(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】P2024078283
(43)【公開日】2024-06-10
(54)【発明の名称】コンクリート打設用型枠およびコンクリート構造物製造方法
(51)【国際特許分類】
E21D 11/10 20060101AFI20240603BHJP
【FI】
E21D11/10 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022190729
(22)【出願日】2022-11-29
(71)【出願人】
【識別番号】000000077
【氏名又は名称】アキレス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077573
【弁理士】
【氏名又は名称】細井 勇
(74)【代理人】
【識別番号】100123009
【弁理士】
【氏名又は名称】栗田 由貴子
(72)【発明者】
【氏名】豊田 勝敏
【テーマコード(参考)】
2D155
【Fターム(参考)】
2D155BA05
2D155BB02
2D155CA03
2D155DA03
2D155DA06
2D155DA08
(57)【要約】 (修正有)
【課題】コンクリートを打設する空間の開口を封止する際に形成されるコンクリート構造物端面の湾曲形状や端面の外縁でのエッジ形成を防止する型枠および構造物の製造方法を提供する。
【解決手段】コンクリート打設用型枠100は、第一主面22と第一主面22に対向する第二主面24と、第一主面22と第二主面24とを亘る側面26と、を有するシート状部材30から構成された袋体20と、袋体20の内部において第一主面22の裏面と第二主面24の裏面とを連結する複数の連結糸30と、袋体20に対し流体を供給排出可能な貫通孔32と、を備えて構成され、開口を有する空間コンクリート原料を打設してコンクリート構造物を製造するに際し、コンクリート打設用型枠100を開口30に配置する配置工程と、貫通孔32より袋体20に流体を供給して当該袋体20を膨張させて開口を封止する封止工程と、空間にコンクリート原料を打設する打設工程が実施される。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第一主面と前記第一主面に対向する第二主面と、前記第一主面と前記第二主面とを亘る側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、
前記袋体の内部において前記第一主面の裏面と前記第二主面の裏面とを連結する複数の連結糸と、
袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えることを特徴とするコンクリート打設用型枠。
【請求項2】
複数の前記連結糸の長さが同じである請求項1に記載のコンクリート打設用型枠。
【請求項3】
開口を有する空間にコンクリート原料を打設してコンクリート構造物を製造するコンクリート構造物製造方法であって、
第一主面と前記第一主面に対向する第二主面と、前記第一主面と前記第二主面とを連結する側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、前記袋体の内部において前記第一主面の裏面と前記第二主面の裏面連結する複数の連結糸と、袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えるコンクリート打設用型枠を前記開口に配置する配置工程と、
前記貫通孔より前記袋体に流体を供給して当該袋体を膨張させて前記開口を封止する封止工程と、
前記空間にコンクリート原料を打設する打設工程を備えることを特徴とするコンクリート構造物製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、弾性変形可能なコンクリート用の型枠および上記型枠を用いたコンクリート構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、コンクリート構造物を製造する場合、当該構造物の形状をなす所定のスペースを確保する硬質の型枠を設置し、当該型枠にコンクリート原料を流し込む方法が一般的に知られる。しかしながら、特殊な構造物や、既存のコンクリート構造物の補修の場合に、従来の一般的な型枠を利用し難い場合がある。
【0003】
たとえば、セントルと呼ばれるトンネル製造用のアーチ状の型枠を用いたトンネルの施工方法が知られる。具体的には、地山などの地盤を掘削して形成した穴にセントルを挿入し、地山の掘削面とセントルのアーチ状の外周面との間の空間にコンクリート原料を流し込んで養生させ、その後に当該セントルを取り外し、さらにセントルの位置をトンネルの伸長方向に移動させて、再度上述と同様の一連の工程を繰り返すことでトンネルを製造する施工方法が知られる。セントルは一般的には長さ寸法が10m程度であり、数百メートルのトンネルを施工するためには、上述する一連の工程を数十回繰り返す必要がある。
【0004】
かかるトンネルの施工方法において、地盤の掘削面とセントルの端部開口の外周面との間は上記空間を開放する略円弧状の開口となる。そのため、上記空間に打設されたコンクリート原料が当該開口から漏れ出ることを防止する必要がある。従来は、かかる開口を塞ぐ封止部材として複数の木片を用い、なるべく隙間ができないよう円弧状の開口に木片を1つずつ配置して塞ぐ技術(以下、従来技術1ともいう)が慣用されていた。また同様に上記木片の替りに所定形状に成形された矢板を用いる場合もあった。
【0005】
また上記開口を塞ぐ別の手段として、特許文献1には、アーチ状のフレーム(セントル)の端部に、そのアーチ形状に沿って配置され外周側に膨張して掘削面に対し外周側が密着可能なアーチ状バルーンが設けられた装置(以下、従来技術2ともいう)が提案されている。かかる装置によれば、地盤の掘削面とアーチ状のフレームの端部との間の開口をバルーンによって塞ぐことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上述する従来技術1、2は下記の課題を有していた。これらの課題について
図7、
図8を用いて説明する。
図7は従来技術1の課題を説明するための説明図であり、地山を掘削して形成された掘削面310の下方にセントル10が配置されるとともに、掘削面310とセントル10の端部開口の外周面11との間に存在する開口300を複数の木片320で塞ぐ作業を実施している状態を示している。開口300の紙面奥方向は空間350が存在する。ここで、掘削面310は、掘削時に生じた凹凸が存在することから、非弾性体である木片320の端部と掘削面310との間には隙間330が生じる場合がある。その結果、掘削面310とセントル10の外周面11との間の空間350に打設されたコンクリート原料が隙間330から漏れ出てしまう虞があった。
【0008】
図8は従来技術2の課題を説明するための説明図であり、掘削面310の下方に配置されたセントル10の頂点をトンネルの伸長方向に沿って切断した切断面を示している。従来技術2は、
図8Aに示すように、まず掘削面310の下方にバルーン340が設けられたセントル10が配置される。セントル10の外周面11と掘削面310との間には空間350が区画されるとともに、セントル10の端部開口の外周面と掘削面310との間の開口300はバルーン340で封止される。
【0009】
かかる従来技術2は、膨張したバルーン340を使用することによる以下の問題があった。即ち、打設されたコンクリート原料370(
図8B参照)が硬化して、
図8Cに示すとおりコンクリート構造物374となった後、バルーン340を備えるセントル10が取り外される。バルーン340が外方向に膨張する形状であるため、バルーン340が接していたコンクリート構造物374の端面380は、バルーン340の外周面に沿った凹状の湾曲面となり、その外縁にはエッジ382が形成される。エッジ382は欠けやすく、またコンクリート構造物374の端面と他の任意の構造物とを当接させる必要が生じた場合等に、湾曲面380であることが不利に働く場合があった。
【0010】
上述の課題はトンネルの施工に限らず、任意の第一構造物と任意の第二構造物との間に形成された空間にコンクリート原料を打設してコンクリート構造物を形成する技術に関し、上記空間を開放する開口からコンクリート原料が漏れ出ないよう当該開口を封止する必要がある場合に、同様に発生しうる。
【0011】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、コンクリート原料を打設するための空間を開放する開口を隙間なく封止可能であって、当該開口に面して形成されるコンクリート構造物の端面が予定しない湾曲形状となること及び当該端面の外縁にエッジが形成されることが防止されたコンクリート打設用の型枠および当該型枠を用いたコンクリート構造物の製造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】
【0012】
本発明のコンクリート打設用型枠は、第一主面と上記第一主面に対向する第二主面と、上記第一主面と上記第二主面とを亘る側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、上記袋体の内部において上記第一主面の裏面と上記第二主面の裏面とを連結する複数の連結糸と、袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えることを特徴とする。
【0013】
また本発明のコンクリート構造物製造方法は、開口を有する空間にコンクリート原料を打設してコンクリート構造物を製造するコンクリート構造物製造方法であって、第一主面と上記第一主面に対向する第二主面と、上記第一主面と上記第二主面とを連結する側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、上記袋体の内部において上記第一主面の裏面と上記第二主面の裏面連結する複数の連結糸と、袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えるコンクリート打設用型枠を上記開口に配置する配置工程と、上記貫通孔より上記袋体に流体を供給して当該袋体を膨張させて上記開口を封止する封止工程と、上記空間にコンクリート原料を打設する打設工程を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明のコンクリート打設用型枠は、流体を充填することで膨張可能な袋体を用いるため膨張状態において弾性変形可能である。したがって、コンクリート原料を打設するための空間を開放する開口に存在する凹凸に対し上記袋体の外周面を追従させることができ、これによって開口を隙間なく封止することが可能である。また、上記袋体の第一主面と第二主面は、これらの裏面を亘る複数の連結糸により互いの位置関係の最大距離が規定されている。したがって、袋体を膨張させた際の袋体の主面の形状を調整することができ、この結果、当該主面に当接して形成されたコンクリート構造物の端面の形状を平坦にする等、調整することができる。
【0015】
また本発明のコンクリート構造物製造方法は、コンクリート原料を打設するための空間において開放された開口付近に本発明のコンクリート打設用型枠を設置し袋体に流体を充填して膨張させるだけの簡単な作業で、当該開口を隙間なく封止することが可能である。そのため多くの時間をかけずに封止作業を行うことができる。また袋体は膨張体でありながら、袋体内部の連結糸の長さを調整することによって、主面の形状を調整することが可能であるため、本発明のコンクリート打設用型枠に当接して形成された端面の形状を調整することができ、エッジの発生などを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】(1A)は本発明の第一実施形態のコンクリート打設用型枠の斜視図であり、(1B)は、(1A)に示すコンクリート打設用型枠のI-I線断面図である。
【
図2】(2A)~(2C)は第一実施形態のコンクリート打設用型枠を用いたコンクリート構造物製造方法の例を説明する説明図である。
【
図3】(3A)は第二実施形態のコンクリート打設用型枠がセントルに取り付けられた状態を示す側面図であり、(3B)は第二実施形態のコンクリート打設用型枠がセントルに取り付けられた状態を示す正面図である。
【
図4】(4A)および(4B)は本発明の第二実施形態のコンクリート打設用型枠を用いたコンクリート構造物の製造方法の前半工程を説明する説明図である。
【
図5】(5A)および(5B)は本発明の第二実施形態のコンクリート打設用型枠を用いたコンクリート構造物の製造方法の後半工程を説明する説明図である。
【
図6】(6A)~(6D)は本発明の第二実施形態のコンクリート打設用型枠を用いたコンクリート構造物の製造方法を利用したトンネル製造方法の一例を説明する説明図である。
【
図7】従来技術1の課題を説明するための説明図である。
【
図8】(8A)~(8C)は、従来技術2の課題を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜に省略する。
本発明の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、1つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。また図面において、適宜、各構成、各要素の寸法比を異ならしめて示す場合があるため、本発明は図面に示された寸法比に拘束されない。
【0018】
[第一実施形態]
以下に、
図1および
図2を用いて本発明の第一実施形態であるコンクリート打設用型枠100について説明する。尚、以下では本発明のコンクリート打設用型枠を単に型枠と呼ぶ場合がある。
図1Aは、本発明の第一実施形態のコンクリート打設用型枠100(型枠100)の斜視図であり、
図1Bは、
図1Aに示す型枠100のI-I線断面図である。
図2A~
図2Cは型枠100を用いたコンクリート構造物374の製造方法の例を説明する説明図であり、
図2Aは、コンクリートの打設が所望される空間350を開口方向に対し直交する方向から観察している。尚、ここでいう開口方向とは開口300から空間350を覗く方向をいう。
図2Bは、
図2Aに示す開口300に型枠100を配置して膨張させ、開口300を封止した後、
図2Aに示す空間350にコンクリート原料370を打設した状態を示している。一般的にはコンクリート原料370が硬化するまで、この状態で数時間から数日、養生させる。
図2Cは、養生後、型枠100が取り外され、
図2Aに示す空間350にコンクリート構造物374が製造された状態を示している。
【0019】
図1に示すとおり、本実施形態の型枠100は、第一主面22と第一主面22に対向する第二主面24と、第一主面22と第二主面24とを亘って連結する側面26と、を有するシート状部材から構成された袋体20を備える。袋体20は、気密性を保持可能な中空の構造物である。袋体20には、袋体20に対し流体を供給排出可能な貫通孔32が設けられており、貫通孔32は蓋部34で封止されている。貫通孔32から内部に流動体が充填されることによって袋体20が膨張する。
袋体20の内部には、第一主面22の裏面と第二主面24の裏面とを連結する複数の連結糸30が設けられている。ここで裏面とは、第一主面22および第二主面24の、袋体20の内周面側の表面を指す。
かかる構成を備える型枠100は、内部に流体を充填されることによって、コンクリート打設用の型枠として使用可能な程度に適度な硬度と、膨張した袋体20に当接する任意の構造物の形状に自己の外観形状を追従させることが可能な程度のフレキシブル性とを併せもつ。
以下に本実施形態についてさらに詳細に説明する。
【0020】
(袋体)
袋体20は、上述するとおり中空であって、内部に対し流体を充填し、また充填された流体を外部に排出することができる。ここで流体とは、気体および液体を含む流動性のある材料を広く含む。本実施形態における袋体20は、扁平の直方体であるが、袋体20の形状はこれに限定されるものではない。使用が予定される開口300に併せて、適宜の形状に設計することができる。たとえば、後述する第二実施形態の型枠102に設けられた袋体20のように、製造されるトンネルのアーチに併せ、所定厚みのアーチ形状とすることもでき、あるいは1m以上の長尺の直方体等とすることもできる。
【0021】
袋体20の第一主面22および第二主面24は、互いに裏面において連結糸30で連結されている。そのため、流動体の充填により袋体20が膨張した状態となった際、互いの距離は連結糸30の長さによって規定される。その結果、袋体20は、内部に流動体が充填され膨張した場合、第一主面22と第二主面24とにおいては、設計寸法よりも外方向に膨張することが防止されうる。
【0022】
本実施形態では、
図1Bに示すとおり、袋体20の内部に設けられた複数の連結糸30が同じ長さに揃えられている。ここで直方体である袋体20は、厚み寸法(図面1Bの紙面上下方向の寸法)が略均一となるよう設計された扁平の形状をなしており、袋体20が膨張した状態において第一主面22と第二主面24とが並行となる。換言すると、本実施形態では、袋体20が膨張した状態において第一主面22および第二主面24は、外方向に膨らまず平坦な面をなす。そのため、後述にて詳細に説明するとおり、型枠100を用いてコンクリート構造物を製造した際、型枠100の主面に当接して形成された端面372(
図2C参照)を平坦な面とすることができ、従来技術2で問題であったエッジ382や湾曲面380が形成されることがない。
【0023】
尚、図示省略する本実施形態の変形例として、複数の連結糸30は互いに異なる長さであってもよい。たとえば、鋭いエッジが形成されない程度に端面372を意図的に凹状に形成したい場合には、袋体20が膨張した状態において第一主面22および第二主面24が、当該凹状と対になる凸状を示す程度に、それらの面の中央から外縁に向けて段階的に連結糸30の長さが短くなるよう調整することができる。またこれとは逆に、端面372を意図的に凸状に形成したい場合には、袋体20が膨張した状態において第一主面22および第二主面24が、当該凸状と対になる凹状を示す程度に、それらの面の中央から外縁に向けて段階的に連結糸30の長さが長くなるよう調整することができる。もちろん、端面372を凹状または凸状以外の形状にしたい場合にも、適宜、複数の連結糸30の長さをそれぞれ調整すればよい。
【0024】
一方、袋体20が膨張した状態において、側面26は連結糸30の長さに拘束されないため、設計された本来の形状を超えて外方向に膨らみ得る。そのため、側面26が開口300を区画する面(例えば
図2Aの凹凸表面410)に当接するよう型枠100を配置して袋体20を膨張させることによれば、当該面に凹凸があった場合に、側面26をその凹凸に追従させることができ、これによって開口300を隙間なく封止することが可能である。
【0025】
袋体20は、コンクリート打設用型枠として充分な硬度を発揮可能であるという観点からは、膨張状態において内部の圧力が40kPa以上60kPa以下の範囲を実現可能であることが好ましい。また袋体20を構成する部材は特に限定されないが、上述する内部圧力に耐えられる強度を示すものであることが好ましい。
【0026】
袋体20は、シート状部材40から構成されている。シート状部材40は、膨張状態における内部圧力に耐えられる程度の強度を発揮し、可撓性を有するものであればよい。袋体20がシート状部材40から構成されることによって、可撓性に優れ、また製造容易性の観点からも好ましい。
【0027】
袋体20を構成するシート状部材40は、気密性を有する単層シートから構成されてもよいし、気密性を有する層(第一層42)と、他の任意の層(第二層44)との積層シートであってもよい。本実施形態における袋体20は、具体的には
図1Bに示すとおり樹脂部材よりなる第一層42および織布よりなる第二層44を含む積層シートであるシート状部材40から構成されている。上述するとおり、第一主面22および第二主面24の裏面には複数の連結糸30が設けられるため、この連結糸30を取り付け易いという観点から、図示するように袋体20の内側(最内層)に織布からなる第二層44が配置されている。尚、図示省略するがシート状部材40の変形例として、第一層42が2以上の気密性を有する層の積層構造であってもよく、また第二層44が2以上の気密性を有しない層の積層構造であってもよい。またシート状部材40は、少なくとも気密性を有する層を備え、当該層に対し、さらに気密性を有しない層および/または気密性を有する層が任意の順番で積層されている積層構造であってもよい。
【0028】
本実施形態の袋体20において第一層42を構成する樹脂部材は、袋体20に流体が充填された際に膨張可能な可撓性を示す材料が好ましく、特に側面26において当接面の凹凸に追従可能な程度の柔軟性を発揮しうるものであることが好ましい。具体的には、上記樹脂部材として、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらは架橋剤等を使用した架橋可能なものであってもよく、耐熱性、耐久性等の点からは、架橋可能な合成樹脂が好ましい。
【0029】
一方、第二層44を構成する織布は、特に限定されず、木綿、絹、麻、ウール、レーヨン、ビニロン、ビニリデン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、アラミド、炭素繊維、ガラス繊維、ロックウール、金属繊維等のあらゆる繊維からなる織布が挙げられる。
【0030】
樹脂部材からなる第一層42と織布からなる第二層44とを積層させる積層方法は特に限定されない。
たとえば、織布(第二層44)に対し、合成樹脂液をドクターナイフコート法、ロールコート法、リバースロールコート法等のコーティング法により塗布し乾燥する方法、合成樹脂フィルムを接着剤によりラミネートするフィルムラミネーション法、合成樹脂を熱ロールで混練しカレンダーでトッピングする方法等が採用されうる。また上述するとおり織布に合成樹脂を積層させる替りに、ゴムシートまたは流動性のあるゴム材料を、織布に積層される第一層42とすることもできる。ゴムとしては、通常のゴム引布に用いられるものであれば、全て適用可能である。具体的には、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム(CSM)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンゴム(EPR)、エチレンプロピレンブタジエンゴム(EPDM)、アクリルゴム(ACM)、エピクロロヒドリンゴム(ECO)、シリコンゴム(SiR)、フッ素ゴム(FKM)、塩素化ポリエチレンゴム(CPE)、ポリウレタンゴム、ブチルゴム、ブタジエンゴム(BR)、多加硫ゴム、エチレン酢酸ビニルゴム(EVA)等を挙げることができる。
尚、第二層44を構成する織布の主面に相当する領域には、予め連結糸30が取り付けられてもよい。より具体的には、たとえば、2枚の織布を準備し、一方の織布の主面(第一主面22)に相当する領域に連結糸30の一端を取り付けるとともに、取り付けられた連結糸30の他端を、他方の織布の主面(第二主面24)に相当する領域に取り付けた後、これらの織布の連結糸30が取り付けられていない面に対し、上述するとおり合成樹脂液やゴム材料を積層させて第一層42を積層することでシート状部材40を製造することができる。また、2枚の織布を使用する代わりに、第一主面22および第二主面24に相当する領域を含む1枚の織布を準備し、当該織布の第一主面22に相当する領域に対し連結糸30の一端を取り付けるとともに、当該織布を折り畳むようにして、連結糸30の他端を第二主面22に相当する領域に取付けてもよい。
【0031】
(連結糸)
袋体20の内部に取り付けられている連結糸30は、袋体20が膨張した際の内部圧力に耐えられる程度の強度を有するものであればよい。連結糸30は、たとえばナイロン糸、ポリエチレンテレフタレート糸、ウレタン糸、ポリエステル糸などの合成繊維から選択されることが好ましい。また連結糸30の太さは、70デニール以上2000デニール以下の範囲であることが好ましく、100デニール以上1500デニール以下であることがより好ましく、200デニール以上1000デニール以下であることがさらに好ましい。
また第一主面22および第二主面24の距離を連結糸30の長さで規定して所望の面形状にコントロールし易いという観点からは、連結糸30は、第一主面22および第二主面24の裏面において縦横方向に、7本/インチ以上60本/インチ以下の範囲で設けられることが好ましく、10本/インチ以上50本/インチの範囲で取り付けられていることがより好ましい。
【0032】
本実施形態におけるシート状部材40の望ましい例として、たとえば、2枚の織布(第二層44)を準備する。そして、100デニール以上1500デニール以下のポリエステル糸(連結糸30)の一端を、打ち込み密度10本/インチ以上100本/インチの間隔で一方の織布の主面に相当する領域に取り付けるとともに、上記ポリエステル糸の他端を他方の織布の主面に相当する領域に取り付ける。このように連結糸30を介して対向する2枚の織布の外側面(連結糸30が取り付けられてない方の面)に対し、厚み0.3mm以上0.8mm以下のクロロスルフォン化ポリエチレンゴム層が積層されたシート状部材40が挙げられる。かかるシート状部材40の外縁を縫合して、袋体20が製造される。尚、このような態様では、織布の外縁側の所定領域(連結糸30が取り付けられていない領域)が袋体20の側面26を構成する。
また本実施形態におけるシート状部材40の他の例として、たとえば、2枚の織布(第二層44)を準備し、まずそれぞれの織布の一方側の面に厚み0.3mm以上0.8mm以下のクロロスルフォン化ポリエチレンゴム層を積層して第一層42および第二層44を備えるシート状部材40を準備してもよい。その後、2枚の織布を対向させた対向面(裏面)に上述する連結糸30を所定の間隔で取り付けた後、2枚の織布(第二層44)の外縁を縫合して、袋体20を製造してもよい。
また本実施形態におけるシート状部材40の他の例として、たとえば、2枚の織布を対向させた対向面(裏面)に上述する連結糸30を所定の間隔で取り付けた後、2枚の織布(第二層44)の外縁を縫合し、次いで、2枚の織布(第二層44)の表面に上述する適宜の積層方法でクロロスルフォン化ポリエチレンゴムを厚み0.3mm以上0.8mm以下となるよう積層させて硬化させることによって、第一層42を積層することで製造することができる。
ただし、シート状部材40および袋体20の製造方法は上述する方法に限定されるものではない。たとえば、第一主面22および第二主面24を構成する織布とは別に側面26を構成する側面用織布を準備し、側面用織布に対しても厚み0.3mm以上0.8mm以下のクロロスルフォン化ポリエチレンゴム層を積層して側面用のシート状部材40を作成する。そして、別途準備された、対向するとともに連結糸30で連結された主面用のシート状部材40と、上述する側面用のシート状部材40とを縫合することによって袋体20を製造することもできる。
本段落において説明する袋体20の製造方法において使用された糸や第一層42を構成する材料は、適宜、他の部材に変更することができる。
【0033】
(貫通孔)
本実施形態では、第一主面22に貫通孔32が設けられており、貫通孔32は密閉性を保つために蓋部34により封止されている。袋体20に設けられる貫通孔32は、袋体20の内部に流体を供給し、また外部に排出するための孔であって、シート状部材40の任意の箇所を貫通させて形成されている。袋体20の容積が大きい場合には、貫通孔32は、複数設けられても良い。
【0034】
(コンクリート構造物の製造方法)
次に、型枠100を用いる本発明のコンクリート構造物製造方法の一例について説明する。尚、以下において本発明のコンクリート構造物製造方法を単に本発明の製造方法という場合がある。
本発明の製造方法は、
図2に示すように、開口300を有する空間350にコンクリート原料370を打設してコンクリート構造物374を製造する方法に関する。本実施形態では、第一構造物400と第二構造物420との間に形成された空間350にコンクリート構造物を製造する態様を例に説明する。尚、第一構造物400および第二構造物420は、地盤などの自然物であってもよいし、建造物や構造物などの人工物であってもよいし、いずれか一方が自然物であり他方が人工物であってもよい。また、空間350は第一構造物400および第二構造物420に加え、さらに図示省略する第三構造物等によって区画された空間であってもよい。
【0035】
本実施形態の製造方法では、上述する型枠100が用いられる。まず、
図2Aに示すように、空間350を開放する開口300付近に未膨張の型枠100を配置する配置工程を実施する。配置工程は、コンクリート原料370を打設する都度、実施してもよいし、たとえば第一構造物400または第二構造物420がコンクリート構造物の製造に繰り返し使用される人工物である場合には、当該人工物の所定の位置に型枠100を取り付けた状態を維持してもよい。
【0036】
配置工程時または次に実施する封止工程の準備として、袋体20を膨張させた際、第一主面22または第二主面24が空間350に対向し、側面26が開口300を区画する面(
図2では凹凸表面410)に当接するよう、予め袋体の配置の方向性に留意するとよい。貫通孔32が設けられていない第二主面24が空間350に対向するよう、型枠10を配置することによって、袋体20に流体を充填する作業を空間350の外部から実施しやすい。
【0037】
配置工程後、蓋部34を外して貫通孔32から空気等の流体を型枠100(袋体20)に充填し膨張させ開口300を封止する封止工程を実施する。ここでたとえば第一構造物400の下面に凹凸表面410がある場合であっても、袋体20が膨張することによって側面26が第一構造物400の凹凸表面410に当接しかかる凹凸に追従した形状をなすため、
図2Bに示すとおり開口300が隙間なく封止される。このように開口300が封止された後、空間350にコンクリート原料370を打設する打設工程を実施する。
【0038】
打設工程は、空間350の外部から内部に向けてコンクリート原料を流通可能なコンクリート原料打設口36からコンクリート原料を空間350に打設することで実施される。コンクリート原料打設口36は、適宜の位置に設けることができ、その数は特に限定されない。例えば、空間350を規定する第一構造物400または第二構造物420に予めコンクリート原料打設口36を設けておいてもよいし、開口300を区画する面と膨張した袋体20との間に管状体などのコンクリート原料打設口36を設置してもよいし、あるいは、開口300を複数の型枠100で封止するとともに、隣り合う型枠100間に多少の隙間を確保し、当該隙間をコンクリート原料打設口36として利用することもできる。
また本発明の製造方法では、上述するとおり開口300は、膨張した袋体20によってコンクリート原料370が漏れ出ない程度に隙間なく封止されるため、空間350にコンクリート原料370が打設された際に、内部の空気を逃すための空気排出口(図示省略)を確保してもよい。
【0039】
上述のとおり打設工程を実施し、打設されたコンクリート原料370を養生し硬化させた後、
図2Cに示すとおり型枠100が開口300から取り外される。型枠100を取り外す際には、まず袋体20内部に充填された流体を、貫通孔32を通じて外部に排出するとよい。
本実施形態に用いられる型枠100は、上述するとおり、内部に設けられた複数の連結糸30の長さが統一されており、第一主面22と第二主面24とが並行であり平坦な面形状を呈する。そのため、気体などの流体で膨張可能な袋体20を備える型枠100を用いながらも、製造されたコンクリート構造物374の端面372を平坦状に形成することができ、また端面374の外縁にエッジが形成されることが回避されている。
【0040】
[第二実施形態]
次に本発明の第二実施形態である型枠102およびこれを用いたトンネルの製造方法について説明する。説明には、
図3~
図6を使用する。
図3Aは第二実施形態のコンクリート打設用型枠102(以下単に型枠102という)がセントル10に取り付けられ、内部に流体が充填され膨張した状態を示す側面図であり、
図3Bは
図3Aの正面図である。ここでいう正面とは、セントル10の一方の端部開口を正面視して確認される面を指し、側面とはセントル10の長尺方向に対し直交する方向から確認される面を指す。
図4Aおよび
図4Bは型枠102を用いたコンクリート構造物製造方法の前半工程を説明する説明図であり、
図4Aは地盤が紙面奥方向に向かって掘削され掘削面310によって区画された穴360が形成された状態を示しており、
図4Bは穴360にセントル10が設置された状態を示している。
図5Aおよび
図5Bは型枠102を用いたコンクリート構造物製造方法の後半工程を説明する説明図であり、
図5Aはセントル10の一端外周に取り付けられた型枠102に空気を充填した状態を示し、
図5Bは空間350にコンクリート構造物374が製造され、セントル10が移動のために折り畳まれた状態を示している。
図6A~
図6Dは型枠102を用いたコンクリート構造物製造方法を利用したトンネル製造方法の一例を説明する説明図である。
【0041】
図3Aおよび
図3Bにて確認されるとおり、型枠102は、トンネルの型枠として用いられるセントル10の端部開口の外周面のアーチに併せて湾曲する円弧状の形状であり、これ以外は、上述する第一実施形態の型枠100と同様に製造される。即ち、型枠102は、袋体20を備え、かかる袋体20は、第一主面22と第二主面24と側面26とを有し、内部には、図示省略される複数の連結糸30が第一主面22と第二主面24とに亘って設けられている。
【0042】
型枠102は、円弧の内側の側面26がトンネルの型枠の端部開口の外周面に当接されるとともに、貫通孔32および蓋部34が設けられた第一主面22がセントル10の端部開口を正面視した際に視認される向きでセントル10の端部開口の外周面に配置されている。
図3では、型枠102の円弧の外側の側面26はセントル10に対し外方向に露出した状態で図示されている。
【0043】
図3Bに示すとおり、本実施形態ではセントル10の端部開口の外周面に沿って2つの型枠102が配置されており、これら2つの型枠102の対向する端部間において、紙面奥方向が確認可能な程度の隙間である確認窓部110が確保されている。より具体的には、本実施形態の型枠102は、セントル10の端部開口の頂点付近から下端まで連続し当該端部開口のアーチの略2分の1の円弧に沿うよう設計されている。そして、セントル10の端部開口の頂点付近を中心として正面視において左右対称に2つの型枠102が配置されており、当該頂点付近において確認窓部110が確保されている。確認窓部110は、適宜、コンクリート原料打設口36として兼用してもよい。
【0044】
ただし本発明は、図示省略する変形例として、セントル10の端部開口の外周面のアーチの調頂点付近以外の中間部において確認窓部110が設けられるよう、円弧の長さが異なる2以上の型枠102を用いる態様を包含し、またかかる態様において確認窓部110を2以上設けてもよい。
また本発明は、図示省略する異なる変形例として、セントル10の端部開口の外周面のアーチ全周に沿った1つの型枠102の態様を包含し、またかかる態様において型枠102に第一主面22と第二主面24とを貫通する確認窓部110を設けても良い。また、内部を確認する隙間がセントル10の外周面以外の箇所で確保できる場合には、確認窓部110を割愛しセントル10の端部開口の外周面のアーチ全体に沿う1つの型枠102を設けることもできるし、あるいは確認窓部110を割愛し互いの端部を当接させながらセントル10の端部開口の外周面のアーチ全体に複数の型枠102を沿わせて開口300を封止してもよい。
【0045】
型枠102を用い、第一実施形態で説明したコンクリート構造物製造方法を、トンネルを形成するためのトンネル製造方法として適用する例について以下に説明する。
本実施形態におけるトンネル製造方法では、まず
図4Aに示すとおり、トンネルの製造が予定される地盤を掘削して掘削面310で区画される穴360が形成される。ここでいう地盤とは、地山および盛土を含み、トンネルが製造可能な地殻の表層部を指す。
【0046】
続いて、
図4Bに示すとおり、穴360にセントル10が配置される。これによって、穴360を区画する掘削面310とセントル10の端部開口の外周面とにおいて区画された開口300が設けられるとともに、開口300の紙面奥方向に空間350が設けられる。ここで開口300に型枠102を配置する配置工程が実施される。当該配置工程は、セントル10を穴360に配置した後に実施されてもよく、セントル10の端部開口の外周面に予め型枠102を設置しておくことで、セントル10を穴360に配置すると同時に上記配置工程が実施されてもよい。
【0047】
尚、セントル10は、少なくともトンネルの内側側面をアーチ状に形取るアーチ本体19を備えるものであればよい。本実施形態で具体的に示すセントル10は、トンネルのアーチを形取るアーチ本体19の内側において、水平方向に延在する水平支柱12および上下方向に延在する垂直支柱14が設けられており、これによってセントル10が支持されている。アーチ本体19の両方の下端部には第一屈曲部16が設けられ、第一屈曲部16よりも上側に第二屈曲部18が設けられている。また図示省略するが垂直支柱14は上下方向に長さを調整可能なスライド部を備えている。
【0048】
上述する配置工程が実施された後、
図5Aに示すとおり、型枠102に設けられた袋体20に貫通孔32を通じて流体を供給して袋体20を膨張させ開口300を封止する封止工程を実施する。
図4に示すとおり穴360の掘削面310は、地盤を掘削して形成されるため、凹凸が発生し易い。これに対し本実施形態では、連結糸30で拘束されていない側面26が掘削面310に押し付けられるようにして膨張するため、当該凹凸に側面26を追従させることができ、これによって従来技術1などで問題であった隙間(
図7隙間330参照)の発生を良好に防止することができる。
【0049】
次いで、空間350にコンクリート原料370(図示省略)を打設する打設工程を実施し、打設されたコンクリート原料370を養生し、セントル10の外周面に沿ったアーチ状のコンクリート構造物374(
図5B、
図6A参照)を形成する。打設工程では、コンクリート原料370の打設状況等を確認するために確認窓部110が利用される。概ね、コンクリート原料370が満たされたことが確認されたら、必要に応じて確認窓部110を任意の手段で封止してもよい。
【0050】
本実施形態では、上述するとおり開口300が、意図的に確保された確認窓部110以外は隙間なく良好に封止されるため、コンクリート原料370を空間350に打設した際に開口300からコンクリート原料370が漏れ出ることが防止される。尚、ここでいう封止とは、コンクリート原料370が漏れ出ない程度の密封性を指す。
また型枠102は、型枠100と同様に長さの統一された連結糸30が内部に設けられており、袋体20が膨張した際、第一主面22と第二主面24とは互いに並行かつ平坦な面をなす。したがってこの平坦な面をなす第二主面24に当接した状態で養生され形成されたコンクリート構造物374の端面372は、
図2Cにおいて参照されるとおり、平坦となる。
【0051】
コンクリート構造物374が形成された後、
図5Bに示すとおり、貫通孔32を通じて袋体20から流体を排出させるとともに、セントル10および型枠102をコンクリート構造物374から取り外すことによって、コンクリート構造物374であるトンネル構成部430が形成される。ここでトンネル構成部430とは、トンネルの一部分を指している。
【0052】
尚、コンクリート構造物374からセントル10を取り外す方法は特に限定されないが、例えば、セントル10を部分的に折り畳むなどしてトンネル構成部430の内側においてセントル10を縮小化させコンクリート構造物374から引き離す方法が挙げられる。本実施形態では、アーチ本体19に設けられた第一屈曲部16および第二屈曲部18を内側に折り畳むとともに、上下方向に長さを調整可能なスライド部(図示省略)において垂直支柱14を短縮化させることによってセントル10の外形を縮小化させ、これによって確保されたスペースを利用してセントル10(アーチ本体19)を下方に移動させることによって、コンクリート構造物374(トンネル構成部430)からセントル10を取り外している。
型枠102は、セントル10に取り付けられた状態で、セントル10とともにコンクリート構造物374(トンネル構成部430)から取り外されてもよいし、あるいは、セントル10とは別に、独立に型枠102だけを取り外してもよい。
【0053】
ところで、一般的にトンネルは、数十メートルから数百メートル、あるいはそれ以上の規模で製造される。これに対し、セントル10の長さは一般的に10m程度である。したがって、一般的なトンネルを製造するためには、上述する配置工程、封止工程、打設工程を繰り返す必要がある。
【0054】
具体的には上述する配置工程、封止工程を実施し、その後に打設工程の実施により空間350にコンクリート構造物374を形成する(
図6A参照)。
その後、袋体20の内部の流体を排出するとともにセントル10の縮小化を行ってコンクリート構造物374からセントル10および型枠102を取り外し、セントル10の位置をトンネルの伸長方向に進行させる(
図6B参照)。ここで、形成されたトンネル構成物430のトンネルの伸長側に対向する端面372は、上述するとおり平坦な第二主面24に当接して形成されたため平坦な面をなしている。
次に、既に形成されたトンネル構成部430と新たに形成されるトンネル構造物が連続するようセントル10を位置合わせするとともに折り畳んだ第一屈曲部16、第二屈曲部18、および短縮化した垂直支柱14をそれぞれ伸ばしてセントル10を元の形状に戻す。本実施形態では、型枠102が取り付けられた状態でセントル10を移動させるため、上述する位置合わせによって、型枠102を配置する配置工程も同時に完了する。その後、袋体20を膨張させて封止工程を実施する。これらの工程は
図6Cが参照される。
【0055】
上述のとおり、少なくともトンネル工事中は、セントル10の端部開口の外周面に型枠102が取り付けられた状態が維持されることで配置工程を実質的に割愛することができるため好ましい。換言すると本発明は、端部開口の外周面に型枠102が取り付けられ、取り付けられた状態で型枠102に対し流体を供給し、また当該流体を排出可能であるセントル10を提供することができる。
【0056】
封止工程後に、空間350にコンクリート原料を打設する打設工程を実施し養生させてコンクリート構造物374であるトンネル構成物を作成する。そして、上述と同様に、セントル10の位置をトンネルの伸長方向に進行させる。これらの工程は
図6Dが参照される。
【0057】
尚、トンネル工事において最初に上述する配置工程、封止工程、打設工程の一連の工程を実施する際には、セントル10と掘削面310との間に形成された空間350は、セントル10の端部開口の両端において開口する。そのため、繰り返される一連の工程の初回だけは、
図6Aに示すとおり、トンネルの伸長側の開口だけでなく、これと反対側の開口においても配置工程および封止工程を実施することが求められる場合がある。本実施形態では、
図6Aに示すとおり両方の開口を型枠102において封止している。ただし本実施形態は、これに限定されず、たとえば、トンネルの伸長側の開口は型枠102で封止し、これと反対側の開口は、任意の部材で封止してもよい。
上述する一連の工程の2巡目からは、
図6Cに示すとおり、先に形成されたコンクリート構造物374の端面372によって、トンネルの伸長側とは反対側の開口を実質的に封止することができる。
【0058】
また
図6Dに示すとおり、1つ前に実施された一連の工程によって作成されたトンネル構成物430aの端面372が平坦であるため、これに沿って、次に連続して形成されるコンクリート構成物430bのトンネルの伸長方向後ろ側の端面も平坦となる。そのため連続するコンクリート構造物374aの端面と、これに当接するコンクリート構造物374bの端面との接合性が良好であり、また端面の外縁部が欠損するなどの不良が発生しにくい。
【0059】
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
(1)第一主面と前記第一主面に対向する第二主面と、前記第一主面と前記第二主面とを亘る側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、
前記袋体の内部において前記第一主面の裏面と前記第二主面の裏面とを連結する複数の連結糸と、
袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えることを特徴とするコンクリート打設用型枠。
(2)複数の前記連結糸の長さが同じである上記(1)に記載のコンクリート打設用型枠。
(3)開口を有する空間にコンクリート原料を打設してコンクリート構造物を製造するコンクリート構造物製造方法であって、
第一主面と前記第一主面に対向する第二主面と、前記第一主面と前記第二主面とを連結する側面と、を有するシート状部材から構成された袋体と、前記袋体の内部において前記第一主面の裏面と前記第二主面の裏面連結する複数の連結糸と、袋体に対し流体を供給排出可能な貫通孔と、を備えるコンクリート打設用型枠を前記開口に配置する配置工程と、
前記貫通孔より前記袋体に流体を供給して当該袋体を膨張させて前記開口を封止する封止工程と、
前記空間にコンクリート原料を打設する打設工程を備えることを特徴とするコンクリート構造物製造方法。
(4)前記空間が、地盤を掘削して形成されたと掘削面と前記掘削面に対向して配置されたセントルとの間に設けられ、
前記掘削面と前記セントルの端部開口の外周面とにおいて区画された前記開口に前記コンクリート打設用型枠を配置する配置工程を実施し、
次いで、前記袋体に流体を供給して前記袋体を膨張させ前記開口を封止する封止工程を実施し、
次いで、前記空間にコンクリート原料を打設する打設工程を実施し、前記セントルの外周面に沿ったアーチ状のコンクリート構造物を形成し、
前記袋体から流体を排出させるとともに前記セントルを取り外すことによってコンクリート構造物であるトンネルを形成する上記(3)に記載のコンクリート構造物製造方法。
【符号の説明】
【0060】
10・・・セントル
11・・・外周面
12・・・水平支柱
14・・・垂直支柱
16・・・第一屈曲部
18・・・第二屈曲部
19・・・アーチ本体
20・・・袋体
22・・・第一主面
24・・・第二主面
26・・・側面
30・・・連結糸
32・・・貫通孔
34・・・蓋部
36・・・コンクリート原料打設口
40・・・シート状部材
42・・・第一層
44・・・第二層
100、102・・・コンクリート打設用型枠
110・・・確認窓部
300・・・開口
310・・・掘削面
320・・・木片
330・・・隙間
340・・・バルーン
350・・・空間
360・・・穴
370・・・コンクリート原料
372、380・・・端面
374・・・コンクリート構造物
382・・・エッジ
400・・・第一構造物
410・・・凹凸表面
420・・・第二構造物
430、430a、430b・・・トンネル構成部