トンネル施工におけるコンクリート打設方法
【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の型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通して設けられた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にコンクリートを打設する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７の型枠面７ａに剥離材（グリス５２）を供給した後に、コンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００にコンクリートを打設した。
【解決手段】妻型枠７の型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通して設けられた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にコンクリートを打設する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７の型枠面７ａに剥離材（グリス５２）を供給した後に、コンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００にコンクリートを打設した。
【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一次覆工コンクリートのコンクリート打設において、妻型枠の型枠面における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に沿ったリング形状の妻型枠７を用いて行う。妻型枠７は、リングの坑口側の一端面により形成された型枠面７ａと、リングの切羽側の他端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の型枠面７ａにおける妻型枠７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（以下、特定位置Ｘという）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Ｘ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Ｘ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間隔を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設けられたコンクリート打設孔とを備え、コンクリート打設孔を介して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、妻型枠の型枠面に剥離材を供給した後に、コンクリート打設孔を介して覆工部形成空間にコンクリートを打設したことを特徴とする。
コンクリート打設孔とは別に妻型枠の型枠面に剥離材を供給するために妻型枠の型枠面と受圧面とに貫通する剥離材注入孔を設け、当該剥離材注入孔の妻型枠の型枠面に開口する一端開口の中心が、妻型枠の型枠面における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に位置され、妻型枠の受圧面側から当該剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給したことも特徴とする。
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝が形成されたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、剥離材が型枠面の特定位置Ｘと生コンクリートとの付着を防止し、これにより特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を防止できる。
コンクリート打設孔とは別の剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給したので、コンクリート打設と剥離材注入とを別々の供給ルート経由で行え、剥離材を型枠面に適切に供給できるとともに、作業の効率化が図れる。
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝を備えたため、剥離材を型枠面の広い範囲に供給でき、特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を効果的に防止できる。
【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５は最良の形態１を示し、図１は覆工部形成空間へのグリス注入装置を示し、図２は妻型枠の型枠面を示し、図３は妻型枠と内型枠との関係を示し、図４は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し、図５はコンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設孔との関係を示す。
【０００７】
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の型枠面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は、内型枠３０の切羽側に設置されてトンネル空洞部２１の内周面３３に沿ったリング形状に形成され、リングの坑口２２側の一端面により形成された型枠面７ａと、リングの切羽側の他端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コンクリート打設孔９とを備える。
【０００９】
型枠面７ａには、コンクリート打設孔９の型枠面７ａ側の開口９１と繋がる複数の溝５５を備える。溝５５は、例えば、図２；図３に示すように、コンクリート打設孔９からコンクリート打設孔９よりも下方に延長するように形成されて、特定位置Ｘまで延長するとともに、型枠面７ａの周方向に延長するように形成される。
【００１０】
内型枠３０の型枠ピース４０は、型枠面３４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２１の内周面３３に沿って内周面３３と間隔を隔てて対向するように設置される。
【００１１】
図４；図５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、この第１コンクリート供給ホース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とコンクリート打設孔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箇所のそれぞれのコンクリート打設孔９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つのコンクリート打設孔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。
【００１２】
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３４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、図３に示すように、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。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の円形の型枠面３４との間の円筒形状の覆工部形成空間１００が形成される。
【００１３】
次に、一次覆工コンクリート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、図３に示すように、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に図外のボルトが通されてボルトの先端部にナット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。
【００１４】
以上のようにして、坑口２２側にいくつかのリング分の内型枠３０を構築した後に、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を形成し、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する。
【００１５】
そして、図１に示すように、妻型枠７のコンクリート打設孔９と剥離材としてのグリス５２（潤滑油）を圧送するグリスポンプ５０と妻型枠７の受圧面７ｂ側に位置するコンクリート打設孔９の開口９２とをグリス注入管５１で接続する。グリス注入管５１の図外の先端側グリス放出口と開口９２との接続は、グリス注入管５１の先端部に設けられた接続部５３と妻型枠７の開口９２側のコンクリート打設孔９の内面とがねじ締結などにより接続される。そして、グリスポンプ５０からグリス注入管５１及びコンクリート打設孔９を介して妻型枠７の型枠面７ａにグリス５２を注入する。コンクリート打設孔９の坑口２２側の開口９１に到達したグリス５２は溝５５内に入り込んだ後に型枠面７ａに流れて、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘに到達する。従って、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２が塗布された状態となる。この後、コンクリート打設孔９よりグリス注入管５１を取り外して、コンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぎ、コンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設する。尚、妻型枠７の内周面７ｕには内型枠７の型枠面３４と密接状態で移動可能な図外のパッキンのようなコンクリート漏れ防止材が設けられる。
【００１６】
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で接続配管１４ａを塞いで、覆工部形成空間１００内の生コンクリート８０を固化させることで、一次覆工コンクリート９０が形成される。
【００１７】
以後、上記と同様に、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、当該内型枠３０と当該内型枠３０の１つ前に形成した内型枠３０とを連結し、新しい覆工部形成空間１００に生コンクリート８０を打設する前に型枠面にグリス５２を塗布し、その後、覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設して一次覆工コンクリート９０を形成していく。
【００１８】
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の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。
【００１９】
最良の形態１によれば、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２を塗布した後に、覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設するので、グリス５２が特定位置Ｘと生コンクリート８０との付着を防止し、これにより、特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を防止できる。
また、型枠面７ａに形成された溝５５により、特定位置Ｘに確実かつ効率的にグリス５２を塗布できるようになるので、特定位置Ｘと生コンクリート８０との付着防止効果を高めることができる。
【００２０】
最良の形態２．
最良の形態１では、グリス注入管５１の先端部とコンクリート打設孔９の開口９２とを接続して妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２を供給する方法を示したが、一般にコンクリート打設孔９の孔径は７．５ｃｍ程度と大きいので、コンクリート打設孔９へのグリスの供給量を調整しにくく、妻型枠７の型枠面７ａへのグリスの供給量が過多になる場合がある。そこで、５ｍｍ程度の小さい管径の図外のグリス注入管を用いて、当該グリス注入管の先端側グリス放出口をコンクリート打設孔９内に挿入して先端側グリス放出口からグリスを放出させて溝５５内に供給することによってグリスを特定位置Ｘに到達させるようにする。
最良の形態２によれば、グリスを妻型枠７の型枠面７ａに適切に供給できる。
【００２１】
最良の形態３．
最良の形態１や最良の形態２のように、コンクリート打設孔９を利用してグリス５２を供給する方法によれば、グリス注入管をコンクリート打設孔９に設置する作業を行ってからグリス５２を妻型枠７の型枠面７ａに供給した後に、コンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業を行わなければならない。即ち、グリス注入管をコンクリート打設孔９に設置する作業とコンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業とを同時期に行うことができず、グリス供給作業を挟んで時間的に前後してこれら作業を別々に行わなくてはならないので、作業が煩雑となる。
そこで、図６に示すように、妻型枠７にコンクリート打設孔９とは別のグリス注入孔５９を設ける。グリス注入孔５９は妻型枠７の型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通する孔径５ｍｍ程度の貫通孔により形成される。グリス注入孔５９は、型枠面７ａに開口する一端開口５９ａの中心５９ｃが、妻型枠７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との間に位置するように形成される。妻型枠７の型枠面７ａには、グリス注入孔５９から特定位置Ｘまで到達する溝５５が形成される。そして、５ｍｍ程度の小さい管径の図外のグリス注入管の先端側グリス放出口とグリス注入孔５９における妻型枠７の受圧面７ｂ側の開口とが接続され、グリスポンプ５０、グリス注入管、グリス注入孔５９を介して特定位置Ｘにグリスが供給される。特に、グリス注入孔５９は、型枠面７ａに開口する一端開口５９ａの中心５９ｃが、妻型枠７の型枠面７ａにおける妻型枠７の周方向で互いに隣り合う複数のコンクリート打設孔９の中心９ｃを通る円周５９ｘ上に位置し、かつ、妻型枠７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との間の中間位置に位置するように形成された場合には、特定位置Ｘにグリスを効率的に供給できて好ましい。
最良の形態３によれば、コンクリート打設孔９とは別に専用のグリス注入孔５９を設けたので、コンクリート打設とグリス注入とを別々の供給ルート経由で行えるため、グリスを型枠面７ａに適切に供給できるとともに、グリス注入管をグリス注入孔５９に設置する作業とコンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業とを同時期に行うことが可能となり、また、グリス供給作業とコンクリート打設作業とを連続的に行うことが可能となるので、作業を効率的に行うことができる。
【００２２】
最良の形態４．
妻型枠７の受圧面７ｂ側からグリス注入孔５９又はコンクリート打設孔９に挿入されて型枠面７ａよりも坑口２２側に突出する先端部に型枠面７ａ方向にグリス５２を噴射可能なノズルを備えたグリス注入管５１を用いれば、妻型枠７の型枠面７ａに溝５５を形成せずに、特定位置Ｘにグリスを供給できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
剥離材としてグリス５２以外の材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】覆工部形成空間へのグリス注入装置を示す図（最良の形態１）。
【図２】妻型枠の型枠面を示す図（最良の形態１）。
【図３】妻型枠と内型枠との関係を示す斜視図（最良の形態１）。
【図４】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】コンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設孔との関係を示す図（最良の形態１）。
【図６】妻型枠の型枠面を示す図（最良の形態３）。
【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】
【００２５】
７ 妻型枠、７ａ 型枠面、７ｂ 受圧面、９ コンクリート打設孔、
２１ トンネル空洞部、３０ 内型枠、３３ 内周面、３４ 型枠面、
５２ グリス（剥離材）、５５ 溝、５９ グリス注入孔（剥離材注入孔）、
５９ａ 一端開口、５９ｃ 中心、１００ 覆工部形成空間。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トンネル施工における一次覆工コンクリートのコンクリート打設において、妻型枠の型枠面における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に沿ったリング形状の妻型枠７を用いて行う。妻型枠７は、リングの坑口側の一端面により形成された型枠面７ａと、リングの切羽側の他端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の型枠面７ａにおける妻型枠７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（以下、特定位置Ｘという）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Ｘ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Ｘ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間隔を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設けられたコンクリート打設孔とを備え、コンクリート打設孔を介して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、妻型枠の型枠面に剥離材を供給した後に、コンクリート打設孔を介して覆工部形成空間にコンクリートを打設したことを特徴とする。
コンクリート打設孔とは別に妻型枠の型枠面に剥離材を供給するために妻型枠の型枠面と受圧面とに貫通する剥離材注入孔を設け、当該剥離材注入孔の妻型枠の型枠面に開口する一端開口の中心が、妻型枠の型枠面における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に位置され、妻型枠の受圧面側から当該剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給したことも特徴とする。
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝が形成されたことも特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、剥離材が型枠面の特定位置Ｘと生コンクリートとの付着を防止し、これにより特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を防止できる。
コンクリート打設孔とは別の剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給したので、コンクリート打設と剥離材注入とを別々の供給ルート経由で行え、剥離材を型枠面に適切に供給できるとともに、作業の効率化が図れる。
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝を備えたため、剥離材を型枠面の広い範囲に供給でき、特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を効果的に防止できる。
【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５は最良の形態１を示し、図１は覆工部形成空間へのグリス注入装置を示し、図２は妻型枠の型枠面を示し、図３は妻型枠と内型枠との関係を示し、図４は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し、図５はコンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設孔との関係を示す。
【０００７】
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の型枠面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は、内型枠３０の切羽側に設置されてトンネル空洞部２１の内周面３３に沿ったリング形状に形成され、リングの坑口２２側の一端面により形成された型枠面７ａと、リングの切羽側の他端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コンクリート打設孔９とを備える。
【０００９】
型枠面７ａには、コンクリート打設孔９の型枠面７ａ側の開口９１と繋がる複数の溝５５を備える。溝５５は、例えば、図２；図３に示すように、コンクリート打設孔９からコンクリート打設孔９よりも下方に延長するように形成されて、特定位置Ｘまで延長するとともに、型枠面７ａの周方向に延長するように形成される。
【００１０】
内型枠３０の型枠ピース４０は、型枠面３４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２１の内周面３３に沿って内周面３３と間隔を隔てて対向するように設置される。
【００１１】
図４；図５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、この第１コンクリート供給ホース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とコンクリート打設孔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箇所のそれぞれのコンクリート打設孔９の近傍、あるいは１２箇所のうちの少なくとも１つのコンクリート打設孔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。
【００１２】
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３４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、図３に示すように、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。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の円形の型枠面３４との間の円筒形状の覆工部形成空間１００が形成される。
【００１３】
次に、一次覆工コンクリート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、図３に示すように、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に図外のボルトが通されてボルトの先端部にナット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。
【００１４】
以上のようにして、坑口２２側にいくつかのリング分の内型枠３０を構築した後に、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を形成し、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する。
【００１５】
そして、図１に示すように、妻型枠７のコンクリート打設孔９と剥離材としてのグリス５２（潤滑油）を圧送するグリスポンプ５０と妻型枠７の受圧面７ｂ側に位置するコンクリート打設孔９の開口９２とをグリス注入管５１で接続する。グリス注入管５１の図外の先端側グリス放出口と開口９２との接続は、グリス注入管５１の先端部に設けられた接続部５３と妻型枠７の開口９２側のコンクリート打設孔９の内面とがねじ締結などにより接続される。そして、グリスポンプ５０からグリス注入管５１及びコンクリート打設孔９を介して妻型枠７の型枠面７ａにグリス５２を注入する。コンクリート打設孔９の坑口２２側の開口９１に到達したグリス５２は溝５５内に入り込んだ後に型枠面７ａに流れて、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘに到達する。従って、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２が塗布された状態となる。この後、コンクリート打設孔９よりグリス注入管５１を取り外して、コンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぎ、コンクリート打設孔９を介して覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設する。尚、妻型枠７の内周面７ｕには内型枠７の型枠面３４と密接状態で移動可能な図外のパッキンのようなコンクリート漏れ防止材が設けられる。
【００１６】
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で接続配管１４ａを塞いで、覆工部形成空間１００内の生コンクリート８０を固化させることで、一次覆工コンクリート９０が形成される。
【００１７】
以後、上記と同様に、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、当該内型枠３０と当該内型枠３０の１つ前に形成した内型枠３０とを連結し、新しい覆工部形成空間１００に生コンクリート８０を打設する前に型枠面にグリス５２を塗布し、その後、覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設して一次覆工コンクリート９０を形成していく。
【００１８】
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の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。
【００１９】
最良の形態１によれば、妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２を塗布した後に、覆工部形成空間１００内に生コンクリート８０を打設するので、グリス５２が特定位置Ｘと生コンクリート８０との付着を防止し、これにより、特定位置Ｘでの変色コンクリートの発生を防止できる。
また、型枠面７ａに形成された溝５５により、特定位置Ｘに確実かつ効率的にグリス５２を塗布できるようになるので、特定位置Ｘと生コンクリート８０との付着防止効果を高めることができる。
【００２０】
最良の形態２．
最良の形態１では、グリス注入管５１の先端部とコンクリート打設孔９の開口９２とを接続して妻型枠７の型枠面７ａの特定位置Ｘにグリス５２を供給する方法を示したが、一般にコンクリート打設孔９の孔径は７．５ｃｍ程度と大きいので、コンクリート打設孔９へのグリスの供給量を調整しにくく、妻型枠７の型枠面７ａへのグリスの供給量が過多になる場合がある。そこで、５ｍｍ程度の小さい管径の図外のグリス注入管を用いて、当該グリス注入管の先端側グリス放出口をコンクリート打設孔９内に挿入して先端側グリス放出口からグリスを放出させて溝５５内に供給することによってグリスを特定位置Ｘに到達させるようにする。
最良の形態２によれば、グリスを妻型枠７の型枠面７ａに適切に供給できる。
【００２１】
最良の形態３．
最良の形態１や最良の形態２のように、コンクリート打設孔９を利用してグリス５２を供給する方法によれば、グリス注入管をコンクリート打設孔９に設置する作業を行ってからグリス５２を妻型枠７の型枠面７ａに供給した後に、コンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業を行わなければならない。即ち、グリス注入管をコンクリート打設孔９に設置する作業とコンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業とを同時期に行うことができず、グリス供給作業を挟んで時間的に前後してこれら作業を別々に行わなくてはならないので、作業が煩雑となる。
そこで、図６に示すように、妻型枠７にコンクリート打設孔９とは別のグリス注入孔５９を設ける。グリス注入孔５９は妻型枠７の型枠面７ａと受圧面７ｂとに貫通する孔径５ｍｍ程度の貫通孔により形成される。グリス注入孔５９は、型枠面７ａに開口する一端開口５９ａの中心５９ｃが、妻型枠７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との間に位置するように形成される。妻型枠７の型枠面７ａには、グリス注入孔５９から特定位置Ｘまで到達する溝５５が形成される。そして、５ｍｍ程度の小さい管径の図外のグリス注入管の先端側グリス放出口とグリス注入孔５９における妻型枠７の受圧面７ｂ側の開口とが接続され、グリスポンプ５０、グリス注入管、グリス注入孔５９を介して特定位置Ｘにグリスが供給される。特に、グリス注入孔５９は、型枠面７ａに開口する一端開口５９ａの中心５９ｃが、妻型枠７の型枠面７ａにおける妻型枠７の周方向で互いに隣り合う複数のコンクリート打設孔９の中心９ｃを通る円周５９ｘ上に位置し、かつ、妻型枠７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との間の中間位置に位置するように形成された場合には、特定位置Ｘにグリスを効率的に供給できて好ましい。
最良の形態３によれば、コンクリート打設孔９とは別に専用のグリス注入孔５９を設けたので、コンクリート打設とグリス注入とを別々の供給ルート経由で行えるため、グリスを型枠面７ａに適切に供給できるとともに、グリス注入管をグリス注入孔５９に設置する作業とコンクリート打設孔９とコンクリート供給装置８とを繋ぐ作業とを同時期に行うことが可能となり、また、グリス供給作業とコンクリート打設作業とを連続的に行うことが可能となるので、作業を効率的に行うことができる。
【００２２】
最良の形態４．
妻型枠７の受圧面７ｂ側からグリス注入孔５９又はコンクリート打設孔９に挿入されて型枠面７ａよりも坑口２２側に突出する先端部に型枠面７ａ方向にグリス５２を噴射可能なノズルを備えたグリス注入管５１を用いれば、妻型枠７の型枠面７ａに溝５５を形成せずに、特定位置Ｘにグリスを供給できる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
剥離材としてグリス５２以外の材料を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】覆工部形成空間へのグリス注入装置を示す図（最良の形態１）。
【図２】妻型枠の型枠面を示す図（最良の形態１）。
【図３】妻型枠と内型枠との関係を示す斜視図（最良の形態１）。
【図４】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】コンクリート供給管と妻型枠に形成されたコンクリート打設孔との関係を示す図（最良の形態１）。
【図６】妻型枠の型枠面を示す図（最良の形態３）。
【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】
【００２５】
７ 妻型枠、７ａ 型枠面、７ｂ 受圧面、９ コンクリート打設孔、
２１ トンネル空洞部、３０ 内型枠、３３ 内周面、３４ 型枠面、
５２ グリス（剥離材）、５５ 溝、５９ グリス注入孔（剥離材注入孔）、
５９ａ 一端開口、５９ｃ 中心、１００ 覆工部形成空間。
【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間隔を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設けられたコンクリート打設孔とを備え、コンクリート打設孔を介して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、
妻型枠の型枠面に剥離材を供給した後に、コンクリート打設孔を介して覆工部形成空間にコンクリートを打設し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】
コンクリート打設孔とは別に妻型枠の型枠面に剥離材を供給するために妻型枠の型枠面と受圧面とに貫通する剥離材注入孔を設け、当該剥離材注入孔の妻型枠の型枠面に開口する一端開口の中心が、妻型枠の型枠面における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に位置され、妻型枠の受圧面側から当該剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給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。
【請求項３】
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝が形成されたことを特徴とする請求項２に記載のトンネル施工におけるコンクリート打設方法。
【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間隔を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設けられたコンクリート打設孔とを備え、コンクリート打設孔を介して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、
妻型枠の型枠面に剥離材を供給した後に、コンクリート打設孔を介して覆工部形成空間にコンクリートを打設し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】
コンクリート打設孔とは別に妻型枠の型枠面に剥離材を供給するために妻型枠の型枠面と受圧面とに貫通する剥離材注入孔を設け、当該剥離材注入孔の妻型枠の型枠面に開口する一端開口の中心が、妻型枠の型枠面における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に位置され、妻型枠の受圧面側から当該剥離材注入孔を介して妻型枠の型枠面に剥離材を供給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。
【請求項３】
妻型枠の型枠面には、剥離材注入孔の一端開口の開口縁から一端開口の周辺に延長する溝が形成されたことを特徴とする請求項２に記載のトンネル施工におけるコンクリート打設方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４３０６８（Ｐ２００９−２４３０６８Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８５５３（Ｐ２００８−８８５５３）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００１３１７）株式会社熊谷組 (551)
【Ｆターム（参考）】
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