特開2022-49901覆工コンクリートの加温・保温装置及び加温方法、並びに移動式セントル
(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】P2022049901
(43)【公開日】2022-03-30
(54)【発明の名称】覆工コンクリートの加温・保温装置及び加温方法、並びに移動式セントル
(51)【国際特許分類】
E21D 11/00 20060101AFI20220323BHJP
E21D 11/10 20060101ALI20220323BHJP
【ＦＩ】
E21D11/00 Z
E21D11/10 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020156189
(22)【出願日】2020-09-17
(71)【出願人】
【識別番号】501360120
【氏名又は名称】テクノプロ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐土原 大輔
【テーマコード（参考）】
2D155
【Ｆターム（参考）】
2D155BA05
2D155BB02
2D155CA03
2D155DA08
2D155KC06
2D155LA05
2D155LA13
(57)【要約】 （修正有）
【課題】覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行う覆工コンクリートの加温・保温装置及び加温方法、並びに移動式セントルを提供する。
【解決手段】脱型予定時刻及び目標圧縮強度の入力を受け付ける表示部８２と、覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温手段と、所定時間毎に覆工コンクリートの内部温度を検出する第１温度センサと、検出した内部温度に基づいて加温・保温手段を制御する制御手段８４と、を備える。制御手段８４は、目標圧縮強度に基づいて覆工コンクリートの目標積算温度を設定する設定部９１と、所定時間毎に第１温度センサが検出した内部温度に基づいて覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、その積算温度が脱型予定時刻に目標積算温度以上となるように、覆工コンクリートの加温温度を決定する決定部９２と、決定した加温温度で加温・保温手段を作動させるように制御する制御部９３と、を有する。
【選択図】図１１
【解決手段】脱型予定時刻及び目標圧縮強度の入力を受け付ける表示部８２と、覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温手段と、所定時間毎に覆工コンクリートの内部温度を検出する第１温度センサと、検出した内部温度に基づいて加温・保温手段を制御する制御手段８４と、を備える。制御手段８４は、目標圧縮強度に基づいて覆工コンクリートの目標積算温度を設定する設定部９１と、所定時間毎に第１温度センサが検出した内部温度に基づいて覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、その積算温度が脱型予定時刻に目標積算温度以上となるように、覆工コンクリートの加温温度を決定する決定部９２と、決定した加温温度で加温・保温手段を作動させるように制御する制御部９３と、を有する。
【選択図】図１１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トンネルの内壁と型枠との間に打設された覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温装置であって、
前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付ける入力手段と、
前記覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温手段と、
所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記加温・保温手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定する設定部と、
所定時間毎に、前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定する決定部と、
決定した前記加温温度で前記加温・保温手段を作動させるように制御する制御部と、を有する、覆工コンクリートの加温・保温装置。
前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付ける入力手段と、
前記覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温手段と、
所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出する第１温度検出手段と、
前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記加温・保温手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定する設定部と、
所定時間毎に、前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定する決定部と、
決定した前記加温温度で前記加温・保温手段を作動させるように制御する制御部と、を有する、覆工コンクリートの加温・保温装置。
【請求項2】
所定時間毎に、前記トンネルの坑内温度を検出する第２温度検出手段を備え、
前記決定部は、前記目標積算温度に対する現時点の前記積算温度の割合が閾値を超えると、前記第１温度検出手段で検出される前記内部温度が、前記第２温度検出手段で検出される前記坑内温度に近づくように、前記加温温度を決定する、請求項１に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
前記決定部は、前記目標積算温度に対する現時点の前記積算温度の割合が閾値を超えると、前記第１温度検出手段で検出される前記内部温度が、前記第２温度検出手段で検出される前記坑内温度に近づくように、前記加温温度を決定する、請求項１に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
【請求項3】
前記覆工コンクリートの周方向に関して分割して設定された複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートを加温・保温する複数の前記加温・保温手段と、
前記複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートの温度を検出する複数の前記第１温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段を制御する、請求項１又は請求項２に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
前記複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートの温度を検出する複数の前記第１温度検出手段と、を備え、
前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段を制御する、請求項１又は請求項２に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
【請求項4】
前記複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートの打設完了を検出する複数の検出手段を備え、
前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記検出手段が前記覆工コンクリートの打設完了を検出すると、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段の制御を開始する、請求項３に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記検出手段が前記覆工コンクリートの打設完了を検出すると、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段の制御を開始する、請求項３に記載の覆工コンクリートの加温・保温装置。
【請求項5】
トンネルの内壁と型枠との間に打設された覆工コンクリートを加温する方法であって、
前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付けるステップと、
前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定するステップと、
所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出するステップと、
所定時間毎に、検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定するステップと、
決定した前記加温温度で前記覆工コンクリートを加温するステップと、を含む覆工コンクリートの加温方法。
前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付けるステップと、
前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定するステップと、
所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出するステップと、
所定時間毎に、検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定するステップと、
決定した前記加温温度で前記覆工コンクリートを加温するステップと、を含む覆工コンクリートの加温方法。
【請求項6】
トンネルの内壁に覆工コンクリートを打設するための型枠と、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加温・保温装置と、備える移動式セントル。
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の加温・保温装置と、備える移動式セントル。
【請求項7】
前記型枠の坑内側の露出面に断熱塗料が塗布されている、請求項６に記載の移動式セントル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、覆工コンクリートの加温・保温装置及び加温方法、並びに移動式セントルに関する。
【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、トンネル長手方向に移動可能なスライドセントル（移動式セントル）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毎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、打設後に一定時間（例えば１６時間程度）存置したのち脱型・移動となる工程に進むが、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）が低いと覆工コンクリートのひび割れ等の原因となるため、脱型までの間にコンクリート強度を所定以上に高めることが要求される。
この覆工コンクリートは、打設後に一定時間（例えば１６時間程度）存置したのち脱型・移動となる工程に進むが、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）が低いと覆工コンクリートのひび割れ等の原因となるため、脱型までの間にコンクリート強度を所定以上に高めることが要求される。
【0003】
そのため、本願出願人は、覆工コンクリートの打設完了から脱型までの間に、覆工コンクリートの温度を所定の圧縮強度を得ることが可能な温度まで加温するヒータユニットを備えた移動式セントルを従前に提案している（下記特許文献１参照）。特許文献１記載の移動式セントルによれば、覆工コンクリートを予め設定された設定温度となるように、ヒータユニットが制御されるようになっている。また、本願出願人は、温度センサで測定した覆工コンクリートの内部温度に基づいて、覆工コンクリートの現時点の圧縮強度を算出して表示する強度推定装置も提案している（下記特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１１－１９０５９４号公報
【特許文献2】特開２０１２－２４２３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来は、脱型時において覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高めるために、特許文献２記載の強度推定装置において所定時間毎に表示される現時点の圧縮強度に基づいて、特許文献１記載のヒータユニットの設定温度を、適切な温度になるように作業者によってコントロールする必要がある。しかし、ヒータユニットの設定温度は、坑内温度及びコンクリート打設温度に影響されるので、覆工コンクリートの圧縮強度を促進するための温度コントロールは困難である。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行うことができる覆工コンクリートの加温・保温装置及び加温方法、並びに移動式セントル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】
【0007】
（１）本発明は、トンネルの内壁と型枠との間に打設された覆工コンクリートを加温及・保温する加温・保温装置であって、前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付ける入力手段と、前記覆工コンクリートを加温・保温する加温・保温手段と、所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出する第１温度検出手段と、前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記加温・保温手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定する設定部と、所定時間毎に、前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定する決定部と、決定した前記加温温度で前記加温・保温手段を作動させるように制御する制御部と、を有する、覆工コンクリートの加温・保温装置である。
【0008】
本発明の加温・保温装置によれば、型枠の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートの目標圧縮強度を予め入力すれば、脱型予定時刻に覆工コンクリートの積算温度が目標積算温度以上となるように、所定時間毎に自動的に決定される加温温度で覆工コンクリートを加温することができる。これにより、覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行うことができる。
【0009】
（２）前記加温・保温装置は、所定時間毎に、前記トンネルの坑内温度を検出する第２温度検出手段を備え、前記決定部は、前記目標積算温度に対する現時点の前記積算温度の割合が閾値を超えると、前記第１温度検出手段で検出される前記内部温度が、前記第２温度検出手段で検出される前記坑内温度に近づくように、前記加温温度を決定するのが好ましい。
この場合、閾値を適切に設定することで、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値を超えたときに、覆工コンクリートの加温温度を相対的に低くすることができる。これにより、覆工コンクリートの内部温度をトンネルの坑内温度に近づけることができる。その結果、覆工コンクリートの内部温度とトンネルの坑内温度との温度差が小さくなるので、覆工コンクリートにひび割れが発生するのを抑制することができる。
この場合、閾値を適切に設定することで、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値を超えたときに、覆工コンクリートの加温温度を相対的に低くすることができる。これにより、覆工コンクリートの内部温度をトンネルの坑内温度に近づけることができる。その結果、覆工コンクリートの内部温度とトンネルの坑内温度との温度差が小さくなるので、覆工コンクリートにひび割れが発生するのを抑制することができる。
【0010】
（３）前記加温・保温装置は、前記覆工コンクリートの周方向に関して分割して設定された複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートを加温する複数の前記加温・保温手段と、前記複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートの温度を検出する複数の前記第１温度検出手段と、を備え、前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記第１温度検出手段が検出した前記内部温度に基づいて、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段を制御するのが好ましい。
【0011】
覆工コンクリートは、トンネルの側部下側から天端部に向けて徐々に時間をかけて覆工コンクリートを打設するため、覆工コンクリートの側部下側の打設が完了してから天端部の打設が完了するまでに数時間の時間差が生じる。これに対して、覆工コンクリートの側部下側と天端部における型枠の脱型は、ほぼ同じタイミングで行われる。このため、覆工コンクリートの側部下側と天端部とでは、打設完了から脱型するまでの時間がそれぞれ異なるので、加温・保温手段による加温時間もそれぞれ異なる。また、加温・保温手段によって温められた空気は坑内の上部に集まるので、覆工コンクリートの側部下側よりも天端部のほうが温まりやすい傾向にある。
【0012】
したがって、覆工コンクリートの周方向に分割された複数の加温エリアでは、それぞれ対応する加温・保温手段の加温時間や温まりやすさが異なるので、各加温エリアの覆工コンクリートを同じ温度で加温すると、覆工コンクリートの側部下側と天端部との間で温度差が生じ、覆工コンクリートの全体で均一の圧縮強度を得ることが困難となる。これに対して、前記（３）の制御手段は、複数の加温エリアにおいて、それぞれ対応する加温・保温手段を個別に制御するので、覆工コンクリートの全体でほぼ均一に圧縮強度を高めることができる。
【0013】
（４）前記加温・保温装置は、前記複数の加温エリアにおいてそれぞれ前記覆工コンクリートの打設完了を検出する複数の検出手段を備え、前記制御手段は、前記加温エリア毎に、当該加温エリアに対応する前記検出手段が前記覆工コンクリートの打設完了を検出すると、当該加温エリアに対応する前記加温・保温手段の制御を開始するのが好ましい。
この場合、複数の加温エリアにおいて、それぞれ覆工コンクリートの打設完了時刻が異なる場合であっても、各加温エリアにおいて覆工コンクリートの打設が完了したときに、加温・保温手段の制御を自動的に開始することができる。これにより、覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業をさらに容易に行うことができる。
この場合、複数の加温エリアにおいて、それぞれ覆工コンクリートの打設完了時刻が異なる場合であっても、各加温エリアにおいて覆工コンクリートの打設が完了したときに、加温・保温手段の制御を自動的に開始することができる。これにより、覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業をさらに容易に行うことができる。
【0014】
（５）本発明は、トンネルの内壁と型枠との間に打設された覆工コンクリートを加温する方法であって、前記型枠の脱型予定時刻、及び前記覆工コンクリートの目標圧縮強度の入力を受け付けるステップと、前記目標圧縮強度に基づいて前記覆工コンクリートの目標積算温度を設定するステップと、所定時間毎に、前記覆工コンクリートの内部温度を検出するステップと、所定時間毎に、検出した前記内部温度に基づいて前記覆工コンクリートの現時点の積算温度を算出し、現時点の前記積算温度、前記目標積算温度、及び前記脱型予定時刻に基づいて、前記脱型予定時刻に前記積算温度が前記目標積算温度以上となるように、前記覆工コンクリートの加温温度を決定するステップと、決定した前記加温温度で前記覆工コンクリートを加温するステップと、を含む覆工コンクリートの加温方法である。
本発明の加温方法によれば、前記加温・保温装置と同様の作用効果を奏する。
本発明の加温方法によれば、前記加温・保温装置と同様の作用効果を奏する。
【0015】
（６）本発明は、トンネルの内壁に覆工コンクリートを打設するための型枠と、前記（１）から（４）のいずれかに記載の加温・保温装置と、備える移動式セントルである。
本発明の移動式セントルによれば、前記加温・保温装置と同様の作用効果を奏する。
本発明の移動式セントルによれば、前記加温・保温装置と同様の作用効果を奏する。
【0016】
（７）前記移動式セントルにおいて、前記型枠の坑内側の露出面に断熱塗料が塗布されているのが好ましい。
この場合、断熱塗料により覆工コンクリートの保温効果を高めることができる。
この場合、断熱塗料により覆工コンクリートの保温効果を高めることができる。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、覆工コンクリートを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】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を示す図である。
【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】スライドセントルの加温・保温装置を概略的に示す正面説明図である。
【図5】加温・保温手段を拡大して示す正面断面図である。
【図6】養生装置の正面図である。
【図7】養生装置の被覆構造体の側面図である。
【図8】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9】覆工コンクリートを構築する際の打設作業及び養生作業の手順を示す図である。
【図10】加温・保温装置の全体構成図である。
【図11】制御盤の内部構成を示すブロック図である。
【図12】制御手段が行う処理を示すフローチャートである。
【図13】加温・保温装置により覆工コンクリートを加温した場合の経過時間と各種温度・積算温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
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。
［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を示す図である。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（内壁）ｔ１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を打設するためのスライドセントル（移動式セントル）１と、スライドセントル１を用いて打設された二次覆工コンクリート（以下、単に「覆工コンクリート」ともいう）Ｃの養生を行うための複数の養生装置１０とを備えている。
なお、本明細書では、覆工コンクリートを打設し養生するまでを「覆工コンクリートの構築」と呼ぶ。
［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を示す図である。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（内壁）ｔ１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を打設するためのスライドセントル（移動式セントル）１と、スライドセントル１を用いて打設された二次覆工コンクリート（以下、単に「覆工コンクリート」ともいう）Ｃの養生を行うための複数の養生装置１０とを備えている。
なお、本明細書では、覆工コンクリートを打設し養生するまでを「覆工コンクリートの構築」と呼ぶ。
【0020】
スライドセントル１及び養生装置１０は、トンネルＴ内の床面に敷設されたレールＲ上を走行可能である。スライドセントル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、スライドセントル１でのコンクリートの打設が完了してから所定時間（例えば、１６時間）経過後にスライドセントル１が脱型されたスパンにセットされ、打設後の覆工コンクリートＣに対して保温・湿潤養生を行う。
【0021】
［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に示されるように、スライドセントル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。
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に示されるように、スライドセントル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。
【0022】
門型台車２は、基台部２ａと、基台部２ａを支持する支柱２ｂとを備えている。支柱２ｂの下端には、トンネルＴの床面に敷設されたレールＲ上に係合する車輪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。
【0023】
型枠３は、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、所定のスパンの範囲で内周面ｔ１に対して間隔をあ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が打設される打設空間Ｄが形成される。
【0024】
型枠３は、覆工コンクリートＣの内周面を成型する型枠パネル３ｆと、この型枠パネル３ｆの内周側を補強する多数本の補強部材３ｇとを備えている。図５にも示されるように、型枠パネル３ｆは、厚さ数ミリの板材により形成されている。補強部材３ｇは、溝型鋼等の鋼材により構成され、トンネルＴの延長方向に沿って配置されている。多数本の補強部材３ｇは、覆工コンクリートＣの周方向に間隔をあけて配置されている。補強部材３ｇと型枠パネル３ｆとの間には、筒状の空間３ｈが形成されている。なお、補強部材３ｇは、型枠パネル３ｆとの間で筒状空間３ｈを形成するＨ型鋼等の他の断面形状を有するものであってもよいし、単独で筒状空間３ｈを形成するパイプ材によって構成されていてもよい。
【0025】
型枠３は、図２に示されるように、トンネルＴの天端部分を成型する天端部３ｃと、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。この天端部３ｃには、打設空間Ｄ（図３参照）内に生コンクリートを流し込むための打設口（図示せず）が形成されており、この打設口から圧送された生コンクリートが打設空間Ｄに流し込まれる。
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。この天端部３ｃには、打設空間Ｄ（図３参照）内に生コンクリートを流し込むための打設口（図示せず）が形成されており、この打設口から圧送された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。
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に連結され支持されており、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。
【0028】
本実施形態のスライドセントル１は、型枠３の型枠パネル３ｆを加温することによって覆工コンクリートＣの内周面を加温・保温する加温・保温装置を備えている。図４は、スライドセントル１の加温・保温装置を概略的に示す正面説明図である。図５は、加温・保温装置の加温・保温手段を拡大して示す正面断面図である。この加温・保温装置７は、型枠３の各部に配置された複数の加温・保温手段７１を備えている。
【0029】
複数の加温・保温手段７１は、覆工コンクリートＣを周方向に６つに分割して設定された加温エリアＡ１～Ａ６に対応してそれぞれ設けられている。各加温・保温手段７１は、通電されることによって発熱するシート状の面状発熱体７１ａを備えている。この面状発熱体７１ａは、図５に示されるように、補強部材３ｇによって形成された筒状空間３ｈ内において、一側面が型枠パネル３ｆの内面に接するように設けられている。この面状発熱体７１ａは、筒状空間３ｈ全体にわたるトンネル延長方向の長さを有している。
【0030】
各加温・保温手段７１は、蓄熱部材７１ｂと断熱材７１ｃとを備えている。蓄熱部材７１ｂは、熱伝導率の高いアルミ等の金属材料からなり、面状発熱体７１ａの他側面に重ねられ、面状発熱体７１ａが発生した熱を蓄える機能を有している。筒状空間３ｈ内には、補強部材３ｇのウェブ部に対して仕切り板７１ｄが取り付けられ、この仕切り板７１ｄと蓄熱部材７１ｂとの間に断熱材７１ｃが設けられている。断熱材７１ｃは、面状発熱体７１ａによって発生した熱、及び蓄熱部材７１ｂによって蓄えられた熱が、筒状空間３ｈの外側へ逃げてしまうのを防止している。
【0031】
各加温エリアＡ１～Ａ６に配置された面状発熱体７１ａは、制御盤７２により個別に通電されることで、覆工コンクリートＣを加温エリアＡ１～Ａ６毎に加温・保温する。制御盤７２の詳細については後述する。
【0032】
なお、本実施形態の加温・保温手段７１は、面状発熱体７１ａを備えているが、加温したオイルを循環させるオイルヒータ等の他の加温・保温部材を備えていてもよい。また、覆工コンクリートＣの周方向における複数の加温エリアの数は、６つに限定されるものではなく、適宜変更することができる。
【0033】
ところで、トンネル施工時は、発破による粉塵及び吹付コンクリート施工に伴う粉塵等で坑内環境が極めて悪化する。このような坑内環境を改善するために、例えば換気設備等を設置することで、常に坑内の切羽側より坑口に向けて粉塵等を排出している。その反面、坑内では常に空気が流れる（スライドセントル１付近の風速は約３ｍ／ｍｉｎ～５ｍ／ｍｉｎ程度である）ため、その空気によって型枠３が冷やされ、覆工コンクリートＣ自体の水和反応の促進が阻害される。そこで、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の保温効果を高めるために、型枠３の坑内側の露出面に断熱塗料が塗布されている。
【0034】
具体的には、型枠パネル３ｆの内周面において補強部材３ｇが配置されていない部分は、坑内側に露出している露出面３ｆ１とされている。また、補強部材３ｇにおける図５の左右両側の外側面及び下面は、いずれも坑内側に露出している露出面３ｇ１とされている。これらの露出面３ｆ１，３ｇ１は、坑内を流れる空気によって冷やされやすい。そこで、型枠パネル３ｆの露出面３ｆ１及び補強部材３ｇの各露出面３ｇ１には、断熱塗料が塗布されることによって断熱層８が形成されている。この断熱層８により覆工コンクリートＣの温度が低下するのを抑制している。
【0035】
［養生装置の構成］
図６は、養生装置１０の正面図であり、図７は、養生装置１０の被覆構造体１２の側面図である。図６及び図７に示されるように、養生装置１０は、トンネルＴ内のレールＲ上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、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。
図６は、養生装置１０の正面図であり、図７は、養生装置１０の被覆構造体１２の側面図である。図６及び図７に示されるように、養生装置１０は、トンネルＴ内のレールＲ上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、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。
【0036】
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、各車輪ユニット５４に前後２つの車輪５５が備えられている。各車輪ユニット５４上には下部柱部材５０が立設されている。前後の車輪ユニット５４は、連結部材５６によっ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可能であり、ジャッキ機構５７によって高さ調整することができる。
【0037】
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。
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。
【0038】
複数の外枠部材５８及び複数の連結部材５９は、その交差部分が相互に連結されることによって、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により形成されている。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Ｔの内周面ｔ１にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲（弾性変形）されている。
外枠部材５８は、可撓性を有する長尺棒材により形成されている。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Ｔの内周面ｔ１にほぼ沿うようにアーチ状に湾曲（弾性変形）されている。
【0039】
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。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って外枠部材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。
【0040】
外枠部材５８は、覆工コンクリートＣの内周面に沿うように弾性変形させれば足りるため、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。
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。
【0041】
被覆構造体１２は、移動架台１１に設けられた上部柱部材５１、支持部材６０，６１によって、移動架台１１に支持されている。
養生装置１０は、ジャッキ機構５７を伸縮させることで、下部柱部材５０を伸縮させ、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離反させることができる。
養生装置１０は、ジャッキ機構５７を伸縮させることで、下部柱部材５０を伸縮させ、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離反させることができる。
【0042】
図８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。
本実施形態の外面パネル２０は、外枠部材５８の外周面に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。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に亘ってその外周面全体を覆っている。
本実施形態の外面パネル２０は、外枠部材５８の外周面に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。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に亘ってその外周面全体を覆っている。
【0043】
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の外周面と覆工コンクリートＣの内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
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の外周面と覆工コンクリートＣの内周面との間隔よりも大きい厚さ寸法を有している。
【0044】
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。
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。
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。
【0045】
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。
【0046】
ヒータ部材２６は、シート状に形成された面状発熱体からなる。ヒータ部材２６は、通電されることにより発熱し、覆工コンクリートＣを加温することができる。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。
【0047】
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。
【0048】
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。
このように、本実施形態の養生装置１０は、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、スライドセントル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。
このように、本実施形態の養生装置１０は、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、スライドセントル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。
【0049】
［覆工コンクリートの打設作業及び養生作業について］
次に、上記覆工コンクリート構築システムを用いた、覆工コンクリートＣの構築作業について説明する。
次に、上記覆工コンクリート構築システムを用いた、覆工コンクリートＣの構築作業について説明する。
【0050】
図９は、覆工コンクリートＣを構築する際の打設作業及び養生作業の手順を示す図である。なお、図９において、スライドセントル１の次に搬入される養生装置１０を第１養生装置１０Ａといい、第１養生装置１０Ａの次に搬入される養生装置１０を第２養生装置１０Ｂという。
覆工コンクリートＣを構築するには、まず、図９（ａ）に示されるように、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）にスライドセントル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を構築するには、まず、図９（ａ）に示されるように、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）にスライドセントル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。
【0051】
覆工コンクリートＣの打設作業は、具体的には、スライドセントル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後、型枠３の外周側の打設空間Ｄに生コンクリートを流し込むことによって行われる。
打設空間Ｄに生コンクリート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、スライドセントル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、約１６～２０時間に設定される。
打設空間Ｄに生コンクリート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、スライドセントル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、約１６～２０時間に設定される。
【0052】
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、加温・保温装置７によって覆工コンクリートＣを所定の加温温度で加温・保温する。この加温温度は、例えば３０～６０℃に設定される。
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、加温・保温装置７によって覆工コンクリートＣを所定の加温温度で加温・保温する。この加温温度は、例えば３０～６０℃に設定される。
【0053】
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スライドセントル１を脱型すると、切羽側に隣接する次のスパンＳ２にスライドセントル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。
【0054】
図９（ｂ）に示されるように、スライドセントル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に配置し、スライドセントル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１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。
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１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。
【0055】
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の内周面の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。
この際、保湿養生層１３の内側層２１が、覆工コンクリートＣの内周面の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。
【0056】
以上のようにして、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によって覆工コンクリートＣを加温する。これにより、スライドセントル１において打設完了から脱型までの間の覆工コンクリートＣの加温温度と同一又は高い設定温度（例えば、３０～６０℃）で養生が行われ、覆工コンクリートＣの硬化が促進される。
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によって覆工コンクリートＣを加温する。これにより、スライドセントル１において打設完了から脱型までの間の覆工コンクリートＣの加温温度と同一又は高い設定温度（例えば、３０～６０℃）で養生が行われ、覆工コンクリートＣの硬化が促進される。
【0057】
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く、図９（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スパンＳ１の保湿養生は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の後方にさらに第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、スライドセントル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。
【0058】
すなわち、図９（ｂ）において、スパンＳ２の覆工コンクリートＣの脱及び初期養生を終えて、スライドセントル１を次のスパンＳ３に移動する場合には、図９（ｃ）に示されるように、第１養生装置１０Ａもスライドセントル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。
【0059】
もっとも、第２養生装置１０Ｂをセットする段階では、スパンＳ１の材齢が少なくとも３２時間以上経過しているので、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℃）、或いは、ヒータ部材２６による加温を行わずに、加湿のみを行うことにしてもよい。
【0060】
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、スライドセントル１を次のスパンＳ４に移動する場合には、図９（ｄ）に示されるように、第１養生装置１０Ａ及び第２養生装置１０Ｂもスライドセントル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、スライドセントル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。
以後、スライドセントル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。
【0061】
上記のように構成された覆工コンクリートＣの構築システムによれば、第１，第２養生装置１０Ａ，１０Ｂがスライドセントル１によって打設された覆工コンクリート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。
【0062】
［加温・保温装置の構成］
図１０は、本発明の実施形態に係る加温・保温装置７の全体構成図である。本実施形態の加温・保温装置７は、覆工コンクリートＣの内周面を加温する前記複数の加温・保温手段７１と、制御盤７２と、複数の第１温度センサ（第１温度検出手段）７３と、第２温度センサ（第２温度検出手段）７４と、複数の検出センサ（検出手段）７５とを備えている。
図１０は、本発明の実施形態に係る加温・保温装置７の全体構成図である。本実施形態の加温・保温装置７は、覆工コンクリートＣの内周面を加温する前記複数の加温・保温手段７１と、制御盤７２と、複数の第１温度センサ（第１温度検出手段）７３と、第２温度センサ（第２温度検出手段）７４と、複数の検出センサ（検出手段）７５とを備えている。
【0063】
複数の加温・保温手段７１は、それぞれ電気ケーブル７６を介して制御盤７２に接続されている。制御盤７２は、スライドセントル１の門型台車２に設けられている（図１参照）。
【0064】
複数の第１温度センサ７３は、各加温エリアＡ１～Ａ６に対応してそれぞれ設けられており（図４参照）、各加温エリアＡ１～Ａ６における覆工コンクリートＣの内部温度を所定時間毎（例えば３０分毎）に検出する。各第１温度センサ７３は、覆工コンクリートＣの内部に埋め込まれている。各第１温度センサ７３は、通信ケーブル７７を介して無線送信機７８に接続されている。
【0065】
第１温度センサ７３は、例えば、覆工コンクリートＣの内部温度に応じた電気信号を生成する熱電対により構成されている。第１温度センサ７３が生成した電気信号（検出信号）は、通信ケーブル７７を通じて無線送信機７８に送られる。無線送信機７８は、第１温度センサ７３の検出信号を外部に送信する。なお、第１温度センサ７３は、必ずしも覆工コンクリートＣの内部に埋め込ま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。また、第１温度センサ７３の検出信号は有線で送信してもよい。
【0066】
第２温度センサ７４は、トンネルＴの坑内温度を所定時間毎（例えば３０分毎）に検出するものである。本実施形態の第２温度センサ７４は、例えば制御盤７２の外面に取り付けられている。第２温度センサ７４の検出信号は、例えば有線で制御盤７２に送信される。なお、第２温度センサ７４は、スライドセントル１の門型台車２に設けられていてもよい。その場合、第２温度センサ７４の検出信号は無線で送信してもよい。
【0067】
複数の検出センサ７５は、加温エリアＡ１～Ａ６に対応してそれぞれ設けられており（図４参照）、各加温エリアＡ１～Ａ６における覆工コンクリートＣの打設完了を検出する。各検出センサ７５は、例えば近接センサからなり、その検出面７５ａを打設空間Ｄに向けた状態で、型枠パネル３ｆに貫通して取り付けられている。
【0068】
各検出センサ７５は、各加温エリアＡ１～Ａ６の打設空間Ｄの上端付近に検出面７５ａを向けて配置されており、当該打設空間Ｄにおいて覆工コンクリートＣの打設が完了したことを検出できるようになっている。各検出センサ７５の検出信号は、通信ケーブル７９を通じて無線送信機７８に送られる。無線送信機７８は、検出センサ７５の検出信号を外部に送信する。なお、検出センサ７５の検出信号は有線で送信してもよい。
【0069】
図１１は、制御盤７２の内部構成を示すブロック図である。制御盤７２は、通信部８１、表示部８２、記憶部８３、及び制御手段８４を内部に搭載している。
【0070】
通信部８１は、無線送信機７８からの送信信号を受信可能な無線通信機能を有している。通信部８１は、無線送信機７８が送信した第１温度センサ７３及び検出センサ７５の各検出信号を受信すると、受信した各検出信号を制御手段８４に転送する。
また、通信部８１は、第２温度センサ７４と図示しない通信ケーブルを介して接続されており、第２温度センサ７４の検出信号を受信することができる。通信部８１は、受信した第２温度センサ７４の検出信号を制御手段８４に転送する。
また、通信部８１は、第２温度センサ７４と図示しない通信ケーブルを介して接続されており、第２温度センサ７４の検出信号を受信することができる。通信部８１は、受信した第２温度センサ７４の検出信号を制御手段８４に転送する。
【0071】
表示部８２は、制御手段８４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。作業者は、タッチパネル式の表示部８２に触れることによって、所定の入力情報を入力することができる。このため、表示部８２は、入力情報の入力を受け付ける「入力手段」としても機能する。
【0072】
入力情報は、型枠３の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートＣの目標圧縮強度である。目標圧縮強度は、型枠３の脱型予定時刻における覆工コンクリートＣの圧縮強度（コンクリート強度）である。表示部８２は、入力された入力情報（脱型予定時刻と目標圧縮強度）を制御手段８４に転送する。
【0073】
記憶部８３は、メモリやＨＤＤなどを含む記憶装置よりなり、通信部８１及び表示部８２が取得したデータを一時的に記憶する。また、記憶部８３は、所定のコンピュータプログラムやその処理に必要な関係式などを記憶している。制御手段８４は、そのコンピュータプログラムを記憶部８３から読み出して同プログラムを実行することにより、後述する加温・保温手段７１の制御（図１２）を行う。
【0074】
［制御手段の構成］
制御手段８４は、各加温エリアＡ１～Ａ６に対応する加温・保温手段７１（以下、対応加温・保温手段７１ともいう）を個別に制御する。対応加温・保温手段７１の制御は、制御手段８４が各加温エリアＡ１～Ａ６に対応する検出センサ７５の検出信号を通信部８１から取得したときに開始される。したがって、制御手段８４は、加温エリアＡ１～Ａ６毎に覆工コンクリートＣの打設が完了すると、対応加温・保温手段７１の制御を自動的に開始することができる。
制御手段８４は、各加温エリアＡ１～Ａ６に対応する加温・保温手段７１（以下、対応加温・保温手段７１ともいう）を個別に制御する。対応加温・保温手段７１の制御は、制御手段８４が各加温エリアＡ１～Ａ６に対応する検出センサ７５の検出信号を通信部８１から取得したときに開始される。したがって、制御手段８４は、加温エリアＡ１～Ａ６毎に覆工コンクリートＣの打設が完了すると、対応加温・保温手段７１の制御を自動的に開始することができる。
【0075】
制御手段８４は、ＣＰＵ及びメモリ等を有するコンピュータ装置からなる。制御手段８４は、コンピュータプログラムを実行することにより実現される機能部として、設定部９１、決定部９２、及び制御部９３を有する。
【0076】
設定部９１は、目標圧縮強度に基づいて覆工コンクリートＣの目標積算温度を設定する。目標積算温度は、型枠３の脱型予定時刻における覆工コンクリートＣの積算温度である。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＝Ｆｉｎｆ×ｅｘｐ（α×Ｍβ） ・・・（１）
ここで、Ｆｉｎｆはコンクリートの材齢２８日の圧縮強度、α及びβは定数である。Ｆｉｎｆ、α、βは、いずれも実験によって定まる。
Ｆ＝Ｆｉｎｆ×ｅｘｐ（α×Ｍβ） ・・・（１）
ここで、Ｆｉｎｆはコンクリートの材齢２８日の圧縮強度、α及びβは定数である。Ｆｉｎｆ、α、βは、いずれも実験によって定まる。
【0077】
式（１）より、コンクリートの積算温度Ｍは、コンクリートの圧縮強度Ｆを用いて以下の式（２）で表すことができる。
Ｍ＝（（１／α）×ｌｏｇ（Ｆ／Ｆｉｎｆ））＾（１／β） ・・・（２）
Ｍ＝（（１／α）×ｌｏｇ（Ｆ／Ｆｉｎｆ））＾（１／β） ・・・（２）
【0078】
設定部９１は、式（２）において、予め現場での実験により定められた値をＦｉｎｆ、α、βに代入するとともに、目標圧縮強度をＦに代入することで、積算温度Ｍを算出する。そして、設定部９１は、式（２）で算出した積算温度を目標積算温度として設定する。このように、Ｆｉｎｆ、α、βは予め現場での実験により定められた値が用いられるので、施工場所や施工時期（季節）等により打設時の生コンクリートの初期温度が異なる場合であっても、目標積算温度を適切な値に設定することができる。
【0079】
決定部９２は、所定時間毎に各加温エリアＡ１～Ａ６の第１温度センサ７３が覆工コンクリートＣの内部温度を検出すると、そのたびに検出された内部温度に基づいて、対応する加温エリアにおける覆工コンクリートＣの現時点の積算温度を算出する。既知の通り、コンクリートの積算温度Ｍは、次式（３）で定義される。
Ｍ＝Σ（θ＋Ａ）×Δｔ ・・・（３）
ここで、θはコンクリートの内部温度、Ａは定数、Δｔはコンクリートの加温時間（加温を開始した時点からの経過時間）である。
Ｍ＝Σ（θ＋Ａ）×Δｔ ・・・（３）
ここで、θはコンクリートの内部温度、Ａは定数、Δｔはコンクリートの加温時間（加温を開始した時点からの経過時間）である。
【0080】
決定部９２は、式（３）において、Ａ及びΔｔにそれぞれ定数及び加温時間を代入するとともに、現時点の第１温度センサ７３が検出した覆工コンクリートＣの内部温度をΔｔに代入することで、現時点の積算温度Ｍを算出する。なお、加温時間Δｔとしては、対応加温・保温手段７１の制御を開始した時点からタイマで計測した経過時間を用いればよい。
【0081】
決定部９２は、各加温エリアＡ１～Ａ６において、上記のように現時点の積算温度を算出するたびに、その算出した現時点の積算温度、設定部９１が設定した目標積算温度、及び表示部８２に入力された脱型予定時刻に基づいて、対応する加温エリアの覆工コンクリートＣの加温温度を決定する。その際、決定部９２は、型枠３の脱型予定時刻に覆工コンクリートＣの積算温度が目標積算温度以上となるように加温温度を決定する。
【0082】
本実施形態の決定部９２は、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値（例えば８０％）以下であり、かつ、現時点が脱型予定時刻よりも前である場合、対応加温・保温手段７１の最大出力温度を加温温度として決定する。
また、決定部９２は、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値を超え、かつ、現時点が脱型予定時刻よりも前である場合、第１温度センサ７３及び第２温度センサ７４の各検出温度に基づいて加温温度を決定する。
また、決定部９２は、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値を超え、かつ、現時点が脱型予定時刻よりも前である場合、第１温度センサ７３及び第２温度センサ７４の各検出温度に基づいて加温温度を決定する。
【0083】
具体的には、決定部９２は、第１温度センサ７３で検出される覆工コンクリートＣの内部温度が第２温度センサ７４で検出される坑内温度に近づくように、最大出力温度よりも低い温度（０℃も含む）を加温温度として決定する。ただし、決定部９２は、最大出力温度よりも低い温度であっても、脱型予定時刻までに覆工コンクリートＣの積算温度を目標積算温度以上にすることができる温度を加温温度として決定する。脱型予定時刻までに覆工コンクリートＣの積算温度を目標積算温度以上にすることができるか否かは、上記式（３）等を用いておおよそ推定することができる。
決定部９２は、現時点が脱型予定時刻を経過した場合、加温温度を０℃に決定する。
決定部９２は、現時点が脱型予定時刻を経過した場合、加温温度を０℃に決定する。
【0084】
制御部９３は、決定部９２で決定された加温温度が０℃以外の場合、その決定された加温温度で対応加温・保温手段７１を作動させるように制御する。これにより、対応加温・保温手段７１は、決定部９２で決定された加温温度で覆工コンクリートＣを加温する。一方、制御部９３は、決定部９２で決定された加温温度が０℃である場合、対応加温・保温手段７１を停止させる。
【0085】
［制御手段の処理内容］
図１２は、制御手段８４が行う処理を示すフローチャートである。以下、図１２を参照しつつ、制御手段８４の処理内容を説明する。
まず、制御手段８４は、脱枠３の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートＣの目標圧縮強度が表示部８２に入力されたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。
図１２は、制御手段８４が行う処理を示すフローチャートである。以下、図１２を参照しつつ、制御手段８４の処理内容を説明する。
まず、制御手段８４は、脱枠３の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートＣの目標圧縮強度が表示部８２に入力されたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。
【0086】
制御手段８４は、脱型予定時刻及び目標圧縮強度の入力があった場合、各加温エリアＡ１～Ａ６において覆工コンクリートＣの打設が完了したか否かを判定する（ステップＳＴ２）。この判定は、各加温エリアＡ１～Ａ６に対応する検出センサ７５の検出信号を通信部８１から取得したか否かによって判定することができる。
【0087】
複数の加温エリアＡ１～Ａ６のいずれかの加温エリア（以下、対象加温エリアともいう）において覆工コンクリートＣの打設が完了した場合、制御手段８４は、対象加温エリアの加温・保温手段７１の制御を開始する。具体的には、制御手段８４は、目標圧縮強度に基づいて対象加温エリアにおける覆工コンクリートＣの目標積算温度を設定する（ステップＳＴ３）。具体的な設定方法は上述の通りである。なお、目標積算温度の設定は、ステップＳＴ２の前に行ってもよい。
【0088】
次に、制御手段８４は、対象加温エリアの第１温度センサ７３が検出する覆工コンクリートＣの最新の内部温度に基づいて、対象加温エリアにおける覆工コンクリートＣの現時点の積算温度を算出する（ステップＳＴ４）。具体的な算出方法は上述の通りである。
【0089】
次に、制御手段８４は、算出した現時点の積算温度が目標積算温度以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ５）。
算出した現時点の積算温度が目標積算温度以上である場合、制御手段８４は、後述するステップＳＴ１０に移行する。
算出した現時点の積算温度が目標積算温度以上である場合、制御手段８４は、後述するステップＳＴ１０に移行する。
【0090】
一方、算出した現時点の積算温度が目標積算温度未満である場合、制御手段８４は、算出した現時点の積算温度、入力された目標積算温度及び脱型予定時刻に基づいて、対象加温エリアの覆工コンクリートＣの加温温度を決定する（ステップＳＴ６）。具体的な決定方法は上述の通りである。制御手段８４は、決定した加温温度で対象加温エリアの加温・保温手段７１を作動させる（ステップＳＴ７）。これにより、対象加温エリアの覆工コンクリートＣは、制御手段８４が決定した加温温度で加温される。
【0091】
制御手段８４は、上記ステップＳＴ４～ＳＴ７までの処理を所定時間（例えば第１温度センサ７３の温度検出間隔）おきに繰り返し実行し（ステップＳＴ８）、その処理を、現時点の積算温度が目標積算温度以上になるまで（ステップＳＴ５）、又は脱型予定時刻が経過するまで実行し続ける（ステップＳＴ９）。
制御手段８４は、現時点の積算温度が目標積算温度以上になると、又は脱型予定時刻を経過すると、対象加温エリアの加温・保温手段７１を停止させる（ステップＳＴ１０）。
制御手段８４は、現時点の積算温度が目標積算温度以上になると、又は脱型予定時刻を経過すると、対象加温エリアの加温・保温手段７１を停止させる（ステップＳＴ１０）。
【0092】
図１３は、本実施形態の加温・保温装置７により覆工コンクリートＣを加温した場合の経過時間と各種温度・積算温度との関係を示すグラフである。このグラフは、制御手段８４が以下の条件に基づいて加温・保温手段７１を制御した場合の結果を示している。グラフ内の推定圧縮強度は、上記式（１）で算出された覆工コンクリートＣの圧縮強度を示している。
目標圧縮強度：３．０Ｎ
目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合の閾値：８０％
対象加温エリアの打設完了から脱型予定時刻までの加温時間：１６時間
覆工コンクリートＣの内部温度の検出間隔：３０分
対象加温エリアの加温・保温手段７１の最大出力温度：６０℃
目標圧縮強度：３．０Ｎ
目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合の閾値：８０％
対象加温エリアの打設完了から脱型予定時刻までの加温時間：１６時間
覆工コンクリートＣの内部温度の検出間隔：３０分
対象加温エリアの加温・保温手段７１の最大出力温度：６０℃
【0093】
図１３に示すように、制御手段８４は、覆工コンクリートＣの加温時間が１２時間を経過するまで、加温・保温手段７１を最大出力温度（６０℃）で作動させるように制御している。覆工コンクリートＣの加温時間が１２時間を経過した後は、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値（８０％）を超えることにより、制御手段８４は、加温・保温手段７１を最大出力温度よりも徐々に低い温度（５５℃～３０℃）で作動させるように制御している。
【0094】
以上のように制御手段８４により加温・保温手段７１を制御することで、覆工コンクリートＣの推定圧縮強度は、加温時間が５時間を経過した頃から徐々に増加し、１６時間が経過した時点（脱型予定時刻）で目標圧縮強度である３．０Ｎを超えているのが分かる。また、加温時間が１２時間を経過してから覆工コンクリートＣの内部温度がトンネルＴの坑内温度に近づくように下がっているのが分かる。
【0095】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の加温・保温装置７によれば、型枠３の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートＣの目標圧縮強度を予め入力すれば、脱型予定時刻に覆工コンクリートＣの積算温度が目標積算温度以上となるように、所定時間毎に自動的に決定される加温温度で覆工コンクリートＣを加温することができる。これにより、覆工コンクリートＣを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行うことができる。
本実施形態の加温・保温装置７によれば、型枠３の脱型予定時刻、及び覆工コンクリートＣの目標圧縮強度を予め入力すれば、脱型予定時刻に覆工コンクリートＣの積算温度が目標積算温度以上となるように、所定時間毎に自動的に決定される加温温度で覆工コンクリートＣを加温することができる。これにより、覆工コンクリートＣを所定の圧縮強度まで高める作業を容易に行うことができる。
【0096】
また、制御手段８４は、目標積算温度に対する現時点の積算温度の割合が閾値を超えたときに、覆工コンクリートＣの加温温度を最大出力温度よりも低くするので、覆工コンクリートＣの内部温度をトンネルＴの坑内温度に近づけることができる。その結果、覆工コンクリートＣの内部温度とトンネルＴの坑内温度との温度差が小さくなるので、覆工コンクリートＣにひび割れが発生するのを抑制することができる。
【0097】
ところで、覆工コンクリートＣは、トンネルＴの側部下側から天端部に向けて徐々に時間をかけて覆工コンクリートＣを打設するため、覆工コンクリートＣの下端部３ｅの打設が完了してから天端部３ｃの打設が完了するまでに数時間の時間差が生じる。これに対して、覆工コンクリートＣの側部下側と天端部における型枠３の脱型は、ほぼ同じタイミングで行われる。このため、覆工コンクリートＣの側部下側と天端部とでは、打設完了から脱型するまでの時間がそれぞれ異なるので、加温・保温手段７１による加温時間もそれぞれ異なる。また、加温・保温手段７１によって温められた空気は坑内の上部に集まるので、覆工コンクリートＣの側部下側よりも天端部のほうが温まりやすい傾向にある。
【0098】
したがって、覆工コンクリートＣの周方向に分割された複数の加温エリアＡ１～Ａ６では、それぞれ対応する加温・保温手段７１の加温時間や温まりやすさが異なるので、各加温エリアの覆工コンクリートＣを同じ温度で加温すると、覆工コンクリートＣの側部下側と天端部との間で温度差が生じ、覆工コンクリートＣの全体で均一の圧縮強度を得ることが困難となる。これに対して、本実施形態の制御手段８４は、加温エリアＡ１～Ａ６毎に、対象加温エリアの第１温度センサ７３が検出した内部温度に基づいて、対象加温エリアの加温・保温手段７１を個別に制御するので、覆工コンクリートＣの全体でほぼ均一に圧縮強度を高めることができる。
【0099】
また、制御手段８４は、加温エリアＡ１～Ａ６毎に、対象加温エリアの検出センサ７５がその対象加温エリアに覆工コンクリートＣが打設されたことを検出すると、対象加温エリアの加温・保温手段７１の制御を開始する。これにより、複各の加温エリアＡ１～Ａ６における覆工コンクリートＣの打設完了時刻が異なる場合であっても、各加温エリアＡ１～Ａ６において覆工コンクリートＣの打設が完了したときに、加温・保温手段７１の制御を自動的に開始することができる。これにより、覆工コンクリートＣを所定の圧縮強度まで高める作業をさらに容易に行うことができる。
【0100】
また、型枠３の坑内側の露出面３ｆ１，３ｇ１には、断熱塗料が塗布されているので、坑内を流れる空気によって型枠３が冷やされるのを抑制することができる。これにより、覆工コンクリートＣの保温効果を高めることができる。
【0101】
［その他］
本発明は、上記実施形態に限定されることものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記実施形態の加温・保温装置７は、複数の加温・保温手段７１により各加温エリアＡ１～Ａ６の覆工コンクリートＣを加温しているが、１つの加温・保温手段７１で覆工コンクリートＣの全体を加温してもよい。
本発明は、上記実施形態に限定されることものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することができる。例えば、上記実施形態の加温・保温装置７は、複数の加温・保温手段７１により各加温エリアＡ１～Ａ６の覆工コンクリートＣを加温しているが、１つの加温・保温手段７１で覆工コンクリートＣの全体を加温してもよい。
【符号の説明】
【0102】
１ スライドセントル（移動式セントル）
３ 型枠
３ｆ１，３ｇ１ 露出面
７ 加温・保温装置
７１ 加温・保温手段
７３ 第１温度センサ（第１温度検出手段）
７４ 第２温度センサ（第２温度検出手段）
７５ 検出センサ（検出手段）
８２ 表示部（入力手段）
８４ 制御手段
９１ 設定部
９２ 決定部
９３ 制御部
Ａ１～Ａ６ 加温エリア
Ｃ 覆工コンクリート
Ｔ トンネル
ｔ１ 内周面（内壁）
３ 型枠
３ｆ１，３ｇ１ 露出面
７ 加温・保温装置
７１ 加温・保温手段
７３ 第１温度センサ（第１温度検出手段）
７４ 第２温度センサ（第２温度検出手段）
７５ 検出センサ（検出手段）
８２ 表示部（入力手段）
８４ 制御手段
９１ 設定部
９２ 決定部
９３ 制御部
Ａ１～Ａ６ 加温エリア
Ｃ 覆工コンクリート
Ｔ トンネル
ｔ１ 内周面（内壁）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】