＰ板１１ｂには、コンクリートの打設孔１１ｂ１が縦横に複数、それぞれ開閉可能に設けられている。したがって、コンクリートの打設位置を、下方に位置する打設孔１１ｂ１から上方に位置する打設孔１１ｂ１へ順次移動させることで、掘削孔ａの両側壁部から天井部に向けて、順次、コンクリートを打設することができる。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、前記透明な堰板材によって、掘削孔の内部側からコンクリートの打設状況を逐次視認できるため、コールドジョイント、豆板、エアーあばた等の発生を未然に防止しながら、品質の良好なコンクリートを打設することができる。また、前記透明な堰板材によって掘削孔内部の照度が向上するため、コンクリート打設の作業性を向上させることができる。
【００３２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、ガラス繊維等の繊維が混入された不飽和ポリエステル樹脂板であるＦＲＰ板は、透明度が高く、軽量であり、所定の強度、散光性を有し、耐熱性、耐すりへり性、コンクリートとの剥離性、表面の平滑性に優れる性質を有する。したがって、コンクリートの品質をさらに向上させるとともに、コンクリート打設の作業性を向上させることができる。
【００３３】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の発明と同様の効果を得ることができることは勿論のこと、前記透明な堰板材には、コンクリートの打設孔が少なくとも前記掘削孔の軸断面方向に複数となるように、それぞれ開閉可能に設けられている。したがって、コンクリートの打設位置を、下方に位置する打設孔から上方に位置する打設孔へ順次移動させることで、掘削孔の両側壁部から天井部に向けて、順次、コンクリートを打設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセントルの全体構成を示す、掘削孔の軸方向断面図である。
【図２】本発明に係るセントルに備えられた型枠部材を示す、（ａ）は掘削孔の軸方向断面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】（ａ）は、本発明に係るセントルに備えられた型枠部材を示す図であり、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
１０　　　　　セントル（トンネル覆工用型枠）
１１　　　　　型枠部材（トンネル覆工用型枠）
１１ａ　　　外枠フレーム（フレーム部材）
１１ｂ　　　ＦＲＰ板（透明な堰板材）
１１ｂ１　打設孔
１２ａ　　　型枠部材取付フレーム（フレーム部材）
ａ　　　　　　掘削孔
ａ１　　　　内壁面
【図１】
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【図２】
2004084320.tif 000004
【図３】
2004084320.tif 000005