特許 7320223 トンネル覆工コンクリートの打設方法

(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】2023-07-26

(45)【発行日】2023-08-03

(54)【発明の名称】トンネル覆工コンクリートの打設方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20230727BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 B

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019013686

(22)【出願日】2019-01-29

(65)【公開番号】P2020122295

(43)【公開日】2020-08-13

【審査請求日】2021-12-01

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 ・覆工コンクリート高速打設システムの実規模施工実験（平成３０年９月２５日～平成３０年９月２６日 施工技術総合研究所）

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(73)【特許権者】

【識別番号】310005294

【氏名又は名称】北陸鋼産株式会社

(73)【特許権者】

【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】110002170

【氏名又は名称】弁理士法人翔和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】浜田 元

(72)【発明者】

【氏名】横山 豊也

(72)【発明者】

【氏名】佐土原 千尋

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０８２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２３５４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６４９９６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ２１Ｄ １１／００－１９／０６

Ｅ２１Ｄ ２３／００－２３／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリートの施工方法において、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間にコンクリートを打設する際に用いるトンネル覆工コンクリートの打設方法であって、
前記側壁部分から前記アーチ形状部分のクラウン部に至るまでのトンネル覆工用型枠に設けられた開閉可能な圧入接続口に、圧送配管を接続して、当該圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことで供給した後に、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを、上段の圧入接続口との間の中間部分の高さ位置に至るまで圧入することで供給するコンクリート流し込み圧入工程において、
トンネル覆工用型枠における前記圧入接続口に近接する該圧入接続口の直上部分に、トンネル覆工用型枠の型枠面から覆工空間にバイブレータ本体を進退可能に突出させる伸縮バイブレータ装置を取り付けておき、
前記圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことで供給した後に、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口から上段の圧入接続口との間の中間部分の高さ位置に至るまでコンクリートを圧入しながら打設する工程が完了して、前記圧入接続口を閉塞した直後に、コンクリートが打設された覆工空間に前記バイブレータ本体を突出させて、直前に打設されたコンクリートを、これの周囲の滞留したコンクリートと共に加振しながら締め固める工程が実施されるようになっており、
該直前に打設されたコンクリートを周囲の滞留したコンクリートと共に加振しながら締め固める工程では、コンクリートが打設された覆工空間に突出するバイブレータ本体の加振部は、前記圧入接続口の直上部分のフレッシュな状態のコンクリートの領域を超えて、これの両側の、直上部分から両側に広がるように流れて蓄積された、フレッシュ性に劣るコンクリートの下層部分と、閉塞した前記圧入接続口の部分とを含んだ広さの領域の部分を、同時に締め固めるようになっているトンネル覆工コンクリートの打設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネル覆工コンクリートの打設方法に関し、特に、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間に、コンクリートを打設する際に用いるトンネル覆工コンクリートの打設方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において、掘削したトンネルの内周面の地山を覆って構築されるトンネル覆工コンクリートを形成するための方法として、セントルと呼ばれるトンネル覆工用型枠を用いる工法が一般的に採用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。トンネル覆工用型枠５０は、例えば図５に示すように、例えば馬蹄形等のアーチ形状部分５２を含む形状のトンネル５３の内周面に沿って、トンネル５３の側壁部５５から上部に亘って設置されるものであり、設置されたトンネル覆工用型枠５０と、トンネル５３の内周面の吹き付けコンクリート５４によって覆われる地山との間の覆工空間６１に、好ましくは無筋コンクリートを打設して硬化させることにより、トンネル底部のインバート部５１のコンクリートと連続させるようにして、覆工コンクリートが形成されることになる。

【0003】

また、トンネル覆工用型枠５０としては、例えばバラセントルと呼ばれる組立式のトンネル覆工用型枠の他、スライドセントルと呼ばれる移動式のトンネル覆工用型枠が知られており、トンネル５３の掘削作業の進行に伴って、例えば１０．５ｍ程度の所定の施工スパン毎にトンネル覆工用型枠５０を据え付け直しながら、トンネル５３の掘進方向の後方から前方に向かって、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネル５３の側部及び上部の覆工コンクリートを、順次打設して形成して行くことになる。

【0004】

そして、トンネル覆工用型枠５０を用いてトンネルの側部及び上部の覆工コンクリートを打設するには、例えば図６（ａ）～（ｄ）に示すように、設置したトンネル覆工用型枠５０に設けられた検査窓５６からコンクリートを打設可能な高さ領域として、例えばトンネル５３の側壁部５５からアーチ形状部分５２の肩部までの領域に対しては、検査窓５６を介してコンクリート５７を供給すると共に、バイブレータ５８を検査窓５６から挿入し、供給されたコンクリート５７を締固めながらコンクリート５７を打設する（図６（ａ）～（ｃ）参照）。しかる後に、検査窓５６からコンクリート５７を供給しながらバイブレータ５８によって締固めることが困難な高さ領域として、トンネル５３の冠部（クラウン部）５９（図５参照）の領域に対しては、トンネル覆工用型枠５０の天端部に設けた吹き上げ投入口６０から、コンクリート５７を吹き上げ方式で圧入して打ち込み、直接バイブレータを用いて締固めを行うことなく、冠部５９の覆工コンクリート６４を形成するパターンが採用されている（図６（ｄ）参照）。

【0005】

より具体的には、所定位置にトンネル覆工用型枠５０を設置した後に、例えば側壁部５５の下部より、下段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図６（ａ）参照）と、さらに側壁部５５の上部のアーチ形状部分５２に向かって、中段の検査窓５６を介してコンクリート５７を流し込みながらバイブレータ５８を用いて締固める工程（図６（ｂ）参照）と、さらにアーチ形状部分５２の冠部５９の手前まで、上段の検査窓５６及び必要に応じて吹き上げ投入口６０を介してコンクリート５７を流し込みながら、バイブレータ５８を用いて締固める工程（図６（ｃ）参照）と、冠部５９における既設の覆工コンクリート６２側の部分から吹き上げ投入口６０を介してコンクリート５７を吹き上げ方式で圧入し、直接バイブレータを用いた締固めを行うことなく、妻型枠６３までコンクリートを充填する工程（図６（ｄ）参照）とによって、覆工コンクリート６４が打設されることになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００１－２８００９４号公報

【文献】特開２００３－２６２０９６号公報

【文献】特開２０１５－６７９４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

一方、近年のトンネル工法では、掘削技術の改良によって、コンクリートの打設から養生及びトンネル覆工用型枠の脱型までの、覆工コンクリートを形成するための工程の進捗が、トンネルの切羽面を掘削する工程の進捗に追随できなくなっている。このため、例えばトンネル覆工用型枠を組み立ててからコンクリートを打設するまでの工程と、打設したコンクリートの養生の後にトンネル覆工用型枠を脱型するまでの工程とを、別々の日に行っていたものを、トンネル覆工用型枠の脱型、移動、及び組立から、コンクリートの打設までの工程を、１日のうちに終わらせて、翌日は専らコンクリートの養生期間とするといった施工方法を採用したり、或いは、トンネル覆工用型枠の延長を長くしたりするなどによって、覆工コンクリートを形成するための工程の進捗を早めすようにすることが検討されている。

【0008】

また、覆工コンクリートを形成するための工程の進捗を早めることができるようにする他の方法として、例えばトンネル覆工用型枠を用いて形成される覆工コンクリートの打設空間（覆工空間）にコンクリートを打設する際に、複数のコンクリートポンプを用いる技術（例えば、特許文献３参照）が検討されている他、コンクリートの打設時間を短くするための方法として、下段に配置された圧入接続口に圧送配管を接続した後に、当該圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことにより供給したら、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを圧入することにより供給するコンクリート流し込み圧入工程を採用することによって、ンクリートポンプから延設して設けられた例えば金属製等の硬質の材料からなる圧送管を、下段から上段に切り換えてトンネル覆工用型枠に接続してゆく、手間のかかる作業を少なくすることが検討されている。

【0009】

しかしながら、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間において、圧送管を接続したコンクリート圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを圧入して供給すると、圧入された流動状態のコンクリートは、フレッシュな状態で圧入接続口から直上部分に向けて上方に流出し続けると共に、流出方向の先端部分のコンクリーが両側に広がるように流れながら、当該圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域の、当該圧入接続口よりも上方の覆工空間に、滞留しつつ徐々に打ち上げられるようにして蓄積されてゆくことになる。このため、圧入接続口から直上部分に向けて上方に流出し続ける、フレッシュな状態のコンクリートと、圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域において、滞留しつつ徐々に打ち上げられるようにして蓄積されてゆくコンクリートとの間には、圧入接続口よりも上方の覆工空間にコンクリートを圧入してゆく工程の最終段階で、両側の領域に流れて滞留し始めてからの時間が長くなった、特に下層部分において、コンクリートのフレッシュ性に時間差が生じることになって、圧入接続口の直上部分のフレッシュな状態のコンクリートと、これの両側の領域に流れて蓄積されたコンクリートとの一体性が不十分になることにより、例えば脱型後の覆工コンクリートの表面に界面線が現れるなどして、覆工コンクリートの品質が低下するおそれがある。

【0010】

本発明は、圧入接続口よりも上方の覆工空間にコンクリートを圧入して供給する際に、圧入接続口の直上部分のコンクリートと、圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域に流れて蓄積されたコンクリートとの間に、十分な一体性が得られるようにして、品質の良好な覆工コンクリートを形成することのできるトンネル覆工コンクリートの打設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】

【0011】

本発明は、トンネル覆工用型枠を用いて覆工コンクリートを形成するトンネル覆工コンクリートの施工方法において、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間にコンクリートを打設する際に用いるトンネル覆工コンクリートの打設方法であって、前記側壁部分から前記アーチ形状部分のクラウン部に至るまでのトンネル覆工用型枠に設けられた開閉可能な圧入接続口に、圧送配管を接続して、当該圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことで供給した後に、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを、上段の圧入接続口との間の中間部分の高さ位置に至るまで圧入することで供給するコンクリート流し込み圧入工程において、トンネル覆工用型枠における前記圧入接続口に近接する該圧入接続口の直上部分に、トンネル覆工用型枠の型枠面から覆工空間にバイブレータ本体を進退可能に突出させる伸縮バイブレータ装置を取り付けておき、前記圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことで供給した後に、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口から上段の圧入接続口との間の中間部分の高さ位置に至るまでコンクリートを圧入しながら打設する工程が完了して、前記圧入接続口を閉塞した直後に、コンクリートが打設された覆工空間に前記バイブレータ本体を突出させて、直前に打設されたコンクリートを、これの周囲の滞留したコンクリートと共に加振しながら締め固める工程が実施されるようになっており、該直前に打設されたコンクリートを周囲の滞留したコンクリートと共に加振しながら締め固める工程では、コンクリートが打設された覆工空間に突出するバイブレータ本体の加振部は、前記圧入接続口の直上部分のフレッシュな状態のコンクリートの領域を超えて、これの両側の、直上部分から両側に広がるように流れて蓄積された、フレッシュ性に劣るコンクリートの下層部分と、閉塞した前記圧入接続口の部分とを含んだ広さの領域の部分を、同時に締め固めるようになっているトンネル覆工コンクリートの打設方法を提供することにより、上記目的を達成したものである。

【0013】

また、本発明のトンネル覆工コンクリートの打設方法は、前記圧入接続口に前記圧送配管を接続させて、当該圧入接続口の上方の覆工空間にコンクリートを圧入しながら打設する工程が、前記圧入接続口に圧送配管を接続して、当該圧入接続口に至るまでの下方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを流し込むことで供給した後に、引き続いて当該圧入接続口の上方の覆工空間に、当該圧入接続口からコンクリートを圧入することで供給するコンクリート流し込み圧入工程において行われることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明のトンネル覆工コンクリートの打設方法によれば、圧入接続口よりも上方の覆工空間にコンクリートを圧入して供給する際に、圧入接続口の直上部分のコンクリートと、圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域に流れて蓄積されたコンクリートとの間に、十分な一体性が得られるようにして、品質の良好な覆工コンクリートを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（ａ）～（ｅ）は、本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する略示横断面図である。

【図2】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する、（ａ）は略示平面図であり、（ｂ）は略示縦断面図である。

【図3】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法を説明する、（ａ）は略示平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

【図4】本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法に用いる伸縮バイブレータの、（ａ）は作動状態の略示正面図であり、（ｂ）は収納状態の略示正面図である。

【図5】従来のトンネル覆工コンクリートの打設方法において、トンネル覆工用型枠をトンネルの内周面に沿って設置した状態を説明する略示横断図面である。

【図6】（ａ）～（ｄ）は、従来のトンネル覆工コンクリートの打設方法の作業手順を説明する、一部を断面図として示す略示側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の好ましい一実施形態に係るトンネル覆工コンクリートの打設方法は、例えば山岳トンネル工法等のトンネル工法において、図１（ａ）～（ｅ）に示すように、掘削したトンネル４０の内周面を覆って構築される覆工コンクリート２０を、セントルと呼ばれるトンネル覆工用型枠１０を用いて形成する際に、より品質の良好な覆工コンクリート２０を形成できるようにするための方法として採用されたものである。本実施形態では、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１、にコンクリートを打設する際に、好ましくは、圧入接続口１１ａ，１１ｂに圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続して、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂに至るまでの下方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂからコンクリートを流し込むことで供給した後に（図１（ａ）、（ｃ））、引き続いて当該圧入接続口１１ａ，１１ｂの上方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂからコンクリートを圧入することで供給するコンクリート流し込み圧入工程が行われるようになっている。本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法は、このコンクリート流し込み圧入工程において、圧入接続口１１ａ，１１ｂに、コンクリートポンプから延設する圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続させて、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂの上方の覆工空間２１にコンクリートを圧入しながら打設する際に、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分のコンクリートと、圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域に蓄積されたコンクリートとの間に、十分な一体性が得られるようにするための方法として採用されたものである。

【0017】

すなわち、トンネルの側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間２１において、圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続したコンクリート圧入接続口１１ａ，１１ｂの上方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂからコンクリート２２を圧入しながら供給すると、圧入された流動状態のコンクリート２２は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、フレッシュな状態で圧入接続口１１ａ，１１ｂから直上部分に向けて上方に流出し続けると共に、流出方向の先端部分のコンクリート２２が両側に広がるように流れながら、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分を挟んだ両側の領域の、当該圧入接続口１１ａ，１１ｂよりも上方の覆工空間２１に、滞留しつつ徐々に打ち上げられるようにして蓄積されてゆくことになる。このため、圧入接続口１１ａ，１１ｂから直上部分に向けて上方に流出し続ける、フレッシュな状態のコンクリート２２’と、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分を挟んだ両側の領域において、滞留しつつ徐々に打ち上げられるようにして蓄積されてゆくコンクリート２２”との間には、圧入接続口１１ａ，１１ｂよりも上方の覆工空間２１にコンクリート２２を圧入してゆく工程の最終段階で、両側の領域に流れて滞留し始めてからの時間が長くなった、特に下層部分において、コンクリート２２のフレッシュ性に時間差が生じることになって、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分のフレッシュな状態のコンクリート２２’と、これの両側の領域に流れて蓄積されたコンクリート２２”との一体性が不十分になることにより、例えば脱型後の覆工コンクリート２０の表面に界面線が現れるなどして、覆工コンクリート２０の品質が低下するおそれがある。このようなことから、本実施形態では、後述するトンネル覆工コンクリートの打設方法を採用することによって、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分のコンクリート２２’と、圧入接続口の直上部分を挟んだ両側の領域に蓄積されたコンクリート２２”との間に、十分な一体性が得られるようにして、品質の良好な覆工コンクリート２０を形成できるようにしている。

【0018】

そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法は、トンネル覆工用型枠１０を用いて覆工コンクリート２０を形成するトンネル覆工コンクリートの施工方法において、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでの覆工空間２１（図１（ａ）参照）に、コンクリート２２を打設する際に用いる打設方法であって、図１（ａ）～（ｅ）に示すように、トンネル４０の側壁部分４０ａからアーチ形状部分４０ｂのクラウン部４０ｃに至るまでのトンネル覆工用型枠１０に設けられた開閉可能な圧入接続口１１ａ、１１ｂに、コンクリートポンプ３０から延設する圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続させて、圧入接続口１１ａ、１１ｂの上方の覆工空間２１にコンクリート２２を圧入しながら打設する工程を含んでいる。

【0019】

また、図１（ａ）～（ｅ）、及び図２（ａ）に示すように、トンネル覆工用型枠１０における圧入接続口１１ａ、１１ｂに近接する該圧入接続口１１ａ、１１ｂの直上部分に、トンネル覆工用型枠１０の型枠面１４ｆから覆工空間２１にバイブレータ本体７１（図４（ａ）、（ｂ）参照）を進退可能に突出させる伸縮バイブレータ装置７０が取り付けられている。圧入接続口１１ａ、１１ｂの上方の覆工空間２１にコンクリート２２を圧入しながら打設する工程が完了して、コンクリート２２の圧入を停止した直後に、コンクリート２２が打設された覆工空間２１にバイブレータ本体７１を突出させて、直前に打設されたフレッシュなコンクリート２２’を、これの周囲の滞留したコンクリート２２”と共に加振しながら締め固める工程を含んでいる。

【0020】

本実施形態では、トンネル覆工コンクリートの打設方法に用いるトンネル覆工用型枠１０は、トンネル４０の掘進方向Ｘに移動可能なスライドセントルとなっており、例えば１８～２２ｍ程度の延長を有するロングスパンのセントルとなっている。トンネル覆工用型枠１０は、ロングスパンのセントルとなっていること以外は、例えば特開２０１５－６７９４９号公報に記載されたトンネル覆工用型枠と、略同様の構成を備えている。

【0021】

すなわち、トンネル覆工用型枠１０は、図１（ａ）～（ｅ）及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル４０の掘進方向Ｘに連結一体化された（図２（ｂ）参照）、複数の門型台車１３と、これらの一体化された門型台車１３によって支持されると共に、例えば吹付けコンクリートによる一次覆工２３によって覆われたトンネル４０の内周面に沿って配置されて、覆工空間２１の内側の型枠面１４ｆを形成する型枠本体１４とを含んで構成されている。門型台車１３は、基台部１３ａと、基台部１３ａを支持する支持脚部１３ｂとを備えている。支持脚部１３ｂの下端には、トンネル４０の床面に敷設されたレール２４に沿って走行可能な走行部１３ｃが設けられており、これによってトンネル覆工用型枠１０は、トンネル４０の掘進方向Ｘに移動できるようになっている。

【0022】

型枠本体１４は、一次覆工２３によって覆われたトンネル４０の内周面に沿った形状を備えるように組み付けられており、トンネル４０の内周面との間に所定の間隔をおいて配置されることにより、所定の厚さの覆工空間２１を形成する。また、型枠本体１４は、トンネル４０のアーチ形状部分４０ｂの上部の覆工空間２１を形成する上部型枠１４ａと、アーチ形状部分４０ｂの下部及び両側の側壁部分４０ａの覆工空間２１を形成する一対の側部型枠１４ｂと、一対の下端部型枠１４ｃとを含んで構成されている。上部型枠１４ａは、門型台車１３の基台部１３ａに設けられた複数の昇降ジャッキ１５ａによって、上下方向に昇降可能に支持されている。一対の側部型枠１４ｂは、上部型枠１４ａの両側の下端部に各々回転可能に接続されており、一対の下端部型枠１４ｃは、各々の側部型枠１４ｂの下端部に回転可能に接続されている。側部型枠１４ｂ及び下端部型枠１４ｃは、一端部が門型台車１３に連結された伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃの他端部と連結しており、これらの伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃを伸縮することで、側部型枠１４ｂや下端部型枠１４ｃを、上部型枠１４ａや側部型枠１４ｂに対して、回動できるようになっている。

【0023】

これらによって、トンネル覆工用型枠１０は、昇降ジャッキ１５ａや伸縮ジャッキ１５ｂ，１５ｃを伸縮させることで、型枠本体１４を展開したり内側にまとめたりすることが可能になって、トンネル４０の内周面に沿うように型枠本体１４を組み付けたり、型枠本体１４を脱型した後にトンネル４０の内部で掘進方向Ｘに移動させたりできるようになっている。

【0024】

本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０は、例えば１８～２２ｍ程度の延長を有するロングスパンの型枠としたことにより施工スパンを増大させて、工期の短縮を図ることができるようになっていることに加えて、好ましくは、前後方向（トンネルの掘進方向）Ｘの一方及び他方に２分割した状態となるように、分離可能な構成を備えている。トンネル覆工用型枠１０を一方及び他方に分離可能な構成としたことで、トンネル覆工用型枠１０の移動及びセットをロングスパンのまま一体として行えるようにして、移動及びセットの時間の短縮を図りつつも、例えばトンネル４０の坑口部分や断面拡幅部分等の、異なる断面部分の覆工コンクリート２０を施工する際に、これらの異なる断面部分の型枠の組み立てや打設したコンクリートの養生などのために、トンネル覆工用型枠１０を、移動することなく通常よりも長い期間、同じ位置に保持しておく必要がある場合でも、例えば一方の部分をそのまま保持しておき、異なる断面部分から外れた他方の部分を分離することで、分離した他方の部分を用いることによって、覆工コンクリート２０を形成する作業を進めることが可能になる。これによって、覆工コンクリート２０を形成するための工程が、異なる断面部分の影響によって長引くことになるのを、効果的に回避することが可能になる。

【0025】

本実施形態では、トンネル覆工用型枠１０によって形成された、一次覆工２３で覆われたトンネル４０の内周面との間の覆工空間２１には、上述のように、２系統のコンクリートポンプ（コンクリートポンプ車）３０及び圧送配管３１を介して、コンクリート２２が供給されるようになっている。すなわち、本実施形態では、コンクリートポンプ３０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、セットされたトンネル覆工用型枠１０を挟んだトンネルの掘進方向Ｘの前方及び後方に１台ずつ、２台配置されており、各々のコンクリートポンプ３０のホッパー部に、コンクリートミキサー車３２からコンクリート２２が投入されるようになっている。前後２台のコンクリートポンプ３０には、圧送配管３１が各々接続されている。これらの２系統の圧送配管３１を介して、２台のコンクリートポンプ３０から覆工空間２１に、コンクリート２２を同時に圧送して、供給できるようになっている。２系統のコンクリートポンプ２０及び圧送配管３１を用いることにより、覆工コンクリート２０を形成するための工程の進捗を、より効果的に早めることが可能になる。２台のコンクリートポンプ３０を用いる場合、これらの２台のコンクリートポンプ３０は、トンネル覆工用型枠１０を挟んだトンネルの掘進方向Ｘの前方又は後方の一方（片側）に、並べて配置することもできる。

【0026】

２台のコンクリートポンプ２０に接続されてコンクリートを圧送する２系統の圧送配管３１は、例えば鋳鉄製の硬質のコンクリート圧送管となっており、各々、一端部がコンクリートポンプ３０に接続されて、セットされたトンネル覆工用型枠１０の内側に至るまで、トンネル覆工用型枠１０の前後方向（トンネルの掘進方向）Ｘに延設して設けられた主配管３１ａと、主配管３１ａの他端部からロータバルブ３１ｃ（図１（ａ）～（ｅ）参照）を介してトンネル４０の幅方向の両側に枝分かれして設けられた分岐管３１ｂとを含んで形成されている。分岐管３１ｂは、長さの異なる直管や湾曲管等からなる複数のピースを含んで構成されており、選択した複数のピースを組み付けて、圧入接続口１１ａ、１１ｂに接続するように配置されると共に、これらのピースを組み替えることによって、当該分岐管３１ｂを、下段の圧入接続口１１ａから上段の圧入接続口１１ｂに切り換えて接続したり、上段の圧入接続口１１ｂから天頂部圧入接続口１１ｃに切り換えて接続したりできるようになっている。

【0027】

そして、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法では、図１（ａ）～（ｅ）、及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル覆工用型枠１０における圧入接続口１１ａ、１１ｂに近接する圧入接続口１１ａ、１１ｂの直上部分に、トンネル覆工用型枠１０の型枠面１４ｆからコンクリートの打設空間（覆工空間）２１にバイブレータ本体７１を進退可能に突出させる、伸縮バイブレータ装置７０が、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、バイブレータ本体７１を取付け支持枠７２によって支持した状態で取り付けられている。伸縮バイブレータ装置７０は、トンネル覆工用型枠に取り付けて用いるバイブレータ装置として公知の、例えば商品名「伸縮式バイブレータ装置」（北陸鋼産株式会社製）を用いることができる。

【0028】

本実施形態では、伸縮バイブレータ装置７０は、取付け支持枠７２、バイブレータ本体７１、ハンドル部７３、押し込みアーム部７４等を含んで構成されている。取付け支持枠部７２は、公知の各種の鋼材を組み付けて形成されており、型枠本体１４の型枠面１４ｆとは反対側の、作業空間側の内側面に、溶接等により固着されている。また、取付け支持枠部７２の下端部に設けられたフランジ部７２ａに、第一ヒンジ部７２ｂを介して一端部が回転可能に連結されて、への字形状に曲折した部分を含むハンドル部７３が取り付けられている。ハンドル部７３のへの字形状に曲折した部分の折れ曲がり部には、第二ヒンジ部７３ａを介して、押し込みアーム部７４の一端部が回転可能に連結されている。押し込みアーム部７４の他端部は、取付け支持枠部７２によって案内されて、型枠本体１４の型枠面１４ｆと垂直な方向に進退するバイブレータ本体７１における、加振部７１ａと把持ロッド部７１ｂとの接続部分に設けられたセパレートカラー部７１ｃに、第三ヒンジ部７１ｄを介して回転可能に連結されている。

【0029】

これらによって、例えば伸縮バイブレータ装置７０のバイブレータ本体７１を作動させる際には、ハンドル部７３のへの字形状に曲折した部分よりも外側の部分を把持して、ハンドル部７３が型枠本体１４の型枠面１４ｆと略垂直に配置された状態（図４（ｂ）参照）から、型枠面１４ｆと略平行になる位置まで略９０度回転させれば、図４（ａ）に示すように、これに伴って押し込みアーム部７３が型枠本体１４側に押し込まれてゆくことで、バイブレータ本体７１は、取付け支持枠部７２によって案内されながら、型枠本体１４に開口形成された挿通孔１４ｅを介して、コンクリート２２が打設された覆工空間２１の内部に向けてスライド移動する。これによって、バイブレータ本体７１の加振部７１ａが、トンネル覆工用型枠１０の型枠本体１４の型枠面１４ｆから、コンクリート２２が打設されて充填された覆工空間２１に進退可能に突出する。またバイブレータ本体７１の加振部７１ａを覆工空間２１に突出させた状態から、加振部７１ａを加振させることにより、覆工空間２１に充填されたコンクリート２２を締め固めることが可能になると共に、後述するように、圧入された圧入接続口１１ａ、１１ｂの直上部分のコンクリート２２’と、圧入接続口１１ａ、１１ｂの直上部分を挟んだ両側の領域に流れて蓄積されたコンクリート２２”との間に、十分な一体性が得られるようにすることが可能になる。

【0030】

バイブレータ本体７１の加振部７１ａを加振して、周囲のコンクリート２２を締め固めたら、加振部７１ａを加振を停止した後に、ハンドル部７３を把持して当該ハンドル部７３を型枠面１４ｆと略垂直に配置されるまで逆方向に回転させれば、図４（ｂ）に示すように、これに伴って押し込みアーム部７４が、型枠本体１４とは反対側に引き戻されることで、バイブレータ本体７１は、加振部７１ａの先端を挿通孔１４ｅの開口面に沿わせて、挿通孔１４ｅを閉塞した状態で収納される。ここで、挿通孔１４ｅの内径面には、バイブレータ本体７１の加振部７１ａの外径と略同様の内径を有する、好ましくはネオプレーンゴム製のリング状のシール部材７８が、嵌め込まれるようにして取り付けられている（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。これによって、加振部７１ａの振動が型枠本体１４に伝達されるのを抑制することが可能になると共に、バイブレータ本体７１ａの加振部７１ａと挿通孔１４ｅとの間の隙間から、覆工空間２１に充填されたコンクリート２２が漏出するのを、効果的に回避できるようになっている。

【0031】

本実施形態では、伸縮バイブレータ装置７０は、トンネル覆工用型枠１０における各々の圧入接続口１１ａ、１１ｂに近接する、これらの圧入接続口１１ａ、１１ｂの直上部分に、高さ方向に３００～１１００ｍｍ程度の所定の間隔をおいて、１又は複数箇所（本実施形態では、各々２箇所）に設けられている。

【0032】

そして、本実施形態では、各々の圧入接続口１１ａ、１１ｂから、これらの上方の覆工空間２１にコンクリート２２を圧入しながら打設する工程が完了して、コンクリート２２の圧入を停止した直後に、コンクリート２２が打設された覆工空間２１に伸縮バイブレータ装置７０のバイブレータ本体７１の加振部７１ａを突出させて、直前に打設されたコンクリート２２’を、これの周囲の滞留したコンクリート２２”と共に加振しながら締め固める工程を含んでいる。

【0033】

すなわち、例えば下段の圧入接続口１１ａに、圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続して、当該圧入接続口１１ａに至るまでの下方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａからコンクリートを流し込むことで供給した後に（図１（ａ）参照）、引き続いて当該圧入接続口１１ａの上方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ａからコンクリート２２を圧入したら（図１（ｂ）参照）、コンクリート２２の圧入を停止した直後として、好ましくは圧入接続口１１ａを閉塞した直後に、圧送配管３１の分岐管３１ｂを上段の圧入接続口１１ｂに切り換えて接続するのに先立って、下段の圧入接続口１１ａの直上部分に配置された伸縮バイブレータ装置７０のバイブレータ本体７１の加振部７１ａを、コンクリート２２が打設された覆工空間２１に突出させて加振する。また、例えば上段の圧入接続口１１ｂに、圧送配管３１の分岐管３１ｂを接続して、当該圧入接続口１１ｂに至るまでの下方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ｂからコンクリートを流し込むことで供給した後に（図１（ｃ）参照）、引き続いて当該圧入接続口１１ｂの上方の覆工空間２１に、当該圧入接続口１１ｂからコンクリート２２を圧入したら（図１（ｄ）参照）、コンクリート２２の圧入を停止した直後として、好ましくは圧入接続口１１ｂを閉塞した直後に、圧送配管３１の分岐管３１ｂを天頂部の圧入接続口１１ｃに切り換えて接続するのに先立って、上段の圧入接続口１１ｂの直上部分に配置された伸縮バイブレータ装置７０のバイブレータ本体７１の加振部７１ａを、コンクリート２２が打設された覆工空間２１に突出させて加振する。

【0034】

各々の圧入接続口１１ａに近接してこれらの直上部分に配置された伸縮バイブレータ装置７０の、コンクリート２２が打設された覆工空間２１に突出するバイブレータ本体７１の加振部７１ａは、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分のフレッシュな状態のコンクリート２２’の領域を超えて、これの両側の、直上部分から両側に広がるように流れて蓄積された、フレッシュ性に劣るコンクリート２２”の領域を含めた広さの、図３（ｂ）の破線で示す円形領域の部分を同時に締め固めることが可能なので、これらの境界部分においてコンクリートを一体として混ぜ合わせた状態とすることが可能になる。

【0035】

したがって、本実施形態のトンネル覆工コンクリートの打設方法によれば、圧入接続口１１ａ，１１ｂよりも上方の覆工空間にコンクリート２２を圧入して供給する際に、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分のコンクリート２２’と、圧入接続口１１ａ，１１ｂの直上部分を挟んだ両側の領域に流れて蓄積されたコンクリート２２”との間に、十分な一体性が得られるようにして、品質の良好な覆工コンクリート２０を形成することが可能になる。

【0036】

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、圧入接続口は、側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでのトンネル覆工用型枠の天頂部よりも下方に、２段に設ける必要は必ずしも無く、上下方向に間隔をおいて３段以上に設けて、各々の圧入接続口からコンクリートを圧入して打設することもできる。また、側壁部分からアーチ形状部分のクラウン部に至るまでの覆工空間に供給されるコンクリートは、２系統の圧送配管やコンクリートポンプから送れられるものである必要は必ずしもなく、１系統又は３系統以上の圧送配管やコンクリートポンプから送れられるものであっても良い。

【符号の説明】

【0037】

１０ トンネル覆工用型枠
１１ａ 下段の圧入接続口
１１ｂ 上段（最上段）の圧入接続口
１１ｃ 天頂部圧入接続口
１３ 門型台車
１３ａ 基台部
１３ｂ 支柱脚部
１３ｃ 走行部
１４ 型枠本体
１４ａ 上部型枠
１４ｂ 側部型枠
１４ｃ 下端部型枠
１４ｆ 型枠面
１５ａ 昇降ジャッキ
１５ｂ，１５ｃ 伸縮ジャッキ
２０ 覆工コンクリート
２１ 覆工空間
２２ コンクリート
２３ 一次覆工
２４ レール
３０ コンクリートポンプ（コンクリートポンプ車）
３１ 圧送配管
３１ａ 主配管
３１ｂ 分岐管
４０ トンネル
４０ａ 側壁部分
４０ｂ アーチ形状部分
４０ｃ クラウン部
７０ 伸縮バイブレータ装置
７１ バイブレータ本体
７１ａ 加振部
Ｘ トンネル覆工用型枠１０の前後方向（トンネルの掘進方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】