特許 7106069 コンクリート巻厚測定装置

(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】

(24)【登録日】2022-07-15

(45)【発行日】2022-07-26

(54)【発明の名称】コンクリート巻厚測定装置

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20220719BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018115317

(22)【出願日】2018-06-18

(65)【公開番号】P2019218716

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2021-06-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000158725

【氏名又は名称】岐阜工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107700

【弁理士】

【氏名又は名称】守田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】大久保 常秀

(72)【発明者】

【氏名】半田 修

(72)【発明者】

【氏名】相崎 毅

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６１－２６２６０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１６５７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９０６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２９１７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２４４７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０５５０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４９５９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２８０９５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０６０１４４５４（ＣＮ，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】

トンネル内周との間にコンクリート打設用の空間を形成する型枠を位置させた際の、前記空間に打設されるコンクリートの巻厚を測定するコンクリート巻厚測定装置であって、前記型枠の外周の適宜位置に前記トンネル内周に向けてロッドを進退させるシリンダと、前記ロッドの進出距離を検出する距離検出手段とを備え、前記距離検出手段は、前記ロッドの進出距離が所定値を下回ったときに異常を報知するように設定されているコンクリート巻厚測定装置。

【請求項2】

前記距離検出手段は、前記ロッドがその進出ストロークに達したときに異常を報知するように設定されている請求項１に記載のコンクリート巻厚測定装置。

【請求項3】

前記シリンダはトンネル内周に対向する前記型枠の全周に周方向へ間隔をおいて複数設けられ、測定時には前記距離検出手段は複数の前記シリンダのうち必要なものを選択して作動させるように設定されている請求項１又は２に記載のコンクリート巻厚測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はコンクリート巻厚測定装置に関し、特に、トンネル内周の覆工コンクリートの巻厚（厚み）を測定するためのコンクリート巻厚測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

型枠外周のトンネル空間に打設される覆工コンクリートの巻厚は、型枠外周とこれに対向するトンネル内周との間の最短の間隔によって規定されるから、当該間隔を管理する必要があり、例えば特許文献１では、型枠外周に近い位置とトンネル内周に近い位置とで所定間隔離れて平行なレーザ光を射出して、これらレーザ光が遮られないことによって巻厚が確保されていることを検査する装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－７３９７

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、覆工前のトンネル内周はその表面が滑らかな周面とはなっていない上に、トンネル内周には通常これに沿って防水シートが張設されているが、往々にして当該シートがトンネル内周に密着せず浮いている場合が多く、上記装置では巻厚が確保されていないかの如く誤検知するおそれがあった。

【0005】

そこで、本発明はこのような知見に基づいてなされたもので、防水シートがトンネル内周から浮いている場合等にも、型枠外周とトンネル内周の間に打設されるコンクリート巻厚を正確に測定することが可能なコンクリート巻厚測定装置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】

上記目的を達成するために、本第１発明では、トンネル（Ｔ）内周との間にコンクリート打設用の空間（Ｓ）を形成する型枠（１２）を位置させた際の、前記空間（Ｓ）に打設されるコンクリートの巻厚を測定するコンクリート巻厚測定装置であって、前記型枠（１２）の外周の適宜位置に前記トンネル（Ｔ）内周に向けてロッド（２２）を進退させるシリンダ（２１）と、前記ロッド（２２）の進出距離を検出する距離検出手段（３）とを備え、前記距離検出手段（３）は、前記ロッド（２２）の進出距離が所定値を下回ったときに異常を報知するように設定されている。

【0007】

本第１発明において、棒体を型枠の外周からトンネル内周に向けて当該内周に当接するまで進出させ、この時の棒体の進出距離を検出すれば、当該進出距離がコンクリート注入打設時の巻厚になるから、コンクリート巻厚を測定することができる。この際、防水シートがトンネル内周から浮いていても、棒体の先端によってトンネル内周に防水シートが押し付けられるから、棒体の進出距離が変動することはなく、コンクリート巻厚が正確に測定される。さらに型枠に対して直角に設置された棒体が進出するため、測定者の技量に頼る従来の測定方法に対してより正確な測定を行うことができる。加えて、ロッド（２２）の進出距離が所定値を下回る、すなわちこの部分に打設されるコンクリート巻厚が不充分になる場合には警報が発せられて注意が喚起される。そして巻き厚が確保できるように対策を行うことができる。

【0008】

本第２発明では、前記距離検出手段（３）は、前記ロッド（２２）がその進出ストロークに達したときに異常を報知するように設定されている。

【0010】

本第３発明では、前記シリンダ（２１）はトンネル（Ｔ）内周に対向する前記型枠（１２）の全周に周方向へ間隔をおいて複数設けられ、測定時には前記距離検出手段（３）は複数の前記シリンダ（２１）のうち必要なものを選択して作動させるように設定されている。

【0019】

上記カッコ内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を参考的に示すものである。

【発明の効果】

【0020】

以上のように、本発明のコンクリート巻厚測定装置によれば、防水シートがトンネル内周から浮いている場合等にも、型枠外周とトンネル内周の間に打設されるコンクリート巻厚を正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態を示す、コンクリート巻厚測定装置を備えたトンネルセントルの正面図である。

【図2】検出部の全体側面図である。

【図3】計測部における制御フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。

【0023】

（第１実施形態）
図１にはコンクリート巻厚測定装置を備えたトンネルセントル（以下、単にセントルという）１を示す。図１において、地山にトンネルＴが掘削されてその内周に一次覆工コンクリートＣが吹き付けられている。さらに、一次覆工コンクリートの内表面には、図２に示すように、防水シートHが張設されている。トンネルＴ内にはその長手方向（図面前後方向）へ平行レールＲが敷設されて、当該平行レールＲ上に、セントル１を構成するガントリー１１が移動可能に設置されている。

【0024】

ガントリー１１には公知の構造で型枠１２が載設されている。すなわち、型枠１２は天端フォーム１２１、その両端に回動可能に連結された側フォーム１２２，１２３、さらに各側フォーム１２２，１２３に回動可能に連結された下端フォーム１２４，１２５から構成されている。これらフォーム１２１～１２５は円弧状に成形されて、天端フォーム１２１がガントリー１１上に昇降可能に支持されており、天端フォーム１１を上昇させた状態で、側フォーム１２，１２３および下端フォーム１２４，１２５をジャッキ１２６，１２７によって外方へ展開回動させると、図１に示すように、型枠１２の外周が、トンネルＴの内周から間隔をおいて内方へ離間した半円状に成形される。これにより、型枠１２の外周とトンネルＴの内周の間に二次覆工コンクリート（以下、単に覆工コンクリートという）を注入打設する円弧状の打設空間Ｓが形成される。

【0025】

ここで、本実施形態では天端フォーム１２１の、周方向へ間隔をおいた４か所と、左右の側フォーム１２２，１２３の、周方向へ間隔をおいた２か所に、それぞれコンクリート巻厚測定装置の検出部２が設けられている。検出部２は周方向のみならず、各フォーム１２１～１２５の幅方向（図面前後方向）の必要位置に設けられる。ここで、検出部２の設置数は単数、複数特に限定されない。

【0026】

上記各検出部２の基本構造は同じであり、その詳細を図２に示す。図２において、各フォーム１２１～１２５の表面、すなわち型枠１２の外周を構成するスキンプレート１２８、の裏面に取付用ステー２１１を介して検出部２を構成する空圧シリンダ２１が固定されている。空圧シリンダ２１から延びる棒体としてのロッド２２は、スキンプレート１２８に設けた円形の開口１２９に挿通されてトンネルＴ（一次覆工コンクリートＣ）の内周に向けて延びている。空圧シリンダ２１の外周にはアンプ２３が付設されて、アンプ２３に接続されたケーブル２３１がコンクリート巻厚測定装置の距離検出手段たる計測部３へ至っている（図１）。計測部３にはディスプレイ４が接続されている。なお、シリンダは必ずしも空圧に限られるものではない。

【0027】

空圧シリンダ２１としては例えばＳＭＣ（株）製のＣＥＰシリーズが使用でき、これによると、アンプ２３からロッド２２の進出および退入に伴って位相差が逆転した二相のパルス信号が出力されるから、パルス信号を加算ないし減算することによって、ロッド２２の進出距離を容易に知ることができる。

【0028】

空圧シリンダ２１のロッド２２の先端部には、ロッド２２よりも大径で上記開口１２９と同径の、金属や樹脂製の円板状の押圧部材２４が設けられている。ロッド２２が退入端まで後退した時には、押圧部材２４によって開口１２９がスキンプレート１２８の一般面と面一に閉鎖される。なお、押圧部材２４を設けない場合には、開口１２９とロッド２２をほぼ同じ径にして、ロッド２２が退入端まで後退した時にロッド２２の先端面で開口１２９が閉鎖されるようにしても良い。また、開口１２９や押圧部材２４の形状は四角形でも良い。

【0029】

計測部３は、各検出部２の空圧シリンダ２１に進出ないし退入の指令信号を与えるとともに、ロッド２２の進出ないし退入に伴ってアンプ２３を介して出力されるパルス信号を加算ないし減算してロッド２２の進出距離を取得する。

【0030】

上記構成のコンクリート巻厚測定装置の作動は、計測部３に内蔵されているＣＰＵによって図３の処理フローチャートで示すように制御される。コンクリート巻厚測定装置を作動させるのに先立って、新たな覆工コンクリートの打設位置へセントル１を移動させ、前述のように各フォーム１２１～１２５を上昇ないし展開させて型枠１２の外周とトンネルＴ（正確には一次覆工コンクリートＣ）の内周との間に打設空間Ｓを形成する。最初に、複数ある検出部のうち巻厚測定が必要とされる位置にあるすべての検出部を選択する（図３のステップ１０１）。続いて計測部３の測定開始ボタン（図示略）を押すと、選択された各検出部２の空圧シリンダ２１に進出指令信号が出力されて（図３のステップ１０２）ロッド２２がトンネルＴ内周に向けて進出させられる。

【0031】

この際、図２示すように防水シートＨがトンネル内周から浮いている場合でも、ロッド２２の先端の押圧部材２４を介して防水シートＨを押しやって、押圧部材２４がトンネルＴ内周に当接するまでロッド２２は進出する。この間にアンプ２３からパルス信号が出力されるから、計測部３でパルス信号を加算してロッド２２の進出距離を検出する（図３のステップ１０３）。この時のロッド２２の進出距離は、当該検出部２が設けられた部分の型枠１２外周とこれに対向するトンネルＴ内周との間の打設空間Ｓの間隔に対応しており、これは、この部分に注入打設される覆工コンクリートの巻厚に他ならない。なお、上述のように、ある程度以上の面積を有する押圧部材２４で防水シートＨを押圧しているから防水シートＨへの押圧力が分散されてその破損が効果的に防止される。

【0032】

そこで、ロッド２２の進出距離が予め定めた設定値以上であれば（図３のステップ１０４）覆工コンクリートの充分な巻厚が保証されるものとしてロッド２２の進出距離、すなわちこの時の打設空間の間隔を当該検出部２の特定情報と共に記憶しディスプレイ４（図１）等に表示する（図３のステップ１０５）。

【0033】

ステップ１０４でロッド２２の進出距離が設定値を越えない場合には覆工コンクリートの充分な巻厚が保証されないため、ロッド２２の進出距離、すなわちこの時の打設空間の間隔を当該検出部２の特定情報と共に記憶表示（図３のステップ１０６）した後、異常を報知し（図３のステプ１０７）、この段階で処理が終了する。なお、ロッド２２が進出端まで進出して進出距離がロッドのストローク位置に達した場合（図３のステップ１０８）にも、検出部２に何らかの不具合が生じたものとして異常を報知し（ステップ１０７）、この段階で処理が終了する。これら異常による処理終了後は、異常を示した検出部のロッド２２を手動で退入させた後、原因特定やその対策が行われる。

【0034】

選択された全ての検出部について巻厚測定が終了すると（図３のステップ１０９）、各検出部２の空圧シリンダ２１に退入指令信号が出力されて（図３のステップ１１０）、ロッド２２が退入端まで後退させられ、処理が終了する。

【0035】

以上のように、本実施形態のコンクリート巻厚測定装置によれば、予め定めた型枠部分での覆工コンクリートの巻厚を、多くの労力を要することなく自動的に正確な測定をすることができる。

【0036】

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態のようにシリンダのロッドを棒体とするのに代えて、棒体を進出退入させる駆動機構や、棒体の進出距離を検出するエンコーダ等の検出センサを別に設けるようにしても良い。なお、この場合、駆動機構を設けずに手動で棒体を進出させるようにしても良い。
また、単なる棒体に代えて、目盛り付きの棒状スケールを進出させるようにして、その進出距離を検出センサではなく直接カメラで記録したり、目視で確認したりするようにしても良い。
駆動機構は各棒体にそれぞれ設ける必要はなく、複数の棒体で共用するようにしても良い。
押圧部材でスキンプレートの開口を閉鎖するようにしたが、開口を閉鎖する別体の蓋部材を設けることもできる。

【符号の説明】

【0037】

１…トンネルセントル、１２…型枠、１２９…開口、２…検出部、２１…空圧シリンダ（駆動手段）、２２…ロッド（棒体）、２４…押圧部材、３…計測部（距離検出手段）、Ｓ…打設用空間、Ｔ…トンネル

【図1】

【図2】

【図3】