特許 7417477 コンクリート打設装置及びコンクリート打設方法

(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】2024-01-10

(45)【発行日】2024-01-18

(54)【発明の名称】コンクリート打設装置及びコンクリート打設方法

(51)【国際特許分類】

   E21D 11/10 20060101AFI20240111BHJP

【ＦＩ】

E21D11/10 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020103161

(22)【出願日】2020-06-15

(65)【公開番号】P2021195789

(43)【公開日】2021-12-27

【審査請求日】2023-01-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(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】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(74)【代理人】

【識別番号】100125380

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 綾子

(74)【代理人】

【識別番号】100142996

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 聡二

(74)【代理人】

【識別番号】100166268

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 祐

(74)【代理人】

【識別番号】100170379

【弁理士】

【氏名又は名称】徳本 浩一

(74)【代理人】

【識別番号】100217076

【弁理士】

【氏名又は名称】宅間 邦俊

(74)【代理人】

【氏名又は名称】有原 幸一

(72)【発明者】

【氏名】松本 修治

(72)【発明者】

【氏名】手塚 康成

(72)【発明者】

【氏名】日野 博之

(72)【発明者】

【氏名】大久保 常秀

(72)【発明者】

【氏名】小谷 拓也

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０２４４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０８２４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－０７８９６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６７９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第０３８７２３００（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－１１２７６９（ＪＰ，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】

トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間にコンクリートを打設するコンクリート打設装置であって、
前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられ前記空間へのコンクリートの打設に用いられる複数の打設口と、
前記コンクリートを貯留可能な貯留容器と、
前記貯留容器内の前記コンクリートを吸引して吐出する吐出運転を実行可能なコンクリートポンプと、
前記コンクリートポンプに接続される一端部を有する主コンクリート流通路と、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する第１コンクリート流通路と、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する第２コンクリート流通路と、
前記主コンクリート流通路の他端部の接続先を、前記第１コンクリート流通路と前記第２コンクリート流通路との間で選択的に切り替え可能な主切替装置と、
前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置であって、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替え可能な前記第１切替装置と、
前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置であって、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替え可能な前記第２切替装置と、
前記第１コンクリート流通路の上端部又は前記第２コンクリート流通路の上端部から前記複数の打設口のうちの最も前記型枠の頂部側に設けられる頂部打設口まで延在する頂部コンクリート流通路と、
を含み、
前記第１切替装置及び前記第２切替装置は、対応する前記打設口に当該打設口を閉止可能なシャッター部をそれぞれ有する、コンクリート打設装置。

【請求項2】

前記頂部打設口は、前記型枠における前記トンネルの坑口近傍に位置している、請求項１に記載のコンクリート打設装置。

【請求項3】

トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間に、前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられる複数の打設口を介してコンクリートを打設するコンクリート打設方法において、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由する第１コンクリート流通路と、前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由する第２コンクリート流通路と、を敷設する工程と、
前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置を用いて、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替える工程と、
前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置を用いて、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替える工程と、
前記第１コンクリート流通路の上端部又は前記第２コンクリート流通路の上端部から前記複数の打設口のうちの前記型枠における頂部に設けられる頂部打設口まで延在する頂部コンクリート流通路を敷設する工程と、
コンクリートを、前記第１コンクリート流通路及び前記第２コンクリート流通路のうちの前記頂部コンクリート流通路が延長されている方の流通路と前記頂部コンクリート流通路を経由して、前記空間のうちのトンネル冠部の領域に打設する工程と、
を含み、
前記第１切替装置を用いた前記切り替える工程は、前記第１切替装置に設けられたシャッター部を用いて、前記低位の流通路の前記接続先を前記高位の流通路に切り替えた状態において対応する前記打設口を閉止し、
前記第２切替装置を用いた前記切り替える工程は、前記第２切替装置に設けられたシャッター部を用いて、前記低位の流通路の前記接続先を前記高位の流通路に切り替えた状態において対応する前記打設口を閉止する、
コンクリート打設方法。

【請求項4】

トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間にコンクリートを打設するコンクリート打設装置であって、
前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられ前記空間へのコンクリートの打設に用いられる複数の打設口と、
前記コンクリートを貯留可能な貯留容器と、
前記貯留容器内の前記コンクリートを吸引して吐出する吐出運転を実行可能なコンクリートポンプと、
前記コンクリートポンプに接続される一端部を有する主コンクリート流通路と、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する第１コンクリート流通路と、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する第２コンクリート流通路と、
前記主コンクリート流通路の他端部の接続先を、前記第１コンクリート流通路と前記第２コンクリート流通路との間で選択的に切り替え可能な主切替装置と、
前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置であって、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記低位流通路と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記低位流通路と前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替わる前記第１切替装置と、
前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置であって、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路の前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替わる前記第２切替装置と、
前記型枠の外面において前記複数の打設口のそれぞれの上方且つ近傍に設けられ、圧力又はコンクリートの有無を検知可能なセンサと、
を含み、
前記第１切替装置及び前記第２切替装置は、前記第２の状態において対応する前記打設口を閉止可能なシャッター部をそれぞれ有し、
前記第１切替装置及び前記第２切替装置のそれぞれは、対応する前記打設口の高位の打設口の上方且つ近傍に設けられた前記センサからの出力に基づいて決定されるタイミングで、前記第１の状態から前記第２の状態に切り替わる、
コンクリート打設装置。

【請求項5】

前記コンクリートポンプは、所定の回数分の往復移動を一単位の打設動作として実行する第１ピストン部及び第２ピストン部を有し、
前記主切替装置は、前記コンクリートポンプにおける前記一単位の打設動作が完了したタイミングで作動して、前記主コンクリート流通路の他端部の接続先の切り替えを行い、
前記一単位の打設動作が完了する前に、コンクリートが前記一単位の打設動作に応じて想定される打設高さより高い位置に達していることを、前記センサからの出力により検知されたときには、前記主切替装置は、強制的に前記接続先を切り替えるように駆動される、
請求項４に記載のコンクリート打設装置。

【請求項6】

トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間に、前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられる複数の打設口を介してコンクリートを打設するコンクリート打設方法において、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由する第１コンクリート流通路と、前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由する第２コンクリート流通路と、を敷設する工程と、
前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置を、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記低位流通路と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記低位流通路と前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替える工程と、
前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置を、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路の前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替える工程と、
を含み、
前記第１切替装置を切り替える工程は、前記空間のうちの前記一方側の領域内のコンクリートが前記第１切替装置に対応する前記打設口の高位の打設口の開口高さより高い位置まで吹き上げられたタイミングで、前記第１切替装置を前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替える、
コンクリート打設方法。

【請求項7】

トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間に、前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられる複数の打設口を介してコンクリートを打設するコンクリート打設方法において、
前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由する第１コンクリート流通路と、前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由する第２コンクリート流通路と、を敷設する工程と、
前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置を、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記低位流通路と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記低位流通路と当該第１切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記低位流通路と前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替える工程と、
前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置を、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路である低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口とを接続すると共に、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路である高位流通路との接続を遮断する第１の状態と、前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と当該第２切替装置に対応する前記打設口との接続を遮断すると共に前記第２コンクリート流通路の前記低位流通路と前記第２コンクリート流通路の前記高位流通路とを接続する第２の状態とに、切り替える工程と、
を含み、
前記第２切替装置を切り替える工程は、前記空間のうちの前記他方側の領域内のコンクリートが前記第２切替装置に対応する前記打設口の高位の打設口の開口高さより高い位置まで吹き上げられたタイミングで、前記第２切替装置を前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替える、
コンクリート打設方法。

【請求項8】

前記型枠の外面において前記複数の打設口のそれぞれの上方且つ近傍には、圧力又はコンクリートの有無を検知可能なセンサが設けられており、
前記第１切替装置を切り替える工程は、当該第１切替装置に対応する前記打設口の高位の打設口の上方且つ近傍に設けられた前記センサからの出力に基づいて決定されるタイミングで、前記第１切替装置を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替える、
請求項６に記載のコンクリート打設方法。

【請求項9】

前記型枠の外面において前記複数の打設口のそれぞれの上方且つ近傍には、圧力又はコンクリートの有無を検知可能なセンサが設けられており、
前記第２切替装置を切り替える工程は、当該第２切替装置に対応する前記打設口の高位の打設口の上方且つ近傍に設けられた前記センサからの出力に基づいて決定されるタイミングで、前記第２切替装置を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替える、
請求項７に記載のコンクリート打設方法。

【請求項10】

前記第１コンクリート流通路を経由した前記空間へのコンクリートの打設と前記第２コンクリート流通路を経由した前記空間へのコンクリートの打設とを交互に行う左右打設工程を、
含み、
前記コンクリートは、所定の回数分の往復移動を一単位の打設動作として実行する第１ピストン部及び第２ピストン部を有するコンクリートポンプにより打設され、
前記左右打設工程は、前記コンクリートポンプにおける前記一単位の打設動作が完了したタイミングで、コンクリートの打設先の切り替えを行い、
前記一単位の打設動作が完了する前に、コンクリートが前記一単位の打設動作に応じて想定される打設高さより高い位置に達していることを、前記センサからの出力により検知されたときには、前記左右打設工程は、強制的にコンクリートの打設先を切り替える、
請求項８又は９に記載のコンクリート打設方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トンネルの内周面とこの内周面に相対するアーチ状の型枠との間の空間（いわゆる覆工空間）にコンクリートを打設する、コンクリート打設装置、及び、コンクリート打設方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種のコンクリート打設装置やコンクリート打設方法としては、特許文献１に開示されているものが知られている。特許文献１に記載された覆工コンクリート打設装置は、型枠とコンクリートポンプとコンクリート分流器と複数の打設管とを有している。型枠には、コンクリートを覆工空間内に打設するための複数の打設口が設けられている。コンクリートポンプはコンクリートを圧送し、コンクリート分流器はコンクリートポンプと複数の打設管の中から選択された一つの打設管とを個別に接続する。複数の打設管はそれぞれコンクリート分流器から対応する打設口まで個別に敷設されている。つまり、打設管は打設口毎にコンクリート分流器から対応する打設口まで敷設されている。そして、コンクリートの打設に用いられる打設管はコンクリート分流器により順に切り替えられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１１２７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された覆工コンクリート打設装置では、各打設管は対応する打設口用の専用配管として用いられているため、コンクリートの打設に用いる打設管の切り替えの度に、コンクリートの打設の役目を終えた打設管が発生する。その結果、打設の役目を終えた打設管内に残るコンクリート（残留コンクリート）が多量に発生することになる。したがって、打設管の切り替えの度に覆工空間に打設されずに廃棄されてしまうコンクリート（廃棄コンクリート）が多量に発生し得る。

【0005】

そこで、本発明は、廃棄コンクリートの量を削減することが可能なコンクリート打設装置及びコンクリート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】

【0006】

本発明の一側面によると、トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間にコンクリートを打設するコンクリート打設装置が提供される。このコンクリート打設装置は、複数の打設口と、前記コンクリートを貯留可能な貯留容器と、コンクリートポンプと、主コンクリート流通路と、第１コンクリート流通路と、第２コンクリート流通路と、主切替装置と、第１切替装置と、第２切替装置と、を含む。前記複数の打設口は、前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられ前記空間へのコンクリートの打設に用いられる。前記主コンクリート流通路は、前記コンクリートポンプに接続される一端部を有する。前記第１コンクリート流通路は、前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する。前記第２コンクリート流通路は、前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由するように延在する。前記主切替装置は、前記主コンクリート流通路の他端部の接続先を、前記第１コンクリート流通路と前記第２コンクリート流通路との間で選択的に切り替え可能である。前記第１切替装置は、前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる。そして、前記第１切替装置は、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替え可能である。前記第２切替装置は、前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる。そして、前記第２切替装置は、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替え可能である。そして、前記第１切替装置及び前記第２切替装置は、対応する前記打設口に当該打設口を閉止可能なシャッター部をそれぞれ有する。

【0007】

本発明の別の側面によると、トンネルの内周面とこれに相対するアーチ状の型枠との間の空間に、前記型枠において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられる複数の打設口を介してコンクリートを打設するコンクリート打設方法が提供される。このコンクリート打設方法は、前記複数の打設口のうちの前記型枠の一方の側壁側に位置する第１打設口群を低位側から高位側に順に経由する第１コンクリート流通路と、前記複数の打設口のうちの前記型枠の他方の側壁側に位置する第２打設口群を低位側から高位側に順に経由する第２コンクリート流通路と、を敷設する工程と、前記第１コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第１切替装置を用いて、前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第１コンクリート流通路における当該第１切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替える工程と、前記第２コンクリート流通路における前記打設口に対応する部分にそれぞれ設けられる第２切替装置を用いて、前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より低位の流通路の接続先を、対応する前記打設口と前記第２コンクリート流通路における当該第２切替装置より高位の流通路との間で選択的に切り替える工程と、を含む。前記第１切替装置を用いた前記切り替える工程は、前記第１切替装置に設けられたシャッター部を用いて、前記低位の流通路の前記接続先を前記高位の流通路に切り替えた状態において対応する前記打設口を閉止する。前記第２切替装置を用いた前記切り替える工程は、前記第２切替装置に設けられたシャッター部を用いて、前記低位の流通路の前記接続先を前記高位の流通路に切り替えた状態において対応する前記打設口を閉止する。

【発明の効果】

【0008】

前記一側面によるコンクリート打設装置及び前記別の側面によるコンクリート打設方法によると、前記第１コンクリート流通路は前記第１打設口群を低位側から高位側の順で連続的に経由するように延在しており、前記第２コンクリート流通路は前記第２打設口群を低位側から高位側の順で連続的に経由するように延在している。そして、前記第１コンクリート流通路（前記第２コンクリート流通路）において、最低位の前記第１切替装置（前記第２切替装置）から順に、前記低位の流通路の接続先を対応する前記打設口から前記高位の流通路に切り替えると共に対応する前記打設口を前記シャッター部によって閉止することができる。このように最低位の前記第１切替装置（前記第２切替装置）から順に上記切り替えを行うことによって、前記空間へのコンクリートの打設に用いる打設口を、順次高位のものに切り替えることができる。そして、前記第１コンクリート流通路（前記第２コンクリート流通路）において前記空間に連通し且つコンクリートを前記空間に導くことが可能な部分（つまり、実質的にコンクリートの流通路として機能する部分）が、前記打設口の切り替えの度に、上方に向かって徐々に延長されていくことになる。また、前記型枠の一方の側壁側と他方の側壁側のそれぞれにおいて、コンクリートは一系統の流通路（つまり、前記第１コンクリート流通路又は前記第２コンクリート流通路における上記実質的に流通路として機能する部分）を経由して前記空間内に圧入され、前記空間内を吹き上がるように導かれることになる。そして、前記打設口の切り替えが行われたとしても、各第１切替装置（各第２切替装置）に対する前記低位の流通路は、そのまま、高位の前記打設口を介し前記空間に連通し且つコンクリートを前記空間に導く上記実質的な流通路として機能することになる。したがって、前記打設口の切り替えの度に前記低位の流通路内に残るコンクリート（残留コンクリート）は、廃棄されることなく前記空間に導かれて、前記空間へのコンクリートの打設に有効に用いられ得る。

【0009】

このようにして、廃棄コンクリートの量を削減することが可能なコンクリート打設装置、及び、コンクリート打設方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るコンクリート打設装置の概略の断面図である。

【図2】前記コンクリート打設装置におけるコンクリートの流通経路を説明するための概念図である。

【図3】コンクリートの流通経路を説明するための別の概念図である。

【図4】前記コンクリート打設装置の貯留容器、コンクリートポンプ及び主切替装置についての構造を説明するための概念図である。

【図5】前記主切替装置及び前記コンクリートポンプの動作を説明するための概念図である。

【図6】前記コンクリート打設装置の第１切替装置及び第２切替装置の断面図である。

【図7】前記第１切替装置及び前記第２切替装置の状態（第１の状態）を説明するための図である。

【図8】前記第１切替装置及び前記第２切替装置の別の状態（第２の状態）を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して、本発明に係るコンクリート打設装置、及び、コンクリート打設方法の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るコンクリート打設装置１００の概略の断面図であると共に、トンネルの切羽に向かって視たトンネルの横断面図でもある。図２及び図３はコンクリート打設装置１００のコンクリートの流通経路を説明するための概念図であり、図２はコンクリート打設装置１００の概略の側面図を、図３はコンクリート打設装置１００の上面図でもある。

【0012】

本実施形態のトンネルは、山岳トンネルである。図１に示すように、掘削機や発破等により掘削されて形成されたトンネルの内周面（換言すると地盤の内周面）１には、一次支保用の吹き付けコンクリート２が吹き付けられている。そして、この内周面１（詳しくは、吹き付けコンクリート２）に相対するようにアーチ状の型枠３が配置され、内周面１とこれに相対する型枠３との間にコンクリート打設用の覆工空間Ｓが形成されている。コンクリート打設装置１００は、この覆工空間Ｓにコンクリートを打設する装置である。

【0013】

コンクリート打設装置１００は、型枠３に設けられる複数の打設口３ａと、貯留容器１０と、コンクリートポンプ２０と、主コンクリート流通路３０と、第１コンクリート流通路３０Ａと、第２コンクリート流通路３０Ｂと、主切替装置４０と、第１切替装置５０Ａと、第２切替装置５０Ｂと、を含む。

【0014】

型枠３は、図２に示すように、トンネル長手方向に所定幅（例えば１．５ｍ）を有する型枠部材を複数（図では７個）連結し、１スパン（例えば１０．５ｍ）として構成される。なお、各型枠部材は周方向に複数に分割されているが、図１～図３では、図の簡略化のため、型枠３の周方向の分割境界については、図示省略している。また、図２及び図３では、後述するレール６やガントリー車７については図示省略している。１スパンの型枠３は７個の型枠部材３Ａ～３Ｇにより構成され、覆工空間Ｓは内周面１と１スパンの型枠３との間に形成される。図１では図示省略したが、型枠３の内側には、トンネル長手方向に伸びる複数の補強部材３ｃが上下方向に間隔をあけて設けられている（後述の図６～図８参照）。

【0015】

型枠３には、その上下方向（換言すると、周方向）及びトンネル長手方向に間隔をあけた複数の箇所に、検査窓等の開口部３ｂが設けられている。各開口部３ｂ（後述する打設口３ａとして用いられる開口部３ｂは除く）には、開口を塞ぐための着脱自在なパネル（図示省略）がそれぞれ設けられている。図では、各型枠部材３Ａ～３Ｇにおいて、開口部３ｂは、トンネル幅方向の片側で５箇所に設けられると共に型枠３の頂部（換言すると、天端部）の１箇所にも設けられている。したがって、開口部３ｂは、各型枠部材３Ａ～３Ｇのそれぞれの全周では１１箇所に設けられている。また、図２及び図３に示すように、覆工空間Ｓの坑口側（ラップ側）は先行（既設）の覆工コンクリートＣにより塞がれ、覆工空間Ｓの切羽側端部（妻側）は妻型枠４により塞がれている。型枠３の配置には、トンネル底面５にトンネル長手方向に沿って敷設されたレール６上を移動可能な門型のガントリー車７が用いられる。ガントリー車７は、型枠３を支持すると共に型枠３をトンネル長手方向に移動させるため台車であり、トンネル長手方向に走行可能に構成されている。ガントリー車７には、複数のジャッキ７１～７４が取付けられている。各型枠部材３Ａ～３Ｇは、複数のジャッキ７１～７４を介して、ガントリー車７に連結固定されている。型枠３の各型枠部材３Ａ～３Ｇは前述したように周方向に複数に分割されている。そして、各型枠部材３Ａ～３Ｇにおける周方向に隣合う部材同士はヒンジ接合されており、各型枠部材３Ａ～３Ｇは、複数のジャッキ７１～７４によって拡径・縮径自在である。

【0016】

コンクリート打設装置１００における複数の打設口３ａは、型枠３において少なくとも上下方向に間隔をあけて設けられ覆工空間Ｓへのコンクリートの打設に用いられる。本実施形態では、打設口３ａは複数の開口部３ｂの中から選択される。コンクリートは、高い材料分離抵抗性と充填性を有した流動性の高い中流動コンクリートを用いるとよい。

【0017】

具体的には、型枠３の一方の側壁側用と他方の側壁側用と型枠３の頂部用の打設口３ａが、複数の開口部３ｂの中からに適宜に選択される。つまり、複数の開口部３ｂの一部が打設口３ａとして用いられる。本実施形態では、中央の型枠部材３Ｄにおける頂部以外に設けられた１０箇所の開口部３ｂと、先行の覆工コンクリートＣに隣接する型枠部材３Ａにおける頂部の開口部３ｂとが、打設口３ａとして予め選択される。以下において、図２及び図３に示すように、複数の打設口３ａのうちの型枠３の一方の側壁側に位置するものを第１打設口群３０１と呼び、複数の打設口３ａのうちの型枠３の他方の側壁側に位置するものを第２打設口群３０２と呼び、複数の打設口３ａのうちの型枠３における頂部に設けられるものを頂部打設口３０３と呼ぶ。本実施形態では、頂部打設口３０３は、一つであり、型枠３におけるトンネルの坑口近傍に位置している。なお、本実施形態では、型枠３の一方の側壁側とは、切羽に向かって視た型枠３の右側壁であり、型枠３の他方の側壁側とは、切羽に向かって視た型枠３の左側壁であるものとする。また、頂部打設口３０３は、複数の打設口３ａのうちの最も型枠３の頂部側に設けられていればよく、厳密に型枠３における最も高い部分（つまり頂部）に位置していなくてもよい。

【0018】

貯留容器１０は、コンクリートを貯留可能な容器であり、例えば、図２に示すように、上部が開口された箱状に形成されている。貯留容器１０の底部には、後述する図４に示すように、コンクリートの出入口としての容器側第１ポート１１ａ及び容器側第２ポート１１ｂが設けられている。

【0019】

コンクリートポンプ２０は、貯留容器１０内のコンクリートを吸引して吐出する吐出運転を実行可能なポンプである。換言すると、コンクリートポンプ２０は、前記吐出運転により、貯留容器１０側から後述する主切替装置４０側に向かってコンクリートを圧送して導く。本実施形態では、コンクリートポンプ２０は、前記吐出運転と吸引運転とを選択的に実行可能に構成されている。コンクリートポンプ２０は、前記吸引運転では、前記吐出運転とは逆に、主切替装置４０側から貯留容器１０側に向かってコンクリートを吸引して導く。なお、コンクリートポンプ２０の構造については、後に詳述する。

【0020】

主コンクリート流通路３０は、コンクリートの流通路であり、後述する図４に示すように、貯留容器１０に接続される一端部３１と、主切替装置４０に接続される他端部３２とを有し、適宜の配管部材を用いて形成されている。特に限定されるものではないが、主コンクリート流通路３０におけるコンクリートポンプ２０側の部分は、図２及び図３に示すように、貯留容器１０とトンネル底面５との間を延びるように敷設されている。

【0021】

第１コンクリート流通路３０Ａ及び第２コンクリート流通路３０Ｂは、それぞれ、コンクリートの流通路であり、適宜の配管部材を用いて形成されている。第１コンクリート流通路３０Ａは、型枠３の一方の側壁側（右側壁側）において型枠３の内面に沿って第１打設口群３０１を低位側から高位側に順に経由するように延在する。第２コンクリート流通路３０Ｂは、型枠３の他方の側壁側（左側壁側）において型枠３の内面に沿って第２打設口群３０２を低位側から高位側に順に経由するように延在する。型枠３の内面は型枠３における覆工空間Ｓ側の面とは反対側の面であり、型枠３の外面は覆工空間Ｓ側の面（換言すると、コンクリートに接する面）である。ここで、コンクリートポンプ２０を基準とすると、「低位」は上流側であり、「高位」は下流側である。

【0022】

第１コンクリート流通路３０Ａの上流側端部である基端部３０Ａ１（後述する図４参照）及び第２コンクリート流通路３０Ｂの上流側端部である基端部３０Ｂ１（後述する図４参照）は、それぞれ主切替装置４０に接続されている。以下では、第１打設口群３０１を構成する各打設口３ａや第２打設口群３０２を構成する各打設口３ａのそれぞれを区別する必要がある場合等には、各流通路（３０Ａ、３０Ｂ）における上流側（下方）から５箇所の打設口３ａについて、上流側（下）から順に、第１打設口３ａ１、第２打設口３ａ２、第３打設口３ａ３、第４打設口３ａ４、及び、第５打設口３ａ５という。また、第１打設口群３０１を構成する各打設口３ａのトンネル底面５からのそれぞれの高さは、第２打設口群３０２を構成する各打設口３ａのトンネル底面５からのそれぞれの高さと一致している。

【0023】

本実施形態では、コンクリート打設装置１００は、第１コンクリート流通路３０Ａの上端部又は第２コンクリート流通路３０Ｂの上端部から頂部打設口３０３まで延在する頂部コンクリート流通路３０Ｃを更に含む。特に限定されるものではないが、本実施形態では、頂部コンクリート流通路３０Ｃは、第１コンクリート流通路３０Ａの上端部から延長されている。具体的には、頂部コンクリート流通路３０Ｃは、第１コンクリート流通路３０Ａの上端部から坑口側に折り返すように屈曲し、第５打設口３ａ５と頂部打設口３０３との間を接続している。

【0024】

図４及び図５は主切替装置４０及びコンクリートポンプ２０についての構造や動作を説明するための概念図である。図５の（ａ）～（ｄ）では、コンクリートポンプ２０の状態の変化の一例が順に示されている。

【0025】

主切替装置４０は、主コンクリート流通路３０の他端部３２の接続先を、第１コンクリート流通路３０Ａ（の基端部３０Ａ１）と第２コンクリート流通路３０Ｂ（の基端部３０Ｂ１）との間で選択的に切り替え可能に構成されている。具体的には、主切替装置４０は、例えば、可撓性を有する主切替管４１と、図示を省略した保持部とを有する。主切替管４１は、主コンクリート流通路３０の他端部３２に接続された一端部と、第１コンクリート流通路３０Ａの基端部３０Ａ１又は第２コンクリート流通路３０Ｂの基端部３０Ｂ１に接続可能な他端部と、を有する。主切替装置４０の前記保持部は、主切替管４１の他端部を第１コンクリート流通路３０Ａの基端部３０Ａ１と第２コンクリート流通路３０Ｂの基端部３０Ｂ１と間で揺動可能に保持する。

【0026】

コンクリート打設装置１００は、図示省略するが、装置全体の動作等を統括して制御する制御部を有している。本実施形態において、主切替装置４０は、前記保持部を揺動させる駆動部を更に有している。そして、主切替装置４０の前記駆動部の動作は、前記制御部によって制御されている。つまり、主切替装置４０は、図４及び図５（ａ）～図５（ｄ）において実線で示されるように主切替管４１の他端部を第１コンクリート流通路３０Ａの基端部３０Ａ１に接続する状態と、図４及び図５（ａ）～図５（ｄ）において破線で示されるように主切替管４１の他端部を第２コンクリート流通路３０Ｂの基端部３０Ｂ１に接続する状態とに切り替わるように、主切替装置４０の前記駆動部の動作が前記制御部によって制御される。

【0027】

本実施形態では、コンクリートポンプ２０は、図４に示すように、固定プレート２１と、可動プレート２２と、コンクリートを吸入すると共に吸入したコンクリートを吐出することが可能なピストンユニット２３と、を有する。

【0028】

固定プレート２１は、貯留容器１０の側壁に相対するように設けられたプレートである。固定プレート２１には、長手方向に等間隔のピッチで三つの開口部が形成されている。固定プレート２１における貯留容器１０側の端面には、前記三つの開口部に対応して、ポンプ側第１ポート２１ａ、ポンプ側第２ポート２１ｂ及び中間ポート２１ｃが設けられている。ポンプ側第１ポート２１ａは容器側第１ポート１１ａに接続され、ポンプ側第２ポート２１ｂは容器側第２ポート１１ｂに接続され、中間ポート２１ｃは主コンクリート流通路３０の一端部（上流側端部）に接続される。中間ポート２１ｃは、ポンプ側第１ポート２１ａとポンプ側第２ポート２１ｂとの間に位置している。

【0029】

可動プレート２２は、固定プレート２１における貯留容器１０と反対側の端面に沿って長手方向（図４では上下方向）に摺動可能に、固定プレート２１に取り付けられたプレートである。可動プレート２２の長手方向の（図４では上下方向）長さは、固定プレート２１の長手方向の長さより長い。また、可動プレート２２には、二つの開口部が固定プレート２１の開口部と同じピッチで設けられている。図示を省略するが、コンクリートポンプ２０は、可動プレート２２を固定プレート２１に沿って前記長手方向に摺動させる摺動駆動部を更に有している。そして、コンクリートポンプ２０の前記摺動駆動部の動作は、前記制御部によって制御されている。

【0030】

ピストンユニット２３は、筒状の第１シリンダー部２３１と、第１シリンダー部２３１内を往復移動可能なロッド状の第１ピストン部２３２と、第１シリンダー部２３１と並列して設けられる筒状の第２シリンダー部２３３と、第２シリンダー部２３３内を往復移動可能なロッド状の第２ピストン部２３４とを有する。第１シリンダー部２３１及び第２シリンダー部２３３は、それぞれ、可動プレート２２における固定プレート２１と反対側の端面に固定されている。具体的には、第１シリンダー部２３１の開口端が可動プレート２２の一方の開口部に対応する部分に固定され、第２シリンダー部２３３の開口端が可動プレート２２の他方の開口部に対応する部分に固定されている。第１ピストン部２３２及び第２ピストン部２３４は、例えば、図示を省略した油圧ユニット（又は圧縮エアユニット）からの油圧（又は圧縮エア）によって、対応するシリンダー（２３１、２３３）内を往復移動可能に構成されている。詳しくは、第１ピストン部２３２の往復移動と第２ピストン部２３４の往復移動は互いに同期し且つ第１ピストン部２３２と第２ピストン部２３４が互いに逆方向に移動するように、油圧ユニット（又は圧縮エアユニット）の動作が前記制御部によって制御されている。

【0031】

次に、コンクリートポンプ２０の前記吐出運転と前記吸引運転をそれぞれ詳述する。

【0032】

まず、コンクリートポンプ２０の前記吐出運転について、図４及び図５（ａ）～図５（ｄ）を参照して説明する。ここで、図５（ａ）（及び図５（ｄ））に示す状態では、第１シリンダー部２３１がポンプ側第１ポート２１ａに対応する箇所に位置し、第２シリンダー部２３３が中間ポート２１ｃに対応する箇所に位置している。この状態で、第１シリンダー部２３１内の空間は可動プレート２２の開口部、固定プレート２１の開口部、ポンプ側第１ポート２１ａ、及び、容器側第１ポート１１ａを経由して貯留容器１０の内部空間と連通し、第２シリンダー部２３３内の空間は可動プレート２２の開口部、固定プレート２１の開口部、中間ポート２１ｃを経由して主コンクリート流通路３０に連通している。そして、図５（ａ）に示すように、第１ピストン部２３２が可動プレート２２から離れる方向に移動すると共に第２ピストン部２３４が可動プレート２２に近づく方向に移動すると、貯留容器１０内のコンクリートが第１シリンダー部２３１内に吸引（吸入）されると共に第２シリンダー部２３３内のコンクリートが主切替装置４０側に吐出されて圧送される。つまり、コンクリートが貯留容器１０側から主切替装置４０側に向かって導かれている。その後、可動プレート２２は、図５（ｂ）に示すように、第１シリンダー部２３１を中間ポート２１ｃに一致させ且つ第２シリンダー部２３３をポンプ側第２ポート２１ｂに一致させるところまで、前記摺動駆動部によって移動される。

【0033】

図５（ｂ）（及び図５（ｃ））に示す状態では、第１シリンダー部２３１が中間ポート２１ｃに対応する箇所に位置し、第２シリンダー部２３３がポンプ側第２ポート２１ｂに対応する箇所に位置している。この状態で、第１シリンダー部２３１内の空間は可動プレート２２の開口部、固定プレート２１の開口部、中間ポート２１ｃを経由して主コンクリート流通路３０に連通し、第２シリンダー部２３３内の空間は可動プレート２２の開口部、固定プレート２１の開口部、ポンプ側第２ポート２１ｂ、及び、容器側第２ポート１１ｂを経由して貯留容器１０の内部空間と連通している。換言すると、本実施形態では、主コンクリート流通路３０が容器側第１ポート１１ａを経由して貯留容器１０の内部空間に連通する状態（図５（ａ）及び図５（ｄ）に示す状態）と、容器側第２ポート１１ｂを経由して貯留容器１０の内部空間に連通する状態（（図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示す状態））とに切り替わるように構成されている。

【0034】

そして、図５（ｂ）に示す状態から、第１ピストン部２３２が可動プレート２２に近づく方向に移動すると共に第２ピストン部２３４が可動プレート２２から離れる方向に移動すると、図５（ｃ）に示すように、第１シリンダー部２３１内のコンクリートが主切替装置４０側に吐出されて圧送されると共に貯留容器１０内のコンクリートが第２シリンダー部２３３内に吸引（吸入）される。その後、可動プレート２２は、図５（ｄ）に示すように、第１シリンダー部２３１をポンプ側第１ポート２１ａに一致させ且つ第２シリンダー部２３３を中間ポート２１ｃに一致させるところまで、前記摺動駆動部によって移動される。これにより、図５（ａ）に示す接続状態に戻る。以後、コンクリートポンプ２０は、図５（ａ）～図５（ｄ）に示す前記動作を繰り返すことにより、貯留容器１０側から主切替装置４０側に向かってコンクリートを導く前記吐出運転を断続的に実行する。

【0035】

次に、コンクリートポンプ２０の前記吸引運転について説明する。前記吸引運転と前記吐出運転との相違は、各接続状態における第１ピストン部２３２及び第２ピストン部２３４の移動方向が逆になっているだけである。つまり、前記吸引運転では、図５（ａ）に示す接続状態において、前記吐出運転とは逆に、第１ピストン部２３２が可動プレート２２に近づく方向に移動すると共に、第２ピストン部２３４が可動プレート２２から離れる方向に移動するように、第１ピストン部２３２及び第２ピストン部２３４が油圧ユニット（又は圧縮エアユニット）によって駆動されている。このとき、第１シリンダー部２３１内のコンクリートが貯留容器１０側に吐出されると共に、主切替装置４０側からのコンクリートが第２シリンダー部２３３内に吸引（吸入）される。そして、前記吸引運転では、図５（ｃ）に示す接続状態において、前記吐出運転とは逆に、第１ピストン部２３２が可動プレート２２から離れる方向に移動すると共に、第２ピストン部２３４が可動プレート２２に近づく方向に移動するように、第１ピストン部２３２及び第２ピストン部２３４が油圧ユニット（又は圧縮エアユニット）によって駆動されている。このとき、主切替装置４０側からのコンクリートが第１シリンダー部２３１内に吸引（吸入）されると共に、第２シリンダー部２３３内のコンクリートが貯留容器１０側に吐出される。コンクリートポンプ２０は、前記動作を繰り返すことにより、主切替装置４０側から貯留容器１０側に向かってコンクリートを導く前記吸引運転を断続的に実行する。

【0036】

図６は、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂの断面図である。つまり、本実施形態では、第１切替装置５０Ａと第２切替装置５０Ｂは同一の構造を有している。

【0037】

第１切替装置５０Ａは、第１コンクリート流通路３０Ａにおける打設口３ａに対応する部分（換言すると、第１打設口群３０１を構成する各打設口３ａに対応する部分）にそれぞれ設けられる。第２切替装置５０Ｂは、第２コンクリート流通路３０Ｂにおける打設口３ａに対応する部分（換言すると、第２打設口群３０２を構成する各打設口３ａに対応する部分）にそれぞれ設けられる。

【0038】

具体的には、第１切替装置５０Ａは、第１コンクリート流通路３０Ａにおける第１打設口３ａ１から第５打設口３ａ５にそれぞれ対応する、型枠３の内周面側の位置にて、この第１コンクリート流通路３０Ａの途上に介装されている。また、本実施形態では、第１切替装置５０Ａは、頂部コンクリート流通路３０Ｃにおける頂部打設口３０３に対応する、型枠３の内周面側の部分にも設けられている。そして、第２切替装置５０Ｂは、第２コンクリート流通路３０Ｂにおける第１打設口３ａ１から第５打設口３ａ５にそれぞれ対応する、型枠３の内周面側の位置にて、この第２コンクリート流通路３０Ｂの途上に介装されている。

【0039】

各第１切替装置５０Ａは、第１コンクリート流通路３０Ａにおける当該第１切替装置５０Ａより低位（下方）の流通路（以下では、低位流通路３０ａ１という）の接続先を、対応する打設口３ａと第１コンクリート流通路３０Ａにおける当該第１切替装置５０Ａより高位（上方）の流通路（以下では、高位流通路３０ａ２という）との間で選択的に切り替え可能に構成されている。同様に、各第２切替装置５０Ｂは、第２コンクリート流通路３０Ｂにおける当該第２切替装置５０Ｂより低位（下方）の流通路（以下では、低位流通路３０ｂ１という）の接続先を、対応する打設口３ａと第２コンクリート流通路３０Ｂにおける当該第２切替装置５０Ｂより高位（上方）の流通路（以下では、高位流通路３０ｂ２という）との間で選択的に切り替え可能に構成されている。

【0040】

そして、各第１切替装置５０Ａは、対応する打設口３ａにこの打設口３ａを閉止可能なシャッター部６０Ａをそれぞれ有する。そして、シャッター部６０Ａは、打設口３ａを低位流通路３０ａ１の接続先を高位流通路３０ａ２に切り替えた状態において閉止するようになっている。同様に、各第２切替装置５０Ｂは、低位流通路３０ｂ１の接続先を高位流通路３０ｂ２に切り替えた状態において対応する打設口３ａを閉止可能なシャッター部６０Ｂをそれぞれ有する。そして、シャッター部６０Ｂは、打設口３ａを低位流通路３０ｂ１の接続先を高位流通路３０ｂ２に切り替えた状態において閉止するようになっている。換言すると、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、それぞれ対応する打設口３ａを覆うように設けられ、自身の内部に流入するコンクリートの供給先を切り替える装置であると共に、対応する打設口３ａを開閉する機能を有している。本実施形態では、シャッター部６０Ａ、６０Ｂは、それぞれ、後述する回動体５１により構成されている。

【0041】

図７及び図８は、それぞれ第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂの状態を説明するための図であり、図７は後述する第１の状態を示し、図８は後述する第２の状態を示す。図７及び図８において、それぞれ左図（図７（Ａ）及び図８（Ａ））がそれぞれの状態における要部断面図を示し、それぞれ右図（図７（Ｂ）及び図８（Ｂ））がそれぞれの状態における打設口３ａの開閉状態を型枠３の外面３ｄに正対して視た状態が示されている。なお、図６では第１の状態が示されている。

【0042】

第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、それぞれ、第１の状態と第２の状態とに切り替わることにより、低位流通路３０ａ１、３０ｂ１の接続先（換言すると、自身の内部に流入するコンクリートの供給先）を切り替える。

【0043】

具体的には、第１の状態では、第１切替装置５０Ａは低位流通路３０ａ１と対応する打設口３ａ（詳しくは、当該第１切替装置５０Ａが覆う打設口３ａ）とを接続すると共に低位流通路３０ａ１と高位流通路３０ａ２との接続を遮断し、第２切替装置５０Ｂは低位流通路３０ｂ１と対応する打設口３ａ（詳しくは、当該第２切替装置５０Ｂが覆う打設口３ａ）とを接続すると共に低位流通路３０ｂ１と高位流通路３０ｂ２との接続を遮断する。そして、第１の状態において、第１切替装置５０Ａは対応する打設口３ａ及び第２切替装置５０Ｂは対応する打設口３ａは覆工空間Ｓに対して開放されている。また、第２の状態では、第１切替装置５０Ａは低位流通路３０ａ１と対応する打設口３ａとの接続を遮断すると共に低位流通路３０ａ１と高位流通路３０ａ２とを接続し、第２切替装置５０Ｂは低位流通路３０ｂ１と対応する打設口３ａとの接続を遮断すると共に低位流通路３０ｂ１と高位流通路３０ｂ２とを接続する。そして、第２の状態において、第１切替装置５０Ａは対応する打設口３ａをシャッター部６０Ａにより閉止し、第２切替装置５０Ｂは対応する打設口３ａをシャッター部６０Ｂにより閉止する（前述の第１の状態においては、第１切替装置５０Ａのシャッター部６０Ａは対応する打設口３ａを開放し、第２切替装置５０Ｂのシャッター部６０Ｂは対応する打設口３ａを開放している）。このように、第１切替装置５０Ａ、第２切替装置５０Ｂは、低位流通路３０ａ１、３０ｂ１の接続先（自身の内部に流入するコンクリートの供給先）を切り替える機能と、自身が覆う打設口３ａを開閉する機能を有する。なお、頂部打設口３０３に対応する第１切替装置５０Ａの上方には高位流通路３０ａ２が存在せず、第５打設口３ａ５に対応する第２切替装置５０Ｂの上方には高位流通路３０ａ２が存在しない。そのため、これらの第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂにおける前記第２の状態では、低位流通路３０ａ１、３０ｂ１は型枠３の内側の空間に開放されることになる。

【0044】

図６に戻って、本実施形態では、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、それぞれ、回動体５１と、ハウジング５２と、入口ポート５３と、第１出口ポート５４と、第２出口ポート５５とを含んで構成されている。第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、例えば、型枠３の内側から対応する打設口３ａの開口周縁部に当接した状態で、型枠３の内面側の部分に取り付けられる。

【0045】

回動体５１は、回動可能に支持されると共に、コンクリートを流通させる内部通路５１ａを有する部材である。

【0046】

本実施形態では、回動体５１は、トンネル長手方向に延びハウジング５２の後述する収容室５２ａ内にて回動可能に支持されると共に、当該回動の軸心Ｏを中心とする円弧状外周面５１ｂを周面の一部に有する。また、本実施形態では、回動体５１は、円弧状外周面５１ｂの両端を結ぶ端面５１ｃを有する。内部通路５１ａの開口両端は、それぞれ円弧状外周面５１ｂにおける軸心Ｏを中心した各ポート（５３、５４、５５）間の相対角度に合わせた位置にて開口している。回動体５１は、両端が閉止されると共に外周の一部に平坦な端面５１ｃとしての切り欠き面を有する概ね円筒状の中空体として形成されている。図示を省略したが、回動体５１の両端には、回動軸がそれぞれ突設されており、この回動軸がハウジング５２に設けられる軸受け（図示省略）を介して回動可能に支持される。また、前記回動軸は、さらにハウジング５２の端面から突出し、電動モータ等の回転駆動部により回動操作される。この回転駆動部は、例えば、前記回動軸の回転方向を正転・逆転方向に切替可能であると共に、前記第１の状態と前記第２の状態についての回転角度位置で停止可能に構成されている。

【0047】

本実施形態では、端面５１ｃは、前記第２の状態（図８参照）において、型枠３における覆工空間Ｓ側の面（換言すると、型枠３の外面３ｄ）と一致する位置に形成されている。型枠３の外面３ｄは、所定の曲率半径を有した曲面として形成されているが、端面５１ｃの対応する狭い角度範囲で視ると概ね平坦な面であるため、端面５１ｃは、平面状に形成されている。なお、これに限らず、端面５１ｃは、型枠３の外面３ｄの曲率半径に応じた曲率半径を有する曲面状に形成されていてもよい。

【0048】

本実施形態では、端面５１ｃは、打設口３ａの開口形状に合わせて形成されている。各開口部３ｂは、例えば、トンネル長手方向と平行な辺を有する矩形状に開口され、打設口３ａとして選択されていない開口部３ｂには、シャッター部６０Ａ、６０Ｂとは異なる図示省略した前記パネルが取り付けられている。そして、打設口３ａは、型枠３の外面３ｄに正対して視ると、矩形状に開口されている。つまり、本実施形態では、端面５１ｃは、端面５１ｃに正対して視ると、矩形状の打設口３ａの開口寸法に合わせた縦横寸法を有する矩形状に形成されている。

【0049】

ハウジング５２は、回動体５１を収容する収容室５２ａを内部に有する部材である。ハウジング５２は、例えば、第１出口ポート５４と一体の部材で形成されている。収容室５２ａは、円弧状外周面５１ｂの曲率半径に概ね合わせた曲率半径を有する円弧状内周面５２ａ１により囲まれた空間として形成されている。収容室５２ａの円弧状内周面５２ａ１と回動体５１の円弧状外周面５１ｂとの間には僅かな隙間が設けられている。図示省略するが、例えば、収容室５２ａの円弧状内周面５２ａ１における後述する入口ポート５３の取付用の貫通孔の開口周縁部や、第１出口ポート５４の内面５４ａにおける打設口３ａ側の部位には、前記隙間を埋めるためのシール部材が設けられている。

【0050】

入口ポート５３は、一端が低位流通路３０ａ１、３０ｂ１に接続され、他端が収容室５２ａに開口されるものである。低位流通路３０ａ１、３０ｂ１を流通したコンクリートは、入口ポート５３を介して第１切替装置５０Ａ、第２切替装置５０Ｂ内に流入する。入口ポート５３は、例えば、ハウジング５２と別部材により形成され、ハウジング５２に溶接されている。入口ポート５３は、円筒部材からなり、その前記一端に低位流通路３０ａ１、３０ｂ１との接続用のフランジ部５３ａを有する。入口ポート５３は、例えば、その流路中心軸Ｘ１が回動体５１の軸心Ｏを通ると共に下方に向かうほど型枠３から離れるように、延伸している。入口ポート５３の前記他端は、収容室５２ａの円弧状内周面５２ａ１より僅かに収容室５２ａ内側に突出していると共に、回動体５１の円弧状外周面５１ｂの曲面に合わせた形状に加工されている。

【0051】

第１出口ポート５４は、一端が収容室５２ａに開口され他端が打設口３ａに接続されるものである。第１切替装置５０Ａ（又は第２切替装置５０Ｂ）内に流入したコンクリートは、第１出口ポート５４及び打設口３ａを介して覆工空間Ｓ内に流出可能である。第１出口ポート５４は、例えば、ハウジング５２と一体に形成されている。第１出口ポート５４の内面５４ａは、収容室５２ａの円弧状内周面５２ａ１と連続する面となる。第１出口ポート５４は、例えば、その流路中心軸Ｘ２が回動体５１の軸心Ｏと入口ポート５３の流路中心軸Ｘ１との交点を通るように延伸している。第１出口ポート５４の他端は型枠３の内面における打設口３ａの開口周縁部に当接する当接端面５４ｂを有する。この当接端面５４ｂから回動体５１の軸心Ｏまでの距離は、回動体５１の円弧状外周面５１ｂの円弧半径よりも短くなるように設定されている。また、第１出口ポート５４の当接端面５４ｂから回動体５１の軸心Ｏまでの距離に型枠３の薄板３ｅの厚みｔ（図７及び図８参照）を加えて得た距離は、回動体５１の端面５１ｃから回動体５１の軸心Ｏまでの距離と一致している。これにより、端面５１ｃが前記第２の状態（図５参照）において型枠３の外面３ｄと面一になる。

【0052】

そして、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂにおいて、ハウジング５２と一体形成された第１出口ポート５４の当接端面５４ｂが打設口３ａの開口周縁部に当接している。

【0053】

第２出口ポート５５は、一端が収容室５２ａに開口され他端が高位流通路３０ａ２、３０ｂ２に接続されるものである。第１切替装置５０Ａ、第２切替装置５０Ｂ内に流入したコンクリートは、第２出口ポート５５を介して高位流通路３０ａ２、３０ｂ２に流出可能である。第２出口ポート５５は、例えば、ハウジング５２と別部材により形成され、ハウジング５２に溶接されている。第２出口ポート５５は、円筒部材からなり、その前記他端に高位流通路３０ａ２、３０ｂ２との接続用のフランジ部５５ａを有する。第２出口ポート５５は、例えば、その流路中心軸Ｘ３が回動体５１の軸心Ｏを通ると共に上方に向かうほど型枠３から離れるように、延伸している。また、第２出口ポート５５の前記一端は、収容室５２ａの円弧状内周面５２ａ１より僅かに収容室５２ａ内側に突出していると共に、回動体５１の円弧状外周面５１ｂの曲面に合わせた形状に加工されている。

【0054】

入口ポート５３の流路中心軸Ｘ１と、第１出口ポート５４の流路中心軸Ｘ２と、第２出口ポート５５の流路中心軸Ｘ３とは、同一の仮想平面上において、相互に１２０°の角度を有して交差している。また、回動体５１の軸心Ｏと直交すると共に内部通路５１ａの一端側の開口の中心とを結ぶ直線と、回動体５１の軸心Ｏと直交すると共に内部通路５１ａの他端側の開口の中心とを結ぶ直線との間の内角は１２０°になるように設定されている。回動体５１は、前記第１の状態において、その円弧状外周面５１ｂが第１出口ポート５４の当接端面５４ｂ及び打設口３ａを超えて覆工空間Ｓ内に位置している。つまり、前記第１の状態（図６及び図７参照）において、内部通路５１ａの一端部が第１出口ポート５４に接続されると共に、内部通路５１ａの一端部の開口端が、第１出口ポート５４及び打設口３ａを超えて覆工空間Ｓに位置している。

【0055】

このようにして、回動体５１が回動されて、内部通路５１ａにより入口ポート５３と第１出口ポート５４とを接続すると共に、入口ポート５３と第２出口ポート５５との接続を遮断することにより、前記第１の状態（図６及び図７参照）となり、回動体５１が回動されて、入口ポート５３と第１出口ポート５４との接続を遮断すると共に、入口ポート５３と第２出口ポート５５とを接続することにより、前記第２の状態（図８参照）となる、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂが構成されている。

【0056】

本実施形態では、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、前記第２の状態において対応する打設口３ａを回動体５１の端面５１ｃにより閉止している。つまり、本実施形態では、シャッター部６０Ａ、６０Ｂは、それぞれ、回動体５１により構成されている。そして、シャッター部６０Ａ、６０Ｂ（回動体５１）の端面５１ｃは、打設口３ａを閉止した状態（図８参照）で、型枠３における覆工空間Ｓ側の面（換言すると、型枠３の外面３ｄ又は覆工面）の一部を構成している。そして、各シャッター部６０Ａ、６０Ｂを構成する回動体５１は打設口３ａに設けられており、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは対応する打設口３ａに当該打設口３ａを閉止可能なシャッター部６０Ａ、６０Ｂをそれぞれ有しているといえる。また、本実施形態では、各シャッター部６０Ａ、６０Ｂは、換言すると、回動体５１と一体に形成されている。

【0057】

次に、コンクリート打設装置１００を用いたコンクリート打設方法を説明する。コンクリート打設方法は、コンクリート打設装置１００を用いて覆工空間Ｓに複数の打設口３ａを介してコンクリートを打設する方法である。

【0058】

本実施形態では、コンクリート打設方法は、流通路敷設工程Ａと、第１切替装置５０Ａを用いた第１切替工程Ｂと、第２切替装置５０Ｂを用いた第２切替工程Ｃと、トンネル幅方向の側部の領域へ交互にコンクリートを打設する左右打設工程Ｄと、残留コンクリート受入工程Ｅと、冠部打設工程Ｆと、を含む。

【0059】

流通路敷設工程Ａは、第１コンクリート流通路３０Ａと第２コンクリート流通路３０Ｂとを敷設する工程である。本実施形態では、流通路敷設工程Ａは、第１コンクリート流通路３０Ａの上端部から頂部打設口３０３まで延在する頂部コンクリート流通路３０Ｃを敷設する工程を含む。

【0060】

第１切替工程Ｂは、第１切替装置５０Ａを用いて低位流通路３０ａ１の接続先を対応する打設口３ａと高位流通路３０ａ２との間で選択的に切り替える工程である。つまり、第１切替工程Ｂでは、第１切替装置５０Ａを前記第１の状態（図６及び図７に示す状態）と前記第２の状態（図８に示す状態）とに選択的に切り替える。そして、第１切替工程Ｂは、シャッター部６０Ａを用いて、低位流通路３０ａ１の接続先を高位流通路３０ａ２に切り替えた状態（前記第２の状態）において対応する打設口３ａを閉止する。

【0061】

第２切替工程Ｃは、第２切替装置５０Ｂを用いて低位流通路３０ｂ１の接続先を対応する打設口３ａと高位流通路３０ｂ２との間で選択的に切り替える工程である。つまり、第２切替工程Ｃでは、第２切替装置５０Ｂを前記第１の状態と前記第２の状態とに選択的に切り替える。そして、第２切替工程Ｃは、シャッター部６０Ｂを用いて、低位流通路３０ｂ１の接続先を高位流通路３０ｂ２に切り替えた状態（前記第２の状態）において対応する打設口３ａを閉止する。

【0062】

各第１切替装置５０Ａ及び各第２切替装置５０Ｂは、初期状態において、例えば、全て前記第１の状態（図６及び図７参照）になっている。そして、左右打設工程Ｄにおいて、最低位の第１切替装置５０Ａから順に、第１切替装置５０Ａが前記第１の状態から前記第２の状態（図８参照）に切り替わることによって対応する打設口３ａをシャッター部６０Ａによって閉止し、同様に、最低位の第２切替装置５０Ｂから順に、第２切替装置５０Ｂが前記第１の状態から前記第２の状態に切り替わることによって対応する打設口３ａをシャッター部６０Ｂによって閉止する。このように最低位の第１切替装置５０Ａから順に前記切り替えを行うと共に最低位の第２切替装置５０Ｂから順に前記切り替えを行うことによって、型枠３の両側のそれぞれにおいて、覆工空間Ｓへのコンクリートの打設に用いる打設口３ａが順次高位のものに切り替えられる。そして、第１コンクリート流通路３０Ａ及び第２コンクリート流通路３０Ｂのそれぞれにおいて、覆工空間Ｓに連通し且つコンクリートを覆工空間Ｓに導くことが可能な部分（つまり、実質的にコンクリートの流通路として機能する部分）が、打設口３ａの切り替えの度に、上方に向かって徐々に延長されていくことになる。なお、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂにおける切り替え動作のタイミングについては、後に詳述する。

【0063】

左右打設工程Ｄは、第１コンクリート流通路３０Ａを経由した覆工空間Ｓへのコンクリートの打設と第２コンクリート流通路３０Ｂを経由した覆工空間Ｓへのコンクリートの打設とを交互に行う工程である。つまり、左右打設工程Ｄは、第１コンクリート流通路３０Ａを経由した右打設工程と第２コンクリート流通路３０Ｂを経由した左打設工程とを交互に繰り返し行う。この覆工空間Ｓへのコンクリートの打設の大半は、この左右打設工程Ｄにより行われ、残りの部分（トンネル冠部の領域）へのコンクリートの打設は冠部打設工程Ｆにより行われる。

【0064】

具体的には、左右打設工程Ｄにおいて、コンクリートポンプ２０は前記吐出運転を実行し、コンクリートの打設先の切り替えは主切替装置４０を用いて行われる。つまり、右打設工程では、主切替装置４０によって主コンクリート流通路３０の他端部３２を第１コンクリート流通路３０Ａの基端部３０Ａ１に接続し、左打設工程では、主切替装置４０によって主コンクリート流通路３０の他端部３２を第２コンクリート流通路３０Ｂの基端部３０Ｂ１に接続する。そして、右打設工程において、コンクリートは、一系統の流通路（つまり、第１コンクリート流通路３０Ａにおける前記実質的に流通路として機能する部分）を経由して覆工空間Ｓ内に圧入され、覆工空間Ｓ内を吹き上がるように導かれる。左打設工程においても、コンクリートは、一系統の流通路（つまり、第２コンクリート流通路３０Ｂにおける前記実質的に流通路として機能する部分）を経由して覆工空間Ｓ内に圧入され、覆工空間Ｓ内を吹き上がるように導かれる。

【0065】

本実施形態では、左打設工程及び右打設工程のそれぞれでは、予め定めた所定の回数分の第１ピストン部２３２及び第２ピストン部２３４の往復移動を一単位の打設動作として実行する。原則として、コンクリートポンプ２０における前記一単位の打設動作が完了したタイミングで、主切替装置４０が作動して、コンクリートの打設先の切り替えが行われる。この切り替えのタイミングは、前記制御部により決定される。これにより、左打設工程における前記一単位の打設動作と右打設工程における前記一単位の打設動作とが交互に繰り返し行われる。なお、図示を省略するが、例えば、型枠３の外面３ｄ等の周方向に間隔をあけた複数の箇所に、圧力を検知可能なセンサ又はコンクリートの有無を検知可能なセンサが設けられている。そして、本実施形態では、前記制御部は、例えば、前記一単位の打設動作が完了する前に、コンクリートが前記一単位の打設動作に応じて想定される打設高さより高い位置に達していることを、前記センサからの出力により検知したときには、強制的にコンクリートの打設先を切り替えるように主切替装置４０を駆動させるように構成されている。

【0066】

特に限定されるものではないが、本実施形態では、右打設工程が先に開始される。右打設工程において、コンクリートポンプ２０は前記吐出運転を実行すると、主コンクリート流通路３０、第１コンクリート流通路３０Ａを経由して、コンクリートが第１打設口３ａ１に向かって圧送される。そして、圧送されたコンクリートは、最低位の第１切替装置５０Ａの入口ポート５３、内部通路５１ａ、第１出口ポート５４及び第１打設口３ａ１を介して、覆工空間Ｓのうちの右側の領域内に打設され始める。そして、例えば、右打設工程における前記一単位の打設動作が完了すると、主切替装置４０が作動して、右打設工程から左打設工程に切り替わる。

【0067】

最初の左打設工程において、コンクリートポンプ２０が前記吐出運転を実行すると、主コンクリート流通路３０、第２コンクリート流通路３０Ｂを経由して、コンクリートが第１打設口３ａ１に向かって圧送される。そして、圧送されたコンクリートは、最低位の第２切替装置５０Ｂの入口ポート５３、内部通路５１ａ、第１出口ポート５４及び第１打設口３ａ１を介して、覆工空間Ｓのうちの右側の領域内に打設され始める。そして、例えば、左打設工程における前記一単位の打設動作が完了すると、主切替装置４０が作動して、左打設工程から右打設工程に切り替わる。これを繰り返すことによって、覆工空間Ｓ内におけるコンクリートの上面の高さ（打設高さ）が徐々に上昇する。

【0068】

より詳しくは、コンクリートの上昇過程において、例えば、覆工空間Ｓのうちの右側の領域内のコンクリートが、覆工空間Ｓのうちの左側の領域内のコンクリートよりも先に、第２打設口３ａ２に到達する。この第２打設口３ａ２に対応する第１切替装置５０Ａは、初期状態のまま、つまり、前記第１の状態であるため、コンクリートは、開放されている第２打設口３ａ２を経由して第１コンクリート流通路３０Ａにおける第１打設口３ａ１と第２打設口３ａ２との間の部分に流入する。そして、コンクリートが第１コンクリート流通路３０Ａにおける第１打設口３ａ１と第２打設口３ａ２との間の部分の全体に充満すると、その後、覆工空間Ｓのうちの右側の領域内のコンクリートの上面は第２打設口３ａ２の開口高さより高い位置まで上昇する。そして、覆工空間Ｓのうちの右側の領域内のコンクリートが第２打設口３ａ２の開口高さより高い位置まで打設されたタイミングで、第１打設口３ａ１に対応する第１切替装置５０Ａが前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替わる。この切り替えのタイミングは、前記制御部が第２打設口３ａ２の上方で且つ第２打設口３ａ２の近傍に設けられた前記センサからの出力に基づいて決定する。その後、例えば、主切替装置４０が作動して、右打設工程から左打設工程に切り替わる。

【0069】

そして、左打設工程においても、同様に、コンクリートが第２コンクリート流通路３０Ｂにおける第１打設口３ａ１と第２打設口３ａ２との間の部分の全体に充満した後、覆工空間Ｓのうちの左側の領域内のコンクリートの上面が第２打設口３ａ２の開口高さより高い位置まで上昇する。そして、覆工空間Ｓのうちの左側の領域内のコンクリートが第２打設口３ａ２の開口高さより高い位置まで打設されたタイミングで、第１打設口３ａ１に対応する第２切替装置５０Ｂが前記制御部によって前記第１の状態から前記第２の状態へ切り替えられる。その後、例えば、主切替装置４０が作動して、左打設工程から右打設工程に切り替わる。以後、第２打設口３ａ２に対応する第１切替装置５０Ａ、第２打設口３ａ２に対応する第２切替装置５０Ｂ、第３打設口３ａ３に対応する第１切替装置５０Ａ、第３打設口３ａ３に対応する第２切替装置５０Ｂ、第４打設口３ａ４に対応する第１切替装置５０Ａ、第４打設口３ａ４に対応する第２切替装置５０Ｂ、第５打設口３ａ５に対応する第１切替装置５０Ａ、第５打設口３ａ５に対応する第２切替装置５０Ｂにおいて、同様にして、前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えられる。これにより、覆工空間Ｓの左右の両側の領域内において、コンクリートが第５打設口３ａ５よりも高い任意の位置まで到達し、左右打設工程Ｄが完了する。

【0070】

残留コンクリート受入工程Ｅは、左右打設工程Ｄによるコンクリートの打設が完了した状態において、頂部コンクリート流通路３０Ｃが延長されていない第２コンクリート流通路３０Ｂ内に残留しているコンクリート（残留コンクリート）を逆流させて貯留容器１０に受け入れる工程である。つまり、残留コンクリート受入工程Ｅは、第１コンクリート流通路３０Ａ及び第２コンクリート流通路３０Ｂのうちの頂部コンクリート流通路３０Ｃが延長されていない方の流通路（本実施形態では第２コンクリート流通路３０Ｂ）を経由した覆工空間Ｓへのコンクリートの最後の打設後に、この流通路（第２コンクリート流通路３０Ｂ）内の残留コンクリートを逆流させて貯留容器１０に受け入れる工程である。

【0071】

残留コンクリート受入工程Ｅにおいて、主切替装置４０は主コンクリート流通路３０の他端部３２を第２コンクリート流通路３０Ｂの基端部３０Ｂ１に接続し、全ての第２切替装置５０Ｂは前記第２の状態になっている。この状態で、コンクリートポンプ２０が前記吸引運転を実行することにより、第２コンクリート流通路３０Ｂ内の残留コンクリートが、第２コンクリート流通路３０Ｂ内を貯留容器１０側に向かって逆流して貯留容器１０内に受け入れられる。

【0072】

冠部打設工程Ｆは、第２コンクリート流通路３０Ｂ内の残留コンクリートを含むコンクリートを覆工空間Ｓのうちのトンネル冠部の領域へコンクリートを打設する工程である。つまり、冠部打設工程Ｆは、貯留容器１０に受け入れた第２コンクリート流通路３０Ｂ内の残留コンクリートを含むコンクリートを、第１コンクリート流通路３０Ａ及び第２コンクリート流通路３０Ｂのうちの頂部コンクリート流通路３０Ｃが延長されている方の流通路（本実施形態では第１コンクリート流通路３０Ａ）と頂部コンクリート流通路３０Ｃを経由して、覆工空間Ｓのうちのトンネル冠部の領域に打設する工程である。

【0073】

冠部打設工程Ｆにおいて、主切替装置４０は主コンクリート流通路３０の他端部３２を第１コンクリート流通路３０Ａの基端部３０Ａ１に接続し、頂部打設口３０３に対応する最高位の第１切替装置５０Ａは前記第１の状態になっており、第１打設口群３０１に対応する第１切替装置５０Ａは前記第２の状態になっている。この状態で、コンクリートポンプ２０が前記吐出運転を実行することにより、貯留容器１０内に受け入れている前記残留コンクリートを含むコンクリートが主コンクリート流通路３０、第１コンクリート流通路３０Ａ、頂部コンクリート流通路３０Ｃ、及び、頂部打設口３０３を経由してトンネル冠部の領域に打設される。頂部打設口３０３からのコンクリートはトンネル冠部の領域を坑口側（先行の覆工コンクリートＣ側）から切羽側に向って一方向に流れ、トンネル冠部の領域内のエアは妻型枠４と吹き付けコンクリート２との間の僅かな隙間から抜ける。これにより、１スパンの覆工空間Ｓ全体のコンクリートの打設が完了する。その後、型枠３はガントリー車７によって切羽側に移動され、次の１スパンの覆工空間Ｓが形成される。

【0074】

なお、冠部打設工程Ｆの完了後に、頂部打設口３０３に対応する第１切替装置５０Ａを前記第２の状態に切り替え、この状態で、コンクリートポンプ２０の前記吸引運転を行うことにより、第１コンクリート流通路３０Ａ、頂部コンクリート流通路３０Ｃ及び主コンクリート流通路３０に残っている残留コンクリートを貯留容器１０に回収することができる。そして、貯留容器１０に回収した残留コンクリートは、例えば、同時に進行している他の施工等のコンクリートの打設に有効に利用され得る。

【0075】

かかる本実施形態によるコンクリート打設装置１００、及び、コンクリート打設方法によれば、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂにより打設口３ａの切り替えが行われたとしても、各第１切替装置５０Ａ、各第２切替装置５０Ｂに対する低位流通路３０ａ１、３０ｂ１は、そのまま、高位の打設口３ａを介し覆工空間Ｓに連通し且つコンクリートを覆工空間Ｓに導く前記実質的な流通路として機能することになる。したがって、打設口３ａの切り替えの度に低位流通路３０ａ１、３０ｂ１内に残るコンクリート（残留コンクリート）は、廃棄されることなく覆工空間Ｓに導かれて、覆工空間Ｓへのコンクリートの打設に有効に用いられ得る。

【0076】

このようにして、廃棄コンクリートの量を削減することが可能なコンクリート打設装置１００、及び、コンクリート打設方法を提供することができる。

【0077】

また、本実施形態によるコンクリート打設装置１００、及び、コンクリート打設方法によれば、打設口３ａの切り替えの度に、第１コンクリート流通路３０Ａや第２コンクリート流通路３０Ｂ内の清掃作業を行う必要もない。そのため、コンクリートの打設中における作業者の作業負荷は従来よりも低減される。また、清掃作業により中断されることなく、コンクリートを連続的にして打設することができるため、覆工コンクリートの品質を向上させることができる。また、覆工空間Ｓに下方から上方に向かって順にコンクリートを打設することができるため、コンクリート内へのエアの混入を抑制又は防止することができる。したがって、上方からコンクリートを打設する場合と比較すると、覆工コンクリートの品質をさらに向上させることができる。

【0078】

本実施形態では、コンクリートポンプ２０は前記吸引運転を実行可能に構成されている。これにより、頂部コンクリート流通路３０Ｃが延長されていない方の流通路（本実施形態では、第２コンクリート流通路３０Ｂ）を経由した覆工空間Ｓへのコンクリートの最後の打設後に、この流通路内の残留コンクリートを、コンクリートポンプ２０の前記吸引運転によって、貯留容器１０に容易に回収することができる。

【0079】

本実施形態では、頂部コンクリート流通路３０Ｃが第１コンクリート流通路３０Ａの上端部から頂部打設口３０３まで延在している。これにより、覆工空間Ｓのうちのトンネル冠部の領域内へコンクリートを効率的に打設することができる。

【0080】

本実施形態では、頂部打設口３０３は、型枠３におけるトンネルの坑口近傍に位置している。これにより、トンネル冠部の領域において、坑口側から切羽側に向かうコンクリートの流れを形成することができ、その結果、トンネル冠部の領域内のエアを妻型枠４と吹き付けコンクリート２との間の僅かな隙間から効果的に抜くことができる。

【0081】

本実施形態では、貯留容器１０に回収した残留コンクリートを、コンクリートポンプ２０の前記吐出運転によって、主コンクリート流通路３０、頂部コンクリート流通路３０Ｃが延長されている方の流通路（本実施形態では、第１コンクリート流通路３０Ａ）、及び、頂部コンクリート流通路３０Ｃを経由して、覆工空間Ｓのうちのトンネル冠部の領域に打設することができる。これにより、廃棄コンクリートの量をより効果的に削減することができる。また、本実施形態のように、冠部打設工程Ｆの完了後に貯留容器１０に回収した第１コンクリート流通路３０Ａ、頂部コンクリート流通路３０Ｃ及び主コンクリート流通路３０内の残留コンクリートを同時に進行している他の施工等のコンクリートの打設に用いることにより、廃棄コンクリートが概ね無くなる。

【0082】

本実施形態において、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、前記第１の状態において、内部通路５１ａの一端部が第１出口ポート５４に接続されると共に、内部通路５１ａの一端部の開口端が、第１出口ポート５４及び打設口３ａを超えて覆工空間Ｓに位置している。これにより、コンクリートの覆工空間Ｓ内への流れ込みがより確実になされる。また、回動体５１における端面５１ｃは、前記第２の状態において、型枠３の外面３ｄ（型枠３における覆工空間Ｓ側の面）と一致する位置に形成されている。これにより、覆工コンクリートにおける型枠３の外面３ｄ側の表面の仕上がりを、さらに向上させることができる。

【0083】

以上、本発明の好ましい実施形態についてそれぞれ説明したが、本発明は上記各実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

【0084】

例えば、本実施形態では、頂部コンクリート流通路３０Ｃは、第１コンクリート流通路３０Ａの上端部から延長しているものとしたが、これに限らず、第２コンクリート流通路３０Ｂの上端部から延長していてもよい。また、第１コンクリート流通路３０Ａと第２コンクリート流通路３０Ｂのそれぞれの上端部から頂部コンクリート流通路３０Ｃを延長させてもよい。この場合、頂部打設口３０３を第１コンクリート流通路３０Ａ用と第２コンクリート流通路３０Ｂ用に並列して設けると共に、第２コンクリート流通路３０Ｂ用の頂部打設口３０３にも第２切替装置５０Ｂを設ける。これにより、前述した残留コンクリート受入工程Ｅ及び冠部打設工程Ｆを、第１コンクリート流通路３０Ａと第２コンクリート流通路３０Ｂのいずれの流通路を経由しても実行することができるようになる。つまり、第２コンクリート流通路３０Ｂ側にも、頂部コンクリート流通路３０Ｃと頂部打設口３０３とこの頂部打設口３０３用の第２切替装置５０Ｂとを設ければ、本実施形態とは逆に、第１コンクリート流通路３０Ａを経由して残留コンクリート受入工程Ｅを実行し、第２コンクリート流通路３０Ｂを経由して冠部打設工程Ｆを実行することもできるようになる。

【0085】

また、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、シャッター部６０Ａ、６０Ｂとしての回動体５１と、ハウジング５２と、入口ポート５３と、第１出口ポート５４と、第２出口ポート５５とを含んで構成されるものとしたが、これに限らない。第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、前記第１の状態と前記第２の状態とに切り替わり、前記第２の状態において、対応する打設口３ａに打設口３ａを閉止可能なシャッター部６０Ａ、６０Ｂをそれぞれ有していればよい。また、本実施形態では、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂの各シャッター部６０Ａ、６０Ｂは、回動体５１と一体に形成されているものとしたが、これに限らず、回動体５１と別体で形成されていてもよい（つまり、第１切替装置５０Ａ及び第２切替装置５０Ｂは、回動体５１とは別にシャッター部６０Ａ、６０Ｂを有してもよい）。

【0086】

また、第１コンクリート流通路３０Ａ及び第２コンクリート流通路３０Ｂはトンネル長手方向の中央の一断面に設けられているが、これに限らず、複数の箇所（例えば断面）で設けられてもよい。第１打設口群３０１及び第２打設口群３０２を構成する打設口３ａの個数は、５個に限らず、適宜の個数に定めることができる。

【符号の説明】

【0087】

１…トンネルの内周面、３…型枠、３ａ…打設口、１０…貯留容器、２０…コンクリートポンプ、３０…主コンクリート流通路、３１…主コンクリート流通路の一端部、３２…主コンクリート流通路の他端部、３０Ａ…第１コンクリート流通路、３０ａ１…低位流通路（低位の流通路）、３０ａ２…高位流通路（高位の流通路）、３０Ｂ…第２コンクリート流通路、３０ｂ１…低位流通路（低位の流通路）、３０ｂ２…高位流通路（高位の流通路）、３０Ｃ…頂部コンクリート流通路、４０…主切替装置、５０Ａ…第１切替装置、５０Ｂ…第２切替装置、６０Ａ…シャッター部、６０Ｂ…シャッター部、３０１…第１打設口群、３０２…第２打設口群、３０３…頂部打設口、１００…コンクリート打設装置、Ｓ…覆工空間（空間）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】