(57)【要約】【課題】妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置となる妻型枠の型枠面の近傍位置での変色コンクリートの発生を防止する。【解決手段】妻型枠７に設けられた複数の貫通孔のうちの幾つかを複数のコンクリート打設孔９として使用し、ポンプ５２の吸込口５３とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つ（ポンプ接続孔５１）とを連結管５４で繋ぐとともにポンプ５２の吐出口５３とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つ（ポンプ接続孔５１）とを連結管５４で繋ぎ、複数のコンクリート打設孔を介して覆工部形成空間に未固結状態のコンクリートを打設するとともにポンプ５２を駆動することによって、妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置となる妻型枠の型枠面近傍に位置される未固結状態のコンクリートを流動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
型枠面が地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面に沿って内周面と所定間隔隔てて対向するように設置された内型枠と、内型枠の切羽側に設置されてトンネル空洞部の内周面に沿ったリング筒形状の妻型枠と、妻型枠の坑口側の面により形成された型枠面と妻型枠の切羽側の面により形成されてジャッキにより押圧される受圧面とに貫通して妻型枠のリングの周方向に間隔を隔てて設けられた複数の貫通孔と、ポンプとを備え、複数の貫通孔のうちの幾つかを内型枠の型枠面と妻型枠の型枠面とトンネル空洞部の内周面とで囲まれた覆工部形成空間にコンクリートを打設するための複数のコンクリート打設孔として使用し、ポンプの吸込口とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つとを連結管で繋ぐとともにポンプの吐出口とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つとを連結管で繋ぎ、複数のコンクリート打設孔を介して覆工部形成空間に未固結状態のコンクリートを打設するとともにポンプを駆動することによって、妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置となる妻型枠の型枠面近傍に位置される未固結状態のコンクリートを流動させたことを特徴とするトンネル施工におけるコンクリート打設方法。
【請求項２】
妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置にある貫通孔であって、任意の１つのコンクリート打設孔を挟む２個の貫通孔の一方とポンプの吸込口とを接続し、２個の貫通孔の他方とポンプの吐出口とを接続したことを特徴とする請求項１に記載のトンネル施工におけるコンクリート打設方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル施工におけるコンクリート打設方法において、妻型枠の型枠面付近でかつ妻型枠の周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置で発生しやすい変色コンクリートと呼ばれる不良コンクリートの発生防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シールド掘削機で地山を掘削して掘進するとともに、シールド掘削機の後部（坑口側）において掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面とトンネル空洞部の内周面に沿って設置される内型枠との間に未固結状態のコンクリート（以下、生コンクリートと呼ぶ）を流し込んで覆工部としての一次覆工コンクリートを構築するＥＣＬ工法と呼ばれるトンネル施工方法が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
図７；８に示すように、生コンクリートの打設は、トンネル空洞部２１の内周面３３に沿ったリング筒形状の妻型枠７を用いて行う。妻型枠７は、坑口側のリング形状面により形成された型枠面７ａと、切羽側のリング形状面により形成されてプレスジャッキ５により押圧される受圧面７ｂと、型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通して妻型枠のリングの周方向に間隔を隔てて設けられた複数個のコンクリート打設孔９とを備える。
そして、複数個のコンクリート打設孔９を介して内型枠３０の型枠面３４と妻型枠７の型枠面７ａとトンネル空洞部２１の内周面３３とで囲まれた覆工部形成空間１００に生コンクリートを打設し、生コンクリートが固結することで覆工部としての一次覆工コンクリート９０が形成される。
内型枠３０は、複数個の型枠ピース４０がトンネル空洞部２１の内周面３３に沿って１周するように設置されて形成される１リングを、掘削が進む毎に、掘削進行方向に向けて組み立てていくことにより形成される。
例えば、１リング分の内型枠３０の組み立てが終了する毎に、妻型枠７の複数個のコンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００に生コンクリートを打設していくことによって、１リング分の内型枠３０の型枠面３４とトンネル空洞部２１の内周面３３との間に一次覆工コンクリート９０を形成していく。
【特許文献１】特開２００５−１８８０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、掘削が進む毎に、妻型枠７の複数個のコンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００に生コンクリートを打設して一次覆工コンクリート９０を形成していく場合、図７；８に示すように、妻型枠７のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔９とコンクリート打設孔９との間の中間位置となる妻型枠７の型枠面７ａの近傍位置（以下、特定位置と呼ぶ）においては、変色コンクリート６０と呼ばれる不良コンクリートが発生しやすい。変色コンクリート６０は、上記特定位置において流れが無く澱んだ生コンクリートが固結する際に妻型枠７の型枠面７ａに付着して次第に大きくなったものと考えられ、その大きさに耐えられなくなって妻型枠７の型枠面７ａから剥がれ落ちる。変色コンクリート６０の発生は、土砂を伴った出水の原因となるだけでなく、一次覆工コンクリート９０のクラック（亀裂）と同様に湧水の残る場合があり、このため、トンネルから発生する排水量も増加するという問題点があった。
そこで、本発明は、特定位置での変色コンクリートの発生を防止可能なトンネル施工におけるコンクリート打設方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係るトンネル施工におけるコンクリート打設方法は、型枠面が地山を掘削した掘削孔により形成されたトンネル空洞部の内周面に沿って内周面と所定間隔隔てて対向するように設置された内型枠と、内型枠の切羽側に設置されてトンネル空洞部の内周面に沿ったリング筒形状の妻型枠と、妻型枠の坑口側の面により形成された型枠面と妻型枠の切羽側の面により形成されてジャッキにより押圧される受圧面とに貫通して妻型枠のリングの周方向に間隔を隔てて設けられた複数の貫通孔と、ポンプとを備え、複数の貫通孔のうちの幾つかを内型枠の型枠面と妻型枠の型枠面とトンネル空洞部の内周面とで囲まれた覆工部形成空間にコンクリートを打設するための複数のコンクリート打設孔として使用し、ポンプの吸込口とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つとを連結管で繋ぐとともにポンプの吐出口とコンクリート打設孔以外の貫通孔のうちの少なくとも１つとを連結管で繋ぎ、複数のコンクリート打設孔を介して覆工部形成空間に未固結状態のコンクリートを打設するとともにポンプを駆動することによって、特定位置（妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置となる妻型枠の型枠面近傍）に位置される未固結状態のコンクリートを流動させたことを特徴とする。
妻型枠のリングの周方向で互いに隣り合うコンクリート打設孔とコンクリート打設孔との間の中間位置にある貫通孔であって、任意の１つのコンクリート打設孔を挟む２個の貫通孔の一方とポンプの吸込口とを接続し、２個の貫通孔の他方とポンプの吐出口とを接続したことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、特定位置の生コンクリートをポンプで吸引して循環させることで特定位置の生コンクリートを流動させることができるので、特定位置での変色コンクリートの発生を防止できる。
特定位置に近い貫通孔にポンプを接続したので、特定位置の生コンクリートを効率的に流動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
最良の形態１．
図１乃至図４は最良の形態１を示し、図１はトンネル施工における妻型枠に対するポンプの配置を示し、図２はポンプを装備した妻型枠と内型枠との関係を示し、図３は妻型枠に形成されたコンクリート打設孔とポンプとの関係を示し、図４は妻型枠を用いた密閉型のシールド掘削機によるトンネル施工におけるコンクリート打設方法を示す。
【０００７】
妻型枠を用いた密閉型のシールド掘削機によるトンネル施工におけるコンクリート打設方法、及び、シールド掘削機の構造を説明する。
まず、シールド掘削機１の構造を説明する。図４に示すように、シールド掘削機１は、前端に回転切削部２を有し、回転切削部２の後部には後方に延長する円筒状のテールプレート３を備える。テールプレート３の内側には複数の推進ジャッキ４とプレスジャッキ５と妻型枠７とが設けられる。妻型枠７は、プレスジャッキ５の後端５ａに取付けられてテールプレート３の内周面３ａに沿って前後に移動可能なようにリング筒状に形成されたプレス型枠である。つまり、妻型枠７は、テールプレート３の内周面３ａと内型枠３０の外周面３４との間を塞いだ状態でプレスジャッキ５の伸縮で前後に移動可能な型枠であり、後述する覆工部形成空間１００を形成するとともに覆工部形成空間１００に流入した生コンクリート８０を加圧するものである。８はシールド掘削機１の推進に伴って図外の牽引手段で牽引されるコンクリート供給装置である。このコンクリート供給装置８は例えば生コンクリート８０を生成する１台のレミキサー８１とこのレミキサー８１に接続管８２で繋がれた６台のコンクリートポンプ８３とで構成される。
【０００８】
妻型枠７としては、図２に示すように、坑口側のリング形状面により形成された型枠面７ａと、切羽側のリング形状面により形成されてプレスジャッキ５により押圧される受圧面７ｂと、型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通して妻型枠７のリングの周方向に間隔を隔てて設けられた複数個の貫通孔を備える。そして、妻型枠７のリングの周方向に等間隔隔てて形成された複数個の貫通孔がコンクリート打設孔９として利用され、妻型枠７のリングの周方向に互いに隣り合うコンクリート打設孔９とコンクリート打設孔９との間の中間位置に形成された貫通孔が複数個のポンプ接続孔５１として利用される。つまり、図１に示すように、ある任意の１つのコンクリート打設孔９と妻型枠７のリングの周方向に互いに隣り合う一対のポンプ接続孔５１；５１とポンプ５２とが接続される。具体的には、一対のポンプ接続孔５１；５１のうちの一方のポンプ接続孔５１の受圧面７ｂ側とポンプ５２の吸込口５３とを連結管５４で繋ぐとともに、一対のポンプ接続孔５１；５１のうちの他方のポンプ接続孔５１の受圧面７ｂ側とポンプ５２の吐出口５５とを連結管５４で繋ぐ。
【０００９】
例えば、図３に示すように、妻型枠７の周方向に等間隔隔てて形成された１２個のコンクリート打設孔９と、周方向に互いに隣り合うコンクリート打設孔９とコンクリート打設孔９との間の中間位置に形成された１２個のポンプ接続孔５１とを備えた妻型枠７を用いる。つまり、１２個のコンクリート打設孔９、１２個のポンプ接続孔５１は、妻型枠７の周方向において妻型枠７の中心から見て３０°毎に設けられる。上記任意の１つのコンクリート打設孔９は、妻型枠７の周方向に等間隔隔てて形成された１２個のコンクリート打設孔９のうち、妻型枠７の周方向において妻型枠７の中心から見て６０°毎に設けられた６個のコンクリート打設孔９である。
【００１０】
図４に示すように、各コンクリートポンプ８３のコンクリート排出口１０には第１コンクリート供給ホース１１が接続され、このホース１１の終端には二方切替弁１２が接続され、この二方切替弁１２の２つの排出口１３；１３とそれぞれ１つのコンクリート打設孔９とが第２コンクリート供給ホース１４；１４で接続される。第２コンクリート供給ホース１４における終端側には油圧シリンダピストン等による塞止弁装置１５が設けられる。塞止弁装置１５の塞止弁１５ａが第２コンクリート供給ホース１４と打設口９とを繋ぐ接続配管１４ａ内に進退移動して接続配管１４ａを開閉する。接続配管１４ａに近い第２コンクリート供給ホース１４の終端側にはこの第２コンクリート供給ホース１４内の管内圧力を計測する管内圧力計１６が設けられる。また、妻型枠７の型枠面７ａにおける１２箇所のそれぞれ打設口９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つの打設口９の近傍には、覆工部形成空間１００に充填された生コンクリートの圧力を計測するためのコンクリート圧力計１７が設けられる。
【００１１】
次に、型枠ピース４０を用いたトンネル施工方法を説明する。まず、図外の反力受けで推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘削機１を一定距離だけ掘進させて地山（地盤／岩盤）２０にトンネル空洞部２１を掘る。一定距離は例えば内型枠３０の１リング分の筒長３１(例えば１ｍ〜２ｍ程度)の長さ＋シールド掘削機１の前後長さ３２である。シールド掘削機１を一定距離だけ掘進させた後にシールド掘削機１の推進ジャッキ４のピストンを縮めて、推進ジャッキ４の後端４ａに、図外の内型枠組立装置によって１リング分の内型枠３０を組み立てる。１リング分の内型枠３０は、１リング分の内型枠３０の円筒の円弧の一部分を形成する複数個の型枠ピース４０を用いて円筒形状に組み立てられる。型枠ピース４０の型枠面４４がトンネル空洞部２１の円形の内周面３３との間に空間を隔てて内周面３３に沿うように図外の内型枠組立装置により保持されて、トンネル空洞部２１の内側にトンネル空洞部２１の中心軸と同軸の円筒形状の内型枠３０が形成されるように、円筒形の円周上で互いに隣り合う型枠ピース４０同士が図外のボルト及びナットにより締結される。この隣り合う型枠ピース４０同士を連結するボルトをピース間継手ボルトと呼ぶ。具体的には、型枠ピース４０のピース継手面４７ａ同士が接触するように、型枠ピース４０同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する型枠ピース４０のピース継手面４７ａの貫通孔４３ａに図外のボルトが通されてこのボルトの先端部にナットが締結されることによって、ピース継手面４７ａ同士が密接状態となるように型枠ピース４０同士が繋がれる（図２参照）。以上により、トンネル空洞部２１の内側に円筒形状の１リング分の内型枠３０が形成されるとともに、トンネル空洞部２１の円形の内周面３３と１リング分の内型枠３０の円形の外周面３４との間の円筒形状の覆工部形成空間１００が形成される。
【００１２】
この覆工部形成空間１００の坑口２２側を図外の塞板などで閉塞して、妻型枠７の型枠面７ａを覆工部形成空間１００の先端側に移動させ、妻型枠７の型枠面７ａの周囲の１２箇所のコンクリート打設孔９を介してコンクリートポンプ８３で加圧された生コンクリート８０を流し込みながらプレスジャッキ５で妻型枠７を押圧して生コンクリート８０を加圧するとともに、ポンプ５２を駆動する。そして、人がコンクリート圧力計１７から送信されてくる圧力値をモニタ等で監視しながら覆工部形成空間１００に流し込まれた生コンクリート８０の圧力が予め決められた所定値になったら人が塞止弁１５ａの操作部を操作して塞止弁１５ａで接続通路１４ａを塞いで、覆工部形成空間１００内の高流動性生コンクリート８０を固化させる。
【００１３】
以上によれば、ポンプ５２の駆動により、特定位置に位置される生コンクリートがポンプ５２により吸引され、生コンクリートがポンプ５２と特定位置との間を循環して流動するので、特定位置での変色コンクリート６０の発生を防止できる。
また、特定位置に近い貫通孔をポンプ接続孔５１として利用し、このポンプ接続孔５１にポンプ５２を接続してポンプ５２を駆動するので、特定位置の生コンクリートを効率的に流動させることできる。
【００１４】
次に、覆工コンクリート９０の内側に残された内型枠３０を反力受けとして利用して推進ジャッキ４の反力を取って推進ジャッキ４のピストンを伸ばしながら回転切削部２を回転させてシールド掘削機１を一定距離だけ掘進させる。そして、坑口２２側に形成された内型枠３０に連続するよう掘削進行方向Ａ側に次の１リング分の内型枠３０を形成し、このように掘削進行進方向Ａに沿って前後に隣り合う内型枠３０同士が図外のボルト及びナットにより締結される。掘削進行方向Ａに沿って前後に隣り合う内型枠３０同士を連結する図外のボルトをリング間継手ボルトと呼ぶ。具体的には、型枠ピース４０のリング継手面４７ｂ同士が接触するように、型枠ピース４０同士を互いに隣接させて設置し、互いに隣接する型枠ピース４０のリング継手面４７ｂのボルト孔４３ｂに嵌め込まれたボルト孔形成部品５０の筒孔６２により形成されたボルト孔６４に図外のボルトが通されてボルト６３の先端部６３ｂにナット７２が締結されることによって、リング継手面４７ｂ同士が密接状態となるように型枠ピース４０同士が繋がれる。そして、新しく形成した覆工部形成空間１００内に妻型枠７を用いて上記と同様の方法によって一次覆工コンクリート９０を形成する。
【００１５】
以後、上記と同様にしてシールド掘削機１を一定距離だけ掘進させて、１リング分の内型枠３０を形成し、形成した内型枠３０の１つ前に形成した内型枠３０とを連結し、新しく形成した覆工部形成空間１００内に妻型枠７を用いて上記と同様の方法によって一次覆工コンクリート９０を形成する。
【００１６】
一般に、トンネル長さは長距離であるため、型枠ピース４０は、所定数のリング分の内型枠３０を形成できる数分だけ用いられ、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、坑口２２側に組み立てられた内型枠３０の掘削進行方向Ａ後部に位置する１リング分の型枠ピース４０を図外の内型枠脱型装置を用いて解体して取り外した後に、シールド掘削機１を進行させ、取り外した１リング分の型枠ピース４０を内型枠３０の掘削進行方向Ａ先頭位置に盛り替えて使う。即ち、所定数のリング分の内型枠３０を設置した後は、掘削が進む毎に、型枠ピース４０を後方（坑口側）から前方（切羽側）に盛り替えて繰り返して使用する。
【００１７】
最良の形態１によれば、ポンプ５２を駆動し、特定位置に位置される生コンクリートをポンプ５２により吸引することによって、生コンクリートがポンプ５２と特定位置との間を循環して流動するので、特定位置での変色コンクリートの発生を防止できるようになり、出水や漏水の少ない一次覆工コンクリート９を形成できる。
また、特定位置に近い貫通孔をポンプ接続孔５１として利用したので、特定位置の生コンクリートを効率的に流動させることできる。
【００１８】
最良の形態２．
図５に示すように、妻型枠７のリングの周方向に互いに隣り合うコンクリート打設孔９とコンクリート打設孔９との間の中間位置の両側に一対のポンプ接続孔５１；５１を設けてもよい。
【００１９】
最良の形態３．
図６に示すように、妻型枠７のリングの周方向に互いに隣り合う１つ１つのコンクリート打設孔９の両側にポンプ接続孔５１を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明では、上記特定位置に打設される生コンクリートを流動させることができるように、妻型枠７にポンプ接続孔５１を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】トンネル施工における妻型枠に対するポンプの配置を示す図（最良の形態１）。
【図２】ポンプを装備した妻型枠と内型枠との関係を示す図（最良の形態１）。
【図３】妻型枠に形成されたコンクリート打設孔とポンプとの関係を示す図（最良の形態１）。
【図４】妻型枠を用いた密閉型のシールド掘削機によるトンネル施工におけるコンクリート打設方法を示す図（最良の形態１）。
【図５】妻型枠に形成されたコンクリート打設孔とポンプとの関係を示す図（最良の形態２）。
【図６】妻型枠に形成されたコンクリート打設孔とポンプとの関係を示す図（最良の形態２）。
【図７】変色コンクリートを示す斜視図（従来）。
【図８】変色コンクリートを示す断面図（従来）。
【符号の説明】
【００２２】
５  ジャッキ（プレスジャッキ）、７  妻型枠、７ａ  型枠面、７ｂ  受圧面、
９  コンクリート打設孔（貫通孔）、２１  トンネル空洞部、３３  内周面、
３４  型枠面、５１  ポンプ接続孔（貫通孔）、５２  ポンプ、
５３  ポンプの吸込口、５５  ポンプの吐出口。
【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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