覆工コンクリートの強度推定装置、システム及び方法
【課題】 現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定できるようにする。
【解決手段】 本発明は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートＣの積算温度Ｍに基づいて、覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度Ｆを推定する装置８０に関する。この装置８０は、積算温度Ｍと圧縮強度Ｆとの関係式Ａｉを、覆工コンクリートＣに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部９２と、覆工コンクリートＣの打設時の初期温度を取得する第１取得部（表示部９１）と、覆工コンクリートＣの養生中の内部温度を取得する第２取得部（通信部９０）と、取得された初期温度に基づいて使用する関係式Ａｉを決定し、取得された内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの積算温度Ｍを、決定した関係式Ａｉに適用して圧縮強度Ｆを算出する制御部９３と、を備える。
【解決手段】 本発明は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートＣの積算温度Ｍに基づいて、覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度Ｆを推定する装置８０に関する。この装置８０は、積算温度Ｍと圧縮強度Ｆとの関係式Ａｉを、覆工コンクリートＣに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部９２と、覆工コンクリートＣの打設時の初期温度を取得する第１取得部（表示部９１）と、覆工コンクリートＣの養生中の内部温度を取得する第２取得部（通信部９０）と、取得された初期温度に基づいて使用する関係式Ａｉを決定し、取得された内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの積算温度Ｍを、決定した関係式Ａｉに適用して圧縮強度Ｆを算出する制御部９３と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内壁面を構成する覆工コンクリートの強度推定装置と、この装置を構成要素に含む強度推定システムと、その装置が行う強度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの内面をコンクリートで覆工する場合、例えば山岳トンネルにおいては、トンネル長手方向に移動可能なスライドセントル（以下、「セントル」ともいう。）に設けられたアーチ型の型枠を用いて、坑口から切羽側に向かって所定のスパンごとに覆工コンクリートの打設を行う。
この覆工コンクリートは、打設後に所定期間（例えば、１６時間程度）をおいて脱型する工程になることが多いが、セントル脱型時の初期材齢のコンクリート強度（圧縮強度）は約１〜２Ｎ／ｍｍ２以上が必要とされている。
【０００３】
かかる覆工コンクリートの圧縮強度は、覆工現場と同じ配合である標準養生又は現場養生を行った供試体の圧縮強度から推定するのが通常であるが、いずれの養生方法を採用するかによって推定値が大きく異なり、実際の覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定できないという欠点がある。
そこで、覆工コンクリートの硬化時と同じ温度履歴を与えた供試体の積算温度と圧縮強度との関係により、覆工コンクリートの圧縮強度をより正確に推定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、実際の施工現場においては、覆工コンクリートを打設する際の生コンの初期温度が、その施工箇所、施工時期（季節）及び天候などに応じて、概ね１０〜３０°Ｃの範囲で大きく変化するのが現状である。
例えば、冬季では、現場到着時の生コンの温度が１０°Ｃ以下の場合があり、セントル脱型時の初期強度が不足がちになり、逆に、夏季では、現場到着時の生コン温度が２５°Ｃ程度の場合が多く、セントル脱型時の初期強度が充分であることが多い。
【０００６】
このように、施工現場に到着する生コンの初期温度が大きく異なると、一律の初期温度の生コンに所定の温度履歴を与えた供試体を利用した圧縮強度の推定が成立しなくなるので、実際の覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができない。
このため、特許文献１に記載の推定方法を、例えば山岳トンネルの覆工コンクリートの施工現場に適用しても、初期材齢の圧縮強度が不足することがあり、この場合、脱型時点でセントルの型枠にコンクリートの表層部が付着したり、酷い場合には一部が崩落したりする恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１） 本発明の強度推定装置は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する装置であって、前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部と、前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得する第１取得部と、前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得する第２取得部と、取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の強度推定装置は、記憶部が、積算温度と圧縮強度との関係式を覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶しており、制御部が、取得された初期温度に基づいて使用する関係式を決定し、取得された養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの積算温度を、決定した関係式に適用して圧縮強度を算出するので、覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度に対応する適切な関係式により、覆工コンクリートの圧縮強度を算出することができる。
このため、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができる。
【００１０】
（２） 本発明の強度推定装置において、前記制御部は、トンネル長手方向に隣接する複数スパンの前記覆工コンクリートごとの前記圧縮強度の算出処理を、並列的に実行可能であることが好ましい。
この場合、各スパンの覆工コンクリートごとに算出された圧縮強度をそれぞれ個別に得ることができるので、複数覆工コンクリートの品質管理を同時並行で行うことができる。
【００１１】
（３） また、本発明の強度推定装置において、並列的に実行された前記算出処理によって得られた各スパンでの前記圧縮強度をすべて表示可能な表示部を更に設けるようにすれば、各スパンの覆工コンクリートが正常に養生できているか否かを、当該表示部を有する１台の強度推定装置にて集中的に管理することができる。
【００１２】
（４） 本発明の強度推定装置において、前記表示部は、次の（ａ）又は（ｂ）若しくは双方の表示モードを実行可能であることが好ましい。
（ａ）所定時間ごとの前記圧縮強度をテーブル化して画面表示する第１表示モード
（ｂ）所定時間ごとの前記圧縮強度をグラフ化して画面表示する第２表示モード
この場合、所定時間（例えば、１時間）ごとの圧縮強度が画面表示されるので、仮に覆工コンクリート圧縮強度に何らかの異常が生じた場合には、その異常がどの時点で発生したかを即座に察知することができる。
【００１３】
（５） 本発明の強度推定システムは、前記内部温度を計測する温度センサを有する測定装置と、本発明の強度推定装置とを備えたシステムであって、前記測定装置は、前記温度センサの検出信号を外部に送信する無線送信機を有し、前記強度推定装置の前記第２取得部は、送信された前記検出信号を受信する無線受信機よりなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の強度推定システムによれば、無線受信機よりなる第２取得部が無線信号によって温度センサの検出信号を取得するので、測定装置と強度推定装置とを通信ケーブルで接続する必要がない。
このため、セントルやその他の養生装置の内部で複雑な通信ケーブルの配線を行う必要がなく、強度推定システムをより簡便に構築できるという利点がある。
【００１５】
（６） 本発明の強度推定システムにおいて、前記温度センサは、前記無線送信機に検出信号を送るための通信ケーブルを接続可能な、前記覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるケーブルカプラを有することが好ましい。
この場合、上記ケーブルカプラが覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるので、通信ケーブルを抜き取った場合にケーブルカプラが覆工コンクリートの内面から突出しない。
【００１６】
このため、例えば、セントル脱型後の覆工コンクリートに加熱や保湿のための養生装置を更にセットする養生システムを採用する場合に、その養生装置を所定スパンの覆工コンクリートに移動する前に通信ケーブルを抜き取ることにより、測定装置が養生装置の移動の妨げになることがなく、養生装置の移動作業が簡便になる。
【００１７】
（７） 本発明の強度推定方法は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する方法であって、前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶するステップと、前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得するステップと、前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得するステップと、取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を選択し、取得された前記養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、選択した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の通り、本発明の強度推定方法は、本発明の強度推定装置と実質同一の技術的特徴とを有する方法発明であって、本発明の強度推定装置と同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明した通り、本発明によれば、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】覆工コンクリートの構築システムの全体構成図である。
【図２】スライドセントルの正面図である。
【図３】スライドセントルの側面図である。
【図４】養生装置の正面図である。
【図５】養生装置の被覆構造体の側面図である。
【図６】外面パネル及び保湿養生層を拡大して示す断面図である。
【図７】覆工コンクリートの打設及び養生作業の作業手順を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る覆工コンクリートの強度推定システムの全体構成図である。
【図９】強度推定装置の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】強度推定装置の制御部が行う処理のフローチャートである。
【図１１】強度推定装置の表示部による出力表示例を示す図であり、（ａ）は第１表示モードの出力画面、（ｂ）は第２表示モードの出力画面である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔構築システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る覆工コンクリートの構築システムの全体構成図である。図１において、この構築システムは、一次覆工されたトンネルＴの内周面に対して、二次覆工コンクリートＣを構築するためのシステムであり、二次覆工コンクリートＣを打設するための移動式のスライドセントル１と、このセントル１にて打設された二次覆工コンクリートＣ（以下、単に「覆工コンクリートＣ」ともいう。）の養生を行うための複数の養生装置１０とを備えている。
【００２２】
なお、本明細書では、覆工コンクリートＣを打設してからその養生が完了するまでを「覆工コンクリートの構築」と呼ぶ。
セントル１及び養生装置１０は、トンネルＴ内の地面に敷設されたレールＲ上を走行可能である。セントル１は、坑口側（図１の左側）から切羽側（図１の右側）に向かって所定のスパンに順にセットされ、覆工コンクリートＣの打設空間Ｄ（図３参照）を形成する。養生装置１０は、セントル１でのコンクリート打設が完了してから所定時間（例えば、１６時間）経過後にセントル１が脱型されたスパンにセットされ、脱型後の覆工コンクリートＣに対して加温ないし湿潤養生を行う。
【００２３】
〔スライドセントルの構成〕
図２は、スライドセントル１の正面図であり、図３は、その側面図である。
図２及び図３に示すように、セントル１は、トンネルＴ内を走行可能な門型台車２と、覆工コンクリートＣの内周面を成型するための堰板となる型枠３とを備えている。
門型台車２は、基台部２ａと、この基台部２ａを支持する支柱２ｂとを備える。支柱２ｂの下端には敷設されたレールＲに係合する車輪２ｃが設けられており、この車輪２ｃがレールＲに沿って転動することで、門型台車２がトンネルＴ内を走行する。
【００２４】
型枠３は、複数の円弧状の型枠ピース３ａをトンネルＴの延長方向に繋ぐことで構成されており、トンネルＴの内周面ｔ１にほぼ沿う断面円弧状に形成されている。型枠３は、所定スパンの範囲でトンネルＴの内周面ｔ１に対して間隔を空けて覆うようにセットされ、これにより、型枠３の外周面３ｂとトンネルＴの内周面ｔ１との間に、覆工コンクリートＣが充填される打設空間Ｄが形成される。
【００２５】
型枠３は、トンネルＴの天端部分を構成する天端部３ｃと、この天端部３ｃの両端に回動可能に連結された側板部３ｄと、側板部３ｄの下端に回動可能に連結された下端部３ｅとを備えている。
天端部３ｃは、門型台車２の基台部２ａ上に設けられた複数のジャッキ４により上下方向に昇降可能に支持されている。また、天端部３ｃには、打設空間Ｄに生コンを流し込むための複数の打設口（図示せず）が形成されており、この打設口から圧送される生コンクリートが打設空間Ｄに流し込まれる。
【００２６】
側板部３ｄは、支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ５によって門型台車２に連結されており、このジャッキ５を伸縮させることによって幅方向への回動が可能となっている。この側板部３ｄにも、複数の上記打設口（図示せず）が形成されている。
下端部３ｅも、側板部３ｄと同様に、支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ６によって門型台車２に連結されており、このジャッキ６の伸縮によって内外方向への回動が可能である。
【００２７】
このように、型枠３は、基台部２ａの上面及び支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ４，５，６によって門型台車２に支持され、各ジャッキ４，５，６を伸縮させることにより、型枠３全体を門型台車２に対して昇降可能でかつ幅寸法の調整が可能となっている。
また、本実施形態のスライドセントル１は、型枠３及び型枠３の内部空間を加温するためのヒータユニット７を備えている。
【００２８】
このヒータユニット７は、温度設定等の温度制御を総括的に行う制御部７ａと、セントル１内の適所に配置された複数の加温部７ｂとを備えており、制御部７ａで所定温度に加温したオイルを、各々の加温部７ｂに循環供給して加温するいわゆるオイルヒータが採用されている。
各々の加温部７ｂは、制御部７ａとの間でオイルを循環させるための油圧配管７ｃで接続されており、基台部２ａの上面や、門型台車２の側面に設けられた支持部材８等に配置されている。
【００２９】
制御部７ａは、型枠３の内周面の適所に配置された複数の温度計７ｄと接続され、この温度計７ｄによる検出温度に基づいて、各加温部７ｂに供給する油量をフィードバック制御するように構成されている。
すなわち、温度計７ｄは、セントル１内の型枠温度を検出するものであり、制御部７ａは、温度計７ｄでの検出温度に基づいて型枠３が所定の設定温度となるように各加温部７ｂにおける加温量を制御する。
【００３０】
このように、本実施形態のスライドセントル１では、上記ヒータユニット７によって型枠３及び型枠３の内部空間を加温することにより、打設空間Ｄに打設された材齢が若い未硬化の覆工コンクリートＣを加温養生できるようになっている。
【００３１】
〔養生装置の構成〕
図４は、養生装置１０の正面図であり、図５は、養生装置１０の被覆構造体１２の側面図である。
図４及び図５に示すように、養生装置１０は、トンネルＴ内を走行可能な移動架台１１と、この移動架台１１に搭載された被覆構造体１２と、この被覆構造体１２の外周面に設けられた保湿養生層１３とを備えている。
【００３２】
移動架台１１は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の下部柱部材５０、上部柱部材５１、横梁部材５２、縦梁部材５３などの長尺部材を、トンネル幅方向およびトンネル延長方向に枠組みすることによって構成されている。
移動架台１１の下端部には、前後左右の４箇所に車輪ユニット５４が設けられ、この車輪ユニット５４は前後一対の車輪５５を備える。車輪ユニット５４上には下部柱部材５０が立設され、前後の車輪ユニット５４は長手方向に延びる連結部材５６にて相互に連結されている。下部柱部材５０は、入れ子構造によって上下に伸縮自在であり、ジャッキ機構５７によって高さ調整することができる。
【００３３】
図４に示すように、縦梁部材５３は左右方向に３本並設され、その中央の縦梁部材５３には、前後方向に複数本の上部柱部材５１が立設されている。そして、この上部柱部材５１の頂部に被覆構造体１２が取り付けられている。
被覆構造体１２は、覆工コンクリートＣの内周面にほぼ沿う円弧状を呈する、前後方向に並設された複数の外枠部材５８と、外枠部材５８の内周側に沿って左右方向に並設された、前後方向に延びる複数の連結部材５９と、外枠部材５８の外周側に取り付けられた外面パネル２０とを備えている。
【００３４】
複数の外枠部材５８及び連結部材５９は、その交点部分を相互に連結することにより、断面円弧状とされた被覆構造体１２の骨組みを構成している。
外枠部材５８は、可撓性を有する長尺棒材、例えば、高強度、高靱性、高弾性を有するガラス繊維強化プラスチックにより形成されている。また、連結部材５９は、長尺の円管パイプ材から形成されている。外枠部材５８は、無負荷の状態ではほぼ直線状であり、移動架台１１に設けられた支持部材６０，６１によってトンネル内周面にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲（弾性変形）されている。
【００３５】
支持部材６０は伸縮可能なロッド部材からなり、ターンバックル式等の調整部６０ａにより長さを調整することによって外枠部材５８の上部側の湾曲度合いを調整することが可能となっている。
また、支持部材６１は、長さ調整可能なワイヤー部材からなり、巻き取り式等の調整部６１ａによる長さ調整により、外枠部材５８の下部側の湾曲度合いを調整可能となっている。なお、支持部材６０をワイヤー部材によって構成したり、支持部材６１をロッド部材によって構成したりすることも可能である。
【００３６】
外枠部材５８は、覆工コンクリートＣの内周面に沿って弾性変形させれば足りるので、被覆構造体１２を非常に安価に製造することができる。また、支持部材６０，６１を長さ調整することによって外枠部材５８の湾曲度合いを調整することができるので、覆工コンクリートＣの内径寸法の誤差に対応することもできる。
また、支持部材６０，６１の長さ調整を行って外枠部材５８の曲率半径を変更すれば、内径寸法が異なる複数種のトンネル施工に対応することが可能となる。
【００３７】
図６は、外面パネル２０及び保湿養生層１３を拡大して示す断面図である。
図６に示すように、本実施形態の外面パネル２０は、外枠部材５８の外周面沿って多数の凹凸を並べてなるキーストンプレートや、波板等によって構成されている。この外面パネル２０は、トンネル延長方向に並設された複数の外枠部材５８に亘ってその外周側全体を覆っている。
【００３８】
保湿養生層１３は、外面パネル２０の外周面に貼り付けられた内側層２１と、この内側層２１の外周面に積層された保湿マット２２と、内側層２１と保湿マット２２との間に介在して配置されているヒータ部材２６とにより構成されている。
内側層２１は、独立気泡又は連続気泡等の空隙を内部に有するスポンジ等の発泡部材からなり、弾力性を有している。また、内側層２１は、被覆構造体１２の外周面とトンネルＴの内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
【００３９】
保湿マット２２は、水分を吸収可能であるとともに吸収した水分を保持可能であり、従来公知のものを使用することができる。例えば、市販のコンクリート保湿養生用マットである「アクアマット」（早川ゴム株式会社製）や、特開２００２−８１２１０号公報に開示されたコンクリート養生シートを使用することができる。
この保湿マット２２は、不織布等からなる基材２３の内部や表面に複数の保水材２４を点在させ、基材２３の背面側（内側層２１側）をポリエチレンフィルム等の不透水フィルム２５で覆ったものである。保水材２４としては、ウレタン等のポリマーに高分子吸収材を包含させたものを使用することができる。
【００４０】
保湿マット２２は、コンクリートの材齢３週間においても８０％以上の湿度を維持することができる性能を備え、５日程度を要する覆工コンクリートＣの養生にも十分な保湿性能を有している。
ヒータ部材２６は、シート状に形成された面状発熱体であり、通電することにより発熱し、覆工コンクリートＣを内周側から加温できる。ヒータ部材２６は、内側層２１と保湿マット２２との間に介在され、保湿養生層１３のほぼ全域に亘って配置されている。
【００４１】
このヒータ部材２６は、その温度制御を行うための制御装置（図示せず）に接続されている。この制御装置は、保湿養生層１３の内面の各所に配置された複数の温度センサ（図示せず）と接続されており、これら温度センサの検出温度に基づいて、ヒータ部材２６の出力をフィードバック制御する。
前記温度センサは、保湿養生層１３の現在温度を検出するものであり、制御装置は、この温度センサの検出温度が所定の設定温度となるようにヒータ部材２６を制御する。
【００４２】
このように、本実施形態の養生装置１０は、上記ヒータ部材２６、温度センサ及び制御装置により、外面パネル２０及び保湿養生層１３を加温し、セントル１を脱型した後の覆工コンクリートＣを所定温度に保持することができる。
また、上記ヒータ部材２６がシート状の面状発熱体よりなるので、覆工コンクリートＣの内周面をほぼ均一に加温できるという効果もある。
【００４３】
なお、養生装置１０のヒータ部材２６の温度制御は、セントル１内に設けた前記制御部７ａが行うようにしてもよい。
また、セントル１の型枠３を加温する前記加温部７ｂを上記面状発熱体で構成することにしてもよく、養生装置１０に搭載した制御装置によってセントル１の加温部７ｂを温度制御することにしてもよい。
【００４４】
図４及び図５に戻り、被覆構造体１２は、移動架台１１に設けられた上部柱部材５１と支持部材６０，６１とによって支持されている。
そして、本実施形態の養生装置１０では、ジャッキ機構５７を用いて下部柱部材５０を伸縮させることにより、被覆構造体１２の外周面に設けられた保湿養生層１３を、覆工コンクリートＣの内周面に対して接触又は離反させることができる。
【００４５】
〔覆工コンクリートの打設及び養生作業〕
図７は、覆工コンクリートＣの打設及び養生作業の作業手順を示す図である。
以下、図７を参照して、上述の覆工コンクリートＣの構築システムを用いた、覆工コンクリートＣの構築作業を説明する。
なお、図７において、符号１０Ａは、セントル１の次に搬入される「第１養生装置」であり、符号１０Ｂは、第１養生装置１０Ａの次に搬入される「第２養生装置」である。
【００４６】
まず、図７（ａ）に示すように、スライドセントル１をレールＲに沿って走行させて、一次覆工が完了した所定区間（スパンＳ１）にセントル１をセットし、このスパンＳ１に対して覆工コンクリートＣの打設を行う。
覆工コンクリートＣの打設作業は、具体的には、セントル１をスパンＳ１に設置した後、型枠３を所定高さ及び幅方向位置に調整したあと、型枠３の外周側の打設空間Ｄに生コンを流し込むことによって行われる。
【００４７】
打設空間Ｄに生コンが十分に充填されて覆工コンクリートＣの打設が完了すると、セントル１をそのままの状態にして所定時間が経過するのを待つことで、覆工コンクリートＣを硬化させる。
なお、この所定時間は、生コンクリートの硬化の度合や、後述する養生作業等の後工程の関係等に基づいて、１６〜２０時間に設定される。
【００４８】
上記の所定時間が経過すると、型枠３を降下させて覆工コンクリートＣから脱型する。本実施形態のスライドセントル１では、覆工コンクリートＣの打設完了から脱型するまでの所定時間の間、ヒータユニット７によって型枠３の内部空間を加温することで、型枠３を所定の設定温度に保持する。このセントル１の型枠３の設定温度は、例えば、３０〜４０度に設定される。
【００４９】
スパンＳ１における覆工コンクリートＣの初期養生が終わってセントル１を脱型すると、切羽側に隣接する次のスパンＳ２にセントル１を移動させ、スパンＳ１の場合と同様に、スパンＳ２において覆工コンクリートＣの打設作業を行う。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、セントル１がスパンＳ２に移動するのに続いて、第１養生装置１０ＡをスパンＳ１にセットし、セントル１がスパンＳ２で打設及び養生作業を行う間に、第１養生装置１０Ａを用いてスパンＳ１の覆工コンクリートＣに対する養生を行う。
具体的には、第１養生装置１０Ａのジャッキ機構５７を収縮させて被覆構造体１２を下降させた状態で、第一養生装置１０ＡをスパンＳ１に搬入し、その後、ジャッキ機構５７を伸長させて被覆構造体１２を上昇させることにより、その外周面に設けられた保湿養生層１３を覆工コンクリートＣの内周面に接触させる。
【００５１】
保湿養生層１３を覆工コンクリートＣの内周面に接触させると、保湿マット２２に給水されている水分によって覆工コンクリートＣが湿潤状態に保持される。
この際、保湿養生層１３の内側層２１が、覆工コンクリートＣの内周形状に応じて弾性変形することにより、保湿マット２２全体を覆工コンクリートＣの内周面に接触させることができ、覆工コンクリートＣの全体を確実に湿潤状態に保持することができる。また、内側層２１が弾性変形することで覆工コンクリートＣの内周面を痛めることもない。
【００５２】
以上のようにして、セントル１の次の第１養生装置１０Ａにより、スパンＳ１の覆工コンクリートＣが湿潤状態に保持された状態で養生される。
また、第１養生装置１０Ａでは、被覆構造体１２に設けたヒータ部材２６で外面パネル２０及び保湿養生層１３を加温することにより、覆工コンクリートＣをセントル１において打設完了から脱型までの間に保持されていた型枠温度と同一又は高い設定温度（３０〜４０度）に保持しつつ、上記養生が行われる。
【００５３】
一方、覆工コンクリートＣの打設から脱型を終えるのに要する期間は、保湿養生に要する期間よりも短いので、図７（ｂ）において、スパンＳ２の覆工コンクリートＣの打設及び脱型が終了した時点では、スパンＳ１での保湿養生が未だ終了していない。
そこで、本実施形態では、第１養生装置１０Ａの後方に更に第２養生装置１０Ｂを配備して、保湿養生を行うスパン長を延長し、セントル１の打設及び脱型作業をスパンごとに順次進めつつ、保湿養生に必要な期間を確保している。
【００５４】
すなわち、図７（ｂ）において、スパンＳ２の覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて、セントル１を次のスパンＳ３に移動する場合には、図７（ｃ）に示すように、第１養生装置１０Ａもセントル１に随伴してスパンＳ２に移動させる。
そして、第１養生装置１０Ａの後方（スパンＳ１）に更に第２養生装置１０Ｂをセットし、この第２養生装置１０Ｂにより、スパンＳ１に対する養生を第１養生装置１０Ａに引き続いて連続して行う。
【００５５】
もっとも、第２養生装置１０Ｂをセットする時間帯では、スパンＳ１の材齢が少なくとも３２時間以上経過しており、コンクリート強度が十分である場合が多いので、第２養生装置１０Ｂによる養生では、ヒータ部材２６の設定温度を第１養生装置１０Ａの場合よりも下げるか（例えば、２０〜３０度程度）、或いは、ヒータ部材２６による加温を行わずに、保湿のみを行うことにしてもよい。
【００５６】
次に、スパンＳ３の覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて、セントル１を次のスパンＳ４に移動する場合には、図７（ｄ）に示すように、第１養生装置１０Ａ及び第２養生装置１０Ｂもセントル１に随伴してそれぞれ次のスパンＳ３，Ｓ２に移動させる。
以後、セントル１が覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて次にスパンに移動するごとに、各養生装置１０Ａ，１０Ｂがそれに引き続いて次のスパンに移動し、養生装置１０Ａ，１０Ｂによる養生作業が継続して行われる。
【００５７】
なお、図７に示す符号８０は覆工コンクリートＣの強度推定装置であり、符号８１はコンクリート温度の測定装置である。これらの装置８０，８１を使用すれば、複数のスパンＳ１〜Ｓ４を構築システムにて連続的に養生する場合に、各スパンＳ１〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を同時に行えるが、これについては後述する。
【００５８】
〔構築システムの効果〕
本実施形態の覆工コンクリートＣの構築システムによれば、各養生装置１０Ａ，１０Ｂがセントル１を脱型した後の覆工コンクリートＣの内周面を、保湿養生層１３を備えた被覆構造体１２の外周面で被覆するので、充分な湿度を保って養生することができる。
また、本実施形態の構築システムでは、ヒータユニット７を備えたセントル１によって、打設完了から脱型までの間、打設された覆工コンクリートＣを好適な温度に保持することができ、当該覆工コンクリートＣの硬化を促進することができる。
【００５９】
更に、第１養生装置１０Ａが、覆工コンクリートＣを所定温度で保持するためのヒータ部材２６を備えているので、セントル１によって打設完了から脱型までの間に好適な温度に保持された覆工コンクリートＣを、この第一養生装置１０Ａによって、さらに同じ又はより高い設定温度で保持しつつ養生を行うことができる。
このため、脱型した後も、覆工コンクリートＣを好適な温度に保持することができ、より一層硬化を促進させることができる。この結果、脱型時及び養生を終えたときの覆工コンクリートの強度をより高めることができ、覆工コンクリート内周面の天端付近に生じるトンネル延長方向に延びるひび割れをより効果的に防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態の構築システムでは、第１養生装置１０Ａがセントル１の移動に伴って次のスパンに移動するのに続いて、第１養生装置１０Ａが養生していたスパンに移動して更に養生を行う第２養生装置１０Ｂを備えており、この第２養生装置１０Ｂは、覆工コンクリートＣの養生を、セントル１での加温養生や第１養生装置１０Ａでの加温養生の場合よりも低い設定温度で覆工コンクリートＣを養生するようになっている。
【００６１】
このため、あるスパンの覆工コンクリートＣに対する一連の養生作業において、同一のスパンを第１養生装置１０Ａに引き続いて第２養生装置１０Ｂによって養生を行うことにより、覆工コンクリートＣの温度を、第１養生装置１０Ａによる設定温度から例えば坑内の常温まで段階的に降温させることができ、急激な温度変化によって覆工コンクリートＣに及ぶ悪影響を低減することができる。
【００６２】
〔強度推定システム〕
図８は、本発明の実施形態に係る覆工コンクリートＣの強度推定システムの全体構成図である。
図８に示すように、本実施形態の強度推定システムは、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートＣの積算温度に基づいて同コンクリートＣの現時点の圧縮強度（以下、「コンクリート強度」ともいう。）を推定する強度推定装置８０と、積算温度の算出データとなる覆工コンクリートＣの内部温度を継続して測定する測定装置８１とを備えている。
【００６３】
このうち、測定装置８１は、覆工コンクリートＣの内部に充填される温度センサ８２と、この温度センサ８２の検出信号を外部に送信する無線送信機８３とを有しており、温度センサ８２と無線送信機８３とが通信ケーブル８４を介して接続されている。
温度センサ８２は、コンクリートの内部温度に応じた電気信号を生成する、例えば熱電対により構成されている。温度センサ８２が生成した電気信号は、通信ケーブル８４を通じて無線送信機８３に送られる。
【００６４】
本実施形態の温度センサ８２は、外周面がテーパー状に形成されたケーブルカプラ８５を基端部に有しており、図８に示すように、そのケーブルカプラ８５が覆工コンクリートＣの内面とほぼ面一になるようにコンクリートＣの内部に埋め込まれる。
図８に示すように、ケーブルカプラ８５に差し込み可能な通信ケーブル８４の接続部材８７は、セントル１の型枠３の打設口８６を着脱自在に閉塞する蓋部材８８に貫通状に取り付け可能となっている。
【００６５】
従って、蓋部材８８に取り付けた接続部材８７にケーブルカプラ８５を結合することで、温度センサ８２を蓋部材８８の裏側に突出状に取付可能となっており、このようにして温度センサ８２を取り付けた蓋部材８８で打設口８６を閉塞することにより、温度センサ８２を打設空間Ｄの内部に片持ち状態にセットすることができる。
また、セントル１の脱型時に蓋部材８８を打設口８６から開放すると、温度センサ８２だけが硬化した覆工コンクリートＣの内部に残るようになっている。
【００６６】
このため、蓋部材８８を取り外した後は、覆工コンクリートＣの内部に残った温度センサ８２のケーブルカプラ８５に再び接続部材８７を結合させることにより、温度センサ８２と無線送信機８３とを再接続することができる。
温度センサ８２の設置場所は、センサ設置作業の行いやすさの観点から、トンネルＴのスプリングライン（ＳＬ）付近とすることが好ましい。温度センサ８２は、１つの覆工コンクリートＣに対して少なくとも１つあればよいが、複数設ける場合には、各センサ８２の検出温度の平均値を積算温度の算出データとすればよい。
【００６７】
なお、図示省略しているが、セントル１の後に続いて覆工コンクリートＣを更に養生する本実施形態の養生装置１０には、覆工コンクリートＣにおける温度センサ８２の設置箇所とほぼ対応する部分に、その温度センサ８２を養生装置１０の内部側に露出させるための温度測定用の窓部が形成されている。
【００６８】
本実施形態の測定装置８１によれば、セントル脱型後の覆工コンクリートＣに加熱や保湿のための養生装置１０Ａ，１０Ｂをセットする場合に、その養生装置１０Ａ，１０Ｂを所定スパンの覆工コンクリートＣに移動する前に通信ケーブル８４を温度センサ８２から抜き取ることができる。このため、測定装置８１が養生装置１０Ａ，１０Ｂの移動の妨げになることがなく、養生装置１０Ａ，１０Ｂの移動作業を簡便に行える。
なお、この場合、いったん抜き取った通信ケーブル８４を再度ケーブルカプラ８５に差し込めば、温度センサ８２が無線送信機８３に繋がって測定装置８１を復旧できる。
【００６９】
また、本実施形態では、温度センサ８２の検出信号を無線送信機８３で外部に送信し、送信された検出信号を強度推定装置８０の後述する通信部９０が受信するので、測定装置８１と強度推定装置８０とを通信ケーブルで接続する必要がない。
このため、セントル１やその他の養生装置１０Ａ，１０Ｂの内部で複雑な通信ケーブルの配線を行う必要がなく、強度推定システムを簡便に構築することができる。
【００７０】
〔強度推定装置の構成〕
図９は、強度推定装置８０の内部構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態の強度測定装置８０は、プログラマブルなＰＣ等のコンピュータ装置よりなり、図９に示すように、通信部９０、表示部９１、記憶部９２及び制御部９３が内部に搭載されている。
【００７１】
通信部９０は、測定装置８１の無線送信機８３からの送信信号を受信可能な無線通信機能を有しており、その無線送信機８３が送信した温度センサ８２の検出信号を受信すると、受信した検出信号を制御部９３に転送する。
従って、通信部９０は、覆工コンクリートＣの養生中の内部温度を取得する取得部としての機能を有する。
【００７２】
表示部９１は、制御部９３による所定の出力情報を画面表示するものであり、本実施形態では、タッチパネル式の液晶モニタが採用されている。このため、表示部９１は、作業員がモニタ画面に触れて入力した入力情報を制御部９３に送ることもでき、強度推定装置８０に対する所定情報の「入力部」としても機能している。
本実施形態において、作業員が強度推定装置８０に入力する情報には、覆工コンクリートＣの打設時における生コンの初期温度がある。
【００７３】
この初期温度は、セントル１を用いた覆工コンクリートＣの打設時において、到着した生コンの測定温度の平均値のことである。作業員は、到着したミキサ車の生コンの温度を所定時間おきに測定し、その測定値の平均値をタッチパネル式の表示部９１に手動で入力する。
従って、表示部９１は、覆工コンクリートＣの打設時の初期温度を取得する取得部としての機能も有している。
【００７４】
記憶部９２は、メモリやＨＤＤなどを含む記憶装置よりなり、通信部９０や表示部９１が取得した各種データを一時的に記憶することができる。
また、記憶部９２は、所定のアプリケーションプログラムやその処理に必要な関係式などを記憶しており、制御部９３は、そのアプリケーションプログラムを記憶部９２から読み出して同プログラムを実行することにより、後述するコンクリート強度の算出処理（図１０）を行う。
【００７５】
記憶部９２は、トンネル現場の覆工コンクリートＣに用いる所定配合のコンクリート材料について、その材料を所定温度で養生させる場合の積算温度とコンクリート強度との関係式を、その生コンの初期温度ごとに予め記憶している。
すなわち、本実施形態では、前記構築システム（セントル１と養生装置１０）で行う予定の養生条件にて型枠温度を制御してテストピースを養生し、この養生によって得られたテストピースの内部温度と圧縮強度を測定することにより、上記関係式を初期温度ごとに予め特定し、その特定した関係式を記憶部９２に記憶させている。
【００７６】
ここで、既知の通り、コンクリートの圧縮強度Ｆと積算温度Ｍとの間には、次の関係式（１）が成立する。
Ｆ＝ａｉ×Ｌｎ（Ｍ）＋ｂｉ ……（１）
ただし、Ｌｎは自然対数であり、ａｉとｂｉは実験により定まる係数である。
【００７７】
また、コンクリートの積算温度Ｍは、次式で定義される。
Ｍ＝ΣΔｔ×（Ｔｉ−Ｔｏ） ……（２）
ただし、Ｔｉはコンクリート温度、Ｔｏは水和反応が進まない温度（通常は−１０°Ｃ）、ΔｔはコンクリートをＴｉに保持する時間である。
【００７８】
従って、所定配合の覆工用の生コンについて、異なる初期温度ごとに予め実験を行って係数ａｉ，ｂｉを決定しておけば、ほぼ同じ初期温度の生コンが施工現場に到着した場合にも、同じ値の係数ａｉ，ｂｉの関係式を適用可能と考えられる。
このため、覆工コンクリートＣの施工現場において、初期温度に応じて係数ａｉ，ｂｉを決定して関係式を特定し、特定した関係式に、現場で測定したコンクリート温度から式（２）によって算出した積算温度Ｍを適用すれば、養生中の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を推定できるようになる。
【００７９】
ここで、前記構築システムを用いて行う覆工コンクリートＣの養生条件が、例えば以下に示す温度設定となっており、かつ、生コンの初期温度のバリエーションを５〜３０°Ｃの範囲で５°Ｃ刻みで試験を行うものとする。
なお、セントル１と養生装置１０Ａ，１０Ｂでの養生時間はそれぞれ１６時間であるとする。また、図９において、Ａｉ（ｉ＝５，１０，１５……）は、記憶部９２に記憶される初期温度ｉごとの関係式を示している。
【００８０】
（初期温度が２５°以下の場合）
セントルの設定温度 ＝初期温度＋１５°Ｃ
第１養生装置の設定温度 ＝初期温度＋２０°Ｃ
第２養生装置の設定温度 ＝加温なし
（初期温度が２５°を超える場合）
セントルの設定温度 ＝初期温度＋１０°Ｃ
第１養生装置の設定温度 ＝初期温度＋１５°Ｃ
第２養生装置の設定温度 ＝加温なし
【００８１】
この場合、初期温度が５°Ｃの場合の関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を求めるには、テストピースの型枠温度を２０°Ｃに設定して１６時間養生し、その型枠温度を２５°Ｃに設定して１６時間保湿養生し、その型枠を加温せずに１６時間保湿養生し、その後は加温も保湿も行わなずに養生する。
上記の養生によって得られた所定時間経過後のテストピースについて圧縮試験を行い、所定時間経過後の積算温度と測定した圧縮強度とから、関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を特定する。
【００８２】
同様に、初期温度が１０°Ｃの場合の関係式Ａ１０の係数ａ１０，ｂ１０を求めるには、テストピースの型枠温度を２５°Ｃに設定して１６時間養生し、その型枠温度を３０°Ｃに設定して１６時間保湿養生し、その型枠を加温せずに１６時間保湿養生し、その後は加温も保湿も行わなずに養生する。
上記の養生によって得られた所定時間経過後のテストピースについて圧縮試験を行い、所定時間経過後の積算温度と測定した圧縮強度とから、関係式Ａ１０の係数ａ１０，ｂ１０を特定する。
【００８３】
以下、同様にして、想定する初期温度の生コンを構築システムで行う温度設定で養生したテストピースの圧縮強度を測定し、積算温度と圧縮強度の測定値からそれぞれの初期温度において成立する関係式Ａｉの係数ａｉ，ｂｉを特定する。
このように、本実施形態では、想定する所定の初期温度について、実際の構築システムの場合と同じ温度条件で養生したテストピースの圧縮強度を測定し、その結果、得られた初期温度ごとの関係式Ａｉ（具体的には、その係数ａｉ，ｂｉ）を特定して記憶部９２に記憶させている。
【００８４】
〔制御部の処理内容〕
図１０は、強度推定装置８０の制御部９３が行う処理のフローチャートである。
以下、図１０を参照しつつ、制御部９３の処理内容を説明する。
まず、強度推定装置８０の制御部９３は、表示部９１に対して前記初期温度（現場で測定した生コンの温度）の入力があったか否かを判定し（ステップＳＴ１）、入力があった場合にタイマーを作動させる（ステップＳＴ２）。
【００８５】
次に、制御部９３は、作業者によって入力された生コンの初期温度に基づいて、前記関係式Ａｉの係数ａｉ，ｂｉを決定する（ステップＳＴ３）。
例えば、入力された初期温度の値が７°Ｃの場合には、その入力値以下の最も近い初期温度のデータ（本実施形態では５°Ｃ）を記憶部９２から読み出し、そのデータに対応する関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を、今回施工する覆工コンクリートＣの圧縮強度の算出に用いる関係式とする。
【００８６】
その後、制御部９３は、上述の定義式（２）を用いて、覆工コンクリートＣの積算温度Ｍを算出する（ステップＳＴ４）。
具体的には、制御部９３は、タイマーの作動時点からこれまでに取得した覆工コンクリートＣの内部温度の時系列の測定データを用いて、前記定義式（２）によって定義される現時点までの積算温度Ｍを算出する。
【００８７】
次に、制御部９３は、先に決定した係数ａｉ，ｂｉの関係式Ａｉに、現時点までの積算温度Ｍを適用して、現時点における覆工コンクリートＣの圧縮強度Ｆを算出し（ステップＳＴ５）、算出した圧縮強度Ｆを表示部９１に出力する（ステップＳＴ６）。
制御部９３は、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ６までの処理を、所定時間おきに繰り返し実行し、その処理を、タイマー値が覆工コンクリートＣの全養生期間が経過するまで実行し続ける（ステップＳＴ７）。
【００８８】
このように、本実施形態の強度推定システムによれば、強度推定装置８０の制御部９３が、現時点までの積算温度Ｍを、生コンの初期温度に応じて決定した関係式Ａｉに適用して圧縮強度Ｆを算出するので、覆工コンクリートＣに用いる生コンの初期温度に対応する適切な関係式Ａｉにより、覆工コンクリートＣの圧縮強度を算出することができる。
このため、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートＣの圧縮強度Ｆを正確に推定することができる。
【００８９】
なお、本実施形態の強度推定装置８０では、通信部９０が、トンネル長手方向に隣接する複数のスパンＳ１〜Ｓ４（図７参照）の覆工コンクリートＣにそれぞれ設置された測定装置８１から、温度センサ８２の検出温度を個別に受信可能である。
そして、制御部９３は、通信部９０が複数のスパンＳ１〜Ｓ４の検出温度を取得した場合には、図１０の強度算出処理を、スパンＳ１〜Ｓ４ごとに並列的に実行し、そのスパンＳ１〜Ｓ４ごとの処理結果を表示部９１に出力する。
【００９０】
〔出力表示例〕
図１１は、強度推定装置８０の表示部９１による出力表示例を示す図であり、（ａ）は「第１表示モード」の出力画面、（ｂ）は「第２表示モード」の出力画面を示す。
図１１（ａ）に示すように、第１表示モードは、所定時間ごとの圧縮強度をテーブル化して画面表示するモードである。
また、図１１（ｂ）に示すように、第２表示モードは、所定時間ごとの圧縮強度をグラフ化して画面表示するモードである。
【００９１】
本実施形態の強度推定装置８０では、表示部９１の「メニュー選択画面」（図示せず）に対するモードの選択アイコンを操作することにより、圧縮強度等の出力データを第１表示モード又は第２表示モードのいずれかで画面表示させることができる。
図１１において、画面の下縁部に表示された「１〜２４Ｈ」、「２５〜４８Ｈ」……「９７〜１２０Ｈ」は時間帯を設定するためのアイコンであり、いずれかの時間帯のアイコンを選択すると、温度測定の開始時から当該アイコンに記された時間帯のテーブルやグラフが画面表示される。
【００９２】
また、本実施形態の強度推定装置８０では、表示部９１の「メニュー選択画面」（図示せず）にあるチャンネルの選択アイコンを操作することにより、制御部９３の並列処理によって得られた複数のスパンＳ１〜Ｓ４の処理結果のうち、どのスパンＳ１〜Ｓ４の処理結果を出力するかを選択することもできる。
従って、表示部９１は、並列的に実行された算出処理によって得られた各スパンＳ１〜Ｓ４における覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度や、現時点までの圧縮強度及びコンクリート温度の履歴などの関連情報をすべて表示可能である。
【００９３】
〔複数スパンの覆工コンクリートの品質管理〕
前記した通り、本実施形態の強度推定装置８０では、制御部９３が、図１０の強度算出処理をスパンＳ１〜Ｓ４ごとに並列的に実行可能であり、そのスパンＳ１〜Ｓ４ごとの処理結果を表示部９１に出力することができる。
そこで、図７に示す覆工コンクリートＣの打設及び養生作業において、本実施形態の強度推定システムを用いて行える、複数スパンの覆工コンクリートＣの品質管理について説明する。
【００９４】
図７（ａ）に示すように、スパンＳ１の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生されている場合には、スパンＳ１に取り付けられた測定装置８１が当該スパンＳ１の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、スパンＳ１の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を算出して表示部９１に出力する。このため、作業員が表示部９１を操作してスパンＳ１についての圧縮強度を画面表示させることにより、スパンＳ１の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９５】
次に、図７（ｂ）に示すように、セントル１がスパンＳ２まで進み、スパンＳ２の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ１の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生される場合には、各スパンＳ１，Ｓ２に取り付けられた２つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【００９６】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、２つのスパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、２つのスパンＳ１，Ｓ２のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９７】
また、図７（ｃ）に示すように、セントル１がスパンＳ３まで進み、スパンＳ３の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ２の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生され、スパンＳ３の覆工コンクリートＣが第２養生装置１０Ｂで保温養生される場合には、各スパンＳ１〜Ｓ３に取り付けられた３つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【００９８】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、３つのスパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、３のスパンＳ１〜Ｓ３のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９９】
更に、図７（ｄ）に示すように、セントル１がスパンＳ４まで進み、スパンＳ４の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ３の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生され、スパンＳ２の覆工コンクリートＣが第２養生装置１０Ｂで保温養生される場合には、各スパンＳ２〜Ｓ４に取り付けられた３つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【０１００】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、３つのスパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、３のスパンＳ２〜Ｓ４のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【０１０１】
このように、本実施形態の強度推定システムによれば、強度推定装置８０の制御部９３が、トンネル長手方向に連続する３つのスパンＳ１〜Ｓ３，Ｓ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣごとの圧縮強度の算出処理を並列的に実行し、その処理結果を表示部９１に出力することができるので、複数のスパンＳ１〜Ｓ３，Ｓ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を同時並行で行うことができる。
【０１０２】
今回開示した実施形態（上述の各変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、コンクリートの内部温度を検出するための測定装置８１の温度センサ８２は、必ずしも覆工コンクリートＣの内部に充填されるタイプでなくてもよく、覆工コンクリートＣの内周面に貼り付けるタイプのものであってもよい。
【０１０３】
また、上述の実施形態において、強度推定装置８０の算出結果を例えば坑口に設けたコンピュータ装置に無線送信して転送すれば、トンネル内部以外の場所で覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
更に、上述の実施形態では、強度推定装置８０と測定装置８１が直接無線通信する場合を例示しているが、中継装置を介して測定装置８１の無線信号を強度推定装置８０に送るようにしてもよい。
【０１０４】
また、上述の実施形態のスライドセントル１では、加温したオイルを循環させるオイルヒータを用いて覆工コンクリートＣを加温しているが、例えば、養生装置１０Ａ，１０Ｂのように、シート状の面状発熱体をセントル１に採用することもできる。
更に、養生装置１０Ａ，１０Ｂでは、シート状の面状発熱体からなるヒータ部材を用いた場合を例示したが、オイルヒータを用いて覆工コンクリートＣを加温する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１０５】
８０ 強度推定装置
８１ 測定装置
８２ 温度センサ
８３ 無線送信機
８４ 通信ケーブル
８６ ケーブルカプラ
９０ 通信部（第２取得部）
９１ 表示部（第１取得部）
９２ 記憶部
９３ 制御部
Ｃ 覆工コンクリート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内壁面を構成する覆工コンクリートの強度推定装置と、この装置を構成要素に含む強度推定システムと、その装置が行う強度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネルの内面をコンクリートで覆工する場合、例えば山岳トンネルにおいては、トンネル長手方向に移動可能なスライドセントル（以下、「セントル」ともいう。）に設けられたアーチ型の型枠を用いて、坑口から切羽側に向かって所定のスパンごとに覆工コンクリートの打設を行う。
この覆工コンクリートは、打設後に所定期間（例えば、１６時間程度）をおいて脱型する工程になることが多いが、セントル脱型時の初期材齢のコンクリート強度（圧縮強度）は約１〜２Ｎ／ｍｍ２以上が必要とされている。
【０００３】
かかる覆工コンクリートの圧縮強度は、覆工現場と同じ配合である標準養生又は現場養生を行った供試体の圧縮強度から推定するのが通常であるが、いずれの養生方法を採用するかによって推定値が大きく異なり、実際の覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定できないという欠点がある。
そこで、覆工コンクリートの硬化時と同じ温度履歴を与えた供試体の積算温度と圧縮強度との関係により、覆工コンクリートの圧縮強度をより正確に推定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、実際の施工現場においては、覆工コンクリートを打設する際の生コンの初期温度が、その施工箇所、施工時期（季節）及び天候などに応じて、概ね１０〜３０°Ｃの範囲で大きく変化するのが現状である。
例えば、冬季では、現場到着時の生コンの温度が１０°Ｃ以下の場合があり、セントル脱型時の初期強度が不足がちになり、逆に、夏季では、現場到着時の生コン温度が２５°Ｃ程度の場合が多く、セントル脱型時の初期強度が充分であることが多い。
【０００６】
このように、施工現場に到着する生コンの初期温度が大きく異なると、一律の初期温度の生コンに所定の温度履歴を与えた供試体を利用した圧縮強度の推定が成立しなくなるので、実際の覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができない。
このため、特許文献１に記載の推定方法を、例えば山岳トンネルの覆工コンクリートの施工現場に適用しても、初期材齢の圧縮強度が不足することがあり、この場合、脱型時点でセントルの型枠にコンクリートの表層部が付着したり、酷い場合には一部が崩落したりする恐れがある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１） 本発明の強度推定装置は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する装置であって、前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部と、前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得する第１取得部と、前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得する第２取得部と、取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の強度推定装置は、記憶部が、積算温度と圧縮強度との関係式を覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶しており、制御部が、取得された初期温度に基づいて使用する関係式を決定し、取得された養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの積算温度を、決定した関係式に適用して圧縮強度を算出するので、覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度に対応する適切な関係式により、覆工コンクリートの圧縮強度を算出することができる。
このため、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができる。
【００１０】
（２） 本発明の強度推定装置において、前記制御部は、トンネル長手方向に隣接する複数スパンの前記覆工コンクリートごとの前記圧縮強度の算出処理を、並列的に実行可能であることが好ましい。
この場合、各スパンの覆工コンクリートごとに算出された圧縮強度をそれぞれ個別に得ることができるので、複数覆工コンクリートの品質管理を同時並行で行うことができる。
【００１１】
（３） また、本発明の強度推定装置において、並列的に実行された前記算出処理によって得られた各スパンでの前記圧縮強度をすべて表示可能な表示部を更に設けるようにすれば、各スパンの覆工コンクリートが正常に養生できているか否かを、当該表示部を有する１台の強度推定装置にて集中的に管理することができる。
【００１２】
（４） 本発明の強度推定装置において、前記表示部は、次の（ａ）又は（ｂ）若しくは双方の表示モードを実行可能であることが好ましい。
（ａ）所定時間ごとの前記圧縮強度をテーブル化して画面表示する第１表示モード
（ｂ）所定時間ごとの前記圧縮強度をグラフ化して画面表示する第２表示モード
この場合、所定時間（例えば、１時間）ごとの圧縮強度が画面表示されるので、仮に覆工コンクリート圧縮強度に何らかの異常が生じた場合には、その異常がどの時点で発生したかを即座に察知することができる。
【００１３】
（５） 本発明の強度推定システムは、前記内部温度を計測する温度センサを有する測定装置と、本発明の強度推定装置とを備えたシステムであって、前記測定装置は、前記温度センサの検出信号を外部に送信する無線送信機を有し、前記強度推定装置の前記第２取得部は、送信された前記検出信号を受信する無線受信機よりなることを特徴とする。
【００１４】
本発明の強度推定システムによれば、無線受信機よりなる第２取得部が無線信号によって温度センサの検出信号を取得するので、測定装置と強度推定装置とを通信ケーブルで接続する必要がない。
このため、セントルやその他の養生装置の内部で複雑な通信ケーブルの配線を行う必要がなく、強度推定システムをより簡便に構築できるという利点がある。
【００１５】
（６） 本発明の強度推定システムにおいて、前記温度センサは、前記無線送信機に検出信号を送るための通信ケーブルを接続可能な、前記覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるケーブルカプラを有することが好ましい。
この場合、上記ケーブルカプラが覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるので、通信ケーブルを抜き取った場合にケーブルカプラが覆工コンクリートの内面から突出しない。
【００１６】
このため、例えば、セントル脱型後の覆工コンクリートに加熱や保湿のための養生装置を更にセットする養生システムを採用する場合に、その養生装置を所定スパンの覆工コンクリートに移動する前に通信ケーブルを抜き取ることにより、測定装置が養生装置の移動の妨げになることがなく、養生装置の移動作業が簡便になる。
【００１７】
（７） 本発明の強度推定方法は、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する方法であって、前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶するステップと、前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得するステップと、前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得するステップと、取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を選択し、取得された前記養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、選択した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１８】
上記の通り、本発明の強度推定方法は、本発明の強度推定装置と実質同一の技術的特徴とを有する方法発明であって、本発明の強度推定装置と同じ作用効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明した通り、本発明によれば、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートの圧縮強度を正確に推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】覆工コンクリートの構築システムの全体構成図である。
【図２】スライドセントルの正面図である。
【図３】スライドセントルの側面図である。
【図４】養生装置の正面図である。
【図５】養生装置の被覆構造体の側面図である。
【図６】外面パネル及び保湿養生層を拡大して示す断面図である。
【図７】覆工コンクリートの打設及び養生作業の作業手順を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る覆工コンクリートの強度推定システムの全体構成図である。
【図９】強度推定装置の内部構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】強度推定装置の制御部が行う処理のフローチャートである。
【図１１】強度推定装置の表示部による出力表示例を示す図であり、（ａ）は第１表示モードの出力画面、（ｂ）は第２表示モードの出力画面である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔構築システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る覆工コンクリートの構築システムの全体構成図である。図１において、この構築システムは、一次覆工されたトンネルＴの内周面に対して、二次覆工コンクリートＣを構築するためのシステムであり、二次覆工コンクリートＣを打設するための移動式のスライドセントル１と、このセントル１にて打設された二次覆工コンクリートＣ（以下、単に「覆工コンクリートＣ」ともいう。）の養生を行うための複数の養生装置１０とを備えている。
【００２２】
なお、本明細書では、覆工コンクリートＣを打設してからその養生が完了するまでを「覆工コンクリートの構築」と呼ぶ。
セントル１及び養生装置１０は、トンネルＴ内の地面に敷設されたレールＲ上を走行可能である。セントル１は、坑口側（図１の左側）から切羽側（図１の右側）に向かって所定のスパンに順にセットされ、覆工コンクリートＣの打設空間Ｄ（図３参照）を形成する。養生装置１０は、セントル１でのコンクリート打設が完了してから所定時間（例えば、１６時間）経過後にセントル１が脱型されたスパンにセットされ、脱型後の覆工コンクリートＣに対して加温ないし湿潤養生を行う。
【００２３】
〔スライドセントルの構成〕
図２は、スライドセントル１の正面図であり、図３は、その側面図である。
図２及び図３に示すように、セントル１は、トンネルＴ内を走行可能な門型台車２と、覆工コンクリートＣの内周面を成型するための堰板となる型枠３とを備えている。
門型台車２は、基台部２ａと、この基台部２ａを支持する支柱２ｂとを備える。支柱２ｂの下端には敷設されたレールＲに係合する車輪２ｃが設けられており、この車輪２ｃがレールＲに沿って転動することで、門型台車２がトンネルＴ内を走行する。
【００２４】
型枠３は、複数の円弧状の型枠ピース３ａをトンネルＴの延長方向に繋ぐことで構成されており、トンネルＴの内周面ｔ１にほぼ沿う断面円弧状に形成されている。型枠３は、所定スパンの範囲でトンネルＴの内周面ｔ１に対して間隔を空けて覆うようにセットされ、これにより、型枠３の外周面３ｂとトンネルＴの内周面ｔ１との間に、覆工コンクリートＣが充填される打設空間Ｄが形成される。
【００２５】
型枠３は、トンネルＴの天端部分を構成する天端部３ｃと、この天端部３ｃの両端に回動可能に連結された側板部３ｄと、側板部３ｄの下端に回動可能に連結された下端部３ｅとを備えている。
天端部３ｃは、門型台車２の基台部２ａ上に設けられた複数のジャッキ４により上下方向に昇降可能に支持されている。また、天端部３ｃには、打設空間Ｄに生コンを流し込むための複数の打設口（図示せず）が形成されており、この打設口から圧送される生コンクリートが打設空間Ｄに流し込まれる。
【００２６】
側板部３ｄは、支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ５によって門型台車２に連結されており、このジャッキ５を伸縮させることによって幅方向への回動が可能となっている。この側板部３ｄにも、複数の上記打設口（図示せず）が形成されている。
下端部３ｅも、側板部３ｄと同様に、支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ６によって門型台車２に連結されており、このジャッキ６の伸縮によって内外方向への回動が可能である。
【００２７】
このように、型枠３は、基台部２ａの上面及び支柱２ｂの外側面に設けられた複数のジャッキ４，５，６によって門型台車２に支持され、各ジャッキ４，５，６を伸縮させることにより、型枠３全体を門型台車２に対して昇降可能でかつ幅寸法の調整が可能となっている。
また、本実施形態のスライドセントル１は、型枠３及び型枠３の内部空間を加温するためのヒータユニット７を備えている。
【００２８】
このヒータユニット７は、温度設定等の温度制御を総括的に行う制御部７ａと、セントル１内の適所に配置された複数の加温部７ｂとを備えており、制御部７ａで所定温度に加温したオイルを、各々の加温部７ｂに循環供給して加温するいわゆるオイルヒータが採用されている。
各々の加温部７ｂは、制御部７ａとの間でオイルを循環させるための油圧配管７ｃで接続されており、基台部２ａの上面や、門型台車２の側面に設けられた支持部材８等に配置されている。
【００２９】
制御部７ａは、型枠３の内周面の適所に配置された複数の温度計７ｄと接続され、この温度計７ｄによる検出温度に基づいて、各加温部７ｂに供給する油量をフィードバック制御するように構成されている。
すなわち、温度計７ｄは、セントル１内の型枠温度を検出するものであり、制御部７ａは、温度計７ｄでの検出温度に基づいて型枠３が所定の設定温度となるように各加温部７ｂにおける加温量を制御する。
【００３０】
このように、本実施形態のスライドセントル１では、上記ヒータユニット７によって型枠３及び型枠３の内部空間を加温することにより、打設空間Ｄに打設された材齢が若い未硬化の覆工コンクリートＣを加温養生できるようになっている。
【００３１】
〔養生装置の構成〕
図４は、養生装置１０の正面図であり、図５は、養生装置１０の被覆構造体１２の側面図である。
図４及び図５に示すように、養生装置１０は、トンネルＴ内を走行可能な移動架台１１と、この移動架台１１に搭載された被覆構造体１２と、この被覆構造体１２の外周面に設けられた保湿養生層１３とを備えている。
【００３２】
移動架台１１は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の下部柱部材５０、上部柱部材５１、横梁部材５２、縦梁部材５３などの長尺部材を、トンネル幅方向およびトンネル延長方向に枠組みすることによって構成されている。
移動架台１１の下端部には、前後左右の４箇所に車輪ユニット５４が設けられ、この車輪ユニット５４は前後一対の車輪５５を備える。車輪ユニット５４上には下部柱部材５０が立設され、前後の車輪ユニット５４は長手方向に延びる連結部材５６にて相互に連結されている。下部柱部材５０は、入れ子構造によって上下に伸縮自在であり、ジャッキ機構５７によって高さ調整することができる。
【００３３】
図４に示すように、縦梁部材５３は左右方向に３本並設され、その中央の縦梁部材５３には、前後方向に複数本の上部柱部材５１が立設されている。そして、この上部柱部材５１の頂部に被覆構造体１２が取り付けられている。
被覆構造体１２は、覆工コンクリートＣの内周面にほぼ沿う円弧状を呈する、前後方向に並設された複数の外枠部材５８と、外枠部材５８の内周側に沿って左右方向に並設された、前後方向に延びる複数の連結部材５９と、外枠部材５８の外周側に取り付けられた外面パネル２０とを備えている。
【００３４】
複数の外枠部材５８及び連結部材５９は、その交点部分を相互に連結することにより、断面円弧状とされた被覆構造体１２の骨組みを構成している。
外枠部材５８は、可撓性を有する長尺棒材、例えば、高強度、高靱性、高弾性を有するガラス繊維強化プラスチックにより形成されている。また、連結部材５９は、長尺の円管パイプ材から形成されている。外枠部材５８は、無負荷の状態ではほぼ直線状であり、移動架台１１に設けられた支持部材６０，６１によってトンネル内周面にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲（弾性変形）されている。
【００３５】
支持部材６０は伸縮可能なロッド部材からなり、ターンバックル式等の調整部６０ａにより長さを調整することによって外枠部材５８の上部側の湾曲度合いを調整することが可能となっている。
また、支持部材６１は、長さ調整可能なワイヤー部材からなり、巻き取り式等の調整部６１ａによる長さ調整により、外枠部材５８の下部側の湾曲度合いを調整可能となっている。なお、支持部材６０をワイヤー部材によって構成したり、支持部材６１をロッド部材によって構成したりすることも可能である。
【００３６】
外枠部材５８は、覆工コンクリートＣの内周面に沿って弾性変形させれば足りるので、被覆構造体１２を非常に安価に製造することができる。また、支持部材６０，６１を長さ調整することによって外枠部材５８の湾曲度合いを調整することができるので、覆工コンクリートＣの内径寸法の誤差に対応することもできる。
また、支持部材６０，６１の長さ調整を行って外枠部材５８の曲率半径を変更すれば、内径寸法が異なる複数種のトンネル施工に対応することが可能となる。
【００３７】
図６は、外面パネル２０及び保湿養生層１３を拡大して示す断面図である。
図６に示すように、本実施形態の外面パネル２０は、外枠部材５８の外周面沿って多数の凹凸を並べてなるキーストンプレートや、波板等によって構成されている。この外面パネル２０は、トンネル延長方向に並設された複数の外枠部材５８に亘ってその外周側全体を覆っている。
【００３８】
保湿養生層１３は、外面パネル２０の外周面に貼り付けられた内側層２１と、この内側層２１の外周面に積層された保湿マット２２と、内側層２１と保湿マット２２との間に介在して配置されているヒータ部材２６とにより構成されている。
内側層２１は、独立気泡又は連続気泡等の空隙を内部に有するスポンジ等の発泡部材からなり、弾力性を有している。また、内側層２１は、被覆構造体１２の外周面とトンネルＴの内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
【００３９】
保湿マット２２は、水分を吸収可能であるとともに吸収した水分を保持可能であり、従来公知のものを使用することができる。例えば、市販のコンクリート保湿養生用マットである「アクアマット」（早川ゴム株式会社製）や、特開２００２−８１２１０号公報に開示されたコンクリート養生シートを使用することができる。
この保湿マット２２は、不織布等からなる基材２３の内部や表面に複数の保水材２４を点在させ、基材２３の背面側（内側層２１側）をポリエチレンフィルム等の不透水フィルム２５で覆ったものである。保水材２４としては、ウレタン等のポリマーに高分子吸収材を包含させたものを使用することができる。
【００４０】
保湿マット２２は、コンクリートの材齢３週間においても８０％以上の湿度を維持することができる性能を備え、５日程度を要する覆工コンクリートＣの養生にも十分な保湿性能を有している。
ヒータ部材２６は、シート状に形成された面状発熱体であり、通電することにより発熱し、覆工コンクリートＣを内周側から加温できる。ヒータ部材２６は、内側層２１と保湿マット２２との間に介在され、保湿養生層１３のほぼ全域に亘って配置されている。
【００４１】
このヒータ部材２６は、その温度制御を行うための制御装置（図示せず）に接続されている。この制御装置は、保湿養生層１３の内面の各所に配置された複数の温度センサ（図示せず）と接続されており、これら温度センサの検出温度に基づいて、ヒータ部材２６の出力をフィードバック制御する。
前記温度センサは、保湿養生層１３の現在温度を検出するものであり、制御装置は、この温度センサの検出温度が所定の設定温度となるようにヒータ部材２６を制御する。
【００４２】
このように、本実施形態の養生装置１０は、上記ヒータ部材２６、温度センサ及び制御装置により、外面パネル２０及び保湿養生層１３を加温し、セントル１を脱型した後の覆工コンクリートＣを所定温度に保持することができる。
また、上記ヒータ部材２６がシート状の面状発熱体よりなるので、覆工コンクリートＣの内周面をほぼ均一に加温できるという効果もある。
【００４３】
なお、養生装置１０のヒータ部材２６の温度制御は、セントル１内に設けた前記制御部７ａが行うようにしてもよい。
また、セントル１の型枠３を加温する前記加温部７ｂを上記面状発熱体で構成することにしてもよく、養生装置１０に搭載した制御装置によってセントル１の加温部７ｂを温度制御することにしてもよい。
【００４４】
図４及び図５に戻り、被覆構造体１２は、移動架台１１に設けられた上部柱部材５１と支持部材６０，６１とによって支持されている。
そして、本実施形態の養生装置１０では、ジャッキ機構５７を用いて下部柱部材５０を伸縮させることにより、被覆構造体１２の外周面に設けられた保湿養生層１３を、覆工コンクリートＣの内周面に対して接触又は離反させることができる。
【００４５】
〔覆工コンクリートの打設及び養生作業〕
図７は、覆工コンクリートＣの打設及び養生作業の作業手順を示す図である。
以下、図７を参照して、上述の覆工コンクリートＣの構築システムを用いた、覆工コンクリートＣの構築作業を説明する。
なお、図７において、符号１０Ａは、セントル１の次に搬入される「第１養生装置」であり、符号１０Ｂは、第１養生装置１０Ａの次に搬入される「第２養生装置」である。
【００４６】
まず、図７（ａ）に示すように、スライドセントル１をレールＲに沿って走行させて、一次覆工が完了した所定区間（スパンＳ１）にセントル１をセットし、このスパンＳ１に対して覆工コンクリートＣの打設を行う。
覆工コンクリートＣの打設作業は、具体的には、セントル１をスパンＳ１に設置した後、型枠３を所定高さ及び幅方向位置に調整したあと、型枠３の外周側の打設空間Ｄに生コンを流し込むことによって行われる。
【００４７】
打設空間Ｄに生コンが十分に充填されて覆工コンクリートＣの打設が完了すると、セントル１をそのままの状態にして所定時間が経過するのを待つことで、覆工コンクリートＣを硬化させる。
なお、この所定時間は、生コンクリートの硬化の度合や、後述する養生作業等の後工程の関係等に基づいて、１６〜２０時間に設定される。
【００４８】
上記の所定時間が経過すると、型枠３を降下させて覆工コンクリートＣから脱型する。本実施形態のスライドセントル１では、覆工コンクリートＣの打設完了から脱型するまでの所定時間の間、ヒータユニット７によって型枠３の内部空間を加温することで、型枠３を所定の設定温度に保持する。このセントル１の型枠３の設定温度は、例えば、３０〜４０度に設定される。
【００４９】
スパンＳ１における覆工コンクリートＣの初期養生が終わってセントル１を脱型すると、切羽側に隣接する次のスパンＳ２にセントル１を移動させ、スパンＳ１の場合と同様に、スパンＳ２において覆工コンクリートＣの打設作業を行う。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、セントル１がスパンＳ２に移動するのに続いて、第１養生装置１０ＡをスパンＳ１にセットし、セントル１がスパンＳ２で打設及び養生作業を行う間に、第１養生装置１０Ａを用いてスパンＳ１の覆工コンクリートＣに対する養生を行う。
具体的には、第１養生装置１０Ａのジャッキ機構５７を収縮させて被覆構造体１２を下降させた状態で、第一養生装置１０ＡをスパンＳ１に搬入し、その後、ジャッキ機構５７を伸長させて被覆構造体１２を上昇させることにより、その外周面に設けられた保湿養生層１３を覆工コンクリートＣの内周面に接触させる。
【００５１】
保湿養生層１３を覆工コンクリートＣの内周面に接触させると、保湿マット２２に給水されている水分によって覆工コンクリートＣが湿潤状態に保持される。
この際、保湿養生層１３の内側層２１が、覆工コンクリートＣの内周形状に応じて弾性変形することにより、保湿マット２２全体を覆工コンクリートＣの内周面に接触させることができ、覆工コンクリートＣの全体を確実に湿潤状態に保持することができる。また、内側層２１が弾性変形することで覆工コンクリートＣの内周面を痛めることもない。
【００５２】
以上のようにして、セントル１の次の第１養生装置１０Ａにより、スパンＳ１の覆工コンクリートＣが湿潤状態に保持された状態で養生される。
また、第１養生装置１０Ａでは、被覆構造体１２に設けたヒータ部材２６で外面パネル２０及び保湿養生層１３を加温することにより、覆工コンクリートＣをセントル１において打設完了から脱型までの間に保持されていた型枠温度と同一又は高い設定温度（３０〜４０度）に保持しつつ、上記養生が行われる。
【００５３】
一方、覆工コンクリートＣの打設から脱型を終えるのに要する期間は、保湿養生に要する期間よりも短いので、図７（ｂ）において、スパンＳ２の覆工コンクリートＣの打設及び脱型が終了した時点では、スパンＳ１での保湿養生が未だ終了していない。
そこで、本実施形態では、第１養生装置１０Ａの後方に更に第２養生装置１０Ｂを配備して、保湿養生を行うスパン長を延長し、セントル１の打設及び脱型作業をスパンごとに順次進めつつ、保湿養生に必要な期間を確保している。
【００５４】
すなわち、図７（ｂ）において、スパンＳ２の覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて、セントル１を次のスパンＳ３に移動する場合には、図７（ｃ）に示すように、第１養生装置１０Ａもセントル１に随伴してスパンＳ２に移動させる。
そして、第１養生装置１０Ａの後方（スパンＳ１）に更に第２養生装置１０Ｂをセットし、この第２養生装置１０Ｂにより、スパンＳ１に対する養生を第１養生装置１０Ａに引き続いて連続して行う。
【００５５】
もっとも、第２養生装置１０Ｂをセットする時間帯では、スパンＳ１の材齢が少なくとも３２時間以上経過しており、コンクリート強度が十分である場合が多いので、第２養生装置１０Ｂによる養生では、ヒータ部材２６の設定温度を第１養生装置１０Ａの場合よりも下げるか（例えば、２０〜３０度程度）、或いは、ヒータ部材２６による加温を行わずに、保湿のみを行うことにしてもよい。
【００５６】
次に、スパンＳ３の覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて、セントル１を次のスパンＳ４に移動する場合には、図７（ｄ）に示すように、第１養生装置１０Ａ及び第２養生装置１０Ｂもセントル１に随伴してそれぞれ次のスパンＳ３，Ｓ２に移動させる。
以後、セントル１が覆工コンクリートＣの打設及び初期養生を終えて次にスパンに移動するごとに、各養生装置１０Ａ，１０Ｂがそれに引き続いて次のスパンに移動し、養生装置１０Ａ，１０Ｂによる養生作業が継続して行われる。
【００５７】
なお、図７に示す符号８０は覆工コンクリートＣの強度推定装置であり、符号８１はコンクリート温度の測定装置である。これらの装置８０，８１を使用すれば、複数のスパンＳ１〜Ｓ４を構築システムにて連続的に養生する場合に、各スパンＳ１〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を同時に行えるが、これについては後述する。
【００５８】
〔構築システムの効果〕
本実施形態の覆工コンクリートＣの構築システムによれば、各養生装置１０Ａ，１０Ｂがセントル１を脱型した後の覆工コンクリートＣの内周面を、保湿養生層１３を備えた被覆構造体１２の外周面で被覆するので、充分な湿度を保って養生することができる。
また、本実施形態の構築システムでは、ヒータユニット７を備えたセントル１によって、打設完了から脱型までの間、打設された覆工コンクリートＣを好適な温度に保持することができ、当該覆工コンクリートＣの硬化を促進することができる。
【００５９】
更に、第１養生装置１０Ａが、覆工コンクリートＣを所定温度で保持するためのヒータ部材２６を備えているので、セントル１によって打設完了から脱型までの間に好適な温度に保持された覆工コンクリートＣを、この第一養生装置１０Ａによって、さらに同じ又はより高い設定温度で保持しつつ養生を行うことができる。
このため、脱型した後も、覆工コンクリートＣを好適な温度に保持することができ、より一層硬化を促進させることができる。この結果、脱型時及び養生を終えたときの覆工コンクリートの強度をより高めることができ、覆工コンクリート内周面の天端付近に生じるトンネル延長方向に延びるひび割れをより効果的に防止することができる。
【００６０】
また、本実施形態の構築システムでは、第１養生装置１０Ａがセントル１の移動に伴って次のスパンに移動するのに続いて、第１養生装置１０Ａが養生していたスパンに移動して更に養生を行う第２養生装置１０Ｂを備えており、この第２養生装置１０Ｂは、覆工コンクリートＣの養生を、セントル１での加温養生や第１養生装置１０Ａでの加温養生の場合よりも低い設定温度で覆工コンクリートＣを養生するようになっている。
【００６１】
このため、あるスパンの覆工コンクリートＣに対する一連の養生作業において、同一のスパンを第１養生装置１０Ａに引き続いて第２養生装置１０Ｂによって養生を行うことにより、覆工コンクリートＣの温度を、第１養生装置１０Ａによる設定温度から例えば坑内の常温まで段階的に降温させることができ、急激な温度変化によって覆工コンクリートＣに及ぶ悪影響を低減することができる。
【００６２】
〔強度推定システム〕
図８は、本発明の実施形態に係る覆工コンクリートＣの強度推定システムの全体構成図である。
図８に示すように、本実施形態の強度推定システムは、現場打ちされた養生中の覆工コンクリートＣの積算温度に基づいて同コンクリートＣの現時点の圧縮強度（以下、「コンクリート強度」ともいう。）を推定する強度推定装置８０と、積算温度の算出データとなる覆工コンクリートＣの内部温度を継続して測定する測定装置８１とを備えている。
【００６３】
このうち、測定装置８１は、覆工コンクリートＣの内部に充填される温度センサ８２と、この温度センサ８２の検出信号を外部に送信する無線送信機８３とを有しており、温度センサ８２と無線送信機８３とが通信ケーブル８４を介して接続されている。
温度センサ８２は、コンクリートの内部温度に応じた電気信号を生成する、例えば熱電対により構成されている。温度センサ８２が生成した電気信号は、通信ケーブル８４を通じて無線送信機８３に送られる。
【００６４】
本実施形態の温度センサ８２は、外周面がテーパー状に形成されたケーブルカプラ８５を基端部に有しており、図８に示すように、そのケーブルカプラ８５が覆工コンクリートＣの内面とほぼ面一になるようにコンクリートＣの内部に埋め込まれる。
図８に示すように、ケーブルカプラ８５に差し込み可能な通信ケーブル８４の接続部材８７は、セントル１の型枠３の打設口８６を着脱自在に閉塞する蓋部材８８に貫通状に取り付け可能となっている。
【００６５】
従って、蓋部材８８に取り付けた接続部材８７にケーブルカプラ８５を結合することで、温度センサ８２を蓋部材８８の裏側に突出状に取付可能となっており、このようにして温度センサ８２を取り付けた蓋部材８８で打設口８６を閉塞することにより、温度センサ８２を打設空間Ｄの内部に片持ち状態にセットすることができる。
また、セントル１の脱型時に蓋部材８８を打設口８６から開放すると、温度センサ８２だけが硬化した覆工コンクリートＣの内部に残るようになっている。
【００６６】
このため、蓋部材８８を取り外した後は、覆工コンクリートＣの内部に残った温度センサ８２のケーブルカプラ８５に再び接続部材８７を結合させることにより、温度センサ８２と無線送信機８３とを再接続することができる。
温度センサ８２の設置場所は、センサ設置作業の行いやすさの観点から、トンネルＴのスプリングライン（ＳＬ）付近とすることが好ましい。温度センサ８２は、１つの覆工コンクリートＣに対して少なくとも１つあればよいが、複数設ける場合には、各センサ８２の検出温度の平均値を積算温度の算出データとすればよい。
【００６７】
なお、図示省略しているが、セントル１の後に続いて覆工コンクリートＣを更に養生する本実施形態の養生装置１０には、覆工コンクリートＣにおける温度センサ８２の設置箇所とほぼ対応する部分に、その温度センサ８２を養生装置１０の内部側に露出させるための温度測定用の窓部が形成されている。
【００６８】
本実施形態の測定装置８１によれば、セントル脱型後の覆工コンクリートＣに加熱や保湿のための養生装置１０Ａ，１０Ｂをセットする場合に、その養生装置１０Ａ，１０Ｂを所定スパンの覆工コンクリートＣに移動する前に通信ケーブル８４を温度センサ８２から抜き取ることができる。このため、測定装置８１が養生装置１０Ａ，１０Ｂの移動の妨げになることがなく、養生装置１０Ａ，１０Ｂの移動作業を簡便に行える。
なお、この場合、いったん抜き取った通信ケーブル８４を再度ケーブルカプラ８５に差し込めば、温度センサ８２が無線送信機８３に繋がって測定装置８１を復旧できる。
【００６９】
また、本実施形態では、温度センサ８２の検出信号を無線送信機８３で外部に送信し、送信された検出信号を強度推定装置８０の後述する通信部９０が受信するので、測定装置８１と強度推定装置８０とを通信ケーブルで接続する必要がない。
このため、セントル１やその他の養生装置１０Ａ，１０Ｂの内部で複雑な通信ケーブルの配線を行う必要がなく、強度推定システムを簡便に構築することができる。
【００７０】
〔強度推定装置の構成〕
図９は、強度推定装置８０の内部構成を示す機能ブロック図である。
本実施形態の強度測定装置８０は、プログラマブルなＰＣ等のコンピュータ装置よりなり、図９に示すように、通信部９０、表示部９１、記憶部９２及び制御部９３が内部に搭載されている。
【００７１】
通信部９０は、測定装置８１の無線送信機８３からの送信信号を受信可能な無線通信機能を有しており、その無線送信機８３が送信した温度センサ８２の検出信号を受信すると、受信した検出信号を制御部９３に転送する。
従って、通信部９０は、覆工コンクリートＣの養生中の内部温度を取得する取得部としての機能を有する。
【００７２】
表示部９１は、制御部９３による所定の出力情報を画面表示するものであり、本実施形態では、タッチパネル式の液晶モニタが採用されている。このため、表示部９１は、作業員がモニタ画面に触れて入力した入力情報を制御部９３に送ることもでき、強度推定装置８０に対する所定情報の「入力部」としても機能している。
本実施形態において、作業員が強度推定装置８０に入力する情報には、覆工コンクリートＣの打設時における生コンの初期温度がある。
【００７３】
この初期温度は、セントル１を用いた覆工コンクリートＣの打設時において、到着した生コンの測定温度の平均値のことである。作業員は、到着したミキサ車の生コンの温度を所定時間おきに測定し、その測定値の平均値をタッチパネル式の表示部９１に手動で入力する。
従って、表示部９１は、覆工コンクリートＣの打設時の初期温度を取得する取得部としての機能も有している。
【００７４】
記憶部９２は、メモリやＨＤＤなどを含む記憶装置よりなり、通信部９０や表示部９１が取得した各種データを一時的に記憶することができる。
また、記憶部９２は、所定のアプリケーションプログラムやその処理に必要な関係式などを記憶しており、制御部９３は、そのアプリケーションプログラムを記憶部９２から読み出して同プログラムを実行することにより、後述するコンクリート強度の算出処理（図１０）を行う。
【００７５】
記憶部９２は、トンネル現場の覆工コンクリートＣに用いる所定配合のコンクリート材料について、その材料を所定温度で養生させる場合の積算温度とコンクリート強度との関係式を、その生コンの初期温度ごとに予め記憶している。
すなわち、本実施形態では、前記構築システム（セントル１と養生装置１０）で行う予定の養生条件にて型枠温度を制御してテストピースを養生し、この養生によって得られたテストピースの内部温度と圧縮強度を測定することにより、上記関係式を初期温度ごとに予め特定し、その特定した関係式を記憶部９２に記憶させている。
【００７６】
ここで、既知の通り、コンクリートの圧縮強度Ｆと積算温度Ｍとの間には、次の関係式（１）が成立する。
Ｆ＝ａｉ×Ｌｎ（Ｍ）＋ｂｉ ……（１）
ただし、Ｌｎは自然対数であり、ａｉとｂｉは実験により定まる係数である。
【００７７】
また、コンクリートの積算温度Ｍは、次式で定義される。
Ｍ＝ΣΔｔ×（Ｔｉ−Ｔｏ） ……（２）
ただし、Ｔｉはコンクリート温度、Ｔｏは水和反応が進まない温度（通常は−１０°Ｃ）、ΔｔはコンクリートをＴｉに保持する時間である。
【００７８】
従って、所定配合の覆工用の生コンについて、異なる初期温度ごとに予め実験を行って係数ａｉ，ｂｉを決定しておけば、ほぼ同じ初期温度の生コンが施工現場に到着した場合にも、同じ値の係数ａｉ，ｂｉの関係式を適用可能と考えられる。
このため、覆工コンクリートＣの施工現場において、初期温度に応じて係数ａｉ，ｂｉを決定して関係式を特定し、特定した関係式に、現場で測定したコンクリート温度から式（２）によって算出した積算温度Ｍを適用すれば、養生中の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を推定できるようになる。
【００７９】
ここで、前記構築システムを用いて行う覆工コンクリートＣの養生条件が、例えば以下に示す温度設定となっており、かつ、生コンの初期温度のバリエーションを５〜３０°Ｃの範囲で５°Ｃ刻みで試験を行うものとする。
なお、セントル１と養生装置１０Ａ，１０Ｂでの養生時間はそれぞれ１６時間であるとする。また、図９において、Ａｉ（ｉ＝５，１０，１５……）は、記憶部９２に記憶される初期温度ｉごとの関係式を示している。
【００８０】
（初期温度が２５°以下の場合）
セントルの設定温度 ＝初期温度＋１５°Ｃ
第１養生装置の設定温度 ＝初期温度＋２０°Ｃ
第２養生装置の設定温度 ＝加温なし
（初期温度が２５°を超える場合）
セントルの設定温度 ＝初期温度＋１０°Ｃ
第１養生装置の設定温度 ＝初期温度＋１５°Ｃ
第２養生装置の設定温度 ＝加温なし
【００８１】
この場合、初期温度が５°Ｃの場合の関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を求めるには、テストピースの型枠温度を２０°Ｃに設定して１６時間養生し、その型枠温度を２５°Ｃに設定して１６時間保湿養生し、その型枠を加温せずに１６時間保湿養生し、その後は加温も保湿も行わなずに養生する。
上記の養生によって得られた所定時間経過後のテストピースについて圧縮試験を行い、所定時間経過後の積算温度と測定した圧縮強度とから、関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を特定する。
【００８２】
同様に、初期温度が１０°Ｃの場合の関係式Ａ１０の係数ａ１０，ｂ１０を求めるには、テストピースの型枠温度を２５°Ｃに設定して１６時間養生し、その型枠温度を３０°Ｃに設定して１６時間保湿養生し、その型枠を加温せずに１６時間保湿養生し、その後は加温も保湿も行わなずに養生する。
上記の養生によって得られた所定時間経過後のテストピースについて圧縮試験を行い、所定時間経過後の積算温度と測定した圧縮強度とから、関係式Ａ１０の係数ａ１０，ｂ１０を特定する。
【００８３】
以下、同様にして、想定する初期温度の生コンを構築システムで行う温度設定で養生したテストピースの圧縮強度を測定し、積算温度と圧縮強度の測定値からそれぞれの初期温度において成立する関係式Ａｉの係数ａｉ，ｂｉを特定する。
このように、本実施形態では、想定する所定の初期温度について、実際の構築システムの場合と同じ温度条件で養生したテストピースの圧縮強度を測定し、その結果、得られた初期温度ごとの関係式Ａｉ（具体的には、その係数ａｉ，ｂｉ）を特定して記憶部９２に記憶させている。
【００８４】
〔制御部の処理内容〕
図１０は、強度推定装置８０の制御部９３が行う処理のフローチャートである。
以下、図１０を参照しつつ、制御部９３の処理内容を説明する。
まず、強度推定装置８０の制御部９３は、表示部９１に対して前記初期温度（現場で測定した生コンの温度）の入力があったか否かを判定し（ステップＳＴ１）、入力があった場合にタイマーを作動させる（ステップＳＴ２）。
【００８５】
次に、制御部９３は、作業者によって入力された生コンの初期温度に基づいて、前記関係式Ａｉの係数ａｉ，ｂｉを決定する（ステップＳＴ３）。
例えば、入力された初期温度の値が７°Ｃの場合には、その入力値以下の最も近い初期温度のデータ（本実施形態では５°Ｃ）を記憶部９２から読み出し、そのデータに対応する関係式Ａ５の係数ａ５，ｂ５を、今回施工する覆工コンクリートＣの圧縮強度の算出に用いる関係式とする。
【００８６】
その後、制御部９３は、上述の定義式（２）を用いて、覆工コンクリートＣの積算温度Ｍを算出する（ステップＳＴ４）。
具体的には、制御部９３は、タイマーの作動時点からこれまでに取得した覆工コンクリートＣの内部温度の時系列の測定データを用いて、前記定義式（２）によって定義される現時点までの積算温度Ｍを算出する。
【００８７】
次に、制御部９３は、先に決定した係数ａｉ，ｂｉの関係式Ａｉに、現時点までの積算温度Ｍを適用して、現時点における覆工コンクリートＣの圧縮強度Ｆを算出し（ステップＳＴ５）、算出した圧縮強度Ｆを表示部９１に出力する（ステップＳＴ６）。
制御部９３は、上記ステップＳＴ４〜ＳＴ６までの処理を、所定時間おきに繰り返し実行し、その処理を、タイマー値が覆工コンクリートＣの全養生期間が経過するまで実行し続ける（ステップＳＴ７）。
【００８８】
このように、本実施形態の強度推定システムによれば、強度推定装置８０の制御部９３が、現時点までの積算温度Ｍを、生コンの初期温度に応じて決定した関係式Ａｉに適用して圧縮強度Ｆを算出するので、覆工コンクリートＣに用いる生コンの初期温度に対応する適切な関係式Ａｉにより、覆工コンクリートＣの圧縮強度を算出することができる。
このため、現場到着時の生コンの初期温度が異なる場合でも、覆工コンクリートＣの圧縮強度Ｆを正確に推定することができる。
【００８９】
なお、本実施形態の強度推定装置８０では、通信部９０が、トンネル長手方向に隣接する複数のスパンＳ１〜Ｓ４（図７参照）の覆工コンクリートＣにそれぞれ設置された測定装置８１から、温度センサ８２の検出温度を個別に受信可能である。
そして、制御部９３は、通信部９０が複数のスパンＳ１〜Ｓ４の検出温度を取得した場合には、図１０の強度算出処理を、スパンＳ１〜Ｓ４ごとに並列的に実行し、そのスパンＳ１〜Ｓ４ごとの処理結果を表示部９１に出力する。
【００９０】
〔出力表示例〕
図１１は、強度推定装置８０の表示部９１による出力表示例を示す図であり、（ａ）は「第１表示モード」の出力画面、（ｂ）は「第２表示モード」の出力画面を示す。
図１１（ａ）に示すように、第１表示モードは、所定時間ごとの圧縮強度をテーブル化して画面表示するモードである。
また、図１１（ｂ）に示すように、第２表示モードは、所定時間ごとの圧縮強度をグラフ化して画面表示するモードである。
【００９１】
本実施形態の強度推定装置８０では、表示部９１の「メニュー選択画面」（図示せず）に対するモードの選択アイコンを操作することにより、圧縮強度等の出力データを第１表示モード又は第２表示モードのいずれかで画面表示させることができる。
図１１において、画面の下縁部に表示された「１〜２４Ｈ」、「２５〜４８Ｈ」……「９７〜１２０Ｈ」は時間帯を設定するためのアイコンであり、いずれかの時間帯のアイコンを選択すると、温度測定の開始時から当該アイコンに記された時間帯のテーブルやグラフが画面表示される。
【００９２】
また、本実施形態の強度推定装置８０では、表示部９１の「メニュー選択画面」（図示せず）にあるチャンネルの選択アイコンを操作することにより、制御部９３の並列処理によって得られた複数のスパンＳ１〜Ｓ４の処理結果のうち、どのスパンＳ１〜Ｓ４の処理結果を出力するかを選択することもできる。
従って、表示部９１は、並列的に実行された算出処理によって得られた各スパンＳ１〜Ｓ４における覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度や、現時点までの圧縮強度及びコンクリート温度の履歴などの関連情報をすべて表示可能である。
【００９３】
〔複数スパンの覆工コンクリートの品質管理〕
前記した通り、本実施形態の強度推定装置８０では、制御部９３が、図１０の強度算出処理をスパンＳ１〜Ｓ４ごとに並列的に実行可能であり、そのスパンＳ１〜Ｓ４ごとの処理結果を表示部９１に出力することができる。
そこで、図７に示す覆工コンクリートＣの打設及び養生作業において、本実施形態の強度推定システムを用いて行える、複数スパンの覆工コンクリートＣの品質管理について説明する。
【００９４】
図７（ａ）に示すように、スパンＳ１の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生されている場合には、スパンＳ１に取り付けられた測定装置８１が当該スパンＳ１の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、スパンＳ１の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を算出して表示部９１に出力する。このため、作業員が表示部９１を操作してスパンＳ１についての圧縮強度を画面表示させることにより、スパンＳ１の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９５】
次に、図７（ｂ）に示すように、セントル１がスパンＳ２まで進み、スパンＳ２の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ１の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生される場合には、各スパンＳ１，Ｓ２に取り付けられた２つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【００９６】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、２つのスパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、２つのスパンＳ１，Ｓ２のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ１，Ｓ２の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９７】
また、図７（ｃ）に示すように、セントル１がスパンＳ３まで進み、スパンＳ３の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ２の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生され、スパンＳ３の覆工コンクリートＣが第２養生装置１０Ｂで保温養生される場合には、各スパンＳ１〜Ｓ３に取り付けられた３つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【００９８】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、３つのスパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、３のスパンＳ１〜Ｓ３のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ１〜Ｓ３の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【００９９】
更に、図７（ｄ）に示すように、セントル１がスパンＳ４まで進み、スパンＳ４の覆工コンクリートＣがセントル１で初期養生され、スパンＳ３の覆工コンクリートＣが第１養生装置１０Ａで加温養生され、スパンＳ２の覆工コンクリートＣが第２養生装置１０Ｂで保温養生される場合には、各スパンＳ２〜Ｓ４に取り付けられた３つの測定装置８１がそれぞれ当該スパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの内部温度を強度推定装置８０に無線送信する。
【０１００】
この場合、強度推定装置８０の制御部９３が、３つのスパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの現時点の圧縮強度を並列処理によって個別に算出し、その算出結果をそれぞれ表示部９１に出力する。
このため、作業員が表示部９１を操作して、３のスパンＳ２〜Ｓ４のうちの所望のスパンの圧縮強度を選択的に画面表示させることにより、各スパンＳ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
【０１０１】
このように、本実施形態の強度推定システムによれば、強度推定装置８０の制御部９３が、トンネル長手方向に連続する３つのスパンＳ１〜Ｓ３，Ｓ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣごとの圧縮強度の算出処理を並列的に実行し、その処理結果を表示部９１に出力することができるので、複数のスパンＳ１〜Ｓ３，Ｓ２〜Ｓ４の覆工コンクリートＣの品質管理を同時並行で行うことができる。
【０１０２】
今回開示した実施形態（上述の各変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、コンクリートの内部温度を検出するための測定装置８１の温度センサ８２は、必ずしも覆工コンクリートＣの内部に充填されるタイプでなくてもよく、覆工コンクリートＣの内周面に貼り付けるタイプのものであってもよい。
【０１０３】
また、上述の実施形態において、強度推定装置８０の算出結果を例えば坑口に設けたコンピュータ装置に無線送信して転送すれば、トンネル内部以外の場所で覆工コンクリートＣの品質管理を行うことができる。
更に、上述の実施形態では、強度推定装置８０と測定装置８１が直接無線通信する場合を例示しているが、中継装置を介して測定装置８１の無線信号を強度推定装置８０に送るようにしてもよい。
【０１０４】
また、上述の実施形態のスライドセントル１では、加温したオイルを循環させるオイルヒータを用いて覆工コンクリートＣを加温しているが、例えば、養生装置１０Ａ，１０Ｂのように、シート状の面状発熱体をセントル１に採用することもできる。
更に、養生装置１０Ａ，１０Ｂでは、シート状の面状発熱体からなるヒータ部材を用いた場合を例示したが、オイルヒータを用いて覆工コンクリートＣを加温する構成とすることもできる。
【符号の説明】
【０１０５】
８０ 強度推定装置
８１ 測定装置
８２ 温度センサ
８３ 無線送信機
８４ 通信ケーブル
８６ ケーブルカプラ
９０ 通信部（第２取得部）
９１ 表示部（第１取得部）
９２ 記憶部
９３ 制御部
Ｃ 覆工コンクリート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する装置であって、
前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部と、
前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得する第１取得部と、
前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得する第２取得部と、
取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出する制御部と、
を備えていることを特徴とする覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項２】
前記制御部は、トンネル長手方向に隣接する複数スパンの前記覆工コンクリートごとの前記圧縮強度の算出処理を、並列的に実行可能である請求項１に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項３】
並列的に実行された前記算出処理によって得られた各スパンの前記圧縮強度をすべて表示可能な表示部を更に備えている請求項２に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項４】
前記表示部は、次の（ａ）又は（ｂ）若しくは双方の表示モードを実行可能である請求項３に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
（ａ）所定時間ごとの前記圧縮強度をテーブル化して画面表示する第１表示モード
（ｂ）所定時間ごとの前記圧縮強度をグラフ化して画面表示する第２表示モード
【請求項５】
前記内部温度を計測する温度センサを有する測定装置と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の強度推定装置とを備えたシステムであって、
前記測定装置は、前記温度センサの検出信号を外部に送信する無線送信機を有し、前記強度推定装置の前記第２取得部は、送信された前記検出信号を受信する無線受信機よりなることを特徴とする覆工コンクリートの強度推定システム。
【請求項６】
前記温度センサは、前記無線送信機に検出信号を送るための通信ケーブルを接続可能な、前記覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるケーブルカプラを有する請求項５に記載の覆工コンクリートの強度推定システム。
【請求項７】
現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する方法であって、
前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶するステップと、
前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得するステップと、
前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得するステップと、
取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする覆工コンクリートの強度推定方法。
【請求項１】
現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する装置であって、
前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶している記憶部と、
前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得する第１取得部と、
前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得する第２取得部と、
取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記内部温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出する制御部と、
を備えていることを特徴とする覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項２】
前記制御部は、トンネル長手方向に隣接する複数スパンの前記覆工コンクリートごとの前記圧縮強度の算出処理を、並列的に実行可能である請求項１に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項３】
並列的に実行された前記算出処理によって得られた各スパンの前記圧縮強度をすべて表示可能な表示部を更に備えている請求項２に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
【請求項４】
前記表示部は、次の（ａ）又は（ｂ）若しくは双方の表示モードを実行可能である請求項３に記載の覆工コンクリートの強度推定装置。
（ａ）所定時間ごとの前記圧縮強度をテーブル化して画面表示する第１表示モード
（ｂ）所定時間ごとの前記圧縮強度をグラフ化して画面表示する第２表示モード
【請求項５】
前記内部温度を計測する温度センサを有する測定装置と、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の強度推定装置とを備えたシステムであって、
前記測定装置は、前記温度センサの検出信号を外部に送信する無線送信機を有し、前記強度推定装置の前記第２取得部は、送信された前記検出信号を受信する無線受信機よりなることを特徴とする覆工コンクリートの強度推定システム。
【請求項６】
前記温度センサは、前記無線送信機に検出信号を送るための通信ケーブルを接続可能な、前記覆工コンクリートの内面とほぼ面一になるように埋め込まれるケーブルカプラを有する請求項５に記載の覆工コンクリートの強度推定システム。
【請求項７】
現場打ちされた養生中の覆工コンクリートの積算温度に基づいて、前記覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を推定する方法であって、
前記積算温度と前記圧縮強度との関係式を、前記覆工コンクリートに用いる生コンの初期温度ごとに予め記憶するステップと、
前記覆工コンクリートの打設時の前記初期温度を取得するステップと、
前記覆工コンクリートの養生中の内部温度を取得するステップと、
取得された前記初期温度に基づいて使用する前記関係式を決定し、取得された前記養生温度の時系列の測定データから算出した現時点までの前記積算温度を、決定した前記関係式に適用して前記圧縮強度を算出するステップと、
を含むことを特徴とする覆工コンクリートの強度推定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２４２３４６（Ｐ２０１２−２４２３４６Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５５０８（Ｐ２０１１−１１５５０８）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（５０１３６０１２０）テクノプロ株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（５０１３６０１２０）テクノプロ株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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