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公開番号2024111381
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-19
出願番号2023015824
出願日2023-02-06
発明の名称トンネル覆工コンクリート用締固め装置
出願人株式会社フジタ
代理人個人
主分類E21D 11/10 20060101AFI20240809BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】覆工コンクリートの締固めの範囲を広げ覆工コンクリートの品質の向上を図る。
【解決手段】トンネル覆工用型枠12のうち切羽側の妻型枠16に、トンネル10の周方向に延在するガイド路2202と、ガイド路2202を切羽側に開放する切羽側開口部2204と、ガイド路2202を坑口側に開放する坑口側開口部2206とを有するガイド部材22を設ける。切羽側開口部2204と坑口側開口部2206を閉塞しつつガイド路2202に移動可能に配置された可撓性を有する移動部材24を設ける。切羽側開口部2204と坑口側開口部2206とを通って移動部材24の長手方向の中間部に貫通し移動部材24にトンネル10の長手方向に移動可能に挿通されたバイブレータ30を、第1移動部32によってトンネル10の長手方向に移動させると共に、第2移動部34によってトンネル10の周方向に移動させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
掘削されたトンネルの内周面とトンネル覆工用型枠の外周面との間の打設空間に打設された覆工コンクリートの締固めを行なうトンネル覆工コンクリート用締固め装置であって、
トンネル覆工用型枠のうち坑口側の妻型枠に取り付けられ、前記トンネルの周方向に延在するガイド路と、前記ガイド路に沿って延在し前記ガイド路を切羽側に開放する切羽側開口部と、前記ガイド路に沿って延在し前記ガイド路を坑口側に開放する坑口側開口部とを有するガイド部材と、
前記ガイド路の前記切羽側開口部と坑口側開口部を閉塞しつつ前記ガイド路に移動可能に配置された可撓性を有する移動部材と、
前記切羽側開口部と坑口側開口部とを通って前記移動部材の長手方向の中間部に貫通し前記移動部材に前記トンネルの長手方向に移動可能に挿通されたバイブレータと、
前記バイブレータを前記トンネルの長手方向に移動させる第１移動部と、
前記バイブレータを前記トンネルの周方向に移動させる第２移動部と、
前記バイブレータの振動動作と、前記第１移動部による前記バイブレータの移動と、前記第２移動部による前記バイブレータの移動とを制御する制御装置と、
を備えることを特徴とするトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ガイド路は、均一内径の円形断面で形成され、
前記移動部材は、前記ガイド路を移動可能な均一外径の円形断面で形成され、
前記バイブレータは、前記移動部材の長手方向の中間部に貫通形成された挿通孔に挿通して配置され、
前記挿通孔は、前記円形断面の直径よりも小さい寸法で形成されている、
ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
【請求項３】
前記打設空間に対向する前記挿通孔の開口部には、前記開口部を常時閉塞する方向に付勢され前記バイブレータの前記切羽側から前記坑口側への移動により前記開口部を開放する蓋板が取り付けられている、
ことを特徴とする請求項２記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
【請求項４】
前記移動部材の一端は前記ガイド部材の一端において、第１巻き取り装置に巻き取り繰り出し可能に連結され、
前記移動部材の他端は前記ガイド部材の他端において、第２巻き取り装置に巻き取り繰り出し可能に連結され、
前記制御装置は、前記第２移動部による前記第１移動部の移動に同調して、前記第１巻き取り装置および前記第２巻き取り装置による前記移動部材の巻き取り繰り出しの動作を制御する、
ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
【請求項５】
前記第１移動部は、
前記バイブレータを、前記打設空間の内部に挿入した挿入位置と、前記妻型枠から前記切羽側に離間した抜去位置との間で前記トンネルの長手方向に沿って移動可能に支持する第１支持部と、
前記バイブレータを前記挿入位置と前記抜去位置との間で移動させる第１アクチュエータと、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
【請求項６】
前記第２移動部は、
前記トンネルの周方向に沿って延在するアーチ状のガイドレールと、
前記バイブレータを支持すると共に前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第２スライダと、
前記第２スライダを前記ガイドレールに沿って移動させる第２アクチュエータと、
を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。
【請求項７】
前記コンクリートの締固めは、前記トンネルの周方向に分割された複数の工区毎に行なわれ、
前記バイブレータ、前記ガイド部材、前記移動部材、第１移動部、第２移動部、前記制御装置は、前記複数の工区毎にそれぞれ設けられている、
ことを特徴とする請求項１記載のトンネル覆工コンクリート用締固め装置。

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用締固め装置に関する。
続きを表示（約 5,700 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネルの内周面とトンネル覆工用型枠との間に打設された覆工コンクリートの締固めを行なうためにバイブレータが用いられている。
例えば、打設された覆工コンクリートにトンネル覆工用型枠に設けられた窓部からバイブレータを手作業で挿入しバイブレータを振動させて締固めを行なう方法が知られている。
また、特許文献１には、トンネルの天端部近傍において、トンネルの内周面とトンネル覆工用型枠との間に、トンネルの長手方向に延在する複数の細長状のバイブレータを予め配置すると共に、各バイブレータに取り付けられたワイヤを捲揚げることで各バイブレータをトンネルの長手方向に沿って移動させる巻揚機構を設ける。
そして、覆工コンクリートが天端部に打設されたのち、各バイブレータを振動させながら切羽側に向かって移動させて覆工コンクリートの締固めを行なったのち、各バイブレータをトンネル覆工用型枠の切羽側の妻型枠から取り出す方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第３７３５６００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、前者の方法では、トンネル覆工用型枠に設けられた窓部からバイブレータを覆工コンクリートに挿入することからバイブレータで締固めを行なう範囲が限定されてしまう。また、後者の方法では、複数のバイブレータの位置が固定されているため、上記の場合と同様にバイブレータで締固めを行なう範囲が限定されてしまう。
そのため、覆工コンクリートの品質の向上を図る上で改善の余地がある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたもので、本発明の目的は、覆工コンクリートの締固めの範囲を広げ覆工コンクリートの品質の向上を図る上で有利なトンネル覆工コンクリート用締固め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施の形態は、掘削されたトンネルの内周面とトンネル覆工用型枠の外周面との間の打設空間に打設された覆工コンクリートの締固めを行なうトンネル覆工コンクリート用締固め装置であって、トンネル覆工用型枠のうち坑口側の妻型枠に取り付けられ、前記トンネルの周方向に延在するガイド路と、前記ガイド路に沿って延在し前記ガイド路を切羽側に開放する切羽側開口部と、前記ガイド路に沿って延在し前記ガイド路を坑口側に開放する坑口側開口部とを有するガイド部材と、前記ガイド路の前記切羽側開口部と坑口側開口部を閉塞しつつ前記ガイド路に移動可能に配置された可撓性を有する移動部材と、前記切羽側開口部と坑口側開口部とを通って前記移動部材の長手方向の中間部に貫通し前記移動部材に前記トンネルの長手方向に移動可能に挿通されたバイブレータと、前記バイブレータを前記トンネルの長手方向に移動させる第１移動部と、前記バイブレータを前記トンネルの周方向に移動させる第２移動部と、前記バイブレータの振動動作と、前記第１移動部による前記バイブレータの移動と、前記第２移動部による前記バイブレータの移動とを制御する制御装置とを備えることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記ガイド路は、均一内径の円形断面で形成され、前記移動部材は、前記ガイド路を移動可能な均一外径の円形断面で形成され、前記バイブレータは、前記移動部材の長手方向の中間部に貫通形成された挿通孔に挿通して配置され、前記挿通孔は、前記円形断面の直径よりも小さい寸法で形成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記打設空間に対向する前記挿通孔の開口部には、前記開口部を常時閉塞する方向に付勢され前記バイブレータの前記切羽側から前記坑口側への移動により前記開口部を開放する蓋板が取り付けられていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記移動部材の一端は前記ガイド部材の一端において、第１巻き取り装置に巻き取り繰り出し可能に連結され、前記移動部材の他端は前記ガイド部材の他端において、第２巻き取り装置に巻き取り繰り出し可能に連結され、前記制御装置は、前記第２移動部による前記第１移動部の移動に同調して、前記第１巻き取り装置および前記第２巻き取り装置による前記移動部材の巻き取り繰り出しの動作を制御することを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記第１移動部は、前記バイブレータを、前記打設空間の内部に挿入した挿入位置と、前記妻型枠から前記切羽側に離間した抜去位置との間で前記トンネルの長手方向に沿って移動可能に支持する第１支持部と、前記バイブレータを前記挿入位置と前記抜去位置との間で移動させる第１アクチュエータとを含んで構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記第２移動部は、前記トンネルの周方向に沿って延在するアーチ状のガイドレールと、前記バイブレータを支持すると共に前記ガイドレールに沿って移動可能に設けられた第２スライダと、前記第２スライダを前記ガイドレールに沿って移動させる第２アクチュエータとを含んで構成されていることを特徴とする。
また、本発明の一実施の形態は、前記覆工コンクリートの締固めは、前記トンネルの周方向に分割された複数の工区毎に行なわれ、前記バイブレータ、前記ガイド部材、前記移動部材、第１移動部、第２移動部、前記制御装置は、前記複数の工区毎にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の一実施の形態によれば、トンネル覆工用型枠のうち切羽側の妻型枠に設けたガイド部材のガイド路に移動可能に配置された可撓性を有する移動部材を設け、移動部材の長手方向の中間部に貫通し移動部材にトンネルの長手方向に移動可能に挿通されたバイブレータを、第１移動部によってトンネルの長手方向に移動させると共に、第２移動部によってトンネルの周方向に移動させ、バイブレータの振動動作と、第１、第２移動部によるバイブレータの移動とを制御装置によって制御することで覆工コンクリートの締固めを行なうようにした。
したがって、バイブレータをトンネルの周方向に連続させて位置させることができ、覆工コンクリートの締固めの範囲をトンネルの周方向に連続させることができるため、覆工コンクリートの締固めの範囲を広げ覆工コンクリートの品質の向上を図る上で有利となる。
また、覆工コンクリートの締固めに際して、作業員の手作業によるバイブレータの操作が不要となることは無論のこと、予め複数のバイブレータをトンネルの周方向に間隔をおいて配置しておく必要がないため、バイブレータの配置作業を省くと共に、バイブレータの数を低減することができることから、省人化、設備コストの低減、施工効率の向上を図る上で有利となる。
また、ガイド路を均一内径の円形断面で形成し、移動部材を、ガイド路を移動可能な均一外径の円形断面で形成し、バイブレータを移動部材の長手方向の中間部に貫通形成された挿通孔に挿通して配置し、挿通孔を、上記円形断面の直径よりも小さい寸法で形成すると、ガイド路および移動部材の構成の簡素化を図りつつ、移動部材の移動を円滑に行なうことができ、第２移動部によるバイブレータの周方向への移動を円滑に確実に行なう上で有利となる。
また、打設空間に対向する挿通孔の開口部に、開口部を常時閉塞する方向に付勢されバイブレータの切羽側から坑口側への移動により開口部を開放する蓋板を取り付けると、挿通孔から覆工コンクリートの流出を防止するための作業が不要となり、トンネルの覆工作業を効率よく行なう上で有利となる。
また、移動部材の一端および他端を第１巻き取り装置および第２巻き取り装置に巻き取り繰り出し可能に連結し、制御装置により第２移動部によるバイブレータの往移動に同調して、第１巻き取り装置および第２巻き取り装置による移動部材の巻き取り繰り出しの動作を制御するようにすると、第２移動部によるバイブレータの往移動を円滑に行なう上で有利となり、トンネルの覆工作業を効率よく行なう上で有利となる。
また、第１移動部を、バイブレータを打設空間の内部に挿入した挿入位置と、打設空間から抜き出し妻型枠から切羽側に離間した抜去位置との間でトンネルの長手方向に沿って移動可能に支持する第１支持部と、バイブレータを挿入位置と抜去位置との間で移動させる第１アクチュエータとを含んで構成すると、バイブレータを挿入位置と抜去位置との間で移動させる構成の簡素化を図れ、トンネル覆工コンクリート用締固め装置の構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、第２移動部を、第１移動部をトンネルの周方向に沿って移動可能に支持する第２支持部と、第１移動部をトンネルの周方向に沿って移動させる第２アクチュエータとを含んで構成すると、バイブレータをトンネルの周方向に沿って移動させる構成の簡素化を図れ、トンネル覆工コンクリート用締固め装置の構成の簡素化を図る上で有利となる。
また、覆工コンクリートの締固めを、トンネルの周方向に分割された複数の工区毎に行ない、ガイド部材、移動部材、第１移動部、第２移動部、制御装置を、トンネルの複数の工区毎にそれぞれ設けるようにすると、バイブレータによる覆工コンクリートの締固め作業を各工区毎にそれぞれ行なうことができるため、トンネルの半径が巨大化した場合などにトンネルの覆工作業の効率化、工期の短縮を図る上でより一層有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施の形態に係るトンネル覆工コンクリート用締固め装置を切羽側から見た正面図であり、第１移動部および第２移動部の図示を省略している。
実施の形態に係るトンネル覆工コンクリート用締固め装置の一部を破断した側面図である。
図２のＡ矢視図である。
図２のＢ－Ｂ線断面図である。
（Ａ）は図４のＡ－Ａ線断面図、（Ｂ）は図４のＢ－Ｂ線断面図である。
（Ａ）は蓋板の閉塞位置を示す断面図、（Ｂ）は蓋板の開放位置を示す断面図である。
ガイド部材および移動部材の位置関係を示す斜視図である。
実施の形態に係るトンネル覆工コンクリート用締固め装置の制御系の構成を示すブロック図である。
実施の形態に係るトンネル覆工コンクリート用締固め装置の動作フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、トンネル覆工用型枠について説明する。
図１、図２に示すように、トンネル覆工用型枠１２は、地山１８に掘削されたトンネル１０の内周面（内壁面）１００２に、本実施の形態では、一次覆工がなされたトンネル１０の内周面１００２に覆工コンクリートを打設して二次覆工を行なうために使用されるものである。
トンネル覆工用型枠１２は鋼製であり、トンネル１０の床版１００４に設けられた不図示のレールに沿ってトンネル１０の長手方向に移動可能に設けられている。
トンネル覆工用型枠１２は、型枠本体１４と、妻型枠１６とを含んで構成されている。
型枠本体１４は、トンネル１０の断面形状に対応したアーチ状の断面形状を構成している。
型枠本体１４には、コンクリート打設装置１００（図８参照）から供給されるコンクリートを打設するための不図示の複数の打設孔が、トンネル１０の周方向とトンネル１０の長手方向に間隔をおいて設けられている。
妻型枠１６は、型枠本体１４の切羽側の端部に接続され、トンネル１０の周方向に沿った長さと、トンネル１０の半径方向に沿った幅とを有し、トンネル１０の周方向に沿って延在している。
図２に示すように、妻型枠１６のうち、切羽側に対向する面を妻型枠外面１６０２、坑口側に対向する面を妻型枠内面１６０４とする。
トンネル１０の内周面１００２とトンネル覆工用型枠１２の外周面との間には、言い換えると、トンネル１０の内周面１００２と、型枠本体１４の外周面１４０２および妻型枠１６の妻型枠内面１６０４との間には、覆工コンクリートが打設される打設空間Ｓが形成される。
【０００９】
次に、トンネル覆工コンクリート用締固め装置２０について説明する。
トンネル覆工コンクリート用締固め装置２０は、打設空間Ｓに打設されたコンクリートの締固めを行なうものである。
図１、図２に示すように、トンネル覆工コンクリート用締固め装置２０は、ガイド部材２２と、移動部材２４と、第１巻き取り装置２６と、第２巻き取り装置２８と、バイブレータ３０と、第１移動部３２と、第２移動部３４と、制御装置３６（図８参照）とを含んで構成されている。
【００１０】
図４、図５に示すように、ガイド部材２２は、ガイド路２２０２と、切羽側開口部２２０４と、坑口側開口部２２０６とを備えている。
ガイド路２２０２は、妻型枠１６の幅方向の中間部に介設され、妻型枠１６と共にトンネル１０の周方向に延在している。
本実施の形態では、ガイド路２２０２は、トンネル１０の半径方向において対向する一対のガイド部材２２で構成されている。
一対のガイド部材２２は、共に半円弧状を呈し、ガイド路２２０２は、一対のガイド部材２２の間に、均一内径の円形断面で形成されている。
一対のガイド部材２２は、トンネル１０の長手方向に沿った幅を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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