特開 2022-26076 打設システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022026076

(43)【公開日】2022-02-10

(54)【発明の名称】打設システム

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20220203BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020129366

(22)【出願日】2020-07-30

(71)【出願人】

【識別番号】310005294

【氏名又は名称】北陸鋼産株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144749

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正英

(74)【代理人】

【識別番号】100076369

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 正治

(72)【発明者】

【氏名】三角 公浩

【テーマコード（参考）】

2D155

【Ｆターム（参考）】

2D155BA05

2D155BB02

2D155CA08

2D155KA00

2D155KC02

(57)【要約】

【課題】 コンクリート打設用配管の切替え作業時の作業員の負担を軽減することのできる打設管移動装置と打設システムを提供する。
【解決手段】 本発明の打設システムは、インバートコンクリートの打設に用いるシステムであって、打設用配管３０と打設管移動装置を備えている。打設用配管３０として、直管部３１の先方に左右に分岐する分岐部３２が連結された打設用配管３０を一本、又は、直管部３１の先方にＬ字状に曲がった屈曲管が連結された打設用配管３０を二本備えている。直管部３１は分岐部３２又は二本の屈曲管に着脱することができる。直管部３１は複数本の直管構成部材が着脱可能に連結されて構成されている。打設管移動装置は、架台１０と台車２０を備えている。打設用配管の一部が台車２０に載置され、台車２０は打設用配管３０の一部を載せた状態で架台１０の長手方向に移動することができる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

インバートコンクリートの打設に用いる打設システムであって、
コンクリート供給装置に連結される打設用配管と、当該打設用配管の移動に用いる打設管移動装置を備え、
前記打設用配管として、直管部の先方に左右に分岐する分岐部が連結された打設用配管を一本、又は、直管部の先方にＬ字状に曲がった屈曲管が連結された打設用配管を二本備え、
前記直管部は、分岐部又は二本の屈曲管に着脱可能に設けられ、
前記直管部は、複数本の直管構成部材が着脱可能に連結されて構成され、
前記打設管移動装置は、トンネル縦断方向に配置される架台と、前記打設用配管を載置する載置部を有する台車を備え、
前記打設用配管の一部が前記打設管移動装置の台車に載置され、
前記台車は、前記載置部に前記打設用配管の一部を載せた状態で前記架台の長手方向に移動可能である、
ことを特徴とする打設システム。

【請求項2】

請求項１記載の打設システムにおいて、
台車に、打設用配管の一部を台車の移動方向と交差する方向に移動させる横移動機構が設けられ、
分岐部の先方又は二本の屈曲管のそれぞれの先方に枝管が着脱可能に設けられ、
前記枝管は前記横移動機構によって台車の移動方向と交差する方向に移動可能である、
ことを特徴とする打設システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の打設システムにおいて、
台車は分岐部又は二本の屈曲管を載せた状態で架台の長手方向に移動可能であり、
前記分岐部又は屈曲管にバルブが設けられ、
前記バルブの操作によってインバートコンクリートの打設流路の切替え又は打設量の調整を行うことができる、
ことを特徴とする打設システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の打設システムにおいて、
架台を縦断方向に移動する縦断方向移動手段を備え、
前記架台は、前記縦断方向移動手段によってトンネル縦断方向に移動させることができる、
ことを特徴とする打設システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバートコンクリートの打設に用いる打設システムに関する。

【背景技術】

【0002】

トンネル工事においては、掘削部分の底面にインバートコンクリートを打設してインバートが構築される。従来、インバートコンクリートの打設方法として、ブーム式コンクリートポンプ車を用いる方法や、トンネル工事用移動桟橋（以下、単に「移動桟橋」という）上のコンクリートミキサー車から直接打設する方法（特許文献１）などが知られている。

【0003】

前者の方法では、ブーム先端に設けられた先端ホースを動かしながら打設が行われ、後者の方法では、専用シュートを利用して移動桟橋の桁や床の開口部からコンクリートの打設が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６－２８８１９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、ブーム式コンクリートポンプ車を用いる方法では、打設位置を変える際に、作業員がブーム先端に設けられた先端ホースを持って所望位置に移動させる必要がある。また、移動桟橋上のコンクリートミキサー車から直接打設する方法では、打設位置を変える際に、作業員が専用シュートを移動させる必要がある。先端ホースも専用シュートも非常に重いため、これらの作業は作業員にとっては大変な重労働である。

【0006】

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、作業員の作業負担の軽減を図ることのできる打設システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

［打設システム］
本発明の打設システムは、インバートコンクリートの打設に用いるシステムであって、打設用配管と打設管移動装置を備えている。打設用配管として、直管部の先方に左右に分岐する分岐部が連結された打設用配管を一本、又は、直管部の先方にＬ字状に曲がった屈曲管が連結された打設用配管を二本備えている。直管部は分岐部又は二本の屈曲管に着脱することができる。直管部は複数本の直管構成部材が着脱可能に連結されて構成されている。打設管移動装置は、架台と台車を備えている。打設用配管の一部が台車に載置され、台車は打設用配管の一部を載せた状態で架台の長手方向に移動することができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の打設システムは、打設用配管を載置可能な台車と台車が移動可能なレールを有する打設管移動装置を備えているため、打設用配管の長さを変更する際の作業員の負担を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の打設システムの一例を示す平面図。

【図2】図１のII－II矢視図。

【図3】図１に示す打設システムの平面図。

【図4】図１に示す打設管移動装置及び打設システムの部分拡大図。

【図5】図３のＶ－Ｖ矢視図。

【図6】（ａ）は図５のVIa部拡大図、（ｂ）は図５のVIb部拡大図。

【図7】図１の右側面図。

【図8】（ａ）は図７のVIIIa部拡大図、（ｂ）は図７のVIIIb部拡大図。

【図9】図３のIX－IX矢視図。

【図10】図９のＸ部拡大図。

【図11】（ａ）～（ｃ）は直管構成部材を取り除いて長さ調整する場合の手順説明図。

【図12】（ａ）～（ｃ）は枝管を取り除いて長さ調整する場合の手順説明図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態）
本発明の打設システムの実施形態の一例を、図面を参照して説明する。図１は本発明の打設システムの一例を示す平面図である。図１に示す打設システムは、打設管移動装置と打設用配管を備えている。本発明の打設システムは、トンネルＡ内にインバートＢを構築するに際し、コンクリート（インバートコンクリート）の打設に用いるものである。図２に示すように、本発明の打設システムは、移動桟橋Ｃよりも低い位置に配置して使用するものであるため、インバートコンクリートの打設中であっても、移動桟橋Ｃを他の工事車両が通行することができる。

【0011】

前記打設管移動装置は、コンクリート圧送車Ｅ（以下「圧送車」という）などのコンクリート供給装置に連結された打設用配管３０を移動するための装置である。一例として図１～図４に示す打設管移動装置は、トンネル縦断方向に配置される架台１０と、架台１０に沿って移動可能な台車２０を備えている。この架台１０は、間隔をあけて平行に配置された二本の縦材１１の間に、複数本の横材１２が間隔をあけて架設された梯子状の部材である。縦材１１や横材１２は、Ｉ型鋼をはじめとする各種形状の鋼材で構成することができる。

【0012】

前記各縦材１１の上面には、台車２０が移動するためのレール１３が設けられている。レールは、各縦材１１の長手方向に沿って設けられている。図５及び図６（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態では、レール１３として山形鋼（アングル）を用いている。レール１３はアングル以外の部材で構成することもできる。

【0013】

この実施形態の架台１０は、図７及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、移動桟橋Ｃの底面側に設けられた縦断方向移動手段１５によって、トンネル縦断方向に移動できるようにしてある。縦断方向移動手段１５は、縦断レール１５ａと、縦断レール１５ａに沿って移動可能な吊り具１５ｂと、吊り具１５ｂの下端に設けられた支持材１５ｃを備えている。

【0014】

図７及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、この実施形態の吊り具１５ｂは、縦断レール１５ａに嵌合する戸車１５ｄと、戸車１５ｄに連結された吊りチェーン１５ｅと、当該吊りチェーン１５ｅ用のチェーンブロック１５ｆを備えている。吊りチェーン１５ｅにはフック１５ｇが設けられ、そのフック１５ｇを介して支持材１５ｃが保持されている。なお、縦断方向移動手段１５には、架台１０をトンネル縦断方向に牽引することのできる牽引車などを用いることもできる。

【0015】

前記台車２０は打設用配管３０を載置する移動車である。この実施形態の台車２０は、打設用配管３０を載置する平面視長方形状の載置部２１と、当該載置部２１の底面側に設けられた車輪２２を備えている。

【0016】

前記載置部２１は、打設用配管３０を載置する部材であり、少なくとも打設用配管３０を構成する分岐部３２（後述する）を載置できるようにしてある。一例として図４に示す載置部２１は、間隔をあけて平行に配置された縦フレーム２１ａと、当該縦フレーム２１ａの間に、前後方向に間隔をあけて架設された横フレーム２１ｂを備えている。この実施形態では、縦フレーム２１ａとしてチャンネル鋼を、横フレーム２１ｂとしてＩ型鋼を用いている。各横フレーム２１ｂには車輪用フランジ２１ｃが間隔をあけて二枚ずつ突設され、各車輪用フランジ２１ｃに一つずつ車輪２２が設けられている。

【0017】

前記載置部２１の前方側には、横移動機構２３が設けられている。横移動機構２３は、分岐部３２の各分岐先に連結された枝管３３（後述する）を、台車２０の移動方向と交差する方向に移動させるための機構である。一例として図３及び図４に示す横移動機構２３は、ベース部２３ａと枝管保持具２３ｂを備えている。ベース部２３ａは枝管保持具２３ｂが移動するためのガイドレールとして機能する部材である。この実施形態のベース部２３ａは台車２０の幅方向両外側に突き出す長さであり、その上面には長手方向に沿って横レール２３ｃが突設されている。この実施形態ではベース部２３ａとしてＩ型鋼を用いているが、ベース部２３ａはＩ型鋼以外で構成することもできる。

【0018】

前記枝管保持具２３ｂは、分岐部３２の分岐先に連結された枝管３３を保持する部材である。図９及び図１０に示すように、この実施形態の枝管保持具２３ｂは、上枠２３ｄと縦枠２３ｅと下枠２３ｆが側面視コ字状の部材である。上枠２３ｄの底面側には横レール２３ｃに沿って移動する横移動車輪２４と、枝管３３を保持する枝管保持具２３ｂが設けられている。図４に示すように、横移動車輪２４は横レール２３ｃの長手方向に沿って二つ設けられている。横移動車輪２４は二つより多くても少なくてもよい。

【0019】

前記枝管保持具２３ｂは、枝管３３を下側から支持する側面視Ｕ字状の部材である。図１０に示すように、枝管保持具２３ｂは、枝管３３を保持した状態でその上端部を上枠２３ｄの底面側に固定できるようにしてある。

【0020】

前記下枠２３ｆの上面側には反力受け具２５が設けられている。反力受け具２５は、枝管保持具２３ｂで枝管３３を保持した際に、縦枠２３ｅ及び下枠２３ｆに働く力を受けるための部材である。この実施形態では、反力受け具２５としてローラを用いている。各ローラは下枠２３ｆから上向きに突設されたフランジ２６に取り付けられている。ローラは横レール２３ｃの長手方向に沿って二つ設けられている。ローラは二つより多くても少なくてもよい。

【0021】

図３に示す打設用配管３０は、複数本の直管構成部材を着脱可能に連結することで構成された直管部３１と、直管部３１の先端に連結された分岐部３２を備えている。この実施形態の分岐部３２は、先方側が二股に分岐したＹ字管である。分岐部３２にはインバートコンクリートの打設流路の切替えや打設量の調整を行うバルブ３４が設けられている。この実施形態では、バルブ３４としてピンバルブを用いている。バルブ３４はピンバルブ以外であってもよい。

【0022】

前記分岐部３２の各分岐先には枝管３３が連結されている。この実施形態では、各分岐先に二本ずつ枝管３３が連結されている。各分岐先に連結された最先方の枝管３３の先端側には、打設箇所を変えるための首振り管３５が設けられている。首振り管３５は必要に応じて設ければよく、不要な場合には省略することができる。

【0023】

（使用例）
次に、本発明の打設システムの使用例の一例について説明する。ここでは、前記実施形態の打設システムを用いてインバートを構築する場合を一例として説明する。図１において、Ｄはコンクリートミキサー車（以下「ミキサー車」という）、Ｅは圧送車、Ｃは移動桟橋である。同図中、右側が切羽側、左側が坑口側である。図１に示す例では、移動桟橋ＣはトンネルＡの幅方向右側に寄せて配置され、ミキサー車Ｄ及び圧送車Ｅは左側に寄せて配置されている。

【0024】

はじめに、打設管移動装置の架台１０をトンネルＡの縦断方向に配置する。図１及び図７に示すように、架台１０は、前端側が現工事区Ｘよりも切羽側に、後端側が打設済み工事区Ｙに位置するように設置する。図１及び図７に示す例では、架台１０は前端側と後端側が高さ調整台Ｆの上に載置されたジャッキＧで支持され、このジャッキＧによって水平になるようにしてある。なお、インバートＢに中央通路を設ける場合のように、インバートコンクリートの打設に際して中央通路型枠Ｈ（図２参照）を設置する場合には、当該中央通路型枠Ｈの上に架台１０を載せることもできる。

【0025】

架台１０の設置後、当該架台１０上に台車２０を載置し、その台車２０上に打設用配管３０の分岐部３２を載置する。分岐部３２の手前には複数本の直管構成部材からなる直管部３１を連結する。具体的には、台車２０上の分岐部３２に一本目の直管構成部材（第一直管構成部材３１ａ）を連結したのち、台車２０を第一直管構成部材３１ａ一本分程度先方（切羽側）へ移動し、二本目の直管構成部材（第二直管構成部材３１ｂ）を第一直管構成部材３１ａに接続する。以後、台車２０が現工事区Ｘの先方側の所望位置に到達するまでこの手順を繰り返すことで、分岐部３２の手前に直管部３１を連結することができる。なお、連結された直管部３１は全体が水平になるように、架台１０上に設けられた支持具１４で支持されている。

【0026】

台車２０上の分岐部３２の各分岐先に枝管３３を連結する。接続された枝管３３のうち、最先方の枝管３３を横移動機構２３の枝管保持具２３ｂで保持する。なお、各分岐先に枝管３３を二本以上連結する場合、たとえば、一本目の枝管３３（第一枝管３３ａ）を枝管保持具２３ｂで保持したのち、当該枝管保持具２３ｂを枝管３３一本分程度先方へ移動し、分岐部３２と第一枝管３３ａの間に二本目の枝管３３（第二枝管３３ｂ）を配置して、当該第二枝管３３ｂの一端側を分岐部３２に、他端側を第一枝管３３ａに接続する。さらに別の枝管３３を接続するときは、同様の手順を繰り返せばよい。なお、最先方の枝管３３の先端側には必要に応じて首振り管３５を設けることができる。

【0027】

打設用配管３０に圧送車Ｅの配管を接続し、ミキサー車Ｄから圧送車Ｅにインバートコンクリートを投入して打設用配管３０からインバートコンクリートを現工事区Ｘに打設する。このとき、インバートコンクリートは分岐部３２の左右両側に同時に打設することも、一方側にのみ打設することもできる。打設流路の切替えや打設量の調整は、分岐部３２に設けられたバルブによって行うことができる。

【0028】

現工事区Ｘ内で前後方向の打設位置を変えたいときは、直管部３１の長さ調整を行う。具体的には、図１１（ａ）～（ｃ）に示すように、分岐部３２に連結された第一直管構成部材３１ａを分岐部３２から取り外し、台車２０を後方に移動し、移動した台車２０上の分岐部３２に第二直管構成部材３１ｂを連結する。このとき、台車２０の移動には、図示しない電動ブロックチェーンなどを用いることができる。

【0029】

また、現工事区Ｘ内で前後方向の打設位置を変えたいときは、枝管３３の長さ調整を行う。具体的には、図１２（ａ）～（ｃ）に示すように、枝管保持具２３ｂで保持された第一枝管３３ａと分岐部３２との間に配置された第二枝管３３ｂを第一枝管３３ａ及び分岐部３２から取り外す。その後、枝管保持具２３ｂをベース部２３ａの中心側に向けて移動させ、移動させた枝管保持具２３ｂで保持された第一枝管３３ａを分岐部３２に連結する。

【0030】

以上の要領で所望工事区でのインバートコンクリートの打設が完了したら、打設管移動装置を撤去して洗浄する。以降、他の工事区についても同様の手順で作業を行い、インバートを完成させる。

【0031】

（その他の実施形態）
前記実施形態では、打設用配管３０が直管部３１の先端に分岐部３２を備えたものの場合を一例としているが、打設用配管３０は直管部３１の先端にＬ字状に曲がった屈曲管を備えたものであってもよい。この場合、同構造の打設用配管３０を二本並べて配置し、一方の打設用配管３０から左側に、他方の打設用配管３０から右側にインバートコンクリートを打設できるようにすることができる。

【0032】

前記実施形態で示した構成は一例であり、本発明の打設システムは、その要旨を逸脱しない範囲で構成の変更や省略をすることができる。

【0033】

従来のブーム式コンクリートポンプ車を用いる方法では、次の（１）～（５）に示す難点があったが、本発明の打設システムを用いることで、これらの難点を解消することができる。
（１）トンネル内に設置されるベルトコンベアや風管にブームが当たり作業性が悪く、現場の状況によっては作業ができないことがあった。
（２）ブーム式コンクリートポンプ車を、片側に寄せた移動桟橋の反対側に設置するが、移動桟橋側にインバートコンクリートを打設するためには、打設用配管を支持する構造物を別途計画する必要があった。
（３）反対側のコンクリート配管を切羽側から坑口側へ移動する際に、移動桟橋の下に打設用配管を吊るための設備や労力が必要であった。
（４）打設用配管の切替えやつなぎ換え等が必要であるため、連続的なコンクリート打設が困難であった。
（５）連続的なコンクリート打設ができないため、打設作業に時間がかかった。

【0034】

また、従来の移動桟橋上のコンクリートミキサー車から直接打設する方法には、次の（１）～（４）に示す難点があったが、本発明の打設システムを用いることで、これらの難点を解消することができる。
（１）インバートコンクリートの打設中は移動桟橋がコンクリートミキサー車に占有されるため、他の工事車両が通行できなかった。
（２）一般に高さ１．５ｍ以上の高所から打設されるため、インバートコンクリートが分離する可能性があった。
（３）シュートを利用して移動桟橋の桁や床の開口部からコンクリートを流し込むため、所望箇所までコンクリートが届かないなど、施工不良が発生しやすかった。
（４）連続的なコンクリート打設ができないため、打設作業に時間がかかった。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本発明の打設システムは、車両用のトンネルのほか、鉄道用のトンネルのインバート工事に際して利用することができる。

【符号の説明】

【0036】

１０ 架台
１１ 縦材
１２ 横材
１３ レール
１４ 支持具
１５ 縦断方向移動手段
１５ａ 縦断レール
１５ｂ 吊り具
１５ｃ 支持材
１５ｄ 戸車
１５ｅ 吊りチェーン
１５ｆ チェーンブロック
１５ｇ フック
２０ 台車
２１ 載置部
２１ａ 縦フレーム
２１ｂ 横フレーム
２１ｃ 車輪用フランジ
２２ 車輪
２３ 横移動機構
２３ａ ベース部
２３ｂ 枝管保持具
２３ｃ 横レール
２３ｄ 上枠
２３ｅ 縦枠
２３ｆ 下枠
２４ 横移動車輪
２５ 反力受け具
２６ フランジ
３０ 打設用配管
３１ 直管部
３１ａ 第一直管構成部材
３１ｂ 第二直管構成部材
３２ 分岐部
３３ 枝管
３３ａ 第一枝管
３３ｂ 第二枝管
３４ バルブ
３５ 首振り管
Ａ トンネル
Ｂ インバート
Ｃ トンネル工事用移動桟橋（移動桟橋）
Ｄ コンクリートミキサー車（ミキサー車）
Ｅ コンクリート圧送車（圧送車）
Ｆ 高さ調整台
Ｇ ジャッキ
Ｈ 中央通路型枠
Ｘ 現工事区
Ｙ 打設済み工事区

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】