説明

トンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け方法

【課題】覆工・養生作業に用いられる作業機械に適切に組み込みかつ養生作業手順に的確に組み入れて養生剤の吹き付けを行うことができ、従来に比して工期を短縮化し得ると共に、覆工コンクリートの乾燥・収縮も効果的に抑制し得るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け方法を提供する。
【解決手段】走行・停止を繰り返して順次前進する覆工作業台車6が停止中にトンネル2内壁に形成した二次覆工コンクリート5に養生剤sを吹き付けるための装置であって、覆工作業台車の後方で走行・停止する養生作業台車9に搭載され、養生剤を供給する供給手段13と、養生作業台車の前進方向前端部9aに設けられると共に供給手段と接続され、養生作業台車の走行開始から走行停止までの期間に、当該養生作業台車と覆工作業台車との間に位置する既設の覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける吹き付けノズル14とを備えた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、覆工・養生作業に用いられる作業機械に適切に組み込みかつ養生作業手順に的確に組み入れて養生剤の吹き付けを行うことができ、従来に比して工期を短縮化し得ると共に、覆工コンクリートの急激な温度変化や乾燥・収縮も効果的に抑制し得るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け方法に関する。
【背景技術】
【0002】
トンネル内壁に形成した覆工コンクリートを養生する技術として、特許文献1及び特許文献2が知られている。養生用バルーンに関する特許文献1の「覆工コンクリートの養生方法及び養生バルーン」は、脱型後の覆工コンクリートに対する養生方法であって、流体の供給によりバルーンを覆工コンクリート1面に沿ってアーチ状に膨らませて、そのアーチ状に膨らんだバルーンの外周面を覆工コンクリート1面に対しほぼ一様に密着させた状態に保持する。このように、アーチ状に膨らんだバルーンの外周面を覆工コンクリート1面に対しほぼ一様に密着させた状態に保持することで、脱型後の覆工コンクリートが、外気に晒されることで急激な温度変化の影響を受けたり、乾燥収縮に起因するクラックを生じることを防止するための養生が良好に行える。そして、覆工コンクリート1面に沿ってアーチ状に膨らむバルーンによる簡易な養生設備を用いればよいので、管理・移動も容易でコストも低減できる。
【0003】
覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける特許文献2の「アーチコンクリートの養生方法及び養生剤吹き付け装置」は、セントルに装備した吹き付け装置からアーチコンクリート内面に養生剤を吹き付けて付着させ養生剤が滴下しないようにし、養生剤でアーチコンクリート内面側の乾燥を抑制してアーチコンクリートを効率良く養生するようにした。上方開口樋状のガイドをアーチコンクリート打設用セントルの後端側又は後端部よりも後方突出位置に設けて配置した。この場合、上方開口部をアーチコンクリートに向けて配置して、複数のノズルが設けられた吹き付け管又はホースを配置して、そのノズルから養生剤を噴出すると養生剤がアーチコンクリート内面に吹き付けられて付着する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2005−090146号公報
【特許文献2】特開2009−052269号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献2では、セントルに吹き付け装置を装備するようにしている。セントルでは、所定位置の覆工コンクリートの打設完了から、次の位置での覆工コンクリートの打設準備までの間に、妻枠の解体と型枠の脱型、次の位置への走行移動、型枠のケレンと清掃、セントルの位置調整、並びに型枠や妻枠の組立など、コンクリート打設作業の他にも、各種の作業を順番に行う必要があって、これら一連の作業に、相当に長いサイクルタイムを要している。
【0006】
このようなセントルに吹き付け装置を装備し、セントルの移動を利用して覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける場合、セントルは、通常の移動速度よりも遅い、養生剤の吹き付けに適した移動速度で移動させる必要があって、次の位置までの移動に、これまで以上の時間がかかってしまう。
【0007】
そもそも、相当に長いサイクルタイムを要しているセントルでの作業に対し、養生剤の吹き付けに必要な長い移動時間を追加して組み入れることは、セントルの作業サイクルタイムをさらに長引かせることとなり、結果的に、覆工作業全体を長期化させてしまうという課題があった。
【0008】
また、特許文献1では、スライドセントルの後方で、バルーンを盛り替えて前進させるようにしている。具体的には、スライドセントルを次区画へ移動し、この移動により、スライドセントルと既設のバルーンとの間に、形成したばかりの覆工コンクリートを露出させる。その後、バルーンの盛り替え操作を行い、盛り替えたバルーンによって覆工コンクリートを養生する。
【0009】
このような方法では、覆工コンクリートの露出から養生まで、バルーンの盛り替え操作の完了を待たなければならず、その期間中、覆工コンクリートは露出されたままの状態が続き、乾燥・収縮の進行を適切に抑制することができないという課題があった。
【0010】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、覆工・養生作業に用いられる作業機械に適切に組み込みかつ養生作業手順に的確に組み入れて養生剤の吹き付けを行うことができ、従来に比して工期を短縮化し得ると共に、覆工コンクリートの乾燥・収縮も効果的に抑制し得るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け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】
【0011】
本発明にかかるトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置は、走行・停止を繰り返して順次前進する覆工作業台車が停止中にトンネル内壁に形成した覆工コンクリートに養生剤を吹き付けるための装置であって、上記覆工作業台車が新たに覆工コンクリートを形成するための作業段階で前進走行し、停止している該覆工作業台車の後方で停止して、停止中に既設の覆工コンクリートを養生する養生作業台車と、該養生作業台車に搭載され、養生剤を供給する供給手段と、上記養生作業台車の前進方向前端部に設けられると共に上記供給手段と接続され、該養生作業台車の走行開始から走行停止までの期間に、当該養生作業台車と上記覆工作業台車との間に位置する既設の覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける吹き付けノズルとを備えたことを特徴とする。
【0012】
前記吹き付けノズルは、前記トンネル内壁の横断面に沿って、間隔を隔てて複数配列されることを特徴とする。
【0013】
前記養生作業台車には、前進方向前端部から後方へ向かって、当該養生作業台車から既設の覆工コンクリートに向かって膨縮可能に膨張する養生用バルーンが搭載され、前記吹き付けノズルの養生剤吹き付け方向が、前進方向前方の既設の覆工コンクリートへ養生剤を吹き付けるために、上記養生用バルーンの内側位置から斜め前方に向けて設定されることを特徴とする。
【0014】
本発明にかかるトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け方法は、上記トンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置を用いてトンネル覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける方法であって、前記養生作業台車には、前進方向前端部から後方へ向かって、当該養生作業台車から既設の覆工コンクリートに向かって膨縮可能に膨張する養生用バルーンを搭載しておき、上記養生作業台車の走行開始から走行停止までの期間に、当該養生作業台車と前記覆工作業台車との間に位置する既設の覆工コンクリートに前記吹き付けノズルで養生剤を吹き付け、次いで、上記養生作業台車が走行停止して上記吹き付けノズルによる養生剤の吹き付けが完了した後に、養生剤を吹き付けた既設の覆工コンクリートに向かって上記養生用バルーンを膨張させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明にかかるトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け方法にあっては、覆工・養生作業に用いられる作業機械に適切に組み込みかつ養生作業手順に的確に組み入れて養生剤の吹き付けを行うことができ、従来に比して工期を短縮化できると共に、覆工コンクリートの乾燥・収縮も効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置及び吹き付け方法の好適な一実施形態を説明するトンネルの側断面図である。
【図2】図1に示したトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置の正面図である。
【図3】図1のトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置による養生剤の吹き付け状態を示す要部拡大正面図である。
【図4】図1のトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置による養生剤の吹き付け状態を示す要部拡大側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本発明にかかるトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1に示すように、岩盤1に形成されたトンネル2の内壁には、一次覆工コンクリート3の吹き付け後、その内側に止水シート4が貼り付けられ、さらに止水シート4の内側に二次覆工コンクリート5が打設形成される。二次覆工コンクリート5の形成には、セントルなどと称される覆工作業台車6が用いられる。
【0018】
覆工作業台車6は、トンネル2に敷設されたレール7上を走行する。覆工作業台車6には従来周知のように、トンネル2内壁の横断面に沿っておおよそアーチ状の二次覆工コンクリート5を形成するために、型枠装置8を始めとする各種作業機器が搭載されている。覆工作業台車6は、前進方向に沿って二次覆工コンクリート5を順次連続的に形成していくために、おおよそ型枠装置8の寸法に一致する走行ストロークで走行と停止を繰り返して順次前進しながら、停止中に、トンネル2内壁の止水シート4内側に二次覆工コンクリート5を形成する。
【0019】
覆工作業台車6の前進方向後方には、図2にも示すように、養生作業台車9がレール7上を走行自在に設けられ、養生作業台車9は、覆工作業台車6に向かって前進走行される。養生作業台車9には、二次覆工コンクリート5を養生する養生用バルーン10が搭載される。養生用バルーン10は従来周知のように、養生作業台車9上の支持フレーム11等で支持され、空気などの気体が導入・排出されることで膨張収縮可能であって、気体の導入により養生作業台車9から既に形成された既設の二次覆工コンクリート5に向かって膨張し、当該二次覆工コンクリート5の表面に密着するようになっている。
【0020】
養生用バルーン10は、覆工作業台車6が形成した既設の二次覆工コンクリート5に対し、トンネル2の長さ方向には一定のスパンで密着しかつトンネル2の内周方向にはほぼ全周に亘って密着するように、養生作業台車9の前進方向前端部9aから後方へ向かってトンネル2の長さ方向に長く形成されると共に、トンネル2の内周方向にはそのほぼ全長に亘る周長のアーチ状に形成される。養生作業台車9には、養生用バルーン10に接続されて、当該養生用バルーン10へ気体を導入するバルーン用コンプレッサ12が搭載されている。
【0021】
養生作業台車9は、常に覆工作業台車6の後方に位置する。養生作業台車9は、脱型作業が済んで二次覆工コンクリート5の形成を完了した覆工作業台車6が次の位置へ前進走行して停止し、新たに二次覆工コンクリート5を形成するための作業段階において、すなわち型枠装置8のケレンと清掃、覆工作業台車6の位置調整、並びに型枠装置8や妻枠の組立など、そしてまたコンクリート打設を行う作業段階で前進走行し(図中、矢印A参照)、停止している覆工作業台車6の後方で停止して、この停止中に、既設の二次覆工コンクリート5を養生用バルーン10で養生する。
【0022】
養生作業台車9には、養生剤sを供給する供給手段13が搭載されるとともに、前進方向前端部9aに、既設の二次覆工コンクリート5に養生剤sを吹き付ける吹き付けノズル14が設けられる。供給手段13は、養生剤sを貯留するタンク15と、タンク15に接続され、養生剤sを送り出す養生剤用コンプレッサ16と、養生剤用コンプレッサ16に接続され、タンク15から送り出される養生剤sを流通させるパイプやホースからなる供給管17とから構成される。
【0023】
本実施形態では、供給管17は図2に示すように、トンネル2内壁の横断面に沿う形態のアーチ状部17aを有し、このアーチ状部17aは、養生作業台車9の前進方向前端部9a位置で養生用バルーン10の内側位置に設置される。
【0024】
吹き付けノズル14は、図2から図4(一次覆工コンクリート及び止水シートは図示省略)にも示すように、供給管17のアーチ状部17aに設けられて、供給手段13と接続される。本実施形態にあっては、吹き付けノズル14は、アーチ状部17aにその長さ方向に沿って間隔を隔てて複数配列される。従って、吹き付けノズル14は、トンネル2内周方向全体に亘って二次覆工コンクリート5へ養生剤sを吹き付けるために、トンネル2内壁の横断面に沿って間隔を隔てて配列される。
【0025】
また、吹き付けノズル14は、養生作業台車9の前進方向前方の既設の二次覆工コンクリート5へ養生剤sを吹き付けるために、吹き付け方向が養生用バルーン10の内側位置から斜め前方に向けて設定される。具体的には、吹き付けノズル14の噴出孔(図示せず)は、養生用バルーン10の内側位置から当該養生用バルーン10を避けて斜め前方へ向けて、二次覆工コンクリート5の表面に臨ませられる。
【0026】
養生作業台車9の走行開始から走行停止までの期間に、すなわち養生作業台車9が前進するときに、手動または自動制御で養生剤用コンプレッサ16を運転することにより、吹き付けノズル14は、養生作業台車9と覆工作業台車6との間に位置する既設の二次覆工コンクリート5に養生剤sを吹き付ける。
【0027】
次に、本実施形態に係るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け方法について説明する。覆工作業台車6の真後ろに養生作業台車9が位置し、覆工作業台車6が新たに二次覆工コンクリート5を形成していると同時に、そのすぐ後ろで、養生作業台車9の養生用バルーン10が既設の二次覆工コンクリート5を養生している状態を初期状態として説明する。新たな二次覆工コンクリート5の形成が完了すると、覆工作業台車6は型枠装置8の脱型等を終えた後、図1に示すように、次の位置へ前進し、停止する。そしてこの停止位置で、次の新たな二次覆工コンクリートを形成するための作業段階に移る。
【0028】
この際、養生作業台車9では、養生を完了した養生用バルーン10を収縮させ、養生作業台車9を前進可能とする。次いで、形成直後の既設の二次覆工コンクリート5を養生するために、養生作業台車9を、次の位置で停止している覆工作業台車6の後方へ向かって前進する(図1中、矢印A参照)。養生作業台車9が前進する際、その走行開始から走行停止までの期間に、養生剤用コンプレッサ16を運転し、タンク15から供給管17を介して養生剤sを吹き付けノズル14へ供給して、養生作業台車9と覆工作業台車6の間に位置する既設の二次覆工コンクリート5に吹き付けノズル14から養生剤sを吹き付ける。
【0029】
養生作業台車9には、養生用バルーン10が搭載されているけれども、吹き付けノズル14の養生剤吹き付け方向は、斜め前方に向けて設定されているので、前進方向前方の既設の二次覆工コンクリート5に適切に養生剤を吹き付けることができる(図4参照)。
【0030】
養生作業台車9が、停止している覆工作業台車6の後方で走行を停止すると、形成直後の既設の二次覆工コンクリート5に対する養生剤sの吹き付け作業が完了する。養生作業台車9が停止したら、バルーン用コンプレッサ12を運転し、養生剤sの吹き付けが完了した形成直後の二次覆工コンクリート5に向かって養生用バルーン10を膨張させ、養生を開始する。
【0031】
以上説明した本実施形態に係るトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置にあっては、覆工・養生作業に用いられる作業機械のうち、長い作業サイクルタイムを要する覆工作業台車6ではなく、作業内容が養生用バルーン10の膨縮作業程度であって、覆工作業台車6で各種作業を行っているときに、「養生完了から前進して次の養生を開始するまでのサイクルタイム」に余裕があり、従って走行移動速度の融通も利く養生作業台車9に養生剤sの供給手段13や吹き付けノズル14を装備するようにしたので、「二次覆工コンクリート5の形成直後であって養生用バルーン10による養生開始前の時間」を利用して、養生剤sの吹き付けを行うことができるようになり、すなわち覆工・養生作業に用いられる作業機械に適切に組み込みかつ養生作業手順に的確に組み入れて養生剤sの吹き付けを行うことができ、セントルに吹き付け装置を設けた従来に比して、工期を短縮化することができる。
【0032】
覆工作業台車6については、養生剤sの吹き付け作業と関わりなく、速やかに次の位置へ走行移動することができ、新たに二次覆工コンクリートを形成するための作業に、即座に着手することができる。
【0033】
また、養生用バルーン10を二次覆工コンクリート5に密着させるには相当の時間を要するが、養生用バルーン10を密着させる以前に養生剤sを吹き付けることができ、最も早い時期であれば、覆工作業台車6が前進を開始した直後から養生作業台車9の走行を開始して養生剤sの吹き付けを始めることができて、養生剤sを早期に二次覆工コンクリート5に吹き付けることができて、その乾燥・収縮を効果的に抑制することができる。
【0034】
また、養生剤sの吹き付けが完了した二次覆工コンクリート5に向かって養生用バルーン10を膨張させて密着させ、これにより養生するようにしたので、二次覆工コンクリート5の養生を適切に行うことができる。
【0035】
さらに、養生用バルーン10を収縮して養生作業台車9を前進した後も、養生剤sが二次覆工コンクリート5表面に膜を形成しているため、当該二次覆工コンクリート5の乾燥・収縮が抑制される。養生剤sの吹き付け作業は、養生作業台車9を往復走行して、重ね塗りするようにしてもよい。
【符号の説明】
【0036】
2 トンネル
5 二次覆工コンクリート
6 覆工作業台車
9 養生作業台車
9a 養生作業台車の前進方向前端部
10 養生用バルーン
13 供給手段
14 吹き付けノズル
s 養生剤

【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行・停止を繰り返して順次前進する覆工作業台車が停止中にトンネル内壁に形成した覆工コンクリートに養生剤を吹き付けるための装置であって、
上記覆工作業台車が新たに覆工コンクリートを形成するための作業段階で前進走行し、停止している該覆工作業台車の後方で停止して、停止中に既設の覆工コンクリートを養生する養生作業台車と、
該養生作業台車に搭載され、養生剤を供給する供給手段と、
上記養生作業台車の前進方向前端部に設けられると共に上記供給手段と接続され、該養生作業台車の走行開始から走行停止までの期間に、当該養生作業台車と上記覆工作業台車との間に位置する既設の覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける吹き付けノズルとを備えたことを特徴とするトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置。
【請求項2】
前記吹き付けノズルは、前記トンネル内壁の横断面に沿って、間隔を隔てて複数配列されることを特徴とする請求項1に記載のトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置。
【請求項3】
前記養生作業台車には、前進方向前端部から後方へ向かって、当該養生作業台車から既設の覆工コンクリートに向かって膨縮可能に膨張する養生用バルーンが搭載され、前記吹き付けノズルの養生剤吹き付け方向が、前進方向前方の既設の覆工コンクリートへ養生剤を吹き付けるために、上記養生用バルーンの内側位置から斜め前方に向けて設定されることを特徴とする請求項1又は2に記載のトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置。
【請求項4】
請求項1〜3いずれかの項に記載のトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け装置を用いてトンネル覆工コンクリートに養生剤を吹き付ける方法であって、
前記養生作業台車には、前進方向前端部から後方へ向かって、当該養生作業台車から既設の覆工コンクリートに向かって膨縮可能に膨張する養生用バルーンを搭載しておき、
上記養生作業台車の走行開始から走行停止までの期間に、当該養生作業台車と前記覆工作業台車との間に位置する既設の覆工コンクリートに前記吹き付けノズルで養生剤を吹き付け、
次いで、上記養生作業台車が走行停止して上記吹き付けノズルによる養生剤の吹き付けが完了した後に、養生剤を吹き付けた既設の覆工コンクリートに向かって上記養生用バルーンを膨張させることを特徴とするトンネル覆工コンクリートへの養生剤吹き付け方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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