JP3504133B2 - コンクリートの吹付工法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル内面等に
コンクリート等をライニングするためのコンクリートの
吹付工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】トンネル、坑道、ケーブルダクト等の内
壁をコンクリートやモルタルでライニングする手段とし
ては、従来、図３に模式的に示すエアー吹付手段が用い
られていた。このエアー吹付手段は、コンクリートポン
プと空圧源に連結されたノズル１を有し、圧縮空気に液
体急結剤を混入し、生コンクリートを大量の圧縮空気に
よりノズル１から吹き出し、同時にノズル内で生コンク
リートと急結剤とを混合してトンネル内面等に吹き付け
るようになっている。

【０００３】しかし、かかるエアー吹付手段は、大量の
圧縮空気を使用するため、空圧源の動力が大きくなるば
かりでなく、微細なコンクリートや急結剤を含む粉塵が
大量の圧縮空気により周囲を汚染するため、作業環境が
極めて悪い問題点があった。

【０００４】この問題点を解決するため、例えば、実公
平６−４５５１９号の「投射施工装置」、特開平４−８
３０９６号及び特開平６−２４８８８７号の「混合物投
射施工方法およびその装置」、等の圧縮空気を用いずに
ライニングができるコンクリート吹付手段が提案されて
いる

【０００５】図４は、かかるコンクリート吹付手段の原
理を示す図である。この図に示すように、これらのコン
クリート吹付手段のヘッド部は、高速で回転するインペ
ラ２と、コンクリートと急結剤を攪拌しながらインペラ
２に供給する攪拌スクリュー３とを備え、遠心力により
コンクリートをインペラの接線方向に投射して吹き付け
るようになっていた。従って、このコンクリート吹付機
では、空気を全く使用せず、機械的にコンクリートの吹
き付けができ、これにより粉塵の発生をなくし、良好な
作業環境を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図４に示した
コンクリート吹付手段では、急結剤と混合されたコンク
リートがヘッド部の内部にあるので、作業の中断等で短
時間停止する場合でも、コンクリートが内部で硬化して
しまい再起動時に機械的不具合が発生したり起動自体が
できなくなる問題点があった。そのため、作業の中断毎
に分解し内部を清掃する必要があり、取扱いが煩雑であ
り、清掃やメンテナンスに時間がかかる問題点があっ
た。更に、ヘッド部に攪拌スクリュー３やこれを駆動す
る駆動ユニット（例えば油圧モータ）が不可欠なため、
ヘッド部が大きくかつ重くなり、ヘッド部を移動させる
ビームや油圧シリンダ等が大型になる問題点があった。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、ヘッ
ド部内部でのコンクリートの硬化を抑制することがで
き、これにより作業の中断毎の清掃やメンテナンスを不
要にすることができるコンクリートの吹付工法及び吹付
機を提供することにある。また、本発明の別の目的は、
ヘッド部を小型軽量化することができ、これによりヘッ
ド部を移動させるビームや油圧シリンダ等を小型化でき
るコンクリートの吹付工法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、周辺部
にコンクリートをほぼ接線方向に投射するための複数の
ブレード（１３）を有し軸心を中心に高速回転するイン
ペラ（１２）と、該インペラを囲むケーシング（１４）
と、該ケーシングの外周部の一部に設けられインペラの
外周部からインペラの回転中心Oに向けて生コンクリー
ト（７）を供給するコンクリート供給管（１６）と、ケ
ーシングの外周部の一部に設けられコンクリート供給管
からインペラのほぼ接線方向に位置するコンクリート吐
出ノズルと、からなるヘッド部（１０）を備え、前記コ
ンクリート吐出ノズルは、複数の急結剤供給ノズル（２
０）を有し、空気を用いずにコンクリートをインペラの
回転によりその接線方向に投射し、投射中のコンクリー
トに向けて複数の急結剤供給ノズルから急結剤を吹き付
け、これを投射中にコンクリートと混合しながら対象壁
面に吹き付ける、ことを特徴とするコンクリート吹付工
法が提供される。

【０００９】上記本発明の方法によれば、従来のコンク
リート送り込み機構である攪拌スクリューがなく、その
代わりに複数の急結剤供給ノズル（２０）を有するコン
クリート吐出ノズルがコンクリート供給管からインペラ
のほぼ接線方向に設けられ、この急結剤供給ノズル（２
０）から空気を用いずにコンクリートをインペラの回転
によりその接線方向に投射し、投射中のコンクリートに
向けて急結剤を吹き付け、これを投射中にコンクリート
と混合しながら対象壁面に吹き付けるようになっている
ので、短時間の停止ではヘッド部内部でのコンクリート
の硬化がほとんどなく、これにより作業の中断毎の清掃
やメンテナンスを不要にすることができる。

【００１０】また、攪拌スクリューとこれを駆動する装
置がなくなるため、ヘッド部を小型軽量化することがで
き、これによりヘッド部を移動させるビームや油圧シリ
ンダ等を小型化できる。

【００１１】また、前記急結剤は、液体急結剤であるこ
とが好ましい。これにより、急結剤を噴霧することがで
き、コンクリートとの混合が容易になるため、攪拌スク
リューなしで、十分な混合を行うことができる。

【００１２】更に、前記急結剤は、粉体急結剤と流体と
の混合物であってもよい。すなわち粉体急結剤と水との
混合スラリーを用いることにより、粉塵の発生を抑制し
ながら、容易に優れた硬化性を発揮することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略す
る。

【００１４】図１は、コンクリート吹付機を用いた本発
明のコンクリート吹付工法の模式図である。この図にお
いて、４は主機であり、走行部４ａを有し、後側にはコ
ンクリートポンプ４ｂが設けられている。主機４の前側
にはロボットアーム機構５が設けられている。ロボット
アーム機構５は、この例では、主ビーム５ａ、主ビーム
５ａの伸縮ロッド５ｂに設けられた横振りシリンダ５
ｃ、直動シリンダ５ｄ、直動シリンダ５ｅのロッド先端
に設けられたベース５ｅ等からなり、ヘッド部１０を任
意の位置及び向きに移動できるようになっている。

【００１５】図２は、本発明の工法に用いるコンクリー
ト吹付機のヘッド部の構成図である。この図において、
ヘッド部１０は、インペラ１２、ケーシング１４、及び
コンクリート供給管１６からなる。

【００１６】インペラ１２は、図示しない駆動装置（例
えば油圧モータ）により軸心Ｏを中心に高速回転するよ
うになっている。このインペラ１２にはその周辺部にコ
ンクリートを接線方向に投射するための複数のブレード
１３が設けられている。この実施形態ではインペラ１２
は、間隔を隔てて平行に配置された２枚の円板であり、
ブレード１３は、２枚の円板の間に周方向に間隔を隔て
て４枚固定されている。ブレード１３は半径方向に延び
た平板であり、かつ交換可能であるのがよい。

【００１７】ケーシング１４は、インペラ１２を間隔を
隔てて囲んでいる。このケーシング１４は容易に分割
（例えば２分割）でき、内部を清掃又はメンテナンスで
きるようになっているのがよい。

【００１８】コンクリート供給管１６は、ケーシング１
４の外周部の一部に設けられ、コンクリート用パイプ６
（図１参照）を介してコンクリートポンプ４ｂに連結さ
れ、生コンクリート７をインペラ１２の外周部から回転
中心に向けて供給（圧送）するようになっている。

【００１９】急結剤８は、液体急結剤であることが好ま
しい。液体急結剤を用いることにより、噴霧することが
でき、コンクリート７との接触・混合が容易になるた
め、攪拌スクリューなしで、十分な混合を行うことがで
きる。

【００２０】また、急結剤８に、粉体急結剤と流体との
混合物、すなわち粉体急結剤と水との混合スラリーを用
いることもできる。粉体急結剤は急結能力が高く、かか
る急結剤８を用いることにより、粉塵の発生を抑制しな
がら、容易に優れた硬化性を発揮することができる。

【００２１】図２に示すように、本発明のコンクリート
吹付工法によれば、周辺部にコンクリートをほぼ接線方
向に投射するための複数のブレード１３を有し軸心Ｏを
中心に高速回転するインペラ１２と、インペラ１２の外
周部から回転中心に向けて生コンクリート７を供給する
コンクリート供給管１６と、インペラ１２のほぼ接線方
向に位置する複数の急結剤供給ノズル２０と、からなる
ヘッド部（１０）を備え、空気を用いずにコンクリート
７をインペラ１２の回転によりその接線方向に投射し、
投射中のコンクリート７に向けて複数の急結剤供給ノズ
ル２０から急結剤８を吹き付け、これを投射中にコンク
リート７と混合しながら対象壁面に吹き付ける。

【００２２】なお、急結剤供給ノズル２０は、図２に示
すように、複数のノズル２０を独立に設け、インペラの
回転により投射された投射中のコンクリート７に向けて
急結剤を吹き付け、これをコンクリートと混合して吹き
付けるようにするとよい。

【００２３】上記本発明の方法及び装置によれば、従来
のコンクリート送り込み機構である攪拌スクリューがな
く、その代わりに急結剤供給ノズル２０を有するコンク
リート吐出ノズルがコンクリート供給管１６からインペ
ラのほぼ接線方向に設けられ、この急結剤供給ノズルか
らインペラの回転により空気を用いずに投射された投射
中のコンクリート７に向けて急結剤８を吹き付けるよう
になっているので、投射中にコンクリートと混合しなが
ら対象壁面に吹き付けることができ、短時間の停止では
ヘッド部内部でのコンクリートの硬化がほとんどなく、
これにより作業の中断毎の清掃やメンテナンスを不要に
することができる。また、従来の攪拌スクリュー（図４
参照）とこれを駆動する装置がなくなるため、ヘッド部
を小型軽量化することができ、これによりヘッド部を移
動させるビームや油圧シリンダ等を小型化できる。

【００２４】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。

【００２５】

【発明の効果】上述したように、本発明のコンクリート
の吹付工法及び吹付機は、ヘッド部内部でのコンクリー
トの硬化を抑制することができ、これにより作業の中断
毎の清掃やメンテナンスを不要にすることができ、かつ
ヘッド部を小型軽量化することができ、これによりヘッ
ド部を移動させるビームや油圧シリンダ等を小型化でき
る、等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリート吹付機を用いた本発明のコンクリ
ート吹付工法の模式図である。

【図２】本発明の本発明の工法に用いるコンクリート吹
付機のヘッド部の構成図である。

【図３】従来のエアー吹付手段の模式図である。

【図４】空気を用いない従来のコンクリート吹付手段の
ヘッド部の構成図である。

【符号の説明】

１ ノズル ２ インペラ ３ 攪拌スクリュー ４ 主機 ５ ロボットアーム機構 ６ コンクリート用パイプ ７ 生コンクリート ８ 急結剤 １０ ヘッド部 １２ インペラ １３ ブレード １４ ケーシング １６ コンクリート供給管 ２０ ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山野 幹市郎 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川 島播磨重工業株式会社 東二テクニカル センター内 (72)発明者 田村 忠昭 東京都中央区京橋二丁目２番15号 リブ コンエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−88763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28669（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−20668（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04G 21/02 E21D 11/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周辺部にコンクリートをほぼ接線方向に
   投射するための複数のブレード（１３）を有し軸心を中
   心に高速回転するインペラ（１２）と、該インペラを囲
   むケーシング（１４）と、該ケーシングの外周部の一部
   に設けられインペラの外周部からインペラの回転中心O
   に向けて生コンクリート（７）を供給するコンクリート
   供給管（１６）と、ケーシングの外周部の一部に設けら
   れコンクリート供給管からインペラのほぼ接線方向に位
   置するコンクリート吐出ノズルと、からなるヘッド部
   （１０）を備え、前記コンクリート吐出ノズルは、 複数の急結剤供給ノズ
   ル（２０）を有し、空気を用いずにコンクリートをイン
   ペラの回転によりその接線方向に投射し、投射中のコン
   クリートに向けて複数の急結剤供給ノズルから急結剤を
   吹き付け、これを投射中にコンクリートと混合しながら
   対象壁面に吹き付ける、ことを特徴とするコンクリート
   吹付工法。
2. 【請求項２】 前記急結剤は、液体急結剤であることを
   特徴とする請求項１に記載のコンクリート吹付工法。
3. 【請求項３】 前記急結剤は、粉体急結剤と流体との混
   合物、すなわち粉体急結剤と水との混合スラリーである
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンクリート吹付工
   法。