JP2021055355A - Concrete placement method at top end part of tunnel and formwork equipment for tunnel lining - Google Patents

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Abstract

To improve economic efficiency, labor saving, response to shortage of skilled workers, and construction quality when placing concrete at a top end part of a tunnel.SOLUTION: In concrete placement of tunnel lining using formwork equipment, at least four top end shoulder part concrete placement openings 60d are provided in the formwork near a top of a top end part above an arch shoulder part in the right-left direction and the front-back direction in the tunnel extension direction. From a side wall to the arch shoulder part, side wall/arch concrete placement openings 60 (a to c) provided in at least four steps in the right-left direction and the front-back direction in the tunnel extension direction can be switched to the front-back/right-left at each step, and multiple layers of concrete are piled up. In addition, from the arch shoulder part to the top of the top end part, the concrete placement opening 60d on the top shoulder part can be switched back and forth and right and left, and concrete is placed horizontally up to an inspection window end part at the top of the top end part in a lower part under natural flow, and in an upper part press-fitted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置に関するものであり、詳しくは、トンネル覆工の天端部にコンクリートを打設する際に、品質の高いトンネル覆工を効率良くする施工するためのコンクリート打設方法及び型枠装置に関するものである。 The present invention relates to a concrete placing method at the top of a tunnel and a formwork device for tunnel lining. Specifically, the present invention relates to a high-quality tunnel lining when placing concrete at the top of a tunnel lining. It relates to a concrete placing method and a formwork device for efficient construction.

トンネル覆工は、昭和５５年頃までの在来工法からＮＡＴＭ工法になって格段と品質が向上した。在来工法の覆工は、アーチ部を打設後に側壁部を打設する逆巻工法が主流であった。そのため、施工継ぎ目が多く、経年変化で漏水やエフロレッセンスが見られ、維持管理にコストがかかっている。 The quality of tunnel lining has improved dramatically from the conventional construction method until around 1980 to the NATM construction method. The mainstream of the lining of the conventional method is the reverse winding method in which the side wall is driven after the arch is driven. Therefore, there are many construction seams, water leakage and efflorescence are seen due to aging, and maintenance is costly.

また、アーチ部の打設においては、天端打設口から１０．５ｍの間でコンクリートを流すために、打ち重ね層の締固め不足でできる色むらが生じ、また、天端肩部付近には空隙が散見された。一方、ＮＡＴＭ工法は、アーチ部と側壁部を同時に打設する全断面コンクリートであるため、一般的に、施工継ぎ目は１０．５ｍに１か所となり、維持管理も格段に向上した。しかしながら、特に天端部の打設となると、空隙や天端部周辺の色むら（竹割模様）などが発生し、在来工法の課題を未だ引きずっている覆工も散見されるのが現状である。 In addition, in the casting of the arch part, since concrete is poured between 10.5 m from the top casting port, color unevenness occurs due to insufficient compaction of the casting layer, and near the top shoulder. There were some voids. On the other hand, since the NATM method is a full-section concrete in which the arch part and the side wall part are cast at the same time, the construction seam is generally one place every 10.5 m, and the maintenance is remarkably improved. However, especially when casting at the top, gaps and uneven color (bamboo split pattern) around the top occur, and there are still some linings that are still dragging the problems of the conventional construction method. Is.

ＮＡＴＭ工法では、順次、側壁部からコンクリートを打設してゆき、天端部は天端打設口（既設継ぎ目より７５ｃｍ程度離隔した位置）からコンクリートを打設する。全断面コンクリートは、側壁部から天端部までの高さが７ｍ〜８ｍ程度あり、１層の打ち上がり高さを５０ｃｍとしている。 In the NATM method, concrete is poured sequentially from the side wall, and concrete is poured from the top casting port (a position separated from the existing seam by about 75 cm) at the top. The total cross-section concrete has a height of about 7 m to 8 m from the side wall portion to the top end portion, and the launch height of one layer is 50 cm.

また、コンクリート打設口は最低でも片側２箇所（計４箇所）備えており、これらのコンクリート打設口から前後左右交互に水平に打設することになっている。このために４系統の配管切替えに、配管切替装置を採用して配管を瞬時に切替えて、コンクリート打設の連続性を維持している。配管は、側壁下部、側壁上部、アーチ肩部、天端部の順に切り替えていく。このような工法（以下、標準工法という）では、アーチ肩部に設けたコンクリート打設口から、自然流下でコンクリートを打設した後、天端打設口からコンクリートを打設する。天端部からアーチ部までの落下高さは概ね２ｍ以上有り、天端打設口からのコンクリート打設は流す打ち方となる。この際のコンクリート打設量は３０ｍ3以上となる。 In addition, there are at least two concrete pouring ports on one side (four places in total), and the concrete pouring ports are to be placed horizontally alternately in front, back, left and right. For this reason, a pipe switching device is used to switch the pipes of the four systems, and the pipes are switched instantly to maintain the continuity of concrete placement. The piping is switched in the order of the lower side wall, the upper side wall, the arch shoulder, and the top end. In such a construction method (hereinafter referred to as a standard construction method), concrete is poured from the concrete casting opening provided at the shoulder of the arch under a natural flow, and then concrete is poured from the top casting opening. The drop height from the top to the arch is approximately 2 m or more, and concrete placement from the top placement port is a flow method. At this time, the amount of concrete placed is 30 m 3 or more.

このような状況の中、品質の高いトンネル覆工を効率良くする施工するための技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術は、トンネル内空面に覆工コンクリートを打設する際に、天端部における覆工コンクリートの充填状態を可視的に確認することができるようにして、充填性の信頼度を高めることができるようにしたものである。このトンネル覆工コンクリート打設時の天端部補助型枠装置は、トンネル覆工用型枠の天端部上でトンネル延長方向に移動可能なスライド型枠と、トンネル内空面における覆工コンクリートの充填状態を撮影する撮影装置と、撮影装置の撮影方向を照明する照明装置と、 スライド型枠を洗浄するための洗浄装置とを備えたことを特徴とするものである。 Under such circumstances, a technique for efficiently constructing a high-quality tunnel lining has been developed (see, for example, Patent Document 1). The technique described in Patent Document 1 makes it possible to visually confirm the filling state of the lining concrete at the top end when the lining concrete is placed on the air surface inside the tunnel, so that the filling property can be confirmed. It is made possible to increase the reliability of. The top end auxiliary formwork device at the time of placing this tunnel lining concrete is a slide formwork that can move in the tunnel extension direction on the top end of the tunnel lining concrete and lining concrete on the air surface inside the tunnel. It is characterized by being provided with a photographing device for photographing the filling state of the concrete, a lighting device for illuminating the photographing direction of the photographing device, and a cleaning device for cleaning the slide form.

特開２０１６−５３２６３号公報（特許第６３８３６１１号公報）Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-53263 (Patent No. 6383611)

上述したように、品質の高いトンネル覆工を効率良くする施工するための技術が開発されているが、発明者らは、トンネル覆工の品質をより一層向上させるための技術開発を重ねており、経済性、省人化、熟練作業員不足への対応、施工品質の更なる向上のために、本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置に想到した。 As mentioned above, technologies for efficient construction of high-quality tunnel lining have been developed, but the inventors have been developing technologies to further improve the quality of tunnel lining. In order to improve economic efficiency, labor saving, response to shortage of skilled workers, and further improvement of construction quality, we came up with the concrete placing method and tunnel lining mold device at the top of the tunnel according to the present invention. ..

すなわち、本発明は、経済性、省人化、熟練作業員不足への対応、施工品質の向上を図ることが可能なトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置を提供することを目的とする。 That is, the present invention provides a concrete placing method at the top of a tunnel and a formwork device for tunnel lining, which can achieve economic efficiency, labor saving, response to a shortage of skilled workers, and improvement of construction quality. The purpose is to do.

本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を有している。すなわち、本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法は、型枠装置を用いたトンネル覆工のコンクリート打設において、アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍の型枠に、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所の天端肩部コンクリート打設口を設けた点に特徴がある。 The concrete placing method at the top of the tunnel and the formwork device for tunnel lining according to the present invention have the following features in order to achieve the above-mentioned object. That is, in the concrete placing method at the top of the tunnel according to the present invention, in the concrete placing of the tunnel lining using the formwork device, the tunnel is extended to the form near the top of the top above the arch shoulder. It is characterized in that at least four top-end shoulder concrete casting ports are provided in the left-right direction and the front-back direction.

そして、側壁部からアーチ肩部までは、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所に複数段設けた側壁・アーチ部コンクリート打設口を各段で前後左右に切り替えて、コンクリートを複数層打ち重ねる。さらに、アーチ肩部から天端頂部までは、天端肩部コンクリート打設口を前後左右に切り替えて、下側部分は自然流下で、上側部分（約１５ｃｍ）は圧入でコンクリートを水平打設するようになっている。 Then, from the side wall to the arch shoulder, the side wall / arch concrete placement openings provided at least four steps in the left-right direction and the front-back direction in the tunnel extension direction are switched to front-back / left-right at each step, and a plurality of concretes are used. Layer on top of each other. Furthermore, from the arch shoulder to the top of the crown, the concrete placement port on the top shoulder is switched to front, back, left and right, the lower part is under natural flow, and the upper part (about 15 cm) is press-fitted to horizontally cast concrete. It has become like.

本発明に係るトンネル覆工用型枠装置は、トンネル天端部におけるコンクリート打設方法を実現するための装置であって、側壁部からアーチ肩部までの間に、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所に複数段設けた側壁・アーチ部コンクリート打設口と、アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍であって、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所設けた天端肩部コンクリート打設口とを備えたことを特徴とするものである。 The formwork device for tunnel lining according to the present invention is a device for realizing a concrete placing method at the top end of a tunnel, and is a device for realizing a concrete placing method at the top of the tunnel, and is located between the side wall and the shoulder of the arch in the left-right direction in the tunnel extension direction. Multiple side wall / arch concrete placement openings are provided at least in four locations in the front-rear direction, and at least four locations are provided in the left-right direction and front-rear direction in the tunnel extension direction near the top of the crown above the arch shoulder. It is characterized by having a concrete casting port on the top and shoulders.

本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置において、天端肩部コンクリート打設口は、天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１ｍ〜１．２ｍ離隔した位置に設けることが好ましい。 In the concrete placing method at the tunnel top and the formwork device for tunnel lining according to the present invention, the top shoulder concrete placing port is 1 m to 1 m to the left and right in the tunnel extension direction from the top of the top. It is preferable to provide it at a position separated by 2 m.

天端最頂部直下には検査窓が設けてあり、天端部においてコンクリートを打設する際に検査窓を開放して、天端部のコンクリート締固め作業や、天端部におけるコンクリートの打設状態等を確認する。したがって、天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１ｍ未満に天端肩部コンクリート打設口を設けると、天端肩部コンクリート打設口から打設（圧入）したコンクリートが検査窓から漏れてしまう。一方、アーチ肩部には、アーチ肩部コンクリート打設口が設けてある、したがって、天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１．２ｍを超えて天端肩部コンクリート打設口を設けると、アーチ肩部コンクリート打設口とは別個に天端肩部コンクリート打設口を設けた意味が薄れてしまう。 An inspection window is provided just below the top of the top, and when placing concrete at the top, the inspection window is opened to compact the concrete at the top and place concrete at the top. Check the status etc. Therefore, if the top shoulder concrete placement port is provided less than 1 m from the top of the top to the left and right in the tunnel extension direction, the concrete placed (press-fitted) from the top shoulder concrete placement port will be seen from the inspection window. It leaks. On the other hand, the arch shoulder is provided with an arch shoulder concrete placement port, and therefore, the top end shoulder concrete placement port is provided over 1.2 m from the top of the top to the left and right in the tunnel extension direction. If it is provided, the meaning of providing the top end shoulder concrete placement port separately from the arch shoulder concrete placement port will be diminished.

本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置では、アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍（天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１ｍ〜１．２ｍ離隔した位置）に天端肩部コンクリート打設口を設け、この天端肩部コンクリート打設口から下側部分を自然流下で、上側部分（約１５ｃｍ）を圧入してコンクリートを水平打設している。 In the concrete placing method at the top of the tunnel and the formwork device for tunnel lining according to the present invention, the vicinity of the top of the top above the shoulder of the arch (from the top of the top to the left and right in the tunnel extension direction is 1 m to left and right). A top shoulder concrete placement port is provided at a position 1.2 m away), and the lower part is naturally flowing down from the top shoulder concrete placement port, and the upper part (about 15 cm) is press-fitted to level the concrete. It is being placed.

このように、標準工法のトンネル覆工用型枠装置に対して天端肩部コンクリート打設口を増設しているため、天端の打設時間が標準工法よりは１時間短縮できるので、コンクリートの流動性が低下することがなく、中流動コンクリート（スランプ２１ｃｍ）を使用しなくても、中流動コンクリートと同等の流動性を確保することができる。また、従来工法（出願人が既に開発している技術：覆工マルチ工法）において、アーチ肩部コンクリート打設口からの打設は、下側部分を自然流下で打設した後、連続して上側部分を圧入していた。圧入時の充填圧が３５ｋＰａと高いために、打設口周辺にコンクリートの流れ跡等の色むらが散見された。この点、本発明においては、天端肩部コンクリート打設口からの圧入時の充填圧は４ｋＰａと低いので色むらができ難く、出来栄えが向上する。さらに、圧入時の切り替えは１回で済むので閉塞等のトラブルもない。 In this way, since the top end shoulder concrete placement port is added to the standard construction method for tunnel lining formwork, the top end placement time can be shortened by one hour compared to the standard construction method, so concrete The fluidity of the concrete does not decrease, and the fluidity equivalent to that of the medium-fluidity concrete can be ensured without using the medium-fluidity concrete (slump 21 cm). In addition, in the conventional construction method (technology already developed by the applicant: lining multi-construction method), the placement from the concrete placement port on the arch shoulder is performed continuously after the lower part is placed in a natural flow. The upper part was press-fitted. Since the filling pressure at the time of press-fitting was as high as 35 kPa, color unevenness such as concrete flow traces was scattered around the casting port. In this respect, in the present invention, since the filling pressure at the time of press-fitting from the top shoulder concrete casting port is as low as 4 kPa, color unevenness is unlikely to occur and the workmanship is improved. Further, since the switching at the time of press-fitting only needs to be performed once, there is no trouble such as blockage.

したがって、施工コストを低減することができるとともに、型枠装置を補強する必要がない。また、天端頂部付近における作業効率が高まるため、省人化を図ることができる。また、施工品質が高く、出来栄えも向上する。 Therefore, the construction cost can be reduced and it is not necessary to reinforce the formwork device. In addition, since the work efficiency near the top of the crown is improved, labor saving can be achieved. In addition, the construction quality is high and the workmanship is also improved.

本発明の実施形態に係るトンネル覆工用型枠装置の断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a formwork device for tunnel lining according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトンネル覆工用型枠装置におけるコンクリート打設口の設置位置を示す断面模式図。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an installation position of a concrete placement port in the formwork device for tunnel lining according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法におけるコンクリート打設手順を示す平面模式図。The plan view which shows the concrete placing procedure in the concrete placing method in the tunnel top portion which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法、従来工法、標準工法におけるコンクリート打設状態を比較した説明図。The explanatory view which compared the concrete placing state in the tunnel top portion, the conventional construction method, and the standard construction method which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置を説明する。図１〜３は本発明の実施形態に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置を説明するもので、図１はトンネル覆工用型枠装置の断面模式図、図２はコンクリート打設口の設置位置を示す断面模式図、図３はコンクリート打設手順を示す平面模式図である。また、図４は本発明の実施形態に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法（本発明工法）、従来工法、標準工法におけるコンクリート打設状態を比較した説明図である。 Hereinafter, the concrete placing method and the tunnel lining formwork device at the top of the tunnel according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 show a concrete placing method and a tunnel lining formwork device at the top of the tunnel according to the embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the tunnel lining formwork device. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the installation position of the concrete placing port, and FIG. 3 is a plan schematic view showing the concrete placing procedure. Further, FIG. 4 is an explanatory diagram comparing the concrete placing method at the top of the tunnel according to the embodiment of the present invention (the construction method of the present invention), the conventional construction method, and the concrete casting state in the standard construction method.

＜トンネル覆工用型枠装置の特徴点＞
本発明の実施形態に係るトンネル覆工用型枠装置１０は、一般的に使用しているトンネル覆工用型枠装置（セントル）に対して、アーチ肩部よりも上方の天端頂部近傍に、少なくとも４箇所の天端肩部コンクリート打設口６０ｄを設けてある。この天端肩部コンクリート打設口６０ｄは、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所設けられている。 <Characteristics of formwork equipment for tunnel lining>
The tunnel lining formwork device 10 according to the embodiment of the present invention is located near the top of the crown above the arch shoulder with respect to the commonly used tunnel lining formwork device (centre). , At least four top-end shoulder concrete casting ports 60d are provided. The top-end shoulder concrete casting openings 60d are provided at least four locations in the left-right direction and the front-rear direction in the tunnel extension direction.

＜トンネル覆工用型枠装置の概要＞
トンネル覆工用型枠装置１０は、図１に示すように、トンネルの内壁面に合致したアーチ状で、トンネルの延長方向に移動可能となっている。詳細には図示しないが、このトンネル覆工用型枠装置１０は、一対のレール２０上に載置する台車（ガントリー）３０と、トンネルの内空断面形状に対応した型枠部４０と、覆工材料の充填装置（例えば、圧送ポンプ１００）等を備えている。また、型枠部４０には、複数のコンクリート打設口６０（ａ〜ｅ）を設けてある。 <Overview of formwork equipment for tunnel lining>
As shown in FIG. 1, the tunnel lining formwork device 10 has an arch shape that matches the inner wall surface of the tunnel and is movable in the extension direction of the tunnel. Although not shown in detail, the tunnel lining formwork device 10 includes a trolley (gantry) 30 mounted on a pair of rails 20, a formwork portion 40 corresponding to the inner cross-sectional shape of the tunnel, and a cover. It is equipped with a work material filling device (for example, a pressure pump 100) and the like. Further, the formwork portion 40 is provided with a plurality of concrete placing ports 60 (a to e).

＜コンクリート打設口＞
コンクリート打設口６０は、図１、図２に示すように、側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃ、天端肩部コンクリート打設口６０ｄ、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからなる。本発明では、これらコンクリート打設口６０のうち、側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃを、側壁・アーチ部コンクリート打設口と総称している。 <Concrete placement port>
As shown in FIGS. 1 and 2, the concrete placement port 60 includes a side wall lower part concrete placement port 60a, a side wall upper part concrete placement port 60b, an arch shoulder concrete placement port 60c, and a top end shoulder concrete placement port. It consists of 60d and a concrete casting port 60e at the top of the top. In the present invention, among these concrete placing ports 60, the side wall lower part concrete placing port 60a, the side wall upper part concrete placing port 60b, and the arch shoulder concrete placing port 60c are collectively referred to as the side wall / arch part concrete placing port. ing.

各コンクリート打設口６０（ａ〜ｅ）にはコンクリート配管７０を介して圧送ポンプ１００が接続されている。さらに、圧送ポンプ１００とコンクリート打設口６０の間には、配管切替装置８０が設けられており、コンクリート配管７０を選択的に切り替えることにより、コンクリートを打設するコンクリート打設口６０を切り替えることができるようになっている。配管切替装置８０には、切り替え時に発生する漏コンを防止するための止板（図示せず）が設置されている。 A pump 100 is connected to each of the concrete placing ports 60 (a to e) via a concrete pipe 70. Further, a pipe switching device 80 is provided between the pressure feed pump 100 and the concrete placing port 60, and by selectively switching the concrete piping 70, the concrete placing port 60 for placing concrete can be switched. Can be done. The pipe switching device 80 is provided with a stop plate (not shown) for preventing leakage from occurring during switching.

側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃ、天端肩部コンクリート打設口６０ｄは、図３に示すように、それぞれトンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所に設けられている（打設口（１）、打設口（２）、打設口（３）、打設口（４））。また、図示しないが、天端肩部コンクリート打設口６０ｄには油圧開閉式バルブが設けられており、この油圧開閉式バルブを開閉することにより、使用する天端肩部コンクリート打設口６０ｄを順次選択して、コンクリートの打設を行う。天端肩部コンクリート打設口６０ｄからの打ち上がり高さは（圧入）１５ｃｍ程度（充填圧で４ｋＰａ）で、天端最頂部の検査窓端部いっぱいまで圧入する。なお、図１において、符号５０は風管を示し、図３において、符号９０は妻板を示している。 As shown in FIG. 3, the lower side wall concrete placement port 60a, the upper side wall concrete placement port 60b, the arch shoulder concrete placement port 60c, and the top end shoulder concrete placement port 60d are located in the left-right direction in the tunnel extension direction, respectively. And at least four places are provided in the front-rear direction (casting port (1), driving port (2), driving port (3), driving port (4)). Further, although not shown, a hydraulic opening / closing valve is provided at the top shoulder concrete placing port 60d, and by opening / closing this hydraulic opening / closing valve, the top shoulder concrete placing port 60d to be used can be opened. Select one by one and place concrete. The launch height from the top concrete casting port 60d is about 15 cm (press-fitting) (filling pressure is 4 kPa), and press-fitting is performed to the full end of the inspection window at the top of the top. In FIG. 1, reference numeral 50 indicates a wind duct, and in FIG. 3, reference numeral 90 indicates an end plate.

＜コンクリート打設口の切り替え＞
側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃ、天端肩部コンクリート打設口６０ｄは、図３に示すように、打設口（１）、打設口（２）、打設口（３）、打設口（４）の順に切り替えられ、一巡すると、打設口（１）に戻って、同様の順序で切り替えられる。このようにコンクリート打設口６０を前後左右に切り替えることにより、トンネル内空面の全体にわたって満遍なくコンクリートをバイブレータで横移動させずに打設することができる。なお、コンクリート打設口６０を切り替える順序は図３に示す態様に限られず、トンネル内空面の全体にわたって満遍なくコンクリートを打設することができれば、他の順序で切り替えてもよい。 <Switching of concrete placement port>
As shown in FIG. 3, the lower side wall concrete casting port 60a, the upper side wall concrete placing port 60b, the arch shoulder concrete placing port 60c, and the top end shoulder concrete placing port 60d are the placing opening (1), It is switched in the order of the driving port (2), the driving port (3), and the driving port (4), and after one cycle, it returns to the driving port (1) and is switched in the same order. By switching the concrete placing port 60 back and forth and left and right in this way, it is possible to place concrete evenly over the entire air surface in the tunnel without laterally moving it with a vibrator. The order in which the concrete placing ports 60 are switched is not limited to the mode shown in FIG. 3, and may be switched in another order as long as the concrete can be placed evenly over the entire air surface in the tunnel.

側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃから打設されるコンクリートは、１層の厚さが５０ｃｍ程度であり、複数層にわたってコンクリートを打設することにより、側壁下部からアーチ肩部までの覆工を施工する。この際、打設したコンクリート内にバイブレータ（図示せず）を挿入して締固めを行う。また、天端部では、打設完了後トンネル縦断方向に設置した１０．５ｍの引き抜きバイブレータ（図示せず）で再度締め固めを行う。 The concrete placed from the side wall lower part concrete placing port 60a, the side wall upper part concrete placing port 60b, and the arch shoulder part concrete placing port 60c has a thickness of about 50 cm, and concrete is placed over a plurality of layers. By doing so, the lining from the lower part of the side wall to the shoulder of the arch is constructed. At this time, a vibrator (not shown) is inserted into the cast concrete to perform compaction. Further, at the top end, after the placement is completed, compaction is performed again with a 10.5 m pull-out vibrator (not shown) installed in the longitudinal direction of the tunnel.

＜コンクリートの打設手順＞
本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法では、側壁部からアーチ肩部まで、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向にそれぞれ４箇所ずつ設けた側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃからコンクリートを自然流下させて打設する。この際、左右前後４箇所の打設口は順次切り替えて使用する。また、１層の厚さは５０ｃｍ程度であり、複数層にわたってコンクリートを打設する。 <Concrete placement procedure>
In the concrete placing method at the top of the tunnel according to the present invention, the side wall lower part concrete placing port 60a and the side wall upper part concrete provided at four locations each in the left-right direction and the front-rear direction in the tunnel extension direction from the side wall portion to the arch shoulder portion. Concrete is naturally flowed down from the casting port 60b and the concrete casting port 60c at the shoulder of the arch for casting. At this time, the four placement openings on the left, right, front and back are sequentially switched and used. Further, the thickness of one layer is about 50 cm, and concrete is poured over a plurality of layers.

そして、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃからの打設が完了すると、天端肩部コンクリート打設口６０ｄから下側部分は自然流下で、上側部分の約１５ｃｍは圧入でコンクリートを水平打設する。天端肩部コンクリート打設口６０ｄは、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に４箇所設けてあり、これら４箇所の打設口を順次切り替えてコンクリートを打設する。最後に、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからコンクリートを打設する。天端頂部コンクリート打設口６０ｅは既設継ぎ目より７５ｃｍ離れた位置にある。図２に、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからコンクリートを打設する範囲を示している。 Then, when the casting from the arch shoulder concrete casting port 60c is completed, the lower part from the top shoulder concrete casting port 60d is in a natural flow, and about 15 cm of the upper part is press-fitted to horizontally cast concrete. .. The top shoulder concrete casting openings 60d are provided at four locations in the left-right direction and the front-rear direction in the tunnel extension direction, and these four locations are sequentially switched to place concrete. Finally, concrete is placed from the top concrete placing port 60e. The top concrete casting port 60e is located 75 cm away from the existing seam. FIG. 2 shows the range in which concrete is placed from the top concrete placing port 60e.

また、本実施形態では、天端部付近におけるコンクリートの打設において、最終的に必要なコンクリート量を正確に把握するための機構を備えている。具体的には、トンネル覆工水平打設の高さ提示用レーザ水平器を用いて照射したレーザ光の高さを基準としてコンクリート打設が終了した時点（例えば、レーザ光の高さから５ｃｍ下方までコンクリート打設が終了した時点）で、トンネル覆工打設に使用しているコンクリートポンプ車に搭載したコンクリート吐出用シリンダーのスライド回数計測値に基づいて既に吐出したコンクリート量を算出する。 Further, in the present embodiment, a mechanism is provided for accurately grasping the amount of concrete finally required in placing concrete near the top end portion. Specifically, when the concrete placement is completed based on the height of the laser beam irradiated using the laser level for presenting the height of the tunnel lining horizontal placement (for example, 5 cm below the height of the laser beam). When the concrete placement is completed), the amount of concrete that has already been discharged is calculated based on the measured number of slides of the concrete discharge cylinder mounted on the concrete pump car used for tunnel lining placement.

そして、コンクリートポンプ車の積載コンクリート量から既に吐出したコンクリート量を差し引いて、コンクリートポンプ車の残コンクリート量を算出し、レーザ光の高さを基準として水平に打設したコンクリート上面から天端部上端までのコンクリート打設に必要なコンクリート量と残コンクリート量との差に基づいて、追加すべきコンクリート量を算出するようになっている。 Then, the amount of concrete already discharged is subtracted from the amount of concrete loaded on the concrete pump car to calculate the amount of residual concrete on the concrete pump car, and the concrete is placed horizontally based on the height of the laser beam. The amount of concrete to be added is calculated based on the difference between the amount of concrete required for placing concrete and the amount of residual concrete.

このようにレーザ水平器を用いると、天端打設において必要なコンクリート量を計算する際、既に打設したコンクリートが水平に仕上がっているので計算しやすく誤差が少なくなる。覆工においては、完全に充填できるまで打設するので常にコンクリートは余る。水平に仕上がらない標準工法では、計算に誤差が生じやすいので多くの余裕量を加算して注文しなくてはならない。その結果、コンクリートが多く余るケースがあり、不経済である。半面、節約しすぎて足りなくなった場合は、再度注文することになり、打設の「連続性」が途絶えてしまう。最悪の場合は、打ち込まれたコンクリートが固まりかけて充填できないおそれもある。覆工の最終段階での天端部のコンクリート量をできるだけ正確に見積もるのは、品質に影響を与える重要な業務である。ちなみに、コンクリートの運搬はトラックミキサー（４ｍ3）で行う。トンネル断面にもよるが、１打設当たり（１０．５ｍ）として、２０台〜３０台のトラックミキサーを用いてコンクリートを運搬するのが一般的である。 When the laser level is used in this way, when calculating the amount of concrete required for top casting, the concrete that has already been cast is finished horizontally, so that the calculation is easy and the error is reduced. In lining, concrete is always left over because it is cast until it is completely filled. With the standard construction method, which does not finish horizontally, errors are likely to occur in the calculation, so a large amount of margin must be added before ordering. As a result, there are cases where a large amount of concrete is left over, which is uneconomical. On the other hand, if you save too much and run out, you will have to order again and the "continuity" of casting will be lost. In the worst case, the cast concrete may become clumped and cannot be filled. Estimating the amount of concrete at the top of the lining at the final stage as accurately as possible is an important task that affects quality. By the way, concrete is transported by truck mixer (4m 3 ). Although it depends on the cross section of the tunnel, it is common to transport concrete using 20 to 30 truck mixers per casting (10.5 m).

＜本発明工法、従来工法、標準工法の比較＞
図４を参照して、本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法（本発明工法）と従来工法と標準工法とにおけるコンクリート打設状態を比較して説明する。図４（ａ）は本発明工法、図４（ｂ）は従来工法、図４（ｃ）は標準工法を示している。 <Comparison of the method of the present invention, the conventional method, and the standard method>
With reference to FIG. 4, the concrete placing method at the top of the tunnel according to the present invention (the method of the present invention), the conventional method, and the standard method will be described in comparison with each other. FIG. 4A shows the method of the present invention, FIG. 4B shows the conventional method, and FIG. 4C shows the standard method.

標準工法は、図４（ｃ）に示すように、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃから、自然流下でコンクリートを打設した後に、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからコンクリートを打設する。天端頂部コンクリート打設口６０ｅからの落下高さが２ｍ以上有り、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからのコンクリート打設は流す打ち方となる。 In the standard construction method, as shown in FIG. 4 (c), concrete is placed from the arch shoulder concrete placing port 60c under a natural flow, and then concrete is placed from the top end concrete placing port 60e. The height of the fall from the top concrete casting port 60e is 2 m or more, and the concrete casting from the top concrete casting port 60e is a flow method.

従来工法（出願人が開発した「覆工マルチ工法」）は、図４（ｂ）に示すように、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃに開閉式バルブを装備しており、下側部分は自然流下でコンクリートを打設した後に、連続して上側部分にコンクリートを圧入する。コンクリート圧入時の打ち上がり高さは１．５ｍ程度（天端頂部コンクリート打設口６０ｅより２０ｃｍ〜３０ｃｍ下がった位置）になり、コンクリートの充填圧は３５ｋＰａ程度になる。 As shown in Fig. 4 (b), the conventional method (“lining multi-method” developed by the applicant) is equipped with an open / close valve at the concrete placement port 60c on the arch shoulder, and the lower part is natural. After placing the concrete in the flow, the concrete is continuously press-fitted into the upper part. The launch height at the time of press-fitting the concrete is about 1.5 m (a position 20 cm to 30 cm lower than the concrete placing port 60e at the top of the top), and the filling pressure of the concrete is about 35 kPa.

本発明工法は、図４（ａ）に示すように、アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍の型枠に、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所の天端肩部コンクリート打設口６０ｄを設けた点に特徴があり、標準工法及び従来工法と比較して、最終的に天端部において打設するコンクリート量が少なくなる。 As shown in FIG. 4A, in the method of the present invention, at least four top-end shoulder concretes are formed in the formwork near the top of the top above the arch shoulder in the left-right direction and the front-back direction in the tunnel extension direction. The feature is that the casting port 60d is provided, and the amount of concrete to be finally cast at the top end is smaller than that of the standard construction method and the conventional construction method.

すなわち、図４に示すように、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからの打設高さは、従来工法（ｂ）、標準工法（ｃ）と比較して、本発明工法（ａ）が最も小さくなるため、天端部において最終的に打設するコンクリート量は、従来工法（ｂ）、標準工法（ｃ）と比較して、本発明工法（ａ）が最も少なくなる（Ｘ＜Ｙ＜Ｚ）。したがって、本発明工法を実施することにより、経済性、省人化、熟練作業員不足への対応、施工品質の向上を図ることができる。 That is, as shown in FIG. 4, the casting height from the top concrete casting port 60e is the smallest in the present invention construction method (a) as compared with the conventional construction method (b) and the standard construction method (c). Therefore, the amount of concrete to be finally cast at the top is the smallest in the method (a) of the present invention as compared with the conventional method (b) and the standard method (c) (X <Y <Z). .. Therefore, by implementing the construction method of the present invention, it is possible to achieve economic efficiency, labor saving, response to a shortage of skilled workers, and improvement of construction quality.

＜本発明の有利な効果＞
次に、標準工法と比較して、本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置１０を使用した場合の有利な効果について説明する。本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法及びトンネル覆工用型枠装置１０は、図２に示すように、天端頂部コンクリート打設口６０ｅからのコンクリート打設量を極力少なくするために、側壁下部コンクリート打設口６０ａ、側壁上部コンクリート打設口６０ｂ、アーチ肩部コンクリート打設口６０ｃだけではなく、天端肩部コンクリート打設口６０ｄを設けている。 <Advantageous effect of the present invention>
Next, an advantageous effect when the concrete placing method at the top of the tunnel and the formwork device 10 for tunnel lining according to the present invention are used as compared with the standard construction method will be described. As shown in FIG. 2, the concrete placing method at the top of the tunnel and the formwork device 10 for tunnel lining according to the present invention are for minimizing the amount of concrete placed from the top concrete placing port 60e. In addition to the side wall lower part concrete placing port 60a, the side wall upper part concrete placing port 60b, and the arch shoulder part concrete placing port 60c, the top end shoulder part concrete placing port 60d is provided.

このような構成とすることにより、側壁から天端まで１層５０ｃｍで前後左右交互に水平に打ち上げを行っているので、天端部におけるコンクリート打設時間が標準工法と比較して１時間以上短縮される。このため、トンネル覆工の内面において、目立った色むら、縞模様、コンクリート打設口６０周辺の流れ跡などがなくなり、出来栄えが向上する。また、１時間の短縮はスランプに換算すると約３ｃｍの変動となる。したがって、スランプが３ｃｍ低下するのを（硬くなるのを）防止できることになる。さらに、打設しているコンクリートのスランプ低下が低減されるため、流動性を保持することができる。 With such a configuration, the concrete is launched horizontally alternately from the side wall to the top with a layer of 50 cm in front, back, left and right, so the concrete placing time at the top is shortened by 1 hour or more compared to the standard construction method. Will be done. Therefore, on the inner surface of the tunnel lining, conspicuous color unevenness, striped pattern, flow traces around the concrete placing port 60, etc. are eliminated, and the workmanship is improved. In addition, the reduction of 1 hour results in a fluctuation of about 3 cm when converted to slump. Therefore, it is possible to prevent the slump from dropping by 3 cm (hardening). Further, since the slump reduction of the concrete being cast is reduced, the fluidity can be maintained.

また、左右方向に片側２箇所、全体で４箇所のコンクリート打設口６０を用いて、前後左右交互に水平に打設してゆくので、天端頂部コンクリート打設口６０ｅから打ち込まれたコンクリートは、締固め作業員の後方には流れにくくなり、天端部は作業員１人で締固め作業を行うことができる。また、ラップ側（既設施工継ぎ目側）で８０〜１００ｋＰａ程度、妻側で３０〜５０ｋＰａ程度の高充填圧で密充填することができるため、トンネル覆工の品質が向上する。 In addition, since the concrete is placed horizontally alternately in the front-rear and left-right directions by using the concrete placing ports 60 at two places on one side in the left-right direction and four places in total, the concrete poured from the top concrete placing port 60e can be used. , It becomes difficult to flow behind the compaction worker, and the top end can be compacted by one worker. Further, since dense filling can be performed with a high filling pressure of about 80 to 100 kPa on the lap side (existing construction seam side) and about 30 to 50 kPa on the gable side, the quality of tunnel lining is improved.

本発明に係るトンネル天端部におけるコンクリート打設方法では、天端の打設時間が標準工法より１時間短縮できるので、３ｃｍのスランプ低下を防止できる。したがって、通常のスランプ１５ｃｍでスランプ１８ｃｍに相当する流動性を保持することができる。同様に、通常のスランプ１８ｃｍでスランプ２１ｃｍの中流動コンクリートに相当する流動性を保持することができる。このため、敢えて中流動コンクリート（スランプ２１ｃｍ）を使用する必要がなく、使用するコンクリートの費用を低減することができるとともに、トンネル覆工用型枠を補強する必要がない。 In the concrete placing method at the top of the tunnel according to the present invention, the casting time at the top can be shortened by 1 hour as compared with the standard construction method, so that a slump drop of 3 cm can be prevented. Therefore, a normal slump of 15 cm can maintain fluidity equivalent to that of a slump of 18 cm. Similarly, a normal slump of 18 cm can maintain fluidity equivalent to that of medium-fluid concrete with a slump of 21 cm. Therefore, it is not necessary to dare to use medium-fluidity concrete (slump 21 cm), the cost of the concrete to be used can be reduced, and it is not necessary to reinforce the tunnel lining formwork.

１０ トンネル覆工用型枠装置
２０ レール
３０ 台車（ガントリー）
４０ 型枠部
５０ 風管
６０ コンクリート打設口
６０ａ 側壁下部コンクリート打設口
６０ｂ 側壁上部コンクリート打設口
６０ｃ アーチ肩部コンクリート打設口
６０ｄ 天端肩部コンクリート打設口
６０ｅ 天端頂部コンクリート打設口
７０ コンクリート配管
８０ 配管切替装置
９０ 妻板
１００ 圧送ポンプ 10 Formwork device for tunnel lining 20 Rails 30 trolleys (gantry)
40 Formwork 50 Wind pipe 60 Concrete casting port 60a Side wall lower concrete casting port 60b Side wall upper concrete casting port 60c Arch shoulder concrete casting port 60d Top edge shoulder concrete casting port 60e Top edge concrete casting port Port 70 Concrete piping 80 Piping switching device 90 End plate 100 Pumping pump

Claims (4)

型枠装置を用いたトンネル覆工のコンクリート打設において、
アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍の型枠に、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所の天端肩部コンクリート打設口を設け、
側壁部からアーチ肩部までは、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所に複数段設けた側壁・アーチ部コンクリート打設口を各段で前後左右に切り替えて、コンクリートを複数層打ち重ね、
アーチ肩部から天端頂部までは、前記天端肩部コンクリート打設口を前後左右に切り替えて、下側部分は自然流下で、上側部分は圧入でコンクリートを天端最頂部の検査窓端部まで水平打設する、
ことを特徴とするトンネル天端部におけるコンクリート打設方法。 In concrete placement of tunnel lining using formwork equipment
The formwork near the top of the crown above the arch shoulder is provided with at least four top concrete casting openings in the left-right direction and the front-back direction in the tunnel extension direction.
From the side wall to the arch shoulder, multiple layers of concrete are cast by switching the side wall / arch concrete placement openings provided at least four steps in the left-right direction in the tunnel extension direction and in the front-rear direction to the front-back and left-right at each step. Stack,
From the arch shoulder to the top of the top, the top shoulder concrete placement port is switched to front, back, left and right, the lower part is under natural flow, and the upper part is press-fitted to inspect the concrete at the top of the top. Horizontally cast up to
A method of placing concrete at the top of a tunnel. 前記天端肩部コンクリート打設口は、天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１ｍ〜１．２ｍ離隔した位置に設けた、
ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル天端部におけるコンクリート打設方法。 The top-end shoulder concrete casting port was provided at a position separated from the top of the top by 1 m to 1.2 m in the left-right direction in the tunnel extension direction.
The method for placing concrete at the top of a tunnel according to claim 1. トンネル覆工を施工するための型枠装置であって、
側壁部からアーチ肩部までの間に、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所に複数段設けた側壁・アーチ部コンクリート打設口と、
アーチ肩部よりも上部の天端頂部近傍であって、トンネル延長方向の左右方向及び前後方向に少なくとも４箇所設けた天端肩部コンクリート打設口と、
を備えたことを特徴とするトンネル覆工用型枠装置。 Formwork equipment for tunnel lining
Between the side wall and the shoulder of the arch, there are at least four steps in the left-right direction and the front-back direction in the tunnel extension direction.
Near the top of the crown above the arch shoulder, at least four concrete placement openings on the top shoulder in the left-right and front-back directions in the tunnel extension direction.
Formwork device for tunnel lining, which is characterized by being equipped with. 前記天端肩部コンクリート打設口は、天端最頂部からトンネル延長方向の左右に向かって１ｍ〜１．２ｍ離隔した位置に設けた、
ことを特徴とする請求項３に記載のトンネル覆工用型枠装置。 The top-end shoulder concrete casting port was provided at a position separated from the top of the top by 1 m to 1.2 m in the left-right direction in the tunnel extension direction.
The formwork device for tunnel lining according to claim 3.
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