(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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打設方法において、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、コンクリートを回転式の開閉蓋が取り付けられたコンクリート投入口から圧入して打設する際に、圧力計を用いて前記トンネル冠部に充填されたコンクリートの圧力を管理することにより、品質の良好なトンネル冠部の覆工コンクリートが得られるようにするトンネル覆工コンクリートの打設管理方法であって、
前記圧力計を、前記トンネル覆工用型枠のトンネル冠部にトンネル軸方向に間隔をおいて複数配置し、
前記トンネル覆工用型枠の設計耐圧強度から、前記開閉蓋の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を差し引いた圧力を上限管理値として、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理するトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【請求項２】
先行する覆工スパンにおける前記トンネル覆工用型枠を用いたコンクリートの打設作業中に、前記圧力計によって計測された前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填して前記開閉蓋を閉塞した際の実際の充填圧力の上昇値から、次にコンクリートの打設作業を行う覆工スパンでの前記開閉蓋の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を設定する請求項１に記載のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【請求項３】
前記回転式の開閉蓋が取り付けられたコンクリート投入口が、前記トンネル冠部の覆工空間における既設覆工コンクリート側の部分と妻型枠側の部分の少なくとも２箇所に設けられており、前記既設覆工コンクリート側のコンクリート投入口から少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止し、前記妻型枠側のコンクリート投入口から少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理する請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【請求項４】
前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填した後に、コンクリートを締固めることにより充填圧力が低下したら、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理する請求項１〜３のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【請求項５】
前記充填圧力の下限管理値を設定し、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が下限管理値よりも低下したら、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理する請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【請求項６】
前記充填圧力の下限管理値を設定し、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が下限管理値よりも低下したら、全ての前記圧力計によって計測された充填圧力が前記下限管理値を超えるまでコンクリートを圧送するように管理する請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法。
【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打設方法において、トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入して充填する際に用いるトンネル覆工コンクリートの打設管理方法に関する。
【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、セントルと呼ばれるトンネル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、特許文献２参照）。トンネル覆工用型枠５０は、例えば図１０（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、設置されたトンネル覆工用型枠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、トンネル覆工用型枠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程度の所定の覆工スパン毎にトンネル覆工用型枠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、トンネル覆工用型枠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、トンネル覆工用型枠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１１（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したトンネル覆工用型枠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を供給しながらバイブレータ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１１参照）の領域に対しては、トンネル覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート投入口６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、直接バイブレータを用いて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、所定位置にトンネル覆工用型枠５０を設置した後に、例えば側壁部５５の下部より、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１１（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１１（ｂ）参照）と、さらにアーチ形状部分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投入口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１１（ｃ）参照）と、冠部５９の既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート投入口６０を介して順次コンクリート５７を圧入し、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリートを充填する工程（図１１（ｄ）参照）とにより、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２００１−２８００９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような従来のトンネル覆工用型枠５０を用いた覆工コンクリートの打設方法では、トンネル冠部（クラウン部）５９に打設されたコンクリート５７の締固めを行うことができないことから、形成された冠部５９の覆工コンクリートの品質を把握することが難しい。
【０００７】
ここで、コンクリートは、セメント、水、粗骨材、細骨材等をミキサー等を用いて十分に攪拌混合して形成されるものであり、打設作業時に用いられる固まる前の流動状態の生コンクリートは、セメント粒子や骨材粒子の間に間隙水や微細な空気が入り込んでおり、いわゆるビンガム流体として挙動することが知られている。このため、流動状態のコンクリートは、トンネル冠部の覆工空間等の封入空間に十分に充填された後に、さらにコンクリートを圧入しようとした場合に、充填圧力を上昇させつつ、封入空間にコンクリートを追加圧入することが可能な物性を備えている。また、封入空間にコンクリートが十分に充填された後に、充填されたコンクリートを例えばバイブレータを用いて締固めると、締固めの作用によって、セメント粒子、骨材粒子、水、微細空気等の間で再構成が生じて、充填圧力を低下させる物性を備えている。
【０００８】
一方、コンクリートは、封入空間に充填された場合、充填圧力が高い程、一軸圧縮強度、充填率、あばたの発生率等の物性について、優れた品質のものが得られることが知られている。したがって、トンネル冠部の覆工空間には、できるだけ高い圧力でコンクリートを充填することにより、品質の良好な覆工コンクリートが得られることになる。
【０００９】
しかしながら、従来のトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入して充填する方法では、コンクリートの打ち止めの判断は、主として現場の指揮監督者の経験や感に頼っており、例えば覆工空間へのコンクリートの充填が不十分であると空隙が残り易くなり、過度に充填し過ぎると、組み付けたトンネル覆工用型枠の耐圧強度を越えて変形や損傷を与えることになる。したがって、コンクリートの充填圧力を客観的に管理して、トンネル覆工用型枠に変形や損傷を与えることなく高い充填圧力でトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填打設することにより、品質の良好な覆工コンクリートを得るための新たな管理手法の開発が望まれている。
【００１０】
また、トンネル覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート投入口から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込む場合、通常はコンクリート投入口にコンクリートポンプからの打設配管の先端を接続して、コンクリートを圧入することになるが、コンクリート投入口には、当該投入口を開閉するための回転式の開閉蓋が取り付けられていて、コンクリートを打設した後に、コンクリート投入口を閉塞するのが一般的である。このため、開閉蓋を開放した状態から上方に押し上げるように回動させて投入口を閉塞する際に、コンクリート投入口の直前部分のコンクリートを覆工空間内に同時に押し込むことになるので、このような開閉蓋の閉塞時に押し込まれるコンクリートによる圧力の上昇分を考慮に入れて充填圧力を管理する必要がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術の課題に着目してなされたものであり、経験や感によることなく充填圧力を客観的に管理して、トンネル冠部の覆工空間に、高い充填圧力でコンクリートを充填することにより、品質の良好な覆工コンクリートを得ることのできるトンネル覆工コンクリートの打設管理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】
【００１２】
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打設方法において、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、コンクリートを回転式の開閉蓋が取り付けられたコンクリート投入口から圧入して打設する際に、圧力計を用いて前記トンネル冠部に充填されたコンクリートの圧力を管理することにより、品質の良好なトンネル冠部の覆工コンクリートが得られるようにするトンネル覆工コンクリートの打設管理方法であって、前記圧力計を、前記トンネル覆工用型枠のトンネル冠部にトンネル軸方向に間隔をおいて複数配置し、前記トンネル覆工用型枠の設計耐圧強度から、前記開閉蓋の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を差し引いた圧力を上限管理値として、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理するトンネル覆工コンクリートの打設管理方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１３】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法では、先行する覆工スパンにおける前記トンネル覆工用型枠を用いたコンクリートの打設作業中に、前記圧力計によって計測された前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填して前記開閉蓋を閉塞した際の実際の充填圧力の上昇値から、次にコンクリートの打設作業を行う覆工スパンでの前記開閉蓋の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を設定するようにすることが好ましい。
【００１４】
また、本発明のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法では、前記回転式の開閉蓋が取り付けられたコンクリート投入口が、前記トンネル冠部の覆工空間における既設覆工コンクリート側の部分と妻型枠側の部分の少なくとも２箇所に設けられており、前記既設覆工コンクリート側のコンクリート投入口から少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止し、前記妻型枠側のコンクリート投入口から少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理することが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法では、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填した後に、コンクリートを締固めることにより充填圧力が低下したら、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理することが好ましい。
【００１６】
さらにまた、本発明のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法では、前記充填圧力の下限管理値を設定し、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記下限管理値よりも低下したら、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が前記上限管理値となるようにコンクリートを圧送し、前記上限管理値となったら圧送を停止するように管理することが好ましい。
【００１７】
また、前記充填圧力の下限管理値を設定し、少なくとも１箇所の前記圧力計によって計測された充填圧力が下限管理値よりも低下したら、全ての前記圧力計によって計測された充填圧力が前記下限管理値を超えるまでコンクリートを圧送するよう管理することもできる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法によれば、経験や感によることなく充填圧力を客観的に管理して、トンネル冠部の覆工空間に、高い充填圧力でコンクリートを充填打設することにより、品質の良好な覆工コンクリートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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打設管理方法は、図１（ａ）〜（ｃ）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を打設形成してゆく際に、トンネル１２の冠部（クラウン部）１３の覆工コンクリート１１ａを形成するべく、これより下方のトンネル１２の側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１を打設形成した後に（図１（ａ），（ｂ）参照）、図１（ｃ）に示すように、トンネル冠部１３の覆工空間２３に、流動状態のコンクリート（生コンクリート）２５をできるだけ高い充填圧力で充填してゆくための管理方法として採用されたものである。
【００２０】
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程度の所定の覆工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。また、本実施形態では、側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１は、例えば従来の工法と同様の方法により、設置したトンネル覆工用型枠１０に設けられた検査窓１４を介して流動状態のコンクリート２５が供給されると共に、振動締固め装置としての棒状バイブレータ１４ａを検査窓１４から挿入して供給されたコンクリート２５を締固めることによって、当該側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１が、トンネル冠部１３の覆工コンクリート１１ａに先行して打設形成されることになる（図１（ａ），（ｂ）参照）。
【００２１】
そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設管理方法は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において、トンネル覆工用型枠１０の外周面とトンネル内周の覆工面２２との間のトンネル冠部１３の覆工空間２３に、流動状態のコンクリート２５を、図２〜図９に示すように、回転式の開閉蓋２６が取り付けられたコンクリート投入口２４から圧入して打設する際に、圧力計２７を用いてトンネル冠部１３に充填されたコンクリート２５の圧力を管理することにより、品質の良好なトンネル冠部１３の覆工コンクリート１１ａが得られるようにするトンネル覆工コンクリートの打設管理方法であって、圧力計２７を、トンネル覆工用型枠１０のトンネル冠部１３にトンネル軸方向Ｘに間隔をおいて複数配置し、トンネル覆工用型枠１０の設計耐圧強度から、開閉蓋２６の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を差し引いた圧力を上限管理値として、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値をとなったら圧送を停止するように管理する。
【００２２】
また、本実施形態では、回転式の開閉蓋２６が取り付けられたコンクリート投入口２４が、前記トンネル冠部１３の覆工空間２３における既設覆工コンクリート１５側の部分と妻型枠１６側の部分の少なくとも２箇所（本実施形態では２箇所）に設けられており、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４から少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値となったら圧送を停止した後、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４から少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値となったら圧送を停止するように管理することができるようになっている。
【００２３】
さらに、本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０の外周面とトンネル内周の覆工面２２との間のトンネル冠部１３の覆工空間２３に、既設覆工コンクリート１５に近接して棒状バイブレータ２０が配置されると共に、これに後続するバイブレータケーブル１９が、妻型枠１６側に延設して妻型枠１６を貫通することにより妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置されている。これによって、覆工空間２３にコンクリート２５を充填した後、棒状バイブレータ２０をバイブレータケーブル１９の牽引によって妻型枠１６側に移動させながら、充填されたコンクリート２５の締固めを行うことができるようになっている（図６参照）。
【００２４】
そして、本実施形態では、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填した後に、コンクリート２５を締固めることにより充填圧力が低下したら、再度、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値をとなったら圧送を停止するように管理する。
【００２５】
本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０の天端部分の外周面に、複数の圧力計２７が、トンネル軸方向Ｘに例えば１．５〜３ｍ程度の間隔（中心間間隔）をおいて、コンクリート２５の打設作業を行う当該覆工スパンの略全長に亘って均等に配置されて取り付けられている。圧力計２７としては、シールド工事等に用いる公知の各種の圧力計を用いることができる。圧力計２７は、例えばその感圧面がトンネル覆工用型枠１０の天端部分の外周面と略面一となるように取り付けて用いることが好ましい。
【００２６】
また、本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０の天端部分に、図３（ａ），（ｂ）に示すような投入口ユニット２８を組み込むことにより、上述のように、先行して打設形成された既設覆工コンクリート１５側の部分と、これとは反対の妻型枠１６側の部分の２箇所に、コンクリート投入口２４がトンネル覆工用型枠１０の外周面に開口して設けられている。
【００２７】
ここで、投入口ユニット２８は、トンネル覆工用型枠の外周面にコンクリート投入口を設けるための型枠ユニットして公知のものであり、投入口２４が開口形成されたユニット基台２９と、ユニット基台２９に回転可能に接合されて投入口２４を開閉する開閉蓋２６と、開閉蓋２６の開閉移動をガイドする扇状箱形ガイド部３０と、扇状箱形ガイド部３０に一体として接合された配管接合部３１と、開閉蓋２６を開閉駆動するジャッキ部３２とからなる。
【００２８】
そして、投入口ユニット２８は、配管接合部３１にコンクリートポンプからの打設配管３３（図１（ｃ）参照）を接続すると共に、ジャッキ部３２を収縮して開閉蓋２６を引き寄せることによりコンクリート投入口２４を開放し、打設配管３３を介して圧送されるコンクリート２５を投入する状態（図３（ａ）参照）と、ジャッキ部３２を伸長して開閉蓋２６を上方に押し上げるように回動させることにより投入口２５を閉塞する状態（図３（ｂ）参照）とを、容易に切り替えることができるようになっている。
【００２９】
本実施形態では、コンクリート投入口２４を開放してトンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填した後に、開閉蓋２６を回動させて投入口２４を閉塞すると、投入口２４の直前部分に配置された扇状箱形ガイド部３０の内部に残ったコンクリート２５が閉塞動作に伴って覆工空間２３の内部に押し込まれ、充填圧力が増加することになる。したがって、本実施形態では、このような圧力の増加分を考慮しながら充填圧力を管理しつつ、コンクリート２５の圧入による打設が行われることになる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、トンネル冠部１３の覆工空間２３には、上述のように、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９が、例えば牽引用のケーブルリール３４によって妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置されている。棒状バイブレータ２０は、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、コンクリート用の締固め装置として汎用されている公知の装置であり、当該棒状バイブレータ２０の後端部分には、接続線等が収容されたフレキシブルな動力供給ホースからなるバイブレータケーブル１９が一体として接続される。
【００３１】
バイブレータケーブル１９は、例えば８ｍｍ程度の太さのワイヤーを、内径９．２ｍｍ程度、外径１２ｍｍ程度のポリアミドチューブで覆うと共に、ポリアミドチューブの外周面に、導体と介在紐とを周方向に交互に配置し、さらにこれらを外径が２１．８ｍｍ程度のシース（外皮）で覆った後に、耐摩耗チューブで被覆して形成される、外径が例えば３７．２ｍｍ程度の公知のケーブル部材である。バイブレータケーブル１９は、覆工空間２３に充填されたコンクート１１ａ中に埋入される当該バイブレータケーブル１９を、コンクート２５との摩擦力（付着力）に抗して、棒状バイブレータ２０と共に妻型枠１６側に牽引するのに十分な引張り強度を備えている。
【００３２】
本実施形態では、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、トンネル覆工用型枠１０の外周面から出没可能に突出してトンネルの軸方向Ｘに間隔をおいて直列状に複数配置された、ケーブル挿通孔を有するガイド片３５により案内されて、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位に保持された状態で妻型枠１６側に牽引されるようになっている。ここで、ガイド片３５としては、例えば本願出願人の出願に係る特願２００６−２４６０８６に記載の、バイブレータケーブル１９等の遊嵌固定機能を有する固定ガイド片を、好ましく用いることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、棒状バイブレータ２０の先端に、先端ワイヤー３６の一端部が取り付けられている。この先端ワイヤー３６は、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに固定されたワイヤガイド３７に挿通されると共に、他端部が、トンネル覆工用型枠１０の既設覆工コンクリート１５に近接する部位に開口形成されたケーブル孔を経て、トンネル覆工用型枠１０の内側に延設し、当該トンネル覆工用型枠１０の内側に着脱可能に係止されている。
【００３４】
本実施形態では、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填するには、コンクリート投入口２４からコンクリート２５を投入するのに先立って、図２に示すように、ケーブルリール３４を僅かに回転させてバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に引き込むことにより、先端が先端ワイヤー３６によって固定された棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９に例えば０．５〜１．０ｋＮ程度の張力を付与する。これによって、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位において直線状に引っ張られた状態を保持するすることになり、後述するように覆工空間２３に充填されたコンクリート２５を締固める際に、周囲のコンクリート２５との摩擦力を低減して、よりスムーズに棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を一体として妻型枠１６側に引き込むことが可能になる。
【００３５】
次に、図４に示すように、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４を閉塞した状態で、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４から、コンクリートポンプを介して圧送されるコンクリート２５をトンネル冠部１３の覆工空間２３に充填する。
【００３６】
覆工空間２３にコンクリート２５が充填されて、例えばコンクリート２５が妻型枠１６の上部の確認孔から漏出するのを確認したら、図５に示すように、少なくとも１箇所の圧力計２７が上限管理値の充填圧力を計測するまで引き続いてコンクリート２５を圧入する。また少なくとも１箇所の圧力計２７が上限管理値の充填圧力を計測したら、コンクリート２５の圧送を停止する。
【００３７】
ここで、充填圧力の上限管理値は、妻型枠１６を含むトンネル覆工用型枠１０の設計耐圧強度から、開閉蓋２６の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を考慮して当該上昇分を差し引いた圧力である。例えばトンネル覆工用型枠１０の設計耐圧強度を１００kPaとし、実験によって計測された圧力の上昇値が１５kPaであった場合に、これに余裕誤差として例えば５kPaの幅を持たせた合計２０kPaを上昇分の充填圧力とすることができる。また設計耐圧強度１００kPaから開閉蓋２６の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分２０kPaを差し引いた圧力８０kPaを、充填圧力の上限管理値として設定することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、先行する覆工スパンにおける、トンネル覆工用型枠１０を用いた本実施形態と同様のコンクリートの打設作業中に圧力計２７によって計測された、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填して開閉蓋２６を閉塞した際の実際の充填圧力の上昇値から、次にコンクリートの打設作業を行う当該覆工スパンでの開閉蓋２６の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を設定することもできる。これによって、開閉蓋２６の閉塞時に予想される充填圧力の上昇分を、より現場に適応した値とすることが可能になり、妻型枠１６を含むトンネル覆工用型枠１０の変形や破損を生じることなく、さらに品質の良好なトンネル冠部１３の覆工コンクリート１１ａを形成することが可能になる。
【００３９】
そして、本実施形態では、少なくとも１箇所の圧力計２７によって上限管理値の充填圧力が計測されて、コンクリート２５の圧送を停止したら、図６に示すように、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４を開放したまま、棒状バイブレータ２２によって充填されたコンクリート２５を締固める作業を行う。
【００４０】
ここで、コンクリート２５を締固める作業は、棒状バイブレータ２０の先端を固定していた先端ワイヤー３６を開放した後に、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９をケーブルリール３４によって妻型枠１６側に引き込むことにより容易に行うことができる。ここで、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、先端ワイヤー３６が開放されるまで、上述のように覆工空間２３の厚さ方向の中間部位において直線状に引っ張られた状態で保持されているので、コンクリート２５の打設中に移動するのが回避されると共に、周囲のコンクリート２５との摩擦力が低減されて、よりスムーズに妻型枠１６側に引き込まれてゆくことが可能になる。
【００４１】
トンネル冠部１３に充填されたコンクリート２５を締固めることによって、覆工空間２３の内部の充填圧力は低下し、図７に示すように、特に既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４と離れた妻型枠１６と近接する部分に、例えば未充填部分３７が生じやすくなる。本実施形態では、好ましくは充填圧力の下限管理値を設定しておき、トンネル覆工用型枠１０に取り付けた少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が設定した下限管理値よりも低下したら、再度、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測される充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値をとなったら圧送を停止するように管理する。
【００４２】
また、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート２５の充填圧力が大きく、当該既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４からはコンクリート２５の追加圧入をし難い場合や、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４からコンクリート２５を追加圧入しても、妻型枠１６側のコンクリート２５の充填圧力が下限管理値を超えない場合には、図８に示すように、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４を閉塞し、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４を開放して、当該妻型枠１６側のコンクリート投入口２４からコンクリート２５を打設し、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値をとなるように管理する。
【００４３】
すなわち、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４から少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値となったら圧送を停止して開閉蓋２６を閉塞した後、時間が経過すると、妻型枠１６側の部分の充填圧力が小さいことにより全体の充填圧力が均されて、圧力計２７によって計測される充填圧力が低下し、いずれの圧力計２７も上限管理値を計測しなくなるので、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４から、再度少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値となるようにコンクリート２５を圧送し、上限管理値となったら圧送を停止するように管理する。
【００４４】
また、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が下限管理値よりも低下したら、全ての圧力計２７によって計測された充填圧力が下限管理値を超えるまでコンクリート２５を圧送するように管理しても良い。
【００４５】
ここで、既設覆工コンクリート１５側のコンクリート投入口２４を閉塞する際には、上述のように投入口２４の直前の扇状箱形ガイド部３０の内部に残ったコンクリート２５が閉塞動作に伴って覆工空間２３の内部に押し込まれ、充填圧力が増加することになるが、本実施形態によれば、充填圧力が上昇しても、この上昇分を見込んだ上限管理値によって充填圧力が管理されているので、トンネル覆工用型枠１０や妻型枠１６に変形や破損を生じることがない。
【００４６】
また、充填圧力の下限管理値としては、例えば実験によって得られた、封入空間に充填されたコンクリート２５の充填圧力と一軸圧縮強度やあばた率等との関係から、例えば締固めを行う際の下限値に相当する一軸圧縮強度やあばた率が得られる充填圧力を算定し、このようにして算定された下限値の一軸圧縮強度やあばた率が得られる例えば２０kPaの充填圧力を、下限管理値とすることができる。なお、この下限管理値は、トンネル冠部１３の覆工空間２３に充填されたコンクリート２５の自重による圧力よりも、大きな圧力とする必要がある。
【００４７】
そして、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４からコンクリート２５を圧入して、少なくとも１箇所の圧力計２７によって計測された充填圧力が上限管理値をとなったら、図９に示すように、コンクリート２５の圧送を停止して妻型枠１６のコンクリート投入口２４を閉塞する。これによって、当該覆工スパンにおけるコンクリート２５の打設作業が終了する。ここで、妻型枠１６側のコンクリート投入口２４を閉塞する際にも、投入口２４の直前の扇状箱形ガイド部３０の内部に残ったコンクリート２５が閉塞動作に伴って覆工空間２３の内部に押し込まれ、充填圧力が増加することになるが、本実施形態によれば、充填圧力が上昇しても、この上昇分を見込んだ上限管理値によって充填圧力が管理されているので、トンネル覆工用型枠１０や妻型枠１６に変形や破損を生じることがない。
【００４８】
したがって、本実施形態によれば、上述のように、トンネル冠部１３の覆工空間２３に打設されるコンクリート２５の充填圧力を現場の指揮監督者の経験や感によることなく客観的に管理して、妻型枠１６を含むトンネル覆工用型枠１０に変形や破損を生じることなく、許容される範囲内でなるべく高い充填圧力でコンクリートを充填打設することが可能になり、これによって品質の良好な覆工コンクリート１１を形成することが可能になる。
【００４９】
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、本発明は、山岳トンネル以外のその他のトンネルにおける覆工コンクリートを形成するべく採用することもできる。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トンネルの内周面は、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。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設作業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。
【図２】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は、トンネル冠部のトンネル覆工用型枠にコンクリート投入口を設けるための投入口ユニットの構成を説明する要部略示断面図である。
【図４】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図５】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図６】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図７】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図８】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図９】本発明の好ましい一実施形態に係る打設管理方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを圧入打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図１０】（ａ）はトンネル覆工用型枠をトンネルの内周面に沿って設置した状態を説明するトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図１１】（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】
【００５１】
１０  トンネル覆工用型枠
１１  覆工コンクリート
１１ａ  トンネル冠部の覆工コンクリート
１２  トンネル
１３  トンネル冠部
１５  既設覆工コンクリート
１６  妻型枠
１９  バイブレータケーブル
２０  棒状バイブレータ
２２  覆工面
２３  覆工空間
２４  コンクリート投入口
２５  流動状態のコンクリート
２６  開閉蓋
２７  圧力計
２８  投入口ユニット
２９  ユニット基台
３０  扇状箱形ガイド部
３１  配管接合部
３２  ジャッキ部
３３  打設配管
３４  ケーブルリール
３５  ガイド片
３６  先端ワイヤー
Ｘ    トンネル軸方向
【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１０】
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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１１】
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