(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートを供給するポンプに一端が接続され、他端側に吐出口が設けられ、所定勾配の傾斜状態に設置されたコンクリート圧送管を介して、コンクリートを下方に打設する工法において、
前記吐出口の近傍に前記圧送管内を流下する前記コンクリートの流下量調整弁を設置し、前記コンクリートの打設に伴う前記圧送管の傾斜路長の変化に対応させて、前記コンクリートの吐出量を前記流下量調整弁で、前記コンクリートの材料分離が発生しない流下速度内に調整することを特徴とするコンクリートの下方打設工法。
【請求項２】
前記流下量調整弁は、前記圧送管と連通するように介装される可撓性の筒体と、前記筒体の外周に設けられ、前記筒体を加圧して、その内径を拡大，縮小する圧力タンク部とを有することを特徴とする請求項１記載のコンクリートの下方打設工法。
【請求項３】
前記ポンプは、前記圧力タンク部の前記筒体への加圧力に対応して、その供給量を調整することを特徴とする請求項２記載のコンクリートの下方打設工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下発電所やトンネルの斜坑，立坑などを構築する際に、コンクリートを下方に圧送して打設する工法の改良技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年におけるコンクリート構造物は、地下深い個所に大規模なものを建設する傾向が見られる。このようなコンクリート構造物のうち、例えば、地下水力発電所の導水路に用いられる斜坑や立坑などの構築では、数１００ｍにも及ぶ長大なものもが必要となり、このようなコンクリート構造物を構築する際には、コンクリートは、非常に長い距離を下方に向けて圧送して打設することになる。
【０００３】
このようなコンクリートの下方打設においては、単に、通常配合のコンクリートを配管内に供給して落下運搬すると、コンクリートの分離抵抗や粘性が小さいために、落下速度が非常に大きくなり、吐出口から放出された際に材料の分離が発生する。
【０００４】
このような問題を解決するために、例えば、特公昭５８ー５１１１０号公報には、気密性が保持できるホッパーの下部にコンクリート配管を接続し、この配管を剛な鋼管と、柔軟なフレキシブルホースとで構成したコンクリートの下方打設工法が開示されている。
【０００５】
この公告公報に開示されている打設工法によれば、剛な鋼管の間に介装された柔軟なフレキシブルホースが弁機能を有しているので、コンクリートの落下速度や落下衝撃が緩和され、コンクリートの材料分離が回避される。
【０００６】
しかしながら、この公告公報に開示されているコンクリートの下方打設工法には、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、公告公報に開示されているように圧送管路を剛な鋼管と柔軟なフレキシブルホースとで構成している場合には、これらの継手部分でコンクリートの脱水状態が発生し易く、コンクリートが脱水すると管内閉塞の原因となる。管内閉塞が発生すると、その部分を解体して、残存コンクリートを処理することになり、施工日程が大幅にズレることになる。
【０００８】
また、上記公告公報に示されている打設工法では、気密性のホッパーを必要とし、コンクリートを塊状で間欠的に供給，打設するので、全体の構造が複雑になるとともに、打設に時間がかかるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、比較的簡単な構造により、管内閉塞が発生せず、しかも、打設が迅速に行えるコンクリートの下方打設工法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、コンクリートを供給するポンプに一端が接続され、他端側に吐出口が設けられ、所定勾配の傾斜状態に設置されたコンクリート圧送管を介して、コンクリートを下方に打設する工法において、前記吐出口の近傍に前記圧送管内を流下する前記コンクリートの流下量調整弁を設置し、前記コンクリートの打設に伴う前記圧送管の傾斜路長の変化に対応させて、前記コンクリートの吐出量を前記流下量調整弁で、前記コンクリートの材料分離が発生しない流下速度内に調整するようにした。
この構成によれば、コンクリートは、圧送管内に充満された状態で連続的に供給され、吐出口の近傍で流下量調整弁により流下速度が調整されて打設される。このときの流下速度は、コンクリートの材料分離が発生しない大きさとなる。
前記流下量調整弁は、前記圧送管と連通するように介装される可撓性の筒体と、前記筒体の外周に設けられ、前記筒体を加圧して、その内径を拡大，縮小する圧力タンク部とで構成することができる。
この構成によれば、流下量調整弁の構造が簡単になる。
前記ポンプは、前記圧力タンク部の前記筒体への加圧力に対応して、その供給量を調整することができる。
この構成によれば、コンクリート圧送管内に充満されるコンクリートの供給を適正に保つことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面を参照にして詳細に説明する。図１から図７は、本発明にかかるコンクリートの下方打設工法の一実施例を示している。
【００１２】
同図に示した実施例では、本発明を地下発電所の導水路を構築する際に適用した場合であり、導水路１０は、傾斜角度が約５０°で全長が数１００ｍに及ぶ傾斜部分１０ａと、この傾斜部分１０ａの下端に設けられた水平部分１０ｂとから構成されていて、傾斜部分１０ａの中間から水平に延びる作業横抗１１が設けられている。
【００１３】
この導水路１０は、図２にその断面を示すように、円形断面の内管１２と、この内管１２の外周に所定の空間部１４を設けて掘削された岩盤壁面があり、空間部１４内にコンクリートが打設充填される。
【００１４】
図１に示したコンクリートの打設状態は、導水路１０の水平部分１０ｂと傾斜部分１０ａの一部に既に打設されていて、傾斜部分１０ａの略１／４から上部側に向けてこれから打設が行われる。
【００１５】
コンクリートの打設装置は、図３に示すように、作業横抗１１内に配置されたポンプ車１８と、このポンプ車１８に一端が接続され、作業横抗１１を経て、傾斜部分１０ａに延設されたコンクリート圧送管２０とを備えている。
【００１６】
コンクリート圧送管２０は、従来から使用されている円筒形の鋼管を連結した構造のものであり、その先端側の吐出口２０ａには、図４に示すように、フレキシブルホース２２が接続されており、この吐出口２０ａの近傍には、流下量調整弁２４が設けられている。
【００１７】
この流下量調整弁２４は、その詳細を図５に示すように、圧送管２０の途中に両端の開口が連通するように介装された円筒状の可撓性筒体２６と、この可撓性筒体２６の外周に設けられ、可撓性筒体２６を外周から均等に加圧して、その内径を拡大，縮小する圧力タンク部２８とから構成されている。
【００１８】
圧力タンク部２８には、図外の油圧ないしは空圧供給源に接続されていて、これらの供給源からオイルないしは圧縮空気を送り込むことにより、可撓性筒体２６に加圧力が加えられ、加えられた加圧力の大きさに対応して、可撓性筒体２６の断面積が変化し、この部分を流下するコンクリート量が調整される。
【００１９】
流下量調整弁２４の圧力タンク部２８は、図６に示す制御装置３０により加圧力がコントロールされる。同図に示した制御装置３０は、圧力タンク部２８内の圧力を検出する圧力センサ３０ａと、圧力センサ３０ａの検出圧力を表示するディスプレイ３０ｂと、圧力センサ３０ａの出力値と圧力設定手段３０ｄの設定圧力とに基づいて、圧力タンク部２８への流体の供給を調整して、その内圧を設定圧力に制御する制御部３０ｃとを備えている。
【００２０】
また、この実施例の制御装置３０は、ポンプ車１８に搭載されている圧送ポンプ１８ａの制御も圧力センサ３０ａの検出値に基づいて行うようになっていて、圧送ポンプ１８ａを回転駆動させる駆動モータ１８ｂに接続されたインバータ１８ｃに制御信号を送出し、ポンプ１８ａから圧送管２０に供給するコンクリート量をコントロールする。
【００２１】
この制御装置３０で行われる制御の一例について説明する。まず、図１に示したようなコンクリートの下方打設においては、打設の初期には、導水路１０の傾斜部分１０ａに敷設されている圧送管２０中を数１００ｍ程度流下させて、吐出口２０ａから打設する。
【００２２】
ところが、打設が進行するに従って、圧送管２０を徐々に短縮して、打設個所が作業横抗１１の近傍に到達した際には、数ｍ程度の流下距離で打設することになる。
【００２３】
つまり、本発明の対象とするコンクリート構築物では、コンクリートを数１００ｍ〜数ｍという広範囲な流下距離で打設することになり、このようなコンクリートの打設の際に、材料分離を発生することなく行う必要がある。
【００２４】
そこで、本発明者らは、粘性が高く材料分離の起こり難いハイパフォーマンスコンクリートの使用を前提として、傾斜角度が５０°の斜路において、流下距離の長さを変化させたときに、吐出口からどの程度のコンクリート量が排出されるかシュミレーションを行った。
【００２５】
図７に示したグラフが、このときのシュミレーション結果であり、同図に示したシュミレーションでは、圧送管の直径を１００ｍｍ〜２００ｍｍに設定した。
【００２６】
このシュミレーション結果から考察すると、例えば、コンクリートの吐出量を、打設期間中、常時１時間当たり１００立方ｍ確保しようとすると、圧送管２０の直径は、流下距離が１５０ｍ以上の場合には、１５０ｍｍ程度であればよいが、流下距離が短くなるとそのままの直径では、吐出量が多くなりすぎるので、１３０ｍｍ程度にしなければならない。
【００２７】
本実施例では、このようなシュミレーション結果に基づいて、コンクリートの流下距離の変化に対応させて、圧力タンク部２８の圧力を調整するために、流下距離の変化に対応した所定の圧力値が圧力設定手段３０ｄから制御部３０ｃに入力される。
【００２８】
制御部３０ｃでは、圧力センサ３０ａが検出した現在の圧力タンク部２８の圧力値と、設定手段３０ｄから入力されている圧力値とを比較して、圧力タンク部２８内の圧力が設定値になるように制御する。
【００２９】
この場合、実際の流下距離の変化は、時間当たりの吐出量が一定なので、コンクリートを充填打設する空間部１４の断面積が既知であれば、時間の経過により求めることができる。
【００３０】
このようにして、圧力タンク部２８の圧力を設定圧に調整すると、可撓性筒体２６の直径が拡開，縮小して調整され、コンクリートの流下距離の変化に関係なく、常時一定の吐出量を、材料分離が発生することなく確保することが可能になる。
【００３１】
この場合、本実施例では、コンクリートは、圧送管２０の内部に充満された状態で、吐出口２０ａから排出される。このような状態で、可撓性筒体２６の直径を縮小して、同じ量のコンクリートを圧送ポンプ１８ａで送り込むと、可撓性筒体２６の直径が変動するので、制御部３０ｃからインバータ２０ｃに制御信号を送出して、圧送ポンプ１８ａからの供給量も設定圧力に対応させる。
【００３２】
さて、以上のようにして行われるコンクリートの下方打設工法によれば、コンクリートは、圧送管２０内に充満された状態で連続的に供給され、吐出口２０ａの近傍で流下量調整弁２４により流下速度が調整されて打設され、このときの流下速度は、コンクリートの材料分離が発生しない大きさとなる。
【００３３】
従って、コンクリートを簡潔的に供給打設する場合よりも、打設効率が向上するとともに、圧送管２０は、通常の円筒形のものであり、管内閉塞が発生することもない。
また、本実施例の場合には、流下量調整弁２４は、圧送管２０と連通するように介装される可撓性の筒体２６と、筒体２６の外周に設けられ、筒体２６を加圧して、その内径を拡大，縮小する圧力タンク部２８とで構成しているのので、流下量調整弁２４の構造が簡単になるとともに、拡大，縮小の応答性も速くなる。
さらに、本実施例の場合には、圧送ポンプ１８ａは、圧力タンク部２８の筒体２６への加圧力に対応して、その供給量を調整するので、コンクリート圧送管２０内に充満されるコンクリートの供給を適正に保つことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、実施例で詳細に説明したように、本発明にかかるコンクリートの下方打設工法によれば、比較的簡単な構造により、管内閉塞が発生せず、しかも、打設が迅速に行える
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかるコンクリートの下方打設工法の施工状態の説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ部拡大図である。
【図４】図１のＣ部拡大図である。
【図５】図４の要部拡大斜視図である。
【図６】図１の打設工法に使用する制御装置のブロック図である。
【図７】コンクリートの下方打設のシュミレーション結果のグラフである。
【符号の説明】
１０            導水路
１２            内管
１４            空間部
１８            ポンプ車
１８ａ          圧送ポンプ
１８ｂ          駆動モータ
１８ｃ          インバータ
２０            圧送管
２０ａ          吐出口
２４            流下量調整弁
２６            可撓性筒体
２８            圧力タンク部
３０            制御装置
【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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