(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工用型枠に設けられて、これの外周面とトンネル内周の覆工面との間の覆工空間に供給されたコンクリートを締固めるためのトンネル覆工コンクリートの締固め構造であって、
トンネル軸方向に延設して前記トンネル覆工用型枠に形成されたスリット部と、該スリット部を介して前記トンネル覆工用型枠の内側から前記覆工空間に向けて進退可能に突出できるように配設された振動板と、前記トンネル覆工用型枠の内側に設けられ、前記振動板を前記覆工空間に向けて進退移動させる進退駆動装置とからなり、
複数の前記スリット部及び前記振動板がトンネル軸方向に直線状に並ぶように配置されて振動板列を形成すると共に、該振動板列がトンネルの周方向に間隔をおいて複数列設けられており、且つ各振動板列における複数の前記振動板が、同時進退機構を介して一体として進退するトンネル覆工コンクリートの締固め構造。
【請求項２】
前記スリット部には、当該スリット部の開口周縁と、これに挿通される前記振動板との間の隙間をシールする可撓性シール部材が取り付けられている請求項１に記載のトンネル覆工コンクリートの締固め構造。
【請求項３】
前記同時進退機構がチェーン及びスプロケットを含む請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリートの締固め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリートの打設方法において用いる締固め構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において、掘削したトンネルの内周面の地山を覆って構築されるトンネル覆工コンクリートを形成するための方法として、コンクリート覆工用型枠を用いる工法が一般的に採用されている（例えば、特許文献１参照）。コンクリート覆工用型枠５０は、図７（ａ），（ｂ）に示すように、例えば馬蹄形等のアーチ形状部分５２を含む形状のトンネル５３の内周面５４に沿って、トンネル５３の側壁部５５から上部に亘って設置されるものであり、設置されたコンクリート覆工用型枠５０と、トンネル５３の内周面５４の吹き付けコンクリート５６によって覆われる地山との間の覆工空間６１に、好ましくは無筋コンクリートを打設して硬化させることにより、トンネル底部のインバート部５１のコンクリートと連続させるようにして、覆工コンクリートが形成されることになる。
【０００３】
また、コンクリート覆工用型枠５０としては、例えばパラセントルと呼ばれる組立式のトンネル覆工用型枠の他、スライドセントルと呼ばれる移動式のトンネル覆工用型枠が知られており、トンネル５３の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定のスパン毎にコンクリート覆工用型枠５０を据え付け直しながら、トンネル５３の掘進方向の後方から前方に向かって、コンクリート覆工用型枠５０を用いてトンネル５３の側部及び上部の覆工コンクリートを順次打設形成して行くことになる。
【０００４】
そして、コンクリート覆工用型枠５０を用いてトンネルの側部及び上部の覆工コンクリートを打設するには、例えば図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したコンクリート覆工用型枠５０に設けられた検査窓５６からコンクリートを打設可能な高さ領域として、例えばトンネル５３の側壁部５５からアーチ形状部分５２の肩部までの領域に対しては、検査窓５６を介してコンクリート５７を供給すると共に、バイブレータ５８を検査窓５６から挿入し、供給されたコンクリート５７を締固めながらコンクリート５７を打設する。しかる後に、検査窓５６からコンクリート５７を供給しつつバイブレータ５８によって締固めることが困難な高さ領域として、トンネル５３の冠部（クラウン部）５９（図７（ａ）参照）の領域に対しては、コンクリート覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート打設孔６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、締固めを行うことなく冠部５９のコンクリート５７を形成するパターンが採用されている。
【０００５】
より具体的には、所定位置にコンクリート覆工用型枠５０を設置した後に、コンクリート覆工用型枠５０とトンネル５３の内周面５４との間の覆工空間６１に、例えば側壁部５５の下部から下段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図８（ａ）参照）と、さらに側壁部５５の上部のアーチ形状部分５２に向かって、中段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図８（ｂ）参照）と、アーチ形状部分５２の冠部５９の手前まで、上段の検査窓５６及び必要に応じてコンクリート打設孔６０を介してコンクリート５７を流し込みながら、バイブレータ５８を用いて締固める工程（図８（ｃ）参照）と、冠部５９の覆工空間６１における既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート打設孔６０を介して順次コンクリート５７を流し込み、締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリート５７を充填する工程（図８（ｄ）参照）とによって、覆工コンクリートが打設されることになる。
【特許文献１】特開２００２−１４７１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなコンクリート覆工用型枠５０を用いた従来の覆工コンクリートの打設方法では、覆工空間６１に供給されたコンクリートに各検査窓５６から人力によってバイブレータ５８を各々挿入しながらコンクリートを締固める必要があるため、多くの手間を要することになる。また、打設されたコンクリ−ト５７を充分に締固めるには、コンクリート覆工用型枠５０の全体に亘って分散させて多くの検査窓５６を設けておく必要があるため、人力作業で締固めを行うには、多くの人手や段取り替えを要することになると共に、締固めのバラツキや局所的な締固めの不足を生じ易い。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、多くの人手や手間を要することなく、機械的な手段によって供給されたコンクリ−トを充分に締固めて、バラツキや締固め不足を生じることなく効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締固めることのできるトンネル覆工コンクリートの締固め構造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】
【０００８】
本発明は、トンネル覆工用型枠に設けられて、これの外周面とトンネル内周の覆工面との間の覆工空間に供給されたコンクリートを締固めるためのトンネル覆工コンクリートの締固め構造であって、トンネル軸方向に延設して前記トンネル覆工用型枠に形成されたスリット部と、該スリット部を介して前記トンネル覆工用型枠の内側から前記覆工空間に向けて進退可能に突出できるように配設された振動板と、前記トンネル覆工用型枠の内側に設けられ、前記振動板を前記覆工空間に向けて進退移動させる進退駆動装置とからなり、複数の前記スリット部及び前記振動板がトンネル軸方向に直線状に並ぶように配置されて振動板列を形成すると共に、該振動板列がトンネルの周方向に間隔をおいて複数列設けられており、且つ各振動板列における複数の前記振動板が、同時進退機構を介して一体として進退するトンネル覆工コンクリートの締固め構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１１】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリートの締固め構造は、前記スリット部に、当該スリット部の開口周縁と、これに挿通される前記振動板との間の隙間をシールする可撓性シール部材が取り付けられていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のトンネル覆工コンクリートの締固め構造は、前記同時進退機構がチェーン及びスプロケットを含んでいることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のトンネル覆工コンクリートの締固め構造によれば、多くの人手や手間を要することなく、機械的な手段によって供給されたコンクリ−トを充分に締固めて、バラツキや締固め不足を生じることなく効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締固めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい一実施形態に係る締固め構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法は、図１〜図４に示すように、例えば山岳トンネル工法において、トンネル覆工用型枠１０を用いてトンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を、トンネル底部のインバートコンクリート１３と連続して、或いは連続可能に打設形成してゆく際に、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａと、トンネル１２内周の地山４０に吹き付けコンクリート４１を吹き付けた覆工面４２との間の覆工空間１７に供給されるコンクリート１４を充分に締固めて、効率良く打設してゆくための方法として採用されたものである。
【００１７】
ここで、本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０は、従来技術として公知の例えばスライド移動式のセントルであり、トンネル１２の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定のスパン毎にトンネル１２の掘進方向Ｘの後方から前方に向かって据え付け直しながら、トンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を順次打設形成してゆくことを可能にするものである。
【００１８】
そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法は、トンネル覆工用型枠１０を用いた覆工コンクリート１１の打設方法において、トンネル覆工用型枠１０にトンネル軸方向Ｘに延設する複数のスリット部１５を設けると共に、このスリット部１５を介して複数の振動板１６をトンネル覆工用型枠１０の内側からこれの外周面１０ａとトンネル１２内周の覆工面４２との間の覆工空間１７に向けて進退可能に突出できるように配設し、覆工空間１７に供給されたコンクリート１７を、覆工空間１７に突出させた振動板１６を振動させることによって締固めるようにしたものである。
【００１９】
また、本実施形態によれば、トンネル覆工用型枠１０には、これの外周面１０ａとトンネル１２内周の覆工面４２との間の覆工空間１７に供給されたコンクリート１４を締固めるための締固め構造１８が設けられており、この締固め構造１８により振動板１６を覆工空間１７に向けて進退可能に突出させると共に振動させて、コンクリート１４を締固めることができるようになっている。
【００２０】
すなわち、トンネル覆工用型枠１０に設けられた締固め構造１８は、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、トンネル軸方向Ｘに延設してトンネル覆工用型枠１０に形成されたスリット部１５（図２〜図４参照）と、このスリット部１５を介してトンネル覆工用型枠１０の内側から覆工空間１７に向けて進退可能に突出できるように配設された振動板１６と、トンネル覆工用型枠１０の内側に設けられ、振動板１６を覆工空間１７に向けて進退移動させる進退駆動装置１９とによって構成されている。また締固め構造１８は、トンネル覆工用型枠１０の全体に分散配置して予め設計された所定の位置に複数設けておくことができ、これらの複数の締固め構造１８によって、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら、覆工空間１７の全体に亘ってバラツキや締固め不足を生じることなく覆工コンクリート１１を打設してゆくことが可能になる。
【００２１】
本実施形態によれば、スリット部１５は、例えば幅５〜１０ｍｍ程度、長さ１５００ｍｍ程度の大きさの縦長帯状のスリット開口であり、その長手方向をトンネル軸方向Ｘに沿わせるように配置して、トンネル覆工用型枠１０に複数形成される（図２参照）。またスリット部１５には、当該スリット部１５の開口周縁と、これに挿通される振動板１６との間の隙間をシールする可撓性シール部材２０が取り付けられている。
【００２２】
可撓性シール部材２０は、例えば厚さが１０ｍｍ程度のゴム板等の可撓性を有する板状部材からなり、スリット部１５の開口形状より一回り大きな縦長帯状の平面形状を備えている。可撓性シール部材２０は、その周縁部分をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａにおけるスリット部１５の開口周縁部分に接合することにより、スリット部１５を覆って取り付けられる。可撓性シール部材２０の中央部分には、トンネル軸方向Ｘに延設して摺動切込み２１が切り込まれており、この摺動切込み２１に振動板１６を挿通して摺動させることにより、スリット部１５の開口周縁と振動板１６との間の隙間をシールしながら、好ましくは振動板１６を振動させつつ覆工空間１７に向けてスムーズに進退させることができるようになっている。また、可撓性シール部材２０が設けられていることにより、覆工空間１７に供給されたコンクリ−ト１４を締固める際に、コンクリート１４がスリット部１５を介してトンネル覆工用型枠１０の内側に漏れ出るのを効果的に回避することが可能になる。
【００２３】
振動板１６は、例えば厚さが３〜５ｍｍ程度の金属プレートや合成樹脂プレートからなり、例えば長さが１５００ｍｍ程度、高さが５００〜６００ｍｍ程度の大きさの略矩形の平面形状を有している。また、振動板１６には、その下辺部分の中央部に例えば電磁式振動体やモータの回転力によって振動する振動体等を内部に備える公知の壁用バイブレータ２２が接着状態で取り付けられており、この壁用バイブレータ２２の駆動によって、コンクリート１４を締固めるための振動を発生するようになっている。
【００２４】
振動板１６を覆工空間１７に向けて進退移動させる進退駆動装置１９は、トンネル覆工用型枠１０のセントルフレーム２３に支持固定される一対の本体フレーム部２４と、この本体フレーム部２４に各々支持固定されるシリンダ機構としての一対の進退用油圧シリンダ２５とからなる。また各進退用油圧シリンダ２５は、本体フレーム部２４の先端部分に固定される固定スリーブ部２６と、固定スリーブ部２６から伸縮可能に突出する好ましくは蛇腹付のシリンダロッド２７とからなり、シリンダロッド２７の先端には、振動板１６の振動を緩衝部材によって吸収しつつ当該振動板１６を把持することが可能な把持具２８が一体として設けられている。
【００２５】
そして、振動板１６は、その下辺部分の両側部を把持具２８により把持されて一対の進退用油圧シリンダ２５によって進退可能に支持され、シリンダロッド２７の伸縮により、例えばシリンダロッド２７を収縮し、振動板１６をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａから突出させることなくトンネル覆工用型枠１０の内側に収納した状態から、シリンダロッド２７を伸張し、可撓性シール部材２０の摺動切込み２１を介して振動板１６を覆工空間１７に例えば２５０ｍｍ程度の最大張出し長さで突出させた状態まで、その突出量を制御しつつ、覆工空間１７に向けて振動板１６を容易に進退させることができるようになっている。
【００２６】
図６（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法において採用された本発明の好ましい一実施形態の締固め構造２９を示すものであり、この締固め構造２９によれば、複数のスリット部１５及び振動板１６がトンネル軸方向Ｘに直線状に並ぶように配置されて振動板列３０を形成すると共に（図２〜図４参照）、この振動板列３０がトンネルの周方向に間隔をおいて複数列設けられており（図２〜図４参照）、且つ各振動板列３０における複数の振動板１６が、同時進退機構３１を介して一体として進退するようになっている。
【００２７】
すなわち、同時進退機構３１は、進退駆動装置としての機能を兼ね備えるものであり、セントルフレーム２３に取り付けられた支持フレーム３２によって支持されて、各振動板１６の両側部分に各々一対配置されるスプロケット３３と、各振動板１６のスプロケット３３に連続して巻回係合されると共に、両端がトンネル覆工用型枠１０の中央内側部分に設けられたチェーン駆動用油圧シリンダ３４に連結されるチェーン３５とによって構成される。各振動板１６には、これの両側部分に、例えばスプロケット３３の回転軸と係合される噛合ガイド部材３６が取り付けられており、チェーン３５の回転移動によってスプロケット３３が回転した際に、スプロケット３３に沿って噛合ガイド部材３６を上下に移動させることにより、各振動板１６を覆工空間１７に向けてスムーズに進退駆動させることができるようになっている。また、各噛合ガイド部材３６と隣接して、各振動板１６には、スプロケット３３の回転軸を挿通させるガイドスリット３７が切欠き形成されており、各振動板１６を進退移動させる際に、スプロケット３３の回転軸をガイドスリット３７に沿ってスライド移動させて、振動板１６との干渉を回避できるようになっている。
【００２８】
同時進退機構３１を備える上述の締固め構造２９では、チェーン駆動用油圧シリンダ３４を駆動してチェーン３５を右側或いは左側に回動させることにより、各振動板１６の各一対のスプロケット３３に連続して係合されているチェーン３５は、左側或いは右側にスライド移動し、複数のスプロケット３３を同期して回動させることになる。これによって、各振動板列３０における複数の振動板１６を、覆工空間１７に向けて一体として進退させることが可能になる。
【００２９】
そして、本実施形態では、覆工コンクリート１１を打設するには、図２に示すように、例えばトンネル覆工用型枠１０のクラウン部（冠部）に設けたコンクリート投入口３８からコンクリート１４を投入して覆工空間１７に供給し、例えば同時進退機構３１を備える締固め構造２９によって、下段及び／又は中段に設けられた振動板列３０の各スリット部１５から複数の振動板１６を覆工空間１７に向けて一体として突出させ、供給されたコンクリート１４に複数の振動板１６を振動させつつ挿入してコンクリート１４を締固めて、側壁部分の覆工コンクリート１１を打設する。
【００３０】
側壁部分に供給されたコンクリート１４の締固めを充分に行ったら、振動板１６を覆工空間１７から引抜くと共に、クラウン部に設けたコンクリート投入口３８からさらにコンクリート１４を投入して覆工空間１７に供給し、図３に示すように、好ましくは側壁部分よりも上方の、クラウン部を含むトンネルアーチ部上部の覆工空間１７の全体がコンクリート１４で充填された状態とする。
【００３１】
トンネルアーチ部上部の覆工空間１７の全体がコンクリート１４で充填された状態としたら、図４に示すように、クラウン部を含むトンネルアーチ部上部のトンネル覆工用型枠１０に設けられた複数の振動板列３０の各スリット部１５から複数の振動板１６を覆工空間１７に向けて一体として突出させ、供給されたコンクリート１４に振動させながら挿入して、クラウン部を含むトンネルアーチ部上部の覆工コンクリート１１を締固める。トンネルアーチ部上部に供給されたコンクリート１４の締固めを充分に行ったら、各振動板列３０の振動板１６を覆工空間１７から引抜いて、当該トンネル覆工用型枠１０を設置したスパンにおける覆工コンクリート１１の打設作業が終了する。
【００３２】
そして、本実施形態によれば、多くの人手や手間を要することなく、機械的な手段によって覆工空間１７に供給されたコンクリ−ト１４を充分に締固めて、バラツキや締固め不足を生じることなく効率良く覆工コンクリート１１を打設してゆくことができると共に、クラウン部の覆工コンクリート１１も効果的に締固めることができる。
【００３３】
すなわち、本実施形態によれば、トンネル覆工用型枠１０に複数のスリット部１５を設け、これらのスリット部１５を介して複数の振動板１６を覆工空間１７に向けて進退可能に突出できるように配設し、覆工空間１７に供給されたコンクリートを、覆工空間１７に突出させた振動板１６を振動させながら、人手を介することなく締固めて覆工コンクリート１１を打設してゆくので、コンクリート覆工用型枠に複数設けた検査窓から人手によってバイブレータを各々挿入しながらコンクリートを締固めるといった手間のかかる作業を要することなく、振動板１６の進退や振動を機械的に操作して、効率良く覆工コンクリート１１を打設してゆくことが可能になる。また、スリット部１５や振動板１６は、クラウン部を含むトンネルアーチ部上部のトンネル覆工用型枠１０に容易に設けることができ、クラウン部に設けられた振動板１６によって、クラウン部の覆工コンクリート１１も効果的に締固めることが可能になる。
【００３４】
さらに、本実施形態によれば、例えば山岳トンネルの覆工コンクリート１１を打設するにあたって、覆工の厚さ方向にも広く締固めを行うことができるので、密実な覆工コンクリート１１を打設することができ、覆工コンクリート１１の高品質化を図ることができると共に、特に、覆工コンクリート１１の表面をきれいに仕上げることが可能になる。さらにまた、振動板１６の挿入深さを調整することで、覆工コンクリート１１の厚さの変化にも容易に対応することが可能になる。
【００３６】
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、トンネルの側部及び上部の覆工コンクリートの全体を本発明のトンネル覆工コンクリートの締固め構造によって形成する必要は必ずしも無く、例えばトンネル冠部の下方までは、従来の検査窓を介してコンクリートの供給や締固めを行う方法によって覆工コンクリートを打設し、冠部の覆工コンクリートに対しては、トンネル覆工用型枠のトンネル冠部に配置されたスリット部を介して振動板を覆工空間に突出させ、トンネル冠部の覆工空間に供給されたコンクリートを締固めて覆工コンクリートを打設してゆくこともできる。
【００３７】
また、本発明は、山岳トンネル以外のその他のトンネルにおいて覆工コンクリートを形成するべく採用することができ、またトンネル覆工用型枠の外周面との間に覆工空間を形成する覆工面は、吹き付けコンクリートによって覆われる地山の他、１次覆工を行った後のトンネル内周面による、２次覆工を行うための覆工面であっても良い。さらに、上述の構成の締固め構造以外の装置や部材を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の好ましい一実施形態に係る締固め構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法において、トンネル覆工用型枠をトンネル内周の覆工面に沿って設置した状態を示すトンネル軸方向から見た断面図である。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る締固め構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法の作業手順を説明する略示斜視図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態に係る締固め構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法の作業手順を説明する略示斜視図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係る締固め構造が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設方法の作業手順を説明する略示斜視図である。
【図５】トンネル覆工コンクリートの好ましい締固め構造の構成を説明する、（ａ）は左半分を断面で示す側面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂに沿った断面図である。
【図６】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締固め構造の構成を説明する、（ａ）は側面図、（ｂ）は要部拡大側面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃに沿った断面図、（ｄ）は（ｂ）のＤ−Ｄに沿った断面図である。
【図７】（ａ）は従来のトンネル覆工コンクリート打設方法においてコンクリート覆工用型枠をトンネル内周の覆工面に沿って設置した状態を示すトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、従来のトンネル覆工コンクリート打設方法の作業手順を説明する、一部を断面図として示す側面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  コンクリート覆工用型枠
１０ａ  トンネル覆工用型枠の外周面
１１  覆工コンクリート
１２  トンネル
１３  インバートコンクリート
１４  コンクリート
１５  スリット部
１６  振動板
１７  覆工空間
１８，２９  締固め構造
１９  進退駆動装置
２０  可撓性シール部材
２１  摺動切込み
２２  壁用バイブレータ
２３  セントルフレーム
２４  本体フレーム部
２５  進退用油圧シリンダ
２６  固定スリーブ部
２７  シリンダロッド
２８  把持具
３０  振動板列
３１  同時進退機構
３２  支持フレーム
３３  スプロケット
３４  チェーン駆動用油圧シリンダ
３５  チェーン
３６  噛合ガイド部材
３７  ガイドスリット
３８  コンクリート投入口
４０  トンネル内周の地山
４１  吹き付けコンクリート
４２  覆工面
Ｘ    トンネル軸方向（トンネル掘進方向）
【図１】
0004624244.tif 000002
【図２】
0004624244.tif 000003
【図３】
0004624244.tif 000004
【図４】
0004624244.tif 000005
【図５】
0004624244.tif 000006
【図６】
0004624244.tif 000007
【図７】
0004624244.tif 000008
【図８】
0004624244.tif 000009