トンネル覆工コンクリート打設方法及び妻型枠装置
【課題】 多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら覆工コンクリートを打設してゆく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】 トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成する覆工コンクリート打設方法において、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させて、トンネルの覆工断面形状に合致する形状の妻型枠１６を、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６からこれと既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間の覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９とを周方向に複数配設する。覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、各振動締固め装置１９によって締固め、妻型枠１６を軸方向Ｘ前方にスライド移動させつつ覆工コンクリート１１を打設する。
【解決手段】 トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成する覆工コンクリート打設方法において、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させて、トンネルの覆工断面形状に合致する形状の妻型枠１６を、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６からこれと既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間の覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９とを周方向に複数配設する。覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、各振動締固め装置１９によって締固め、妻型枠１６を軸方向Ｘ前方にスライド移動させつつ覆工コンクリート１１を打設する。
【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、及び該覆工コンクリート打設方法において用いる妻型枠装置に関する。
【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、コンクリート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１参照）。コンクリート覆工用型枠５０は、図８（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、設置されたコンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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程度の所定のスパン毎にコンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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９（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したコンクリート覆工用型枠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を供給しつつバイブレータ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８参照）の領域に対しては、コンクリート覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート打設孔６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、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、所定位置にコンクリート覆工用型枠５０を設置した後に、コンクリート覆工用型枠５０と地山との間の覆工空間６１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９（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９（ｂ）参照）と、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打設孔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９（ｃ）参照）と、冠部５９の覆工空間６１における既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート打設孔６０を介して順次コンクリート５７を流し込み、締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリート５７を充填する工程（図９（ｄ）参照）とによって、覆工コンクリートが打設されることになる。
【特許文献１】特開２００２−１４７１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなコンクリート覆工用型枠５０を用いた従来の覆工コンクリートの打設方法では、打設作業の段取り替えが多くなって、効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことが困難である。また、打設されたコンクリ−ト５７を充分に締固めるには、コンクリート覆工用型枠５０の全体に分散させて多くの検査窓５６を設けておき、各検査窓５６から、バイブレータ５８を覆工空間６１内に打設されたコンクリート５７中に埋設挿入しながら作業を行う必要があるため、多くの人手と手間を要することになると共に、局所的な締固めの不足を生じ易い。さらに、冠部５９の覆工コンクリートについては、締固めを行うことが困難であるため、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から集中して冠部５９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冠部５９の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】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことのできるトンネル覆工コンクリート打設方法及び妻型枠装置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】
【０００８】
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の端面と対向させて、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠を、トンネル覆工用型枠の外周面に沿ってトンネル軸方向にスライド可能に配置すると共に、該妻型枠からこれと前記既設覆工コンクリートの端面との間の覆工空間にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを、前記妻型枠の周方向に複数配設し、前記覆工空間に各コンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置によって締固めながら、前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設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。
【０００９】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記妻型枠から前記覆工空間の内部に横方向に延設させて、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板を設けると共に、各区画にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画にコンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画において振動締固め装置によって締固めながら前記妻型枠をスライド移動させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記妻型枠の移動による前記覆工空間の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリートを打設することが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記覆工空間に供給されたコンクリートから前記妻型枠に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリートを打設することが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記覆工空間に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側に押し出しながらスライド移動させることもできる。
【００１３】
また、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用いる妻型枠装置であって、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、前記トンネル覆工用型枠の外周面に沿って配置される妻型枠と、該妻型枠と連結ロッドを介して連結されて当該妻型枠と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部と、前記妻型枠から前記補助枠部とは反対側に向けて横方向に延設し、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板とからなるスライド基台と、該スライド基台に設けられたスライド移動手段と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において先端のコンクリート供給口が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において振動締固め部が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置とからなる妻型枠装置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、本発明の妻型枠装置は、前記妻型枠の上側周縁部分には地山との間の隙間をシールする上側周縁シール部材が取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法又は妻型枠装置によれば、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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〜図６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をトンネル底部のインバートコンクリート（図示せず。）と連続して、或いは連続可能に打設形成してゆく際に、トンネル覆工用型枠１０と、トンネル１２の内周面の吹き付けコンクリートによって覆われる地山３０との間の覆工空間１７に供給されるコンクリートを、充分に締固めながら効率良く打設してゆくための方法として採用されたものである。
【００１７】
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。
【００１８】
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１５の端面１５ａと対向させて、トンネル１２の側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠１６を、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６から当該妻型枠１６と既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間の覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとを、妻型枠１６の周方向に複数配設し、覆工空間１７に各コンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置１９によって締固めながら、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５から離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリート１１を打設するものである。
【００１９】
また、本実施形態では、妻型枠１６から覆工空間１７の内部に横方向に延設させて、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０を設けると共に、各区画４１にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画４１にコンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画４１において振動締固め装置１９によって締固めながら妻型枠１６をスライド移動させるようになっている。
【００２０】
ここで、本実施形態では、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させてトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａにスライド可能に配置し、且つ妻型枠１６から覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａ及び振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを周方向に複数配設する手段として、例えば図７に示す妻型枠装置２０が用いられる。
【００２１】
すなわち、図７に示す本実施形態の妻型枠装置２０は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において用いる型枠装置であって、トンネル１２の側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿って配置される妻型枠１６と、この妻型枠１６と連結ロッド２２を介して連結されて当該妻型枠１６と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部２３と、妻型枠１６から補助枠部２３とは反対側に向けて横方向に延設し、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０とからなるスライド基台２１と、このスライド基台２１に設けられたスライド移動手段としての駆動モータ２５及び走行車輪２６と、妻型枠１６及び補助枠部２３に支持されて、仕切板４０によって仕切られた各区画４１において先端のコンクリート供給口１８ａが妻型枠１６の補助枠部２３とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管１８と、妻型枠１６及び補助枠部２３に支持されて、仕切板４０によって仕切られた各区画４１において振動締固め部１９ａが妻型枠１６の補助枠部２３とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置１９とによって構成される。
【００２２】
スライド基台２１を構成する妻型枠１６は、覆工コンクリート１１の厚さに相当する幅を有する金属製や合成樹脂製の帯状のプレート部材を、トンネル覆工用型枠１０の湾曲した外周面１０ａの形状に沿うようにアーチ状に湾曲させて形成される。また、妻型枠１６には、周方向に所定の間隔をおいてコンクリート供給管１８の先端部分を嵌着させるための供給管取付け孔２４が複数開口形成されると共に、各供給管取付け孔２４を挟んだ両側には、各々所定間隔をおいて、振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを着脱可能に挿通係止するための係止孔２７が複数開口形成されている。さらに、妻型枠１６の補助枠部２３側の面には、妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する複数の連結ロッド２２の一端部が接合固定されている。
【００２３】
また、本実施形態によれば、妻型枠１６の上側周縁部分には、内周面が吹付けコンクリートによって覆われたトンネル掘削後の地山３０（図１参照）との間の隙間をシールする例えばゴム板、ゴムチューブ等からなる上側周縁シール部材２８が取り付けられている。また、妻型枠１６の下端部分には、例えばトンネル１２の底盤やインバートコンクリートとの間の隙間をシールする例えばゴム板、ゴムチューブ等からなる下端シール部材２９が取り付けられている。これらのシール部材２８，２９が設けられていることにより、覆工空間１７にコンクリートが供給打設された際に、覆工空間１７から補助枠部２３側にコンクリートが漏れ出るのを効果的に回避することが可能になる。なお、妻型枠１６の下側周縁部分に、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａとの間の隙間をシールする下側周縁シール部材をさらに設けておくこともできる。また、妻型枠１６の補助枠部２３側の面に、覆工空間１７の内部に供給されたコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を計測する圧力センサー３１や締切り板４２を取り付けておくこともできる。
【００２４】
スライド基台２１を構成する補助枠部２３は、好ましくは妻型枠１６よりも一回り小さな金属製や合成樹脂製の帯状のプレート部材を、トンネル覆工用型枠１０の湾曲した外周面１０ａの形状に沿うようにアーチ状に湾曲させて形成され、好ましくはトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａから浮かせた状態で配置されるようになっている。また、補助枠部２３の妻型枠１６側の面には、妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する連結ロッド２２の他端部が接合固定され、これによって補助枠部２３は、妻型枠１６と例えば１ｍ程度の間隔をおいて対向配置される。さらに、補助枠部２３には、周方向に所定の間隔をおいてコンクリート供給管１８を挿通させるための供給管挿通孔３２が開口形成されると共に、各供給管挿通孔３２を挟んだ両側には、各々所定間隔をおいて、振動締固め装置１９のケーブル部１９ｂや駆動モータ２５への動力ケーブル３３を挿通するためのケーブル挿通孔３４が複数開口形成されている。なお、図７においては、振動締固め装置１９のケーブル部１９ｂは、ケーブル挿通孔３４から先の部分を省略して描かれている。
【００２５】
妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する連結ロッド２２は、金属製や合成樹脂製の棒状部材であって、本実施形態では、一対の連結ロッド２２が一組となって、周方向に所定の間隔をおいて複数組設けられている。また、各一対の連結ロッド２２は、スライド移動手段としての駆動モータ２５や走行車輪２６を設置するための取付け台としても機能し、走行車輪２６の車軸２６ａを回転可能に支持すると共に、駆動モータ２５をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａから浮かせた状態で保持固定する。さらに、連結ロッド２２には、反力用磁石３５が取り付けられており、連結ロッド２２がトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに吸引される方向に磁力を作用させることにより、走行車輪２６とトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａとの間の摩擦力を高めて、スライド基台２１をスライド移動させる際に走行車輪２６がスリップするのを効果的に防止できるようになっている。
【００２６】
スライド基台２１を構成する仕切板４０は、金属製や合成樹脂製の縦長矩形平面形状の板状部材からなり、例えばその一端部が妻型枠１６の嵌込みスリット４３に嵌め込まれるように装着されて、補助枠部２３の側に引き抜き可能に接合一体化される。また仕切板４０は、上下の面を略水平にした状態で、妻型枠１６から補助枠部２３とは反対側に例えば０．８〜１．０ｍ程度の長さで張り出して、周方向に所定の間隔をおいて複数設けられる。各仕切板４０は、各高さ位置において覆工空間１７を水平に切断した際の切断面の幅と同様の幅を有しており、妻型枠１６の近傍部分における覆工空間１７を上下に仕切って、例えばトンネル冠部（クラウン部）１３、アーチ肩部、アーチ側部、側壁部等として複数の区画４１を形成する。また本実施形態では、各区画４０の最も高い部分にコンクリート供給口１８ａが開口すると共に、各区画４０に所定の間隔をおいて分散配置されて、複数の振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａが各々設けられている。
【００２７】
コンクリート供給管１８は、例えば内径が１００ｍｍ程度の大きさの金属製のフレキシブルな配管部材であって、補助枠部２３の供給管挿通孔３２及び妻型枠１６の供給管取付け孔２４の両者に各々挿通されることにより、妻型枠１６及び補助枠部２３によって支持される。また、先端部分が妻型枠１６の供給管取付け孔２４に嵌着されて、補助枠部２３とは反対側に僅かに突出した状態で係止されることにより、先端のコンクリート供給口１８ａが補助枠部２３とは反対側の覆工空間１７に臨んで開口する状態を強固に保持することができるようになっている。なお、各コンクリート供給管１８は、主コンクリート供給管４２から枝分かれして配管されるものであり、主コンクリート供給管４２は、例えばトンネル覆工用型枠１０の内側を経て、後方の既設覆工コンクリート１５の内部に設けられたコンクリートポンプ３６と接続しており（図１参照）、これによってコンクリートがコンクリートポンプ３６から覆工空間１７の各区画４０に圧送供給されるようになっている。
【００２８】
各振動締固め装置１９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棒状バイブレータからなる振動締固め部１９ａと、この振動締固め部１９ａと接続して延設する、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ケーブル部１９ｂとによって構成される、公知のコンクリート用の締固め装置を好ましく用いることができる。ケーブル部１９ｂが補助枠部２３のケーブル挿通孔３４に挿通され、振動締固め部１９ａの基端部分が妻型枠１６の係止孔２７に挿通係止されることにより、各振動締固め装置１９は妻型枠１６及び補助枠部２３によって支持される。また、各振動締固め部１９ａは、その基端部分が妻型枠１６の係止孔２７に挿通係止されることにより、各々覆工空間１７に例えば４００〜５００ｍｍ程度の長さで突出する状態を強固に保持することができるようになっている。
【００２９】
そして、本実施形態によれば、例えば後方のスパンの既設覆工コンクリート１５の打設作業が終了した後に、トンネル覆工用型枠１０を前方に移動して据え付け直し、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに、妻型枠装置２０を、妻型枠１６をトンネル掘進方向Ｘの後方側に、補助枠部２３をトンネル掘進方向Ｘの前方側に配置した状態で、好ましくは仕切板４０の先端を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに当接させてセットする。これによって、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと近接して対向した状態で、妻型枠１６がトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置されることになる。また、妻型枠１６と既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間には、仕切板４０の長さに相当する長さの覆工空間１７が形成されると共に、仕切板４０によって上下に仕切られた各区画４１には、コンクリート供給管１８の先端のコンクリート供給口１８ａと複数の振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとが各々配設されることになる（図１参照）。
【００３０】
このような状態から、コンクリートポンプ３６を稼動し、主コンクリート供給管４２及びコンクリート供給管１８を介して覆工空間１７へコンクリートを圧送供給することにより、覆工空間１７の各区画４１には、コンクリート供給口１８ａを介してコンクリートが充填されてゆくことになる（図２、図３参照）。また、各振動締固め装置１９を駆動することにより、各区画４１に供給充填されたコンクリートは、振動締固め部１９ａによって各々効果的に締固められることになる。
【００３１】
妻型枠装置２０がセットされた状態の覆工空間１７の各区画４１にコンクリートが充填されたら、妻型枠装置２０のトンネル軸方向（掘進方向）Ｘの前方への移動により、既設覆工コンクリート１５から離れる側に妻型枠１６をスライド移動させつつ、容積が増大した覆工空間１７に、妻型枠１６の近傍部分の仕切板４０によって上下に仕切られた各区画４１を経てさらにコンクリートを供給すると共に、供給されたコンクリートを各区画４１の内部で締固めながら、引き続いて覆工空間１７にコンクリートを打設する作業が行われる（図４参照）。
【００３２】
そして、妻型枠装置２０をスライド移動しつつ、妻型枠１６の近傍部分の各区画４１を経てさらにコンクリートを供給すると共に、供給されたコンクリートを締固めながら、妻型枠１６がトンネル覆工用型枠１０の前端部に至るまでコンクリートを打設する（図５参照）。しかる後に、仕切板４０及び振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを覆工空間１７から補助枠部２３の側に引き抜いて撤去することにより（図６参照）、当該トンネル覆工用型枠１０が据え付けられたスパンにおける覆工コンクリート１１の打設作業が終了する。なお、妻型枠装置２０がトンネル覆工用型枠１０の前端部まで移動するのに先立って、トンネル覆工用型枠１０の前方部分に、トンネル覆工用型枠１０からはみ出した部分の妻型枠装置２０を支持するための仮受け台３７を設けておくことが好ましい。
【００３３】
ここで、本実施形態では、妻型枠装置２０のトンネル軸方向Ｘの前方への移動により、既設覆工コンクリート１５から離れる側に妻型枠１６をスライド移動させつつ、容積が増大した覆工空間１７にさらにコンクリートを供給しながら覆工コンクリート１１を打設する工程においては、妻型枠１６の移動による覆工空間１７の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリート１１ａを打設してゆくように、妻型枠１６の移動を管理することができる。すなわち、走行車輪２６に取り付けたエンコーダ等により妻型枠１６の移動量を計測すると共に、コンクリートの供給量を制御して、覆工空間１７の容積の増加量と、コンクリートの供給量とを容易にバランスさせることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、覆工空間１７の内部のコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリート１１ａを打設してゆくように、妻型枠１６の移動を管理することもできる。すなわち、妻型枠１６の補助枠部２３側の面に取り付けた圧力センサー３１によって、覆工空間１７の内部に供給されたコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を計測し、例えばコンクリート圧が０．５Ｎ／ｍｍ2になる前に妻型枠１６を移動させるように妻型枠装置２０及びコンクリートの供給量を制御することが可能になる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、覆工空間１７に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５から離れる側に押し出しながらスライド移動させるようにすることもできる。これによって妻型枠１６の移動の管理をさらに容易に行うことが可能になる。
【００３６】
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又は妻型枠装置２０によれば、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めなが効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、トンネル冠部１３の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことができる。すなわち、本実施形態によれば、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させて妻型枠１６をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６から覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め部１９ａとを周方向に複数配設し、覆工空間１７に供給されたコンクリートを各振動締固め装置１９によって締固めながら、妻型枠１６をスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設するので、周方向に必要数バランズ良く配置された振動締固め部１９ａによって、コンクリート供給口１８ａから供給された直後のコンクリートを妻型枠１６の近傍部分で効果的に締固め固めることが可能になり、これによって、多くの検査窓から人手を介してコンクリ−トを締固める作業を要することなく、所望の品質が得られるように広範囲に亘って効果的に締め固ながら、効率良く覆工コンクリート１１を打設してゆくことが可能になる。また、妻型枠１６のトンネル冠部１３に配置した振動締固め部１９ａによって、側壁部等と同様に、冠部の覆工コンクリ−ト１１を充分に締固めながら打設してゆくことが可能になる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、妻型枠１６から覆工空間１７の内部に延設させて、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０を設け、各区画４１にコンクリート供給口１８ａと振動締固め部１９ａとを配設したので、コンクリート供給口１８ａから供給されたコンクリートを各区画４１の高さ位置に保持しながら締固めてゆくことが可能になり、妻型枠１６の下部に供給されたコンクリート全体の流体圧が負荷されるのを効果的に回避することが可能になると共に、覆工コンクリ−ト１１を全周に亘ってより効果的に且つ均質に締固めて行くことが可能になる。
【００３８】
さらにまた、本実施形態によれば、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに近接配置した状態から、覆工空間１７にコンクリートを供給して打設してゆくので、既設覆工コンクリート１５の近傍部分に空洞が生じ難く、また覆工空間１７に供給されるのと略同時に供給されたコンクリートを振動締固め部１９ｂによって締固めることができるので、高品質の覆工コンクリート１１を得ることが可能になる。また、コンクリート供給口１８ａは、妻型枠１６の移動に伴なって移動するので、打設されたコンクリート自体はほとんど移動することがなく、したがって縞模様のない仕上りのきれいな覆工コンクリート１１を得ることが可能になる。
【００３９】
なお、本発明は上記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いて覆工コンクリートを形成するべく採用することができる。また、妻型枠の上側周縁部分や下端部分にはシール部材を設ける必要は必ずしもない。さらに、上述の構成の妻型枠装置以外の装置や部材を用いて、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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】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３】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４】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５】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６】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７】本発明の好ましい一実施形態に係る妻型枠装置の略示斜視図である。
【図８】（ａ）はコンクリート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示すトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図９】（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。
【符号の説明】
【００４１】
１０ コンクリート覆工用型枠
１０ａ トンネル覆工用型枠の外周面
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
１５ａ 既設覆工コンクリートの端面
１６ 妻型枠
１７ 覆工空間
１８ コンクリート供給管
１８ａ コンクリート供給口
１９ 振動締固め装置
１９ａ 振動締固め装置の振動締固め部
１９ｂ 振動締固め装置のケーブル部
２０ 妻型枠装置
２１ スライド基台
２２ 連結ロッド
２３ 補助枠部
２５ 駆動モータ（スライド移動手段）
２６ 走行車輪（スライド移動手段）
２８ 上側周縁シール部材
２９ 下端シール部材
３０ 地山
３５ 反力用磁石
３６ コンクリートポンプ
４０ 仕切り板
４１ 区画
Ｘ トンネル軸方向（トンネル掘進方向）
【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、及び該覆工コンクリート打設方法において用いる妻型枠装置に関する。
【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、コンクリート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１参照）。コンクリート覆工用型枠５０は、図８（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、設置されたコンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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程度の所定のスパン毎にコンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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、コンクリート覆工用型枠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９（ａ）〜（ｄ）に示すように、設置したコンクリート覆工用型枠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を供給しつつバイブレータ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８参照）の領域に対しては、コンクリート覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ口としてのコンクリート打設孔６０から、コンクリートを吹き上げ方式で打ち込み、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、所定位置にコンクリート覆工用型枠５０を設置した後に、コンクリート覆工用型枠５０と地山との間の覆工空間６１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９（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９（ｂ）参照）と、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打設孔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９（ｃ）参照）と、冠部５９の覆工空間６１における既設覆工コンクリート６２側の部分からコンクリート打設孔６０を介して順次コンクリート５７を流し込み、締固めを行うことなく妻型枠６３までコンクリート５７を充填する工程（図９（ｄ）参照）とによって、覆工コンクリートが打設されることになる。
【特許文献１】特開２００２−１４７１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のようなコンクリート覆工用型枠５０を用いた従来の覆工コンクリートの打設方法では、打設作業の段取り替えが多くなって、効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことが困難である。また、打設されたコンクリ−ト５７を充分に締固めるには、コンクリート覆工用型枠５０の全体に分散させて多くの検査窓５６を設けておき、各検査窓５６から、バイブレータ５８を覆工空間６１内に打設されたコンクリート５７中に埋設挿入しながら作業を行う必要があるため、多くの人手と手間を要することになると共に、局所的な締固めの不足を生じ易い。さらに、冠部５９の覆工コンクリートについては、締固めを行うことが困難であるため、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から集中して冠部５９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冠部５９の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】
本発明は、このような従来の課題に着目してなされたものであり、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことのできるトンネル覆工コンクリート打設方法及び妻型枠装置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】
【０００８】
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の端面と対向させて、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠を、トンネル覆工用型枠の外周面に沿ってトンネル軸方向にスライド可能に配置すると共に、該妻型枠からこれと前記既設覆工コンクリートの端面との間の覆工空間にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを、前記妻型枠の周方向に複数配設し、前記覆工空間に各コンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置によって締固めながら、前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設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。
【０００９】
そして、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記妻型枠から前記覆工空間の内部に横方向に延設させて、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板を設けると共に、各区画にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画にコンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画において振動締固め装置によって締固めながら前記妻型枠をスライド移動させることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記妻型枠の移動による前記覆工空間の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリートを打設することが好ましい。
【００１１】
さらに、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記覆工空間に供給されたコンクリートから前記妻型枠に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリートを打設することが好ましい。
【００１２】
さらにまた、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法は、前記覆工空間に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側に押し出しながらスライド移動させることもできる。
【００１３】
また、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用いる妻型枠装置であって、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、前記トンネル覆工用型枠の外周面に沿って配置される妻型枠と、該妻型枠と連結ロッドを介して連結されて当該妻型枠と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部と、前記妻型枠から前記補助枠部とは反対側に向けて横方向に延設し、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板とからなるスライド基台と、該スライド基台に設けられたスライド移動手段と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において先端のコンクリート供給口が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において振動締固め部が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置とからなる妻型枠装置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、本発明の妻型枠装置は、前記妻型枠の上側周縁部分には地山との間の隙間をシールする上側周縁シール部材が取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法又は妻型枠装置によれば、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めながら効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、冠部の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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〜図６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をトンネル底部のインバートコンクリート（図示せず。）と連続して、或いは連続可能に打設形成してゆく際に、トンネル覆工用型枠１０と、トンネル１２の内周面の吹き付けコンクリートによって覆われる地山３０との間の覆工空間１７に供給されるコンクリートを、充分に締固めながら効率良く打設してゆくための方法として採用されたものである。
【００１７】
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。
【００１８】
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１５の端面１５ａと対向させて、トンネル１２の側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠１６を、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６から当該妻型枠１６と既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間の覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとを、妻型枠１６の周方向に複数配設し、覆工空間１７に各コンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置１９によって締固めながら、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５から離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリート１１を打設するものである。
【００１９】
また、本実施形態では、妻型枠１６から覆工空間１７の内部に横方向に延設させて、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０を設けると共に、各区画４１にコンクリート供給口１８ａと振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画４１にコンクリート供給口１８ａからコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画４１において振動締固め装置１９によって締固めながら妻型枠１６をスライド移動させるようになっている。
【００２０】
ここで、本実施形態では、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させてトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａにスライド可能に配置し、且つ妻型枠１６から覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａ及び振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを周方向に複数配設する手段として、例えば図７に示す妻型枠装置２０が用いられる。
【００２１】
すなわち、図７に示す本実施形態の妻型枠装置２０は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート１１を形成するトンネル覆工コンクリート打設方法において用いる型枠装置であって、トンネル１２の側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿って配置される妻型枠１６と、この妻型枠１６と連結ロッド２２を介して連結されて当該妻型枠１６と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部２３と、妻型枠１６から補助枠部２３とは反対側に向けて横方向に延設し、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０とからなるスライド基台２１と、このスライド基台２１に設けられたスライド移動手段としての駆動モータ２５及び走行車輪２６と、妻型枠１６及び補助枠部２３に支持されて、仕切板４０によって仕切られた各区画４１において先端のコンクリート供給口１８ａが妻型枠１６の補助枠部２３とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管１８と、妻型枠１６及び補助枠部２３に支持されて、仕切板４０によって仕切られた各区画４１において振動締固め部１９ａが妻型枠１６の補助枠部２３とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置１９とによって構成される。
【００２２】
スライド基台２１を構成する妻型枠１６は、覆工コンクリート１１の厚さに相当する幅を有する金属製や合成樹脂製の帯状のプレート部材を、トンネル覆工用型枠１０の湾曲した外周面１０ａの形状に沿うようにアーチ状に湾曲させて形成される。また、妻型枠１６には、周方向に所定の間隔をおいてコンクリート供給管１８の先端部分を嵌着させるための供給管取付け孔２４が複数開口形成されると共に、各供給管取付け孔２４を挟んだ両側には、各々所定間隔をおいて、振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを着脱可能に挿通係止するための係止孔２７が複数開口形成されている。さらに、妻型枠１６の補助枠部２３側の面には、妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する複数の連結ロッド２２の一端部が接合固定されている。
【００２３】
また、本実施形態によれば、妻型枠１６の上側周縁部分には、内周面が吹付けコンクリートによって覆われたトンネル掘削後の地山３０（図１参照）との間の隙間をシールする例えばゴム板、ゴムチューブ等からなる上側周縁シール部材２８が取り付けられている。また、妻型枠１６の下端部分には、例えばトンネル１２の底盤やインバートコンクリートとの間の隙間をシールする例えばゴム板、ゴムチューブ等からなる下端シール部材２９が取り付けられている。これらのシール部材２８，２９が設けられていることにより、覆工空間１７にコンクリートが供給打設された際に、覆工空間１７から補助枠部２３側にコンクリートが漏れ出るのを効果的に回避することが可能になる。なお、妻型枠１６の下側周縁部分に、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａとの間の隙間をシールする下側周縁シール部材をさらに設けておくこともできる。また、妻型枠１６の補助枠部２３側の面に、覆工空間１７の内部に供給されたコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を計測する圧力センサー３１や締切り板４２を取り付けておくこともできる。
【００２４】
スライド基台２１を構成する補助枠部２３は、好ましくは妻型枠１６よりも一回り小さな金属製や合成樹脂製の帯状のプレート部材を、トンネル覆工用型枠１０の湾曲した外周面１０ａの形状に沿うようにアーチ状に湾曲させて形成され、好ましくはトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａから浮かせた状態で配置されるようになっている。また、補助枠部２３の妻型枠１６側の面には、妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する連結ロッド２２の他端部が接合固定され、これによって補助枠部２３は、妻型枠１６と例えば１ｍ程度の間隔をおいて対向配置される。さらに、補助枠部２３には、周方向に所定の間隔をおいてコンクリート供給管１８を挿通させるための供給管挿通孔３２が開口形成されると共に、各供給管挿通孔３２を挟んだ両側には、各々所定間隔をおいて、振動締固め装置１９のケーブル部１９ｂや駆動モータ２５への動力ケーブル３３を挿通するためのケーブル挿通孔３４が複数開口形成されている。なお、図７においては、振動締固め装置１９のケーブル部１９ｂは、ケーブル挿通孔３４から先の部分を省略して描かれている。
【００２５】
妻型枠１６と補助枠部２３とを連結一体化する連結ロッド２２は、金属製や合成樹脂製の棒状部材であって、本実施形態では、一対の連結ロッド２２が一組となって、周方向に所定の間隔をおいて複数組設けられている。また、各一対の連結ロッド２２は、スライド移動手段としての駆動モータ２５や走行車輪２６を設置するための取付け台としても機能し、走行車輪２６の車軸２６ａを回転可能に支持すると共に、駆動モータ２５をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａから浮かせた状態で保持固定する。さらに、連結ロッド２２には、反力用磁石３５が取り付けられており、連結ロッド２２がトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに吸引される方向に磁力を作用させることにより、走行車輪２６とトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａとの間の摩擦力を高めて、スライド基台２１をスライド移動させる際に走行車輪２６がスリップするのを効果的に防止できるようになっている。
【００２６】
スライド基台２１を構成する仕切板４０は、金属製や合成樹脂製の縦長矩形平面形状の板状部材からなり、例えばその一端部が妻型枠１６の嵌込みスリット４３に嵌め込まれるように装着されて、補助枠部２３の側に引き抜き可能に接合一体化される。また仕切板４０は、上下の面を略水平にした状態で、妻型枠１６から補助枠部２３とは反対側に例えば０．８〜１．０ｍ程度の長さで張り出して、周方向に所定の間隔をおいて複数設けられる。各仕切板４０は、各高さ位置において覆工空間１７を水平に切断した際の切断面の幅と同様の幅を有しており、妻型枠１６の近傍部分における覆工空間１７を上下に仕切って、例えばトンネル冠部（クラウン部）１３、アーチ肩部、アーチ側部、側壁部等として複数の区画４１を形成する。また本実施形態では、各区画４０の最も高い部分にコンクリート供給口１８ａが開口すると共に、各区画４０に所定の間隔をおいて分散配置されて、複数の振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａが各々設けられている。
【００２７】
コンクリート供給管１８は、例えば内径が１００ｍｍ程度の大きさの金属製のフレキシブルな配管部材であって、補助枠部２３の供給管挿通孔３２及び妻型枠１６の供給管取付け孔２４の両者に各々挿通されることにより、妻型枠１６及び補助枠部２３によって支持される。また、先端部分が妻型枠１６の供給管取付け孔２４に嵌着されて、補助枠部２３とは反対側に僅かに突出した状態で係止されることにより、先端のコンクリート供給口１８ａが補助枠部２３とは反対側の覆工空間１７に臨んで開口する状態を強固に保持することができるようになっている。なお、各コンクリート供給管１８は、主コンクリート供給管４２から枝分かれして配管されるものであり、主コンクリート供給管４２は、例えばトンネル覆工用型枠１０の内側を経て、後方の既設覆工コンクリート１５の内部に設けられたコンクリートポンプ３６と接続しており（図１参照）、これによってコンクリートがコンクリートポンプ３６から覆工空間１７の各区画４０に圧送供給されるようになっている。
【００２８】
各振動締固め装置１９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棒状バイブレータからなる振動締固め部１９ａと、この振動締固め部１９ａと接続して延設する、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ケーブル部１９ｂとによって構成される、公知のコンクリート用の締固め装置を好ましく用いることができる。ケーブル部１９ｂが補助枠部２３のケーブル挿通孔３４に挿通され、振動締固め部１９ａの基端部分が妻型枠１６の係止孔２７に挿通係止されることにより、各振動締固め装置１９は妻型枠１６及び補助枠部２３によって支持される。また、各振動締固め部１９ａは、その基端部分が妻型枠１６の係止孔２７に挿通係止されることにより、各々覆工空間１７に例えば４００〜５００ｍｍ程度の長さで突出する状態を強固に保持することができるようになっている。
【００２９】
そして、本実施形態によれば、例えば後方のスパンの既設覆工コンクリート１５の打設作業が終了した後に、トンネル覆工用型枠１０を前方に移動して据え付け直し、トンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに、妻型枠装置２０を、妻型枠１６をトンネル掘進方向Ｘの後方側に、補助枠部２３をトンネル掘進方向Ｘの前方側に配置した状態で、好ましくは仕切板４０の先端を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに当接させてセットする。これによって、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと近接して対向した状態で、妻型枠１６がトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置されることになる。また、妻型枠１６と既設覆工コンクリート１５の端面１５ａとの間には、仕切板４０の長さに相当する長さの覆工空間１７が形成されると共に、仕切板４０によって上下に仕切られた各区画４１には、コンクリート供給管１８の先端のコンクリート供給口１８ａと複数の振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａとが各々配設されることになる（図１参照）。
【００３０】
このような状態から、コンクリートポンプ３６を稼動し、主コンクリート供給管４２及びコンクリート供給管１８を介して覆工空間１７へコンクリートを圧送供給することにより、覆工空間１７の各区画４１には、コンクリート供給口１８ａを介してコンクリートが充填されてゆくことになる（図２、図３参照）。また、各振動締固め装置１９を駆動することにより、各区画４１に供給充填されたコンクリートは、振動締固め部１９ａによって各々効果的に締固められることになる。
【００３１】
妻型枠装置２０がセットされた状態の覆工空間１７の各区画４１にコンクリートが充填されたら、妻型枠装置２０のトンネル軸方向（掘進方向）Ｘの前方への移動により、既設覆工コンクリート１５から離れる側に妻型枠１６をスライド移動させつつ、容積が増大した覆工空間１７に、妻型枠１６の近傍部分の仕切板４０によって上下に仕切られた各区画４１を経てさらにコンクリートを供給すると共に、供給されたコンクリートを各区画４１の内部で締固めながら、引き続いて覆工空間１７にコンクリートを打設する作業が行われる（図４参照）。
【００３２】
そして、妻型枠装置２０をスライド移動しつつ、妻型枠１６の近傍部分の各区画４１を経てさらにコンクリートを供給すると共に、供給されたコンクリートを締固めながら、妻型枠１６がトンネル覆工用型枠１０の前端部に至るまでコンクリートを打設する（図５参照）。しかる後に、仕切板４０及び振動締固め装置１９の振動締固め部１９ａを覆工空間１７から補助枠部２３の側に引き抜いて撤去することにより（図６参照）、当該トンネル覆工用型枠１０が据え付けられたスパンにおける覆工コンクリート１１の打設作業が終了する。なお、妻型枠装置２０がトンネル覆工用型枠１０の前端部まで移動するのに先立って、トンネル覆工用型枠１０の前方部分に、トンネル覆工用型枠１０からはみ出した部分の妻型枠装置２０を支持するための仮受け台３７を設けておくことが好ましい。
【００３３】
ここで、本実施形態では、妻型枠装置２０のトンネル軸方向Ｘの前方への移動により、既設覆工コンクリート１５から離れる側に妻型枠１６をスライド移動させつつ、容積が増大した覆工空間１７にさらにコンクリートを供給しながら覆工コンクリート１１を打設する工程においては、妻型枠１６の移動による覆工空間１７の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリート１１ａを打設してゆくように、妻型枠１６の移動を管理することができる。すなわち、走行車輪２６に取り付けたエンコーダ等により妻型枠１６の移動量を計測すると共に、コンクリートの供給量を制御して、覆工空間１７の容積の増加量と、コンクリートの供給量とを容易にバランスさせることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、覆工空間１７の内部のコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリート１１ａを打設してゆくように、妻型枠１６の移動を管理することもできる。すなわち、妻型枠１６の補助枠部２３側の面に取り付けた圧力センサー３１によって、覆工空間１７の内部に供給されたコンクリートから妻型枠１６に負荷されるコンクリート圧を計測し、例えばコンクリート圧が０．５Ｎ／ｍｍ2になる前に妻型枠１６を移動させるように妻型枠装置２０及びコンクリートの供給量を制御することが可能になる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、覆工空間１７に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５から離れる側に押し出しながらスライド移動させるようにすることもできる。これによって妻型枠１６の移動の管理をさらに容易に行うことが可能になる。
【００３６】
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又は妻型枠装置２０によれば、多くの人手と手間を要することなく、供給されたコンクリ−トを充分に締固めなが効率良く覆工コンクリートを打設してゆくことができると共に、トンネル冠部１３の覆工コンクリートも効果的に締め固ながら打設してゆくことができる。すなわち、本実施形態によれば、既設覆工コンクリート１５の端面１５ａと対向させて妻型枠１６をトンネル覆工用型枠１０の外周面１０ａに沿ってトンネル軸方向Ｘにスライド可能に配置すると共に、妻型枠１６から覆工空間１７にコンクリート供給口１８ａと振動締固め部１９ａとを周方向に複数配設し、覆工空間１７に供給されたコンクリートを各振動締固め装置１９によって締固めながら、妻型枠１６をスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設するので、周方向に必要数バランズ良く配置された振動締固め部１９ａによって、コンクリート供給口１８ａから供給された直後のコンクリートを妻型枠１６の近傍部分で効果的に締固め固めることが可能になり、これによって、多くの検査窓から人手を介してコンクリ−トを締固める作業を要することなく、所望の品質が得られるように広範囲に亘って効果的に締め固ながら、効率良く覆工コンクリート１１を打設してゆくことが可能になる。また、妻型枠１６のトンネル冠部１３に配置した振動締固め部１９ａによって、側壁部等と同様に、冠部の覆工コンクリ−ト１１を充分に締固めながら打設してゆくことが可能になる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、妻型枠１６から覆工空間１７の内部に延設させて、妻型枠１６の近傍部分の覆工空間１７を周方向に複数の区画４１に仕切る仕切板４０を設け、各区画４１にコンクリート供給口１８ａと振動締固め部１９ａとを配設したので、コンクリート供給口１８ａから供給されたコンクリートを各区画４１の高さ位置に保持しながら締固めてゆくことが可能になり、妻型枠１６の下部に供給されたコンクリート全体の流体圧が負荷されるのを効果的に回避することが可能になると共に、覆工コンクリ−ト１１を全周に亘ってより効果的に且つ均質に締固めて行くことが可能になる。
【００３８】
さらにまた、本実施形態によれば、妻型枠１６を既設覆工コンクリート１５の端面１５ａに近接配置した状態から、覆工空間１７にコンクリートを供給して打設してゆくので、既設覆工コンクリート１５の近傍部分に空洞が生じ難く、また覆工空間１７に供給されるのと略同時に供給されたコンクリートを振動締固め部１９ｂによって締固めることができるので、高品質の覆工コンクリート１１を得ることが可能になる。また、コンクリート供給口１８ａは、妻型枠１６の移動に伴なって移動するので、打設されたコンクリート自体はほとんど移動することがなく、したがって縞模様のない仕上りのきれいな覆工コンクリート１１を得ることが可能になる。
【００３９】
なお、本発明は上記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いて覆工コンクリートを形成するべく採用することができる。また、妻型枠の上側周縁部分や下端部分にはシール部材を設ける必要は必ずしもない。さらに、上述の構成の妻型枠装置以外の装置や部材を用いて、本発明のトンネル覆工コンクリート打設方法に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】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】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３】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４】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５】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６】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７】本発明の好ましい一実施形態に係る妻型枠装置の略示斜視図である。
【図８】（ａ）はコンクリート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示すトンネル軸方向から見た断面図、（ｂ）は同側面図である。
【図９】（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。
【符号の説明】
【００４１】
１０ コンクリート覆工用型枠
１０ａ トンネル覆工用型枠の外周面
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
１５ａ 既設覆工コンクリートの端面
１６ 妻型枠
１７ 覆工空間
１８ コンクリート供給管
１８ａ コンクリート供給口
１９ 振動締固め装置
１９ａ 振動締固め装置の振動締固め部
１９ｂ 振動締固め装置のケーブル部
２０ 妻型枠装置
２１ スライド基台
２２ 連結ロッド
２３ 補助枠部
２５ 駆動モータ（スライド移動手段）
２６ 走行車輪（スライド移動手段）
２８ 上側周縁シール部材
２９ 下端シール部材
３０ 地山
３５ 反力用磁石
３６ コンクリートポンプ
４０ 仕切り板
４１ 区画
Ｘ トンネル軸方向（トンネル掘進方向）
【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の端面と対向させて、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠を、トンネル覆工用型枠の外周面に沿ってトンネル軸方向にスライド可能に配置すると共に、該妻型枠からこれと前記既設覆工コンクリートの端面との間の覆工空間にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを、前記妻型枠の周方向に複数配設し、
前記覆工空間に各コンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置によって締固めながら、前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設するトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記妻型枠から前記覆工空間の内部に横方向に延設させて、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板を設けると共に、各区画にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画にコンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画において振動締固め装置によって締固めながら前記妻型枠をスライド移動させる請求項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】
前記妻型枠の移動による前記覆工空間の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリートを打設する請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項４】
前記覆工空間に供給されたコンクリートから前記妻型枠に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリートを打設する請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項５】
前記覆工空間に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側に押し出しながらスライド移動させる請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項６】
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用いる妻型枠装置であって、
トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、前記トンネル覆工用型枠の外周面に沿って配置される妻型枠と、該妻型枠と連結ロッドを介して連結されて当該妻型枠と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部と、前記妻型枠から前記補助枠部とは反対側に向けて横方向に延設し、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板とからなるスライド基台と、該スライド基台に設けられたスライド移動手段と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において先端のコンクリート供給口が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において振動締固め部が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置とからなる妻型枠装置。
【請求項７】
前記妻型枠の上側周縁部分には地山との間の隙間をシールする上側周縁シール部材が取り付けられている請求項６に記載の妻型枠装置。
【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の端面と対向させて、トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備える妻型枠を、トンネル覆工用型枠の外周面に沿ってトンネル軸方向にスライド可能に配置すると共に、該妻型枠からこれと前記既設覆工コンクリートの端面との間の覆工空間にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを、前記妻型枠の周方向に複数配設し、
前記覆工空間に各コンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各振動締固め装置によって締固めながら、前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側にスライド移動させつつ覆工コンクリートを打設するトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項２】
前記妻型枠から前記覆工空間の内部に横方向に延設させて、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板を設けると共に、各区画にコンクリート供給口と振動締固め装置の振動締固め部とを少なくとも一箇所ずつ配設し、各区画にコンクリート供給口からコンクリートを供給し、供給されたコンクリートを各区画において振動締固め装置によって締固めながら前記妻型枠をスライド移動させる請求項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】
前記妻型枠の移動による前記覆工空間の容積の増加量と、コンクリートの供給量とをバランスさせながら覆工コンクリートを打設する請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項４】
前記覆工空間に供給されたコンクリートから前記妻型枠に負荷されるコンクリート圧を略一定に保持しながら覆工コンクリートを打設する請求項１又は２に記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項５】
前記覆工空間に加圧供給されるコンクリートからの圧力によって前記妻型枠を前記既設覆工コンクリートから離れる側に押し出しながらスライド移動させる請求項１〜４のいずれかに記載のトンネル覆工コンクリート打設方法。
【請求項６】
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用いる妻型枠装置であって、
トンネルの側部及び上部の覆工断面形状に合致する形状を備え、前記トンネル覆工用型枠の外周面に沿って配置される妻型枠と、該妻型枠と連結ロッドを介して連結されて当該妻型枠と所定の間隔をおいて対向配置される補助枠部と、前記妻型枠から前記補助枠部とは反対側に向けて横方向に延設し、前記妻型枠の近傍部分の覆工空間を周方向に複数の区画に仕切る仕切板とからなるスライド基台と、該スライド基台に設けられたスライド移動手段と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において先端のコンクリート供給口が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々開口する複数のコンクリート供給管と、前記妻型枠及び前記補助枠部に支持されて、前記仕切板によって仕切られた各区画において振動締固め部が前記妻型枠の前記補助枠部とは反対側に各々突出配置される複数の振動締固め装置とからなる妻型枠装置。
【請求項７】
前記妻型枠の上側周縁部分には地山との間の隙間をシールする上側周縁シール部材が取り付けられている請求項６に記載の妻型枠装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１３８５９２（Ｐ２００７−１３８５９２Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３４８３７（Ｐ２００５−３３４８３７）
【出願日】平成１７年１１月１８日（２００５．１１．１８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１８日（２００５．１１．１８）
【出願人】（０００１４０２９２）株式会社奥村組 (469)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]