覆工コンクリートの養生装置及び構築方法
【課題】簡単な構造により覆工コンクリートを湿潤状態で養生することが可能な覆工コンクリートの養生装置を提供する。
【解決手段】本発明の養生装置１０は、トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台１２と、覆工コンクリート２１の内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、覆工コンクリート２１の内周面に対して接近・離反可能となるように移動架台１２に搭載されたシェル構造体１３と、前記シェル構造体１３の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層１４と、を備える。
【解決手段】本発明の養生装置１０は、トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台１２と、覆工コンクリート２１の内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、覆工コンクリート２１の内周面に対して接近・離反可能となるように移動架台１２に搭載されたシェル構造体１３と、前記シェル構造体１３の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層１４と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内周面に打設される覆工コンクリートの養生装置及び構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事においては、トンネルを掘削した後の内壁面にコンクリートを吹き付けて一次覆工を行い、その後、二次覆工としてスライドセントル等を用いて覆工コンクリートを打設している。覆工コンクリートは、脱型後にそのまま放置すると乾燥収縮によってひび割れが発生し品質が低下してしまうため、表面に湿気を与えて保湿養生し、乾燥を防止することが要求される。
従来から覆工コンクリートの保湿養生を行う技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、空気の供給によってアーチ状に膨らむバルーンの外周面を覆工コンクリートの内壁面に対してほぼ一様に密着させることによって水分の蒸発を防ぐ技術が開示されている。また、特許文献２には、アーチ状に形成された散水管に適宜間隔をあけて散水ノズルを設け、各散水ノズルからトンネル内壁面に向けて散水する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９０１４６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２の技術は、いずれも覆工コンクリートの乾燥を防ぐことが可能であるが、バルーン内に空気を供給するためのコンプレッサや散水管に水を供給するためのポンプ等の機器、空気や水の配管設備等が必要となる。また、特許文献２の技術では排水設備も必要となる。そのため、保湿養生のための設備が大規模となり、設備コストがかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、簡素な構造により覆工コンクリートを湿潤状態で養生することが可能な覆工コンクリートの養生装置及び覆工コンクリートの構築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】
【０００６】
本発明は、トンネルの内部に打設された覆工コンクリートの内周面を被覆して養生するための養生装置であって、
トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台と、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能となるように前記移動架台に搭載されたシェル構造体と、前記シェル構造体の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の養生装置は、覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能なシェル構造体の外周面に保湿養生層が貼り付けられ、この保湿養生層が、吸収した水分を保持することができる外表面を有しているので、保湿養生層の外表面に水分を吸収させた状態でシェル構造体を覆工コンクリートの内周面に接近させ、覆工コンクリートの内周面を湿潤状態の保湿養生層の外表面で覆うことによって覆工コンクリートを養生することができる。
このため、大規模なコンプレッサ等の機器や配管設備、排水設備を配備しなくても、簡素な構造の養生装置によって簡単な作業で覆工コンクリートを湿潤状態で養生することができる。
【０００８】
前記保湿養生層は、トンネル径方向に変形可能な弾力性と内部に空隙とを有する内側層と、この内側層の外周面に積層された保湿マットとの二層構造になっていることが好ましい。保湿養生層の内側層が弾力性を有していると、保湿養生層を覆工コンクリートの内周面に接触させたときに覆工コンクリートの表面形状に応じて保湿養生層を弾性変形させることができる。そのため、覆工コンクリートの内周面に保湿養生層を全面的に接触させることが可能となり、覆工コンクリートの内周面を痛めることもない。また、保湿養生層の内側層が内部に空隙を有していると、トンネル内空部との間の断熱性を確保することができ、急激な温度変化に起因するひび割れ等の発生を防止することができる。
【０００９】
前記保湿マットは、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保できる高保湿性を有するマットよりなることが好ましい。これにより養生期間中は８０％以上の湿度が確保されるので、高い養生効果を得ることができる。
【００１０】
また、前記保湿マットは、水分を吸収可能な吸水層と、この吸水層の内周面に積層された不透水層と、前記吸水層の外周面に積層され、前記吸水層の外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層とから構成されていてもよい。吸水層の内周面側に不透水層を設けることによって吸水層に吸収された水分が内側層へ浸み出すことがなくなり、吸水層における水分の保持機能を高めることができる。また、吸水層の外周面側に保護層を設けることによって、吸水層の表面素材が剥がれて覆工コンクリートの内周面に付着することがなくなり、養生後の覆工コンクリートの表面が荒れてしまうのを防ぐとともに、吸水層の耐久性を高めて養生装置の転用回数を増大させることができる。
【００１１】
前記保湿養生層の外周面には、当該保湿養生層に対する給水用の配管が配設されていてもよい。これによって、保湿養生層に対する水分の供給を容易に行うことができる。
【００１２】
前記シェル構造体は、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状に弾性変形により湾曲可能に構成されており、前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状の状態で支持する支持部材を備えていることが好ましい。このような構成によって、覆工コンクリートの内周面に形状に合わせてシェル構造体を弾性変形により湾曲させることができ、覆工コンクリートの内周面に保湿養生層をより確実に全面的に接触させることが可能になるとともに、予め覆工コンクリートの内周面形状に合わせてシェル構造体を塑性加工によって製造する場合に比べて、安価にシェル構造体を製造することができる。
【００１３】
前記支持部材は、前記シェル構造体の湾曲の度合いを調整する調整部を備えていることが好ましい。このような構成によって覆工コンクリートの内周半径の誤差等に対応してシェル構造体の湾曲度合いを調整することができる。
【００１４】
前記移動架台は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルと同じ軌道上を移動可能であることが好ましい。この構成によって、養生装置をトンネル延長方向に移動自在にするために、新たな軌道を敷設する必要がなくなる。
【００１５】
前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反させるためのジャッキ機構を備えており、このジャッキ機構は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルのジャッキ機構と同じ位置に配置されていることが好ましい。このような構成によって、作業員がスライドセントルをセットする場合と同じ作業感覚で養生装置をセットすることができ、養生作業の効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明は、トンネルの内部にスライドセントルをセットして覆工コンクリートを打設した後、前記スライドセントルを脱型して、硬化した覆工コンクリートの内周側を上述の養生装置で養生するようにした覆工コンクリートの構築方法であって、
前記スライドセントルとほぼ同じトンネル延長方向の長さ有する前記養生装置を当該スライドセントルの後方に複数台用意しておき、その複数台の前記養生装置を用いて脱型済みの前記覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生することを特徴とする。
【００１７】
通常、覆工コンクリートの打設開始から脱型まで１，２日程度かかり、覆工コンクリートの養生には５日程度かかるが、本発明方法では、脱型済みの覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生できるので、すべての覆工コンクリートに対して十分な養生期間を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡素な構造により覆工コンクリートを湿潤状態で養生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る養生装置の正面図である。
【図２】図１に示される養生装置のシェル構造体の外枠部材及び連結部材を示す側面図である。
【図３】図１に示される養生装置の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４】二次覆工作業及び保湿養生作業を説明するための図である。
【図５】二次覆工作業及び保湿養生作業を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る養生装置の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】本発明の第３の実施形態に係る養生装置の給水手段を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る養生装置の正面図である。
【図９】図８に示される養生装置のシェル構造体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る養生装置１０の正面図である。本実施の形態の養生装置１０は、二次覆工としてトンネル１１の内周面に打設された覆工コンクリート２１の内周面を保湿養生するためのものであり、トンネル１１の延長方向に移動可能な移動架台１２と、この移動架台１２に搭載されたシェル構造体１３と、このシェル構造体１３の外周面に設けられた保湿養生層１４とから構成されている。
【００２１】
移動架台１２は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の柱部材１６、横梁部材１７、及び縦梁部材１８等の長尺部材をトンネル幅方向及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１２の下端部には複数の車輪１９が設けられ、この車輪１９はトンネル１１の床面に敷設されたレール（軌道）２０上を走行可能である。このレール２０は、覆工コンクリート２１の打設に用いられる移動型枠（スライドセントル）２２（図４参照）を走行させるためにも用いられる。
【００２２】
シェル構造体１３は、トンネル内周面にほぼ沿うようなアーチ状に形成された外枠部材２３と、外枠部材２３の内周面に沿って並設された複数の連結部材２４と、外枠部材２３の外周面に取り付けられた外面パネル２５とからなる。図２はシェル構造体１３の側面図であり、外枠部材２３はＨ型鋼や溝型鋼等の長尺部材を湾曲させることによって形成されており、トンネル延長方向に間隔をあけて複数並設されている。連結部材２４はＨ型鋼や溝型鋼等の長尺部材からなり、トンネル延長方向に延びるとともに複数の外枠部材２３を互いに連結している。
【００２３】
図３は、外面パネル２５及び保湿養生層１４を拡大して示す断面図である。外面パネル２５は、外枠部材２３の外周面の形状に沿って湾曲することができる板材、例えば、外枠部材２３の外周面に沿って多数の凹部と凸部とを並べて備えてい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。そして、外面パネル２５は、トンネル長さ方向に並設された複数の外枠部材２３に亘ってその外周面全体を覆っている。
【００２４】
保湿養生層１４は、外面パネル２５の外周面に貼り付けられた内側層２７と、この内側層２７の外周面に積層された保湿マット２８とからなり、２層構造に形成されている。内側層２７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２７は、シェル構造体１３の外周面とトンネル１１の内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
【００２５】
保湿マット２８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２８は、不織布等からなる基材３０の内部や表面に複数の保水材３１を点在させ、基材３０の背面側（内側層２７側）をポリエチレンフィルム等の不透水フィルム３２で覆ったものである。保水材３１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。
保湿マット２８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２１の養生にも十分な保湿性能を有している。
【００２６】
図１及び図２に示すように、シェル構造体１３の外枠部材２３は、上部３４と、この上部３４の両側にヒンジ３５を介して連結された側部３６とから３分割されている。そして、外枠部材２３の側部３６は、第１のジャッキ機構３７を介して移動架台１２の縦梁部材１８に連結されており、この第１のジャッキ機構３７を伸縮することによって上部３４に対して幅方向に揺動可能とされている。また、移動架台１２の柱部材１６の中途部には第２のジャッキ機構３８が設けられており、柱部材１６の上端に連結された外枠部材２３の上部３４は、第２のジャッキ機構３８を伸縮することによって上下に移動可能とされている。そして、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を収縮させることによって、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面から離反させることができ（図１に、側部３６の部分の離反状態を２点鎖線で示す）、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を伸長させることによって、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させることができる。
【００２７】
以下、二次覆工の作業と養生装置１０による養生作業とについて図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、まず、二次覆工作業は、トンネル１１内にスライドセントル２２と呼ばれる移動型枠を搬入するとともに、レール２０上を走行させることによってスライドセントル２２を所定の位置（区間Ａ）に設置し、スライドセントル２２の外周面とトンネル１１の内周面との間に覆工コンクリート２１を打設することによって行う。所定の期間が経過し、覆工コンクリート２１が硬化すると、覆工コンクリート２１からスライドセントル２２を脱型し、切羽側の次の区間Ｂに移動して当該区間Ｂの二次覆工を行う。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、スライドセントル２２が脱型された区間Ａには、スライドセントルと同じトンネル延長方向の長さを有する養生装置１０を設置し、打設後の覆工コンクリート２１の保湿養生を行う。具体的には、図１に示すように養生装置１０の第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を収縮させ、覆工コンクリート２１の内周面から保湿養生層１４を離反させた状態で養生装置１０を当該区間Ａに設置する。そして、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を伸長させることにより、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させる。
【００２９】
保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させると、保湿マット２８に吸水された水分によって覆工コンクリート２１が湿潤状態に養生される。この際、保湿養生層１４の内側層２７が当該内周面の形状に応じて弾性変形することによって、保湿マット２８全体を覆工コンクリート２１の内周面に接触させることができ、覆工コンクリート２１の全体を確実に湿潤状態に養生することができる。また、内側層２７が弾性変形することによって覆工コンクリート２１の内周面を痛めることもない。
【００３０】
覆工コンクリート２１の打設に要する期間は保湿養生に要する期間よりも短いので、区間Ｂにおける覆工コンクリート２１の打設が終了した時点で区間Ａの保湿養生は終了していない。したがって、この場合に、スライドセントル２２を区間Ｃに移動させるのに追従して養生装置１０を区間Ｂに移動させたとすれば、区間Ａの養生期間を充分に確保することができなくなる。逆に、区間Ａの養生期間が経過してから養生装置１０を区間Ｂに移動させたとすれば、区間Ａの養生は充分に行うことができるが、区間Ｂにおける養生の開始が遅れてしまうとともに、その遅れが後の区間において累積していくことになる。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、保湿養生に必要な期間を二次覆工に必要な期間で除した値以上の台数の養生装置１０をスライドセントル２２の後方に配備している。例えば、二次覆工に必要な期間が２日で、覆工コンクリート２１の保湿養生に必要な期間が６日である場合には、６日÷２日＝３台の養生装置１０をスライドセントル２２の後方に配備する（図５参照）。そして、スライドセントル２２によって１つの区間の二次覆工が終了すると、スライドセントル２２の進行に合わせて複数台の養生装置１０を同時に進行させ、次の二次覆工を行っている間に、各養生装置１０によって複数の区間（スパン）の養生を同時に行う。これにより１つの区間に対して３台の養生装置１０が２日毎に順次移動して養生を行うこととなり、全体として必要な養生期間（６日）を確保することが可能となる。
【００３２】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る養生装置の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。本実施形態の養生装置１０は、保湿養生層１４の保湿マット２８が、吸水層４２と、この吸水層４２の内周面に積層され、不透水性を有する不透水層４１と、吸水層４２の外周面に積層され、当該外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層４３とからなる。
【００３３】
吸水層４２は、水分を吸収可能であるとともに吸水した水分を保持可能に構成されている。具体的に、吸水層４２は、膨潤度１０ｇ／ｇ以上の高吸水繊維４２ａを一素材としてシート状に形成されたものを用いてもよい。本実施形態の吸水層４２は、第１の実施形態の保湿マット２８と同様に、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保することが可能とされている。高吸水繊維としては、例えばランシール（登録商標）（東洋紡績株式会社製）やベルオアシス（登録商標）（帝人ファイバー株式会社）などを用いることができるが、吸水後に高吸水性繊維の脱落が少ないという利点があるランシール（登録商標）を用いることが望ましい。
なお、膨純度は次のように測定される。まず、繊維を絶乾し、重量（Ｘ（ｇ））を測定する。次に繊維を純水に３０分以上浸漬させ、中心からサンプルまでの距離が１１．５ｃｍの遠心分離器に入れ、１２００ｒｐｍで５分間脱水し、脱水後の重量（Ｙ（ｇ））を測定する。そして、以下の式によって膨純度を求める。
膨純度［ｇ／ｇ］＝（Ｙ−Ｘ）／Ｘ
【００３４】
吸水層４２のシートには、高吸水性粒子状ポリマーＳＡＰ等を用いることができる。但し、この高吸水性粒子状ポリマーＳＡＰを用いた場合、後述する保護層４３を設けたとしても、使用時に散水し、吸水させた場合に、高吸水性ポリマーの部位が膨潤し、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に接触跡が残ることがある。これはシートの製造時の高吸水性ポリマーの局所的なばらつきが原因と考えられる。しかしながら、吸水層４２のシートに高吸水性繊維４２ａを用いると、シート全体に繊維を混合できるため、使用時に散水し、吸水させた場合においても、シート上で局所的な膨潤が起こらず、シート全体が均一に吸水され、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に接触跡が残るのを防止することができる。
【００３５】
不透水層４１は、例えばポリエチレンフィルム等の不透水フィルムによって形成され、吸水層４２によって保持された水分が内側層２７へ浸み出てしまうのを防止している。これによって、吸水層４２における水分の保持機能を高めることができる。
【００３６】
保護層４３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ，塩化ビニル等によって形成された多孔質性のフィルムからなり、表裏を貫通する多数の微細孔４３ａを備え、この微細孔４３ａを介して水分の透過が可能となっている。
また、保護層４３としては、高吸水性繊維以外の親水性繊維（例えば、綿、レーヨン等の天然繊維、又は、親水性処理を行った親水性ポリエステル、ポリプロピレンなどの化学繊維）を含む不織布又は編地を用いてもよい。このような親水性繊維を使用した場合、多孔質性のフィルムと比較して、吸水層４２への散水による水の移行が速いという利点があり、そのため、繰り返して使用する際にも短時間で吸水層４２に吸水させることができる。
【００３７】
この保護層４３を吸水層４２の外周側に設けることによって、吸水層４２による覆工コンクリート２１の保湿機能を損なうことなく吸水層４２の表面を保護することが可能となる。そのため、保湿マット２８を覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に吸水層４２の接触跡が残ったり、吸水層４２を形成する吸水性繊維４２ａが剥がれて覆工コンクリート２１に付着したりすることがなく、養生後の覆工コンクリート２１の表面が荒れたり、吸水層４２が早期に劣化したりするのを防止することができる。吸水層４２の早期劣化を防止することで保湿マット２８の耐久性を高め、養生装置１０の転用回数を増大することができる。なお、保護層４３は、不透水層４１の同等の不透水フィルムに、多数の透水用の孔を形成することによって構成することもできる。
なお、養生面保湿の観点からは、養生面と吸水層とを直接接触させる方が好ましいが、養生終了時に、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、吸水層４２の養生面への接着や吸水層４２の吸水性能の低下が起こりやすいため、これを防止する上では保護層４３を設けることが非常に効果的である。
【００３８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る養生装置の外周面を示す斜視図である。なお、この図において、移動架台１２は省略し、シェル構造体１３や保湿養生層１４は一部の構成のみを簡略化して示してある。
本実施形態の養生装置１０は、保湿養生層１４の保湿マット２８に対して給水を行う給水手段５１を備えている。この給水手段５１は、保湿マット２８の外周面の頂部に配置された第１の給水管５２と、保湿マット２８の外周面の幅方向両側に配置された２本の第２の給水管５３とを備えている。
【００３９】
第１，第２の給水管５２，５３は、トンネル延長方向に沿って延びるパイプであり、このパイプには、内外に貫通する吐出孔（図示略）が長さ全体にわたって多数形成されている。また、第１，第２の給水管５２，５３は、保湿養生層１４を径方向内側に撓ませることによって保湿マット２８の外周面から径方向外側へ突出しないように配置されている。
第１，第２の給水管５２，５３の上流側にはそれぞれ供給配管５７，５４が接続され、各供給配管５７，５４にはそれぞれ流量調整弁５６，５５が設けられている。そして、これら流量調整弁５６，５５を操作することによって、第１，第２の給水管５２，５３の吐出口から吐出される水の流量を調整することができ、保湿マット２８の保水状態に応じてその頂部と幅方向両側とにそれぞれ適量の水を効率よく供給することが可能となっている。
【００４０】
本実施形態のような給水手段５１を備えることによって、養生装置１０をトンネル１１内で進行させる過程で、保湿マット２８の保水量が低下した場合に簡単に水分を供給することが可能となる。また、第１，第２の給水管５２，５３をトンネル延長方向に沿うように配置することで、保湿マット２８のトンネル延長方向の長さが長い場合でも少ない給水管の数で切羽側にも簡単に給水することができる。なお、給水管５２，５３の本数は、保湿マット２８の外周面の周方向長さや面積等に応じて適宜変更可能である。
【００４１】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る養生装置の正面図である。図９は、図８に示される養生装置のシェル構造体を示す側面図である。
本実施形態の養生装置１０は、移動架台１２とシェル構造体１３の構成が第１実施形態と異なっている。なお、保湿養生層１４には、上述した第１，第２実施形態と同様の構成を採用することができ、また、第３実施形態で説明したような吸水手段５１を備えていてもよい。
【００４２】
移動架台１２は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の下部柱部材６１、上部柱部材６７、横梁部材６２、縦梁部材６３等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１２の下端部には、前後左右の４箇所に車輪ユニット６４が設けられ、各車輪ユニット６４に前後２つの車輪１９が備えられている。各車輪ユニット６４上には下部柱部材６１が立設されている。前後の車輪ユニット６４は、連結部材６５によって相互に連結されている。
【００４３】
下部柱部材６１は入れ子構造によって上下に伸縮可能であり、ジャッキ機構３８によって伸縮動作されるようになっている。下部柱部材６１の伸縮によって保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に対して接触離反させることができる。
【００４４】
図８に示すように、縦梁部材６３は左右方向に３本並設され、その中央の縦梁部材６３には、前後方向に複数本の上部柱部材６７が立設されている。そして、この上部柱部材６７の頂部にシェル構造体１３が取り付けられている。
【００４５】
シェル構造体１３は、トンネル内周面にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲された、前後方向に複数の外枠部材７１と、外枠部材７１の内周面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７２とを有し、複数の外枠部材７１が複数の連結部材７２によって相互に連結されている。
外枠部材７１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７２は、長尺の円管パイプ材から形成されている。したがって、本実施形態の外枠部材７１および連結部材７２は、第１の実施形態の外枠部材２３および連結部材２４と比較して非常に軽量となっている。
【００４６】
外枠部材７１は、無負荷の状態では略直線状であり、移動架台１２に設けられた支持部材７３，７４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。支持部材７３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７３ａにより長さを調整することによって外枠部材７１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７４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７４ａによる長さ調整によって外枠部材７１の下部側の湾曲度合いを調整することが可能となっている。なお、支持部材７３をワイヤー部材によって構成したり、支持部材７４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。また、外枠部材７１の外周面には、第１，第２実施形態と同様に波板状の外面パネル２５が設けられるが、この外面パネル２５は、外枠部材７１の弾性変形に追従して容易に弾性変形し、かつ軽量な部材、例えば合成樹脂材によって形成することができる。
【００４７】
第１実施形態の外枠部材２３は、予めトンネルの内周面に沿うようなアーチ状に塑性加工する必要があるが、本実施形態の外枠部材７１は、トンネルの内周面に沿うように弾性変形させれば足りるため、シェル構造体１３を非常に安価に製造することができる。また、支持部材７３，７４を長さ調整することによって外枠部材７１の湾曲度合いを調整することができるので、トンネルの内周半径の誤差等にも対応することができる。
また、支持部材７３，７４の長さ調整や異なる長さの支持部材７３，７４の使用によって外枠部材７１の湾曲の曲率半径を変えれば、内周半径が異なる複数種のトンネルにも対応することが可能となる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、保湿養生層１４の保湿マット２８は、上記に例示したものに限らず所定の保湿性能を具備したものであれば適宜採用することができる。また、保湿養生層１４の内側層２７は、スポンジ等の発泡部材に限らず弾力性を有する他の部材に変更することができる。ただし、本実施形態のように内部に空隙を有する発泡部材を用いた場合、当該空隙による断熱性によって覆工コンクリート２１の急激な温度変化を避けることができ、当該温度変化に起因するひび割れ等の発生を防止することができる。
【００４９】
一般に、スライドセントル２２は、覆工コンクリート２１から脱型するためにその外表面をトンネル１１の内周面に対して接近・離反させるためのジャッキ機構を備えている。そして、本発明の養生装置１０は、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８をスライドセントル２２のジャッキ機構と同じ位置に配置することができる。このようにすれば、スライドセントル２２をトンネル１１の内部にセットするのと同じ作業感覚で養生装置１０をトンネル１１の内部にセットすることができ、養生作業の効率を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 養生装置
１１ トンネル
１２ 移動架台
１３ シェル構造体
１４ 保湿養生層
２１ 覆工コンクリート
２２ スライドセントル
２７ 内側層
２８ 保湿マット
４１ 不透水層
４２ 吸水層
４３ 保護層
５２ 第１の給水管
５３ 第２の給水管
７３ 支持部材
７３ａ 調整部
７４ 支持部材
７４ａ 調整部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルの内周面に打設される覆工コンクリートの養生装置及び構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事においては、トンネルを掘削した後の内壁面にコンクリートを吹き付けて一次覆工を行い、その後、二次覆工としてスライドセントル等を用いて覆工コンクリートを打設している。覆工コンクリートは、脱型後にそのまま放置すると乾燥収縮によってひび割れが発生し品質が低下してしまうため、表面に湿気を与えて保湿養生し、乾燥を防止することが要求される。
従来から覆工コンクリートの保湿養生を行う技術が種々提案されている。例えば、特許文献１には、空気の供給によってアーチ状に膨らむバルーンの外周面を覆工コンクリートの内壁面に対してほぼ一様に密着させることによって水分の蒸発を防ぐ技術が開示されている。また、特許文献２には、アーチ状に形成された散水管に適宜間隔をあけて散水ノズルを設け、各散水ノズルからトンネル内壁面に向けて散水する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９０１４６号公報
【特許文献２】特開２００１−２４８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２の技術は、いずれも覆工コンクリートの乾燥を防ぐことが可能であるが、バルーン内に空気を供給するためのコンプレッサや散水管に水を供給するためのポンプ等の機器、空気や水の配管設備等が必要となる。また、特許文献２の技術では排水設備も必要となる。そのため、保湿養生のための設備が大規模となり、設備コストがかかるという問題がある。
【０００５】
本発明は、簡素な構造により覆工コンクリートを湿潤状態で養生することが可能な覆工コンクリートの養生装置及び覆工コンクリートの構築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】
【０００６】
本発明は、トンネルの内部に打設された覆工コンクリートの内周面を被覆して養生するための養生装置であって、
トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台と、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能となるように前記移動架台に搭載されたシェル構造体と、前記シェル構造体の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の養生装置は、覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能なシェル構造体の外周面に保湿養生層が貼り付けられ、この保湿養生層が、吸収した水分を保持することができる外表面を有しているので、保湿養生層の外表面に水分を吸収させた状態でシェル構造体を覆工コンクリートの内周面に接近させ、覆工コンクリートの内周面を湿潤状態の保湿養生層の外表面で覆うことによって覆工コンクリートを養生することができる。
このため、大規模なコンプレッサ等の機器や配管設備、排水設備を配備しなくても、簡素な構造の養生装置によって簡単な作業で覆工コンクリートを湿潤状態で養生することができる。
【０００８】
前記保湿養生層は、トンネル径方向に変形可能な弾力性と内部に空隙とを有する内側層と、この内側層の外周面に積層された保湿マットとの二層構造になっていることが好ましい。保湿養生層の内側層が弾力性を有していると、保湿養生層を覆工コンクリートの内周面に接触させたときに覆工コンクリートの表面形状に応じて保湿養生層を弾性変形させることができる。そのため、覆工コンクリートの内周面に保湿養生層を全面的に接触させることが可能となり、覆工コンクリートの内周面を痛めることもない。また、保湿養生層の内側層が内部に空隙を有していると、トンネル内空部との間の断熱性を確保することができ、急激な温度変化に起因するひび割れ等の発生を防止することができる。
【０００９】
前記保湿マットは、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保できる高保湿性を有するマットよりなることが好ましい。これにより養生期間中は８０％以上の湿度が確保されるので、高い養生効果を得ることができる。
【００１０】
また、前記保湿マットは、水分を吸収可能な吸水層と、この吸水層の内周面に積層された不透水層と、前記吸水層の外周面に積層され、前記吸水層の外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層とから構成されていてもよい。吸水層の内周面側に不透水層を設けることによって吸水層に吸収された水分が内側層へ浸み出すことがなくなり、吸水層における水分の保持機能を高めることができる。また、吸水層の外周面側に保護層を設けることによって、吸水層の表面素材が剥がれて覆工コンクリートの内周面に付着することがなくなり、養生後の覆工コンクリートの表面が荒れてしまうのを防ぐとともに、吸水層の耐久性を高めて養生装置の転用回数を増大させることができる。
【００１１】
前記保湿養生層の外周面には、当該保湿養生層に対する給水用の配管が配設されていてもよい。これによって、保湿養生層に対する水分の供給を容易に行うことができる。
【００１２】
前記シェル構造体は、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状に弾性変形により湾曲可能に構成されており、前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状の状態で支持する支持部材を備えていることが好ましい。このような構成によって、覆工コンクリートの内周面に形状に合わせてシェル構造体を弾性変形により湾曲させることができ、覆工コンクリートの内周面に保湿養生層をより確実に全面的に接触させることが可能になるとともに、予め覆工コンクリートの内周面形状に合わせてシェル構造体を塑性加工によって製造する場合に比べて、安価にシェル構造体を製造することができる。
【００１３】
前記支持部材は、前記シェル構造体の湾曲の度合いを調整する調整部を備えていることが好ましい。このような構成によって覆工コンクリートの内周半径の誤差等に対応してシェル構造体の湾曲度合いを調整することができる。
【００１４】
前記移動架台は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルと同じ軌道上を移動可能であることが好ましい。この構成によって、養生装置をトンネル延長方向に移動自在にするために、新たな軌道を敷設する必要がなくなる。
【００１５】
前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反させるためのジャッキ機構を備えており、このジャッキ機構は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルのジャッキ機構と同じ位置に配置されていることが好ましい。このような構成によって、作業員がスライドセントルをセットする場合と同じ作業感覚で養生装置をセットすることができ、養生作業の効率を向上させることができる。
【００１６】
本発明は、トンネルの内部にスライドセントルをセットして覆工コンクリートを打設した後、前記スライドセントルを脱型して、硬化した覆工コンクリートの内周側を上述の養生装置で養生するようにした覆工コンクリートの構築方法であって、
前記スライドセントルとほぼ同じトンネル延長方向の長さ有する前記養生装置を当該スライドセントルの後方に複数台用意しておき、その複数台の前記養生装置を用いて脱型済みの前記覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生することを特徴とする。
【００１７】
通常、覆工コンクリートの打設開始から脱型まで１，２日程度かかり、覆工コンクリートの養生には５日程度かかるが、本発明方法では、脱型済みの覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生できるので、すべての覆工コンクリートに対して十分な養生期間を確保することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、簡素な構造により覆工コンクリートを湿潤状態で養生することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る養生装置の正面図である。
【図２】図１に示される養生装置のシェル構造体の外枠部材及び連結部材を示す側面図である。
【図３】図１に示される養生装置の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４】二次覆工作業及び保湿養生作業を説明するための図である。
【図５】二次覆工作業及び保湿養生作業を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る養生装置の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】本発明の第３の実施形態に係る養生装置の給水手段を示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る養生装置の正面図である。
【図９】図８に示される養生装置のシェル構造体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る養生装置１０の正面図である。本実施の形態の養生装置１０は、二次覆工としてトンネル１１の内周面に打設された覆工コンクリート２１の内周面を保湿養生するためのものであり、トンネル１１の延長方向に移動可能な移動架台１２と、この移動架台１２に搭載されたシェル構造体１３と、このシェル構造体１３の外周面に設けられた保湿養生層１４とから構成されている。
【００２１】
移動架台１２は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の柱部材１６、横梁部材１７、及び縦梁部材１８等の長尺部材をトンネル幅方向及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１２の下端部には複数の車輪１９が設けられ、この車輪１９はトンネル１１の床面に敷設されたレール（軌道）２０上を走行可能である。このレール２０は、覆工コンクリート２１の打設に用いられる移動型枠（スライドセントル）２２（図４参照）を走行させるためにも用いられる。
【００２２】
シェル構造体１３は、トンネル内周面にほぼ沿うようなアーチ状に形成された外枠部材２３と、外枠部材２３の内周面に沿って並設された複数の連結部材２４と、外枠部材２３の外周面に取り付けられた外面パネル２５とからなる。図２はシェル構造体１３の側面図であり、外枠部材２３はＨ型鋼や溝型鋼等の長尺部材を湾曲させることによって形成されており、トンネル延長方向に間隔をあけて複数並設されている。連結部材２４はＨ型鋼や溝型鋼等の長尺部材からなり、トンネル延長方向に延びるとともに複数の外枠部材２３を互いに連結している。
【００２３】
図３は、外面パネル２５及び保湿養生層１４を拡大して示す断面図である。外面パネル２５は、外枠部材２３の外周面の形状に沿って湾曲することができる板材、例えば、外枠部材２３の外周面に沿って多数の凹部と凸部とを並べて備えてい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。そして、外面パネル２５は、トンネル長さ方向に並設された複数の外枠部材２３に亘ってその外周面全体を覆っている。
【００２４】
保湿養生層１４は、外面パネル２５の外周面に貼り付けられた内側層２７と、この内側層２７の外周面に積層された保湿マット２８とからなり、２層構造に形成されている。内側層２７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２７は、シェル構造体１３の外周面とトンネル１１の内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
【００２５】
保湿マット２８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２８は、不織布等からなる基材３０の内部や表面に複数の保水材３１を点在させ、基材３０の背面側（内側層２７側）をポリエチレンフィルム等の不透水フィルム３２で覆ったものである。保水材３１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。
保湿マット２８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２１の養生にも十分な保湿性能を有している。
【００２６】
図１及び図２に示すように、シェル構造体１３の外枠部材２３は、上部３４と、この上部３４の両側にヒンジ３５を介して連結された側部３６とから３分割されている。そして、外枠部材２３の側部３６は、第１のジャッキ機構３７を介して移動架台１２の縦梁部材１８に連結されており、この第１のジャッキ機構３７を伸縮することによって上部３４に対して幅方向に揺動可能とされている。また、移動架台１２の柱部材１６の中途部には第２のジャッキ機構３８が設けられており、柱部材１６の上端に連結された外枠部材２３の上部３４は、第２のジャッキ機構３８を伸縮することによって上下に移動可能とされている。そして、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を収縮させることによって、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面から離反させることができ（図１に、側部３６の部分の離反状態を２点鎖線で示す）、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を伸長させることによって、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させることができる。
【００２７】
以下、二次覆工の作業と養生装置１０による養生作業とについて図４を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、まず、二次覆工作業は、トンネル１１内にスライドセントル２２と呼ばれる移動型枠を搬入するとともに、レール２０上を走行させることによってスライドセントル２２を所定の位置（区間Ａ）に設置し、スライドセントル２２の外周面とトンネル１１の内周面との間に覆工コンクリート２１を打設することによって行う。所定の期間が経過し、覆工コンクリート２１が硬化すると、覆工コンクリート２１からスライドセントル２２を脱型し、切羽側の次の区間Ｂに移動して当該区間Ｂの二次覆工を行う。
【００２８】
図４（ｂ）に示すように、スライドセントル２２が脱型された区間Ａには、スライドセントルと同じトンネル延長方向の長さを有する養生装置１０を設置し、打設後の覆工コンクリート２１の保湿養生を行う。具体的には、図１に示すように養生装置１０の第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を収縮させ、覆工コンクリート２１の内周面から保湿養生層１４を離反させた状態で養生装置１０を当該区間Ａに設置する。そして、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８を伸長させることにより、保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させる。
【００２９】
保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に接触させると、保湿マット２８に吸水された水分によって覆工コンクリート２１が湿潤状態に養生される。この際、保湿養生層１４の内側層２７が当該内周面の形状に応じて弾性変形することによって、保湿マット２８全体を覆工コンクリート２１の内周面に接触させることができ、覆工コンクリート２１の全体を確実に湿潤状態に養生することができる。また、内側層２７が弾性変形することによって覆工コンクリート２１の内周面を痛めることもない。
【００３０】
覆工コンクリート２１の打設に要する期間は保湿養生に要する期間よりも短いので、区間Ｂにおける覆工コンクリート２１の打設が終了した時点で区間Ａの保湿養生は終了していない。したがって、この場合に、スライドセントル２２を区間Ｃに移動させるのに追従して養生装置１０を区間Ｂに移動させたとすれば、区間Ａの養生期間を充分に確保することができなくなる。逆に、区間Ａの養生期間が経過してから養生装置１０を区間Ｂに移動させたとすれば、区間Ａの養生は充分に行うことができるが、区間Ｂにおける養生の開始が遅れてしまうとともに、その遅れが後の区間において累積していくことになる。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、保湿養生に必要な期間を二次覆工に必要な期間で除した値以上の台数の養生装置１０をスライドセントル２２の後方に配備している。例えば、二次覆工に必要な期間が２日で、覆工コンクリート２１の保湿養生に必要な期間が６日である場合には、６日÷２日＝３台の養生装置１０をスライドセントル２２の後方に配備する（図５参照）。そして、スライドセントル２２によって１つの区間の二次覆工が終了すると、スライドセントル２２の進行に合わせて複数台の養生装置１０を同時に進行させ、次の二次覆工を行っている間に、各養生装置１０によって複数の区間（スパン）の養生を同時に行う。これにより１つの区間に対して３台の養生装置１０が２日毎に順次移動して養生を行うこととなり、全体として必要な養生期間（６日）を確保することが可能となる。
【００３２】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る養生装置の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。本実施形態の養生装置１０は、保湿養生層１４の保湿マット２８が、吸水層４２と、この吸水層４２の内周面に積層され、不透水性を有する不透水層４１と、吸水層４２の外周面に積層され、当該外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層４３とからなる。
【００３３】
吸水層４２は、水分を吸収可能であるとともに吸水した水分を保持可能に構成されている。具体的に、吸水層４２は、膨潤度１０ｇ／ｇ以上の高吸水繊維４２ａを一素材としてシート状に形成されたものを用いてもよい。本実施形態の吸水層４２は、第１の実施形態の保湿マット２８と同様に、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保することが可能とされている。高吸水繊維としては、例えばランシール（登録商標）（東洋紡績株式会社製）やベルオアシス（登録商標）（帝人ファイバー株式会社）などを用いることができるが、吸水後に高吸水性繊維の脱落が少ないという利点があるランシール（登録商標）を用いることが望ましい。
なお、膨純度は次のように測定される。まず、繊維を絶乾し、重量（Ｘ（ｇ））を測定する。次に繊維を純水に３０分以上浸漬させ、中心からサンプルまでの距離が１１．５ｃｍの遠心分離器に入れ、１２００ｒｐｍで５分間脱水し、脱水後の重量（Ｙ（ｇ））を測定する。そして、以下の式によって膨純度を求める。
膨純度［ｇ／ｇ］＝（Ｙ−Ｘ）／Ｘ
【００３４】
吸水層４２のシートには、高吸水性粒子状ポリマーＳＡＰ等を用いることができる。但し、この高吸水性粒子状ポリマーＳＡＰを用いた場合、後述する保護層４３を設けたとしても、使用時に散水し、吸水させた場合に、高吸水性ポリマーの部位が膨潤し、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に接触跡が残ることがある。これはシートの製造時の高吸水性ポリマーの局所的なばらつきが原因と考えられる。しかしながら、吸水層４２のシートに高吸水性繊維４２ａを用いると、シート全体に繊維を混合できるため、使用時に散水し、吸水させた場合においても、シート上で局所的な膨潤が起こらず、シート全体が均一に吸水され、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に接触跡が残るのを防止することができる。
【００３５】
不透水層４１は、例えばポリエチレンフィルム等の不透水フィルムによって形成され、吸水層４２によって保持された水分が内側層２７へ浸み出てしまうのを防止している。これによって、吸水層４２における水分の保持機能を高めることができる。
【００３６】
保護層４３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＥＶＡ，塩化ビニル等によって形成された多孔質性のフィルムからなり、表裏を貫通する多数の微細孔４３ａを備え、この微細孔４３ａを介して水分の透過が可能となっている。
また、保護層４３としては、高吸水性繊維以外の親水性繊維（例えば、綿、レーヨン等の天然繊維、又は、親水性処理を行った親水性ポリエステル、ポリプロピレンなどの化学繊維）を含む不織布又は編地を用いてもよい。このような親水性繊維を使用した場合、多孔質性のフィルムと比較して、吸水層４２への散水による水の移行が速いという利点があり、そのため、繰り返して使用する際にも短時間で吸水層４２に吸水させることができる。
【００３７】
この保護層４３を吸水層４２の外周側に設けることによって、吸水層４２による覆工コンクリート２１の保湿機能を損なうことなく吸水層４２の表面を保護することが可能となる。そのため、保湿マット２８を覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、覆工コンクリート２１の内周面に吸水層４２の接触跡が残ったり、吸水層４２を形成する吸水性繊維４２ａが剥がれて覆工コンクリート２１に付着したりすることがなく、養生後の覆工コンクリート２１の表面が荒れたり、吸水層４２が早期に劣化したりするのを防止することができる。吸水層４２の早期劣化を防止することで保湿マット２８の耐久性を高め、養生装置１０の転用回数を増大することができる。なお、保護層４３は、不透水層４１の同等の不透水フィルムに、多数の透水用の孔を形成することによって構成することもできる。
なお、養生面保湿の観点からは、養生面と吸水層とを直接接触させる方が好ましいが、養生終了時に、覆工コンクリート２１の内周面に接触した状態から離反させたときに、吸水層４２の養生面への接着や吸水層４２の吸水性能の低下が起こりやすいため、これを防止する上では保護層４３を設けることが非常に効果的である。
【００３８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る養生装置の外周面を示す斜視図である。なお、この図において、移動架台１２は省略し、シェル構造体１３や保湿養生層１４は一部の構成のみを簡略化して示してある。
本実施形態の養生装置１０は、保湿養生層１４の保湿マット２８に対して給水を行う給水手段５１を備えている。この給水手段５１は、保湿マット２８の外周面の頂部に配置された第１の給水管５２と、保湿マット２８の外周面の幅方向両側に配置された２本の第２の給水管５３とを備えている。
【００３９】
第１，第２の給水管５２，５３は、トンネル延長方向に沿って延びるパイプであり、このパイプには、内外に貫通する吐出孔（図示略）が長さ全体にわたって多数形成されている。また、第１，第２の給水管５２，５３は、保湿養生層１４を径方向内側に撓ませることによって保湿マット２８の外周面から径方向外側へ突出しないように配置されている。
第１，第２の給水管５２，５３の上流側にはそれぞれ供給配管５７，５４が接続され、各供給配管５７，５４にはそれぞれ流量調整弁５６，５５が設けられている。そして、これら流量調整弁５６，５５を操作することによって、第１，第２の給水管５２，５３の吐出口から吐出される水の流量を調整することができ、保湿マット２８の保水状態に応じてその頂部と幅方向両側とにそれぞれ適量の水を効率よく供給することが可能となっている。
【００４０】
本実施形態のような給水手段５１を備えることによって、養生装置１０をトンネル１１内で進行させる過程で、保湿マット２８の保水量が低下した場合に簡単に水分を供給することが可能となる。また、第１，第２の給水管５２，５３をトンネル延長方向に沿うように配置することで、保湿マット２８のトンネル延長方向の長さが長い場合でも少ない給水管の数で切羽側にも簡単に給水することができる。なお、給水管５２，５３の本数は、保湿マット２８の外周面の周方向長さや面積等に応じて適宜変更可能である。
【００４１】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る養生装置の正面図である。図９は、図８に示される養生装置のシェル構造体を示す側面図である。
本実施形態の養生装置１０は、移動架台１２とシェル構造体１３の構成が第１実施形態と異なっている。なお、保湿養生層１４には、上述した第１，第２実施形態と同様の構成を採用することができ、また、第３実施形態で説明したような吸水手段５１を備えていてもよい。
【００４２】
移動架台１２は、Ｈ型鋼や溝型鋼等からなる複数本の下部柱部材６１、上部柱部材６７、横梁部材６２、縦梁部材６３等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１２の下端部には、前後左右の４箇所に車輪ユニット６４が設けられ、各車輪ユニット６４に前後２つの車輪１９が備えられている。各車輪ユニット６４上には下部柱部材６１が立設されている。前後の車輪ユニット６４は、連結部材６５によって相互に連結されている。
【００４３】
下部柱部材６１は入れ子構造によって上下に伸縮可能であり、ジャッキ機構３８によって伸縮動作されるようになっている。下部柱部材６１の伸縮によって保湿養生層１４を覆工コンクリート２１の内周面に対して接触離反させることができる。
【００４４】
図８に示すように、縦梁部材６３は左右方向に３本並設され、その中央の縦梁部材６３には、前後方向に複数本の上部柱部材６７が立設されている。そして、この上部柱部材６７の頂部にシェル構造体１３が取り付けられている。
【００４５】
シェル構造体１３は、トンネル内周面にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲された、前後方向に複数の外枠部材７１と、外枠部材７１の内周面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７２とを有し、複数の外枠部材７１が複数の連結部材７２によって相互に連結されている。
外枠部材７１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７２は、長尺の円管パイプ材から形成されている。したがって、本実施形態の外枠部材７１および連結部材７２は、第１の実施形態の外枠部材２３および連結部材２４と比較して非常に軽量となっている。
【００４６】
外枠部材７１は、無負荷の状態では略直線状であり、移動架台１２に設けられた支持部材７３，７４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。支持部材７３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７３ａにより長さを調整することによって外枠部材７１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７４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７４ａによる長さ調整によって外枠部材７１の下部側の湾曲度合いを調整することが可能となっている。なお、支持部材７３をワイヤー部材によって構成したり、支持部材７４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。また、外枠部材７１の外周面には、第１，第２実施形態と同様に波板状の外面パネル２５が設けられるが、この外面パネル２５は、外枠部材７１の弾性変形に追従して容易に弾性変形し、かつ軽量な部材、例えば合成樹脂材によって形成することができる。
【００４７】
第１実施形態の外枠部材２３は、予めトンネルの内周面に沿うようなアーチ状に塑性加工する必要があるが、本実施形態の外枠部材７１は、トンネルの内周面に沿うように弾性変形させれば足りるため、シェル構造体１３を非常に安価に製造することができる。また、支持部材７３，７４を長さ調整することによって外枠部材７１の湾曲度合いを調整することができるので、トンネルの内周半径の誤差等にも対応することができる。
また、支持部材７３，７４の長さ調整や異なる長さの支持部材７３，７４の使用によって外枠部材７１の湾曲の曲率半径を変えれば、内周半径が異なる複数種のトンネルにも対応することが可能となる。
【００４８】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく適宜設計変更可能である。
例えば、保湿養生層１４の保湿マット２８は、上記に例示したものに限らず所定の保湿性能を具備したものであれば適宜採用することができる。また、保湿養生層１４の内側層２７は、スポンジ等の発泡部材に限らず弾力性を有する他の部材に変更することができる。ただし、本実施形態のように内部に空隙を有する発泡部材を用いた場合、当該空隙による断熱性によって覆工コンクリート２１の急激な温度変化を避けることができ、当該温度変化に起因するひび割れ等の発生を防止することができる。
【００４９】
一般に、スライドセントル２２は、覆工コンクリート２１から脱型するためにその外表面をトンネル１１の内周面に対して接近・離反させるためのジャッキ機構を備えている。そして、本発明の養生装置１０は、第１のジャッキ機構３７及び第２のジャッキ機構３８をスライドセントル２２のジャッキ機構と同じ位置に配置することができる。このようにすれば、スライドセントル２２をトンネル１１の内部にセットするのと同じ作業感覚で養生装置１０をトンネル１１の内部にセットすることができ、養生作業の効率を向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 養生装置
１１ トンネル
１２ 移動架台
１３ シェル構造体
１４ 保湿養生層
２１ 覆工コンクリート
２２ スライドセントル
２７ 内側層
２８ 保湿マット
４１ 不透水層
４２ 吸水層
４３ 保護層
５２ 第１の給水管
５３ 第２の給水管
７３ 支持部材
７３ａ 調整部
７４ 支持部材
７４ａ 調整部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルの内部に打設された覆工コンクリートの内周面を被覆して養生するための養生装置であって、
トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台と、
前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能となるように前記移動架台に搭載されたシェル構造体と、
前記シェル構造体の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層と、を備えていることを特徴とする覆工コンクリートの養生装置。
【請求項２】
前記保湿養生層は、トンネル径方向に変形可能な弾力性と内部に空隙とを有する内側層と、この内側層の外周面に積層された保湿マットとの二層構造になっている請求項１に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項３】
前記保湿マットは、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保できる高保湿性を有するマットよりなる請求項２に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項４】
前記保湿マットは、水分を吸収可能な吸水層と、この吸水層の内周面に積層された不透水層と、前記吸水層の外周面に積層され、前記吸水層の外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層とからなる請求項２又は３に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項５】
前記保湿養生層の外周面に、当該保湿養生層に対する給水用の配管が配設されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項６】
前記シェル構造体は、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状に弾性変形により湾曲可能に構成されており、前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状の状態で支持する支持部材を備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項７】
前記支持部材が、前記シェル構造体の湾曲の度合いを調整する調整部を備えている請求項６に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項８】
前記移動架台は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルと同じ軌道上を移動可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項９】
前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面に対して接離させるジャッキ機構を備えており、このジャッキ機構は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルのジャッキ機構と同じ位置に配置されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項１０】
トンネルの内部にスライドセントルをセットして覆工コンクリートを打設した後、前記スライドセントルを脱型して、硬化した覆工コンクリートの内周側を請求項１〜５のいずれか１項に記載の養生装置で養生するようにした覆工コンクリートの構築方法であって、
前記スライドセントルとほぼ同じトンネル延長方向の長さを有する前記養生装置を当該スライドセントルの後方に複数台用意しておき、その複数台の前記養生装置を用いて脱型済みの前記覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生することを特徴とする覆工コンクリートの構築方法。
【請求項１】
トンネルの内部に打設された覆工コンクリートの内周面を被覆して養生するための養生装置であって、
トンネル延長方向の軌道上を移動可能な移動架台と、
前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う外周面を有する円筒シェル構造を有し、前記覆工コンクリートの内周面に対して接近・離反可能となるように前記移動架台に搭載されたシェル構造体と、
前記シェル構造体の外周面に貼り付けられ、吸収した水分を保持することができる外表面を有する保湿養生層と、を備えていることを特徴とする覆工コンクリートの養生装置。
【請求項２】
前記保湿養生層は、トンネル径方向に変形可能な弾力性と内部に空隙とを有する内側層と、この内側層の外周面に積層された保湿マットとの二層構造になっている請求項１に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項３】
前記保湿マットは、必要な養生期間の経過後でも８０％以上の湿度を確保できる高保湿性を有するマットよりなる請求項２に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項４】
前記保湿マットは、水分を吸収可能な吸水層と、この吸水層の内周面に積層された不透水層と、前記吸水層の外周面に積層され、前記吸水層の外周面を保護するとともに水分を透過可能な保護層とからなる請求項２又は３に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項５】
前記保湿養生層の外周面に、当該保湿養生層に対する給水用の配管が配設されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項６】
前記シェル構造体は、前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状に弾性変形により湾曲可能に構成されており、前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面にほぼ沿う円筒形状の状態で支持する支持部材を備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項７】
前記支持部材が、前記シェル構造体の湾曲の度合いを調整する調整部を備えている請求項６に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項８】
前記移動架台は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルと同じ軌道上を移動可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項９】
前記移動架台は、前記シェル構造体を前記覆工コンクリートの内周面に対して接離させるジャッキ機構を備えており、このジャッキ機構は、前記覆工コンクリートを打設するためのスライドセントルのジャッキ機構と同じ位置に配置されている請求項１〜８のいずれか１項に記載の覆工コンクリートの養生装置。
【請求項１０】
トンネルの内部にスライドセントルをセットして覆工コンクリートを打設した後、前記スライドセントルを脱型して、硬化した覆工コンクリートの内周側を請求項１〜５のいずれか１項に記載の養生装置で養生するようにした覆工コンクリートの構築方法であって、
前記スライドセントルとほぼ同じトンネル延長方向の長さを有する前記養生装置を当該スライドセントルの後方に複数台用意しておき、その複数台の前記養生装置を用いて脱型済みの前記覆工コンクリートを複数スパンに渡って同時に養生することを特徴とする覆工コンクリートの構築方法。
【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２０１０−１９０６７（Ｐ２０１０−１９０６７Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５６６８（Ｐ２００９−５６６８）
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【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２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１４日（２００９．１．１４）
【出願人】（５０１３６０１２０）テクノプロ株式会社 (12)
【Ｆターム（参考）】
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