特許 6983055 覆工コンクリート打設装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6983055

(24)【登録日】2021年11月25日

(45)【発行日】2021年12月17日

(54)【発明の名称】覆工コンクリート打設装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20211206BHJP

【ＦＩ】

   E21D11/10 B

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2017-245100(P2017-245100)

(22)【出願日】2017年12月21日

(65)【公開番号】特開2019-112784(P2019-112784A)

(43)【公開日】2019年7月11日

【審査請求日】2020年11月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】100089875

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 茂

(72)【発明者】

【氏名】三河内 永康

(72)【発明者】

【氏名】藤倉 裕介

【審査官】 皆藤 彰吾

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０２５４２０２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０６−００２４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２４４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２１０３９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ２１Ｄ １１／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面に対向する前記コンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。

【請求項2】

トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。

【請求項3】

トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、
前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、
前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、
を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、
前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、
前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、
前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、
前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、
前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、
前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、
前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、
前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化する、
ことを特徴とする覆工コンクリート打設装置。

【請求項4】

前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。

【請求項5】

前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。

【請求項6】

前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。

【請求項7】

前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。

【請求項8】

前記検出部は、
前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、
前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報生成部とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項記載の覆工コンクリート打設装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は覆工コンクリート打設装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地山が掘削されることで形成されたトンネルの内壁面に覆工コンクリートを打設する覆工コンクリート打設装置として、コンクリート打設型枠に多数設けられた窓からコンクリートをコンクリート打設型枠の外周面とトンネル内壁面との間に打設するものが知られている。
特許文献１には、このような覆工コンクリート打設装置として、コンクリート打設型枠の外周面に多数のコンクリートセンサーを設け、コンクリートセンサーの検出結果に基づいて、窓の開閉、コンクリートを打設する打設管の窓からの出し入れ、コンクリート分流機と複数の打設管との接続の切り替えを制御することで、コンクリートの打設の自動化を図ったものが開示されている。
また、特許文献２には、コンクリート打設型枠の内周面にトンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて多数のバイブレータを設け、それらバイブレータを振動させることにより、コンクリート打設型枠に打設されたコンクリートの締固めを行なうことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−９１１９２号公報

【特許文献2】特開２０１０−１８５２４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した前者の覆工コンクリート打設装置では、打設されたコンクリートのトンネルの長さ方向に沿った高さの偏りが生じてしまった場合は、作業員が目視により、打設されたコンクリートのうち高さが高い箇所を特定し、特定したコンクリートの箇所に棒状のバイブレータを手作業で挿入したのち棒状のバイブレータを振動させてコンクリートを高い位置から低い位置に向けて流動させることにより、コンクリートの高さの偏りを解消することになる。
また、後者のように、コンクリート打設型枠に多数のバイブレータを設けた場合には、作業員が目視により、打設されたコンクリートのうち高さが高い箇所を特定し、特定したコンクリートの箇所に対応するバイブレータを選択的に振動させてコンクリートを高い位置から低い位置に向けて流動させることにより、コンクリートの高さの偏りを解消することになる。
したがって、作業員がコンクリート打設型枠に設けられた窓部からコンクリートの高さの偏りの有無を目視で監視して高さの偏りの解消が必要であるか否かを判断し、さらに、作業員が手作業によって棒状のバイブレータの移動や振動の操作を行ない、あるいは、作業員が手作業によってコンクリート打設型枠に設けられたバイブレータを選択的に振動させる必要があり、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で改善の余地がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、省人化、トンネル施工の効率化を図る上で有利な覆工コンクリート打設装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述の目的を達成するため、本発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面に対向する前記コンクリート打設型枠の外周面に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネル内壁面の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シートに前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、トンネル内に配設され前記トンネルの周方向および長さ方向に沿って間隔をおいて複数の打設孔が形成されたコンクリート打設型枠と、前記コンクリート打設型枠の内周面の箇所に前記トンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され前記打設孔から打設されたコンクリートに振動を与える複数のバイブレータと、前記複数のバイブレータを振動させる駆動部と、を備えるトンネル内の覆工コンクリート打設装置であって、前記打設孔から打設されたコンクリートの前記トンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報を検出する検出部と、前記位置情報に基づいて前記駆動部を制御し前記打設されたコンクリートに対応する前記バイブレータを予め定められた順番で振動させていく制御部と、前記位置情報に基づいて前記トンネルの長さ方向に沿った前記コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する判定部と、前記コンクリートの高さの偏りが前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記位置情報に基づいて振動させるべき前記バイブレータを特定する特定部とを備え、前記制御部は、前記第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、前記順番を無視し前記駆動部を制御し前記特定部で特定された前記バイブレータを振動させ、前記検出部は、一対の電極線を絶縁材で被覆してなる線状のレベルセンサーを含んで構成され、前記レベルセンサーは、前記トンネルの内壁面と前記コンクリート打設型枠との間に配設された鉄筋に前記トンネルの長さ方向および周方向に沿って延在して設けられ、前記レベルセンサーは、前記コンクリートに接触することにより前記コンクリートの比誘電率に応じて前記一対の電極線間に生じる静電容量が変化することを特徴とする。
また、本発明は、記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、前記コンクリート打設型枠の前記側部において前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記コンクリート打設型枠は、床版から起立し幅方向両側に位置する一対の側部と、それら一対の側部の上端を接続し前記床版に対向する上部とを有し、
前記コンクリート打設型枠の前記上部において前記位置情報は、前記位置情報は、前記トンネルの長さ方向をＸ軸とし、前記トンネルの幅方向をＹ軸とし、前記トンネルの高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示されることを特徴とする。
また、本発明は、前記検出部は、前記レベルセンサーの静電容量の変化に基づいて前記レベルセンサーの延在方向に沿ったコンクリートの位置を算出する位置算出部と、前記位置算出部で算出された前記コンクリートの位置に基づいて前記位置情報を生成する位置情報生成部とをさらに備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、打設されたコンクリートのトンネルの周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報に基づいてトンネルの長さ方向に沿ったコンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、位置情報に基づいて振動させるべきバイブレータを特定し、特定されたバイブレータを振動させるようにした。
したがって、従来のように打設されたコンクリートの位置を監視し、長さ方向に沿ったコンクリートの高さの偏り解消するように、棒状のバイブレータを移動させてコンクリートに挿入したり、コンクリート打設型枠に設けられた複数のバイブレータを選択的に振動させるといった操作を行なう必要がなく、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリートの高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリートを打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。
また、本発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
また、本発明によれば、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。
また、本発明によれば、制御部、判定部、特定部が位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施の形態の覆工コンクリート打設装置の正面図である。

【図2】型枠本体の斜視図である。

【図3】（Ａ）〜（Ｆ）は覆工コンクリート打設装置によってコンクリートが段階的に打設される状態を説明する説明図である。

【図4】コンクリート打設型枠の内周面の展開図である。

【図5】（Ａ）は型枠本体に設置されたレベルセンサーを示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の平面図である。

【図6】レベルセンサーおよび検出回路の説明図である。

【図7】パーソナルコンピュータおよびパーソナルコンピュータに接続された機器のブロック図である。

【図8】型枠本体の側方から見た型枠本体と打設されたコンクリートの位置関係を示す第１の説明図であり、（Ａ）は打設されたコンクリートの高さに偏りが生じた状態を示す図、（Ｂ）は偏りが解消された状態を示す図である。

【図9】型枠本体の側方から見た型枠本体と打設されたコンクリートの位置関係を示す第２の説明図であり、（Ａ）は打設されたコンクリートの高さに偏りが生じた状態を示す図、（Ｂ）は偏りが解消された状態を示す図である。

【図10】型枠本体の上方から見た型枠本体と打設されたコンクリートの位置関係を示す第１の説明図であり、（Ａ）は打設されたコンクリートの高さに偏りが生じた状態を示す図、（Ｂ）は偏りが解消された状態を示す図である。

【図11】型枠本体の上方から見た型枠本体と打設されたコンクリートの位置関係を示す第２の説明図であり、（Ａ）は打設されたコンクリートの高さに偏りが生じた状態を示す図、（Ｂ）は偏りが解消された状態を示す図である。

【図12】実施の形態の覆工コンクリート打設装置の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、覆工コンクリート打設装置２０は、一次覆工がなされたトンネル１０の内壁面１２にコンクリートを打設するものである。
ここで一次覆工がなされたトンネル１０の内壁面１２とは、掘削された地山の壁面１２０２に防水シート１２０４を当て付け、その上にコンクリート１２０６を吹き付けることで形成された面である。
なお、図中符号１３はトンネル１０の床版を示す。
覆工コンクリート打設装置２０は、コンクリート打設型枠２２と、複数の打設管２４と、コンクリート供給部２６と、コンクリート分流機２８と、複数のバイブレータ（型枠バイブレータ）３０と、駆動部３２と、検出部３４と、コンピュータ３６とを含んで構成されている。

【0009】

コンクリート打設型枠２２は、型枠本体３８と、支持部材４０と、走行部４２とを含んで構成されている。
型枠本体３８は、複数の型枠部材が組み立てられることによりトンネル１０の断面形状に対応した断面形状を構成し、本実施の形態では、鋼製である。
型枠本体３８は、床版１３から起立し幅方向両側に位置する一対の側部３８０２と、それら一対の側部３８０２の上端を接続する上部３８０４とを有している。
支持部材４０は、型枠本体３８を支持するものであり、複数の形鋼によって門型に形成され、支持部材４０の上部は足場４１となっている。
走行部４２は、支持部材４０を介して型枠本体３８をトンネル１０の長さ方向に沿って移動させるものであり、走行部４２は支持部材４０の下部に設けられている。
走行部４２は、トンネル１０の長さ方向に沿って床版１３に敷設されたレール１４上を走行する車輪４２０２を含んで構成されている。
支持部材４０と型枠本体３８との間には、例えば油圧シリンダーからなる不図示の複数の伸縮部材が設けられ、それら複数の伸縮部材の伸縮により型枠本体３８がトンネル１０の径方向に拡縮される。

【0010】

図１、図２に示すように、型枠本体３８には、コンクリートを打設するための複数の打設孔４４が設けられている。
本実施の形態では、打設孔４４は、トンネル１０の周方向に間隔をおいて９個、トンネル１０の長さ方向に間隔をおいて５個、合計４５個の打設孔４４が設けられている。
各打設孔４４には、閉鎖板４６が設けられている。
コンクリートの打設時には、コンピュータ３６からの制御信号によって動作が制御されるアクチュエータ４７により閉鎖板４６が打設孔４４を開放する開放位置に移動され、コンクリートの打設後には、アクチュエータ４７により閉鎖板４６が打設孔４４を閉塞する閉塞位置に移動される。
足場４１は、支持部材４０の上部にトンネル１０の幅方向および長さ方向にわたって設けられ、作業者の足場として、また、コンクリート分流機２８の設置場所として使用される。

【0011】

コンクリート供給部２６は、コンクリートミキサー車から供給されるコンクリートをコンクリート分流機２８を介して各打設管２４に圧送するものであり、例えば電動式のコンクリートポンプを含んで構成され、コンピュータ３６からの制御信号によって動作が制御される。
コンクリート分流機２８は、コンクリート供給部２６を複数の打設管２４に個別に接続するものであり、コンピュータ３６からの制御信号によって動作が制御される。
本実施の形態では、コンクリート分流機２８は、コンクリート供給部２６は複数の打設管２４から選択された１つの打設管２４とを接続する。
このようなコンクリート分流機２８として、従来公知の様々なコンクリート分流機が使用可能である。
複数の打設管２４は、コンクリートが吐出される打設管先部２４０２を有し、打設管先部２４０２は、各打設孔４４に連通するように型枠本体３８の内周面側で固定されている。

【0012】

図１、図４に示すように、複数のバイブレータ３０は、コンクリート打設型枠２２の内周面の箇所にトンネルの周方向および長さ方向に間隔をおいて配置され打設孔４４から打設されたコンクリートにコンクリート打設型枠２２を介して振動を与えることによりコンクリートに振動を与え、打設されたコンクリートをトンネル１０の長さ方向に沿って流動させ、また、コンクリートの締固めを行なうものである。
本実施の形態では、複数のバイブレータ３０は、トンネルの周方向に間隔をおいて９個、トンネルの長さ方向に間隔をおいて５個、合計４５個設けられており、各バイブレータ３０は、それぞれ打設孔４４の近傍に設けられている。
なお、バイブレータ３０の数、配置は、実施の形態に限定されるものではなく、適宜定められる。

【0013】

駆動部３２は、各バイブレータ３０に電力を供給することで各バイブレータ３０を選択的に振動させるものである。
なお、駆動部３２とパーソナルコンピュータ３６とは、不図示のケーブルを介して接続されており、駆動部３２は上記のケーブルを介して後述する制御部３６Ｃによって制御される。

【0014】

検出部３４は、打設孔４４から型枠本体３８の外周面（型枠面）とトンネル１０の内壁面１２との間に打設されたコンクリートのトンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を検出するものである。
本実施の形態では、検出部３４は、複数の線状のレベルセンサー４８と、検出回路５０と、後述する位置算出部３６Ａと、位置情報生成部３６Ｂとを備えている。
レベルセンサー４８は、図５に示すように、型枠本体３８の外周面に取着され、第１〜第３レベルセンサー４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｃを備えている。なお、図５において打設孔４４は省略されている。
本実施の形態では、型枠本体３８の天端から型枠本体３８の幅方向の一方の半部において型枠本体３８の周方向に沿って延在する第１レベルセンサー４８Ａが型枠本体３８の長さ方向に等間隔をおいて５つ設けられている。
また、型枠本体３８の天端から型枠本体３８の幅方向の他方の半部において型枠本体３８の周方向に沿って延在する第２レベルセンサー４８Ｂが型枠本体３８の長さ方向に等間隔をおいて５つ設けられている。
また、型枠本体３８の長さ方向に延在する第３レベルセンサー４８Ｃが、型枠本体３８の天端を通るように、また、天端の両側箇所を通るように３つ設けられている。

【0015】

図６に示すように、レベルセンサー４８は、互いに平行して線状に延在する一対の電極線４８０２と、この一対の電極線４８０２を被覆する絶縁材４８０４とから構成され、コンクリートに接触することによりコンクリートの比誘電率に応じて一対の電極線４８０２間に生じる静電容量が変化するものである。
検出回路５０は、入力端子５００２と、直流電源５００４と、固定抵抗５００６と、出力端子５００８とから構成されている。
入力端子５００２は、一対の電極線４８０２の一端に接続されている。
直流電源５００４は、入力端子５００２に接続され、両電極線４８０２間に一定の直流電圧Ｖｉｎを印加する。
固定抵抗５００６は、一対の電極線４８０２の一端に並列に接続され、打設されるコンクリートの比誘電率と打設コンクリートによって覆われる一対の電極線４８０２の長さに比例して一対の電極線４８０２間に生じる静電容量の変化に応じた充電電圧Ｅｔを取り出すものである。
出力端子５００８は、固定抵抗５００６の両端に接続して設けられている。

【0016】

コンクリート打設型枠２２に打設されたコンクリート、すなわちフレッシュコンクリート（モルタル）中には多数のイオンが存在しているため、絶縁被覆された一対の電極線４８０２の間及びその周囲にコンクリートが介在されると、コンクリートを電解質とし、かつその比誘電率に応じたコンデンサＣ１が形成される。
このコンデンサＣ１はレベルセンサー４８の長さ方向に沿って並列に接続されたものとなる。そして、コンクリートで覆われるレベルセンサー４８の長さＬが長くなるにしたがい、並列接続されるコンデンサＣ１の数が増加し、静電容量が大きくなる。
ここで、空気中に晒されている電極線４８０２間にも空気の誘電率に応じた静電容量のコンデンサＣ２が並列に形成される。したがって、一対の電極線４８０２の間に生じる静電容量は、並列接続されるコンデンサＣ１と並列接続されるコンデンサＣ２とを加算した値となる。この静電容量は、コンクリートで覆われるレベルセンサー４８の長さＬ、すなわち、打設されたコンクリートの位置にしたがって変化する。
なお、コンクリートを電解質とする電極線４８０２間の静電容量は、空気の場合の静電容量の約１０倍程度である。

【0017】

そこで、入力端子５００２から両電極線４８０２間に一定の直流電圧Ｖｉｎを印加し、両電極線４８０２に電荷を与え、両電極線４８０２間の電圧を検出回路５０で測定する。
この場合、検出回路５０では、出力電圧Ｖｏｕｔ＝Ｅｔ／（Ｒ＋２ｒ）の関係が成立することになる。ただし、Ｒは固定抵抗５００６の抵抗値、ｒは電極線４８０２の固有抵抗である。

【0018】

検出回路５０による出力電圧Ｖｏｕｔの測定結果は、コンクリートの比誘電率に応じて両電極線４８０２間に生じる静電容量に比例した出力電圧Ｖｏｕｔとコンクリートで覆われるレベルセンサー４８の長さＬとが、ほぼ比例関係に近い関係となる。
予め、実験により出力電圧Ｖｏｕｔとコンクリートで覆われるレベルセンサー４８の長さＬとの相関関係を示す相関式を決定しておく。
これにより、相関式に基づいて、出力電圧Ｖｏｕｔからコンクリートで覆われるレベルセンサー４８の長さＬ、すなわち、レベルセンサー４８の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出することができる。

【0019】

図１に示すように、パーソナルコンピュータ３６は、トンネル１０構内の適宜箇所、例えば、足場４１に設置され、コンクリート供給部２６、コンクリート分流機２８、各検出回路５０、駆動部３２と不図示のケーブルを介して接続されている。
図７に示すように、コンピュータ３６は、ＣＰＵ３６０２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ３６０４、ＲＡＭ３６０６、ハードディスク装置３６０８、キーボード３６１０、マウス３６１２、ディスプレイ３６１４、インターフェース３６１６などを有している。
ＲＯＭ３６０４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３６０６はワーキングエリアを提供するものである。
ハードディスク装置３６０８は、後述する位置算出部３６Ａ、位置情報生成部３６Ｂ、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅを実現するための制御プログラムなどを格納している。
キーボード３６１０およびマウス３６１２は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ３６１４はデータを表示出力するものである。
インターフェース３６１６は、外部機器とデータ、信号の授受を行うためのものであり、本実施の形態では、インターフェース３６１６は、各検出回路５０から出力電圧Ｖｏｕｔを受け付け、また、コンクリート供給部２６、コンクリート分流機２８、駆動部３２、各アクチュエータ４７に制御信号を与える。

【0020】

ＣＰＵ３６０２が、ハードディスク装置３６０８に格納されている制御プログラムを実行することによりコンピュータ３６によって、図１に示すように、位置算出部３６Ａ、位置情報生成部３６Ｂ、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅが実現される。
位置算出部３６Ａは、インターフェース３６１６を介して入力された各検出回路５０からの出力電圧Ｖｏｕｔに基づいて、レベルセンサー４８の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
言い換えると、位置算出部３６Ａは、レベルセンサー４８の静電容量の変化に基づいてレベルセンサー４８の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出するものである。
具体的に説明すると、位置算出部３６Ａは、９つのレベルセンサー４８のそれぞれに対応する検出回路５０の出力電圧Ｖｏｕｔから相関式に基づいて各コンクリートのレベルセンサー４８の長さ方向に沿ったコンクリートの位置を算出する。

【0021】

位置情報生成部３６Ｂは、位置算出部３６Ａで算出された各レベルセンサー４８に対応するコンクリートの位置に基づいて、型枠本体３８に対するコンクリートの位置を２次元座標上に表す位置情報を生成するものである。
２次元座標は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＹ軸としてもよく、あるいは、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とするものであってもよい。

【0022】

制御部３６Ｃは、検出部３４の検出結果に基づいて、すなわち、コンクリートの位置情報に基づいてコンクリート供給部２６およびコンクリート分流機２８を制御し、予め定められた順番でコンクリート供給部２６を次の打設管２４に順次接続していくものである。
前述したように、本実施の形態では、選択された１つの打設管２４がコンクリート供給部２６に接続される。
制御部３６Ｃによるコンクリート分流機２８の制御は以下のように行なわれる。
制御部３６Ｃは、予め定められた順番にしたがって特定された打設孔４４からコンクリートが打設されるように打設管２４の接続を行なう。
次いで、制御部３６Ｃは、コンクリート供給部２６の動作を開始させ、位置情報生成部３６Ｂで生成されたコンクリートの位置情報に基づいてコンクリートの打設量が規定量に到達したと判断すると、コンクリート供給部２６の動作を停止させる。
コンクリートの打設量が規定量に到達したことは、コンクリートの位置情報に基づいて、コンクリートを打設している打設孔４４の近傍までコンクリートが到達したことをもって判定される。

【0023】

また、打設管２４の接続の順番、すなわち、コンクリートを打設する打設孔４４の順番は、トンネル１０の形状や地山の状態など施工現場の状態によって異なるものであり、予め定められている。
本実施の形態では、図２に示すように、型枠本体３８の幅方向の一方の半部において長さ方向に間隔をおいた２つの打設孔４４Ａ、４４Ｃと、型枠本体３８の幅方向の他方の半部において長さ方向に間隔をおいた２つの打設孔４４Ｂ、４４Ｄとの合計４つの打設孔４４Ａ〜４４Ｄを順番に使ってコンクリートを打設する場合について説明する。この際、４つの打設孔４４Ａ〜４４Ｄの高さ方向の位置はほぼ同じである。
そして、４つの打設孔４４Ａ〜４４Ｄからのコンクリートの打設が完了すると、順次、打設する４つの打設孔４４Ａ〜４４Ｄの位置を下方から上方に移動させ同様の順番でコンクリートを打設していく。
例えば、以下のような手順でコンクリートを打設する打設孔４４を切り替えていく。
（１）トンネル１０の長さ方向の一方寄りでかつトンネル１０の幅方向の一方の半部に位置する打設孔４４Ａ。
（２）トンネル１０の長さ方向の一方寄りでかつトンネル１０の幅方向の他方の半部に位置する打設孔４４Ｂ。
（３）トンネル１０の長さ方向の他方寄りでかつトンネル１０の幅方向の一方の半部に位置する打設孔４４Ｃ。
（４）トンネル１０の長さ方向の他方寄りでかつトンネル１０の幅方向の他方の半部に位置する打設孔４４Ｄ。

【0024】

図３（Ａ）は打設前の状態を示しており、上述した（１）〜（４）の４つの打設孔４４Ａ〜４４Ｄからの打設が完了すると、図３（Ｂ）に示すように、１層目のコンクリート１６Ａが打設される。
次いで、コンクリートを打設する打設孔４４Ａ〜４４Ｄの位置を１つずつ上方に移動させ、上記（１）〜（４）と同様の順番で打設孔４４Ａ〜４４Ｄを選択してコンクリートを打設していく。
すなわち、図３（Ｃ）に示す２層目のコンクリート１６Ｂ、図３（Ｄ）に示す３層目のコンクリート１６Ｃ、図３（Ｅ）に示す４層目のコンクリート１６Ｄといった順番でコンクリートが打設される。
最後は、図３（Ｆ）に示すように、天端に位置する打設孔４４から５層目のコンクリート１６Ｅが打設される。
なお、図２に示すように、天端に位置する打設孔４４は型枠本体３８の長さ方向に沿って間隔をおいて５つ設けられており、この５つの打設孔４４のうち、長さ方向の位置が打設孔４４Ａ（４０Ｂ）に一致する１つの打設孔４４Ｅと、長さ方向の位置が打設孔４４Ｃ（４４Ｄ）に一致する１つの打設孔４４Ｆとが５層目のコンクリート１６Ｅの打設に使用される。

【0025】

さらに、制御部３６Ｃは、位置情報生成部３６Ｂで生成された位置情報に基づいて駆動部３２を制御し打設されたコンクリートに対応するバイブレータ３０を予め定められた順番で振動させていくものである。
制御部３６Ｃによる駆動部３２の制御は、各打設孔４４Ａ〜４４Ｄからコンクリートが打設される毎に以下のように行なわれる。
制御部３６Ｃは、トンネル１０の長さ方向の一方寄りでかつトンネル１０の幅方向の一方の半部に位置する打設孔４４Ａからのコンクリート１６の打設が完了したならば、制御部３６Ｃは、打設されたコンクリート１６の位置情報、あるいは、コンクリート１６を打設した打設孔４４の位置に基づいて振動させるべきバイブレータ３０を特定し、駆動部３２を制御することにより予め定められた時間、バイブレータ３０の振動を行なって、コンクリート１６をトンネル１０の長さ方向に流動させると共に締め固める。
制御部によるバイブレータ３０の特定は、打設されたコンクリートを流動させ、また、締め固めるために必要なバイブレータ３０を選択することで行なわれる。
したがって、コンクリートの流動、締固めに寄与しないバイブレータ３０は選択されず、振動しない。
これは、コンクリートの流動、締固めに寄与しないバイブレータ３０が位置する型枠本体３８の内周面と反対側の外周面にはコンクリートが接しておらず、空間となっており、仮にこのようなバイブレータ３０を振動させると、型枠本体３８に無理な力が作用し型枠本体３８の耐久性に影響を与えるためである。
このような動作を、残りの打設孔４４Ｂ、４４Ｃ、４４Ｄからコンクリート１６が打設される毎、同様に繰り返してコンクリート１６を流動させ、また、コンクリート１６の締固めを行なう。

【0026】

判定部３６Ｄは、検出部３４の検出結果に基づいて、すなわち、コンクリート１６の位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定するものである。
図８（Ａ）は、型枠本体３８の側方から見た型枠本体３８と打設されたコンクリート１６の位置関係を示す説明図であり、トンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りは、位置情報で示されるコンクリート１６の打設位置の最高値と最低値との差分Δｈによって決定される。
判定部３６Ｄは、この差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過したか否かを判定する。
なお、上述したようにバイブレータ３０が振動することにより、打設されたコンクリート１６は、トンネル１０の長さ方向に沿って流動して広がるため、時間経過と共にコンクリート１６の高さの偏りは打設直後に比較して減少していく。
しかしながら、バイブレータ３０が振動してもコンクリート１６の性状や施工現場の状況によってはトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが十分には解消されない場合があり、差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過すると、コンクリート１６を均一に打設する上で不利となるため、このようなコンクリート１６の高さの偏りを解消する必要がある。
また、制御部３６Ｃは、判定部３６Ｄにより差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過しないと判定された場合は、予め定められた順番でバイブレータ３０を振動していくが、判定部３６Ｄにより差分Δｈが予め定められた第１の許容範囲を超過したと判定された場合は、順番を無視し駆動部３２を制御し特定部３６Ｅで特定されたバイブレータ３０を振動させる。

【0027】

特定部３６Ｅは、コンクリートの高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、コンクリート１６の位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りを修正するために、振動させるべきバイブレータ３０を特定するものである。
例えば、図８（Ａ）に示すように、型枠本体３８の幅方向の一方の側方から見て、打設孔４４Ａ、４４Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向（型枠本体３８の長さ方向）の中間部と長さ方向の両端部が他の部分よりも低くなる形状となり、判定部３６Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３６Ｅは、次に振動させるべきバイブレータ３０として、型枠本体３８の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部と両端との間の２つのバイブレータ３０−１、３０−２を特定する。
これら２つのバイブレータ３０−１、３０−２が振動されると、図８（Ｂ）に示すように、コンクリート１６が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート１６の高さの偏りが解消される。

【0028】

また、図９（Ａ）に示すように、打設孔４４Ａ、４４Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の両端が中間部よりも低くなる形状となり、判定部３６Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３６Ｅは、次に振動させるべきバイブレータ３０として、型枠本体３８の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部と両端との間の２つのバイブレータ３０−１、３０−２を特定する。
これら２つのバイブレータ３０−１、３０−２が振動されると、図９（Ｂ）に示すように、コンクリート１６が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート１６の高さの偏りが解消される。
なお、図８、図９に示すように、型枠本体３８（コンクリート打設型枠２２）の側部３８０２においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示される。

【0029】

また、図１０（Ａ）に示すように、型枠本体３８の上方から見て、打設孔４４Ａ、４４Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の中間部と長さ方向の両端部が他の部分よりも低くなる形状となり、判定部３６Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合には、特定部３６Ｅは、次に振動させるべきバイブレータ３０として、型枠本体３８の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部と両端との間の２つのバイブレータ３０−１、３０−２をそれぞれ特定する。
これら２つのバイブレータ３０−１、３０−２が振動されると、図１０（Ｂ）に示すように、コンクリート１６が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート１６の高さの偏りが解消される。

【0030】

また、図１１（Ａ）に示すように、打設孔４４Ａ、４４Ｃから打設されたコンクリート１６のトンネル１０の長さ方向の両端が中間部よりも低くなる形状となり、判定部３６Ｄによりトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りである差分Δｈが第１の許容範囲を超過したと判定されたものとする。
この場合、特定部３６Ｅは次に振動させるべきバイブレータ３０として、型枠本体３８の一方の半部で、トンネル１０の長さ方向の中間部と両端との間の２つのバイブレータ３０−１、３０−２をそれぞれ特定する。
これら２つのバイブレータ３０−１、３０−２が振動されると、図１１（Ｂ）に示すように、コンクリート１６が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート１６の高さの偏りが解消される。
なお、図１０、図１１に示すように、型枠本体３８（コンクリート打設型枠２２）の上部３８０４においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示される。
なお、上述した例では、特定部３６Ｅが２つのバイブレータ３０−１、３０−２を特定した場合について説明したが、特定部３６Ｅが特定するバイブレータ３０の数や位置は、トンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りを解消できればよく、特定するバイブレータ３０の数や位置は打設されたコンクリート１６の形状に対応して定められる。

【0031】

次に覆工コンクリート打設装置２０の動作について図１２のフローチャートを参照して説明する。
まず、二次覆工を行なうトンネル１０の内壁面１２に対向する位置にコンクリート打設型枠２２を設置する（ステップＳ１０）。
なお、二次覆工はトンネル入口から切羽側に向かって行なわれることから、二次覆工に際しては、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２の切羽側の端部との間に不図示の閉鎖板４６が配置され、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２の外周面との間に半円弧状の空間が仕切られる。

【0032】

制御部３６Ｃは、予め定められた順番にしたがって打設孔４４を選択し、その打設孔４４からコンクリート１６が打設されるようにコンクリート分流機２８を制御してコンクリート供給部２６を打設管２４に接続する（ステップＳ１２）。この際、制御部３６Ｃは、打設管２４が接続された打設孔４４のアクチュエータ４７を制御して閉鎖板４６を開く。
制御部３６Ｃは、コンクリート供給部２６を動作させ、打設管２４が接続された打設孔４４からコンクリート１６を打設させる（ステップＳ１４）。
次いで、制御部３６Ｃは、検出部３４で検出されたコンクリート１６の位置情報に基づいて規定量のコンクリート１６が打設されたか否かを判定する（ステップＳ１６）。
規定量のコンクリート１６が打設されていなければ、ステップＳ１４に戻る。
規定量のコンクリート１６が打設されたと判断したならば、コンクリート供給部２６を停止させ、打設管２４が接続された打設孔４４のアクチュエータ４７を制御して閉鎖板４６を閉じる（ステップＳ１８）。

【0033】

次いで、制御部３６Ｃは、打設されたコンクリート１６の位置情報に基づいて、打設されたコンクリート１６に対応するバイブレータ３０を特定し、駆動部３２を制御することにより予め定められた時間、バイブレータ３０の振動を行なって、コンクリート１６を流動させると共に締め固める（ステップＳ２０）。
このようなバイブレータ３０の振動により、前述したように時間経過と共にコンクリート１６の高さの偏りは打設直後に比較して減少していくが、バイブレータ３０が振動してもコンクリート１６の性状や施工現場の状況によってはトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが十分には解消されない場合がある。

【0034】

次いで、制御部３６Ｃは、Ｎ（Ｎは１以上の自然数）層目のコンクリート１６の打設が完了したか否かを判定する（ステップＳ２２）。
完了していなければ、ステップＳ１２に戻り次の打設孔４４からのコンクリート１６の打設を行なう。
完了していれば、制御部３６Ｃは、コンクリート打設型枠２２の全域に対するコンクリート１６の打設が完了したか否かを判定する（ステップＳ２４）。すなわち、図３（Ｆ）に示すように、５層目のコンクリート１６Ｅの打設が完了したか否かを判定する。
完了していなければ、判定部３６Ｄは、検出部３４の検出結果に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したか否かを判定する（ステップＳ２６）。
第１の許容範囲を超過していないと判定された場合は、制御部３６ＣはステップＳ１２に戻り、次の層に対するコンクリート１６の打設を行なう。
第１の許容範囲を超過したと判定された場合は、特定部３６Ｅにより、コンクリート１６の位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りを修正するために、振動させるべきバイブレータ３０を特定する（ステップＳ２８）。

【0035】

そして、制御部３６Ｃは、予め定められていた順番を無視し、駆動部３２を制御して特定部３６Ｅで特定されたバイブレータ３０を所定時間振動させる（ステップＳ３０）。
バイブレータ３０の振動により、コンクリート１６が高さの低い箇所へ流動することによりコンクリート１６の高さの偏りが解消される。

【0036】

次いで、制御部３６Ｃは、特定部３６Ｅによって特定された振動させるべきバイブレータ３０が残っているか否かを判定する（ステップＳ３２）。
振動させるべきバイブレータ３０が残っていれば、ステップＳ３０に移行して同様の処理を行なう。
残っている振動させるべきバイブレータ３０が無ければ、制御部３６ＣはステップＳ１２に戻り、次の層に対するコンクリート１６の打設を行なう。

【0037】

また、ステップＳ２４でコンクリート打設型枠２２の全域に対するコンクリート１６の打設が完了したと判定されたならば、打設されたコンクリート１６を養生硬化させ（ステップＳ３４）、次いで、伸縮部材を縮小させることにより型枠本体３８をトンネル１０の径方向内側に縮小させ、コンクリート打設型枠２２を脱枠させ（ステップＳ３６）、一連の作業が終了する。

【0038】

本実施の形態によれば、打設されたコンクリート１６のトンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を示す位置情報に基づいてトンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが第１の許容範囲を超過したと判定された場合に、位置情報に基づいて振動させるべきバイブレータ３０を特定し、特定されたバイブレータ３０を振動させるようにした。
したがって、従来のように打設されたコンクリート１６の位置を監視し、トンネル１０の長さ方向に沿ったコンクリート１６の高さの偏りが発生した場合に、コンクリート１６の高さの偏りを解消するように、棒状のバイブレータを移動させてコンクリート１６に挿入したり、コンクリート打設型枠２２に設けられた複数のバイブレータを選択的に振動させるといった操作を行なう必要がなく自動化を図れるので、省人化を図る上で有利となり、また、コンクリート１６の高さの偏りを抑制しつつ均一にコンクリート１６を打設できるので、トンネル施工の効率化を図る上で有利となる。

【0039】

また、本実施の形態によれば、コンクリート打設型枠２２の側部３８０２においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＹ軸とした２次元座標上に示されるので、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。
また、本実施の形態によれば、コンクリート打設型枠２２の上部３８０４においてコンクリート１６の位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とした２次元座標上に示されるので、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となる。

【0040】

また、本実施の形態では、線状のレベルセンサー４８を用いてコンクリート１６の位置を検出する場合について説明したが、コンクリート１６の位置を検出するセンサーは、コンクリート１６の位置を検出できればよく、打設されたコンクリート１６の温度を検出する温度センサー、打設されたコンクリート１６が接触する際の振動を検出する振動センサーなど従来公知の様々なセンサーなどが使用可能である。
しかしながら、これらのセンサーは、コンクリート１６の位置をごく狭い範囲で検出するものであるため、トンネル１０の周方向および長さ方向に沿った位置を満遍なく検出するためには多数のセンサーを設けなくてはならず、センサーの設置作業が面倒で部品コストが多大なものとなりやすい。
これに対して本実施の形態では、コンクリート１６に接触することによりコンクリート１６の比誘電率に応じて一対の電極線４８０２間に生じる静電容量が変化する線状のレベルセンサー４８を用い、このレベルセンサー４８を、トンネル１０の内壁面１２に対向するコンクリート打設型枠２２の外周面にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けた。
したがって、少ない数の線状のレベルセンサー４８をトンネル１０の周方向、長さ方向に沿って設置すれば、トンネル１０の周方向および長さ方向に沿ったコンクリート１６の位置を満遍なく検出できるため、センサーの設置作業を軽減でき、また、部品コストを抑制する上で有利となる。

【0041】

また、本実施の形態によれば、検出部３４は、トンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けられたレベルセンサー４８の静電容量の変化に基づいてレベルセンサー４８の長さ方向に沿ったコンクリート１６の位置を算出し、算出されたコンクリート１６の位置に基づいて位置情報を生成する。
したがって、トンネル１０の長さ方向および周方向に沿ったコンクリート１６の位置情報を正確に得ることができ、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅが位置情報に基づいて制御処理を的確に行なう上で有利となる。

【0042】

なお、本実施の形態では、複数の打設管２４の打設管先部２４０２が各打設孔４４に連通するように型枠本体３８の内周面側で固定されている場合について説明したが、打設孔４４に代えて開閉可能な窓部を型枠本体３８に設けると共に、各打設管２４の打設管先部２４０２が窓部４８を介して型枠本体３８から出没するように構成してもよい。
この場合、制御部３６Ｃは、窓部を開閉するアクチュエータ、打設管先部２４０２を出没させるアクチュエータを制御すればよい。

【0043】

また、本実施の形態では、位置情報生成部３６Ｂが、位置算出部３６Ａで算出された各レベルセンサー４８に対応するコンクリート１６の位置に基づいて、型枠本体３８に対するコンクリート１６の位置を２次元座標上に表す位置情報を生成する場合について説明した。
しかしながら、位置情報生成部３６Ｂが、位置算出部３６Ａで算出された各レベルセンサー４８に対応するコンクリート１６の位置に基づいて、型枠本体３８に対するコンクリート１６の位置を３次元座標上に表す位置情報を生成するものであってもよい。
この場合、コンクリート打設型枠２２の側部３８０２、あるいは、上部３８０４において、位置情報は、トンネル１０の長さ方向をＸ軸とし、トンネル１０の幅方向をＹ軸とし、トンネル１０の高さ方向をＺ軸とした３次元座標上に示される。
このように型枠本体３８に対するコンクリート１６の位置を示す位置情報を３次元座標上に示すと、制御部３６Ｃ、判定部３６Ｄ、特定部３６Ｅが位置情報に基づいて実行する制御処理を簡単かつ迅速に行なう上で有利となることは無論のこと、例えば、型枠本体３８に対するコンクリート１６の位置をディスプレイ３６１４などに３次元画像として表示する場合に、型枠本体３８に対するコンクリート１６の位置を直感的に把握することができ、コンクリート１６の打設位置の管理を行なう上でより有利となる。

【0044】

また、本実施の形態では、レベルセンサー４８を、トンネル１０の内壁面１２に対向するコンクリート打設型枠２２の外周面にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けた場合について説明した。
しかしながら、レベルセンサー４８は、コンクリート１６に接触することによりコンクリート１６の比誘電率に応じて一対の電極線４８０２間に生じる静電容量が変化すればよく、レベルセンサー４８を設ける箇所はコンクリート打設型枠２２の外周面に限定されない。
したがって、レベルセンサー４８を、トンネル１０の内壁面１２の半径方向外側で掘削された地山の壁面に当て付けられた防水シート１２０４にトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けてもよい。
すなわち、レベルセンサー４８がコンクリート１６に接触するとは、レベルセンサー４８がコンクリート１６に直接接触する場合に加え、レベルセンサー４８が他の部材を介して接触する場合を含み、例えば、防水シート１２０４、あるいは、一次覆工コンクリートを介してコンクリート１６に接近する場合を含む。
したがって、レベルセンサー４８を配置する箇所は、一次覆工がなされる防水シート１２０４の表面（地山の壁面と反対側の面）でもよく、また、レベルセンサー４８を防水シート１２０４の内部に取り付けても良い。
これらの場合は、レベルセンサー４８が一次覆工あるいは防水シート１２０４で保護されるため、打設されたコンクリート１６によるレベルセンサー４８の位置ずれを抑制する上でより有利となる。

【0045】

また、トンネル１０の内壁面１２とコンクリート打設型枠２２との間に補強用の鉄筋が設けられる場合は、それら鉄筋にレベルセンサー４８をトンネル１０の長さ方向および周方向に沿って延在して設けてもよい。
補強用の鉄筋は、例えば、地山が薄い箇所や地山の強度が足りない箇所に配設される。
例えば、トンネル１０の入口や出口の近傍の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、河川の下方の地山の箇所に部分的に鉄筋が配設される。あるいは、都市部のように地山の強度が弱い場合はトンネル１０の全長にわたって鉄筋が配設される。
これらの場合は、レベルセンサー４８が鉄筋に設けられるため、打設されたコンクリート１６によるレベルセンサー４８の位置ずれを抑制する上でより有利となる。

【符号の説明】

【0046】

１０ トンネル
１２ 内壁面
１２０４ 防水シート
１３ 床版
１６ コンクリート
２０ 覆工コンクリート打設装置
２２ コンクリート打設型枠
３０ バイブレータ
３２ 駆動部
３４ 検出部
３８ 型枠本体
３８０２ 側部
３８０４ 上部
４４ 打設孔
４８ レベルセンサー
４８０２ 電極線
４８０４ 絶縁材
５０ 検出回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】