JP2017145648A - インバートコンクリート施工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インバートコンクリートの仕上がりの品質を向上させると共に、インバートコンクリートの施工の効率化を図る。【解決手段】インバートコンクリート施工装置１００は、上部フレーム１３及び脚部（支柱１４，１５、油圧ジャッキ１６〜１９及び走行装置２１，２２）を備える本体部１１と、上部フレーム１３より下方に配置されてトンネル１の底面１ａ上に供給されたコンクリートを均す均し部材（ブレード８４）と、トンネル１の底面１ａ上に載置されて均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部（支持台７０及び移動体７８）と、トンネル１の底面１ａ上にコンクリートを供給するための配管（コンクリート供給配管１０１）とを有する。コンクリート供給配管１０１は上部フレーム１３と均し部材との間に位置する。均し部材はコンクリート供給配管１０１の下方をトンネル軸方向に移動可能である。【選択図】図３

Description

本発明は、トンネル底部にインバートコンクリートを施工するための装置に関する。

トンネル工事では、例えば、トンネル底部を下に凸のアーチ型に掘り下げた後に、この掘り下げられたトンネル底部にコンクリートを打設して養生・硬化させることにより、トンネル底部にインバートコンクリートを構築する。

特許文献１は、インバートコンクリートの構築に用いられる、トンネル工事用の桟橋を開示している。この桟橋の長手方向中央の下部には、トンネル底部に流し込んだコンクリートを平滑に均して打設するインバートフィニッシャーが２機セットされている。インバートフィニッシャーは、桟橋の下部にその長手方向に沿って走行自在に吊り下げられたフレームに昇降装置を介して取り付けられている。インバートフィニッシャーは、桟橋に設けられているフレーム走行装置によってフレームと共に桟橋の前後方向に往復運動し、また、昇降装置により上下昇降可能になっている。

特開平７−１３９２９７号公報

しかしながら、トンネル工事では桟橋上を車両が通行する。それゆえ、前述のようにインバートフィニッシャーがフレーム及び昇降装置を介して桟橋に支持されている場合には、桟橋上の車両の通行による桟橋のたわみや桟橋の振動がインバートフィニッシャーに伝わってインバートコンクリートの表面が凸凹になるなど、インバートコンクリートの仕上がりの品質に悪影響を及ぼしかねない。また、トンネル底部にコンクリートを供給するための配管の設置位置によってインバートフィニッシャーの走行可能範囲が制限されることがあり、インバートコンクリートの施工を効率良く行うことが難しかった。

本発明は、このような実状に鑑み、インバートコンクリートの仕上がりの品質の向上と、インバートコンクリートの施工の効率化とを目的とする。

そのため本発明の第１態様におけるインバートコンクリート施工装置は、トンネル底部にインバートコンクリートを施工するための装置であって、トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム、及び、上部フレームをトンネル底面上に支持する脚部、を備える本体部と、上部フレームより下方に配置されて、トンネル底面上に供給されたコンクリートを均す均し部材と、トンネル底面上に載置されて、均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部と、を有する。

本発明の第２態様におけるインバートコンクリート施工装置は、トンネル底部にインバートコンクリートを施工するための装置であって、トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム、及び、上部フレームをトンネル底面上に支持する脚部、を備える本体部と、トンネル底面上にコンクリートを供給するための配管と、上部フレームより下方に配置されて、トンネル底面上に供給されたコンクリートを均す均し部材と、均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部と、を有する。前記配管が上部フレームと均し部材との間に位置する。均し部材は、前記配管の下方をトンネル軸方向に移動可能である。

本発明の第１態様によれば、インバートコンクリート施工装置は、トンネル底面上に載置されて、均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部を有する。これにより、均し部材が、本体部から独立した支持部によって支持され得るので、本体部の振動などが均し部材に伝わることを抑制することができ、ひいては、インバートコンクリートの仕上がりの品質を向上させることができる。

本発明の第２態様によれば、トンネル底面上にコンクリートを供給する配管が本体部の上部フレームと均し部材との間に位置し、この配管の下方を均し部材がトンネル軸方向に移動可能である。これにより、前記配管自体が均し部材の移動範囲を制限することがないので、均し部材の移動範囲を十分に確保でき、インバートコンクリートの施工を効率良く行うことができる。

本発明の一実施形態におけるトンネル工事用の桟橋の概略側面図 図１の部分Ａの部分拡大図 図２のＢ−Ｂ断面図 前記一実施形態におけるディストリビュータの正面図及び平面図 前記一実施形態におけるコンクリート供給配管の屈曲状態の第１例及び第２例を示す図 前記一実施形態におけるコンクリート供給配管の伸長状態の第１例及び第２例を示す図 前記一実施形態におけるコンクリート供給配管の先端側の開口部の移動可能領域を示す図 前記一実施形態における吊り上げ装置によって吊り上げられた支持台及びインバートフィニッシャーを示す図

図１は本発明の一実施形態におけるトンネル工事用の桟橋の概略構成を示す。図２は図１の部分Ａの部分拡大図である。図３は図２のＢ−Ｂ断面を示す。

尚、本実施形態では、山岳トンネルを例にとってインバートコンクリート施工装置の説明を行うが、この装置が用いられるトンネルはこれに限らず、例えば、シールドトンネルであり得る。
図１〜図３に示すように、本実施形態では、便宜上、トンネル掘進方向を前進方向として前後左右を規定している。

本実施形態では、トンネル１の底部をなだらかな下に凸のアーチ型に掘り下げた後に、この掘り下げられたトンネル１の底部にコンクリートを打設して養生・硬化させることにより、トンネル１の底部にインバートコンクリートが構築される。ここで、図１及び図２に示すインバートコンクリート２は既設のもの（すなわち、打設されたコンクリートの養生・硬化が完了したもの）である。また、図１及び図２に示すインバートコンクリート３は施工途中のもの（すなわち、打設されたコンクリートの養生・硬化が完了していないもの）である。また、図１及び図２に示す１点鎖線で囲まれた部分は、次にインバートコンクリートの施工が行われる予定の箇所（施工予定箇所）４である。

運搬車両などの車両は、既設のインバートコンクリート２の上面上を走行することができる。尚、運搬車両については、切羽からのズリの搬出や資材の運搬などの多くの用途がある。

トンネル工事用の桟橋１０は、トンネル１の底部におけるインバートコンクリートの施工箇所（例えば、前述のインバートコンクリート３の施工箇所及び施工予定箇所４）をトンネル軸方向（トンネル掘進方向）に跨ぐように、トンネル１内に配置される。桟橋１０は、トンネル幅方向中央部に配置される。

桟橋１０は本体部１１と車両走行用床板１２とを有する。
本体部１１は、トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム１３と、上部フレーム１３の左右両側にそれぞれ設けられた支柱１４，１５、油圧ジャッキ１６〜１９及び走行装置２１，２２とを備えており、トンネル軸方向に移動可能に構成されている。ここで、支柱１４，１５、油圧ジャッキ１６〜１９及び走行装置２１，２２が、本発明の「脚部」として機能可能であり、上部フレーム１３をトンネル１の底面１ａ上に支持し得る。本実施形態では、前側から後側に向かって、油圧ジャッキ１６、支柱１４、油圧ジャッキ１７、油圧ジャッキ１８、支柱１５、油圧ジャッキ１９という順番で並んでいる。

上部フレーム１３は、その左右両側にそれぞれ設けられた主桁２５及び欄干２６と、複数の横桁２７と、を備える。
主桁２５はトンネル軸方向に延在して所定長さを有する。また、主桁２５同士はトンネル幅方向で互いに離間している。主桁２５は、上フランジと下フランジとウェブとからなるＨ形鋼で構成されている。

欄干２６は、トンネル軸方向に延在して所定長さを有する。欄干２６は、主桁２５の上端部に固定されている。欄干２６は、上フランジと下フランジとウェブとからなるＨ形鋼で構成されている。
横桁２７はトンネル幅方向に延在して所定長さを有する。また、横桁２７同士はトンネル軸方向に互いに離間している。横桁２７は、上フランジと下フランジとウェブとからなるＨ形鋼で構成されている。横桁２７の上フランジの左右両端部が、それぞれ、左側の主桁２５の下端部と、右側の主桁２５の下端部とに固定されている。

油圧ジャッキ１６〜１９は、各々が上下方向に伸縮自在である。
走行装置２１は、トンネル１の底面１ａ上を転動可能な車輪を備える。走行装置２２は、既設のインバートコンクリート２上を転動可能な車輪を備える。走行装置２１，２２の少なくとも一方は、図示しない電動モータを備えており、この電動モータを駆動源として、車輪を駆動させることにより、桟橋１０を自走させることができる。

桟橋１０の停止時（特に、インバートコンクリート施工時）には、油圧ジャッキ１６〜１９の下端とトンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面との間に介装部材３１〜３４が介装された状態で、油圧ジャッキ１６〜１９が伸長している。このときには、支柱１４，１５の下端とトンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面との間に介装部材３５，３６が介装されている。また、このときには、走行装置２１，２２の車輪が、トンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面より若干浮上している。この結果、上部フレーム１３が、支柱１４，１５及び油圧ジャッキ１６〜１９によって、介装部材３１〜３６を介して、トンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に支持される。

一方、桟橋１０の走行時には、前述の介装部材３１〜３６が撤去されて、油圧ジャッキ１６〜１９が短縮状態となっている。このときには、支柱１４，１５の下端及び油圧ジャッキ１６〜１９が、トンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面より離間している（後述する図８参照）。また、このときには、走行装置２１，２２の車輪が、それぞれ、トンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上を転動する。

車両走行用床板１２は、平面視で矩形状をなし、トンネル軸方向に延在して所定長さを有する。車両走行用床板１２は、上部フレーム１３上（詳しくは横桁２７の上フランジ上）に配置されている。運搬車両などの車両が車両走行用床板１２上を走行し得る。

本体部１１の前端には、トンネル１の底面１ａと車両走行用床板１２の前端とを接続する車両案内台３８が昇降自在に設けられている。車両案内台３８の昇降にはクレーン４１が用いられる。
本体部１１の後端には、既設のインバートコンクリート２の上面と車両走行用床板１２の後端とを接続する車両案内台３９が昇降自在に設けられている。車両案内台３９の昇降にはクレーン４２が用いられる。

本体部１１を以上のように構成することにより、本体部１１の上部フレーム１３の下方に、インバートコンクリート施工用の作業スペースを確保することができる。

インバートコンクリート施工装置１００は、前述の本体部１１と、ディストリビュータ５０と、支持台７０と、インバートフィニッシャー８０と、吊り上げ装置９０とを有する。

ここで、ディストリビュータ５０の構成について、図１〜図３に加えて図４を用いて説明する。図４（ａ）はディストリビュータ５０の正面図である、図４（ｂ）はディストリビュータ５０の平面図である。

ディストリビュータ５０は、矩形フレーム部５１と、支持アーム５２と、管状部材５５〜５７とを有する。
上部フレーム１３におけるトンネル軸方向中央部かつトンネル幅方向中央部に位置する２本の横桁２７の下面には、介装部材５９を介して、矩形フレーム部５１が取り付けられている。矩形フレーム部５１は平面視で矩形状をなしている。

管状部材５５は、介装部材５９及び矩形フレーム部５１を上下方向に貫通するように上下方向に延びている。本実施形態では、図示しないコンクリートミキサー車及びポンプ車が桟橋１０より後方のトンネル１内に駐車されており、コンクリートミキサー車から排出されてポンプ車によって加圧されたコンクリートが、配管６０を介して、管状部材５５の上側の開口部５５ａに供給される。尚、図１、図２、及び、後述する図８に図示の配管６０ａは、配管６０の一部を構成するものである。

管状部材５５の下側の開口部５５ｂには、スイベルジョイント６１を介して、管状部材５６の基端側の開口部５６ａが連結されている。管状部材５６は、基端側の開口部５６ａから下方に向かい、湾曲して若干上方に向かいつつ水平方向に延び、更に、先端側で再び下方に向かって、先端側の開口部５６ｂに至っている。

管状部材５６の先端側の開口部５６ｂには、スイベルジョイント６２を介して、管状部材５７の基端側の開口部５７ａが連結されている。管状部材５７は、基端側の開口部５７ａから下方に向かい、湾曲して若干上方に向かいつつ水平方向に延び、更に、先端側で再び下方に向かって、先端側の開口部５７ｂに至っている。

支持アーム５２は、その基端部５２ａが管状部材５５の外側に回転自在に取り付けられており、水平方向に延びて、先端部５２ｂが管状部材５６の先端部及びスイベルジョイント６２に取り付けられている。従って、支持アーム５２及び管状部材５６は、各々の基端部に位置する管状部材５５及びスイベルジョイント６１の、上下方向に延びる中心軸を回転中心として、管状部材５５に対して回転自在である。また、管状部材５７は、その基端部に位置するスイベルジョイント６２の、上下方向に延びる中心軸を回転中心として、管状部材５６に対して回転自在である。

管状部材５５は、矩形フレーム部５１及び介装部材５９を介して本体部１１の上部フレーム１３に固定されている。管状部材５６は、その基端部が、スイベルジョイント６１を介して、管状部材５５の下端部に旋回可能に接続されている。管状部材５７は、その基端部が、スイベルジョイント６２を介して、管状部材５６の先端部に旋回可能に接続されている。

支持アーム５２の基端部５２ａには、先端部５２ｂと反対の側に延びるアーム６４の基端部が連結されている。このアーム６４にはカウンタウエイト６５が設けられている。
支持アーム５２の先端部５２ｂには、管状部材５７の先端側をワイヤー６７を介して支持するためのブラケット６８が設けられている。尚、図４（ａ）にはワイヤー６７及びブラケット６８を図示したが、図４（ｂ）ではワイヤー６７及びブラケット６８の図示を省略した。

矩形フレーム部５１には電動モータ６９が配設されている。この電動モータ６９を回転駆動源として、支持アーム５２の基端部５２ａを管状部材５５に対して回転させることにより、それに追従するように管状部材５６及び管状部材５７を回転させることができる。

尚、本実施形態では、スイベルジョイント６１を介して管状部材５５に対して管状部材５６を回転させるために電動モータ６９の動力を用いているが、この他、人力を用いてもよい。また、スイベルジョイント６２を介して管状部材５６に対して管状部材５７を回転させるために人力を用いるが、この他、電動モータなどの動力を用いてもよい。

ここで、本発明の「トンネル底面上にコンクリートを供給するための配管」に対応するコンクリート供給配管１０１が、管状部材５６，５７とスイベルジョイント６２とによって構成されている。コンクリート供給配管１０１は、本体部１１の上部フレーム１３の下方に位置し、かつ、インバートフィニッシャー８０の上方に位置する。すなわち、コンクリート供給配管１０１は、本体部１１の上部フレーム１３とインバートフィニッシャー８０との間に位置する。

コンクリート供給配管１０１は、スイベルジョイント６１、管状部材５５、矩形フレーム部５１及び介装部材５９を介して、本体部１１の上部フレーム１３によって支持されている。
コンクリート供給配管１０１は、平面視で、スイベルジョイント６２にて屈曲可能である。ここで、スイベルジョイント６２が本発明の「管状部材の端部同士を連結する連結部」に対応する。

図５（ａ）はコンクリート供給配管１０１の屈曲状態の第１例を示す。図５（ｂ）はコンクリート供給配管１０１の屈曲状態の第２例を示す。図６（ａ）はコンクリート供給配管１０１の伸長状態の第１例を示す。図６（ｂ）はコンクリート供給配管１０１の伸長状態の第２例を示す。図７は、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）の移動可能領域Ｓを示す。ここで、図５（ａ），（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）、及び、図７は、前述の図４（ｂ）に対応するディストリビュータ５０の平面図である。

図５（ａ），（ｂ）において、コンクリート供給配管１０１は、平面視で、スイベルジョイント６２にて略９０°に屈曲している。
一方、図６（ａ）において、コンクリート供給配管１０１は、平面視で、管状部材５５側から後方に向かって略直線状に伸長している。また、図６（ｂ）において、コンクリート供給配管１０１は、平面視で、管状部材５５側から前方に向かって略直線状に伸長している。

ディストリビュータ５０は前述の構成を有することにより、コンクリート供給配管１０１を、図５及び図６に示した屈曲・伸長状態のみならず、任意の屈曲・伸長状態とすることができる。それゆえ、平面視で、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）を、図７に示す円形状の移動可能領域Ｓ内の任意の位置に移動させて、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）からトンネル１の底面１ａ上にコンクリートを供給することができる。ここで、移動可能領域Ｓは、管状部材５５の、上下方向に延びる中心軸を中心とし、かつ、コンクリート供給配管１０１の伸長状態での長さＬ（図７参照）を半径とする円形状の領域である。

図１〜図３に戻り、本体部１１の上部フレーム１３と油圧ジャッキ１７，１８とによって囲まれる、インバートコンクリート施工用の作業スペースには、インバートフィニッシャー８０を支持する支持台７０が配置されている。

支持台７０は、左右一対のレール７１，７１と、左右両側にそれぞれ設けられてレール７１をトンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に支持する前側の油圧ジャッキ７２及び後側の油圧ジャッキ７３と、レール７１，７１間に架け渡された複数のビーム部材７４とを備える。尚、本実施形態では、油圧ジャッキ７２，７３の下端とトンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面との間に介装部材７６，７７が介装された状態で、支持台７０がトンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に載置される。

レール７１はトンネル軸方向に延在して所定長さを有する。レール７１は、上フランジと下フランジとウェブとからなるＨ形鋼で構成されている。レール７１は、上部フレーム１３の近傍に配置されている。レール７１同士はトンネル幅方向で互いに離間している。ここで、平面視で、レール７１，７１間に主桁２５，２５が位置している。すなわち、レール７１，７１間の離間距離が主桁２５，２５間の離間距離よりも大きい。

油圧ジャッキ７２，７３は、各々が上下方向に伸縮自在である。油圧ジャッキ７２，７３を伸縮させることで、レール７１，７１及びインバートフィニッシャー８０の高さ調整及び姿勢調整を行うことができる。油圧ジャッキ７２，７３を伸縮させてレール７１，７１の高さ調整を行うことで、インバートフィニッシャー８０はレール７１，７１を定規として、例えば施工途中のインバートコンクリート３の表面を平滑に均すことができ、インバートコンクリート構築の精度が向上する。
ビーム部材７４は、左右両端部が、それぞれ、左右のレール７１，７１の上部に連結されて、トンネル幅方向に延在している。

支持台７０の左右のレール７１，７１には、それぞれ、移動体７８が設けられている。移動体７８は、レール７１に懸垂支持されて、レール７１に沿ってトンネル軸方向に移動できるように構成されている。移動体７８は、例えば、レール７１の下フランジ上を転動する車輪を備える。
ここで、支持台７０と移動体７８とにより、本発明の「支持部」の機能が実現される。この「支持部」は、トンネル１の底面１ａ上に載置されてインバートフィニッシャー８０をトンネル軸方向に移動可能に支持する。また、油圧ジャッキ７２，７３が本発明の「支柱」として機能し、レール７１をトンネル１の底面１ａ上に支持する。尚、油圧ジャッキ７２，７３は支柱とジャッキの組み合わせであってもよい。

左右両側の移動体７８の下端部には、それぞれ、上下方向に延びる柱部材７９の上端部が連結されている。インバートフィニッシャー８０は、左右両側の柱部材７９の下端部に取り付けられている。尚、柱部材７９は、上下方向に伸縮自在な油圧ジャッキを含んで構成されてもよい。柱部材７９が油圧ジャッキを含んで構成される場合には、当該油圧ジャッキを伸縮させることで、インバートフィニッシャー８０の高さ調整を行うことができる。
インバートフィニッシャー８０は、ビーム部材８１と、バイブレータ８２と、ブレード８４とを含む。

ビーム部材８１は、トンネル幅方向に延在し、左右両側部が、それぞれ、左右両側の柱部材７９の下端部に接続されている。ビーム部材８１の下側には、坑口側から見てなだらかな下に凸のアーチ型の鋼材８５が連結部材８６を介して取り付けられている。鋼材８５の上面には１台以上（図３では２台）のバイブレータ８２が配設されている。

鋼材８５の前側にはブレード８４が取り付けられている。ブレード８４は、坑口側から見てなだらかな下に凸のアーチ型である。このブレード８４のアーチ形状は、施工されるインバートコンクリートの断面形状を考慮して適宜設定され得る。ここで、ブレード８４は、本発明の「均し部材」に対応するものであり、本体部１１の上部フレーム１３より下方に配置されるものであり、トンネル１の底面１ａ上に供給されたコンクリート（例えば、施工途中のインバートコンクリート３）の表面を均すものである。ブレード８４は、当該コンクリートを削り取ることで、その表面を均す。また、ブレード８４は、鋼材８５、連結部材８６、ビーム部材８１、及び柱部材７９を介して、移動体７８に取り付けられている。

トンネル１の底面１ａ上に供給されたコンクリートの表面をインバートフィニッシャー８０で均すときには、バイブレータ８２を作動する。このバイブレータ８２の作動により、その振動が鋼材８５及びブレード８４を介して当該コンクリートに伝わることで、当該コンクリートは流動性を得て敷均され得る。また、当該コンクリートの表面を密実化することができる。

左右両側の欄干２６には、それぞれ、前後に２つの吊り上げ装置９０，９０が設けられている。吊り上げ装置９０は、ワイヤー９１を巻き上げ可能なウインチ９２を有する。ウインチ９２から繰り出されたワイヤー９１の先端部は、支持台７０のビーム部材７４に取り付けられている。ここで、図８は、吊り上げ装置９０によって吊り上げられた支持台７０及びインバートフィニッシャー８０を示している。

桟橋１０の停止時（特に、インバートコンクリート施工時）には、吊り上げ装置９０による支持台７０の吊り上げを行うことなく、支持台７０の油圧ジャッキ７２，７３の下端とトンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面との間に介装部材７６，７７が介装された状態で、支持台７０がトンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に載置される（図２参照）。それゆえ、レール７１，７１が、油圧ジャッキ７２，７３によって、介装部材７６，７７を介して、トンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に支持される。このときに、支持台７０は、本体部１１によて支持されておらず、自重のみで自立している（すなわち、このときに支持台７０は桟橋１０から独立している）。

一方、桟橋１０の走行時には、支持台７０を吊り上げ装置９０で吊り上げて、前述の介装部材７６，７７を撤去する。このときには、支持台７０の油圧ジャッキ７２，７３の下端がトンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面より離間している（図８参照）。また、このときには、インバートフィニッシャー８０のブレード８４も、トンネル１の底面１ａ及びインバートコンクリート２の上面より離間している（図８参照）。従って、支持台７０は、吊り上げ装置９０によって吊り上げられたときにトンネル１の底面１ａから離れて、吊り上げ装置９０を介して本体部１１によって支持される。また、支持台７０は、吊り上げ装置９０によって吊り上げられたときに、油圧ジャッキ７２，７３がトンネル１の底面１ａから離れる。

次に、インバートコンクリート施工装置１００を用いるインバートコンクリートの施工方法の一例について説明する。

まず、図１に示すように、桟橋１０を、トンネル１の底部におけるインバートコンクリートの施工箇所をトンネル軸方向に跨ぐように、トンネル１内に配置する。
次に、既設のインバートコンクリート２の切羽側端部に隣接するように、トンネル１の底面１ａ上に、コンクリートの打設予定領域を、図示しない型枠を用いて区画する。

次に、このコンクリートの打設予定領域内にコンクリートを供給する（図１及び図２に示す、施工途中のインバートコンクリート３参照）。このコンクリートの供給は、前述のコンクリートミキサー車、ポンプ車、配管６０、管状部材５５、及び、コンクリート供給配管１０１を介して行われる。このコンクリートの供給時には、平面視でコンクリート供給配管１０１をスイベルジョイント６２にて適宜屈曲させることで、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）を、前述のコンクリートの打設予定領域内の任意の位置に配置することができる。ここで、前述のコンクリートの打設予定領域は、図８に示す移動可能領域Ｓ内に含まれている。

次に、移動体７８をレール７１に沿って坑口側から切羽側に移動させることで、インバートフィニッシャー８０を坑口側から切羽側に移動させつつ、インバートフィニッシャー８０で前述のコンクリートの打設予定領域内のコンクリート（インバートコンクリート３）の表面を均す。尚、移動体７８によるインバートフィニッシャー８０のトンネル軸方向の移動は、電動モータ等の動力を用いて行ってもよく、また、人力によって行ってもよい。このインバートフィニッシャー８０のトンネル軸方向移動時には、ブレード８４を含むインバートフィニッシャー８０は、コンクリート供給配管１０１に接触することなく、コンクリート供給配管１０１の直下をトンネル軸方向に移動可能である。尚、この移動時には、コンクリート供給配管１０１を、例えば図６（ａ），（ｂ）に示す伸長した状態にすることにより、コンクリート供給配管１０１が移動体７８及び柱部材７９に接触することを防止することができる。

次に、施工予定箇所４にて、前述と同様にインバートコンクリートの施工を行う。
施工予定箇所４でのインバートコンクリートの施工が完了すると、桟橋１０を切羽側に移動させる。この桟橋１０の移動時には、前述のように、吊り上げ装置９０によって支持台７０が吊り上げられることにより、支持台７０及びインバートフィニッシャー８０が桟橋１０と一体的に移動することができる。

以上のようにして、支持台７０及びインバートフィニッシャー８０が桟橋１０から独立した状態でのインバートコンクリートの構築と、支持台７０及びインバートフィニッシャー８０が桟橋１０に一体化された状態でのこれらの移動とを坑口側から切羽側に向かって順次繰り返すことで、インバートコンクリートの施工が進められる。

尚、このインバートコンクリートの施工方法の一例において、インバートフィニッシャー８０でインバートコンクリート３の表面を均しつつ、コンクリート供給配管１０１を用いて施工予定箇所４にコンクリートを供給してもよい。このようにインバートコンクリート３の表面の均し作業と施工予定箇所４でのコンクリート打設作業とを並行して行うことにより、インバートコンクリートの施工を効率よく行うことができる。

また、前述のインバートコンクリートの施工方法の一例では、インバートコンクリートの構築を坑口側から切羽側に向かって進めているが、これとは逆に、インバートコンクリートの構築を切羽側から坑口側に向かって進めてもよい。

本実施形態によれば、インバートコンクリート施工装置１００は、トンネル１の底部にインバートコンクリートを施工するための装置である。インバートコンクリート施工装置１００は、トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム１３、及び、上部フレーム１３をトンネル１の底面１ａ上に支持する脚部（支柱１４，１５、油圧ジャッキ１６〜１９及び走行装置２１，２２）、を備える本体部１１と、上部フレーム１３より下方に配置されて、トンネル１の底面１ａ上に供給されたコンクリートを均す均し部材（ブレード８４）と、トンネル１の底面１ａ上に載置されて、均し部材（ブレード８４）をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部（支持台７０及び移動体７８）と、を有する。これにより、均し部材（ブレード８４）が、本体部１１から独立した支持部（支持台７０及び移動体７８）によって支持され得るので、本体部１１の振動などが均し部材（ブレード８４）に伝わることを抑制することができ、ひいては、インバートコンクリートの仕上がりの品質を向上させることができる。

また本実施形態によれば、インバートコンクリート施工装置１００は、本体部１１に設けられて支持部（支持台７０及び移動体７８）を吊り上げ可能な吊り上げ装置９０を更に有する。支持部（支持台７０及び移動体７８）は、吊り上げ装置９０によって吊り上げられたときにトンネル１の底面１ａから離れて、吊り上げ装置９０を介して本体部１１によって支持される。これにより、支持部（支持台７０及び移動体７８）を吊り上げ装置９０を介して本体部１１と一体的にすることができる。

また本実施形態によれば、本体部１１はトンネル軸方向に移動可能に構成されている。本体部１１がトンネル軸方向に移動するときに、支持部（支持台７０及び移動体７８）が吊り上げ装置９０によって吊り上げられる。これにより、支持部（支持台７０及び移動体７８）を本体部１１と一体的にトンネル軸方向に移動させることができる。

また本実施形態によれば、支持部（支持台７０及び移動体７８）は、上部フレーム１３の近傍に配置されてトンネル軸方向に延びる一対のレール７１，７１と、レール７１をトンネル１の底面１ａ上に支持する支柱（油圧ジャッキ７２，７３）と、レール７１に懸垂支持されてレール７１に沿って移動可能な移動体７８と、を有する。均し部材（ブレード８４）は移動体７８に取り付けられている。支持部（支持台７０及び移動体７８）が吊り上げ装置９０によって吊り上げられたときに、支柱（油圧ジャッキ７２，７３）がトンネル１の底面１ａから離れる。これにより、支持部（支持台７０及び移動体７８）を簡素な構成とすることができる。

また本実施形態によれば、インバートコンクリート施工装置１００は、トンネル１の底面１ａ上にコンクリートを供給するための配管（コンクリート供給配管１０１）を更に有する。コンクリート供給配管１０１が上部フレーム１３と均し部材（ブレード８４）との間に位置する。均し部材（ブレード８４）は、コンクリート供給配管１０１の下方をトンネル軸方向に移動可能である。これにより、コンクリート供給配管１０１自体が均し部材（ブレード８４）の移動範囲を制限することがないので、均し部材（ブレード８４）の移動範囲を十分に確保でき、インバートコンクリートの施工を効率良く行うことができる。

また本実施形態によれば、インバートコンクリート施工装置１００は、トンネル１の底部にインバートコンクリートを施工するための装置である。インバートコンクリート施工装置１００は、トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム１３、及び、上部フレーム１３をトンネル１の底面１ａ上に支持する脚部（支柱１４，１５、油圧ジャッキ１６〜１９、及び走行装置２１，２２）、を備える本体部１１と、トンネル１の底面１ａ上にコンクリートを供給するための配管（コンクリート供給配管１０１）と、上部フレーム１３より下方に配置されて、トンネル１の底面１ａ上に供給されたコンクリートを均す均し部材（ブレード８４）と、均し部材（ブレード８４）をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部（支持台７０及び移動体７８）と、を有する。コンクリート供給配管１０１が上部フレーム１３と均し部材（ブレード８４）との間に位置する。均し部材（ブレード８４）は、コンクリート供給配管１０１の下方をトンネル軸方向に移動可能である。これにより、コンクリート供給配管１０１自体が均し部材（ブレード８４）の移動範囲を制限することがないので、均し部材（ブレード８４）の移動範囲を十分に確保でき、インバートコンクリートの施工を効率良く行うことができる。また、コンクリート供給配管１０１によるトンネル１の底面１ａ上へのコンクリートの打設と、均し部材（ブレード８４）によるインバートコンクリートの表面の均しとを並行して実施できる。

また本実施形態によれば、コンクリート供給配管１０１が本体部１１によって支持されている。これにより、コンクリート供給配管１０１を本体部１１と一体的にトンネル軸方向に移動させることができる。

また本実施形態によれば、コンクリート供給配管１０１は、複数の管状部材５６，５７と、管状部材５６，５７の端部同士を連結する連結部（スイベルジョイント６２）と、を含む。コンクリート供給配管１０１は平面視で連結部（スイベルジョイント６２）にて屈曲可能である（図５参照）。これにより、平面視で、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）を、円形状の移動可能領域Ｓ内の任意の位置に移動させて、コンクリート供給配管１０１の先端側の開口部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）からトンネル１の底面１ａ上にコンクリートを供給することができる。

また本実施形態によれば、本体部１１は、トンネル工事用の桟橋１０を構成する。これにより、運搬車両などの車両は、桟橋１０を通行することで、トンネル１の底部におけるインバートコンクリートの施工箇所を跨いで通行することができる。また、インバートコンクリートの施工時には、支持台７０はトンネル１の底面１ａ上及びインバートコンクリート２の上面上に載置されて自立しているので、桟橋１０上の車両の走行による振動、変位などの影響が支持台７０及びインバートフィニッシャー８０に伝わらない。従って、インバートフィニッシャー８０によるインバートコンクリートの表面仕上げを良好に行うことができる。

尚、本実施形態において、コンクリート供給配管１０１におけるコンクリート排出側の開口端部（管状部材５７の先端側の開口部５７ｂ）には、可撓性を有する管状部材（図示せず）の開口端部が連結されていてもよい。このように、可撓性を有する管状部材の一方の開口端部を管状部材５７の先端側の開口部５７ｂに連結し、更に、可撓性を有する管状部材の他方の開口端部をトンネル１の底面１ａの近傍に位置させることにより、コンクリート供給配管１０１からトンネル１の底面１ａ上へのコンクリート打設時にコンクリートの落下による材料分離やエアーの巻き込みを抑制できる。尚、移動体７８をレール７１に沿ってトンネル軸方向に移動させることでインバートフィニッシャー８０をトンネル軸方向移動させるときには、コンクリート供給配管１０１に連結した可撓性を有する管状部材を、インバートフィニッシャー８０より上方の位置であって、かつ、移動体７８及び柱部材７９に接触しない位置まで退避させる。これにより、インバートフィニッシャー８０のトンネル軸方向移動時に、当該可撓性を有する管状部材が、インバートフィニッシャー８０、移動体７８及び柱部材７９に接触することを防止することができる。

尚、本実施形態では、山岳トンネルを例にとってインバートコンクリート施工装置１００の説明を行ったが、この装置が用いられるトンネルはこれに限らず、例えば、シールドトンネルであり得る。

図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１ トンネル
１ａ 底面
２，３ インバートコンクリート
４ 施工予定箇所
１０ 桟橋
１１ 本体部
１２ 車両走行用床板
１３ 上部フレーム
１４，１５ 支柱
１６〜１９ 油圧ジャッキ
２１，２２ 走行装置
２５ 主桁
２６ 欄干
２７ 横桁
３１〜３６ 介装部材
３８，３９ 車両案内台
４１，４２ クレーン
５０ ディストリビュータ
５１ 矩形フレーム部
５２ 支持アーム
５２ａ 基端部
５２ｂ 先端部
５５〜５７ 管状部材
５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ，５７ａ，５７ｂ 開口部
５９ 介装部材
６０，６０ａ 配管
６１，６２ スイベルジョイント
６４ アーム
６５ カウンタウエイト
６７ ワイヤー
６８ ブラケット
６９ 電動モータ
７０ 支持台
７１ レール
７２，７３ 油圧ジャッキ
７４ ビーム部材
７６，７７ 介装部材
７８ 移動体
７９ 柱部材
８０ インバートフィニッシャー
８１ ビーム部材
８２ バイブレータ
８４ ブレード
８５ 鋼材
８６ 連結部材
９０ 吊り上げ装置
９１ ワイヤー
９２ ウインチ
１００ インバートコンクリート施工装置
１０１ コンクリート供給配管
Ｓ 移動可能領域

Claims (10)

1. トンネル底部にインバートコンクリートを施工するための装置であって、
   トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム、及び、前記上部フレームをトンネル底面上に支持する脚部、を備える本体部と、
   前記上部フレームより下方に配置されて、トンネル底面上に供給されたコンクリートを均す均し部材と、
   トンネル底面上に載置されて、前記均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部と、
   を有する、インバートコンクリート施工装置。
2. 前記インバートコンクリート施工装置は、前記本体部に設けられて前記支持部を吊り上げ可能な吊り上げ装置を更に有し、
   前記支持部は、前記吊り上げ装置によって吊り上げられたときにトンネル底面から離れて、前記吊り上げ装置を介して前記本体部によって支持される、請求項１に記載のインバートコンクリート施工装置。
3. 前記本体部はトンネル軸方向に移動可能に構成され、
   前記本体部がトンネル軸方向に移動するときに、前記支持部が前記吊り上げ装置によって吊り上げられる、請求項２に記載のインバートコンクリート施工装置。
4. 前記支持部は、
   前記上部フレームの近傍に配置されてトンネル軸方向に延びる一対のレールと、
   前記レールをトンネル底面上に支持する支柱と、
   前記レールに懸垂支持されて前記レールに沿って移動可能な移動体と、
   を有し、
   前記均し部材は前記移動体に取り付けられており、
   前記支持部が前記吊り上げ装置によって吊り上げられたときに、前記支柱がトンネル底面から離れる、請求項２又は請求項３に記載のインバートコンクリート施工装置。
5. 前記インバートコンクリート施工装置は、トンネル底面上にコンクリートを供給するための配管を更に有し、
   前記配管が前記上部フレームと前記均し部材との間に位置し、
   前記均し部材は、前記配管の下方をトンネル軸方向に移動可能である、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のインバートコンクリート施工装置。
6. トンネル底部にインバートコンクリートを施工するための装置であって、
   トンネル軸方向に延在して平面視で矩形状をなす上部フレーム、及び、前記上部フレームをトンネル底面上に支持する脚部、を備える本体部と、
   トンネル底面上にコンクリートを供給するための配管と、
   前記上部フレームより下方に配置されて、トンネル底面上に供給されたコンクリートを均す均し部材と、
   前記均し部材をトンネル軸方向に移動可能に支持する支持部と、
   を有し、
   前記配管が前記上部フレームと前記均し部材との間に位置し、
   前記均し部材は、前記配管の下方をトンネル軸方向に移動可能である、
   インバートコンクリート施工装置。
7. 前記配管が前記本体部によって支持されている、請求項５又は請求項６に記載のインバートコンクリート施工装置。
8. 前記配管は、複数の管状部材と、前記管状部材の端部同士を連結する連結部と、を含み、
   前記配管は平面視で前記連結部にて屈曲可能である、請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載のインバートコンクリート施工装置。
9. 前記配管におけるコンクリート排出側の開口端部には、可撓性を有する管状部材の開口端部が連結されている、請求項５〜請求項８のいずれか１つに記載のインバートコンクリート施工装置。
10. 前記本体部は、トンネル工事用の桟橋を構成する、請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載のインバートコンクリート施工装置。