JPH0333837Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はコンクリート施工装置の考案に係り、
セメントなどの水硬性物質粉末を用いたコンクリ
ート、樹脂コンクリートなどを型枠なしに円滑に
投射施工せしめ、湿式条件下においては固より乾
式条件下の材料供給によつても粉塵の発生が少
く、又湿式条件下の材料であつても好ましい搬送
性を得しめ、しかも何れの場合においても比較的
低い駆動力によつて円滑な投射打設をなすこがで
き、強度的に優れた打設コンクリートを得しめる
ことのできる新しいコンクリート施工装置を提供
しようとするものである。

コンクリートの吹付施工は型枠を取付けること
なしに施工でき、従つて又施工硬化後において型
枠解説を必要としないで直ちに表面仕上げその他
の工事に着手し得るので作業の簡易化と工期の大
幅な短縮を図り得るメリツトがあり、今日におい
て次第に一般化しつつある。然して斯かるコンク
リートの吹付工法としては吹付施工に適した水セ
メント比状態に加水混練されたものをコンクリー
トポンプによつて液体利用による流動物として圧
送し吹付ける湿式法、乾式状態のコンクリート資
料を高圧空気で気体利用流動物として圧送し吹付
けノズル部で混練水を加えつつ吹付ける乾式法お
よびそれらの中間的な方法であるセミ湿式法があ
るがこれらのものは夫々にメリツトを有するとし
ても、又夫々に不利、欠点を有している。即ち湿
式工法は吹付けるコンクリートの構成素材全体を
混合した生混練物をパイプ又はホースのような管
路において搬送し且つノズルから噴射して吹付け
るものであつて、セメント等がよく湿潤化され、
得られた吹付コンクリートの強度も乾式より高く
得られる利点があるが、圧送管路内における摩擦
ないし粘着抵抗が大きく、50Kg／cm²前後のポンプ
圧送力を必要とし、従つて圧送のための管路、機
構が夫々に充分な耐圧性を有することが必要で必
然的に大型且つ強固なものとならざるを得ず、し
かもその粗骨材の大きさや形状に制限を加え且つ
その管路、圧送機構に上記のような特段の考慮を
払つたとしてもその搬送距離が限定され、せいぜ
い50〜60ｍ程度が限度であつて近時における巨大
化した各種施工工事現場における実情に充分即応
し難い欠点がある。加うるに上記有利点である強
度の関係においても最適強度を得る水セメント比
に従つたものは粘性等が最高状態となることから
水セメント比を大として圧送吹付性を確保するよ
うなことが実地的には必要となり、該強度を理想
的に得ることが困難で、好ましいそのメリツトを
発揮し難く、又吹付面からの剥落量の如きもそれ
なりに多くなり、更にはだれその他によつて吹付
層厚にも限度がある等の不利がある。これに対し
乾式法は空気圧送方式によるものであるから管路
等における摩擦抵抗が少で、５〜６Kg／cm²程度の
圧力でよいことから比較的簡易且つコンパクトな
機構と管路により好ましい搬送距離を自由に得し
めることができるので例えば土中深く掘られた坑
内において目的の施工位置から充分に離れた位置
より圧送でき、この意味からは現場に即した自在
な利用をなし得るが、乾燥条件でセメント粉など
を圧送し吹付けるものであるから粉塵発生量が大
であつて、坑内の如きにあつては短時間毎に作業
を中断しなければ目的の施工状態を確認できない
ようなことにすらなり、その作業環境を著しく害
うと共にセメント等が水と充分に接触しないこと
からして得られる吹付工の強度が湿式法の場合の
半分程度にしかならない決定的な不利があり、跳
ね返り量の如きもそれなりに大きな欠点がある。
然してこれらの中間的施工法とされるセミ湿式工
法においては乾式工法における注水位置をノズル
部分からずらせてパイプ、ホースのような管路の
中間部で加水する方法であるが、この加水位置と
しては圧送系の末端部において摩擦抵抗の大きい
部分が形成されることからしてノズル部より５〜
６ｍ程度が限度であつてこれより加水位置を大き
くするとパイプ又はホースの内面にペースト等が
附着して管路を閉塞することとなり、乾式の場合
の圧送距離を大ならしめ得る利点を充分に利用し
ようとしても管路未端部の圧力の低下した部分に
大きな抵抗部が形成されるものであるから乾式法
において予期しないような高性能の圧送又は管路
機構を必要とし、しかも湿式法におけるようなセ
メント等と水の充分な遭遇混練を得ることができ
ない。なお上記したような何れの場合においても
生混練物の附着を良好にし、跳ね返りや剥落量を
減少するために硅酸ソーダ、塩化カルシウム、ア
ルミン酸ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの急
結、瞬結剤を多量に必要とする不利がある。

更に上記のような何れの方法による場合におい
ても吹付施工は高圧空気によつて施工面に吹付け
られるわけで、施工面に吹付けられるまでの過程
において吹付資料中の微粒分がそれなりに飛散
し、特に充分に湿潤化されない粒子成分の飛散が
著しく、又成程施工面に到達したとしても大きな
風力風圧が施工面を直撃し、一旦吹付けられたも
のであつても該資料がこの風力に曝されて再び地
肌面ないし吹付面から飛散せしめられる。従つて
作業雰囲気は著しく汚損せしめられ数分にして完
全に視界が遮られ、特に比較的小断面のトンネル
施工や室内施工においてこのことが著しい。なお
成程吹付気体で分散されるとしても結局は点的な
吹付けであり、それを順次に移動させた施工法と
なるのでそれなりに熟練したノズルマンによる施
工であつても均一な吹付け、平坦な表面をもつた
吹付けをなすことが容易でないと共に施工能率も
それなりに劣ることとなる。その吹付材料圧送の
ための設備に関しても少くとも数十ｍ、一般的に
は100ｍを超える長距離に亘つてポンプ圧送する
には著しく高い圧送力を必要とし、粉塵発生量の
高い乾式空気圧送の場合でもそれなりの圧力を必
要とすることは前記の通りで、それらの圧送機構
や圧送管路にそれらに相当した耐圧性、高圧力が
要求されるところから設備全般が大型且つ強固で
高額なものとならざるを得ない。加うるにこのよ
うな吹付けに当つて不可欠的に用いられる急結剤
はノズル部で添加されるが該急結剤はコンクリー
ト資料と充分に混合せず、その急結効果を均一に
期待し得ないと共に偏在した急結剤の吹付時にお
ける飛散ロスが大きく、又この飛散急結剤によつ
て著しく刺激性の作業雰囲気を形成するから吹付
状態を確認し難いこととなり、連続作業に適しな
い。加うるに吹付層における附着剪断応力に関し
ては一般的に乾式法の場合には吹付層の空気量が
高くなり、湿式法の場合には水分量が高くなる傾
向が大であつて何れの場合にも好ましい安定した
附着剪断応力を得難い。

本考案は前記したような実情に鑑み検討を重ね
て考案されたものであつて、回転スクリユ機構に
よる第１の機械的材料移送手段と該回転スクリユ
機構の軸部を中空としこの中空軸内に挿通された
管路による第２および第３の各圧力的材料移送手
段を有し、これら第１、第２および第３の各材料
移送手段をそれらの各移送手段による移送方向に
直交した状態に設けられた回転投射機構の中央部
に向けて開口させ、該回転投射機構には投射のた
めの翼片を周側部に配設することを提案するもの
である。

本考案によるものの具体的構成の１つは第１図
において明かにされている通りであつて、ポンプ
のような圧送機構に連結された圧力的材料供給手
段としての中心管１３は施工機構１の中心軸にそ
つた方向に横架して設けられ、該中心管１３の先
端部は投射のための回転羽根１６を有する回転板
１８の中心部に向け、しかもこの回転板１８との
間に適当な距離を採つて開口されていて回転板１
８にはこのような中心管１３の開口端に対向させ
た撹拌機構部３８が設けられている。前記中心管
１３と同心状に設けられているのがもう１つの材
料供給筒１２であつて、該供給筒１２と中心管１
３との間には機械的材料供給手段としての移送ス
クリユ１９がホツパー１１部分から前記回転板１
８に向けて設けられており、前記供給筒１２は駆
動輪１２ａを取付け、チエーンなどが懸回されて
適宜に回動されるように成つているが、スクリユ
筒１９ａは台車１０１に固定され、その内部にお
いて前記移送スクリユ１９が中心管１３に取付け
られたプーリ１３ａで接手１３ｂより図示左方部
分が回転されることによりホツパー１１に収容さ
れた資料を機械的な第１の材料移送手段として適
切に移送し、回転板１８に供給でき、その供給量
はスクリユ１９の回転速度に略比例したものとな
る。回転板１８は供給筒１２の更に外側に設けら
れた回転筒１４の先端に取付けられたもので、該
回転筒１４の基端に取付けたプーリ１４ａによる
駆動速度に比例した速度で該回転板１８上に資料
を供給し、撹拌機構３８で撹拌されてから回転板
１８上に供給分散させる。上記した供給筒１２の
回転板１８側先端部は撹拌翼３７，３８部分を被
覆して回転板１８面に近接しているが、その一部
に切欠部１２ｂを形成し、該切欠部１２ｂ部分か
ら回転板１８上に吐出し、供給筒１２を前記駆動
輪１２ａによつて回動し調整操作することによつ
て吹付方向を適宜に制限する。前記した中心管１
３内には圧力的な第２の材料移送手段としての管
路１３ｃと１３ｄとが挿通され、該管路１３ｃの
基端は導管１１３に連結され、又その先端１３
c′は前記回転板１８の中央部に開口し、管路１３
ｄはその基端が導管１１３ａに連結され、先端１
３d′は回転板１８の中央部に対し前記先端１３
c′より更に接近して開口している。前記管路１３
ｃおよび１３ｄは中心管１３内に適宜挿脱し得る
如く設けられ、即ち導管１１３および１１３ａに
連結されたままで抜き取ることができる。

なお、この第１図のものにおいては上記のよう
な施工機構１が台車１０１に設けられているが、
この構成は場合によつては操作台に対して旋回機
構を介して設け、又操作台は支持アームと操作シ
リンダーで支持されたものとして、操作シリンダ
ーの伸縮操作により上下方向に移動されると共に
旋回機構の操作で左右方向に旋回され、所要の位
置および方向を採つた投射打設作業をなすことの
できるロボツト方式などとして実施できる。

上記したような第１図の装置はコンクリートの
打設をなすべきトンネルの径や施工現場の状況に
応じて坑内又は打設現場に搬入すべき機器と坑外
又は打設現場外に設定すべき機器との組合わせ関
係を適宜に変えることができる。即ち施工機構１
と粉状などの急結剤（この急結剤は比較的少量で
あり、その機構も小型でよい）や水その他を添加
するための機構とが坑内のような打設現場にセツ
トされその他のコンクリート配合材料を供給する
機構は坑外に設定して作業し、即ちコンクリート
ミキサー車などで順次に搬ばれるコンクリート材
料がポンプ車からの管路で前記ホツパー１１に供
給され、坑内セツト機構からの添加剤は粉体の場
合には空気圧、水その他の液体の場合には液体圧
によるポンプによつて上記管路１３ｃに送入さ
れ、円滑なコンクリート打設をなすことができ
る。

施工機構１に対する材料の送入は別に第２図と
第３図に示されている通りであつて、材料切出し
機構４４から切出されたコンクリート材料が施工
装置１のホツパー１１にコンベア４４ａを介して
送入され、又主剤タンク４５と補助剤タンク４６
から夫々流量計４７およびポンプ４８を介した圧
力流体が前記導管１１３，１１３ａを介して施工
装置１に送られるものであり、１例として樹脂コ
ンクリートの場合には主剤タンク４５には樹脂コ
ンクリートの主剤が収容され、補助剤タンク４６
には硬化剤が収容これて夫々ポンプ圧送され、切
出し機構４４からの硅砂、硅石の如きに添加混合
せしめられ、投射施工する。一般的なコンクリー
トの場合においては主剤タンク４５にＷ／Ｃの高
いセメントペーストまたはモルタル或いは水が収
容され、補助剤タンクには急結剤（液状または粉
状）や増粘剤（粉塵防止剤）などが収容されて圧
送され、切出し機構４４からの砂利、砂、セメン
トの少くとも１種またはそれ以上のコンクリート
材料に添加混合されて投射施工される。

なおこの第２図のものは坑内施工に当つて第３
図に示すように切出し機構４４、各タンク４５，
４６が施工装置１と共に坑Ａ内に導入され、坑外
に設けたミキサー３０からの材料を一旦切出し機
構４４に送入して上記同様に作業することができ
る。ミキサー３０には定常供給フイーダー３１〜
３４が前置され、セメント、粉状急結剤、砂など
の細骨材、砂利や砕石のような粗骨材を夫々供給
し、主タンク４５には水、補助タンク４６には水
または液体急結剤などを収容せしめて夫々添加混
合するならばホツパー１１及びスクリユ機構１９
までは乾式条件で円滑に材料を機械的に移送し、
これに加水して目的の投射施工をなし得る。

以上説明したような本考案によれば回転スクリ
ユ機構による第１の機械的材料移送手段が湿式又
は乾式のどのような材料をも受入れて適切に移送
でき、然して上記回転スクリユ機構の中心軸を中
空となすことによりそのスクリユ移送を有効に行
わしめるに必要な強度を比較的軽量な中空部材に
よつて得しめ、しかもこのような中空軸内に管路
による第２、第３の各圧力的材料移送手段を挿通
せしめてこの種施工に必要な急結剤、増粘剤その
他の添加剤、２次水、樹脂コンクリート主剤や硬
化剤などを適宜に区分して添加せしめることが可
能で、それによつて湿式又は乾式の何れの工法或
いは樹脂コンクリートなどの何れの手段によつて
も好ましい施工がなし得ることとなり、その圧送
機構も小型且つ小出力のもので足り、第１の機械
的圧送手段に対する材料供給がコンベヤその他の
殊更に高圧力などを必要としない簡易な機構で行
われ得ることと相俟つて、比較的僅少な出力ない
し駆動力で的確な添加混合のタイミングを採り円
滑な作業をなし得、勿論投射施工に高圧空気など
を必要としないので材料の飛散などが少く、好ま
しい作業雰囲気で作業し得るなどの作用効果を有
しており、実用上その効果の大きい考案である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施態様を示すものであつて、
第１図は本考案による施工装置の１例を示した部
分切欠側面図、第２図はその施工状態の１例につ
いての説明図、第３図はそのトンネル内施工状態
の１例を示した説明図である。 然してこれらの図面において、１は施工装置、
１１はホツパー、１２は供給筒、１３は中心管、
１３ｃは第２の圧力的材料移送手段たる管路、１
３ｄは第３の圧力的材料移送手段たる管路、１４
は回転筒、１５は軸受部、１６は投射のための翼
片、１８は回転投射機構たる回転板、１９は第１
の機械的材料移送機構たる回転スクリユ機構、３
７および３８はそれぞれ撹拌翼を夫々示すもので
ある。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転スクリユ機構による第１の機械的材料移送
   手段と該回転スクリユ機構の軸部を中空としこの
   中空軸内に挿通された管路による第２および第３
   の各圧力的材料移送手段を有し、これら第１、第
   ２および第３の各材料移送手段をそれらの各移送
   手段による移送方向に直交した状態に設けられた
   回転投射機構の中央部に向けて開口させ、該回転
   投射機構には投射のための翼片を周側部に配設し
   たことを特徴とするコンクリート施工装置。