説明

コンクリート充填方法及びコンクリート充填システム

【課題】コンクリートを充填する際のセントルの過度な変形を防止し得るコンクリート充填方法を得る。
【解決手段】セントル12の仮組時において、トータルステーション16B、16C、16Dによりセントル12の内周面12Aとセントル12の外周面12Bとの間の距離を測定して、セントル12の内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を調査する。トンネル10の掘削後にトンネル10の内面に支保工30を配置してから、一次コンクリート28を吹付け、防水シート32を敷設する。この状態でトンネル10の内側にトータルステーション16をセットして、トンネル内空10Aの形状を計測する。この後、トンネル内空10A内にセントル12を配置し、コンクリートの充填中においても、トンネル内空10A内でトータルステーション16により複数の反射シート18の位置を繰り返して計測して、セントル12の変形量を繰り返して検出する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンクリートを充填する際のセントルの過度な変形を防止し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムや、目標とするべきコンクリート打設量を容易に把握し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムに関し、山岳トンネルのコンクリート打設に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
現在、山岳トンネルは、吹付けコンクリート及びロックボルトを主要な支保部材としたNATM(New Austrian Tunneling Method)により、一般的に掘削されている。そして、掘削された山岳トンネルの内面に支保工を設置して一次覆工すると共に防水シートを敷設した後、山岳トンネルのトンネル内空内に型枠であるセントルをセットしてから、これら防水シートとセントルの外周面との間にコンクリートを打設するという手順が採用されていた。
【0003】
この一方、トンネルの設計手法が近年進歩し、トンネル外からトンネルに加わる外力をすべて支保工で対抗できるようになったのに伴い、コンクリートによる覆工には設計上において強度が必要なくなった。従って、この覆工用のコンクリートの厚み(巻厚)は薄くなる傾向を近年有しているが、コンクリートの巻厚が薄くなればなる程、防水シートとセントルの外周面との間の箇所におけるコンクリートの確実な填充が不可欠とされるようになった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平2−232499号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、従来の方法では、巻厚不足となる当り箇所程度しかトンネル内空を測定しておらず、これに合わせて、コンクリート打設量は予め設定してある設計容量を基準とするだけで、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握されていなかった。また、上記特許文献1に開示されたものもコンクリートの一次覆工を問題としていて、セントルによる二次覆工についての何らの開示もなく、当然に、防水シートとセントルの外周面との間のコンクリートの充填時におけるコンクリート打設量やセントルの挙動に関する何らの記載もなかった。
【0006】
以上より、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握されていないのに伴い、コンクリートの発注量の算定が難しく、コンクリート打設量が多すぎる場合には、多量の残コンクリートが生じ、結果として施工コストが増大するという欠点が生じる他、セントルに過度の応力が生じると共にセントルが大きく変形する虞も有していた。つまり、コンクリートの充填時において、セントルをリアルタイムで測定することもないのに伴いセントルの挙動が分からないことと合わせて、セントルが過度に変形する等の異常が多発する虞も有していた。
【0007】
他方、コンクリート打設量が少なすぎた場合には、不足したコンクリートの量を追加する必要が生じるが、コンクリート打設の終了間近になってコンクリート打設量が少ないことが分かった時点において追加のミキサー車を依頼しても、コンクリート打設現場にミキサー車が到着するまで長時間を要することになる。
【0008】
従って、この場合には、既に打設が終了してコンクリートが固まった箇所に追加のコンクリートが打設される形になることから、これらのコンクリートの間のつなぎ目がコールドジョイントとなる。つまりこの結果として、コンクリートの不足によって、コールドジョイントなどの問題を引き起こすという欠点をも有していた。
【0009】
本発明は上記事実を考慮し、コンクリートを充填する際のセントルの過度な変形を防止し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムを提供することを第1の目的とし、目標とするべきコンクリート打設量を容易に把握し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムを提供することを第2の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に係るコンクリート充填方法は、セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測し、
次に、前記セントルの内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有した形の前記セントルをトンネル内空内に配置し、
この後、トンネル内空内において、前記測定機により複数の被測定部の位置を繰り返して計測することで前記セントルの変形量を繰り返し検出しつつ、トンネルの内面とセントルの外周面との間にコンクリートを充填する。
【0011】
請求項1に係るコンクリート充填方法の作用を以下に説明する。
本請求項のコンクリート充填方法によれば、まず、セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測するようにした。すなわち、内周面と外周面との間の位置関係を調査してこれらを関連付けるのに伴ってセントルの内周面の位置を計測するだけで、セントルの外周面の位置を把握可能になった。また、トンネル内空の形状を測定機によって計測するのに伴い、トンネル内空の形状を把握可能ともなった。
【0012】
更に、セントルの内周面の位置を間接的に計測可能とする複数の被測定部を有した形のセントルをトンネル内空内に配置し、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を測定機により計測することで、セントルの内周面の位置を計測可能となり、これに伴って予め関連付けられているセントルの外周面の位置をトンネル内空内において把握できるようになる。つまり、トンネル内空とこのトンネル内空の空間内におけるセントルの外周面との位置関係を把握できる結果として、トンネルとセントルとの間の空間の容積をも把握できるようになる。
【0013】
そしてこの後、トンネルの内面とセントルの外周面との間にコンクリートを充填する際に、トンネル内空内において測定機により複数の被測定部の位置を繰り返して計測することで、コンクリートの充填に伴うセントルの変形量を繰り返して検出できるようになる。
【0014】
従って、本請求項のコンクリート充填方法によれば、セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査してこれらを関連付けると共にトンネル内空の形状を計測することで、トンネルとセントルとの間の空間の容積を把握できるのに伴い、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握される。この結果として、多量の残コンクリートが生じて施工コストが増大したり、コールドジョイントが発生したりすることが無くなる。さらに、セントルの内周面の位置を繰り返して計測するのに伴い、コンクリートを充填する際のセントルの挙動を把握可能となる結果として、セントルが過度に変形する前にコンクリートの充填を停止等して、セントルの過度な変形を防止できるようになる。
【0015】
請求項2に係るコンクリート充填方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係るコンクリート充填方法は請求項1と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、前記測定機により複数の被測定部の位置を繰り返して計測するのに伴い、セントルの変形量を監視する監視装置に、前記測定機の計測データが入力されて、この監視装置が前記セントルの変形量を表示するという構成を有している。
【0016】
つまり、本請求項によれば、例えばコンピュータ等の監視装置に測定機の計測データが入力されて、この監視装置によってセントルの変形量を監視してセントルの変形量を表示することで、随時且つ瞬時にセントルの挙動を把握できる結果、セントルが過度の変形する前にコンクリートの充填を確実に停止等できるようになる。
【0017】
請求項3に係るコンクリート充填システムは、内周面と外周面との間の位置関係が調査され且つ、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有したセントルと、
トンネル内空の形状を計測可能とすると共に、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測可能とする測定機と、
測定機の計測データが入力されて、コンクリートをトンネルの内面とセントルの外周面との間に充填する際のセントルの変形量を監視する監視装置と、
を含む。
【0018】
請求項3に係るコンクリート充填システムの作用を以下に説明する。
本請求項のコンクリート充填システムによれば、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部をセントルが有し、このセントルの内周面と外周面との間の位置関係が調査されている。また、測定機が、トンネル内空の形状を計測すると共にトンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測する。そして、この測定機の計測データが監視装置に入力されて、この監視装置によって、トンネルの内面とセントルの外周面との間にコンクリートが充填される際のセントルの変形量が監視される。
【0019】
従って、本請求項のコンクリート充填システムによれば、内周面と外周面との間の位置関係を調査されたセントルが有する複数の被測定部の位置を測定機が計測すると共に、この測定機がトンネル内空の形状を計測することで、トンネルとセントルとの間の空間の容積を把握できるのに伴い、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握される。この結果として、多量の残コンクリートが生じて施工コストが増大したり、コールドジョイントが発生したりすることが無くなる。
【0020】
さらに、本請求項のコンクリート充填システムによれば、セントルの内周面の位置を測定機が計測してこの測定機の計測データが監視装置に入力される。そして、この監視装置によって、トンネルの内面とセントルの外周面との間にコンクリートが充填される際のセントルの変形量が監視されることで、コンクリートを充填する際のセントルの挙動を把握可能となる結果として、セントルが過度に変形する前にコンクリートの充填を停止等して、セントルの過度な変形を防止できるようになる。
【0021】
請求項4に係るコンクリートシステムの作用を以下に説明する。
本請求項に係るコンクリートシステムは請求項3と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、被測定部が、セントルの両端側それぞれ及び中央部に各複数ずつ存在するという構成を有している。
【0022】
つまり、本請求項によれば、上記のように被測定部がセントルに存在することで、セントルの両端側それぞれ及び中央部で複数ずつ測定できることになり、セントルの全体的な形状がより正確に把握できる。この結果、セントルの外周面とトンネル内空との間の空間の容積をより正確に把握できるだけでなく、セントルの挙動をより正確に把握できるようになる。
【0023】
請求項5に係るコンクリート充填方法は、セントルの形状やセントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測し、
次に、これら計測結果に基づき、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量を算出する。
【0024】
請求項5に係るコンクリート充填方法の作用を以下に説明する。
本請求項のコンクリート充填方法によれば、まず、セントルの形状や、セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測することで、トンネル内空の形状が把握されるだけでなく、セントルの内周面の位置を測定するだけで、トンネル内空内におけるセントルの外周面の位置が把握されるようになる。
【0025】
つまり、トンネル内空の形状とセントルの外周面の位置とをそれぞれ把握できる結果として、これらセントルの外周面とトンネル内空との間の空間の容積をも容易に把握できるようになる。更に、本請求項では、これら計測結果に基づき、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量を算出するようにした。
【0026】
従って、本請求項のコンクリート充填方法によれば、セントルの形状を調査する他、セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査してこれらを関連付けると共にトンネル内空の形状を計測することで、トンネルとセントルとの間の空間の容積を把握できるのに伴い、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握される。この結果として、多量の残コンクリートが生じて施工コストが増大したり、コールドジョイントが発生したりすることが無くなる。
【0027】
請求項6に係るコンクリート充填方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係るコンクリート充填方法は請求項5と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、前記セントルが、該セントルの内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有しているという構成を有している。
【0028】
つまり、本請求項によれば、セントルの内周面の位置を間接的に計測可能とする複数の被測定部を有した形のセントルをトンネル内空内に配置し、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を測定機により計測することで、セントルの内周面の位置をより正確に計測可能となり、これに伴って、セントルの外周面とトンネル内空との間の空間の容積をより正確に把握できるようになる。
【0029】
請求項7に係るコンクリート充填方法の作用を以下に説明する。
本請求項に係るコンクリート充填方法は請求項5と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量を算出した後に、この算出されたコンクリートの量をトンネルの内面とセントルの外周面との間に充填するという構成を有している。
【0030】
つまり、本請求項によれば、算出されたコンクリートの量に基づきコンクリートが充填されるので、目標とするべきコンクリート打設量に合わせて、最適にコンクリートの打設が実施されることになる。
【0031】
請求項8に係るコンクリート充填システムは、内周面と外周面との間の位置関係が調査され且つ、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有したセントルと、
トンネル内空の形状を計測可能とすると共に、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測可能とする測定機と、
測定機の計測データが入力されて、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填するコンクリートの量を算出するコンクリートボリューム算出装置と、
を含む。
【0032】
請求項8に係るコンクリート充填システムの作用を以下に説明する。
本請求項のコンクリート充填システムによれば、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部をセントルが有し、このセントルの内周面と外周面との間の位置関係が調査されている。また、測定機が、トンネル内空の形状を計測すると共にトンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測する。そして、この測定機の計測データがコンクリートボリューム算出装置に入力されて、このコンクリートボリューム算出装置によって、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量が算出される。
【0033】
従って、本請求項のコンクリート充填システムによれば、内周面と外周面との間の位置関係を調査されたセントルが有する複数の被測定部の位置を測定機が計測すると共に、この測定機がトンネル内空の形状を計測することで、トンネルとセントルとの間の空間の容積を把握できるのに伴い、実際に目標とするべきコンクリート打設量が、コンクリートボリューム算出装置により算出されて把握される。この結果として、多量の残コンクリートが生じて施工コストが増大したり、コールドジョイントが発生したりすることが無くなる。
【0034】
請求項9に係るコンクリートシステムの作用を以下に説明する。
本請求項に係るコンクリートシステムは請求項8と同一の作用を奏する。但し、本請求項では、被測定部が、セントルの両端側それぞれ及び中央部に各複数ずつ存在するという構成を有している。
【0035】
つまり、本請求項によれば、上記のように被測定部がセントルに存在することで、セントルの両端側それぞれ及び中央部で複数ずつ測定できることになり、セントルの全体的な形状がより正確に把握できる。この結果、セントルの外周面とトンネル内空との間の空間の容積をより正確に把握できるようになる。
【発明の効果】
【0036】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、コンクリートを充填する際のセントルの過度な変形を防止し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムを提供できるという優れた効果を有する他、目標とするべきコンクリート打設量を容易に把握し得るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムを提供できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の一実施の形態に適用されるセントルの展開状態における斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態に適用されるセントルを測定する為の基準点の測定を説明する平面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に適用されるセントルの測定を説明する平面図である。
【図4】本発明の一実施の形態に適用されるセントルの測定を説明する斜視図である。
【図5】本発明の一実施の形態に適用されるセントルの正面図であって、反射シートが設置された鉄片を取り付けた状態を示す図である。
【図6】本発明の一実施の形態に適用されるセントルの断面図であって、反射シートが設置された腕木を取り付けた状態を示す図である。
【図7】本発明の一実施の形態が適用されるトンネルを透過して示す斜視図である。
【図8】本発明の一実施の形態が適用されるトンネルを透過して示す斜視図であって、セントルが配置された状態を示す図である。
【図9】本発明の一実施の形態に適用されるセントルをトンネルに配置した状態を示す断面図である。
【図10】本発明の一実施の形態が適用されるトンネルにコンクリートが打設される前のセントルの形状及び、コンクリート打設中或いはコンクリート打設後のセントルの形状を示すディスプレイ上の画像の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
本発明に係るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムの一実施の形態を図1から図10に示し、これらの図に基づき本実施の形態を説明する。
図1に示すように、本実施の形態に係るコンクリート充填システムの一部とされる型枠であるセントル12は、鋼板と骨組で構成されて例えば10m程度の長さで外周側半径が8m程度の大きさを有する連続体とされる剛体であるものの、全体として円管の一部をその軸方向に沿って切断されたような円弧状の断面を有している。
【0039】
そして、セントル12の両下端寄り部分及びセントル12の両肩部分には、セントル12の軸方向に伸びるヒンジ14がそれぞれ形成されている。このことから、このセントル12は、5つの部材であって相互に同一の曲率を有するような、上側円弧部12C、2つの左右円弧部12D及び、2つの下側円弧部12Eから構成されている。つまり、計4カ所のヒンジ14によりセントル12は、これら5つの部材を組み合わせた構造とされるのに伴い、5つの部材を広げた図1に示す展開状態の他に、5つの部材を折り畳んだ折り畳み状態をもとることが可能となっている。
【0040】
次に、トンネル外において展開状態にこのセントル12を仮組し、この状態におけるセントル12の形状測定を以下に説明する。
例えば図2に示す屋外の広い空間Kの四隅付近に基準点P1〜P4をそれぞれ配置し、これら各基準点P1〜P4の位置をトータルステーション16Aによって予めそれぞれ測定しておくことにする。これにより、これら各基準点P1〜P4相互間の位置関係を縦横高さ方向それぞれのデータである3次元座標データにより、予め把握する。
【0041】
そして、このトータルステーション16Aをこの空間Kから取り外した後、図3及び図4に示すように、この空間Kの中心部分を挟んだ空間K内の2カ所にタワー42A、42Bをそれぞれ設け、その上部にトータルステーション16B、16Cをそれぞれ配置してから、これら2つのタワー42A、42B間の位置に、展開状態でセントル12を設置する。
【0042】
尚この際、2台のトータルステーション16B、16Cによりセントル12の外周側を形成する外周面12Bの全ての箇所を測定可能とするべく、セントル12の上端の高さより高い位置にトータルステーション16B、16Cを配置するように2つのタワー42A、42Bの高さを設定する。さらに、セントル12の一端部と対向する位置であって、セントル12の内周側を形成する内周面12Aの全ての箇所を測定可能な位置にも、トータルステーション16Dを配置する。
【0043】
上記の状態において、まず各基準点P1〜P4の内の少なくとも何れか2つの基準点を3台のトータルステーション16B、16C、16Dでそれぞれ測定することにより、各トータルステーション16B、16C、16D自身の3次元座標データをそれぞれ求める。この後、セントル12の内周面12Aをトータルステーション16Dで測定すると共に、セントル12の外周面12Bをトータルステーション16B、16Cで測定することで、セントル12の内周面12A及びセントル12の外周面12Bの3次元座標データを求める。
【0044】
これに伴い、セントル12の内周面12Aとセントル12の外周面12Bとの間の距離が把握できるので、これらの面間の距離を実質的に測定したことになる。つまり、計3台のレーザー光等を用いた光学式の測定機であるトータルステーション16B、16C、16Dを用いて、セントル12の形状を測定するのに伴って、セントル12の円弧状とされる形状や、セントル12の内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を3次元座標データで調査したことになる。
【0045】
具体的にセントル12の内周面12Aを測定する際には、図1に示すように、セントル12を構成する5つの部材である上側円弧部12C、2つの左右円弧部12D及び、2つの下側円弧部12Eにおける、セントル12の一端側、セントル12の軸方向中央部及び、セントル12の他端側に、セントル12の内周面12Aの位置を計測可能とする被測定部であるレーザー光を反射する反射シート18を各1つずつ設置する。このことで、セントル12の内周面12Aの合計15点の箇所に、計測点PA(図5及び図6参照)として反射シート18が設置されることになる。
【0046】
この際、セントル12の内周面12Aとの位置関係を正確に測定しつつこの内周面12Aに対してオフセットした位置とされる箇所であって、トータルステーション16Dから見え且つトンネル内での作業の際にも支障にならない箇所に、反射シート18を設置することにする。尚、オフセットの仕方としては、図5に示すセントル12への鉄片20の溶接や、図6に示すセントル12への腕木22の溶接の他に、インバール線(棒)などによるセントル12からの吊り下げが、考えられる。
【0047】
以上より、セントル12の外周面12Bの計測点PBと内周面12Aに対してオフセットして取り付けた計測点PAとを同時に測定して、セントル12の外周面12Bとセントル12の内周面12Aとの間における、セントル12を構成する各部における両端側それぞれ及び中央部の3カ所ずつの内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を測定することで調査して、これらの面の関連を予め付けておくことにする。この結果として、間接的な計測点PAとされる反射シート18とセントル12の外周面12Bの計測点PBとの関連が把握できる。つまり、計測によりオフセット量を考慮したセントル12の内周面12Aの位置が判明することになるので、これに伴ってセントル12の外周面12Bの位置を測定者は把握可能ともなる。
【0048】
他方、山岳トンネル等のトンネル10を掘削する場合には、予めトンネル10の設計断面より大きめに掘削しておいて、図9に示すように鋼製でアーチに形成された支保工30を掘削後にトンネル10の内面に沿って等間隔で配置する。つまり、地山34がトンネル10内に崩れようとする力にこの支保工30が対抗することで、トンネル10内の空間が確保されるようになっている。
【0049】
この掘削の後に、一次コンクリート28を吹付け、更に地山34から出てくる湧水が覆工用のコンクリートに悪影響を及ぼさないように、例えば厚さが0.8ミリで合成樹脂製の防水シート32をトンネル10の内面側及び支保工30の内側に沿って敷設する。そして、上記のようにトンネル10の内面側に防水シート32が敷設された状態で、セントル12の妻側であって坑内作業車両等の支障にならないトンネル10内の箇所に、レーザー光等を用いた光学式の測定機であるトータルステーション16をセットして、トンネル内空10Aの形状をこのトータルステーション16によって前述と同様の3次元座標データとする形で計測する。
【0050】
具体的には、まず図7に示すようにトンネル内空10A内である坑内の任意の位置に、トータルステーション16を据付け、既知の2点のバック点を自動視準して、トータルステーション16自身の位置計測を行ってから、一次コンクリート28の吹き付け面に敷設された防水シート32の面をこのトータルステーション16によって自動計測する。このことで、防水シート32が敷設された状態におけるトンネル10の各断面を把握できるのに伴い、トンネル10の内面側の形状を把握することができる。
【0051】
つまり、トンネル内空10Aの掘削方向に沿った例えば0.5m毎に、トンネル内空10Aの同一断面当たり例えば10点程度測定する形で、トンネル10の内面を多数点測定する。尚、トータルステーション16には、このトータルステーション16の計測データが入力されてセントル12の変形量を常時監視するための監視装置であるコンピュータ36が接続されている。
【0052】
この後、トンネル内空10A内であって、既に覆工が終了したコンクリート38の部分に隣り合った箇所に、計測点PAとしての反射シート18を合計15点の箇所に設置したままの形で、前述のセントル12が必要に応じて上げ越しや広げ越し等を考慮して、図8に示すように展開状態で配置される。すなわち、セントル12の一端側、セントル12の軸方向中央部及び、セントル12の他端側が、トンネル10の妻、中央、ラップの三か所に対応するのに伴い、トンネル10の妻、中央、ラップの三か所に合計15点の計測点PAが設置されていることになる。
【0053】
この際、図9に示すように、トンネル10の妻側に対応するセントル12の端部とトンネル10の内面との間には、この部分からのコンクリートの漏れ出しを防ぐための板材52が設置され、また、セントル12には止め金具54がねじ止められていて、この板材52の基端側を止め金具54で押さえつけている。
【0054】
さらに、セントル12内には、円弧状に形成された金属フレーム56が配置されていて、この金属フレーム56伸びるアーム材56Aの先端側との間には、板材52を支えるための支持棒58が取り付けられている。このことから、コンクリートが充填される際に生じる力によってこの板材52が倒れて、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間の空間Sからコンクリートが漏れ出す虞が確実になくなる。
【0055】
次に、これらトンネル内空10Aの形状や計測点PAの計測結果に基づいて、トータルステーション16の計測データが入力されてコンクリートボリューム算出装置ともされるコンピュータ36が、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間の空間Sに充填されるべきコンクリートの量を算出する。
【0056】
この際、充填されるべきコンクリートの必要打設量は、トータルステーション16により計測されたトンネル内空10Aの形状から得られた容積から、セントル12の内周面12Aと関連付けられているセントル12の外周面12Bから得られたセントル12の容積を差し引いたものであり、単位断面の空間を1スパン打設あたりの長さ間で積分したものとなる。
【0057】
この算出された量に基づき、図示しないミキサー車から送られてこれらトンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間にコンクリートを充填開始するが、このコンクリートの充填中においても、トンネル内空10A内でトータルステーション16により複数の反射シート18の位置を繰り返して計測して、セントル12の変形量を繰り返して検出する。つまり、コンクリートの必要打設量は、トンネル内空10Aの形状から得られた容積により決定されて本来一定となるものの、打設したコンクリートの影響でセントル12の形状が刻々と変化を続けていることから、このコンクリートの必要打設量は変化することになる。
【0058】
次に、本実施の形態に係るコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムの作用を以下に説明する。
本実施の形態のコンクリート充填方法によれば、まず、セントル12の形状や、セントル12の内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空10Aの形状をトータルステーション16B、16C、16Dにより計測するようにした。
【0059】
すなわち、内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を調査してこれらを関連付けるのに伴って、セントル12の内周面12Aの位置を計測するだけで、セントル12の外周面12Bの位置を把握可能になった。また、トンネル内空10Aの形状をトータルステーション16Dによって計測するのに伴い、トンネル内空10Aの形状を把握可能ともなった。
【0060】
更に、セントル12の内周面12Aの位置を間接的に計測可能とする複数の反射シート18を有した形のセントル12をトンネル内空10A内に配置し、トンネル内空10A内において複数の反射シート18の位置をトータルステーション16により計測することで、セントル12の内周面12Aの位置を計測可能となり、これに伴って予め関連付けられているセントル12の外周面12Bの位置をトンネル内空10A内において把握できるようになる。つまり、トンネル内空10Aとこのトンネル内空10Aの空間S内におけるセントル12の外周面12Bとの位置関係を把握できる結果として、トンネル10とセントル12との間の空間Sの容積をも把握できるようになる。
【0061】
そしてこの後、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間にコンクリートを充填する際に、トンネル内空10A内においてトータルステーション16により複数の反射シート18の位置を繰り返して計測することで、コンクリートの充填に伴うセントル12の変形量を繰り返して検出できるようになる。また、これに伴い、セントル12の変形量を監視するコンピュータ36に、トータルステーション16の計測データが入力されて、このコンピュータ36がセントル12の変形量を表示する。
【0062】
具体的には、コンクリート打設前の状態における図10(A)〜(C)に示すコンピュータ36のディスプレイ上の画像から、コンクリート打設中或いはコンクリート打設後の状態における図10(D)〜(F)に示すコンピュータ36のディスプレイ上の画像のように、トンネル10の内面に対するセントル12の外周面12Bの形状が変移する(変移量は倍率を拡大して誇張して示されている)ようになる。これに伴い、コンピュータ36のディスプレイ上の端部に、セントル12の最大の変形量を数値で表示する。
【0063】
ここで、図10(D)〜(F)における点線Gは外周面12Bのコンクリート打設前の位置であり、図10(A)、(D)がセントル12の一端側における状態を示し、図10(B)、(E)がセントル12の軸方向中央部における状態を示し、図10(C)、(F)がセントル12の他端側における状態を示している。
【0064】
以上より、本実施の形態のコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムによれば、内周面12Aと外周面12Bとの間の位置関係を調査されたセントル12が有する複数の反射シート18の位置をトータルステーション16が計測すると共に、このトータルステーション16がトンネル内空10Aの形状を計測することで、トンネル10とセントル12との間の空間Sの容積を把握して、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間に充填されるコンクリートの量をコンピュータ36が算出することができる。
【0065】
つまり、トンネル内空10A内におけるセントル12の外周面12Bの位置を把握できるのに伴い、実際に目標とするべきコンクリート打設量が把握されるようになる。この結果として、多量の残コンクリートが生じて施工コストが増大したり、コールドジョイントが発生したりすることが無くなる。
【0066】
さらに、本実施の形態のコンクリート充填方法及びコンクリート充填システムによれば、セントル12の内周面12Aの位置をトータルステーション16が繰り返し計測して、このトータルステーション16の計測データがコンピュータ36に繰り返し入力される。そして、このコンピュータ36によって、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間にコンクリートが充填される際のセントル12の変形量を監視してセントル12の変形量を表示することで、コンクリートを充填する際のセントル12の挙動を随時且つ瞬時に把握可能となる。この結果として、セントル12が過度に変形する前にコンクリートの充填を停止等して、セントル12の過度な変形を防止できるようになる。
【0067】
他方、本実施の形態によれば、広げ越しや上げ越しも完全に考慮したセントル12のトンネル10内におけるセット位置を計測することで、コンクリートの目標打設量の把握、セントル12の変形の防止及び、コンクリート発注の迅速化が、可能となるだけでなく、巻厚を確保した上での最小の打設量になる位置にセントル12をセット可能となることで、余巻き量の減少にも繋がるようになる。
【0068】
そして、コンクリートの発注数量は、配管内残量、コンクリートポンプ内残量、トラックミキサー車内残量及び余裕分を必要打設量に足した数量から算出可能となることから、多量の残コンクリートが生じることがなくなる。つまり、コンクリートの算出量が打設量より大きい場合は、充填不足の空洞が存在することが容易に予想でき、他方、算出したボリュームに合わせてミキサー車を手配できるため、打設を連続的に行える結果、コールドジョイントや油染みを防止でき、品質の良い二次覆工が可能となる。
【0069】
さらに、セントル12のセットの際に、上げ越し、広げ越し、誤差等によりセット位置が毎回変化する他、打設しているコンクリートの重量や締め固めに使用するバイブレータの振動等によりセントル12が変形する場合であっても、本実施の形態によれば、トンネル10とセントル12との間の空間Sの容積を把握して、トンネル10の内面とセントル12の外周面12Bとの間に充填されるコンクリートの量を算出できる。
【0070】
尚、上記実施の形態では、セントル12の一端側、セントル12の軸方向中央部及び、セントル12の他端側に、各5点ずつ計測点を設けたが、精度上問題がなければ、3点程度に計測点を減らしても良い。また、上記実施の形態では、測定機がレーザー光等を用いた光学式のトータルステーションとされたが、他の光学式の測定機であっても良く、また、精度上問題がなければ、他の方式の測定機であっても良い。
【符号の説明】
【0071】
10 トンネル
10A トンネル内空
12 セントル
12A 内周面
12B 外周面
16 トータルステーション(測定機)
16A トータルステーション(測定機)
16B トータルステーション(測定機)
16C トータルステーション(測定機)
16D トータルステーション(測定機)
18 反射シート(被測定部)
36 コンピュータ(監視装置、コンクリートボリューム算出装置)
S 空間
PA 計測点
PB 計測点

【特許請求の範囲】
【請求項1】
セントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測し、
次に、前記セントルの内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有した形の前記セントルをトンネル内空内に配置し、
この後、トンネル内空内において、前記測定機により複数の被測定部の位置を繰り返して計測することで前記セントルの変形量を繰り返し検出しつつ、トンネルの内面とセントルの外周面との間にコンクリートを充填するコンクリート充填方法。
【請求項2】
前記測定機により複数の被測定部の位置を繰り返して計測するのに伴い、
セントルの変形量を監視する監視装置に、前記測定機の計測データが入力されて、この監視装置が前記セントルの変形量を表示する請求項1記載のコンクリート充填方法。
【請求項3】
内周面と外周面との間の位置関係が調査され且つ、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有したセントルと、
トンネル内空の形状を計測可能とすると共に、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測可能とする測定機と、
測定機の計測データが入力されて、コンクリートをトンネルの内面とセントルの外周面との間に充填する際のセントルの変形量を監視する監視装置と、
を含むコンクリート充填システム。
【請求項4】
被測定部が、セントルの両端側それぞれ及び中央部に各複数ずつ存在する請求項3記載のコンクリート充填システム。
【請求項5】
セントルの形状やセントルの内周面と外周面との間の位置関係を調査すると共に、トンネル内空の形状を測定機により計測し、
次に、これら計測結果に基づき、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量を算出するコンクリート充填方法。
【請求項6】
前記セントルが、該セントルの内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有している請求項5記載のコンクリート充填方法。
【請求項7】
トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填されるコンクリートの量を算出した後に、
この算出されたコンクリートの量をトンネルの内面とセントルの外周面との間に充填する請求項5記載のコンクリート充填方法。
【請求項8】
内周面と外周面との間の位置関係が調査され且つ、内周面の位置を計測可能とする複数の被測定部を有したセントルと、
トンネル内空の形状を計測可能とすると共に、トンネル内空内において複数の被測定部の位置を計測可能とする測定機と、
測定機の計測データが入力されて、トンネルの内面とセントルの外周面との間に充填するコンクリートの量を算出するコンクリートボリューム算出装置と、
を含むコンクリート充填システム。
【請求項9】
被測定部が、セントルの両端側それぞれ及び中央部に各複数ずつ存在する請求項8記載のコンクリート充填システム。

【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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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2010−163829(P2010−163829A)
【公開日】平成22年7月29日(2010.7.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−8448(P2009−8448)
【出願日】平成21年1月19日(2009.1.19)
【出願人】(394017446)マック株式会社 (7)
【出願人】(596007979)大栄工機株式会社 (8)
【Fターム(参考)】