JP2011184934A - Method of lining of tunnel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トンネルの覆工方法に関する。 The present invention relates to a tunnel lining method.
近年、高流動コンクリートや中流動コンクリート等の新たな配合の流動性コンクリートが開発され利用されている(非特許文献1、非特許文献2参照)。そして、このような流動性コンクリートをトンネルの覆工に採用する試みが、特殊な施工条件の現場で行われ成果を上げている。
In recent years, fluidity concrete having a new composition such as high fluidity concrete and medium fluidity concrete has been developed and used (see Non-Patent
一方、トンネルの覆工で施工性・品質が問題となるのは、コンクリートの締固め作業が困難でコンクリートの充填性の確保が困難なアーチ部の天端部である。そして、従来、型枠表面に圧力センサーを取り付け、充填圧力を計測することによってコンクリートの打ち込み充填管理を行い、この天端部のコンクリートの充填性を確保するようにしている(非特許文献3、特許文献1参照)。
On the other hand, the workability and quality of the tunnel lining is a problem at the top end of the arch where it is difficult to compact concrete and to ensure the filling of concrete. Conventionally, a pressure sensor is attached to the surface of the formwork, and concrete filling and filling management is performed by measuring the filling pressure, thereby ensuring the concrete filling property at the top end (
また、空気、水、コンクリートの振動応答特性を利用し、これら空気、水、コンクリートの接触物を区別するセンサーを備えたコンクリート充填検知システムを用いて、コンクリートの充填性を判別する方法も提案、実用化されている(非特許文献4参照)。 Also proposed is a method for determining the filling properties of concrete using a concrete filling detection system equipped with a sensor that distinguishes between air, water and concrete contact objects using the vibration response characteristics of air, water and concrete. It has been put into practical use (see Non-Patent Document 4).
しかしながら、流動性コンクリートは普通コンクリートに対し、例えば1000円〜2000円/m3のコスト増になるため、現状では一般のトンネル覆工に採用できていない。 However, since fluid concrete increases the cost of, for example, 1000 yen to 2000 yen / m 3 with respect to ordinary concrete, it is not currently available for general tunnel lining.
また、型枠表面に取り付けた圧力センサーのみで天端部の充填性を確認する方法(アーチ部のコンクリート打ち込み充填管理を行う方法)では、天端部に空洞があっても充填圧力が上がってしまう場合があるという問題があった。 In addition, in the method of confirming the fillability of the top end with only the pressure sensor attached to the surface of the formwork (method of performing concrete placement and filling in the arch part), the filling pressure increases even if there is a cavity in the top end. There was a problem that it might end.
一方、接触物の振動応答特性を利用したセンサーを用いて充填性を確認する方法では、空気、水、コンクリートを区別して充填性を確認できる反面、圧力等が判別できないため、コンクリートの充填の程度、すなわち、コンクリートの密実性を判断することができないという問題があった。 On the other hand, in the method of confirming the fillability using a sensor using the vibration response characteristics of the contact object, the fillability can be confirmed by distinguishing between air, water, and concrete, but the pressure cannot be discriminated, so the degree of concrete filling That is, there was a problem that the solidity of concrete could not be judged.
本発明は、上記事情に鑑み、コンクリートの充填性、密実性を確保してアーチ部(天端部)を好適に施工することを可能にするトンネルの覆工方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a tunnel lining method that can ensure the filling and solidity of concrete and can suitably construct an arch (top end). To do.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明のトンネルの覆工方法は、普通コンクリートを打ち込んで左右一対の側壁部を構築するとともに、型枠表面側に圧力センサーを、地山側に充填検知センサーをそれぞれ配置しつつ、流動性コンクリートを打ち込んで前記一対の側壁部に繋がるアーチ部を構築するようにしたことを特徴とする。 According to the tunnel lining method of the present invention, a pair of left and right side walls is constructed by placing ordinary concrete, and a flow sensor is provided while placing a pressure sensor on the mold surface side and a filling detection sensor on the natural ground side. An arch portion that is driven and connected to the pair of side wall portions is constructed.
この発明においては、覆工のアーチ部に流動性コンクリートを用いることで、コンクリートの締固め作業が困難な天端部のコンクリート充填性を確保することが可能になる。また、圧力センサーだけでなく、充填検知センサーを併用することによって、コンクリートの充填性を確保することが可能になるとともに、コンクリートの密実性を確保することも可能になる。さらに、アーチ部にのみ流動性コンクリートを用いることで、従来のように覆工全体に流動性コンクリートを用いる場合と比較し、コストを低減することが可能になる。 In this invention, by using fluid concrete for the arch portion of the lining, it becomes possible to ensure the concrete filling property at the top end where it is difficult to compact the concrete. Further, by using not only the pressure sensor but also the filling detection sensor, it is possible to ensure the filling property of the concrete and also ensure the solidity of the concrete. Furthermore, by using the fluid concrete only for the arch part, it becomes possible to reduce the cost as compared with the case where the fluid concrete is used for the entire lining as in the prior art.
また、本発明のトンネルの覆工方法においては、前記充填検知センサーが、振動応答特性の違いから空気、水、前記流動性コンクリートを判別して前記流動性コンクリートの充填性を検知するセンサーであることが望ましい。 Further, in the tunnel lining method of the present invention, the filling detection sensor is a sensor for detecting the filling property of the fluid concrete by discriminating air, water and the fluid concrete from the difference in vibration response characteristics. It is desirable.
この発明においては、充填検知センサーによって空気、水、流動性コンクリートを判別しながらアーチ部にコンクリートを打ち込むことが可能になるため、アーチ部(天端部)のコンクリートの充填性及び密実性を確保して、覆工を構築することが可能になる。 In this invention, since it becomes possible to drive concrete into the arch while discriminating air, water, and fluid concrete by the filling detection sensor, the filling and solidity of the concrete in the arch (top end) can be improved. Secure and build a lining.
さらに、本発明のトンネルの覆工方法においては、前記アーチ部の天端部にエア抜き孔を設けるとともに、前記アーチ部の天端部と両端部の間に吹上げ口を設け、前記吹上げ口から前記流動性コンクリートを打ち込むようにしたことを特徴とすることがより望ましい。 Further, in the tunnel lining method of the present invention, an air vent hole is provided in the top end portion of the arch portion, and a blowing port is provided between the top end portion and both end portions of the arch portion, and the blowing up It is more desirable that the fluid concrete is driven from the mouth.
この発明においては、流動性コンクリートはフレッシュ状態の経時変化が大きく、短時間で打ち込む必要があるが、天端部とアーチ部の両端部の間に設けた吹上げ口から流動性コンクリートを打ち込むようにしたことで、「肩部の配管の取り外し、検査窓閉塞の段取り変え時間」を不要にすることができ、アーチ部の覆工施工時間の短縮を図ることが可能になる。また、これら吹上げ口から流動性コンクリートを打ち込むことにより、型枠表面に沿った流動性コンクリートの斜め落下を低減することができ、材料分離とエアの巻き込みを抑制することが可能になる。 In this invention, the flowable concrete has a large change over time in the fresh state and needs to be driven in a short time. However, the flowable concrete is driven from the blowing port provided between the top and the arch. By doing so, “removal time of the piping of the shoulder portion and changeover time of the inspection window blockage” can be made unnecessary, and it becomes possible to shorten the time for lining the arch portion. In addition, by pouring the fluid concrete from these blowing ports, it is possible to reduce the oblique fall of the fluid concrete along the surface of the formwork and to suppress material separation and air entrainment.
さらに、流動性コンクリートの打ち込み時に、エア、ブリーディング水等をエア抜き孔から排出させ、これらエア、ブリーディング水等の排出が完了して流動性コンクリートがエア抜き孔から落下してきたことを確認することにより、充填性を確保することが可能になる。また、流動性コンクリートが落下してきた段階でエア抜き孔を閉塞させることにより、打ち込んだ流動性コンクリートの圧力を保持し、密実性を確保することが可能になる。 Furthermore, when pouring the flowable concrete, air, bleeding water, etc. are discharged from the air vent hole, and it is confirmed that the discharge of the air, bleeding water, etc. is complete and the fluid concrete has fallen from the air vent hole. Thus, it is possible to ensure the filling property. Further, by closing the air vent hole when the fluid concrete has fallen, it is possible to maintain the pressure of the poured fluid concrete and ensure the solidity.
また、本発明のトンネルの覆工方法においては、硬化後の強度及び弾性係数が前記普通コンクリートと同等の前記流動性コンクリートを用いることがさらに望ましい。 In the tunnel lining method of the present invention, it is more desirable to use the fluid concrete having a strength and an elastic modulus after curing equivalent to those of the ordinary concrete.
この発明においては、硬化後の強度及び弾性係数が普通コンクリートと同等の流動性コンクリートを用いることで、施工後に偏変形や応力集中などが生じることのない覆工を構築することが可能になる。 In this invention, it is possible to construct a lining that does not cause partial deformation or stress concentration after construction by using fluidity concrete whose strength and elastic modulus after curing are equivalent to ordinary concrete.
本発明のトンネルの覆工方法においては、覆工のアーチ部に流動性コンクリートを用い、さらに、圧力センサーと充填検知センサーを併用することにより、コンクリートの締固め作業が困難な天端部のコンクリート充填性を確保し、且つコンクリートの密実性を確保することが可能になる。これにより、従来のように覆工全体に流動性コンクリートを用いる場合と比較し、コストを低減しつつ施工性、品質を向上させて、好適にトンネルの覆工を構築することが可能になる。 In the tunnel lining method of the present invention, fluid concrete is used for the arch portion of the lining, and furthermore, the concrete at the top end is difficult to compact by using a pressure sensor and a filling detection sensor in combination. It becomes possible to ensure filling property and to ensure the concrete density. Thereby, compared with the case where fluid concrete is used for the entire lining as in the prior art, it is possible to improve the workability and quality while reducing the cost, and to appropriately construct the tunnel lining.
以下、図1から図3を参照し、本発明の一実施形態に係るトンネルの覆工方法について説明する。 Hereinafter, a tunnel lining method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
本実施形態のトンネルの覆工方法では、図1に示すように、地山Gの掘削面G1との間に隙間をあけて型枠1を設置し、スパン毎に普通コンクリート2を打ち込んで左右一対の側壁部3、4を構築し、高流動コンクリートや中流動コンクリート等の流動性コンクリート5を打ち込んで一対の側壁部3、4に繋がるアーチ部6を構築する。
In the tunnel lining method of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
また、本実施形態では、硬化後の強度及び弾性係数が側壁部3、4の普通コンクリート2と同等の流動性コンクリート5を用いる。これにより、偏変形や応力集中などが生じることのない覆工T1が構築される。
Moreover, in this embodiment, the
また、本実施形態のアーチ部6は、トンネル軸線O1を中心とした周方向の90度範囲に形成されている。そして、このアーチ部6に流動性コンクリート5を打ち込む際には、予め型枠1に、トンネル軸線O1を通る上下方向のトンネル中心線O2上に(天端部7)に配置した天端吹上げ口(吹上げ口8)と、アーチ部6の両端部6a、6b側(アーチ部6の天端部7と両端部6a、6bの間)に配置した吹上げ口9、10とを設けておく。また、本実施形態では、アーチ部6の両端部6a、6b側にそれぞれ配置される吹上げ口9、10をトンネル中心線O2を中心とした左右60度方向に配設する。さらに、これら吹上げ口8、9、10は、図2及び図3に示すように、トンネル軸線O1方向に所定の間隔をあけて複数並設される。また、型枠1には、アーチ部6の天端部7に伸縮エア抜き孔(エア抜き孔11)を設けておく。
Moreover, the arch part 6 of this embodiment is formed in the 90 degree | times range of the circumferential direction centering on the tunnel axis line O1. When the
一方、本実施形態のトンネルの覆工方法では、図1から図3に示すように、アーチ部6に充填検知センサー12と圧力センサー13を設置し、これらセンサー12、13によってアーチ部6(天端部7)のコンクリート打ち込み充填管理を行う。そして、本実施形態の充填検知センサー12は、振動応答特性の違いから空気、水、流動性コンクリート5を判別して流動性コンクリート5の充填性を検知するセンサーである。すなわち、この充填検知センサー12に接触しているものが空気である場合には、11000Hz程度でピークが現れる波形(周波数と出力電圧の関係)が得られ、水である場合には、7000Hz程度でピークが現れる波形が得られ、コンクリート5である場合には、ピークが不明瞭な平滑な波形が得られる。このため、充填検知センサー12で得られる波形を順次確認しながら流動性コンクリート5を打ち込むことにより、流動性コンクリート5の充填の確認(充填性管理)が行える。そして、本実施形態では、充填検知センサー12を充填不良が発生しやすい天端部7の地山G側に設置するとともに、トンネル軸線O1方向既設覆工T2側とスパン中央と褄側の3箇所に設置する。
On the other hand, in the tunnel lining method of the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, a
また、本実施形態では、型枠表面の9箇所に圧力センサー13を設置する。このとき、圧力センサー13は、天端部7とトンネル中心線O2を中心とした左右60度方向に設置するとともに、トンネル軸線O1方向既設覆工T2側とスパン中央と褄側に設置する。
Moreover, in this embodiment, the
そして、型枠バイブレーターで締め固めを行いつつ、トンネル軸線O1中心の60度方向に設けられた吹上げ口9、10と天端部7に設けられた天端吹上げ口8から、アーチ部6に流動性コンクリート5を圧入して打ち込む。ここで、流動性コンクリート5はフレッシュ状態の経時変化が大きく、短時間で打ち込む必要があるが、このように60度方向の吹上げ口9、10を採用することで、スパン毎に覆工T1を構築してゆく際、「肩部の配管の取り外し、検査窓閉塞の段取り変え時間」が不要になり、アーチ部6の覆工施工時間の短縮が図れる。さらに、60度方向の吹上げ口9、10から流動性コンクリート5を打ち込むことによって、型枠1表面に沿った流動性コンクリート5の斜め落下が低減し、材料分離とエアの巻き込みが抑制されることになる。
Then, while compacting with a formwork vibrator, the arch portion 6 is formed from the blowing
そして、流動性コンクリート5は打ち込み時に液体的に振舞うので圧力を保ち、充填後の高さを維持することが重要になるが、本実施形態のアーチ部6(天端部7)のコンクリート打ち込み充填管理では、充填検知センサー12によって天端部7まで流動性コンクリート5が充填されているか否かを確認し、圧力センサー13によって例えば0.01〜0.05N/mm2以下を目標として設定した圧力で密実に流動性コンクリート5が充填されているか否かを確認する。このように充填検知センサー12と圧力センサー13を併用して流動性コンクリート5の充填性、密実性を判断する。
Since the
また、アーチ部6に流動性コンクリート5を圧入して打ち込む際には、流動性コンクリート5の密実な充填を維持しながら確実にエアを抜き取ってゆくことが重要になる。これに対し、本実施形態のトンネルの覆工方法では、流動性コンクリート5の打ち込み時に、エア、ブリーディング水等を伸縮エア抜き孔11から排出させる。そして、エア、ブリーディング水等の排出が完了し、流動性コンクリート5が伸縮エア抜き孔11から落下してきたことを確認した段階で、伸縮エア抜き孔11を閉塞する。この伸縮エア抜き孔11は、頭部が平らで型枠1表面と同様な形状となっており、エア抜き完了後は型枠1内に収納する。これにより、コンクリート圧力を保持し、密実に充填した状態で流動性コンクリート5を保持することが可能になる。
In addition, when the
また、トンネル軸線O1中心の90度位置の確認、すなわち、左右一対の側壁部3、4に繋がるアーチ部6の両端部6a、6b側の確認は、型枠検査窓15で行う。このとき、流動性コンクリート5の天端打ち込み量が90度以上となるよう30cm〜0cm下で切替し、打ち重ね位置を記録する。
Further, confirmation of the 90-degree position of the center of the tunnel axis O1, that is, confirmation of both
さらに、側壁部3、4の普通コンクリート2とアーチ部6の流動性コンクリート5を打ち重ねる際には、棒状バイブレーターを使用し、この棒状バイブレーターを下層の普通コンクリート2に10cm以上挿入して締め固め、側壁部3、4の普通コンクリート2とアーチ部6の流動性コンクリート5を一体化させる。
Furthermore, when stacking the
このように流動性コンクリート5を真に必要な範囲に使用して覆工T1を構築することにより、品質の向上と経済性を両立することができる。また、側壁部3、4に普通コンクリート2を使用することで、側圧が過大になることがなく、型枠1の補強も不要になる。そして、上記のようにコンクリート充填管理を行うことで、充填圧力によって硬化後のコンクリート強度を確保して覆工T1を構築することができ、施工管理上有効な充填管理となる。
Thus, by constructing the lining T1 using the
したがって、本実施形態のトンネルの覆工方法においては、覆工T1のアーチ部6に流動性コンクリート5を用いることで、コンクリートの締固め作業が困難な天端部7のコンクリート充填性を確保することが可能になる。また、圧力センサー13だけでなく、充填検知センサー12を併用することによって、コンクリート5の充填性を確保することが可能になるとともに、コンクリート5の密実性を確保することも可能になる。さらに、アーチ部6にのみ流動性コンクリート5を用いることで、従来のように覆工全体に流動性コンクリート5を用いる場合と比較し、コストを低減することが可能になる。これにより、従来と比較し、コストを低減しつつ施工性、品質を向上させて、好適にトンネルの覆工T1を構築することが可能になる。
Therefore, in the tunnel lining method of the present embodiment, the
また、充填検知センサー12によって空気、水、流動性コンクリート5を判別しながらアーチ部6にコンクリート5を打ち込むことが可能になるため、アーチ部6(天端部7)のコンクリート5の充填性及び密実性を確保して、覆工T1を構築することが可能になる。
Moreover, since it becomes possible to drive the
さらに、天端部7とアーチ部6の両端部6a、6bの間に設けた吹上げ口9、10(8)から流動性コンクリート5を打ち込むようにしたことで、「肩部の配管の取り外し、検査窓閉塞の段取り変え時間」を不要にすることができ、アーチ部6の覆工施工時間の短縮を図ることが可能になる。また、これら吹上げ口9、10(8)から流動性コンクリート5を打ち込むことにより、型枠1表面に沿った流動性コンクリート5の斜め落下を低減することができ、材料分離とエアの巻き込みを抑制することが可能になる。
Furthermore, the
さらに、流動性コンクリート5の打ち込み時に、エア、ブリーディング水等をエア抜き孔11から排出させ、これらエア、ブリーディング水等の排出が完了して流動性コンクリート5がエア抜き孔11から落下してきたことを確認することにより、充填性を確保することが可能になる。また、流動性コンクリート5が落下してきた段階でエア抜き孔11を閉塞させることにより、打ち込んだ流動性コンクリート5の圧力を保持し、密実性を確保することが可能になる。
Further, when the
また、硬化後の強度及び弾性係数が普通コンクリート2と同等の流動性コンクリート5を用いることで、施工後に偏変形や応力集中などが生じることのない覆工T1を構築することが可能になる。
Moreover, by using the
以上、本発明に係るトンネルの覆工方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The embodiment of the tunnel lining method according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention.
1 型枠
2 普通コンクリート
3 側壁部
4 側壁部
5 流動性コンクリート
6 アーチ部
6a 端部
6b 端部
7 天端部
8 天端吹上げ口(吹上げ口)
9 吹上げ口
10 吹上げ口
11 エア抜き孔
12 充填検知センサー
13 圧力センサー
15 型枠検査窓
G 地山
G1 掘削面
O1 トンネル軸線
O2 トンネル中心線
T1 覆工
T2 既設覆工
DESCRIPTION OF
9 Blowing
Claims (4)
前記充填検知センサーが、振動応答特性の違いから空気、水、前記流動性コンクリートを判別して前記流動性コンクリートの充填性を検知するセンサーであることを特徴とするトンネルの覆工方法。 In the tunnel lining method according to claim 1,
A tunnel lining method, wherein the filling detection sensor is a sensor for detecting air, water, and the fluid concrete by detecting differences in vibration response characteristics and detecting the fluidity of the fluid concrete.
前記アーチ部の天端部にエア抜き孔を設けるとともに、前記アーチ部の天端部と両端部の間に吹上げ口を設け、前記吹上げ口から前記流動性コンクリートを打ち込むようにしたことを特徴とするトンネルの覆工方法。 In the tunnel lining method according to claim 1 or 2,
An air vent hole is provided in the top end portion of the arch portion, and a blowing port is provided between the top end portion and both end portions of the arch portion, and the fluid concrete is driven from the blowing port. Characteristic tunnel lining method.
硬化後の強度及び弾性係数が前記普通コンクリートと同等の前記流動性コンクリートを用いることを特徴とするトンネルの覆工方法。 In the tunnel lining method according to any one of claims 1 to 3,
A tunnel lining method characterized by using the flowable concrete having a strength and an elastic modulus after hardening equal to those of the ordinary concrete.
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