(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル(12)内に移動式型枠(16)を使用して二次覆工用のコンクリート(14)を打設する工程において、移動式型枠(16)の天板部(18)とトンネル内壁面(54)との間に、牽引材(36)を、移動式型枠(16)の妻側外方の巻揚機構(22)に装着すると共に、既コンクリート打設部に埋設支持させた掛止材(23)または／および移動式型枠(16)の外側に突出させた掛止部(24)に掛装して移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて配設させ、該牽引材(36)に振動具(40)を装着させて配設させた後、移動式型枠(16)とトンネル内壁面(54)との間にコンクリート(14)を打設し、振動具(40)を振動させると共に、巻揚機構(22)を介して牽引材(36)を繰出、巻揚げることにより、移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて天板部(18)の外側を移動させ、コンクリート(14)を締固めることを特徴とし、巻揚機構(22)の繰出、巻揚速度の調整、または巻揚機構(22)の移動式型枠(16)の長さ方向への移動により、牽引材(36)に装着された振動具(40)を、振動具(40)の自重により移動式型枠(16)の上下方向に昇降させながらコンクリート(14)を締固め、天板部(18)の外側に打設されるコンクリート(14)を広範囲に締固めるコンクリート締固め方法。
【請求項２】
牽引材(36)を無端状部材とし、この無端状部材を巻揚機構(22)を介して繰出、巻揚げることにより、無端状部材に装着させた振動具(40)を、移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて天板部(18)の外側を移動させることを特徴とする請求項１記載のコンクリート締固め方法。
【請求項３】
トンネル(12)内に移動式型枠(16)を使用して二次覆工用のコンクリート(14)を打設する装置において、基端を移動式型枠(16)の妻側外方の巻揚機構(22)に装着し、牽引材(36)を、既コンクリート打設部に埋設支持させた掛止材(23)または／および移動式型枠(16)の外側に突出させた掛止部(24)に掛装させて移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて配設させ、この牽引材(36)に振動具(40)を装着させてなり、移動式型枠(16)とトンネル内壁面(54)との間にコンクリート(14)を打設し、振動具(40)を振動させると共に、巻揚機構(22)を介して牽引材(36)を繰出、巻揚げることにより、移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて天板部(18)の外側を移動させ、コンクリート(14)を締固めることを特徴とし、巻揚機構(22)の繰出、巻揚速度の調整、または巻揚機構(22)の移動式型枠(16)の長さ方向への移動により、牽引材(36)に装着された振動具(40)を、振動具(40)の自重により移動式型枠(16)の上下方向に昇降させながらコンクリート(14)を締固め、天板部(18)の外側に打設されるコンクリート(14)を広範囲に締固めるコンクリート締固め装置。
【請求項４】
牽引材(36)を無端状部材とし、この無端状部材を巻揚機構(22)を介して繰出、巻揚げることにより、無端状部材に装着させた振動具(40)を、移動式型枠(16)の長さ方向に沿わせて天板部(18)の外側を移動させることを特徴とする請求項３記載のコンクリート締固め装置。
【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打設する際、型枠天板部とトンネル内壁面との間に打設されたコンクリートに振動を与え、周辺のコンクリートを締固める方法および装置に関するものである。
なお、本明細書中、「打設」とは、養生硬化させていない泥状のコンクリートを型枠とトンネル内壁面との間に充填させることをいう。
【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の打設は、コンクリートを打設するための移動式型枠を、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、その個所でコンクリートを打設する形式の二次覆工用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からコンクリート搬送管を介して移動式型枠とトンネル内壁面との間にコンクリートを打設する際、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性を向上させるため、コンクリートを打設する検査窓より上方の検査窓から作業員が振動具を突出させると共に、打設したコンクリート内に挿入させ、この振動具の振動により、打設したコンクリートの締固め、およびコンクリート内に混在する気泡の除去を行っていた。
【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打設は、ラップ側（トンネル掘削側と反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、ラップ側の上部、妻側の上部へと順次打設するのが常である。
【０００５】
また、型枠の天板部外側の打設コンクリートに振動を与える場合、作業員が型枠の天板部の検査窓から上半身を出し、振動具のケーブルを把持し、打設したコンクリート内に挿入させ、振動具の振動により、打設したコンクリートに振動を与えていた。
【０００６】
このため、図１０に示すように、まず所定位置のコンクリート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投入し、
コンクリートの打設位置より妻側（図１０において右側）の検査窓から、作業員が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打設量を目視し、所定量のコンクリートを打設した後、
作業員がコンクリートの打設位置より妻側の検査窓から振動具を突出させ、打設したコンクリート内に挿入させ、振動具を振動させると共に、移動させることにより、打設したコンクリートの締固め、およびコンクリート内に混在する気泡の除去を行い、
所定のコンクリートの振動、打設が終了した後、別の個所へコンクリートを打設するため、別のコンクリート打設口を使用し、再び前記同様作業により打設したコンクリートに振動を与えていた。
【０００７】
また、移動式型枠とトンネル内壁面との間の間隔が狭い場合、作業員により振動具をその狭い空間内に挿入させることが非常に困難であるため、効果は少なくなるが移動式型枠に直接振動モーターを取付け、この振動モーターにより移動式型枠を介して打設したコンクリートに振動を与えていた。
【０００８】
なお、図１０中、６０は移動式型枠、６２は検査窓、６４は窓用蓋、６６はコンクリート打設口、６８は振動具、７０はコンクリート、７２はトンネル内壁面、７４は作業員を示す。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来、移動式型枠の天板部外側の打設コンクリートを締固める作業において、作業員により振動具を操作する場合、コンクリートを打設する毎に、検査窓からの振動具の突出、打設したコンクリート内への挿入、振動具の振動、振動具の移動、を全て人手により行うため、作業能率が良くないことが問題となっていた。
【００１０】
また、振動具を長時間、連続振動させた場合、泥状のコンクリートが水分とコンクリートに分離し、硬化後コンクリートとしての効果が全く得られないことが問題となっていた。
【００１１】
また、振動モーターにより移動式型枠を振動させる場合、その振動が局部的であるため、打設したコンクリートに振動を十分に与えることが不可能であり、養生硬化後のコンクリートの強度、耐久性が低下することが問題となっていた。
【００１２】
また、作業員による振動具の操作および振動モーターによる場合とも、移動式型枠の天板部外側の打設コンクリートを十分に締固めることができないため、養生硬化後コンクリート表面に縞、段差等が発生し、美観が損なわれ、これを修正する作業が必要となり、工期が遅延する要因となっていた。
【００１３】
本発明は、このような欠点に鑑み、移動式型枠の天板部外側とトンネル内壁面との間に打設したコンクリートを締固める際、作業員の負担を激減させ、作業能率を向上させると共に、養生硬化後のコンクリート表面の美観を損なうことがないコンクリート締固め方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トンネル内に移動式型枠を使用して二次覆工用のコンクリートを打設する工程において、移動式型枠の天板部とトンネル内壁面との間に、牽引材(36)を、移動式型枠の妻側外方の巻揚機構に装着すると共に、既コンクリート打設部に埋設支持させた掛止材または／および移動式型枠外側に突出させた掛止部に掛装して移動式型枠の長さ方向に沿わせて配設させ、該牽引材に振動具を装着させて配設させた後、移動式型枠とトンネル内壁面との間にコンクリートを打設し、振動具を振動させると共に、巻揚機構を介して牽引材を繰出、巻揚げることにより、移動式型枠の長さ方向に沿わせて天板部外側を移動させ、コンクリートを締固めることを特徴とするもの、または牽引材を無端状部材とし、この無端状部材を巻揚機構を介して繰出、巻揚げることにより、無端状部材に装着させた振動具を、移動式型枠の長さ方向に沿わせて天板部の外側を移動させることを特徴とするもの、または巻揚機構の繰出、巻揚速度の調整、または巻揚機構の移動式型枠の長さ方向への移動により、牽引材に装着された振動具を、振動具の自重により移動式型枠の上下方向に昇降させながらコンクリートを締固めることにより、天板部の外側に打設されるコンクリートを広範囲に締固めることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るトンネル打設用のコンクリートの締固め装置は、トンネル１２内に二次覆工用のコンクリート１４を打設するための移動式型枠１６に装着されるものであり、図１〜図５に示すように、以下の構成からなるものである。
【００１６】
移動式型枠１６の天板部１８に外部と貫通した検査窓２０が複数個設けられている。
【００１７】
移動式型枠１６の妻側（図３において右側）の外方上部の天板部１８の両側に各一対の巻揚機構２２が設置されている。
【００１８】
本例において、巻揚機構２２は手動ウインチである。
【００１９】
移動式型枠１６の天板部１８に、外側に出没自在の掛止部２４が、移動式型枠１６の長さ方向に沿わせて並列に適宜間隔を隔てて複数設置されている。
【００２０】
本例において、掛止部２４の出没構造は、ピン型の本体２６に通孔２８を上下に二個穿孔させると共に、移動式型枠１６に通孔２８に対応する通孔３０を穿孔させた支持板３２を配設させ、本体２６の通孔２８と支持板３２の通孔３０とを合致させ、支持棒３４を挿通させることにより、掛止部２４を移動式型枠１６に支持固定する構造とし、掛止部２４の上段の通孔２８を収納時用、下段の通孔２８を突出時用、としてそれぞれ使用する。
【００２１】
また、後述の牽引材３６の移動をスムーズに行うため、掛止部２４を二重構造とし、突出部分を回動自在としてある。
【００２２】
基端を各一対の巻揚機構２２に装着し、先端を移動式型枠１６から突出させた各掛止部２４に掛装させた牽引材３６が、移動式型枠１６の長さ方向に沿わせて天板部１８の両側に、それぞれ配設されている。
【００２３】
本例において、牽引材３６は長尺なロープであり、天板部１８の両側にそれぞれ一本ずつ使用され、各ロープの両端を一対の巻揚機構２２にそれぞれ装着する。このロープの装着では、ロープが各掛止部２４に掛止させてある。
【００２４】
牽引材３６に、浮子３８を挿脱自在に装着した振動具４０が、装着されている。
【００２５】
本例において、振動具４０は電磁式振動体を収容した振動部４２が、接続ケーブル４４を介して電源（図示略）と接続され、この接続ケーブル４４を長尺とし、バネ式または電動式のリール４６に巻回させてある。
【００２６】
また、接続ケーブル４４は、軽量化、取扱性を考慮して中空構造とすることが望ましい。
【００２７】
また、浮子３８はポリ塩化ビニール製の中空の球体であり、振動具４０へ挿脱自在に固定してある。
【００２８】
なお、図中４８はコンクリート打設口、５０はガイドローラー、５２は制御盤５４はトンネル内壁面、５６は作業員、５８は既コンクリート打設部を示す。
【００２９】
本装置を使用して移動式型枠１６の天板部１８とトンネル内壁面５４との間に打設した二次覆工用のコンクリート１４を締固める方法を以下に詳述する。
【００３０】
まず、移動式型枠１６をトンネル１２の所定位置まで移動させ、移動式型枠１６のラップ側（トンネル掘削側と反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、へのコンクリート打設を行う。
【００３１】
その後、移動式型枠１６の天板部１８両側の各一対の巻揚機構２２および天板部１８から突出させて支持固定された各掛止部２４間に掛装された牽引材３６を介して、移動式型枠１６の長さ方向に沿わせて、天板部１８の両側に、振動具４０をそれぞれ配設させる。
【００３２】
次に、移動式型枠１６のラップ側（図３において左側）のコンクリート打設口４８からコンクリート１４を、移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間（トンネル掘削側と反対側の上部）に打設する。
【００３３】
次に、コンクリート１４の打設量の作業員の目視により、振動具４０を振動させると共に、各一対の巻揚機構２２をそれぞれ作動させることにより、移動式型枠１６の妻側（図３において右側）へ順次移動させる。
【００３４】
この際、コンクリート１４の打設量は、図１に示すように、コンクリート投入側（上側）から順次流動し、均一状態とならないため、コンクリート１４の打設量に応じて各一対の巻揚機構２２の一方の繰出、巻揚速度を遅くして作動させることにより、牽引材３６を弛ませ、この牽引材３６に装着された振動具４０を自重により移動式型枠１６の上下方向に昇降（上下動）させ、打設されるコンクリート１４を広範囲にわたり振動させる。
【００３５】
この際、振動具４０を間欠振動させることにより、打設コンクリート１４を長時間、連続振動させることがなく、コンクリートが水分とコンクリートとに分離することがなくなり、コンクリートの強度、耐久性を向上させることができる。
【００３６】
また、振動具４０に装着された浮子３８は打設された泥状のコンクリート１４上面に浮上するため、振動具４０はコンクリート打設に伴い浮子３８と共に上昇し、このため振動具４０は続いて打設されるコンクリート１４の打設速度に応じて自動的に浮遊、移動しながら、周辺のコンクリート１４を確実に締固めることができる。
【００３７】
次に、所定量のコンクリート１４の打設終了後、別のコンクリート打設口４８から別個所へコンクリート１４を打設し、移動式型枠１６のラップ側から係止部２４を順次移動式型枠１６内に収納し、牽引材３６を各巻揚機構２２を巻揚げることにより長さを短くし、前記同様各振動具４０を振動させると共に、移動させることにより、トンネル１２の妻側の上部へコンクリート１４を打設し、打設したコンクリート１４を締固める。
【００３８】
この際、振動具４０の移動、昇降、浮遊、等に伴う接続ケーブル４４の弛みは、リール４６により巻揚げて解消させ、また打設コンクリート内に振動具４０が埋没した際には、このリール４６および各巻揚機構２２により振動具４０が装着された牽引材３６を強制的に巻揚げることにより解消することができる。
【００３９】
また、移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間に、鉄筋等の補強具が多数配設されている場合、あるいは移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間隔が狭い場合、には振動具４０の浮子３８が邪魔になるため、浮子３８を取外して振動具４０を使用する。
【００４０】
また、図６〜図９に本装置の別の例が示してある。
【００４１】
本例は、牽引材３６に無端状部材、例えば無端チェーンを使用し、この無端チェーンを、移動式型枠１６のラップ側外方の既コンクリート打設部５８に埋設支持させた掛止材２３および移動式型枠１６の外側に突出させた掛止部２４に掛装させて使用するものであり、以下にその構成を詳述する。
【００４２】
移動式型枠１６の妻側（図６および図７において右側）の外方上部に一個の巻揚機構２２が、移動式型枠１６の長さ方向に対して移動自在に設置されている。
【００４３】
本例において、巻揚機構２２は電動ウインチであり、この巻揚機構２２により牽引材３６である無端状部材を繰出、巻揚げると共に、移動式型枠１６の長さ方向に移動させることにより、無端状部材に装着させた振動具４０を容易に移動させることができ、構造が簡易となるばかりか、操作性、作業性を向上させることができる。
【００４４】
また、掛止材２３は、図８に示すように、棒部材２５の先端に牽引材３６である無端状部材を掛装するための回転金具２７が装着されたものである。
【００４５】
また、掛止部２４は、移動式型枠１６の長さ方向および幅方向に適宜間隔を隔てて複数設置され、その構造は前例と同様である。
【００４６】
牽引材３６である無端状部材の基端（図６および図７において右側端）を巻揚機構２２に装着し、先端（図６および図７において左側端）を移動式型枠１６のラップ側外方の既コンクリート打設部５８に埋設支持させた掛止材２３に掛止させると共に、無端状部材の中間部を移動式型枠１６から突出させた各掛止部２４に掛装させてある。
【００４７】
牽引材３６に、重り３９を装着させた振動具４０が、装着されている。
【００４８】
この振動具４０に装着させた重り３９により、振動具４０の自重を増加させ、移動式型枠１６の上下方向への昇降をさせ易くなる。
【００４９】
本例において、振動具４０は前例と同様、電磁式振動体を収容した振動部４２が、接続ケーブル４４を介して電源（図示略）と接続され、この接続ケーブル４４を長尺とし、バネ式または電動式のリール４６に巻回させてある。
【００５０】
本例の装置を使用して移動式型枠１６の天板部１８とトンネル内壁面５４との間に打設した二次覆工用のコンクリート１４を締固める方法を以下に詳述する。
【００５１】
まず、移動式型枠１６をトンネル１２の所定位置まで移動させ、移動式型枠１６のラップ側（トンネル掘削側と反対側）の下部、妻側（トンネル掘削側）の下部、へのコンクリート打設を行う。
【００５２】
その後、振動具４０を装着させた牽引材３６である無端状部材を、移動式型枠１６の妻側外方の一個の巻揚機構２２に装着させると共に、ラップ側外方の既コンクリート打設部５８に埋設支持させた掛止材２３、移動式型枠１６外側の各掛止部２４に掛装させる。
【００５３】
次に、移動式型枠１６のラップ側（図６および図７において左側）のコンクリート打設口４８からコンクリート１４を、移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間（トンネル掘削側と反対側上部）に打設する。
【００５４】
次に、コンクリート１４の打設量の作業員の目視により、振動具４０を振動させると共に、巻揚機構２２により牽引材３６を、繰出、巻揚げることにより、移動式型枠１６の妻側（図６および図７において右側）へ順次移動させる。
【００５５】
この際、巻揚機構２２を移動式型枠１６の長さ方向に移動させることにより、牽引材３６を弛ませ、この牽引材３６に装着された振動具４０を自重により移動式型枠１６の上下方向に昇降（上下動）させ、打設されるコンクリート１４を広範囲にわたり振動させる。
【００５６】
この際、振動具４０を間欠振動させることにより、コンクリートの強度、耐久性を向上させることができる。
【００５７】
また、振動具４０の移動、昇降、浮遊、等に伴う接続ケーブル４４の弛みは、リール４６により巻揚げて解消させ、また打設コンクリート内に振動具４０が埋没した際には、このリール４６および巻揚機構２２により牽引材３６を強制的に巻揚げ、移動させ、解消することができる。
【００５８】
次に、所定量のコンクリート１４の打設終了後、別のコンクリート打設口４８から別個所へコンクリート１４を打設し、移動式型枠１６のラップ側から掛止部２４を順次移動式型枠１６内に収納し、牽引材３６を巻揚機構２２を巻揚げ、移動させることにより、振動具４０を振動させながら移動させ、トンネル１２の妻側の上部へコンクリート１４を打設し、打設したコンクリート１４を締固める。
【００５９】
なお、両例において、移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間へのコンクリート打設量は作業員の目視によるものであるが、コンクリート打設量を感知するコンクリートセンサーを設置し、コンクリートセンサーのコンクリート打設量の感知により、振動具４０の振動、各巻揚機構２２の作動（振動具４０の移動式型枠１６の上下方向への昇降および移動式型枠１６の長さ方向への移動）、コンクリート打設口４８からのコンクリート打設、等を連動させることにより、作業の自動化を図り、作業性をより一層向上させることができる。
【００６０】
また、掛止部２４は移動式型枠１６の外側へ出没自在の構造としてあるが、移動式型枠１６と着脱自在とし、打設コンクリートの養生硬化後、移動式型枠１６から取外し、打設コンクリート内に埋設させてもよく、またピン構造に代えてアンカー、滑車構造とすることは自由である。
【００６１】
また、浮子３８、重り３９の形状、接続ケーブル４４の内部構造、等の振動具４０の構造は両例と同様である必要性はなく、他の構造を採用することは自由である。
【００６２】
また、振動具４０の一側面に回転ローラーを装着することにより、振動具４０の移動をスムーズに行うことは自明である。
【００６３】
また、移動式型枠１６とトンネル内壁面５４との間へのコンクリート打設は移動式型枠１６の天板部１８のコンクリート打設口４８からによるものであるが、移動式型枠１６内に配設された移動自在のコンクリート搬出管を各検査窓２０あるいはコンクリート打設口４８から突出させてコンクリート投入することは自明である。
【００６４】
また、前例において、振動具４０は、二対の巻揚機構２２、二本の牽引材３６を介して移動式型枠１６の天板部１８の両側に配設させてあるが、巻揚機構２２を一対とし、牽引材３６を一本とし、移動式型枠１６の天板部１８の中央に配設させ、振動具４０を牽引材３６に装着し、移動式型枠１６の天板部１８の一側を振動、移動させた後、天板部１８の他側へ移動させて、振動、移動させることは自明である。
【００６５】
また、後例において、振動具４０を移動させる牽引材３６は、係止材２３および係止部２４に掛装させてあるが、係止材２３のみに掛装させることは自明である。
【００６６】
また、両例において、牽引材はロープ、無端状部材である無端チェーンであるが、ワイヤー、細幅ベルト、等とすることは自由である。
【００６７】
また、本発明の方法および装置は、略半円径のトンネル、円形のトンネル、例えば海中トンネル、下水道等、特に用途は限定さない。
【００６８】
また、移動式型枠１６を折畳み自在とすることは自由である。
【００６９】
【発明の効果】
本発明に係るコンクリート締固め方法および装置によれば、移動式型枠の天板部外側とトンネル内壁面との間へのコンクリートの打設量に応じて、基端を巻揚機構に装着すると共に、先端を既コンクリート打設部に埋設支持させた掛止材または／および移動式型枠の外側の掛止材に掛装させた牽引材に装着させた振動具を振動させると共に、巻揚機構を介して繰出、巻揚げることにより天板部外側を移動させるため、天板部外側に打設されるコンクリートを効率良く締固めることができ、作業能率を向上させると共に、養生硬化後のコンクリート表面の美観を損なうことがない。
【００７０】
また、牽引材を無端状部材とし、この無端状部材の一端を巻揚機構を介して繰出、巻揚げることにより、無端状部材に装着させた振動具を容易に移動させることができ、構造が極めて簡易となるばかりか、操作性、作業性を向上させることができる。
【００７１】
また、巻揚機構の繰出、巻揚速度の調整、または巻揚機構の移動式型枠の長さ方向への移動により、牽引材を弛ませ、この牽引材に装着された振動具を、振動具の自重により移動式型枠の上下方向に昇降させながらコンクリートを締固めることにより、天板部外側に打設されるコンクリートを広範囲に締固めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコンクリート締固め装置が装着された移動式型枠の平面図。
【図２】同、正面図。
【図３】同、側面図。
【図４】振動具の正面図。
【図５】掛止部の移動式型枠からの出没状態を示す正面図。
【図６】本装置の別の例を示す側面図。
【図７】同、要部拡大側面図。
【図８】同、掛止材を示す、（イ）は平面図、（ロ）は正面図。
【図９】同、振動具の正面図。
【図１０】従来の移動式型枠の天板部の打設コンクリートの締固め作業を示す側面図。
【符号の説明】
１２  トンネル
１４  コンクリート
１６  移動式型枠
１８  天板部
２２  巻揚機構
２３  掛止材
２４  掛止部
３６  牽引材
４０  振動具
５４  トンネル内壁面
【図１】
0003735519.tif 000002
【図２】
0003735519.tif 000003
【図３】
0003735519.tif 000004
【図４】
0003735519.tif 000005
【図５】
0003735519.tif 000006
【図６】
0003735519.tif 000007
【図７】
0003735519.tif 000008
【図８】
0003735519.tif 000009
【図９】
0003735519.tif 000010
【図１０】
0003735519.tif 000011