(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動式型枠(12)を使用してトンネル(14)内に二次覆工用のコンクリート(52)を打設する方法において、
移動式型枠(12)とトンネル内壁面(20)との間に、移動式型枠(12)に設けられた打設口(60)あるいは検査窓(32)から二次覆工用のコンクリート(52)を充填させた後、
移動式型枠(12)に設けられたコンクリートセンサー(22)の移動式型枠(12)とトンネル内壁面(20)との間の二次覆工用のコンクリート(52)の充填量感知により、コンクリート充填される検査窓(32)の窓閉鎖板(34)を閉鎖させた後、
閉鎖させた窓閉鎖板(34)を移動式型枠(12)の外方に向けて往復動させると共に、窓閉鎖板(34)に装着された振動機(38)を振動させることにより、移動式型枠(12)とトンネル内壁面(20)との間に充填させるコンクリート(52)を締め固めた後、
コンクリートセンサー(22)の移動式型枠(12)とトンネル内壁面(20)との間に充填されたコンクリート(52)の充填圧力感知により、窓閉鎖板(34)の往復動、振動機(38)の駆動、およびコンクリート(52)の充填、を停止させ、移動式型枠(12)が設置されたトンネル(14)内に二次覆工用のコンクリート(52)を打設することを特徴とするトンネル用コンクリート打設方法。
【請求項２】
トンネル(14)内に二次覆工用のコンクリート(52)を打設するための移動式型枠(12)に設けられた検査窓(32)に、窓閉鎖板(34)が、開閉自在、かつ外方に向けて往復動自在に設けられると共に、窓閉鎖板(34)に振動機(38)を装着させ、移動式型枠(12)にコンクリート(52)の充填量および充填圧力を感知するコンクリートセンサー(22)が複数個設けられてなり、
コンクリートセンサー(22)の移動式型枠(12)とトンネル内壁面(20)との間へのコンクリート充填量、充填圧力の感知により、窓閉鎖板(34)の開閉、窓閉鎖板(34)の往復動および振動機(38)の駆動、停止、コンクリート(52)の充填、停止を行うことを特徴とするトンネル用コンクリート打設装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル内に二次覆工用のコンクリートを密実に締め固めて打設する方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
元来、トンネル内への二次覆工用のコンクリート打設は、コンクリート打設させる移動式型枠を、コンクリート打設終了後、前方に折畳んで搬送し、展開させて設置し、順次コンクリート打設を行う形式の移動式型枠により行われていた。
【０００３】
この移動式型枠をトンネル内の所定位置に設置した後、移動式型枠に多数設けられた所定位置の開閉自在の検査窓あるいは打設口からコンクリートを移動式型枠とトンネル内壁面との間に充填し、養生硬化させていた。
【０００４】
また、移動式型枠とトンネル内壁面との間へのコンクリートの充填は、トンネルの掘削側と反対（既コンクリート打設）側の下部、トンネルの掘削側の下部、トンネルの掘削側と反対側の上部、トンネルの掘削側の上部へと順次充填するのが、常である。
【０００５】
このため、まずコンクリートの充填は所定位置の検査窓を開放させて搬出口とし、コンクリート供給するためのコンクリート搬送管の先端をこの検査窓から突出させ、このコンクリート搬送管の先端からコンクリートを、移動式型枠とトンネル内壁面との間へ充填するか、あるいは打設口にコンクリート搬送管を連結させ、この打設口からコンクリートを、移動式型枠とトンネル内壁面との間へ充填していた。
【０００６】
次に、作業員がコンクリート充填位置より下方の検査窓から、移動式型枠とトンネル内壁面との間へのコンクリートの充填量を目視し、規定量のコンクリートが充填された後、作業員が窓閉鎖板を回動させると共に、固定手段（固定孔・ボルト）を介して固定させて検査窓を閉鎖し、コンクリート充填された検査窓より上方の検査窓へ作業員が移動し、再びコンクリートの充填量を目視した後、この検査窓を閉鎖する。
【０００７】
また、充填させたコンクリートを締め固めるため、コンクリート充填させている検査窓とは別の検査窓からバイブレーター等の振動機を、充填させたコンクリート内に挿入させ、振動を与えることにより、コンクリートを締め固めていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来は前記の通り、各検査窓付近にコンクリートが充填される毎に、窓閉鎖板の回動、ボルトの装脱という検査窓の閉鎖作業が必要となり、この作業が非常に煩雑であると共に、作業能率が良くないことが問題となっていた。
【０００９】
また、充填コンクリートの振動において、バイブレーター等の振動機を使用する作業員の熟練度等により仕上がりが不均一となるばかりか、検査窓を介した作業であるため、作業能率が良くないことが問題となっていた。
【００１０】
前記充填コンクリートの振動に関する問題点を解消するため、特開平７−４８９９４号公報記載のコンクリート締め固め方法が提案されている。
【００１１】
本例は、型枠の検査窓とは別に開口を設け、この開口に可動板を駆動体を介して往復駆動自在に装着させ、コンクリート充填時に可動板を往復駆動させるものである。
【００１２】
本例は、かかる構成であるため、検査窓の開閉作業の問題点は解消されることがなく、型枠の検査窓とは別に開口および可動板を設けなければならず、このため製造コストが増大することが問題となっていた。
【００１３】
また、バイブレーター等の振動機を使用することなく、可動板の往復駆動による押圧力だけにより型枠とトンネル内壁面との間に充填させるコンクリートを締め固めていたため、コンクリートの締め固めに正確性、完全性を欠き、締め固め効率が良くないことが問題となっていた。
【００１４】
本発明は、このような欠点に鑑み、本願出願人が先に提案した検査窓の開閉を自動的に行うための特開平７−９１１９２号公報（特許第２７１１６２７号）記載の検査窓開閉機を改良し、検査窓の窓閉鎖板を振動させながら往復動させることにより、充填させるコンクリートを密実に締め固めることができ、作業能率を向上させることができるトンネル用コンクリート打設方法およびその装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、移動式型枠を使用してトンネル内に二次覆工用のコンクリートを打設する方法において、移動式型枠とトンネル内壁面との間に、移動式型枠に設けられた打設口あるいは検査窓から二次覆工用のコンクリートを充填させた後、移動式型枠に設けられたコンクリートセンサーの移動式型枠とトンネル内壁面との間の二次覆工用のコンクリートの充填量感知により、コンクリート充填される検査窓の窓閉鎖板を閉鎖させた後、閉鎖させた窓閉鎖板を移動式型枠の外方に向けて往復動させると共に、窓閉鎖板に装着された振動機を振動させることにより、移動式型枠とトンネル内壁面との間に充填させるコンクリートを締め固めた後、コンクリートセンサーの移動式型枠とトンネル内壁面との間に充填されたコンクリートの充填圧力感知により、窓閉鎖板の往復動、振動機の駆動、およびコンクリートの充填、を停止させ、移動式型枠が設置されたトンネル内に二次覆工用のコンクリートを打設することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明に使用する移動式型枠１２は、トンネル１４内に二次覆工用のコンクリートを打設するための型枠の上円部分１６および下円部分１８がそれぞれ折畳み搬送可能なものである。
【００１７】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置は、図１〜図８に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１８】
移動式型枠１２の外方に、トンネル内壁面２０と移動式型枠１２との間へのコンクリート充填量および充填圧力を感知するコンクリートセンサー２２が複数個設けられている。
【００１９】
コンクリートセンサー２２は、図３に示すように、本体２４の先端に、絶縁体を介して電極を取付けた感知部２６を、装着したものであり、移動式型枠１２の内方から外方に伸縮させるため、伸縮シリンダー３０を介して移動式型枠１２に設置されている。
【００２０】
図４〜図６に示すように、移動式型枠１２に複数個設けられた検査窓３２に窓閉鎖板３４が、コンクリートセンサー２２のコンクリート充填量の感知により開閉自在、かつ外方に向けて往復動自在に設けられている。本例において、窓閉鎖板３４は移動式型枠１２に枢着され、その回動および往復動は油圧シリンダー３６により行い、窓閉鎖板３４の往復動方向はトンネル１４の周方向である。
【００２１】
窓閉鎖板３４の内側に振動機３８が装着されている。本例において、振動機３８は振動モーターであり、窓閉鎖板３４の開閉端寄り（図４において上側）に２個設置されている。
【００２２】
また、コンクリートセンサー２２と、油圧シリンダー３６、振動機３８および後述のコンクリート供給機構４２には制御機構４０が連結され、この制御機構４０により連動制御させてある。
【００２３】
図７および図８に示すように、コンクリート供給機構４２であるコンクリート搬送管の検査窓３２からの伸縮を機械的に行うため、各コンクリート搬送管の先端にコンクリート搬出管４４が伸縮自在に連結されている。
【００２４】
このコンクリート搬出管４４は、二重構造に嵌合させた管を油圧シリンダー４６を介して伸縮させることにより伸縮自在構造としてあり、各コンクリート搬送管の先端にそれぞれ連結されている。
【００２５】
また、コンクリート搬出管４４の伸縮もコンクリートセンサー２２および制御機構４０により連動制御させてある。
【００２６】
なお、図中４８はガントリー、５０は移動式型枠１２内に充填コンクリートが流れ込むのを防止するために検査窓３２および窓閉鎖板３４に設けられたガイド板、５２は二次覆工用のコンクリート、５４は油圧ユニット、５６は固定孔、５８は固定具、６０は打設口を示す。
【００２７】
本装置を使用してトンネル１４内に二次覆工用のコンクリート５２を打設する際、まず本装置をトンネル１４の所定位置まで移動させる。
【００２８】
次に、使用するコンクリート供給機構４２であるコンクリート搬送管の先端のコンクリート搬出管４４を使用する検査窓３２から伸長させて突出させる。この際、コンクリート搬出管４４は油圧シリンダー４６を介して伸長させる。
【００２９】
この際、使用する検査窓３２の窓閉鎖板３４は油圧シリンダー３６を介して開放しておく。
【００３０】
次に、コンクリート供給機構４２であるコンクリート搬送管を経て、使用するコンクリート搬出管４４から、所定個所の移動式型枠１２とトンネル内壁面２０との間に、コンクリート５２を充填させる。
【００３１】
この際、移動式型枠１２の外方に設けられたコンクリートセンサー２２により、コンクリート５２の充填量を感知すると共に、コンクリート充填近部の検査窓３２に開閉自在に枢着された窓閉鎖板３４を油圧シリンダー３６を介して回動させて検査窓３２を閉鎖する。
【００３１】
次に、コンクリート充填に伴い閉鎖された検査窓３２の窓閉鎖板３４を外方に向けて往復動させると共に、この窓閉鎖板３４に装着された振動機３８を駆動させ、充填されるコンクリート５２に往復動および振動を付与する。
【００３２】
この窓閉鎖板３４の往復動による押圧力および振動機３８の振動力により、充填されたコンクリート５２の流動性が向上し、気泡等を含まない密実な状態となる。
【００３３】
この窓閉鎖板３４の往復動の外方への押出動を引込動より速くする、例えば押出速度２０〜３０ｃｍ／秒、引込速度を押出速度の１／１０とすることにより、粘性の高いコンクリート５２でも確実に流動させることが可能となる。
【００３４】
次に、コンクリート充填量およびコンクリート充填圧力が規定量になったことをコンクリートセンサー２２が感知し、コンクリート５２が充填される各窓閉鎖板３４の往復動、各窓閉鎖板３４に装着された振動機３８の駆動、を停止させると共に、コンクリート供給機構４２からのコンクリート５２の供給を停止する。
【００３５】
この際、コンクリートセンサー２２は移動式型枠１２の外方に伸縮シリンダー３０を介して伸長させた状態でコンクリートの充填量および充填圧力を測定感知し、その後伸縮シリンダー３０を介して移動式型枠１２内に収納する。
【００３６】
次に、使用したコンクリート搬出管４４を油圧シリンダー４６を介して縮短させることにより移動式型枠１２の内側へ収納させると共に、コンクリート搬出管４４を縮短させた検査窓３２の窓閉鎖板３４を油圧シリンダー３６を介して閉鎖する。
【００３７】
次に、移動式型枠１２の次の個所（トンネル１４の掘削側の下部）へコンクリート５２を充填するのに使用するコンクリート供給機構４２を介して前記同様コンクリート５２を充填させる。
【００３８】
このようにして、トンネル１４の掘削側と反対側の下部、トンネル１４の掘削側の下部、トンネル１４の掘削側と反対側の上部、トンネル１４の掘削側の上部へと順次コンクリート５２を充填させる。
【００３９】
トンネル１４の天井部である移動式型枠１２の天端部へのコンクリート充填は、打設口６０を介して行う。
【００４０】
また、本例において、コンクリート搬送機構４２であるコンクリート搬送管には伸縮自在のコンクリート搬出管４４を装着させてあるが、コンクリート搬出管４４を省略し、従前通り作業員によりコンクリート搬送管の検査窓３２からの突出作業を行うことは自明のことである。
【００４１】
また、窓閉鎖板３４の往復動方向はトンネル１４の周方向であるが、トンネル１４の長さ方向とすることは自由である。
【００４２】
また、窓閉鎖板３４に装着させる振動機３８は２個設置してあるが、少なくとも１個以上とすることにより、本発明の効果は十分得られる。
【００４３】
また、トンネル用コンクリート打設装置に、コンクリート供給機構４２を複数個設置させることにより、移動式型枠１２とトンネル内壁面２０との間へ、複数個所から同時にコンクリートを充填させ、トンネル１４内へのコンクリート打設の均一性を図ることができる。
【００４４】
また、本例は半円形のトンネルにおけるコンクリート打設におけるものであるが、円形のトンネル、例えば海中トンネル、下水道等にも利用できることは自明のことである。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るトンネル用コンクリート打設方法および装置によれば、コンクリートセンサーの移動式型枠とトンネル内壁面との間へのコンクリート充填量および充填圧力の感知により、窓閉鎖板の開閉、窓閉鎖板の外方への往復動、窓閉鎖板に装着された振動機の駆動、コンクリート供給、停止を順次行うことにより、移動式型枠が設置されたトンネル内に二次覆工用のコンクリートを、振動機による振動力および窓閉鎖板の往復動による押圧力により密実に締め固めて打設することができる。
【００４６】
また、検査窓を開閉する窓閉鎖板の開閉、窓閉鎖板に装着された振動機の駆動、停止、およびコンクリートの供給、停止は、コンクリートセンサーのコンクリート充填量および充填圧力の感知により行うため、従来煩雑であった検査窓の開閉作業、バイブレーター等の振動機による充填コンクリートの締め固め作業、コンクリート充填量の確認作業が皆無となり、作業能率の向上に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトンネル用コンクリート打設装置の正面図。
【図２】同、平面図。
【図３】コンクリートセンサーを示す正面図。
【図４】検査窓および窓閉鎖板の要部側面図。
【図５】同、正面図。
【図６】同、使用状態を示す正面図。
【図７】コンクリート搬出管の正面図。
【図８】同、使用状態を示す正面図。
【符号の説明】
１２  移動式型枠
１４  トンネル
２０  トンネル内壁面
２２  コンクリートセンサー
３２  検査窓
３４  窓閉鎖板
３８  振動機
５２  コンクリート
６０  打設口
【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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