トンネル覆工コンクリートの打設方法
【課題】バイブレータケーブルの直線性を確保することにより、妻型枠側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリートの締固めをスムーズに行うことのできるトンネル覆工コンクリート打設方法を提供する。
【解決手段】トンネル冠部１３の覆工空間２３に、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接して配置すると共に、バイブレータケーブル１９を妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置し、流動状態のコンクリート２５を充填したら、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引して、充填したコンクリート２５を締固めるようにする。またトンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっている。
【解決手段】トンネル冠部１３の覆工空間２３に、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接して配置すると共に、バイブレータケーブル１９を妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置し、流動状態のコンクリート２５を充填したら、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引して、充填したコンクリート２５を締固めるようにする。またトンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において、掘削したトンネルの内周面の地山を覆って構築されるトンネル覆工コンクリートを形成するための方法として、セントルと呼ばれるトンネル覆工用型枠を用いる工法が一般的に採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。トンネル覆工用型枠５０は、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、例えば馬蹄形等のアーチ形状部分５２を含む形状のトンネル５３の内周面５４に沿って、トンネル５３の側壁部５５から上部に亘って設置されるものであり、設置されたトンネル覆工用型枠５０と、トンネル５３の内周面５４の吹き付けコンクリート５６によって覆われる地山との間の覆工空間６１に、好ましくは無筋コンクリートを打設して硬化させることにより、トンネル底部のインバート部５１のコンクリートと連続させるようにして、覆工コンクリートが形成されることになる。
【０００３】
また、トンネル覆工用型枠５０としては、例えばパラセントルと呼ばれる組立式のトンネル覆工用型枠の他、スライドセントルと呼ばれる移動式のトンネル覆工用型枠が知られており、トンネル５３の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定の覆工スパン毎にトンネル覆工用型枠５０を据え付け直しながら、トンネル５３の掘進方向の後方から前方に向かって、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネル５３の側部及び上部の覆工コンクリートを順次打設形成して行くことになる。
【０００４】
そして、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネルの側部及び上部の覆工コンクリートを打設するには、例えば図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したトンネル覆工用型枠５０に設けられた検査窓５６からコンクリートを打設可能な高さ領域として、例えばトンネル５３の側壁部５５からアーチ形状部分５２の肩部までの領域に対しては、検査窓５６を介してコンクリート５７を供給すると共に、バイブレータ５８を検査窓５６から挿入し、供給されたコンクリート５７を締固めながらコンクリート５７を打設する。しかる後に、検査窓５６からコンクリート５７を供給しながらバイブレータ５８によって締固めることが困難な高さ領域として、トンネル５３の冠部（クラウン部）５９（図６参照）の領域に対しては、トンネル覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート投入口６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく冠部５９のコンクリート５７を形成するパターンが採用されている。
【０００５】
より具体的には、所定位置にトンネル覆工用型枠５０を設置した後に、例えば側壁部５５の下部より、下段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ａ）参照）と、さらに側壁部５５の上部のアーチ形状部分５２に向かって、中段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ｂ）参照）と、さらにアーチ形状部分５２の冠部５９の手前まで、上段の検査窓５６及び必要に応じてコンクリート投入口６０を介してコンクリート５７を流し込みながら、バイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ｃ）参照）と、冠部５９の既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート投入口６０を介して順次コンクリート５７を圧入し、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリートを充填する工程（図７（ｄ）参照）とにより、覆工コンクリートが打設されることになる。
【０００６】
上述のような従来のトンネル覆工用型枠５０を用いた覆工コンクリートの打設方法では、トンネル冠部（クラウン部）５９に打設されたコンクリート５７の締固めを行うことができないことから、当該冠部５９における覆工コンクリートの品質上の信頼性が低くなり、特に既設覆工コンクリート６２の付近では、エア溜まりや空洞が発生しやすくなる。また、吹き上げ口としてのコンクリート打設孔６０から集中してトンネル覆工用型枠５０と地山との間の覆工空間６１にコンクリート５７が打設されるので、コンクリート５７がコンクリート打設孔６０から周囲に流れる際の軌跡が縞模様として覆工コンクリートの表面に残りやすくなり、仕上りが悪くなる。
【０００７】
これに対して、トンネル冠部に打設されたコンクリートの締固めを行うことができるようにする技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の覆工コンクリート打設方法では、山岳トンネル工法とは異なるシールド工法によってトンネルを築造する際に、セグメントとセントルとの間の空隙の冠部に、トンネル軸方向の略全長に亘って延伸する、断面Ｌ型のアングルを凹向きに吊り下げ固定してなるガイドレールと、ガイドレールに沿って動く棒状バイブレータとを設置しておき、既設側から冠部の空隙にコンクリートを棒状バイブレータで締固めつつ打設し、コンクリートの充填に伴って、棒状バイブレータをガイドレールに沿って既設側から妻板側に向けて移動させるようにしたものである。また、特許文献３の覆工コンクリート打設方法では、ガイドレールは例えば二次覆工コンクリートの段取筋を兼ねて設けられるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−２８００９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２０９６号公報
【特許文献３】特開２００２−３０８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載のトンネル冠部にコンクリートを打設する方法では、棒状バイブレータをトンネル軸方向に案内するＬ型のアングルからなるガイドレールを、トンネル冠部の覆工空間に、トンネルの軸方向の略全長に亘って予め設けておく必要があるため、段取筋等を設置することなく好ましくは無筋コンクリートを用いて覆工コンクリートが形成されるトンネル覆工用型枠による山岳トンネル等においては、その材料や施工に多くの無駄を生じることになる。
【０００９】
このため、段取筋等を設置することなく無筋コンクリートを用いて覆工コンクリートが形成される山岳トンネル等においては、ガイドレールに換えて、例えば図８に示すように、トンネル覆工用型枠の外周面５０に、ガイド片６４を、トンネルの軸方向Ｘに間隔をおいて直列状に配置して複数突設しておき、このガイド片６４によって、棒状バイブレータ６５に後続するバイブレータケーブル６６を案内させることにより、棒状バイブレータ６５を既設覆工コンクリート６２側から妻型枠６３側に向けて牽引しつつ移動させることが考えられている。
【００１０】
しかしながら、ガイド片６４によってバイブレータケーブル６６を案内させつつ、妻型枠６３側にバイブレータケーブル６６を牽引して棒状バイブレータ６５を移動させる方法では、棒状バイブレータ６５やバイブレータケーブル６６をトンネル冠部の覆工空間にセットした後に、コンクリートを流し込むと、特にガイド片６４の間の部分において、バイブレータケーブル６６は、セット時の自重によって、或いはコンクリートは相当の比重を有していることからコンクリートによって押し流されて、セットされた所定の位置から移動したり、たわみや蛇行を生じることになると共に、直線性を保持することが困難になる。
【００１１】
また、打設されたコンクリートの中でバイブレータケーブル６６にたわみや蛇行が生じている場合には、直線性を保持している場合と比較して、震動させた棒状バイブレータ６５と共にバイブレータケーブル６６を妻型枠６３側に牽引する際の引き抜き荷重が過大となり、牽引が困難になったり、バイブレータケーブル６６に破断や破損を生じるさせる惧れがある。
【００１２】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する際に、バイブレータケーブルにたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを妻型枠側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリートの締固めをスムーズに行うことのできるトンネル覆工コンクリート打設方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において、既に形成された既設覆工コンクリートと妻型枠とによって挟まれる、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブルを前記妻型枠側に延設させて前記妻型枠を貫通させることにより前記妻型枠の外側から牽引可能な状態で配置し、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填したら、前記棒状バイブレータと共に前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引して、充填したコンクリートを締固めるようにしたコンクリート打設方法であって、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する作業に先立って、前記バイブレータケーブルに張力を付与することにより、前記バイブレータケーブルが直線状に引っ張られた状態を保持するトンネル覆工コンクリート打設方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１４】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法では、前記棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接させて着脱可能に固定した状態で、前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引することにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与するようにすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法では、前記棒状バイブレータの先端に引張線状部材を取り付け、該引張線状部材によって前記棒状バイブレータを既設覆工コンクリート側に引き込むことにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する際に、バイブレータケーブルにたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを妻型枠側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリートの締固めをスムーズに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば山岳トンネル工法において、トンネル覆工用型枠１０を用いてトンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を打設形成してゆく際に、トンネル１２の冠部（クラウン部）１３の覆工コンクリート１１ａを形成するべく、これより下方のトンネル１２の側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１を打設形成した後に（図１（ａ），（ｂ）参照）、図１（ｃ）に示すように、トンネル冠部１３の覆工空間２３に充填された流動状態のコンクリート（生コンクリート）２５を、スムーズに締固めつつ打設して行くための方法として採用されたものである。
【００１８】
ここで、本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０は、従来技術として公知の例えばスライド移動式のセントルであり、トンネル１２の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定の覆工スパン毎にトンネル１２の掘進方向Ｘの後方から前方に向かって据え付け直しながら、トンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を順次打設形成してゆくことを可能にするものである。また、本実施形態では、側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１は、例えば従来の工法と同様の方法により、設置したトンネル覆工用型枠１０に設けられた検査窓１４を介して流動状態のコンクリート２５が供給されると共に、振動締固め装置としてのバイブレータ１４ａを検査窓１４から挿入して供給されたコンクリート２５を締固めることによって、当該側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１が、トンネル冠部１３の覆工コンクリート１１ａに先行して打設形成されることになる（図１（ａ），（ｂ）参照）。
【００１９】
そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成するコンクリート打設方法において、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、既に形成された既設覆工コンクリート１５と妻型枠１６とによって挟まれる、トンネル覆工用型枠１０の外周面とトンネル内周の覆工面２２との間のトンネル冠部１３の覆工空間２３に、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に延設させて妻型枠１６を貫通させることにより妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置し、トンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填したら、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引して、充填したコンクリート２５を締固めるようになっている（図２（ｄ）参照）。またトンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっている（図２（ａ），（ｂ）参照）。
【００２０】
さらに、本実施形態では、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接させて着脱可能に固定した状態で、バイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引することにより、バイブレータケーブル１９に張力を付与するようになっている。
【００２１】
本実施形態では、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する作業に先立って、当該トンネル冠部１３の覆工空間２３に棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９が、例えば妻型枠１６の外側に設置された牽引用の巻取り装置３４によって牽引可能な状態で配置される。
【００２２】
棒状バイブレータ２０は、例えば電磁式振動体やモータの回転力によって振動する振動体等を内部に備える、コンクリート用の締固め装置として汎用されている公知のものであり、当該棒状バイブレータ２０の後端部分には、接続線等が収容されたフレキシブルな動力供給ホースからなるバイブレータケーブル１９が一体として接続される。棒状バイブレータ２０は、後述するガイド片３５によって支持された状態で、既設覆工コンクリート１５に近接して、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位に設置される。
【００２３】
また、棒状バイブレータ２０の先端には、固定ワイヤー３６の一端部が取り付けられている。この固定ワイヤー３６は、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに固着されたワイヤガイド３７に挿通されると共に、他端部が、トンネル覆工用型枠１０の既設覆工コンクリート１５に近接する部位に開口形成されたワイヤー孔を経て、トンネル覆工用型枠１０の内側に延設し、当該トンネル覆工用型枠１０の内側に設けられた係止金具３８に着脱可能に係止されている。固定ワイヤー３６は、係止金具３８への係止状態で、棒状バイブレータ２０が妻型枠１６側に移動しないように固定すると共に、係止金具３８への係止状態が解除されることにより、棒状バイブレータ２０の牽引に伴って、妻型枠１６側に牽引されるようになっている。
【００２４】
バイブレータケーブル１９は、例えば８ｍｍ程度の太さのワイヤーを、内径９．２ｍｍ程度、外径１２ｍｍ程度のポリアミドチューブで覆うと共に、ポリアミドチューブの外周面に、導体と介在紐とを周方向に交互に配置し、さらにこれらを外径が２１．８ｍｍ程度のシース（外皮）で覆った後に、耐摩耗チューブで被覆して形成される、外径が例えば３７．２ｍｍ程度の公知のケーブル部材である。バイブレータケーブル１９は、覆工空間２３に充填されたコンクート２５中に埋入される当該バイブレータケーブル１９を、コンクート２５との摩擦力（付着力）に抗して、棒状バイブレータ２０と共に妻型枠１６側に牽引するのに十分な引張り強度を備えている。
【００２５】
棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、トンネル覆工用型枠１０の外周面から出没可能に突出してトンネルの軸方向Ｘに間隔をおいて直列状に複数配置されたガイド片３５により支持されて、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位に保持されるようになっている。ここで、ガイド片３５としては、例えば本願出願人の出願に係る特願２００７−７１０３７や特願２００７−７１０４０に記載の、バイブレータケーブル１９等の着脱遊嵌固定機能を有する固定ガイド片を、好ましく用いることができる。
【００２６】
棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引する巻取り装置３４としては、例えばケーブルリール等の公知の各種の巻取り装置を用いることができる。巻取り装置３４は、バイブレータケーブル１９を牽引する際の引き抜き荷重や引張り荷重を計測できる機能を備えていることが好ましい。
【００２７】
本実施形態では、流動状態のコンクリート２５は、例えばトンネル覆工用型枠１０の既設覆工コンクリート１５側の部分に設けられたコンクリート投入口２４から、トンネル冠部１３の覆工空間２３に圧入される。コンクリート投入口２４は、トンネル覆工用型枠１０の天端部分に、例えば公知の投入口ユニット２８を組み込むことにより、トンネル覆工用型枠１０の外周面に開口して設けられる。投入口ユニット２８は、投入口２４が開口形成されたユニット基台（図示せず。）、ユニット基台に回転可能に接合されて投入口２４を開閉する開閉蓋２６、開閉蓋２６の開閉移動をガイドするガイド部（図示せず。）、コンクリートポンプからの打設配管３３（図１（ｃ）参照）が接続される配管接合部３１、開閉蓋２６を開閉駆動するジャッキ部（図示せず。）等を備えており、ジャッキ部を伸縮することにより、開閉蓋２６によってコンクリート投入口２４を開閉できるようになっている。
【００２８】
本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法によってトンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填するには、コンクリート投入口２４からコンクリート２５を投入するのに先立って、図２（ａ）に示すように、巻取り装置３４を僅かに回転させてバイブレータケーブル１９を巻取り、妻型枠１６側に引き込むことによって、先端が固定ワイヤー３６によって固定された棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９に張力を付与する。
【００２９】
これによって、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位において、直線状に引っ張られた状態を保持するすることになり、後述するように覆工空間２３に充填されたコンクリート２５を締固める際に、周囲のコンクリート２５との摩擦力を低減して、よりスムーズに、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を一体として妻型枠１６側に引き込むことが可能になる。
【００３０】
ここで、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９に張力を付与する際の緊張力は、０．５〜１．０ｋＮとすることが好ましい。張力を付与する際の緊張力が小さすぎると、コンクリート２５の流れによってバイブレータケーブル１９にたわみや蛇行が生じて、引き抜き荷重が大きくなるという欠点を生じることになり、張力を付与する際の緊張力が大きすぎると、ガイド片３５や係止金具３８を破損したり、ワイヤガイド３７が固着する既設覆工コンクリート１５の端面１５ａを損傷させるという欠点を生じることになる。また、緊張力が好ましくは０．５〜１．０ｋＮとなったことを確認して巻取り装置３４による巻取りを停止すれば、これによって棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、直線性が確保されると共に、セットされた位置から動かないように強固に固定された状態で、トンネル冠部１３の覆工空間２３に設置されることになる。
【００３１】
次に、図２（ｂ）に示すように、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９への緊張力を保持したまま、コンクリート投入口２４から、コンクリートポンプを介して圧送されるコンクリート２５をトンネル冠部１３の覆工空間２３に充填する。
【００３２】
覆工空間２３にコンクリート２５が充填されて、例えばコンクリート２５が妻型枠１６の上部の確認孔から漏出するのを確認したら、図２（ｃ）に示すように、コンクリート２５の圧送を停止し、コンクリート投入口２４を開閉蓋２６によって閉塞する。また、巻取り装置３４を僅かに回転させてバイブレータケーブル１９を巻き出して、緊張力を解放すると共に、棒状バイブレータ２０の先端に取り付けた固定ワイヤー３６を係止金具３８から取り外して、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に移動可能な状態とする。
【００３３】
しかる後に、図２（ｄ）に示すように、ガイド片３５をトンネル覆工用型枠１０の内側に後退させ、棒状バイブレータ２０を震動させつつ、巻取り装置３４によってバイブレータケーブル１９を棒状バイブレータ２０と共に所定の速度で牽引して、妻型枠１６側に移動させる。これによって、トンネル冠部１３の覆工空間２３に充填されたコンクリート２５は、棒状バイブレータ２０の震動によって十分に締固められることになる。
【００３４】
そして、上述のようにして行われる本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する際に、バイブレータケーブル１９にたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリート２５の締固めをスムーズに行うことが可能になる。
【００３５】
すなわち、本実施形態によれば、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっているので、特にガイド片３５の間の部分において、バイブレータケーブル１９は、セット時の自重や充填された流動状態のコンクリート２５の重量によって、セットされた所定の位置から移動したり、たわみや蛇行を生じることがなく、直線性を強固に保持することが可能になる。また、充填されたコンクリートの中で棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９の直線性が保持されるので、震動させた棒状バイブレータ１９と共にバイブレータケーブル２０を妻型枠１６側に牽引する際の引き抜き抵抗を軽減することが可能になり、これによってバイブレータケーブル２０に破断や破損を生じるさせることなく、コンクリート２５の締固めをスムーズに行ってゆくことが可能になる。
【００３６】
図３は、本発明の他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明するものである。図３のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、棒状バイブレータ２０は、既設覆工コンクリート１５側の端部に位置するガイド片３５により着脱可能に固定されて、既設覆工コンクリート１５に近接して設置されている。図３のトンネル覆工コンクリート打設方法によっても、棒状バイブレータ２０を固定した状態でバイブレータケーブル２０を妻型枠１６側に牽引することにより、バイブレータケーブル２０に張力を付与して、上記実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００３７】
図４は、本発明のさらに他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明するものである。図４のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、棒状バイブレータ２０の先端に引張線状部材３９として例えば引張ワイヤーを取り付け、トンネル覆工用型枠１０の内側に設けたワイヤ巻取り装置４０やチェーンブロック等を用いて、張線状部材３９を介して棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５側に引き込むことにより、バイブレータケーブル１９を巻取る巻取り装置３４を動かすことなく、バイブレータケーブル１９に張力を付与するようになっている。図４のトンネル覆工コンクリート打設方法によっても、バイブレータケーブル２０に張力を付与して、上記実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、山岳トンネル以外のその他のトンネルにおける覆工コンクリートを形成するべく採用することもできる。また、トンネル覆工用型枠の外周面との間に覆工空間を形成するトンネルの内周面は、吹き付けコンクリートによって覆われる地山の他、１次覆工を行った後のトンネル内周面による、２次覆工を行うための覆工面であっても良い。さらに、バイブレータケーブルに張力を付与する手段として、上記各実施形態に記載のもの以外の方法を採用することもできる。
【００３９】
〔実施例〕
コンクリート投入口からコンクリートを投入するのに先立ってバイブレータケーブルに張力を付与した本発明による実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法と、バイブレータケーブルに張力を付与しなかった従来技術による比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法について、棒状バイブレータを震動させつつ棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを充填されたコンクリート中から牽引する際の引抜き荷重を計測して、対比する実験を行った。計測結果を図５に示す。
【００４０】
図５に示す計測結果によれば、バイブレータケーブルを緊張させてからコンクリートを充填した実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法では、バイブレータケーブルを緊張させないでコンクリートを充填した比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法よりも、引き抜き荷重が１／３程度まで低下していることが判明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設作業の作業手順を説明する、一部を断面図として示す側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明する要部略示断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明する要部略示断面図である。
【図５】実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法と比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法の比較実験における引き抜き荷重の計測結果を示すチャートである。
【図６】（ａ）はトンネル覆工用型枠をトンネルの内周面に沿って設置した状態を説明するトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、従来のトンネル覆工コンクリート打設方法の作業手順を説明する、一部を断面図として示す側面図である。
【図８】ガイド片によってバイブレータケーブルを案内させる従来技術を説明する略示斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ トンネル覆工用型枠
１１ 覆工コンクリート
１２ トンネル
１３ トンネル冠部
１５ 既設覆工コンクリート
１６ 妻型枠
１９ バイブレータケーブル
２０ 棒状バイブレータ
２２ 覆工面
２３ 覆工空間
２４ コンクリート投入口
２５ 流動状態のコンクリート
３４ 巻取り装置
３５ ガイド片
３６ 固定ワイヤー
３７ ワイヤガイド
３８ 係止金具
３９ 引張線状部材（引張ワイヤー）
４０ ワイヤ巻取り装置
Ｘ トンネル軸方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において、掘削したトンネルの内周面の地山を覆って構築されるトンネル覆工コンクリートを形成するための方法として、セントルと呼ばれるトンネル覆工用型枠を用いる工法が一般的に採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。トンネル覆工用型枠５０は、例えば図６（ａ），（ｂ）に示すように、例えば馬蹄形等のアーチ形状部分５２を含む形状のトンネル５３の内周面５４に沿って、トンネル５３の側壁部５５から上部に亘って設置されるものであり、設置されたトンネル覆工用型枠５０と、トンネル５３の内周面５４の吹き付けコンクリート５６によって覆われる地山との間の覆工空間６１に、好ましくは無筋コンクリートを打設して硬化させることにより、トンネル底部のインバート部５１のコンクリートと連続させるようにして、覆工コンクリートが形成されることになる。
【０００３】
また、トンネル覆工用型枠５０としては、例えばパラセントルと呼ばれる組立式のトンネル覆工用型枠の他、スライドセントルと呼ばれる移動式のトンネル覆工用型枠が知られており、トンネル５３の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定の覆工スパン毎にトンネル覆工用型枠５０を据え付け直しながら、トンネル５３の掘進方向の後方から前方に向かって、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネル５３の側部及び上部の覆工コンクリートを順次打設形成して行くことになる。
【０００４】
そして、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネルの側部及び上部の覆工コンクリートを打設するには、例えば図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したトンネル覆工用型枠５０に設けられた検査窓５６からコンクリートを打設可能な高さ領域として、例えばトンネル５３の側壁部５５からアーチ形状部分５２の肩部までの領域に対しては、検査窓５６を介してコンクリート５７を供給すると共に、バイブレータ５８を検査窓５６から挿入し、供給されたコンクリート５７を締固めながらコンクリート５７を打設する。しかる後に、検査窓５６からコンクリート５７を供給しながらバイブレータ５８によって締固めることが困難な高さ領域として、トンネル５３の冠部（クラウン部）５９（図６参照）の領域に対しては、トンネル覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート投入口６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく冠部５９のコンクリート５７を形成するパターンが採用されている。
【０００５】
より具体的には、所定位置にトンネル覆工用型枠５０を設置した後に、例えば側壁部５５の下部より、下段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ａ）参照）と、さらに側壁部５５の上部のアーチ形状部分５２に向かって、中段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ｂ）参照）と、さらにアーチ形状部分５２の冠部５９の手前まで、上段の検査窓５６及び必要に応じてコンクリート投入口６０を介してコンクリート５７を流し込みながら、バイブレータ５８を用いて締固める工程（図７（ｃ）参照）と、冠部５９の既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート投入口６０を介して順次コンクリート５７を圧入し、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリートを充填する工程（図７（ｄ）参照）とにより、覆工コンクリートが打設されることになる。
【０００６】
上述のような従来のトンネル覆工用型枠５０を用いた覆工コンクリートの打設方法では、トンネル冠部（クラウン部）５９に打設されたコンクリート５７の締固めを行うことができないことから、当該冠部５９における覆工コンクリートの品質上の信頼性が低くなり、特に既設覆工コンクリート６２の付近では、エア溜まりや空洞が発生しやすくなる。また、吹き上げ口としてのコンクリート打設孔６０から集中してトンネル覆工用型枠５０と地山との間の覆工空間６１にコンクリート５７が打設されるので、コンクリート５７がコンクリート打設孔６０から周囲に流れる際の軌跡が縞模様として覆工コンクリートの表面に残りやすくなり、仕上りが悪くなる。
【０００７】
これに対して、トンネル冠部に打設されたコンクリートの締固めを行うことができるようにする技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。特許文献３の覆工コンクリート打設方法では、山岳トンネル工法とは異なるシールド工法によってトンネルを築造する際に、セグメントとセントルとの間の空隙の冠部に、トンネル軸方向の略全長に亘って延伸する、断面Ｌ型のアングルを凹向きに吊り下げ固定してなるガイドレールと、ガイドレールに沿って動く棒状バイブレータとを設置しておき、既設側から冠部の空隙にコンクリートを棒状バイブレータで締固めつつ打設し、コンクリートの充填に伴って、棒状バイブレータをガイドレールに沿って既設側から妻板側に向けて移動させるようにしたものである。また、特許文献３の覆工コンクリート打設方法では、ガイドレールは例えば二次覆工コンクリートの段取筋を兼ねて設けられるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−２８００９４号公報
【特許文献２】特開２００３−２６２０９６号公報
【特許文献３】特開２００２−３０８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載のトンネル冠部にコンクリートを打設する方法では、棒状バイブレータをトンネル軸方向に案内するＬ型のアングルからなるガイドレールを、トンネル冠部の覆工空間に、トンネルの軸方向の略全長に亘って予め設けておく必要があるため、段取筋等を設置することなく好ましくは無筋コンクリートを用いて覆工コンクリートが形成されるトンネル覆工用型枠による山岳トンネル等においては、その材料や施工に多くの無駄を生じることになる。
【０００９】
このため、段取筋等を設置することなく無筋コンクリートを用いて覆工コンクリートが形成される山岳トンネル等においては、ガイドレールに換えて、例えば図８に示すように、トンネル覆工用型枠の外周面５０に、ガイド片６４を、トンネルの軸方向Ｘに間隔をおいて直列状に配置して複数突設しておき、このガイド片６４によって、棒状バイブレータ６５に後続するバイブレータケーブル６６を案内させることにより、棒状バイブレータ６５を既設覆工コンクリート６２側から妻型枠６３側に向けて牽引しつつ移動させることが考えられている。
【００１０】
しかしながら、ガイド片６４によってバイブレータケーブル６６を案内させつつ、妻型枠６３側にバイブレータケーブル６６を牽引して棒状バイブレータ６５を移動させる方法では、棒状バイブレータ６５やバイブレータケーブル６６をトンネル冠部の覆工空間にセットした後に、コンクリートを流し込むと、特にガイド片６４の間の部分において、バイブレータケーブル６６は、セット時の自重によって、或いはコンクリートは相当の比重を有していることからコンクリートによって押し流されて、セットされた所定の位置から移動したり、たわみや蛇行を生じることになると共に、直線性を保持することが困難になる。
【００１１】
また、打設されたコンクリートの中でバイブレータケーブル６６にたわみや蛇行が生じている場合には、直線性を保持している場合と比較して、震動させた棒状バイブレータ６５と共にバイブレータケーブル６６を妻型枠６３側に牽引する際の引き抜き荷重が過大となり、牽引が困難になったり、バイブレータケーブル６６に破断や破損を生じるさせる惧れがある。
【００１２】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する際に、バイブレータケーブルにたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを妻型枠側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリートの締固めをスムーズに行うことのできるトンネル覆工コンクリート打設方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において、既に形成された既設覆工コンクリートと妻型枠とによって挟まれる、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブルを前記妻型枠側に延設させて前記妻型枠を貫通させることにより前記妻型枠の外側から牽引可能な状態で配置し、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填したら、前記棒状バイブレータと共に前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引して、充填したコンクリートを締固めるようにしたコンクリート打設方法であって、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する作業に先立って、前記バイブレータケーブルに張力を付与することにより、前記バイブレータケーブルが直線状に引っ張られた状態を保持するトンネル覆工コンクリート打設方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【００１４】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法では、前記棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接させて着脱可能に固定した状態で、前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引することにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与するようにすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法では、前記棒状バイブレータの先端に引張線状部材を取り付け、該引張線状部材によって前記棒状バイブレータを既設覆工コンクリート側に引き込むことにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与するようにすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する際に、バイブレータケーブルにたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを妻型枠側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリートの締固めをスムーズに行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば山岳トンネル工法において、トンネル覆工用型枠１０を用いてトンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を打設形成してゆく際に、トンネル１２の冠部（クラウン部）１３の覆工コンクリート１１ａを形成するべく、これより下方のトンネル１２の側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１を打設形成した後に（図１（ａ），（ｂ）参照）、図１（ｃ）に示すように、トンネル冠部１３の覆工空間２３に充填された流動状態のコンクリート（生コンクリート）２５を、スムーズに締固めつつ打設して行くための方法として採用されたものである。
【００１８】
ここで、本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０は、従来技術として公知の例えばスライド移動式のセントルであり、トンネル１２の掘削作業の進行に伴なって、例えば１０ｍ程度の所定の覆工スパン毎にトンネル１２の掘進方向Ｘの後方から前方に向かって据え付け直しながら、トンネル１２の側部及び上部の覆工コンクリート１１を順次打設形成してゆくことを可能にするものである。また、本実施形態では、側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１は、例えば従来の工法と同様の方法により、設置したトンネル覆工用型枠１０に設けられた検査窓１４を介して流動状態のコンクリート２５が供給されると共に、振動締固め装置としてのバイブレータ１４ａを検査窓１４から挿入して供給されたコンクリート２５を締固めることによって、当該側壁部及びアーチ形状部分の覆工コンクリート１１が、トンネル冠部１３の覆工コンクリート１１ａに先行して打設形成されることになる（図１（ａ），（ｂ）参照）。
【００１９】
そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成するコンクリート打設方法において、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、既に形成された既設覆工コンクリート１５と妻型枠１６とによって挟まれる、トンネル覆工用型枠１０の外周面とトンネル内周の覆工面２２との間のトンネル冠部１３の覆工空間２３に、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に延設させて妻型枠１６を貫通させることにより妻型枠１６の外側から牽引可能な状態で配置し、トンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填したら、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引して、充填したコンクリート２５を締固めるようになっている（図２（ｄ）参照）。またトンネル冠部１３の覆工空間２３に流動状態のコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっている（図２（ａ），（ｂ）参照）。
【００２０】
さらに、本実施形態では、棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５に近接させて着脱可能に固定した状態で、バイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引することにより、バイブレータケーブル１９に張力を付与するようになっている。
【００２１】
本実施形態では、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する作業に先立って、当該トンネル冠部１３の覆工空間２３に棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９が、例えば妻型枠１６の外側に設置された牽引用の巻取り装置３４によって牽引可能な状態で配置される。
【００２２】
棒状バイブレータ２０は、例えば電磁式振動体やモータの回転力によって振動する振動体等を内部に備える、コンクリート用の締固め装置として汎用されている公知のものであり、当該棒状バイブレータ２０の後端部分には、接続線等が収容されたフレキシブルな動力供給ホースからなるバイブレータケーブル１９が一体として接続される。棒状バイブレータ２０は、後述するガイド片３５によって支持された状態で、既設覆工コンクリート１５に近接して、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位に設置される。
【００２３】
また、棒状バイブレータ２０の先端には、固定ワイヤー３６の一端部が取り付けられている。この固定ワイヤー３６は、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに固着されたワイヤガイド３７に挿通されると共に、他端部が、トンネル覆工用型枠１０の既設覆工コンクリート１５に近接する部位に開口形成されたワイヤー孔を経て、トンネル覆工用型枠１０の内側に延設し、当該トンネル覆工用型枠１０の内側に設けられた係止金具３８に着脱可能に係止されている。固定ワイヤー３６は、係止金具３８への係止状態で、棒状バイブレータ２０が妻型枠１６側に移動しないように固定すると共に、係止金具３８への係止状態が解除されることにより、棒状バイブレータ２０の牽引に伴って、妻型枠１６側に牽引されるようになっている。
【００２４】
バイブレータケーブル１９は、例えば８ｍｍ程度の太さのワイヤーを、内径９．２ｍｍ程度、外径１２ｍｍ程度のポリアミドチューブで覆うと共に、ポリアミドチューブの外周面に、導体と介在紐とを周方向に交互に配置し、さらにこれらを外径が２１．８ｍｍ程度のシース（外皮）で覆った後に、耐摩耗チューブで被覆して形成される、外径が例えば３７．２ｍｍ程度の公知のケーブル部材である。バイブレータケーブル１９は、覆工空間２３に充填されたコンクート２５中に埋入される当該バイブレータケーブル１９を、コンクート２５との摩擦力（付着力）に抗して、棒状バイブレータ２０と共に妻型枠１６側に牽引するのに十分な引張り強度を備えている。
【００２５】
棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、トンネル覆工用型枠１０の外周面から出没可能に突出してトンネルの軸方向Ｘに間隔をおいて直列状に複数配置されたガイド片３５により支持されて、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位に保持されるようになっている。ここで、ガイド片３５としては、例えば本願出願人の出願に係る特願２００７−７１０３７や特願２００７−７１０４０に記載の、バイブレータケーブル１９等の着脱遊嵌固定機能を有する固定ガイド片を、好ましく用いることができる。
【００２６】
棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引する巻取り装置３４としては、例えばケーブルリール等の公知の各種の巻取り装置を用いることができる。巻取り装置３４は、バイブレータケーブル１９を牽引する際の引き抜き荷重や引張り荷重を計測できる機能を備えていることが好ましい。
【００２７】
本実施形態では、流動状態のコンクリート２５は、例えばトンネル覆工用型枠１０の既設覆工コンクリート１５側の部分に設けられたコンクリート投入口２４から、トンネル冠部１３の覆工空間２３に圧入される。コンクリート投入口２４は、トンネル覆工用型枠１０の天端部分に、例えば公知の投入口ユニット２８を組み込むことにより、トンネル覆工用型枠１０の外周面に開口して設けられる。投入口ユニット２８は、投入口２４が開口形成されたユニット基台（図示せず。）、ユニット基台に回転可能に接合されて投入口２４を開閉する開閉蓋２６、開閉蓋２６の開閉移動をガイドするガイド部（図示せず。）、コンクリートポンプからの打設配管３３（図１（ｃ）参照）が接続される配管接合部３１、開閉蓋２６を開閉駆動するジャッキ部（図示せず。）等を備えており、ジャッキ部を伸縮することにより、開閉蓋２６によってコンクリート投入口２４を開閉できるようになっている。
【００２８】
本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法によってトンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填するには、コンクリート投入口２４からコンクリート２５を投入するのに先立って、図２（ａ）に示すように、巻取り装置３４を僅かに回転させてバイブレータケーブル１９を巻取り、妻型枠１６側に引き込むことによって、先端が固定ワイヤー３６によって固定された棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９に張力を付与する。
【００２９】
これによって、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、覆工空間２３の厚さ方向の中間部位において、直線状に引っ張られた状態を保持するすることになり、後述するように覆工空間２３に充填されたコンクリート２５を締固める際に、周囲のコンクリート２５との摩擦力を低減して、よりスムーズに、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を一体として妻型枠１６側に引き込むことが可能になる。
【００３０】
ここで、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９に張力を付与する際の緊張力は、０．５〜１．０ｋＮとすることが好ましい。張力を付与する際の緊張力が小さすぎると、コンクリート２５の流れによってバイブレータケーブル１９にたわみや蛇行が生じて、引き抜き荷重が大きくなるという欠点を生じることになり、張力を付与する際の緊張力が大きすぎると、ガイド片３５や係止金具３８を破損したり、ワイヤガイド３７が固着する既設覆工コンクリート１５の端面１５ａを損傷させるという欠点を生じることになる。また、緊張力が好ましくは０．５〜１．０ｋＮとなったことを確認して巻取り装置３４による巻取りを停止すれば、これによって棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９は、直線性が確保されると共に、セットされた位置から動かないように強固に固定された状態で、トンネル冠部１３の覆工空間２３に設置されることになる。
【００３１】
次に、図２（ｂ）に示すように、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９への緊張力を保持したまま、コンクリート投入口２４から、コンクリートポンプを介して圧送されるコンクリート２５をトンネル冠部１３の覆工空間２３に充填する。
【００３２】
覆工空間２３にコンクリート２５が充填されて、例えばコンクリート２５が妻型枠１６の上部の確認孔から漏出するのを確認したら、図２（ｃ）に示すように、コンクリート２５の圧送を停止し、コンクリート投入口２４を開閉蓋２６によって閉塞する。また、巻取り装置３４を僅かに回転させてバイブレータケーブル１９を巻き出して、緊張力を解放すると共に、棒状バイブレータ２０の先端に取り付けた固定ワイヤー３６を係止金具３８から取り外して、棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に移動可能な状態とする。
【００３３】
しかる後に、図２（ｄ）に示すように、ガイド片３５をトンネル覆工用型枠１０の内側に後退させ、棒状バイブレータ２０を震動させつつ、巻取り装置３４によってバイブレータケーブル１９を棒状バイブレータ２０と共に所定の速度で牽引して、妻型枠１６側に移動させる。これによって、トンネル冠部１３の覆工空間２３に充填されたコンクリート２５は、棒状バイブレータ２０の震動によって十分に締固められることになる。
【００３４】
そして、上述のようにして行われる本実施形態のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する際に、バイブレータケーブル１９にたわみや蛇行が生じないようにして直線性を確保することにより、棒状バイブレータ２０と共にバイブレータケーブル１９を妻型枠１６側に牽引する際の引き抜き荷重を低減して、コンクリート２５の締固めをスムーズに行うことが可能になる。
【００３５】
すなわち、本実施形態によれば、トンネル冠部１３の覆工空間２３にコンクリート２５を充填する作業に先立って、バイブレータケーブル１９に張力を付与することにより、バイブレータケーブル１９が直線状に引っ張られた状態を保持するようになっているので、特にガイド片３５の間の部分において、バイブレータケーブル１９は、セット時の自重や充填された流動状態のコンクリート２５の重量によって、セットされた所定の位置から移動したり、たわみや蛇行を生じることがなく、直線性を強固に保持することが可能になる。また、充填されたコンクリートの中で棒状バイブレータ２０及びバイブレータケーブル１９の直線性が保持されるので、震動させた棒状バイブレータ１９と共にバイブレータケーブル２０を妻型枠１６側に牽引する際の引き抜き抵抗を軽減することが可能になり、これによってバイブレータケーブル２０に破断や破損を生じるさせることなく、コンクリート２５の締固めをスムーズに行ってゆくことが可能になる。
【００３６】
図３は、本発明の他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明するものである。図３のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、棒状バイブレータ２０は、既設覆工コンクリート１５側の端部に位置するガイド片３５により着脱可能に固定されて、既設覆工コンクリート１５に近接して設置されている。図３のトンネル覆工コンクリート打設方法によっても、棒状バイブレータ２０を固定した状態でバイブレータケーブル２０を妻型枠１６側に牽引することにより、バイブレータケーブル２０に張力を付与して、上記実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００３７】
図４は、本発明のさらに他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明するものである。図４のトンネル覆工コンクリート打設方法によれば、棒状バイブレータ２０の先端に引張線状部材３９として例えば引張ワイヤーを取り付け、トンネル覆工用型枠１０の内側に設けたワイヤ巻取り装置４０やチェーンブロック等を用いて、張線状部材３９を介して棒状バイブレータ２０を既設覆工コンクリート１５側に引き込むことにより、バイブレータケーブル１９を巻取る巻取り装置３４を動かすことなく、バイブレータケーブル１９に張力を付与するようになっている。図４のトンネル覆工コンクリート打設方法によっても、バイブレータケーブル２０に張力を付与して、上記実施形態と同様の作用効果を奏することになる。
【００３８】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、山岳トンネル以外のその他のトンネルにおける覆工コンクリートを形成するべく採用することもできる。また、トンネル覆工用型枠の外周面との間に覆工空間を形成するトンネルの内周面は、吹き付けコンクリートによって覆われる地山の他、１次覆工を行った後のトンネル内周面による、２次覆工を行うための覆工面であっても良い。さらに、バイブレータケーブルに張力を付与する手段として、上記各実施形態に記載のもの以外の方法を採用することもできる。
【００３９】
〔実施例〕
コンクリート投入口からコンクリートを投入するのに先立ってバイブレータケーブルに張力を付与した本発明による実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法と、バイブレータケーブルに張力を付与しなかった従来技術による比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法について、棒状バイブレータを震動させつつ棒状バイブレータと共にバイブレータケーブルを充填されたコンクリート中から牽引する際の引抜き荷重を計測して、対比する実験を行った。計測結果を図５に示す。
【００４０】
図５に示す計測結果によれば、バイブレータケーブルを緊張させてからコンクリートを充填した実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法では、バイブレータケーブルを緊張させないでコンクリートを充填した比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法よりも、引き抜き荷重が１／３程度まで低下していることが判明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法が採用されるトンネル覆工コンクリートの打設作業の作業手順を説明する、一部を断面図として示す側面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を用いてトンネル冠部の覆工空間にコンクリートを打設する作業工程を説明する要部略示断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明する要部略示断面図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態に係るトンネル覆工コンクリート打設方法を説明する要部略示断面図である。
【図５】実施例１のトンネル覆工コンクリート打設方法と比較例１のトンネル覆工コンクリート打設方法の比較実験における引き抜き荷重の計測結果を示すチャートである。
【図６】（ａ）はトンネル覆工用型枠をトンネルの内周面に沿って設置した状態を説明するトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、従来のトンネル覆工コンクリート打設方法の作業手順を説明する、一部を断面図として示す側面図である。
【図８】ガイド片によってバイブレータケーブルを案内させる従来技術を説明する略示斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０ トンネル覆工用型枠
１１ 覆工コンクリート
１２ トンネル
１３ トンネル冠部
１５ 既設覆工コンクリート
１６ 妻型枠
１９ バイブレータケーブル
２０ 棒状バイブレータ
２２ 覆工面
２３ 覆工空間
２４ コンクリート投入口
２５ 流動状態のコンクリート
３４ 巻取り装置
３５ ガイド片
３６ 固定ワイヤー
３７ ワイヤガイド
３８ 係止金具
３９ 引張線状部材（引張ワイヤー）
４０ ワイヤ巻取り装置
Ｘ トンネル軸方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において、既に形成された既設覆工コンクリートと妻型枠とによって挟まれる、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブルを前記妻型枠側に延設させて前記妻型枠を貫通させることにより前記妻型枠の外側から牽引可能な状態で配置し、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填したら、前記棒状バイブレータと共に前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引して、充填したコンクリートを締固めるようにしたコンクリート打設方法であって、
前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する作業に先立って、前記バイブレータケーブルに張力を付与することにより、前記バイブレータケーブルが直線状に引っ張られた状態を保持するトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接させて着脱可能に固定した状態で、前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引することにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与する請求項１に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項３】
前記棒状バイブレータの先端に引張線状部材を取り付け、該引張線状部材によって前記棒状バイブレータを既設覆工コンクリート側に引き込むことにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与する請求項１に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項１】
トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において、既に形成された既設覆工コンクリートと妻型枠とによって挟まれる、前記トンネル覆工用型枠の外周面とトンネル内周の覆工面との間のトンネル冠部の覆工空間に、棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接して配置すると共に、これに後続するバイブレータケーブルを前記妻型枠側に延設させて前記妻型枠を貫通させることにより前記妻型枠の外側から牽引可能な状態で配置し、前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填したら、前記棒状バイブレータと共に前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引して、充填したコンクリートを締固めるようにしたコンクリート打設方法であって、
前記トンネル冠部の覆工空間にコンクリートを充填する作業に先立って、前記バイブレータケーブルに張力を付与することにより、前記バイブレータケーブルが直線状に引っ張られた状態を保持するトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記棒状バイブレータを前記既設覆工コンクリートに近接させて着脱可能に固定した状態で、前記バイブレータケーブルを前記妻型枠側に牽引することにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与する請求項１に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項３】
前記棒状バイブレータの先端に引張線状部材を取り付け、該引張線状部材によって前記棒状バイブレータを既設覆工コンクリート側に引き込むことにより、前記バイブレータケーブルに張力を付与する請求項１に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図７】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１２７２２９（Ｐ２００９−１２７２２９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０１１８６（Ｐ２００７−３０１１８６）
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２１日（２００７．１１．２１）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
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